Hiện trạng cu, pb, zn trong đất nông nghiệp và nước mặt làng nghề đúc đồng xã đại bái huyện gia bình, tỉnh bắc ninh

khóa luận

BỘ GIÁO DỤC VÀ ðÀO TẠO TRƯỜNG ðẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI

-


 -

BÙI THỊ MINH NGUYỆT

HIỆN TRẠNG Cu, Pb, Zn, TRONG ðẤT NÔNG NGHIỆP

VÀ NƯỚC MẶT LÀNG NGHỀ ðÚC ðỒNG XÃ ðẠI BÁI

HUYỆN GIA BÌNH - TỈNH BẮC NINH

LUẬN VĂN THẠC SĨ NÔNG NGHIỆP

LỜI CAM ðOAN

ðể tiến hành nghiên cứu ñề tài "Hiện trạng Cu, Pb, Zn trong ñất nông

nghiệp và nước mặt làng nghề ñúc ñồng xã ðại Bái huyện Gia Bình tỉnh Bắc Ninh”, tôi ñã thu thập tài liệu từ nguồn sách, báo, tạp chí, báo cáo của xã ðại Bái, qua các phiếu ñiều tra và tiến hành phân tích Kết quả nghiên cứu trong báo cáo

này là trung thực và chưa ñược sử dụng ñể bảo vệ một học vị nào

Tôi xin cam ñoan mọi sự giúp ñỡ cho việc thực hiện luận văn này ñã ñược cảm ơn và các thông tin trích dẫn trong luận văn ñều ñược chỉ rõ nguồn gốc

Tác giả luận văn

Bùi Thị Minh Nguyệt

LỜI CẢM ƠN

ðể hoàn thành ñược luận văn tốt nghiệp này, ngoài sự cố gắng của bản thân, tôi luôn nhận ñược sự giúp ñỡ nhiệt tình của Ban chủ nhiệm khoa, các thầy cô giáo trong khoa Tài nguyên & Môi trường - Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội, cùng sự ñộng viên khích lệ của gia ñình, bạn bè trong quá trình học tập

ðể có ñược kết quả ngày hôm nay là nhờ sự quan tâm sâu sắc, giúp ñỡ tận tình của thầy giáo PGS.TS Nguyễn Hữu Thành Xin trân trọng gửi tới thầy lòng biết ơn và kính trọng

Xin chân thành cảm ơn tập thể cán bộ phòng thí nghiệm JICA - Khoa Tài nguyên và Môi trường - Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội ñã nhiệt tình giúp ñỡ tôi trong thời gian thực tập và hoàn thành ñề tài

Xin chân thành cảm ơn tập thể các thầy giáo, cô giáo Viện ñào tạo Sau ñại học, Khoa Tài nguyên & Môi trường, Bộ môn Khoa học ñất ñã quan tâm chỉ bảo và tạo mọi ñiều kiện tốt nhất ñể tôi có nhiều cơ hội nâng cao kiến thức

về mọi mặt

Xin bày tỏ lòng cảm ơn chân thành tới ðảng uỷ - UBND xã ðại Bái, huyện Gia Bình tỉnh Bắc Ninh ñã quan tâm, giúp ñỡ và tạo ñiều kiện thuận lợi trong thời gian thực tập tại ñịa phương

2.2 Nghiên cứu đặc tính của một số nguyên tố kim loại nặng 142.3 Nghiên cứu về ô nhiễm kim loại nặng trên thế giới và Việt Nam 18

4.1 Điều kiện tự nhiên, Kinh tế - X> hội của làng nghề Đại Bái 53

4.2 Hiện trạng hoạt động sản xuất công nghiệp, nông nghiệp của làng

4.4 Hàm lượng kim loại nặng Cu, Pb, Zn trong đất nông nghiệp

4.4.1 Hàm lượng Cu, Pb, Zn tổng số trong đất nông nghiệp x> Đại Bái 644.4.2 Hàm lượng Cu, Pb, Zn dễ tiêu trong đất nông nghiệp x> Đại Bái 674.5 Hàm lượng kim loại nặng Cu, Pb, Zn trong nước mặt x> Đại Bái -

4.6 Đánh giá mức độ ô nhiễm KLN Cu, Pb, Zn trong đất nông nghiệp

và nước mặt x> Đại Bái huyện Gia Bình tỉnh Bắc Ninh 724.6.1 Đánh giá mức độ ô nhiễm KLN Cu, Pb, Zn trong đất nông nghiệp 724.6.2 Đánh giá mức độ ô nhiễm KLN Cu, Pb, Zn trong nước mặt 73

4.8.1 Biện pháp tuyên truyền, giáo dục bảo vệ môi trường 74

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT

CNH – HðH Công nghiệp hoá - hiện ñại hoá

DANH MỤC BẢNG

2.1 Hàm lượng của một số kim loại nặng trong một số loại ñất ñá 202.2 Sự phát thải toàn cầu của một số nguyên tố KLN 212.3 Trị số trung bình KLN trong bùn cống rãnh thành phố 222.4 Kết quả trung bình của Cu, Zn và chất rắn lơ lửng 232.5 Nồng ñộ thường thấy của các KLN trong một số loại chế phẩm

2.6 Ước tính hàm lượng kim loại ñưa vào ñất do phân bón 252.7 Hàm lượng cực ñại của nguyên tố vết ñưa vào ñất canh tác 262.8 Hàm lượng tối ña cho phép (MAC) của các KLN ñược xem là

2.9 Giá trị nền của một số nguyên tố vết ở tầng ñất mặt bang Florida

2.10 Hàm lượng KLN ở tầng ñất mặt trong một số loại ñất ở Việt Nam 332.11 Hàm lượng một số kim loại nặng trong ñất nông nghiệp ở một số

2.12 Hàm lượng kim loại nặng trong ñất tại khu vực công ty Pin Văn

2.14 Hàm lượng một số kim loại nặng trong ñất tầng mặt vùng ñất bị

2.15 Hàm lượng các kim loại nặng trong ñất ở Văn Môn 402.16 Hàm lượng một số kim loại nặng trong các sản phẩm dùng làm

2.17 Hàm lượng một số kim loại nặng trong các loại phân bón án trên

2.18 Kết quả phân tích một số chỉ tiêu kim loại nặng trong ñất nông nghiệp 44

4.1 Mức ñộ sử dụng phân bón và thuốc bảo vệ thực vật cho cây lúa

4.2 Liều lượng phân bón ngành nông nghiệp khuyến cáo áp dụng cho

4.3 Mức ñộ sử dụng phân bón, thuốc BVTV cho các loại cây rau,

4.4 Một số ñặc ñiểm lý, hoá học của ñất nghiên cứu 634.5 Tiêu chuẩn cho phép của một số kim loại trong ñất 644.6 Hàm lượng Cu, Pb, Zn tổng số trong ñất nông nghiệp Xã ðại

4.7 Hàm lượng dạng dễ tiêu của Cu, Pb, Zn trong ñất nông nghiệp

4.8 Hàm lượng Cu, Pb, Zn hoà tan trong nước mặt xã ðại Bái -

1 MỞ đẦU

1.1 Tắnh cấp thiết của ựề tài

đất là một bộ phận hợp thành của môi trường Việc sử dụng hợp lý ựất

sẽ góp phần ựiều hòa mối quan hệ người - ựất trong tổ hợp với các nguồn tài nguyên thiên nhiên, ựồng thời mang lợi ắch lớn về mặt kinh tế - xã hội cũng như bảo vệ môi trường

Trong quá trình sinh hoạt, sản xuất hầu hết các phế thải ựều quay trở lại môi trường ựất, nước dưới nhiều hình thức khác nhau Sự tắch lũy kim loại nặng trong ựất nông nghiệp nói chung, ựặc biệt là ựất nông nghiệp tại các làng nghề ựã và ựang là mối quan tâm của nhiều nhà khoa học

Hiện nay khu vực ựồng bằng sông Hồng có 203 làng nghề thủ công truyền thống ựược khôi phục và phát triển, 523 làng nghề mới ựược hình thành nhưng sự phát triển của các làng nghề trong thời gian qua còn mang tắnh tự phát, tình trạng ô nhiễm môi trường tại các làng nghề, các cơ sở sản xuất ngày càng gia tăng

Tỉnh Bắc Ninh có 62 làng nghề thủ công truyền thống trong ựó có làng nghề ựúc ựồng đại Bái là một trong ba thôn thuộc xã đại Bái đây là một làng nghề truyền thống với các nghề chắnh như: đúc ựồng, ựúc nhôm, dát mỏng kim loại, gia công cơ khắ, kim khắ hoàn chỉnh các chi tiết, chạm khắc kim loại, ghép tam khắ

đại Bái có tên cổ là làng Bưởi Nồi, cách thủ ựô Hà Nội khoảng 35km, cách trung tâm tỉnh Bắc Ninh khoảng 20km (bên bờ nam sông đuống) và cách huyện lỵ Gia Bình 3km có tỉnh lộ 282 chạy qua Xã đại Bái có tổng diện tắch tự nhiên là 689,38ha, trong ựó ựất nông nghiệp là 426,0ha (chiếm 61,8%), ựất chuyên dùng là 109,65 ha (chiếm 15,9%), ựất dân cư là 36,22 ha (chiếm

