Nghiên cứu ảnh hưởng của nước thải khu công nghiệp sông công đến sự tích lũy kim loại nặng trong trầm tích suối văn dương, tỉnh thái nguyên

Nghiên cứu ảnh hưởng của nước thải Khu công
nghiệp sông Công đến sự tích lũy kim loại nặng
trong trầm tích suối Văn Dương, tỉnh Thái
Nguyên

Trần Thị Minh Hải

Trường Đại học Khoa học Tự nhiên
Luận văn ThS ngành: Khoa học môi trường; Mã số: 60 85 02
Người hướng dẫn: PGS.TS.Nguyễn Xuân Cự
Năm bảo vệ: 2012

Abstract: Xác định mức độ ô nhiễm và các dạng tồn tại của một số Kim
loại nặng (KLN) (Pb, Zn, Cd) trong mẫu trầm tích suối Văn Dương. Đánh
giá ảnh hưởng của nước thải từ Khu công nghiệp (KCN) Sông Công đến sự
tích luỹ KLN trong trầm tích suối Văn Dương. Đề xuất các giải pháp giảm
thiểu ô nhiễm KLN trong trầm tích suối nghiên Văn Dương, tỉnh Thái
Nguyên.

Keywords: Nước thải công nghiệp; Kim loại nặng; Trầm tích; Khoa học
môi trường; Thái Nguyên

Content
Sự tích lũy kim loại nặng Pb, Zn, Cd trong trầm tích suối Văn Dương được khảo sát
trong các mẫu thu thập vào tháng 4 và tháng 8 năm 2010 tại các vị trí trên suối Văn Dương
trước và sau điểm tiếp nhận nước thải của Khu công nghiệp (KCN) sông Công I. Kết quả
nghiên cứu cho thấy nước thải KCN Sông Công đã có ảnh hưởng mạnh đến sự tích lũy kim
loại nặng (KLN) trong nước và trầm tích suối Văn Dương. Nồng độ các kim loại nặng như
Pb, Cd và Zn trong nước suối ở sau điểm tiếp nhận nước thải đều khá cao và vượt tiêu chuẩn
cho phép khá nhiều lần.
Hầu hết các mẫu trầm tích trên suối Văn Dương chịu ảnh hưởng của nước thải từ

KCN đều có sự tích lũy cao các KLN. Trầm tích suối Văn Dương đã có dấu hiệu bị ô
nhiễm Pb, Zn, Cd ở mức khá nghiêm trọng. Hàm lượng Pb trong trầm tích có giá trị cao
nhất là 2306 ppm, Cd là 560 ppm và Zn là 11710 ppm. Các kim loại Pb và Cd trong trầm
tích suối Văn Dương chủ yếu tồn tại ở dạng khó tan (dạng bền vững), Cd chiếm trên 70%,
Pb và Zn chiếm trên 50% hàm lượng tổng số của chúng. Còn các dạng khác chiếm tỷ lệ
tương đối thấp, riêng đối với Zn lại tồn tại khá nhiều ở dạng trao đổi và cacbonat.
I. ĐẶT VẤN ĐỀ
KCN Sông Công tuy mới được hình thành và đi vào hoạt động nhưng đã tiềm ẩn nhiều
nguy cơ gây ô nhiễm môi trường do chưa có hệ thống xử lý chất thải hoàn chỉnh. Thực tế hiện
nay, phần lớn nước thải của các cơ sở sản xuất trong KCN chưa được xử lý đảm bảo tiêu
chuẩn, xả thải trực tiếp vào suối Văn Dương, đã làm ô nhiễm nguồn nước và trầm tích gây ảnh
hưởng nghiêm trọng đến đời sống các sinh vật thủy sinh.
Theo Báo cáo kết quả quan trắc hiện trạng môi trường tỉnh Thái Nguyên từ năm
2005 đến nay, nước thải Khu công nghiệp sông Công chủ yếu ô nhiễm các KLN, đây là
một trong những chất gây ô nhiễm nghiêm trọng trong môi trường bởi độc tính, tính bền
vững và khả năng tích lũy sinh học của chúng.
Các nghiên cứu về ô nhiễm KLN trong các sông, hồ trên thế giới chỉ ra rằng hàm
lượng các kim loại nặng trong trầm tích thường lớn hơn rất nhiều so với trong nước. Do
đó, trầm tích được xem là một chỉ thị quan trọng đối với sự ô nhiễm môi trường nước.
Để đánh giá đầy đủ mức độ ô nhiễm KLN trên suối Văn Dương do khu công nghiệp
Sông Công gây ra, đề tài “Nghiên cứu ảnh hưởng của nước thải khu công nghiệp Sông
Công đến sự tích luỹ một số kim loại nặng trong trầm tích suối Văn Dương tỉnh Thái
Nguyên” được thực hiện nhằm đánh giá mức độ ô nhiễm kim loại nặng trong nước suối
Văn Dương, đặc biệt là trong trầm tích do tác động của KCN Sông Công.
II. ĐỐI TƢỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.1. ĐỐI TƢỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU
Nghiên cứu được thực hiện tại địa bàn KCN Sông Công I (khu B).
Các mẫu thu thập bao gồm nước mặt, nước thải và đất thuộc phạm vi ảnh hưởng
của khu công nghiệp, nước mặt và mẫu trầm tích trên suối Văn Dương thuộc địa phận thị
xã sông Công.

