Đề tài Nghiên cứu sự tích luỹ kim loại nặng trong đất nông nghiệp và nước mặt xung quang khu công nghiệp Đình Trám tỉnh Bắc Giang

PHẦN 1: MỞ ĐẦU 1. Đặt vấn đề Môi trường sống của chúng ta hiện nay đang ngày càng biến đối mạnh mẽ. Các hoạt động công nghiệp, nông nghiệp, xây dựng, giao thông vận tải, hoạt động khai khoáng ngày càng tăng…, là nguyên nhân làm cho môi trường bị huỷ hoại nghiêm trọng, làm cho nhiệt độ trái đất tăng, lỗ thủng tầng ôzôn ngày càng lớn, mưa axít, nghịch đảo nhiệt.... Ô nhiễm môi trường, trong đó vấn đề ô nhiễm môi trường đất đang là một vấn đề bức xúc của toàn cầu. Từ trước tới nay người ta thường coi môi trường tự nhiên có khả năng tự làm sạch, tuy nhiên nó cũng chỉ xảy ra ở một ngưỡng nhất định, nếu quá ngưỡng đó thì sẽ gây ra ô nhiễm. Trong quá trình sinh hoạt, sản xuất hầu hết các phế thải đều quay trở lại môi trường đất, nước dưới các hình thức khác nhau. Sự tích luỹ kim loại nặng trong đất nông nghiệp nói chung và đất nông nghiệp ở các làng nghề nói riêng là một trong những hiểm họa cho môi trường đất. Vấn đề ô nhiễm KLN trong đất đang diễn ra phổ biến nhiều nơi trên thế giới. Đó là một trong những nguyên nhân làm cho diện tích đất nông nghiệp ngày càng bị thu hẹp. Trong môi trường nông nghiệp, đất đóng vai trò vô cùng quan trọng bởi đất là đối tượng chủ yếu trong sản xuất nông nghiệp. Hầu hết các hoạt động sản xuất nông nghiệp đều diễn ra trên bề mặt đất, đặc biệt là các hoạt động trồng trọt, đất đóng vai trò là vật mang đối với cây trồng. Đối với Bắc Giang, một tỉnh miền núi có nhiều khó khăn, với phần đa dân số hoạt động trong nông nghiệp thì vai trò của đất càng trở nên quan trọng, quyết định đến thu nhập và đời sống của người dân. Hiện nay, diện tích đất nông nghiệp bị suy giảm đáng kể cả về số lượng và chất lượng. Nguyên nhân chủ yếu là do hiện tượng ô nhiễm từ chất thải của sinh hoạt, của hoạt động sản xuất công nghiệp, nông nghiệp. Khu công nghiệp Đình Trám tỉnh Bắc Giang, có diện tích 98,105 ha được xây dựng trên địa bàn 2 xã Hồng Thái và Hoàng Ninh thuộc huyện Việt Yên tỉnh Bắc Giang, với sự tập trung nhiều nghành sản xuất như sản xuất thiết bị xây dựng, sản xuất và chế biến thực phẩm, tráng mạ kẽm kim loại, sản xuất dây cáp điện, sản phẩm nhựa cao cấp, chế tạo máy hàn điện, sản xuất thiết bị điện và điện tử, sản xuất ôxýt kẽm, sản xuất mũ bảo hiểm và phụ tùng xe máy, … thì nguy cơ ảnh hưởng đến chất lượng đất nông nghiệp ở 2 xã và khu vực xung quanh là rất lớn. Xuất phát từ những yêu cầu khoa học và thực tiễn, dưới sự hướng dẫn của PGS.TS. Nguyễn Hữu Thành chúng tôi tiến hành thực hiện đề tài: “Nghiên cứu sự tích luỹ kim loại nặng trong đất nông nghiệp và nước mặt xung quang khu công nghiệp Đình Trám tỉnh Bắc Giang”. 2. Mục đích, yêu cầu và phạm vi nghiên cứu của đề tài 2.1. Mục đích - Trên cơ sở nghiên cứu sự tích luỹ kim loại nặng trong đất nông nghiệp và nước mặt của khu vực xung quanh khu công nghiệp Đình Trám tỉnh Bắc Giang, đánh giá mức độ ô nhiễm chúng của đất. - Đề xuất các giải pháp khắc phục 2.2. Yêu cầu Lấy mẫu tại các vùng đất nông nghiệp chịu ảnh hưởng của khu công nghiệp. 2.3. Phạm vi nghiên cứu Nghiên cứu sự tích luỹ Pb, Cu, Zn, Cd trong đất nông nghiệp và nước mặt xung quanh khu công nghiệp. PHẦN 2: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1. Thực trạng môi trường Việt Nam Cũng như nhiều nước đang phát triển khác trên thế giới, Việt Nam đang đối đầu với những vấn đề gay cấn do tài nguyên thiên nhiên bị thoái hóa và sự xuống cấp của chất lượng môi trường. Sự chuyển đổi từ một nền kinh tế sản xuất tập trung sang một nền kinh tế hướng theo thị trường đã đẩy nhanh sự tăng trưởng kinh tế. Nền kinh tế tăng trưởng tương đối nhanh, nhưng đồng thời nước ta cũng đang phải đối đầu với một số vấn đề nghiêm trọng, trong đó có vấn đề môi trường. 1.1. Ô nhiễm môi trường đất Ô nhiễm đất được xem là tất cả các hiện tượng làm nhiễm bẩn môi trường đất bởi các chất gây ô nhiễm. Đất bị ô nhiễm có thể phân loại theo nguồn gốc phát sinh, hoặc các tác nhân gây ô nhiễm: Do chất thải sinh hoạt, do hoạt động công nghiệp, do hoạt động nông nghiệp, do chất độc hoá học... Ô nhiễm đất sẽ làm đảo lộn cân bằng sinh thái, suy giảm các chất dinh dưỡng và phá huỷ cấu trúc của đất, dưới đây là một số nguyên nhân chủ yếu gây ô nhiễm đất: 1.1.1. Ô nhiễm do chất thải công nghiệp Trong quá trình phát triển, các đô thị lớn như Hà Nội, thành phố Hồ Chí Minh, đã và đang gặp phải nhiều vấn đề môi trường ngày càng nghiêm trọng do các hoạt động sản xuất công nghiệp, nông nghiệp, giao thông vận tải và sinh hoạt gây ra. Theo kết quả tính toán, hoạt động của các khu công nghiệp (KCN) trọng điểm ở thành phố Hồ Chí Minh mỗi ngày thải vào hệ thống sông Sài Gòn - Đồng Nai tổng cộng 1.740.000 m3 nước thải công nghiệp, trong đó có khoảng 671 tấn cặn lơ lửng, 1.130 tấn BOD5 (nhu cầu ôxy sinh hoá), 1789 tấn COD (nhu cầu ôxy hoá học), 104 tấn Nitơ, 15 tấn photpho và kim loại nặng (KLN) [2]. Về ô nhiễm không khí, chỉ tính riêng ở thành phố Hồ Chí Minh, hàng năm các phương tiện vận tải trên địa bàn tiêu thụ khoảng 210.000 tấn xăng và 190.000 tấn dầu diezel. Như vậy đã thải vào không khí khoảng 1100 tấn bụi, 25 tấn chì, 4200 tấn CO2, 4500 tấn NO2, 116000 tấn CO, 1,2 triệu tấn CO2, 13200 tấn Hydrocacbon và 156 tấn Aldehyt. Tại Hà Nội, vào nhưng năm 1996-1997 ô nhiễm trầm trọng đã xảy ra ở xung quanh các nhà máy thuộc khu công nghiệp Thượng Đình với đường kính khu vực ô nhiễm khoảng 1700 mét và nồng độ bụi lớn hơn tiêu chuẩn cho phép (TCCP) khoảng 2 - 4 lần; xung quanh các nhà máy thuộc KCN Minh Khai – Mai Động, khu vực ô nhiễm có đường kính khoảng 2500 mét và nồng độ bụi cũng cao hơn TCCP 2-3 lần. Cũng tại KCN Thượng Đình, kết quả đo đạc các năm 1997-1998 cho thấy nồng độ SO2 trong không khí vượt TCCP 2 - 4 lần[2]. Nhìn chung, tại thành phố Hồ Chí Minh và vùng kinh tế trọng điểm phía Nam, đến năm 2010, nếu tất cả 74 KCN đều sử dụng hết diện tích, thì sẽ thải ra một lượng chất thải rắn lên tới khoảng 3500 tấn/ngày tức lớn gấp 29 lần so với hiện nay, trong đó có khoảng 700 tấn chất thải độc hại...[2]. Các chất thải công nghiệp có thể ở dạng lỏng, khí hoặc rắn, có thể là chất vô cơ, hữu cơ, xà phòng, thuốc nhuộm, kiềm hay axít, …Đặc biệt nguy hiểm là các KLN như chì (Pb), thuỷ ngân (Hg), asen (As), … 1.1.2. Ô nhiễm do phân hoá học Theo Báo cáo Hiện trạng Môi trường (BCHTMT) Việt Nam năm 2005, ở Việt Nam, 80% phân hoá học dành cho lúa, lượng NPK bón còn thấp. Năm 2000 toàn bộ phân bón cả nước qui ra đơn vị dinh dưỡng nguyên chất là 211.000 tấn, đến năm 2005 dự kiến khoảng 2.708.000 tấn. Nếu tính trên mỗi ha: Năm 2000 tổng lượng NPK đã bón là 171,5 kg/ha (tỷ lệ N: P2O5: K2O = 1 : 0,38 : 0,31); bình quân năm từ 2001 – 2003 đã bón 172,6 kg/ha (tỷ lệ N: P2O5: K2O = 1 : 0,55 : 0,36); dự kiến giai đoạn 2004 – 2005 bón khoảng hơn 300 kg/ha (tỷ lệ N: P2O5: K2O = 1 : 0,58 : 0,37) so với bình quân thế giới còn thấp. Lượng phân bón bình quân sử dụng cho 1 ha gieo trồng rất thấp, đặc biệt ở vùng trung du và miền núi (khoảng 80 – 90 kg/ha), thấp hơn nhiều so với Hàn Quốc, Nhật Bản và Trung Quốc. Tuy chưa gây ra những tác động ô nhiễm môi trường nghiêm trọng, nhưng việc bón phân vô cơ đơn độc, liên tục đã ảnh hưởng tới sự chua hoá ở tầng đất canh tác. Một số vùng sử dụng đạm nhiều có liên quan tới sự tích luỹ NO3- trong nước[3]. 1.1.3. Ô nhiễm do hoá chất bảo vệ thực vật Việc lạm dụng hoá chất và thuốc trừ sâu trong canh tác nông nghiệp, canh tác không đúng kỹ thuật đang gây ô nhiễm và suy thoái nhiều vùng đất trên phạm vi cả nước. Kết quả quan trắc cho thấy, một số vùng đất nông nghiệp bị ô nhiễm như là ở vùng rau thành phố Hồ Chí Minh, hàm lượng CO tầng đất mặt dao động từ 9,9 - 15 mg/kg, vượt ngưỡng cho phép về an toàn nông phẩm; Crom (Cr) tầng đất mặt đạt 23 - 59 mg/kg, vượt ngưỡng an toàn; vùng rau Hóc Môn hàm lượng chì (Pb) trong tầng đất mặt đạt 89 mg/kg, vượt ngưỡng cho phép; vùng Thanh Trì, Từ Liêm (Hà Nội) bị phú dưỡng nitơ (NH4 dao động từ 30,29 - 102,2 mgN/kg; NO3 6,49 - 7,7 mgN/kg). ở gần Nhà máy Phân lân Văn Điển có sự phú dưỡng phốt pho, các KLN như Cd, Cu, Pb và Zn đều xấp xỉ và vượt ngưỡng cho phép [3]. Đa số các hoá chất bảo vệ thực vật (HCBVTV) phân huỷ trong nước rất chậm (từ 6 - 24 tháng), tạo ra dư lượng đáng kể ở trong đất. Trung bình có khoảng 50% lượng thuốc trừ sâu được phun đã rớt xuống đất và lôi cuốn vào chu trình đất - cây - động vật - người. Theo Lichtenstein (1961), 1 năm sau khi phun, DDT còn 80%, Lindan còn 60%, Aldrin còn 20%; sau 3 năm DDT còn 50%, Aldrin còn 5%. Clo hữu cơ tồn tại trong đất từ 4 - 15 năm, cacbonat từ 1 - 2 năm[3]. 1.1.4. Ô nhiễm do chất độc hoá học Theo thống kê của chính phủ Mỹ, gần 50% diện tích rừng và đất canh tác ở miền Nam Việt Nam đã bị rải chất độc hoá học từ 1 lần trở lên. Mỹ đã sử dụng 72 triệu lít chất làm rụng lá và diệt cỏ có nồng độ cao, trong đó chất độc màu da cam có chứa dioxin chiếm 60%, chất trắng chiếm 13% và chất xanh chiếm 27%. Cùng với 15 triệu tấn bom đạn cũng được thả xuống đã huỷ diệt hàng triệu ha rừng và đất trồng trọt, nhiễm độc nhiều nguồn nước, gây tổn hại nghiêm trọng về số lượng và chủng loại các sinh vật, về chế độ khí hậu thuỷ văn dòng chảy, đặc biệt gây hậu quả nghiêm trọng về sức khoẻ con người[3]. 