hàm lượng kim loại nặng trong trầm tích sông đầu năm 2016

Đánh giá hàm lượng kim loại nặng trong môi trường trầm tích sông Nhuệ , đoạn chảy qua thành phố Hà Nội. Từ đó khuyến nghị một số biện pháp giảm thiểu ô nhiễm kim loại nặng trong trầm tích và bảo vệ môi trường sông Nhuệ.Tóm tắt các nội dung thực hiện, nghiên cứu+ Thu thập các số liệu về điều kiện tự nhiên và tình hình kinh tế xã hội của sông Nhuệ chảy qua khu vực thành phố Hà Nội. + Khảo sát, lựa chọn vị trí quan trắc tại 5 điểm của sông Nhuệ là Đông Ngạc, Cầu Diễn, Phú Đô, Hà Đông, Thanh Liệt.+ Tiến hành lấy mẫu, phân tích mẫu 02 đợt tại các vị trí đã chọn lựa, rồi đem về phòng thí nghiệm phân tích.+ Nghiên cứu và tiến hành phân hủy các mẫu trầm tích để xác định hàm lượng tổng của Pb, Cu, Zn bằng phương pháp quang phổ khối plasm cảm ứng ICP MS (phương pháp EPA200.8).+ Dựa vào kết quả phân tích, đánh giá hàm lượng kim loại nặng Cu,Pb, Zn + Đề xuất một số giải pháp góp phần bảo vệ môi trường sông Nhuệ.CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN1.1. Đặc điểm tự nhiên kinh tế xã hội lưu vực sông nhuệ: 1.1.1. Vị trí địa lý Sông Nhuệ tức Nhuệ Giang là một con sông nhỏ, phụ lưu của sông Đáy. Sông dài khoảng 76 km, chảy ngoằn ngoèo gần như theo hướng bắc Tây BắcNam Đông Nam qua địa phận thành phố Hà Nội và tỉnh Hà Nam. Phía Đông Bắc là sông Hồng, phía Tây là sông Đáy, phía Nam là sông Châu Giang. Hình1.1 : Bản đồ các tỉnh có liên quan lưu vực sông Nhuệ ĐáyNguồn: Cục bảo vệ môi trườngĐiểm bắt đầu của nó là cống Liên Mạc, lấy nước từ sông Hồng trong địa phận quận Từ Liêm (thành phố Hà Nội) và điểm kết thúc của nó là cống Phủ Lý khi hợp lưu vào sông Đáy gần thành phố Phủ Lý (tỉnh Hà Nam). Sông chảy qua quận Cầu Giấy, Hà Đông, Từ Liêm, huyện Thanh Trì, Hoài Đức, Thường Tín, Thanh Oai, Phú Xuyên và cuối cùng đổ vào sông Đáy ở khu vực thành phố Phủ Lý. Diện tích lưu vực của nó khoảng 1.075 km², trong đó Hà Nội chiếm 82 % và Hà Nam chiếm 18 % toàn bộ lưu vực. Ngoài ra, nối sông Đáy với sông Nhuệ còn có các sông nhỏ như sông La Khê (qua quận Hà Đông), sông Tô Lịch, sông Vân Đình, sông Duy Tiên, sông Ngoại Độ.Do lưu vực sông Nhuệ Đáy có địa hình đa dạng, với các vùng núi, đồi và 23 diện tích là đồng bằng nên trên lưu vực có nhiều các hệ sinh thái khác nhau, như rừng trên núi đất, núi đá vôi, các hệ sinh thái thủy vực nước ngọt, các vùng đất ngập nước. 1.1.2Đặc điểm khí hậu: Khí hậu khu vực sông Nhuệ mang đầy đủ những thuộc tính cơ bản của khí hậu miền Bắc Việt Nam đó là nhiệt đới gió mùa nóng ẩm, mùa đông khá lạnh và ít mưa, mùa hè nắng nóng nhiều mưa tạo nên bởi tác động qua lại của các yếu tố: bức xạ mặt trời, địa hình, các khối không khí luân phiên khống chế. Chế độ nhiệt Phân hoá khá rõ rệt theo đai cao trong khu vực. Nhiệt độ trung bình năm ở vùng thấp đạt từ 25 27oC. Mùa đông nhiệt độ trung bình ở vùng cao giảm xuống còn 16 19oC, mùa hè trung bình khoảng 22oC; còn ở vùng thấp mùa đông nhiệt độ trung bình 1820oC, mùa hè từ 2730oC. Trong trường hợp cực đoan, nhiệt độ tối cao có thể lên tới 40oC, và nhiệt độ tối thấp có thể xuống tới dưới 0oC. Chế độ nhiệt của nước phụ thuộc vào chế độ nhiệt của không khí đã ảnh hưởng đến các quá trình hoá lý xảy ra trong nước, nó ảnh hưởng đến đời sống các vi sinh vật và vi khuẩn sống trong nước.  Chế độ nắng: Khu vực nghiên cứu nằm trong miền khí hậu nhiệt đới gió mùa, với lượng bức xạ tổng cộng trung bình năm khoảng 105 120 Kcalcm2 và có số giờ nắng thuộc loại trung bình, đạt khoảng 1600 1750 giờnăm, trong đó tháng VII có số giờ nắng nhiều nhất đạt 200 230 giờtháng và tháng II, III có số giờ nắng ít nhất khoảng 25 45 giờ tháng. Chế độ nắng cũng giống như chế độ nhiệt, nó ảnh hưởng đến tốc độ và dạng phân huỷ các hợp chất hữu cơ và nồng độ ôxy hoà tan trong nước. Chế độ mưa ẩm: Mùa mư¬a trùng với thời kỳ mùa hè, từ tháng V X, lư¬ợng mư¬a chiếm 80 85% tổng lư¬ợng m¬ưa năm, đạt từ 1200 1800 mm với số ngày mưa vào khoảng 60 70 ngày. Lượng mưa các tháng mùa khô đều dưới 100 mmtháng, trong đó tháng XII, I, II, III dưới 50 mmtháng. Trong thời kỳ này dòng chảy nhỏ, chủ yếu phụ thuộc vào thời gian mở cống Liên Mạc.Chế độ mưa ảnh hưởng trực tiếp đến lượng dòng chảy bề mặt trên các sông suối, lũ lụt và hạn hán và đặc biệt là sự pha loãng nước sông bị ô nhiễm.  Chế độ gió Mùa đông gió có hướng thịnh hành là Đông Bắc, tần suất đạt 60 70%. Mùa hè các tháng V, VI, VII hướng gió ổn định, thịnh hành là Đông và Đông Nam, tần suất đạt khoảng 60 70%. Tháng VIII hướng gió phân tán, hướng thịnh hành nhất cũng chỉ đạt tần suất 20 25%.Các tháng chuyển tiếp hướng gió không ổn định, tần suất mỗi hướng thay đổi trung bình từ 10 15%.Chế độ thuỷ văn Chế độ thuỷ văn các sông, kênh trong hệ thống có mối liên hệ chặt chẽ với các sông bao ngoài hệ thống. Trên lưu vực, mùa lũ bắt đầu từ tháng 6 cho đến tháng 10 hàng năm, đóng góp từ 70 đến 80 % lượng dòng chảy cả năm. Vào mùa cạn từ tháng 11 tới tháng 5, nước trong lưu vực được cung cấp chủ yếu từ sông Hồng.Vào mùa lũ, khi mực nước sông Hồng, sông Đáy và sông Châu cao thì khả năng tiêu tự chảy của hệ thống rất hạn chế. Nguồn nước mặt cung cấp cho hệ thống trong mùa cạn chủ yếu từ sông Hồng qua cống Liên Mạc và trạm bơm lấy nước từ sông Hồng như Hồng Vân, Đan Hoài...1.1.3Đặc điểm kinh tế xã hộiLưu vực sông Nhuệ có nhiều phụ lưu lớn chảy qua thành phố hà nội, tụ điểm dân cư, khu công nghiệp, khu chế xuất, dịch vụ, làng nghề...Trong lưu vực đã hình thành một mạng lưới đô thị, với Hà Nội là thủ đô,. Dân số thành phố thuộc lưu vực đã tăng đáng kể với mức tăng bình quân giai đoạn 1996 – 2003 toàn vùng là 5%. Quá trình đô thị hóa diện ra hết sức nhanh chóng nhưng hạ tầng cơ sở phát triển không theo kịp quá trình này.Cơ cấu kinh tế của dân cư khu vực Hà Nội mà sông đi qua chủ yếu là công nghiệp, thương mại và tiểu thủ công nghiệp. Trong đó thương mại và tiểu thủ công nghiệp đóng góp một tỉ trọng đáng kể. Trong vài năm trở lại đây kinh tế của những khu vực này tăng trưởng khá mạnh mẽ do sự mở rộng diện tích của Hà Nội mới.Toàn lưu vực có 458 làng nghề với các lĩnh vực dệt lụa, nhuộm, chế biến thực phẩm, sắt thép, thủ công mỹ nghệ, chế biến gỗ,...Trong đó Hà Tây cũ có 219 làng nghề.Trước đây, nước dưới đất là nguồn cung cấp chủ yếu cho sinh hoạt ở nông thôn bằng các hệ thống giếng gia đình. Nhưng hiện nay, hệ thống công trình đã xuống cấp nặng nề do bồi lắng, hư hỏng. Nước trong hệ thống đã bị ô nhiễm nghiêm trọng do hệ thống kênh kết hợp giữa tưới tiêu. Tiêu với lượng nước thải khá lớn, riêng nội thành Hà Nội đã hơn 5 m3s về mùa khô. Cùng với các thị xã, thị trấn khu công nghiệp, khu dân cư dọc theo sông thuộc tỉnh Hà Tây, Hà Nam thì lượng nước thải trong mùa khô sẽ hơn 15 m3s. Đó là chưa kể 16 m3s nước thải nông nghiệp có chứa nhiều độc tố do dư thừa phân bón hóa học, hoá chất bảo vệ thực vật không kiểm soát được. 1.2 Tổng quan về tình hình ô nhiễm ở sông Nhuệ1.2.1 Tình hình ô nhiễm ở các sông trên địa bàn Hà NộiTrên địa phận thành phố Hà Nội có hệ thống kênh mương dày đặc, các con sông chảy qua như sông Hồng, sông Đuống, sông Cầu, sông Cà Lồ, sông Nhuệ... Nhiều sông hồ, kênh mương bị ô nhiễm ở mức độ cao (sông Tô Lịch, sông Kim Ngưu...) thấp nhất là ở mức trung bình, do trực tiếp nhận nước thải sinh hoạt, nước thải công nghiệp chưa qua xử lý, chất thải rắn và chất thải lỏng cùng với chất thải đô thị, hoá chất trong nông nghiệp. Phần lớn các nhà máy xây dựng từ những năm 1950 1960 và 1970 – 1980, hệ thống xử lý chất thải của các nhà máy này đã xuống cấp nghiêm trọng .Theo kết quả khảo sát mới đây của VESDEC, hệ thống sông, hồ trên địa bàn TP Hà Nội tiếp nhận mỗi ngày hàng triệu m3 nước thải công nghiệp, nước thải đô thị, nước thải từ đồng ruộng và các khu vực nuôi trồng thủy sản. Hiện nay, các sông nội thành đã bị ô nhiễm, đặc biệt các sông Kim Ngưu, Tô Lịch không còn khả năng tự làm sạch, không đạt tiêu chuẩn cho phép, nước bẩn, màu sẫm, mùi thối tanh do bị ô nhiễm hữu cơ, ảnh hưởng trực tiếp đến đời sống và các hệ sinh thái nước ngọt.Dự báo, lượng nước thải sinh hoạt trên địa bàn TP Hà Nội sẽ lên đến 440.934 m3ngày đêm vào năm 2020.Việc ô nhiễm nguồn nước tại các con sông, ao hồ trên địa bàn thành phố Hà Nội đã ít nhiều kéo theo việc ảnh hưởng tới thủy sản trên địa bàn. Theo khảo sát của Trung tâm Nghiên cứu Môi trường và cộng đồng vào tháng 32014 tại 120 hồ ao, đầm, thủy vực ở hà nội cho thấy thủy sản bị nhiễm độc chì nặng nhất là ốc, cua, trai… do sống ở tầng đáy với nhiều lớp bùn đọng “ngấm” kim loại nặng, chỉ có 25% mẫu nghiên cứu đạt tiêu chuẩn. Riêng cua thì 100% mẫu không đạt chuẩn. 1.2.2 Tình hình ô nhiễm nguồn nước sông NhuệTheo kết quả phân tích nước tại các điểm trên sông Nhuệ (khu vực huyện Thanh Trì) thời gian gần đây cho thấy, hàm lượng các chất gây ô nhiễm đều vượt tiêu chuẩn cho phép nhiều lần, như: COD vượt 33,1 lần, BOD5 vượt 48,4 lần, hàm lượng NH4+ vượt 39,8 lần, Coliform vượt 36 lần so với giá trị giới hạn B1 của QCVN08:2008BTNMT.Phần lớn nước mưa, cùng với nước thải sinh hoạt khu dân cư, nước thải từ các khu đô thị chưa được xử lý và làng nghề với nhiều loại hình sản xuất như: dệt nhuộm, chế biến nông sản thực phẩm, cơ kim khí, thủ công mỹ nghệ, tái chế nhựa,…với tỷ lệ đóng góp tới 60% tổng lượng nước thải chưa được xử lý đều được đưa vào các sông trong thành phố. Sau đó, lượng nước thải này đổ tập trung vào sông Tô Lịch rồi chảy vào sông Nhuệ (qua đập Thanh Liệt) với lưu lượng trung bình từ 11 17 m3s, lưu lượng cực đại đạt 30 m3s. Ngoài ra, nước thải từ các khu, cụm công nghiệp, nhà máy, các cơ sở y tế và bệnh viện,… có một số đơn vị có hệ thống xử lý nước thải nhưng chưa đạt quy chuẩn đã xả trực tiếp vào sông Nhuệ.Dọc theo đoạn sông từ sau khi nhận nước sông Tô Lịch cho tới cuối nguồn (hợp lưu với sông Đáy), mức độ ô nhiễm tuy có giảm dần do quá trình tự làm sạch của dòng sông nhưng vẫn vượt tiêu chuẩn cho phép. Hiện nay, chất lượng nước nhiều đoạn sông đã bị ô nhiễm tới mức báo động. Nước sông bị ô nhiễm chủ yếu bởi các chất hữu cơ, dinh dưỡng, lơ lửng, mùi hôi, độ màu và vi khuẩn, đặc biệt vào mùa khô. Chính bởi việc nguồn nước bị ô nhiễm nghiêm trọng như vậy, đã ảnh hưởng lớn tới việc lắng đọng và tích tụ các chất ô nhiễm trong trầm tích sông Nhuệ cũng như các thực vật và sinh vật sống trong sông Nhuệ. Mới đây, theo khảo sát của nhóm nghiên cứu đến từ Trường Đại học Y tế công cộng, Cục An toàn thực phẩm và Viện Chăn nuôi quốc tế cho biết 100% mẫu rau muống và cá rô phi được khai thác từ sông Nhuệ bị ô nhiễm chì. Cá rô phi còn nhiễm chất Cadimi. Nhóm này đã xét nghiệm 27 mẫu nước, 27 mẫu rau muống và 27 mẫu cá. Các mẫu trên được lấy từ sông Nhuệ từ trong khoảng thời gian từ 112013 62014. Mặc dù hàm lượng chì và cadimi trong mẫu rau muống và cá rô phi vẫn nằm trong mức cho phép của Bộ Y tế, nhưng qua khảo sát cho thấy, có gần 15% người dân đã nhiễm chì do ăn rau muống trồng dọc sông Nhuệ vượt ngưỡng khuyến cáo của Tổ chức Y tế thế giới. 1.2.3. Các nguồn gây ô nhiêm sông Nhuệ.Lưu vực sông Nhuệ khu vực thành phố Hà Nội đang chịu nhiều áp lực môi trường do hoạt động phát triển kinh tế – xã hội gây nên. Qua các tài liệu đã được công bố, có thể nêu các nguồn gây ô Đánh giá hàm lượng kim loại nặng trong môi trường trầm tích sông Nhuệ , đoạn chảy qua thành phố Hà Nội. Từ đó khuyến nghị một số biện pháp giảm thiểu ô nhiễm kim loại nặng trong trầm tích và bảo vệ môi trường sông Nhuệ.Tóm tắt các nội dung thực hiện, nghiên cứu+ Thu thập các số liệu về điều kiện tự nhiên và tình hình kinh tế xã hội của sông Nhuệ chảy qua khu vực thành phố Hà Nội. + Khảo sát, lựa chọn vị trí quan trắc tại 5 điểm của sông Nhuệ là Đông Ngạc, Cầu Diễn, Phú Đô, Hà Đông, Thanh Liệt.