Post on 24-Jul-2016
description
ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
------------***------------
LƢƠNG THỊ HOA
ĐÁNH GIÁ Ô NHIỄM VÀ NGHIÊN CỨU BIỆN PHÁP
XỬ LÝ KIM LOẠI NẶNG TRONG ĐẤT VÀ NƢỚC
TẠI LÀNG NGHỀ CƠ KHÍ XÃ THANH THÙY, THANH OAI, HÀ NỘI
LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC
Hà Nội – 2014
ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
------------***------------
LƢƠNG THỊ HOA
ĐÁNH GIÁ Ô NHIỄM VÀ NGHIÊN CỨU BIỆN PHÁP
XỬ LÝ KIM LOẠI NẶNG TRONG ĐẤT VÀ NƢỚC
TẠI LÀNG NGHỀ CƠ KHÍ XÃ THANH THÙY, THANH OAI, HÀ NỘI
CHUYÊN NGÀNH : KHOA HỌC MÔI TRƢỜNG
MÃ SỐ : 60 44 03 01
LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC
NGƢỜI HƢỚNG DẪN: PGS.TS. NGUYỄN THỊ LOAN
TS. TRẦN THỊ HUYỀN NGA
Hà Nội – 2014
LỜI CẢM ƠN
Trong suốt quá trình thực hiện luận văn tốt nghiệp này ngoài sự cố gắng không
ngừng của bản thân, tôi đã nhận đƣợc sự quan tâm, giúp đỡ và chỉ bảo tận tình của
nhiều cá nhân, tổ chức trong và ngoài trƣờng. Tôi xin bày tỏ lời cảm ơn sâu sắc nhất
tới tất cả các tập thể, cá nhân đã tạo điều kiện giúp đỡ tôi trong suốt quá trình thực
hiện nghiên cứu luận văn này.
Trƣớc hết, tôi xin chân thành cảm ơn tập thể Lãnh đạo và các Thầy, Cô của
Khoa Môi trƣờng thuộc Trƣờng Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc Gia Hà
Nội đã trực tiếp giảng dạy và hƣớng dẫn tôi trong suốt thời gian học tập.
Tôi xin chân thành cảm ơn Chi cục bảo vệ môi trƣờng Hà nội, Trung tâm
Quan trắc và phân tích Tài nguyên Môi trƣờng Hà Nội đã giúp đỡ tôi về chuyên
môn cũng nhƣ cơ sở vật chất trong quá trình thực hiện luận văn tốt nghiệp.
Đặc biệt, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới PGS.TS Nguyễn Thị Loan và TS.
Trần Thị Huyền Nga, ngƣời đã dành nhiều thời gian, công sức, tận tình hƣớng khoa
học và giúp đỡ tôi trong suốt quá trình nghiên cứu, hoàn thành luận văn này.
Cuối cùng, tôi xin gửi lời biết ơn sâu sắc tới gia đình và bạn bè đồng nghiệp
đã động viên, giúp đỡ nhiệt tình và đóng góp nhiều ý kiến quý báu để tôi hoàn thành
luận văn này.
Do thời gian nghiên cứu có hạn, luận văn của tôi chắc hẳn không thể tránh
khỏi những sơ suất, thiếu sót, tôi rất mong nhận đuợc sự đóng góp của các thầy cô
giáo cùng toàn thể bạn đọc đã động viên, giúp đỡ tôi về mặt tinh thần trong suốt quá
trình thực tập tốt nghiệp.
Tôi xin chân thành cảm ơn!
Hà Nội, ngày tháng năm 2014
Tác giả
Lƣơng Thị Hoa
MỤC LỤC
Trang
MỞ ĐẦU ......................................................................................................................... 1
CHƢƠNG 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU .......................................................................... 4
1.1. Nguồn phát tán KLN trong đất và nƣớc ................................................................... 4
1.1.1.Nguồn phát tán KLN trong môi trƣờng nƣớc ........................................................ 4
1.1.2. Nguồn phát tán KLN trong môi trƣờng đất .......................................................... 5
1.2. Hiện trạng ô nhiễm KLN trong đất, nƣớc trên thế giới và làng nghề Việt Nam ..... 6
1.2.1. Hiện trạng ô nhiễm KLN trên thế giới .................................................................. 6
1.2.2. Hiện trạng ô nhiễm KLN ở các làng nghề Việt Nam ............................................ 8
1.3. Ảnh hƣởng của ô nhiễm KLN đến môi trƣờng và sinh vật .................................... 10
1.3.1.Dạng tồn tại của KLN trong đất ........................................................................... 10
1.3.2. Dạng tồn tại của một số KLN trong nƣớc ........................................................... 13
1.3.3.Độc tính của kim loại nặng .................................................................................. 14
1.4. Một số biện pháp xử lý ô nhiễm KLN trên thế giới và Việt Nam .......................... 18
CHƢƠNG 2: ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ............................ 22
2.1. Đối tƣợng nghiên cứu............................................................................................ 22
2.2 . Phƣơng pháp nghiên cứu ...................................................................................... 22
2.2.1 Phƣơng pháp tổng quan tài liệu nghiên cứu ......................................................... 22
2.2.2 Phƣơng pháp điều tra, khảo sát ............................................................................ 22
2.2.3 Phƣơng pháp thực nghiệm ................................................................................... 25
2.3 Phƣơng pháp lấy mẫu và phân tích mẫu ................................................................. 28
2.3.1 Môi trƣờng nƣớc: ................................................................................................. 28
2.3.2 Môi trƣờng đất: .................................................................................................... 30
2.4 Phƣơng pháp đánh giá, phân tích và xử lý số liệu ................................................. 31
CHƢƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN ...................................... 33
3.1. Khái quát đặc điểm và hiện trạng sản xuất làng nghề Thanh Thùy ....................... 33
3.2. Hiện trạng sản xuất tại làng nghề cơ khí Thanh Thùy ........................................... 35
3.3. Kết quả đánh giá chất lƣợng môi trƣờng làng nghề xã Thanh Thùy ...................... 45
3.3.1. Môi trƣờng đất .................................................................................................... 45
3.3.2. Môi trƣờng nƣớc ................................................................................................ 47
3.4 Kết quả nghiên cứu các giải pháp xử lý KLN làng nghề Thanh Thùy ................... 60
3.4.1 Biện pháp tăng pH bằng bón vôi (CaO) để cố định KLN trong đất ..................... 60
3.4.2 Thí nghiệm dùng thực vật bèo tây làm sạch nƣớc ô nhiễm KLN ........................ 69
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ....................................................................................... 73
KẾT LUẬN ................................................................................................................... 73
KIẾN NGHỊ .................................................................................................................. 74
TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................................. 75
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
Ký hiệu, chữ viết tắt Diễn giải
BNN Bộ Nông Nghiệp
CEC Dung tích trao đổi Cation (Cation Exchange Capacity)
CNH - HĐH Công nghiệp hóa- hiện đại hóa
CSSX Cơ sở sản xuất
CN-TTCN Công nghiệp- tiểu thủ công nghiệp
BVMT Bảo vệ môi trƣờng
ĐCN Điểm công nghiệp
KLN Kim loại nặng
QCVN Quy chuẩn Việt Nam
TCCP Tiêu chuẩn cho phép
TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam
UBND Ủy ban nhân dân
WHO Tổ chức sức khỏe cộng đồng (World Health Organization)
DANH MỤC BẢNG
Trang
Bảng 1.1. Hàm lƣợng KLN phát thải hàng năm ......................................................... 6
Bảng 2.1 Vị trí các điểm lấy mẫu không khí xung quanh ........................................ 22
Bảng 2.2 Vị trí các điểm lấy mẫu nƣớc thải.............................................................. 23
Bảng 2.3 Vị trí các điểm lấy mẫu nƣớc mặt.............................................................. 23
Bảng 2. 4 Vị trí các điểm lấy mẫu nƣớc ngầm .......................................................... 24
Bảng 2.5 Vị trí các điểm lấy mẫu đất: ....................................................................... 24
Bảng 2.6 Các phƣơng pháp phân tích chất lƣợng nƣớc ............................................ 29
Bảng 2.7 Các phƣơng pháp phân tích chất lƣợng đất ............................................... 30
Bảng 2.8 Tiêu chuẩn cho phép của kim loại nặng có trong rau và nƣớc tƣới .......... 32
Bảng 3.1 Nguyên, nhiên liệu, hoá chất của làng nghề Thanh Thùy ........................ 36
Bảng 3.2 Kiếm toán vật chất cho các công đoạn chính của quá trình tái chế cơ khí
làng nghề Thanh Thùy .............................................................................................. 38
Bảng 3.3 Kiếm toán vật chất cho các công đoạn chính của quá trình mạ cơ khí làng
nghề Thanh Thùy ...................................................................................................... 44
Bảng 3.4 Kết quả phân tích chất lƣợng đất ............................................................... 45
Bảng 3.5 Kết quả phân tích chất lƣợng nƣớc thải ..................................................... 49
Bảng 3.6 Kết quả phân tích chất lƣợng nƣớc mặt ..................................................... 54
Bảng 3.7 Kết quả phân tích chất lƣợng nƣớc ngầm .................................................. 58
Bảng 3.8 Một số tính chất ban đầu của nƣớc tƣới .................................................... 60
Bảng 3.9 Một số tính chất ban đầu của đất ............................................................... 61
Bảng 3.10 Tính chất của đá vôi CaO trƣớc khi đƣợc lót vào đất .............................. 61
Bảng 3.11 Kết quả hàm lƣợng Pb tích lũy trong rau ................................................ 62
Bảng 3.12 Kết quả hàm lƣợng Cd tích lũy trong rau ................................................ 64
Bảng 3.13. Kết quả hàm lƣợng As tích lũy trong rau ............................................... 67
Bảng 3.14 Thông số chất lƣợng nguồn nƣớc ban đầu lấy về nghiên cứu ................. 70
Bảng 3.15 Hàm lƣợng Pb trong nƣớc theo thời gian xử lý bằng bèo tây ................. 70
Bảng 3.16. Hàm lƣợng Cd trong nƣớc theo thời gian xử lý bằng bèo tây ................ 71
Bảng 3.17 Hàm lƣợng As trong nƣớc theo thời gian xử lý bằng bèo tây ................. 71
DANH MỤC HÌNH
Trang
Hình 3.1. Qui trình tẩy sơn ....................................................................................... 37
Hình 3.2 Sơ đồ quy trình mạ niken và dòng thải ...................................................... 41
Hình 3.3 Sơ đồ quy trình mạ kẽm và dòng thải ........................................................ 42
Hình 3.4. Mối quan hệ giữa lƣợng CaO và sự tích lũy Pb trong rau ........................ 62
Hình 3.5. Biểu đồ so sánh sự tích lũy Pb trong rau đợt 1 và đợt 2 ........................... 63
Hình 3.6. Sự tƣơng quan giữa pH đất và sự tích lũy của Pb trong rau ..................... 63
Hình 3.7. Mối quan hệ giữa lƣợng CaO và sự tích lũy của Cd trong rau ................. 65
Hình 3.8. Biểu đồ so sánh sự tích lũy Cd trong rau đợt 1 và đợt 2 ........................... 65
Hình 3.9. Sự tƣơng quan giữa pH đất và sự tích lũy của Cd trong rau ..................... 66
Hình 3.10. Mối quan hệ giữa lƣợng CaO và sự tích lũy của As trong rau ............... 68
Hình 3.11. Biểu đồ so sánh sự tích lũy As trong rau đợt 1 và đợt 2 ......................... 68
Hình 3.12. Mối quan hệ giữa hàm lƣợng As, Pb, Cd còn lại trong nƣớc theo thời
gian ............................................................................................................................ 72
1
MỞ ĐẦU
Các làng nghề truyền thống ở Việt Nam đã và đang có nhiều đóng góp cho
GDP của đất nƣớc nói chung và đối với nền kinh tế nông thôn nói riêng. Tuy nhiên,
một trong những thách thức đang đặt ra đối với các làng nghề là vấn đề môi trƣờng
và sức khỏe của ngƣời lao động, của cộng đồng dân cƣ đang bị ảnh hƣởng nghiêm
trọng từ hoạt động sản xuất của các làng nghề.
Giải quyết vấn đề ô nhiễm môi trƣờng làng nghề vẫn là bài toán khó đối với
nhiều vùng trên cả nƣớc. Theo Đặng Kim Chi, 2005 thì 100% mẫu nƣớc thải ở các
làng nghề đƣợc khảo sát có thông số vƣợt tiêu chuẩn cho phép; nƣớc mặt, nƣớc
ngầm đều có dấu hiệu bị ô nhiễm. Nhiều dòng sông chảy qua các làng nghề hiện
đang bị ô nhiễm nặng (sông Nhuệ, sông Vân Tràng), ở nhiều ruộng lúa cây trồng bị
giảm năng suất do ô nhiễm không khí từ các làng nghề. Môi trƣờng ở các làng nghề
bị ô nhiễm gây ảnh hƣởng rõ rệt đến sức khoẻ của ngƣời lao động, dân cƣ làng nghề
và một số khu vực xung quanh. Các bệnh của ngƣời dân ở các làng nghề cao hơn
các làng thuần nông, thƣờng gặp các bệnh về đƣờng hô hấp, đau mắt, bệnh đƣờng
ruột, bệnh ngoài da. Vấn đề ô nhiễm môi trƣờng làng nghề đang trở nên ngày càng
cấp thiết hơn.
Thanh Thùy là một xã thuộc huyện Thanh Oai, một trong những vùng trọng
điểm về sản xuất cơ khí của thành phố Hà Nội. Hiện nay xã Thanh Thuỳ có 06 thôn
thì cả 06 thôn đều có nghề thủ công truyền thống, trong đó có 04 thôn chuyên sản
xuất cơ khí, 01 thôn làm trống và cơ khí, 01 thôn sản xuất sản phẩm thủ công mỹ
nghệ điêu khắc gỗ. Hiện tại khu vực này đang bị ô nhiễm môi trƣờng đặc biệt là ô
nhiễm kim loại nặng do các hoạt động sản xuất cơ khí, đặc biệt là ô nhiễm do nguồn
nƣớc thải. Về phía các cơ sở sản xuất, do phần lớn các cơ sở sản xuất mới có quy
mô nhỏ hộ gia đình (chiếm 80%) nên khó phát triển vì mặt bằng chật hẹp, xen kẽ
với khu vực dân cƣ sinh hoạt, do sản xuất với quy mô nhỏ, không thể xây dựng hệ
thống xử lý nƣớc thải, rác thải và khí thải. Các cơ sở sản xuất thƣờng lựa chọn quy
trình sản xuất thủ công, dễ sử dụng lao động trình độ thấp, giá nhân công rẻ, sử
dụng nhiên liệu rẻ tiền, hoá chất độc hại nhằm hạ giá thành phẩm. Không những
2
thế, những hạn chế do trình độ kĩ thuật, thiết bị lạc hậu, chắp vá nên tiêu hao nhiều
nguyên liệu, làm tăng phát thải gây ô nhiễm nƣớc, đất, không khí. Với những cơ sở
có đầu tƣ đổi mới công nghệ, do tốn kém nên cũng không đầu tƣ hệ thống xử lý
chất thải. Với những ngƣời lao động, do văn hoá thấp, học nghề theo kinh nghiệm
nên thiếu nhận thức về bảo vệ môi trƣờng, hạn chế năng suất lao động và chất lƣợng
sản phẩm, chƣa có ý thức, hiểu biết về môi trƣờng lao động, không quan tâm đến
bảo vệ môi trƣờng. Ngoài những nguyên nhân trên, còn có trách nhiệm của các cơ
quan quản lý vì hầu hết các làng nghề vẫn chƣa có quy hoạch môi trƣờng, chƣa có
chƣơng trình quản lý giáo dục môi trƣờng, tuyên truyền nâng cao nhận thức, hiểu
biết về tác động của ô nhiễm môi trƣờng cũng nhƣ các biện pháp phòng tránh.
Ngoài ra, hiện nay vẫn còn thiếu các chính sách đồng bộ từ các văn bản của Nhà
nƣớc về phát triển bền vững làng nghề. Các giải pháp đã áp dụng cho làng nghề xã
Thanh Thùy chƣa giúp cải thiện đƣợc tình hình do lƣợng thải ngày càng lớn, gây
nhiều tác động tiêu cực đến môi trƣờng sống của ngƣời dân.
Xuất phát từ thực tiễn trên, chúng tôi tiến hành thực hiện đề tài : "Đánh giá ô
nhiễm và nghiên cứu biện pháp xử lý kim loại nặng trong đất và nƣớc tại làng
nghề cơ khí xã Thanh Thùy, Thanh Oai, Hà Nội”
Mục tiêu và nội dung đề tài
Mục tiêu
Đánh giá mức độ ô nhiễm KLN trong môi trƣờng đất và nƣớc tại làng nghề cơ
khí xã Thanh Thùy, Thanh Oai, Hà Nội, từ đó đƣa ra biện pháp nhằm xử lý ô nhiễm
KLN trong đất và nƣớc.
Nội dung nghiên cứu
- Khái quát đặc điểm, hiện trạng sản xuất làng nghề cơ khí xã Thanh Thùy
- Đánh giá hiện trạng môi trƣờng của làng nghề xã Thanh Thùy: môi trƣờng
nƣớc (nƣớc thải, nƣớc mặt, nƣớc ngầm), môi trƣờng đất.
- Nghiên cứu giải pháp xử lý ô nhiễm kim loại nặng
+ Nghiên cứu tập trung vào 3 KLN chính là Cd, Pb, As.
3
+ Nghiên cứu các phƣơng pháp xử lý 3 kim loại chính là Cd, Pb, As trong đất,
nƣớc bằng phƣơng pháp hóa học (bón vôi CaO vào đất) và phƣơng pháp sinh học
(trồng thực vật bèo tây để xử lý nƣớc trƣớc khi tƣới cho cây).
4
CHƢƠNG 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1. Nguồn phát tán KLN trong đất và nƣớc
1.1.1. Nguồn phát tán KLN trong môi trƣờng nƣớc
Nhiễm bẩn KLN trong nƣớc có thể bằng con đƣờng chính sau:
-Yếu tố gây ô nhiễm trực tiếp vào nƣớc: Nƣớc thải bấn đổ trực tiếp vào các
sông, hồ… Đây là tình trạng ô nhiễm trực tiếp phổ biến ở các thành phố lớn hiện
nay.
- Yếu tố KLN sau khi tồn tại trong đất sẽ dần dần hoà tan vào trong nƣớc kể cả
nƣớc ngầm.
- Sự rửa trôi tích đọng dần dần yếu tố độc (đặc biệt do sự phát tán của chất độc
từ nguồn thải của lá rừng).
Nhiễm bẩn các KLN trong nƣớc thƣờng đƣợc nghiên cứu đến nhiễm bẩn do
nồng độ các kim loại: Cu; Pb; Cd; Zn; Hg; Ni; As ... khi vƣợt quá giới hạn cho
phép.
Nguồn phát tán một số KLN vào nƣớc:
Chì (Pb): Sự nhiễm bẩn Pb là do nguồn thải của công nghiệp in, ắc quy, đúc
kim loại, giao thông.
Cadmium (Cd) phát tán vào môi trƣờng nƣớc từ nhiều nguồn thải nhƣ: nƣớc
thải công nghệ mạ, nhà máy sơn, phân huỷ và đốt cháy nhựa, phân huỷ xăm lốp,
cộng nghệ pin, công nghệ sản xuất phân bón và lƣợng sử dụng phân bón đặc biệt là
phân lân ...
Arsen (As) xâm nhập vào nƣớc chủ yếu từ các công đoạn hoà tan chất của
quặng mỏ, từ nƣớc thải công nghiệp, nông nghiệp, thuốc trừ sâu, diệt cỏ ở dạng các
chất hữu cơ có chứa arsen nhƣ methylarsenic axit, dimethylarsinic axit,
arsenocholine, arsenobentaine....
5
1.1.2. Nguồn phát tán KLN trong môi trƣờng đất
Có 2 nguồn chính là từ phong hoá đá mẹ trong quá trình hình thành đất và các
hoạt động nhân sinh.
Nguồn từ quá trình phong hoá đá: Nguồn này phụ thuộc nhiều vào đá mẹ
nhƣng hàm lƣợng các KLN trong đá thƣờng rất thấp, vì vậy nếu không có các quá
trình tích lũy do xói mòn, rửa trôi... thì đất tự nhiên ít có khả năng có hàm lƣợng
KLN cao. Nguồn gây ô nhiễm KLN trong đất chủ yếu là do hoạt động nhân sinh.
Nguồn từ hoạt động nhân sinh: Ngoài nguồn từ quá trình phong hoá đá, có
nhiều nguồn từ các hoạt động nhân sinh đƣa kim loại vào đất, bao gồm: Khai
khoáng và luyện kim, các hoạt động công nghiệp, lắng đọng từ khí quyển, hoạt
động sản xuất nông nghiệp, chất thải đƣa vào đất...
Theo Nguyễn Hữu On (2004): hàm lƣợng Cd trong đất có tƣơng quan tuyến
tính với thời gian sử dụng phân lân, đặc biệt khi phân lân đƣợc sử dụng trên đất
phèn, đất nhiễm mặn và đất có hệ thống đê bao.
Nƣớc tƣới và đất trồng có một mối quan hệ với nhau. Nếu sử dụng nƣớc bị ô
nhiễm tƣới cho đất thì dẫn đến đất cũng bị ô nhiễm. Khi đất bị ô nhiễm As cao cũng
có thể do sử dụng nƣớc tƣới có hàm lƣợng As cao.[36]
Nƣớc tƣới nhiễm KLN nếu sử dụng tƣới cho rau sẽ làm tích đọng KLN trong
đất qua các vụ. Hàm lƣợng Cd tích luỹ trong đất qua các vụ tỉ lệ thuận với nồng độ
Cd trong nƣớc tƣới. [6]
Nguồn phát tán một số KLN vào đất:
Chì (Pb): Ô nhiễm Pb ở nƣớc ta ngày càng trở nên nghiêm trọng do nguồn
nguyên liệu xăng pha chì ngày càng đƣợc sử dụng nhiều để chạy động cơ. Hàm
lƣợng Pb tới 0,4g/lít nhiên liệu, khi cháy sẽ phát tán vào môi trƣờng không khí rồi
lắng đọng xuống đất hoặc nƣớc. Càng gần đƣờng giao thông thì hàm lƣợng chì
trong đất càng cao, đại bộ phận Pb nằm trong đất cách mặt đƣờng dƣới 50 cm và
chủ yếu nằm ở tầng đất mặt.
Cadmium (Cd): Nguồn gây ô nhiễm Cd chủ yếu là do chất thải công nghiệp
mỏ, mạ điện, ống dẫn plastic, thuốc sơn...Theo Phạm Quang Hà (2002) khi nghiên
6
cứu hàm lƣợng Cd trong đất ở những vùng ven nội, nơi chịu ảnh hƣởng của rác thải,
nƣớc thải sinh hoạt và công nghiệp hay từ các làng nghề truyền thống nhƣ gò đúc
nhôm, đồng có hàm lƣợng Cd khá cao. Ngoài ra sử dụng phân bón photphat lâu dài
nó sẽ là yếu tố chủ yếu quyết định hàm lƣợng Cd trong đất. Theo ƣớc tính của các
nƣớc EEC lƣợng Cd đƣa vào đất hàng năm qua phân bón phosphat là 5g/ha. [10]
Arsen (As): sử dụng thuốc trừ sâu hay diệt cỏ dại là nguồn cung cấp As cho
đất [36], ngoài ra khi bón vôi cho đất cũng làm tăng khả năng linh động của As do
chuyển từ Fe,Al - Arcsenat sang dạng Ca- Arcsenat linh động hơn. [29]
1.2. Hiện trạng ô nhiễm KLN trong đất, nƣớc trên thế giới và làng nghề
Việt Nam
1.2.1. Hiện trạng ô nhiễm KLN trên thế giới
Hàm lƣợng KLN trong môi trƣờng ngoài do các quá trình hóa học, vật lý trong
tự nhiên, còn do hoạt động sản xuất công nghiệp, nông nghiệp của con ngƣời.
Galloway và Freedmas (1982) đã tiến hành nghiên cứu sự phát thải toàn cầu
của một số nguyên tố KLN do quá trình tự nhiên và nhân tạo. Kết quả đƣợc trình
bày trong Bảng 1.1.