1.2. Ô nhiễm môi trường nước Ô nhiễm nước mặt, nước ngầm và nước ven bờ ngày càng trở nên rõ rệt ở Việt Nam. Hạ lưu các con sông chính có chất lượng nước xấu, trong khi đó các ao, hồ, kênh mương nội thị thì đang nhanh chóng biến thành các bể chứa nước thải. Các tầng chứa nước dưới đất cũng có dấu hiệu ô nhiễm và nhiễm mặn ở một vài nơi. Nước ven bờ cũng bị ô nhiễm do các nguồn ô nhiễm trên đất liền, các hoạt động xây dựng cảng, sự cố tràn dầu và xói lở bờ biển. 1.2.1. Ô nhiễm nguồn nước mặt Nhìn chung chất lượng nước ở thượng lưu các con sông còn khá tốt, nhưng vùng hạ lưu phần lớn đã bị ô nhiễm, có nơi ở mức nghiêm trọng. Nguyên nhân là do nước thải của các cơ sở sản xuất, kinh doanh, nước thải sinh hoạt không được xử lý đã và đang thải trực tiếp ra các dòng sông. Chất lượng nước suy giảm mạnh, nhiều chỉ tiêu như BOD, COD, NH4+, tổng N, tổng P cao hơn tiêu chuẩn cho phép nhiều lần. Mạng quan trắc môi trường quốc gia đã tiến hành quan trắc ở 4 con sông chảy qua các khu đô thị chính của Việt Nam là sông Hồng (Hà Nội), sông Cấm (Hải Phòng), sông Hương (Huế) và sông Sài Gòn (TP. Hồ Chí Minh). Kết quả cho thấy, giá trị đo được của 2 thông số ô nhiễm cơ bản là amôni (NH4+) và BOD dao động khá nhiều và vượt mức TCCP về chất lượng nước loại A của Việt Nam một vài lần[3]. Tình trạng ô nhiễm càng trở nên trầm trọng hơn vào mùa khô, khi mà các dòng chảy sông ngòi hạ thấp. Ngày càng có nhiều các kênh, ngòi, mương và ao hồ ở nội đô trở thành nơi chứa nước thải công nghiệp và sinh hoạt. Hầu hết các hồ ở Hà Nội có lượng BOD rất cao. Tương tự, 4 sông nhỏ ở nội đô Hà Nội và 5 con kênh ở thành phố Hồ Chí Minh có nồng độ DO rất thấp (0 - 2 mg/l), và nồng độ BOD ở mức cao (50 - 200 mg/l)[4]. Một số điểm cũng đã có dấu hiệu bị ô nhiễm KLN, coliform, HCBVTV, …Chỉ số coliform (MPN/100ml) tại một số sông lớn cũng đã vượt tiêu chuẩn cho phép loại A từ 1,5 – 6 lần [3]. 1.2.2. Ô nhiễm nguồn nước ngầm Nước ngầm là nguồn cung cấp nước rất quan trọng cho sinh hoạt, nông nghiệp và công nghiệp. Chất lượng nước ngầm vẫn còn tốt, tuy vậy nhiều nơi đã có dấu hiệu bị ô nhiễm. Một nghiên cứu ở Hà Nội đã cảnh báo về tình hình ô nhiễm amôni trong nước ngầm ở phía Nam Hà Nội. Nồng độ amôni trong nước đã qua xử lý của 3 nhà máy nước cao hơn TCCP 2 - 8 lần. Các nhà khoa học ước tính với mức khai thác 700.000 m3/ngày như hiện nay sẽ dẫn đến nguy cơ hạ thấp mực nước ngầm kéo theo sự lún mặt đất và hiện tượng ô nhiễm nguồn nước ngầm sẽ phổ biến ở Hà Nội. Việc hạ thấp mực nước ngầm đã làm tăng sự xâm nhập của nước mặn, nước thải sinh hoạt và nước thải công nghiệp, thậm chí gây ra lún đất. Ở vùng đồng bằng Sông Hồng (ĐBSH), nồng độ nhiễm mặn cao hơn 3% đã thâm nhập vào sâu hơn 60 km trong đất liền kéo đến tận phía Bắc Hải Dương và Nam tỉnh Nam Định. Ở vùng đồng bằng Sông Cửu Long (ĐBSCL), nước bị nhiễm mặn đã được ghi nhận trên một nửa diện tích cả vùng[4]. Suy thoái và ô nhiễm nước ngầm xảy ra mạnh mẽ ở các khu vực đô thị, nhất là ở các thành phố lớn, các KCN, khu trồng cây công nghiệp cần nhiều nước sinh hoạt và nước tưới. Ở vùng đồi núi, mặc dù mức độ ô nhiễm về nguồn nước còn chưa đáng lo ngại, nhưng đang có xu thế giảm dần trữ lượng và hạ thấp mực nước ngầm do mất rừng. 1.2.3. Ô nhiễm nước biển và ven biển Nước biển Việt Nam đã bị ô nhiễm bởi chất rắn lơ lửng (cao nhất là vùng ĐBSH và ĐBSCL), nitrat, nitrit, coliform (chủ yếu là khu vực ĐBSCL), dầu và kim loại kẽm. Sự cố tràn dầu gây ô nhiễm rất lớn đến các vùng biển ven bờ, khoảng 30% hàng hoá cập tại các bến cảng là dầu. Các hoạt động khai thác ngoài khơi cũng tăng lên hàng năm. Từ năm 1996 đến năm 2002, sản xuất dầu thô tăng từ 8,8 lên 17 triệu tấn/năm. Mỗi năm có khoảng 772.000 tấn dầu bị rò rỉ ra vùng biển Đông từ các hoạt động khai thác dầu. Trong giai đoạn 1995 - 2002 có ít nhất 35 vụ tràn dầu lớn đã xảy ra trên biển. Uớc tính có khoảng 92.000 tấn dầu từ các sự cố tràn dầu này chảy ra môi trường biển và ven biển[4]. 2. Nghiên cứu về ô nhiễm kim loại nặng 2.1. Nghiên cứu kim loại nặng trên thế giới Theo nghiên cứu của các nhà khoa học, KLN có nguồn gốc phát sinh từ nhiều nguồn khác nhau. Trong đất, thông thường hàm lượng kim loại hình thành trong đá macma lớn hơn trong các đá trầm tích (bảng 2.1). Sự phát thải của các nguyên tố KLN vào môi trường do hoạt động của con người (khai khoáng, công nghiệp, giao thông...) lớn hơn rất nhiều lần so với hoạt động của các quá trình tự nhiên (núi lửa, động đất, sạt lở...), đặc biệt là Pb, Zn, Cu. (bảng 2.2) Bảng 2.1. Hàm lượng của một số kim loại nặng trong một số loại đất đá Đơn vị: mg/kg Nguyên tố Đá macma 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) [5] 2.1.1. Ô nhiễm do công nghiệp và đô thị Ngày nay, với tốc độ phát triển mạnh mẽ của đô thị hoá và các KCN, vấn đề ô nhiễm ngày càng trở lên 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. Và chúng là nguyên nhân của sự tích tụ quá mức hàm lượng KLN trong đất và nước. Bảng 2.2. Sự phát thải toàn cầu của một số nguyên tố KLN Đơn vị: 108g/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 Ag 0,6 50 Sn 52 430 V 650 2.100 Zn 360 8.400 (Nguồn: Galloway & Freedmas - 1982) [6] Theo Thomas (1986), các nguyên tố KLN như: Cu, Zn, Cd, Hg, Cr, As... thường chứa trong phế thải của các ngành luyện kim màu, sản xuất ô tô. Khi nước thải chứa 13 mg Cu/l, 10 mg Pb/l, 1 mg Zn/l đã gây ô nhiễm đất nghiêm trọng. Ở một số nước như Đan Mạch, Nhật Bản, Anh, Ailen, hàm lượng Pb cao hơn 100mg/kg đã phản ánh tình trạng ô nhiễm Pb[23]. Kết quả điều tra đất của 53 thành phố, thị xã ở nước Anh thấy hầu hết đất có hàm lượng Pb tổng số vượt trên 200 ppm, ở nhiều vùng công nghiệp đã vượt quá 500 ppm[7]. Ở Nhật Bản, đất bị ô nhiễm thuỷ ngân và Cd rất nặng. Từ 1953 – 1967 trên toàn bộ đất canh tác, Nhật Bản đã sử dụng hơn 6800 tấn Hg, hàm lượng Hg trong gạo từ 0,02 ppm (1946) tăng lên 0,15 ppm (1966) Trong khi đó theo tiêu chuẩn vệ sinh quy định về hàm lượng Hg trong lượng thực không được vượt quá 0,02 ppm. Vì vậy người dân ở đây đã bắt đầu ngừng và hạn chế bón Hg. Tại tỉnh Toyama thuộc khu vực đầu nguồn sông Jinsu, hàm lượng Cd trong lúa được trồng ở vùng này cao hơn gấp 10 lần so với lúa trồng ở khu vực khác nên chúng đã bị huỷ bỏ. Nguyên nhân là môi trường đất vùng này bị nhiễm độc bởi nước thải của mỏ khoáng Shinkou (tinh luyện kẽm). Cho tới năm 1992 mới giải độc được khoảng 36% diện tích ruộng đất bị ô nhiễm, chi phí làm sạch đất và chi phí bồi thường tổn thất nông nghiệp lên tới 19 triệu USD/năm[8], [24]. Trong bùn các cống rãnh, lượng Cd không cao, sự độc hại của Cd trong môi trường đất rất nguy hiểm cho con người và động vật. Nó được bổ sung cho môi trường đất từ nguồn bùn cống nước thải qua nhiều năm. Theo Setevenson (1986) hàng năm có 20 tấn bùn/ha được đổ ra sau 20 năm sẽ có nồng độ trong dung dịch đất là 8 ppm Zn và cũng có khoảng 5 ppm Cd[8]. Phân tích các mẫu bùn cống rãnh người ta thu được kết quả KLN ở bảng 2.3. Các chất thải từ các hoạt động công nghiệp, nông nghiệp, khai khoáng... đã làm ô nhiễm chỉ những môi trường đất mà còn gây ô nhiễm môi trường nước ở các con sông, biển. Bảng 2.3. Trị số trung bình KLN 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) Ở Pakistan, người ta cũng phát hiện nồng độ đáng kể các KLN trong nước và các cặn lắng ở vùng ven bờ khu vực sông Indus[23]. 2.1.2. Ô nhiễm do hoạt động giao thông Giao thông là một trong những nguyên nhân gây tích lũy KLN ở Châu Âu, người ta ước tính có tới 76% tổng lượng Pb thoát ra môi trường là do xăng chì làm nhiên liệu[26]. Nghiên cứu nước mưa chảy ra từ các đường cao tốc một số vùng Tây Nam Scotland của hai tác giả A. Mc Neill & S. Olley (1998)[25] cho thấy rằng do ảnh hưởng của hoạt động giao thông, các chất thải ra từ các động cơ đốt trong của các phương tiện tham gia giao thông chính là nguồn gây nhiễm KLN cho nước mặt, kết quả được thể hiện ở bảng 2.4. Bảng 2.4. Kết quả trung bình của Cu, Zn và chất rắn lơ lửng Chỉ tiêu theo dõi Số lượng mẫu Giá trị trung bình (mg/l) Nồng độ thấp nhất (mg/l) Nồng độ cao nhất (mg/l) TCCP Cu (không hòa tan) 63 0,011 0,001 0,036 0,007 Zn (tổng số) 63 0,029 0,001 0,132 0,025 Chất rắn lơ lửng 51 32 1 256 40 (Nguồn: Mc Neill & S. Olley - 1998) Theo một nghiên cứu ở Thụy Sĩ, trong một vùng công nghiệp, những ai sống ở gần đường cao tốc với lưu lượng giao thông lớn (từ 5.000 – 6.000 ô tô đi qua trong một ngày) nguy cơ bị ung thư cao gấp 9 lần cao hơn so với những người sống cách con đường đó 400 m. Tuy nhiên Pb không phải nguyên nhân duy nhất nhưng Pb là nguyên nhân chủ yếu. Ngày nay, hàm lượng Pb trong cơ thể người Mỹ cao hơn 400 lần so với mức độ tự nhiên của cơ thể. Phân tích các chất thải hữu cơ trong các khu vực đông dân cư có thể thấy hàm lượng Pb lên tới hàng trăm mg/kg. Ở Đan Mạch, hàm lượng Pb trong cặn bể lắng lên tới 4700 mg/kg[9]. 2.1.3. Ô nhiễm kim loại nặng do nông nghiệp Sử dụng chế phẩm trong sản xuất nông nghiệp bao gồm phân hữu cơ, phân vi sinh, HCBVTV và thậm chí nước tưới cũng dẫn tới việc vận chuyển các KLN vào đất nông nghiệp. Hàm lượng KLN sẽ tăng lên trong đất theo thời gian. Nồng độ thường thấy kim loại nặng trong một số chế phẩm nông nghiệp được liệt kê trong bảng 2.5. Bảng 2.5. Nồng độ thường thấy của các KLN trong một số loại chế phẩm nông nghiệp Đơn vị: mg/kg Cr Mn Co Ni Cu Zn Cd Hg Pb Bùn cặn 8 - 46.000 60 - 3.900 1 - 260 6 - 5.300 50 - 8.000 91 - 49.000 <1 - 3.410 0,1 - 55 2 - 7.000 Phân ủ 1,8 - 410 - - 0,9 - 279 13 - 3.580 82 - 5.894 0,01 - 100 0,09 - 21 1,3 - 2.240 Phân chuồng 1,1 - 55 30 - 969 0,3 – 24 2,1 - 30 2 - 172 15 - 566 0,1 - 0,8 0,01 - 0,36 0,4 - 27 Phân photphat 66 - 245 40 - 2.000 1 – 12 7 - 38 1 - 300 1 - 42 0,1 - 190 0,01 - 2 4 - 1.000 Phân nitrat 3,2 - 19 - 5,4 – 12 7 - 34 - 10 - 450 0,005 - 8,5 0,3 - 2,9 2 - 120 Vôi 10 - 15 40 - 1.200 0,4 – 3 10 - 20 2 - 125 - 0,04 - 0,1 0,05 20 - 1.250 HCBVTV - - - - - - - 0,6 - 6 11 - 26 Nước tưới - - - - - <0,05 - <20 Đánh giá hàm lượng Cu, Zn, Cd, Pb trong các loại phân hóa học và ước tính khối lượng kim loại nặng bón vào đất trồng lúa ở Valencia (Tây Ban Nha) cho thấy: Phân phốt phát là loại phân hóa học có chứa hàm lượng các KLN lớn nhất: Cu 1-3000 mg/kg, Zn 50-1400 mg/kg, Pb 7-225 mg/kg, Cd 0,1-170 mg/kg; phân nitrat có chứa 0,05-8,5 mg/kg Cd, phân urê có chứa 0,008 mg/kg Cd[7]. Ở Mỹ, Anh, Hà Lan khi nghiên cứu một số chế phẩm sử dụng trong nông nghiệp