5,3%),ñất chưa sử dụng 117,51ha(chiếm 17%) Toàn xã là 8.611 khẩu với

2090 hộ, khoảng 800 hộ (chủ yếu ở thôn ðại Bái) làm nghề ñúc ñồng truyền thống và các loại hình dịch vụ phụ trợ như vận tải, thu gom vật liệu, trưng bày sản phẩm… góp phần giải quyết cho 2.000 lao ñộng ñịa phương và những vùng phụ cận [38]

Cũng như các làng nghề khác làng ðại Bái phải ñối mặt với những thách thức như thiếu vốn, khan hiếm lao ñộng có tay nghề cao, ý thức bảo vệ môi trường của dân làng nghề chưa cao, sản xuất chạy theo lợi nhuận và kinh

tế, bất chấp ñộc hại, nguy hiểm gây ô nhiễm môi trường, thiếu các chính sách ñồng bộ từ các cơ quan quản lý trung ương tới ñịa phương về hỗ trợ sản xuất

và quản lý môi trường tại làng nghề

Tất cả các mặt hạn chế nêu trên ñã tác ñộng không chỉ tới sự phát triển chung của làng nghề mà còn ảnh hưởng nghiêm trọng tới chất lượng môi trường và sức khỏe cộng ñồng Mặt khác, do sản xuất quy mô nhỏ nằm rải rác trên khắp ñịa bàn xã ñã tạo nên những nguồn thải nhỏ, khó tập chung và hầu như chưa ñược sử lý nên ñã tác ñộng tới môi trường toàn vùng Vì vậy, ñể góp thêm tư liệu phân tích ñánh giá hiện trạng môi trường ñất ở các làng nghề

tại tỉnh Bắc Ninh, chúng tôi tiến hành nghiên cứu ñề tài: “Hiện trạng Cu, Pb,

Zn, trong ñất nông nghiệp và nước mặt làng nghề ñúc ñồng xã ðại Bái Huyện Gia Bình - Tỉnh Bắc Ninh”

- ðề xuất các giải pháp khắc phục

1.2.2 Yêu cầu

- Lấy mẫu ñất nông nghiệp và nước mặt tại các thôn trên ñịa bàn xã ðại Bái - huyện Gia Bình - tỉnh Bắc Ninh

- Tập trung lấy mẫu ở khu vực làng nghề

1.3 ðối tượng và phạm vi nghiên cứu

- ðối tượng nghiên cứu: ñất nông nghiệp và nước mặt

- Phạm vi nghiên cứu: xã ðại Bái - Gia Bình - Bắc Ninh

2 TỔNG QUAN CÁC VẤN ðỀ NGHIÊN CỨU

2.1 Thực trạng môi trường

2.1.1 Thực trạng chung môi trường toàn cầu

Trong những năm qua, cộng ñồng quốc tế ñã nỗ lực hướng tới bảo vệ môi trường và ñược thể hiện qua nhiều văn bản chính sách như Tuyên bố và

chương trình hành ñộng Stockholm (Hội nghị Liên hợp quốc về Môi trường

trình nghị sự 21 (Hội nghị thượng ñỉnh Trái ñất về Môi trường và Phát triển,

cũng như phi chính phủ về bảo vệ môi trường cũng ra ñời Phát triển bền vững và tiêu chuẩn môi trường ñã trở thành ñề tài ñược ñề cập thường xuyên trong các chương trình nghị sự của các hội thảo, hội nghị Vai trò của xã hội dân sự ñược nâng cao với các hoạt ñộng bảo vệ môi trường ngày càng hiệu

- Diện tích rừng bị mất trên toàn thế giới trong những năm 1990 là

khoảng 94 triệu ha (tương ñương 2,4% tổng diện tích rừng), trong ñó gần

70% diện tích rừng bị mất ñã ñược chuyển thành ñất nông nghiệp Nguyên

nhân chủ yếu của việc mất và suy thoái rừng là do mở rộng diện tích ñất nông nghiệp, khai thác quá mức tài nguyên rừng, cháy rừng…

- Tính ña dạng sinh học trên phạm vi toàn cầu bị suy giảm với tốc ñộ lớn Nguyên nhân là do việc chuyển ñổi sử dụng ñất, thay ñổi khí hậu, ô nhiễm, khai thác không bền vững tài nguyên thiên nhiên, sự phá huỷ và biến ñổi sinh cảnh, việc ñưa vào hệ sinh thái bản ñịa các loài xâm lấn

- Tình trạng thiếu nước quá mức do khai thác các nguồn nước mặt cũng như nước ngầm ngày càng trở lên phổ biến Khoảng 80 nước, chiếm 40% số dân thế giới bị thiếu nước trầm trọng vào giữa những năm 90 Khoảng 1,2 tỷ người thiếu nước sạch ñể dùng hàng năm, có khoảng 3 - 5 triệu người chết vì các bệnh liên quan ñến nước

- Sự phát thải của hầu hết các khí nhà kính ñang tiếp tục tăng Tác ñộng tổng hợp của nồng ñộ ôzon, khói và bụi mịn ở tầng không khí, mặt ñất ñã tạo

ra mối nguy cơ về sức khoẻ, làm tăng các bệnh ñường hô hấp và tim mạch

- Suy thoái môi trường biển và ven bờ vẫn tăng Nguyên nhân là do sự gia tăng dân số, ñô thị hoá, công nghiệp hoá, hoạt ñộng du lịch, nước thải từ ñất liền và do việc thải bỏ chất thải vào ñại dương

- Mưa a xit là một trong những vấn ñề nổi cộm trong các thập kỷ qua, ñặc biệt tại Châu Âu, Bắc Mỹ và gần ñây là Trung Quốc

- Dân số ñô thị tăng nhanh dẫn ñến tăng tỷ lệ thất nghiệp và nghèo ñói, thiếu các dịch vụ ñô thị, sự quá tải của hạ tầng kỹ thuật ñô thị và suy thoái môi trường Ước tính 1/4 dân số ñô thị sống dưới mức nghèo khổ Sự thu gom rác không ñầy ñủ và các hệ thống quản lý chất thải yếu kém là nguyên nhân chính của ô nhiễm tại các ñô thị, nhất là ở các nước ñang phát triển

- Ô nhiễm môi trường sống ñang tăng lên với tốc ñộ nhanh, phạm vi lớn hơn trước Không khí, ñất, nước tại các ñô thị, khu công nghiệp và vùng nông thôn, vùng sản xuất nông nghiệp, ven biển, biển ñang ngày càng bị ô nhiễm, nhất là tại các nước ñang phát triển thu nhập thấp

- Con người và môi trường ñang chịu tác ñộng ngày càng tăng của thiên tai Nhiều vùng của trái ñất ñang phải chịu tác ñộng nặng nề của các dòng chảy nóng, lũ lụt, hạn hán và các ñiều kiện thời tiết bất thường khác [34]

2.1.2 Thực trạng môi trường Việt Nam

a Dân số và môi trường

Về mặt dân số, Việt Nam xếp thứ 13 thế giới, là nước ñông dân ở Châu

Á, ñã từng qua thời kỳ bùng nổ dân số với mức tỉ lệ bình quân 3,2% Mặc dù

tỉ lệ tăng dân số cả nước ñang chuyển sang giai ñoạn giảm dần và hiện nay là 1,47% nhưng dự báo ñến năm 2010, nước ta có khoảng 95 - 100 triệu dân, sau

những năm 2020 dân số sẽ phát triển ổn ñịnh ở mức 120 - 130 triệu người [2]

Mật ñộ dân cư phân bố không ñều, ở các tỉnh miền núi dân cư còn khá thưa thớt như Lai Châu chỉ có 38 người/km2, trong khi ñó ở vùng ñồng bằng sông Hồng là 1.192 người/km2, ñồng bằng sông Cửu Long 425 người/km2, Hà Nội 3.265 người/km2, thành phố Hồ Chí Minh 2.651 người/km2…

Sự gia tăng dân số và mật ñộ phân bố không ñều cùng với sự ñói nghèo, thiếu việc làm… ñã, ñang và sẽ làm mất cân ñối về sức tải nhân khẩu, tạo sức ép lớn với ñất ñai, gây nhiều hậu quả nghiêm trọng về môi trường

b Suy thoái môi trường do biến ñộng tài nguyên rừng

Trong mấy thập kỷ qua diện tích và các kiểu rừng ñều bị suy giảm

nhanh, năm 1943 cả nước có khoảng 14,3 triệu ha rừng (chiếm 43,5% DTTN),

ñến năm 1990 chỉ còn 9,3 triệu ha (mất ñi gần 5 triệu ha), trong ñó rừng trồng chưa ñược 1 triệu ha, ñộ che phủ chỉ ñạt 28%, diện tích ñất trống ñồi núi trọc còn trên 10 triệu ha Nhiều vùng rừng xung yếu ñộ che phủ rừng ở mức báo ñộng như Sơn La 10%, Lai Châu 13%, Cao Bằng 12%

Từ năm 1990 ñến nay, tuy công tác trồng và bảo vệ rừng ñã ñược chú trọng, ñộ che phủ rừng toàn quốc năm 2000 ñã tăng lên 35,16 % ñạt 37,33% vào năm 2003 nhưng vẫn chưa ñáp ứng ñược ñòi hỏi của nhiệm vụ bảo vệ

môi trường là 50 - 60% (ựối với vùng ựồi núi có ựộ dốc lớn là 80 - 90%, các

lệ này còn khoảng cách khá xa so với mức an toàn cần thiết (Miền núi trung

du Bắc bộ 41,44%, Bắc Trung Bộ 44,87%).

