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 TRƯỜNGTRƯỜNG 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 T

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

HÀ NỘI, NĂM 2019

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 củaPGS.TS Nguyễn Thị Hồng Hạnh và TS Bùi Thị Thư Các số liệu, kết quả nghiêncứu trong luận văn đều đảm bảo tính trung thực, khoa học và chưa được công bốtrong 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 BộTài 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 tậntình 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 vàMôi trường các tỉnh Bắc Kạn, Thái Nguyên, Bắc Giang, Bắc Ninh và Hải Dương đãtạo điều kiện tốt nhất để tôi có thể đi thực địa và cung cấp những kiến thức quý báucũng 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 Đạihọc Tài nguyên và Môi trường Hà Nội đã tận tình giảng dạy và truyền đạt kiến thứctrong suốt thời gian học cao học tại Trường

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

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

1.5.3 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

3.4.1 Kết quả xác định mối tương quan giữa hàm lượng Cu 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 kếtquả nghiên cứu như sau :

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

Tác giả đã phân tích được hàm lượng các kim loại Cu, Pb, Cd tích lũy trongĐVĐ không xương sống cỡ lớn và trầm tích sông Cầu; với mỗi chỉ tiêu đều thựchiện đánh giá độ lặp, độ thu hồi và hệ số khô kiệt của phương pháp phân tích cácchỉ 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 tíchlũy 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 trongđộng vật đáy không xương sống cỡ lớn và trong trầm tích sông Cầu: Hàm lượng cáckim loại nặng (Cu, Pb, Cd) tích lũy trong ĐVĐ không xương sống cỡ lớn có sựtuơng quan thuận với hàm lượng kim loại nặng (Cu, Pb, Cd) trong trầm tích nhưng

ở các mức độ khác nhau

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 cácnghiên cứu khác: Mối tương quan giữa hàm lượng các kim loại Cu và Pb trongĐVĐ 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 thìkhông có cùng xu hướng với các nghiên cứu trước đây

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT

Chữ viết tắt Giải thích

AAS Phổ hấp thụ nguyên tử

AOAC Hiệp hội các nhà hóa phân tích chính thức

BTNMT Bộ Tài nguyên Môi trường

ĐVĐ Động vật đáy

Hướng dẫn chất lượng trầm tích tạm thời (ISQG) tươngISQG ứng với các mức độ ngưỡng dưới đây mà không có tác

động xấu đến sinh học

KLN Kim loại nặng

PEC Nồng độ chắc chắn gây ảnh hưởng

QCVN Quy chuẩn Việt Nam

RSD Độ lệch chuẩn tương đối

SD Độ lệch chuẩn

SQG Hướng dẫn chất lượng trầm tích

TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam

TEC Ngưỡng nồng độ gây ảnh hưởng

DANH MỤC BẢNG

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

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

Kim loại nặng có thể xâm nhập vào cơ thể con người chủ yếu thông quađường 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 trầmtrọng Sự tích tụ KLN nói chung và các kim loại đồng, chì, cadimi nói riêng sẽ ảnhhưởng đến đời sống của các sinh vật thủy sinh, gây ảnh hưởng đến sức khỏe củacon người thông qua chuỗi thức ăn Ví dụ nhiều loài động vật không xương sống sửdụng trầm tích như nguồn thức ăn, vì thế cơ thể chúng là nơi lưu giữ và tích tụKLN Sự tích tụ KLN trong sinh vật có thể đe dọa sức khỏe của nhiều loài sinh vậtđặc biệt là cá, chim và con người Do đó, việc nghiên cứu và phân tích các KLNtrong cơ thể sinh vật, trong thực phẩm và tác động của chúng tới cơ thể con ngườinhằm đề ra các biện pháp tối ưu bảo vệ và chăm sóc sức khỏe cộng đồng là mộtviệc vô cùng cần thiết Nhu cầu về thực phẩm sạch, đảm bảo sức khỏe đã trở thànhnhu 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 mộttrong những nguồn thực phẩm sạch thiết yếu và được ưa chuộng ở nước ta Loàiđộng vật không xương sống cỡ lớn này có vai trò làm sạch môi trường, có giá trịkinh tế và giá trị dinh dưỡng cao song chúng có khả năng đặc biệt trong việc tích tụnhững chất gây ô nhiễm nhất định trong mô của chúng vì những đặc tính vốn cónhư: lấy thức ăn theo kiểu lọc nước, có khả năng tích lũy một hàm lượng lớn cácKLN mà không bị ngộ độc, có lối sống tĩnh tại, di chuyển chậm để đảm bảo rằngchất ô nhiễm mà nó tích tụ có liên quan đến khu vực nghiên cứu, có kích thước phùhợp dễ cung cấp những mô đủ lớn cho việc phân tích,… Mặt khác, vì sự tích lũyKLN trong cơ thể chúng với hàm lượng cao hơn nhiều lần so với môi trường bênngoài nơi chúng sinh sống nên những loài này tượng trưng cho ô nhiễm của khu vựcnghiên 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 xãPhả Lại tỉnh Hải Dương Các khu vực sông Cầu chảy qua là những khu vực tậptrung 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 đếnviệc phát sinh các kim loại Cu, Pb và Cd vào môi trường Vì vậy, tình hình ô nhiễmKLN nói chung và ô nhiễm các kim loại Cu, Pb và Cd nói riêng đang ở mức báođộng Trước tình hình đó Chính phủ đã cho thành lập Ủy ban Bảo vệ môi trườnglưu vực sông Cầu vào tháng 1 năm 2008 để có những giải pháp đồng bộ quản lý vàgiảm 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 cácnghiên 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 Cầu”.