người ta xác định được nồng độ Pb trong bùn thải biến động từ 50 - 3.000 mg/kg, phân lân từ 7 - 225 mg/kg, vôi từ 20 - 1.250 mg/kg, phân đạm 2 - 27 mg/kg, phân chuồng 6,6-15 mg/kg và thuốc bảo vệ thực vật là 60 mg/kg[27]. Đất bị ô nhiễm kim loại nặng làm giảm năng suất cây trồng mà còn ảnh hưởng đến nông sản dẫn tới tác động xấu đến sức khỏe con người. Vì vậy nhiều nước trên thế giới đã quy định mức ô nhiễm KLN (bảng 2.6). Bảng 2.6. Hàm lượng tối đa cho phép (MAC) của các KLN 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 Zn Pb Cd Hg 100 300 100 5 5 100 400 200 8 0,3 100 300 100 3 5 125 250 400 - - 50 150 50 1 2 50 300 500 2 10 (Nguồn: Kabata-Pendias,1992)[27] 2.2. Nghiên cứu ô nhiễm KLN ở Việt Nam Ở Việt Nam, các nghiên cứu về ô nhiễm KLN còn rất hạn chế và đang phát triển trong nhiều năm gần đây. Theo tác giả Trần Kông Tấu và Trần Công Khánh (1998)[10] khi nghiên cứu KLN dạng tổng số đã chỉ ra 7 độc tố (Co, Cr, Fe, Mn, Ni, Pb, Zn) tập trung chủ yếu ở 2 loại đất là đất phù sa thuộc ĐBSH và ở đất ferralsols - tức đất feralit nâu đỏ phát triển trên bazan - đây là hai loại đất có nguồn nước ngầm cũng rất phong phú. Acrisols có nguồn gốc là đất xám bạc màu - một loại đất thoái hoá điển hình ở Tây Nguyên có hàm lượng các KLN ít nhất. KLN dạng linh động có xu hướng tập trung ở đất phèn ĐBSCL, kết quả nghiên cứu được thể hiện ở bảng 2.7. Bảng 2.7. Hàm lượng KLN 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 DĐ 59,5 0,46 257,6 <0,36 125091 <0,83 1192 55,5 227,1 0,96 9,0 <0,51 81,0 <0,51 Đất phù sa vùng ĐBSCL TS DĐ 6,1 0,52 30,8 <0,36 17924 1,45 239 134,7 18,6 <0,57 29,1 <0,51 36,2 1,1 Đất phù sa vùng ĐBSH TS DĐ 13,6 0,24 43,2 <0,36 42280 <0,83 227 43,8 34,9 <0,57 37,1 0,29 86,7 0,6 Đất xám phát triển trên Granit miền Trung TS DĐ 1,2 <0,1 9,9 <0,36 5848 <2,83 26,0 0,42 2,6 0,62 9,3 <0,51 11,6 <0,51 Đất phèn TS DĐ 1,9 0,48 25,9 <0,36 8823 19,8 26,0 14,5 12,4 1,14 23,4 <0,51 21,4 4,89 Hàm lượng các nguyên tố KLN của nhiều loại đất khác nhau cũng được Hồ Thị Lam Trà và Kazuhiko Egashira (2001)[28] nghiên cứu. Kết quả thể hiện ở bảng 2.8 cho thấy, sự khác nhau giữa hàm lượng KLN của các khu vực có thể do sự khác biệt giữa đá mẹ và mẫu chất. Trong đá vôi có hàm lượng Cu và Zn khá cao (106 mg/kg và 153 mg/kg) nhưng lại thấp ở đá cát (16 mg/kg và 32 mg/kg). Hàm lượng Pb ở mức trung bình trong các loại đá và đất trên còn Cd lại có hàm lượng khá thấp. Bảng 2.8. Hàm lượng một số kim loại nặng trong đất nông nghiệp ở một số vùng của Việt Nam (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 24 195 0,09 Hà Giang Phù sa Lúa 24 21 57 0,05 Bắc Giang Đá cát 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 Đỏ 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 - 2.2.1. Ô nhiễm KLN do công nghiệp và đô thị Nguồn phát tán các KLN trước hết phải kể đến sản xuất công nghiệp, công nghiệp có sử dụng sút, clo là nguồn phế thải nhiều thuỷ ngân; ngành công nghiệp sử dụng than đá và vật liệu mỏ như dầu... là nguồn thải Pb, Hg và Cd... Trong đó, các nguyên nhân gây tích đọng KLN gây ô nhiễm môi trường một phần là do tác động trực tiếp từ nguồn thải, một phần là do quá trình quản lý và xử lý các nguồn thải chưa chặt chẽ, không được coi trọng đã gián tiếp gây ô nhiễm dần dần môi trường. Qua kết quả nghiên cứu của tác giả Lê Văn Khoa và các cộng tác viên (1999)[11] ở khu vực công ty Pin Văn Điển và công ty Orionel-Hanel cho thấy: nước thải của 2 khu vực trên đều có chứa các KLN đặc thù trong quy trình sản xuất, với hàm lượng vượt quá TCVN 5945/1995 đối với nước mặt loại B (Pin Văn Điển Hg: vượt 9,04 lần; Orionel-Hanel: Pb vượt 1,12 lần). Hàm lượng các KLN trong trầm tích sông Tô Lịch cao hơn hàm lượng nền 13,88 - 20,5 lần (Pb); 1,7 - 4,02 lần (Cd) và 3,9 - 18 lần (Hg). 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. Kết quả được thể hiện ở bảng 2.9. Bảng 2.9. Hàm lượng kim loại nặng trong đất tại khu vực công ty Pin Văn Điển và Orionel-Hanel Đơn vị: ppm Độ sâu (cm) 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 Khi nghiên cứu hàm lượng của các nguyên tố kim loại nặng trong bụi không khí và một số mẫu đất ở thành phố Hồ Chí Minh, tác giả Phạm Bình Quyền và cộng tác viên (1994)[13] cho thấy các nguyên tố KLN trong đất, trong không khí đã được tích lũy (bảng 2.10). Hàm lượng Pb trong bụi không khí vào mùa khô khá cao (246 mg/m3), cao gấp đôi so với mùa mưa. Hàm lượng các kim loại nặng khác như As, Cu, Mn tích luỹ trong đất cũng khá lớn và theo tiêu chuẩn về hàm lượng các kim loại trong đất và trong không khí đã cho chúng ta thấy cần có sự cảnh báo về môi trường. Bảng 2.10. Hàm lượng của các nguyên tố kim loại nặng trong bụi không khí và một số mẫu đất ở thành phố Hồ Chí Minh Nguyên tố Đất bề mặt (mg/kg) Không khí (mg/m3) Mùa khô Mùa mưa As 11,60 1,50 1,00 Cd 0,6 - - Cu 160 - - Fe 5,00 2960 2130 Hg 0,12 - - Mn 670 32,30 30,00 Pb 123 246 127 Nghiên cứu của tác giả N.M.Maqsud (1998)[12] (đại học tổng hợp Mainz_Đức) về hàm lượng KLN tích tụ trong nước và bùn của các kênh rạch ở vùng nội ô và ngoại ô thành phố Hồ Chí Minh, kết luận: Nồng độ các KLN độc hại trong nước ô nhiễm của các kênh rạch vượt quá giá trị cho phép so với nước sông rạch không ô nhiễm tăng từ 16 đến 700 lần. Nước ở các kênh rạch Nhiêu Lộc - Thị Nghè, Cầu Bông, Ucay so với giá trị tiêu chuẩn có hàm lượng Cd gấp 16 lần, Cr gấp 60 lần, Zn gấp 90 lần, Pb gấp 700 lần. Hàm lượng các KLN trong trầm tích của kênh Nhiêu Lộc tại địa điểm cầu Ông Tá rất cao: Tích luỹ As (18,3%), Pb (7460 ppm), Cu (1090 ppm), Zn (2200 ppm). Nguyên nhân gây nên sự ô nhiễm trên là do nước thải sinh hoạt, nước thải của các sông nhánh không được xử lý với lượng nước độc hại khoảng 600.000 m3/ngày và với chất thải của khoảng 20.000 cơ sở sản xuất công nghiệp và tác nhân ô nhiễm phân tán do các cơ sở công nghiệp nhỏ và tiểu thủ công đều trực tiếp hoặc gián tiếp thải nước vào các dòng chảy kênh rạch. Nhìn chung, đất ở vùng ngoại vi thành phố Hà Nội và thành phố Hồ Chí Minh chưa bị ô nhiễm KLN. Sự ô nhiễm KLN mang tính chất cục bộ, xảy ra ở những khu công nghiệp tập trung hoặc những nơi gia công kim loại mà việc xử lý khí thải, nước thải và phế thải chưa được quan tâm đúng mức. Kết quả nghiên cứu của tác giả Nguyễn Ngọc Nông (2003)[14] cho rằng, hàm lượng Cd dao động từ 0,46 - 1,05 mg/kg trong đất ở Bắc Kạn và từ 0,78 - 1,59 mg/kg trong đất ở Thái Nguyên; hàm lượng Pb dao động từ 1,87 - 3,12 mg/kg với đất Bắc Kạn, từ 1,97 - 4,45 mg/kg với đất Thái Nguyên; hàm lượng As dao động từ 1,25 - 2,98 mg/kg ở đất Bắc Kạn và từ 1,88 - 5,12 mg/kg ở đất Thái Nguyên. Hàm lượng các nguyên tố này trong đất càng lớn đối với các vùng gần đô thị, khu công nghiệp và khu dân cư tập trung. 2.2.2. Ô nhiễm KLN do hoạt động sản xuất nông nghiệp ở Việt Nam Trong quá trình sản xuất nông nghiệp, con người đã làm tăng đáng kể các nguyên tố KLN trong đất. Các loại thuốc bảo vệ thực vật thường có chứa các KLN như As, Pb, Hg. Các loại phân bón hoá học đặc biệt là phân phốtpho thường chứa nhiều As, Cd, Pb. Các loại bùn nước thải cũng là nguồn có chứa nhiều các KLN khác như As, Pb, Cd, Bi, Hg, Zn (bảng 2.11)[19]. Khi phân tích 6 kim loại nặng ( Cd, Cu, Pb, Hg, Zn, Cr) từ 126 mẫu đất trồng lúa bị ô nhiễm bởi nước tưới từ các kênh thoát nước của TP Hồ Chí Minh, Nguyễn Ngọc Quỳnh, Lê Huy Bá và các cộng sự (2001)[16] đã chỉ ra rằng: Cr, Pb, Hg, Cu ở một số mẫu đã bị ô nhiễm nhưng khi so sánh với tiêu chuẩn cho phép của một số nước châu Âu thì chúng vẫn trong giới hạn cho phép. Còn Zn lạ rất cao, đặc biệt là các khu vực gần nhà máy và khu công nghiệp. Cd đã có sự tích luỹ cao trong đất với nồng độ từ 9,9 – 10,3 mg/kg, vượt quá 5 lần mức độ cho phép. Theo tác giả Hồ Thị Lam Trà và Kazuhiko Egashira (1999)[28] khi nghiên cứu hàm lượng một số KLN trong đất nông nghiệp tại huyện Từ Liêm và Thanh Trì - Hà Nội cho thấy: Hàm lượng các KLN dao động trong khoảng sau: 0,16 - 0,36 mg Cd/kg; 40,1 - 73,2 mg Cu/kg; 31,9 - 5,3 mg Pb/kg; 98,2 - 137,2 mg Zn/kg. Nói chung đất nông nghiệp của hai huyện Từ Liêm và Thanh Trì chưa bị ô nhiễm KLN (theo TCCP - 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 Cu/kg). Nguyên nhân của hiện tượng này có thể do người dân sử dụng nhiều phân hoá học có chứa Cu trong quá trình trồng rau. Bảng 2.11. Hàm lượng một số kim loại nặng trong các sản phẩm dùng làm phân bón trong nông nghiệp Đơn vị: ppm Kim loại Phân Phốtpho Phân Nitơ Đá vôi Bùn cống thải Phân chuồng Nước tưới Thuốc BVTV As < 1- 120 2 -120 0,1 - 24 2 - 30 < 1 - 25 < 10 3 - 30 Bi - - - < 1- 1000 - - - Cd 0,1 - 190 <0,1-9 <0,05-0,1 2 - 3000 <0,1 - 0,8 20,05 - Hg 0,01 - 2 0,3 - 3 - < 1 - 56 20,01-0,2 - 0,6 - 6 Pb 4 - 1000 2 -120 20 -1250 2 - 1000 0,1 - 16 < 20 11- 26 Sb < 1 - 10 - - 2 - 44 <0,1 - 0,5 - - Se 0,5 - 25 - < 0,1 1 - 17 0,2 - 2,4 <0,05 - Te 20 - 23 - - - 0,2 - - Tác giả Hồ Thị Lam Trà và Nguyễn Hữu Thành (2003)[26], khi nghiên cứu hàm lượng một số KLN (tổng số và di động) trong đất nông nghiệp của huyện Văn Lâm, tỉnh Hưng Yên cho thấy: Hàm lượng các KLN tổng số dao động trong khoảng sau: Cu từ 21,85 đến 149,34 mg/kg; Zn từ 59,45 đến 188,65 mg/kg và Ni từ 27,38 đến 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, chưa tìm thấy sự ô nhiễm và tích luỹ Ni. Theo tác giả Lê Huy Bá cho biết: Đã có bằng chứng khoa học cho thấy tồn lưu một hàm lượng lớn gấp nhiều lần cho phép các loại hoá chất độc, KLN từ thuốc trừ sâu trong đất, nước và nông sản tại Tây Ninh, Long An, Trà Vinh và một số vùng ngoại thành ở TP.HCM...Tại tất cả các điểm khảo sát thuộc sông Nhật Tảo, sông Rạch Cát và rạch thuộc ấp Mỹ Bình, rạch thuộc huyện Cần Đước... ở các huyện Tân Trụ và Cần Giờ (Long An), đã phát hiện hàm lượng KLN có trong nước như: arsen (As), Cadmium (Cd), chì (Pb), đồng (Cu) và kẽm (Zn). Đối với huyện Tân Trụ, hàm lượng KLN trong nước đã ở mức gây độc đối với vật nuôi. Cụ thể: Hàm lượng Cadmium từ 2-8mg/l, gấp 40-60 lần tiêu chuẩn cho phép. Chì: 0,7 - 2,7mg/l, gấp 7 - 27 lần. Kẽm: 32 - 197mg/l, gấp 1,3 - 8,2 lần. Đồng: 11,24 - 97,5mg/l, gấp 23 - 195 lần. Ô nhiễm nguồn nước không chỉ báo động ở việc tôm chết hàng loạt mà còn là mối nguy hại đối với việc sử dụng nước kênh làm nước uống cho gia cầm (heo, gà, vịt...)