Việc suy giảm về diện tắch cũng như chất lượng rừng ựã và ựang gây ra nhiều hậu quả xấu, không chỉ ựe doạ ựến sự phát triển của nền kinh tế quốc dân mà còn làm giảm tắnh ựa dạng sinh học và làm mất ựi nhiều tác dụng phục vụ sinh thái vốn có của rừng như: ựiều hoà và bảo vệ nguồn nước, làm sạch không khắ và ựiều hoà khắ hậu, bảo vệ ựất ựai chống xói mòn, rửa trôi Ầ

c Ô nhiễm môi trường do phát triển ựô thị

Trong 63 tỉnh thành của nước ta hiện nay có trên 650 ựô thị lớn nhỏ với

dân số ựô thị chiếm 25,80% tổng dân số cả nước (trên 20 triệu người) Hệ thống ựô thị gồm 2 ựô thị ựặc biệt (Hà Nội, TP Hồ Chắ Minh), 3 thành phố trực thuộc trung ương (Hải Phòng, đà Nẵng, Cần Thơ), 80 ựô thị loại 4

Quá trình ựô thị hoá nhanh sẽ kéo theo sự tăng trưởng mạnh dân cư ựô thị Theo dự báo ựến năm 2010, tỷ lệ dân số ựô thị của nước ta ựạt khoảng 35

- 48 % (từ 35 - 38 triệu người) [2] Việc phát triển, mở rộng nhanh ựô thị sẽ

tạo ra nhiều sức ép về sử dụng tài nguyên ựất, nguồn nước sinh hoạt, rừng ựể lấy gỗ xây dựng Ầ Bên cạnh ựó, các ựiều kiện sống cần thiết cho dân cư ựô

thị (nhà ở, dịch vụ công cộngẦ) không ựược ựáp ứng kịp thời, ựồng bộ cùng

với lưu lượng lớn chất thải sinh hoạt sẽ làm giảm sút môi trường sống, gây ô

nhiễm môi trường ựô thị (môi trường nước, không khắ, tiếng ồnẦ)

d Nông thôn và vấn ựề ô nhiễm môi trường

Việt Nam là nước nông nghiệp với 75% dân số ựang hoạt ựộng trong lĩnh vực nông nghiệp và sinh sống ở nông thôn Trình ựộ dân trắ và mức sống

thấp, sức ép ra tăng dân số, sự phát triển chậm về kinh tế, các phương thức canh tác nông nghiệp lạc hậu ựã và ựang là những nguyên nhân gây suy thoái môi trường nông thôn, huỷ hoại tài nguyên ở nhiều vùng

Diện tắch ựất trung bình theo ựầu người ngày càng giảm, ựặc biệt là diện tắch ựất nông nghiệp điều này dẫn ựến tình trạng khai thác tài nguyên mạnh hơn ựể tăng sản lượng, gây suy thoái môi trường ựất Ở các vùng miền núi, tình trạng nghèo ựói và dư thừa lao ựộng ựã và ựang làm nảy sinh các luồng di dân tự do vào các thành thị hay các vùng núi phắa Nam phá rừng ựể làm ăn sinh sống, gây nên những tình trạng căng thẳng về môi trường

Ở nông thôn nhất là vùng núi, nước sạch là một vấn ựề cấp bách Tỉ lệ nông dân ựược sử dụng nước sạch ở vùng ven biển là 18%, vùng ựồng bằng 25%, Trung du 28% và miền núi 9%, còn lại ựa phần là sử dụng nước tự nhiên không qua xử lý, gây ảnh hưởng nghiêm trọng ựến sức khoẻ cộng ựồng nói riêng cũng như môi trường sống nói chung [2]

e Ô nhiễm môi trường do hoạt ựộng công nghiệp, giao thông, dịch vụ- du lịch

Ngành công nghiệp nước ta ựang hình thành theo xu thế phát triển các khu công nghiệp lớn, khu chế xuất, khu công nghệ cao và tập trung thành 3

vùng kinh tế trọng ựiểm: phắa Bắc (Hà Nội- Hải Phòng - Hạ Long), miền Trung (đà Nẵng - Dung Quất - Quảng Ngãi) và phắa Nam (T.P Hồ Chắ Minh

- đồng Nai - Bà Rịa Vũng Tàu)

Cho ựến nay cả nước có khoảng 60 khu công nghiệp tập trung ựược hình thành với hàng trăm nhà máy ựi vào hoạt ựộng Tuy nhiên, ngoại trừ các nhà máy mới ựược xây dựng gần ựây, phần lớn các thiết bị trong ngành công nghiệp ựã lạc hậu, nhiều nhà máy không có thiết bị xử lý hoặc xử lý chưa triệt

ựể các chất thải trước khi thải ra ngoài, gây ô nhiễm nghiêm trọng môi trường nước, ựất, không khắ Ầ

Hoạt ñộng giao thông vận tải nhất là ở các ñô thị, các khu vực ven quốc

lộ tỉnh lộ ñã gây ra ô nhiễm môi trường không khí, tiếng ồn Mỗi năm 1 chiếc

ô tô chạy sẽ thải ra khoảng 100 - 250 kg hyñrocacbon làm nhiễm bẩn không khí và khi xăng cháy ñã tạo ra một số khí ñộc như oxítcacbon, sunfurơ … Cùng với nền ñường không ñược phun nước khi xe chạy kéo theo một lượng bụi khá lớn ñưa vào không khí làm ảnh hưởng ñến dân cư hai bên ñường…

Nhìn từ góc ñộ môi trường hoạt ñộng dịch vụ - du lịch là “nạn xâm lăng không tiếng súng” Dịch vụ - du lịch phát triển kéo theo việc ñô thị hoá, tập trung dân cư làm sôi ñộng môi trường khu vực, cây cối bị chặt phá, thay vào ñó là các khách sạn, công trình dịch vụ … tạo nguồn rác thải lớn gây ô nhiễm và các tác hại khác cho môi trường tự nhiên

f Ô nhiễm môi trường do chất thải

Chất thải, ñặc biệt là chất thải rắn và chẩt thải ñộc hại từ các ñô thị, khu công nghiệp ñang là vấn ñề bức xúc ở Việt Nam Các loại chất thải công

nghiệp (ñặc biệt công nghiệp dệt, nhuộm, công nghệ giấy, phân hoá học,

chứa hàm lượng các hoá chất với nồng ñộ cao hoặc ñộc hại nhưng hầu như không ñược phân loại từ nguồn thải hoặc xử lý thích ñáng, dẫn ñến tình trạng

ô nhiễm nguồn nước, môi trường ñất, phát sinh dịch bệnh, ảnh hưởng xấu tới

sự phát triển bền vững của cộng ñồng xã hội

g Ô nhiễm môi trường do sử dụng hoá chất trong nông nghiệp

* Ô nhiễm do phân hoá học

Theo Báo cáo Hiện trạng Môi trường (BCHTMT) Việt Nam năm 2005,

ở Việt Nam, 80% phân hoá học dành cho lúa, lượng NPK bón còn thấp Năm

2000 toàn bộ phân bón cả nước qui ra ñơn vị dinh dưỡng nguyên chất là 211.000 tấn, ñến năm 2005 dự kiến khoảng 2.708.000 tấn Nếu tính trên mỗi

ha: Năm 2000 tổng lượng NPK ñã bón là 171,5 kg/ha (tỷ lệ N: P2O5: K2O = 1: 0,38: 0,31); bình quân năm từ 2001 - 2003 ñã bón 172,6 kg/ha (tỷ lệ N: P2O5: K2O = 1: 0,55: 0,36); dự kiến giai ñoạn 2004 - 2005 bón khoảng hơn 300 kg/ha (tỷ lệ N: P2O5: K2O = 1: 0,58: 0,37) so với bình quân thế giới còn thấp Lượng phân bón bình quân sử dụng cho 1 ha gieo trồng rất thấp, ñặc biệt ở vùng trung

du và miền núi (khoảng 80 - 90 kg/ha), thấp hơn nhiều so với Hàn Quốc, Nhật Bản và Trung Quốc Tuy chưa gây ra những tác ñộng ô nhiễm môi trường nghiêm trọng, nhưng việc bón phân vô cơ ñơn ñộc, liên tục ñã ảnh hưởng tới sự chua hoá ở tầng ñất canh tác Một số vùng sử dụng ñạm nhiều có liên quan tới

sự tích luỹ NO3- trong nước [35]