Bảng 1.1. Hàm lƣợng KLN phát thải hàng năm
Đơn vị: 108 g/năm
Nguyên tố Tự nhiên Nhân tạo
Sb 9,8 380
As 28 780
Cd 2,9 55
Cr 580 940
Co 70 44
Cu 190 2,600
Pb 59 20,000
Mn 6,100 3,200
Hg 0,4 110
Mo 11 510
7
Nguyên tố Tự nhiên Nhân tạo
Ni 280 980
Se 4,1 140
Ag 0,6 50
Sn 52 430
V 650 2,100
Zn 360 8,400
[11]
Các hoạt động sản xuất phát thải KLN của con ngƣời bao gồm:
- Hoạt động sản xuất công nghiệp: Tác động của quá trình công nghiệp đến
môi trƣờng đất xảy ra rất mạnh từ cuộc cách mạng công nghiệp ở thế kỉ 18-19, đặt
biệt là trong những thập niên gần đây. Các chất thải công nghiệp ngày càng nhiều
và có độc tính ngày càng cao, nhiều loại rất khó bị phân huỷ sinh học, đặc biệt là
các KLN. Các KLN có thể tích luỹ trong đất trong thời gian dài gây ra nguy cơ tiềm
tàng cho môi trƣờng. Một số ngành công nghiệp điển hình nhƣ:
+ Công nghiệp nhựa tạo ra: Co, Cr, Cd, Hg
+ Công nghiệp dệt tạo ra: Zn, Al, Ti, Sn
+ Công nghiệp sản xuất vi mạch tạo ra: Cu, Ni, Cd, Zn, Sb
+ Bảo quản gỗ tạo ra: Cu, Cr, As
+ Mỹ nghệ tạo ra: Pb, Ni, Cr
- Hoạt động sản xuất nông nghiệp: Quá trình sản xuất nông đã làm tăng đáng
kể các KLN trong đất. Các loại thuốc bảo vệ thực vật thƣờng chứa As, Hg, Cu,...
trong khi các loại phân bón hoá học lại chứa các nguyên tố Cd, Pd, As. Cadimi có
trong nhiều nguyên liệu dùng để sản xuất phân lân và vôi. Hàm lƣợng Cu, Zn, Pb,
trong các loại phân hoá học (urre, Ca(HCO3)2, Sufat-Fe, Cu...) và khối lƣợng KLN
nhiễm vào đất theo đƣờng phân bón là rất lớn. Khả năng ngấm, rửa trôi và cây
không hấp thụ hết là nguyên nhân gây ô nhiễm, suy thoái chất lƣợng đất. Có nhiều
loại thuốc diệt nấm, trừ sâu gây hại cho mùa màng là các mối của KLN.
8
+ Sử dụng phân bón hoá học tạo ra: As, Cd, Mn, U, V và Zn trong phân phốt
phát.
+ Sử dụng phân chuồng tạo ra: As, Cu, Zn
+ Sử dụng hoá chất bảo vệ thực vật: Cu, Mn và Zn trong thuốc trừ nấm; As
và Pb trong thuốc sử dụng đối với cây ăn quả.
+ Nƣớc tƣới: có thế thải ra Cd, Pb, Se
- Hoạt động khai khoáng quặng chứa kim loại:
+ Đào, xới và cặn thải thải ra As, Cd, Hg, Pb.
+ Vận chuyến trong quá trình tuyến quặng thải ra As, Cd, Hg, Pb.
+ Công nghiệp sắt thép tạo ra: Cu, Ni, Pb
- Do trầm tích từ không khí
+ Nguồn từ đô thị và khu công nghiệp, bao gồm chất thải, thiêu huỷ cây
trồng tạo ra: Cd, Cu, Pb, Sn, Hg, V.
+ Công nghiệp luyện kim tạo ra: As, Cd, Cr, Cu, Mn, Ni, Pb
+ Đốt cháy xăng, dầu tạo ra: As, Pb, Sb, Se, U, V, Zn và Cd
- Kim loại từ rác thải
+ Bùn cặn chứa: Cd, Cr, Cu, Hg, Mn, Mo, Ni, Pb, V, Zn
+ Rửa trôi từ đất tạo ra: As, Cd, Fe, Pb
+ Phế thải chứa: Cd, Cr, Cu, Pb, Zn
+ Đốt rác, bụi than tạo ra: Cu và Pb
1.2.2. Hiện trạng ô nhiễm KLN ở các làng nghề Việt Nam
Vấn đề môi trƣờng mà các làng nghề đang phải đối mặt không chỉ giới hạn ở
trong phạm vi các làng nghề mà còn ảnh hƣởng đến ngƣời dân ở vùng lân cận. Theo
Báo cáo môi trƣờng Quốc gia năm 2008 với chủ đề "Môi trƣờng làng nghề Việt
Nam". Hiện nay, hầu hết các làng nghề ở Việt Nam đều bị ô nhiễm môi trƣờng (trừ
các làng nghề không sản xuất hoặc dùng các nguyên liệu không gây ô nhiễm nhƣ
thêu, may...). Chất lƣợng môi trƣờng tại hầu hết các làng nghề đều không đạt tiêu
chuẩn khiến ngƣời lao động phải tiếp xúc với các nguy cơ gây hại cho sức khỏe,
trong đó 95% là từ bụi; 85,9% từ nhiệt và 59,6% từ hóa chất. Kết quả khảo sát 52
9
làng nghề cho thấy, 46% làng nghề có môi trƣờng bị ô nhiễm nặng ở cả 3 dạng;
27% ô nhiễm vừa và 27% ô nhiễm nhẹ”.
Gần đây, trong các nghiên cứu về làng nghề, vấn đề môi trƣờng đang đƣợc
nhiều tác giả quan tâm, thực tế thì vấn đề này đang gây nhiều bức xúc và nan giải
đối với kinh tế xã hội nói chung:
Tình trạng ô nhiễm môi trường kim loại nặng ở các làng nghề ở một số dạng phổ
biến sau:
Ô nhiễm nước: ở Việt Nam, các làng nghề hầu hết đều chƣa có hệ thống xử
lý nƣớc thải công nghiệp, nƣớc thải đƣợc đổ trực tiếp ra hệ thống kênh rạch chung
hoặc ra sông. Hiện tƣợng ô nhiễm kim loại nặng chủ yếu xuất hiện tại các làng nghề
tái chế, mạ kim loại ( nhƣ làng nghề Phùng Xá, Thanh Thùy, Đa Sỹ, Liễu Nội, Dụ
Tiền…). Tuy lƣợng nƣớc thải ở các làng nghề này không lớn nhƣng lại có tính độc
hại rất cao, đặc biệt là nƣớc thải mạ điện có đặc điểm là độ pH dao động lớn, chứa
KLN và nhiều hoá chất… Ô nhiễm nguồn nƣớc do tác nhân là các hợp chất vô cơ
độc hại nhƣ acid, xút, các muối kim loại nặng… thƣờng thấy ở các làng nghề cơ
khí, mạ, đúc, tẩy nhuộm. Đây là những chât thải nguy hại, không những gây tác
động trực tiếp tới các nguồn nƣớc mặt mà còn ảnh hƣởng tới các nguồn nƣớc ngầm,
gây nhiều bệnh hiểm nghèo cho nhân dân làng nghề.
Ô nhiễm không khí do sử dụng than, củi chủ yếu trong sản xuất vật liệu xây
dựng và sản xuất gốm sứ.
Môi trƣờng không khí đƣợc đặc biệt quan tâm ở các làng nghề sản xuất vật liệu
xây dựng, cơ khí, sơn mài… Ví dụ nhƣ làng nghề sơn mài Duyên Thái, do quá trình sử
dụng than, dầu với số lƣợng lớn đã tạo ra các khí nhƣ SO2, CO2, CO, NOx, ngoài ra còn
do sử dụng các hoá chất bay hơi nhƣ HCl, H2SO4, alđêhyt, axêtôn…
Ô nhiễm môi trường đất: do nƣớc thải từ các quá trình sản xuất của khu công
nghiệp, làng nghề… đổ thải, ngấm và tích tụ lại trong lòng đất. Mặc dù, hiện tƣợng ô
nhiễm KLN ở Việt Nam trong đất chƣa phải là phổ biến nhƣng sự ô nhiễm đã xuất
hiện và mang tính cục bộ trên những diện tích nhất định.
Ô nhiễm chất thải rắn do tái chế nguyên liệu (giấy, nhựa, kim loại…) hoặc do
10
bã thải của các loại thực phẩm (sắn, dong), các loại rác thải thông thƣờng: nhựa, túi
nilon, giấy, hộp, vỏ lon, kim loại và các loại rác thải khác thƣờng đƣợc đổ ra bất kỳ
dòng nƣớc hoặc khu đất trống nào, làm cho nƣớc ngâm va đât bi ô nhiêm cac chât hoa
học độc hại, ảnh hƣởng tới sức khỏe của con ngƣời.
Tình trạng ô nhiễm môi trƣ ờng nhƣ trên đa anh hƣơng ngay cang nghiêm
trọng đến sức khỏe của cộng đồng , nhât la nhƣng ngƣơi tham gia sản xuất , sinh
sông tai cac lang nghê va cac vung lân cân .
Báo cáo môi trƣ ờng Quôc gia năm 2008 cho thây , tại nhiều làng nghề, tỷ lệ
ngƣời mắc bệnh (đặc biệt là nhóm ngƣời trong độ tuổi lao động) đang có xu hƣớng
gia tăng. Tuổi thọ trung bình của ngƣời dân tại các làng nghề ngày càng giảm, thấp
hơn 10 năm so với làng không làm nghề. Ở các làng tái chế kim loại, tỷ lệ ngƣời
mắc bệnh ung thƣ, thần kinh rất phổ biến, nguyên nhân gây bệnh chủ yếu là do sự
phát thải khí độc, nhiệt cao và bụi kim loại từ các cơ sở sản xuất.
Đặc biệt, tại các làng sản xuất kim loại, tỷ lệ ngƣời mắc các bệnh liên quan đến
thần kinh, hô hấp, ngoài da, điếc và ung thƣ chiếm tới 60% dân số.[15]
1.3. Ảnh hƣởng của ô nhiễm KLN đến môi trƣờng và sinh vật
Theo quan điểm độc học: KLN là các kim loại có nguy cơ gây nên các vấn đề
về môi trƣờng, bao gồm: Cu, Zn, Pb, Cd, Hg, Ni, Cr, Co, Vn, Ti, Fe, Mn, Ag, Sn,
As, Se. Có 4 nguyên tố đƣợc quan tâm nhiều là Pb, As, Cd và Hg. Các nguyên tố
này hiện nay chƣa biết đƣợc vai trò sinh thái của chúng, tuy nhiên nếu dƣ thừa một
lƣợng nhỏ 4 nguyên tố này thì tác hại rất lớn.
1.3.1. Dạng tồn tại của KLN trong đất
Chì (Pb): là nguyên tố KLN có khả năng linh động kém, có thời gian bán huỷ
trong đất từ 800 - 6000 năm. Theo thống kê của nhiều tác giả hàm lƣợng chì trong
đất trung bình từ 15 - 25ppm. Ở trong đất, Pb thƣờng nằm ở dạng phức chất bền
với các anion (CO32-
, SO32-
, PO43-
). Trong môi trƣờng trung tính hoặc kiềm, Pb
tạo thành PbCO3 hoặc Pb3(PO4)2 ít ảnh hƣởng đến cây trồng. Theo một số tác giả
phản ứng cacbonat hoá hoặc đất trung tính sự ô nhiễm Pb đƣợc hạn chế. Sự tăng độ
chua có thể làm tăng độ hoà tan của Pb và sự giảm độ chua thƣờng tăng sự tích luỹ
11
của Pb do kết tủa. Chì bị hấp phụ trao đổi chiếm tỷ lệ nhỏ (< 5%) hàm lƣợng Pb có
trong đất. Chì cũng có khả năng kết hợp với các chất hữu cơ hình thành các chất dễ
bay hơi nhƣ (CH3)4Pb. Trong đất chì có tính độc cao, hạn chế hoạt động của các vi
sinh vật và tồn tại khá bền vững dƣới dạng phức hệ với các chất hữu cơ.
Pb trong đất có khả năng thay thế iôn K+ trong các phức hệ hấp phụ có nguồn
gốc hữu cơ hoặc khoáng sét. Khả năng hấp thu chì tăng dần theo thứ tự sau:
Montmorillonit < Axit humic < Kaolinit < Allophane < Ôxyt sắt
Khả năng hấp phụ Pb tăng dần đến pH mà tại đó hình thành kết tủa Pb(OH)2,
sự hoà tan của Pb trong đất tăng lên do quá trình axit hoá trong đất chua.
Cadmium (Cd): là kim loại nằm sâu trong lòng đất, tồn tại ở dạng Cd2+
. Trong
các điều kiện ôxy hoá, Cd thƣờng ở các dạng hợp chất rắn nhƣ CdO, CdCO3,
Cd3(PO4)2. Trong điều kiện khử (Eh < - 0,2V) thì Cd thƣờng tồn tại ở dạng CdS,
ngoài ra Cd có thể tồn tại dạng phức nhƣ CdCl+, CdHNO3
+; CdHCl
-; CdCl4
-;
Cd(OH)4. Trong đất chua, Cd tồn tại ở dạng linh động hơn (Cd2+
), tuy nhiên nếu đất
chứa nhiều Fe, Al, Mn, chất hữu cơ thì Cd lại bị chúng liên kết làm giảm khả năng
linh động của Cd. Trong đất trung tính hoặc kiềm do bón vôi, Cd bị kết tủa dƣới
dạng CdCO3. Thông thƣờng Cd tồn tại trong đất ở dạng hấp phụ trao đổi chiếm 20 -
40%, dạng các hợp chất cacbonat là 20%, hyđrôxyt và ôxyt là 20%, phần liên kết
các hợp chất hữu cơ chiếm tỷ lệ nhỏ.
Quá trình hấp phụ Cd trong đất xảy ra khá nhanh, 80 % Cd đƣa vào đất bị hấp
phụ trong vòng 10 - 1 5 phút và 100 % trong vòng 1 giờ. Khả năng hấp phụ Cd của
các chất trong đất giảm dần theo thứ tự: Hyđrôxyt và ôxyt sắt, nhôm, halloysit >
Allphane> kaolinit, axit humic > montmorillonit.
Arsen (As): tồn tại trong đất dƣới dạng hợp chất chủ yếu nhƣ Arsenat (AsO43-
)
trong điều kiện ôxyhoá. Chúng bị hấp thu mạnh bởi các khoáng sét, sắt, mangan
ôxyt hoặc hyđrôxyt và các chất hữu cơ. Trong các đất axit, As có nhiều ở dạng
Arcsenat với sắt và nhôm (FeAsO4; AlAsO4), trong khi ở các đất kiềm và đất
cacbonat lại có nhiều ở dạng Ca3(AsO4)2. Arsen có xu hƣớng đƣợc tích tụ trong quá
trình phong hóa, trên mặt cắt của vỏ phong hóa và trong đất As thƣờng tồn tại ở
12
phần trên (0 - 1,5 m) do bị hấp phụ bởi vật liệu hữu cơ, keo hyđrôxyt sắt và sét.
Trong môi trƣờng khí hậu khô các hợp chất của As thƣờng tồn tại dƣới dạng ít linh
động, còn trong điều kiện khí hậu ẩm ƣớt các họp chất của arsen sufua bị hòa tan và
bị rửa trôi. Lƣợng As trong đất chuyển vào nƣớc khoảng 5 - 10 % tổng lƣợng As
trong đất.[1]
Sự chuyển hóa KLN trong đất: Thực tế các KLN trong đất luôn diễn ra quá
trình trao đổi với bề mặt của keo đất. Tính linh động các KLN phụ thuộc vào nhiều
yếu tố nhƣ: pH môi trƣờng, thế ôxi hoá khử, hàm lƣợng các chất tạo phức có khả
năng hoà tan KLN [35], anion cùng tồn tại trong môi trƣờng (Cl-, SO4
2-, NO3
-...)
[34]. Độ linh động của các ion KLN tăng khi pH đất thấp và giảm khi pH đất cao, ở
môi trƣờng kiềm (pH đất khoảng 9 - 1 2 ) các KLN sẽ bị kết tủa dƣới dạng hydroxit
hoặc cacbonat.
Các quá trình chính liên quan đến sự cố định và chuyển hoá KLN trong đất là:
Quá trình phong hoá, sự hoà tan và khả năng hoà tan của các kim loại, sự kết tủa, sự
hấp thu bởi cây trồng, sự cố định bởi các sinh vật đất, khả năng trao đối cation, sự
hấp phụ, sự tạo phức chelát, và sự rửa trôi...
Quá trình phong hoá: Hàm lƣợng KLN từ quá trình phong hoá đá rất thấp, và
chủ yếu nằm trong các vùng trầm tích giàu oxít, quặng và các loại đá giàu kim loại
nhƣ magma siêu axit, bao gồm cả serpentine. Đất giàu kim loại thƣờng đƣợc đặc
trƣng bởi loài thực vật, bao gồm các loài có khả năng tích luỹ kim loại cao. Quá
trình phong hoá ho á học đƣợc đặc trƣng bởi các quá trình hoà tan, hyđrát hoá, thuỷ
phân, oxy hoá - khử và sự tạo thành đá vôi.
Khả năng hoà tan và các ion tự do trong dung dịch: Ảnh hƣởng của tính
axít tới khả năng hoà tan của KLN trong đất. Một trong các nhân tố quan trọng nhất
để kiểm soát khả năng hoà tan của KLN là tính axít, với pH lớn hơn 5,5 thì nồng độ
của iôn Pb2+
tự do nhỏ, mức độ linh động của Cd và Zn tăng lên khi tăng mức độ
axit của môi trƣờng, bắt đầu từ ngƣỡng pH = 4 - 4,5 thì cứ giảm đi 0,2 đơn vị pH thì
nồng độ Cd tăng lên 3 - 5 lần. Nhìn chung khi pH > 6,5 thì hầu nhƣ các KLNít linh
động hơn.[34]
13
Khả năng liên kết và vận chuyến các kim loại trong đất: Axit fulvic đóng vai
trò rất quan trọng trong quá trình này. Do khả năng liên kết tạo phức bao bọc xung
quanh ion kim loại và phức này còn có thể hoà tan trong cả môi trƣờng axít và kiềm
[34]. Bên cạnh đó, axit humic cũng có khả năng liên kết với các ion kim loại, nhƣng
do khối lƣợng phân tô lớn, nên phức của nó với ion kim loại kém linh động hơn và
dễ bị giữ trong các khe đất, ít bị rửa trôi theo độ sâu phẫu diện.
Đất ở điều kiện nhiệt đới hàm lƣợng axit fulvic chiếm ƣu thế nên khả năng
chuyển hóa và độ linh động của các kim loại trong đất thƣờng cao hơn so với đất
vùng ôn đới. Do khả năng làm chuyển hoá và linh động của chất hữu cơ đối với
KLN nên các nguồn chất hữu cơ đƣa vào đất nhƣ bùn thải cần phải đƣợc kiểm soát
một cách chặt chẽ.
Khả năng rửa trôi và di chuyển: Khả năng rửa trôi theo độ sâu phẫu diện là
rất ít, nhƣng do quá trình xói mòn rửa trôi trên bề mặt đã làm cho KLN sau khi tích
luỹ chủ yếu ở trên tầng đất mặt sẽ bị rửa trôi và tích luỹ trong trầm tích và làm tăng
nồng độ ở sông, hồ làm ô nhiễm môi trƣờng nƣớc. Ngoài ra sự rửa trôi và chuyển
hoá kim loại trong đất do mƣa axít và axít hoá đất cũng là một yếu tố rất quan trọng.
Mƣa axít thƣờng tập trung ở các vùng công nghiệp và đô thị phát triển hay các vùng
chịu ảnh hƣởng của quá trình này, trong nó thƣờng chứa thêm một số KLN nhƣ Pb,
Hg, Cd, Cu, Zn... Khi nƣớc mƣa rơi xuống đất làm axít hoá môi trƣờng đất, tăng
khả năng chuyển hoá và linh động các kim loại trong đất.
1.3.2. Dạng tồn tại của một số KLN trong nƣớc
Chì (Pb) trong nƣớc có 3 dạng tồng tại là Pb hoà tan, Pb lơ lửng ở dạng keo
và phức chất. Trong môi trƣờng nƣớc, tính năng của hợp chất chì đƣợc xác định chủ
yếu thông qua độ tan của nó. Độ tan của chì phụ thuộc vào pH, pH tăng thì độ tan
giảm và phụ thuộc vào các yếu tố khác nhƣ hàm lƣợng ion khác của nƣớc và điều
kiện ôxy hoá khử. Trong nƣớc sinh hoạt thƣờng pH = 6, lúc này Pb tồn tại ở dạng
vô cơ, ít có ở dạng keo. Trong nƣớc mặt sử dụng cho sản xuất nông nghiệp nếu pH
= 7, Pb nằm dạng keo. Nhờ tác dụng ngoại lực của chất hữu cơ mà các phức keo
của Pb ở dạng Pb(CH3)32+
; Pb(CH3)4 và Pb(CH3)22+
thƣờng lắng đọng ở bùn cặn
14
đáy, Pb trong nƣớc tự nhiên chủ yếu tồn tại dƣới dạng hoá trị 2.
Cadmium (Cd): Trong nƣớc Cd tồn tại chủ yếu ở dạng hoá trị 2 và rất dễ bị
thuỷ phân trong môi trƣờng kiềm. Ngoài dạng hợp chất vô cơ nó liên kết với các
hợp chất hữu cơ đặc biệt là axit humic tạo thành phức chất và phức chất này có khả
năng hấp phụ tốt trên các hạt sa lắng, chiếm 60 - 75% của nồng độ tổng số trong các
dòng nƣớc.
Arsen (As): Trong nƣớc chứa nhiều ôxy, arsen tồn tại ở dạng hoá trị 5, rất
hiếm ở dạng arsen hoá trị 3. Trong nƣớc chứa ít ôxy (giếng ngầm, sâu) arsen tồn tại
ở dạng arsenat (III) và arsen kim loại. Một vài dạng hợp chất hữu cơ của arsen cũng
tồn tại trong nƣớc.
1.3.3. Độc tính của kim loại nặng
Tính độc của KLN đã đƣợc khẳng định từ lâu nhƣng không phải tất cả chúng
đều độc hại đến môi trƣờng và sức khoẻ của con ngƣời. Độ độc và không độc của
KLN không chỉ phụ thuộc vào bản thân kim loại mà nó còn liên quan đến hàm
lƣợng trong đất, trong nƣớc và các yếu tố hoá học, vật lý cũng nhƣ sinh vật. Một số
các kim loại nhƣ Pb; Cd; Hg... khi đƣợc cơ thể hấp thu chúng sẽ làm mất hoạt tính
của nhiều enzim, gây nên một số căn bệnh nhƣ thiếu máu, sƣng khớp....Trong tự
nhiên KLN thƣờng tồn tại ở dạng tự do, khi ở dạng tự do thì độc tính của nó yếu
hơn so với dạng liên kết, ví dụ khi Cu tồn tại ở dạng hỗn hợp Cu - Zn thì độc tính
của nó tăng gấp 5 lần khi ở dạng tự do.
Chì (Pb): là một nguyên tố không cần thiết cho cơ thể sinh vật, Pb có thể thâm
nhập vào cơ thể con ngƣời qua thức ăn, nƣớc uống, hít thở hoặc thông qua da nhƣng
chủ yếu lƣợng chì (Pb) đi vào cơ thể con ngƣời là do khẩu phần ăn uống, chúng
đƣợc tích tụ trong xƣơng, ít gây độc cấp tính trừ liều lƣợng cao, nguy hiểm hơn là
sự tích luỹ lâu dài trong cơ thể ở liều lƣợng thấp nhƣng với thời gian dài. Triệu
chứng thể hiện nhiễm độc chì là mệt mỏi, ăn không ngon, đau đầu, nó tác dụng lên
hệ thần kinh trung ƣơng và ngoại vi. Hiệu ứng sinh hoá quan trọng của Pb là can
thiệp vào hồng cầu, nó can thiệp vào quá trình tạo hợp chất trung gian trong quá
trình hình thành Hemoglobin. Khi nồng độ Pb trong máu đạt 0,3 ppm thì ngộ độc
15
bắt đầu và khi nồng độ >0,8ppm thì hụt hẳn Hemoglobin gây thiếu máu và làm rối
loạn chức năng thận.