+ Tiến hành lấy mẫu, phân tích mẫu 02 đợt tại các vị trí đã chọn lựa, rồi đem về phòng thí nghiệm phân tích.+ Nghiên cứu và tiến hành phân hủy các mẫu trầm tích để xác định hàm lượng tổng của Pb, Cu, Zn bằng phương pháp quang phổ khối plasm cảm ứng ICP MS (phương pháp EPA200.8).+ Dựa vào kết quả phân tích, đánh giá hàm lượng kim loại nặng Cu,Pb, Zn + Đề xuất một số giải pháp góp phần bảo vệ môi trường sông Nhuệ.CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN1.1. Đặc điểm tự nhiên kinh tế xã hội lưu vực sông nhuệ: 1.1.1. Vị trí địa lý Sông Nhuệ tức Nhuệ Giang là một con sông nhỏ, phụ lưu của sông Đáy. Sông dài khoảng 76 km, chảy ngoằn ngoèo gần như theo hướng bắc Tây BắcNam Đông Nam qua địa phận thành phố Hà Nội và tỉnh Hà Nam. Phía Đông Bắc là sông Hồng, phía Tây là sông Đáy, phía Nam là sông Châu Giang. Hình1.1 : Bản đồ các tỉnh có liên quan lưu vực sông Nhuệ ĐáyNguồn: Cục bảo vệ môi trườngĐiểm bắt đầu của nó là cống Liên Mạc, lấy nước từ sông Hồng trong địa phận quận Từ Liêm (thành phố Hà Nội) và điểm kết thúc của nó là cống Phủ Lý khi hợp lưu vào sông Đáy gần thành phố Phủ Lý (tỉnh Hà Nam). Sông chảy qua quận Cầu Giấy, Hà Đông, Từ Liêm, huyện Thanh Trì, Hoài Đức, Thường Tín, Thanh Oai, Phú Xuyên và cuối cùng đổ vào sông Đáy ở khu vực thành phố Phủ Lý. Diện tích lưu vực của nó khoảng 1.075 km², trong đó Hà Nội chiếm 82 % và Hà Nam chiếm 18 % toàn bộ lưu vực. Ngoài ra, nối sông Đáy với sông Nhuệ còn có các sông nhỏ như sông La Khê (qua quận Hà Đông), sông Tô Lịch, sông Vân Đình, sông Duy Tiên, sông Ngoại Độ.Do lưu vực sông Nhuệ Đáy có địa hình đa dạng, với các vùng núi, đồi và 23 diện tích là đồng bằng nên trên lưu vực có nhiều các hệ sinh thái khác nhau, như rừng trên núi đất, núi đá vôi, các hệ sinh thái thủy vực nước ngọt, các vùng đất ngập nước. 1.1.2Đặc điểm khí hậu: Khí hậu khu vực sông Nhuệ mang đầy đủ những thuộc tính cơ bản của khí hậu miền Bắc Việt Nam đó là nhiệt đới gió mùa nóng ẩm, mùa đông khá lạnh và ít mưa, mùa hè nắng nóng nhiều mưa tạo nên bởi tác động qua lại của các yếu tố: bức xạ mặt trời, địa hình, các khối không khí luân phiên khống chế. Chế độ nhiệt Phân hoá khá rõ rệt theo đai cao trong khu vực. Nhiệt độ trung bình năm ở vùng thấp đạt từ 25 27oC. Mùa đông nhiệt độ trung bình ở vùng cao giảm xuống còn 16 19oC, mùa hè trung bình khoảng 22oC; còn ở vùng thấp mùa đông nhiệt độ trung bình 1820oC, mùa hè từ 2730oC. Trong trường hợp cực đoan, nhiệt độ tối cao có thể lên tới 40oC, và nhiệt độ tối thấp có thể xuống tới dưới 0oC. Chế độ nhiệt của nước phụ thuộc vào chế độ nhiệt của không khí đã ảnh hưởng đến các quá trình hoá lý xảy ra trong nước, nó ảnh hưởng đến đời sống các vi sinh vật và vi khuẩn sống trong nước.  Chế độ nắng: Khu vực nghiên cứu nằm trong miền khí hậu nhiệt đới gió mùa, với lượng bức xạ tổng cộng trung bình năm khoảng 105 120 Kcalcm2 và có số giờ nắng thuộc loại trung bình, đạt khoảng 1600 1750 giờnăm, trong đó tháng VII có số giờ nắng nhiều nhất đạt 200 230 giờtháng và tháng II, III có số giờ nắng ít nhất khoảng 25 45 giờ tháng. Chế độ nắng cũng giống như chế độ nhiệt, nó ảnh hưởng đến tốc độ và dạng phân huỷ các hợp chất hữu cơ và nồng độ ôxy hoà tan trong nước. Chế độ mưa ẩm: Mùa mư¬a trùng với thời kỳ mùa hè, từ tháng V X, lư¬ợng mư¬a chiếm 80 85% tổng lư¬ợng m¬ưa năm, đạt từ 1200 1800 mm với số ngày mưa vào khoảng 60 70 ngày. Lượng mưa các tháng mùa khô đều dưới 100 mmtháng, trong đó tháng XII, I, II, III dưới 50 mmtháng. Trong thời kỳ này dòng chảy nhỏ, chủ yếu phụ thuộc vào thời gian mở cống Liên Mạc.Chế độ mưa ảnh hưởng trực tiếp đến lượng dòng chảy bề mặt trên các sông suối, lũ lụt và hạn hán và đặc biệt là sự pha loãng nước sông bị ô nhiễm.  Chế độ gió Mùa đông gió có hướng thịnh hành là Đông Bắc, tần suất đạt 60 70%. Mùa hè các tháng V, VI, VII hướng gió ổn định, thịnh hành là Đông và Đông Nam, tần suất đạt khoảng 60 70%. Tháng VIII hướng gió phân tán, hướng thịnh hành nhất cũng chỉ đạt tần suất 20 25%.Các tháng chuyển tiếp hướng gió không ổn định, tần suất mỗi hướng thay đổi trung bình từ 10 15%.Chế độ thuỷ văn Chế độ thuỷ văn các sông, kênh trong hệ thống có mối liên hệ chặt chẽ với các sông bao ngoài hệ thống. Trên lưu vực, mùa lũ bắt đầu từ tháng 6 cho đến tháng 10 hàng năm, đóng góp từ 70 đến 80 % lượng dòng chảy cả năm. Vào mùa cạn từ tháng 11 tới tháng 5, nước trong lưu vực được cung cấp chủ yếu từ sông Hồng.Vào mùa lũ, khi mực nước sông Hồng, sông Đáy và sông Châu cao thì khả năng tiêu tự chảy của hệ thống rất hạn chế. Nguồn nước mặt cung cấp cho hệ thống trong mùa cạn chủ yếu từ sông Hồng qua cống Liên Mạc và trạm bơm lấy nước từ sông Hồng như Hồng Vân, Đan Hoài...1.1.3Đặc điểm kinh tế xã hộiLưu vực sông Nhuệ có nhiều phụ lưu lớn chảy qua thành phố hà nội, tụ điểm dân cư, khu công nghiệp, khu chế xuất, dịch vụ, làng nghề...Trong lưu vực đã hình thành một mạng lưới đô thị, với Hà Nội là thủ đô,. Dân số thành phố thuộc lưu vực đã tăng đáng kể với mức tăng bình quân giai đoạn 1996 – 2003 toàn vùng là 5%. Quá trình đô thị hóa diện ra hết sức nhanh chóng nhưng hạ tầng cơ sở phát triển không theo kịp quá trình này.Cơ cấu kinh tế của dân cư khu vực Hà Nội mà sông đi qua chủ yếu là công nghiệp, thương mại và tiểu thủ công nghiệp. Trong đó thương mại và tiểu thủ công nghiệp đóng góp một tỉ trọng đáng kể. Trong vài năm trở lại đây kinh tế của những khu vực này tăng trưởng khá mạnh mẽ do sự mở rộng diện tích của Hà Nội mới.Toàn lưu vực có 458 làng nghề với các lĩnh vực dệt lụa, nhuộm, chế biến thực phẩm, sắt thép, thủ công mỹ nghệ, chế biến gỗ,...Trong đó Hà Tây cũ có 219 làng nghề.Trước đây, nước dưới đất là nguồn cung cấp chủ yếu cho sinh hoạt ở nông thôn bằng các hệ thống giếng gia đình. Nhưng hiện nay, hệ thống công trình đã xuống cấp nặng nề do bồi lắng, hư hỏng. Nước trong hệ thống đã bị ô nhiễm nghiêm trọng do hệ thống kênh kết hợp giữa tưới tiêu. Tiêu với lượng nước thải khá lớn, riêng nội thành Hà Nội đã hơn 5 m3s về mùa khô. Cùng với các thị xã, thị trấn khu công nghiệp, khu dân cư dọc theo sông thuộc tỉnh Hà Tây, Hà Nam thì lượng nước thải trong mùa khô sẽ hơn 15 m3s. Đó là chưa kể 16 m3s nước thải nông nghiệp có chứa nhiều độc tố do dư thừa phân bón hóa học, hoá chất bảo vệ thực vật không kiểm soát được. 1.2 Tổng quan về tình hình ô nhiễm ở sông Nhuệ1.2.1 Tình hình ô nhiễm ở các sông trên địa bàn Hà NộiTrên địa phận thành phố Hà Nội có hệ thống kênh mương dày đặc, các con sông chảy qua như sông Hồng, sông Đuống, sông Cầu, sông Cà Lồ, sông Nhuệ... Nhiều sông hồ, kênh mương bị ô nhiễm ở mức độ cao (sông Tô Lịch, sông Kim Ngưu...) thấp nhất là ở mức trung bình, do trực tiếp nhận nước thải sinh hoạt, nước thải công nghiệp chưa qua xử lý, chất thải rắn và chất thải lỏng cùng với chất thải đô thị, hoá chất trong nông nghiệp. Phần lớn các nhà máy xây dựng từ những năm 1950 1960 và 1970 – 1980, hệ thống xử lý chất thải của các nhà máy này đã xuống cấp nghiêm trọng .Theo kết quả khảo sát mới đây của VESDEC, hệ thống sông, hồ trên địa bàn TP Hà Nội tiếp nhận mỗi ngày hàng triệu m3 nước thải công nghiệp, nước thải đô thị, nước thải từ đồng ruộng và các khu vực nuôi trồng thủy sản. Hiện nay, các sông nội thành đã bị ô nhiễm, đặc biệt các sông Kim Ngưu, Tô Lịch không còn khả năng tự làm sạch, không đạt tiêu chuẩn cho phép, nước bẩn, màu sẫm, mùi thối tanh do bị ô nhiễm hữu cơ, ảnh hưởng trực tiếp đến đời sống và các hệ sinh thái nước ngọt.Dự báo, lượng nước thải sinh hoạt trên địa bàn TP Hà Nội sẽ lên đến 440.934 m3ngày đêm vào năm 2020.Việc ô nhiễm nguồn nước tại các con sông, ao hồ trên địa bàn thành phố Hà Nội đã ít nhiều kéo theo việc ảnh hưởng tới thủy sản trên địa bàn. Theo khảo sát của Trung tâm Nghiên cứu Môi trường và cộng đồng vào tháng 32014 tại 120 hồ ao, đầm, thủy vực ở hà nội cho thấy thủy sản bị nhiễm độc chì nặng nhất là ốc, cua, trai… do sống ở tầng đáy với nhiều lớp bùn đọng “ngấm” kim loại nặng, chỉ có 25% mẫu nghiên cứu đạt tiêu chuẩn. Riêng cua thì 100% mẫu không đạt chuẩn. 1.2.2 Tình hình ô nhiễm nguồn nước sông NhuệTheo kết quả phân tích nước tại các điểm trên sông Nhuệ (khu vực huyện Thanh Trì) thời gian gần đây cho thấy, hàm lượng các chất gây ô nhiễm đều vượt tiêu chuẩn cho phép nhiều lần, như: COD vượt 33,1 lần, BOD5 vượt 48,4 lần, hàm lượng NH4+ vượt 39,8 lần, Coliform vượt 36 lần so với giá trị giới hạn B1 của QCVN08:2008BTNMT.Phần lớn nước mưa, cùng với nước thải sinh hoạt khu dân cư, nước thải từ các khu đô thị chưa được xử lý và làng nghề với nhiều loại hình sản xuất như: dệt nhuộm, chế biến nông sản thực phẩm, cơ kim khí, thủ công mỹ nghệ, tái chế nhựa,…với tỷ lệ đóng góp tới 60% tổng lượng nước thải chưa được xử lý đều được đưa vào các sông trong thành phố. Sau đó, lượng nước thải này đổ tập trung vào sông Tô Lịch rồi chảy vào sông Nhuệ (qua đập Thanh Liệt) với lưu lượng trung bình từ 11 17 m3s, lưu lượng cực đại đạt 30 m3s. Ngoài ra, nước thải từ các khu, cụm công nghiệp, nhà máy, các cơ sở y tế và bệnh viện,… có một số đơn vị có hệ thống xử lý nước thải nhưng chưa đạt quy chuẩn đã xả trực tiếp vào sông Nhuệ.Dọc theo đoạn sông từ sau khi nhận nước sông Tô Lịch cho tới cuối nguồn (hợp lưu với sông Đáy), mức độ ô nhiễm tuy có giảm dần do quá trình tự làm sạch của dòng sông nhưng vẫn vượt tiêu chuẩn cho phép. Hiện nay, chất lượng nước nhiều đoạn sông đã bị ô nhiễm tới mức báo động. Nước sông bị ô nhiễm chủ yếu bởi các chất hữu cơ, dinh dưỡng, lơ lửng, mùi hôi, độ màu và vi khuẩn, đặc biệt vào mùa khô. Chính bởi việc nguồn nước bị ô nhiễm nghiêm trọng như vậy, đã ảnh hưởng lớn tới việc lắng đọng và tích tụ các chất ô nhiễm trong trầm tích sông Nhuệ cũng như các thực vật và sinh vật sống trong sông Nhuệ. Mới đây, theo khảo sát của nhóm nghiên cứu đến từ Trường Đại học Y tế công cộng, Cục An toàn thực phẩm và Viện Chăn nuôi quốc tế cho biết 100% mẫu rau muống và cá rô phi được khai thác từ sông Nhuệ bị ô nhiễm chì. Cá rô phi còn nhiễm chất Cadimi. Nhóm này đã xét nghiệm 27 mẫu nước, 27 mẫu rau muống và 27 mẫu cá. Các mẫu trên được lấy từ sông Nhuệ từ trong khoảng thời gian từ 112013 62014. Mặc dù hàm lượng chì và cadimi trong mẫu rau muống và cá rô phi vẫn nằm trong mức cho phép của Bộ Y tế, nhưng qua khảo sát cho thấy, có gần 15% người dân đã nhiễm chì do ăn rau muống trồng dọc sông Nhuệ vượt ngưỡng khuyến cáo của Tổ chức Y tế thế giới. 1.2.3. Các nguồn gây ô nhiêm sông Nhuệ.Lưu vực sông Nhuệ khu vực thành phố Hà Nội đang chịu nhiều áp lực môi trường do hoạt động phát triển kinh tế – xã hội gây nên. Qua các tài liệu đã được công bố, có thể nêu các nguồn gây ô nhiễm chính cũng như các tác động của chúng đối với môi trường nhiễm chính cũng như các tác động của chúng đối với môi trường