* Ô nhiễm do hoá chất bảo vệ thực vật

Việc lạm dụng hoá chất và thuốc trừ sâu trong canh tác nông nghiệp, canh tác không ñúng kỹ thuật ñang gây ô nhiễm và suy thoái nhiều vùng ñất trên phạm vi cả nước Kết quả quan trắc cho thấy, một số vùng ñất nông nghiệp bị ô nhiễm như là ở vùng rau thành phố Hồ Chí Minh, hàm lượng CO tầng ñất mặt dao ñộng từ 9,9 - 15 mg/kg, vượt ngưỡng cho phép về an toàn nông phẩm; Crom (Cr) tầng ñất mặt ñạt 23 - 59 mg/kg, vượt ngưỡng an toàn; vùng rau Hóc Môn hàm lượng chì (Pb) trong tầng ñất mặt ñạt 89 mg/kg, vượt ngưỡng cho phép; vùng Thanh Trì, Từ Liêm (Hà Nội) bị phú dưỡng nitơ (NH4 dao ñộng từ 30,29 - 102,2 mgN/kg; NO3 6,49 - 7,7 mgN/kg) Ở gần Nhà máy Phân lân Văn ðiển có sự phú dưỡng phốt pho, các KLN như Cd, Cu, Pb

và Zn ñều xấp xỉ và vượt ngưỡng cho phép [35]

ða số các hoá chất bảo vệ thực vật (HCBVTV) phân huỷ trong nước rất chậm (từ 6 - 24 tháng), tạo ra dư lượng ñáng kể ở trong ñất Trung bình

có khoảng 50% lượng thuốc trừ sâu ñược phun ñã rớt xuống ñất và lôi cuốn vào chu trình ñất - cây - ñộng vật - người Theo Lichtenstein (1961), 1 năm sau khi phun DDT còn 80%, Lindan còn 60%, Aldrin còn 20%; sau 3 năm

DDT còn 50%, Aldrin còn 5% Clo hữu cơ tồn tại trong ựất từ 4 - 15 năm, cacbonat từ 1 - 2 năm [35]

h Ô nhiễm môi trường không khắ

Chất lượng không khắ tại một số ựô thị, các khu công nghiệp và các khu vực gần trục lộ giao thông ựang ngày càng bị nhiễm bẩn, nhiều nơi bị ô nhiễm một cách nghiêm trọng, hầu hết các chỉ tiêu chất lượng, nồng ựộ bụi ựều vượt quá nhiều lần giới hạn cho phép Trong ựó, một số nơi ô nhiễm bụi khá nghiêm trọng như: khu vực nhà máy xi măng Hải Phòng, khu công nghiệp

Biên Hoà cũ, khu công nghiệp Bến Lức (Long An)

Các khắ ựộc như SO2, NO2 hiện ựang là nguy cơ ựe doạ ở một số khu công nghiệp Nồng ựộ SO2 của khu công nghiệp Biên Hoà cũ vượt 3 - 4 lần tiêu chuẩn cho phép; nhà máy xi măng Hải Phòng và khu công nghiệp Thượng đình

i Ô nhiễm do chất ựộc hoá học

Theo thống kê của chắnh phủ Mỹ, gần 50% diện tắch rừng và ựất canh tác ở miền Nam Việt Nam ựã bị rải chất ựộc hoá học từ 1 lần trở lên Mỹ ựã sử dụng 72 triệu lắt chất làm rụng lá và diệt cỏ có nồng ựộ cao, trong ựó chất ựộc màu da cam có chứa dioxin chiếm 60%, chất trắng chiếm 13% và chất xanh chiếm 27% Cùng với 15 triệu tấn bom ựạn cũng ựược thả xuống ựã huỷ diệt hàng triệu ha rừng và ựất trồng trọt, nhiễm ựộc nhiều nguồn nước, gây tổn hại nghiêm trọng về số lượng và chủng loại các sinh vật, về chế ựộ khắ hậu thuỷ văn dòng chảy, ựặc biệt gây hậu quả nghiêm trọng về sức khoẻ con người [35]

k Ô nhiễm môi trường nước

Ô nhiễm nước mặt, nước ngầm và nước ven bờ ngày càng trở nên rõ rệt

ở Việt Nam Hạ lưu các con sông chắnh có chất lượng nước xấu, trong khi ựó các ao, hồ, kênh mương nội thị thì ựang nhanh chóng biến thành các bể chứa

nước thải Các tầng chứa nước dưới ñất cũng có dấu hiệu ô nhiễm và nhiễm mặn ở một vài nơi Nước ven bờ cũng bị ô nhiễm do các nguồn ô nhiễm trên ñất liền, các hoạt ñộng xây dựng cảng, sự cố tràn dầu và xói lở bờ biển

* Ô nhiễm nguồn nước mặt

Nhìn chung chất lượng nước ở thượng lưu các con sông còn khá tốt, nhưng vùng hạ lưu phần lớn ñã bị ô nhiễm, có nơi ở mức nghiêm trọng Nguyên nhân là do nước thải của các cơ sở sản xuất, kinh doanh, nước thải sinh hoạt không ñược xử lý ñã và ñang thải trực tiếp ra các dòng sông Chất lượng nước suy giảm mạnh, nhiều chỉ tiêu như BOD, COD, NH4+, tổng N,

tổng P cao hơn tiêu chuẩn cho phép nhiều lần

Mạng quan trắc môi trường quốc gia ñã tiến hành quan trắc ở 4 con sông chảy qua các khu ñô thị chính của Việt Nam là sông Hồng (Hà Nội), sông Cấm (Hải Phòng), sông Hương (Huế) và sông Sài Gòn (TP Hồ Chí Minh) Kết quả cho thấy, giá trị ño ñược của 2 thông số ô nhiễm cơ bản là amôni (NH4+) và BOD dao ñộng khá nhiều và vượt mức TCCP về chất lượng nước loại A của Việt Nam một vài lần [35] Tình trạng ô nhiễm càng trở nên trầm trọng hơn vào mùa khô, khi mà các dòng chảy sông ngòi hạ thấp Ngày càng có nhiều các kênh, ngòi, mương và ao hồ ở nội ñô trở thành nơi chứa nước thải công nghiệp và sinh hoạt Hầu hết các hồ ở Hà Nội có lượng BOD rất cao Tương tự, 4 sông nhỏ ở nội ñô Hà Nội và 5 con kênh ở thành phố Hồ Chí Minh có nồng ñộ DO rất thấp (0 - 2 mg/l), và nồng ñộ BOD ở mức cao (50 - 200 mg/l)

* Ô nhiễm nguồn nước ngầm

Nước ngầm là nguồn cung cấp nước rất quan trọng cho sinh hoạt, nông nghiệp và công nghiệp Chất lượng nước ngầm vẫn còn tốt, tuy vậy nhiều nơi

ñã có dấu hiệu bị ô nhiễm Một nghiên cứu ở Hà Nội ñã cảnh báo về tình hình

ô nhiễm amôni trong nước ngầm ở phắa Nam Hà Nội Nồng ựộ amôni trong nước ựã qua xử lý của 3 nhà máy nước cao hơn TCCP 2 - 8 lần Các nhà khoa học ước tắnh với mức khai thác 700.000 m3/ngày như hiện nay sẽ dẫn ựến nguy cơ hạ thấp mực nước ngầm kéo theo sự lún mặt ựất và hiện tượng ô nhiễm nguồn nước ngầm sẽ phổ biến ở Hà Nội

Việc hạ thấp mực nước ngầm ựã làm tăng sự xâm nhập của nước mặn, nước thải sinh hoạt và nước thải công nghiệp, thậm chắ gây ra lún ựất Ở vùng ựồng bằng Sông Hồng (đBSH), nồng ựộ nhiễm mặn cao hơn 3% ựã thâm nhập vào sâu hơn 60 km trong ựất liền kéo ựến tận phắa Bắc Hải Dương và Nam tỉnh Nam định Ở vùng ựồng bằng Sông Cửu Long (đBSCL), nước bị nhiễm mặn ựã ựược ghi nhận trên một nửa diện tắch cả vùng

Suy thoái và ô nhiễm nước ngầm xảy ra mạnh mẽ ở các khu vực ựô thị, nhất là ở các thành phố lớn, các KCN, khu trồng cây công nghiệp cần nhiều nước sinh hoạt và nước tưới Ở vùng ựồi núi, mặc dù mức ựộ ô nhiễm về nguồn nước còn chưa ựáng lo ngại, nhưng ựang có xu thế giảm dần trữ lượng và hạ thấp mực nước ngầm do mất rừng

* Ô nhiễm nước biển và ven biển

Nước biển Việt Nam ựã bị ô nhiễm bởi chất rắn lơ lửng (cao nhất là vùng đBSH và đBSCL), nitrat, nitrit, coliform (chủ yếu là khu vực đBSCL), dầu và kim loại kẽm

Sự cố tràn dầu gây ô nhiễm rất lớn ựến các vùng biển ven bờ, khoảng 30% hàng hoá cập tại các bến cảng là dầu Các hoạt ựộng khai thác ngoài khơi cũng tăng lên hàng năm Từ năm 1996 ựến năm 2002, sản xuất dầu thô tăng

từ 8,8 lên 17 triệu tấn/năm Mỗi năm có khoảng 772.000 tấn dầu bị rò rỉ ra vùng biển đông từ các hoạt ựộng khai thác dầu Trong giai ựoạn 1995 - 2002

có ắt nhất 35 vụ tràn dầu lớn ựã xảy ra trên biển Uớc tắnh có khoảng 92.000

tấn dầu từ các sự cố tràn dầu này chảy ra mơi trường biển và ven biển

2.2 Nghiên cứu đặc tính của một số nguyên tố kim loại nặng

2.2.1 ðặc tính của nguyên tố đồng (Cu)

