Ô nhiễm và nghiên cứu biện pháp xử lý kim loại nặng trong đất và nước tại...

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


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


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


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


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.


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



+ 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)





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





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


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.


Đ4 Đất 4: Giữa thôn Rùa Hạ, gần nhà thờ.


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:


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


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


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


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)


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)


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


(mg/1)

Hàm lƣợng Cd



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


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


(mg/l)

Hàm lƣợng As



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


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.

Ô nhiễm và nghiên cứu biện pháp xử lý kim loại nặng trong đất và nước tại...

Documents