Tổng số lượng mẫu nghiên cứu bao gồm 02 mẫu nước thải, 04 mẫu nước mặt, 02
mẫu mẫu đất, 04 mẫu nước dưới đất và 09 mẫu trầm tích được lấy theo 02 mùa là mùa
mưa và mùa khô. Ký hiệu và đặc điểm của các mẫu nghiên cứu được trình bày ở Bảng
16. Sơ đồ các điểm lấy mẫu được thể hiện ở Hình 5.
2.2. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU
- Phân tích đánh giá chất lượng nước thải khu công nghiệp Sông Công, nước suối
Văn Dương trước và sau điểm tiếp nhận nước thải.
- Xác định hàm lượng tổng số và các dạng tồn tại của Pb, Zn, Cd trong trầm tích suối
Văn Dương.
- Đánh giá mức độ tích lũy kim loại nặng trong trầm tích suối và đề xuất các giải pháp
giảm thiểu.
2.3. PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
- Phƣơng pháp thu thập số liệu thứ cấp
- Phƣơng điều tra, phỏng vấn ngoài thực địa: Áp dụng phương pháp điều tra,
khảo sát, đo đạc, phỏng vấn thực tiễn tại KCN sông Công, người dân sinh sống tại khu
vực xung quanh khu công nghiệp và các cán bộ quản lý môi trường tại địa phương nhằm
xác định rõ hiện trạng và các tác động môi trường nước thải KCN Sông Công đến trầm
tích của suối Văn Dương.
- Phƣơng pháp thu mẫu và phân tích mẫu trong phòng thí nghiệm
- Các mẫu được lấy và bảo quản theo Tiêu chuẩn Việt Nam
Sơ đồ các vị trí lấy mẫu được thể hiện tại Hình 1.

Hình 1. Sơ đồ vị trí lấy mẫu

- Phương pháp phân tích trong phòng thí nghiệm
+ Các chỉ tiêu phân tích trong mẫu nước được phân tích theo các phương pháp của
SMEWW:2005.
+ Các kim loại tổng số được xử lý và phân tích theo TCVN 6496:1999.
+ Các chỉ tiêu phân tích lý hóa học được phân tích bằng các phương pháp thông
thường, được dùng phổ biến hiện nay trong các phòng thí nghiệm phân tích đất và môi
trường.
+ Các dạng tồn tại của một số KLN (Pb, Zn, Cd) trong trầm tích được phân tích theo
Quy trình chiết liên tục cải tiến của Tessier (Vũ Đức Lợi, 2010), bao gồm 05 dạng thể hiện
tại Bảng 2. Các kim loại được phân tích bằng phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử.
Bảng 2. Quy trình chiết liên tục cái tiến của Tessier (Vũ Đức Lợi, 2010)
Dạng kim loại
Điều kiện chiết (1g mẫu)
Trao đổi (F1)
10 ml NH
4
OAc 1M (pH = 7), t
o
C phòng, lắc liên tục trong 1giờ
Liên kết với
cacbonat (F2)
20 ml NH

4
OAc 1M (pH = 5 với HOAc), lắc liên tục trong 5 giờ,
t
o
C phòng
Liên kết với
Fe - Mn oxit (F3)
(1) 5 ml HNO
3
0,02M + 5ml H
2
O
2
30% (pH = 2 với HNO
3
),
85
o
C, khuấy 2 giờ
(2) Thêm 3 ml H
2
O
2
30% (pH = 2 với HNO
3
), 85
o
C, khuấy 3 giờ
(3) Sau khi làm nguội, thêm 10 ml NH
4

OAC

3,2M trong HNO3
20% khuấy 30 phút, nhiệt độ phòng
Dạng hữu cơ (F4)
10 ml NH
4
OAc

3,2M trong HNO
3
20%, lắc 30 phút, nhiệt độ
phòng
Cặn dư (F5)
Hỗn hợp cường thủy HCl: HNO
3
(3:1)
2.2.4. Phƣơng pháp kiểm soát chất lƣợng (QC)
- Sử dụng các mẫu thêm chuẩn, mẫu lặp và mẫu trắng trong quá trình phân tích
thực nghiệm.
2.2.5. Phƣơng pháp xử lý số liệu
Kết quả nghiên cứu được xử lý bằng phương pháp thống kê toán học: Xử lý số liệu,
vẽ đồ thị và tính tương quan bằng sử dụng phần mềm excel.
III. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN
3.1. Hiện trạng môi trƣờng nƣớc và đất khu vực nghiên cứu
3.1.1. Nước thải Khu công nghiệp sông Công (khu B)
Kết quả phân tích mẫu nước thải của Khu công nghiệp sông Công tại cống xả vào
suối Văn Dương cho thấy hàm lượng chất rắn lơ lửng, amoni và nồng độ các KLN như
Pb, Cd, Zn, Mn đều khá cao và vượt tiêu chuẩn cho phép khá nhiều lần.
Bảng 3. Thành phần nước thải của Khu công nghiệp sông Công (khu B), mg/l

Chỉ tiêu
pH
BOD5
COD
TSS
As
Cd
Pb
Mn
Zn
Fe
NT1
6,8
15,6
44,1
181,5
0,003
0,817
0,351
2,58
8,24
2,33
NT2
6,9
13,3
31,4
477
0,008
1,12
0,474

3,54
10,8
2,43
QCVN
40:2011/BTNMT
(cột B)
5,5 -9
50
150
100
0,1
0,1
0,5
1
3
5
Ghi chú: NT1: Tại cửa xả nước thải của khu công nghiệp sông Công (khu B) vào mùa
khô. NT2: Tại cửa xả nước thải của khu công nghiệp sông Công (khu B) vào mùa mưa.
3.1.2. Hiện trạng chất lƣợng nƣớc suối Văn Dƣơng
Từ kết quả cho thấy hầu hết các chỉ tiêu phân tích chất lượng nước mặt tại suối
Văn Dương sau điểm tiếp nhận nước thải đều cao hơn so với trước khi tiếp nhận nước
thải của Khu công nghiệp sông Công. Mẫu nước NM1 nồng độ Pb, Zn, Cd trong nước
mặt hầu như không có, tuy nhiên sau khi tiếp nhận nước thải khu công nghiệp sông Công
(NM4) hàm lượng Cd vượt giới hạn cho phép khoảng 9,2 lần, chỉ tiêu Zn vượt tiêu chuẩn
cho phép hơn 2,5 lần và Pb vượt tiêu chuẩn cho phép 1,2 lần (Bảng 4).
Bảng 4. . Kết quả phân tích nước suối Văn Dương
Ký hiệu
mẫu
pH
BOD

5

COD
TSS
As
Cd
Pb
Mn
Fe
Zn
NM1
6,9
15,2
27,5
7,7
<0,005
<0,0005
<0,005
0,16
1,28
<0,2
NM2
6,7
10
22,6
51
0,011
0,077
0,053
0,87