ðồng là kim loại thuộc nhĩm 1B trong bảng tuần hồn các nguyên tố hố học, cĩ thể gặp đồng dưới 4 mức o xi hố (Cu, Cu+,Cu 2+,Cu 3+) nhưng thơng thường là đồng cĩ hố trị II, Cu2+ ðồng cĩ thể bị thải vào mơi trường

do cơng nghiệp, nhuộm, ngành điện, luyện chì, kim hồn Cơng nghiệp hố chất, thuốc chống nấm, phân bĩn động vật cũng thải ra mơi trường rất nhiều đồng Do đĩ cùng với kẽm, nguyên tố đồng được đặc biệt chú ý khi đánh giá chất lượng đất [12]

ðồng được phân bố rộng rãi trong đất và trong khống, khống chứa đồng quan trọng nhất là chacolite Cu2S và chacopyrite CuFeS2 Trong các loại đất thiếu đồng, Cu tổng số chỉ cĩ 2 - 3 ppm, cĩ một số đất dư đồng cĩ thể đến

200 ppm Trong đất, Cu cĩ trong nhiều loại khống khác nhau và cĩ khả năng được giữ trong các sản phẩm tồn dư của thực vật nhờ quá trình “tạo phức càng cua” Cu cĩ khả năng trao đổi trong các loại đất chua và được cố định dưới dạng phức chất trong đất kiềm Hàm lượng Cu trong đất ít, nếu đất bị ơ

xi hố và ẩm ướt lâu, một số khống bị phong hố và đặc biệt chất hữu cơ bị phân huỷ thì Cu cĩ thể bị hồ tan [39]

Trong đất Cu là nguyên tố vi lượng, ở một mức độ vừa phải Cu cũng cĩ

ý nghĩa hết sức quan trọng và đặc biệt trong đời sống thực vật, khơng cĩ một nguyên tố nào khác cĩ thể thay thế được đồng Khi thiếu đồng trong mơi trường dinh dưỡng, cây khơng phát triển và chết Tuy nhiên trong mơi trường đất nguyên tố đồng nếu thừa sẽ trở nên rất độc vì nĩ cản trở rất mạnh hoạt động dị hố của tập đồn vi sinh vật đất, ngăn cản chu trình tuần hồn hữu cơ ðối với thực vật cũng phát hiện được sự nhiễm độc gây ra ngay từ nồng độ 50

mg Cu/kg đất khơ đối với các loại thực vật lấy lá, các loại cây họ kim và một

số loài khác ðối với ñộng vật các bệnh ñường ruột, vàng da, buồn ngủ thấy

rõ nhất trong thức ăn chứa nhiều ñồng hoặc ở các bãi cỏ có sử dụng thuốc chống nấm Ảnh hưởng của nhiễm ñộc ñồng ñối với sức khoẻ con người rất lớn, ñặc biệt gây ra các bệnh tim mạch và hệ thống thần kinh [12]

Theo Tyler (1976) [51] trong khi các nguyên tố Hg, Cd, As ñược xếp vào loại ñộc nhất ñối với vi sinh vật tham gia quá trình khoáng hoá ñạm thì ñồng ñược coi là nguyên tố ñộc mạnh ñối với vi sinh vật tham gia quá trình khoáng hoá phosphat

Theo Doemam (1986) [42] với hàm lượng khoảng 100mg Cu/kg trong một số trường hợp bắt ñầu có khả năng ức chế các quá trình hô hấp của vi sinh vật ñất, ức chế quá trình khoáng hoá ñạm và quá trình nitrat hoá khi hàm lượng Cu ñạt khoảng 1000 mg/kg thì các quá trình này sẽ hoàn toàn bị ức chế Klobe (1979) [44] và rất nhiều tác giả khác cho rằng hàm lượng 100 mg/kg

Cu là ngưỡng ñộc của nguyên tố này Tiêu chuẩn môi trường của EEC quy ñịnh ngưỡng tối ña cho phép bón rác thải là 50 mg Cu/kg

2.2.2 ðặc tính của nguyên tố Chì (Pb)

Chì là một kim loại nặng màu sáng, chuyển thành xẫm khi tiếp xúc với không khí Chì có khối lượng phân tử 207, nóng chảy ở nhiệt ñộ 327,500C và sôi ở 17400C Chì nguyên chất hoà tan rất kém, trong tự nhiên Chì tồn tại dưới nhiều dạng o xi hoá và thường gặp với kẽm Trong ñất ô nhiễm chì thường cao ở tầng mặt do bụi chì rơi từ không khí xuống tạo nên các hợp chất tương ñối bền vững với hữu cơ: Pb = f (pH, CEC, PO43-, hữu cơ) Trong nhiều trường hợp bón phân hữu cơ, bón lân có tác dụng cố ñịnh chì tạm thời [12]

Chì gây ô nhiễm môi trường là do một chất chứa trộn lẫn vào xăng có tên gọi là Tetraethyl chì Pb(C2H5) Chất này ñược ñốt cháy cùng với xăng tạo thành khí PbCl2, PbBr2, và một ít PbO, sau ñó thải ra ngoài gây ô nhiễm không khí, sau khi rơi xuống ñất làm ô nhiễm ñất Càng gần ñường giao thông

thì ñất ô nhiễm chì càng nhiều Phần lớn chì phóng ra trong phạm vi 33cm kể

từ lề ñường Càng xuống sâu tỉ lệ chì càng giảm, chứng tỏ ñộ hoạt hoá của chì rất kém Trong môi trường trung tính hoặc kiềm chì tạo thành PbCO3 hoặc Pb3(PO4)2 ít hoà tan, cây khó hút vì vậy trong ñất có phản ứng cacbonat hoặc trong ñất trung tính vấn ñề ô nhiễm chì không ñáng kể Kết quả nghiên cứu cho thấy khả năng hấp phụ chì của keo sét cao hơn 2 - 3 lần hấp phụ can xi Chất hữu cơ cũng hấp phụ chì rất mạnh vì tính linh ñộng của chì kém nên bị ô nhiễm có lẽ do chì trong không khí là chủ yếu [36]

Chì là một chỉ tiêu nhạy cảm về kim loại nặng Nguyên tố chì rất ñộc ở trong môi trường ñất, nếu thừa nó sẽ cản trở rất mạnh ñến hoạt ñộng của quần thể sinh vật: Pb2+có thể gây ñộc trực tiếp qua màng tế bào sinh vật ðối với hoạt ñộng của vi sinh vật: Pb2+ gây rối loạn quá trình tuần hoàn nitơ (giảm nitrat hoá, phản nitrat hoá và khoáng hoá ñạm hữu cơ) ðối với cây trồng nhiều tác giả cho rằng Pb bắt ñầu gây ñộc ở mức 100 - 200 mg/kg Trên thực

tế, với ñặc tính sinh lý khác nhau, các cây trồng sẽ phản ứng rất khác nhau tuỳ theo mức ñộ Pb trong ñất, tuy nhiên việc thống nhất về ngưỡng ñộc của cây của rất nhiều tác giả là cơ sở rất tốt cho việc ñánh giá mức ñộ ô nhiễm trong ñiều kiện quan trắc ở Việt Nam Một số nghiên cứu chứng tỏ ảnh hưởng tích cực của chì với hàm lượng nhỏ (kích thích) nhưng trong trường hợp bị ñộc chì

sẽ làm giảm quá trình quang hợp, lá vàng xuất hiện cùng với nhiều chấm ñen

ở các lá nhỏ, nồng ñộ 50 mg Pb/kg ñất khô, năng suất giảm 11% so với ñối chứng ðối với vật nuôi: bò con hấp thụ 7,7 mg Pb/kg/ngày giảm trọng lượng 13% ðối với sức khoẻ con người: nhiễm ñộc chì gây ra các bệnh tai - mũi - họng, máu, gan, xương và các bệnh ngoài da [12]

2.2.3 ðặc tính của kẽm (Zn)

Theo CCME (1979) [53], nguyên tố kẽm là một kim loại chuyển tiếp thuộc nhóm IIB chu kỳ 4 trong bảng tuần hoàn các nguyên tố hoá học, có

khối lượng phân tử 65,38 ở trạng thái nguyên chất Zn nóng chảy ở nhiệt ñộ

4190C và sôi ở 9070C Thông thường Zn bị o xi hoá và mang 2 ñiện tích dương, ion Zn có ái lực cao ñối với các hợp chất khoáng cũng như hữu cơ ñặc biệt là các a xit mùn humic và fulvic trong ñất Các dạng o xit kẽm, hay muối cacbonat, photphat hay silicat kẽm ñều khó hoà tan Trong khi ñó muối Zn với sunphat hay clo ñều rất dễ hoà tan Thông thường kẽm có trong công nghệ hàn và các công nghệ luyện kim thiếc và chì, công nghệ pin, công nghệ ñiện

tử và công nghệ cao su Khi thải trong môi trường ñất kẽm trở lên rất linh hoạt dưới dạng ion kẽm hóa trị II I on này có thể nằm trong các thành phần hữu cơ hay hấp phụ trong các khoáng sét của ñất hay các muối photphat Cân bằng kẽm trong ñất phụ thuộc vào nhiều yếu tố trong ñó nổi bật là hàm lượng hữu cơ, khả năng khoáng hoá, ñiện thế ô xi hoá khử và pH của ñất

