Phân tích và đánh giá hàm lượng kim loại nặng trong một số nhóm sinh vật tại 2 hồ trúc bạch và thanh nhàn của thành phố hà nội

Hệ thống hóa cơ sở lý luận về vấn đề cần nghiên cứu: khái niệm và tính chất của kim loại nặng; các nguồn phát sinh kim loại nặng; ảnh hưởng của kim loại nặng đến vi sinh vật;

Phân tích và đánh giá hàm lượng kim loa ̣i

nă ̣ng trong mô ̣t số nhóm sinh vâ ̣t ta ̣i 2 hồ Trúc Bạch và Thanh Nhàn của thành phố

Hà Nội Trần Thi ̣ Phương

Trường Đa ̣i ho ̣c Khoa ho ̣c Tự nhiên; Khoa Sinh ho ̣c Chuyên ngành: Sinh thái học; Mã số: 60 42 60

Cán bộ hướng dẫn khoa học: TS Lê Thu Hà

Năm bảo vệ: 2012

Abstract Hệ thống hóa cơ sở lý luận về vấn đề cần nghiên cứu: khái niệm và tính

chất của kim loại nặng; các nguồn phát sinh kim loại nặng; ảnh hưởng của kim loại nặng đến vi sinh vật; tình hình ô nhiễm kim loại nặng trên thế giới và ở Việt Nam Khảo sát hàm lượng kim loại nặng và đánh giá mức độ ô nhiễm của kim loại nặng trong bùn và trong nước của hồ Thanh Nhàn và Trúc Bạch Phân tích hàm lượng một số kim loại nặng trong một số nhóm sinh vật ở 2 hồ Trúc Bạch và Thanh Nhàn

Keywords Sinh thái học; Kim loại nặng; Hồ Trúc Bạch; Hồ Thanh Nhàn; Sinh vật Content

I Lí do chọn đề tài

Hà Nội là một trong những thành phố lớn ở nước ta có số lượng các hồ dày đặc, đây là nơi điều hòa khí hậu và là nét đẹp đặc trưng của thành phố này, nhưng hiện nay chất lượng nước ở hầu hết các hồ nơi đây đang trong tình trạng ô nhiễm nặng do phải chứa đựng một lượng lớn nước thải từ khu dân cư, từ các nhà máy, xí nghiệp

Tài nguyên nước là thành phần chủ yếu của môi trường sống, quyết định sự thành công trong các chiến lược, quy hoạch, kế hoạch phát triển kinh tế - xã hội, bảo đảm quốc phòng, an ninh quốc gia Hiện nay nguồn tài nguyên thiên nhiên quý hiếm và quan trọng này đang phải đối mặt với nguy cơ ô nhiễm và cạn kiệt Nguy

cơ thiếu nước, đặc biệt là nước ngọt và sạch là một hiểm họa lớn đối với sự tồn vong của con người cũng như toàn bộ sự sống trên trái đất Do đó con người cần

phải nhanh chóng có các biện pháp bảo vệ và sử dụng hợp lý nguồn tài nguyên nước

Hồ Thanh Nhàn và hồ Trúc Bạch là 2 hồ nuôi cá cung cấp thực phẩm hàng ngày cho người dân thành phồ Hà Nội, nhưng hiện nay 2 hồ này đang chứa đựng một lượng nước thải rất lớn từ các khu dân cư, nguy cơ ô nhiễm các KLN trong thịt cá là rất cao

I Tính cấp thiết của đề tài

Trên cơ sở những nghiên cứu của luâ ̣n văn các cơ quan có chức năng , có thẩm quyền về y tế, môi trường đề ra các chiến lược quy hoa ̣ch 2 hồ, tìm ra các biện pháp giảm thiểu ô nhiễm

II Phạm vi nghiên cƣ ́ u

2 hồ Trú c Ba ̣ch và Thanh Nhàn của thành phố Hà Nô ̣i

III Mục tiêu nghiên cứu

1 Phân tích hàm lượng kim loại nặng và đánh giá mức độ ô nhiễm của kim loại nặng trong bùn và trong nước của hồ Thanh Nhàn và Trúc Bạch