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, Cdtích 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 (Ốcvặn, Hến) và trầm tích sông Cầu

Tiến hành quan trắc 01 đợt lấy mẫu trầm tích và động vật đáy không xươngsống 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, TháiNguyên, Bắc Giang, Bắc Ninh, Hải Dương

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

3.3 Xác định mối tương quan giữa hàm lượng các kim loại nặng Cu, Pb, Cd trongđộng vật đáy không xương sống cỡ lớn và trầm tích sông Cầu bằng phần mềmOrigin 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,…), cáckim loại phóng xạ (U, Th, Ra, Am,…) [7]

Kim loại trong môi trường có thể tồn tại ở các dạng khác nhau như dạng muốitan, 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 tíchlũy 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 cácnguyên tố vi lượng), nhưng nếu liều lượng vượt quá mức cho phép có thể gây hạicho cơ thể Sự tích lũy của các kim loại này trong một thời gian dài trong cơ thểsống 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 loạinặng 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 lượngcủa chúng thường tăng cao do tác động của con người Các kim loại do hoạt độngcủa con người như As, Cd, Cu, Ni và Zn thải ra ước tính là nhiều hơn so với nguồnkim loại có trong tự nhiên, đặc biệt đối với chì là 17 lần Nguồn KLN đi vào đất vànước do tác động của con người bằng các con đường chủ yếu như nón phân, bã bùncống và thuốc bảo vệ thực vật và các con đường phụ như khai khoáng và kỹ nghệhay lắng động từ không khí [7]

Các khu vực khai thác mỏ, khoáng sản, các khu công nghiệp và các thành phốlớn là những nguồn phát thải ra một lượng lớn KLN, chúng có khả năng tồn tại

trong môi trường, vấn đề không đáng lo ngại nhiều nếu chúng không xâm nhậpđược vào cơ thể sinh vật và hệ sinh thái Điều đáng quan tâm là KLN có tính bềnvững khó phân hủy, có khả năng xâm nhập và tích lũy đến mức độ gây độc cho conngười, 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 vựcqua 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 liệuhóa thạch, việc sử dụng các vật liệu và các sản phẩm công nghiệp có thể chứa hàmlượng cao các nguyên tố kim loại độc hại, Rất nhiều các kim loại này tích lũytrong 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 biếnđược 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]

1 Chì Công nghiệp luyện kim, sản xuất pin, acquy, nhựa,…

2 Đồng Ngành công nghiệp mạ điện, công nghiệp nhựa, luyện

kim và công nghiệp khí thải

Pin niken - cadimi, các ngành công nghiệp mạ điện,phân bón phosphate, chất tẩy rửa, sản phẩm tinh chếdầu 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 ởnồng 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 khóchịu 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 vigiới hạn của đề tài tôi chỉ tập trung nghiên cứu ba kim loại: đồng, chì và cadimitrong động vật đáy không xương sống cỡ lớn và trầm tích Một số tác dụng có hạiphổ biến và nguy cơ đối với sức khỏe của ba kim loại nặng đối với con người đượcđưa 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 vàrất cần thiết cho hoạt động của hệ thần kinh, hệ miễn dịch, Tuy nhiên, khi cơ thểchúng ta tích tụ đồng với một lượng lớn sẽ gây nguy hiểm Khi hàm lượng đồngtrong 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 trongnước 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 vựccông nghiệp khác nhau nh: chế tạo dây dẫn điện, các hợp kim có độ chống mài mòncao, 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 môitrường 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 tạichủ 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 tựnhiên và nguồn nhân tạo Trong tự nhiên, hàm lượng trung bình của đồng trong vỏtrái đất vào khoảng 50 ppm và chủ yếu tồn tại dưới dạng một số khoáng chất như:

azurit (2CuCO3Cu(OH)2); m alachit (C uCO3Cu(OH)2); các sul f ua nh ư: chalco p y rit

(CuFeS2), bo r nit ( Cu5FeS4), covellit (CuS), c h alcocit ( Cu2S) và các ôxít như cu p rit

(Cu2O), Trong đó nhiều nhất là các quặng sunfua tương đối bền Vì vậy khả năngrửa 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 hoạtđộng 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 năngloại bỏ chì khỏi cơ thể rất chậm, chủ yếu qua đường nước tiểu Chu kì bán đào thảicủa chì trong máu khoảng một tháng, trong xương khoảng 20 - 30 năm Tiêu chuẩncủa 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 thônkhoảng 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 ởkhu dân cư thì phải nhỏ hơn 0,005 mg/m3 Tuy nhiên, bụi chì trong khu vực sảnxuất công nghiệp cao hơn nhiều lần cho phép Dọc các trục lộ giao thông, dù giờđây 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 giaothông Chì có khả năng tích lũy trong cơ thể, gây độc thần kinh, gây chết nếu bịnhiễm 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 timmạch 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 vớitrẻ em Một số kết quả nghiên cứu cho thấy nhiễm độc chì làm giảm mạnh chỉ sốthông 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 nhiễmchì 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 gâynhiều rủi ro về bệnh tim mạch [4]

Ô nhiễm chì gây hại cho sức khỏe hiện nay vẫn là một hiểm họa môi trườngchung 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 sốứng dụng chính của cadimi là chế tạo hợp kim có nhiệt độ nóng chảy thấp, sử dụngtrong mạ điện, chế tạo vật liệu bán dẫn, chất tạo màu, Tuy nhiên cadimi lại là kimloại rất độc hại đối với cơ thể người ngay cả ở nồng độ rất thấp bởi vì cadimi cókhả năng tích lũy sinh học rất cao Khi xâm nhập vào cơ thể nó can thiệp vào cácquá trình sinh học, các enzim liên quan đến kẽm, magie và canxi, gây tổn thươngđến gan, thận, gây nên bệnh loãng xương và bệnh ung thư

Trong tự nhiên, hàm lượng Cd trung bình khoảng 0,1 ppm Quặng cadimi rấthiếm 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 9ppm Nguồn phát thải ô nhiễm Cd đối với trầm tích sông ngòi chủ yếu là nguồnnhân tạo, xuất phát từ nước thải từ các ngành công nghiệp dựa trên một số ứng dụngcủa 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 vùngĐông – Bắc) Sự nhiễm độc này đã khiến các loài thủy sản ở đây chết hàng loạt, tổnhại đến hệ thực vật và làm bẩn nguồn nước sạch, ảnh hưởng đến cuộc sống của 2,5triệu người

Ở các khu vực luyện kim, vùng khai thác Pb thì hàm lượng Pb trong đấtkhoảng 1.500 µg/g, cao gấp 15 lần so với mức độ bình thường như khu vực xungquanh nhà máy luyện kim ở Galena, Kansas (Mỹ), hàm lượng chì trong đất 7.600µg/g Hàm lượng chì trong bùn cống, rãnh ở một số thành phố công nghiệp tại Anhdao động từ 120 µg/g - 3.000 µg/g, trong khi tiêu chuẩn cho phép tại đây là khôngquá 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 độccadmi có tên gọi là bệnh “itai - itai” Hầu hết nạn nhân đều bị tổn thương thận vàloãng xương và nhiều người dã chết Vụ nhiễm độc ở Toyama được xem là vụnhiễm độc cadimi nghiêm trọng nhất từ trước đến nay Năm 1953 ở Nhật Bản, mộtnhà máy sản xuất hóa chất đã thải metyl thủy ngân ra vịnh Minamata, thông qua conđường 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 chocông 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 môitrường một lượng lớn các KLN vượt giới hạn cho phép, khu vực này là nơi các tổhợp luyện kim lớn nhất thế giới với hơn 4 triệu tấn Cd, Cu, Pb, Ni, As, Se và Snđược 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 vàphân tích môi trường, ở các vùng ven sông gần các thị trấn và trung tâm côngnghiệp hàm lượng các KLN như Cu, Pb, Cd, Co lớn hơn nhiều so với mức tự nhiênchúng 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 KCNHòa 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 cáchết 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 nhiễm Pb nghiêm trọng nhất vẫn là các thành phố lớn, các khu dân cư, khu công