1,41
2,23
NM3
6,2
10,4
17
8,6
<0,005
<0,0005
<0,005
0,13
1,17
<0,2
NM4
6,3
11,8
23,9
55,4
0,017
0,092
0,062
1,17
1,25
3,78
QCVN
5,5-9
15
30
50
0,05

0,01
0,05
-
1,5
1,5
Ghi chú: NM1 và NM2: Nước suối Văn Dương, trước và sau điểm tiếp nhận nước
thải của khu công nghiệp 300m vào mùa khô; NM3 và NM4: Nước suối Văn Dương
trước và sau điểm tiếp nhận nước thải của Khu công nghiệp Sông Công 300 m vào mùa
mưa.
QCVN: Quy chuẩn Việt Nam QCVN 08/2008-BTNMT (cột B).
3.1.3. Hiện trạng môi trƣờng đất
Kết quả phân tích mẫu đất tại ven suối Văn Dương cho thấy, nước thải của KCN đã có
tác động đến hàm lượng KLN trong đất. Đất chịu tác động của nước thải KCN sông Công có
hàm lượng KLN tăng lên khá nhiều (Bảng 5). Hàm lượng Zn tổng số trong đất tại vị trí sau
điểm tiếp nhận nước thải của Khu công nghiệp sông Công tăng lên gần 27 lần, vượt giới hạn
cho phép khoảng 4,8 lần, trong khi Cd tăng 311 lần vượt giới hạn cho phép 14 lần. Riêng đối
với Pb tuy có hàm lượng tăng gần 13 lần nhưng vẫn nằm trong giới hạn cho phép.

Bảng 5. Kết quả phân tích mẫu đất ven suối Văn Dương
Ký hiệu mẫu
Fe
Mn
Zn
Hg
Cd
Pb
As
MĐ-1
3284
23,0

54,5
0,35
0,45
11,3
8,15
MĐ-2
7572
116,5
1432,5
1,90
140,0
146,25
10,6
QCVN
03:2008/BTNMT
-
-
300
-
10
300
12
Ghi chú: MĐ1: Đất ven suối Văn Dương trước điểm tiếp nhận nước thải của khu
công nghiệp 300m về phía thượng lưu. MĐ2: Đất ven suối Văn Dương sau điểm tiếp
nhận nước thải của khu công nghiệp 300m về phía hạ lưu.
3.2. Ảnh hƣởng của nƣớc thải Khu công nghiệp sông Công đến chất lƣợng nƣớc
suối Văn Dƣơng
Các kết quả phân tích cho thấy chất lượng nước suối Văn Dương ở trước điểm tiếp
nhận nước thải là khá tốt, tất cả các chỉ tiêu phân tích đều nằm trong mức độ cho phép theo
QCVN. Tuy nhiên mẫu nước ở sau điểm tiếp nhận nước thải, nồng độ một số KLN như Cd,

Pb và Zn đã tăng lên đáng kể, vượt tiêu chuẩn cho phép theo QCVN nhiều lần. Vào mùa
mưa, hàm lượng Pb tăng hơn 10 lần vượt tiêu chuẩn cho phép khoảng 1,2lần; hàm lượng
chất rắn lơ lửng tăng hơn 6 lần, vượt tiêu chuẩn cho phép hơn 1 lần. Đặc biệt là nồng độ Cd
tăng so với trước điểm tiếp nhận hơn 180 lần, vượt Quy chuẩn cho phép gần 9,2 lần; hàm
lượng Zn tăng hơn 10 lần, vượt quy chuẩn cho phép 2,5 lần.
Đáng chú ý là nồng độ một số yếu tố vào mùa mưa lại lại có giá trị cao hơn vào mùa
khô như một số nguyên tố KLN Pb, Cd, Zn… Điều này có thể do mùa mưa, nước chảy
tràn qua các khu vực sản xuất và bãi chứa bùn thải không được bảo quản đúng quy định
và rác thải của khu công nghiệp đã mang theo các chất ô nhiễm khác nhau.
3.3. Ảnh hƣởng của nƣớc thải đến sự tích lũy KLN trong trầm tích suối Văn Dƣơng
3.3.1. Một số tính chất của nước suối Văn Dương tại các điểm lấy mẫu trầm tích
Nhìn chung nước mặt tại các điểm nghiên cứu trên suối Văn Dương đều trung tính,
giá trị pH dao động trong khoảng từ 6,3 đến 7,0. Lượng oxy hòa tan (DO) và nhiệt độ nước
cũng dao động không nhiều từ 2,6 đến 4,7 km/h và ít nhiều có sự liên quan đến tốc độ dòng
nước chảy. Tuy nhiên, độ dẫn điện đo được ở những vị trí lấy mẫu có thay đổi khá nhiều
trong khu vực khảo sát. Nhìn chung, các mẫu nước sau điểm tiếp nhận nước thải đều có độ
dẫn điện cao hơn so với trước khi chịu tác động của nước thải. Đặc biệt là các mẫu ở gần
điểm xả thải, mẫu TT2 và TT3 có độ dẫn điện lên đến 544 và 562 S/cm trong khi ở các
mẫu khác chỉ có giá trị khoảng 300 S/cm.
3.3.2. Thành phần cấp hạt và chất hữu cơ tổng số trong trầm tích suối Văn Dương
Đoạn suối Văn Dương tại khu vực nghiên cứu nằm ở thượng nguồn của cả suối Văn
Dương với chiều dài khoảng 5km. Kết quả nghiên cứu cho thấy tỷ lệ cấp hạt cát
>0,02mm thường chiếm trên 80%, trong khi cấp hạt sét và limon chỉ chiếm dưới 20%. Do
trong trầm tích có tỷ lệ sét thấp nên khả năng hấp phụ các chất ô nhiễm của lớp trầm tích
ở đây cũng hạn chế. Như vậy, khả năng lan truyền các chất ô nhiễm trong nước sẽ tăng và
chất ô nhiễm sẽ được vận chuyển đi xa hơn.
Các số liệu cũng cho thấy hàm lượng chất hữu cơ tổng số trong trầm tích có sự biến
động mạnh, dao động từ 1,34% đến 11,91%, vị trí có hàm lượng chất hữu cơ cao nhất là
mẫu TT5. Đây cũng là điểm thấp nhất trong phạm vi khảo sát từ TT1 đến TT5 và tốc độ
dòng chảy cũng thấp nhất nên các cấp hạt mịn có khả năng lắng đọng trầm tích tốt hơn.

