Nghiên cứu xác định mối tương quan giữa hàm lượng các kim loại đồng, chì, cadimi tích lũy trong động vật đáy không xương sống cỡ lớn và trầm tích sông cầu

BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI LÊ ĐĂNG NGỌC LUẬN VĂN THẠC SĨ NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH MỐI TƯƠNG QUAN GIỮA HÀM LƯỢNG CÁC KIM LOẠI ĐỒNG, CHÌ, CADI

BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI

LÊ ĐĂNG NGỌC

LUẬN VĂN THẠC SĨ

NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH MỐI TƯƠNG QUAN GIỮA HÀM LƯỢNG CÁC KIM LOẠI ĐỒNG, CHÌ, CADIMI TÍCH LŨY TRONG ĐỘNG VẬT ĐÁY KHÔNG XƯƠNG SỐNG CỠ LỚN VÀ TRẦM TÍCH SÔNG CẦU

CHUYÊN NGÀNH: KHOA HỌC MÔI TRƯỜNG

BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI

LÊ ĐĂNG NGỌC

LUẬN VĂN THẠC SĨ

NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH MỐI TƯƠNG QUAN GIỮA HÀM LƯỢNG CÁC KIM LOẠI ĐỒNG, CHÌ, CADIMI TÍCH LŨY TRONG ĐỘNG VẬT ĐÁY KHÔNG XƯƠNG SỐNG CỠ LỚN VÀ TRẦM TÍCH SÔNG CẦU

CHUYÊN NGÀNH: KHOA HỌC MÔI TRƯỜNG

CÔNG TRÌNH ĐƯỢC HOÀN THÀNH TẠI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI

Cán bộ hướng dẫn chính: PGS.TS NGUYỄN THỊ HỒNG HẠNH

Cán bộ hướng dẫn phụ: TS BÙI THỊ THƯ

Cán bộ chấm phản biện 1: PGS.TS Nguyễn Thị Hà

Cán bộ chấm phản biện 2:TS Dương Thị Lịm

Luận văn thạc sĩ được bảo vệ tại:

HỘI ĐỒNG CHẤM LUẬN VĂN THẠC SĨ TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI

Ngày 16 tháng 01 năm 2019

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của tôi dưới sự hướng dẫn của PGS.TS Nguyễn Thị Hồng Hạnh và TS Bùi Thị Thư Các số liệu, kết quả nghiên cứu trong luận văn đều đảm bảo tính trung thực, khoa học và chưa được công bố trong bất kỳ công trình khoa học nào bởi một tác giả khác

Một số kết quả trong nghiên cứu này được sự hỗ trợ kinh phí từ đề tài cấp Bộ Tài nguyên và Môi trường mã số TNMT.2017.04.13

Hà Nội, ngày tháng năm 2019

HỌC VIÊN

Lê Đăng Ngọc

LỜI CẢM ƠN

Để hoàn thành luận văn thạc sĩ với tên đề tài: “Nghiên cứu xác định mối

tương quan giữa hàm lượng các kim loại đồng, chì, cadimi tích lũy trong động vật đáy không xương sống cỡ lớn và trầm tích sông Cầu” Tôi xin chân thành cảm

ơn PGS.TS Nguyễn Thị Hồng Hạnh và TS Bùi Thị Thư đã hướng dẫn, chỉ bảo tận tình và động viên giúp tôi hoàn thành bài báo cáo luận văn này

Tôi cũng xin trân trọng cảm ơn Chính quyền địa phương, Sở Tài nguyên và Môi trường các tỉnh Bắc Kạn, Thái Nguyên, Bắc Giang, Bắc Ninh và Hải Dương đã tạo điều kiện tốt nhất để tôi có thể đi thực địa và cung cấp những kiến thức quý báu cũng như chia sẻ tài liệu, dữ liệu liên quan tới luận văn

Tôi xin gửi lời tri ân sâu sắc đến quý thầy cô Khoa Môi trường, Trường Đại học Tài nguyên và Môi trường Hà Nội đã tận tình giảng dạy và truyền đạt kiến thức trong suốt thời gian học cao học tại Trường

Cảm ơn các anh chị, bạn bè những người bạn đồng hành trong quãng thời gian học cao học, những người đã luôn sát cánh, giúp đỡ, động viên và là nguồn động lực để tôi vươn lên

Do thời gian và kiến thức còn hạn chế nên luận văn không tránh khỏi những thiếu sót, vì vậy tôi rất mong nhận được những ý kiến đóng góp của quý thầy, cô để luận văn được hoàn thiện hơn

Tôi xin chân thành cảm ơn!

Hà Nội, ngày tháng năm 2019

HỌC VIÊN

Lê Đăng Ngọc

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN i

LỜI CẢM ƠN ii

MỤC LỤC iii

THÔNG TIN LUẬN VĂN vi

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT viii

DANH MỤC BẢNG ix

MỞ ĐẦU 1

1 Lý do chọn đề tài 1

2 Mục tiêu nghiên cứu 3

3 Nội dung nghiên cứu 3

Chương 1:TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 4

1.1 Tổng quan về kim loại nặng 4

1.1.1 Nguồn phát sinh kim loại nặng 4

1.1.2 Độc tính của KLN 5

1.1.3 Hiện trạng ô nhiễm KLN trên thế giới và ở Việt Nam 9

1.2 Trầm tích và sự tích lũy kim loại trong trầm tích 11

1.2.1 Trầm tích và sự hình thành trầm tích 11

1.2.2 Cơ chế và các yếu tố ảnh hưởng đến sự tích lũy kim loại vào trầm tích 12

1.3 Động vật đáy không xương sống cỡ lớn và sự tích lũy KLN vào động vật đáy không xương sống cỡ lớn (Ốc vặn, Hến) 15

1.3.1 Tổng quan về động vật đáy không xương sống cỡ lớn 15

1.3.2 Tổng quan về loài Hến (Corbicula sp.) và loài Ốc vặn (Sinotaia reevei fischer) 15

1.3.3 Sự tích lũy kim loại nặng vào động vật đáy không xương sống cỡ lớn (Ốc vặn, Hến) 17

1.4 Tổng quan về khu vực nghiên cứu 21

1.4.1 Điều kiện tự nhiên và kinh tế - xã hội lưu vực sông Cầu 21

1.4.2 Tình hình ô nhiễm trên lưu vực sông Cầu 24

1.5 Phương pháp xác định và một số chỉ số, tiêu chuẩn đánh giá hàm lượng KLN trong trầm tích và ĐVĐ không xương sống cỡ lớn 26

1.5.1 Phương pháp xác định KLN bằng phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử (AAS) 26

1.5.2 Chỉ số và Tiêu chuẩn đánh giá hàm lượng KLN trong trầm tích 29

1.5.3 Chỉ số và Tiêu chuẩn đánh giá hàm lượng KLN trong ĐVĐ không xương

sống cỡ lớn 31

Chương 2:ĐỐI TƯỢNG, ĐỊA ĐIỂM VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 32

2.1 Đối tượng và thời gian nghiên cứu 32

2.2 Địa điểm nghiên cứu 32

2.3 Phương pháp nghiên cứu 34

2.3.1 Phương pháp thu thập, tổng hợp tài liệu 34

2.3.2 Phương pháp thực nghiệm 34

2.3.3 Phương pháp xử lý số liệu và đánh giá kết quả 52

Chương 3:KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 53

3.1 Kết quả xác định độ tin cậy của phương pháp xác định hàm lượng các kim loại Cu, Pb, Cd trong Ốc vặn (Sinotaia reevei fischer), Hến (Corbicula sp.) và trầm tích sông Cầu 53

3.1.1 Kết quả xác định độ lặp lại của phương pháp 53

3.1.2 Kết quả xác định độ đúng thông qua độ thu hồi của phương pháp 57

3.2 Kết quả xác định hàm lượng một số kim loại Cu, Pb, Cd trong trầm tích sông Cầu 61

3.2.1 Kết quả xác định hệ số khô kiệt trong trầm tích sông Cầu 61

3.2.2 Kết quả xác định hàm lượng các kim loại Cu, Pb, Cd trong trầm tích sông Cầu 62

3.2.3 Đánh giá khả năng tích lũy KLN trong trầm tích sông Cầu theo chỉ số địa chất (Igeo) 68

3.3 Kết quả xác định hàm lượng các kim loại Cu, Pb, Cd trong Ốc vặn (Sinotaia reevei fischer) và Hến (Corbicula sp.) sông Cầu 70

3.3.1 Kết quả xác định độ ẩm và hệ số khô kiệt trong Ốc vặn (Sinotaia reevei fischer) và Hến (Corbicula sp.) sông Cầu 70

3.3.2 Kết quả xác định hàm lượng Cu, Pb, Cd trong Ốc vặn (Sinotaia reevei fischer) và Hến (Corbicula sp.) sông Cầu 71

3.3.3 Đánh giá khả năng tích lũy KLN trong ĐVĐ không xương sống cỡ lớn sông Cầu 79

3.4 Kết quả xác định mối tương quan giữa hàm lượng các kim loại Cu, Pb, Cd trong ĐVĐ không xương sống cỡ lớn và trầm tích sông Cầu 82

3.4.2 Kết quả xác định mối tương quan giữa hàm lượng Pb trong ĐVĐ không

xương sống cỡ lớn và trầm tích sông Cầu 84

3.4.3 Kết quả xác định mối tương quan giữa hàm lượng Cd trong ĐVĐ không xương sống cỡ lớn và trầm tích sông Cầu 86

3.4.4 Kết quả xác định mối tương quan giữa hàm lượng KLN trong ĐVĐ không xương sống cỡ lớn và trầm tích sông Cầu 87

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 91

1 KẾT LUẬN 91

2 KIẾN NGHỊ 91

TÀI LIỆU THAM KHẢO 93

PHỤ LỤC 96

THÔNG TIN LUẬN VĂN

Họ và tên học viên: Lê Đăng Ngọc

Tóm tắt luận văn:

Trong luận văn “Nghiên cứu xác định mối tương quan giữa hàm lượng các kim loại đồng, chì, cadimi tích lũy trong động vật đáy không xương sống cỡ lớn và trầm tích sông Cầu”, tác giả đã thực hiện các nội dung và đạt được các kết quả nghiên cứu như sau :

Tác giả đã quan trắc được trầm tích và ĐVĐ không xương sống cỡ lớn trên lưu vực sông Cầu với 24 điểm quan trắc trong khoảng thời gian từ 12/2017 đến tháng 01/2018

Tác giả đã phân tích được hàm lượng các kim loại Cu, Pb, Cd tích lũy trong ĐVĐ không xương sống cỡ lớn và trầm tích sông Cầu; với mỗi chỉ tiêu đều thực hiện đánh giá độ lặp, độ thu hồi và hệ số khô kiệt của phương pháp phân tích các chỉ tiêu đó

Tác giả đã đánh giá được sơ bộ chất lượng ĐVĐ không xương sống cỡ lớn

và trầm tích sông Cầu dựa vào việc so sánh hàm lượng các kim loại Cu, Pb, Cd tích lũy với các quy chuẩn, các chỉ số, các tiêu chuẩn trong nước và nước ngoài

Tác giả đã nghiên cứu được mối tương quan hàm lượng kim loại nặng trong động vật đáy không xương sống cỡ lớn và trong trầm tích sông Cầu: Hàm lượng các kim loại nặng (Cu, Pb, Cd) tích lũy trong ĐVĐ không xương sống cỡ lớn có sự tuơng quan thuận với hàm lượng kim loại nặng (Cu, Pb, Cd) trong trầm tích nhưng

Tác giả đã so sánh được mối tương quan giữa hàm lượng các KLN Cu, Pb,

Cd trong ĐVĐ không xương sống cỡ lớn và trong trầm tích sông Cầu với các nghiên cứu khác: Mối tương quan giữa hàm lượng các kim loại Cu và Pb trong ĐVĐ không xương sống cỡ lớn và trầm tích sông Cầu tại các điểm nghiên cứu của

đề tài này có cùng xu hướng với các nghiên cứu trước đây, đối với kim loại Cd thì không có cùng xu hướng với các nghiên cứu trước đây

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1.1 Nguồn thải một số KLN (Cu, Pb, Cd) của một sốngành công nghiệp phổ

biến [10] 5

Bảng 1.2 Giá trị giới hạn của một số kim loại nặng trong trầm tích theo QCVN 43:2012/BTNMT 29

Bảng 1.3 Tiêu chuẩn đánh giá ô nhiễm kim loại nặng trong trầm tích theo hàm lượng tổng (mg/kg) của Canada (2002) [27] 29

Bảng 1.4 Tiêu chuẩn đánh giá ô nhiễm kim loại nặng trong trầm tích theo hàm lượng tổng (mg/kg) của Mỹ [31] 30

Bảng 1.5 Phân loại mức độ ô nhiễm dựa vào Igeo (Muller P.J và Suess E, 1979) [29] 30 Bảng 2.1 Tọa độ vị trí điểm lấy mẫu 35

Bảng 2.2 Bảng tổng hợp số lượng mẫu Hến (Corbicula sp.) và Ốc vặn sông Cầu 38

Bảng 2.3 Phương pháp bảo quản mẫu 41

Bảng 2.4 Phương pháp phân tích các chỉ tiêu 41

Bảng 2.5 Danh mục thiết bị cần thiết cho nghiên cứu 42

Bảng 2.6 Danh mục hoá chất cần thiết cho nghiên cứu 42

Bảng 2.7 Điều kiện đo phổ hấp thụ nguyên tử của các kim loại Đồng, Chì, Cadimi [24] 43

Bảng 2.8 Nồng độ các điểm đường chuẩn đo kim loại nặng bằng phương pháp AAS 46

Bảng 2.9 Mẫu thêm chuẩn 51

Bảng 3.1 Kết quả độ lặp của phương pháp xác định hàm lượng Cu, Pb và Cd trong mẫu trầm tích sông Cầu 53

Bảng 3.2 Kết quả độ lặp của phương pháp xác định hàm lượng Cu, Pb và Cd trong Ốc vặn (Sinotaia reevei fischer) sông Cầu 55

Bảng 3.3 Kết quả độ lặp của phương pháp xác định hàm lượng Cu, Pb và Cd trong Hến (Corbicula sp.) sông Cầu 56

Bảng 3.4 Kết quả độ thu hồi của phương pháp xác định nồng độ Cu, Pb và Cd trong mẫu trầm tích sông Cầu (ppm) 58

Bảng 3.5 Kết quả độ thu hồi của phương pháp xác định nồng độ Cu, Pb và Cd trong mẫu Ốc vặn (Sinotaia reevei fischer) sông Cầu (ppm) 59

Bảng 3.6 Kết quả độ thu hồi của phương pháp xác định nồng độ Cu, Pb và Cd

trong Hến (Corbicula sp.) sông Cầu (ppm) 60

Bảng 3.7 Hệ số khô kiệt trầm tích khô không khí 61

Bảng 3.8 Kết quả hàm lượng Cu, Pb, Cd trong mẫu trầm tích sông Cầu 63

Bảng 3.9 Đánh giá chất lượng trầm tích sông Cầu theo chỉ số Igeo 68

Bảng 3.10 Độ ẩm và hệ số khô kiệt của Ốc vặn (Sinotaia reevei fischer) và Hến (Corbicula sp.) sông Cầu 70

Bảng 3.11 Kết quả xác định hàm lượng Cu, Pb, Cd trong mẫu Ốc vặn (Sinotaia reevei fischer) và Hến (Corbicula sp.) sông Cầu 72

Bảng 3.12 Hệ số tích tụ sinh học trầm tích của Ốc vặn (Sinotaia reevei fischer) sông Cầu 79

Bảng 3.13 Hệ số tích tụ sinh học trầm tích của Hến (Corbicula sp.) sông Cầu 80

DANH MỤC CÁC HÌNH

Hình 1.1 Hình ảnh Hến (Corbicula sp.) tại vị trí lấy mẫu 16

Hình 1.2 Hình ảnh của Ốc vặn 17

Hình 1.3 Khu vực nghiên cứu 23

Hình 1.4 Cấu tạo của máy AAS 28

Hình 1.5 Hệ thống máy AAS của Phòng thí nghiệm môi trường, Trường Đại học Tài nguyên và Môi trường Hà Nội 28

Hình 2.1a Sơ đồ vị trí lấy mẫu trên lưu vực sông Cầu 32

Hình 2.1b Sơ đồ vị trí lấy mẫu trên lưu vực sông Cầu chảy qua tỉnh Bắc Kạn, Thái Nguyên 33

Hình 2.1c Sơ đồ vị trí lấy mẫu trên lưu vực sông Cầu chảy qua tỉnh Bắc Ninh, Bắc Giang, Hải Dương 33

Hình 2.2 Thiết bị lấy mẫu trầm tích và ĐVĐ không xương sống cỡ lớn 34

Hình 2.3 Quy trình xử lý xác định một số kim loại nặng trong trầm tích 45

Hình 2.4 Quy trình xử lý xác định một số kim loại nặng trong ĐVĐ 48

Hình 3.1 Kết quả xác định hàm lượng Cu trong mẫu trầm tích sông Cầu 64

Hình 3.2 Kết quả xác định hàm lượng Pb trong mẫu trầm tích sông Cầu 65

Hình 3.3 Kết quả xác định hàm lượng Cd trong mẫu trầm tích sông Cầu 66

Hình 3.4 Biểu đồ hàm lượng Cu trong Hến (Corbicula sp.) sông Cầu 73

Hình 3.5 Biểu đồ hàm lượng Cu trong Ốc vặn (Sinotaia reevei fischer) sông Cầu 74 Hình 3.6 Biểu đồ biểu thị hàm lượng Pb trong Hến (Corbicula sp.) sông Cầu 75

Hình 3.7 Biểu đồ biểu thị hàm lượng Pb trong Ốc vặn (Sinotaia reevei fischer) sông Cầu 76

Hình 3.8 Biểu đồ biểu thị hàm lượng Cd trong Hến (Corbicula sp.) sông Cầu 77

Hình 3.9 Biểu đồ biểu thị hàm lượng Cd trong Ốc vặn (Sinotaia reevei fischer) sông Cầu 78

Hình 3.10 Biểu đồ tương quan hàm lượng Cu trong Hến (Corbicula sp.) và trầm tích sông Cầu 82

Hình 3.11 Biểu đồ tương quan hàm lượng Cu trong Ốc vặn (Sinotaia reevei fischer) và trầm tích sông Cầu 83

Hình 3.12 Biểu đồ tương quan hàm lượng Pb trong Hến (Corbicula sp.) và trầm tích sông Cầu 84Hình 3.13 Biểu đồ tương quan hàm lượng Pb trong Ốc vặn (Sinotaia reevei fischer)

và trầm tích sông Cầu 85Hình 3.14 Biểu đồ tương quan hàm lượng Cd trong Hến (Corbicula sp.) và trầm tích sông Cầu 86Hình 3.15 Biểu đồ tương quan hàm lượng Cd trong Ốc vặn (Sinotaia reevei fischer)

và trầm tích sông Cầu 87Hình 3.16 Biểu đồ tương quan hàm lượng KLN trong Hến (Corbicula sp.) và trầm tích sông Cầu 88Hình 3.17 Biểu đồ tương quan hàm lượng KLN trong Ốc vặn (Sinotaia reevei fischer) và trầm tích sông Cầu 88

