SỰ TÍCH LUỸ MỘT SỐ KIM LOẠI NẶNG TRONG ĐẤT DO ẢNH HƯỞNG CỦA NƯỚC THẢI LÀNG NGHỀ TÁI CHẾ NHÔM YÊN PHONG - BẮC N doc

T¹p chÝ Khoa häc & C«ng nghÖ
-
Sè 3
(43)
/
N¨m 2007




46

SỰ TÍCH LUỸ MỘT SỐ KIM LOẠI NẶNG TRONG ĐẤT DO ẢNH HƯỞNG
CỦA NƯỚC THẢI LÀNG NGHỀ TÁI CHẾ NHÔM YÊN PHONG - BẮC NINH
Nguyễn Công Vinh (Viện Nông hóa - Thổ nhưỡng) -

Mai Thị Lan Anh (Khoa KH Tự nhiên &Xã hội – ĐH Thái Nguyên)
1. Đặt vấn đề
Nghề tái chế nhôm bắt đầu hình thành ở làng Mẫn Xá, xã Văn Môn, huyện Yên Phong,
tỉnh Bắc Ninh từ năm 1958 với nghề cô đúc nhôm, kim loại màu, tái chế phôi. Là một trong
những làng nghề lớn của xã Văn Môn với 507 hộ và 2490 khNu, từ những năm 1960, Mẫn Xá đã
là địa phương có tiếng ở miền Bắc chuyên thu mua, xử lý và nấu đúc nhôm, chì, phế liệu. Hiện
nay, cả thôn có hơn 200 hộ dân đang theo nghề với khoảng trên dưới 400 lò chế biến.
Nguyên liệu chủ yếu để sản xuất là các loại phế liệu nhôm từ vỏ lon, khung nhôm, xoong nồi,
các chi tiết và bộ phận máy, thậm chí là cả những bình hoá chất độc hại, bình thuốc sâu, bình khí độc
hại của quân đội thải ra Với quy mô sản xuất tương đối lớn, mỗi ngày làng nghề Mẫn Xá thu nhận
khoảng hơn 100 tấn phế liệu, trong đó chủ yếu là nhôm, khoảng 7% là chì và số còn lại là kim loại hỗn
tạp khác. Hàng ngày có khoảng 500 lò tái chế hoạt động, trung bình nung chảy khoảng 60 tấn phế liệu
và tiêu thụ khoảng 10 tấn than. Hàng năm, Văn Môn thu gom tới 8000 tấn phế liệu đủ các loại từ Hà
Nội, Hải Phòng, Hải Dương, Thanh Hoá, Quảng Trị để tái chế các loại phế liệu này thành nhôm thỏi.
Trung bình 1 tạ nhôm thành phNm phải cần tới 80 - 100 kg than. Mỗi năm để cho ra thị trường từ

4.500 đến 5000 tấn nhôm luyện và nhôm đúc, người sản xuất cần tới 3600 đến 5000 tấn than.
Cùng với sự giàu có ngày càng tăng của người dân làng nghề Mẫn Xá, môi trường ở đây
bị ô nhiễm nghiêm trọng, ảnh hưởng đến sức khỏe người dân. Mặc dù đã nhận ra được mối nguy
hiểm này, nhưng người dân nơi đây vẫn phớt lờ sự nguy hiểm đó. Hàng giờ, người dân vẫn tiếp
xúc với các chất độc hại từ hoạt động cô đúc nhôm. Hiện nay, các cấp chính quyền vẫn chưa tìm
ra biện pháp hữu hiệu để di dời, xử lý các cơ sở sản xuất kể trên. Bài báo này nêu lên một số kết
quả nghiên cứu ảnh hưởng của các hoạt động tái chế đến chất lượng môi trường đất nông nghiệp
ở làng nghề tái chế nhôm huyện Yên Phong, Bắc Ninh.
2. Đối tượng, phạm vi nghiên cứu
* Đối tượng nghiên cứu
Đề tài nghiên cứu được tiến hành trên đất và lúa thuộc các cánh đồng của thôn Mẫn Xá,
xã Vân Môn, huyện Yên Phong , tỉnh Bắc Ninh. Thu thập các mẫu đất phân bố theo định vị trên
bản đồ sao cho mẫu đất đặc trưng cho vùng có khả năng bị ô nhiễm trực tiếp do chất thải từ làng
nghề trong đất nông nghiệp của thôn Mẫn Xá, Vân Môn, Yên Phong, Bắc Ninh (MX) và đất lân
cận không chịu ảnh hưởng của nước thải để làm đối chứng (ĐC).
* Phương pháp nghiên cứu: Mẫu đất được điều tra vào giai đoạn thu hoạch luá Xuân. Mỗi
mẫu lấy 10 điểm ở độ sâu 0 – 20 cm, theo quy tắc hình chéo, trộn đều lấy một mẫu hỗn hợp.
Bảng 1: Các phương pháp phân tích mẫu đất