§¹I HäC QUèC GIA Hµ NéI

TR¦êng §¹I HäC KHOA HäC Tù NHI£N

Khoa m«I trêng

Hà Nội - 2009

Lời cảm ơn

Để hoàn thành luận văn thạc sĩ này, trớc hết tôi xin chân thành cảm ơn tới GS.TS Lê Văn Khoa, ngời đã tận tình chỉ bảo và hớng dẫn tôi thực hiện tốt luận văn thạc sĩ này Đồng thời, tôi cũng xin gửi lời cảm ơn chân thành tới PGS.TSKH Nguyễn Xuân Hải, PGS TS Trần Khắc Hiệp đã giúp đỡ tôi nhiều tài liệu hữu ích cho luận văn của tôi

Tôi xin chân thành cảm ơn GS.TS Trần Đình Hợi đã giúp đỡ, đóng góp nhiều ý kiến cho đề tài của tôi Qua đây, tôi xin chân thành cảm ơn toàn thể anh, em cán bộ trung tâm nghiên cứu thuỷ lực – Viện khoa học thuỷ lợi Việt Nam đã nhiệt tình giúp đỡ, cổ vũ và động viên tôi trong quá trình thực hiện đề tài.

Tôi xin chân thành cảm ơn Ban lãnh đạo công ty TNHH t vấn và dịch vụ khoa học nông nghiệp I đã tạo điều kiện cho tôi tham gia hoàn thành khoá học

Tôi xin chân thành cảm ơn cơ quan trao đổi Hàn lâm Đức (DAAD) đã cấp học bổng Cao học Tại chỗ tạo điều kiện cho tôi tham gia hoàn thành khoá học.

Tôi xin chân thành cảm ơn tới toàn thể thầy cô khoa môi trờng Đặc biệt

là các thầy cô trong bộ môn Thổ Nhỡng và Môi trờng đất đã truyền đạt cho tôi những kiến thức quý báu trong quá trình học tập và nghiên cứu tại khoa.

Đồng thời, tôi xin chân thành gửi lời cảm ơn tới gia đình, bạn bè luôn quan tâm động viên và đóng góp ý kiến trong quá trình hoàn thành luận văn này.

Tôi xin trân trọng những sự giúp đỡ quý báu

đó!

Tác giả

3 2.2 Phương pháp phân tích các chỉ tiêu trong nước 29

4 2.3 Phương pháp phân tích các chỉ tiêu trong trầm

5 3.1 Các nguồn chính tác động đến môi trường

6 3.2 Phân bố nước thải Hà Nội qua các nguồn tiếp

7 3.3 Một số tính chất lý, hoá học của nước sông Nhuệ 39

8 3.4 Hàm lượng kim loại nặng trong nước sông Nhuệ 42

9 3.5 Diễn biến một số thông số môi trường nước

10 3.6 Hàm lượng Pb, Cd, As, Hg trong nước sông

11 3.7 Một số tính chất lý, hoá học cơ bản của trầm

57

DANH MỤC HÌNH

STT Số hình Tên hình Trang

1 2.1 Sơ đồ vị trí lấy mẫu trên sông Nhuệ

2 3.1 Hàm lượng Pb, Cd, As, Hg tổng số trong nước

3 3.2 Diễn biến DO, COD, BOD5, NH4

+ trong nước

4 3.3 Hàm lượng Pb, Cd, As, Hg trong nước sông

5 3.4 Hàm lượng Chì tổng số trong trầm tích sông

9 3.8 Giá trị pH trong trầm tích sông Nhuệ 58

10 3.9 Mối tương quan giữa giá trị Eh và hàm lượng

Mối tương quan giữa hàm lượng cấp hạt sét vật

lý và các kim loại Pb, Cd, As, Hg trong trầm tích sông Nhuệ

nước và hàm lượng các KLN trong trầm tích sông Nhuệ

DANH MỤC ẢNH

1 Thu mẫu tại cống Liên Mạc

2 Cống Liên Mạc

3 Khu vực gần cầu Hà Đông

4 Khu vực gần cầu Tó Hữu

5 Cầu Nhật Tựu

6 Thu mẫu tại cầu Hà Đông

7 Thu mẫu tại cầu Nhật Tựu

FAO Tổ chức nông lương thế giới

Trong 30 năm gần đây, trên thế giới việc đô thị hoá, sự gia tăng dân số

và sự phát triển mạnh mẽ các ngành công nghiệp, nông nghiệp, đã làm cho môi trường sống của chúng ta, đặc biệt là nguồn nước ngày càng trở nên bị ô nhiễm nghiêm trọng Nguyên nhân là do các con sông không có khả năng tự làm sạch khối lượng quá lớn các chất thải sinh hoạt và công nghiệp Do vậy, vấn đề ô nhiễm môi trường nước (sự phú dưỡng, ô nhiễm các chất hữu cơ, kim loại nặng,…) đã và đang được đặc biệt quan tâm nghiên cứu để đưa ra những giải pháp hữu hiệu nhằm ngăn chặn và xử lý kịp thời sự gia tăng ô nhiễm này

Lưu vực sông Nhuệ những năm gần đây đang chịu áp lực mạnh mẽ của các hoạt động kinh tế - xã hội, đặc biệt là của các khu công nghiệp, khu khai thác và chế biến Sự ra đời và hoạt động của hàng loạt các khu công nghiệp thuộc các tỉnh, thành phố, các hoạt động tiểu thủ công nghiệp trong các làng nghề, các xí nghiệp kinh tế quốc phòng cùng với các hoạt động khai thác, chế biến khoáng sản, canh tác trên hành lang thoát lũ làm cho môi trường nói

chung và môi trường nước nói riêng ngày càng xấu đi, nhiều đoạn sông đã bị

ô nhiễm tới mức báo động

Sông Nhuệ lấy nước từ sông Hồng qua cống Liên Mạc để tưới cho hệ thống thủy nông Đan Hoài Sông Nhuệ còn tiêu nước cho thành phố Hà Nội

và hợp lưu với sông Đáy tại thị xã Phủ Lý Sông Nhuệ có diện tích lưu vực

1070 km2 Trên diện tích đó khu vực ảnh hưởng của thành phố Hà Nội bao gồm một phần diện tích của huyện Thanh Trì và Từ Liêm và một số huyện mới sát nhập trước đây thuộc tỉnh Hà Tây Phần diện tích của lưu vực còn lại

là thuộc địa phận tỉnh Hà Nam Nước sông Tô Lịch thường xuyên xả vào sông Nhuệ với lưu lượng trung bình từ 11- 17 m3/s, lưu lượng cực đại đạt 30

m3/s Đây là nguyên nhân chủ yếu làm cho nước sông Nhuệ bị ô nhiễm Ngoài ra, dọc theo sông Nhuệ còn có rất nhiều nhà máy, xí nghiệp, làng nghề thủ công sản xuất và chế biến kim loại Những kim loại này thường theo dòng chảy xuống nước và lắng đọng xuống bùn đáy sông

Thực tế đã có rất nhiều những nghiên cứu đánh giá các chỉ tiêu trong nước sông Nhuệ, tuy nhiên những nghiên cứu về ô nhiễm kim loại nặng trong trầm tích sông Nhuệ còn rất ít Để góp phần vào việc bảo vệ môi trường và khắc phục ô nhiễm môi trường nước thuộc hệ thống sông Nhuệ, chúng tôi tiến

hành đề tài “Đánh giá mức độ tích luỹ kim loại nặng trong trầm tích sông

Nhuệ” làm cơ sở khoa học cho việc đưa ra các giải pháp bảo vệ môi trường

sông Nhuệ

Đề tài được thực hiện dưới sự hỗ trợ của đề tài KC.08/06-10 “Nghiên cứu đề xuất các giải pháp, công trình khơi thông dòng chảy, tăng khả năng chịu tải và tự làm sạch của các sông để bảo vệ môi trường sông Nhuệ, sông Đáy” thuộc chương trình khoa học công nghệ phục vụ phòng tránh thiên tai, bảo vệ môi trường và sử dụng hợp lý tài nguyên thiên nhiên