2 Phân tích hàm lượng một số kim loại nặng trong một số nhóm sinh vật ở 2 hồ Trúc Bạch và Thanh Nhàn

IV Kết cấu luâ ̣n văn

- Luâ ̣n văn gồm 77 trang, in khổ A4, 3 chương:

+ Chương I: Tổng quan ta ̀i liê ̣u: Đề câ ̣p đến các vấn đề ô nhiễm kim loa ̣i nă ̣ng trên thế giới và Viê ̣t Nam, các đề tài mới nhất về ô nhiễm kim loại nặng các thủy vực Hà Nội đã được công bố Chương I gồm các vấn đề chính sau:

1.1 Khái niệm và tính chất của kim loại nặng

1.2 Các nguồn phát sinh kim loại nặng

1.3 Ảnh hưởng của kim loại nặng đến sinh vật

1.4 Tình hình ô nhiễm kim loại nặng trên thế giới

1.5 Tình hình ô nhiễm kim loại nặng ở Việt Nam

+ Chương II: Đi ̣a điểm, đối tượng , phương pháp nghiên cứu

2.1 Địa điểm nghiên cứu

2.1.1 Hồ Trúc Bạch, phường Trúc Bạch, quận Ba Đình, thành phố Hà Nội

Hồ Trúc Bạch là một hồ thuộc quận Ba Đình, thủ đô Hà Nội, Việt Nam, nguyên là một phần hồ Tây Hồ rộng 242191.278 m2

(hơn 24,2 ha) và có tọa độ địa

lý là: vĩ tuyến: 21o

03'10'' B, kinh tuyến: 105o50'20'' Đ

2.1.2 Hồ Thanh Nhàn, Đường Thanh Nhàn, quận Hai Bà Trưng, thành phố Hà Nội

Hồ Thanh Nhàn thuộc quận Hai Bà Trưng của thành phố Hà Nội, hồ được cải tạo từ hồ tự nhiên cũ trong khu vực, làm cảnh quan phía Đông giáp công viên tuổi trẻ, phía Nam giáp với đường Thanh Nhàn, hai phía còn lại giáp với khu dân

cư

2.2 Thời gian nghiên cứu

Quá trình nghiên cứu tiến hành theo 4 đợt:

- Đợt 1: 21- 22/ 04 /2010 - Đợt 2: 13- 15/ 07 /2010

- Đợt 3: 23- 24/ 11 /2010 - Đợt 4: 02- 03/ 03 /2011

2.3 Đối tượng nghiên cứu

- Đối tượng nghiên cứu của để tài là 5 kim loại nặng: Cu, Cd, Pb, Hg, As trong một số nhóm sinh vật ở 2 hồ Trúc Bạch,Thanh Nhàn

- Các sinh vật nghiên cứu là cá rô phi (Oreochomic mossambicus), cá trôi Cá Trôi

Ấn Độ (Labeo rohita), cá mè trắng (Hypophthalmichthys molitrix), động vật nổi (zooplankton), thực vật nổi (Phytoplankton),ốc bươu vàng (Pomacea canaliculata), ốc vặn (họ Thiaridae)

2.4 Phương pháp nghiên cứu

2.4.1 Phương pháp hồi cứu

2.4.2 Phương pháp thu mẫu ngoài thực địa

2.4.4 Phương pháp phân tích trong phòng thí nghiệm

CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ BÀN LUẬN

3.1 Các nguồn thải vào hai hồ nghiên cứu

Hồ Trúc Bạch:

Là nơi xả nước trực tiếp của các phố: Phó Đức Chính, Châu Long, Ngũ Xã, Phạm Hồng Thái, Đặng Dung, Nguyễn Trường Tộ, Nguyễn Biểu, Trấn Vũ… Hồ là một trong số công trình nằm trong dự án thoát nước Hà Nội giai đoạn 1, có trạm xử

lý nước thải trước khi đổ ra hồ, nhưng nước hồ vẫn bẩn và ô nhiễm nặng nề Quanh

hồ Trúc Bạch là nơi tập trung nhiều nhà hàng, khách sạn, nơi vui chơi giải trí

…cùng các hoạt động thương mại, du lịch Trong những năm gần đây, do tốc độ đô thị hóa và xây dựng phát triển nhanh, hệ sinh thái hồ Trúc Bạch đang bị suy thoái và

ô nhiễm

Hồ Thanh Nhàn:

Hồ tiếp nhận trực tiếp nước thải sinh hoạt của khu dân cư các phố xung quanh, nhà hàng dịch vụ, nhà máy và cơ sở sản xuất như các lò mổ và ngay cả bệnh viện Quan sát bên hồ thấy có 16 cửa cống thải nước ra hồ Hồ được kè toàn bộ đến sát đáy, có đường đi lát gạch bao quanh hồ Hoạt động dịch vụ nhà hàng diễn ra xung quanh hồ

3.2.1 Hồ Trúc Bạch

Các kết quả phân tích chỉ tiêu thủy lí hóa trong 4 đợt thu mẫu của hồ Trúc Bạch được tổng hợp trong bảng 3.1:

Bảng 3.1 Thông số thủy lí hóa hồ Trúc Bạch

pH

Nhiệt độ ( o C)

DO (mg/l)

BOD 5

(mg/l)

COD (mg/l)

NH 4 +

(mg/l)

Trúc

Bạch

Đợt 1

TB1 7,7 26,6 3,4 20,2 33,0 0,9

TB2 7,7 26,1 0,6 40,0 63,0 1,1

TB3 7,8 26,5 0,5 40,0 93,0 1,3

Đợt 2

TB1 6,8 30,1 1,5 100,0 140,0 3,0

TB2 7,1 33,2 1,2 105,0 145,6 3,5

TB3 6,9 34,0 1,3 105,0 142,4 6,0

Đợt 3

TB1 7,5 22,9 1,4 73,0 105,0 0,75

TB2 7,6 22,9 0,7 72,0 104,0 1,5

TB3 7,5 23,1 0,4 72,0 102,0 0,75

Đợt 4

TB1 8,2 21,1 0,8 63,0 94,0 3,5

TB2 8,1 21,1 0,8 68,0 98,0 3,5

TB3 8,1 21,3 0,8 65,0 96,0 3,5

TCVN

6774:2000

6,5 – 8,5

Nhiệt độ tự nhiên của thủy vực

1,5

(Ghi chú : TB : hồ Trúc Bạch, 1: gần cống phía đường Thanh Niên, 2 : giữa Hồ, 3 : gần mương Ngũ Xã)

3.2.2.Hồ Thanh Nhàn

Kết quả thủy lí hóa hồ Thanh Nhàn được thể hiện qua bảng sau :

Bảng 3.3 Thông số thủy lí hóa hồ Thanh Nhàn

pH

Nhiệt độ ( o C)

DO (mg/l)

BOD 5

(mg/l)

COD (mg/l)

NH 4 +

(mg/l)

Đợt 1

Đợt 2

TN2 6,4 37,0 0,3 71,2 120,8 1,0

Đợt 3

TN1 7,6 23,1 0,8 86,0 125,0 0,4

TN2 7,6 23,3 2,6 88,0 122,5 0,4

TN3 7,7 23,2 2,7 67,0 110,0 0,4

Đợt 4

TN3 8,2 20,9 3,8 83,0 116,0 1,6

TCVN

6774:2000

6,5 – 8,5

Nhiệt độ tự nhiên của thủy vực

(TN : Hồ Thanh Nhàn TN1 : vị trí gần cống thoát nước,TN2 : giữa , TN3 : gần cầu)

