Đánh giá mức độ tích luỹ kim loại nặng trong trầm tích sông Nhuệ

sông Nhuệ. Nhìn vào bảng 3.3 cho thấy, duy nhất vị trí lấy mẫu tại cống Liên mạc là có giá trị DO (DO = 6,34 mg O2/l) đạt tiêu chuẩn cấp nước sinh hoạt (TCCP A1). Giá trị DO giảm đột ngột < 1 mg O2/l (vượt TCCP B2) tại các điểm lấy mẫu từ cầu Hà Đông đến Đập Đồng Quan chứng tỏ nước sông tại các vị trí này chứa lượng lớn chất thải hữu cơ và quá trình phân huỷ kị khí xảy ra mạnh mẽ. Nguyên nhân có thể là do đoạn sông này nhận nước sông Tô Lịch đổ vào tại đập Thanh Liệt. Về phía hạ lưu sông, hàm lượng DO tăng dần từ 4,06 mgO2/l tại Đập Đồng Quan đến 5,47 mgO2/l tại cống Lương Cổ nhưng vẫn vượt TCCP A1. Tương tự như vậy, giá trị BOD5, COD cũng có sự thay đổi rất mạnh theo chiều dọc của sông. Đoạn đầu của sông Nhuệ, hàm lượng COD nằm trong TCCP A2 và BOD5 nằm trong TCCP B1 (< 15 mg O2/l). Nhưng đoạn từ cầu Hà Đông về hạ lưu, các chỉ tiêu này vượt quá TCCP B2 nhiều lần. Đặc biệt, kết quả phân tích BOD5 và COD tại các điểm cầu Hà Đông, điểm cầu Tó Hữu và điểm đập Đồng Quan vượt tiêu chuẩn nước mặt loại B2 từ 2,4 – 6,8 lần. * Hàm lượng N-NH4+, N-NO3- trong nước - Amoni trong nước tồn tại ở hai dạng NH3 và NH4+. Tuỳ thuộc vào pH của môi trường, trong điều kiện pH thấp amoni tồn tại ở dạng ion, trong điều kiện pH cao nó tồn tại ở dạng NH3, NH3 được coi là độc đối với cá ở nồng độ rất thấp. Hơn nữa, sự có mặt của amoni và photphat với hàm lượng cao sẽ thúc đẩy quá trình phú dưỡng của nước. Kết quả nghiên cứu cho thấy giá trị N-NH4+ dao động trong khoảng từ 0,89 - 12,6 mg/l, hầu hết các mẫu đều vượt ngưỡng tiêu chuẩn nước mặt QCVN 03 : 2008, cột B2 nhiều lần. Duy nhất mẫu nước tại cống Liên Mạc – đầu nguồn sông Nhuệ hàm lượng N-NH4+ chưa vượt ngưỡng TCCP B2. Hàm lượng N-NH4+ tại cầu Hà Đông và cầu Tó Hữu cao gấp 11-12 lần TCCP B2. Điều này chứng tỏ đoạn sông này chứa lượng lớn chất hữu cơ tồn đọng và quá trình phân huỷ kị khí xảy ra mạnh mẽ. Kết luận này cũng khá phù hợp với kết quả phân tích DO, BOD5 và COD ở trên. - Giá trị N-NO3- dao động trong khoảng từ 0,02 – 0,80 mg/l, nằm trong QCVN 03:2008, cột A1. Hàm lượng Nitrat đạt giá trị rất thấp chứng tỏ điều kiện môi trường ở đây không phù hợp cho nitơ tồn tại dưới dạng Nitrat. Kết quả phân tích cho thấy, nitơ trong nước sông Tô Lịch tồn tại chủ yếu dưới dạng amoni do quá trình phân huỷ yếm khí các chất hữu cơ. Kết quả này cũng cho thấy, chất lượng nước sông Nhuệ chịu ảnh hưởng lớn từ nước thải sinh hoạt của thành phố Hà Nội (54% nước thải sinh hoạt của Hà nội được thải vào lưu vực [20]. * Hàm lượng kim loại nặng trong nước Các kim loại nặng nghiên cứu bao gồm : Pb, Cd, As, Hg. Hàm lượng các kim loại này trong nước được trình bày tại bảng 3.4: Bảng 3.4: Hàm lượng kim loại nặng trong nước sông Nhuệ Kí hiệu mẫu Hàm lượng kim loại nặng trong nước (mg/l) Pb Cd As Hg N1 0,0240 0,0035 0,0059 0,0010 N2 0,0240 0,0040 0,0077 0,0010 N3 0,0230 0,0041 0,0042 0,0009 N4 0,0220 0,0038 0,0029 0,0007 N5 0,0230 0,0031 0,0029 0,0007 N6 0,0190 0,0029 0,0012 0,0006 QCVN 03:2008, cột A1 0,02 0,005 0,01 0,001 QCVN 03:2008, cột B2 0,05 0,01 0,1 0,002 Kết quả phân tích hàm lượng kim loại nặng trong các mẫu nước sông Nhuệ ở bảng 3.4 cho thấy hàm lượng các kim loại nặng Pb, Cd, As, Hg đều ở dưới ngưỡng cho phép QCVN 03:2008, cột B2. Tuy nhiên, nếu so sánh với QCVN 03:2008, cột A1 tức là nước sử dụng cho mục đích cấp sinh hoạt thì hàm lượng Pb trong hầu hết các mẫu đều vượt ngưỡng cho phép (>0,002 mg/l), ngoại trừ mẫu nước phía hạ lưu tại cống Lương Cổ (hàm lượng Pb là 0,0019 mg/l); Hàm lượng Hg dao động từ 0,0006 – 0,001 mg/l có giá trị gần với ngưỡng cho phép cột A1. Hình 3.1 minh hoạ sự biến động hàm lượng các KLN trong nước theo chiều dài sông. Hình 3.1: Hàm lượng Pb, Cd, As, Hg trong nước sông Nhuệ Hàm lượng Pb trong nước sông Nhuệ dao động từ 0,019 - 0,024 mg/l. Nhìn chung là không có sự biến động lớn về hàm lượng Pb giữa vị trí khác nhau theo chiều dài sông Nhuệ. Hàm lượng Cd trong nước sông Nhuệ dao động từ 0,0029 – 0,0041 mg/l. Hàm lượng Cd cao nhất tại cầu Tó Hữu – nơi gần cửa sông Tô Lịch đổ vào sông Nhuệ và thấp nhất tại điểm cống Lương Cổ, cách nơi hợp lưu với sông Đáy khoảng 3 km. Hàm lượng As trong nước sông Nhuệ dao động từ 0,0012 – 0,0077 mg/l. Hàm lượng As cao nhất tại điểm cầu Hà Đông và thấp nhất tại điểm cống Lương Cổ. Hàm lượng Hg trong nước sông Nhuệ dao động từ 0,0006 – 0,001 mg/l. Hàm lượng Hg cao nhất tại điểm cống Liên Mạc và cầu Hà Đông (0,001mg/l) và thấp nhất tại cống Lương Cổ. Hình 3.1 cho thấy hàm lượng các nguyên tố kim loại nặng trên có xu hướng giảm dần về phía hạ lưu. Nhìn chung, các mẫu nước sông Nhuệ chưa có biểu hiện ô nhiễm kim loại nặng, ngoại trừ nguyên tố chì vượt ngưỡng cho phép loại A1. Từ kết quả phân tích được có thể thấy hàm lượng các kim loại nặng trong nước sông Nhuệ được sắp xếp theo trình tự giảm dần như sau: Pb > As > Cd > Hg Kết quả phân tích hàm lượng kim loại nặng trong nước sông Nhuệ tháng 2, năm 2004 trong đề tài cấp nhà nước “Xây dựng đề án tổng thể bảo vệ môi trường lưu vực sông Nhuệ và sông Đáy” – viện Địa lý cũng cho thấy, hàm lượng các kim loại nặng trong các mẫu nước đa phần nằm dưới ngưỡng cho phép. Trong đó, hàm lượng Pb dao động từ 0,0015 – 0,0021 mg/l, Cd dao động từ 0,0004 – 0,0027 mg/l, As dao động từ 0,0016 – 0,0037 mg/l, Hg dao động từ 0,0003 – 0,0005 mg/l. Như vậy, hàm lượng kim loại nặng trong nước phân tích năm 2009 đã có dấu hiệu tăng so với năm 2004, và theo thời gian tích luỹ lâu dài hàm lượng các kim loại nặng trong nước có thể tăng đến mức giới hạn hoặc vượt giới hạn cho phép B2 nếu không có giải pháp quản lý nguồn thải ra sông từ các làng nghề, các cơ sở sản xuất công nghiệp,... * Hàm lượng các chất theo mùa: Để đánh giá đầy đủ hơn về chất lượng nước sông Nhuệ chúng tôi so sánh hàm lượng các chất theo mùa mưa và mùa khô, kết quả phân tích năm 2008 được thể hiện trong bảng 3.5: Bảng 3.5: Diễn biến một số thông số môi trường nước sông Nhuệ theo mùa Địa điểm Tháng pH EC µs/cm DO mgO2/l COD mgO2/l BOD5 mgO2/l NH4+ mgN/l Cống Liên Mạc (LM) 3 7,40 344,00 7,30 12,00 6,80 1,24 4-5 7,90 210,00 8,00 9,00 5,30 0,09 6 7,50 192,00 5,10 8,00 4,40 0,10 8 7,70 172,00 7,90 8,00 