Ngoài ra còn do tại vị trí lấy mẫu TT5 còn tiếp nhận nước thải sinh hoạt của một số hộ dân
sống cạnh suối, còn các vị trí khác không có.
3.3.3. Ảnh hưởng của nước thải đến sự tích lũy kim loại nặng trong trầm tích
suối Văn Dương
Để đánh giá ảnh hưởng của nước thải đến sự tích lũy kim loại trong trầm tích suối
Văn Dương chúng tôi đã tiến hành lấy 09 mẫu trầm tích từ TT1 đến TT9. Các mẫu trầm
tích được xử lý bằng dung dịch cường thủy để xác định hàm lượng tổng kim loại trong
trầm tích. Xác định hàm lượng theo phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử với kĩ
thuật ngọn lửa.
3.3.3.1. Hàm lượng Pb, Cd, Zn tổng số trong trầm tích suối Văn Dương
Kết quả phân tích cho thấy hàm lượng các kim loại nặng tổng số (Pb, Cd, Zn) trong
trầm tích tại suối Văn Dương có sự thay đổi rất nhiều giữa các điểm nghiên cứu, đặc biệt là
ở các điểm trước và sau khi tiếp nhận nước thải của KCN sông Công. Tại điểm trước khi
tiếp nhận nước thải của KCN sông Công (TT1), cả 03 kim loại Pb, Zn, Cd có hàm lượng
khá thấp. Tuy nhiên sau khi tiếp nhận nước thải thì hàm lượng các kim loại này trong trầm
tích đã tăng lên khá nhiều lần và đạt giá trị cao nhất tại TT3, TT5 và TT7 sau đó giảm dần
ở TT8 và TT9. Ở khoảng cách từ 300 m đến 500m (TT8 và TT9) về phía hạ lưu, hàm
lượng Pb và Cd trong trầm tích có giá trị thấp gần với giá trị trong trầm tích ở vị trí TT1
(trước khi nhận nước thải từ khu công nghiệp). Riêng Zn tại TT9 hàm lượng vẫn còn cao
hơn giá trị tại TT1 hơn 02 lần.


Bảng 5. Hàm lương kim loại Pb, Zn, Cd tổng số trong trầm tích suối Văn Dương vào
mùa khô và mùa mưa (mg/kg)
STT
Ký hiệu
mẫu
Pb
Cd
Zn

Mùa
mƣa
Mùa khô
Mùa
mƣa
Mùa khô
Mùa
mƣa
Mùa khô
1
TT1
47,0
41,0
35,5
29,8
199,3
177,0
2
TT2
1.262,0
1.140,0
107,4
90,0
1.432,8
1.272,5
3
TT3
2.381,0
2.306,7
560,7

425,0
15.719,0
13.960,0
4
TT4
173,0
123,0
300,0
251,5
2.083,1
1.850,0
5
TT5
1.880,0
1.686,0
515,9
432,5
13.185,5
11.710,0
6
TT6
584,0
492,0
192,5
161,3
2.893,8
2.570,0
7
TT7
758,0

613,0
251,2
210,5
4.413,9
3.920,0
8
TT8
92,0
45,9
81,9
68,6
645,8
573,5
9
TT9
69,0
39,0
36,5
30,4
474,6
421,5
Ghi chú: TT1- Suối Văn Dương, trước điểm tiếp nhận nước thải KCN 300m về phía
đầu nguồn; TT2- Tại cửa xả KCN sông Công (cửa xả số 2); TT3- Trên suối thải, sau điểm
tiếp nhận nước thải 20m; TT4- Trên suối Văn Dương, sau điểm tiếp nhận nước thải 50m;
TT5-Trên suối Văn Dương, sau điểm tiếp nhận nước thải 150m; TT6- Trên suối Văn Dương,
sau điểm tiếp nhận nước thải 200m; TT7- Trên suối Văn Dương, sau điểm tiếp nhận nước
thải 300m; TT8- Trên suối Văn Dương, sau điểm tiếp nhận nước thải 350m; TT9-Trên suối
Văn Dương, sau điểm tiếp nhận nước thải 500m.
Nhìn chung qua kết quả phân tích cho thấy về sự phân bố cũng như diễn biến của
hàm lượng Pb, Zn, Cd trong trầm tích cũng không có sự khác nhau nhiều giữa mùa mưa

và mùa khô (Hình 1).

Hình 8. Đồ thị biến thiên hàm lượng các kim loại tổng số Pb, Zn, Cd trong trầm tích
suối Văn Dương vào mùa mưa và mùa khô
3.3.3.2. Các dạng kim loại Pb, Zn, Cd trong trầm tích suối Văn Dương
Các kim loại Pb, Zn, Cd trong TT suối Văn Dương tồn tại chủ yếu ở dạng F5 chiếm
>50%. Tiếp đến là dạng F3, dạng F2, dạng F4 và đặc biệt là dạng F1 chiếm không đáng kể.
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
14000
16000
TT1 TT2 TT3 TT4 TT5 TT6 TT7 TT8 TT9
Ký hiệu mẫu
mg/kg
0
300
600
900
1200
1500
1800
Pb Mùa mưa Pb Mùa khô Zn Mùa mưa
Zn Mùa khô Cd Mùa mưa Cd Mùa khô
- Pb ở dạng F5 chiếm > 54%, dạng F3 chiếm > 35%, dạng F2 > 6%, còn lại nằm
trong dạng F4 và dạng F1 <5% (Bảng 6).