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 nôngnghiệp và phát triển đô thị dẫn đến một số lưu vực sông đã có dấu hiệu ô nhiễmKLN 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 gâyảnh hưởng rất lớn đến sức khỏe và chất lượng cuộc sống con người Nghiên cứunhằm nâng cao hiệu quả đánh giá ô nhiễm ô nhiễm KLN là vấn đề có ý nghĩa thựctiễn, nhằm quan trắc và kiểm soát các ảnh hưởng của nó đến đời sống con người vàmôi 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 mộthỗn hợp phức tạp của các pha rắn bao gồm sét, silic oxit, chất hữu cơ, cacbonat vàmột quần thể các vi khuẩn

Trầm tích là đối tượng thường được nghiên cứu để xác định nguồn gây ônhiễm kim loại nặng vào môi trường nước bởi tỉ lệ tích lũy cao các kim loại trong

nó Nồng độ kim loại trong trầm tích thường lớn gấp nhiều lần so với trong lớpnước phía trên, đặc biệt, các dạng kim loại không nằm trong cấu trúc tinh thể củatrầm tích có khả năng di động và tích lũy sinh học cao vào các sinh vật trong môi

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 chếsau:

- 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: Cácđiều 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 quátrình hấp phụ các kim loại lên trên bề mặt của các hạt keo, các quá trình trao đổiion, các phản ứng tạo phức của các kim loại nặng với các hợp chất hữu cơ hoặc docác phản ứng hóa học xảy ra làm thay đổi trạng thái oxi hóa của các nguyên tố haytạo thành các hợp chất ít tan như muối sunfua Quá trình hấp phụ hóa lý phụ thuộcrất nhiều vào các điều kiện như: pH của nước, kích thước của các hạt keo, hàmlượng 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 vậttrong nước, phản ứng tạo phức của các kim loại với các hợp chất hữu cơ, các hoạtđộng 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 lơlửng TDS;

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

Thứ ba là phụ thuộc vào hàm lượng vật chất hữu cơ;

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

Thứ năm là phụ thuộc vào nguồn cung cấp nguyên liệu hình thành trầm tích vàkhoảng 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 hứngchịu chất thải từ nhà máy luyện kim Hàm lượng kim loại trong trầm tích sông nàyrất cao (480 mg.kg-1) (Neda et al., 2006) Hàm lượng kim loại nặng trong trầm tíchtại vùng cửa sông, vùng ven biển trên thế giới nơi có rừng ngập mặn cũng đã đượcxác định từ ít bị ô nhiễm cho đến ô nhiễm nặng Tam & Wong (1995) đã xác địnhhàm Pb trong trầm tích rừng ngập mặn SaiKeng, Hong Kong với hàm lượng 58,2

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 conngười thải ra được chuyển vào môi trường nước, tích luỹ trong trầm tích và đượctích luỹ trong các sinh vật thông qua chuỗi thức ăn Kết quả là ảnh hưởng đến sứckhoẻ của con người do việc sử dụng thực phẩm được chế biến từ các sinh vật sinhsống 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 ônhiễm, tích lũy của các kim loại nặng trong trầm tích cũng như các tác động củachúng đến các hệ sinh thái thủy sinh, cảnh báo mối nguy hiểm ảnh hưởng đến sứckhoẻ con người Do vậy, việc nghiên đánh giá hàm lượng các kim loại nặng trongtrầm tích là rất cần thiết được tiến hành, đặc biệt ở các nước có nền kinh tế đangphát 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 cảnước thể hiện qua các hiện tượng như cá chết hàng loạt, các loại thủy sản nuôi trồngcủa bà con vùng ven biển liên tục bị dịch bệnh, các công trình nghiên cứu trongnước đã và đang hướng tới làm r nguyên nhân của các hiện tượng này Trầm tíchđược xem là một môi trường tiếp nhận hầu hết các chất ô nhiễm do hoạt động sảnxuất của con người Trong vài năm trở lại đây, vấn đề ô nhiễm kim loại nặng trongtrầm tích bắt đầu được quan tâm nhiều hơn ở Việt Nam, xuất phát từ thực trạng xảchất thải có chứa kim loại nặng và việc sử dụng bừa bãi hoá chất bảo vệ thực vậtkhông r nguồn gốc làm cho một số dòng sông trở thành dòng sông “chết”, các loạithủy sản dùng để chế biến thức ăn phục vụ đời sống con người có hàm lượng tíchlũy kim loại nặng ở mức cao