* Ý nghĩa thực tiễn và ý nghĩa khoa học của đề tài

Trong môi trường nước, chỉ có một phần nhỏ các kim loại nặng tồn tại trong các pha hoà tan (dạng ion) Nghiên cứu về ô nhiễm kim loại nặng trong các lưu vực sông trên thế giới đã cho thấy hàm lượng của pha không hoà tan (tức là hàm lượng của các chất ô nhiễm này ở trong trầm tích và ở dạng keo) thường rất cao so với pha hoà tan Hầu hết các kim loại nặng như As, Cd, Hg,

Pb đều tồn tại ở dạng bền vững và có xu thế tích tụ trong trầm tích (các trầm tích đáy và dạng keo) hoặc trong các thuỷ sinh vật [24] Do đó, nếu chỉ dựa trên kết quả phân tích nước sẽ không phản ánh được đầy đủ mức độ ô nhiễm kim loại nặng của một nguồn nước Vì thế, việc phân tích các mẫu trầm tích

bề mặt giúp phản ánh sự ô nhiễm của môi trường nước tại lưu vực sông trong thời gian hiện tại

Kết quả nghiên cứu của đề tài này là những dẫn liệu tham khảo về chất lượng môi trường nước sông Nhuệ và mối liên hệ về hàm lượng kim loại nặng giữa môi trường nước và trầm tích, đồng thời đánh giá được chính xác mức

độ ô nhiễm kim loại nặng trong nước sông Nhuệ

- Xác định được các yếu tố ảnh hưởng đến mức độ tích luỹ kim loại nặng trong trầm tích sông

- Đưa ra các giải pháp cụ thể giảm thiểu ô nhiễm môi trường nước lưu

vực sông Nhuệ.

Vì thời gian có hạn nên đề tài chỉ tiến hành nghiên cứu các kim loại nặng trong môi trường nước và trầm tích tại thời điểm cuối mùa khô năm

2009 là thời điểm nước sông được đánh giá là ô nhiễm điển hình

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Tổng quan về ô nhiễm nước

1.1.1 Tình hình ô nhiễm nước trên thế giới

Hiện nay, ô nhiễm nguồn nước trên thế giới đang là vấn đề rất nghiêm trọng, nó ảnh hưởng lớn đến chất lượng cuộc sống của con người và sinh vật Các dạng ô nhiễm nước thường gặp là: ô nhiễm do dinh dưỡng, ô nhiễm hữu

cơ, ô nhiễm vi sinh vật gây bệnh, ô nhiễm do các kim loại nặng và hoá chất nguy hại

- Ô nhiễm do dinh dưỡng (Nitơ, photpho, silic và cacbon): các chất nitrat, photphat và silic đã và đang là mối quan tâm lớn của con người Hàm lượng cao của các chất này đã gây nên hiện tượng phú dưỡng (eutrophication) trong các nguồn nước ở các sông chảy chậm, ở hồ và ở biển Sự dư thừa chất dinh dưỡng dẫn đến làm xuất hiện một số loài tảo, rồi sự phân huỷ các loài tảo đó lại dẫn đến hấp thụ một lượng lớn oxy hoà tan trong nước Thiếu oxy quá trình phân huỷ kỵ khí sinh ra các chất độc như H2S,CH4, NH3, PH3 ) và mùi thối Lòng hồ, lòng sông dần mất đi những vi sinh vật quen thuộc mà

xuất hiện các loài vi sinh vật mới Cần nhấn mạnh rằng, những loài tảo nổi trên bề mặt tạo nên một lớp màng ngăn cản ánh sáng chiếu sâu xuống tầng nước đáy, làm ảnh hưởng đến các quá trình sinh thái tầng đáy và đồng thời trong lớp tảo nổi này xuất hiện một số loài tảo độc giết hại các loài cá hồi trong vùng biển Bắc Âu Những năm gần đây trên thế giới, ở nhiều vùng nước biển đã chuyển thành đủ thứ màu tạo nên những đợt thuỷ triều xanh, đỏ, vàng, nâu [21].

Hiện nay, tình hình ô nhiễm dinh dưỡng trong nguồn nước mặt trên thế giới là khá phổ biến, khoảng 10% số con sông trên thế giới có nồng độ nitrat cao, vượt nhiều lần so với tiêu chuẩn nước uống của WHO (10mg/l) Và có khoảng 10% số con sông có nồng độ photpho từ 0,2 đến 2 mg/l; khoảng 30 –

40 % số hồ chứa nước bị phú dưỡng hoá [27] Các nước Châu Âu đã rất chú ý tới các vấn đề phú dưỡng xảy ra trong các thuỷ vực lục địa và ven biển Rất nhiều nghiên cứu chuyên sâu về các vấn đề phú dưỡng đã được tiến hành ở các dòng sông lớn trên thế giới như sông Seine (Pháp), sông Đanuyp (Nga),

và sau khi thực hiện các biện pháp ngăn ngừa và xử lý ô nhiễm thì chất lượng nước ở các con sông này đã tăng lên rõ rệt Cũng cần chú ý rằng các chất gây

ô nhiễm có một số mối quan hệ chặt chẽ và tác động qua lại với các chất gây

ô nhiễm khác (ô nhiễm do các chất hữu cơ, vi sinh vật ), trong các điều kiện

cụ thể về sinh địa hoá của môi trường sinh thái Vậy nitrat và photphat từ đâu đến? Nguồn nitrat và photphat xâm nhập vào các thuỷ vực có thể từ nước thải sinh hoạt (phân người và các loại bột giặt có chứa photphat), nước thải từ các hoạt động công nghiệp và nông nghiệp

- Ô nhiễm hữu cơ: là tác nhân gây ô nhiễm phổ biến nhất trong các sông hồ Tác nhân ô nhiễm này có hàm lượng lớn trong nước thải sinh hoạt và nước thải một số ngành công nghiệp Từ số liệu hàng năm của các trạm quan trắc cho thấy, trên thế giới có khoảng 10% số con sông bị ô nhiễm chất hữu

cơ rõ rệt (BOD > 6,5 mg/l, COD > 44mg/l), 5% số con sông có nồng độ DO thấp; 50% số dòng sông trên thế giới bị ô nhiễm nhẹ do các hợp chất hữu cơ (BOD khoảng 3 mg/l, COD khoảng 18 mg/l) Trong các thập kỷ gần đây thì mức độ ô nhiễm các chất hữu cơ đã giảm hẳn do sự quan tâm, kiểm soát chặt chẽ và đúng mức của con người [17].

- Ô nhiễm vi sinh vật gây bệnh: Ô nhiễm do vi sinh vật trong các nguồn nước mặt thường thấy trong các lưu vực tiếp nhận nguồn nước thải sinh hoạt, đặc biệt là nước thải của bệnh viện Các loài vi khuẩn, ký sinh trùng, sinh vật gây bệnh cho người và động vật lan truyền trong môi trường nước mặt, gây ra các loại dịch bệnh cho các khu vực dân cư tập trung Hiện tượng này thường gặp ở các nước đang phát triển và chậm phát triển trên thế giới Các bệnh cầu trùng, viêm gan do siêu vi khuẩn tăng lên liên tục ở nhiều quốc gia chưa kể đến các trận dịch tả Các sự nhiễm bệnh được tăng cường do ô nhiễm sinh học nguồn nước Các nước thải từ lò sát sinh chứa một lượng lớn mầm bệnh Theo báo cáo của ngân hàng thế giới năm 1992, nước ô nhiễm gây ra bệnh tiêu chảy làm chết 3 triệu người và 900 triệu người bị mắc bệnh mỗi năm Để hạn chế tác động tiêu cực do ô nhiễm nguồn nước gây ra, cần nghiên cứu các biện pháp xử lý nước thải, cải thiện tình trạng vệ sinh môi trường sống của dân cư,

tổ chức tốt các hoạt động y tế và các dịch vụ công cộng [10]

- Ô nhiễm do hoá chất nguy hại và kim loại nặng: Ô nhiễm do các kim loại nặng và hoá chất nguy hại thường gặp trong các khu vực công nghiệp, khu khai thác mỏ, nơi chôn cất các chất thải công nghiệp và những khu vực gần bệnh viện

Ô nhiễm kim loại nặng biểu hiện ở nồng độ cao của các kim loại nặng trong nước Trong một số trường hợp, xuất hiện hiện tượng chết hàng loạt cá

và thuỷ sinh vật Nguyên nhân chủ yếu gây ô nhiễm kim loại nặng là quá trình

đổ vào môi trường nước nước thải công nghiệp và nước thải độc hại không xử

lý hoặc xử lý không đạt yêu cầu

Ô nhiễm nước bởi kim loại nặng có tác động tiêu cực tới môi trường sống của sinh vật và con người Kim loại nặng tích luỹ theo chuỗi thức ăn thâm nhập vào cơ thể người Nước mặt bị ô nhiễm sẽ lan truyền các chất ô nhiễm vào nước ngầm, vào đất và các thành phần môi trường liên quan khác Tai nạn ở vịnh Minamata ở Nhật Bản là một ví dụ điển hình, đã gây tử vong cho hàng trăm người và gây ra nhiễm độc nặng hàng ngàn người khác Nguyên nhân ở đây là người dân ăn cá và các động vật biển khác đã bị nhiễm thuỷ ngân do nhà máy ở đó thải ra Thuỷ ngân ít bị phân huỷ sinh học, bị tích đọng trong cơ thể sinh vật thông qua chuỗi mắt xích thức ăn Rong biển có thể tích tụ lượng thuỷ ngân hơn 100 lần trong nước, cá có thể chứa đến 120 ppm

Hg [14]

1.1.2 Tình hình ô nhiễm nước sông trên thế giới

Trên thế giới nhiều quốc gia đang phải đối mặt với hiện tượng ô nhiễm nguồn nước sông Tại Trung Quốc khoảng 62,6 tỷ tấn nước thải đổ ra các dòng sông mỗi năm, sông Yangzte (Dương tử) nhận 22 tỷ tấn, sông Hoàng Hà nhận 3,9 tỷ tấn, trong đó 62% là nước thải công nghiệp, 36% hầu như chưa qua xử lý LVS Yangzte chiếm 20% diện tích lãnh thổ Trung Quốc với dân số xấp xỉ 425 triệu người, đóng góp một phần tư GDP của Trung Quốc, tức là khoảng 410 tỷ USD Hiện nay sông Yangzte cũng phải đối mặt với hàng loạt các thách thức môi trường: bão lũ, xói lở đất, ô nhiễm nước và suy giảm đa dạng sinh học, đặc biệt là hệ sinh thái thuỷ sinh [44]

Tại HongKong chất lượng nước của sông Pearl River bị ô nhiễm nặng

nề Chính quyền đã xây dựng một dự án để giám sát chất lượng môi trường nước Mục tiêu của dự án “Pearl River Estuary Pollution Project (PREPP)” là nghiên cứu dòng chảy liên quan của các chất độc hại như chất cặn và dinh

dưỡng đổ vào nguồn nước HongKong từ sông Pearl River Kết quả của dự án nhằm cung cấp thông tin cho các nhà khoa học trên thế giới, các nhà làm luật

về môi trường của HongKong, Trung Quốc và người dân nhằm mục tiêu là giảm thiểu các tác động ô nhiễm của sông Pearl River lên chất lượng nước của HongKong và hệ sinh thái nói chung [36]

Tại Indonesia hệ thống sông Brantas là một trong những hệ thống sông lớn nhất của đất nước, nằm ở phần phía đông đảo Java Sự gia tăng dân số và phát triển công nghiệp trong 3 thập kỉ qua đã làm cho chất lượng nước LVS Brantas bị suy thoái và ảnh hưởng xấu tới sức khoẻ của cộng đồng dân cư và

sự phát triển của nền kinh tế Để kiểm soát chất lượng nước LVS Brantas chính phủ Indonesia đã thực hiện nhiều biện pháp như đưa ra kế hoạch tổng thể về Quan trắc chất lượng nước và kiểm soát ô nhiễm “Master Plans of Water Quality Monitoring and Pollution Control” Từ năm 1988 thực hiện giám sát chất lượng nước sông hàng tháng thông qua thu mẫu cố định tại 51 điểm Năm 1999 lắp đặt 23 trạm quan trắc tự động, các thông số giám sát tự động bao gồm: Nhiệt độ nước, pH, độ dẫn, độ đục, oxy hoà tan (DO) và các chất dinh dưỡng (Ammonia và Phốt phát), các thông số còn lại được phân tích

ở phòng thí nghiệm [30] Những số liệu quan trắc được tập hợp và báo cáo tới chính quyền Đông Java Những kết quả đó được sử dụng làm căn cứ cho việc đưa ra các hướng dẫn áp dụng thực thi pháp luật trong việc cảnh báo và đóng cửa những nguồn thải

1.1.3 Tình hình ô nhiễm nước sông ở Việt Nam

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 sinh hoạt, nước thải từ các hoạt động sản xuất công nghiệp và nông nghiệp (phần lớn là các hoá chất, thuốc trừ sâu và thuốc bảo vệ thực vật) và giao thông, thuỷ lợi đã và đang thải trực tiếp ra các dòng

sông Chất lượng nước suy giảm mạnh, nhiều chỉ tiêu như BOD5, COD, NH4+, tổng N, tổng P và vi sinh vật cao hơn tiêu chuẩn cho phép nhiều lần Ô nhiễm nguồn nước do chất thải công nghiệp chủ yếu xảy ra ở khu công nghiệp và khu đô thị.