Bảng 6. Kết quả phân tích các dạng tồn tại của Pb trong trầm tích suối Văn Dương theo mùa
Các
dạng
Mùa
Đơn vị
tính
TT1
TT2
TT3
TT4
TT5
TT6
TT7
TT8
TT9
Dạng
trao đổi
(F1)
Mùa
khô
mg/kg
1,8
8,3
32,4
2,3
29,6
9,7
2,0
3,9
4,1

%
4,4
0,7
1,4
1,9
1,8
2,0
0,3
8,5
10,5
Mùa
mưa
mg/kg
3,2
11,2
34,6
4,9
30,2
12,3
2,5
7,8
7,3
%
6,8
0,9
1,5
2,8
1,6
2,1
0,3

8,5
10,6
Dạng
cacbonat
(F2)
Mùa
khô
mg/kg
1,3
6,8
32,6
6,6
147,7
14,1
14,5
2,8
4,6
%
3,2
0,6
1,4
5,4
8,8
2,9
2,4
6,1
11,8
Mùa
mưa
mg/kg

1,5
10,2
143,7
9,3
164,7
15,4
17,9
5,6
8,1
%
3,2
0,8
6,0
5,4
8,8
2,6
2,4
6,1
11,7
Dạng
liên kết
với Fe-
Mn oxit
(F3)
Mùa
khô
mg/kg
14,5
117,0
780,4

32,8
619,6
192,2
274,2
11,8
11,7
%
35,4
10,3
33,8
26,7
36,7
39,1
44,7
25,7
30,0
Mùa
mưa
mg/kg
16,6
129,5
696,3
38,4
690,9
208,1
302,9
22,4
19,6
%
35,3

10,3
29,2
22,2
36,8
35,6
40,0
24,3
28,4
Dạng
hữu cơ
(F4)
Mùa
khô
mg/kg
0,6
6,2
77,1
5,5
83,4
8,6
17,6
2,3
1,4
%
1,5
0,5
3,3
4,5
4,9
1,7

2,9
5,0
3,6
Mùa
mưa
mg/kg
1,7
8,1
79,6
7,7
93,0
9,3
21,8
4,6
2,5
%
3,6
0,6
3,3
4,5
4,9
1,6
2,9
5,0
3,6
Dạng
cặn dư
(F5)
Mùa
khô

mg/kg
22
1018,7
1496,1
72,8
846,6
298,4
361,7
24,2
16,7
%
53,7
89,4
64,9
59,2
50,2
60,7
59
52,7
42,8
Mùa
mg/kg
23,6
1127,7
1544,3
106,5
944,0
354,2
447,3
48,5

29,6
mưa
%
50,2
89,4
64,9
61,6
50,2
60,7
59,0
52,7
42,9
- Cd ở dạng F5 > 70%, dạng F3 chiếm gần 20%, dạng F4 chiếm gần 4%, còn lại
nằm trong dạng F2 và dạng F1 chiếm tỷ lệ rất nhỏ <1% (Bảng 7).
Bảng 7. Kết quả phân tích các dạng tồn tại của Cd trong trầm tích suối Văn Dương theo
mùa
Các
dạng
Mùa
Đơn vị tính
TT1
TT2
TT3
TT4
TT5
TT6
TT7
TT8
TT9
Dạng

trao đổi
(F1)
Mùa
khô
mg/kg
0,0
1,2
1,6
0,3
0,2
0,3
0,0
0,2
0,0
%
0,0
1,3
0,4
0,1
0,0
0,2
0,0
0,3
0,0
Mùa
mưa
mg/kg
0,0
1,5
1,9

0,3
0,3
0,3
0,0
0,2
0,0
%
0,0
1,4
0,3
0,1
0,1
0,2
0,0
0,2
0,0
Dạng
cacbonat
(F2)
Mùa
khô
mg/kg
0,3
0,3
1,1
0,1
0,0
0,1
0,3
0,0

0,2
%
1,0
0,3
0,3
0,0
0,0
0,1
0,1
0,0
0,7
Mùa
mưa
mg/kg
0,4
0,3
1,3
0,1
0,1
0,1
0,4
0,1
0,2
%
1,1
0,3
0,2
0,0
0,0
0,1

0,2
0,1
0,5
Dạng liên
kết với
Fe-Mn
oxit (F3)
Mùa
khô
mg/kg
0,0
22,1
110,1
28,3
32,0
30,4
113,4
15,9
16,3
%
0,0
24,6
25,9
11,3
7,4
18,8
53,9
23,2
53,6
Mùa

mưa
mg/kg
0,0
26,4
131,4
33,8
38,2
36,3
135,3
19,0
19,5
%
0,0
24,6
23,4
11,3
7,4
18,9
53,9
23,2
53,4
Các
dạng
Mùa
Đơn vị tính
TT1
TT2
TT3
TT4
TT5

TT6
TT7
TT8
TT9
Dạng
hữu cơ
(F4)
Mùa
khô
mg/kg
0,0
1,8
12,0
1,8
26,3
6,1
6,5
1,0
1,3
%
0,0
2,0
2,8
0,7
6,1
3,8
3,1
1,5
4,3
Mùa

mưa
mg/kg
0,0
2,1
14,3
2,2
31,4
7,3
7,8
1,3
1,6
%
0,0
2,0
2,6
0,7
6,1
3,8
3,1
1,6
4,4
Dạng cặn
dư (F5)
Mùa
khô
mg/kg
28,9
56,9
258,0
201,1

353,5
119,0
75,5
49,1
12,0
%
97,0
63,2
60,7
80,0
81,7
73,8
35,9
71,6
39,5
Mùa
mưa
mg/kg
34,5
68,2
368,1
238,8
416,3
140,9
91,8
59,3
14,6
%
97,2
63,5

65,7
79,6
80,7
73,2
36,5
72,4
40,0
- Zn ở dạng F5 chiếm >50%, tiếp đến là dạng F2 >15%, dạng F3 chiếm >13%, dạng
F1 chiếm khoảng 10%, dạng F4 chiếm khoảng 7% (Bảng 8).
Bảng 7. Kết quả phân tích các dạng tồn tại của Zn trong trầm tích suối Văn Dương theo mùa
Các
dạng
Mùa
Đơn vị tính
TT1
TT2
TT3
TT4
TT5
TT6
TT7
TT8
TT9
Dạng
trao đổi
(F1)
Mùa
khô
mg/kg
65,1

191,3
844,7
345,7
394,6
159,6
872,8
89,2
57,3
%
36,8
15,0
6,1
18,7
3,4
6,2
22,3
15,6
13,6
Mùa
mưa
mg/kg
73,3
215,4
951,1
389,2
444,3
179,7
982,8
89,2
64,6