Kẽm trong ñất có ở trong các khoáng nguyên sinh và trong sét, kẽm ñược chất hữu cơ và sét hấp phụ chặt, ngoài ra một ít kẽm ở dạng kết tủa dưới dạng hydroxit hoặc các muối phot phat, cacbonac và silicat ở các loại ñất chua nhẹ ñến kiềm Trong ñó có các loại ñất lượng kẽm hoà tan trong nước chỉ khoảng phần tỉ, trong dung dịch amon axetat cũng rất thấp, ngoại trừ trường hợp các tác nhân như EDTA diphenyl thiocacbazon (dithizone) [39]

Kẽm có trong thành phần của các khoáng vật như: biotit, amphibol, pyroxen Phong hoá ñá và khoáng vật chuyển kẽm thành hợp chất hoà tan và hấp phụ ở dạng Zn2+ Trong ñất có phản ứng a xit thì tính linh ñộng của Zn2+ tăng và ñộ dễ tiêu cũng tăng Hiện tượng thiếu kẽm biểu hiện ở ñất có pH>6

và nghèo chất hữu [11]

Theo Kabata - Pendia, Pendias (1991) [41] với hàm lượng khoảng 100mg/kg trong một số trường hợp Zn có khả năng ức chế quá trình hô hấp của vi sinh vật ñất, quá trình khoáng hoá ñạm, quá trình nitrat hoá và các quá trình này sẽ hoàn toàn bị ức chế khi Zn ñạt hàm lượng 1000mg/kg So với các kim loại nặng khác, Zn ñược coi là nguyên tố ít ñộc hơn ñối với cây trồng

Trong nông nghiệp, kẽm vẫn ñược coi là nguyên tố dinh dưỡng vi lượng, thiếu kẽm cũng có thể dẫn ñến năng suất, chất lượng nông sản thấp, khả năng chống chịu sâu bệnh kém Tuy nhiên kẽm cũng là một trong những chỉ tiêu nhạy cảm về kim loại nặng ở trong môi trường ñất, nếu thừa nó sẽ cản trở rất mạnh ñến chu trình sinh học bình thường của sự sống trong ñất ñặc biệt ñối với quá

2.3 Nghiên cứu về ô nhiễm kim loại nặng trên thế giới và Việt Nam

2.3.1 Nghiên cứu ô nhiễm kim loại nặng trên thế giới

Chất lượng môi trường nói chung, môi trường ñất nói riêng ñang ñược

cả thế giới quan tâm Phát triển xã hội ñi ñôi với bảo vệ môi trường là mục tiêu chung của các quốc gia Mỗi năm thế giới mất ñi 25 tỉ tấn ñất mặt do bị rửa trôi, xói mòn Khoảng 2 tỉ ha ñất canh tác và ñất trồng cỏ trên thế giới ñã

và ñang bị suy thoái do sử dụng ñất thiếu khoa học và không có quy hoạch Ở nhiều nơi ñất bị xói mòn, xa mạc hoá, mặn hoá ñã trở lên không có khả năng canh tác Cùng với sự gia tăng dân số và ngành công nghiệp hoá học phát triển mạnh mẽ nên ñể tăng lượng lương thực người nông dân ñã lạm dụng phân bón hoá học, thuốc bảo vệ thực vật nhằm giúp nông nghiệp loại trừ tác hại của sâu bệnh và tăng năng suất cây trồng thì cũng ñồng thời nảy sinh một

số vấn ñề ô nhiễm ñất và một loạt vấn ñề mới lại nảy sinh Sự phát triển công nghiệp, mạng lưới giao thông và ñô thị hoá ñã làm cho ñất, nước và môi trường bị ô nhiễm kim loại nặng Theo thống kê của các tổ chức môi trường

thế giới, hàng năm các con sông của Châu á ñưa ra biển khoảng 50% chất cặn lắng (tương ñương với 13,5 tỉ tấn), có tới 70% trong số ñó chảy vào Thái Bình Dương không ñược xử lí Hơn 40% ô nhiễm trong khu vực bắt nguồn từ công nghiệp, nông nghiệp, sinh hoạt, ñô thị và giao thông vận tải Tình hình ô nhiễm xảy ra ở hầu hết các nớc ñang phát triển Hơn 90% cống rãnh thải trực tiếp vào các cánh ñồng, các con sông mà không qua xử lí [33] Trước vấn ñề cấp bách ñó nhiều nhà khoa học trên thế giới ñã và ñang tiến hành những công trình nghiên cứu về ảnh hưởng ñộc chất cũng như sự ô nhiễm của một số kim loại nặng (Cu, Pb, Cd ) ñối với môi trường ñất, nước và không khí

Theo nghiên cứu của các nhà khoa học, KLN có nguồn gốc phát sinh từ nhiều nguồn khác nhau Trong ñất, thông thường hàm lượng kim loại hình thành trong ñá macma lớn hơn trong các ñá trầm tích (bảng 2.1)

Bảng 2.1 Hàm lượng của một số kim loại nặng trong một số loại ựá

Axit (Granite) đá vôi

(Nguồn: Alter Mitchell - 1964) [37]

Ngày nay, với tốc ựộ phát triển mạnh mẽ của ựô thị hoá và các KCN, vấn ựề ô nhiễm ngày càng trở lên nghiêm trọng Khói từ nhà máy, từ hoạt ựộng giao thông làm ô nhiễm bầu khắ quyển Nước thải từ các nhà máy, khu dân cư làm ô nhiễm nguồn nước Và chúng là nguyên nhân của sự tắch tụ quá mức hàm lượng KLN trong ựất và nước

Sự phát thải của các nguyên tố KLN vào môi trường do hoạt ựộng của con người (khai khoáng, công nghiệp, giao thông ) lớn hơn rất nhiều lần so với hoạt ựộng của các quá trình tự nhiên (núi lửa, ựộng ựất, sạt lở ), ựặc biệt

là Pb, Zn, Cu (bảng 2.2)

Bảng 2 2 Sự phỏt thải toàn cầu của một số nguyờn tố KLN

(Nguồn: Galloway & Freedmas - 1982) [17]

Theo Thomas (1986), các nguyên tố KLN như: Cu, Zn, Cd, Hg, Cr, As thường chứa trong phế thải của các ngành luyện kim màu, sản xuất ô tô Khi nước thải chứa 13 mg Cu/l, 10 mg Pb/l, 1 mg Zn/l đ> gây ô nhiễm đất nghiêm trọng Hàm lượng Cd trong đất Thuỵ Sĩ có thể lên tới 3 mg/kg trong vòng 20 - 30 năm tới Tính di động của kim loại nặng phụ thuộc vào nhiều yếu

tố như: sự thay đổi điện thế o xi hoá khử, pH, số lượng muối và các phức chất… có khả năng hoà tan kim loại nặng ở trong đất [52]

Ở Mỹ tại những vựng ủất lõn cận cỏc nhà mỏy sản xuất kim loại, hàm lượng Cd ủạt ủến con số khổng lồ là 26 - 1500 ppm [41]

Kết quả ủiều tra ủất của 53 thành phố, thị xó ở nước Anh thấy hầu hết ủất cú hàm lượng Pb tổng số vượt trờn 200 ppm, ở nhiều vựng cụng nghiệp ủó vượt quỏ 500 ppm, hàm lượng Cd xung quanh vựng khai thỏc kẽm từ 2 - 336 ppm [6]

Ở Nhật Bản, ñất bị ô nhiễm thuỷ ngân và Cd rất nặng Từ 1953 - 1967

trên toàn bộ ñất canh tác, Nhật Bản ñã sử dụng hơn 6800 tấn Hg, hàm lượng

Hg trong gạo từ 0,02 ppm (1946) tăng lên 0,15 ppm (1966) Trong khi ñó theo

tiêu chuẩn vệ sinh quy ñịnh về hàm lượng Hg trong lượng thực không ñược

vượt quá 0,02 ppm Vì vậy người dân ở ñây ñã bắt ñầu ngừng và hạn chế bón

Hg Tại tỉnh Toyama thuộc khu vực ñầu nguồn sông Jinsu, hàm lượng Cd

trong lúa ñược trồng ở vùng này cao hơn gấp 10 lần so với lúa trồng ở khu

vực khác nên chúng ñã bị huỷ bỏ Nguyên nhân là môi trường ñất vùng này bị

nhiễm ñộc bởi nước thải của mỏ khoáng Shinkou (tinh luyện kẽm) Cho tới

năm 1992 mới giải ñộc ñược khoảng 36% diện tích ruộng ñất bị ô nhiễm, chi

phí làm sạch ñất và chi phí bồi thường tổn thất nông nghiệp lên tới 19 triệu

USD/năm [1]