- Sông Đồng Nai: Vùng hạ lưu (tính từ sau hồ Trị An đến điểm hợp lưu với sông Sài Gòn), ô nhiễm hữu cơ chưa cao (DO = 4 - 6 mg/l, BOD = 4 - 8 mg/l) nhưng hầu như không đạt TCVN đối với nguồn loại A Ô nhiễm vi sinh

và dầu mỡ rõ rệt, ô nhiễm kim loại nặng, phenol, PCB… chưa vượt tiêu chuẩn, nhiễm mặn không xảy ra từ Long Bình đến thượng lưu Theo báo cáo hiện trạng môi trường quốc gia năm 2006, hạ lưu của nhiều sông trong LVS Đồng Nai đã bị ô nhiễm nghiêm trọng Ô nhiễm nặng nhất là sông Thị Vải, có đoạn sông “chết” dài trên 10 km Vùng thượng lưu nước có chất lượng tốt, trừ khu vực thành phố Đà Lạt đã bị ô nhiễm nặng do hàm lượng cao của các chất hữu cơ, dinh dưỡng, vi sinh Khả năng tự làm sạch của sông Đồng Nai khá tốt [43]

- Sông Sài Gòn: Mức độ ô nhiễm là nghiêm trọng cả về hữu cơ (DO = 1,5 - 5,5 mg/l; BOD = 10 - 30 mg/l), dầu mỡ, vi sinh, không có điểm nào đạt TCVN đối với nguồn loại A Ô nhiễm cao nhất là ở vùng sông chảy qua trung tâm TP Hồ Chí Minh Ngoài ra, sông Sài Gòn còn bị axit hoá nặng do nước phèn ở đoạn Hốc Môn - Củ Chi (pH = 4,0 - 5,5) [43]

- Sông Cầu: Chất lượng nước các sông thuộc lưu vực sông Cầu ngày càng xấu đi, nhiều đoạn sông đã bị ô nhiễm tới mức báo động Ô nhiễm cao nhất là đoạn sông Cầu chảy qua địa phận thành phố Thái Nguyên, đặc biệt là tại các điểm thải của Nhà máy Giấy Hoàng Văn Thụ, Khu Gang thép Thái Nguyên , chất lượng nước không đạt cả tiêu chuẩn A và B Tiếp đến là đoạn sông Cà Lồ, hạ lưu sông Công, chất lượng nước không đạt tiêu chuẩn A và một số yếu tố không đạt tiêu chuẩn B Yếu tố gây ô nhiễm cao nhất là các chất hữu cơ, NO2 - và dầu Ô nhiễm nhất là đoạn từ nhà máy giấy Hoàng Văn

Thụ tới cầu Gia Bảy, ôxy hòa tan đạt giá trị thấp nhất (0,4 - 1,5 mg/l), BOD5, COD rất cao (>1000mg/l); Coliform ở một số nơi khá cao, vượt quá tiêu chuẩn A tới hàng chục lần Hàm lượng NO2- > 2,0 mg/l và dầu > 5,5 mg/l, vượt quá tiêu chuẩn B tới 20 lần [43].

- Sông Nhuệ - sông Đáy: Hiện tại, nước của trục sông chính thuộc lưu vực sông Nhuệ - sông Đáy đã bị ô nhiễm, đặc biệt là nước sông Nhuệ Theo thống kê chưa đầy đủ của Sở Tài nguyên và Môi trường tỉnh Hà Nam, năm

2006 tỉnh Hà Nam phải hứng chịu khoảng 6 đợt nước sông Nhuệ bị ô nhiễm nghiêm trọng bởi nước thải từ Hà Nội xả vào sông Nhuệ Năm 2007 khoảng 9 đợt và năm 2008 là khoảng hơn chục đợt Bình quân 2 năm trở lại đây, sông Nhuệ trung bình khoảng hơn một tháng có một đợt nước bị ô nhiễm và ảnh hưởng trực tiếp đến tỉnh Hà Nam Thời gian mỗi đợt ô nhiễm kéo dài khoảng

từ 3 đến 7 ngày Như vậy, thời gian để quá trình tự phục hồi môi trường nước sông Nhuệ khu vực hạ lưu là rất ngắn Vì vậy, vấn đề ô nhiễm vùng hạ lưu ngày càng trầm trọng hơn Cũng theo Sở Tài Nguyên và Môi trường tỉnh Hà Nam : trong các đợt sông Nhuệ bị ô nhiễm nặng, hàm lượng DO rất thấp, cao nhất là 2,5 mg/l, thấp nhất là 0,23 mg/l Hàm lượng H2S cao, dao động từ 0,020 – 0,261 mg/l Trong các đợt ô nhiễm này, NH4+ va PO43- có giá trị rất cao nguyên nhân do nước thải sinh hoạt NH4+ dao động từ 3,43 – 12,55 mg/l

và PO43- dao động từ 1,23 – 4,69 mg/l COD và BOD5 có giá trị rất cao, COD dao động từ 19 – 46 mg/l và BOD5 từ 14,1 – 36,3 mg/l Trên sông Nhuệ đã xuất hiện nhiều sự cố môi trường như hiện tượng cá chết hàng loạt do xả nước thải của thành phố vào mùa cạn với lưu lượng lớn Trong thời gian gần đây, trên báo chí đã gọi sông Nhuệ và sông Đáy với những từ “dòng sông đang hấp hối” Đặc biệt, sự cố môi trường diễn ra trên sông Nhuệ vào tháng 11 năm 2003, được gọi là “5 ngày ảm đạm” với cảnh cá chết nổi trắng mặt sông

đã gây thiệt hại rất lớn tới nguồn lợi tự nhiên và nuôi trồng thuỷ sản trên sông

Nhuệ, do vậy đã ảnh hưởng rất lớn tới đời sống của người dân chài thôn Châu Thuỷ, Châu Giang, thị xã Phủ Lý, Hà Nam[46] Đầu nguồn sông Nhuệ nơi được coi là có chất lượng môi trường nước chưa bị ô nhiễm nghiêm trọng cũng xảy ra hiện tượng cá chết trên đoạn sông gần Hà Đông Nguyên nhân cá chết được xác định, do khúc sông Nhuệ bị ô nhiễm bởi nước thải nhà máy giày và các nhà hàng [42].

Chất lượng nước sông Nhuệ từng lúc (phụ thuộc vào thời gian mở cống Liên Mạc), từng nơi vượt trên giới hạn cho phép đối với nước loại B1, B2 Các sông khác có chất lượng nước ở mức giới hạn cho phép đối với nước loại B1 Nếu không có biện pháp ngăn ngừa khắc phục, xử lý ô nhiễm kịp thời thì tương lai không xa nguồn nước sông Nhuệ, sông Đáy không thể sử dụng cho sản xuất được

1.1.4 Tình hình ô nhiễm nước sông trên địa bàn thành phố Hà nội

Trong những năm gần đây, tình hình ô nhiễm nguồn nước ở thành phố

Hà nội đang rất được quan tâm Nhiều sông hồ, kênh mương bị ô nhiễm ở mức độ cao (sông Tô Lịch, sông Kim Ngưu ) thấp nhất là ở mức trung bình,

do trực tiếp nhận nước thải sinh hoạt, nước thải công nghiệp chưa qua xử lý

Sự ô nhiễm các chất dinh dưỡng như amoni, nitrat, nitrit, photphat trong môi trường nước xảy ra khá phổ biến Trên địa phận thành phố Hà nội, có nhiều con sông chảy qua như sông Hồng, sông Đuống, sông Cầu, sông Cà Lồ, sông Nhuệ Ngoài ra, còn có hệ thống kênh mương dày đặc với số lượng sông ngòi, ao hồ là 360

Tại Hà Nội, tổng lượng nước thải sinh hoạt đạt khoảng 450.000 m3/ ngày đêm; nước thải từ các cơ sở sản xuất và dịch vụ 260.000 m3/ngày đêm Hiện nay, các sông nội thành đã bị ô nhiễm, đặc biệt các sông Kim Ngưu, Tô Lịch không còn khả năng tự làm sạch không đạt tiêu chuẩn cho phép loại B (TCVN 5942 – 1995: áp đụng đối với nước mặt) do bị ô nhiễm hữu cơ (Kiều

Minh, 2006) [45] Theo những nghiên cứu gần đây, ở các khu vực trong Hà Nội, nhiều đoạn sông, kênh rạch, nước đã bị nhiễm bẩn vượt quá tiêu chuẩn cho phép, ảnh hưởng trực tiếp đến đời sống và các hệ sinh thái nước ngọt: nước các sông Tô Lịch, sông Sét, sông Kim Ngưu rất bẩn, màu sẫm, mùi thối tanh, hàm lượng DO gần bằng 0, lượng BOD5 cao trên 5 mg/l, NH4+ trên 10 mg/l, H2S gần 30 mg/l (Bùi Liêm Chính, 1998), N-NH4+ từ 4 - 15 mg/l, N-

NO3- từ 0,3 – 3,5 mg/l, P2O5 từ 3 – 160 mg/l, Ca2+ từ 25 – 47 mg/l, Mg2+ từ 10 – 23 mg/l, trị số DO nhỏ hơn từ 10 -15 lần so với tiêu chuẩn nước dùng trong nông nghiệp Việt Nam [12] Trên địa bàn thành phố Hà Nội, phần lớn các nhà máy xây dựng từ những năm 1950 -1960 và 1970 - 1980 Hệ thống xử lý chất thải của các nhà máy này đã xuống cấp nghiêm trọng Lượng chất thải rắn và chất thải lỏng cùng với chất thải đô thị, hoá chất trong nông nghiệp chủ yếu được thải trực tiếp ra các dòng sông Sông Tô Lịch hàng ngày phải nhận 2.900 m3 nước thải đô thị và 22.000 m3 nước thải công nghiệp từ 33 nhà máy… (Hồ Thị Lam Trà, 2000) [38]

Các mẫu nước sông được quan trắc trong năm 2004 có nồng độ BOD5, COD cao hơn từ 7 đến 10 lần so với nồng độ của các mẫu được quan trắc trong năm 1994 Dự báo, nếu tình trạng vẫn diễn ra như hiện nay thì đến năm

2020, mức ô nhiễm môi trường nước của các sông nội thành sẽ tăng gấp 2 lần hiện nay

1.2 Tổng quan về các kim loại nặng Pb, Cd, As, Hg

1.2.1 Nguồn gốc của kim loại nặng trong môi trường nước

Nhiễm bẩn kim loại nặng trong nước có thể bằng những con đường chính sau:

* Yếu tố lắng đọng từ khí quyển

Các sol khí trong khí quyển có đường kính khác nhau, từ 0,01 – 1,0 µm (Pb trong khí thải ô tô, khói dầu, khói luyện kim) và 1,0 – 100 µm (trong nhiên liệu, bụi luyện kim) đến 10 - 80µm (tro lò đốt) (Livett, 1988) được giải phóng vào khí quyển trên mặt đất, sau đó khuyếch tán lên cao Các kim loại lớn nhất sẽ rơi xuống đất dưới dạng kết tủa khô Mưa sẽ mang phần kim loại hoà tan từ khí quyển như là kết tủa ướt đi vào môi trường nước Chì có trong nước mưa mang theo chì lắng đọng từ khí quyển Ước tính trong dòng nước mưa chảy tràn có tới 19% lượng chì do bụi đường [8].

Trong quá trình hoạt động sản xuất của con người đã sinh ra một lượng đáng kể Cd bay vào không khí (do đặc tính có khả năng bay hơi ở 400oC, nguyên tố này dễ bị bay hơi khi tuyển quặng) Khi mưa chúng được hoà vào nước mưa và rơi xuống môi trường nước

* Yếu tố gây ô nhiễm trực tiếp vào nước:

Từ nước thải: nước thải công nghiệp, nước mưa, nước chảy tràn đô thị, trên đất nông nghiệp, nước thải từ mỏ, hàm lượng KLN trong các loại nước thải này khá cao Nước thải bẩn đổ vào các sông là tình trạng phổ biến hiện nay ở các thành phố lớn (bảng 1.1):

Bảng 1.1 : Hàm lượng kim loại nặng trong các loại nước thải

(µg/g)

Cd Nước cống thảiCông nghiệp Khu công nghiệpNewyork 100 – 5003 – 20

Nguồn :Jack E Frerguson, 1991 [8]

Hàm lượng Cd trong nước thải đã qua xử lý của Newyork, được phát hiện có nguồn gốc từ các cơ sở mạ điện 33 %, các khu dân cư là 49%, dòng chảy tràn 12 % và công nghiệp 6% Sự xâm nhập của Cd khoảng 73 kg/ngày [8].