Ngoài ra Pb2+
đồng hình với Ca2+
nên có thể thay thế Ca2+
tạo phức trong
xƣơng (làm xƣơng đen), nhƣng nếu lƣợng Ca2+
cao lại đẩy Pb2+
ra và Pb2+
đƣợc tích
luỹ ở mô mềm. [24]
Cadmium (Cd): Cd thâm nhập vào cơ thể bằng nhiều cách khác nhau và đƣợc
tích tụ lại chủ yếu trong thận và có thời gian bán huỷ sinh học rất dài từ 20 - 30
năm. Cd thƣờng gắn liền với Zn nên có khả năng thay thế Zn. Trong cơ thế, Zn là
thành phần thiết yếu của một số hệ thống enzim nên khi bị Cd thay thế sẽ gây ngộ
độc Cd.
Hậu quả cuả việc thay thế Zn gây biến đối trao đổi chất dẫn đến thiếu máu, rối
loạn xƣơng tuỷ, cao huyết áp và ung thƣ. Thông thƣờng lƣợng dƣ Cd sẽ liên kết với
Protein và chuyển về tích luỹ ở thận khoảng 1 % còn 99 % nhờ thận thải ra ngoài,
khi bị độc Cd trƣớc tiên sẽ bị suy thận, hỏng tuỷ xƣơng và ảnh hƣởng đến thần kinh.
Ngoài ra nhiễm độc Cd có thể dẫn đến quái thai và thai chết ở giai đoạn non.
Cadmium còn có thể gây ung thƣ cho ngƣời tiếp xúc với nó ở mức độ thấp trong
thời gian dài, đặc biệt là ung thƣ vú. Theo quy định của tổ chức sức khoẻ thế giới
“WHO” lƣợng Cd đƣợc cơ thể ngƣời chấp nhận tối đa là 100 mg/ngày hoặc tối đa là
1 mg/kg trọng lƣợng cơ thể. [24]
Tính độc của Cadmium (Cd) đối với cây trồng: Rau diếp, cần tây, củ cải, cải
bắp có xu hƣớng tích luỹ Cd khá cao, trong khi đó củ khoai tây, bắp, đậu tròn, đậu
dài đƣợc tích luỹ một số lƣợng Cd nhiều nhất trong các loại thực phẩm, lá cà chua
đƣợc tìm thấy tích luỹ Cd khoảng 70 lần so với lá cà rốt trong cùng biện pháp trồng
trọt giống nhau. Trong các cây, Cd tập trung cao trong các rễ cây hơn các bộ phận
khác ở các loài yến mạch, đậu nành, cỏ, hạt bắp, cà chua, nhƣng các loài này sẽ
không phát triển đƣợc khi tích luỹ Cd ở rễ cây. Tuy nhiên, trong rau diếp, cà rốt,
16
cây thuốc lá, khoai tây, Cd đƣợc chứa nhiều nhất trong lá. Trong cây đậu nành, 2%
Cd đƣợc tích luỹ hiện diện trong lá và 8% ở các chồi. Cd trong mô cây thực phẩm là
một yếu tố quan trọng trong việc giải quyết sự tích luỹ chất Cd trong cơ thể con
ngƣời. Sự tập trung Cd trong mô thực vật có thể gây ra thông tin sai lệch của quần
thể.
Tính độc của Cadmium (Cd) đối với con ngƣời: Cd trong môi trƣờng thƣờng
không độc hại nhiều nhƣng nguy hại chính đối với sức khoẻ con ngƣời từ Cd là sự
tích tụ mãn tính của nó ở trong thận. Ở đây, nó có thể gây ra rối loạn chức năng nếu
tập trung ở trong thận lên trên 200mg/kg trọng lƣợng tƣơi. Thức ăn là con đƣờng
chính mà Cd đi vào cơ thể, nhƣng việc hút thuốc lá cũng là nguồn ô nhiễm kim loại
nặng, những ngƣời hút thuốc lá có thể thấm vào cơ thể lƣợng Cd dƣ thừa từ 20 - 35
mgCd/ngày. Cd đã đƣợc tìm thấy trong protein mà thƣờng ở trong các khối của cơ
thể và những protein này có thể tìm thấy trong nấm, đậu nành, lúa mì, cải bắp và
các loại thực vật khác. Cd là một KLN có hại, vào cơ thể qua thực phẩm và nƣớc
uống, Cd dễ dàng chuyển từ đất lên rau xanh và bám chặt ở đó. Khi xâm nhập vào
cơ thể Cd sẽ phá huỷ thận.
Nhiều công trình nghiên cứu cho thấy Cd gây chứng bệnh loãng xƣơng, nứt
xƣơng, sự hiện diện của Cd trong cơ thể sẽ khiến việc cố định Ca trở nên khó khăn.
Những tổn thƣơng về xƣơng làm cho ngƣời bị nhiễm độc đau đớn ở vùng xƣơng
chậu và hai chân. Ngoài ra, tỷ lệ ung thƣ tiền liệt tuyến và ung thƣ phổi cũng khá
lớn ở nhóm ngƣời thƣờng xuyên tiếp xúc với chất độc này.
Arsen (As): về mặt hoá học As là một á kim, về mặt sinh học As nằm trong
danh mục các hoá chất độc hại cần đƣợc kiểm soát. As đƣợc xếp cùng hàng với các
kim loại nặng, As là chất độc có thể gây nên 19 bệnh khác nhau trong đó có ung thƣ
da và phổi, bàng quang, ruột. Các triệu chứng cố điển của nhiễm độc As là sậm màu
da, tăng sừng hóa và ung thƣ, tác động đến hệ thần kinh ngoại biên và ảnh hƣởng
xấu đến sức khỏe nhƣ chƣớng gan, bệnh đái tháo đƣờng, cao huyết áp, bệnh tim,
viêm cuống phổi, các bệnh về đƣờng hô hấp.... As ở dạng vô cơ có độc tính cao gấp
nhiều lần As ở dạng hữu cơ, trong đó các hợp chất có chứa As thì hợp chất chứa As
17
(III) độc tính cao hơn As (V), tuy nhiên trong cơ thể As (V) có thể bị khử về As
(III). [29].
AS3+
tác động vào nhóm - SH của các enzim do vậy ức chế hoạt động của
men.
Men pyruvate đehydrogenaz trong chu trình axit citric tạo phức với AS3+
ngăn cản việc tạo thành ATP:
Tính độc của Arsenic (As) đối với cây trồng: Arsenic đƣợc nhiều ngƣời biết
đến do tính độc của một số hợp chất có trong nó. Sự hấp thụ As của nhiều cây trồng
trên đất liền không quá lớn, thậm chí ở đất trồng tƣơng đối nhiều As, cây trồng
thƣờng không có chứa lƣợng As gây nguy hiểm. As khác hẳn với một số KLN bình
thƣờng vì đa số các hợp chất As hữu cơ ít độc hơn các As vô cơ. Lƣợng As trong
các cây có thể ăn đƣợc thƣờng rất ít. Sự có mặt của As trong đất ảnh hƣởng đến sự
thay đổi pH, khi độc tố As tăng lên khiến đất trồng trở nên chua hơn, nồng độ pH <
5 khi có sự kết hợp giữa các loại nguyên tố khác nhau nhƣ Fe, Al.
Chất độc ảnh hƣởng từ As làm giảm đột ngột sự chuyển động trong nƣớc hay
làm đổi màu của lá kéo theo sự chết lá cây, hạt giống thì ngừng phát triển. Cây đậu
và những cây họ Đậu (Fabaceae) rất nhạy cảm đối với độc tố As.
Tính độc của Arsenic (As) đối với con ngƣời: Khi lƣợng độc tố As vƣợt quá
ngƣỡng, nhất là trong thực vật, rau cải thì sẽ ảnh hƣởng đến sức khoẻ con ngƣời,
18
nhiều hơn sẽ gây ngộ độc. Nhiễm độc As trong thời gian dài làm tăng nguy cơ gây
ung thƣ bàng quang, thận, gan và phổi. As còn gây ra những chứng bệnh tim mạch
nhƣ cao huyết áp, tăng nhịp tim và các vấn đề thần kinh. Đặc biệt, khi uống nƣớc có
nhiễm As cao trong thời gian dài sẽ gây hội chứng đen da và ung thƣ da.
1.4. Một số biện pháp xử lý ô nhiễm KLN trên thế giới và Việt Nam
Trƣớc hiện tƣợng ô nhiễm KLN đang diễn ra ngày càng trầm trọng nhƣ hiện
nay, các nhà khoa học đã tiến hành các nghiên cứu để bảo vệ nguồn tài nguyên quan
trọng của trái đất. Hiện nay các phƣơng pháp giảm thiểu ô nhiễm khá phong phú
nhƣ các phƣơng pháp kết tủa, sa lắng, hấp phụ, trao đối iôn, chiết. Trong thời gian
gần đây, vấn đề xử lý KLN trong môi trƣờng đất, nƣớc đã đƣợc nhiều nhà khoa học
trên thế giới quan tâm. Tuy nhiên, ở Việt Nam cũng mới chỉ là những nghiên cứu
bƣớc đầu.
Một số biện pháp xử lý ô nhiễm KLN trong đất: Để xử lý đất ô nhiễm KLN
ngƣời ta thƣờng sử dụng các phƣơng pháp truyền thống nhƣ: rửa đất; cố định các
chất ô nhiễm bằng hoá học hoặc vật lý; xử lý nhiệt; trao đổi ion, ôxi hoá hoặc khử
các chất ô nhiễm; đào đất bị ô nhiễm để chuyển đi đến những nơi chôn lấp thích
hợp... Hầu hết các phƣơng pháp đó rất tốn kém về kinh phí, giới hạn về kỹ thuật và
hạn chế về diện tích... Ngày nay, nhờ những hiểu biết về cơ chế hấp thụ, chuyển
hoá, chống chịu và loại bỏ KLN của một số loài thực vật, ngƣời ta cũng đã nghiên
cứu đến khả năng sử dụng thực vật để xử lý môi trƣờng nhƣ một công nghệ môi
trƣờng đặc biệt.
Phƣơng pháp xử lý KLN trong đất bằng thực vật có thể thực hiện bằng nhiều
phƣơng pháp khác nhau phụ thuộc vào từng cơ chế loại bỏ các KLN nhƣ:
- Phƣơng pháp làm giảm nồng độ kim loại trong đất bằng cách trồng các loài
thực vật có khả năng tích luỹ kim loại cao trong thân. Các loài thực vật này phải kết
hợp đƣợc 2 yếu tố là có thể tích luỹ kim loại trong thân và cho sinh khối cao. Có rất
nhiều loài đáp ứng đƣợc điều kiện thứ nhất, nhƣng không đáp ứng đƣợc điều kiện
thứ hai. Vì vậy, các loài có khả năng tích luỹ thấp nhƣng cho sinh khối cao cũng rất
cần thiết. Khi thu hoạch các loài thực vật này thì các chất ô nhiễm cũng đƣợc loại
19
bỏ ra khỏi đất và các kim loại quý hiếm nhƣ Ni, Tl, Au,... có thể đƣợc chiết tách ra
khỏi cây.
- Phƣơng pháp sử dụng thực vật để cố định kim loại trong đất hoặc bùn bởi sự
hấp thụ của rễ hoặc kết tủa trong vùng rễ. Quá trình này làm giảm khả năng linh
động của kim loại, ngăn chặn ô nhiễm nƣớc ngầm và làm giảm hàm lƣợng kim loại
khuếch tán vào trong các chuỗi thức ăn.
Một số biện pháp xử lý ô nhiễm KLN trong nước: Để xử lý nƣớc ô nhiễm
KLN, ngƣời ta thƣờng sử dụng các phƣơng pháp vật lý, hóa học điển hình nhƣ:
+ Cố định và tách KLN bằng cách lắng/lọc
+ Cố định và loại bo KLN dựa trên quá trình oxi hóa – khử
+ Cố định và loại bo KLN dựa trên các phản ứng trao đổi ion
Ngoài ra, hiện nay các nhà khoa học đã nghiên cứu và áp dụng phƣơng pháp
xử lý KLN bằng thực vật. Đây là phƣơng pháp mang lại hiệu quả kinh tế cao nhƣng
thời gian xử lý thƣờng lâu dài.
Cơ chế xử lý ô nhiễm KLN trong nước bằng thực vật:
+ Cố định: Các chất ô nhiễm hữu cơ hoặc vô cơ, đƣợc kết hợp vào lignin của
thành tế bào rễ hoặc vào mùn. Kim loại bị kết tủa do rễ cây tiết dịch và sau đó
chúng bị giữ lại trong đất. Mục tiêu chính của cơ chế này là hạn chế sự di chuyển và
khuếch tán của chất gây ô nhiễm.
+ Bay hơi: Một số loài cây có khả năng hấp thu và bay hơi một số kim loại/á
kim. Các KLN này đƣợc hấp thu bởi rễ, đƣợc chuyển đổi thành các dạng không độc
hại, và sau đó thải vào khí quyển. Ví dụ: Astragalus bisulcatus (loài có hoa Họ Đậu)
và Stanleya pinnata (họ Cải có hoa) có khả năng xử lý Se.
+ Tách chiết: Rễ hấp thu chất ô nhiễm sau đó chuyển vị và tích lũy trong các bộ
phận bên trên (thân, lá). Cơ chế này chủ yếu đƣợc áp dụng cho việc loại bỏ kim
loại (Cd, Ni, Cu, Zn, Pb) hay yếu tố khác (Se, As) và các hợp chất hữu cơ..
+ Lọc: Thực vật hấp thu, tổng hợp hoặc kết tủa các chất ô nhiễm, đặc biệt là
kim loại nặng/các yếu tố phóng xạ, từ môi trƣờng nƣớc thông qua hệ thống rễ
hoặc cơ quan ngập nƣớc khác của cây. Các thực vật đƣợc trồng trong hệ thống
20
thủy canh, theo đó nƣớc thải đi qua và đƣợc "lọc" bởi rễ.
Một số nghiên cứu về xử lý KLN trong đất, nƣớc:
Nhiều nghiên cứu đã khẳng định, độ chua của đất có ảnh hƣởng rất lớn đến độ
linh động của kim loại nặng. Đây cũng là cơ sở của biện pháp hạn chế sự linh động
của KLN bằng biện pháp kết tủa. Trong đất chua có chứa nhiều Fe, Al, Mn, chất
hữu cơ thì Cd bị liên kết làm giảm tính linh động. Trong đất trung tính hoặc kiềm
do bón vôi, Cd bị kết tủa dƣới dạng CdCO3, đất axit Cd trở nên linh động nhất trong
khoảng pH = 4,4 - 5,5. Ngƣợc lại trong môi trƣờng đất kiềm, Cd trở nên ít linh động
hơn nên biện pháp chống ô nhiễm Cd trong đất bằng cách làm tăng pH đất và CEC.
Vôi và khoáng bón cho cây trồng ở vùng đất bị ô nhiễm đã làm giảm sự hấp thu Cd
vào cây, vì vậy pH đất là một trong những yếu tố quan trọng nhất gây ảnh hƣởng
đến sự hòa tan của Cd trong đất [31,38]. Bón vôi cũng có thể làm giảm độ hoà tan
của chì. Ở pH cao, Pb có thể bị kết tủa dƣới dạng hyđrôxyt, phosphate, carbonate và
có khuynh hƣớng tạo thành phức hữu cơ khá ổn định. Để giảm sự linh động của chì
cần duy trì pH đất > 6,5. [39]
Ở Việt Nam nhiều tác giả cũng đã đề xuất và áp dụng biện pháp làm sạch ô
nhiễm KLN trong đất bằng cách sử dụng một số cây có khả năng tích tụ các kim
loại độc hại ở mức cao nhƣ cúc su si, ngũ gia bì...[21], cây cải xoong có thể xử lý
đƣợc Cr và Ni từ nƣớc thải mạ điện, rong đuôi chó và bèo tấm lại có khả năng giảm
thiểu đƣợc Pb, Zn, Fe và Cu có trong Hồ bảy mẫu ở Hà Nội [25], cây ổi thơm và
dƣa leo (Herterostrema villosum) có khả năng hấp thụ Pb và Cd rất cao, cây dƣơng
xỉ có thể làm sạch nƣớc bị ô nhiễm As...
Các nhà nghiên cứu trên thế giới và ở Việt Nam đã tiến hành sử dụng bèo tây
trong việc xử lý ô nhiễm KLN trong nƣớc và thu đƣợc kết quả rất tốt.
Các nghiên cứu trên thế giới về bèo tây: Bèo tây hay Bèo lục bình hoặc Sen
Nhật (Echihomia crassipes) có nguồn gốc từ Nam Mỹ. Là loại thông dụng nhất
trong các loại bèo, tồn tại tự nhiên ở các mặt nƣớc ao, hồ, đầm với lá rộng, dày,
bóng và có hình trứng, bèo lục bình trƣởng thành có thể cao tới l m, bề ngang lá từ
10 – 20 cm, nổi trên mặt nƣớc nhờ thân dài, xốp, phồng ra hình củ. Bèo tây sinh sản
21
chính bằng thân bò lan. Chúng cũng có thế sinh sôi bằng hạt. Bèo tây là loài sinh
trƣởng mạnh mẽ chúng có thể nhân đôi số lƣợng chỉ sau hai tuần [33,40].
Những gốc khô của bèo tây để loại bỏ As khỏi nƣớc chứa 200 ppb As, kết quả
cho thấy có đến trên 93% As (III) và 95% As (V) đƣợc hấp thụ vào rễ khô trong
vòng 60 phút, và mức độ hấp thu As (III) và As (V) là nhƣ nhau. Ở nồng độ thấp
Pb2+
0,001M trong dung dịch dinh dƣỡng phần lớn Pb đƣợc hấp thụ trong rễ và lá
của bèo tây nhƣng khi ở nồng độ cao (Pb2+
0,01M) thì lại đƣợc tích lũy nhiều ở
cuống lá. Rễ bèo tây có thể làm giảm 81% lƣợng As khi bèo đƣợc nuôi cấy trong
dung dịch 400 ppb As [40].
Các nghiên cứu ở Việt Nam về bèo tây: Bèo tây thƣờng đƣợc sử dụng để làm
phân bón và thức ăn cho gia súc, ngoài ra các nhà nghiên cứu cũng đã bƣớc đầu tìm
thấy nó có khả năng hút các chất độc hại làm sạch môi trƣờng rất hiệu quả. Tác giả
Lê Đức (2000) đã sử dụng bèo tây và rau muống trên nền đất ô nhiễm Pb ở Huyện
Văn Lâm, Tỉnh Hƣng Yên, kết quả cho thấy cùng một sinh khối khả năng hút Pb
của bèo tây gấp 2,7 lần rau muống và hàm lƣợng Pb trong đất giảm 39,5% sau 60
ngày thả bèo [14]. Các tác giả Đặng Xuyến Nhƣ (2004) cũng đã thử nghiệm bèo tây
loại bỏ As, Pb, Cu từ nƣớc thải khu vực mỏ tuyển thiếc tại Thái Nguyên có hiệu quả
tốt...[18].
22
CHƢƠNG 2: ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.1. Đối tƣợng nghiên cứu
Đối tượng nghiên cứu là: 03 KLN chính là As, Pb, Cd trong môi trƣờng đất,
nƣớc tại làng nghề cơ khí xã Thanh Thùy, Thanh Oai, Hà Nội. Làng nghề xã Thanh
Thùy có 6 thôn, tuy nhiên chỉ 2 thôn Rùa Thƣợng và Rùa Hạ phát triển mạnh nhất
về lĩnh vực cơ khí. Do đó, tác giả chỉ tập trung nghiên cứu hiện trạng môi trƣờng tại
2 thôn Rùa Thƣợng và Rùa Hạ.
2.2 . Phƣơng pháp nghiên cứu
2.2.1 Phƣơng pháp tổng quan tài liệu nghiên cứu
Tìm kiếm, tham khảo các tài liệu có liên quan và thu thập số liệu thứ cấp.
Nguồn số liệu đƣợc thu thập từ các cơ quan địa phƣơng có hoạt động trong lĩnh vực
môi trƣờng: UBND xã Thanh Thùy, Trung tâm Quan trắc và phân tích tài nguyên
môi trƣờng Hà nội, Chi cục bảo vệ môi trƣờng Hà Nội.
2.2.2 Phƣơng pháp điều tra, khảo sát
Phƣơng pháp điều tra, khảo sát thực tế ngoài thực địa, liên hệ địa phƣơng nơi
nghiên cứu, sau đó lựa chọn vị trí và thu thập mẫu để đánh giá sơ bộ về hiện trạng
môi trƣờng làng nghề Thanh Thùy.
Phƣơng pháp lấy mẫu đất, mẫu nƣớc ngoài thực tế theo TCVN đã ban hành:
Lấy mẫu từ ngày 20/5/2014 đến ngày 30/5/2014 gồm 29 mẫu đã đƣợc lấy theo sơ
đồ lấy mẫu hình 2.1, trong đó:
- 07 mẫu khí.
Bảng 2.1 Vị trí các điểm lấy mẫu không khí xung quanh
Vị trí Đặc điểm
KXQ1 Đầu làng, cuối hƣớng gió, trƣớc xƣởng Trần Diệu
KXQ2 Ngã tƣ, gần đình thôn Rùa Hạ. Đây là điểm ít chịu ảnh hƣởng của quá
trình sản xuất.
KXQ3 Giữa thôn Rùa Thƣợng, đầu hƣớng gió. Đây là điểm ít chịu ảnh hƣởng
của quá trình sản xuất.
KXQ4 Cuối thôn Rùa Thƣợng, đầu hƣớng gió, đầu ngõ nhà ông Hoàng Văn Đằng
23
KXQ5 Đầu thôn Rùa Thƣợng, cuối thôn Rùa Hạ, gần nhà anh Đại. Đây là điểm
tập trung nhiều hộ sản xuất.
KXQ6 Giữa thôn Rùa Hạ, gần nhà thờ. Đây là điểm tập trung nhiều hộ sản
xuất.
KXQ7 Ngã ba xóm trại và Rùa Hạ, cuối hƣớng gió, đầu chợ. Đây là điểm tập
trung nhiều hộ sản xuất.
- 07 mẫu nƣớc thải.
Bảng 2.2 Vị trí các điểm lấy mẫu nƣớc thải
Vị trí Đặc điểm
NT1 Nƣớc thải sau phân xƣởng mạ tại hộ anh Nguyễn Văn Giang. Đầu làng
Rùa Hạ.
NT2 Cống thải gần cầu Rùa Hạ, gần trƣờng học về phía đồng Ao Sen. Vị trí
này tập trung nhiều cơ sở sản xuất cơ khí.
NT3 Nƣớc thải sau phân xƣởng mạ tại hộ anh Nguyễn Bá Đạo. Giáp Đồng
Bãi.
NT4 Cống giữa làng, gần nhà thờ. Vị trí này tập trung nhiều cơ sở sản xuất cơ
khí.
NT5 Nƣớc thải phân xƣởng cán thép nhà ông Lƣu Hải Nghĩa. Đầu
thôn Rùa Thƣợng .
NT6 Cống cuối làng Rùa Thƣợng, gần đầu sông Rùa.
NT7 Ngã tƣ giáp ranh giữa thôn Rùa Thƣợng và Rùa Hạ, gần đình Rùa Hạ. Vị
trí này chủ yếu là nhà dân, ít tham gia sản xuất.
- 06 mẫu nƣớc mặt.
Bảng 2.3 Vị trí các điểm lấy mẫu nƣớc mặt
Vị trí Đặc điểm
NM1 Kênh tƣới tiêu đầu làng Rùa Hạ.
NM2 Ao giữa làng Rùa Hạ.
NM3 Ao đình làng Rùa Hạ. Không có nguồn thải vào, cách xa khu vực sản xuất
24
Vị trí Đặc điểm
của làng nghề. Đây là vị trí quan trắc nền.
NM4 Cuối thôn Rùa Thƣợng, thẳng miếu Ba Cô. Đây là điểm đầu của sông
Rùa, trƣớc khi chảy qua khu vực làng nghề.
NM5 Giữa cầu Rùa Hạ, giữa sông Rùa. Đây là vị trí giao thoa của các nguồn
thải.
NM6 Đầu làng. Đây là điểm cuối của sông Rùa sau khi chảy qua khu vực làng
nghề.
- 04 mẫu nƣớc ngầm.
Bảng 2. 4 Vị trí các điểm lấy mẫu nƣớc ngầm
Vị trí Đặc điểm
NN1 Tại nhà Ông Khoa giữa thôn Rùa Hạ .