MỞ ĐẦU

1 Lý do chọn đề tài

Hiện nay, vấn đề ô nhiễm môi trường do các hoạt động sinh hoạt và sản xuất của con người đã và đang là vấn đề nhức nhối của toàn xã hội Một trong các chương trình đang được nhà nước quan tâm là nghiên cứu và đánh giá mức độ ô nhiễm thuộc lưu vực một số hệ thống sông chính như: sông Đáy, sông Nhuệ, sông Cầu, để từ đó có các biện pháp quản lý thích hợp

Trong số các chỉ số ô nhiễm, ô nhiễm kim loại nặng là một trong những chỉ số được quan tâm nhiều bởi độc tính và khả năng tích lũy sinh học của chúng Để có thể đánh giá một cách đầy đủ về mức độ ô nhiễm của các kim loại nặng không chỉ dựa vào việc xác định hàm lượng của các kim loại hòa tan trong nước mà cần xác định cả hàm lượng các kim loại trong trầm tích và động vật đáy sống trong môi trường này Rất nhiều công trình khoa học nghiên cứu về trầm tích và các động vật nhuyễn thể sống trong sông, hồ đều cho thấy hàm lượng của các kim loại trong các loài này lớn hơn nhiều so với trong nước [9]

Kim loại nặng có thể xâm nhập vào cơ thể con người chủ yếu thông qua đường tiêu hóa và hô hấp Tuy nhiên, cùng với mức độ phát triển của công nghiệp

và sự đô thị hóa, hiện nay môi trường sống của chúng ta đang bị ô nhiễm trầm trọng Sự tích tụ KLN nói chung và các kim loại đồng, chì, cadimi nói riêng sẽ ảnh hưởng đến đời sống của các sinh vật thủy sinh, gây ảnh hưởng đến sức khỏe của con người thông qua chuỗi thức ăn Ví dụ nhiều loài động vật không xương sống sử dụng trầm tích như nguồn thức ăn, vì thế cơ thể chúng là nơi lưu giữ và tích tụ KLN Sự tích tụ KLN trong sinh vật có thể đe dọa sức khỏe của nhiều loài sinh vật đặc biệt là cá, chim và con người Do đó, việc nghiên cứu và phân tích các KLN trong cơ thể sinh vật, trong thực phẩm và tác động của chúng tới cơ thể con người nhằm đề ra các biện pháp tối ưu bảo vệ và chăm sóc sức khỏe cộng đồng là một việc vô cùng cần thiết Nhu cầu về thực phẩm sạch, đảm bảo sức khỏe đã trở thành nhu cầu thiết yếu, cấp bách và được toàn xã hội quan tâm [3]

Các loài động vật không xương sống cỡ lớn như Ốc vặn, Hến,… cũng là một trong những nguồn thực phẩm sạch thiết yếu và được ưa chuộng ở nước ta Loài động vật không xương sống cỡ lớn này có vai trò làm sạch môi trường, có giá trị kinh tế và giá trị dinh dưỡng cao song chúng có khả năng đặc biệt trong việc tích tụ những chất gây ô nhiễm nhất định trong mô của chúng vì những đặc tính vốn có như: lấy thức ăn theo kiểu lọc nước, có khả năng tích lũy một hàm lượng lớn các KLN mà không bị ngộ độc, có lối sống tĩnh tại, di chuyển chậm để đảm bảo rằng chất ô nhiễm mà nó tích tụ có liên quan đến khu vực nghiên cứu, có kích thước phù hợp dễ cung cấp những mô đủ lớn cho việc phân tích,… Mặt khác, vì sự tích lũy KLN trong cơ thể chúng với hàm lượng cao hơn nhiều lần so với môi trường bên ngoài nơi chúng sinh sống nên những loài này tượng trưng cho ô nhiễm của khu vực nghiên cứu

Lưu vực sông Cầu là một trong những lưu vực sông lớn và tập trung đông dân

cư sinh sống ở khu vực phía Bắc Sông Cầu dài 288,5 km bắt nguồn từ núi Vạn On

ở độ cao 1.175m thuộc huyện Chợ Đồn tỉnh Bắc Kạn chảy qua các tỉnh Bắc Kạn, Thái Nguyên, Bắc Giang, Bắc Ninh, Hải Dương và đổ vào sông Thái Bình ở thị xã Phả Lại tỉnh Hải Dương Các khu vực sông Cầu chảy qua là những khu vực tập trung rất nhiều các hoạt động sản xuất công nghiệp như: khai khoáng, luyện kim,

mạ điện, sản xuất nhựa, sản xuất chất tẩy rửa, Đây là nguyên nhân chính dẫn đến việc phát sinh các kim loại Cu, Pb và Cd vào môi trường Vì vậy, tình hình ô nhiễm KLN nói chung và ô nhiễm các kim loại Cu, Pb và Cd nói riêng đang ở mức báo động Trước tình hình đó Chính phủ đã cho thành lập Ủy ban Bảo vệ môi trường lưu vực sông Cầu vào tháng 1 năm 2008 để có những giải pháp đồng bộ quản lý và giảm thiểu ô nhiễm trên hẹ thống lưu vực sông Cầu [5]

Ở Việt Nam nghiên cứu KLN trong trầm tích và trong động vật đáy, đặc biệt

là động vật không xương sống cỡ lớn chưa được quan tâm nhiều Tính đến nay các nghiên cứu về vấn đề này chưa được thực hiện, mặc dù có khá nhiều đề tài, dự án

đã và đang thực hiện trong lưu vực sông này Do vậy, tôi đã lựa chọn đề tài:

“Nghiên cứu xác định mối tương quan giữa hàm lượng các kim loại đồng, chì, cadimi tích lũy trong động vật đáy không xương sống cỡ lớn và trầm tích sông

2 Mục tiêu nghiên cứu

Xác định được hàm lượng các kim loại nặng Cu, Pb, Cd tích lũy trong động

vật đáy không xương sống cỡ lớn và trầm tích sông Cầu

Xác định được mối tương quan giữa hàm lượng các kim loại nặng Cu, Pb, Cd tích lũy trong động vật đáy không xương sống cỡ lớn và trầm tích sông Cầu

3 Nội dung nghiên cứu

3.1 Khảo sát thực tế, tiến hành lấy mẫu động vật đáy không xương sống cỡ lớn (Ốc vặn, Hến) và trầm tích sông Cầu

Tiến hành quan trắc 01 đợt lấy mẫu trầm tích và động vật đáy không xương sống cỡ lớn (Ốc vặn, Hến);

Thời gian lấy mẫu: Cuối tháng 12/2017 đến tháng 01/2018;

Tiến hành lấy mẫu tại 24 vị trí trên sông Cầu chảy qua các tỉnh Bắc Kạn, Thái Nguyên, Bắc Giang, Bắc Ninh, Hải Dương

3.2 Phân tích xác định hàm lượng các kim loại nặng Cu, Pb, Cd trong động vật đáy không xương sống cỡ lớn (Ốc vặn, Hến) và trầm tích sông Cầu tại Phòng thí nghiệm môi trường, Trường Đại học Tài nguyên và Môi trường Hà Nội và Phòng thí nghiệm Trung tâm nghiên cứu và phát triển công nghệ sinh học, Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội

3.3 Xác định mối tương quan giữa hàm lượng các kim loại nặng Cu, Pb, Cd trong động vật đáy không xương sống cỡ lớn và trầm tích sông Cầu bằng phần mềm Origin 8.5

Chương 1 TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Tổng quan về kim loại nặng

Kim loại nặng là những kim loại có khối lượng riêng lớn hơn 5 g/cm3 Chúng

có thể tồn tại trọng khí quyển (dạng hơi), thủy quyển (các muối hòa tan), địa quyển (dạng rắn không tan, khoáng, quặng,…) và sinh quyển (trong cơ thể con người, động thực vật) Kim loại nặng được chia làm 3 loại: các kim loại độc (Hg, Cr, Pb,

Zn, Cu, Ni, Cd, As, Co, Sn,…), những kim loại quý (Pd, Pt, Au, Ag, Ru,…), các kim loại phóng xạ (U, Th, Ra, Am,…) [7]

Kim loại trong môi trường có thể tồn tại ở các dạng khác nhau như dạng muối tan, dạng ít tan như oxit, hidroxit, muối kết tủa và dạng tạo phức với chất hữu cơ Tùy thuộc vào dạng tồn tại đó mà khả năng tích lũy trong trầm tích và khả năng tích lũy sinh học của kim loại là khác nhau

Các cơ thể sống luôn cần một lượng rất nhỏ một số kim loại nặng (gọi là các nguyên tố vi lượng), nhưng nếu liều lượng vượt quá mức cho phép có thể gây hại cho cơ thể Sự tích lũy của các kim loại này trong một thời gian dài trong cơ thể sống có thể gây nên nhiều bệnh tật nguy hiểm [6]

Trong phạm vi của luận văn này, tôi chỉ tập trung vào nghiên cứu ba kim loại nặng là đồng (Cu), chì (Pb) và cadimi (Cd)

1.1.1 Nguồn phát sinh kim loại nặng

Kim loại nặng hiện diện trong tự nhiên đều có trong đất và nước, hàm lượng của chúng thường tăng cao do tác động của con người Các kim loại do hoạt động của con người như As, Cd, Cu, Ni và Zn thải ra ước tính là nhiều hơn so với nguồn kim loại có trong tự nhiên, đặc biệt đối với chì là 17 lần Nguồn KLN đi vào đất và nước do tác động của con người bằng các con đường chủ yếu như nón phân, bã bùn cống và thuốc bảo vệ thực vật và các con đường phụ như khai khoáng và kỹ nghệ hay lắng động từ không khí [7]