Dòng chảy tràn đô thị cũng đưa vào môi trường nước một lượng lớn KLN, đặc biệt đối với Pb và Hg Trong dòng chảy tràn có tới 19 % Pb có thể

là do bụi đường phố chứa Pb từ xe hơi trầm lắng xuống Người ta đã ước tính

ở Mỹ, khi xăng pha chì được sử dụng rộng rãi, dòng nước mưa chảy tràn đã

bổ xung với tốc độ 8.109 g/năm vào các dòng nước, đóng góp lượng lớn Pb vào các con sông [8]

KLN trong nước thải sinh hoạt có nguồn gốc từ chất thải bằng kim loại,

sự ăn mòn đường ống nước (Cu, Pb, Zn và Cd) và các sản phẩm tiêu dùng Ví

dụ trong bột giặt chứa: Zn, Fe, Mn, Cr, Ni, Co, B và As (Conell & Miller, 1984)

* Yếu tố kim loại nặng sau khi tồn tại trong đất sẽ dần dần hoà tan vào trong nước kể cả nước ngầm

Nguồn phát tán một số kim loại nặng vào nước:

- Chì (Pb): Sự nhiễm bẩn Pb là do nguồn thải của công nghiệp in, ắc quy, đúc kim loại, sản xuất sơn, giao thông (David Tin Win và cs, 2003)… và hoạt động nông nghiệp khi sử dụng phân bón, ví dụ như phân Superphotphat

có chứa chì với hàm lượng từ 7 – 1000 mg/kg phân; trong phân đạm thì chứa khoảng 2 - 120 mg/kg phân Quá trình bón vôi cải tạo đất cũng là hình thức đưa chì vào đất; 1 kg vôi chứa khoảng 20 – 1250 mg chì Khi thải vào môi trường nước, lắng đọng xuống bùn đáy thì chì và các hợp chất của chì có thời gian tồn tại lâu

- Cadmium (Cd) phát tán vào môi trường nước từ nhiều nguồn thải như: nước thải công nghệ mạ, nhà máy sơn, phân huỷ và đốt cháy nhựa, phân huỷ xăm lốp, công nghệ pin, công nghệ sản xuất phân bón và lượng sử dụng

phân bón đặc biệt là phân lân Ví dụ lượng Cd chứa trong phân phốt phát trung bình 7 mg/kg phân.

- Asen (As): Asen xâm nhập vào nước chủ yếu từ các công đoạn hoà tan chất của quặng mỏ, từ nước thải công nghiệp, nông nghiệp, thuốc trừ sâu, diệt cỏ ở dạng các chất hữu cơ có chứa asen như methylarsenic axit, dimethylarsinic axit, arsenocholine, arsenobentaine… Các quá trình đưa Asen vào nước bao gồm:

+ Quá trình sử dụng thuốc trừ sâu, phân bón có chứa asen trong nông nghiệp và quá trình bảo quản gỗ

+ Quá trình hoà tan các khoáng chứa asen trong tự nhiên và lắng đọng asen trong khí quyển

+ Quá trình sản xuất công nghiệp, các chất sử dụng sinh hoạt cũng gây

ô nhiễm asen lớn

- Thuỷ ngân (Hg) : sự nhiễm bẩn thuỷ ngân do một số hoạt động:

+ Đào và khai thác mỏ kim loại đặc biệt là Cu, Zn

+ Nguyên liệu chất đốt chủ yếu là than

+ Quá trình sản xuất công nghiệp, đặc biệt là quá trình sử dụng thuỷ ngân trong sản xuất Clo và xút ở thế kỷ trước

+ Thuỷ ngân tạo ra do hoạt động nông nghiệp (như sử dụng phân bón, thuốc trừ sâu, thuốc bảo vệ thực vật có chứa thuỷ ngân) hoặc xử lý và bảo quản hạt

+ Ngoài ra thuỷ ngân tạo ra do quá trình hoạt động công nghiệp như sản xuất chế biến lông, mũ phớt làm chất xúc tác công nghiệp, dùng làm các dụng cụ trong phòng thí nghiệm (nhiệt kế, áp kế), đèn thuỷ ngân cao áp, các

bóng đèn X quang… Nguồn này có thể gọi là nguồn chính cung cấp thuỷ ngân và gây ra ô nhiễm cho nước

1.2.2 Một số yếu tố ảnh hưởng đến hàm lượng kim loại nặng trong trầm tích sông, hồ

Hàm lượng KLN trong trầm tích sông, hồ biến đổi rất lớn theo vị trí từ gần với hàm lượng tự nhiên đến hàm lượng cao gấp hàng ngàn lần ở những nơi gần với các nguồn công nghiệp hay khai mỏ liên quan đến kim loại

Các yếu tố ảnh hưởng có thể đến hàm lượng KLN trong trầm tích được biểu thị bằng hàm số:

Hàm số: T = f (L, H, G, C,V,M,e)Trong đó: T – hàm lượng các nguyên tố vết trong trầm tích; L - ảnh hưởng của quá trình hình thành đá; H – tác động thuỷ học; G – đặc điểm địa lý; C – tác động nhân tạo; V - ảnh hưởng của thực vật; M – tác động của khai khoáng và e – sai số (tất cả các yếu tố không được tính đến)

Tại một khu vực một hay nhiều yếu tố có thể cùng tác động và hàm lượng của nguyên tố vết sẽ phụ thuộc vào cường độ các yếu tố tham gia Các quá trình quan trọng ảnh hưởng đến dạng tồn tại của KLN trong trầm tích gồm hấp phụ hoá học lên các oxit Mn/Fe, kết tủa các hợp chất KLN, kết tụ/tạo phức của KLN với chất hữu cơ có hoạt tính Do ảnh hưởng của các yếu

tố và quá trình nói trên đến sự hình thành các hợp chất chứa KLN trong các thuỷ vực là không giống nhau nên tỷ lệ % các dạng tồn tại của KLN trong các thuỷ vực này cũng rất khác biệt [8]

Hàm lượng của các nguyên tố KLN trong trầm tích theo khoảng cách từ nguồn, do vật liệu bị khuyếch tán trong quá trình vận chuyển trong sông Một

ví dụ tiêu biểu là đối với Cd trong các cặn lơ lửng ở đoạn dưới cửa sông (Rhine) có sự tăng nhanh hàm lượng Cd ở gần nguồn xâm nhập (nhà máy Duisburg) và sau đó giảm từ từ trên 40 - 50 km cho tới khi ra biển [8]

1.2.3 Dạng tồn tại của các kim loại nặng nghiên cứu trong đất, nước và trầm tích

a Dạng tồn tại của Pb

Trong đất, chì không giữ nguyên một trạng thái mà nó bị biến đổi, trong đất chì thường bị hấp phụ trên bề mặt khoáng sét, CHC hoặc các ôxyt kim loại hoặc cũng có thể tồn tại dưới dạng hợp chất và các chất khác nhau như Pb(OH)2, PbCO3, PbO, Pb3(PO4)2, Pb5(PO4)3OH Chì tồn tại ở dạng hấp phụ trao đổi chiếm một tỷ lệ rất nhỏ (<5%) hàm lượng chì trong đất Các chất hữu cơ đóng vai trò rất lớn trong việc tích luỹ chì trong đất do nó hình thành các phức với chì, đồng thời chúng cũng làm tăng tính linh động của chì Trong đất chì có khả năng kết hợp với CHC hình thành các hợp chất bay hơi (CH3)2Pb, loại hợp chất này có tính độc rất cao Nó hạn chế hoạt động của VSV tồn tại khá bền vững dưới dạng các phức với CHC Trạng thái tồn tại chì trong đất phụ thuộc rất nhiều vào pH của đất, khi pH thấp thì khả năng di động của chì tăng và ngược lại khi pH cao thì chì bị cố định dưới dạng Pb(OH)2

Chì (Pb) trong nước có 3 dạng tồn tại là Pb hoà tan, Pb lơ lửng ở dạng keo và phức chất Trong môi trường nước, tính năng của hợp chất chì được xác định chủ yếu thông qua độ tan của nó Độ tan của chì phụ thuộc vào pH,

pH tăng thì độ tan giảm và phụ thuộc vào các yếu tố khác như hàm lượng ion khác của nước và điều kiện ôxy hoá khử Trong nước sinh hoạt thường pH=

6, lúc này Pb tồn tại ở dạng vô cơ, ít có ở dạng keo Trong nước mặt sử dụng cho sản xuất nông nghiệp nếu pH = 7, Pb nằm dạng keo Nhờ tác dụng ngoại lực của chất hữu cơ mà các phức keo của Pb ở dạng Pb(CH3)32+; Pb(CH3)22+

thường lắng đọng ở bùn cặn đáy, Pb trong nước tự nhiên chủ yếu tồn tại dưới dạng hoá trị 2

b Dạng tồn tại của Cd

Cd là kim loại nằm sâu trong lòng đất, tồn tại ở dạng Cd2+ Trong các điều kiện ôxy hoá Cd thường ở các dạng hợp chất rắn như CdO, CdCO3,

Cd3(PO4)2 Trong điều kiện khử (Eh ≤ - 0,2V) thì Cd thường tồn tại ở dạng CdS, ngoài ra Cd có thể tồn tại dạng phức như CdCl+, CdHNO3+; CdHCl-; CdCl4; Cd(OH)4- Trong đất chua, Cd tồn tại ở dạng linh động hơn (Cd2+), tuy nhiên nếu đất chứa nhiều Fe, Al, Mn, chất hữu cơ thì Cd lại bị chúng liên kết làm giảm khả năng linh động của Cd Trong đất trung tính hoặc kiềm do bón vôi, Cd bị kết tủa dưới dạng CdCO3 Thông thường Cd tồn tại trong đất ở dạng hấp phụ trao đổi chiếm 20 - 40%, dạng các hợp chất cacbonat là 20%, hyđrôxyt và ôxyt là 20%, phần liên kết các hợp chất hữu cơ chiếm tỷ lệ nhỏ

Trong nước Cd tồn tại chủ yếu ở dạng hoá trị 2 và rất dễ bị thuỷ phân trong môi trường kiềm Ngoài dạng hợp chất vô cơ, Cd liên kết với các hợp chất hữu cơ đặc biệt là axit humic tạo thành phức chất và phức chất này có khả năng hấp phụ tốt trên các hạt sa lắng, chiếm 60 - 75% nồng độ tổng số trong các dòng nước

c Dạng tồn tại của Asen

Trong tự nhiên As có trong nhiều loại khoáng chất, As tồn tại chủ yếu dưới dạng hợp chất như asenat (AsO43-) Khả năng linh động của asen tăng khi đất ở dạng khử vì khi đó As hoá trị 5 chuyển sang dạng As hoá trị 3 là asenít

có khả năng hoà tan gấp 5-10 lần asenat Asenít có tính độc hại cao hơn nhiều

ít linh động, còn trong điều kiện khí hậu ẩm ướt các hợp chất của asen sufua

bị hòa tan và bị rửa trôi Lượng As trong đất chuyển vào nước khoảng 5 - 10

% tổng lượng As trong đất (Đỗ Văn Ái và cs, 1999)

Trong nước chứa nhiều ôxy, asen tồn tại ở dạng hoá trị 5, rất hiếm ở dạng asen hoá trị 3 Trong nước chứa ít ôxy (giếng ngầm, sâu) asen tồn tại ở dạng arsenat (III) và asen kim loại Một vài dạng hợp chất hữu cơ của asen cũng tồn tại trong nước

và Cl - Hg2+ ít hình thành trong tự nhiên Trong dung dịch axit, Hg2+ ổn định

ở Eh trên 0,4 V và có mặt trong HgCl20 Khi pH = 7, Hg(OH)20 là một dạng ổn định Trong điều kiện độ ẩm thuận lợi, Hg2+ được hình thành mạnh mẽ [1]

Hg được cố định trong Hg2S hoặc HgS- trong điều kiện ổn định Ở điều kiện cao hơn HgS- làm kết tủa chất kiềm mạnh trong đất, khi đó ion HgS2-

được hình thành Như vậy cuối cùng để đạt đến cân bằng, Hg trong đất tồn tại

ở hoá trị dương hai Hg2+ [1]

Tuỳ thuộc vào môi trường mà thuỷ ngân có thể tồn tại ở các dạng khác nhau, khi pH ≥ 7 thuỷ ngân tồn tại dạng kết tủa Hg(OH)2 không tan Do thuỷ ngân có nhiều đặc tính nên nó được ứng dụng rộng rãi trong rất nhiều lĩnh vực khác nhau do đó nên khả năng ô nhiễm thuỷ ngân là càng lớn (nhất là những khu vực trực tiếp sản xuất liên quan đến Hg)

1.2.4 Độc tính của các nguyên tố kim loại nặng nghiên cứu

a Độc tính của Chì

* Ảnh hưởng của chì tới thực vật

Chì (Pb) là một nguyên tố không cần thiết cho cơ thể sinh vật, chì được cây hấp thụ và từ đó làm ô nhiễm chuỗi thực phẩm Khả năng metyl hoá sinh học các hợp chất chì vô cơ thành chì metyl Pb(CH3)4 làm tăng khả năng lan truyền ô nhiễm chì trong chuỗi thức ăn Pb lại là kim loại nặng có khả năng tích luỹ cao nên khi sinh vật sản xuất hấp thụ chì, dù chỉ một lượng nhỏ, qua dây chuyền thực phẩm nó sẽ được khuyếch đại và đến lúc nào đó sẽ trở thành chất gây độc cho sinh vật tiêu thụ, thậm chí ngay cả sinh vật sản xuất