4,70 0,14 9 7,90 181,00 7,20 6,00 3,50 0,42 10 7,30 186,00 6,50 9,00 4,60 0,00 TB mùa mưa 7,60 182,75 6,68 7,75 4,30 0,17 TB mùa khô 7,65 277,00 7,65 10,50 6,05 0,67 Cầu Cống Thần (CT) 3 7,50 347,00 4,30 24,00 14,90 2,99 4-5 8,20 474,00 0,50 47,00 29,70 10,50 6 7,20 342,00 1,40 43,00 24,70 5,06 8 7,10 321,00 2,90 42,00 26,70 3,44 9 7,30 358,00 0,20 39,00 23,20 8,20 10 7,20 336,00 1,70 23,00 12,70 4,00 TB mùa mưa 7,20 339,25 1,55 36,75 21,83 5,18 TB mùa khô 7,85 410,50 2,40 35,50 22,30 6,75 QCVN 08:2008, cột A1 6-8,5 >=6 10 4 0,1 QCVN 08:2008, cột A2 6-8,5 >=5 15 6 0,2 QCVN 08:2008, cột B1 5,5 - 9 >=4 30 15 0,5 QCVN 08:2008, cột B2 5,5 - 9 >=2 50 25 1 Nguồn: Viện nghiên cứu Nuôi trồng Thuỷ sản 1 - Bộ NN & PTNT, 2008 [28] Kết quả phân tích tại bảng 3.5 cho thấy: - Tại cống Liên Mạc: các thông số đánh giá ô nhiễm môi trường như: pH, DO, COD, BOD5, NH4+ đều nằm trong QCVN 08 : 2008, cột A2. Ngoại trừ, hàm lượng BOD5 trong mẫu thu tháng 3 vượt tiêu chuẩn cột A2 nhưng lại nằm trong tiêu chuẩn cột B2 và hàm lượng NH4+ vượt tiêu chuẩn cột B2. - Tại Cầu Cống Thần: các thông số DO,COD, BOD5, NH4+ hầu hết có giá trị vượt QCVN 08:2008, cột B2. Thể hiện mức độ ô nhiễm của sông Nhuệ tăng cao so với đầu nguồn do nhận lượng nước thải của thành phố Hà Nội. Hàm lượng các chất giữa mùa mưa và mùa khô được minh họa cụ thể tại hình 3.2: Hình 3.2: Diễn biến DO, COD, BOD5, NH4+ trong nước sông Nhuệ theo mùa Nhìn vào hình 3.2 cho thấy diễn biến về hàm lượng DO, COD, BOD5, NH4+ giữa hai mùa có sự khác biệt rõ rệt và có sự khác biệt giữa hai điểm thu mẫu: điểm đầu nguồn - cống Liên Mạc và điểm về gần cuối nguồn là cầu Cống Thần. Đa phần hàm lượng các chất trong mùa mưa thấp hơn mùa khô. Nguyên nhân là do mùa mưa nước sông Nhuệ được pha loãng, kết hợp với quá trình tự làm sạch nên nồng độ các chất ô nhiễm giảm bớt hơn so với mùa khô. Hàm lượng các KLN trong nước sông theo mùa cũng được thể hiện trong kết quả phân tích năm 2008 (bảng 3.6): Bảng 3.6: Hàm lượng Pb, Cd, As, Hg trong nước sông Nhuệ theo mùa Địa điểm Pb (mg/l) Cd (mg/l) As (mg/l) Hg (mg/l) T4 T7 T4 T7 T4 T7 T4 T7 Cống Liên Mạc 0,035 0,036 0,001 <0,0005 0,025 0,003 0,0018 0,0002 Cầu Cống Thần 0,027 0,015 0,0031 0,0057 0,027 0,015 0,0007 0,0025 QCVN 03:2008, cột A1 0,02 0,005 0,01 0,001 QCVN 03:2008, cột B2 0,05 0,01 0,1 0,002 Nguồn: Viện nghiên cứu Nuôi trồng Thuỷ sản 1 - Bộ NN&PTNT, 2008 [28]. Kết quả phân tích cho thấy : - Tại Cống Liên Mạc : hàm lượng các kim loại nặng Pb, Cd, As, Hg đều nằm trong QCVN 03 : 2008, cột B2. Nếu so với QCVN 03 : 2008 cột A1, hàm lượng Pb vượt ngưỡng cho phép (> 0,02 mg/l). Hàm lượng As và Hg vào tháng 4 (mùa khô) cũng vượt TCCP A1. - Tại cầu Cống Thần: hàm lượng các kim loại nặng Pb, Cd, As, Hg đều nằm trong QCVN 03 : 2008, cột B2. Nếu so với QCVN 03 : 2008 cột A1, hàm lượng Pb vào tháng 4 (mùa khô), hàm lượng Cd và Hg vào tháng 7 (mùa mưa), hàm lượng As hai mùa đã vượt ngưỡng TCCP A1. Hàm lượng các kim loại nặng trong nước theo mùa được minh hoạ tại hình 3.3: Hình 3.3: Hàm lượng Pb, Cd, As, Hg trong nước sông Nhuệ theo mùa Hình 3.3 cho thấy diễn biến về hàm lượng các kim loại nặng giữa hai mùa có sự khác biệt rõ rệt và có sự khác biệt giữa hai điểm thu mẫu: điểm đầu nguồn - cống Liên Mạc và điểm về gần cuối nguồn là cầu Cống Thần. Đa phần hàm lượng KLN mùa mưa thấp hơn mùa khô do nước sông được pha loãng. Tuy nhiên, hàm lượng Pb ở cống Liên Mạc và hàm lượng Cd và Hg ở cầu Cống Thần vào mùa mưa lại cao hơn mùa khô, điều này có thể được giải thích do thời điểm lấy mẫu nước sông tiếp nhận nguồn thải chứa hàm lượng cao các kim loại này. Nhận xét chung về chất lượng nước trên sông Nhuệ: - Chất lượng nước của đoạn sông Nhuệ từ cống Liên Mạc đến Phủ Lý có sự biến đổi mạnh mẽ theo chiều dài dòng sông. Chất lượng nước tại cống Liên Mạc từ sông Hồng chảy vào sông Nhuệ là tương đối tốt, hàm lượng các chất ô nhiễm hầu hết nằm trong ngưỡng cho phép theo QCVN 03 : 2008, cột A2, chỉ có chỉ tiêu BOD5 và NH4+ vượt TCCP cột A2 nhưng vẫn nằm trong TCCP cột B2, nhìn chung chất lượng nước ở đây đạt tiêu chuẩn cho nông nghiệp. - Đoạn đầu của sông Nhuệ từ cống Liên Mạc đến thị xã Hà Đông (18 km đầu tiên) đã phải nhận một số nguồn thải từ nước sinh hoạt và một số nguồn thải từ các làng nghề của Hà Tây nên hàm lượng N – NH4+ (12,6 mg/l), COD (250,56 mgO2/l), BOD5(84,92 mgO2/l), DO(0,06 mgO2/l) trong nước đều vượt quá tiêu chuẩn B2 nhiều lần. - Khi sông Tô Lịch và sông Kim Ngưu hợp lưu và đổ vào sông Nhuệ tại đập Thanh Liệt, lúc này sông Nhuệ phải tiếp nhận thêm một khối lượng nước thải sinh hoạt cũng như nước thải công nghiệp của phần lớn nội thành Hà Nội. Do đó, tại điểm lấy mẫu tại cầu Tó Hữu, hàm lượng các chất ô nhiễm tăng đột ngột và đạt đến mức cực đại của sông Nhuệ: Hàm lượng DO (0,09 mgO2/l) , COD (340,29 mgO2/l), BOD5(112,5 mgO2/l), N – NH4+(11,2 mg/l) đều vượt quá mức TCCP B2 nhiều lần. Như vậy, nước trên đoạn sông này đã bị ô nhiễm rất nặng và không đủ điều kiện phục vụ sản xuất nông nghiệp và nhu cầu sinh hoạt ngày càng cao của người dân trong khu vực này. Cũng trên đoạn sông này nước bốc lên mùi rất hôi thối và làm ảnh hưởng không nhỏ đến cuộc sống của dân cư hai bên bờ sông. - Tại đập Đồng Quan, mức độ ô nhiễm của sông đã giảm bớt. Tuy nhiên, hàm lượng DO (0,04 mgO2/l), COD (183,68 mgO2/l), BOD5(60,28 mgO2/l), N – NH4+(9,24 mg/l) vẫn vượt ngưỡng TCCP B2 nhiều lần. - Trên đoạn cuối của sông từ đập Nhật Tựu đến gần điểm hợp lưu sông Nhuệ và sông Đáy là cống Lương Cổ chất lượng nước sông biến đổi mạnh do quá trình tự làm sạch của dòng sông, số lượng thải ít đi nên chất lượng nước sông cũng dần được cải thiện. Tuy nhiên, hàm lượng COD (62 - 124 mgO2/l), BOD5 (21,98 – 41,09 mgO2/l), N – NH4+(3,04 – 4,76 mg/l) vẫn vượt TCCP B2. Như vậy, có thể nói chất lượng nước sông Nhuệ đã bị ô nhiễm nặng nhiều đoạn sông chưa đạt mức TCCP B2 phục vụ mục đích giao thông thuỷ. - Xét về hàm lượng các KLN trong nước sông Nhuệ năm 2009 cho thấy các mẫu nước chưa có biểu hiện ô nhiễm các kim loại Cd, As, Hg. Tuy nhiên, các mẫu nước đã có biểu hiện ô nhiễm Pb ở mức độ nhẹ. Đồng thời, kết quả phân tích cũng thể hiện đã có sự gia tăng hàm lượng kim loại nặng trong nước sông Nhuệ so