Đơn vị Phương pháp
pH
H2O
(1/5) Đo bằng pH metter, điện cực thủy tinh trong huyền phù
pH
KCl
(1/5) KCl 1M có pH=6,8. Đo bằng pH metter
EC mm hos/cm Tỷ lệ đất/ nước = 1/5, đo bằng máy đo độ dẫn điện
Cd, Zn, Cu, Pb mg/kg Công phá bằng HClO
4

+HF (tỷ lệ 1:3), xác định bằng AAS
T¹p chÝ Khoa häc & C«ng nghÖ
-
Sè 3
(43)
/
N¨m 2007




47
3. Kết quả nghiên cứu và thảo luận
* Một số tính chất đất khu vực nghiên cứu
pH của đất là một yếu tố đóng vai trò quan trọng đối với đời sống của cây trồng và được coi là
một trong những yếu tố sinh thái giới hạn. Mỗi loại cây trồng chỉ thích nghi với một khoảng pH nhất
định, sự thay đổi pH về phía axit hay phía kiềm đều có ảnh hưởng đến sự sinh trưởng và phát triển của
cây trồng. Qua nhiều nghiên cứu cho thấy, môi trường tốt nhất để cây lúa sinh trưởng và phát triển là
đất trung tính (pH = 5-8). pH còn ảnh hưởng đến tính di động của các kim loại nặng trong đất.
Bảng 2: Một số đặc tính của đất Mẫn Xá

Theo kết quả nghiên cứu thu được ở bảng 2, pH của đất nằm trong ngưỡng chua nhẹ đến
chua vừa. Giá trị pH
H2O
biến động trong khoảng 6,19
±
0,19 trung bình 6,19, pH
KCl
biến động
trong khoảng 4,97-6,1; trung bình là 5,44

±
0,35.
Độ dẫn điện của dung dịch đất có liên quan đến hàm lượng các muối tan trong dung
dịch. Thông thường, khi nồng độ các muối tan trong dung dịch tăng lên thì độ dẫn diện của
dung dịch đất cũng tăng. EC trong dung dịch đất biến động trong khoảng từ 48-182,40
mmhos/cm, trung bình đạt 110,88
±
38,75 mm hos/cm.
* Sự tích lũy kim loại nặng trong đất
+ Sự tích lũy Đồng trong đất
Bảng 3: Hàm lượng Cu, Pb, Zn, Cd tổng số trong đất (mg/kg đất)
Thông số thống kê
Cu Pb Zn Cd
ĐC MX ĐC MX ĐC MX ĐC MX
Giá trị nhỏ nhất
22,10
27,9
28,22
29,21
41,89
55,89
0,45
0,56
Giá trị lớn nhất
23,10
38,11
30,29
43,12
42,99
87,98

0,48
0,81
Trung bình
22,06
32,06
29,26
37,46
42,44
68,192
0,47
0,716
STDEV
0,71
4,015
1,46
5,8
0,78
13,78
0,021
0,1
CV %
3,13
12,52
5,00
14,98
1,83
20,201
4,56
13,49
TC EU

TCVN 7209-2002
TC Hà Lan:
-Ngưỡng ô nhiễm
-Ngưỡng phải xử lý
50-140
50
-
36
190
150-300
200
-
140
720
150-300
100
-
140
720
1-3
2
-
0,8
1,2
Ngoài ra, trong hoạt động sản xuất nông nghiệp ngoài việc sử dụng bùn thải làm phân bón,
con người còn sử dụng nước thải công nghiệp và nước thải sinh hoạt để tưới tiêu, hoạt động này
cũng đã làm tăng hàm lượng kim loại nặng trong đất.
Thông số thống kê pH
H2O
(1:5) pH

KCl
(1:5) EC (mmhos/cm)
Giá trị nhỏ nhất 5,95 4,97 48,00
Giá trị lớn nhất 6,52 6,12 182,40
Trung bình 6,19 5,44 110,88
STDEV 0,19 0,35 38,75
CV % 3,06 6,38 34,94
T¹p chÝ Khoa häc & C«ng nghÖ
-
Sè 3
(43)
/
N¨m 2007




