Đánh giá ảnh hưởng của nước tưới từ sông nhuệ tới hàm lượng kim loại nặng trong đất nông nghiệp huyện kim bảng tỉnh hà nam
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (2.72 MB, 111 trang )
BỘ GIÁO DỤC VÀ ðÀO TẠO
TRƯỜNG ðẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI
PHAN LÊ NA
ðÁNH GIÁ ẢNH HƯỞNG CỦA NƯỚC TƯỚI TỪ
SÔNG NHUỆ TỚI HÀM LƯỢNG KIM LOẠI NẶNG TRONG
ðẤT NÔNG NGHIỆP HUYỆN KIM BẢNG – TỈNH HÀ NAM
LUẬN VĂN THẠC SĨ NÔNG NGHIỆP
HÀ NỘI, 2013
BỘ GIÁO DỤC VÀ ðÀO TẠO
TRƯỜNG ðẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI
PHAN LÊ NA
ðÁNH GIÁ ẢNH HƯỞNG CỦA NƯỚC TƯỚI TỪ
SÔNG NHUỆ TỚI HÀM LƯỢNG KIM LOẠI NẶNG TRONG
ðẤT NÔNG NGHIỆP HUYỆN KIM BẢNG – TỈNH HÀ NAM
LUẬN VĂN THẠC SĨ NÔNG NGHIỆP
Chuyên ngành :
Khoa học Môi trường
Mã số :
60.44.03.01
Người hướng dẫn khoa học: 1.TS. CAO VIỆT HÀ
2. TS. LÊ NHƯ KIỀU
HÀ NỘI, 2013
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ………………………
i
i
LỜI CAM ðOAN
Tôi xin cam ñoan những số liệu và kết quả trong Luận văn tốt nghiệp
này là hoàn toàn trung thực, khách quan và chưa công bố trong bất kì một
công trình nghiên cứu nào khác. Mọi sự giúp ñỡ và các thông tin trích dẫn ñã
ñược nêu rõ nguồn gốc.
Học viên
Phan Lê Na
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ………………………
ii
ii
LỜI CẢM ƠN
Trong thời gian học tập, nghiên cứu và thực hiện Luận văn tốt nghiệp,
ngoài sự cố gắng nỗ lực của bản thân, tôi còn nhận ñược nhiều sự giúp ñỡ
nhiệt tình của các tập thể, cá nhân ở trong và ngoài trường.
Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành nhất tới TS. Cao Việt Hà – Phó Chủ
nhiệm Khoa Tài nguyên và Môi trường, người ñã trực tiếp hướng dẫn, giúp
ñỡ tôi trong suốt quá trình thực hiện ñề tài.
Tôi xin chân thành cảm ơn TS. Vũ Xuân Thanh – Trưởng phòng Tài
nguyên ðất và Môi trường cùng các anh chị thuộc Viện Quy hoạch và Thiết
kế nông nghiệp ñã tạo mọi ñiều kiện thuận lợi, ñóng góp ý kiến giúp tôi hoàn
thành luận văn tốt nghiệp này.
Cuối cùng, tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới toàn thể gia ñình, bạn bè,
những người ñã ñộng viên, ñóng góp nhiều ý kiến quý báu ñể tôi hoàn thành
luận văn tốt nghiệp.