.3 Hàm lượng kim loại nặng trong nước của các hồ nghiên cứu

3.3.1.Hồ Trúc Bạch

Bảng 3.5 Hàm lượng kim loại nặng trong nước hồ Trúc Bạch

Hồ nghiên cứu Cd (mg/l) Cu (mg/l) Pb (mg/l) As (mg/l) Hg (mg/l)

Trúc Bạch

Đợt 1

Đợt 2

Đợt 3

Đợt 4

TCVN

6774:2000

0,0002 – 0,004

0,002 – 0,007

0,0008 – 0,0018 0,00014

0,0002 – 0,004

3.3.2 Hồ Thanh Nhàn

Bảng 3.6 Hàm lượng kim loại nặng trong nước hồ Thanh Nhàn

Hồ nghiên cứu Cd (mg/l) Cu (mg/l) Pb (mg/l) As (mg/l) Hg (mg/l)

Thanh Nhàn

Đợt 1

Đợt 2

Đợt 3

Đợt 4

TCVN

6774:2000

0,0002 – 0,004

0,002 – 0,007

0,0008 – 0,0018 0,00014

0,0002 – 0,004

3.4 Hàm lƣợng kim loại nặng trong bùn hai hồ nghiên cứu

3.4.1 Hồ Trúc Bạch

Bảng 3.7 Hàm lƣợng kim loại nặng trong bùn hồ Trúc Bạch

Hồ nghiên cứu Cd (mg/kg) Cu (mg/kg) Pb (mg/kg) As (mg/kg) Hg (mg/kg)

Trúc

Bạch

Đợt 1

2,0305 146,592 97,563 101,525 1,649

Đợt 2

0,971 124,383 128,330 58,538 1,046

Đợt 3

1,148 131,527 303,788 61,346 0,522

Đợt 4

0,960 89,035 172,569 64,525 0,274

OMESL [52] 0,60-10,0 16,0-110,0 31,0-250,0 6,0-33,0 0,2-2,0

3.4.2 Hồ Thanh Nhàn

Bảng 3.8 Hàm lƣợng kim loại nặng trong bùn Thanh Nhàn

Hồ nghiên cứu Cd (mg/kg) Cu (mg/kg) Pb (mg/kg) As (mg/kg) Hg (mg/kg)

Thanh

Nhàn

Đợt 1

Đợt 2

Đợt 3

Đợt 4

OMESL [52] 0,60-10,0 16,0-110,0 31,0-250,0 6,0-33,0 0,2-2,0

3.5 Kết quả phân tích hàm lƣợng kim loại nặng trong các mẫu sinh vật

3.5.1 Hàm lƣợng kim loại nặng trong các mẫu sinh vật hồ Trúc Bạch

Bảng 3.10 Hàm lƣợng kim loại nặng trong nhóm sinh vật nổi hồ Trúc Bạch

(mg/kg)

Pb (mg/kg)

As (mg/kg)

Hg (mg/kg)

Đợt 2

0,107 12,751 21,192 20,474 0,431

Đợt 3

0,104 26,257 44,575 1,968 0,624

Đợt 4

0,167 26,473 24,171 3,476 0,141

TVN

Đợt 1

0,447 13,639 18,006 8,762 1,1291

Đợt 2

0,971 124,383 128,33 58,538 1,046

Đợt 3

0,104 26,257 44,575 1,968 0,624

Đợt 4

0,167 26,473 24,171 3,476 0,141

* Nhóm động vật đáy (ốc): Hàm lượng kim loại nặng trong nhóm sinh vật đáy hồ

Trúc Bạch được thể hiện trong bảng 3.11 và đồ thị 3.18

Bảng 3.11 Hàm lƣợng kim loại nặng trong ốc hồ Trúc Bạch

(mg/kg)

Pb (mg/kg)

As (mg/kg)

Hg (mg/kg)

Nhóm

động vật

đáy

(Ốc)