Các khu vực khai thác mỏ, khoáng sản, các khu công nghiệp và các thành phố

trong môi trường, vấn đề không đáng lo ngại nhiều nếu chúng không xâm nhập được vào cơ thể sinh vật và hệ sinh thái Điều đáng quan tâm là KLN có tính bền vững khó phân hủy, có khả năng xâm nhập và tích lũy đến mức độ gây độc cho con người, sinh vật và hệ sinh thái

Nguồn tự nhiên:

Kim loại nặng phát hiện ở mọi nơi: Trong đá, đất và xâm nhập vào thủy vực qua các quá trình tự nhiên, phong hóa, xói mòn và rửa trôi

Nguồn nhân tạo:

Sự gia tăng tích lũy KLN trong môi trường không chỉ từ các nguồn tự nhiên

mà còn từ hoạt động công nghiệp của con người như: Việc đốt cháy các nhiên liệu hóa thạch, việc sử dụng các vật liệu và các sản phẩm công nghiệp có thể chứa hàm lượng cao các nguyên tố kim loại độc hại, Rất nhiều các kim loại này tích lũy trong đất, trong nước dẫn đến tạo ra sự nguy hiểm đối với động vật và thực vật [6] Nguồn thải một số KLN (Cu, Pb, Cd) của một số ngành công nghiệp phổ biến được thể hiện trong bảng 1.1

Bảng 1.1 Nguồn thải một số KLN (Cu, Pb, Cd) của một số

ngành công nghiệp phổ biến [10]

kim và công nghiệp khí thải

Pin niken - cadimi, các ngành công nghiệp mạ điện, phân bón phosphate, chất tẩy rửa, sản phẩm tinh chế dầu mỏ, bột sơn màu, thuốc trừ sâu, ống mạ kẽm, nhựa, polyvinyl và nhà máy lọc dầu

1.1.2 Độc tính của KLN

Ở nồng độ thấp một số KLN kích thích một số quá trình sinh học, nhưng ở nồng độ cao vượt ngưỡng cho phép thì trở nên độc hại Không phân hủy sinh học, các kim loại này tích tụ ở các bậc dinh dưỡng khác nhau thông qua chuỗi thức ăn

và có thể gây ra các vấn đề sức khỏe con người Ở người các kim loại này tích tụ

trong mô sống và do đó gây nên sự nguy hiểm Một số kim loại gây ra cảm giác khó chịu về thể chất, còn một số kim loại khác có thể gây ra bệnh đe dọa đến tính mạng, thiệt hại cho hệ thống của cơ thể sống, hoặc một số thiệt hại khác Trong phạm vi giới hạn của đề tài tôi chỉ tập trung nghiên cứu ba kim loại: đồng, chì và cadimi trong động vật đáy không xương sống cỡ lớn và trầm tích Một số tác dụng có hại phổ biến và nguy cơ đối với sức khỏe của ba kim loại nặng đối với con người được đưa ra dưới đây

Độc tính của đồng (Cu):

Đồng là một nguyên tố thiết yếu đối với cơ thể động thực vật và con người Đối với cơ thể con người, đồng cần thiết cho các quá trình chuyến hóa sắt, lipit và rất cần thiết cho hoạt động của hệ thần kinh, hệ miễn dịch, Tuy nhiên, khi cơ thể chúng ta tích tụ đồng với một lượng lớn sẽ gây nguy hiểm Khi hàm lượng đồng trong cơ thể người từ 60 – 100 mg/kg thể trọng có thể gây ra tình trạng nôn mửa Khi hàm lượng là 10g/kg thể trọng có thể gây tử vong Nồng độ đồng giới hạn trong nước uống đối với con người là 2 mg/lit

Đồng cũng là một trong số kim loại có rất nhiều ứng dụng trong các lĩnh vực công nghiệp khác nhau nh: chế tạo dây dẫn điện, các hợp kim có độ chống mài mòn cao, chế tạo sơn, thuốc trừ sâu…

Ở pH lớn hơn 6 ion Cu2+

có thể kết tủa dưới dạng hidroxit, oxit, cacbonat Đồng cũng tạo được phức rất bền với chất mùn Đặc biệt trong môi trường khử Cu2+ rất dễ kết hợp với ion S2- để tạo kết tủa CuS rất bền Chính vì vậy

hidroxi-mà khả năng tích lũy sinh học của kim loại đồng trong trầm tích nhỏ và dạng tồn tại chủ yếu của đồng trong trầm tích là ở dạng cặn dư [7]

Nguồn tích lũy của kim loại đồng trong tự nhiên đến từ 2 nguồn là nguồn tự nhiên và nguồn nhân tạo Trong tự nhiên, hàm lượng trung bình của đồng trong vỏ trái đất vào khoảng 50 ppm và chủ yếu tồn tại dưới dạng một số khoáng chất như: azurit (2CuCO3Cu(OH)2); malachit (CuCO3Cu(OH)2); các sulfua như: chalcopyrit (CuFeS2), bornit (Cu5FeS4), covellit (CuS), chalcocit (Cu2S) và các ôxít như cuprit

(Cu2O), Trong đó nhiều nhất là các quặng sunfua tương đối bền Vì vậy khả năng rửa trôi của của kim loại đồng là tương đối nhỏ

Nguồn tích lũy nhân tạo đồng vào trầm tích xuất phát chủ yếu từ các hoạt động sản xuất đặc biệt là từ các ngành công nghiệp luyện kim và mạ điện Theo một

số nghiên cứu, hàm lượng kim loại đồng trong nước thải của các nhà máy mạ điện

Chì thâm nhập vào cơ thể qua đường nước uống, thực phẩm, hô hấp khả năng loại bỏ chì khỏi cơ thể rất chậm, chủ yếu qua đường nước tiểu Chu kì bán đào thải của chì trong máu khoảng một tháng, trong xương khoảng 20 - 30 năm Tiêu chuẩn của FAO (Food and Agriculture Organization) cho phép là 3 mg/tuần

Ở nước ta, lượng bụi chì trung bình trong không khí đô thị và nông thôn khoảng 1 mg/m3 và 0,1 – 0,2 mg/m3, và con người phải hít vào tương ứng là 1,5 -

20 mg/ngày và 1,5 – 4,0 mg/ngày Theo quy định của tổ chức sức khỏe thế giới (WHO) giới hạn bụi chì nơi làm việc phải nhỏ hơn 0,01 mg/m3không khí; còn ở khu dân cư thì phải nhỏ hơn 0,005 mg/m3

Tuy nhiên, bụi chì trong khu vực sản xuất công nghiệp cao hơn nhiều lần cho phép Dọc các trục lộ giao thông, dù giờ đây không dùng xăng pha chì nữa nhưng lượng bụi chì cũng không giảm đáng kể [7]

Chì có trong nước thải của các cơ sở sản xuất pin, acquy, luyện kim, hóa dầu Hoặc đưa vào môi trường nước từ nguồn không khí bị ô nhiễm do khí thải giao thông Chì có khả năng tích lũy trong cơ thể, gây độc thần kinh, gây chết nếu bị nhiễm độc nặng Chì cũng rất độc đối với động vật thủy sinh

Chì đặc biệt độc hại đối với não và thận, cơ quan sinh sản và hệ thống tim mạch của con người khi bị nhiễm độc chì sẽ ảnh hưởng có hại tới chức năng của trí

óc, thận, gây vô sinh, sẩy thai và tăng huyết áp Đặc biệt chì là mối nguy hại đối với trẻ em Một số kết quả nghiên cứu cho thấy nhiễm độc chì làm giảm mạnh chỉ số thông minh (IQ) của trẻ em ở tuổi đi học Một số đánh giá cho thấy cứ 10µg/dl tăng

về chì trong máu sẽ gây ra mức giảm từ 1 đến 5 điểm IQ đối với trẻ em bị nhiễm chì Nhiễm chì làm cho hệ thần kinh luôn căng thẳng và mất tập trung chú ý ở trẻ

em từ 7 - 11 tuổi ở tuổi trung niên, nhiễm độc chì sẽ làm cho huyết áp tăng gây nhiều rủi ro về bệnh tim mạch [4]

Ô nhiễm chì gây hại cho sức khỏe hiện nay vẫn là một hiểm họa môi trường chung ở các nước công nghiệp và các nước đang phát triển

Độc tính của Cadimi (Cd):

Cadimi cũng là một kim loại có nhiều ứng dụng trong công nghiệp Một số ứng dụng chính của cadimi là chế tạo hợp kim có nhiệt độ nóng chảy thấp, sử dụng trong mạ điện, chế tạo vật liệu bán dẫn, chất tạo màu, Tuy nhiên cadimi lại là kim loại rất độc hại đối với cơ thể người ngay cả ở nồng độ rất thấp bởi vì cadimi có khả năng tích lũy sinh học rất cao Khi xâm nhập vào cơ thể nó can thiệp vào các quá trình sinh học, các enzim liên quan đến kẽm, magie và canxi, gây tổn thương

Trong tự nhiên, hàm lượng Cd trung bình khoảng 0,1 ppm Quặng cadimi rất hiếm và chủ yếu tồn tại ở dạng CdS có lẫn trong quặng một số kim loạinhư Zn, Cu,

Pb [7]