* Ảnh hưởng của chì tới sức khoẻ con người

Con người hấp thụ chì một cách gián tiếp thông qua chuỗi thức ăn hoặc trực tiếp bằng nhiều con đường: hô hấp, tiếp xúc qua da hoặc tiêu hoá Một số dạng nhiễm độc chì được biết đến là: nhiễm độc mãn tính và nhiễm độc cấp tính

Sự thâm nhập chì qua nhau thai người xảy ra rất sớm từ tuần thứ 20 của thai nhi và tiếp diễn sau đó Trẻ em có mức hấp thụ chì gấp 4 - 5 lần so với người lớn Mặt khác, thời gian bán phân huỷ sinh học chì ở trẻ em cũng lâu hơn nhiều Chì tích đọng ở xương Trẻ em từ 6 tuổi trở xuống và phụ nữ có thai là những đối tượng mẫn cảm với những ảnh hưởng nguy hại cho sức khoẻ do chì gây ra

Chì cũng kìm hãm chuyển hoá Canxi bằng cách trực tiếp hoặc gián tiếp thông qua kìm hãm sự chuyển hoá vitamin D Chì gây độc cả hệ thống thần kinh trung ương lẫn thần kinh ngoại biên Nhiễm độc chì thường làm rối loạn

trí óc, nhẹ thì nhức đầu; nặng thì co giật có thể dẫn đến động kinh, hôn mê và

tử vong [1]

Trong cơ thể, chì tác dụng lên hệ thống enzyme nhất là enzyme vận chuyển hyđro Khi bị nhiễm độc, người bệnh có một số rối loạn cơ thể, chủ yếu là rối loạn bộ phận tạo huyết (tuỷ xương) Tuỳ theo mức độ nhiễm độc có thể gây ra những tai biến như đau bụng, đường viền đen Burton ở lợi, đau khớp, viêm thận, cao huyết áp vĩnh viễn, liệt, tai biến não; nếu bị nặng có thể dẫn đến tử vong [23]

Uỷ ban chuyên viên FAO/WHO về phụ gia thực phẩm (JECFA) đã thiết lập giá trị tạm thời cho lượng chì đưa vào cơ thể hàng tuần có thể chịu được đối với cơ thể trẻ sơ sinh và thiếu nhi là 25µg/kg thể trọng (tương đương 3,5 µg/kg thể trọng/ngày) [23].

b Độc tính của Cadimi

* Ảnh hưởng của cadimi đến cây trồng

Sự nhiễm độc Cd có thể xảy ra đối với thực vật trên những vùng đất bị

ô nhiễm Sự tích luỹ của nó trong thực vật là nguyên nhân gây gia tăng rủi ro ngộ độc thực phẩm và có thể gây ảnh hưởng trầm trọng trong một thời gian dài

Cd gây độc cho cây trồng, khi Cd thâm nhập vào cây, chúng sẽ tham gia vào các phản ứng oxy hoá Biểu hiện của cây bị nhiễm độc Cd là mép lá

có màu nâu; lá bị úa vàng, xoăn; rễ có màu nâu, thân còi Tuỳ theo mức độ nhiễm độc mà cây có biểu hiện rõ hay không rõ Ngoài ra, Cd còn làm thay đổi tính thấm của màng tế bào, kìm hãm quá trình tổng hợp protêin, ức chế một số enzyme, tác động tới hô hấp và quang hợp của thực vật,…[1]

* Ảnh hưởng của Cd đến sức khoẻ con người

Cd được xếp vào hàng những kim loại độc nhất Cadimi có độc tính rất

rõ đối với động vật thuỷ sinh (tôm, cá), con người và thực vật Nguyên nhân chủ yếu của độc tính là Cd đồng hình với Zn nên có khả năng thay thế Zn

trong một số enzyme gây nên rối loạn quá trình trao đổi chất [23].

Cadimi đi vào cơ thể con người chủ yếu qua đường ăn uống Do nước uống hoặc đồ ăn bị nhiễm Cd Lượng Cd trong nước uống thường thấp không vượt quá 1*10-6 g/l Cd vào cơ thể tích tụ chủ yếu ở thận, nó có thời gian bán phân huỷ sinh học dài từ 10 - 30 năm Nhiều nghiên cứu cho thấy, Cd là chất gây ung thư đường hô hấp Khi bị nhiễm độc Cd tuỳ theo mức độ, có thể biểu hiện ở các mức độ khác nhau như ung thư phổi, thủng vách ngăn mũi, đặc biệt

là gây tổn thương thận, ngoài ra còn ảnh hưởng tới nội tiết máu, tim mạch…

Cd trong khẩu phần ăn có thể gây nên bệnh căng thẳng thần kinh Khi ở nồng

độ cao Cd gây ra thiếu máu, đau thận và phá tuỷ xương Nhiễm độc Cd xảy ra

ở Nhật Bản với bệnh “Itai Itai” gây giòn xương

Thường phần lớn Cd đi vào cơ thể người được đào thải ra ngoài qua thận, một lượng nhỏ Cd liên kết với prôtêin của cơ thể thành metallothionien

có ở thận, phần còn lại được giữ lại trong cơ thể và tích luỹ dần dần theo thời gian Khi Cd trong cơ thể người tích luỹ đủ lớn sẽ thay thế chỗ Zn2+ ở dạng enzym quan trọng và gây rối loạn tiêu hoá Căn cứ theo tính độc của nó với cơ thể, tổ chức Y tế thế giới đề nghị lượng Cd có thể chấp nhận được vào cơ thể tối đa là từ 400*10-9g đến 500*10-9g trong một tuần và 7*10-6g/kg thể trọng [18]

Ngộ độc Cd qua tích tụ từ nước có thể dẫn đến quái thai ở động vật Cho bò và cừu ăn thức ăn có chứa 50 - 5000 mg Cd trong một năm liên tục sẽ gây ra những dị dạng cho thai của chúng [13] Nhưng đối với người, bị nhiễm độc Cd không thấy dị tật bẩm sinh ở trẻ sơ sinh nhưng trọng lượng của chúng thấp và có vài trường hợp xuất hiện còi xương [37]

c Độc tính của Asen

Asen là kim loại nặng có độc tính rất cao đối với con người và các sinh vật; nó xâm nhập vào cơ thể chủ yếu qua thực phẩm, nước uống và không khí Trong nước uống As không trông thấy được, không mùi, không vị do đó nếu không có phương tiện thử thì không thể nhận biết Sự phát hiện người nhiễm asen rất khó do những triệu chứng của bệnh phải từ 5 - 15 năm sau mới phát hiện được As có thể gây ra 19 bệnh khác nhau như: gây ung thư biểu mô da, phế quản, phổi, các xoang, các loại xoang, khớp

* Ảnh hưởng của As đến cây trồng

As được rất nhiều người biết đến vì những tính độc của một số hợp chất chứa As Tuy nhiên, không phải mọi hợp chất của As trong đất trồng đều độc

Sự hấp thụ As của nhiều cây trồng trên đất liền không quá lớn, thậm chí ở đất trồng tương đối nhiều As, cây trồng thường không chứa lượng As gây nguy hiểm

Lượng As trong các cây trồng thường rất ít, thậm chí cả khi trồng trên các khu vực đất bị ô nhiễm Nhìn chung, nồng độ As trong rễ thực vật cao hơn trong thân, lá hoặc quả Lượng As trong các sản phẩm nông nghiệp khoảng 1mg/kg Sự có mặt của As trong đất, làm đất trở nên chua hơn Sự tích luỹ As trong đất có thể tuỳ thuộc vào giá trị pH của đất hoặc nước rác hoặc nước cống sử dụng để tưới chứa As

Khi bị nhiễm độc As cây có biểu hiện đổi màu lá kéo theo sự chết của

lá cây ở trên đỉnh và rìa, hạt giống thì ngừng phát triển Đậu và các loại cây

họ đậu khác rất nhạy cảm với độc tố của As Mức độ chịu độc As ở những loài cây đó là rất khác nhau

Sự hấp thu các dạng asenat, asenic, axit monometylasennic (MMA) và axit dimetylasenic (DMA) của cây turnip cho thấy sự hấp thụ tăng theo nồng

độ As trong đất Các As hữu cơ có thể chuyển hoá cao hơn As vô cơ (Carbonell-Battachina toàn tập, 1999) Tổng lượng As hấp thu bởi cây turnip theo xu hướng MMA < DMA < asenic < asenat Còn với những cây họ đậu, lượng As tích luỹ theo thứ tự: DMA < MMA < asenic < asenat [1]

* Ảnh hưởng của As đến sức khoẻ con người

As là kim loại nặng có tính độc cao đối với con người và sinh vật, nó

có thể gây ra 19 bệnh khác nhau như gây ung thư biểu mô da, phế quản, phổi, xoang, khớp,… do As và các hợp chất của As có tác dụng lên nhóm Sulphyldryl (-SH) phá vỡ quá trình photphorin hoá As làm ảnh hưởng tới chức năng của tế bào, tới việc tổng hợp Protein và việc tạo xương Do As có tính chất hoá học tương tự như Phốtpho (P) nên chất này có thể làm rối loạn P

ở một số quá trình hoá sinh [10] Tính độc của các hợp chất As được xếp theo thứ tự: As hữu cơ > asenat > asenit > asen

As (III) thể hiện tính độc khi nó tấn công vào nhóm hoạt động –SH của enzim làm cản trở hoạt động của enzim AsO43- có tính chất tương tự như

PO43- gây ức chế enzim, ngăn cản sự tạo ra ATP chất sản ra năng lượng As (III) làm đông tụ các protein do tấn công vào liên kết sunfua Asen trong nước uống gây ra: Ung thư da, tăng rủi ro các bệnh tim mạch, phổi…[2]

Trước tính nguy hại của As với sức khoẻ con người, tổ chức nghiên cứu ung thư quốc tế (IARC) xếp nguyên tố này vào nhóm có nguy cơ gây ung thư số 1 [23]

d Độc tính của Thuỷ ngân

* Ảnh hưởng của thuỷ ngân đến cây trồng

Khi cây trồng bị nhiễm độc Hg thường có các triệu chứng: làm chậm sự phát triển của rễ và sự sinh trưởng của cây được trồng từ hạt, làm ức chế quang hợp và cuối cùng dẫn đến làm giảm năng suất Hg tích luỹ trong rễ làm hạn chế hút thu K+, mặc dù lượng Hg thấp lại làm kích thích sự hút thu K+

(Hendrix và Higinbotham, 1974) Sức chống chịu Hg ở cây trồng bậc cao hơn cũng được nghiên cứu: mặc dù cơ chế sinh lý học chưa được biết rõ Nó chủ yếu liên quan tới sự khử hoạt tính Hg ở bề mặt màng Sự hấp thu Hg hình thành các phức không tan với protein giàu S xảy ra ở nhiều cây trồng [29]

Ở những nhà kính, hơi độc từ các phẩm màu, từ sơn chứa Hg có thể tác động tiêu cực đến nhiều cây trồng, đặc biệt là hoa hồng Trên các lá của chúng xuất hiện các đốm màu nâu, lá bị vàng và sau đó bị rụng Các nụ hoa non trở nên màu nâu và rụng Cây rau muối (Chenopodium) héo úa, nhị đực bị tàn lụi [16]

* Ảnh hưởng của thuỷ ngân đến sức khoẻ con người

Thủy ngân trong môi trường nước có thể hấp thụ vào cơ thể thuỷ sinh vật, đặc biệt là cá và các loại động vật không xương sống Cá hấp thụ thuỷ ngân và chuyển hoá thành methyl thuỷ ngân (CH3Hg+) rất độc đối với cơ thể người Chất này hòa tan trong mỡ, phần béo của các màng và trong não tuỷ

Thuỷ ngân vô cơ tác động chủ yếu đến thận, trong khi methyl thuỷ ngân ảnh hưởng chính đến hệ thần kinh trung ương Sau khi nhiễm độc, người bệnh dễ bị kích thích, cáu gắt, xúc động, rối loạn tiêu hoá, rối loạn thần kinh, viêm lợi, run chân Thuỷ ngân làm phân ly tế bào chromosoma, phá vỡ nhiễm sắc thể và ngăn cản sự phân chia tế bào là nguyên nhân gây hiện tượng vô sinh ở nam giới khi ngộ độc lâu dài hơi Hg Nếu nhiễm độc nặng có thể gây

tử vong Độc tính do thuỷ ngân tác dụng lên nhóm Sulphydrul (-SH) của các

hệ thống enzyme Sự liên kết của thuỷ ngân với màng tế bào ngăn cản vận

chuyển đường qua màng và cho phép vận chuyển kali tới màng Điều này giải thích vì sao những trẻ sơ sinh từ người mẹ bị nhiễm metyl thuỷ ngân sẽ bị tác động lên hệ thần kinh trung ương (có thể gây tâm thần phân liệt, kém phát triển trí tuệ và co giật) [23].

Năm 1972, Uỷ ban chuyên viên FAO/WHO về phụ gia thực phẩm (JEFCA) đã thiết lập giá trị tạm thời cho lượng tiếp nhận hàng tuần có thể chịu đựng được đối với thuỷ ngân là 5 µg/ kg thể trọng, trong đó methyl thuỷ ngân không được lớn hơn 3,3 µg/kg thể trọng [23].