Đợt 1

0,0357 3,6892 0,5355 0,9996 0,0975

Đợt 2

0,0250 7,5250 2,4240 1,7670 0,1860

Đợt 3

0,0150 13,5970 1,4710 0,7550 0,0310

Đợt 4

0,030 17,3820 2,4230 0,3670 0,0210

Bảng 3.12 Hàm lƣợng kim loại nặng trong cá hồ Trúc Bạch

Hồ Trúc Bạch Cd (mg/kg) Cu (mg/kg) Pb (mg/kg) As

(mg/kg) Hg (mg/kg)

Cá mè

Đợt 1 0,0130 1,9280 0,9270 0,2040 0,0290 Đợt 2

Đợt 3

Đợt 4

Cá trôi

Đợt 1 0,0341 1,7385 0,6249 0,5454 0,0341 Đợt 2

Đợt 3

Đợt 4 0,0080 4,3220 1,5480 0,2920 0,0170

Cá rô phi

Đợt 1

Đợt 2

Đợt 3

Đợt 4

QĐ 46 của

Bộ Y tế đối với cá [53] 0,0500 0,0500 30,0000 2,0000 0,2000

3.5.2 Hàm lượng kim loại nặng trong các mẫu sinh vật hồ Thanh Nhàn

* Nhóm sinh vật nổi: Hàm lượng kim loại nặng trong nhóm sinh vật nổi hồ Thanh Nhàn được tổng hợp qua bảng 3.13:

Bảng 3.13 Hàm lượng kim loại nặng sinh vật nổi hồ Thanh Nhàn

(mg/kg)

Cu (mg/kg)

Pb (mg/kg)

As (mg/kg)

Hg (mg/kg)

ĐVN

Đợt 1

0,1912 8,0316 6,2468 1,4023 0,0127

Đợt 2

0,1030 12,9130 17,5610 4,6480 0,3350

Đợt 3

0,1570 26,2240 49,4380 1,1270 0,5760

Đợt 4

0,0650 11,0070 14,8450 0,6150 0,1070

TVN

Đợt 1

1,6030 281,3290 92,3660 7,3770 1,6230

Đợt 3

0,1570 26,2240 49,4380 1,1270 0,5760

Đợt 4

0,0650 11,0070 14,8450 0,6150 0,1070

Bảng 3.14 Hàm lượng kim loại nặng trong ốc hồ Thanh Nhàn

(mg/kg)

Cu (mg/kg)

Pb (mg/kg)

As (mg/kg)

Hg (mg/kg)

Nhóm thân

mềm

(Ốc bươu

vàng, ốc

vặn)

Đợt 1

0,0109 3,5590 0,3295 0,5492 0,0340

Đợt 2

0,0690 46,8350 6,8980 2,9110 0,1010

Đợt 3

0,0410 22,0450 1,9860 0,9000 0,0290

Đợt 4

0,0110 10,2520 3,2580 0,5530 0,0250

Bảng 3.14 Hàm lƣợng kim loại nặng trong cá hồ Thanh Nhàn

Hồ Thanh

Nhàn

Cd (mg/kg)

Cu (mg/kg)

Pb (mg/kg)

As (mg/kg)

Hg (mg/kg)

Cá mè

Cá

Cá rô

phi

KẾT LUẬN

1 Chất lượng nước thông qua các chỉ tiêu thủy lí hóa:

- Qua các thông số thủy lí hóa cho thấy nước 2 hồ đều trong tình trạng ô nhiễm chất hữu cơ thể hiện ở hàm lượng DO đều thấp hơn TCVN, hàm lượng BOD, COD đều vượt TCVN

2 Hàm lượng kim loại nặng trong nước:

- Cả 2 hồ đều bị ô nhiễm kim loại Cu, Pb, As

- 2 kim loại Cd, Hg được tìm thấy với hàm lượng rất thấp dưới dạng nguyên tố vết

3 Hàm lượng kim loại nặng trong bùn đáy

- Bùn đáy hồ Trúc Bạch bị ô nhiễm Cu, Pb, As, Bùn đáy hồ Thanh Nhàn bị ô nhiễm

Cu

- Hàm lượng kim loại nặng trong bùn đáy luôn cao hơn hàm lượng kim loại nặng trong nước