Trong trầm tích sông ngòi, hàm lượng cadimi có thể cao hơn nhiều lên đến 9 ppm Nguồn phát thải ô nhiễm Cd đối với trầm tích sông ngòi chủ yếu là nguồn nhân tạo, xuất phát từ nước thải từ các ngành công nghiệp dựa trên một số ứng dụng của Cd như: lớp mạ bảo vệ thép, chất ổn định trong PVC, chất tạo màu trong plastic

và thủy tinh, và trong hợp phần của nhiều hợp kim

Cadimi là nguyên tố rất độc Giới hạn tối đa cho phép của Cadimi như sau:

Năm 2000, vụ tai nạn hầm mỏ xảy ra tại công ty Aurul (Rumani) đã thải ra 50

- 100 tấn xianua và KLN (như đồng) vào dòng sông gần Baia Mare (thuộc vùng Đông – Bắc) Sự nhiễm độc này đã khiến các loài thủy sản ở đây chết hàng loạt, tổn hại đến hệ thực vật và làm bẩn nguồn nước sạch, ảnh hưởng đến cuộc sống của 2,5 triệu người

Ở các khu vực luyện kim, vùng khai thác Pb thì hàm lượng Pb trong đất khoảng 1.500 µg/g, cao gấp 15 lần so với mức độ bình thường như khu vực xung quanh nhà máy luyện kim ở Galena, Kansas (Mỹ), hàm lượng chì trong đất 7.600 µg/g Hàm lượng chì trong bùn cống, rãnh ở một số thành phố công nghiệp tại Anh dao động từ 120 µg/g - 3.000 µg/g, trong khi tiêu chuẩn cho phép tại đây là không quá 1.000 µg/g [29]

Sự cố nhiễm độc cadimi xảy ra ở tỉnh Toyama (Nhật Bản) vào những năm

1940 do hoạt động khai khoáng làm ô nhiễm cadimi trên sông Jinzu và các phụ lưu

đã làm cho hàng trăm người dân sống trong khu vực bị mắc bệnh do nhiễm độc cadmi có tên gọi là bệnh “itai - itai” Hầu hết nạn nhân đều bị tổn thương thận và loãng xương và nhiều người dã chết Vụ nhiễm độc ở Toyama được xem là vụ nhiễm độc cadimi nghiêm trọng nhất từ trước đến nay Năm 1953 ở Nhật Bản, một nhà máy sản xuất hóa chất đã thải metyl thủy ngân ra vịnh Minamata, thông qua con đường thực phẩm đã gây ra các triệu chứng bệnh thần kinh và biết đến như là bệnh

“Minamata” Ở dạng muối vô cơ, thủy ngân đã gây nên các rối loạn thần kinh cho công nhân làm mũ nón trong ngành công nghiệp làm mũ của Hà Lan [30]

Tại Norilsk (Nga) các cơ sở khải thác và chế biến kim loại đã thải ra môi trường một lượng lớn các KLN vượt giới hạn cho phép, khu vực này là nơi các tổ hợp luyện kim lớn nhất thế giới với hơn 4 triệu tấn Cd, Cu, Pb, Ni, As, Se và Sn được khai thác mỗi năm [25]

Ở Việt Nam:

Ở nước ta, trong những năm gần đây cùng với sự phát triển của công nghiệp

và đô thị đã làm gia tăng KLN vào môi trường nước Theo kết quả quan trắc và phân tích môi trường, ở các vùng ven sông gần các thị trấn và trung tâm công nghiệp hàm lượng các KLN như Cu, Pb, Cd, Co lớn hơn nhiều so với mức tự nhiên chúng có trong môi trường

Theo báo cáo của UBND thành phố Đà Nẵng cho biết hạ lưu sông Cu Đê đã

có những dấu hiêu ô nhiễm đáng lo ngại do tiếp nhận nguồn nước thải của KCN Hòa Khánh và KCN Liên Chiều với các thông số Cd vượt 1,4 - 1,6 lần, Cr (VI) vượt 3 lần, nồng độ Pb trong không khí vượt tiêu chuẩn đến 11 lần Hậu quả làm cá chết hàng loạt trên sông, sản lượng nuôi tôm bị giảm sút, hơn 9 ha đất trồng lúa bị

bỏ hoang, ảnh hưởng lớn đến nguồn nước và đời sống của người dân địa phương [14]

Tình trạng ô nhiễm Pb cũng gia tăng nhanh chóng trong môi trường, mức độ ô

nghiệp Kết quả phân tích cho thấy hàm lượng Pb ở sông Thị Vải vượt tiêu chuẩn cho phép (TCCP) tới 4 – 5 lần

Do phát triển các hoạt động công nghiệp, khai thác khoáng sản, sản xuất nông nghiệp và phát triển đô thị dẫn đến một số lưu vực sông đã có dấu hiệu ô nhiễm KLN khá nghiêm trọng, như sông Nhuệ - Đáy một số cơ sở sản xuất cơ khí đã thải

ra môi trường với hàm lượng KLN vượt tiêu chuẩn cho phép rất nhiều lần: Cr (IV)

420 lần, Cr (III) 18 – 100 lần, Pb 6 – 24 lần, Zn 6 – 32 lần gây ảnh hưởng lớn đến

hệ sinh thái, hoạt động sản xuất và sức khỏe người dân [9]

Các dẫn liệu trên cho thấy tình hình ô nhiễm KLN trong nước đã và đang gây ảnh hưởng rất lớn đến sức khỏe và chất lượng cuộc sống con người Nghiên cứu nhằm nâng cao hiệu quả đánh giá ô nhiễm ô nhiễm KLN là vấn đề có ý nghĩa thực tiễn, nhằm quan trắc và kiểm soát các ảnh hưởng của nó đến đời sống con người và môi trường

1.2 Trầm tích và sự tích lũy kim loại trong trầm tích

Ao, hồ, biển, sông tích lũy các lớp trầm tích theo thời gian Vì vậy trầm tích là một hỗn hợp phức tạp của các pha rắn bao gồm sét, silic oxit, chất hữu cơ, cacbonat và

trường nước Chính vì thế trầm tích được coi là chỉ thỉ quan trọng đối với sự ô nhiễm môi trường nước [18]

1.2.2 Cơ chế và các yếu tố ảnh hưởng đến sự tích lũy kim loại vào trầm tích

Các nguồn tích lũy KLN vào trầm tích:

Các kim loại tích tũy vào trầm tích có thể xuất phát từ nguồn tự nhiên hoặc nguồn nhân tạo Sự tích lũy các kim loại vào trầm tích có thể xảy ra theo 3 cơ chế sau:

- Sự hấp phụ hóa lý từ nước;

- Sự hấp thụ sinh học bởi các sinh vật hoặc các chất hữu cơ;

- Sự tích lũy vật lý của các hạt vật chất bởi quá trình lắng đọng trầm tích

Sự tích lũy kim loại vào trầm tích phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố như: Các điều kiện thủy văn, môi trường, pH, thành phần vi sinh vật, kết cấu của trầm tích, khả năng trao đổi ion, nhất là sự hấp phụ hóa lý và hấp thụ sinh học [10]

Sự hấp phụ hóa lý các kim loại trực tiếp từ nước được thực hiện nhờ các quá trình hấp phụ các kim loại lên trên bề mặt của các hạt keo, các quá trình trao đổi ion, các phản ứng tạo phức của các kim loại nặng với các hợp chất hữu cơ hoặc do các phản ứng hóa học xảy ra làm thay đổi trạng thái oxi hóa của các nguyên tố hay tạo thành các hợp chất ít tan như muối sunfua Quá trình hấp phụ hóa lý phụ thuộc rất nhiều vào các điều kiện như: pH của nước, kích thước của các hạt keo, hàm lượng các chất hữu cơ và quần thể vi sinh vật

Sự hấp thụ sinh học chủ yếu do quá trình hấp thụ kim loại của các sinh vật trong nước, phản ứng tạo phức của các kim loại với các hợp chất hữu cơ, các hoạt động sinh hóa của hệ vi sinh vật trong trầm tích [3]

Các yếu tố ảnh hưởng đến hàm lượng KLN trong trầm tích thủy vực:

Thứ nhất là vai trò của các thông số địa hóa môi trường như lượng chất rắn lơ lửng TDS;

Thứ hai là phụ thuộc vào thành phần hạt trầm tích Thành phần bột, sét càng lớn thì càng có lợi ích cho sự tích lũy các kim loại;

Thứ tư là phụ thuộc vào thành phần khoáng vật trong trầm tích Các khoáng vật trong trầm tích có độ nhớt, độ dính kết càng cao thì mức thu hút các nguyên tố kim loại càng lớn;

Thứ năm là phụ thuộc vào nguồn cung cấp nguyên liệu hình thành trầm tích và khoảng cách đối với nguồn phát tán các nguyên tố kim loại [19]

1.2.3 Một số nghiên cứu về sự tích lũy KLN trong trầm tích trên thế giới và ở Việt Nam

Trên thế giới:

Sông Deule ở Pháp là một trong những con sông bị ô nhiễm rất nặng do hứng chịu chất thải từ nhà máy luyện kim Hàm lượng kim loại trong trầm tích sông này rất cao (480 mg.kg-1) (Neda et al., 2006) Hàm lượng kim loại nặng trong trầm tích tại vùng cửa sông, vùng ven biển trên thế giới nơi có rừng ngập mặn cũng đã được xác định từ ít bị ô nhiễm cho đến ô nhiễm nặng Tam & Wong (1995) đã xác định hàm Pb trong trầm tích rừng ngập mặn SaiKeng, Hong Kong với hàm lượng 58,2 µg.g-1 Zheng & Lin (1996) đã xác định hàm lượng Pb và Cd trong trầm tích rừng ngập mặn Avicennia marina, vịnh Shenzhen với hàm lượng tương ứng 28,7 µg.g-1

và 0,136 µg.g-1 tương ứng [26]