NN2 Tại nhà Ông Vũ Bá Thƣ gần nhà thờ.
NN3 Tại nhà Ông Vinh giữa thôn Rùa Hạ .
NN4 Tại nhà Ông Nam giữa thôn Rùa Thƣợng.
- 05 mẫu đất.
Bảng 2.5 Vị trí các điểm lấy mẫu đất:
Vị
trí Đặc điểm
Đ1 Đất ruộng đầu làng Rùa Hạ.
Đ2 Ngã tƣ giữa làng, gần đình Rùa Hạ. Vị trí này xa hộ dân cƣ, và các hộ
sản xuất cơ khí. Đây là điểm quan trắc nền về chất lƣợng đất của làng
nghề.
Đ3 Cuối thôn Rùa Thƣợng.
Vị trí này tập trung nhiều hộ dân sản xuất cơ khí.
Đ4 Giữa thôn Rùa Hạ, gần nhà thờ.
Vị trí này tập trung nhiều hộ dân sản xuất cơ khí.
Đ5 Giữa thôn Rùa Hạ. Vị trí này tập trung nhiều hộ dân sản xuất cơ khí.
25
2.2.3 Phƣơng pháp thực nghiệm
Tiến hành các thí nghiệm trong chậu.
2.2.3.1 Vật liệu nghiên cứu
Phân bón, hóa chất
+ Hóa chất đƣợc sử dụng để bổ sung KLN As, Pb, Cd vào nƣớc lần lƣợt là
dung dịch chuẩn Pb, Cd, As (tinh khiết)
Nƣớc sử dụng trong thí nghiệm chậu chậu để tƣới và pha hóa chất là nƣớc
máy tại Trung tâm quan trắc và phân tích tài nguyên môi trƣờng Hà Nội. Mẫu nƣớc
đƣợc kiểm tra 2 lần/vụ thí nghiệm.
Dụng cụ thí nghiệm
Chậu đƣợc sử dụng trong thí nghiệm có chiều cao 35cm, đƣờng kính 30cm.
Mỗi chậu chứa 6 kg đất. Mật độ 3 cây/chậu. Đất đƣợc lấy về, đập nhỏ, hong khô
trong không khí sau đó cho vào chậu. Mẫu đất đƣợc kiếm tra một số tính chất lý,
hoá và hàm lƣợng KLN As, Pb, Cd trƣớc khi tiến hành thí nghiệm.
2.2.3.2 Thiết kế thí nghiệm
Hai thí nghiệm đƣợc thực hiện để nghiên cứu biện pháp xử lý của KLN (As,
Pb, Cd) trong đất và nƣớc. Thiết kế mô hình chậu trồng thực vật trong phòng thí
nghiệm để đối chứng.
Thí nghiệm 1: Biện pháp tăng pH đất bằng bón vôi (CaO) đế cố định KLN hạn
chế sự hấp thu vào thực vật.
Mục đích: Tìm ra giá trị pH đất thích hợp để cố định các KLN trong trong đất,
từ đó khống chế sự hấp thụ của chúng vào thực vật.
Cơ sở để lựa chọn các mức bón vôi: Dựa trên kết quả điều tra, môi trƣờng đất
làng nghề Thanh Thùy có tính chua nhiều, vì vậy bố sung vôi theo các mức khác
nhau vào đất để tăng pH của đất, từ đó có tác dụng cố định các kim loại nặng.
Thí nghiệm trong chậu: Nghiên cứu ảnh hƣởng của các mức vôi bón khác
nhau đến pH đất và sự tích lũy KLN trong rau cải canh.
- Thời gian: Đợt 1: Từ ngày 10/6 đến ngày 11/7
Đợt 2: Từ ngày 6/9 đến ngày 7/10
26
- Đối tƣợng: Rau cải canh (Brassica juncea L.)
Cơ sở lựa chọn các mức bổ sung kim loại nặng vào nƣớc tƣới: Dựa trên kết
quả kiểm tra chất lƣợng nƣớc thực tế và căn cứ theo TCVN 6773 - 2000 (Chất
lƣợng nƣớc dùng cho thủy lợi; QCVN 39:2011/BTNMT về chất lƣợng nƣớc dùng
cho tƣới tiêu và QCVN 40:2011/BTNMT/B về chất lƣợng nƣớc thải công nghiệp
không dùng cho mục đích sinh hoạt. Chọn ra 5 mức bón vôi để tăng giá trị pH lần
lƣợt nhƣ sau: 2,5; 5,0; 7,5; 10 gam/6kg đất. Đồng thời, tác giả chọn mức hàm lƣợng
As, Pb, Cd trong nƣớc tƣới/ngày lần lƣợt nhƣ sau: 0,5 ppm Pb; 0,1 ppm Cd; 0,1
ppm As. Đây là ngƣỡng hàm lƣợng KLN As, Pb, Cd trong nƣớc thải công nghiệp
không dùng cho mục đích sinh hoạt.
Ba loạt thí nghiệm đƣợc thực hiện cho 3 kim loại là:
Thí nghiệm 1.1: Hạn chế ảnh hƣởng của Pb trong nƣớc tƣới đến rau. Tƣới nƣớc
chứa 0,5 ppm Pb/ngày.
+ CT1 : Không lót vôi
+ CT2 : Lót 2,5 gam CaO/6 kg đất
+ CT3 : Lót 5,0 gam CaO/6 kg đất
+ CT4 : Lót 7,5 gam CaO/6 kg đất
+ CT5: Lót 10,0 gam CaO/6 kg đất
Thí nghiệm 1.2: Hạn chế ảnh hƣởng của Cd trong nƣớc tƣới đến rau. Nƣớc tƣới
chứa 0,1 ppm Cd/ngày
+ CT1: Không lót vôi (Mẫu đối chứng)
+ CT2 : Lót 2,5 gam CaO/6 kg đất
+ CT3 : Lót 5,0 gam CaO/6 kg đất
+ CT4 : Lót 7,5 gam CaO/6 kg đất
+ CT5: Lót 10,0 gam CaO/6 kg đất
CT1 CT2 CT3 CT4 CT5
27
Thí nghiệm 1.3: Hạn chế ảnh hƣởng của As trong nƣớc tƣới đến rau. Nƣớc tƣới
chứa 0.1 ppm As/ngày
+ CT1: Không lót vôi
+ CT2: Lót 2,5 gam CaO/6 kg đất
+ CT3: Lót 5,0 gam CaO/6 kg đất
+ CT4: Lót 7,5 gam CaO/6 kg đất
+ CT5: Lót 10,0 gam CaO/6 kg đất
Tổng số chậu thí nghiệm:
15 CT x 1chậu/CT = 15 chậu thí nghiệm.
Tổng lƣợng nƣớc tƣới ở tất cả các thí nghiệm trong 01 vụ (30 ngày): 0,25
l/ngày x 30 ngày = 7,5 lít/chậu
Thí nghiệm 2: Biện pháp dùng thực vật (Bèo Tây) làm sạch nước tưới bị ô nhiễm
kim loại nặng.
Thực vật nghiên cứu: Bèo tây (Echihomia crassipes)
Cơ sở khoa học sử dụng bèo tây xử lý nƣớc bị ô nhiễm:
Các nghiên cứu thử nghiệm trong điều kiện Việt Nam đã khẳng định bèo tây là
loại cây trồng có khả năng hấp thụ KLN rất tốt (Lê Đức, 2000; Đặng Xuyến Nhƣ,
2004...)
Bèo tây là loại cây thủy sinh rất phổ biến, sinh trƣởng mạnh, dễ áp dụng, chi
phí thấp.
CT1 CT2 CT3 CT4 CT5
CT1 CT2 CT3 CT4 CT5
28
Mục đích: Xác định khả năng làm sạch và thời gian cần thiết xử lý nƣớc bị ô
nhiễm KLN bằng bèo tây.
Thời gian tiến hành: từ ngày 7/9/2014 đến 6/10/2014
Thí nghiệm trong chậu: Bèo tây đƣợc nuôi trồng trong môi trƣờng nƣớc tƣới
chứa các kim loại nặng As, Pb, Cd theo nồng độ lựa chọn.
Thí nghiệm 2.1: Đối chứng (không thả bèo tây)
Thí nghiệm 2.2: Nguồn nƣớc tƣới chứa hỗn hợp: 0,5 ppm Pb; 0,1 ppm Cd và 0,1
ppm As.
Tiến hành kiểm tra hàm lƣợng các KLN As, Pb, Cd trong nƣớc sau khi thả bèo
tây 5 – 10 - 20 - 30 ngày.
Tổng số chậu thí nghiệm: 2 thí nghiệm X 3 lần lặp lại/thí nghiệm = 6 chậu/đợt.
Nghiên cứu thả 3 cây bèo tây/4 lít nƣớc
Thể tích mỗi chậu thí nghiệm là: 4 lít nƣớc
2.3 Phƣơng pháp lấy mẫu và phân tích mẫu
2.3.1 Môi trƣờng nƣớc:
- Phương pháp lấy mẫu nước:
+ Môi trƣờng nƣớc thải: Phƣơng pháp lấy mẫu nƣớc thải: TCVN 5992:1995 và TCVN
5999:1995.
+ Môi trƣờng nƣớc mặt: Phƣơng pháp lấy mẫu đƣợc thực hiện theo TCVN
5994:1995 (ISO 5667-4:1987).
+ Môi trƣờng nƣớc ngầm: Phƣơng pháp lấy mẫu đƣợc thực hiện theo TCVN
6000:1995 (ISO 5667 -11: 1992)
- Phương pháp bảo mẫu nước:
Mẫu đƣợc bảo quản theo TCVN 5993-1995 (ISO 5667-3:1985) và chuyển thẳng
đến phòng thí nghiệm ngay sau khi việc lấy mẫu kết thúc.
- Phƣơng pháp phân tích chất lƣợng nƣớc
Phƣơng pháp phân tích chất lƣợng nƣớc đƣợc trình bày trong bảng 2.6
29
Bảng 2.6 Các phƣơng pháp phân tích chất lƣợng nƣớc
TT Thông số phân tích Đơn vị Phƣơng pháp phân tích
1 pH TCVN 6492:2011 hoặc SMEWW 4500-
H+
2 Màu PTU TCVN 6185:1996
3 Mùi -
4 COD mg/l SMEWW 5220 D:1995
5 Chất rắn lơ lửng mg/l TCVN 6625:2000
6 Amoniac mg/l Method – HACH 8038
7 Tổng P mg/l TCVN 6494-2:2000
8 Tổng N mg/l SMEWW 4500-Norg-B:1995
9 CN- mg/l SMEWW 45000-CN-C:1995
10 Tổng dầu mỡ
khoáng mg/l TCVN 5070:1995
11 Mn mg/l TCVN 6193:1996
12 As mg/l TCVN 6626: 2000 hoặc SMEWW
3500-As B
13 Ni mg/l TCVN 6193:1996
14 Pb mg/l TCVN 6193 : 1996 (ISO 8286- 1986)
hoặc SMEWW 3500-Pb
15 Cd mg/l TCVN 6193 : 1996 (ISO 8286- 1986)
hoặc SMEWW 3500-Pb
16 Cu mg/l TCVN 6193:1996
17 Tổng Fe mg/l TCVN 6177:1996
18 Zn mg/l TCVN 6193:1996
19 Cr(III) mg/l TCVN 6222:2008
20 Coliform MPN/
100ml TCVN 6187-1:1996
30
2.3.2 Môi trƣờng đất:
Phƣơng pháp lấy mẫu đất theo tiêu chuẩn: TCVN 5297:1995
Phƣơng pháp phân tích đất
Các phƣơng pháp phân tích chất lƣợng đất đƣợc liệt kê trong Bảng 2.7
Bảng 2.7 Các phƣơng pháp phân tích chất lƣợng đất
ST
T
Thông số quan
trắc Đơn vị Phƣơng pháp phân tích
1 pH TCVN 5979 : 2007
2 Fe mg/kg TCVN 6177:1996
3 As mg/kg TCVN 6626: 2000 hoặc SMEWW 3500-As
B
4 Cu mg/kg TCVN 6193:1996
5 Pb mg/kg TCVN 6496 : 2009
6 Cd mg/kg TCVN 6496 : 2009
7 Zn mg/kg TCVN 6193:1996
Dựa vào bản đồ hiện trạng sử dụng đất ta tiến hành khoanh điểm lấy mẫu
trên bản đồ ( sơ đồ lấy mẫu), mẫu đất đƣợc lấy theo phƣơng pháp lấy mẫu đất hỗn
hợp (lấy theo đƣờng chéo). Khu vực gần nguồn ô nhiễm lấy mẫu dày hơn khu vực ít
nguồn ô nhiễm.
Mẫu đất đƣợc lấy để phân tích đƣợc lấy ở tầng đất mặt (tầng đất mặt có chiều
sâu 0-20 cm) bằng cách gạt bỏ lớp bề mặt sâu khoảng 3 – 4 cm, sau lấy mẫu bằng
dụng cụ lấy mẫu (xẻng, dao…) và cho vào túi li long có ghi kí hiệu mẫu.
31
Mẫu đất đƣợc xử lý bằng cách phơi khô ở điều kiện phòng (20oC-25oC), rồi
nhặt sỏi, đá, kết vôn. Đất đƣợ đem đi nghiền trong cối sứ và rây qua dụng cụ rây có
kích thƣớc lỗ 0,1 mm. Đất sau khi nghiền đƣợc trộn đều và đựng trong túi nilong
ghi kí hiệu.
Các mẫu đất, nƣớc lấy về đƣợc xử lý và phân tích trong phòng thí nghiệm:
pH đất: Chiết đất bằng dung dịch KCl 1M theo tỉ lệ đất/dịch là 1:5, dịch chiết
đƣợc đo bằng pH điện cực thủy tinh.
Các kim loại nặng nhƣ As, Pb, Cs, Cu, Zn… sử dụng phƣơng pháp quang phổ
hấp thụ nguyên tử (AAS)…
2.4 Phƣơng pháp đánh giá, phân tích và xử lý số liệu
Để đánh giá chất lƣợng môi trƣờng đất, nƣớc tại làng nghề cơ khí xã Thanh
Thùy, các kết quả phân tích đƣợc so sánh với các Quy chuẩn, tiêu chuẩn Việt Nam
hiện hành.
- Kết quả phân tích các chỉ tiêu môi trƣờng nƣớc
+ Môi trƣờng nƣớc mặt so sánh với :quy chuẩn QCVN 08:2008/BTNMT/B1:
Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia về chất lƣợng nƣớc mặt. Cột B1 quy định giá trị của các
thông số trong nƣớc mặt dùng cho mục đích tƣới tiêu thủy lợi hoặc các mục đích sử
dụng khác có yêu cầu chất lƣợng nƣớc tƣơng tự
+ Môi trƣờng nƣớc thải so sánh với QCVN40: 2011/BTNMT: quy chuẩn kỹ
thuật quốc gia về chất lƣợng nƣớc thải công nghiệp.
+ Môi trƣờng nƣớc ngầm so sánh với QCVN 09:2008/ BTNMT
- Kết quả phân tích các chỉ tiêu môi trƣờng đất đƣợc so sánh với QCVN 03 :
2008/BTNMT/ cột 1: Giới hạn KLN trong đất phục vụ mục đích nông nghiệp và
QCVN 03 : 2008/BTNMT/ cột 3: Giới hạn KLN trong đất phục vụ mục đích dân sinh.
Giới hạn các KLN Cd, Pb, As trong rau và nƣớc tƣới đƣợc so sánh với các
tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 6773 – 2000 (Chất lƣợng nƣớc tƣới) hoặc QCVN
39:2011/BTNMT và theo Quyết định 04/2007/QĐ - BNN ngày 19/01/2007 của Bộ
nông nghiệp Quy định về quản lý sản xuất và chứng nhận rau an toàn kèm theo QĐ
03/2006/QĐ - BKH ngày 10/01/2006 về công bố tiêu chuẩn chất lƣợng hàng hóa.
32
Cụ thể nhƣ trong Bảng 2.8 sau:
Bảng 2.8 Tiêu chuẩn cho phép của kim loại nặng có trong rau và nƣớc tƣới
TT Chỉ tiêu Đơn vị TCCP (trong rau) TCCP (nƣớc tƣới)
1 As mg/kg tƣơi < 0,2 < 0,05 – 0,1
2 Cd mg/kg tƣơi < 0,02 < 0,005 – 0,01
3 Pb mg/kg tƣơi < 0,5 -1,0 < 0,1
4 pH - - 5,5 - 9
- Biểu đồ, đồ thị đƣợc xây dựng bằng phần mềm EXCEL.
- Số liệu trình bày trong phần kết quả là số liệu trung bình các lần nhắc lại.
33
CHƢƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN
3.1. Khái quát đặc điểm và hiện trạng sản xuất làng nghề Thanh Thùy
a. Vị trí địa lý
Xã Thanh Thuỳ nằm phía Đông Nam huyện Thanh Oai, cách trung tâm Thủ
đô Hà Nội khoảng 30 km. Là một trong những xã thuộc vùng vệ tinh của Hà Nội
xƣa và là một phần của Hà Nội ngày nay, xã Thanh Thuỳ mang đặc trƣng của vùng
đất trăm nghề Hà Tây cũ. Địa giới hành chính của xã đƣợc xác định nhƣ sau:
- Phía Bắc: Giáp xã Mỹ Hƣng
- Phía Nam: Giáp xã Thanh Văn
- Phía Đông: Giáp huyện Thƣờng Tín
- Phía Tây: Giáp xã Tam Hƣng
Xã có diện tích tự nhiên 530,75 ha. Trong đó: đất nông nghiệp của xã là
349,13 ha chiếm 65,78% tổng diện tích đất tự nhiên, đất phi nông nghiệp là 179,31
ha chiếm 33,78% tổng diện tích đất tự nhiên, đất chƣa sử dụng là 2,31 ha chiếm
0,44% tổng diện tích đất tự nhiên.
b. Địa hình
Thanh Thuỳ là một xã đồng bằng châu thổ sông Hồng có địa hình thấp dần từ
Đông Bắc xuống Tây Nam. Đồng ruộng của xã có độ cao thấp xen kẽ nhau và đƣợc
tập trung tại các khu vực có điều kiện về giao thông, thuỷ lợi. Phần ruộng trũng tập
trung ở khu đồng Bờ Dùi, Đồng Làn, Đồng Lách Miêu, Đồng Chuôm rẫy, Đồng
Thắc, Đồng sau Am, Đồng Ao Sen...thuận lợi cho việc phát triển về sản xuất nông
nghiệp.
c. Thổ nhưỡng
Đất đai xã Thanh Thuỳ đƣợc hình thành do sản phẩm lắng đọng của phù sa
sông Hồng. Toàn bộ diện tích đất đai nằm trong hệ thống đê, nên đất phù sa sông
Hồng không đƣợc bồi đắp hàng năm. Do phân bố cấp địa hình khác nhau, dƣới tác
động của yếu tố tự nhiên và canh tác khác nhau đã làm cho đất có sự biến đổi. Trên
chân đất cao, vàn cao, quá trình ôxi hoá mạnh và quá trình rửa trôi sét làm cho đất
nghèo sét, thành phần cơ giới nhẹ, nhịp độ khoáng hoá diễn ra mạnh hơn. Song, nền
34
đất này lại dễ thấm nƣớc, làm cho nguồn nƣớc thải của làng nghề dễ thâm nhập vào
nguồn nƣớc ngầm hơn, gây khó khăn cho công tác quản lý môi trƣờng làng nghề. Ở
những chân đất thấp do tính đọng nƣớc, thành phần cơ giới nặng, đất bí và diễn ra
quá trình glây hoá. Tại vùng đất trũng này, nƣớc thải không thoát đƣợc, ngấm dần
vào đất, gây tích lũy chất thải trong đất và nƣớc ngầm.
d. Khí hậu
Trong nền chung của khí hậu miền Bắc Việt Nam là khí hậu nhiệt đới gió mùa
có mùa đông khô và lạnh, Thanh Thuỳ là xã đồng bằng (độ cao trung bình 4-6 m so
với mực nƣớc biển) có chế độ khí hậu của đồng bằng sông Hồng. Vùng này chịu
ảnh hƣởng của gió biển, khí hậu nóng ẩm hơn.
- Nhiệt độ trung bình cả năm là 230C, tổng tích ôn trong năm trên 8500
0C, có
thể bố trí 3 vụ trong năm.
- Lƣợng mƣa trung bình cả năm 1600- 1700 mm phân bố không đều, tập
trung từ tháng 5 đến tháng 9, chiếm 75% lƣợng mƣa cả năm. Đây là một hạn chế
với xã vì mƣa thƣờng xuyên gây ra úng (đối với lƣợng mƣa lớn hơn 200 mm).
- Lƣợng bốc hơi trung bình hàng năm là 1042 mm.
- Độ ẩm không khí trung bình hàng năm là 82- 84%.
Thanh Thuỳ chịu ảnh hƣởng của 2 hƣớng gió chính là gió đông nam thổi vào
mùa nóng từ tháng 4 đến tháng 10 và gió đông bắc thổi từ tháng 11 đến tháng 3 năm
sau, thƣờng kéo theo không khí lạnh và sƣơng muối, gây ảnh hƣởng cho sản xuất
nông nghiệp vụ đông xuân.
Nhìn chung, Thanh Thuỳ thuộc vùng nhiệt đới gió mùa có nét đặc trƣng
nóng ẩm mƣa nhiều về mùa hè, hanh khô kéo dài về mùa đông. Khí hậu tƣơng đối
lạnh.
e. Thủy văn
Toàn bộ diện tích đất của Thanh Thuỳ nằm trong vành đai của hệ thống sông
Hồng cho nên việc bố trí hệ thống tƣới tiêu cho sản xuất nông nghiệp của xã phụ
thuộc vào hệ thống của 2 máng nổi (t8) ở phía bắc và phía đông của xã thông qua 2
trạm bơm là trạm Nguyên Bì và trạm Lƣu Xá có tổng công suất 6000m\h do công ty
35
thuỷ nông Hồng Vân quản lý và đƣợc dẫn qua hệ thống kênh cấp 1, kênh cấp 2 (B7)
và hệ thông kênh nội đồng. Ngoài ra còn có một số trạm bơm đặt tại các thôn trong
xã đƣợc lấy nƣớc tại các ao, hồ, sông chảy qua địa bàn xã, nguồn nƣớc sinh hoạt
của nhân dân hiện nay chủ yếu lấy từ nƣớc ngầm qua giếng khơi hoặc giếng khoan
bể lọc.
f. Thảm thực vật
Thanh Thuỳ có thảm thực vật là các cây trồng hàng năm. Ngoài các cây lƣơng
thực chính nhƣ lúa ngô, và cây hoa màu khác, ở các khu dân cƣ còn trồng các loại
cây ăn quả nhƣ: chuối, cam, bƣởi…
3.2. Hiện trạng sản xuất tại làng nghề cơ khí Thanh Thùy
Các làng nghề sản xuất cơ khí của xã Thanh Thùy có bề dày truyền thống lâu
đời, các sản phẩm trƣớc đây chỉ là các sản phẩm phục vụ nông nghiệp. Tính đến
nay, xã Thanh Thùy có 5 thôn đều làm cơ khí với tổng số hộ là 1.223 hộ, tập trung
nhiều nhất ở 2 thôn Rùa Hạ và Rùa Thƣợng. Số lao động làm nghề cơ khí là khoảng
3.131 lao động với mức thu nhập bình quân một tháng là 4.931.000 đồng.
Nghề cơ khí của xã đƣợc sản xuất tiêu thụ chủ yếu trong nƣớc (78% vào năm
2012), xuất khẩu nƣớc ngoài chỉ chiếm 22%. Nguồn nguyên liệu chủ yếu là tôn, sắt
thép các loại đạt 6425 tấn (năm 2012), nguyên liệu sản xuất bao gồm cả phế thải sắt
thép công nghiệp đƣợc thu gom nhiều nơi. Sản phẩm cơ khí đạt 6103 tấn (năm
2012), sản phẩm cơ khí đa dạng tùy vào đơn đặt hàng và nhu cầu của thị trƣờng, ví
dụ nhƣ: các linh kiện cho thiết bị điện, thiết bị vệ sinh, phụ kiện xe đạp, xe máy,
linh kiện quạt,… Nguồn năng lƣợng chính để sản xuất là điện, than; lƣợng điện tiêu
thụ khoảng trên 2 triệu KWh.