Học viên
Phan Lê Na
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ………………………
iii
iii
MỤC LỤC
LỜI CAM ðOAN i
LỜI CẢM ƠN ii
MỤC LỤC iii
DANH MỤC CÁC BẢNG vi
DANH MỤC CÁC HÌNH vii
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT viii
1. MỞ ðẦU 1
1.1 Tính cấp thiết của ñề tài 1
1.2 Mục ñích, yêu cầu 2
1.2.1 Mục ñích nghiên cứu 2
1.2.2 Yêu cầu 2
2. TỔNG QUAN CÁC VẤN ðỀ NGHIÊN CỨU 4
2.1 Tình hình sử dụng nước tưới – ô nhiễm nước tưới trên thế giới và Việt
Nam 4
2.1.1 Tình hình sử dụng nước tưới và ô nhiễm nước tưới trên thế giới 4
2.1.2 Tình hình sử dụng nước tưới và ô nhiễm KLN trong nước tưới tại Việt
Nam 8
2.2 Kim loại nặng và tình hình ô nhiễm kim loại nặng trong ñất trên thế giới
và Việt Nam 15
2.2.1 Các nghiên cứu về ô nhiễm KLN trong ñất trên thế giới 15
2.2.2 Các nghiên cứu về ô nhiễm KLN trong ñất Việt Nam 17
2.3 Các giải pháp cải thiện chất lượng nước tưới ở Việt Nam 20
2.3.1 Các chính sách quản lý lưu vực sông 20
2.3.2 Ban hành quy ñịnh mới chặt chẽ hơn về kiểm soát chất lượng nước tưới 24
2.3.3 Các biện pháp làm sạch nguồn nước tưới 25
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ………………………
iv
iv
3. ðỐI TƯỢNG, NỘI DUNG, PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 33
3.1 ðối tượng nghiên cứu 33
3.2 Phạm vi nghiên cứu 33
3.3 Nội dung nghiên cứu 33
3.4 Phương pháp nghiên cứu 34
3.4.1 Phương pháp thu thập tài liệu thứ cấp 34
3.4.2 Phương pháp khảo sát thực ñịa 34
3.4.3 Phương pháp lấy mẫu 34
3.4.4 Phương pháp phân tích mẫu 36
3.4.5 Phương pháp kế thừa 39
3.4.6 Phương pháp so sánh ñánh giá 40
3.4.7 Phương pháp xử lý số liệu 40
4. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 41
4.1 ðiều kiện tự nhiên, kinh tế, xã hội huyện Kim Bảng – tỉnh Hà Nam liên
quan ñến sản xuất nông nghiệp 41
4.1.1 Vị trí ñịa lý 41
4.1.2 ðịa hình, khí hậu và chế ñộ thủy văn 42
4.1.3 ðiều kiện kinh tế - xã hội 47
4.2 ðánh giá hàm lượng Cu, Pb, Zn trong nước tưới sông Nhuệ tại huyện Kim
Bảng – tỉnh Hà Nam 54
4.2.1 Hàm lượng Cu, Pb, Zn trong nước tưới sông Nhuệ tháng 1/2013 54
4.2.2 Sự thay ñổi pH và hàm lượng Pb trong nước tưới sông Nhuệ tại huyện
Kim Bảng – tỉnh Hà Nam giai ñoạn 2007 - 2013 55
4.3 Tính chất môi trường ñất của khu vực nghiên cứu 57
4.4 Hàm lượng Cu, Pb, Zn tổng số trong ñất nông nghiệp khu vực nghiên
cứu 58
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ………………………
v
v
4.4.1 So sánh với QCVN 03:2008/BTNMT về hàm lượng Cu, Pb, Zn
trong ñất nông nghiệp khu vực nghiên cứu 58
4.4.2 Hàm lượng Cu, Pb, Zn trong ñất dưới các loại hình sử dụng ñất khác
nhau 60
4.4.3 Ảnh hưởng của nước tưới ñến hàm lượng Cu, Pb, Zn trong ñất sản xuất
nông nghiệp dưới các hình thức sử dụng ñất khác nhau 61
4.5 Một số biện pháp giảm thiểu tác ñộng tiêu cực của nước tưới từ sông
Nhuệ 64
4.5.1 Quy hoạch LVS Nhuệ - ðáy 64
4.5.2 Quy hoạch các cơ sở sản xuất gây ô nhiễm nguồn nước sông Nhuệ 65
4.5.3 Tăng cường kiểm soát chất lượng nước thải trong LVS 67
4.5.4 Nâng cao chất lượng hệ thống thủy lợi 67
4.5.5 Một số biện pháp khác 68
5. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 69
5.1 Kết luận 69
5.2 Kiến nghị 70
TÀI LIỆU THAM KHẢO 71
PHỤ LỤC
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ………………………
vi
vi
DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 2.1 Tỷ trọng dùng nước các khu vực trên thế giới 4
Bảng 2.2 Nguồn kim loại nặng từ các ngành công nghiệp 10
Bảng 2.3 Hàm lượng một số kim loại nặng trong nước thải làng nghề tái chế
kim loại 10
Bảng 2.4 Hàm lượng một số kim loại nặng trong nước kênh, rạch của thành
phố Hồ Chí Minh 13
Bảng 2.5 Hàm lượng KLN trong một số chế phẩm nông nghiệp 16
Bảng 2.6 Hàm lượng tối ña cho phép của các KLN ñược xem là ñộc ñối với
thực vật trong ñất nông nghiệp 17
Bảng 2.7 Hàm lượng KLN tổng số ở tầng ñất mặt trong 18
Bảng 2.8 Hàm lượng một số KLN (mg/kg) trong ñất nông nghiệp ở một số
vùng của Việt Nam 18
Bảng 2.9 Ứng dụng các công trình cơ học trong xử lý nước 26
Bảng 3.1 Thông tin chung về mẫu ñất nghiên cứu 35
Bảng 3.2 Thông tin chung về mẫu nước nghiên cứu 36
Bảng 3.3 Thông tin về mẫu nước kế thừa 39
Bảng 4.1 Tình hình sản xuất một số cây trồng chính qua 3 năm 53
Bảng 4.2 Hiện trạng một số loại hình sử dụng ñất và hệ thống cây trồng chính
của huyện Kim Bảng năm 2012 53
Bảng 4.3 Hàm lượng Cu, Pb, Zn trong các mẫu nước tưới từ sông Nhuệ 54
Bảng 4.4 Một số tính chất các mẫu ñất nghiên cứu 55
Bảng 4.5 Kết quả phân tích hàm lượng Cu, Pb, Zn trong mẫu ñất tại các xã sử
dụng nước tưới sông Nhuệ 59
Bảng 4.6 Lượng phân bón sử dụng cho các loại cây trồng tại khu vực nghiên
cứu 63
Bảng 4.7 Lượng phân bón sử dụng dưới các loại hình sử dụng ñất khác nhau 63
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ………………………
vii
vii
DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình 2.1 Bản ñồ hành chính lưu vực sông Nhuệ - ðáy 15
Hình 2.2 Mối liên hệ giữa các thành phần thể chế quản lý nước LVS 21
Hình 3.1 Sơ ñồ vị trí lấy mẫu huyện Kim Bảng – Hà Nam 38
Hình 4.1 Sơ ñồ huyện Kim Bảng – tỉnh Hà Nam 43
Hình 4.2 Sơ ñồ biến ñộng cơ cấu ñất ñai huyện Kim Bảng giai ñoạn 2009 - 2011 48
Hình 4.3 Sơ ñồ biến ñộng diện tích ñất nông nghiệp huyện Kim Bảng giai
ñoạn 2009 -2011 49
Hình 4.4 Sơ ñồ hệ thống sông ngòi và kênh mương huyện Kim Bảng 51
Hình 4.5 Biến ñộng hàm lượng Pb trong nước tưới sông Nhuệ tại huyện Kim
Bảng giai ñoạn 2007 - 2013 56
Hình 4.6 Sự thay ñổi giá trị pH trong nước sông Nhuệ tại huyện Kim Bảng
giai ñoạn 2007 - 2013 57
Hình 4.7 Hàm lượng Cu, Pb, Zn trung bình trong ñất sản xuất nông nghiệp
dưới các loại hình sử dụng ñất khác nhau 61
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ………………………
viii
viii
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT
ADB : Asian Developement Bank
(Ngân hàng phát triển Châu Á)
Bộ NN&PTNT : Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn
Bộ TNMT : Bộ Tài nguyên Môi trường
ðBSCL : ðồng bằng Sông Cửu Long
ðBSH : ðồng bằng Sông Hồng
FAO : Food and Agriculture Organization
(Tổ chức Nông lương thế giới)
HCBVTV : Hóa chất Bảo vệ thực vật
KLN : Kim loại nặng
LVS : Lưu vực sông
QCVN : Quy chuẩn Việt Nam
SIWI : Viện Nước quốc tế
(Stockholm International Water Institute)
SXNN : Sản xuất nông nghiệp
TCCP : Tiêu chuẩn cho phép
TCVN : Tiêu chuẩn Việt Nam
UBND : Ủy ban nhân dân
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ………………………
1
1
1. MỞ ðẦU
1.1 Tính cấp thiết của ñề tài
Sông Nhuệ là một chi lưu của lưu vực sông (LVS) Nhuệ - ðáy, thuộc
phần Tây Nam của vùng ñồng bằng Bắc bộ, ở phía hữu ngạn sông Hồng.