Cu, Pb và Cd là những kim loại nặng có độc tính cao do các hoạt động của con người thải ra được chuyển vào môi trường nước, tích luỹ trong trầm tích và được tích luỹ trong các sinh vật thông qua chuỗi thức ăn Kết quả là ảnh hưởng đến sức khoẻ của con người do việc sử dụng thực phẩm được chế biến từ các sinh vật sinh sống ở các vùng ven biển, các dòng sông phá hu hệ sinh thái thu sinh

Các công bố cho thấy, các nhà khoa học trên thế giới đã rất quan tâm đến ô nhiễm, tích lũy của các kim loại nặng trong trầm tích cũng như các tác động của chúng đến các hệ sinh thái thủy sinh, cảnh báo mối nguy hiểm ảnh hưởng đến sức khoẻ con người Do vậy, việc nghiên đánh giá hàm lượng các kim loại nặng trong trầm tích là rất cần thiết được tiến hành, đặc biệt ở các nước có nền kinh tế đang phát triển với tốc độ công nghiệp hoá, hiện đại hoá nhanh như Việt Nam

Ở Việt Nam:

Đứng trước hiện trạng ô nhiễm trầm trọng của hệ thống sông ngòi trong cả nước thể hiện qua các hiện tượng như cá chết hàng loạt, các loại thủy sản nuôi trồng của bà con vùng ven biển liên tục bị dịch bệnh, các công trình nghiên cứu trong nước đã và đang hướng tới làm r nguyên nhân của các hiện tượng này Trầm tích được xem là một môi trường tiếp nhận hầu hết các chất ô nhiễm do hoạt động sản xuất của con người Trong vài năm trở lại đây, vấn đề ô nhiễm kim loại nặng trong trầm tích bắt đầu được quan tâm nhiều hơn ở Việt Nam, xuất phát từ thực trạng xả chất thải có chứa kim loại nặng và việc sử dụng bừa bãi hoá chất bảo vệ thực vật không r nguồn gốc làm cho một số dòng sông trở thành dòng sông “chết”, các loại thủy sản dùng để chế biến thức ăn phục vụ đời sống con người có hàm lượng tích lũy kim loại nặng ở mức cao

Trong những năm gần đây đã có rất nhiều bài báo, luận văn, nghiên cứu đánh giá chất lượng kim loại nặng trầm tích sông Cầu như:

Luận văn thạc sĩ “Nghiên cứu, đánh giá sự tích lũy một số kim loại nặng trong

trầm tích lưu vực sông Cầu” của Nguyễn Mạnh Hưng - Chuyên ngành hóa phân

tích - Trường Đại học Sư phạm, Đại học Thái Nguyên, năm 2015 Mức độ ô nhiễm các kim loại trong một số mẫu trầm tích sông Cầu chảy qua Thái Nguyên đánh giá theo chỉ số Igeo như sau: kẽm ô nhiễm ở mức độ trung bình, đồng không ô nhiễm, chì ô nhiễm ở mức trung bình, cadimi ô nhiễm ở mức trung bình [13]

Luận văn thạc sĩ “Phân tích xác định các kim loại nặng Zn, Cd, Pb và Cu trong trầm tích thuộc lưu vực sông Cầu,” của Dương Thị Tú Anh – Đề tài khoa học và công nghệ - Trường Đại học Sư phạm, Đại học Thái Nguyên năm 2016 [3]

Tuy nhiên các nghiên cứu này chỉ dừng lại ở việc phân tích lý hóa hàm lượng KLN có trong cơ thể các loài nhuyễn thể, mà chưa có sự đánh giá sự ảnh hưởng của thời gian sống, môi trường đến khả năng tích lũy của các loài nhuyễn thể không xương sống Việc phân tích tương quan để đánh giá sự ảnh hưởng của các yếu tố này đến khả năng tích lũy KLN là vấn đề cần thiết vì nó có ý nghĩa lớn đối với khả

1.3 Động vật đáy không xương sống cỡ lớn và sự tích lũy KLN vào động vật đáy không xương sống cỡ lớn (Ốc vặn, Hến)

1.3.1 Tổng quan về động vật đáy không xương sống cỡ lớn

Động vật đáy không xương sống cỡ lớn dùng để chỉ những sinh vật sống dưới đáy của các vực nước ngọt như sông, suối, ao, hồ

Do ánh sáng không thể xuyên xuống vùng nước dưới sâu, nguồn năng lượng của hệ sinh thái dưới đáy sâu thường là các vật chất hữu cơ chìm xuống từ tầng mặt Những vật chất phân hủy này duy trì chuỗi thức thức ăn dưới sâu (hầu hết sinh vật tầng đáy là các sinh vật ăn xác thối và chất hữu cơ tích lũy ở tầng đáy) Độ sâu nước, nhiệt độ, độ mặn và kiểu vật liệu nền đáy tất cả đều ảnh hưởng đến loài động vật đáy có mặt ở đó [17]

1.3.2 Tổng quan về loài Hến (Corbicula sp.) và loài Ốc vặn (Sinotaia reevei fischer)

Tổng quan về loài Hến (Corbicula sp.):

Loài Hến (Corbicula sp.) thuộc họ Corbiculidae, bộ Mang tấm (Eulamellibranchia), lớp Hai mảnh vỏ (Bivalvia), ngành động vật Thân mềm (Mollusca) là một họ gồm các loài nhuyễn thể hai mảnh vỏ thuộc bộ Veneroida, có

vỏ cứng hình tròn, sống ở cùng nước lợ (cửa sông) và nước ngọt

Hến (Corbicula sp.) chỉ nhỉnh hơn đầu ngón tay út, có vỏ hình bầu dục hay

tam giác, có khi gần tròn, cân đối, phồng to và dày Vùng đỉnh vỏ nhô cao Phần đầu và đuôi gần bằng nhau Cạnh trước hay sau đều tròn, cạnh bụng cong nhiều hơn Mặt ngoài vỏ nhẵn và bóng, màu vàng xanh hay vàng đen Mặt trong màu

trắng hay xám Hến (Corbicula sp.) sinh sản bằng cách thả ấu trùng đã nở bên trong

vỏ vào các vùng nước quanh nơi sinh sống Sự thụ tinh xảy ra bên trong vỏ Ở Việt

Nam, màu sắc của Hến (Corbicula sp.) cũng có khác nhau Lúc ở rạch vỏ màu sáng,

xuống sông có sậm hơn, đến khi lên cồn lại chuyển màu xanh óng ánh như màu thép

Cấu tạo của Hến (Corbicula sp.):

Vỏ Hến: Gồm 2 mảnh được gắn với nhau nhờ dây chằng ở bản lề phía trong Hai cơ khép vỏ bám chắc vào mặt trong của vỏ, giúp điều chỉnh hoạt động đóng,

mở của vỏ Cấu tạo vỏ Hến gồm 3 lớp: lớp sừng, lớp đá vôi và lớp xà cừ óng ánh phía trong

Cơ thể Hến: Bên ngoài dưới lớp vỏ là áo Hến, mặt trong áo tạo thành khoang

áo là môi trường dinh dưỡng của Hến, có ống hút và ống thoát nước Ở giữa là tấm mang Trung tâm cơ thể phía trong là thân Hến, phía ngoài là chân Hến hình lưỡi rìu Phần đầu của Hến tiêu giảm do thích nghi lâu dài với lối sống ít hoạt động [14]

Hình 1.1 Hình ảnh Hến (Corbicula sp.) tại vị trí lấy mẫu

Tổng quan về loài Ốc vặn (Sinotaia reevei fischer):

Loài Ốc vặn có tên khoa học là Sinotaia reevei fischer, thuộc ngành thân mềm

Ốc vặn sinh sống chủ yếu trong nước ngọt Ốc vặn là động vật lưỡng tính, đẻ con và sinh sống chủ yếu trong các vùng ao hồ, đầm lầy hay các con sông Hình thức hô hấp của Ốc vặn được thực hiện qua mang của nó

Hình dạng, cấu tạo của Ốc vặn:

Ốc vặn (Sinotaia reevei fischer) là loài ốc nhỏ, vỏ dài và nhọn, xoắn nhiều

phần vỏ Phần vỏ có một van duy nhất không phân khoang Ốc có vỏ cứng bằng đá vôi tạo thành ống rỗng là nơi ra vào của con vật Nắp miệng có cấu tạo kiểu cửa bẫy giúp ốc có thể đóng kín khi gặp môi trường nước không thích hợp Phần thân mềm bên trong có màu vàng nhạt và hơi dẹt bao gồm phần đầu, phần chân và ống tiêu hóa [11]

Hình 1.2 Hình ảnh của Ốc vặn

1.3.3 Sự tích lũy kim loại nặng vào động vật đáy không xương sống cỡ lớn (Ốc vặn, Hến)

Động vật đáy không xương sống cỡ lớn nói chung và loài Ốc vặn, Hến

(Corbicula sp.) nói riêng có khả năng tích tụ các kim loại vết như Cd, Cu, Pb, với hàm lượng lớn hơn so với khả năng đó ở cá và tảo Hến (Corbicula sp.) và Ốc vặn

có thể tích tụ Cd trong mô của chúng ở mức hàm lượng cao hơn 100.000 lần mức hàm lượng tìm thấy trong môi trường xung quanh Các KLN tích lũy trong bộ phận

cơ thể các loài này được hấp thụ từ bùn đáy, nước và thức ăn nên chúng có thể phản ánh được mức độ và sự tác động của ô nhiễm KLN đến môi trường và hệ sinh thái [17]

Sự tích lũy kim loại nặng vào động vật đáy phụ thuộc vào nồng độ kim loại,

thói quen ăn uống) Các bộ phận khác nhau cũng tích lũy các kim loại khác nhau Hầu hết các kim loại được tích lũy trong gan, thận và mang Cơ của chúng thường

có nồng độ kim loại thấp hơn so với các bộ phận khác [16]