Nhiên liệu, hoá chất sử dụng trong làng nghề
- Nguyên vật liệu: Sắt thép phế liệu nhƣ vỏ ô tô, vỏ tàu biển cũ, các phế liệu từ
các vật gia dụng và các phƣơng tiện sản xuất, máy móc cũ đã bị thải loại. Các phế
liệu này đƣợc phân thành 3 loại chính sau:
+ Thép phế liệu có kích thƣớc lớn đƣợc đƣa đến bãi tập trung và đƣợc cắt
bằng hơi tới kích thƣớc 3–5 cm chiều ngang rồi đƣa vào máy cán.
36
+ Thép phế liệu có kích thƣớc trung bình đƣợc đƣa qua lò nung để tạo điều
kiện thuận lợi cho quá trình cán đƣợc dễ dàng.
+ Thép phế liệu nhỏ đƣợc đƣa vào lò luyện thép.
Ngoài ra, trong hoạt động của làng nghề còn sử dụng một lƣợng lớn sắt thép
nguyên liệu là tôn đƣợc nhập khẩu từ Trung Quốc.
- Nhiên liệu: Than (than cục và than cám), than củi, dầu dùng để cung cấp cho các lò
nung. Ƣớc tính trung bình mỗi năm làng nghề sử dụng khoảng 6.000 tấn than.
- Năng lƣợng: Điện năng dùng để cung cấp cho các lò nấu kim loại và cho
sinh hoạt đƣợc cung cấp từ các trạm điện trong xã.
- Hoá chất: Dung dịch mạ kẽm: Kẽm oxit (ZnO), kẽm xianua Zn(CN)2, natri
xianua (NaCN), natri sunfua (Na2S), chất hoạt động bề mặt, chất tạo bóng; dung
dịch H2SO4, HCl, NaOH…(Bảng 3.1)
Ngoài ra trung bình mỗi ngày làng nghề còn sử dụng một lƣợng nƣớc đáng kể
(khoảng 25m3) để làm nguội các sản phẩm sau cán, nƣớc làm mát thiết bị và rửa
thiết bị.
Bảng 3.1 Nguyên, nhiên liệu, hoá chất của làng nghề Thanh Thùy
TT Nguyên, nhiên liệu,
hoá chất Đơn vị Lƣợng Ghi chú
1 Thép phế liệu tấn/ngày 15- 17 Thu mua
2 Thép nguyên liệu tấn/ngày 17- 20 Nhập từ Trung Quốc
3 Than các loại tấn/ngày 15-16 Quảng Ninh
5 Điện năng KW/ngày 200 – 300
6 Hoá chất các loại kg/ngày 200 – 350 Trung quốc, Nhật
7 - Nƣớc cho sản xuất
- Nƣớc sinh hoạt m
3/ngày
25 – 30
1500 – 2000
Lấy từ giếng khoan,
giếng khơi
Sản phẩm và thị trường tiêu thụ sản phẩm.
Sản phẩm của làng nghề bao gồm thép xây dựng, thép dây, thép tấm, đinh
gim, bản lề, chốt cửa, cửa hoa, cửa xếp…Riêng các loại sản phẩm nhƣ dây thép, bản
lề, ke, chốt, sau khi định hình xong đƣợc đƣa qua bể mạ để mạ chống gỉ và nâng
cao chất lƣợng sản phẩm, đáp ứng đƣợc nhu cầu của ngƣời tiêu dùng. Ƣớc tính
hàng năm làng nghề sản xuất ra khoảng 6200 tấn sản phẩm. Nhiều sản phẩm của
37
làng nghề không những đƣợc tiêu thụ tại các tỉnh trong cả nƣớc mà còn đƣợc xuất
khẩu sang Trung Quốc, Đài Loan… nhƣ: dây thép, thép xây dựng, bản lề.
Các quy trình sản xuất nhƣ sau:
a. Quy trình cắt, đột dập
Nguyên liệu đầu vào thƣờng là các tấm thép, độ dày mỏng của các tấm thép này
phụ thuộc vào độ dày mỏng của sản phẩm. Các sản phẩm cơ khí thƣờng đƣợc làm
theo đơn đặt hàng, đơn vị có nhu cầu mang sản phẩm mẫu đến hoặc mang khuôn
sản phẩm đến cho hộ làm cơ khí xem xét, tùy thuộc vào khối lƣợng sản phẩm mà
hai bên định giá giá trị hợp đồng. Trong trƣờng hợp sản phẩm có kích thƣớc mới,
mà bên đặt hàng không có khuôn mẫu, hộ làm cơ khí sẽ tự tiến hành làm khuôn,
việc làm này mất khoảng 15 – 20 ngày. Tuy nhiên một vài hộ vẫn tự làm thêm các
sản phẩm cơ khí phổ biến nhƣ long đen, ốc vít,…. Các thiết bị sử dụng trong đột
dập thƣờng là các thiết bị cũ, không có bảng điều khiển điện tử, theo nhƣ đƣợc hỏi
(không tính các hộ làm nghề quy mô công ty) thì chỉ có 2 hộ dân trang bị thiết bị
đột dập “mắt thần cảm ứng” nhằm tránh tai nạn nghề nghiệp. (Chi cục bảo vệ môi
trƣờng Hà Nội, 2012).
b. Quy trình tẩy sơn
Hình 3.1. Qui trình tẩy sơn
- Thùng phi sẽ đƣợc cắt thành tấm dài.
- Bể ngâm sơn thƣờng đƣợc xây dựng bằng bể xi măng kiên cố.
- Rửa sạch lại thùng phi bằng nƣớc thƣờng đƣợc sử dụng bằng một máy bơm
công suất lớn.
Từ bảng 3.2 phần nào cho ta thấy lƣợng vật chất đầu vào và đầu ra của một
số công đoạn trong sản xuất của làng nghề cơ khí Thanh Thùy. Từ kết quả phiếu
điều tra nông hộ cho ta số liệu vật chất đầu vào của các công đoạn sản xuất và cách
tính tổng tải lƣợng trung bình/ngày của Đặng kim Chi, ta có kết quả bảng 3.2. Qua
Phế liệu, vỏ
thùng phi
Ngâm xút để
tẩy sơn
3-5 ngày
Rửa sạch bằng
nƣớc
Cán phẳng
bằng máy
Tôn tấm
Cắt theo kích
thƣớc đặt hàng
38
đó ta thấy đƣợc lƣợng chất thải ra ảnh hƣởng tới môi trƣờng tại làng nghề.
Bảng 3.2 Kiếm toán vật chất cho các công đoạn chính của quá trình tái chế cơ
khí làng nghề Thanh Thùy
(Tính theo tấn sản phẩm/ năm).
Công
đoạn
Vật liệu vào Vật liệu ra Dòng thải
Loại
Số
lƣợng,
(tấn)
Loại
Số
lƣợng,
(tấn)
Rắn Lỏng Khí
Gia
công sơ
bộ
Sắt thép
phế liệu
(kích
thƣớc
lớn)
6425
Sắt
thép
kích
thƣớc
phù
hợp
6103
Vụn kim
loại và
phế phẩm
kim loại:
321tấn
(chiếm
5%)
Bụi kim loại
(chiếm 0,05%)
3,213
Gia
công
sản
phẩm
gia
dụng
(Đột
dập,
cán )
+Thép
dẹt
+ Thép
tấm
+Thép
cuộn
6000 + Bản
lề, ke,
chốt…
+ Đinh
+ Dây
thép
các
loại
5700
+ Kim
loại đầu
mẩu: 240-
480 tấn
(chiếm 4
÷8%
nguyên
liệu)
+ Xỉ than:
390tấn
(chiếm
6,5%
than)
+Nƣớc
làm mát:
144m3
(thất
thoát 2%)
+ Nƣớc
tẩy rửa
360m3 (
thất thoát
5%)
+ Khí lò
(CO2,SO2,CO,
NOX,…)
(chiếm 0,02%)
1,2
+Bụi: 9,42 ÷
11,304tấn (sinh
ra do quá trình
đốt than).
Than 6000
Nƣớc
(m3)
7200
Nhìn chung nguyên liệu sản xuất các sản phẩm kim loại chủ yếu mất mát từ
quá trình gia công các sản phẩm nhƣ đột dập,.. Lƣợng hao hụt nguyên liệu chiếm từ
2-7% lƣợng nguyên liệu đầu vào. Chất thải sinh ra từ hoạt động sản xuất chủ yếu là
xỉ than, vụn kim loại, khí thải từ lò đốt (chiếm từ 4- 8% nguyên liệu đầu vào). Tổng
chất thải rắn phát sinh gần 1000 tấn/năm. Dựa theo quy trình sản xuất của ngành
nghề này thì nƣớc thải gây ô nhiễm chủ yếu phát sinh từ công đoạn làm mát máy và
làm mát sản phẩm (thất thoát 2%)... Nƣớc làm mát ở đây tuy không tham gia hoàn
toàn vào trong chu trình sản xuất, nhƣng chỉ với việc tƣới làm mát sản phẩm trong
39
máy cán đã kéo theo một lƣợng lớn các chất cặn bã (thành phần chủ yếu là mạt sắt
và dầu bôi trơn máy) xuống hệ thống cống rãnh và hồ chứa. Tổng lƣợng nƣớc thải
ra môi trƣờng trong công đoạn đột dập và cán chiếm hơn 500m3 nƣớc/năm. Lƣợng
nƣớc này không thông qua hệ thống xử lý mà thải trực tiếp vào cống thải chung của
thôn đã ảnh hƣởng lớn tới chất lƣợng môi trƣờng của làng nghề.
c. Quy trình mạ các sản phẩm kim loại
* Công nghệ mạ điện tại làng nghề chủ yếu bao gồm: chuẩn bị bề mặt trƣớc khi mạ,
mạ, hoàn thiện sản phẩm sau mạ, pha chế dung dịch và các khâu phụ trợ khác.
- Phôi hình thành nhập về từ các xƣởng chế tạo phôi trƣớc tiên đƣợc xử lý bề mặt
nhằm loại bỏ lớp rỉ, tạo bề mặt nhẵn bóng và dễ bám và phủ đều dung dịch mạ. Các
bƣớc xử lý bề mặt bao gồm mài bóng, quay bóng, tẩy gỉ, tẩy dầu mỡ và hoạt hóa.
- Mài và đánh bóng: mài và đánh bóng là phƣơng pháp cơ học nhằm loại bỏ hết gỉ
oxi, chất bẩn, bavia, khuyết tật và đạt đƣợc độ nhẵn, độ bóng theo yêu cầu cho bề mặt
kim loại. Công đoạn này đƣợc thực hiện bằng cách dùng máy mài, máy nửa tự động,
máy tự động,… làm quay bánh mài hoặc quay các vòng băng, trên mặt có gắn các hạt
mài và tỳ các vật cần gia công vào để mài hoặc đánh bóng.
- Quay bóng: quay để làm sạch bề mặt cho các vật khỏi các vết bẩn, mùn tẩy
trong axit, bavia, khuyết tật; quay còn để mài và đánh bóng bề mặt nữa. Quay các
vật gia công đồng thời với vật liệu mài hay đánh bóng trong các chuông quay hay
thùng quay. Có thể quay khô có hay không có vật liệu mài hoặc quay ƣớt cùng chất
lỏng và vật liệu mài. Tại Thanh Thùy, quay bóng thƣờng là quay ƣớt và kết hợp với
tẩy gỉ và tẩy dầu mỡ.
- Tẩy gỉ: đối với kim loại đen, bề mặt lớp mạ thƣờng phủ một lớp gỉ gồm các
hidroxit sắt. Tẩy hóa học để loại bỏ chúng thƣờng dùng axit loãng hay HCl. Tại các
cơ sở mạ khảo sát, công việc tẩy rỉ thƣờng tiến hành theo cách phôi đƣợc cho vào
máy quay với dung dịch axit HCl 3:10 trong vòng 30 phút. Đối với nhôm và hợp
kim nhôm thì quá trình tẩy rửa đƣợc tiến hành trong dung dịch kiềm NaOH. Chất
thải là nƣớc thải chứa kiềm hoặc axit, chứa cặn bẩn kim loại và đất cát, dầu mỡ; khí
thải chủ yếu là hơi kiềm hoặc axit, phạm vi ảnh hƣởng là môi trƣờng làm việc.
40
- Tẩy dầu mỡ: có nhiều phƣơng pháp để tẩy dầu mỡ nhƣ tẩy bằng dung dịch
dung môi hữu cơ, tẩy dầu mỡ hóa học, tẩy dầu mỡ điện hóa. Tại Thanh Thùy sử
dụng phƣơng pháp tẩy dầu mỡ bằng xút NaOH trong 2 đến 3 giờ sau khi tẩy gỉ bằng
HCl. Theo cách này, loại dầu mỡ có nguồn gốc động thực vật có thể tác dụng với
xút thành xà phòng tan đƣợc trong nƣớc. Ví dụ, stearin có nhiều trong mỡ tác dụng
với dung dịch NaOH tạo thành natri stearat (xà phòng) tan trong nƣớc thành dung
dịch keo:
Tuy nhiên loại có nguồn gốc khoáng vật không có khả năng xà phòng hóa nên
chỉ tẩy đƣợc chúng bằng dung môi hay bằng chất tẩy rửa đặc biệt. Do vậy trong
công nghiệp, dung dịch tẩy thƣờng có các thành phần là xút và các chất hoạt động
bề mặt đặc biệt. Xút là chất quan trọng nhất để làm sạch kim loại, ngoài tác dụng
nói trên nó còn phá hủy nhiều chất hữu cơ, hòa tan kim loại lƣỡng tính và các oxit
của chúng.
- Hoạt động bề mặt kim loại và thụ động Crom: hoạt hóa bề mặt kim loại làm
mất đi lớp oxit cực kỳ mỏng, mắt không nhìn thấy, sinh ra ngay trong quá trình gia
công tại xƣởng mạ: đánh bóng, tẩy dầu mỡ, rửa, vận chuyển… Hoạt hóa làm cho
lớp kim loại ngoài cùng cũng đƣợc tẩy nhẹ làm lộ rõ cấu trúc của kim loại nền, giúp
cho lớp mạ bám chắc hơn. Các chi tiết đƣợc hoạt hóa ngay trƣớc lúc nhúng vật vào
bề mặt bằng dung dịch axit H2SO4 0,5%. Chất thải là nƣớc thải chứa axit các chất
hữu cơ.
- Quá trình mạ: mạ điện là quá trình kết tủa kim loại lên bề mặt nền một lớp
phủ có những tính chất cơ lý hóa. Trong bể mạ chứa một dung dịch gồm hỗn hợp
của nhiều hóa chất khác nhau. Thông thƣờng không thể thiếu đƣợc là muối của kim
loại mạ, chất điện ly đƣợc đƣa vào dung dịch để tăng độ dẫn điện, các chất đệm, các
phụ gia hữu cơ, chất tạo bóng.
41
Hình 3.2 Sơ đồ quy trình mạ niken và dòng thải
+ Đối với mạ niken:
Phôi đƣợc nhúng vào bể mạ chứa dung dịch mạ là NiSO4 và chất trợ dung là
H3BO3, NaCl, NH4Cl; chất mạ bóng BK, đƣợc sử dụng là chất tạo bóng cứng, do đó
dung dịch đƣợc bổ sung thêm đƣờng sacarin là chất làm mềm. Thời gian mạ từ 4-5
phút với cƣờng độ dòng điện 5A/dm2. Sau thời gian đó, sản phẩm đƣợc lấy ra và
cho qua chậu thu hồi để thu lại dung dịch còn dính trên bề mặt, đƣợc cho qua các
chậu nhúng nƣớc sạch và dung dịch H2SO4 0,5% để làm sạch trƣớc khi cho qua bệ
mạ crom. Sản phẩm sau mạ niken sẽ đƣợc mạ qua Cr trong thời gian 2 – 3 giây
cùng với cƣờng độ dòng nhƣ trên với mục đích trang trí cũng nhƣ bảo vệ lớp bề mặt
vì Cr là chất rất bền với nhiệt độ và có độ cứng cao.
42
Hình 3.3 Sơ đồ quy trình mạ kẽm và dòng thải
+ Đối với mạ kẽm xyanua
Dung dịch mạ là ZnCl2, sử dụng chất trợ dung là NH4Cl và chất mạ bóng
AZA-AZB. Sản phẩm sau mạ đƣợc thụ động hóa bề mặt trong dung dịch CrO3, -
H2SO4 giúp tăng thẩm mĩ và tạo độ bền cho sản phẩm. Chất thải là nƣớc thải chủ
yếu chứa các kim loại nặng nhƣ Ni, Cr, Zn ở dạng hòa tan và cặn, nƣớc thải chứa
nhiều axit, các chất hữu cơ và phốt pho. Ngoài ra còn có xyanua hoặc amon tùy
thuộc vào kỹ thuật mạ. Nƣớc thải mạ là nguồn thải đáng quan tâm nhất của quy
trình mạ sản phẩm kim loại. Khí thải chủ yếu là hơi dung dịch sinh ra từ các bể mạ
có thành phần kim loại nặng và các axit.
43
Hoàn thiện sản phẩm: các chi tiết mạ niken sau khi qua lớp mạ bảo vệ crom
đƣợc tiếp tục làm sạch qua một lần nƣớc, kiềm và một lần nƣớc nữa trƣớc khi đem
sấy. Các chi tiết mạ kẽm nếu muốn sản phẩm màu trắng bạc thì phôi sẽ đƣợc rửa
sạch và nhúng kiềm, còn nếu tạo sản phẩm có màu vàng ánh thì sau khi mạ, để ráo
20 phút sau đó rửa bằng nƣớc. Tiếp đó các chi tiết đƣợc tháo gỡ khỏi giá treo thủ
công và đƣợc sấy khô bằng phơi nắng hoặc bằng lò sấy thủ công để cho sản phẩm
mạ hoàn chỉnh. Chất thải là nƣớc thải, thành phần tƣơng tự nƣớc thải mạ điện
nhƣng nồng độ thấp hơn.
Vật chất cho các công đoạn mạ của quá trình tái chế cơ khí làng nghề Thanh
Thùy (Tính theo tấn sản phẩm/ năm) đƣợc thể hiện qua bảng 3.3.
Từ kết quả phiếu điều tra nông hộ cho ta số liệu vật chất đầu vào của các
công đoạn sản xuất và cách tính tổng tải lƣợng trung bình/ngày của Đặng kim Chi,
ta có kết quả bảng 3.3.
Tổng lƣợng chất thải rắn chiếm 0,3% lƣợng nguyên liệu đầu vào, khoảng 12
tấn/năm.
Công nghệ mạ cần rất nhiều nƣớc để rửa trong suốt quá trình mạ nhằm tránh
lẫn hóa chất từ bể này theo vật gia công sang bể khác, làm sạch bề mặt nền để tăng
độ gắn bám của lớp mạ, loại bỏ hết hóa chất khỏi sản phẩm ở nƣớc cuối cùng để
đảm bảo vẻ đẹp và độ bền cho sản phẩm. Thông thƣờng cần đến 2m3
nƣớc cho 1m2
bề mặt gia công. Do đó tổng lƣợng nƣớc tiêu thụ sẽ rất lớn, đồng thời lƣợng nƣớc
thải mang nhiều hóa chất độc hại cần xử lý cũng không nhỏ. Quá trình mạ niken
hay mạ kẽm có các công đoạn tƣợng tự nhau, chỉ khác nhau về hóa chất sử dụng.
Tác giả gộp nguyên liệu đầu vào và đầu ra của 2 quá trình mạ trong bảng 3.3. Tổng
lƣợng nƣớc cần tiêu thụ chiếm 9000 m3/năm, lƣợng nƣớc thải chiếm 4500 m
3/năm.
Tuy lƣợng nƣớc thải lớn, chứa nhiều kim loại nặng và hóa chất độc hại nhƣng các
chủ xƣởng sản xuất không quan tâm đến việc phân luồng dòng thải , tất cả đều đƣợc
xả trực tiếp ra đƣờng thải chung của làng gây ô nhiễm nặng với các dòng thải. Hệ
thống cống thải hầu nhƣ không đƣợc xây dựng cẩn thận không có biện pháp chống
thấm, gia cố lòng cống, dẫn đến ùn tắc gây mất vệ sinh chung cũng nhƣ những mỹ
quan của khu vực.
44
Bảng 3.3 Kiếm toán vật chất cho các công đoạn chính của quá trình mạ cơ khí
làng nghề Thanh Thùy
(Tính theo tấn sản phẩm/ năm).
Công
đoạn
Vật liệu vào Vật liệu ra Dòng thải
Loại
Số
lƣợng,
(tấn)
Loại
Số
lƣợng,
(tấn)
Rắn Lỏng Khí
Tẩy rỉ
và mạ
Sản phẩm
hàng gia
dụng
4000
Sản
phẩm
hàng
gia
dụng
3800
Gỉ kim
loại: 8tấn
(chiếm
0,2%
nguyên
liệu).
Nƣớc thải
chứa dầu
mỡ và kim
loại nặng
(chiếm
50%)
4500m3
Bụi và
hơi
hóa
chất. (
chiếm
0,1%)
4 tấn
H2SO4 80
NaOH 8
Nƣớc(m3) 9000
H/c pha
dd mạ
(Zn2+
,Ni2+)
80 ÷ 133
H/c khác: (HCl,
HNO3, NaCl, HCN).
Nhận xét chung về làng nghề cơ khí Thanh Thùy: Tại các khâu sản xuất cơ
khí trong khu vực sản xuất chƣa có hệ thống xử lý nƣớc thải sản xuất tại nguồn. Do
đó nƣớc thải từ quá trình sản xuất đổ trực tiếp cùng nƣớc thải sinh hoạt ra hệ thống
cống chung. Hiện nay làng nghề Thanh Thùy đã có hệ thống thoát nƣớc chung
nhƣng chƣa hoàn chỉnh cho nên nƣớc thải sản xuất và nƣớc thải sinh hoạt đều đƣợc
thải chung vào một nguồn, việc thoát nƣớc mang tính cục bộ theo hộ gia đình và
đều không đƣợc xử lý. Do vậy nƣớc thải làng nghề đều chảy tràn ra các khu vực lân
cận, thải ra vƣờn hoặc đổ xuống sông hồ, ao làng…
45
3.3. Kết quả đánh giá chất lƣợng môi trƣờng làng nghề xã Thanh Thùy
3.3.1. Môi trƣờng đất
Trong khu vực làng nghề Thanh Thùy, diện tích đất và đất vƣờn xung quanh
đƣợc sử dụng làm mặt bằng cho sản xuất, tập kết vật liệu và đổ thải. Diện tích đổ
chất thải rắn của các hộ sản xuất ngày càng tăng và phát triển cả ra phần diện tích
đất canh tác và dọc bờ sông Rùa.
Kết quả phân tích chất lƣợng đất thể hiện trong bảng 3.4 nhƣ sau:
Bảng 3.4 Kết quả phân tích chất lƣợng đất
QCVN 03:2008/BTNMT/cột 3: Giới hạn KLN trong đất phục vụ mục đích dân
sinh.
T
T
Ký hiệu
mẫu Đơn vị
Kết quả
pHKCl As Pb Fe Zn Cu Cd
1 Đ1 mg/kg 5,7 4,52 39,4 265 129 29,2 1,7
2 Đ2 mg/kg 5,6 4.11 58,3 170 156 48,3 2,5
3 Đ3 mg/kg 5,1 6,47 79,4 826 216 30,4 4,3
4 Đ4 mg/kg 5,3 5,95 72,5 519 290 39,5 3,9
5 Đ5 mg/kg 5,5 5,24 70,6 684 266 29,6 3,5
QCVN 03 :
2008/BTNM
T (Cột 3)
mg/kg - 12 120 - 200 70 5
46
Ghi chú: Vị trí các điểm lấy mẫu đất
Vị trí Đặc điểm
Đ1 Đất 1: Đất ruộng đầu làng Rùa Hạ.
Đ2 Đất 2: Ngã tƣ giữa làng, gần đình Rùa Hạ. Vị trí này xa hộ dân cƣ, và
các hộ sản xuất cơ khí. Đây là điểm quan trắc nền về chất lƣợng đất của
làng nghề.
Đ3 Đất 3: Cuối thôn Rùa Thƣợng.
Vị trí này tập trung nhiều hộ dân sản xuất cơ khí.
Đ4 Đất 4: Giữa thôn Rùa Hạ, gần nhà thờ.
Vị trí này tập trung nhiều hộ dân sản xuất cơ khí.