[1]. Theo các chuyên gia, mỗi năm Việt Nam sử dụng đến 9 triệu tấn hóa chất thuộc 500 loại khác nhau, trong đó phần lớn là thuốc trừ sâu và còn lại là trừ cỏ, trừ bệnh. Do đó, không kể một số lượng lớn ước tính hàng triệu tấn hoá chất được nhập lậu từ Trung Quốc và Thái Lan, Việt Nam hiện nay phải đối mặt với hai vấn nạn lớn: Môi trường thoái hóa nhanh, và sức khỏe con người[1]. 2.2.3. Ô nhiễm KLN do chất thải làng nghề Hiện nay, ở Việt Nam vấn đề ô nhiễm môi trường đất và nước xảy ra khá nghiêm trọng ở các làng nghề tái chế kim loại. Theo nghiên cứu của các nhà khoa học thì hàm lượng các KLN trong nước thải của các làng nghề tái chế kim loại hầu hết đều cao hơn tiêu chuẩn cho phép nhiều lần và đều thải trực tiếp vào môi trường mà không qua xử lý. Khi nghiên cứu về môi trường đất ở làng nghề cô đúc nhôm, đồng Văn Môn - Yên Phong - Bắc Ninh, tác giả Phạm Quang Hà cùng cộng sự (2000)[24] cho thấy hàm lượng KLN khá cao: Trung bình hàm lượng Cd là 1,0 mg/kg (dao động từ 0,3 - 3,1 mg/kg), 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 - 143,1 mg/kg) và Zn là 100,3 mg/kg (dao động từ 33,7 - 886,4 mg/kg). Kết quả cụ thể được thể hiện ở bảng 2.12. Bảng 2.12. Hàm lượng các kim loại nặng trong đất ở Văn Môn Đơn vị: mg/kg Chỉ tiêu Mức độ Cu Pb Zn Cd Trung bình của xã 41,1 39,7 100,3 1,0 Độ lệch chuẩn 40,7 24,2 176,5 0,6 Tối thiểu 20,0 20,1 33,7 0,3 Tối đa 216,7 143,1 886,4 3,1 Ngưỡng độc (CCME - 1997) 63,0 70,0 200,0 1,4 Trung bình toàn huyện 27,9 27,8 85,0 0,6 Theo tác giả Lê Đức và Lê Văn Khoa (2001)[18] 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 TCCP dùng cho nước sinh hoạt (0,05 mg/l) từ 0,07 ppm đến 10,83 ppm chiếm 77,78%; 5 mẫu vượt quá giá trị giới hạn nước dùng cho các mục đích khác (0,1mg/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 xã Chỉ Đạo. Cũng theo tác giả Lê Đức và các cộng tác viên (2003)[20] khi nghiên cứu về ô nhiễm ở làng nghề cơ kim khí Phùng Xá, Thạch Thất (Hà Tây) cho thấy các quá trình sản xuất cũng ảnh hưởng rất lớn đến môi trường nước và đất, hàm lượng Cu, Pb và Zn trong nguồn nước thải rất cao. Đặc biệt là Pb trong nước thải cao gấp 100 lần TCCP. Đây là những nguy cơ gây ô nhiễm đất và các nguồn nước mặt trong khu vực. Hàm lượng Zn và Pb trong đất chịu ảnh hưởng của nguồn nước thải đã cao gấp 3 đến 10 lần so với vùng đối chứng. Các KLN trong đất đã thể hiện xu thế tích luỹ cao ở các khu vực chịu ảnh hưởng của nước thải từ làng nghề. Trong đó sự tích luỹ Pb, Zn và Fe là rất đáng chú ý. Hàm lượng Zn và Pb đã ở mức báo động trong đất sản xuất nông nghiệp. PHẦN 3: NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 1. Nội dung nghiên cứu 1.1. Điều tra tình hình sản xuất và xử lý môi trường của khu công nghiệp Đình Trám tỉnh Bắc Giang 1.2. Xác định một số tính chất cơ bản của đất nghiên cứu - Thành phần cơ giới đất - pH đất - Hàm lượng chất hữu cơ trong đất (OM) - Dung tích trao đổi cation của đất (CEC) 1.3. Xác định hàm lượng tổng số và dễ tiêu của các kim loại Pb, Cu, Zn, trong đất nông nghiệp xung quanh khu công nghiệp. 1.4. Xác định pH, hàm lượng tổng số của Pb, Cu, Zn, trong nước mặt xung quanh khu công nghiệp. 1.5. Đánh giá mức độ ô nhiễm Pb, Cu, Zn, trong đất nông nghiệp và nước mặt xung quanh khu công nghiệp Đình Trám. 1.6. Đề xuất một số biện pháp khắc phục ô nhiễm Pb, Cu, Zn, trong đất và nước. 2. Phương pháp nghiên cứu 2.1. Điều tra số liệu thứ cấp: Thu thập số liệu tại các phòng ban chuyên môn của huyện Việt Yên và khu công nghiệp Đình Trám. 2.2. Lấy mẫu đất và lấy mẫu nước - Lấy mẫu đất mặt của đất sản xuất nông nghiệp có độ sâu khoảng 0 – 20 cm, theo tiêu chuẩn TCVN 5297 - 1995. - Lấy mẫu nước theo tiêu chuẩn TCVN 5944 – 1995 và tiêu chuẩn TCVN 5996 – 1995. 2.3. Phương pháp phân tích mẫu đất - Phân tích thành phần cơ giới đất: Phương pháp ống hút Robinson. - Xác định pHH20 đất: Chiết đất theo tỷ lệ đất/nước là 1/5, đo pH bằng máy đo pH. - Xác định dung tích hấp phụ (CEC) của đất: Phương pháp amon axetat pH = 7. - Xác định hàm lượng chất hữu cơ trong đất (OM) bằng phương pháp Wakley – Black. - Xác định Pb, Cu, Zn, tổng số trong đất bằng phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử, công phá mẫu bằng hỗn hợp cường thuỷ. Quy trình thực hiện như sau: + Cân 3 gam đất khô trong không khí + 21ml HCl + 7 ml HNO3 đặc cho vào cốc teflon. + Đậy bằng kính đồng hồ ngâm 16h. + Đun hồi lưu trên bếp 2h ở nhiệt độ 2000C + Để nguội lên thể tích nước đến 100 ml + Lọc cặn, lấy dịch trong đem đo hàm lượng kim loại nặng Cu, Pb, Zn bằng máy đo quang phổ hấp thụ nguyên tử. - Xác định Pb, Cu, Zn, dễ tiêu trong đất bằng phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử, chiết mẫu bằng HCl pha loãng (HCl 0,1 M). 2,5 g đất khô đã qua rây 2 mm cho vào bình tam giác dung tích 100ml. Thêm 50 ml HCl 0,1 M vào rồi lắc trong 30 phút (tốc độ lắc là 120 vòng/phút). Lọc lấy dịch trong, đo Cu, Pb, Zn trong dịch lọc bằng máy quang phổ hấp thụ nguyên tử. 2.4. Phân tích nước - Xác định pH nước: Đo pH bằng điện cực thuỷ tinh. - Xác định hàm lượng các kim loại Pb, Cu, Zn, trong nước bằng phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử, công phá mẫu bằng hỗn hợp cường thuỷ. Quy trình thực hiện như sau: + Lấy 100ml mẫu nước vào cốc teflon rồi cô cạn + Sau đó cho 21 ml HCl + 7 ml HNO3 đặc cho vào cốc teflon. Đậy bằng kính đồng hồ ngâm 16h. + Đun hồi lưu trên bếp 2h ở nhiệt độ 2000C + Để nguội lên thể tích nước đến 100 ml + Lọc cặn, lấy dịch trong đem đo hàm lượng kim loại nặng Cu, Pb, Zn bằng máy đo quang phổ hấp thụ nguyên tử. 2.5. Đánh giá mức ô nhiễm Pb, Cu, Zn, trong đất nông nghiệp chịu ảnh hưởng của phế thải khu công nghiệp theo TCVN 7209 – 2002. 2.6. Đánh giá mức ô nhiễm Pb, Cu, Zn, trong nước mặt theo TCVN 5945 – 2005. 2.7. Xử lý số liệu bằng phần mềm Excel. PHẦN 4: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 1. Điều kiện tự nhiên, kinh tế, xã hội ở địa bàn khu công nghiệp Đình Trám 1.1. Điều kiện tự nhiên 1.1.1. Vị trí địa lý Khu công nghiệp Đình Trám có quy mô 98,105 ha, được xây dựng trên địa bàn 2 xã Hồng Thái và Hoàng Ninh thuộc huyện Việt Yên, tỉnh Bắc Giang. Ranh giới khu công nghiệp: Phía Đông giáp khu dân cư xã Hoàng Ninh Phía Tây song song và cách đường quốc lộ 37 kéo dài 20 mét. Phía Nam song song và cách đường quốc lộ 1A mới 70 mét. Phía Bắc giáp đường quốc lộ 1A cũ (khoảng 300 mét) và khu dân cư xã Hồng Thái. 1.1.2. Đặc điểm khí hậu Địa bàn khu công nghiệp nằm trong khu vực chuyển tiếp giữa miền núi và đồng bằng Bắc Bộ nên vừa chịu ảnh hưởng của khí hậu đồng bằng Bắc Bộ, vừa mang tính chất của khí hậu miền trung du. Mùa đông thường lạnh hơn so với các khu vực có cùng vĩ tuyến. Sự chuyển tiếp còn được thể hiện ở chế độ nhiệt: Biên độ dao động nhiệt độ ngày và đêm lớn hơn ở các vùng đồng bằng Bắc Bộ, trung bình chênh lệch khoảng 0,50C. Thời tiết được chia thành 4 mùa rõ rệt: Xuân, hạ, thu, đông. *. Nhiệt độ không khí Nhiệt độ không khí trung bình nhiều năm dao động trong khoảng 23,3 – 23,70C. Nhiệt độ trung bình lớn nhất trong năm là 27,30C, nhiệt độ trung bình nhỏ nhất trong năm là 20,30C. Biến đổi nhiệt độ cao nhất và thấp nhất trong tháng đạt 13 – 140C. Tháng 6 là tháng có nhiệt độ cao nhất năm, đạt từ 27,6 – 27,80C. Tháng 12 có nhiệt độ trung bình thấp nhất, đạt từ 160C đến 17,20C. Nhiệt độ tối cao từ 36,50C đến 37,80C xảy ra vào tháng 7, nhiệt độ thấp nhất đạt từ 6,2 – 6,40C tại khu vực Bắc Giang. *. Độ ẩm không khí Độ ẩm tương đối trung bình nhiều năm là 83%. Hai thời kỳ có độ ẩm cao nhất là tháng 3, 4 và tháng 8, 9. Hai tháng có độ ẩm thấp nhất là tháng giêng và tháng 5. Độ ẩm cao nhất trong tháng đạt 89% và thấp nhất là 16%. *. Bức xạ mặt trời Bức xạ tổng cộng trung bình nhiều năm tại các khu vực thuộc tỉnh Bắc Giang đạt 122,8 Kcal/cm2. Tổng cân bằng bức xạ có thể đạt 71,1 Kcal/cm2. Tổng tích ôn khoảng 8.600 – 90000C. Số giờ nắng và cường độ chiếu sáng biến đổi theo mùa, nhưng nói chung là lớn, đáp ứng nhu cầu quang hợp của nhiều loại cây. Tổng số giờ nắng trung bình trong năm đạt khoảng 1.722 giờ, số giờ nắng trung bình cực đại 6 – 7 giờ/ngày và thường xuất hiện trong các tháng 6, 7 và 8. *. Chế độ mưa Tổng lượng mưa trung bình hàng năm dao động trong khoảng 1.500 – 1.900 mm. Lượng mưa lớn nhất hàng năm đạt 2.700 mm, thấp nhất là 1.300 mm. Mùa mưa kéo dài từ tháng 5 đến tháng 10 và chiếm tới 85% lượng mưa cả năm. Lượng mưa phân phối đều trong các tháng 5, 6, 7 ,8 ,9 (khoảng 250 mm/tháng), đặc biệt tháng 8 thường có lượng mưa lớn hơn cả (xấp xỉ 300 mm). Các tháng mùa khô (từ tháng 11 đến tháng 3 năm sau) chỉ xuất hiện những trận mưa nhỏ với lưu lượng trung bình 25 – 40 mm/tháng. Kết quả thống kê lượng mưa trung bình nhiều năm tại Bắc Giang như sau: Lượng mưa (mm): 1.533 Số ngày mưa/năm (ngày): 121 Lượng mưa ngày lớn nhất: 206 *. Bốc hơi Lượng bốc hơi trung bình năm là 989,1 mm. Độ bốc hơi lớn nhất thường xảy ra vào các tháng 5, 6, 7. *. Chế độ gió Tốc độ và hướng gió tại khu vực nói chung rất ổn định theo mùa trong năm. Hai hướng gió chủ đạo trong năm là Đông Bắc với tần suất 15% và Đông Nam với tần suất 30 – 35%, ngoài ra còn có 2 hướng gió Đông và Bắc với tần suất nhỏ hơn. Gió Đông Bắc thường xuất hiện từ tháng 10 đến tháng 3 với tốc độ trung bình ghi được tại trạm Hiệp Hoà là 2,3 m/s. Gió Đông Nam chủ yếu xuất hiện từ tháng 4 đến tháng 8. Tốc độ gió Đông Nam lớn hơn tất cả các hướng gió khác, với giá trị đo được ở trạm Hiệp Hoà là 2,6 m/s. 1.1.3. Đặc điểm địa hình, địa