với kết quả phân tích năm 2004 trong đề án tổng thể bảo vệ môi trường lưu vực sông Nhuệ và sông Đáy. - Xét theo mùa thì mức độ ô nhiễm của sông thể hiện rõ rệt ở mùa khô. Về mùa mưa nước sông Nhuệ được pha loãng, kết hợp với quá trình tự làm sạch nên nồng độ các chất ô nhiễm giảm bớt hơn so với mùa khô. Chất lượng nước sông Nhuệ đã và đang bị ô nhiễm nghiêm trọng, không đáp ứng được tiêu chuẩn cho sản xuất nông nghiệp. Vì vậy, cần có giải pháp kịp thời để giải quyết vấn đề này. 3.3. Mức độ tích luỹ kim loại nặng trong trầm tích 3.3.1. Một số tính chất lý, hoá học cơ bản của trầm tích sông Nhuệ Tính chất lý, hoá học cơ bản của trầm tích sông Nhuệ được trình bày ở bảng 3.7: Bảng 3.7 : Một số tính chất lý, hoá học cơ bản của trầm tích sông Nhuệ Kí hiệu mẫu Tính chất lý, hoá học cơ bản của trầm tích sông Nhuệ CHC (%) pHKCl Eh (mV) CEC (me/100g trầm tích) Ca2+ (me/100g trầm tích) Mg2+ (me/100g trầm tích) Hàm lượng sét vật lý (%) Hàm lượng cát vật lý (%) D1 0,86 7,68 -45,5 2,30 1,03 0,48 14,29 85,71 D2 4,21 7,39 -91,7 3,20 2,38 0,40 35,34 64,66 D3 2,89 7,34 -104,1 3,50 2,25 1,08 32,85 67,15 D4 1,56 7,04 -76,3 2,40 1,90 0,30 36,16 63,84 D5 2,42 6,73 -64,7 2,50 1,80 0,60 24,95 75,05 D6 1,40 6,33 -65 2,60 1,55 0,50 26,75 73,25 Số liệu của bảng 3.7 cho thấy: Hàm lượng chất hữu cơ trong các mẫu trầm tích sông Nhuệ dao động từ 0,86 – 4,21 %. Trầm tích tại điểm cầu Hà Đông có chứa hàm lượng CHC lớn nhất (4,21%), nếu xét theo thang đánh giá đất của giáo sư Lê Văn Tiềm thì mẫu trầm tích này có hàm lượng CHC khá giàu và trầm tích tại điểm đầu nguồn sông Nhuệ có hàm lượng CHC nhỏ nhất (0,86%)– rất nghèo chất hữu cơ. Giá trị pH trong các mẫu trầm tích dao động từ 6,33 – 7,68. Giá trị pH trong các mẫu trầm tích giảm dần từ thượng nguồn cho đến hạ lưu của sông Nhuệ. Thế oxi hoá – khử (Eh) trong các mẫu trầm tích dao động từ -104,1mV đến - 45,5 mV. Giá trị Eh đạt thấp nhất tại cầu Tó Hữu. Nếu xét theo tiêu chuẩn của Claude E. Boyed áp dụng cho ao nuôi thuỷ hải sản (Eh : -100 ÷ 100mV) thì giá trị Eh tại cầu Tó Hữu là nằm ngoài ngưỡng tiêu chuẩn. Giá trị Eh thể hiện môi trường khử rõ rệt, kết quả này cũng khá phù hợp với kết quả phân tích DO của nước tại điểm lấy mẫu này. Do hàm lượng oxi trong nước thấp dẫn đến thế oxi hoá khử của trầm tích cũng thấp. Hàm lượng CEC trong các mẫu trầm tích dao động từ 2,3 – 3,5 me/100g trầm tích. Nhìn chung, giá trị CEC trong tất cả các mẫu trầm tích sông Nhuệ là rất thấp. Hàm lượng Ca2+ trong các mẫu trầm tích dao động từ 1,03 – 2,38 me/100 g trầm tích, cao nhất tại điểm cầu Hà Đông và thấp nhất tại cống Liên Mạc. Hàm lượng Mg2+ trong các mẫu trầm tích dao động từ 0,3 – 1,08 me/100 g trầm tích, cao nhất tại cầu Tó Hữu và thấp nhất tại đập Đồng Quan. Hàm lượng Ca2+ và Mg2+ cũng có xu hướng tăng cao ở đoạn giữa sông và giảm dần về hạ lưu, kết quả này cũng thể hiện đoạn giữa sông do được bổ sung nước thải sinh hoạt của thành phố nên hàm lượng các chất trong trầm tích tăng cao hơn phía thượng nguồn và giảm dần phía hạ lưu do được pha loãng. Đối với đất, thành phần cơ giới có ý nghĩa rất quan trọng, nó đặc trưng cho nguồn gốc phát sinh của đất, các tính chất và độ phì của đất. Đất có thành phần cơ giới nặng thì giữ được nhiều chất dinh dưỡng hơn. Áp dụng phương pháp phân tích thành phần cơ giới của đất đối với trầm tích cho kết quả: hàm lượng sét vật lý dao động từ 14,29 – 36,16 % và hàm lượng cát vật lý dao động từ 63,84 – 85,71 %. Theo bảng phân loại của Katrinski (1960), tại cống Liên Mạc trầm tích có kết cấu nền đáy là cát pha, tại cầu Hà Đông, cầu Tó Hữu và tại đập Đồng Quan trầm tích có kết cấu nền đáy là thịt nặng. 3.3.2. Hàm lượng Pb, Cd, As, Hg trong trầm tích sông Nhuệ Các chất hoá học đi vào môi trường nước thông qua các quá trình tự nhiên và các hoạt động của con người, chúng đi vào hệ sinh thái dưới nước rồi bị phân huỷ thành các phần tử nhỏ. Các phần tử này có thể lắng đọng xuống trầm tích đáy, nơi mà các chất ô nhiễm tích luỹ trong thời gian dài. Trầm tích được xem như là nguồn tích trữ lớn các hoá chất trong thời gian dài đối với môi trường nước. Đặc biệt, các kim loại nặng là những chất khi bị lắng đọng xuống dưới đáy dễ bị giữ lại lâu dài bởi trầm tích đáy. Hàm lượng một số KLN trong trầm tích sông Nhuệ được trình bày ở bảng 3.8: Bảng 3.8: Hàm lượng kim loại nặng trong trầm tích sông Nhuệ (mg/kg) Kí hiệu mẫu Hàm lượng KLN trong trầm tích sông (mg/kg) Pb Cd As Hg D1 481,20 8,00 6,20 0,84 D2 490,20 10,20 6,40 0,94 D3 465,00 14,80 6,00 0,80 D4 436,80 9,80 4,20 0,78 D5 448,20 8,00 2,60 0,76 D6 375,20 7,40 2,40 0,64 TC Canada EQG,2002 (1) 91,3 3,5 17 0,5 QCVN 03:2008 (2) 70 2 12 - EU (3) 50 – 300 1 – 3 - 1 - 1,5 (1) Tiêu chuẩn áp dụng đối với kim loại nặng trong trầm tích của Canada (2) Quy chuẩn kỹ thuật Quốc Gia về giới hạn cho phép của kim loại nặng trong đất của Việt Nam (3) Tiểu chuẩn giới hạn tối đa cho phép kim loại nặng trong đất của EU Hiện tại, ở nước ta chưa có tiêu chuẩn đánh giá mức độ ô nhiễm kim loại nặng trong trầm tích. Do đó, để đánh giá hiện trạng ô nhiễm, ở đây đã sử dụng tiêu chuẩn của nước ngoài: Giá trị giới hạn mức có thể ảnh hưởng đến hệ sinh thái PEL của Canada (Canadian Sediment Quality Guidelines, Environmental Canada ) [33]. Theo số liệu trình bày tại bảng 3.6, hàm lượng kim loại nặng trong các vị trí khác nhau trên sông Nhuệ có sự khác nhau rõ rệt. * Nguyên tố Pb Hàm lượng Chì trong trầm tích được minh hoạ ở hình 3.4: Hình 3.4: Hàm lượng Chì tổng số trong trầm tích sông Nhuệ Hàm lượng Pb trong trầm tích dao động trong khoảng 375,2 – 490,2 mg/kg. So sánh với Tiêu chuẩn Canada (91,3mg/kg) thì hàm lượng chì trong tất cả các mẫu trầm tích sông Nhuệ đều vượt ngưỡng giới hạn cho phép từ 4 - 5 lần. Hàm lượng chì ở khu vực gần cầu Hà Đông là cao nhất và thấp nhất tại điểm về hạ lưu là cống Lương Cổ. Nếu so sánh với giới hạn cho phép trong đất thì theo quy chuẩn của Việt Nam (70 mg/kg), hàm lượng chì trong các mẫu này vượt quá tiêu chuẩn cho phép từ 5 – 7 lần, còn đối với tiêu chuẩn của EU (300mg/kg) thì hàm lượng này vượt quá 1,25 – 1,63 lần. Như vậy, có thể thấy trầm tích sông Nhuệ đã và đang có dấu hiệu ô nhiễm Pb rõ rệt. * Nguyên tố Cd Hàm lượng Cadimi trong trầm tích được