Đ5 Đất 5: Giữa thôn Rùa Hạ. Vị trí này tập trung nhiều hộ dân sản xuất cơ
khí.
Kết quả phân tích chất lƣợng đất thể hiện trong bảng 3.4 cho thấy hàm lƣợng
kẽm trong đất vƣợt tiêu chuẩn cho phép từ 1,08 đến 1,45 lần. Tại vị trí Đ1 (đất
ruộng đầu làng Rùa Hạ) và Đ2 (ngã tƣ giữa làng, gần đình Rùa Hạ). Vị trí này xa
hộ dân cƣ, và các hộ sản xuất cơ khí. Đây là điểm quan trắc nền về chất lƣợng đất
của làng nghề), hàm lƣợng kẽm nằm trong giới hạn cho phép. Qua khảo sát thực địa
cho thấy: đây là các vị trí dân cƣ thuần nông, không tham gia sản xuất cơ khí. Tại vị
trí Đ3 (cuối thôn Rùa Thƣợng). Vị trí này tập trung nhiều hộ dân sản xuất cơ khí có
hàm lƣợng kẽm cao nhất, vƣợt TCCP 1,45 lần.
Hàm lƣợng các chỉ tiêu kim loại Asen, Đồng, Chì, Sắt và Cadimi đều nằm
trong giới hạn cho phép. Tuy nhiên, tác giả nhận thấy tại các vị trí Đ1 và Đ2 vị trí
quan trắc nền) nồng độ các kim loại nặng này đều thấp hơn so với 03 vị trí còn
lại… Điều này chứng tỏ đã có sự tác động của quá trình sản xuất cơ khí tới chất
lƣợng môi trƣờng đất tại làng nghề xã Thanh Thùy. Chất lƣợng môi trƣờng đất đang
ở mức ô nhiễm nhẹ.
Việc thải chất thải rắn là tro, xỉ và vụn quặng kim loại không theo quy hoạch
sẽ gây nên tình trạng mất vệ sinh trong khu dân cƣ, làm tăng hàm lƣợng kim loại
nặng, giảm độ xốp cũng nhƣ sự màu mỡ của đất trồng. Ngoài ra còn dẫn tới tình
47
trạng ô nhiễm đối với các nguồn nƣớc mặt cũng nhƣ nƣớc ngầm. Đây là vấn đề cần
đƣợc giải quyết sớm để đảm bảo cuộc sống tốt cho ngƣời dân.
3.3.2. Môi trƣờng nƣớc
3.3.2.1. Môi trường nước thải
Nƣớc thải của làng nghề cơ khí Thanh Thùy do hai nguồn chính đó là nƣớc
thải sinh hoạt và nƣớc thải sản xuất:
- Nƣớc thải sinh hoạt có thành phần chất hữu cơ cao, trung bình mỗi ngày làng
nghề Thanh Thùy xả ra khoảng 1000 m3 nƣớc thải sinh hoạt.
- Nƣớc thải sản xuất chủ yếu do quá trình cán và mạ. Ngoài ra còn một lƣợng
nƣớc thải do quá trình rửa thiết bị và nguyên vật liệu đầu vào. Ƣớc tính mỗi ngày
làng nghề thải ra khoảng 30m3 nƣớc thải sản xuất:
+ Lƣợng nƣớc thải xuất phát từ khâu cán kim loại có thành phần ô nhiễm
chính là dầu mỡ và chất lơ lửng, ngoài ra còn một lƣợng các kim loại nặng. Nƣớc
thải có chứa dầu mỡ có thể đƣợc thấm xuống các nguồn nƣớc ngầm gây ô nhiễm
các đới chứa nƣớc. Khi đƣợc xả vào nguồn tiếp nhận một phần nhỏ dầu sẽ hoà tan
trong nƣớc. Phần lớn còn lại sẽ loang trên mặt nƣớc và tạo thành lớp màng ngăn cản
sự khuếch tán ôxy vào nƣớc làm ảnh hƣởng nghiêm trọng đến sự phát triển của các
sinh vật nƣớc, làm giảm khả năng tự làm sạch của nguồn tiếp nhận. Cặn dầu mỡ khi
lắng xuống đáy các ao, hồ, một phần sẽ bị phân huỷ, phần còn lại tích tụ trong bùn
đáy gây ảnh hƣởng cho các hệ sinh vật sống tại đây. Ngoài ra dầu trong nƣớc có thể
bị chuyển hoá thành các hợp chất độc hại đối với con ngƣời và thuỷ sinh nhƣ
Phenol và các dẫn xuất của chúng.
+ Lƣợng nƣớc thải sản xuất xuất phát từ khâu mạ thƣờng nhỏ nhƣng lại có độ
ô nhiễm rất cao. Trong thành phần của nƣớc thải công nghệ mạ có chứa các KLN
nhƣ Zn, Pb, Ni, Cd, xianua…ngoài ra còn có độ pH thấp. Do đó có thể gây ô nhiễm
tức thời nguồn tiếp nhận. Đối tƣợng xử lý trong nƣớc thải mạ điện là các ion vô cơ
mà đặc biệt là các muối kim loại nặng.
Các chất độc hại trong nƣớc thải mạ nhƣ Zn+2
dễ gây ung thƣ, loét da, các
chứng bệnh về đƣờng hô hấp cũng nhƣ các chứng bệnh về thần kinh khác. Đối với
48
các hệ sinh thái ở các thuỷ vực tiếp nhận các ion kim loại nặng này sẽ gây ức chế sự
phát triển của các động, thực vật thuỷ sinh, làm giảm khả năng tự làm sạch của
nguồn tiếp nhận. Các kim loại nặng này có thể đƣợc thấm sâu xuống các nguồn tiếp
nhận làm ô nhiễm các đới chứa nƣớc gây nên những hậu quả lâu dài. Bên cạnh đó,
độ pH thấp của nƣớc thải cũng là nhân tố góp phần làm tăng sự suy thoái của môi
trƣờng các lƣu vực tiếp nhận cũng nhƣ sự gia tăng sự ăn mòn đối với các công trình
xây dựng (Sở Khoa học công nghệ và Môi trƣờng Hà Tây, 2008).
Hiện nay, làng nghề Thanh Thùy đã có hệ thống thoát nƣớc chung nhƣng chƣa
hoàn chỉnh cho nên nƣớc thải sản xuất và nƣớc thải sinh hoạt đều đƣợc thải chung
vào một nguồn, việc thoát nƣớc mang tính cục bộ theo hộ gia đình và đều không
đƣợc xử lý. Do vậy nƣớc thải làng nghề đều chảy tràn ra các khu vực lân cận, thải ra
vƣờn hoặc đổ xuống sông hồ, ao làng…
Kết quả phân tích chất lƣợng nƣớc thải đƣợc trình bày trong Bảng 3.5
49
Bảng 3.5 Kết quả phân tích chất lƣợng nƣớc thải
TT Thông số phân
tích Đơn vị
Kết quả QCVN
40:2011/
BTNMT/B NT1 NT2 NT3 NT4 NT5 NT6 NT7
1 pH - 3,5 5,9 3,7 6,1 6,7 6,2 6,5 5,5-9
2 Màu PTU 53 88 68 57 69 48 43 150
3 Mùi - - Hôi - Hôi - Hôi Hôi Không khó chịu
4 COD mg/l 353 459 397 387 328 277 153 150
5 Chất rắn lơ lửng mg/l 168 245 167 179 164 127 90 100
6 Amoniac mg/l - 59,2 - 55,4 - 27,3 9,3 10
7 Tổng P mg/l - 7,3 - 6,4 - 2,3 1,9 6
8 Tổng N mg/l - 73,8 - 72,8 - 42,3 18,9 40
9 CN- mg/l 0,066 0,083 0,073 0,042 0,059 0,033 0,022 0,1
10 Tổng dầu mỡ
khoáng mg/l 1,3 2,6 2,2 1,9 1,79 1,6 1,2 10
11 As mg/l - 0,1577 - 0,1029 - 0,0934 0,0711 0,1
13 Ni mg/l 0,043 0,1278 0,1183 0,1238 0,0971 0,0301 0,0152 0,5
14 Pb mg/l - 0,713 - 0,508 0,357 0,3722 0,2547 0,5
15 Cd mg/l - 0,128 - 0,104 - 0,030 0,015 0,1
16 Cu mg/l 0,133 0,293 0,237 0,289 0,124 0,0910 0,0620 2
17 Tổng Fe mg/l 26,1 33,5 23,6 30,9 23,8 11,5 5,67 5
50
TT Thông số phân
tích Đơn vị
Kết quả QCVN
40:2011/
BTNMT/B NT1 NT2 NT3 NT4 NT5 NT6 NT7
18 Zn mg/l 23,1 43,3 50,6 38,7 9,5 14,1 16,3 3
19 Cr(III) mg/l 4,28 5,35 6,23 5,82 4,11 3,5 2,1 1
20 Coliform MPN/100ml - 8x105 - 7,7x10
5 - 4,7x10
5 3,5x10
4 5000
QCVN 40:2011/BTNMT/B: Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia về nƣớc thải công nghiệp. Cột B quy định giá trị của các thông số ô
nhiễm trong nƣớc thải công nghiệp khi xả vào nguồn nƣớc không dùng cho mục đích cấp nƣớc sinh hoạt.
Ghi chú: Vị trí các điểm lấy mẫu nƣớc thải:
Vị trí Đặc điểm
NT1 Sau phân xƣởng mạ tại hộ anh Nguyễn Văn Giang. Đầu làng Rùa Hạ.
NT2 Cống thải gần cầu Rùa Hạ, gần trƣờng học về phía đồng Ao Sen. Vị trí này tập trung nhiều cơ sở sản xuất cơ khí.
NT3 sau phân xƣởng mạ tại hộ anh Nguyễn Bá Đạo. Giáp Đồng Bãi.
NT4 Cống giữa làng, gần nhà thờ. Vị trí này tập trung nhiều cơ sở sản xuất cơ khí.
NT5 Nƣớc thải phân xƣởng cán thép nhà ông Lƣu Hải Nghĩa. Đầu thôn Rùa Thƣợng.
NT6 Cống cuối làng Rùa Thƣợng, gần đầu sông Rùa.
51
Vị trí Đặc điểm
NT7 Ngã tƣ giáp ranh giữa thôn Rùa Thƣợng và Rùa Hạ, gần đình Rùa Hạ. Vị trí này chủ yếu là nhà dân, ít tham gia sản
xuất.
52
Kết quả bảng 3.5 cho thấy phần nào hiện trạng môi trƣờng nƣớc thải của làng
nghề Thanh Thùy, hàm lƣợng kim loại nặng, COD, TSS cao, vƣợt tiêu chuẩn cho
phép nhiều lần.
- Hàm lƣợng sắt tại 07 vị trí lấy mẫu đều vƣợt ngƣỡng TCCP từ 1,1 đến 6,7
lần. Thấp nhất tại vị trí NT7 (vị trí ít chịu tác động của làng nghề nhất), vƣợt 1,1
lần. Cao nhất tại vị trí NT2 (vị trí tập trung nhiều cơ sở sản xuất cơ khí), vƣợt 6,7
lần. Tại các vị trí NT1, NT2, NT3, NT4, NT5 có nồng độ sắt cao, đƣợc giải thích do
có sự tập trung của nhiều hộ sản xuất cơ khí quy mô lớn nhƣng nƣớc thải chƣa đƣợc
xử lý, gây ô nhiễm nguồn nƣớc tiếp nhận.
- Hàm lƣợng kẽm vƣợt từ 3,2 đến 16,8 lần. Thấp nhất tại vị trí NT5 (sau phân
xƣởng cán nhà ông Nghĩa), vƣợt 3,2 lần. Cao nhất tại vị trí NT3 (sau phân xƣởng
mạ nhà ông Đạo), vƣợt 16,8 lần. Tại các vị trí NT1, NT2, NT3, NT4 có nồng độ
kẽm cao hơn do hoạt động mạ kẽm tạo nên. Tuy lƣợng nƣớc thải mạ kẽm không
nhiều, nhƣng nồng độ lại khá lớn và không đƣợc xử lý tại nguồn; điều này ảnh
hƣởng nghiêm trọng tới nguồn nƣớc tiếp nhận.
- Hàm lƣợng Asen tại vị trí NT2, NT4 (vị trí tập trung nhiều cơ sở sản xuất cơ
khí) vƣợt từ 1,03 đến 1,6 lần.
- Hàm lƣợng Crom vƣợt từ 2,1 đến 6,23 lần. Thấp nhất tại vị trí NT7 (vị trí ít
chịu tác động của làng nghề nhất); cao nhất tại vị trí NT3 (sau phân xƣởng mạ nhà
ông Đạo), vƣợt 6,23 lần. Cũng tƣơng tự nhƣ hàm lƣợng kẽm, tại 4 vị trí nƣớc thải 1,
2, 3, 4 có nồng độ Crom cao, vì quá trình mạ kẽm có sử dụng crom làm chất phụ
trợ.
- Hàm lƣợng COD vƣợt tiêu chuẩn cho phép từ 1,02 đến 3,06 lần; hàm lƣợng
chất rắn lơ lửng vƣợt từ 1,27 đến 2,45 lần.
- Hàm lƣợng Chì vƣợt giới hạn cho phép từ 1,02 đến 1,43 lần. Cao nhất tại vị
trí NT2 (vị trí tập trung nhiều cơ sở sản xuất cơ khí): 1,43 lần.
- Hàm lƣợng Cadimi vƣợt giới hạn cho phép từ 1,02 đến 1,3 lần. Cao nhất tại
vị trí NT2 (vị trí tập trung nhiều cơ sở sản xuất cơ khí): 1,3 lần.
Qua quá trình phân tích, tác giả nhận thấy các chỉ tiêu hữu cơ cũng vƣợt tiêu
53
chuẩn cho phép nhiều lần nhƣ: hàm lƣợng amoniac vƣợt từ 2,7 đến 5,9 lần; tổng
photpho vƣợt từ 1,1 đến 1,2 lần; tổng Nitơ vƣợt từ 1,1 đến 1,8 lần; coliform vƣợt từ
7 đến 160 lần tiêu chuẩn cho phép. Nƣớc thải làng nghề cơ khí lại chứa hàm lƣợng
các chất hữu cơ khá cao. Điều này đƣợc giải thích với 2 lý do: Do hệ thống thoát
nƣớc của làng nghề chƣa có sự phân chia giữa nƣớc thải sản xuất và nƣớc thải sinh
hoạt của ngƣời dân, hai nguồn nƣớc thải này cùng xả vào hệ thống thoát nƣớc
chung của xã dẫn tới sự nhiễm bẩn cao trong nguồn thải. Hàm lƣợng chất hữu cơ
cao do nguồn nƣớc thải sinh hoạt tạo nên. Mặt khác, quá trình phát triển của làng
nghề đã thu hút đƣợc nhiều nhân lực từ nơi khác đến, quá trình sản xuất và sinh
hoạt của nguồn lực này cũng góp phần không nhỏ tới quá trình xả thải, gây ô nhiễm
hữu cơ nguồn nƣớc thải.
Qua quá trình khảo sát và lấy mẫu, tác giả nhận thấy tại vị trí NT2, NT4 có
nồng độ các chất ô nhiễm cao, do vị trí này là nơi tập trung nhiều hộ gia đình tham
gia sản xuất và sinh hoạt nhiều nhất. Nƣớc thải tại làng nghề đang bị ô nhiễm nặng,
đây là vấn đề cấp bách cần sớm giải quyết của địa phƣơng cũng nhƣ các cấp lãnh
đạo.
3.3.2.2. Môi trường nước mặt
Kết quả phân tích chất lƣợng nƣớc mặt đƣợc thể hiện ở bảng 3.6.
54
Bảng 3.6 Kết quả phân tích chất lƣợng nƣớc mặt
TT Tên chỉ tiêu Đơn vị tính NM1 NM2 NM3 NM4 NM5 NM6
QCVN
08:2008/B
1
1 pH – 6,5 7,0 6,8 6,8 5.9 6,1 5,5-9
2 BOD5(200) mg/l 27 47 10 25 169 133 15
3 COD mg/l 63 115 25 67 378 305 30
5 TSS mg/l 58 63 21 68 216 177 50
6 Tổng dầu mỡ mg/l 0,32 0,52 0,1 0,47 2,3 2,07 0,1
7 Chất hoạt động bề mặt mg/l 0,13 0,19 0,05 0,19 0,82 0,58 0,4
8 Crom(III) mg/l 0,112 0,085 0,017 0,139 4,28 3,22 0,5
9 Niken (Ni) mg/l 0,0210 0,0320 <0,0001 <0,0001 0,1090 0,0937 0,1
10 Đồng (Cu) mg/l 0,024 0,009 0,007 0,137 0,212 0,144 0,5
11 Sắt (Fe) mg/l 2,21 1,02 0,97 2,31 30,3 22,9 1,5
12 Kẽm (Zn) mg/l 0,682 0,321 0,217 0,746 7,3 6,6 1,5
13 Asen mg/l 0,0237 0,0225 0,0162 0,0081 0,0356 0,0329 0,05
14 Photphát (PO43-) mg/l 0,42 1,67 0,21 0,76 2,35 1,87 0,3
15 NO2- mg/l 0,047 0,032 0,026 0,043 0,238 0,212 0,04
16 Amoniac (Tính theo N) mg/l 2,23 6,44 0,32 4,03 47,9 39,0 0,5
17 Nitrat (NO3-) mg/l 2,8 1,3 2,3 2,8 1,1 1,3 10
55
TT Tên chỉ tiêu Đơn vị tính NM1 NM2 NM3 NM4 NM5 NM6
QCVN
08:2008/B
1
18 Cd mg/l 0,0051 0,0062 0.0041 0.0031 0,0209 0,0164 0,01
19 Pb mg/l 0,0074 0,0059 0,0057 0,0197 0,0542 0,0441 0,05
20 Coliform MPN/100ml 9x103 8,5x10
4 7x10
3 9x10
4 9x10
6 9x10
5 7500
QCVN 08:2008 cột B1: Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia về chất lƣợng nƣớc mặt, mục đích dùng cho tƣới tiêu thủy lợi hoặc các mục
đích sử dụng khác có yêu cầu chất lƣợng nƣớc tƣơng tự.
Ghi chú: Vị trí các điểm lấy mẫu nƣớc mặt
Vị trí Đặc điểm
NM1 Kênh tƣới tiêu đầu làng Rùa Hạ.
NM2 Ao giữa làng Rùa Hạ.
NM3 Ao đình làng Rùa Hạ. Không có nguồn thải vào, cách xa khu vực sản xuất của làng nghề. Đây là vị trí quan
trắc nền.
NM4 Cuối thôn Rùa Thƣợng, thẳng miếu Ba Cô. Đây là điểm đầu của sông Rùa, trƣớc khi chảy qua khu vực làng
nghề.
NM5 Giữa cầu Rùa Hạ, giữa sông Rùa. Đây là vị trí giao thoa của các nguồn thải.
NM6 Đầu làng. Đây là điểm cuối của sông Rùa sau khi chảy qua khu vực làng nghề.
56
Kết quả phân tích chất lƣợng nƣớc mặt đƣợc thể hiện ở bảng 3.6.
- Chỉ tiêu sắt vƣợt giới hạn cho phép từ 1,47 đến 20,2 lần. Thấp nhất tại vị trí
NM3, (ao đình làng Rùa Hạ, là vị trí quan trắc nền) vẫn nằm trong giới hạn cho
phép và cao nhất tại NM5 (giữa cầu Rùa Hạ, giữa sông Rùa, vị trí giao thoa của các
nguồn thải).
- Chỉ tiêu kẽm vƣợt giới hạn cho phép tại vị trí NM5 (giữa cầu Rùa Hạ, giữa
sông Rùa) và NM6 (đầu làng, cuối sông Rùa) từ 4,4 đến 4,9 lần.
- Chỉ tiêu crom vƣợt giới hạn cho phép tại vị trí NM5 (giữa cầu Rùa Hạ, giữa
sông Rùa) và NM6 từ 6,44 đến 8,56 lần.
- Chỉ tiêu Niken vƣợt giới hạn cho phép tại vị trí NM5 (giữa cầu Rùa Hạ, giữa
sông Rùa): 1,09 lần.
- Chỉ tiêu Cadimi vƣợt giới hạn cho phép tại vị trí NM5 (giữa cầu Rùa Hạ,
giữa sông Rùa) và NM6 (đầu làng, cuối sông Rùa) từ 1,64 lần và 2,09 lần.
- Chỉ tiêu Pb vƣợt giới hạn cho phép tại vị trí NM5 (giữa cầu Rùa Hạ, giữa
sông Rùa): 1,08 lần
- Chỉ tiêu As vẫn nằm trong ngƣỡng giới hạn cho phép. Tuy nhiên, ta giả nhận
thấy tại NM5 (giữa cầu Rùa Hạ, giữa sông Rùa) và NM6 (đầu làng, cuối sông Rùa),
hàm lƣợng As cao hơn so với vị trí quan trắc nền NM3. Điều này chứng tỏ, hàm
lƣợng As cũng đã chịu tác động của nƣớc thải sản xuất và nƣớc thải sinh hoạt của
làng nghề.
- Chỉ tiêu COD vƣợt giới hạn cho phép từ 2,1 đến 12,5 lần. Thấp nhất tại vị trí
NM3 và cao nhất tại NM5 (giữa cầu Rùa Hạ, giữa sông Rùa).
- Chỉ tiêu TSS vƣợt giới hạn cho phép từ 1,16 đến 4,32 lần. Thấp nhất tại vị trí
NM3 và cao nhất tại NM5 (giữa cầu Rùa Hạ, giữa sông Rùa) (gấp 4,32 lần TCCP).
Chỉ tiêu dầu mỡ vƣợt giới hạn cho phép từ 1,5 đến 23 lần. Thấp nhất tại vị trí NM3
và cao nhất tại NM5 (giữa cầu Rùa Hạ, giữa sông Rùa). Nguyên nhân chính làm
lƣợng dầu mỡ gia tăng trong nƣớc mặt do dầu mỡ bám trên phế liệu đầu vào và do
quá trình lau rửa thiết bị máy móc theo nƣớc thải chảy vào nguồn nƣớc mặt.
- Chỉ tiêu chất hoạt động bề mặt vƣợt giới hạn cho phép tại vị trí NM5 và
57
NM6 từ 1,45 đến 2,05 lần.
- Chỉ tiêu photphat vƣợt giới hạn cho phép từ 1,4 đến 7,8 lần. Thấp nhất tại vị
trí NM3 và cao nhất tại NM5 (gấp 7,8 lần TCCP).
- Chỉ tiêu BOD5 tại các vị trí vƣợt giới hạn cho phép từ 1,6 đến 11,3 lần. Cao
nhất tại vị trí NM5, gấp 11,3 lần.
- Chỉ tiêu amoniac vƣợt giới hạn cho phép từ 4,46 đến 95,8 lần.
- Chỉ tiêu coliform vƣợt giới hạn cho phép từ 1,2 đến 1200 lần. Thấp nhất tại
vị trí NM3 và cao nhất tại NM5 (gấp 1200 lần TCCP).
Từ kết quả bảng 3.6 cho thấy các chỉ tiêu phân tích đều vƣợt tiêu chuẩn cho
phép (so sánh với QCVN 08:2008/B1). Đặc biệt là vị trí NM5 và NM6, đây là vị trí
giao thoa của các nguồn thải và ở cuối nguồn sông rùa, nên mức độ ô nhiễm khá
lớn. Các chỉ tiêu kim loại nặng, TSS, COD, dầu mỡ, amoniac, chất rắn lơ lửng,
coliform,… đều vƣợt quá tiêu chuẩn cho phép nhiều lần. Tại vị trí 3 là ao đình làng
Rùa, nằm xa khu vực làng, xét thấy chất lƣợng các chỉ tiêu đều nhỏ hơn giới hạn
cho phép. So sánh vị trí NM4 (điểm đầu sông Rùa, trƣớc khi chịu tác động của
nguồn thải từ làng nghề) và vị trí NM6 (điểm cuối sông rùa qua địa phận sản xuất
của làng nghề) có sự chênh lệch nồng độ rõ rệt. Nồng độ NM4 thấp, nồng độ NM6
cao và vƣợt TCCP nhiều. Điều này cho thấy, chất lƣợng môi trƣờng nƣớc mặt chịu
tác động của nƣớc thải sản xuất và nƣớc thải sinh hoạt của làng nghề.