chất Huyện Việt Yên nói chung nằm trong vùng tương đối thấp so với địa hình tỉnh Bắc Giang vì địa hình của Bắc Giang thấp dần từ Bắc xuống Nam và từ Tây sang Đông. Khu công nghiệp Đình Trám - tỉnh Bắc Giang có địa hình tương đối bằng phẳng, nơi tiếp giáp giữa vùng đồng bằng và đồi núi thấp với độ cao trung bình 5,2 m so với mực nước biển. Theo Báo cáo địa chất, công trình KCN Đình Trám gồm các lớp đất theo thứ tự từ trên xuống dưới như sau: Lớp 1: Là đất canh tác phân bố trên toàn bộ khu đất dự án, lớp có bề dày lớn nhất là 0,9 m, mỏng nhất là 0,4 m. Lớp này ít có ý nghĩa về địa chất công trình nhưng lại rất quan trọng trong đánh giá về hiện trạng chất lượng môi trường nền. Lớp 2: Lớp sét pha màu xám trắng, xám vàng, nâu trắng, trạng thái dẻo cứng, chiều dầy thay đổi từ 2,2 – 3,2 m. + Độ ẩm: 28,3% +Khối lượng riêng: ∆ = 2,74 g/cm2 + Khối lượng thể tích: γ = 1,93 g/cm3 + Sức chống cắt: C = 0,267 kg/cm2; Φ = 7035’ Lớp 3: Lớp sét pha màu xám xanh, xám ghi, trạng thái dẻo cứng đến nửa cứng, chiều dầy thay đổi 3,6 – 7,1 m. + Độ ẩm: 33,2% + Khối lượng riêng: ∆ = 2,71 g/cm2 + Khối lượng thể tích: γ = 1,84 g/cm3 Lớp 4: Lớp cát hạt mịn đến trung, màu xám xanh đến xám ghi, trạng thái xốp, chiều dầy thay đổi từ 3,4 – 10,8 m. + Khối lượng riêng: ∆ = 2,66 g/cm2 Lớp 5: Lớp đá sét bột kết màu xám đen, đen phong hoá trung bình, chặt axít, chiều dầy chưa xác định. Nói chung, các lớp đất đá đều có khả năng chịu tải cao, đặc biệt là lớp đá sét bột kết màu xám đen là lớp có khả năng chịu tải rất cao. Với các công trình có quy mô và tải trọng lớn thì lớp 5 là lớp chịu lực chính của công trình. 1.1.4. Chế độ thuỷ văn Có thể lấy chế độ dòng chảy của sông Thương để phản ánh điều kiện thuỷ văn của khu vực KCN Đình Trám. Sông Thương là một trong 3 con sông lớn nhất chảy qua địa bàn tỉnh Bắc Giang với chiều dài khoảng 87 km. Sông Thương có độ dốc vừa phải, nước chảy điều hoà, tổng lưu lượng nước bình quân hàng năm khoảng 2,5 tỷ m3. Chế độ dòng chảy sông Thương được chia thành 2 mùa rõ rệt: Mùa lũ và mùa kiệt. Mùa lũ trùng với mùa mưa kéo dài từ tháng 5 đến tháng 10. Mùa kiệt từ tháng 11 đến tháng 4 năm sau. Mực nước trung bình mùa cạn từ 0,6 m – 0,8 m. Mực nước cao nhất đạt 4,8 m. Sông Thương có vai trò rất quan trọng trong phát triển kinh tế - xã hội của tỉnh Bắc Giang. Ngoài chức năng vận chuyển hàng hoá, sông Thương còn là nguồn cung cấp nước tưới nông nghiệp quan trọng. Mặc dù lưu lượng lớn, khả năng tự làm sạch của dòng chảy tương đối cao, song chất lượng nước sông đang có xu hướng ngày càng xấu đi do sự phát thải từ các KCN và rác thải sinh hoạt, sản xuất nông nghiệp, …Sông Thương là nơi tiếp nhận hầu hết nguồn nước thải sản xuất nông nghiệp trên địa bàn tỉnh Bắc Giang và nước thải sinh hoạt. Các nguồn thải từ KCN Song Khê Nội Hoàng, nhà máy phân đạm Hà Bắc, KCN Đình Trám, dây truyền sản xuất tinh bột sắn công suất 60tấn/ngày tại nhà máy ép dầu Hà Bắc, …. Nếu các nguồn thải nói trên không được xử lý triệt để mà đổ thẳng xuống lòng sông thì nguy cơ sông Thương bị ô nhiễm nặng hoàn toàn có thể xảy ra, ảnh hưởng đến các mục đích sử dụng nước. 1.2. Điều kiện kinh tế xã hội 1.2.1. Cơ cấu hành chính, dân số và đất đai Diện tích đất tự nhiên của tỉnh Bắc Giang là 3.822 km2. Tính đến năm 2007, tổng dân số toàn tỉnh là 1.807.713 người, mật độ dân số trung bình 302 người/km2, tỷ lệ tăng dân số tự nhiên khoảng 1,2%. Về cơ cấu hành chính, tỉnh Bắc Giang có 1 thành phố và 9 huyện. Về cơ cấu sử dụng đất: Đất nông nghiệp chiếm tỷ lệ lớn nhất khoảng 33,16%, tiếp theo là đất lâm nghiệp 32,73%, đất chưa sử dụng 15,96%, đất chuyên dùng 14,90% và đất ở chỉ chiếm 3,25%. Huyện Việt Yên có tổng diện tích đất tự nhiên là 171,4 km2. Dân số tính đến năm 2007 là 155.265 người, trong đó khu vực thành thị có 6.267 người, nông thôn là 148.998 người. Mật độ dân số trung bình 903 người/km2, cao thứ 3 trong toàn tỉnh sau thành phố Bắc Giang và huyện Hiệp Hoà. Huyện Việt Yên có 18 đơn vị hành chính gồm: 2 thị trấn và 16 xã. Nói chung, cơ cấu dân số trẻ, lực lượng lao động dồi dào. Số dân ở tuổi sinh đẻ chiếm 40%. Dự báo nguồn nhân khẩu bổ sung vào lực lượng đến năm 2010 là 79.300 người. Tuy nhiên, lực lượng lao động có trình độ khoa học còn ít (thấp hơn 8%), trong đó lao đoọng có trình độ sơ cấp chiếm 1,2%, công nhân kỹ thuật 1,8%, trung học chuyên nghiệp 3,4% và người có trình độ đại học 1%. 1.2.2. Tình hình phát triển kinh tế Bắc Giang là một tỉnh miền núi có nhiều khó khăn, công nghiệp kém phát triển, cơ cấu kinh tế nông nghiệp vẫn chiếm tỷ trọng lớn. Tuy nhiên, do những thuận lợi về địa lý (nằm liền kề khu kinh tế trọng điểm phía Bắc; cách Hà Nội không xa, …) Bắc Giang có nhiều triển vọng để phát triển kinh tế - xã hội trong những năm tới. Tính đến nay, nông nghiệp vẫn đóng vai trò chủ yếu trong nền kinh tế địa phương. Điều này được thể hiện rõ trong cơ cấu GDP của tỉnh với tỷ lệ nông - lâm - thuỷ sản chiếm khoảng 48% (các năm trước 2000 là hơn 50%); công nghiệp - xây dựng chiếm 20,8% (số liệu năm 2006). Nền kinh tế của Bắc Giang nói chung và các huyện Yên Dũng, Việt Yên nói riêng đang có nhiều cơ hội để phát triển, nhất là từ khi Cụm công nghiệp Song Khê Nội Hoàng, Cụm công nghiệp Đồng Vàng, KCN Đình Trám được xây dựng và đi vào hoạt động. Nằm cách không xa thủ đô Hà Nội (khoảng 40 km) và cửa khẩu biên giới Việt Nam – Trung Quốc (khoảng 100 km), có hệ thống đường giao thông đạt tiêu chuẩn quốc gia (quốc lộ 1A) cùng với các tiềm năng khác của địa phương là những điều kiện rất thuận lợi để thu hút các nhà đầu tư trong và ngoài nước. Đây là cơ hội tốt để địa phương chuyển đổi và phát triển kinh tế hoà nhập vào quá trình công nghiệp hoá, hiện đại hoá của đất nước. Người dân sẽ có nhiều công ăn việc làm mới và có điều kiện phát triển các nghành dịch vụ, thương mại. 1.2.3. Cơ sở hạ tầng Địa bàn dự án có hệ thống giao thông vận tải khá thuận lợi cho việc phát triển kinh tế - xã hội và dân sinh. Hệ thống giao thông ở đây gồm có: Đường sắt, đường bộ, đường sông, đặc biệt là hệ thống đường bộ đang ngày càng được nâng cấp, mở rộng. Ba tuyến đường bộ quan trọng nhất đối với tỉnh Bắc Giang đều đi qua địa bàn có KCN Đình Trám, đó là quốc lộ 1A mới, quốc lộ 1A cũ và quốc lộ 37. Đoạn quốc lộ 1A mới đi qua tỉnh Bắc Giang dài 38 km. Tuyến đường huyết mạch này như một luồng gió mới thổi sinh khí cho sự phát triển kinh tế xã hội cảu địa phương, làm cho việc lưu thông giữa Hà Nội - Bắc Giang - Lạng Sơn trở nên rất thuận tiện. Quốc lộ 1A cũ đi qua Bắc Giang dài 38 km là tuyến đầu mối để kết nối các tuyến đường liên tỉnh, liên huyện. Quốc lộ 37 kéo dài cũng có ý nghĩa đáng kể đối với địa phương và sự phát triển của KCN Đình Trám. Gần kề với sông Thương cũng là một ưu điểm quan trọng của KCN. Các cơ sở công nghiệp có điều kiện hết sức thuận lợi để vận chuyển nguyên vật liệu sản xuất, sản phẩm. Hiện tại, sông Thương có 2 bến cảng rất quan trọng: Cảng A Lữ và cảng chuyên dụng của Công ty hoá chất và phân đạm Hà Bắc có công suất 150.000 – 200.000 tấn/năm. Ngoài ra, còn có nhiều bến bãi khác có công suất 3.000 – 5.000 tấn/năm. Trên địa bàn tỉnh Bắc Giang có 3 tuyến đường sắt, trong đó quan trọng nhất là tuyến Hà Nội - Đồng Đăng với chiều dài đi qua Bắc Giang khoảng 36 km. Ngoài ra, còn có các tuyến Kép - Hạ Long, Kép – Lưu Xá. Khu vực Đình Trám là nơi đặt 2 trạm trung gian nguồn điện 110 kV Phả Lại - Bắc Giang – Đông Anh. Do đó, việc cung cấp điện trên địa bàn này rất thuận lợi. Thành phố Bắc Giang đã có nhà máy nước công suất 20.000 m3/ngày đêm do Chính phủ Australia tài trợ cung cấp nước sinh hoạt cho thành phố Bắc Giang và các vùng lân cận và mới chỉ sử dụng 50 – 60% công suất thiết kế. KCN Đình Trám sử dụng nước từ nhà máy này để cấp nước sinh hoạt và sản xuất. 2. Hiện trạng môi trường của KCN Đình Trám 2.1. Ô nhiễm do nước thải Nguồn gây ô nhiễm nước của KCN gồm 3 nguồn chính: Nước thải sản xuất, nước thải sinh hoạt và nước mưa chảy tràn. 2.1.1. Nước thải sản xuất: Nước thải của nghành công nghiệp chế biến thực phẩm, nông sản có hàm lượng ô nhiễm chất hữu cơ cao (phản ánh bằng nồng độ BOD rất cao – theo bảng 4.1); nước thải nhà máy lắp ráp ô tô, xe máy có chứa KLN và chất ô nhiễm có nguồn gốc từ sơn và dung môi pha sơn nên nồng độ COD rất lớn (theo bảng 4.2); nước thải dệt may bị ô nhiễm do chất rắn lơ lửng và hoá chất kiềm, … Bảng 4.1. Nồng độ các chất ô nhiễm trong nước thải của nghành công nghiệp chế biến thực phẩm, nông sản Nghành công nghiệp Nồng độ chất ô nhiễm (mg/l) BOD SS COD Dầu mỡ phi khoáng Chế biến thịt 1.300 960 2.500 460 Ép dầu đậu lành 220 140 440 - Pho – mát 3.160 970 5.600 - Chế biến khoai tây 600 680 1.260 - Chế biến sữa 1.400 310 3.290 - Nước ngọt 480 480 1.000 - Sữa đóng chai 230 110 420 - ( Nguồn: Báo cáo HTMT khu công nghiệp Đình Trám) Bảng 4.2. Nồng độ ô nhiễm trong nước thải của nghành công nghiệp lắp ráp ô tô, xe máy, máy nông nghiệp Chỉ tiêu theo dõi Nồng độ (mg/l) COD 300 - 500 BOD5 100 – 150 Cr6+ 2 – 5 Cr3+ 3 – 10 Zn 2 – 10 Chất rắn lơ lửng 500 – 1.000 (Nguồn: Báo cáo HTMT khu công nghiệp Đình Trám) Như vậy, nồng độ một số thông số trong nước thải như: COD, BOD, chất rắn lơ lửng (SS), phenol, … cao hơn nhiều so với giới hạn tối đa cho phép theo cột B-TCVN 5945 - 2005 (bảng 4.3). Ngoài ra, nước thải sản xuất KCN còn chứa nhiều tác nhân ô nhiễm khác như: Dầu mỡ khoáng và kim loại nặng (Cr6+, Cr3+) từ các công nghệ gia công cơ khí, xử lý bề mặt kim loại, mạ, …; các hợp chất hữu cơ phát sinh từ công đoạn sơn. Bảng 4.3. Nồng độ và tải lượng các chất ô nhiễm trong nước thải Thông số Cột B-TCVN-5945-2005 Nồng độ (mg/l) Tải lượng ô nhiễm (kg/ngày đêm) SS 100 221,5 886 BOD 50 137,1 548,4 COD 80 318,9 1.275,6 Phenol 0,5 0,9 3,6 Pb 0,5 0,1 0,4 (Nguồn: Báo cáo HTMT khu công nghiệp Đình Trám) Cột B: Nước mặt dùng cho giao thông, tưới tiêu, bơi lội, nuôi trồng