1.3.4 Một số nghiên cứu về sự tích lũy KLN trong ĐVĐ không xương sống cỡ lớn trên thế giới và ở Việt Nam

Đứng trước hiện trạng tốc độ đô thị hoá và công nghiệp hoá nhanh ở các nước trên thế giới, đặc biệt là các nước đang phát triển Ô nhiễm môi trường nước nói chung và nước sông nói riêng do các kim loại nặng đang là vấn đề được các nhà khoa học, các nhà quản lý hết sức quan tâm, bởi ảnh hưởng của nó đến nền kinh tế, sức khoẻ cộng đồng cũng như những hệ lu lâu dài đến các hệ sinh thái thu sinh Ô nhiễm môi trường bởi kim loại nặng trong động vật đáy được các nhà khoa học trên thế giới tại rất nhiều các quốc gia như Trung Quốc, Pakistan, A-rập, Hàn Quốc, Ấn

Độ, Bangladesh, Tuy-ni-di, Indonesia, Malaysia, Pháp, Pakistan, Morocco, Thổ Nhĩ

Kỳ, Iran, Phần Lan, Hà Lan, Croatia, Canada,… nghiên cứu đánh giá và công bố trong nhiều báo cáo khoa học [35]

Các nghiên cứu đã đưa ra nguồn gốc phát sinh của các kim loại nặng do hai nguồn cơ bản, đó là nguồn gốc từ quá trình khoáng hoá các loại đá trong tự nhiên và nguồn gốc phát sinh từ các hoạt động của con người Các hoạt động của con người như: nước thải từ các khu công nghiệp hoá dầu, in ấn, luyện kim, công nghiệp điện

tử, nước thải đô thị, các chế phẩm phân bón, thuốc trừ sâu sử dụng trong nông nghiệp đổ vào hệ thống thoát nước chung như kênh, mương, sông và cuối cùng đổ

ra biển Vùng mà bị ảnh hưởng lớn nhất đó là các vùng cửa sông ven biển, đây cũng

là vùng được các nhà khoa học đặc biệt quan tâm đến sự tích luỹ của các kim loại nặng

Từ những năm 40 của thế k XX, đã có những nghiên cứu về sự tích lũy của KLN trong mô của các loài động vật thân mềm Sự tập trung cao của hàm lượng dạng vết của các KLN được tìm thấy trong một vài loài nhuyễn thể không xương sống Nghiên cứu của Goldberg (1975) và Phillips (1976), loài Trai Địa Tung Hải

(Mytilus Galloprovicialis) được sử dụng rộng rãi như sinh vật chỉ thị ô nhiễm ở các

khu vực ven biển dựa trên khả năng tích lũy các KLN như Hg, Cd, Pb, Zn, Cu, Ni,

Mn, Cr Nghiên cứu của Aysun Turkmen và cộng sự ở vịnh Iskenderun, Thổ Nhĩ

Kỳ cho thấy có sự tích lũy khá cao các kim loại như Zn, Ni, Cd, Fe, Cu, Cd, Mn,

Cr, Co ở loài Hàu (Ostrea Stentina) [34]

Nghiên cứu của El – Sikaily A và cộng sự ở một số vùng duyên hải Địa Trung Hải và duyên hải biển Đỏ thuộc Ai Cập, cho thấy rằng Cd, Co, Cu, Fe, Mn, Ni, Pb

và Zn được tích lũy khá cao trong Modiolus Auriculatus và Donax Trunculu

Ở Việt Nam:

Trong những năm gần đây đã có rất nhiều bài báo, luận văn, nghiên cứu đánh giá sự đa dạng của quần xã ĐVĐ không xương sống cỡ lớn và chất lượng kim loại nặng trong ĐVĐ không xương sống cỡ lớn như:

Tại hội nghị khoa học toàn quốc về sinh thái và tài nguyên sinh vật lần thứ 5,

Lê Văn Thọ và cộng sự đã công bố kết quả nghiên cứu đa dạng sinh học động vật đáy không xương sống cỡ lớn và chất lượng nước sinh học nền đáy tại sông Vàm

Cỏ Đông, tỉnh Long An

Tại hội nghị khoa học toàn quốc về sinh thái và tài nguyên sinh vật lần thứ 7, Trần Thành Thái và cộng sự đã công bố kết quả nghiên cứu đa dạng sinh học quần

xã ĐVĐ không xương sống cỡ lớn trong các ao nuôi tôm sinh thái huyện Năm Căn tỉnh Cà Mau

Năm 2009, Nguyễn Văn Khánh và Phạm Văn Hiệp đã công bố kết quả nghiên

cứu sự tích lũy Cd và Pb của loài Hến (Corbicula sp.) vùng cửa sông Cu Đê ở thành phố Đà Nẵng Cụ thể, hàm lượng trung bình Pb ở loài Hến (Corbicula sp.) cùng cửa

sông Hàn ở mức 0,37 ± 0,27 ppm, tại cửa sông Cu Đê ở mức 0,5 ± 0,25 ppm, Cd là

1,67 ± 1,35 ppm Mức độ tích lũy Pb và Cd trong mô của loài Hến (Corbicula sp.)

tương quan thuận với khối lượng và kích thước cơ thể [8]

Năm 2010, Nguyễn Văn Khánh và cộng sự đã công bố kết quả nghiên cứu sử dụng chỉ thị sinh học ĐVĐ không xương sống cỡ lớn để đánh giá chất lượng nước ở các hồ của thành phố Đà Nẵng

Năm 2016, Phạm Huyền Trang đã công bố kết quả nghiên cứu sử dụng ĐVĐ không xương sống cỡ lớn làm sinh vật chỉ thị đánh giá chất lượng nước tại suối Quân Boong thuộc trạm đa dạng sinh học Mê Linh

Ở miền Trung một số tác giả như Lê Thị Mùi, Ngô Văn Tứ, Nguyễn Kim Quốc Việt, Hoàng Thanh Hải và Đoàn Thị Thắm đã có một số nghiên cứu về khả năng tích lũy KLN của một số loài nhuyễn thể hai mảnh vỏ [8],[11]

Tuy nhiên các nghiên cứu này chỉ dừng lại ở việc phân tích lý hóa hàm lượng KLN có trong cơ thể các loài nhuyễn thể, mà chưa có sự đánh giá sự ảnh hưởng của thời gian sống, môi trường đến khả năng tích lũy của các loài nhuyễn thể không xương sống

Hiện nay, chưa có nhiều công trình nghiên cứu về mối tương quan giữa hàm lượng các KLN tích lũy trong ĐVĐ và trong trầm tích, nổi bật có các nghiên cứu như:

Năm 2013, Nguyễn Văn Khánh và cộng sự đã công bố kết quả nghiên cứu hàm lượng cadimi (Cd) và chì (Pb) trong trầm tích và trong sinh vật (vẹm xanh

Perna viridis Linnaeus và hàu Crassostrea gigas thunberg) tại Vũng Thùng, Đà

Nẵng

Năm 2014, V Văn minh và cộng sự đã công bố kết quả nghiên cứu hàm lượng Cd, Pb, Cr và Hg trong trầm tích và trong loài Hến (Corbicula subsulcata) ở một số cửa sông khu vực miền Trung, Việt Nam Cụ thể nghiên cứu cho thấy hàm lượng Cd trong trầm tích và trong mô cơ loài Hến có mối tương quan chặt với hệ số

r = 0,81; hàm lượng Pb có mối tương quan cao với r = 0,67 [19]

Năm 2014, Hoàng Thị Hoa đã công bố kết quả nghiên cứu đánh giá hàm lượng kim loại nặng trong nước, trầm tích và khả năng tích lũy trong động vật nhuyễn thể hai mảnh vỏ tại một số sông, hồ ở khu vực Hà Nội [8]

Việc phân tích tương quan để đánh giá sự ảnh hưởng của các yếu tố này đến khả năng tích lũy KLN là vấn đề cần thiết vì nó có ý nghĩa lớn đối với khả năng sử dụng loài động vật không xương sống cỡ lớn để đánh giá ô nhiễm KLN

1.4 Tổng quan về khu vực nghiên cứu

1.4.1 Điều kiện tự nhiên và kinh tế - xã hội lưu vực sông Cầu

Điều kiện tự nhiên:

Lưu vực sông Cầu là một trong những lưu vực sông lớn ở Việt Nam, có vị trí địa lý đặc biệt, đa dạng và phong phú về tài nguyên cũng như lịch sử phát triển kinh

tế - xã hội của các tỉnh nằm trong lưu vực của nó Sông Cầu có diện tích lưu vực khoảng 6.030 km² là một phần của lưu vực sông Hồng – Thái Bình (chiếm khoảng 8% diện tích lưu vực sông Hồng – Thái Bình trong lãnh thổ Việt Nam)

Lưu vực sông Cầu có dòng chính là sông Cầu với chiều dài 288,5 km bắt nguồn từ núi Văn Ôn (Vạn On) ở độ cao 1.175 m thuộc huyện Chợ Đồn tỉnh Bắc Kạn chảy qua các tỉnh Bắc Kạn, Thái Nguyên, Bắc Giang, Bắc Ninh, Hải Dương và

đổ vào sông Thái Bình ở thị xã Phả Lại tỉnh Hải Dương Lưu vực bao gồm gần như toàn bộ các tỉnh Bắc Kạn, Thái Nguyên và một phần các tỉnh Bắc Ninh, Bắc Giang, Vĩnh Phúc, Hải Dương và Hà Nội (huyện Đông Anh, Sóc Sơn)