Nguyên nhân dẫn đến tình trạng ô nhiễm nƣớc mặt là do nƣớc thải sinh hoạt
và nƣớc thải sản xuất đổ trực tiếp ra sông và ao, nƣớc rửa chuồng trại chăn nuôi có
cuốn theo phân gia súc và ngƣời cũng đƣợc đổ trực tiếp ra cống thoát chung. Bên
cạnh đó rác thải sinh hoạt cũng đƣợc đổ bừa bãi xung quanh bờ ao.
Với tốc độ ô nhiễm nhƣ hiện nay, môi trƣờng làng nghề Thanh Thùy ngày càng suy
thoái, ảnh hƣởng nghiêm trọng đến chất lƣợng sản xuất và đời sống sinh hoạt của
ngƣời dân.
3.3.2.3. Môi trường nước ngầm
Cũng nhƣ nhiều khu vực khác trong huyện, nhân dân Thanh Thùy sử dụng
nƣớc giếng khoan vào mục đích sinh hoạt và sản xuất.
58
Kết quả phân tích chất lƣợng nƣớc ngầm thể hiện qua bảng 3.7
Bảng 3.7 Kết quả phân tích chất lƣợng nƣớc ngầm
TT Tên chỉ tiêu Đơn vị tính NN1 NN2 NN3 NN4
QCVN
09:2008/
BTNMT
1 pH - 6,3 6,5 6,5 6,8 5,5 8,5
2 Amoniac
mg/l 0,35 1,27 1,15 0,81 0,1
3 COD mg/l 2,3 3,4 3,0 2,8 4,0
4 CN-
mg/l <0,001 <0,001 <0,001 <0,001 0.01
5 Fe mg/l 3,9 12,3 10,7 8,4 5,0
6 Kẽm (Zn) mg/l 0,034 4,4 5,8 3,8 3,0
7 As mg/l 0,0431 0,0473 0,0285 0,0236 0,05
8 Mn mg/l 0,327 0,432 0,352 0,248 0,5
9 Độ cứng mg/l 238 325 332 289 500
10 Pb mg/l 0,0044 0.0043 0.0058 0.0038 0,01
11 Cd
mg/l 0,0028 0,0033 0,0041 0,0036 0,005
12 Coliform MPN/100ml KPH 97 92 83 3
QCVN 09:2008/BTNMT: Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia về chất lƣợng nƣớc ngầm
Ghi chú: Vị trí các điểm lấy mẫu nƣớc ngầm
Vị trí Đặc điểm
NN1 Nƣớc ngầm 1: Tại nhà Ông Khoa giữa thôn Rùa Hạ .
NN2 Nƣớc ngầm 2: Tại nhà Ông Vũ Bá Thƣ gần nhà thờ.
NN3 Nƣớc ngầm 3: Tại nhà Ông Vinh giữa thôn Rùa Hạ .
NN4 Nƣớc ngầm 4: Tại nhà Ông Nam giữa thôn Rùa Thƣợng.
Kết quả phân tích chất lƣợng nƣớc ngầm trình bày tại bảng 3.7 cho thấy:
- Hàm lƣợng sắt vƣợt tiêu chuẩn cho phép 1,68 – 2,5 lần. Cao nhất tại vị trí NN2
(tại nhà Ông Vũ Bá Thƣ gần nhà thờ), vƣợt TCCP 2,5 lần. Hàm lƣợng sắt tại vị trí
59
NN1(tại nhà Ông Khoa giữa thôn Rùa Hạ) nằm trong giới hạn cho phép. Qua khảo sát
thực tế, vị trí NN1 là điểm dân cƣ không tham gia sản xuất cơ khí. Tại các vị trí NN2,
3, 4, hàm lƣợng sắt cao, đây là những vị trí nằm trong khu tập trung nhiều hộ sản xuất
cơ khí. Đặc thù của nƣớc thải sản xuất cơ khí chứa nhiều hàm lƣợng kim loại nặng nhƣ
sắt, kẽm, cadimi, chì... Lƣợng nƣớc thải này không đƣợc thu gom, xử lý triệt để nên
qua thời gian đã thấm 1 lƣợng không nhỏ hàm lƣợng sắt xuống các tầng đất, gây ảnh
hƣởng tới chất lƣợng môi trƣờng nƣớc ngầm.
- Hàm lƣợng kẽm vƣợt TCCP 1,3 – 1,9 lần. Cao nhất tại vị trí NN3, vƣợt TCCP
1,9 lần. Hàm lƣợng kẽm tai vị trí NN1 nằm trong giới hạn cho phép.
- Tuy nhiên 1 số chỉ tiêu kim loại nặng khác nhƣ Cadimi, Chì, Asen, Mangan
vẫn nằm trong giới hạn cho phép. Điều đó cho thấy, mặc dù có chịu sự tác động của
nƣớc thải sản xuất, tuy nhiên, tác động này không lớn.
- Các chỉ tiêu Photphat (PO43-
), COD, Độ cứng,… trong nƣớc đều đạt dƣới
hoặc xấp xỉ tiêu chuẩn cho phép.
- Ngoài ra, trong quá trình phân tích, tác giả thấy hàm lƣợng amoniac khá cao.
Hàm lƣợng amoniac vƣợt tiêu chuẩn cho phép từ 8,1 đến 12,7 lần. Nguyên nhân do
quá trình thấm sâu của nƣớc thải sinh hoạt tại làng nghề .
- Đối với chỉ tiêu vi sinh thì không đạt tiêu chuẩn cho phép. Trên thực tế đạt
giá trị 83- 97 MPN/100ml nƣớc.
Kết quả phân tích chất lƣợng nƣớc ngầm trình bày tại bảng 3.7 cho thấy chất
lƣợng nƣớc ngầm tại khu vực làng Thanh Thùy có chịu tác động của quá trình sản xuất
cơ khí ở mức nhẹ. Tuy vậy, để đảm bảo vệ sinh sạch sẽ, tránh các bệnh về đƣờng ruột,
mắt, viêm loét,... nƣớc ngầm trong khu vực trƣớc khi sử dụng cần phải đƣợc xử lí với
nhiều biện pháp thích hợp.
60
3.4 Kết quả nghiên cứu các giải pháp xử lý KLN làng nghề Thanh Thùy
3.4.1 Biện pháp tăng pH bằng bón vôi (CaO) để cố định KLN trong đất
Biện pháp tăng pH bằng bón vôi (CaO) mục đích là để cố định KLN trong môi
trƣờng đất nhằm hạn chế sự hấp thu KLN vào thực vật nghiên cứu.
pH của đất là một trong những chỉ tiêu quan trọng trong quá trình đánh giá độ
phì nhiêu đất. pH gây ảnh hƣởng đến đời sống của hệ sinh vật đất và đặc biệt có ảnh
hƣởng mạnh đến quá trình lý, hoá, sinh học của đất, tác động trục tiếp đến quá trình
hút thu chất dinh dƣỡng của cây trồng. Theo Trần Khắc Hiệp (2009), Khoảng pH từ
6 - 7 là tốt nhất cho việc đồng hoá các chất dinh dƣỡng.
Qua khảo sát thực tế đất xã Thanh Thùy là đất chua (pH = 5,1 - 5,7). Đây cũng
là một trong những nguyên nhân làm cho KLN dễ dàng vận chuyển vào cây trồng.
Để khắc phục điều này tác giả sử dụng vôi nhƣ một công cụ để hạn chế sự tích luỹ
KLN từ nƣớc tƣới vào rau, bởi vì khi các KLN đƣợc đƣa vào đất từ con đƣờng tƣới
nƣớc, dƣới điều kiện pH đất cao chúng sẽ kết bị kết tủa và giữ lại trong đất, hạn chế
hấp thụ của chúng vào thực vật. Tiến hành bón vôi vào đất ở các mức khác nhau 0 -
2,5gam - 5,0gam - 7,5 gam - 10 gam/chậu, thí nghiệm trên rau cải canh (đại diện
cho nhóm rau ăn lá, nhóm rau có khả năng tích luỹ KLN mạnh).
Thí nghiệm trong chậu như sau:
Vị trí đất đƣợc đƣợc lấy về nghiên cứu nằm ở cuối thôn Rùa Thƣợng.Vị trí
này tập trung nhiều hộ dân sản xuất cơ khí.
Trƣớc khi tiến hành thí nghiệm, tác giả tiến hành kiểm tra 1 số tính chất của
đất, nƣớc tƣới, và vôi bón cho đất để xem xét các yếu tố ảnh hƣởng đến quá trình thí
nghiệm.
Bảng 3.8 Một số tính chất ban đầu của nƣớc tƣới
TT Kí hiệu
mẫu Đơn vị
Chỉ tiêu
pHKCl As Pb Cd
1 Đợt 1 mg/kg 7,1 0,007 0,0017 0,0003
2 Đợt 2 mg/kg 7,3 0,006 0,0024 0,0008
QCVN 39: 2011/BTNMT 5,5-9 0,05 0,05 0,01
61
Từ bảng 3.8, tác giả nhận thấy, pH nằm trong ngƣỡng giới hạn, hàm lƣợng các chỉ
tiêu kim loại nặng As, Pb, Cd đều thấp và đạt TCCP về chất lƣợng nƣớc tƣới.
Bảng 3.9 Một số tính chất ban đầu của đất
TT Kí hiệu mẫu Đơn vị Chỉ tiêu
pHKCl As Pb Cd
1 Đợt 1 mg/kg 5.1 6,47 79,4 4,3
2 Đợt 2 mg/kg 5.2 6,53 72,9 3,9
QCVN 03 :
2008/BTNMT (cột 1) mg/kg - 12 120 2
QCVN 03: 2008/BTNMT (cột 1): Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia về giới hạn KLN
trong đất nông nghiệp
Từ Bảng 3.9, tác giả nhận thấy, mẫu đất của cả 2 đợt lấy mẫu đều có tính
chua pH <5,5, yếu tố quan trọng chính ảnh hƣởng đến sự hấp thu kim loại nặng vào
cây trồng. Tuy nhiên, hàm lƣợng các KLN (As, Pb, Cd) vẫn nằm trong giới hạn
KLN cho phép đối với đất nông nghiệp.
Bảng 3.10 Tính chất của đá vôi CaO trƣớc khi đƣợc lót vào đất
Chỉ tiêu Đơn vị Nồng độ QCVN 03 :
2008/BTNMT (cột 1)
As mg/kg 0,003 12
Pb mg/kg 0,006 120
Cd mg/kg 0,024 2
Từ Bảng 3.10, ta thấy hàm lƣợng kim loại As, Pb, Cd đều thấp hơn dƣới hạn
cho phép rất nhiều. Vì vậy, sự ảnh hƣởng do KLN (As, Pb, Cd) trong đá vôi đối với
quá trình thí nghiệm là không đáng kể. .
a/ Ảnh hưởng của pH đất đến sự tích luỹ Pb từ nước tưới vào rau cải canh
Theo nhƣ thí nghiệm, ta nghiên cứu sự ảnh hƣờng của Pb trong nƣớc tƣới đối
với rau cải canh ở nồng độ 0,5 ppm/ngày và sử dụng các mức lót vôi vào đất khác
nhau, kết quả theo dõi pH đất và hàm lƣợng Pb tích lũy trong rau cải canh khi thu
hoạch (sau 30 ngày) đƣợc thể hiện trên Bảng 3.11.
62
Bảng 3.11 Kết quả hàm lƣợng Pb tích lũy trong rau
Mức bón CaO/chậu pHKCl đất Pb trong rau (mg/kg rau tƣơi)
Đợt 1 Đợt 2 Đợt 1 Đợt 2
Không bón vôi ( ĐC) 5,1 5,2 1,4738 ± 0,072 1,3478 ± 0,067
2,5 gamCaO/chậu 5,5 5,4 1,1184 ± 0,054 1,0887 ± 0,054
5,0 gam CaO/chậu 6,4 6,5 0,8782 ± 0,044 0,7992 ± 0,039
7,5 gam CaO/chậu 6,8 6,7 0,6202 ± 0,031 0,5857 ± 0,028
10,0 gam CaO/chậu 7,4 7,5 0,4369 ± 0,021 0,4099 ± 0,02
QĐ 04/2007/BNN - - 0,5 0,5
Với độ tin cậy 95% và α ≤ 5%
QĐ 04/2007/BNN: Quy định về mức giới hạn tối đa cho phép của một số kim
loại năng và độc tố trong sản phẩm rau tƣơi.
Hình 3.4. Mối quan hệ giữa lƣợng CaO và sự tích lũy Pb trong rau
63
Hình 3.5. Biểu đồ so sánh sự tích lũy Pb trong rau đợt 1 và đợt 2
Hình 3.6. Sự tƣơng quan giữa pH đất và sự tích lũy của Pb trong rau
Đối với đợt 1: Khi tăng lƣợng vôi lót vào đất ta thấy pH của đất tăng dần, từ
mức 5,1 (công thức ĐC - Không bón vôi), lên 5,5 ( công thức 2 – bón 2,5 gam CaO/
chậu), lên 6,4 (công thức 3 - bón 5,0 gam CaO/chậu) và cao nhất ở công thức 5 (bón
10 gam CaO/chậu) đạt 7,4.
Sử dụng nƣớc ô nhiễm Pb ở mức 0,5 ppm mà không bón vôi (công thức ĐC)
hàm lƣợng Pb trong rau đạt là 1,4738 mg/kg rau tƣơi. Khi lót vôi, hàm lƣợng Pb
trong cải canh giảm dần theo sự tăng pH đất: Ở công thức bón 2,5 gam CaO/chậu
tƣơng ứng với pH đất là 5,5 thì hàm lƣợng Pb trong rau cải canh là 1,1184 mg/kg
64
rau tƣơi, không sai khác có ý nghĩa với công thức ĐC (không bón vôi). Với công
thức bón 5,0 gam CaO/chậu, pH đất tăng lên 6,4 khi đó hàm lƣợng Pb trong rau
giảm xuống 0,8782 mg/kg tƣơi và tiếp tục giảm đến công thức 4 (bón 7,5 gam CaO)
nhƣng phải đến công thức 5 (bón 10 gam CaO) thì hàm lƣợng Pb trong rau mới đạt
tiêu chuẩn cho rau an toàn, khi đó pH đất là 7,4. Nhƣ vậy nếu sử dụng nƣớc tƣới
chứa 0,5 ppm Pb, cần thiết phải bón vôi để pH đất ở môi trƣờng trung tính thì hàm
lƣợng Pb trong rau đạt tiêu chuẩn an toàn. Kết quả này càng khẳng định thêm vai
trò của pH đất đến sự linh động của Pb.
Kết quả thí nghiệm đợt 2, cũng cho tác giả thấy điều tƣơng tự và khẳng định
cho kết quả nhƣ đợt 1.
Khi pH đất ở mức gần trung tính hoặc kiềm, sự hấp thu Pb từ môi trƣờng vào
rau giảm do Pb đã bị kết tủa thành PbCO3 hoặc Pb(OH)2 ít ảnh hƣởng đến cây
trồng.
b/ Ảnh hưởng của pH đất đến sự tích luỹ Cd từ nước tưới vào rau cải canh
Sử dụng nƣớc tƣới ô nhiễm Cd ở mức 0,1 ppm tƣới cho rau trên nền đất đƣợc
bổ sung vôi theo các mức tăng dần: không bón vôi (ĐC), bón 2,5 - 5,0 – 7,5 - 10,0
gam CaO/chậu, tác giả nhận thấy hàm lƣợng Cd trong rau cải canh có quan hệ chặt
chẽ vói pH đất thông qua lƣợng vôi bón (bảng 3.12)
Bảng 3.12 Kết quả hàm lƣợng Cd tích lũy trong rau
Mức bón CaO/chậu pHKCl đất Cd trong rau (mg/kg rau tƣơi)
Đợt 1 Đợt 2 Đợt 1 Đợt 2
Không bón vôi ( ĐC) 5,3 5,2 0,2772 ± 0,013 0,3209 ± 0,016
2,5 gamCaO/chậu 5,6 5,5 0,2019 ± 0,010 0,2531 ± 0,013
5,0 gam CaO/chậu 6,5 6,4 0,0832 ± 0,004 0,0927 ± 0,005
7,5 gam CaO/chậu 6,8 6,8 0,0163 ± 0,001 0,0149 ± 0,007
10,0 gam CaO/chậu 7,5 7,4 0,0117 ± 0,0007 0,011 ± 0,0006
QĐ 04/2007/BNN - - 0,02 0,02
Với độ tin cậy 95% và α ≤ 5%
65
QĐ 04/2007/BNN: Quy định về mức giới hạn tối đa cho phép của một số kim loại
năng và độc tố trong sản phẩm rau tƣơi.
Hình 3.7. Mối quan hệ giữa lƣợng CaO và sự tích lũy của Cd trong rau
Hình 3.8. Biểu đồ so sánh sự tích lũy Cd trong rau đợt 1 và đợt 2
66
Hình 3.9. Sự tƣơng quan giữa pH đất và sự tích lũy của Cd trong rau
Kết quả thí nghiệm đợt 1, khi sử dụng vôi lót vào đất làm cho pH đất có sự biến
động rõ rệt, từ 5.3 ở công thức ĐC, lên 6,5 ở công thức 3 (bón 5,0 gam CaO/chậu)
và pH đạt cao nhất là 7,5 ở công thức bón l0 gam CaO/chậu.
Hàm lƣợng Cd trong rau giảm cùng với sự tăng pH đất khi sử dụng vôi bón ở
các mức khác nhau, từ 0,2772 mg/kg rau tƣơi (công thức ĐC) đến 0,2091 mg/kg rau
tƣơi (công thức 2 - bón 2,5 gam CaO/chậu) và đạt mức an toàn ở công thức 4 là
0,0163 mg/kg rau tƣơi, khi đó pH đất là 6,8. Nhƣng khác với Pb, hàm lƣợng Cd có
xu hƣớng giảm mạnh ở mức pH đất trong khoảng 6,5 - 6,9 cụ thể:
- Công thức bón 2,5 gam CaO/chậu, với pH đất là 5,6 hàm lƣợng Cd trong rau
là 0,2019 mg/kg giảm 1,4 lần so với công thức ĐC (không bón vôi)
- Công thức bón 5,0 gam CaO/chậu, tƣơng đƣơng vói pH đất là 6,5 thì hàm
lƣợng Cd trong rau là 0,0832 mg/kg tƣơi, giảm 3,33 lần so với ĐC và giảm 2,42 lần
so với công thức 2 (bón 2,5 gam CaO/chậu).
- Công thức bón 7,5 gam CaO/chậu, pH đất là 6,8 và hàm lƣợng Cd trong rau là
0,0163 mg/kg tƣơi, giảm 12,4 lần so với công thức 2 (bón 2,5 gamCaO/chậu). Ở
mức này hàm lƣợng trong rau đã đạt tiêu chuẩn an toàn (giới hạn hàm lƣợng Cd
trong rau an toàn là < 0,02 mg/kg rau tƣơi).
- Công thức bón 10,0 gam CaO/chậu, khi đó với pH đất là 7,5 thì hàm lƣợng Cd
trong rau là 0,0117 mg/kg tƣơi, giảm 7,1 lần so với công thức 3 (bón 5,0 gam
67
CaO/chậu) và giảm 1,4 lần so với công thức 4.
Kết quả thí nghiệm đợt 2, cũng cho tác giả thấy điều tƣơng tự nhƣ đợt 1.
Nhƣ vậy trong điều kiện nƣớc tƣới bị ô nhiễm Cd đến mức 0,1ppm, để hàm
lƣợng Cd trong rau đạt tiêu chuẩn an toàn có thể sử dụng vôi nhƣ một công cụ để
tăng pH đất đã hạn chế sự tích lũy Cd từ nƣớc vào rau.
c/ Ảnh hưởng của pH đất đến sự tích luỹ As từ nước tưới vào rau cải canh
Theo thí nghiệm ta sử dụng nƣớc tƣới chứa 0,1 ppm As cho rau cải canh trên
nền bón vôi theo mức tăng dần: 0 - 2,5 gam - 5,0 gam – 7,5 gam - 10 gam, kết quả
đƣợc thể hiện ở bảng 3.13 nhƣ sau:
Bảng 3.13. Kết quả hàm lƣợng As tích lũy trong rau
Mức bón CaO/chậu pHKCl đất As trong rau (mg/kg rau tƣơi)
Đợt 1 Đợt 2 Đợt 1 Đợt 2
Không bón vôi ( ĐC) 5,2 5,3 0,1905 ± 0,01 0,2273 ± 0,012
2,5 gamCaO/chậu 5,7 5,6 0,1363 ± 0,01 0,1493 ± 0,011
5,0 gam CaO/chậu 6,6 6,5 0,1702 ± 0,007 0,1892 ± 0,006
7,5 gam CaO/chậu 6,9 6,7 0,1609 ± 0,007 0,1469 ± 0,005
10,0 gam CaO/chậu 7,3 7,4 0,2099 ± 0,012 0,1911 ± 0,013
QĐ 04/2007/BNN: - - 0,2 0,2
Với độ tin cậy 95%, α ≤ 5%, kết quả = giá trị trung bình ± độ lệch chuẩn
QĐ 04/2007/BNN: Quy định về mức giới hạn tối đa cho phép của một số kim loại
nặng và độc tố trong sản phẩm rau tƣơi.
68
Hình 3.10. Mối quan hệ giữa lƣợng CaO và sự tích lũy của As trong rau
Hình 3.11. Biểu đồ so sánh sự tích lũy As trong rau đợt 1 và đợt 2
Cũng giống nhƣ các thí nghiệm bón vôi khi sử dụng nƣớc tƣới ô nhiễm Pb và
Cd, thí nghiệm sử dụng nƣớc tƣới ô nhiễm As khi bón vôi vào đất với mức tăng dần
cũng làm cho pH đất tăng lên, mức ban đầu khi chƣa bón vôi pH của đất là 5,2 sau
đó tăng dần lên 5,7 ở công thức 2 (mức bón 2,5 gam CaO,chậu), đạt 6,6 ở công thức
3 (bón 5,0 gam CaO/chậu) và có giá trị cao nhất ở công thức 5 - bón 10 gam
CaO/chậu, pH đất là 7,3.
Nhƣ vậy khác với Pb, Cd, sự hấp thu As của cây trồng ít phụ thuộc vào sự thay
đổi của pH đất, việc tăng mức bón vôi làm cho pH đất tăng.
69
Ở công thức ĐC (không bón vôi, sử dụng nƣớc tƣới ô nhiễm As) hàm lƣợng As
trong rau là 0,1905 mg/kg rau tƣơi, sau đó giảm xuống là 0,1702 mg/kg rau tƣơi
(công thức 3: bón 5,0gam CaO/chậu + sử dụng nƣớc tƣới ô nhiễm As) nhƣng ở
công thức 5 (với pH đất là 7,3) thì hàm lƣợng As lại có xu hƣớng tăng lên so với
công thức ĐC (0,2099 mg As/kg tƣơi). Điều này có thể đƣợc giải thích khác với Pb
và Cd, trong môi trƣờng kiềm As có xu hƣớng linh động hơn do sự có mặt Ca+2
nên
As tạo thành Ca3(AsO4)2, làm cho khả năng vận chuyển vào cây trồng nhiều hơn.
Kết quả thí nghiệm đợt 2, cũng cho tác giả thấy điều tƣơng tự nhƣ đợt 1.
Nhƣ vậy để hạn chế sự tích luỹ As từ môi trƣờng nƣớc vào cây trồng không thể
dùng biện pháp bón vôi thông thƣờng mà phải có các biện pháp khác, nhƣ biện pháp
hoá học dùng ôxit, hyđrôxyt Fe..., biện pháp sinh học lựa chọn loại thực vật nhƣ
dƣơng xỉ....
3.4.2 Thí nghiệm dùng thực vật bèo tây làm sạch nƣớc ô nhiễm KLN
Hiện nay, phƣơng pháp xử lý ô nhiễm bằng thực vật (Phytoremediation) là
một trong những giải pháp quan trọng, có tính khả thi cao để xử lý các vùng đất,
nƣớc bị ô nhiễm KLN. Ở Việt Nam, bèo tây là một loại thực vật rất phổ biến. Việc
sử dụng bèo tây trong việc xử lý ô nhiễm đã đƣợc rất nhiều các tác giả trong và
ngoài nƣớc nghiên cứu. Bèo tây là cây sống ở nƣớc, có tốc độ sinh trƣởng rất nhanh
và không cần phải chăm sóc nên sử dụng bèo tây để xử lý ô nhiễm nƣớc có thể thực
hiện đƣợc dễ dàng.