4 Hàm lượng kim loại nặng trong sinh vật:

- Hàm lượng các kim loại nặng Cd, Cu, Pb, As, Hg có sự tích lũy cao trong các nhóm động vật nổi, thực vật nổi

- Cá Trúc Bạch và Thanh Nhàn có hàm lượng Pb vượt tiêu chuẩn quy định của bộ y

tế còn các kim loại Cu, Cd, Hg, As vẫn nằm dưới ngưỡng quy định

KIẾN NGHỊ

1 Nghiên cứu tính di động của As, Zn, Cu, Pb, Cd trong bùn đáy, nước và sinh vật

2 Việt Nam cần sớm ban hành tiêu chuẩn hàm lượng kim loại trong trầm tích

3 Phải có quá trình xử lý nước thải và kiểm tra chất lượng nước trước khi đưa vào

hồ

References

Tiếng Việt

1 Đặng Đình Bạch, Nguyễn Văn Hải (2006), Giáo trình Hoá môi trường, NXB

Khoa học và Kỹ thuật, Hà Nội, Hà Nội

2 Bộ Khoa học, Công nghệ và Môi trường (1995), các tiêu chuẩn nhà nước Việt

Nam về môi trường, tập 1: chất lượng nước, Hà Nội

3 Đặng Kim Chi (1999), Hoá học Môi trường, NXB Khoa học và Kỹ thuật, Hà

Nội

4 Đặng Kim Chi (2007), Bài giảng độc học môi trường, Viện Khoa học Công

nghệ môi trường - Trường Đại học Bách Khoa Hà nội

5 Hoàng Minh Châu, Từ Văn Mặc, Từ Vọng Nghi, Cơ sở phân tích hoá học hiện

đại, NXB Khoa học và Kỹ thuật, Hà Nội, 2002

6 Nguyễn Tinh Dung (2003), Hoá học phân tích Phần III, NXB Giáo dục, Hà

Nội

7 Nguyễn Văn Khánh, Phạm Văn Hiệp (2009), “Nghiên cứu sự tích lũy kim loại

nặng cadmium (Cd) và chì (Pb) của loài hến (Corbicula sp,) vùng cửa sông ở

thành phố Đà Nẵng”, Tạp chí Khoa học và Công nghệ - Đại học Đà Nẵng, 1

(30), tr, 12 – 18,

8 Lê Văn Khoa (1995), “Kim loại, các hóa chất hòa tan và những hợp chất hữu

cơ tổng hợp”, Môi trường và ô nhiễm, NXB Giáo dục, tr,70 – 83

9 Phạm Luận (2006), “Phương pháp phân tích phổ nguyên tử”, Nhà xuất bản

Đại học Quốc Gia Hà Nội

10 Nguyễn Văn Phổ (2001), “Địa hoá học”, Nhà xuất bản Khoa Học và Kỹ

Thuật

11 Vũ Trung Tạng (1998), Sinh thái học các thủy vực, Đại Học Quốc gia Hà

Nội, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên

12 Vũ Trung Tạng (2000), cơ sở sinh thái học, Nhà xuất bản Giáo dục

13 Trịnh Thị Thanh (1993), Quản lý chất thải độc hại, Trường Đại học Tổng

hợp Hà Nội

14 Trịnh Thị Thanh (2000), Độc học môi trường và sức khỏe con người, NXB

Đại Học Quốc Gia Hà Nội

15 Trịnh Thị Thanh, Nguyễn Khắc Kinh (2005), Quản lý chất thải nguy hại,

NXB Đại học Quốc gia Hà Nội

16 Trần Yêm, Trịnh Thị Thanh, Phạm Ngọc Hồ (1998), ô nhiễm môi trường,

17 UNICEF (2004), “Ô nhiễm thạch tín trong nguồn nước sinh hoạt ở Việt

Nam-Khái quát tình hình & các biện pháp giảm thiểu cần thiết”, UNICEF

Việt Nam, Hà Nội