Trong bùn các cống rãnh, lượng Cd không cao, sự ñộc hại của Cd trong

môi trường ñất rất nguy hiểm cho con người và ñộng vật Nó ñược bổ sung

cho môi trường ñất từ nguồn bùn cống nước thải qua nhiều năm Theo

Setevenson (1986) hàng năm có 20 tấn bùn/ha ñược ñổ ra sau 20 năm sẽ có

nồng ñộ trong dung dịch ñất là 8 ppm Zn và cũng có khoảng 5 ppm Cd [1]

Phân tích các mẫu bùn cống rãnh người ta thu ñược kết quả KLN (ở bảng 2.3)

Giao thụng là một trong những nguyờn nhõn gõy tớch lũy KLN ở Chõu

Âu, người ta ước tớnh cú tới 76% tổng lượng Pb thoỏt ra mụi trường là do xăng chỡ làm nhiờn liệu [49]

Khi nghiờn cứu nước mưa chảy ra từ cỏc ủường cao tốc một số vựng Tõy Nam Scotland của hai tỏc giả A Mc Neill & S Olley (1998) [46] nhận thấy rằng do ảnh hưởng của hoạt ủộng giao thụng, cỏc chất thải ra từ cỏc ủộng

cơ ủốt trong của cỏc phương tiện tham gia giao thụng chớnh là nguồn gõy nhiễm KLN cho nước mặt, kết quả ủược thể hiện ở bảng 2.4

Bảng 2.4 Kết quả trung bỡnh của Cu, Zn và chất rắn lơ lửng

Chỉ tiờu theo dừi Số

lượng mẫu

Giỏ trị trung bỡnh (mg/l)

Nồng ủộ thấp nhất (mg/l)

Nồng ủộ cao nhất (mg/l)

TCCP

(Nguồn: Mc Neill & S Olley - 1998)

Phân tích các chất thải hữu cơ trong các khu vực đông dân c− có thể thấy hàm l−ợng Pb lên tới hàng trăm mg/kg Ở ðan Mạch, hàm lượng Pb trong cặn bể lắng lờn tới 4700 mg/kg [28] Bờn cạnh hoạt ủộng cụng nghiệp, giao thụng…là nguồn gõy ụ nhiễm kim loại nặng cho ủất, nước thỡ việc sử dụng chế phẩm trong sản xuất nụng nghiệp bao gồm phõn hữu cơ, phõn vi sinh, HCBVTV và thậm chớ nước tưới cũng dẫn tới việc vận chuyển cỏc KLN vào ủất nụng nghiệp Hàm lượng KLN sẽ tăng lờn trong ủất theo thời gian Nồng ủộ thường thấy kim loại nặng trong một số chế phẩm nụng nghiệp ủược

liệt kờ trong bảng 2.5

Bảng 2.5 Nồng ñộ thường thấy của các KLN trong một số loại chế phẩm nông nghiệp

60 -

2 - 7.000

50 - 8.000

91 - 49.000

13 - 3.580

82 - 5.894

0,01 -

100

0,09 -

21 Phân

0,01 - 0,36 Phân

0,3 - 2,9

Khi nghiên cứu hàm lượng kim loại nặng trong ñất ở Ria thuộc

Ortigueira, Tây Ba Nha X.L.Otero, J.M.Sanchez và F.Macias (2000) [48]

nhận thấy hàm lượng Ni và Cr ñặc biệt cao trong tầng ñất mặt của vùng

Esteiro

(1930 mg kg-1 và 582 mg kg/-1) ñó là ảnh hưỏng của bùn thải của mỏ khai

thác Secpentin gần ñó Hàm lượng Cu và Zn ở mức thấp hơn

Ở Mỹ, Anh, Hà Lan khi nghiên cứu một số chế phẩm sử dụng trong

nông nghiệp người ta xác ñịnh ñược nồng ñộ Pb trong bùn thải biến ñộng từ

50 - 3.000 mg/kg, phân lân từ 7 - 225 mg/kg, vôi từ 20 - 1.250 mg/kg, phân

ñạm 2 - 27 mg/kg, phân chuồng 6,6 - 15 mg/kg và thuốc bảo về thực vật là 60

mg/kg [40]

Theo kết quả ñiều tra của nhóm tác giả Tây Ba Nha E.Gimeno - Gareia,

V.Andreu và Boluda (1996) ở vùng Valencia (Tây Ba Nha) [31] người ta

dùng các loại phân bón: U rê 40%, Supephosphat 18%, Sắt Sunphat 18,5%,

Fe và ðồng sunphat 25% Cu Trong các loại phân này có chứa hàm lượng

kim loại nặng khác nhau Tổng các loại phân bón tiêu thụ ở ñây khoảng 2

triệu tấn (với mức bình quân 99 kg/ha tại vùng Valencia) Kết quả nghiên cứu

của tác giả ñược giới thiệu ở bảng 2.6

Bảng 2 6 Ước tính hàm lượng kim loại ñưa vào ñất do phân bón

Hàm lượng nguyên tố (mg/ha/năm)

Qua bảng 2.6 cho thấy tích luỹ lớn và ñáng quan tâm là Cu 8932,68

g/ha/năm và Ni 121 g/ha/năm; Cd là 1,35 g/ha/năm; Pb 2,38 g/ha/năm; Zn

33,33 g/ha/năm Chúng ta có thể phần nào nhận thấy ảnh hưởng của cách sử

dụng phân bón ñến sự tích luỹ kim loại nặng trong môi trường ñất nông nghiệp

Ở Hungari theo báo cáo của O.Palmai (1995) [20] thì hàm lượng cực ñại

của nguyên tố vết ñược ñưa vào ñất canh tác (chủ yếu theo con ñường phân

bón hoá học, bùn thải hoá học, bùn thải và nước tưới) thể hiện ở bảng 2.7

Bảng 2.7 Hàm lượng cực ñại của nguyên tố vết ñưa vào ñất canh tác

Kim loại nặng Hàm lượng cực ñại của nguyên tố vết

ðất bị ô nhiễm kim loại nặng không chỉ làm giảm năng suất cây trồng

mà còn ảnh hưởng ñến nông sản dẫn tới tác ñộng xấu ñến sức khỏe con người Vì vậy nhiều nước trên thế giới ñã quy ñịnh mức ô nhiễm KLN (bảng 2.8)

Bảng 2 8 Hàm lượng tối ña cho phép (MAC) của các KLN

ñược xem là ñộc ñối với thực vật trong ñất nông nghiệp

(Nguồn: Kabata - Pendias,1992) [43]

Năm 1999, Minh Cheng Lena Q.Ma và Willie G Haris [47] ñã thiết lập giá trị nền tổng số của các nguyên tố ñộc gồm Ag, As, Ba, Cd,Cr, Cu, Hg, Mn,

Mo, Ni, Pb và Zn của tầng ñất mặt từ 448 mẫu ñại diện của bang Florida(Mỹ), so sánh với kết quả ñược nghiên cứu và công bố trước ñó (bảng 2.9)

Bảng 2.9 Giá trị nền của một số nguyên tố vết ở tầng ñất mặt

bang Florida và so sánh kết quả nghiên cứu trước ñó

ðơn vị: mg/kg, ñối với Hg: µ g /kg

Những kết quả ñược công bố trước ñó Nguyên

a.Công bố bởi Gough và cộng sự,1988

b.Công bố bởi Bradford và cộng sự, 1996

c.Công bố bởi Shacklette và Boerngen, 1984

d.Công bố bởi Wei và cộng tác viên, 1990

e Công bố bởi Duñka,1992,1993 * Số liệu chưa ñược xác ñịnh

Khi nghiên cứu kim loại nặng sự tích luỹ kim loại nặng trong ñất nhưng chỉ xét về hàm lượng tổng số thì chưa thể ñánh giá ñúng ñộ ñộc của chúng ñối với cây trồng cũng như chiều hướng biến ñổi của chúng A.Tessier, P.G.C.Campbel và M.Bisson (1979) [50] ñã chia kim loại nặng trong ñất thành các dạng chính sau:

- Dạng trao ñổi:

Là dạng kim loại nặng ñược hấp phụ trên bề mặt các hạt ñất (hạt sét, các oxit sắt và oxit mangan bị solvat hoá, các axit mùn) ðây là dạng mà cây trồng dễ hấp thu trong quá trình hút dinh dưỡng và nước vào cơ thể

- Dạng liên kết cacbonat:

Các kim loại nặng tồn tại dưới dạng các muối cacbonat (CO32-) trong ñất Sự tồn tại và liên kết của các dạng này phụ thuộc rất nhiều vào pH của ñất cũng như lượng cacbonat trong ñất

- Dạng liên kết oxit sắt, oxit mangan:

Dạng này dễ hình thành do các oxit sắt và oxit mangan tồn tại trong ñất như kết von ñá ong, vật liệu gắn kết giữa các hạt ñất Các oxit này là những chất loại bỏ rất tốt các KLN nhờ quá trình nhiệt ñộng học không ổn ñịnh dưới ñiều kiện khử

- Dạng liên kết với chất hữu cơ:

KLN liên kết với các chất hữu cơ khác nhau trong ñất như: sinh vật ñất, sản phẩm phân giải của chất hữu cơ, chất hữu cơ bao phủ bên ngoài hạt ñất,…