48

Số liệu nghiên cứu được trình bày trong bảng 3, hàm lượng Cu trong đất ở khu vực thôn
Mẫn Xá (bị ảnh hưởng bởi nước thải làng nghề tái chế nhôm-MX) là 32,06
±
4,015 mg/kg luôn
cao hơn trong đất ở khu vực không bị ảnh hưởng (ĐC) là 22,06
±
3,13 mg/kg,
∆
Cu trung bình
là 10 mg/kg, các mẫu Cu dao động trong khoảng 27,9-38,11 mg/kg. Tuy nhiên, đối với tất cả
các mẫu phân tích ở cả hai khu vực nghiên cứu đều thấp hơn TCVN 7209 – 2002. Nhưng nếu

xét theo Tiêu chuNn Hà Lan (36mg/kg), các mẫu đất ở điểm nghiên cứu đều đạt ngưỡng ô
nhiễm. Chứng tỏ rằng hoạt động tái chế này bắt đầu gây ô nhiễm đối với môi trường đất.


0.0
10.0
20.0
30.0
40.0
50.0
60.0
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
m g C u /k g đ ấ t
Cu TCVN 7209-2002 TC Hà Lan

0.0
50.0
100.0
150.0
200.0
250.0
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
m g P b /k g đ ấ t
Pb TCVN7209-2002 TC Hà Lan

Hình 1: Hàm lượng Cu,Pb tổng số trong đất (mg/kg đất)
+ Sự tích lũy Chì trong đất
Trong công nghiệp, chì được ứng dụng trong sản xuất sơn, ắc quy, dùng làm chất xúc tác.
Với những ưu điểm trên, chì càng ngày càng được ứng dụng rộng rãi trong sản xuất. Tuy nhiên,
chì cũng đã bị cấm sử dụng trong một số lĩnh vực, chẳng hạn như chì pha trong xăng. Việc ứng

dụng rộng rãi của chì đã làm cho môi trường sinh thái có hàm lượng vượt quá tiêu chuNn cho
phép, đặc biệt là môi trường đất. Khi phát thải vào môi trường đất chì có thời gian tồn lưu lâu,
những hợp chất của chì có khuynh hướng tích lũy trong môi trường đất và trầm tích sông hồ, làm
ô nhiễm chuỗi thức ăn và ảnh hưởng đến quá trình trao đổi chất trong cơ thể con người.
Hình 1 cho thấy hàm lượng Pb trong đất ở khu vực nghiên cứu đều ở tiêu chuNn cho phép.
Hàm lượng Pb tổng số trung bình ở thôn Mẫn Xá là 37,46
±
5,8 mg/kg cao hơn ở vùng đối chứng
(29,26
±
5,00 mg/kg). Nói chung tất cả các mẫu đều ở ngưỡng cho phép theo tiêu chuNn Việt Nam và
tiêu chuNn của các nước EU, TC Hà Lan, dao động từ 29,21-43,12 mg/kg đất. Chứng tỏ vùng nghiên
cứu chưa bị ô nhiễm Pb. Tuy nhiên, so với vùng đối chứng, ở Vân Môn đang có xu hướng tích luỹ Pb
trong đất. Nếu xu hướng này tiếp diễn, trong tương lai gần vùng này có nguy cơ bị ô nhiễm.
+ Sự tích luỹ Kẽm trong đất
Do sự phát triển của khoa học công nghệ, quá trình đô thị hóa ngày một tăng, các nguồn chất
thải từ các nhà máy, các khu công nghiệp, đô thị vào môi trường ngày một tăng lên. Kẽm có trong
phế thải của nhiều nghành công nghiệp như công nghiệp luyện kim màu, sản xuất ô tô, công nghiệp
hóa chất, kẽm có trong bùn thải của nhà máy sơn tổng hợp, trong các cặn thải sơn sau khi sử dụng,
T¹p chÝ Khoa häc & C«ng nghÖ
-
Sè 3
(43)
/
N¨m 2007




49

trong bụi từ các khu công nghiệp, trong bùn thải, nước thải các khu đô thị. Ngoài ra, trong một số
loại thuốc trừ sâu, phân bón cũng có chứa kẽm. Bằng các con đường khác nhau như lắng đọng từ khí
quyển, sử dụng bùn thải như một nguồn phân bón cho cây trồng, sử dụng trầm tích sông hồ để bón
ruộng, hoạt động khai mỏ từ những hoạt động này kẽm và hợp chất của kẽm được đưa vào đất và
tích lũy trong đất làm tăng hàm lượng vượt mức cho phép gây ra đất ô nhiễm kẽm.