Để khẳng định điều đó, chúng tôi tiến hành nghiên cứu việc sử dụng bèo tây
trong việc giảm thiểu ô nhiễm KLN (As, Pb, Cd) trong môi trƣờng nƣớc tƣới khi bổ
sung KLN vào nƣớc theo các mức: 0,5 ppm Pb; 0,1 ppm Cd và 0,5 ppm As. Kiểm
tra hàm lƣợng các kim loại trong nƣớc sau 5 - 10 – 20 - 30 ngày thí nghiệm trồng
bèo tây, kết quả cho thấy bèo tây có khả năng tích lũy KLN rất tốt.
a/ Khả năng làm sạch nƣớc ô nhiễm Pb của bèo tây
Tiến hành sử dụng nƣớc chứa 0,5 ppm Pb để thả bèo tây
Vị trí lấy mẫu: Giữa cầu Rùa Hạ, giữa sông Rùa. Đây là vị trí giao thoa của
các nguồn thải.
70
Bảng 3.14 Thông số chất lƣợng nguồn nƣớc ban đầu lấy về nghiên cứu
TT Tên chỉ tiêu Đơn vị NM QCVN 08:2008/B1
1 pH – 5,9 5,5-9
2 As mg/l 0,0356 0,05
3 Cd mg/l 0,0209 0,01
4 Pb mg/l 0,0542 0,05
Đây là vị trí giao thoa giữa các nguồn thải nên có hàm lƣợng KLN khá cao. Vì
vậy, tác giả chọn đây là vị trí lấy mẫu nƣớc về nghiên cứu. Tuy nhiên qua khảo sát
thì nguồn nƣớc tại vị trí lấy mẫu này chƣa đạt ngƣỡng ô nhiễm so với mức giá trị
lựa chọn của nghiên cứu. Do đó, trƣớc khi tiến hành thí nghiệm, tác giả tiến hành
làm giàu mẫu bằng cách thêm chuẩn As, Pb, Cd vào chậu thí nghiệm.
Bảng 3.15 Hàm lƣợng Pb trong nƣớc theo thời gian xử lý bằng bèo tây
Ngày thí nghiệm Đối chứng
(mg/l)
Hàm lƣợng Pb
trong nƣớc (mg/1)
Tỷ lệ còn lại trong
dung dịch (%)
0 0,5574 0,5512 ± 0,0275 100
5 0,5542 0,3087 ± 0,154 56,0
10 0,5557 0,0041 ± 0,0002 0,74
20 0,5493 0,0021 ± 0,0001 0,38
30 0,5442 0,000 -
QCVN 39:2011/BTNMT 0,05 0,05
Với độ lệch chuẩn α ≤ 5%
Theo bảng 3.15, ta thấy, hàm lƣợng Pb ở chậu đối chứng hầu nhƣ không có sự
thay đổi đáng kể theo thời gian.
b/ Khả năng làm sạch nƣớc ô nhiễm Cd của bèo tây
Tiến hành thí nghiệm thả bèo tây trong dung dịch chứa 0,1 mg Cd/L, theo dõi
hàm lƣợng Cd trong nƣớc vào ngày thứ 5 – 10 - 20-30 sau khi thả bèo, kết quả cho
thấy
71
Bảng 3.16. Hàm lƣợng Cd trong nƣớc theo thời gian xử lý bằng bèo tây
Ngày thí nghiệm Đối chứng
(mg/1)
Hàm lƣợng Cd
trong nƣớc (mg/1)
Tỷ lệ còn lại trong
dung dịch (%)
0 0,1245 0,1204 ± 0,006 100
5 0,1302 0,0530 ± 0,0026 48,0
10 0,1219 0,0004 ± 0,0002 0,18
20 0,1196 0,0001 ± 0,0001 0,08
30 0,1220 0,000 -
QCVN 39:2011/BTNMT 0,01 0,01
Với độ lệch chuẩn α ≤ 5%
Nhƣ vậy, hàm lƣợng Cd ở chậu đối chứng hầu nhƣ không có sự thay đổi đáng
kể theo thời gian.
Đối với chậu thí nghiệm thả bèo tây: Bèo tây có khả năng hút Cd từ nƣớc rất
mạnh. Hàm lƣợng Cd trong nƣớc trƣớc thí nghiệm là 1,1204 mg/1. Ở ngày thứ 5
sau khi thả bèo, hàm lƣợng Cd trong nƣớc là 0,053 mg/1, đạt tỷ lệ làm sạch là 52%
và sau 10 ngày thí nghiệm thì hàm lƣợng Cd trong nƣớc giảm hẳn xuống dƣới
ngƣỡng an toàn theo QCVN 39:2011/BTNMT, đạt 0,004 mg/1, tỷ lệ còn lại trong
dung dịch là 0.18% so vói trƣớc thí nghiệm.
c/ Khả năng làm sạch nƣớc ô nhiễm As của bèo tây
Thực hiện thí nghiệm tƣơng tự nhƣ với Pb và Cd, tiến hành trồng bèo tây
trong dung dịch chứa 0,1 mg As/1, và theo dõi hàm lƣợng As trong dung dịch dùng
thả bèo qua 5, 10, 20, 30 ngày thí nghiệm (Bảng 3.17)
Bảng 3.17 Hàm lƣợng As trong nƣớc theo thời gian xử lý bằng bèo tây
Ngày thí nghiệm Đối chứng
(mg/l)
Hàm lƣợng As
trong nƣớc (mg/1)
Tỷ lệ còn lại trong
dung dịch (%) 0 0,1313 0,1326 ± 0,0066 100
5 0,1296 0,0876 ± 0,0044 66,1
10 0,1302 0,0299 ± 0,0015 22,6
20 0,1367 0,0216 ± 0,001 16,3
30 0,1312 0,0130 ± 0,007 9,8
QCVN 39:2011/BTNMT 0,05 0,05
72
Với độ lệch chuẩn α ≤ 5%
Nhƣ vậy, hàm lƣợng As ở chậu đối chứng hầu nhƣ không có sự thay đổi đáng
kể theo thời gian.
Đối với chậu thí nghiệm thả bèo tây: Hàm lƣợng As trong nƣớc lúc ban đầu
khi chƣa thả bèo là 0,1326 mg/1, sau 5 ngày thí nghiệm hàm lƣợng As là 0,0876
mg/1 (còn 66,1% so với ban đầu), đến ngày thứ 10 hàm lƣợng As trong nƣớc là
0,0299 mg/1 (còn 22,6% so với ban đầu), đến ngày thứ 20 của thí nghiệm, hàm
lƣợng As trong nƣớc đạt ngƣỡng an toàn theo QCVN 39:2011/BTNMT, là 0,0216
mg/1 (còn 16,3% so với ban đầu) và đến ngày thứ 30 của thí nghiệm thì hàm lƣợng
As trong nƣớc đạt 0.0130 mg/1, còn 9,8% so với khi trƣớc thí nghiệm.
So sánh khả năng làm sạch của bèo tây với Pb, Cd và As: Kết quả của thí
nghiệm cũng chỉ ra rằng, so với Pb và Cd, sự hấp thu As của bèo tây trong nƣớc
chậm hơn (hình 3.12).
Mối quan hệ giữa hàm lƣợng As, Pb, Cd trong chậu thời gian xử lý thể hiện cụ
thể qua hình 3.12 nhƣ sau:
Hình 3.12. Mối quan hệ giữa hàm lƣợng As, Pb, Cd còn lại trong nƣớc theo
thời gian
73
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
KẾT LUẬN
- Làng nghề Thanh Thùy có vị trí tiếp giáp với Trung tâm Hà Nội, có điều
kiện thuận lợi thúc đẩy làng nghề phát triển. Sản phẩm của làng nghề rất đa dạng.
Phần lớn máy móc thiết bị sử dụng tại làng nghề là cũ kỹ, chắp vá; quá trình sản xuất
còn đơn giản, thủ công cho nên đã phát sinh ra những vấn đề ảnh hƣởng đến môi
trƣờng. Chất thải sản xuất, chất thải sinh hoạt hầu nhƣ chƣa có biện pháp thu gom
xử lý triệt để gây mất cảnh quan và ảnh hƣởng tới đời sống, sức khoẻ của ngƣời
dân.
- Môi trƣờng làng nghề xã Thanh Thùy đang có dấu hiệu bị ô nhiễm. Nồng độ
nƣớc thải ô nhiễm khá cao, đặc biệt là hàm lƣợng kim loại nặng rất cao nhƣ hàm
lƣợng sắt tại 07 vị trí lấy mẫu đều vƣợt ngƣỡng TCCP từ 1,1 đến 6,7 lần. Hàm lƣợng
Asen, Chì, Cadimi vƣợt từ 1,02 đến 1,6 lần. Chất lƣợng môi trƣờng nƣớc mặt bị ảnh
hƣởng từ nguồn nƣớc thải xả trực tiếp ra môi trƣờng, cao nhất là hàm sắt vƣợt giới
hạn cho phép từ 1,47 đến 20,2 lần. Hàm lƣợng Chì, Cadimi tại vị trí giao thoa với
các nguốn thải vƣợt TCCP 1,09 lần; hàm lƣợng COD vƣợt TCCP từ 2,1 đến 12,5 lần;
dầu mỡ từ 1,5 đến 23 lần. Nồng độ kẽm, sắt trong nƣớc ngầm vƣợt từ 1,3 – 2,5 lần.
Đối với các chỉ tiêu kim loại nặng khác trong nƣớc ngầm nhƣ As, Cd, Pb, Mn cho thấy,
tuy nồng độ của chúng vẫn nằm trong giới hạn cho phép nhƣng đã thấy xuất hiện sự tác
động của nƣớc thải sản xuất. Môi trƣờng đất cũng đang có dấu hiệu bị ô nhiễm KLN
chủ yếu là do nƣớc thải sản xuất và chất thải rắn, hàm lƣợng Zn2+
cao hơn 1,08- 1,45
lần TCCP.
- Các kết quả nghiên cứu giải pháp xử lý ô nhiễm KLN trong đất và nƣớc ghi
nhận qua thực nghiệm là:
+/ Giá trị pH trong đất và hàm lƣợng As, Pb, Cd trong nƣớc tƣới có quan hệ
chặt chẽ với sự tích lũy của chúng trong rau. Khi nƣớc tƣới chứa 0,5 ppm Pb hoặc
0,1 ppm Cd thì gây tích lũy kim loại nặng trong rau cải canh. Để tránh gây tích lũy
KLN trong rau cải canh thì cần thiết phải bón vôi để tăng pH đất về trung tính thì
hàm lƣợng Pb, Cd trong rau cải canh đạt tiêu chuẩn an toàn. Đối với Cd cần 7,5
74
gam CaO/6 kg đất. Đối với Pb cần 10gam CaO/6 kg đất. Giữa pH đất và hàm lƣợng
Pb/Cd tích lũy trong rau có sự tƣơng quan tỉ lệ nghịch. Tuy nhiên, khác với Pb, Cd,
sự tích lũy As trong cây trồng ít phụ thuộc vào sự thay đổi của pH đất. Nhƣ vậy,
việc bón vôi cho đất chua có thể hạn chế tích luỹ Pb và Cd trong rau, còn hàm
lƣợng As tích lũy trong rau không bị ảnh hƣởng bởi việc bón vôi.
+/ Sử dụng bèo tây có thể làm sạch nƣớc bị ô nhiễm kim loại nặng (Pb, Cd,
As). Nếu hàm lƣợng nƣớc chứa đồng thời 0,5 ppm Pb; 0,1 ppm Cd; 0,1 ppm As thì
sau khi trồng bèo tây từ 10 đến 20 ngày có thể làm sạch nƣớc ô nhiễm KLN trong
chậu chứa 4 lít nƣớc. Vì vậy trong trƣờng hợp phải dùng nƣớc tƣới bị ô nhiễm thì
cần phải đƣa qua hồ cách ly có thả bèo tây để làm sạch các kim loại này trƣớc khi
đƣa vào hệ thống tƣới. So sánh khả năng làm sạch của bèo tây thì sự hấp thu As của
bèo tây trong nƣớc chậm hơn với Pb và Cd.
KIẾN NGHỊ
Do kinh phí và thời gian hạn chế, đề tài mới dừng ở nghiên cứu thực nghiệm
mà chƣa nghiên cứu thực tế ngoài thực địa nên cần nghiên cứu ngoài thực địa để
đánh giá chính xác hơn.
Đối với các cơ sở sản xuất cơ khí tại làng nghề cần nghiêm túc thực hiện các
quy định bảo vệ môi trƣờng tại hộ mình, đặc biệt cần xây dựng các hệ thống xử lý
khí thải và nƣớc thải trƣớc khi thải ra môi trƣờng, đảm bảo phát triển bền vững.
Tăng cƣờng công tác quản lý và giám sát hoạt động làng nghề, giảm thiểu ô
nhiễm môi trƣờng.
Hình thành và phát triển quỹ hỗ trợ cho làng nghề để trợ giúp một số những cơ
sở sản xuất trang bị hoặc thay đổi những trang thiết bị sản xuất lạc hậu để từ đó
giảm những tác động xấu đến môi trƣờng.
Nghiên cứu đã góp phần đánh giá về tác hại của ô nhiễm KLN trong môi
trƣờng sinh thái đất, nƣớc của làng nghề xã Thanh Thùy. Cung cấp thêm bản số liệu
về sự tích lũy KLN trong đất, nƣớc, sự tƣơng quan giữa giá trị pH đất và sự tích lũy
của KLN As, Pb, Cd trong rau cải canh. Tạo điều kiện thuận lợi cho các nghiên cứu
sau này về KLN trong môi trƣờng đất, nƣớc.
75
TÀI LIỆU THAM KHẢO
Tài liệu Tiếng Việt
1. Đỗ Mai Ái, Mai Trọng Nhuận, Nguyễn Khắc Vinh (2008), Một số đặc điểm phân
bố arsen trong tự nhiên và vấn đề ô nhiễm arsen trong môi trường ở Việt Nam,
Trung tâm thông tin lƣu trữ Địa chất, tr. 5 - 20.
2. Bùi Thị Kim Anh (2011), Nghiên cứu sử dụng thực vật (dương xỉ) để xử lý ô
nhiêm Asen trong đất vùng khai thác khoáng sản, Luận án Tiến sĩ, Trƣờng Đại học
Khoa học Tự nhiên, Hà Nội.
3. Nguyễn Thị Ngọc Ẩn, Dƣơng Thị Bích Huệ (2007), “Hiện trạng ô nhiễm kim
loại nặng trong rau xanh ở ngoại ô tp.HCM”, Tạp chí Phát triển KH&CN, tập 10, số
01/2007, tr. 46 – 52.
4. Lê Huy Bá (2000), Giáo trình Độc học Môi trường, NXB Đại học Quốc gia TP
HCM.
5. Đặng Kim Chi (2005), Làng nghề Việt Nam và môi trường, NXB Khoa học và
kỹ thuật.
6. Cheang Hông (2003), Nghiên cứu ảnh hưởng của nước tưới phân bón đến tồn
dư Nitrat và một số kim loại nặng trong rau trồng tại Hà Nội, Luận án Tiến sỹ,
Trƣờng Đại học Nông nghiệp I Hà Nội.
7. Nguyễn Duy Hải (2011), Đánh giá thực trạng ô nhiễm kim loại nặng trong đất
và nghiên cứu biện pháp sinh học để phục hồi đất sau khai thác thiếc tại huyện Đại
Từ, tỉnh Thái Nguyên, Luận văn Thạc sĩ, Trƣờng Đại học Nông Lâm, Thái Nguyên.
8. Bộ Nông nghiệp & PTNN (2007), Quy định về quản lý sản xuất và chứng nhận
rau an toàn, Quyết định số 04/2007/QĐ - BNN ngày 19/01/2007 của Bộ trƣởng Bộ
NN & PTNT.
9. Phạm Quang Hà (2002), “Nghiên cứu hàm lƣợng Cadmium và cảnh bảo ô
nhiễm trong một số loại đất của Việt Nam”, Tạp chí Khoa học đất số 16/2002, tr.
32 -38.
10. Nguyễn Đình Mạnh (2000), Hoá chất dùng trong nông nghiệp và ô nhiễm môi
trƣờng, Giáo trình cao học, Nhà xuất bản nông nghiệp Hà Nội.
76
11. Lê Văn Khoa, Lê Thị An Hằng, Phạm Minh Cƣờng (1999), “Đánh giá ô nhiễm
kim loại nặng trong môi trƣờng đất, nƣớc, trầm tích, thực vật ở khu vực công ty
Văn Điển và công ty Orion Hanel”, Tạp chí Khoa học đất số 11/1999 tr 124-131
12. Bộ Tài nguyên Môi trƣờng (2009), Báo cáo hiện trạng môi trường quốc gia
2008. Môi trường làng nghề ô nhiễm nghiêm trọng.
13. Bộ Tài nguyên Môi trƣờng (2011), Báo cáo môi trường Quốc gia năm 2010.
Tổng quan môi trường Việt Nam.
14. Lê Đức và Trần Thị Tuyết Thu (2000), "Bƣớc đầu nghiên cứu khả năng hút thu
và tích luỹ Pb trong bèo tây và rau muống trên nền đất bị ô nhiễm", Thông báo khoa
học của các trường đại học, Bộ giáo dục và Đào tạo Hà Nội.
15. Nguyễn Thị Liên Hƣơng (2006), Nghiên cứu nguy cơ sức khỏe ở các làng nghề
tại một số tỉnh phía Bắc và giải pháp can thiệp, Luận án Thạc sĩ Y học, Viện Vệ
sinh dịch tễ Trung ƣơng.
16. Trịnh Hoài Nam (2008), “Môi trƣờng trong các làng nghề vật liệu kim loại. Vấn
đề và giải pháp”, Tạp chí Hoạt động khoa học số 8/2008, tr 12-21.
17. Mai Trọng Nhuận (2001), Địa hóa môi trườmg, Nhà xuất bản Đại học Quốc gia
Hà Nội.
18. Đặng Xuyến Nhƣ và cs (2004), Nghiên cứu xác định một số giải pháp sinh học
(thực vật và vi sinh vật) đế xử lý ô nhiễm kim loại nặng trong nước thải ở Thái
Nguyên, Đề tài cấp Bộ năm 2003 – 2004.
19. Nguyễn Hữu On và Ngô Ngọc Hƣng (2004), "Cadmium trong đất lúa đồng
bằng sông Cửu long và sự cảnh báo ô nhiễm", Tạp chí Khoa học đất số 20 năm
2004, tr. 137 - 140.
20. Trần Kông Tấu, Đặng Thị An, Đào Thị Khánh Hƣơng (2005), "Một số kết quả
bƣớc đầu trong việc tìm kiếm biện pháp xử lý đất bị ô nhiễm bằng thực vật", Tạp
chí khoa học đất số 23/2005, tr. 156 - 158.
21. Trần Kông Tấu, Nguyễn Thế Đồng, Phan Đỗ Hùng, Nguyễn Hứu Trang
(2004), "Nghiên cứu hiện tƣợng nƣớc bị ô nhiễm tại Huyện Đông Anh, Hà Nội và
77
tìm kếm biện pháp xử lý nƣớc bị ô nhiễm", Tạp chí Khoa học Đất số 20/2004, tr.
124 - 131.
22. Trần Kông Tấu, Trần Kông Khánh (1998), "Hiện trạng môi trƣờng đất Việt
Nam thông qua việc nghiên cứu các kim loại nặng", Tạp chí Khoa học đất, 10/1998,
tr. 152 - 16.
23. Trần Công Tấu, Trần Kim Loan và Chu Thị Thu Hiền (2000), "Kim loại nặng
trong môi trƣờng nƣớc, một số kết quả phân tích kim loại nặng trong ao hồ khu vực
Hà Nội", Tuyển tập báo cáo khoa học tại Hội nghị phân tích Hoá lý và Sinh học
Việt Nam lần thứ nhất - Hà Nội 26/09/2000, tr. 219-223.
24. Trịnh Thị Thanh (2002), Độc học môi trường và sức khoẻ con người, NXB Đại
học Quốc gia Hà Nội, 2002.
25. Nguyễn Quốc Thông, Đặng Đình Kim, Trần Văn Tựa, Lê Lan Anh (1999),
“Khả năng tích tụ kim loại nặng Cr, Ni và Zn của bèo tây trong xử lý nƣớc thải
công nghiệp”, Báo cáo khoa học Hội nghị công nghệ sinh học toàn quốc, Nhà xuất
bản khoa học kỹ thuật, tr. 983- 988.
26. Trung tâm quan trắc và phân tích tài nguyên môi trƣờng Hà Nội (2012), Báo
cáo kết quả cụm công nghiệp và làng nghề trên địa bàn thành phố Hà Nội năm
2009, 2010, 2011, 2012.
27. UBND xã Thanh Thùy, Báo cáo thống kê 2010- 2012.
28. UBND Xã Thanh Thùy (2012), Báo cáo kết quả thực hiện nhiệm vụ kinh tế - xã
hội, An ninh – quốc phòng nhiệm kỳ 2006 – 2012 Xã Thanh Thùy.
29. Vũ Hữu Yêm (1997), Sản xuất sạch hơn, Bài giảng lớp tập huấn cho cán bộ
quản lý môi trƣờng, Hà Nội 10/2005.
Tài liệu Tiếng Anh
30. Antiochia R, Campanella L, Ghezzi p, Movassaghi K (2007), "The use of
vetiver for remediation of heavy metal soil contamination", Anal Bioanal Chem,
388(4), PP. 947-956.
31. Ashley Senn, Paul Milham (2007), Managing cadmium in vegetables, NSW
78
Department of Primary Industries Plant Health Doagnostic and Analytical Services.
32. Barceló J., and Poschenrieder C. (2003), Phytoremediation: principles and
perspectives, Contributions to Science, Institute Edtudis Catalans, Bacelona.
33. Cordes K.B.; Mehra A.; Farago M.E.; Banerjee D.K. (2000), "Uptake of Cd,
Cu, Ni and Zn by the Water Hyacinth, Eichhomia Crassipes (Mart.) Solms from
Pulverised Fuel Ash (PFA)Leachates and Slurries", Environmental Geochemistry
and Health, 22(1) , PP. 297-316.
34. Danielle Oliver and Ravi Naidu, Uptake of Copper (Cu), Lead (Pb), Arsenic
(As) and DDT by vegetables grown in urban enviromnets (2003), CSIRO Land and
Water, Report at the Fifth National Workshop on the Assessment of site
contamination, PP. 151 - 161.
35. Ejazul Islam, Xiao-e Yang, Zhen-li He, and Qaisar Mahmood (2007),
"Assessing potential dietary toxicity of heavy metals in selected vegetables and food
crops”, Journal of Zhejiang University Science, 8(1), PP. 1-13.
36. Folkes D.J. (2001), Impacts of historic arsenical pesticide use on residential
soil in Denver, Colora do In: Arsenic Exposure and Health effects, Proceedings of
the 2000 conference, eds. W.R.Chappell, c.o Abernathy and R.L.Calderon, Elsevier,
Amsterdam.Tobe published.
37. Kathryn Vander Weele Snyder (2006), Removal of Arsenic from Drinking
Water by Water Hyacinths (Eichhornia crassipes), Water Environment Federation.
38. Hong Co, Lee do K, Chung DY, Kim PJ (2007), “Liming effects on cadmium
stabilization in upland soil affected by gold mining activity”, Arch Environ Contam
Toxicol, 52(4), PP. 496-502.
39. M.O.Torres, M.M.P.M.Neto, C.Marques Dos Santos and A.De Varennes
(1994), "Lead uptake and distribution in legume species grown on lead - enriched
soils", Proceeding of the International Symposium, PP. 547 - 550.
40. Misbahuddin, M.; Fariduddin, A. (2002), “Water Hyacinth Removes Arsenic
from Arsenic- Contaminated Drinking Water [electronic version]”, Arch. Environ.
Health, 57 (6), PP. 516- 519
79
41. Shaban W. A1 Rmalli, Chris F. Harrington, Mohammed Ayub and Parvez I.
Haris (2005), "A biomaterial based approach for arsenic removal from water", J.
Environ. Monit., 7(1), PP. 279 – 282.
42. Wang, A., Angle, J.S., Chaney, R.L., Mcintosh, M.S. (2006), "Soil pH effects
on uptake of Cd and Zn by Thlaspi caerulescens", Plant and Soil, 281(2), PP. 325-
337.