Sông Nhuệ dài 74 km, diện tích lưu vực 1070 km
2
. Hiện nay, sông Nhuệ ñang
chịu tác ñộng mạnh mẽ của các hoạt ñộng kinh tế - xã hội, ñặc biệt là của các
khu công nghiệp, khu khai thác và chế biến, các ñiểm dân cư nằm trong lưu
vực sông. Sự ra ñời và hoạt ñộng của hàng loạt các khu công nghiệp thuộc các
tỉnh, thành phố, các hoạt ñộng tiểu thủ công nghiệp trong các làng nghề, xí
nghiệp kinh tế quốc phòng cùng với hoạt ñộng khai thác, chế biến khoáng
sản ñã làm cho môi trường nói chung và môi trường nước sông Nhuệ nói
riêng biến ñổi nhiều. Chương trình quan trắc nước mặt trên LVS Nhuệ - ðáy
do Tổng cục Môi trường – Bộ Tài nguyên và Môi trường thực hiện ñã cung
cấp ñầy ñủ về chất lượng nước từ năm 2006 - 2010 cho thấy nước sông bị ô
nhiễm chủ yếu bởi các chất hữu cơ, chất dinh dưỡng, lơ lửng, kim loại nặng,
ñộ màu, mùi hôi, ñặc biệt vào mùa khô xu hướng ô nhiễm nước sông ngày
càng tăng.
Mặc dù vậy, sông Nhuệ vẫn là nguồn nước tưới chủ yếu cho diện tích
49.247 ha ñất sản xuất nông nghiệp của một số tỉnh vùng ñồng bằng Bắc bộ.
Trong ñó có huyện Kim Bảng – là một huyện miền núi phía Tây Bắc của tỉnh
Hà Nam, với 70% diện tích ñất sản xuất nông nghiệp sử dụng nước tưới từ
sông Nhuệ. Theo kết quả quan trắc nước sông của Tổng cục Môi trường từ
năm 2006 – 2010 thì hàm lượng các chất ô nhiễm trên sông Nhuệ ñoạn chảy
qua tỉnh Hà Nam ñều vượt QCVN 08:2008/cột B1, ñặc biệt là với một số
KLN. Ô nhiễm kim loại nặng (KLN) trong nước tưới luôn gây ra những vấn
ñề hết sức nghiêm trọng ñối với việc tăng hàm lượng KLN trong ñất nông
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ………………………
2
2
nghiệp và ảnh hưởng tới sức khỏe con người. Tuy nhiên nếu chỉ ñơn thuần
nhìn vào các kết quả này thì vẫn chưa nhìn thấy ñược bức tranh tổng thể về
ảnh hưởng của nước tưới sông Nhuệ tới hàm lượng KLN trong ñất nông
nghiệp huyện Kim Bảng – tỉnh Hà Nam. ðể có căn cứ cải tạo, bảo vệ bền
vững môi trường nước sông Nhuệ, môi trường ñất sản xuất nông nghiệp
huyện Kim Bảng – tỉnh Hà Nam thì việc ñánh giá chất lượng nước tưới và
ảnh hưởng của nó tới hàm lượng KLN trong ñất sản xuất nông nghiệp sử
dụng nước tưới sông Nhuệ nhằm ñưa ra giải pháp trong thời gian tới là ñiều
rất cần thiết.