Độ cao bình quân lưu vực là 190 m, độ dốc bình quân 16,1%, chiều rộng lưu vực trung bình là 31 km, mật độ lưới sông 0,95 km/km² và hệ số uốn khúc 2,02 Trong lưu vực sông Cầu có tới 26 phụ lưu cấp một với tổng chiều dài 670 km và 41 phụ lưu cấp hai với tổng chiều dài 645 km và hàng trăm km sông cấp ba, bốn và các sông suối ngắn dưới 10 km Lưu vực sông Cầu nằm trong vùng mưa lớn (1.500-2.700 mm/năm) của các tỉnh Bắc Kạn và Thái Nguyên Tổng lưu lượng nước hàng năm đạt đến 4,2 t m³ Sông Cầu được điều tiết bằng hồ Núi Cốc trên sông Công (một chi lưu của nó) với dung tích hàng trăm triệu m³ [5]

Nhìn chung địa hình lưu vực sông Cầu thấp dần theo hướng Tây Bắc – Đông Nam và có thể chia ra làm 3 vùng: miền núi, trung du và đồng bằng Mạng lưới sông suối trong lưu vực sông Cầu tương đối phát triển Các nhánh sông chính phân

bố tương đối đều dọc theo dòng chính, nhưng các sông nhánh tương đối lớn đều nằm ở phía hữu ngạn lưu vực, như các sông: Chợ Chu, Đu, Cà Lồ,…

Tổng lượng nước trên lưu vực sông Cầu khoảng 4,5 t m3/năm Chế độ thu văn của các sông trong lưu vực sông Cầu được chia thành 2 mùa r rệt là mùa lũ và mùa khô:

- Mùa lũ bắt đầu từ tháng 6 đến tháng 9 và chiếm 70 - 80% tổng lưu lượng dòng chảy trong năm

- Mùa khô từ tháng 10 đến tháng 5 năm sau, chỉ chiếm 20 - 30% tổng lưu lượng dòng chảy của năm

Lưu lượng dòng chảy trung bình các tháng trong năm chênh lệch nhau tới 10 lần, mực nước cao và thấp nhất chênh nhau khá lớn, có thể tới 5 - 6 m

Trong lưu vực có vườn quốc gia Ba Bể và vườn quốc gia Tam Đảo, khu bảo tồn thiên nhiên Kim H và các khu văn hóa – lịch sử môi trường với giá trị sinh thái cao Lưu vực sông Cầu khá giàu các nguồn tài nguyên thiên nhiên: tài nguyên rừng

đa dạng, tài nguyên nước dồi dào, tài nguyên khoáng sản phong phú,… Độ che phủ của rừng trong lưu vực sông Cầu được đánh giá là trung bình, đạt khoảng 45% Tuy nhiên, rừng bị phá hủy mạnh mẽ cùng những hoạt động phát triển kinh tế, xã hội khác như công nghiệp, khai thác mỏ, làng nghề thủ công và hoạt động nông nghiệp gây áp lực lớn lên môi trường trong lưu vực [3]

Hình 1.3 Khu vực nghiên cứu

Điều kiện kinh tế - xã hội:

Lưu vực sông Cầu là một vùng tập trung khá đông dân cư với tổng dân số trên lưu vực sông Cầu là 2.939.838 người thuộc 44 dân tộc khác nhau, trong đó đông nhất là dân tộc Kinh Mật độ dân số bình quân trên lưu vực 487 người/km2 Số dân

ở nông thôn chiếm t lệ rất lớn 80,01% (2.354.543 người) trong khi đó dân thành thị chỉ khoảng 585,3 nghìn người chiếm 19,91% Dân số tập trung đông ở vùng đồng bằng

Với các thế mạnh về điều kiện tự nhiên, các hoạt động sản xuất kinh tế trên địa bàn các tỉnh thuộc lưu vực sông Cầu diễn ra rất mạnh mẽ trên các lĩnh vực nông – lâm – ngư nghiệp, công nghiệp, tiểu thủ công nghiệp và làng nghề Những hoạt

động sản xuất và sinh hoạt này đã gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến môi trường lưu vực sông [5]

Hoạt động phát triển kinh tế - xã hội trên lưu vực sông Cầu đã tác động rất lớn đến chất lượng nước và trầm tích sông Cơ cấu kinh tế lưu vực sông Cầu có sự khác biệt giữa các tỉnh vùng núi, trung du và đồng bằng trong lưu vực Vùng trung và hạ lưu là vùng đông dân cư, có nhiều khu công công nghiệp và làng nghề, tiểu thủ công nghiệp như: chế biến giấy ở Bắc Giang, Bắc Ninh; luyện và tái chế kim loại ở Bắc Ninh, Thái Nguyên, Các hoạt động sản xuất công nghiệp và tiểu thủ công nghiệp trên đã thải vào hệ thống sông Cầu một lượng lớn các chất thải độc hại chứa nhiều các kim loại nặng và các chất độc hữu cơ

Trên địa bàn lưu vực sông Cầu còn tập trung rất nhiều đô thị, các trung tâm y

tế lớn nhỏ khác nhau mà hầu hết chưa có hệ thống xử lý rác và nước thải sinh hoạt,

y tế đồng bộ cũng góp phần làm cho tình hình ô nhiễm trên hệ thống sông Cầu thêm trầm trọng

Tóm lại do các hoạt động sinh hoạt và sản xuất chưa được quản lý chặt chẽ đã thải ra một lượng lớn chất thải hầu hết chưa qua xứ lý vào hệ thống sông, khiến cho sông Cầu đang đứng trước tình trạng báo động về ô nhiễm môi trường nguồn nước cũng như trầm tích sông đặc biệt là ô nhiễm các chất hữu cơ độc hại, các kim loại nặng như Cu, Fe, Zn, Pb, Cd, [3]

1.4.2 Tình hình ô nhiễm trên lưu vực sông Cầu

Theo thống kê đến năm 2016 sơ bộ trên địa bàn lưu vực có 48 khu công nghiệp, 84 cụm công nghiệp, 141 làng nghề, 246 cơ sở y tế và hơn 3.500 doanh nghiệp Nhà nước, cơ sở tư nhân hoạt động ở hầu hết các loại hình công nghiệp, thủ công nghiệp Xả thải chủ yếu từ các loại hình: sản xuất kinh doanh, khu cụm công nghiệp, làng nghề và nước thải y tế Nước thải sản xuất kinh doanh chiếm khoảng 68,88% toàn vùng Nước thải khu cụm công nghiệp khoảng 6,23% Nước thải làng nghề khoảng 24,25% Nước thải y tế 0,64% Hàng trăm cơ sở khai khoáng, tuyển quặng cũng xả nước thải ra sông Cầu Chất lượng nước hệ thống sông Cầu ở hầu hết

các địa phương đều không đạt tiêu chuẩn chất lượng Nước sông đục, màu đen và

có mùi [1]

Về số lượng nguồn gây ô nhiễm, tỉnh Bắc Ninh là tỉnh có số nguồn gây ô nhiễm nhiều nhất (20 nguồn), tỉnh Bắc Kạn là tỉnh có số nguồn gây ô nhiễm ít nhất (10 nguồn) Về tổng lượng nước thải từ các nguồn gây ô nhiễm trọng điểm, tỉnh Bắc Kạn là tỉnh có tổng lượng nước thải ít nhất (449 m3/ngày đêm), tỉnh Bắc Giang là tỉnh có tổng lượng nước thải nhiều nhất (73.338,9 m3/ngày đêm) Riêng đối với Công ty TNHH MTV phân đạm và hóa chất Hà Bắc có tổng lượng nước thải là 70.478 m3/ngày đêm chiếm 38,99% tổng lượng nước thải của toàn bộ các nguồn gây ô nhiễm trên lưu vực sông

Sông Công là sông lớn thứ hai trong lưu vực sông Cầu, chảy qua địa phận Thái Nguyên Khu vực này chịu ảnh hưởng bởi các hoạt động tàu du lịch, tàu khái thác cát trên sông, nước thải của các hoạt động khai thác khoáng sản và nước thải từ các khu công nghiệp sông Công Khu công nghiệp gang thép Thái Nguyên mỗi năm

có hơn 1,3 triệu m3 nước thải được đổ ra sông Cầu Nước thải phát sinh trong quá trình sản xuất gang thép chứa nhiều chất ô nhiễm độc hại như dầu mỡ, phenol, xianua,… Nước sông khu vực này đen, đục và bốc mùi [1]

Vùng hạ lưu sông Cầu (đoạn chảy qua thành phố Bắc Giang và Bắc Ninh) chịu ảnh hưởng do tiếp nhận nước của sông Cà Lồ tại Bắc Giang và sông Ngũ Huyện Khê tại Bắc Ninh

Sông Ngũ Huyện Khê là khu vực ô nhiễm nặng nhất trong các vùng thuộc lưu vực sông Cầu do các khu công nghiệp và đặc biệt là ở các làng nghề trải suốt từ Đông Anh, Hà Nội cho đến Vạn An, Bắc Ninh Nước từ các làng nghề chưa qua xử

lý đã thải trực tiếp vào sông [5]

Sở TN-MT Thái Nguyên cho biết, nhiều sông suối chảy qua thành phố, qua thị

xã Sông Công và huyện Phổ Yên tiếp nhận nước thải công nghiệp, khai thác khoáng sản, sinh hoạt đã bị ô nhiễm chất hữu cơ và kim loại nặng trước khi hợp lưu với dòng sông Cầu Chất lượng nước sông sau các điểm hợp lưu và đoạn chảy qua TP Thái Nguyên bị ô nhiễm, không bảo đảm cho mục đích sinh hoạt Bên cạnh đó,