minh hoạ ở hình 3.5 Hình 3.5: Hàm lượng Cadimi tổng số trong trầm tích sông Nhuệ Hàm lượng Cd trong trầm tích dao động trong khoảng 7,4 – 14,8 mg/kg. So sánh với Tiêu chuẩn Canada (3,5mg/kg) thì hàm lượng Cadimi trong tất cả các mẫu trầm tích sông Nhuệ đều vượt ngưỡng giới hạn cho phép từ 2,1 – 4,2 lần. Hàm lượng Cd ở khu vực cầu Tó Hữu là cao nhất và thấp nhất tại điểm về hạ lưu là cống Lương Cổ. Nếu so sánh với giới hạn cho phép trong đất thì theo quy chuẩn của Việt Nam (2 mg/kg), hàm lượng Cd trong các mẫu này vượt quá tiêu chuẩn cho phép từ 3,7 - 7,4 lần, còn đối với tiêu chuẩn của EU (3 mg/kg) thì hàm lượng này vượt quá 2,5 – 4,9 lần. Như vậy, có thể thấy trầm tích sông Nhuệ đã và đang có dấu hiệu ô nhiễm Cd tương đối rõ rệt. * Nguyên tố As Hàm lượng Asen trong trầm tích được minh hoạ ở hình 3.6 Hình 3.6: Hàm lượng Asen tổng số trong trầm tích sông Nhuệ Hàm lượng As trong trầm tích dao động trong khoảng 2,4 – 6,4 mg/kg. So sánh với Tiêu chuẩn Canada (17 mg/kg) thì hàm lượng Asen trong cả các mẫu trầm tích sông Nhuệ đều nằm dưới ngưỡng giới hạn cho phép. Hàm lượng Asen ở khu vực gần cầu Hà Đông là cao nhất và thấp nhất tại điểm về hạ lưu là cống Lương Cổ. Nếu so sánh với giới hạn cho phép trong đất thì theo tiêu chuẩn của Việt Nam (12 mg/kg), hàm lượng Asen trong các mẫu trầm tích vẫn nằm trong giới hạn cho phép. Như vậy, trầm tích sông Nhuệ chưa bị ô nhiễm Asen. Tuy nhiên, hàm lượng Asen trong các mẫu trầm tích tương đối cao, trong những năm tới nếu nguồn thải ra sông Nhuệ không được kiểm soát thì nguy cơ ô nhiễm Asen trong trầm tích là rất lớn. * Nguyên tố Hg Hàm lượng Thuỷ Ngân tổng số được minh hoạ ở hình 3.7: Hình 3.7: Hàm lượng Thuỷ ngân tổng số trong trầm tích sông Nhuệ Hàm lượng Hg trong trầm tích dao động trong khoảng 0,64 – 0,94 mg/kg. So sánh với Tiêu chuẩn Canada (0,5 mg/kg) thì hàm lượng thuỷ ngân trong tất cả các mẫu trầm tích sông Nhuệ đều vượt ngưỡng giới hạn cho phép từ 1,28 – 1,68 lần. Hàm lượng chì ở khu vực gần cầu Hà Đông là cao nhất và thấp nhất tại điểm về hạ lưu là cống Lương Cổ. Nếu so sánh với giới hạn cho phép trong đất thì theo tiêu chuẩn của EU (1,5mg/kg) thì hàm lượng này vẫn nằm trong giới hạn cho phép. Như vậy, có thể thấy trầm tích sông Nhuệ đang bắt đầu có dấu hiệu ô nhiễm Hg. Các vị trí có hàm lượng kim loại nặng tăng cao đều có sự liên quan trực tiếp đến các hoạt động của con người. Do đó có thể đánh giá rằng trầm tích sông Nhuệ đã có dấu hiệu bị ô nhiễm kim loại nặng Pb, Cd, Hg và có nguy cơ ô nhiễm As do các hoạt động sản xuất và chất thải đô thị. Theo một nghiên cứu, sự tích luỹ kim loại nặng trong trầm tích nhìn chung được sắp xếp theo thứ tự giảm dần như sau : Zn > Mn > Cu > Cr = Pb > Cd > Se > Hg (Đặng Thế Cường và cộng sự, 2003) [30]. Các nguyên tố kim loại có xu hướng tích luỹ không như nhau trong trầm tích. Trong trầm tích, hàm lượng Pb có xu hướng tích luỹ cao hơn Cd và thấp nhất là Hg. Điều này cũng một phần giải thích được nguyên nhân hàm lượng chì trong trầm tích sông Nhuệ lớn hơn nhiều so với các kim loại nặng khác. Theo kết quả phân tích năm 2009 thì hàm lượng các kim loại nặng nghiên cứu trong trầm tích sông Nhuệ có thể được sắp xếp theo trình tự giảm dần như sau: Pb > Cd > As > Hg Kết quả phân tích ở bảng 3.8 cho thấy đoạn sông bị ô nhiễm kim loại nặng nhất là từ cầu Hà Đông đến khu vực cầu Tó Hữu. Hiện nay, một số đoạn sông trên địa bàn thành phố đang được nạo vét thường xuyên. Lượng bùn nạo vét này có thể dùng để chôn lấp hoặc dùng làm phân bón trong nông nghiệp. Do đó, các chất ô nhiễm lắng đọng trong trầm tích không chỉ làm ô nhiễm môi trường nước mà sẽ làm ô nhiễm môi trường đất tại các khu vực bãi chôn lấp và nếu được sử dụng làm phân bón thì sẽ gây nguy cơ ô nhiễm đất canh tác trong nông nghiệp. 3.3.3. Một số yếu tố có ảnh hưởng đến mức độ tích luỹ kim loại nặng trong trầm tích Để đánh giá mối liên hệ giữa các yếu tố địa hóa môi trường (pH, Eh), hàm lượng chất hữu cơ, CEC, Ca2+, Mg2+, thành phần cấp hạt của trầm tích với hàm lượng kim loại nặng trong trầm tích, ở đây sử dụng phương pháp phân tích tương quan bằng việc tính toán hệ số tương quan Pearson [48] (bảng 3.9). Tuy nhiên, do số lượng mẫu quá ít, đánh giá tương quan chỉ mang tính chất tham khảo. Vì vậy, đề tài chỉ đánh giá xu thế tương quan giữa hàm lượng kim loại nặng và các thông số có liên quan giữa các vị trí thu mẫu tương ứng. Bảng 3.9: Hệ số tương quan pearson giữa hàm lượng KLN trong trầm tích và các tính chất lý, hoá học cơ bản của trầm tích N=6 CHC pH Eh CEC Ca2+ Mg2+ Hàm lượng sét vật lý Pb 0,47 0,91 -0,22 0,31 0,23 0,11 0,04 Cd 0,49 0,41 -0,86 0,84 0,67 0,73 0,54 As 0,36 0,94 -0,34 0,48 0,21 0,18 0,05 Hg 0,6 0,84 -0,3 0,36 0,36 -0,09 0,16 N : tổng số mẫu Hệ số tương quan (r) lấy giá trị trong khoảng từ -1 đến 1. Khi r càng gần 0 thì quan hệ càng lỏng lẻo, ngược lại khi r càng gần 1 hoặc -1 thì quan hệ càng chặt chẽ (r > 0 có quan hệ thuận và r < 0 có quan hệ nghịch). Từ các nguồn nước thải đô thị và tiểu thủ công nghiệp, một lượng lớn các kim loại độc hại đã xâm nhập vào sông và tích lũy trong trầm tích. Sự tích lũy của kim loại nặng trong trầm tích hay nói cách khác khả năng lắng đọng của các ion kim loại trước hết phụ thuộc vào các thông số địa hóa môi trường cơ bản pH - Eh. Đây là yếu tố quyết định đến dạng tồn tại của ion kim loại trong các pha khác nhau của môi trường và từ đó ảnh hưởng đến độ hòa tan và sự lắng đọng kim loại. Theo kết quả tính toán hệ số tương quan tại bảng 3.9 cho thấy, giá trị pH có mối tương quan thuận rõ rệt với các nguyên tố Pb, As, Hg trong trầm tích sông. Giá trị pH trong trầm tích sông Nhuệ được minh hoạ ở hình 3.8: Hình 3.8: Giá trị pH trong trầm tích sông Nhuệ Hình 3.8 cho thấy, độ pH trong các mẫu trầm tích sông Nhuệ khá đồng đều, gần như trung tính và nằm trong giới hạn cho phép, tuy nhiên vẫn có xu thế giảm dần từ thượng nguồn về phía hạ lưu giống như xu thế của hàm lượng các kim loại nặng trong trầm tích sông. Do đó có thể nhận định sơ bộ rằng pH có mối tương quan chặt chẽ đến quá trình tích lũy kim loại trong bùn lắng. Mối tương quan giữa giá trị Eh và hàm lượng các nguyên tố KLN trong trầm tích được minh hoạ cụ thể ở hình 3.9. Nhìn chung, giá