0.0
20.0
40.0
60.0
80.0
100.0
120.0
140.0
160.0
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
m g Z n / k g đ ấ t
Pb TC Hà Lan TCVN 7209-2002

0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
m g C d / k g đ ấ t
Cd TCVN 7209-2002 TC Hà Lan

Hình 2. Hàm lượng Zn,Cd trong đất (mg/kg đất)

Theo bảng 2 và hình 2, hàm lượng Zn trong đất của khu vực nghiên cứu thấp hơn
ngưỡng cho phép theo TCVN 7209-2002 (100 mg/kg đất) biến động trong khoảng 55,89-87,98
mg/kg đất, TC Hà Lan là 140 mg/kg đất. Trung bình trong đất thôn Mẫn Xá đạt 68.192
±
13.78
mg/kg đất cao hơn trong đất vùng ĐC 42,44
±
0,78 (mg/kg đất) là
∆
Zn = 24,8 mg/kg đất. Như
vậy, khi dùng nước thải dẫn vào ruộng lúa có xu hướng làm tích lũy Zn trong đất và chiều
hướng này đang gia tăng, do ảnh hưởng ngày càng nhiều của nước thải dẫn vào ruộng
+ Sự tích luỹ Cadimi trong đất
Hiện nay, trong nông nghiệp còn sử dụng bùn thải, nước thải của các khu công nghiệp,
các khu đô thị làm phân bón cho cây trồng, việc này đã mang vào đất một lượng Cd đáng kể. Đã
có nhiều tác giả nghiên cứu hàm lượng Cd có trong bùn thải của các khu đô thị và đều cho kết
quả là trong bùn thải chứa một lượng đáng kể Cd khoảng từ 1 mg/kg bùn. Sự tập trung kim loại
nặng trong bùn thải và nước thải phụ thuộc vào đặc thù của từng ngành công nghiệp cũng như tốc
độ đô thị hóa tại các khu đô thị. Trước đây, những chất thải này thường được đổ thẳng vào hệ thống
sông và môi trường biển. Đây chính là nơi những kim loại này và rất nhiều chất dinh dưỡng thông
thường khác trong chất thải là nguyên nhân gây ra rất nhiều hiện tượng ô nhiễm và phú dưỡng.
Theo số liệu phân tích thu được trong bảng 3 và hình 2, hầu hết các mẫu đất thu thập ở
Vân Môn có hàm lượng Cd đều thấp hơn ngưỡng cho phép của TCVN 7209 – 2002 (2,00 mg/kg
đất). Tuy nhiên, hàm lượng này gần đạt đến ngưỡng ô nhiễm theo tiêu chuNn Hà Lan (0,8 mg/kg
đất). Các mẫu thu thập được ở Vân Môn cho thấy hàm lượng Cd trong đất biến động trong
khoảng 0,56-0,81 mg/kg đất cao hơn trong đất vùng ĐC (0,45-0,48 mg/kg đất).
T¹p chÝ Khoa häc & C«ng nghÖ
-
Sè 3
(43)

/
N¨m 2007




50

4. Kết luận
- pH của đất nằm trong ngưỡng chua vừa chua nhẹ. pH
H2O
biến động trong khoảng 6,19
±
0,19; pH
KCl
biến động trong khoảng 4,97-6,1; trung bình là 5,44
±
0,35.
- EC trong dung dịch đất biến động trong khoảng 48-182,40 mmhos/cm, trung bình đạt
110,88
±
38,75 mm hos/cm. Điều đó chứng tỏ dung dịch đất có hàm lượng các muối tan. Đây có
thể là một nguyên nhân gây ảnh hưởng xấu đến chất lượng đất, nước và năng suất cây trồng.
- Hàm lượng Cu trong đất ở khu vực thôn Mẫn Xá (bị ảnh hưởng từ nước thải làng nghề tái chế
nhôm) là 32,06
±
4,015 mg/kg luôn cao hơn trong đất ở khu vực không bị ảnh hưởng là 22,06
±
3,13
mg/kg,

∆
Cu trung bình là 10 mg/kg, các mẫu Cu dao động trong khoảng 27,9-38,11 mg/kg. Tuy nhiên,
đối với tất cả các mẫu phân tích ở cả hai khu vực nghiên cứu đều thấp hơn TCVN 7209 – 2002.
- Hàm lượng Pb trong đất ở khu vực nghiên cứu đều nằm trong tiêu chuNn cho phép.
Hàm lượng Pb tổng số trung bình ở thôn Mẫn Xá là 37,46
±
5,8 mg/kg cao hơn ở vùng đối
chứng (29,26
±
5,00 mg/kg). Tất cả các mẫu thu thập được đều nằm trong ngưỡng cho phép của
tiêu chuNn Việt Nam cũng như tiêu chuNn của EU. Trong khi đó tiêu chuNn cho phép của Hà
Lan, dao động từ 29,21-43,12 mg/kg đất.
- Hàm lượng Zn trong đất của khu vực nghiên cứu thấp hơn ngưỡng cho phép theo
TCVN 7209-2002 (100 mg/kg đất) biến động trong khoảng 55,89-87,98 mg/kg đất, TC Hà Lan
là 140 mg/kg đất. Trung bình trong đất thôn Mẫn Xá đạt 68,192
±
13,78 mg/kg đất cao hơn
trong đất vùng ĐC 42,44
±
0,78 (mg/kg đất) là
∆
Zn = 24,8 mg/kg đất.
- Hầu hết các mẫu đất thu thập ở Vân Môn có hàm lượng Cd đều thấp hơn ngưỡng cho phép
của TCVN 7209 – 2002 (2,00 mg/kg đất), tuy nhiên gần đạt đến ngưỡng ô nhiễm theo tiêu chuNn Hà
Lan (0,8 mg/kg đất). Các mẫu thu thập được ở Vân Môn cho thấy hàm lượng Cd trong đất biến
động trong khoảng 0,56-0,81 mg/kg đất cao hơn trong đất vùng ĐC (0,45-0,48 mg/kg đất) 

Summary
Accumulation of heavy metals in the ground due to waste water from Yen Phong
Aluminium- recycling village, Bac Ninh province.

Van Mon commune (Ma Xa district) is located in Red river Delta. In Ma Xa, soil is
characterized as fluvisol. The area has traded recycled heavy metals, such as aluminium and
color metals since 1958. There are now more 200 households reproducing heavy metals from
the different waste sources collected from the North to the centre of country. Van Mon early
reused about 8 thousand tons of waste to produce 4.5-5 thousand tons of repured alluminium.
Heavy metal recycling reaches the source of huge waste that may cause soil pollution and water
environment pollution.
A study was carried out on rice based land around recycled heavy metals in Man Xa and
Van Mon villages, Yen phong district. Analyzed soils showed that almost all of soils affected by
T¹p chÝ Khoa häc & C«ng nghÖ
-
Sè 3
(43)
/
N¨m 2007




51
waste from heavy metal trade have accumulated of heavy metals, such as Cd, Zn, Cu and Pb
higher than those in controlled soils.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1]. Codex Alimentarius Commission (FAO/WHO) (2002), Report of the 34th Session of the Codex
Committee on Food Additives and Contaminants, Rotterdam, The Netherlands 11-15 March 2002,.
[2]. Đặng Thị Tuyết (2003), Nghiên cứu ảnh hưởng của các nguyên tố Đồng, Cadimi, Chì, kẽm
đến sinh trưởng, phát triển của mạ, Khóa luận tốt nghiệp.
[3]. L. Raschid-Sally (2002), Wastewater use in agriculture, UNESCAP-IWMI-NISF Seminar on
Environmental and Public Health Risks due to Contamination of Soils, Crops, Surface and Groundwater
from Urban, Industrial and Natural Sources in South-East Asia 10-12 December 2002, Hanoi, Vietnam.

[4]. R,W, Simmons, Nguyễn Công Vinh, Jens Raunso Jensen (2006), Cadimi trong đất trồng lúa
và trong thóc ở Nam Định: Nguy cơ tiềm tàng đối với sức khỏe cộng đồng? Tái sử dụng nước thải trong
nông nghiệp, Nxb Nông nghiệp, Hà Nội, tháng 06/2006.
[5]. Tổng cục tiêu chuNn và đo lường chất lượng Việt Nam, Chất lượng đất-Tiêu chun về hàm
lượng KLN trong đất, TCVN 7209:2002.