CHƯƠNG 2 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Đối tượng nghiên cứu

Đối tượng nghiên cứu là nước và trầm tích trên sông Nhuệ, các mẫu nước và trầm tích được lấy tại các vị trí tiếp nhận các nguồn thải khác nhau

Các mẫu trầm tích và nước được lấy trên sông Nhuệ trong tháng 3 năm

2009 Sơ đồ lấy mẫu được minh họa ở hình 2.1

2.2 Phương pháp nghiên cứu

2.2.1 Phương pháp thu thập tài liệu

Chủ yếu là các tài liệu, số liệu, bản đồ, các công trình nghiên cứu có liên quan đến khu vực nghiên cứu Tài liệu thu thập được xử lý, đưa lên thành bảng biểu, đồ thị và phân tích, phân loại để từ đó xác định những vấn đề cần đánh giá

- Thu thập thông tin về điều kiện tự nhiên và kinh tế xã hội của khu vực nghiên cứu bằng phương pháp tổng hợp các số liệu thống kê và điều tra

phỏng vấn nông dân.

- Thu thập thông tin về các nguồn thải của khu vực nghiên cứu, bằng phương pháp tổng hợp tài liệu từ Sở tài nguyên và môi trường, các báo cáo thường niên của xã, huyện… các tài liệu này liên quan đến nội dung nghiên cứu.2.2.2 Phương pháp thu thập mẫu

Các mẫu trầm tích và mẫu nước được lấy dọc sông Nhuệ: lấy theo từng cặp trầm tích và nước tại cùng một điểm:

- Các mẫu nước được lấy theo phương pháp hỗn hợp tại nhiều điểm khác nhau với cùng một đối tượng Mẫu được lấy ở độ sâu trung bình 20 cm

và chứa trong các bình Polime Các thông số cơ bản về nước được đo trực tiếp tại hiện trường bằng máy đo 6 chỉ tiêu chất lượng nước U10-Horiba Mỗi điểm được lấy 2 bình, mỗi bình 0,5 lít Một bình dùng để đo hàm lượng kim loại nặng thì cho vào 2 ml HNO3 đặc để bảo quản Một bình dùng để phân tích trong hai ngày với các chỉ tiêu sinh học (BOD, COD5)

- Các mẫu trầm tích cũng được lấy theo phương pháp hỗn hợp ở tầng mặt với độ sâu trung bình từ 0 – 10 cm Mẫu được lấy bằng gầu lấy mẫu trầm tích đáy Wildo Mẫu được xử lý tại phòng thí nghiệm, phơi khô không khí, giã và rây qua rây 1mm Khi phơi các mẫu được đảm bảo kí hiệu chính xác và tránh nhiễm bẩn chéo giữa các mẫu và các nguồn khác bên ngoài Các mẫu sau khi xử lý được đựng trong túi nilông trắng Các vị trí lấy mẫu nước và trầm tích được thể hiện ở bảng 2.1:

Bảng 2.1: Vị trí lấy mẫu và kí hiệu mẫu

Vị trí lấy

mẫu

Cống Liên Mạc

Cầu

Hà Đông

Cầu

Tó Hữu

Đập Đồng Quan

Cầu Nhật Tựu

Cống Ba Đa (Cống Lương Cổ) - cách cống Phủ Lý khoảng 3 km)

Mẫu trầm

2.2.3 Phương pháp phân tích trong phòng thí nghiệm

Các phương pháp phân tích nước và trầm tích được minh họa ở bảng 2.2 và bảng 2.3:

a Các phương pháp phân tích nước

Bảng 2.2: Phương pháp phân tích các chỉ tiêu trong nước

và không ngọn lửa

MVU -AAS, bước sóng 253,7 nm, 283,3 nm, 228,8 nm

và 193,7 nm

2 pH Đo trực tiếp ngoài

hiện trường

máy đo 6 chỉ tiêu chất lượng nước

3 DO Đo trực tiếp ngoài

hiện trường

máy đo 6 chỉ tiêu chất lượng nước

chuẩn độ

Dùng K2Cr2O7 oxi hoá chất hữu cơ rồi chuẩn độ lượng dư

Cr2O72- bằng muối

Fe2+

5 BOD5

Phương pháp bão hoà oxy

Pha loãng mẫu, xục bão hoà oxi và ủ trong 5 ngày

Đo DO trước và sau khi ủ bằng máy đo DO

Bảng 2.3: Phương pháp phân tích các chỉ tiêu trong trầm tích

1 pHKCl

Phương pháp cực chọn lọc Hiđro

Lắc trầm tích và dd KCl 1N với tỉ lệ 1:2,5 để lắng rồi đo

Máy đo pH meter

2 Eh Đo thế oxi hoá

khử

Chuẩn bị 20 g mẫu trầm tích tươi khuấy đều trong 100 ml nước cất rồi đo

Phương pháp pipet của Katrinski - Gluskop

Phương pháp pipet, sử dụng ống đong dung tích 1 lít

Pfeffer

Chiết rút bằng dd

NH4Cl, sau đó chuẩn độ bằng dd NaOH

6 Ca2+

Phương pháp chuẩn độ bằng Trilon B

40 g trầm tích + 100ml KCl, chuẩn độ dịch lọc bằng Trilon B

7 Mg2+

Phương pháp chuẩn độ bằng Trilon B

40 g trầm tích + 100ml KCl, chuẩn độ dịch lọc bằng Trilon B

8 Pb, Cd

và As

Quang phổ hấp thụ nguyên tử với

kỹ thuật lò graphít

Dùng dung dịch cường thuỷ phân huỷ mẫu

GFA-AAS, bước sóng 283,3

nm, 228,8 nm

và 193,7 nm

9 Hg

Quang phổ hấp thụ nguyên tử với

kỹ thuật lò graphít

Đun đất cùng bột Fe, CaO rồi ngưng tụ Hg sau đó hoà tan bằng HNO3 đặc, nóng

GFA-AAS, bước sóng 253,7 nm

2.2.4 Phương pháp phân tích tương quan

Phương pháp phân tích tương quan là một phương pháp toán học áp dụng vào việc phân tích thống kê nhằm biểu hiện và nghiên cứu mối liên hệ tương quan giữa các chỉ tiêu

Quá trình phân tích tương quan gồm các công việc cụ thể sau:

- Phân tích định tính về bản chất của mối quan hệ, đồng thời dùng phương pháp đồ thị để xác định tính chất và xu thế của mối quan hệ đó

- Biểu hiện cụ thể mối liên hệ tương quan bằng phương trình hồi quy tuyến tính hoặc phi tuyến tính và tính các tham số của các phương trình

- Đánh giá mức độ chặt chẽ của mối liên hệ tương quan bằng các hệ số tương quan hoặc tỉ số tương quan

Liên hệ tương quan tuyến tính giữa hai chỉ tiêu:

a Phương trình hồi quy tuyến tính (đường thẳng)

Nếu gọi y và x là các trị số thực tế của các chỉ tiêu phân tích, có thể xây dựng được phương trình hồi quy đường thẳng như sau:

bx a

Σ

Σ

= Σ

+

xy x

b

x

a

y x b

na

2 ; (1b)

Từ số liệu đã cho của x và y, ta tính toán các đại lượng xy, x2 và y2

Thay số liệu tính được vào hệ phương trình 1b, tính được: a, b

Gán giá trị a và b vào phương trình tổng quát có dạng cụ thể của phương trình đường thẳng là: y~x = a + bx

b Hệ số tương quan tuyến tính giữa hai chỉ tiêu (ký hiệu là r)

Công thức tính hệ số tương quan:

y

x

y x xy r

δ δ

n

x n

x n

x x

y n

y y

=

−

= δ

Hệ số tương quan lấy giá trị trong khoảng từ -1 đến 1 (− 1 ≤ r ≤ 1):

Excel cung cấp chức năng thống kê để đo lường sự tương quan giữa hai biến Áp dụng chức năng Pearson trong Excel để tính toán hệ số tương quan Pearson:

r = Pearson (dữ liệu tập x, dữ liệu tập y)Khi r càng gần 0 thì quan hệ càng lỏng lẻo, ngược lại khi r càng gần 1 hoặc -1 thì quan hệ càng chặt chẽ (r > 0 có quan hệ thuận và r < 0 có quan hệ nghịch) Trường hợp r=0 thì giữa x và y không có quan hệ

2.2.5 Phương pháp tổng hợp và phân tích, xử lý số liệu và dữ liệu

Phân tích, đánh giá các số liệu sẵn có, các số liệu phân tích được Tổng hợp các số liệu đó để đưa ra đánh giá chính xác và đầy đủ Các số liệu thu thập được tập hợp và xử lý trên phần mềm Microsoft office excel 2003

Kết quả phân tích nước và trầm tích được so sánh với các QCVN và tiêu chuẩn thế giới về ngưỡng giới hạn kim loại nặng trong nước và trầm tích

CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN

3.1 Giới thiệu chung về hệ thống sông Nhuệ

3.1.1 Vị trí địa lý

- Hệ thống sông Nhuệ, nằm trong vùng châu thổ sông Hồng với chiều dài trục chính là 74 km, chiều rộng khoảng 20 km Phía Đông Bắc là sông Hồng, phía Tây là sông Đáy, phía Nam là sông Châu Giang Sông Nhuệ bắt đầu từ cống Liên Mạc (tại xã Thuỵ Phương, Hà nội) lấy nước từ sông Hồng

và kết thúc là cống Phủ Lý đổ nước ra sông Đáy Sông Nhuệ là hệ thống sông liên tỉnh, chảy qua địa phận Hà nội và Hà Nam

- Tổng diện tích của lưu vực sông Nhuệ là 107.530 ha trong đó Hà Nội 87.820 ha chiếm 82 % và Hà Nam 19.710 chiếm 18 % toàn bộ lưu vực Nhìn chung, lưu vực sông Nhuệ có hướng dốc từ Bắc xuống Nam, vùng cao nằm ven sông Hồng và sông Đáy, thấp dần về phía Nam và vào giữa sông Nhuệ 3.1.2 Khí hậu

Khí hậu khu vực nghiên cứu mang đầy đủ những thuộc tính cơ bản của khí hậu miền Bắc Việt Nam đó là nhiệt đới gió mùa nóng ẩm, mùa đông khá lạnh và ít mưa, mùa hè nắng nóng nhiều mưa tạo nên bởi tác động qua lại của các yếu tố: bức xạ mặt trời, địa hình, các khối không khí luân phiên khống chế

 Chế độ nắng

Khu vực nghiên cứu nằm trong miền khí hậu nhiệt đới gió mùa, với lượng bức xạ tổng cộng trung bình năm khoảng 105 - 120 Kcal/cm2 và có số giờ nắng thuộc loại trung bình, đạt khoảng 1600 - 1750 giờ/năm, trong đó tháng VII có số giờ nắng nhiều nhất đạt 200 - 230 giờ/tháng và tháng II, III có

số giờ nắng ít nhất khoảng 25 - 45 giờ/ tháng

Chế độ nắng cũng giống như chế độ nhiệt, nó ảnh hưởng đến tốc độ và dạng phân huỷ các hợp chất hữu cơ và nồng độ ôxy hoà tan trong nước

 Chế độ nhiệt

Nhiệt độ trung bình năm đạt từ 25 - 27oC Mùa đông nhiệt độ trung bình 18 - 20oC, mùa hè từ 27 - 30oC Chế độ nhiệt của nước phụ thuộc vào chế độ nhiệt của không khí đã ảnh hưởng đến các quá trình hoá lý xảy ra trong nước, nó ảnh hưởng đến đời sống các vi sinh vật và vi khuẩn sống trong nước

 Chế độ gió

Mùa đông gió có hướng thịnh hành là Đông Bắc, tần suất đạt 60 - 70% Mùa

hè các tháng V, VI, VII hướng gió ổn định, thịnh hành là Đông và Đông Nam, tần suất đạt khoảng 60 - 70% Tháng VIII hướng gió phân tán, hướng thịnh hành nhất cũng chỉ đạt tần suất 20 - 25%

Các tháng chuyển tiếp hướng gió không ổn định, tần suất mỗi hướng thay đổi trung bình từ 10 - 15%

 Chế độ mưa ẩm

Phần tả ngạn lưu vực lượng mưa từ 1500 - 1800 mm, nhỏ nhất ở thượng nguồn sông Nhuệ

Mùa mưa trùng với thời kỳ mùa hè, từ tháng V - X, lượng mưa chiếm 80

- 85% tổng lượng mưa năm, đạt từ 1200 - 1800 mm với số ngày mưa vào khoảng 60 - 70 ngày

Lượng mưa các tháng mùa khô đều dưới 100 mm/tháng, trong đó tháng XII, I, II, III dưới 50 mm/tháng Trong thời kỳ này dòng chảy nhỏ, chủ yếu phụ thuộc vào thời gian mở cống Liên Mạc

3.1.3 Địa hình, thuỷ văn

Về mùa cạn, toàn bộ lượng nước thải sinh hoạt, công nghiệp (khoảng

450 000 – 500 000 m3/ngày đêm được tập trung từ các sông Sét, sông Lừ, sông Kim Ngưu, sông Tô Lịch chảy thoát ra sông Nhuệ qua đập Thanh Liệt (H < + 3,5m) Khi H > + 3,5m (mùa mưa) đập Thanh Liệt đóng lại, nước ứ đọng gây ngập úng kéo dài Sau khi trạm bơm Yên Sở được xây dựng và đưa