trị Eh có mối tương quan nghịch đến hàm lượng kim loại nặng trong trầm tích. Eh thấp đặc trưng cho môi trường khử, hàm lượng oxi thấp, tạo điều kiện tích luỹ các chất độc hại trong các vật chất hữu cơ. Giá trị Eh có mối tương quan chặt chẽ với nguyên tố Cd (r = - 0,86) và có mối tương quan không chặt chẽ với các nguyên tố Pb, As, Hg. Hình 3.9: Mối tương quan giữa giá trị Eh và hàm lượng KLN trong trầm tích sông Nhuệ Các kết quả nghiên cứu trước đây đã cho thấy sự tích lũy kim loại nặng trong trầm tích phụ thuộc vào thành phần cỡ hạt. Trầm tích có độ hạt mịn, thành phần khoáng vật sét cao thì khả năng hấp thụ kim loại lớn. Người ta đã chứng minh được rằng phân tử sét có ái lực với các ion kim loại nặng (Mitchell, 1964). Do đó, nếu các phân tử sét cứ trôi nổi trong nước trong một thời gian dài thì nó sẽ hấp phụ các ion kim loại nặng. Khi những phân tử sét này lắng đọng, nó sẽ kéo theo sự lắng đọng của các kim loại nặng (Pb, Cd, As, Hg) đi vào trầm tích đáy. Mối tương quan giữa hàm lượng các KLN và hàm lượng cấp hạt sét vật lý trong trầm tích được minh hoạ cụ thể qua hình 3.10: Hình 3.10: Mối tương quan giữa hàm lượng cấp hạt sét vật lý và các kim loại Pb, Cd, As, Hg trong trầm tích sông Nhuệ Hình 3.10 cho thấy hàm lượng cấp hạt sét có mối tương quan thuận rõ nhất với hàm lượng Cd trong trầm tích. Còn lại, đối với các kim loại nặng khác (Pb, As, Hg), mối tương quan với hàm lượng cấp hạt sét là không rõ rệt là do nguyên nhân số lượng mẫu phân tích không nhiều. Do vậy, số liệu này chỉ mang tính chất tham khảo. Theo nhiều nghiên cứu trước đây, chất hữu cơ là yếu tố có ảnh hưởng nhiều đến mức độ tích luỹ KLN trong đất, nước. Do chất hữu cơ có khả năng liên kết với các ion kim loại hình thành phức chất. Quá trình này sẽ dẫn đến những vấn đề môi trường rất lớn. Một kết quả không mong đợi là các kim loại nặng sẽ được giải phóng một cách nhanh chóng có thể dẫn đến thảm hoạ môi trường. Cơ chế của quá trình này được ví như quả bom hoá học nổ chậm (Chemical Time Bomb - CTB). Cơ chế này được xác định có liên quan đến quá trình tích lũy và đột ngột giải phóng các chất độc hại ra môi trường. Các chất hữu cơ có thể đóng vai trò như những vật mang của các ion kim loại độc hại, hình thành các phức hệ bền vững và làm tăng cường quá trình di chuyển chúng trong nước. Kết quả nghiên cứu hàm lượng chất hữu cơ trong trầm tích sông Nhuệ được minh hoạ tại hình 3.11: Hình 3.11: Hàm lượng chất hữu cơ trong trầm tích sông Nhuệ Hình 3.11 cho thấy hàm lượng chất hữu cơ trong các mẫu trầm tích có xu thế tăng ở khu vực giữa sông và giảm dần về phía hạ lưu giống như xu thế của các kim loại nặng trong trầm tích tại vị trí tương ứng. Trong các mẫu trầm tích nghiên cứu, trầm tích tại điểm cầu Hà Đông và cầu Tó Hữu có hàm lượng chất hữu cơ khá cao (> 2,5%). Cũng tại các điểm thu mẫu này, hàm lượng KLN trong các mẫu trầm tích này cũng cao hơn hẳn tại khác vị trí khác. Do vậy, có thể kết luận sơ bộ, hàm lượng chất hữu cơ cũng có mối tương quan thuận với hàm lượng các KLN trong trầm tích. Ngoài ra, kết quả phân tích tương quan (bảng 3.9) cho thấy nguyên tố Hg có mối tương quan thuận chặt chẽ với hàm lượng chất hữu cơ trong trầm tích hơn các nguyên tố KLN còn lại. Dung tích hấp phụ CEC và hàm lượng Ca2+, Mg2+ trong trầm tích sông Nhuệ được minh hoạ tại hình 3.12: Hình 3.12: Hàm lượng CEC, Ca2+, Mg2+ trong trầm tích sông Nhuệ Dung tích hấp phụ là đại lượng phụ thuộc chặt chẽ vào thành phần cơ giới và mùn trong đất. Hình 3.11 cho thấy dung tích hấp phụ CEC và hàm lượng Ca2+ và Mg2+ có xu hướng tăng cao ở đoạn giữa sông, có hàm lượng thấp ở đầu nguồn và cuối nguồn, trong khi hàm lượng các kim loại nặng trong trầm tích cũng có xu thế như vậy. Nhìn chung, có thể kết luận sơ bộ là dung tích hấp phụ CEC, hàm lượng Ca2+, Mg2+ có mối tương quan thuận với hàm lượng các kim loại nặng trong trầm tích sông Nhuệ. Tuy nhiên, mối tương quan này là không chặt chẽ, ngoại trừ nguyên tố Cd có mối tương quan thuận rõ rệt với hàm lượng CEC, Ca2+, Mg2+ với hệ số tương quan khá cao (0,67 -0,84). 3.4. Mối tương quan giữa hàm lượng kim loại nặng trong nước và trong trầm tích sông Nhuệ Kết quả phân tích kim loại nặng cho thấy, hàm lượng KLN trong nước sông Nhuệ nhỏ hơn rất nhiều lần so với hàm lượng KLN trong trầm tích tại vị trí tương ứng. Để đánh giá mối liên hệ giữa hàm lượng KLN trong nước và hàm lượng KLN trong trầm tích, ở đây sử dụng phương pháp phân tích tương quan bằng việc tính toán hệ số tương quan. Do số lượng mẫu ít, đề tài chỉ đánh giá xu thế tương quan giữa hai hàm lượng này theo vị trí tương ứng. Nhìn chung, tại vị trí có hàm lượng KLN trong nước cao thì hàm lượng KLN trong trầm tích cũng tương đối cao và mối tương quan giữa hai đại lượng này là khá chặt chẽ , mối tương quan thuận thể hiện rõ nhất đối với nguyên tố Pb. Điều này được biểu hiện cụ thể trên hình 3.13: Hình 3.13 : Mối tương quan giữa hàm lượng KLN trong nước và hàm lượng KLN trong trầm tích sông Nhuệ Hình 3.13 cho thấy hàm lượng Pb, Cd, As, Hg trong nước sông Nhuệ rất nhỏ so với hàm lượng KLN trong trầm tích sông Nhuệ khi xét theo cùng đơn vị ppm. Điều này chứng tỏ, kim loại nặng trong nước chủ yếu bị lắng đọng và tích luỹ trong trầm tích đáy sông. Các nguyên tố Pb, Cd, Hg tích luỹ trong trầm tích sông Nhuệ với hàm lượng lớn cho thấy trầm tích sông Nhuệ đã có biểu hiện ô nhiễm các kim loại này. Nguyên tố As có hàm lượng chưa vượt mức tác động xấu đối với sinh vật, tuy nhiên vẫn có nguy cơ ô nhiễm As trong trầm tích sông Nhuệ trong những năm tới. 3.5. Đề xuất một số giải pháp giảm thiểu ô nhiễm môi trường nước lưu vực sông Nhuệ 3.5.1. Giải pháp chính sách, quản lý Việc giảm thiểu ô nhiễm sông Nhuệ đòi hỏi phải có sự kết hợp của nhiều ngành, đặc biệt là các địa phương trên lưu vực. Các địa phương cần tăng cường và bắt buộc áp dụng các biện pháp quản lý cũng như kiểm soát việc xả nước thải chưa được xử lý của các nhà máy, xí nghiệp, dịch vụ, các làng nghề trên địa bàn. Trước mắt nên tập trung giải quyết các công trình xử lý nước thải tại nguồn đối với các nhà máy, xí nghiệp gây ô nhiễm nặng. Hiện nay, UB quản lý lưu vực sông Nhuệ - Đáy đã được thành lập, tạo điều kiện thuận lợi hơn để giải quyết vấn đề này. 