thuỷ sản, trồng trọt. 2.1.2. Nước thải sinh hoạt: Nước thải sinh hoạt trong KCN chiếm từ 17 – 25% tổng lượng nước thải. Thành phần nước thải sinh hoạt bao gồm cặn lơ lửng (SS), chất dinh dưỡng (N,P), chất hữu cơ, vi sinh vật gây bệnh, … Lượng nước thải sinh hoạt của KCN được tính là 100 lít/người/ngày đêm. Số lượng công nhân, cán bộ làm việc tại các nhà máy, văn phòng trong khu KCN khoảng 10.000 người (tính 1 ha có khoảng 105 – 110 công nhân), lượng nước thải sinh hoạt hàng ngày sẽ là: 10.000 người * 100 lít/người/ngày đêm = 1.000 m3/ngày đêm. Đặc trưng của nước thải sinh hoạt là có nhiều thành phần hữu cơ nên nồng độ COD, BOD, hàm lượng chất rắn, …cao. Ngoài ra còn có chứa các vi khuẩn (Coliform). Nồng độ các chất ô nhiễm trong nước thải sinh hoạt được tính toán dựa trên lưu lượng nước thải và tải lượng ô nhiễm cho kết quả như sau: Bảng 4.4. Nồng độ các chất ô nhiễm trong nước thải sinh hoạt KCN (mg/l) Chất ô nhiễm Không qua xử lý Xử lý bằng bể tự hoại Cột B-TCVN 5945-2005 BOD5 450 – 540 100 - 200 50 COD 850 – 1020 180 – 360 80 SS 700 – 1450 80 – 160 100 Σ N 60 – 120 20 – 40 30 N – NH4 36 – 72 5 – 15 10 Σ P 6 – 45 3 – 10 6 Σ Coliform (MPN/100ml) 106 - 109 104 5.103 (Nguồn: Báo cáo HTMT khu công nghiệp Đình Trám) So sánh nồng độ các chất ô nhiễm chính với tiêu chuẩn nước thải được phép thải ra môi trường (Cột B-TCVN-5945-2005) thấy rằng: Mặc dù nồng độ các chất ô nhiễm đã giảm đáng kể sau khi xử lý, song nồng độ BOD5, COD, SS, Coliform vượt tiêu chuẩn nhiều lần. 2.1.3. Nước mưa chảy tràn: Lượng nước mưa chảy qua mặt bằng KCN sẽ cuốn theo đất cát, rác, dầu mỡ và các tạp chất rơi vãi trên mặt đất xuống nguồn nước. Theo tính toán thì lưu lượng nước mưa chảy tràn qua mặt bằng KCN lớn nhất là 43m3/s. Theo ước tính, nồng độ các chất ô nhiễm trong nước mưa chảy tràn như sau: + Tổng Nitơ: 0,5 – 1,5 mg/l + Photpho: 0,004 – 0,03 mg/l + COD: 10 – 20 mg/l + Tổng chất rắn lơ lửng (SS): 10 – 20 mg/l So với các nguồn thải khác, nước mưa chảy tràn ít bị ô nhiễm nên được thải thẳng ra môi trường sau khi qua hệ thống hố ga và song chắn rác để giữ lại các cặn rác có kích thước lớn. Bùn thải được xử lý theo hướng chôn lấp. 2.2. Ô nhiễm do khí thải Nguồn gây ô nhiễm môi trường không khí chủ yếu liên quan đến các hoạt động sản xuất của các nhà máy trong KCN, bao gồm: 2.2.1. Khí thải do đốt nhiên liệu dầu FO, dầu DO… để vận hành các loại máy móc thiết bị như: Nồi hơi, lò đốt, lò sấy, máy phát điện… với thành phần gây ô nhiễm chính: Bụi, SOx, NOx, CO, tổng hơi chất hữu cơ (THC), … 2.2.2 Các loại khí thải phát sinh từ dây truyền sản xuất. Thành phần khí thải dạng này rất đa dạng, phụ thuộc vào từng công nghệ sản xuất: + Hơi dung môi hữu cơ như hydrocarbon và dẫn xuất sử dụng trong pha sơn, keo, xi phát sinh từ các nhà máy lắp ráp máy nông nghiệp, ô tô, xe máy và sản xuất các linh kiện điện tử. + Bụi và các khí thải dạng vô cơ: SOx, NOx, HCl, HF phát sinh trong quá trình gia công cơ khí, mạ bằng các dung dịch axít, kiềm, chất tẩy rửa, … 2.2.3. Khí thải động cơ do hoạt động của các phương tiện giao thông vận tải trong KCN có chứa các chất ô nhiễm chỉ thị như bụi, SOx, NOx, THC, … Theo số liệu thống kê, mỗi ha đất KCN có khoảng 25 tấn hàng hoá vận chuyển mỗi ngày. Như vậy, tổng lượng hàng hoá vận chuyển trong KCN Đình Trám ước tính 2.450 tấn/ngày với khoảng 900 xe loại động cơ > 2000cm3/ngày tham gia vận chuyển. Tổng chiều dài đường giao thông nội bộ khoảng 5km. Do đó, tải lượng ô nhiễm phát sinh do các phương tiện giao thông vận tải thải ra trong các ngày cao điểm tại KCN Đình Trám cũng khá cao: Bụi = 0,3 kg, SO2 = 123 kg, NO2 = 10 kg, CO = 205,2 kg, THC = 17,3 kg. 2.2.4. Mùi hôi từ các trạm xử lý nước thải, khu vực tập trung chất thải rắn, các cơ sở sản xuất, chế biến nông sản do phát sinh các chất ô nhiễm như: NH3, H2S, CH4, Aldehyt, … Theo số liệu thống kê, tải lượng các nguồn gây ô nhiễm không khí của KCN được trình bày ở bảng 4.5: Bảng 4.5. Bảng tổng hợp tải lượng từ các nguồn gây ô nhiễm không khí (kg/ngày đêm) Nguồn Bụi SO2 NO2 CO THC Sản xuất 801,6 7670,5 500,8 237 64,7 Giao thông 0,3 123 10 205,2 17,3 Nguồn khác Không đáng kể Tổng cộng 801,9 7793,5 510,8 442,5 82 (Nguồn: Báo cáo HTMT khu công nghiệp Đình Trám) 2.3. Ô nhiễm do chất thải rắn 2.3.1. Nguồn gốc chất thải rắn *. Chất thải rắn công nghiệp Chất thải rắn công nghiệp sinh ra từ các hoạt động sản xuất của các nhà máy, xí nghiệp trong KCN. Khối lượng và thành phần của chất thải rắn phụ thuộc vào từng công nghệ sản xuất và gồm các loại sau: - Chất thải rắn trơ: Gồm các loại bao bì nhựa, phế liệu kim loại, thuỷ tinh, gỗ, …Chất thải rắn trơ có thời gian phân huỷ rất dài hoặc không phân huỷ. - Chất thải rắn hữu cơ: Chất thải chứa sơn và keo sinh ra từ các cơ sở sản xuất sử dụng keo, sơn. Các chất thải loại này có chứa dung môi, các chất polyme và kim loại nặng. - Các chất thải của công nghiệp chế biến lương thực, thực phẩm: Các chất thải rắn phân nhóm này sinh ra từ các nhà máy chế biến nông sản, thực phẩm; bùn thải từ các hệ thống xử lý nước thải. - Chất thải rắn chứa dầu, mỡ: Cặn bã dầu từ các thùng chứa dầu, các loại chất thải rắn chứa dầu mỡ từ các nhà máy lắp ráp, sửa chữa ô tô, xe máy và máy nông nghiệp, … *. Chất thải rắn sinh hoạt Chất thải rắn sinh hoạt của nhân viên, công nhân trong KCN, bao gồm: Bao nylon, giấy vụn, thuỷ tinh, vỏ lon, chất hữu cơ dễ phân huỷ, … Số liệu thống kê về lượng chất thải rắn công nghiệp và sinh hoạt phát sinh tại KCN Đình Trám được thể hiện ở bảng 4.6. Bảng 4.6. Tải lượng chất thải rắn phát sinh tại KCN Đình Trám Diện tích đất công nghiệp Rác thải công nghiệp Số công nhân Rác thải sinh hoạt 98,105 (ha) 1176 (tấn/năm) 7000 (người) 1050 (tấn/năm) (Nguồn: Báo cáo HTMT khu công nghiệp Đình Trám) 2.3.2. Thành phần của chất thải rắn Theo số liệu thống kê, trong chất thải rắn công nghiệp của KCN Đình Trám chứa khoảng 20% CTNH (tương đương với khoảng 235,2 tấn/năm). Một số loại CTNH phát sinh từ hoạt động của KCN bao gồm: - Bùn thải từ hệ thống xử lý nước thải cục bộ của các cơ sở sản xuất hàng điện tử, lắp ráp xe máy, ô tô, máy nông nghiệp có chứa kim loại nặng Cu, Pb, Cr, Ni và các chất hữu cơ độc hại, … - Các loại bao bì chứa dung môi hữu cơ, sơn , keo, xi, hoá chất khác và dầu mỡ từ các cơ sở lắp ráp xe máy, sản xuất bao bì, … - Chất thải chứa axít, bazơ mạnh từ các nhà máy sử dụng công nghệ mạ, xử lý bề mặt kim loại, … - Chất thải chứa poly chlorinated biphenyl (PCBs) từ các máy biến thế điện hỏng. 3. Một số thông tin chung về mẫu phân tích Để nghiên cứu tác động của quá trình sản xuất ở khu công nghiệp Đình Trám đến sự tích luỹ kim loại nặng trong đất nông nghiệp chúng tôi tiến hành khảo sát và lấy 15 mẫu đất, 10 mẫu nước. Các thông tin chung về các mẫu phân tích được trình bày ở bảng 4.7 và 4.8. Bảng 4.7. Thông tin chung về mẫu đất nghiên cứu Stt Khoảng cách so với nguồn thải Cây trồng Địa hình 1 Cách khu sản xuất bao bì, nhựa xốp 100 m Màu Đất đồi 2 Cách khu dệt may 30 m Màu Đất đồi 3 Cách khu dệt may 50 m Màu Đất đồi 4 Cách khu dệt may 20 m Lúa Vàn cao 5 Cách khu dệt may 20 m, cách mẫu 4 là 10 m Lúa Vàn cao 6 Cách khu công nghiệp công nghệ cao 50 m Màu Đất đồi 7 Cách khu sản xuất bao bì, nhựa xốp 30 m Lúa Vàn cao 8 Cách khu sản xuất bao bì, nhựa xốp 110m Lúa Trũng 9 Cách khu sản xuất bao bì, nhựa xốp 100m Lúa Trũng 10 Cách khu chế biến nông sản, thực phẩm 100m Lúa Trũng 11 Cách nhà máy sản xuất hàng điện tử, tin học, tự động hoá 100m. Cách các nghành công nghiệp, công nghệ cao 120m Lúa Trũng 12 Cách nhà máy sản xuất hàng điện tử, tin học, tự động hoá 120m. Cách các nghành công nghiệp, công nghệ cao 140m Lúa Trũng 13 Cách khu công nghiệp công nghệ cao 20 m Màu Đất đồi 14 Cách khu công nghiệp công nghệ cao 100 m Màu Đất đồi 15 Cách khu công nghiệp công nghệ cao 50 m Màu Đất đồi Bảng 4.8. Thông tin chung về mẫu nước nghiên cứu Stt Khoảng cách so với nguồn thải Địa hình 1 Cách khu sản xuất bao bì, nhựa xốp; khu dệt may khoảng 200m Mẫu mương 2 Cách khu sản xuất bao bì, nhựa xốp 10 m Mẫu ruộng 3 Cách khu sản xuất bao bì, nhựa xốp 20 m Mẫu mương 4 Cách khu sản xuất bao bì, nhựa xốp 20 m Mẫu mương 5 Cách khu chế biến nông sản, thực phẩm 20 m Mẫu mương 6 Cách khu sản xuất bao bì, nhựa xốp 200 m Mẫu ruộng 7 Cách khu chế biến nông sản, thực phẩm 210 m Mẫu ruộng 8 Cách khu sản xuất bao bì, nhựa xốp 15 m; cách khu dệt may 20 m; cách nhà máy sản xuất hàng điện tử, tin học, tự động hoá 200m Mẫu ao 9 Cách nhà máy sản xuất hàng điện tử, tin học, tự động hoá khoảng 800m. Cách các nghành công nghiệp, công nghệ cao 900m. Mẫu ao 10 Cách nhà máy sản xuất hàng điện tử, tin học, tự động hoá khoảng 400m. Cách các nghành công nghiệp, công nghệ cao khoảng 450m. Mẫu ao 4. Một số tính chất lý, hoá học của mẫu đất nghiên cứu Kết quả phân tích một số tính chất lý, hoá học trong đất nông nghiệp của khu vực nghiên cứu được trình bày ở bảng 4.9. Bảng 4.9. Một số tính chất lý, hoá học của đất nghiên cứu Mẫu pHH20 OM (%) CEC (lđl/ 100g) Tỷ lệ cấp hạt (%) Sét Limon Cát Đ1 6,68 1,68 4,47 11,1 20,95 67,95 Đ2 6,32 1,62 4,31 10,65 18,65 70,7 Đ3 6,28 2,28 4,39 13,2 17,75 69,05 Đ4 6,25 2,29 6,34 18,35 26,25 55,4 Đ5 5,35 2,62 6,46 19,1 21,4 59,5 Đ6 6,33 1,61 4,21 8,8 17,5 73,7 Đ7 6,68 2,69 6,47 18,6 21,8 59,6 Đ8 5,85 2,92 5,37 8,8 22,3 68,9 Đ9 6,16 3,13 5,85 13,6 23,8 62,6 Đ10 6,55 3,26 5,95 10,1 22,4 67,5 Đ11 6,81 3,03 5,93 11,65 21,25 67,1 Đ12 6,82 3,09 5,92 9,1 21,5 69,4 Đ13 6,38 1,55 4,38 8,05 19,00 72,95 Đ14 6,23 1,68 4,32 8,45 19,8 71,75 Đ15 6,42 1,58 4,36 8,8 19,2 72,00 Kết quả thu được ở bảng 4.9 cho thấy đất nghiên cứu có thành phần cơ giới dao động từ cát pha thịt đến thịt pha cát. Tỷ lệ sét của đất thấp, dao động từ 8,05 – 19,1%; limon dao động từ 17,5 – 26,25%; tỷ lệ cát rất cao, dao động từ 55,4 – 73,7% có ảnh hưởng lớn đến khả năng giữ nước, các chất dinh dưỡng và kim loại nặng của đất. Đất nghiên cứu có phản ứng từ chua đến trung tính ít chua, pHH20 dao động từ 5,35 – 6,82; có hàm lượng chất hữu cơ trung bình (1,55 – 3,26%). Các mẫu đất lấy ở vùng trồng lúa trũng thường xuyên ngập nước (từ mẫu 8 - mẫu 12) có hàm lượng chất hữu cơ cao hơn so với các mẫu lấy ở vùng đồi cao (mẫu 1, 2, 13, 14, 15) ít ngập nước, do sự tích đọng chất hữu cơ trong điều kiện yếm khí diễn ra thuận lợi hơn. Hàm lượng chất hữu cơ cao trong đất không chỉ ảnh hưởng đến tính chất lý, hoá học đất mà còn tác động đến các dạng tồn tại của Cu, Pb, Zn trong đất. Dung tích hấp thụ của đất thấp, giá trị CEC dao động từ 4,21 – 6,47 lđl/100g đất, thấp hơn giá trị CEC của đất phù sa đồng bằng sông Hồng. Giá trị thấp của CEC đất gắn liền với tỷ lệ sét thấp trong đất. 5. Hàm lượng Cu, Pb, Zn trong đất nghiên cứu 5.1. Hàm lượng Cu, Pb, Zn tổng số trong đất Kết quả phân tích hàm lượng Cu, Zn, Pb tổng số trong đất nghiên cứu được thể hiện ở bảng 4.10. 