%
36,8
16,9
6,8
21,0
3,8
7,0
25,1
15,6
15,3
Dạng
cacbonat
(F2)
Mùa
khô
mg/kg
34,0
311,9
2296,9
248,1
1568,8
399,2
730,6
121,9
90,6
%
19,2
24,5
16,5
13,4

13,4
15,5
18,6
21,3
21,5
Mùa
mưa
mg/kg
42,1
351,2
2586,3
279,4
1766,5
449,5
830,5
137,2
102,0
%
21,1
27,6
18,5
15,1
15,1
17,5
21,2
23,9
24,2
Dạng
liên kết
với Fe-

Mn oxit
(F3)
Mùa
khô
mg/kg
0,0
452,3
3491,4
418,3
1568,6
448,0
70,7
60,5
35,7
%
0,0
35,5
25,0
22,6
13,4
17,4
1,8
10,5
8,5
Mùa
mưa
mg/kg
0,0
509,2
3931,3

471,0
1766,2
504,5
95,4
72,9
44,8
%
0,0
40,0
28,2
25,5
15,1
19,6
2,4
12,7
10,6
Dạng
hữu cơ
(F4)
Mùa
khô
mg/kg
0,0
87,9
772,5
145,1
933
177,0
187,5
56,8

33,7
%
0,0
6,9
5,5
7,8
8,0
6,9
4,8
9,9
8,0
Mùa
mg/kg
0,0
99
869,9
163,3
1050,6
199,3
208,1
64
38
mưa
%
0,0
7,8
6,2
8,8
9,0
7,8

5,3
11,2
9,0
Dạng
cặn dư
(F5)
Mùa
khô
mg/kg
79,8
279,1
6354,5
752,9
7045
1486,1
2140
251,2
210,1
%
45,1
21,9
45,5
40,7
60,2
57,8
54,6
43,8
49,8
Mùa
mưa

mg/kg
85,9
297,9
7340,4
875,2
7360,0
1660,8
2397
276,5
230,3
%
43,1
23,4
52,6
47,3
62,9
64,6
61,1
48,2
54,6
Sự phân bố của các dạng Pb, Zn và Cd trong trầm tích suối Văn Dương được thể
hiện tại Hình 2.







Kết quả cho thấy có sự phân bố không đồng đều của các dạng tại các vị trí lấy mẫu

khác nhau. Các nguyên tố Pb, Cd tồn tại chủ yếu ở dạng cặn dư khó (F5). Tại các điểm
lấy mẫu, so với chì và kẽm, dạng cặn dư của Cadimi luôn chiếm tỉ lệ cao hơn chiếm trên
70%, còn Pb và Zn dạng cặn dư (F5) chiếm trên 50%.
Dạng trao đổi của Cd và Pb không có sự thay đổi nhiều trong khu vực nghiên cứu
và chiếm một lượng rất nhỏ chủ yếu <5%, trong đó Zn có 5/8 vị trí chiếm >10%, đây là
những dạng liên kết không bền, có khả năng di động và đáp ứng sinh học cao.
3.3.3.3. Đánh giá ảnh hưởng của nước thải KCN Sông Công đến môi trường
nước và tích lũy KLN trong trầm tích suối Văn Dương
TT3
0%
20%
40%
60%
80%
100%
Pb Cd Zn
%F1 %F2 %F3 %F4 %F5


TT4
0%
20%
40%
60%
80%
100%
Pb Cd Zn
%F1 %F2 %F3 %F4 %F5

TT5

0%
20%
40%
60%
80%
100%
Pb Cd Zn
%F1 %F2 %F3 %F4 %F5

TT6
0%
20%
40%
60%
80%
100%
Pb Cd Zn
%F1 %F2 %F3 %F4 %F5

TT7
0%
20%
40%
60%
80%
100%
Pb Cd Zn
%F1 %F2 %F3 %F4 %F5

TT8

0%
20%
40%
60%
80%
100%
Pb Cd Zn
%F1 %F2 %F3 %F4 %F5
Nước thải từ KCN Sông Công đã có tác động gây ô nhiễm khá mạnh đến môi trường
nước và trầm tích ở suối Văn Dương, đặc biệt là ô nhiễm các KLN. Nhìn chung mức độ
tích lũy KLN tập trung nhiều nhất ở phạm vi từ sau điểm hợp lưu giữa nước thải sản xuất
và suối Văn Dương 50m (TT4) đến khoảng cách 300m (TT7) về phía hạ lưu. Đặc biệt là
các KLN như Pb, Zn, Cd trong nước thải đều vượt giới hạn cho phép theo QCVN
40:2011/BTNMT (cột B) vào cả 02 mùa mưa và mùa khô nên lượng KLN tích lũy trong
trầm tích suối Văn Dương đã tăng lên theo thời gian.
Sau khoảng 10 năm tiếp nhận nước thải của KCN sông Công, hàm lượng các KLN
(Pb, Zn, Cd) trong trầm tích suối Văn Dương đã tăng lên đáng kể. KLN tập trung nhiều
nhất ở phạm vi từ sau cống xả thải (mẫu TT3) đến khoảng cách 300m (mẫu TT7) về phía
hạ lưu. Theo Tiêu chuẩn của Canada, so sánh với giá trị giới hạn mức có thể ảnh hưởng
đến hệ sinh thái PEL thì tất cả các mẫu trầm tích lấy tại khu vực nghiên cứu đều cho giá
trị vượt tiêu chuẩn đối với cả 03 chỉ tiêu Pb, Cd, Zn từ vài lần đến vài chục lần. Đặc biệt
tại mẫu TT5 cả 3 KLN trên đều vượt khoảng 50 lần.
3.3.4. Quan hệ giữa các yếu tố môi trƣờng đến sự tích lũy KLN trong trầm tích
Kết quả tính hệ số tương quan Pearson cho thấy các KLN trong trầm tích có tương
quan khá chặt với các thông số môi trường như DO, EC có thể theo chiều thuận tùy theo
yếu tố tác động. Đặc biệt, mối liên hệ giữa hàm lượng KLN và hàm lượng sét, hàm lượng
các chất hữu cơ trong trầm tích là rõ rệt nhất. Tại các điểm có sự tích lũy cao kim KLN
như TT5, TT7 cũng có hàm lượng sét và chất hữu cơ cao. Lượng oxy hòa tan DO cũng
thể hiện mối liên hệ rõ rệt với hàm lượng các KLN, nhưng theo chiều nghịch. Tại những
điểm có tích lũy KLN cao như TT5, TT7 cũng đồng thời cũng có giá trị DO khá thấp.