Chính vì những lý do trên tôi tiến hành nghiên cứu ñề tài: “ðánh giá
ảnh hưởng của nước tưới từ sông Nhuệ tới hàm lượng kim loại nặng trong
ñất nông nghiệp huyện Kim Bảng – tỉnh Hà Nam”.
1.2 Mục ñích, yêu cầu
1.2.1 Mục ñích nghiên cứu
- ðánh giá hàm lượng KLN trong nước tưới từ sông Nhuệ huyện Kim
Bảng – tỉnh Hà Nam giai ñoạn từ năm 2007 – 2013.
- ðánh giá ảnh hưởng của nước tưới từ sông Nhuệ tới hàm lượng KLN
trong ñất sản xuất nông nghiệp huyện Kim Bảng – tỉnh Hà Nam.
- ðề xuất các giải pháp giảm thiểu các tác ñộng tiêu cực của nước tưới từ
sông Nhuệ tới ñất sản xuất nông nghiệp huyện Kim Bảng – tỉnh Hà Nam.
1.2.2 Yêu cầu
- Tìm hiểu các thông tin thứ cấp một cách chính xác.
- ðánh giá ảnh hưởng của nước tưới từ sông Nhuệ tới hàm lượng KLN
trong ñất sản xuất nông nghiệp sử dụng nước tưới sông Nhuệ thông qua việc
ñánh giá hàm lượng Cu, Pb, Zn trong nước tưới sông Nhuệ theo QCVN
39:2011/BTNMT và trong ñất sản xuất nông nghiệp theo QCVN 03:
2008/BTNMT.
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ………………………
3
3
- ðề xuất các giải pháp giảm thiểu các tác ñộng tiêu cực của nước tưới
sông Nhuệ lên ñất sản xuất nông nghiệp huyện Kim Bảng – tỉnh Hà Nam.
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ………………………
4
4
2. TỔNG QUAN CÁC VẤN ðỀ NGHIÊN CỨU
2.1 Tình hình sử dụng nước tưới – ô nhiễm nước tưới trên thế giới và
Việt Nam
2.1.1 Tình hình sử dụng nước tưới và ô nhiễm nước tưới trên thế giới
2.1.1.1 Tình hình sử dụng nước tưới trên thế giới
Nhu cầu sử dụng nước trên thế giới ngày càng tăng theo sự phát triển
của nền công nghiệp, nông nghiệp và sự nâng cao mức sống của con người.
Tuy nhiên, nhu cầu nước sử dụng lại thay ñổi tùy thuộc vào sự phát triển của
mỗi quốc gia.
Ví dụ: Ở Hoa Kỳ, khoảng 44% nước ñược sử dụng cho công nghiệp,
47% sử dụng cho nông nghiệp và 9% cho sinh hoạt và giải trí. Ở Trung Quốc
thì 7% nước ñược dùng cho nông nghiệp, 87% cho công nghiệp, 6% sử dụng
cho sinh hoạt và giải trí (Nguyễn Thanh Sơn, 2005). Tỷ trọng dùng nước của
các khu vực trên thế giới thể hiện qua bảng 2.1:
Bảng 2.1 Tỷ trọng dùng nước các khu vực trên thế giới
ðơn vị tính: %
Vùng Công nghiệp Nông nghiệp Sinh hoạt
Bắc và Trung Mỹ 42 49 9
Nam Mỹ 22 59 19
Châu Âu 54 33 13
Châu Phi 5 88 7
Châu Á 8 86 6
Châu ðại Dương 2 34 64
Toàn thế giới 23 69 8
(Nguồn: Nguyễn Thanh Sơn, 2005)
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ………………………
5
5
Trước ñây, hiện nay và trong tương lai gần, nông nghiệp vẫn là ñối
tượng sử dụng nguồn tài nguyên nước ngọt lớn nhất, chiếm tới 70% nguồn
nước mặt trên thế giới (FAO). Ngoại trừ nước bị mất qua quá trình bốc hơi thì
nước sử dụng trong nông nghiệp ñược tái chế trở lại qua sự thoát nước mặt
hoặc nước ngầm (Nguyễn Thanh Sơn, 2005).