5.1.1. Hàm lượng Cu tổng số trong đất Số liệu bảng 4.10 cho thấy hàm lượng Cu tổng số trong đất ở tất cả các mẫu nghiên cứu nhìn chung vẫn ở mức thấp, chưa vượt quá tiêu chuẩn cho phép (TCVN 7209 – 2002), giá trị trung bình là 28,27, chỉ riêng 2 mẫu 11 và 12 là vượt quá TCCP (mẫu 11 = 57,15 mg/kg đất; mẫu 12 = 52,84 mg/kg đất). Ô nhiễm Cu xảy ra chủ yếu là do nước thải của các nhà máy sản xuất máy hàn, sản xuất động cơ; nhà máy sản xuất phụ kiện nước; nhà máy sản xuất dây cáp điện; nhà máy cơ khí Phúc Sơn; nhà máy sản xuất dây cáp điện tàu biển; nhà máy sản xuất mũ bảo hiểm, phụ tùng xe máy, … Bảng 4.10. Hàm lượng Cu, Pb, Zn tổng số trong đất nông nghiệp khu vực nghiên cứu Đơn vị mg/kg đất Mẫu Cu Pb Zn Đ1 27,62 15,25 75,06 Đ2 26,80 22,65 63,33 Đ3 18,03 12,55 37,65 Đ4 28,10 118,14 77,59 Đ5 25,72 115,51 93,64 Đ6 15,11 12,55 43,99 Đ7 32,40 49,61 64,69 Đ8 19,35 13,89 62,29 Đ9 17,21 15,22 43,91 Đ10 35,83 64,39 110,37 Đ11 57,15 78,61 210,01 Đ12 52,84 72,48 202,48 Đ13 33,68 21,28 100,61 Đ14 16,42 7,16 52,93 Đ15 17,77 9,86 43,66 TCVN 7209 - 2002 50,00 70,00 200,00 5.1.2. Hàm lượng Pb tổng số trong đất So với hàm lượng Cu thì hàm lượng Pb tổng số trong đất có sự biến động lớn hơn (dao động từ 7,16 – 118,14 mg/kg). Nhìn chung đất ở khu vực này chưa bị ô nhiễm Pb nếu dựa theo giá trị trung bình là 41,94 mg/kg. Trừ một số mẫu (mẫu 4, 5, 11, 12) ở gần cửa xả phụ, khu dệt may và gần kênh thoát chính của khu công nghiệp là mương T6 đã biểu hiện sự ô nhiễm. Riêng hàm lượng Pb tổng số của hai mẫu số 4 và 5 tương ứng đạt 118,14 mg/kg đất và 115,51 mg/kg đất là cao hơn nhiều so với ngưỡng cho phép theo TCVN 7209 – 2002. 5.1.3. Hàm lượng Zn tổng số trong đất Nguồn gây ô nhiễm Zn ở khu vực nghiên cứu chủ yếu là do quá trình phát thải chất ô nhiễm của các nhà máy, xí nghiệp trong khu công nghiệp, như: Nhà máy tráng mạ kẽm kim loại; nhà máy cơ khí và mạ kẽm; nhà máy luyện cán thép và mạ kẽm; nhà máy sản xuất máy hàn, sản xuất động cơ; nhà máy sản xuất phụ kiện nước; nhà máy cơ khí Phúc Sơn; nhà máy sản xuất dây cáp điện tàu biển; nhà máy sản xuất mũ bảo hiểm, phụ tùng xe máy; nhà máy sản xuất đinh cuộn LG TV; nhà máy sản xuất ôxít kẽm; …Số liệu bảng 4.10 cho thấy hàm lượng Zn tổng số trong đất khu vực khu công nghiệp Đình Trám biến động khá rộng từ 43,66 – 210,01mg/kg đất, giá trị trung bình đạt 75,06 mg/kg đất vẫn thuộc giới hạn cho phép theo tiêu chuẩn TCVN 7209 – 2002. Hai mẫu số 11 và 12 được lấy ở gần khu công nghiệp công nghệ cao, nhà máy sản xuất hàng điện tử, tự động hoá và gần kênh thải chính của khu công nghiệp là kênh T6 đổ ra Ngòi Bún đạt giá trị cao nhất (210,01 và 202,48 mg/kg đất vượt ngưỡng cho phép theo TCVN. 5.2. Hàm lượng Cu, Pb, Zn dễ tiêu trong đất Nghiên cứu hàm lượng Cu, Pb, Zn dễ tiêu trong đất chúng tôi thu được kết quả trình bày ở bảng 4.11. Bảng 4.11. Hàm lượng Cu, Pb, Zn dễ tiêu trong đất nghiên cứu Mẫu Cu Pb Zn mg/kg đất % so với Cu tổng số mg/kg đất % so với Pb tổng số mg/kg đất % so với Zn tổng số 1 10,06 36,44 3,96 25,93 14,28 19,02 2 6,28 23,42 3,96 17,46 9,88 15,60 3 7,09 39,31 5,53 44,04 7,01 18,63 4 9,72 34,61 21,02 17,80 13,11 16,89 5 9,72 37,81 17,88 15,48 11,71 12,51 6 6,14 40,64 3,96 31,50 9,07 20,62 7 10,33 31,89 10,47 21,10 8,63 13,34 8 6,55 33,85 4,40 31,71 8,78 14,09 9 6,82 39,62 5,98 39,26 10,17 23,16 10 10,94 30,54 14,74 22,88 9,80 8,88 11 14,59 25,53 16,98 21,60 24,26 11,55 12 12,16 23,01 13,16 18,16 19,64 9,70 13 12,43 36,90 7,32 34,41 19,71 19,59 14 6,55 39,88 2,83 39,58 14,72 27,81 15 7,70 43,31 3,73 37,83 15,38 35,23 Số liệu bảng 4.11 chỉ ra rằng các mẫu đất nghiên cứu đều chứa một lượng Cu, Zn, Pb dễ tiêu ở mức trung bình. Hàm lượng Cu và Zn dễ tiêu trong đất không có sự dao động nhiều, Cu từ 6,14 – 14,59 mg/kg đất, chiếm 23,01 – 43,31 % lượng Cu tổng số của đất; Zn dao động từ 7,01 – 24,26, chiếm 8,88 – 35,23% hàm lượng Zn tổng số. Lượng Cu và Zn dễ tiêu cao nhất trong đất nhận được là ở khu vực trồng lúa gần mương thải T6 (Cu = 14,59 mg/kg đất, Zn = 24,26 mg/kg đất ở mẫu số 11). Nhìn chung, tất cả các mẫu phân tích đều có hàm lượng Cu dễ tiêu chưa vượt quá TCVN 7209 – 2002 (50 mg/kg đất), vì thế chưa gây ô nhiễm cho đất nông nghiệp và nguồn nước mặt ở khu vực này. Hàm lượng Pb dễ tiêu trong đất nghiên cứu dao động từ 2,83 – 21,02 mg/kg đất, chiếm 15,48 – 44,04% hàm lượng Pb tổng số trong đất. Tuy hàm lượng của Pb dễ tiêu chưa đạt tới ngưỡng ô nhiễm đất nhưng đối với một số vùng thấp có hàm lượng Pb cao, khi trồng các cây có khả năng hấp thu Pb khá mạnh như: Rau họ cải, rau muống, cải xoong, rau cần thì cũng cần phải chú ý các biện pháp khắc phục làm giảm thiểu sự tích luỹ Pb trong sản phẩm, hạn chế sự gây độc cho con người. Xác định mối tương quan giữa hàm lượng tổng số của Cu, Pb, Zn với hàm lượng dễ tiêu của chúng trong đất nghiên cứu chúng tôi thu được kết quả trình bày ở bảng 4.12. Bảng 4.12 Mối tương quan giữa hàm lượng Cu, Pb, Zn dễ tiêu và tổng số Cu ts(mg/kg) Pb ts(mg/kg) Zn ts(mg/kg) Cu dt (mg/kg) Pb dt(mg/kg) Zn dt(mg/kg) Cu ts (mg/kg) 1 Pb ts (mg/kg) 0,54 1 Zn ts (mg/kg) 0,96 0,54 1 Cu dt (mg/kg) 0,90 0,56 0,84 1 Pb dt(mg/kg) 0,61 0,97 0,59 0,66 1 Zn dt (mg/kg) 0,71 0,25 0,86 0,74 0,30 1 Số liệu bảng 4.12 cho thấy hàm lượng tổng số của Cu, Pb, Zn trong các mẫu đất nghiên cứu có tương quan rất chặt với hàm lượng dễ tiêu của chúng. Tương quan của Cu tổng số và Cu dễ tiêu với r = 0,90; Pb tổng số và Pb dễ tiêu với r = 0,97 và Zn tổng số và Zn dễ tiêu với r = 0,86. 6. Hàm lượng Cu, Pb, Zn tổng số trong nước nghiên cứu Kết quả phân tích Cu, Pb, Zn trong nước thể hiện ở bảng 4.13 cho thấy: Nguồn nước mặt ở đây chưa bị ô nhiễm kim loại nặng. Hàm lượng Cu, Pb, Zn dao động khá rộng, từ 0,1 đến 1,24 mg/l đối với Cu; từ 0,01 đến 0,17 mg/l đối với Pb và từ 0,27 đến 2,10 mg/l đối với Zn, tuỳ thuộc vào vị trí lấy mẫu. Hàm lượng kim loại nặng của hai mẫu 9 và 10 lấy ở kênh phát thải chính T6 của khu công nghiệp tuy có giá trị vượt trội so với các mẫu khác nhưng vẫn ở dưới ngưỡng cho phép theo TCVN. Bảng 4.13. Hàm lượng Cu, Pb, Zn trong nước mặt khu vực nghiên cứu Stt pH Cu (mg/l) Pb (mg/l) Zn (mg/l) 1 8,1 0.11 0.03 0.29 2 8,1 0.14 0.04 0.27 3 7,8 0.14 0.04 0.52 4 7,8 0.19 0.07 0.39 5 8,2 0.12 0.12 0.32 6 7,8 0.14 0.00 0.30 7 8,0 0.10 0.03 0.48 8 7,7 0.11 0.01 0.38 9 7,6 1.24 0.17 2.10 10 7,7 1.09 0.13 2.02 TCVN 5945 - 2005 Loại A: 6 – 9,0 Loại B: 5,5 - 9,0 A: 2 B: 2 A: 0,1 B: 0,5 A: 3 B: 3 Loại A: Áp dụng cho nước mặt dùng làm nước cấp sinh hoạt Loại B: Áp dụng đối với nước dùng trong nông nghiệp 7. Đánh giá mức độ ô nhiễm Pb, Cu, Zn, trong đất nông nghiệp và nước mặt xung quanh khu công nghiệp Đình Trám. So sánh các kết quả nhận được ở bảng 4.10 với TCVN 7209 - 2002 chúng tôi nhận thấy hầu hết các mẫu đất và nước nghiên cứu là chưa bị ô nhiễm Cu, Pb, Zn. Cụ thể như sau: Trong tổng số 15 mẫu đất tầng mặt được phân tích có 2 mẫu 11 và 12 cho kết quả vượt quá giới hạn cho phép theo TCVN từ 1,06 – 1,14 lần đối với Cu; từ 1,01 – 1,05 lần đối với Zn. Có bốn mẫu (mẫu 4, 5, 11, 12) có hàm lượng Pb tổng số vượt quá ngưỡng cho phép từ 1,04 lần đến 1,69 lần. Trong tổng số 10 mẫu nước nghiên cứu chưa cho thấy sự ô nhiễm kim loại nặng theo TCVN 5945 – 2005. Tóm lại: Đất nông nghiệp và nước mặt xung quanh khu công nghiệp Đình Trám tuy chưa bị ô nhiễm kim loại nặng trên diện rộng, nhưng cục bộ một số điểm ở gần nguồn gây ô nhiễm đã bắt đầu biểu hiện sự tích luỹ Cu, Pb, Zn trong đất vượt quá ngưỡng cho phép. Vì vậy cần có các giải pháp thích hợp để ngăn chặn sự phát tán của Cu, Pb, Zn trong môi trường đất và nước dẫn đến làm tăng diện tích đất và nước bị ô nhiễm. 8. Đề xuất giải pháp khắc phục Đình Trám là một KCN tập trung nhiều nhà máy, xí nghiệp với nhiều loại hình nghành nghề sản xuất, do vậy cần phải có nhiều giải pháp đồng bộ khác nhau để hạn chế và giảm thiểu các tác động xấu đến môi trường. Các giải pháp đó bao gồm: + Biện pháp quản lý + Các giải pháp kỹ thuật 8.1. Biện pháp quản lý Ban quản lý khu công nghiệp và Sở Tài Nguyên và Môi trường tỉnh cần thường xuyên kiểm tra và có những biện pháp cứng rắn, xử lý nghiêm minh đối với những nhà máy, xí nghiệp xả thải không đúng hợp đồng đã ký, thải các chất ô nhiễm ra môi trường không đạt TCCP, xảy ra những sự cố gây ô nhiễm môi trường xung quanh. Đặc biệt đối với các nhà máy, xí nghiệp sản xuất các thiết bị, linh kiện, … có khả năng gây ô nhiễm KLN cao như: Nhà máy tráng mạ kẽm kim loại; nhà máy cơ khí và mạ kẽm; nhà máy luyện cán thép và mạ kẽm; nhà máy sản xuất máy hàn, sản xuất động cơ; nhà máy sản xuất phụ kiện nước; nhà máy cơ khí Phúc Sơn; nhà máy sản xuất dây cáp điện tàu biển; nhà máy sản xuất mũ bảo hiểm, phụ tùng xe máy; nhà máy sản xuất đinh cuộn LG TV; nhà máy sản xuất ôxít kẽm; nhà máy nạp gas LRDT, … 8.2.Giải pháp kỹ thuật 8.2.1. Các phương án khống chế ô nhiễm không khí Các biện pháp khống chế ô nhiễm không khí được áp dụng tuỳ theo từng loại hình công nghiệp cụ thể, công nghệ sản xuất, mức độ phát sinh chất thải, tải lượng và thời gian phát thải. Các doanh nghiệp phải cam kết đảm bảo nồng độ các chất ô nhiễm trong khí thải ra môi trường KCN đáp ứng được các tiêu chuẩn sau: TCVN 5939 - 1995: Chất lượng không khí – Tiêu chuẩn khí thải công nghiệp đối với bụi và các chất hữu cơ. TCVN 6991 - 2001: Chất lượng không khí – Tiêu chuẩn thải theo tải lượng của các chất vô cơ trong KCN. TCVN 6994 - 2001: Chất lượng không khí – Tiêu chuẩn thải theo tải lượng của các chất hữu cơ trong KCN. 8.2.2. Các phương án khống chế ô nhiễm nguồn nước Mỗi nhà máy trong KCN đã có các hệ thống xử lý nước thải sản xuất và sinh hoạt cục bộ phù hợp với công nghệ, nghành nghề sản xuất của mình và đạt tiêu chuẩn loại B, C - TCVN 5945- 2005 trước khi thải vào hệ thống thoát nước thải chung để đưa về hệ thống xử lý tập trung của KCN trước khi thải ra kênh T6 nối với sông Thương. 