3.5.2. Giải pháp khoa học, công nghệ Để đảm bảo cho môi trường nước trên sông Nhuệ ít nhất cũng phải đạt được tiêu chuẩn cho phép B2, tức là để có khả năng cung cấp nước phục vụ cho tưới tiêu thuỷ lợi và giao thông thuỷ thì ngoài việc hạn chế việc xả chất thải cần phải chú ý tới biện pháp tăng cường khả năng tự làm sạch của nguồn nước. Các biện pháp này mang tính phối hợp từ những biện pháp đơn giản như tạo dòng chảy, pha loãng dòng chảy tới việc nạo vét bùn đáy. Cụ thể là: - Sử dụng biện pháp làm giảm nồng độ ô nhiễm của các nguồn thải khi xả nước thải bằng cách tạo dòng chảy mạnh (cống thải có độ dốc, ...) nhằm tăng cường sự khuyếch tán oxy vào nước, làm tăng cường quá trình tự phân huỷ chất ô nhiễm. - Nâng cao khả năng thoát úng cho thành phố Hà Nội bằng cách nạo vét, tăng độ sâu, mở rộng thường xuyên lòng dẫn sông Nhuệ. - Nâng cấp đập Thanh Liệt, nhằm hạn chế nước thải từ sông Tô Lịch và lập trạm xử lý nước thải tại đây. - Vận hành các cửa cống, đập trong hệ thống lưu vực đảm bảo thuỷ chế phù hợp với quy luật tự làm sạch của dòng sông, tránh suy thoái dòng chảy nhất là cống Liên Mạc, đập Cầu Đen, đập Thanh Liệt. - Giải pháp hạn chế nước thải từ Hà Nội vào sông Nhuệ: Để đảm bảo chất lượng nước trên sông Nhuệ ít nhất cũng đạt TCCP B2, cần phải giảm bớt một lượng nước thải của Hà Nội vào sông Nhuệ và cách giải quyết có thể là đưa lượng nước thải này vào sông Hồng qua trạm bơm Yên Sở. - Giải pháp thiết kế hệ thống xử lý nước thải của Hà Nội: Việc xây dựng một hệ thống xử lý nước thải nhằm đảm bảo chất lượng môi trường nước của Hà Nội nói chung và chất lượng môi trường nước sông Nhuệ nói riêng là việc làm rất cần thiết. Để cho an toàn phải thiết kế hệ thống xử lý đạt hiệu quả xử lý nước thải là 95%. Tức là nước thải của nội thành Hà Nội trước khi đổ vào sông Nhuệ tại đập Thanh Liệt, cần phải có hệ thống xử lý nước thải hiệu quả trên 95%, thì mới giữ cho nước sông Nhuệ không bị ô nhiễm. - Giải pháp mở rộng và tăng lưu lượng nước qua cống Liên Mạc: Cống Liên Mạc đóng vai trò rất quan trọng trong việc cung cấp nước tưới cho người dân và giảm thiểu ô nhiễm môi trường lưu vực sông Nhuệ. Tuy nhiên theo tính toán và dự báo, trong tương lai với lượng nước thải sinh hoạt và công nghiệp ngày một gia tăng thì lưu lượng cấp tối đa của cống Liên Mạc (khoảng 75 m3/s) [7], chưa đảm bảo cho môi trường nước sông Nhuệ đạt được ở mức TCCP B2. Chính vì vậy, cần thiết phải có sự mở rộng và tăng lưu lượng nước cấp cho sông Nhuệ qua cống Liên Mạc. 3.5.3. Giải pháp tuyên truyền, giáo dục Tăng cường các biện pháp tuyên truyền, giáo dục ý thức, nâng cao nhận thức về việc bảo vệ môi trường cho người dân sống dọc hai bên bờ sông. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ KẾT LUẬN Chất lượng nước sông Nhuệ đã và đang bị ô nhiễm nghiêm trọng, không đáp ứng được tiêu chuẩn cho sản xuất nông nghiệp. Đặc biệt tại đoạn sông từ cầu Hà Đông qua cầu Tó Hữu về đến đập Đồng Quan có hàm lượng DO rất thấp (<1mgO2/l), COD, BOD5, N- NH4+ cao hơn QCVN 08 : 2008, cột B2 rất nhiều lần, chứng tỏ nước sông tại các vị trí này chứa lượng lớn chất thải hữu cơ và quá trình phân huỷ kị khí xảy ra mạnh mẽ. Nghiên cứu về hàm lượng các KLN trong nước sông Nhuệ cho thấy các mẫu nước chưa có biểu hiện ô nhiễm các kim loại Cd (0,0029 – 0,0041 mg/l), As (0,0012 – 0,0077 mg/l), Hg (0,0006 – 0,001 mg/l), ngoại trừ nguyên tố Pb (0,019 - 0,024 mg/l) vượt ngưỡng QCVN 08 : 2008, cột A1. Theo đánh giá sơ bộ thì mức độ tích luỹ Cd trong trầm tích có mối tương quan thuận khá chặt chẽ với một số tính chất lý, hoá học quan trọng của trầm tích sông Nhuệ. Còn các kim loại Pb, As, Hg mối tương quan không rõ rệt. Thông số địa hoá môi trường pH có mối tương quan thuận khá rõ rệt với Pb, As, Hg còn thông số Eh có mối tương quan nghịch rõ rệt với nguyên tố Cd. Hàm lượng CHC, CEC, Ca2+, Mg2+ cũng có xu thế tương quan thuận với hàm lượng KLN trong trầm tích, tuy nhiên không rõ ràng. Trầm tích sông Nhuệ đã có dấu hiệu ô nhiễm Pb (375,2 – 490,2 mg/kg), Cd (7,4 – 14,8 mg/kg), Hg (0,64 – 0,94 mg/kg) và có nguy cơ ô nhiễm As (2,4 – 6,4 mg/kg). Hàm lượng Pb, Cd, Hg vượt ngưỡng tiêu chuẩn của Canada nhiều lần từ đoạn giữa sông và có xu hướng giảm dần về phía hạ lưu. 5. Tại thời điểm nghiên cứu, mối tương quan về hàm lượng KLN trong nước và KLN trong trầm tích sông khá chặt chẽ, đặc biệt là đối với nguyên tố Pb. KIẾN NGHỊ Cần có các chính sách tổng hợp để quản lý hữu hiệu nhằm kiểm soát các nguồn xả nước thải, chất thải vào sông Nhuệ nói riêng và hệ thống sông, hồ nói chung. Cần tăng cường công tác tuyên truyền giáo dục nâng cao ý thức của người dân trong việc bảo vệ môi trường, đặc biệt môi trường nước. Cần có những nghiên cứu sâu hơn về mức độ tác động của các độc tố hoá học trong trầm tích sông khi sử dụng chúng trong nông nghiệp và tìm ra các giải pháp khoa học công nghệ hữu hiệu xử lý ô nhiễm trong trầm tích sông. MỤC LỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO Tài liệu Tiếng Việt Lê Huy Bá, Lê Thị Như Hoa, Phan Kim Phương, Đoàn Thái Phiên, Nguyễn Lê (2000), Độc học môi trường, NXB Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh. Trần Thọ Bình, Lê Văn Nghị và nnk (2008), Môi trường sông Nhuệ, sông Đáy hiện trạng và một số định hướng về giải pháp xử lý ô nhiễm, Chương trình KC 08/06–10, Tuyển tập báo cáo hội thảo khoa học lần 1, Hà Nội, 12/2008. Bộ Công nghiệp (2003), "Quản lý chất lượng nước thải Công nghiệp trong lưu vực sông Nhuệ - sông Đáy”, Tham luận tại hội nghị Chủ tịch UBND 6 tỉnh/thành phố thuộc lưu vực sông Nhuệ - sông Đáy ngày 7/8/2003 tại Hà Nam. Bộ Khoa học công nghệ và Môi trường – Trung tâm tư liệu KH & CN quốc gia (1993), Đánh giá môi trường nước và sử dụng nguồn nước ở Việt Nam, Tổng luận số 10-1993. Bộ Tài nguyên và Môi trường (2009), Quy chuẩn kỹ thuật Quốc Gia về môi trường. Bùi Liêm Chính (1998), Đánh giá diễn biến một số chỉ tiêu, lý, hoá nước sông Nhuệ với hệ số pha loãng khác nhau phục vụ làm nước tưới nông nghiệp, Khoá luận tốt nghiệp, Đại học Thuỷ lợi. Nguyễn Văn Cư và nnk (2005), Xây dựng đề án tổng thể bảo vệ môi trường lưu vực sông Nhuệ và sông Đáy, Báo cáo tổng kết đề án cấp nhà nước, Hà Nội. Lê Đức (2001), Bài giảng kim loại nặng trong