Trong những năm gần đây đã có rất nhiều bài báo, luận văn, nghiên cứu đánhgiá 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 nhiễmcác kim loại trong một số mẫu trầm tích sông Cầu chảy qua Thái Nguyên đánh giátheo 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 trongtrầm tích thuộc lưu vực sông Cầu,” của Dương Thị Tú Anh – Đề tài khoa học vàcông 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 lượngKLN có trong cơ thể các loài nhuyễn thể, mà chưa có sự đánh giá sự ảnh hưởng củathời gian sống, môi trường đến khả năng tích lũy của các loài nhuyễn thể khôngxương sống Việc phân tích tương quan để đánh giá sự ảnh hưởng của các yếu tốnày đến khả năng tích lũy KLN là vấn đề cần thiết vì nó có ý nghĩa lớn đối với khảnăng sử dụng loài động vật không xương sống cỡ lớn để đánh giá ô nhiễm KLN

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 dướiđáy của các vực nước ngọt như sông, suối, ao, hồ

Do ánh sáng không thể xuyên xuống vùng nước dưới sâu, nguồn năng lượngcủa 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 vậttầng đáy là các sinh vật ăn xác thối và chất hữu cơ tích lũy ở tầng đáy) Độ sâunước, nhiệt độ, độ mặn và kiểu vật liệu nền đáy tất cả đều ảnh hưởng đến loài độngvật 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 Phầnđầu và đuôi gần bằng nhau Cạnh trước hay sau đều tròn, cạnh bụng cong nhiềuhơn 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 màuthép

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 ánhphía 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 tấmmang Trung tâm cơ thể phía trong là thân Hến, phía ngoài là chân Hến hình lưỡirìu 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 vàsinh sống chủ yếu trong các vùng ao hồ, đầm lầy hay các con sông Hình thức hôhấp 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

vòng, giống ốc đá nhưng có màu nâu thẫm Ốc vặn có 2 phần chính là phần mềm và

phần vỏ Phần vỏ có một van duy nhất không phân khoang Ốc có vỏ cứng bằng đávôi tạo thành ống rỗng là nơi ra vào của con vật Nắp miệng có cấu tạo kiểu cửa bẫygiúp ốc có thể đóng kín khi gặp môi trường nước không thích hợp Phần thân mềmbên trong có màu vàng nhạt và hơi dẹt bao gồm phần đầu, phần chân và ống tiêuhóa [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 mứchàm 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 phảnánh 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, thời gian tiếp xúc, điều kiện môi trường và đặc tính của động vật đáy (loài, tuổi,

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 nướctrên thế giới, đặc biệt là các nước đang phát triển Ô nhiễm môi trường nước nóichung và nước sông nói riêng do các kim loại nặng đang là vấn đề được các nhàkhoa 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 Ônhiễm môi trường bởi kim loại nặng trong động vật đáy được các nhà khoa học trênthế 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 bốtrong nhiều báo cáo khoa học [35]

Các nghiên cứu đã đưa ra nguồn gốc phát sinh của các kim loại nặng do hainguồn cơ bản, đó là nguồn gốc từ quá trình khoáng hoá các loại đá trong tự nhiên vànguồn gốc phát sinh từ các hoạt động của con người Các hoạt động của con ngườinhư: 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 nôngnghiệp 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 củaKLN trong mô của các loài động vật thân mềm Sự tập trung cao của hàm lượngdạng vết của các KLN được tìm thấy trong một vài loài nhuyễn thể không xươngsống 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 TrungHải 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 đánhgiá sự đa dạng của quần xã ĐVĐ không xương sống cỡ lớn và chất lượng kim loạinặng 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 vậtđáy 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 Căntỉnh 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 sửdụng chỉ thị sinh học ĐVĐ không xương sống cỡ lớn để đánh giá chất lượng nước ởcác hồ của thành phố Đà Nẵng