8.2.3. Xử lý chất thải nguy hại Các chủ doanh nghiệp trong KCN phải chịu trách nhiệm trong việc thu gom, lưu trữ, xử lý, tiêu huỷ tất cả những chất thải rắn nguy hại sinh ra theo đúng Quy chế quản lý chất thải nguy hại số 155/1999/QĐ-TTg ngày 16/07/199 của Thủ tướng Chính phủ. Một số biện pháp xử lý chất thải nguy hại cần được áp dụng triệt để trong KCN: + Xử lý cơ học + Thiêu đốt + Xử lý hoá – lý + Chôn lấp hợp vệ sinh Ngoài ra, nguồn nước thải của khu công nghiệp sau khi đã được xử lý tập chung nên tiếp tục xử lý sinh học bằng cách sử dụng các loài cây có khả năng hút Cu, Pb, Zn mạnh như: Rau ngổ, bèo tây, dừa nước, …trước khi thải ra môi trường. PHẦN 5: KẾT LUẬN Qua Nghiên cứu sự tích luỹ kim loại nặng trong đất nông nghiệp và nước mặt xung quang khu công nghiệp Đình Trám tỉnh Bắc Giang, chúng tôi rút ra một số kết luận sau: 1. Đất của khu vực nghiên cứu có thành phần cơ giới từ cát pha thịt đến thịt pha cát. Phản ứng của đất từ chua đến trung tính ít chua (pHH20 dao động từ 5,35 đến 6,82), hàm lượng chất hữu cơ dao động từ 1,55 đến 3,26%. Dung tích hấp thụ của đất không cao (4,21 – 6,47 lđl/100g đất). 2. Hàm lượng Cu, Pb, Zn trong đất dao động khá rộng, từ 15,11 – 57,15 mg/kg đất đối với Cu; từ 7,16 – 118,14 mg/kg đất đối với Pb và từ 43,66 – 210,01 mg/kg đất đối với Zn. 3. Đất nông nghiệp xung quanh khu công nghiệp Đình Trám đã biểu hiện ô nhiễm kim loại nặng cục bộ. - Các mẫu bị ô nhiễm Cu, Zn: Mẫu 11, 12 ở gần kênh thải T6. - Các mẫu bị ô nhiễm Pb: Mẫu 4, 5 ở gần khu dệt may và mẫu 11, 12. 4. Nước mặt xung quanh khu công nghiệp Đình Trám chưa bị ô nhiễm Cu, Pb, Zn. TÀI LIỆU THAM KHẢO Tài liệu trong nước http: //www.google.com.vn. TSKH Lê Huy Bá, trường ĐH Khoa học Xã hội và Nhân văn TP.HCM. http: //www.google.com.vn. TS. Nguyễn Đăng. Thực trạng ô nhiễm môi trường đô thị và công nghiệp ở Việt Nam. (Khoa học và đời sống, số 20, ngày 31/3/2003). Báo cáo hiện trạng môi trường năm 2005-2006 Ô nhiễm nguồn nước ở Việt Nam. Bộ Tài Nguyên và Môi Trường. Trịnh Quang Huy. Bài giảng: Tồn dư hóa chất trong nông nghiệp. Trường ĐH Nông nghiệp I. Hà Nội, 2006. Tr 1, 2, 28. Phạm Văn Khang, Nguyễn Ngọc Minh, Nguyễn Xuân Huân. Một số nghiên cứu về KLN trên thế giới. Khoa học đất số 20/2004. Lê Đức, Trần Khắc Hiệp. Giáo trình đất và bảo vệ đất. NXB Hà Nội, 2006. Tr 201-204, 219. Lê Huy Bá. Sinh thái môi trường đất. NXB Nông nghiệp. Hà NộI, 1997. Tr 144-146. Nguyễn thị Thìn (dịch). Chất độc trong thực phẩm / Wolfdietrich Eichler. Trần Công Tấu, Trần công khánh. Hiện trạng môi trường đất ở Việt Nam thông qua việc nghiên cứu các KLN. Tạp chí khoa học đất số 10/1998. Tr 152 – 160. Lê Văn Khoa, Lê Thị An Hằng, Phạm Minh Cương. Đánh giá ô nhiễm KLN trong 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. N. M. Maqsud. Ô nhiễm môi trường ở vùng nội và ngoại ô thành phố Hồ Chí Minh nhận biết qua lượng KLN tích tụ trong nước và bùn của các kênh mương. Tạp chí khoa học đất số 10/1998. Tr 162- 168. Phạm Bình Quyền, Trần Ngọc Lân, Nguyễn Văn Sang. Kết quả nghiên cứu bước đầu về nghiên cứu hiện trạng ô nhiễm KLN của khu dân cư và đất nông nghiệp do sản xuất công nghiệp. Tạp chí Bảo vệ thực vật, số 3/1994. Nguyễn Ngọc Nông. Hàm lượng các nguyên tố vi lượng và KLN trong một số loại đất chính ở vùng Đông Bắc Việt Nam. Tạp chí khoa học đất số 18/2003. Tr 15 – 17. Hồ Thị Lam Trà và 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. Nguyễn Ngọc Quỳnh, Lê Huy Bá và cộng sự. Hàm lượng một số kim loại nặng trong đất trồng 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. 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 hóa, 2000. Lê Đức, Lê Văn Khoa. Tác động của hoạt động làng nghề tái chế đồng thủ công ở xã Đại Đồng huyện Văn Lâm, tĩnh Hưng Yên đến môi trường đất khu vực. Tạp chí khoa học đất số 14, 2001, Tr 48 – 52. Luận văn Hải. Trường Đại học Khoa học tự nhiên - Đại học Quốc gia Hà Nội – 2006. Lê Đức và các cộng sự. Hiện trạng ô nhiễm môi trường ở làng nghề cơ kim khí Phùng Xá, Thạch Thất (Hà Tây). Báo cáo khoa học 2003, Tr 30 – 36. Sở Tài nguyên và Môi trường Bắc Giang. Báo cáo hiện trạng môi trường tỉnh Bắc Giang. 2007. Báo cáo hiện trạng môi trường khu công nghiệp Đình Trám - tỉnh Bắc Giang. Tr 56 – 80. Tài liệu nước ngoài Vernet J.P. (Edited) 1991. Heavy Metals in the Environment. Elsevier, Amsterdam – London – NewYork – Tokyo, pp 42- 47. M.Mench, J. Vangron Sveld, V. Didier & H. Clijsters – Evaluation of metal mobility, Planl Availability and Immobilization by chemimcal Agents in alimed – Silty soil. Enviromental pollution, 1994. pp 279 – 286. Mc Neill & S. Olley (1998) The Effects of Motorway Runof on Watercourses in South – Wets Scotland. Water and Environmental Management, Volume 12, No6, December 1998, pp 443 - 439. Pacyna J.M, J, Much and F. Axenfeld (1991), European Inventory of Trace Metal Emissions to the Atmosphere, Elsevier Amsterdam London, NewYork, Tokyo, pp 1-16. 27. Kabata – Pendias & Henryk Pendias. Trace Elements in Soils and Plants. CRCPress, Inc. Boca Raton, Florida, 1985. 28. Ho Thi Lam Tra, Kazuhiko Egashira. Status of Heavy metal in Agricultural Soils of Vietnam. Plant Nutr. 2001, pp 419 – 422. bé gi¸O dôC vµ §µO t¹O tr­êng ®¹I häc n«ng nghiÖp hµ néi › ¶ š kho¸ luËn tèt nghiÖp Tên đề tài: “Nghiên cứu sự tích luỹ kim loại nặng trong đất nông nghiệp và nước mặt xung quang khu công nghiệp Đình Trám tỉnh Bắc Giang ” Người thực hiện : NGUYỄN VĂN DŨNG Lớp : Môi Trường A Khoá : 49 Ngành : Môi Trường Người hướng dẫn : TS. VŨ THỊ THANH HƯƠNG PGS.TS. NGUYỄN HỮU THÀNH Địa điểm thực tập: Phòng thí nghiệm JICA Khoa Tài Nguyên và Môi trường - Trường ĐHNNHN. hµ néi - 2008 Tên đề tài: “Nghiên cứu sự tích luỹ kim loại nặng trong đất nông nghiệp và nước mặt xung quang khu công nghiệp Đình Trám tỉnh Bắc Giang” Người thực hiện: SV. NGUYỄN VĂN DŨNG Người hướng dẫn: TS. VŨ THỊ THANH HƯƠNG PGS.TS. NGUYỄN HỮU THÀNH Bộ môn: Khoa học đất Thời gian thực tập: Từ ngày 15/01/2008 đến ngày 30/05/2008 Địa điểm thực tập: Phòng thí nghiệm JICA Khoa Tài Nguyên và Môi trường - Trường ĐHNNHN. 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. Hµ n«i, ngµy 29 th¸ng 05 n¨m 2008 Sinh viªn NguyÔn V¨n Dòng Lêi c¶m ¬n Tr­íc hÕt, em xin göi lêi c¶m ¬n s©u s¾c ®Õn thÇy gi¸o PGS.TS NguyÔn H÷u Thµnh, gi¶ng viªn Bé m«n Khoa häc §Êt – Tr­êng §HNNHN vµ Ts.Vò ThÞ Thanh H­¬ng ®· tËn t×nh gióp ®ì, h­íng dÉn, vµ t¹o mäi ®iÒu kiÖn ®Ó em hoµn thµnh kho¸ luËn nµy. Em xin ch©n thµnh c¶m ¬n Bé m«n Khoa häc §Êt, Khoa §Êt vµ M«i tr­êng, c« LÖ Hµ cïng toµn thÓ c¸c anh, chÞ vµ c¸c b¹n ë phßng thÝ nghiÖm trung t©m Khoa Tµi nguyªn vµ M«i tr­êng ®· tËn t×nh gióp ®ì, h­íng dÉn vµ t¹o ®iÒu kiÖn cho em trong qu¸ tr×nh ph©n tÝch t¹i ®©y. Em còng xin c¶m ¬n c¸c c¸n bé M«i tr­êng – Së Tµi nguyªn vµ M«i tr­êng B¾c Giang vµ Ban qu¶n lý khu c«ng nghiÖp §×nh Tr¸m - B¾c Giang ®· nhiÖt t×nh gióp ®ì em khi thu thËp tµi liÖu. Cuèi cïng em xin ch©n thµnh c¶m ¬n gia ®×nh, b¹n bÌ vµ tËp thÓ líp M«i tr­êng B K49 ®· tËn t×nh gióp ®ì, cæ vò, ®éng viªn em trong suèt qu¸ tr×nh häc tËp. Hµ n«i, ngµy 29 th¸ng 05 n¨m 2008 Sinh viªn NguyÔn V¨n Dòng DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT TCCP : Tiêu chuẩn cho phép KCN : Khu công nghiệp BCHTMT : Báo cáo hiện trạng môi trường HCBVTV : Hoá chất bảo vệ thực vật ĐBSH : Đồng bằng sông Hồng ĐBSCL : Đồng bằng sông Cửu Long TCVN : Tiêu chuẩn Việt Nam TP. HCM : Thành phố Hồ Chí Minh DANH MỤC BẢNG  MỤC LỤC PHẦN 1: MỞ ĐẦU 1 1. Đặt vấn đề 1 2. Mục đích, yêu cầu và phạm vi nghiên cứu của đề tài 2 PHẦN 2: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 3 1. Thực trạng môi trường Việt Nam 3 1.1. Ô nhiễm môi trường đất 3 1.2. Ô nhiễm môi trường nước 6 2. Nghiên cứu về ô nhiễm kim loại nặng 8 2.1. Nghiên cứu kim loại nặng trên thế giới 8 2.2. Nghiên cứu ô nhiễm KLN ở Việt Nam 16 PHẦN 3: NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 25 1. Nội dung nghiên cứu 25 2. Phương pháp nghiên cứu 25 PHẦN 4: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 28 1. Điều kiện tự nhiên, kinh tế, xã hội ở địa bàn khu công nghiệp Đình Trám 28 1.1. Điều kiện tự nhiên 28 1.2. Điều kiện kinh tế xã hội 32 2. Hiện trạng môi trường của KCN Đình Trám 34 2.1. Ô nhiễm do nước thải 34 2.2. Ô nhiễm do khí thải 38 2.3. Ô nhiễm do chất thải rắn 39 3. Một số thông tin chung về mẫu phân tích 40 4. Một số tính chất lý, hoá học của mẫu đất nghiên cứu 42 5. Hàm lượng Cu, Pb, Zn trong đất nghiên cứu 44 5.1. Hàm lượng Cu, Pb, Zn tổng số trong đất 44 5.2. Hàm lượng Cu, Pb, Zn dễ tiêu trong đất 46 6. Hàm lượng Cu, Pb, Zn tổng số trong nước nghiên cứu 49 7. Đánh giá mức độ ô nhiễm Pb, Cu, Zn, trong đất nông nghiệp và nước mặt xung quanh khu công nghiệp Đình Trám. 50 8. Đề xuất giải pháp khắc phục 50 8.1. Biện pháp quản lý 50 8.2.Giải pháp kỹ thuật 51 PHẦN 5: KẾT LUẬN 53 TÀI LIỆU THAM KHẢO 54 Phụ lục