đất. Lê Đức và nnk (2004), Một số phương pháp phân tích môi trường, NXB Đại học Quốc gia Hà Nội. Lưu Đức Hải (2001), cơ sở Khoa học Môi trường, NXB Đại Học Quốc Gia Hà Nội. Nguyễn Thị An Hằng (1998), Nghiên cứu đánh giá ô nhiễm kim loại nặng trong môi trường đất, nước, trầm tích, thực vật ở khu vực công ty Pin Văn Điển và Orion Hanel, Luận án thạc sĩ Khoa học – chuyên ngành Thổ nhưỡng, Trường ĐH Khoa học Tự Nhiên - Đại học Quốc Gia Hà Nội. Nguyễn Thị Hiền (2003), Nghiên cứu ảnh hưởng của nguồn nước thải Thành phố Hà Nội đến cây trồng, môi trường đất vùng Thanh Trì và đề xuất biện pháp khắc phục, Luận văn Thạc sỹ, Viện Khoa học Nông nghiệp Việt Nam. Phạm Khắc Hiếu (1998), Độc học thú y, NXB Nông Nghiệp. Lê Văn Khoa (1995), Môi trường và ô nhiễm, Nhà xuất bản giáo dục. Lê Văn Khoa, Nguyễn Xuân Cự, Bùi Thị Ngọc Dung, Lê Đức, Trần Khắc Hiệp, Cái Văn Tranh (2001), Phương pháp phân tích đất, nước, phân bón và cây trồng, NXB Giáo dục. Lê Văn Khoa, Nguyễn Xuân Quýnh, Nguyễn Quốc Việt (2007), Chỉ thị sinh học môi trường, Nhà xuất bản giáo dục. Lương Thế Lượng (2002), Nghiên cứu, đánh giá chất lượng môi trường nước thuộc hệ thống sông Nhuệ thông qua một số chỉ tiêu dinh dưỡng và chỉ tiêu hoá, lý, Luận văn tốt nghiệp, Đại học khoa học tự nhiên. Đại học Quốc Gia Hà Nội. Nguyễn Đình Mạnh (2000), Hoá chất dùng trong nông nghiệp và ô nhiễm môi trường, NXB Nông nghiệp. N.M.Maqsud (1998), "Ô nhiễm môi trường vùng nội ô và ngoại ô Thành phố HCM nhận biết qua lượng KLN tích tụ trong nước và bùn các kênh rạch", Tạp chí Khoa học Đất, số 10/1998 , trang 162-169. Phạm Khôi Nguyên (2006), “Hiện trạng môi trường nước 3 lưu vực sông: Cầu, Nhuệ - Đáy, hệ thống sông Đồng Nai”, Báo cáo môi trường quốc gia 2006, Bộ Tài Nguyên và Môi trường. R.Laffont (1992), Cuộc đấu tranh vì Môi trường Sinh thái. Nhà xuất bản Khoa học kĩ thuật. Sở KHCN & MT Hà Nội (2000), Đánh giá tổng thể tình trạng ô nhiễm công nghiệp, đề xuất các giải pháp cải thiện. Kiểm soát và khống chế ô nhiễm trong quá trình phát triển công nghiệp ở Hà Nội. Trịnh Thị Thanh (2003), Độc học môi trường và sức khỏe con người, NXB Đại học Quốc Gia Hà Nội. Hoàng Thị Thanh Thủy, Từ Thị Cẩm Loan, Nguyễn Như Hà Vy (2007), “Nghiên cứu địa hoá môi trường một số kim loại nặng trong trầm tích sông rạch thành phố Hồ Chí Minh”, Tạp chí phát triển KH&CN, tập 10 (số 01/2007). Lê Thị Thuỷ, Nguyễn Thị Hiền, Vũ Dương Quỳnh (2001), ” Hàm lượng kim loại nặng trong nước thải và cặn bùn của một số nhà máy và sông thoát nước ở Hà Nội”. Tạp chí khoa học đất (17), tr. 138-141. Tổng cục tiêu chuẩn đo lường chất lượng Việt Nam, Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 5942 : 1995, Chất lượng nước – tiêu chuẩn chất lượng nước mặt. Lê Trình (1997), Quan trắc và kiểm soát ô nhiễm Môi trường nước, NXB Khoa học và Kỹ thuật, Hà Nội. Phan Thị Vân (2008), Báo cáo tổng kết nhiệm vụ khoa học: Đánh giá chất lượng môi trường nước sông Nhuệ, sông Đáy phục vụ nuôi trồng thuỷ sản, Bộ NN&PTNT. Viện nghiên cứu Nuôi trồng Thuỷ sản 1, Đình Bảng, Từ Sơn, Bắc Ninh. Tài liệu Tiếng Anh Alina Kabata - Pendias and Henryk Pendias (1984), Trace Elements in Soils and Plants, CRC Press, Inc. Boca Raton, Florida. Aris Farnanto et al, 2003. Dillution as one measure to increase river water quality. Head of Reasearch and Development Bureau of Jasa Tirta I Public Corporation, Jl. Surabaya No. 2A Malang 65115 Indonesia. Dang The Cuong, Stephane Beyen, Oliver Wurl, Karuppiah Subramanian, Kelvin Kae Shing Wong, N. Sivasothi, Jeffrey Philip Obbrad (2003), Heavy metal contamination in mangrove habitats of Viet Nam. Environmental Engineering and Science Programe, National University of Singapore. Domy C. Adriano, Zueng-Sang Chen, Sang - Shyng Yang (1994), Biogeochemistry of trace elements, Science and technology letters. Environment Canada. (2002), Canadian Environmental Quality Guidelines: Summary Table. Nguyen Thi Lan Huong(2008), Heavy metal polution of water and sediments in the rivers of Viet Nam, and its effects on the quanlity agricutral and crops, Philosophy, Kyushu University, Japan. Jack E. Fergusson (1991), The heavy elements, Chemistry, Environment impact and health effects, Pergamon press. Jay – Chung Chen et al (1999), Pearl River Estuary Pollution Project (PREPP) – An Integrated Approach, Center for Coastal and Atmospheric Research. New York – Oxford (1980), Handbook on the toxicology of metals, Elsevied, North Holland Biomedical Press Amsterdam (chapter 21). Ho Thi Lam Tra, (2000), Heavy metal pollution agricultural soil and river sediment in Hanoi, Vietnam, Thesis of Agriculture Sciences Doctor, Laboratory of Soil Science, Kyushu University, page 9. U. Forstner , Contaminated Sediment. Springer-Verlag New York, (1989). W.Salomons and W.M.Stigliani (1995), Biogeodynamics of Pollutants in Soils and Sediments, Springer publisher. Yu-Tian-Ren(1985), Physical chemistry of paddy soil, Springer Verlay-Berlin-Heidelberg-Tokyo. Tài liệu từ trang Web Cá sông Nhuệ chết do đột ngột nhiễm độc nước thải. Hiện trạng môi trường Việt Nam (2007) Kinh nghiệm trên thế giới về quản lý môi trường lưu vực sông. Kiều Minh (2006), Nước chảy tràn đô thị, Ô nhiễm môi trường sông Nhuệ ở Hà Nam: Cá “trắng” đầy sông, người kêu cứu! Sông Nhuệ thành nguồn gây ô nhiễm nặng (2008), Tiền Phong, 48. Tăng Văn Khiên, Phương pháp phân tích tương quan PHỤ LỤC QUY CHUẨN KỸ THUẬT QUỐC GIA VỀ GIỚI HẠN CHO PHÉP CỦA KIM LOẠI NẶNG TRONG ĐẤT National technical regulation on the allowable limit of heavy metals in the soils QUY ĐỊNH CHUNG . Phạm vi điều chỉnh Quy chuẩn này quy định mức giới hạn hàm lượng tống số của một số kim loại nặng: Asen (As), Cadimi (Cd), Đồng (Cu), Chì (Pb) và kẽm (Zn) trong tầng đất mặt theo mục đích sử dụng đất. Quy chuẩn này không áp dụng cho đất thuộc phạm vi các khu mỏ, các bãi tập trung chất thải công nghiệp, đất rừng đặc dụng: vườn quốc gia; khu bảo tồn thiên nhiên; khu bảo vệ cảnh quan; khu rừng nghiên cứu, thực nghiệm khoa học. . Đối tượng áp dụng Quy chuẩn này áp dụng đối với cơ quan quản lý nhà nước về môi trường, mọi tổ chức, các nhân liên quan đế việc sử dụng đất trên lãnh thổ Việt Nam. . Giải thích từ ngữ Trong quy chuẩn này, các từ ngữ dưới đấy được hiểu như sau: 1.3.1. Đất nông nghiệp bao gồm các loại đất thuộc nhóm đất nông nghiệp: đất trồng lúa, đất đồng cỏ dùng vào chăn nuôi, đất trồng cây hàng năm khác; theo quy định của Chính phủ. Đất nông nghiệp cũng bao gồm vùng đất là nơi sinh sống cho quần thể động vật bản địa và di trú, thảm thực vật bản địa. 1.3.2. Đất lâm nghiệp là đất rừng sản xuất trong nhóm đất nông nghiệp, vùng đất dùng cho phát triển và kinh doanh nghề lâm nghiệp, được sử dụng chủ yếu để trồng rừng và trồng các lâm sản khác. Đất lâm nghiệp quy định trong Quy chuẩn này không bao gồm các vùng đất tự nhiên, rừng đặc dụng. 1.3.3. Đất dân sinh: là vùng đất thuộc nhóm đất phi nông nghiệp, sử dụng chủ yếu làm khu dân cư, nơi vui chơi giải trí, các công viên, vùng đệm trong các khu dân cư. 1.3.4. Đất thương mại là vùng đất thuộc nhóm đất phi nông nghiệp, được sử dụng chủ yếu cho hoạt động thương mại, dịch vụ. 1.3.5. Đất công nghiệp: là vùng đất thuộc nhóm đất phi nông nghiệp, được sử dụng chủ yếu cho hoạt động công nghiệp, tiểu thủ công nghiệp. 1.3.6. Tầng đất mặt: là lớp đất trên bề mặt, có thể sâu đến 30 cm. 2. QUY ĐỊNH KỸ THUẬT Giới hạn hàm lượng tổng số của một số kim loại nặng trong tầng đất mặt, một số loại đất được quy định tại Bảng 1. Bảng 1: Giới hạn hàm lượng tổng số của một số kim loại nặng trong một số loại đất. Đơn vị tính: mg/kg đất khô Thông số Đất nông nghiệp Đất lâm nghiệp Đất dân sinh Đất thương mại Đất công nghiệp Asen(As) 12 12 12 12 12 Cadimi(Cd) 2 2 5 5 10 Đồng(Cu) 50 70 70 100 100 Chì(Pb) 70 100 120 200 300 Kẽm(Zn) 200 200 200 300 300 3. PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH 3.1. Lấy mẫu Mẫu được lấy để xác định chỉ tiêu kim loại nặng trong quy định tại Quy chuẩn này theo TCVN 4046 : 1985 - Đất trồng trọt - Phương pháp lấy mẫu và TCVN 5297: 1995 - Chất lượng đất - Lấy mẫu - Yêu cầu chung. 3.2. Phương pháp phân tích Các chỉ tiêu kim loại nặng quy định tại Quy chuẩn này được xác định theo các phương pháp sau: TCVN 6649: 2000 (ISO 11466: 1995) Chất lượng đất - Chiết các nguyên tố vết tan trong cường thuỷ. TCVN 6496: 1999 (ISO 11047: 1995) Chất lượng đất - Xác định Cadimi. Crom, Coban, Đồng, Chì, Kẽm, Mangan, Niken trong dịch chiết đất bằng cường thuỷ - Phương pháp phổ hấp thụ ngọn lửa và không ngọn lửa. QUY CHUẨN KỸ THUẬT QUỐC GIA VỀ CHẤT LƯỢNG NƯỚC MẶT National technical regulation on surface water quality QUY ĐỊNH CHUNG Phạm vi áp dụng Quy chuẩn này quy định giá trị giới hạn các thông số chất lượng nước mặt. Quy chuẩn này áp dụng để đánh giá và kiểm soát chất lượng nguồn nước mặt, làm căn cứ cho việc bảo vệ và sử dụng nước một cách phù hợp. Giải thích từ ngữ Nước mặt nói chung trong Quy chuẩn này là nước chảy qua hoặc đọng lại trên mặt đất: sông, suối, kênh, mương, khe, rạch, hồ, ao, đầm,… QUY ĐỊNH KỸ THUẬT Giá trị giới hạn của các thông số chất lượng nước mặt được quy định tại Bảng 1. Bảng 1: Giá trị giới hạn các thông số chất lượng nước mặt TT Thông số Đơn vị Giá trị giới hạn A B A1 A2 B1 B2 pH 6-8,5 6-8,5 5,5-9 5,5-9 Ôxy hoà tan (DO) mg/l >=6 >=5 >=4 >=2 Tổng chất rắn lơ lửng (TSS) mg/l 30 50 100 COD mg/l 10 15 30 50 BOD5 (20º) mg/l 4 6 15 25 Amoni (NH4+) (tính theo N) mg/l 0,1 0,2 0,5 1 Clorua (Cl-) mg/l 250 400 600 - Florua (F-) mg/l 1 1,5 1,5 2 Nitrit (NO2-) (tính theo N) mg/l 0,01 0,02 0,04 0,05 Nitrat (NO3-) (tính theo N) mg/l 2 5 10 15 Phosphat (PO43-) (tính theo P) mg/l 0,1 0,2 0,3 0,5 Xianua (CN-) mg/l 0,005 0,01 0,02 0,02 Asen (As) mg/l 0,01 0,02 0,05 0,1 Cadimi (Cd) mg/l 0,005 0,005 0,01 0,01 Chì (Pb) mg/l 0,02 0,02 0,05 0,05 Crom III (Cr3+) mg/l 0,05 0,1 0,5 1 Crom VI (Cr6+) mg/l 0,01 0,02 0,04 0,05 Đồng (Cu) mg/l 0,1 0,2 0,5 1 Kẽm (Zn) mg/l 0,5 1,0 1,5 2 Niken (Ni) mg/l 0,1 0,1 0,1 0,1 Sắt (Fe) mg/l 0,5 1 1,5 2 Thuỷ ngân (Hg) mg/l 0,001 0,001 0,001 0,002 Chất hoạt động bề mặt mg/l 0,1 0,2 0,4 0,5 Tổng dầu, mỡ (oils & grease) mg/l 0,01 0,02 0,1 0,3 Phenol (tổng số) mg/l 0,005 0,005 0,01 0,02 Hoá chất bảo vệ thực vật Clo hữu cơ Aldrin + Dieldrin Endrin BHC DDT µg/l µg/l µg/l µg/l 0,002 0,01 0,05 0,001 0,004 0,012 0,1 0,002 0,008 0,014 0,13 0,004 0,01 0,02 0,15 0,005 Endosunfan (Thiodan) µg/l 0,005 0,01 0,01 0,02 Lindan µg/l 0,3 0,35 0,38 0,4 Chlordane Heptachlor µg/l µg/l 0,01 0,01 0,02 0,02 0,02 0,02 0,03 0,05 Hoá chất bảo vệ thực vật phosphor hữu cơ Paration Malation µg/l µg/l 0,1 0,1 0,2 0,32 0,4 0,32 0,5 0,4 Hoá chất trừ cỏ 2,4D 2,4,5T Paraquat µg/l µg/l µg/l 100 80 900 200 100 1200 450 160 1800 500 200 2000 Tổng hoạt độ phóng xạ Bq/l 0,1 0,1 0,1 0,1 Tổng hoạt độ phóng xạ Bq/l 1,0 1,0 1,0 1,0 E. Coli MPN/ 100ml 20 50 100 200 Coliform MPN/ 100ml 2500 5000 7500 10000 Ghi chú: Việc phân hạng nguồn nước mặt nhằm đánh giá và kiểm soát chất lượng nước, phục vụ cho các mục đích sử dụng nước khác nhau: A1 - Sử dụng tốt cho mục đích cấp nước sinh hoạt và các mục đích khác nhau như loại A2, B1 và B2. A2 - Dùng cho mục đích cấp nước sinh hoạt nhưng phải áp dụng công nghệ xử lý phù hợp; bảo tồn động thực vật thuỷ sinh, hoặc các mục đích sử dụng như loại B1, B2. B1 - Dùng cho mục đích tưới tiêu thuỷ lợi hoặc các mục đích sử dụng khác có yêu cầu chất lượng nước tương tự hoặc các mục đích sử dụng như loại B2. B2 - Giao thông thuỷ và các mục đích khác với yêu cầu nước chất lượng thấp. Maximum admissible concentrations of heavy metals in Soil in several countries (SEPAC, 1995; SNFS – SJV, 2005; QCVN 03 : 2008; IAEA, 2004; EU, 1986) Coutry Critical limits (mg/kg)1 Pb Cd Hg As Denmark 40 0,3 0,1 Sweden2 40 0,4 0,3 Nertherlands 85 0,8 0,3 Canada 25 0,5 0,1 Vietnam3 70 2 12 China 250 0,3 EU4 50-300 1-3 1-1,5 * Note: 1Values are for protection of all land uses unless if other information, 2The values given are MAC in the agriculture soil (dry soil) for application of sewage sluge, Value in italic refers to only some parts of Sweden, 3The unit refers to dry soil in the surface layer and with agriculture as land use 4The values given are MAC in dry soil for application of sewage sluge (pH=6-7) PHỤ LỤC ẢNH Ảnh 1: Thu mẫu tại cống Liên Mạc Ảnh 2 : Cống Liên Mạc Ảnh 3: Khu vực gần cầu Hà Đông Ảnh 4: Khu vực gần cầu Tó Hữu Ảnh 5: Cầu Nhật Tựu Ảnh 6 : Thu mẫu tại cầu Hà Đông Ảnh 7 : Thu mẫu tại cầu Nhật Tựu