Do ñặc tính tạo phức và peptiz hoá của các chất hữu cơ làm cho các kim loại tích luỹ lại trong ñất (các chất hữu cơ bị oxy hoá, phân giải dẫn ñến sự giải phóng các kim loại nặng vào ñất)

- Dạng còn lại:

Bao gồm các KLN nằm trong cấu trúc tinh thể của các khoáng vật nguyên sinh và thứ sinh Dạng này rất khó giải phóng ra môi trường dưới các ñiều kiện tự nhiên bình thường Do tác dụng của các quá trình phong hoá, ñặc biệt là phong hoá hoá học và phong hoá sinh học mà các KLN dần dần ñược giải phóng ra môi trường ñất

Các tác ñộng tương hỗ giữa các kim loại nặng trong ñất và các cơ chế chuyển hoá giữa chúng trong ñất nói chung và trong ñất trồng lúa vẫn chưa ñược làm rõ song quan hệ của một số yếu tố như pH ñất, quá trình ô xy hoá khử ñã ñược một số nhà khoa học trên thế giới nghiên cứu pH ñất là yếu tố chính ñiều chỉnh ñộ di ñộng của kim loại nặng và sự hấp thụ của chúng vào cây lúa, Cd bị hấp thụ mạnh nhất ở pH 4,5 - 5,5 [50]

Trước khi rút nước ở ruộng lúa thì trong ñất xảy ra quá trình khử làm giảm pH dẫn tới giải phóng các kim loại nặng sang dạng dễ tiêu làm cây hút ñược Sau khi rút nước, oxi xâm nhập vào ñất oxi hoá các oxit Fe, oxit Mn,

chuyển chúng sang dạng kết tủa làm ảnh hưởng ñến sự cố ñịnh kim loại nặng

do chúng sẽ hấp phụ lí hoá học ñối với kim loại nặng này Ngoài ra các khoáng sét, ñặc biệt là allophane (Si3Al4.nH20) và Imôglite (Si2Al40105H20) có khả năng hấp thụ Cd rất cao [50]

Thế Oxi hoá - khử trong ñất lúa cũng bị thay ñổi do luân phiên ẩm khô của ruộng lúa qua các thời kỳ của cây cũng là nguyên nhân gây biến ñổi hàm lượng của chúng Khi trồng lúa, ta cho nước vào ruộng làm cho thế Oxi hoá - khử có thể từ 120 ñến 180mV làm cho ion sunphat (SO42-) khử thành dạng sunfua (S2-) làm kết tủa các kim loại nặng dạng Cds, CuS, ZnS, PbS…(tích tố tan của chúng lần lượt là: 1,40.10-29; 2,39.10-25 ; 9,04.10 -29) nhưng ở cuối vụ, ruộng ñược rút nước làm cho quá trình trên diễn ra ngược lại từ các trường hợp sumfua tạo ra các sumphat của Cd2+, Cu2+, Zn2+, Pb2+ có thể làm ô nhiễm ñất [50]

Theo nghiên cứu của các nhà khoa học cần lưu ý rằng thực tế hàm lượng kim loại nặng (Cu, Pb, Zn, Cd, Hg…) có nguồn gốc phát sinh từ hoạt ñộng của con người lớn hơn 3 lần lượng phát sinh từ nguồn gốc tự nhiên [18]

ðặc biệt, ngày nay với tốc ñộ phát triển mạnh mẽ của công nghiệp và hình thành nhiều thành phố lớn, vấn ñề ô nhiễm môi trường ngày càng nghiêm trọng Khói từ các nhà máy, từ xe cơ giới thải ra làm ô nhiễm bầu khí quyển Nước thải từ các nhà máy, khu dân cư ñô thị làm ô nhiễm nguồn nước Trong nông nghiệp sử dụng ngày càng nhiều các loại thuốc trừ sâu, thuốc trừ

cỏ và một số loại phân hoá học ñã làm ô nhiễm nghiêm trọng nguồn tài nguyên ñất

Các nguyên nhân gây tích ñọng kim loại nặng gây ô nhiễm môi trường một phần là do tác ñộng trực tiếp từ nguồn thải, một phần là do quá trình quản

lý và xử lý các nguồn thải chưa chặt chẽ, không ñược coi trọng ñã gián tiếp gây ô nhiễm dần dần ñến môi trường Chính vì vậy mà việc tìm các biện pháp

ñề phòng và khắc phục ô nhiễm kim loại nặng là vấn ñề rất cần thiết ñối với toàn cầu hiện nay

2.3.2 Nghiên cứu ô nhiễm KLN ở Việt Nam

Trong những năm gần ñây, nhờ từng bước thực hiện CNH - HðH ñất nước cùng nền kinh tế thị trường, Việt nam ñã có những bước tiến rõ rệt Khi nền kinh tế xã hội phát triển,dân số tiếp tục gia tăng, kèm theo áp lực của cơ chế thị trường ñã làm nảy sinh những tư duy kinh tế thiếu cân nhắc, kỹ lưỡng vượt khỏi tầm kiểm soát của nhà nước trong nhiều lĩnh vực dẫn ñến những hành ñộng duy ý chí chạy theo lợi nhuận tối ña ñặc biệt là trong khai thác, sử dụng tài nguyên thiên nhiên

Với quỹ ñất có hạn trong khi nhu cầu sử dụng ñất của con người ngày càng tăng làm cho quan hệ giữa người và ñất ngày càng căng thẳng Những sai lầm liên tục của con người trong quá trình sử dụng ñất (có ý thức hoặc vô thức) dẫn ñến sự cạnh tranh, xung ñột về ñất ñai, các mâu thuẫn về phát triển

và môi trường ngày càng gay gắt ñôi khi làm huỷ hoại môi trường ñặc biệt là môi trường ñất, nước

ðể sử dụng ñất ñai bền vững, tạo ra lợi ích tổng hoà về kinh tế - xã hội - môi trường Vai trò quản lý và ñiều hành của nhà nước thông qua sự can thiệp ñúng mức, kịp thời của các cấp chính quyền từ TW ñến ñịa phương có ý nghĩa hết sức quan trọng Việc nhìn nhận lại vấn ñề ô nhiễm môi trường ñất, nước, không khí… ñã ñược các cấp, các ngành quan tâm Một hành lang pháp lý thống nhất ở cấp vĩ mô ñã ñược tạo lập và ngày càng trở lên hoàn thiện thông qua việc ban hành các văn bản như: kế hoạch hành ñộng quốc gia vè môi trường và phát triển lâu bền (1991); Luật bảo vệ môi trường (2005); Chỉ thị 36/CT - TW về tăng cường công tác bảo vệ môi trường trong thời kỳ CNH - HðH ñất nước (1998); Chiến lược bảo vệ môi trường quốc gia giai ñoạn 2001 - 2010; Kế hoạch hành ñộng môi trường Việt Nam giai ñoạn 2006 - 2010 Ngoài ra còn

nhiều văn bản khác có tác ñộng gián tiếp ñến công tác bảo vệ môi trường ñó là: Luật bảo vệ sức khoẻ nhân dân(1989), Luật bảo vệ và phát triển rừng (1981), Luật khoáng sản (1996), Luật tài nguyên nước (1998), Bộ luật hình sự (1999), Luật ñất ñai (2003) và các tiêu chuẩn về chất lượng môi trường

Những nghiên cứu bước ñầu của Việt Nam về kim loại nặng chỉ ra rằng: hàm lượng các nguyên tố kim loại nặng (Cu, Pb, Zn, Cd …) trong ñất phụ thuộc nhiều vào nguồn gốc ñá mẹ và mẫu chất hình thành nên các loại ñất

ñó Thêm vào ñó ñất là nơi lưu giữ các nguyên tố kim loại nặng và giải phóng

ra môi trường bên ngoài thông qua các hoạt ñộng của con người

2.3.2.1 Ô nhiễm kim loại nặng do tự nhiên

Những nghiên cứu bước ñầu của Việt Nam về kim loại nặng ñã chỉ ra rằng: Hàm lượng của các nguyên tố kim loại nặng (Cu, Pb, Zn, Cd…) trong ñất phụ thuộc nhiều vào nguồn gốc ñá mẹ và mẫu chất hình thành nên các loại chất ñó Thêm vào ñó, ñất là nơi giữ các nguyên tố kim loại nặng và giải

phóng ra môi trường bên ngoài thông qua các hoạt ñộng của con người

Theo tác giả Trần Công Tấu và Trần Công Khánh (1998) [27] khi nghiên cứu kim loại nặng dạng tổng số và di ñộng ở tầng mặt ñất mặt 0 - 20

cm trên một số kim loại ñất ñã chỉ ra 7 ñộc tố (Co, Cr, Fe, Mn, Ni, PB, Zn) tập trung chủ yếu ở hai loại ñất là phù sa thuộc ñồng bằng sông Hồng và ñồng bằng sông Cửu Long, hàm lượng kim loại nặng trong ñất phù sa ñồng bằng sông Cửu Long có xu hướng tích luỹ dạng linh ñộng Kết quả nghiên cứu ñược thể hiện ở bảng 2.10