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

Ở miền Trung một số tác giả như Lê Thị Mùi, Ngô Văn Tứ, Nguyễn KimQuốc Việt, Hoàng Thanh Hải và Đoàn Thị Thắm đã có một số nghiên cứu về khảnăng 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 lượngKLN có trong cơ thể các loài nhuyễn thể, mà chưa có sự đánh giá sự ảnh hưởng củathời gian sống, môi trường đến khả năng tích lũy của các loài nhuyễn thể khôngxương sống

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

Năm 2013, Nguyễn Văn Khánh và cộng sự đã công bố kết quả nghiên cứuhàm 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 hàmlượng Cd, Pb, Cr và Hg trong trầm tích và trong loài Hến (Corbicula subsulcata) ởmột số cửa sông khu vực miền Trung, Việt Nam Cụ thể nghiên cứu cho thấy hàmlượng 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 hàmlượng kim loại nặng trong nước, trầm tích và khả năng tích lũy trong động vậtnhuyễn 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 đếnkhả năng tích lũy KLN là vấn đề cần thiết vì nó có ý nghĩa lớn đối với khả năng sửdụng 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 tríđịa 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 vựckhoảng 6.030 km² là một phần của lưu vực sông Hồng – Thái Bình (chiếm khoảng8% 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 bắtnguồn từ núi Văn Ôn (Vạn On) ở độ cao 1.175 m thuộc huyện Chợ Đồn tỉnh BắcKạn 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 nhưtoàn 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 lưuvực 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 41phụ lưu cấp hai với tổng chiều dài 645 km và hàng trăm km sông cấp ba, bốn và cácsông 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 hàngnăm 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 – ĐôngNam và có thể chia ra làm 3 vùng: miền núi, trung du và đồng bằng Mạng lướisông 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 đềunằm 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 thuvăn của các sông trong lưu vực sông Cầu được chia thành 2 mùa r rệt là mùa lũ vàmùa khô:

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

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

Lưu lượng dòng chảy trung bình các tháng trong năm chênh lệch nhau tới 10lần, 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 bảotồn thiên nhiên Kim H và các khu văn hóa – lịch sử môi trường với giá trị sinh tháicao 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 phủcủa rừng trong lưu vực sông Cầu được đánh giá là trung bình, đạt khoảng 45% Tuynhiên, rừng bị phá hủy mạnh mẽ cùng những hoạt động phát triển kinh tế, xã hộikhác như công nghiệp, khai thác mỏ, làng nghề thủ công và hoạt động nông nghiệpgây 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 trênlưu vực sông Cầu là 2.939.838 người thuộc 44 dân tộc khác nhau, trong đó đôngnhất 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 thànhthị chỉ khoảng 585,3 nghìn người chiếm 19,91% Dân số tập trung đông ở vùngđồng bằng

Với các thế mạnh về điều kiện tự nhiên, các hoạt động sản xuất kinh tế trên địabàn 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 lưuvực sông [5].

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

Tóm lại do các hoạt động sinh hoạt và sản xuất chưa được quản lý chặt chẽ đãthải ra một lượng lớn chất thải hầu hết chưa qua xứ lý vào hệ thống sông, khiến chosông Cầu đang đứng trước tình trạng báo động về ô nhiễm môi trường nguồn nướccũng như trầm tích sông đặc biệt là ô nhiễm các chất hữu cơ độc hại, các kim loạinặng 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 côngnghiệp, 84 cụm công nghiệp, 141 làng nghề, 246 cơ sở y tế và hơn 3.500 doanhnghiệp Nhà nước, cơ sở tư nhân hoạt động ở hầu hết các loại hình công nghiệp, thủcông nghiệp Xả thải chủ yếu từ các loại hình: sản xuất kinh doanh, khu cụm côngnghiệp, làng nghề và nước thải y tế Nước thải sản xuất kinh doanh chiếm khoảng68,88% toàn vùng Nước thải khu cụm công nghiệp khoảng 6,23% Nước thải làngnghề khoảng 24,25% Nước thải y tế 0,64% Hàng trăm cơ sở khai khoáng, tuyểnquặng cũng xả nước thải ra sông Cầu Chất lượng nước hệ thống sông Cầu ở hầu hết