Đối với pH, các giá trị đo được ngoài hiện trường cho thấy, độ pH của suối Văn Dương
khá đồng đều, gần như trung tính, nằm trong giới hạn cho phép và mối tương quan giữa
pH và sự tích lũy KLN trong trầm tích suối Văn Dương có hệ số tương quan không cao.
Bảng 33. Hệ số tương quan Pearson R
2
giữa hàm lượng kim loại nặng và các yếu tố môi
trường
N=7
pH
EC
DO
CHC
Sét
Pb
-0,13
0,56
-0,80
0,98
0,98
Cd
-0,11
0,70
-0,73
0,88
0,92
Zn
-0,11
0,56
-0,74
0,98

0,97

Từ các kết quả này cho thấy vai trò quan trọng của sét và chất hữu cơ trong việc tích
lũy KLN trong trầm tích. Hay nói khác đi, sét và chất hữu cơ là 2 yếu tố cơ bản gây tích
lũy KLN trong trầm tích suối Văn Dương. Tại vị trí nào hàm lượng sét và chất hữu cơ
cao thì tại đó sự xuất hiện của các KLN (Pb, Cd, Zn) cũng cao và ngược lại.
3.4. Đề xuất các biện pháp quản lý và kiểm soát ô nhiễm KLN trên suối Văn
Dƣơng
3.4.1. Biện pháp quản lý
Ban quản lý KCN tỉnh Thái Nguyên, Phòng Tài nguyên môi trường thị xã sông
Công và Sở Tài Nguyên và Môi trường tỉnh cần thường xuyên kiểm tra và có những biện
pháp cứng rắn, xử lý nghiêm minh đối với những nhà máy, xí nghiệp thực hiện không
đúng các nội dung đã cam kết trong các bản Báo cáo đánh giá tác động môi trường, Bản
cam kết bảo vệ môi trường và Đề án bảo vệ môi trường; giấy phép xả thải không đúng
quy định, thải các chất ô nhiễm ra môi trường không đạt tiêu chuẩn cho phép, xảy ra
những sự cố gây ô nhiễm môi trường xung quanh.
- Tăng cường kiểm tra, giám sát việc thực hiện các yêu cầu về bảo vệ môi trường
đối với các cơ sở, dự án đầu tư bên trong KCN theo đúng quy định tại điểm a, khoản 4,
điều 36 của Luật bảo vệ môi trường; rà soát và yêu cầu các doanh nghiệp trong KCN đấu
nối nước thải vào hệ thống xử lý nước thải tập trung.
3.4.2. Biện pháp kỹ thuật
3.4.2.1. Các phương án khống chế ô nhiễm không khí
Các biện pháp khống chế ô nhiễm không khí được áp dụng tuỳ theo từng loại hình
công nghiệp cụ thể, công nghệ sản xuất, mức độ phát sinh chất thải, tải lượng và thời gian
phát thải. Các doanh nghiệp phải cam kết đảm bảo nồng độ các chất ô nhiễm trong khí
thải ra môi trường KCN đáp ứng được các tiêu chuẩn cho phép hiện hành.
3.4.2.2. Các phương án khống chế ô nhiễm nguồn nước
- Mỗi nhà máy trong KCN cần có các hệ thống xử lý nước thải sản xuất và sinh hoạt
cục bộ phù hợp với công nghệ, nghành nghề sản xuất của mình và đạt tiêu chuẩn loại C-
QCVN 40:2011/BTNMT trước khi thải vào hệ thống thoát nước thải chung để đưa về hệ

thống xử lý nước thải tập trung của KCN trước khi thải ra suối Văn Dương với sông Cầu.
- KCN sông Công cần vận hành thường xuyên hệ thống xử lý nước thải tập trung hiện
có theo đúng công suất, hiệu suất xử lý và tiếp tục đầu tư giai đoạn II module xử lý hóa lý
trong đó quan tâm tập trung xử lý các KLN đảm bảo nước thải sau xử lý đạt QCVN.
3.4.2.3. Xử lý chất thải nguy hại
Các chủ doanh nghiệp trong KCN phải chịu trách nhiệm trong việc thu gom, lưu
trữ, xử lý, tiêu huỷ tất cả những chất thải rắn nguy hại sinh ra theo đúng Thông tư số
12/2011/TT-BTNMT ngày 14 tháng 4 năm 2011 của Bộ Tài nguyên và Môi trường.
IV. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
1. Kết luận
1. Nước thải KCN sông Công (khu B) bị ô nhiễm KLN, Amoni, chất rắn lơ lửng
Nồng độ Cd trong nước thải vượt 11, 2 lần vào mùa mưa và vượt 8,2 lần vào mùa khô, nồng
độ Zn trong nước thải vượt 10,8 lần vào mùa mưa và 8,24 lần vào mùa khô, Mn vượt 3,54
lần vào mùa mưa và khoảng 2,6 lần vào mùa khô, amoni vượt 1,8 lần vào mùa mưa và
khoảng 1,4 lần vào mùa khô và chất rắn lơ lửng (TSS) vượt 4,8 lần vào mùa mưa và 1,8 lần
vào mùa khô so sánh với QCVN 40:2011/BTNMT (cột B). Vào mùa mưa mức độ ô nhiễm
kim loại nặng trong nước thải có tăng lên.
2. Nước thải đã có tác động làm tích lũy cao KLN trong đất. Hàm lượng Zn tổng số
trong đất tại vị trí sau điểm tiếp nhận nước thải của KCN sông Công tăng lên gần 27 lần,
vượt giới hạn cho phép khoảng 4,8 lần, trong khi Cd tăng 311 lần vượt giới hạn cho phép
14 lần. Riêng đối với Pb tuy có hàm lượng tăng gần 13 lần nhưng vẫn nằm trong giới hạn
cho phép.
3. Chất lượng nước suối Văn Dương tại các vị trí sau khi tiếp nhận nguồn nước thải
từ KCN Sông Công cho thấy hầu hết các chỉ tiêu phân tích đều tăng lên khá nhiều lần,
đặc biệt đối với các KLN. Cụ thể, nồng độ Cd vượt giới hạn cho phép khoảng 9,2 lần, chỉ
tiêu Zn vượt tiêu chuẩn cho phép khoảng 2,5 lần và hàm lượng Pb vượt tiêu chuẩn cho
phép 1,2 lần.
4. Trầm tích suối Văn Dương đã tích tụ một lượng đáng kể các kim loại Pb, Zn, Cd
tại khu vực nghiên cứu. Trầm tích có độ hạt mịn, thành phần khoáng vật sét cao thì hàm
lượng KLN cũng cao.

Tại hầu hết các vị trí khảo sát trên đoạn suối Văn Dương trong vùng nghiên cứu đều
cho kết quả đo được vượt giới hạn cho phép so sánh với giới hạn mức có thể ảnh hưởng
tới hệ sinh thái PEL (tiêu chuẩn của Canada), đặc biệt vị trí TT5 vượt rất nhiều lần
khoảng 50 lần với cả 03 KLN trên. Còn các vị trí khác tất cả đều vượt giá trị cho phép từ
vài lần đến vài chục lần. Trầm tích suối Văn Dương tại khu vực nghiên cứu đã có dấu
hiệu bị ô nhiễm kim loại nặng Pb, Zn, Cd ở mức khá nghiêm trọng.
Qua kết quả nghiên cứu các dạng tồn tại của các kim loại Pb, Zn, Cd trong trầm tích
suối Văn Dương cho thấy hầu hết các kim loại này chủ yếu nằm trong dạng cặn dư. So với
Pb và Zn, hàm lượng Cd nằm trong dạng cặn dư lớn hơn chiếm trên 70%, còn Pb và Zn
dạng cặn dư chiếm từ trên 50%. Ngoài ra, Pb và Cd còn có một lượng khá lớn nằm trong
dạng liên kết với Fe-Mn oxit lần lượt Pb>35%, Cd 20%, còn lại một lượng nhỏ tồn tại
trong dạng hữu cơ, dạng cacbonat và dạng trao đổi.
Riêng nguyên tố Zn, có sự phân bố ở dạng trao đổi, dạng cacbonat và dạng hấp phụ
trên sắt oxit và mangan oxit trong trầm tích hầu hết đều >10% trên toàn bộ các mẫu được
phân tích trên khu vực nghiên cứu.
2 . KIẾN NGHỊ
1. Ban quản lý Khu công nghiệp tỉnh Thái Nguyên yêu cầu các đơn vị sản xuất kinh
doanh nằm trong Khu công nghiệp sông Công phải xử lý sơ bộ nước thải sản xuất và
nước thải sinh hoạt của đơn vị trước khi đưa về hệ thống xử lý nước thải tập trung.
- KCN sông Công cần vận hành thường xuyên hệ thống xử lý nước thải tập trung
hiện có theo đúng công suất, hiệu suất xử lý và tiếp tục đầu tư giai đoạn II module xử lý
hóa lý trong đó quan tâm tập trung xử lý các kim loại nặng đảm bảo nước thải sau xử lý
đạt QCVN 40:2011/BTNMT (cột B) trước khi thải ra suối Văn Dương.
- KCN sông Công cần phải lắp đặt hệ thống quan trắc nước tự động một số thông số
theo quy định như lưu lượng, pH, DO, độ dẫn…đối với nước thải sau xử lý trước khi thải
ra suối Văn Dương.
2. Đối với chất thải:
- Chất thải công nghiệp: cần sử dụng công nghệ cao ít phế liệu . Khi xây dựng các
công trình mới, cần có biện pháp xử lý nước thải, khí thải, đảm bảo mức độ sạch theo tiêu
chuẩn hiê

̣
n đa
̣
i trước khi được thải ra môi trường. Cần thu gom và xử lý nước thải va
̀
chất
thải rắn. Các bãi thải chứa bùn thải nguy hại cần phải được lưu giữ đảm bảo đúng tiêu
chuẩn chống thất thoát ra ngoài môi trường.
- Đối với chất thải sinh hoạt: cần tuyên truyền vận động nhân dân có ý thức bảo vệ
môi trường. Không xả rác thải trực tiếp ra suối Văn Dương.
3. Để đánh giá khả năng ô nhiễm môi trường của các kim loại nặng, khả năng tái sử
dụng của các trầm tích sau khi nạo vét cần tiếp tục nghiên cứu tính di động của Pb, Zn,
Cd trong trầm tích, đất và nước; Nghiên cứu sự tích tụ của các kim loại như As, Zn,
Cu trong các loài thủy sinh vật trong vùng.



References

1. Ban Quản lý khu công nghiệp sông Công, Báo cáo kết quả kiểm soát ô nhiễm của Khu
công nghiệp Sông Công năm 2009, 2010.
2. Vũ Đức Lợi, Nguyễn Thanh Nga, Trịnh Anh Đức, Phạm Gia Môn, Trịnh Hồng Quân,
Dương Tuấn Hưng, Trần Thị Lệ Chi và Dương Thị Tú Anh (2010), Phân tích dạng một
số kim loại nặng trong trầm tích thuộc lưu vực sông Nhuệ và Đáy, Tạp chí phân tích
Hóa, Lý và Sinh học, tập 15, số 4, trang 26-32.
3. Sở Tài nguyên và Môi trường tỉnh Thái Nguyên năm 2009, 2010, 2011, Báo cáo kết
quả quan trắc hiện trạng môi trường tỉnh Thái Nguyên.
4. APHA (1998), Standard methods for the examination of water and wastewater, 20
th
Edition, American Public Health Association.

5. A.Tessier, P.G.C. Campbell and M. Bisson (1979), “Sequential extraction procedure
for the speciation of particulate trace metals”, Analytical Chemistry, vol. 51, no. 7,
pp. 844 – 851.
6. J. Zerbe, T. Sobczynski, H. Elbanowska, J. Siepak (1999), Speciation of heavy metals
in bottom sediments of lakes, Journal of Environmental Studies, vol. 8, no. 5, pp.
331- 339.