Theo FAO (1985) [] 17% diện tích ñất canh tác ñã ñược thủy lợi hóa,
cung cấp cho nhân loại 36% sản lượng lương thực có mức ñảm bảo ổn ñịnh
cao. Do ñó nước tưới là giải pháp chính ñể giải quyết vấn ñề lương thực trong
ñiều kiện gia tăng và nguy có ñất canh tác giảm hiện nay.
Diện tích ñất ñược tưới tăng rất nhanh, năm 1800 là 8 triệu ha, năm 1900
là 48 triệu ha, năm 1990 là 220 triệu ha và năm 2000 là 420 triệu ha. ¾ ñất ñược
tưới nằm ở các nước ñang phát triển, nơi sản xuất ra 60% lượng gạo và 40%
lượng lúa mì của các nước này. Nước cấp cho nông nghiệp hiện chiếm hơn ½
tổng lượng tiêu thụ, trong ñó 30% lấy từ dưới ñất (FAO, 2005) []
Nhu cầu lượng nước tưới phụ thuộc vào ñộ thiếu ẩm thực tế của ñất,
ñiều kiện thời tiết, loại cây và giai ñoạn sinh trưởng của cây. Lượng cần tưới
biến ñổi theo thời gian, loại cây và dao ñộng nhu cầu thường không trùng pha
với biến ñộng nước tự nhiên.
Sự phát triển trong sản xuất nông nghiệp như sự thâm canh tăng vụ và
mở rộng diện tích ñất canh tác cũng ñòi hỏi một lượng nước ngày càng cao.
Theo M.I.Lvovits (1974) [], trong tương lai do thâm canh nông nghiệp mà
dòng chảy cả năm của các con sông trên toàn thế giới có thể giảm ñi khoảng
700 km
3
/năm. Phần lớn nhu cầu về nước ñược thỏa mãn nhờ mưa ở các vùng
có khí hậu ẩm, nhưng cũng thường ñược bổ sung bởi nước sông hoặc nước
ngầm bằng biện pháp thủy lợi, nhất là vào mùa khô.
2.1.1.2 Ô nhiễm nước tưới trên thế giới
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ………………………
6
6
Trên thế giới sử dụng nước phục vụ nông nghiệp chủ yếu từ nguồn
nước sông suối, ao hồ. Nguồn nước tự nhiên này luôn có một lượng vật chất
bao gồm các chất vô cơ, hữu cơ dưới dạng hòa tan hoặc dạng hạt lơ lửng, các
vi khuẩn vi sinh vật và các sinh vật thủy sinh.
Nguyên nhân gây ô nhiễm nguồn nước tưới chính từ các hoạt ñộng
nông nghiệp, công nghiệp, giao thông vận tải…
Theo Thông tấn xã Việt Nam (2011) thống kê về các con sông cạn kiệt
và ô nhiễm nhất trên thế giới thì ở nước Anh ñầu thế kỷ 19, sông Tamise rất
sạch, cung cấp nước tưới cho hàng ngàn hécta ñất nông nghiệp nhưng ñến
giữa thế kỷ 20 nó trở thành ống cống lộ thiên.
Ở Trung Quốc, hàng năm lượng chất thải và nước thải công nghiệp ở
các thành phố và thị trấn của Trung Quốc tăng từ 23,9 tỷ m
3
trong năm 1980
lên 73,1 tỷ m
3
trong năm 2006. Một lượng lớn nước thải chưa qua xử lý
vẫn ñược thải vào các sông. Hậu quả là hầu hết ở các sông, hồ ngày càng
trở nên ô nhiễm nghiêm trọng. Dựa trên ñánh giá 140.000 km sông dọc
ñất nước Trung Quốc trong năm 2006, chất lượng nước của 41,7% chiều
dài xếp ở loại 4 hoặc thậm chí thấp hơn và 21,8% dưới loại 5.
Ở Indonesia, sông Citarum rộng 13.000 km
2
là một trong những
dòng sông lớn nhất của Indonesia. Theo số liệu của Ngân hàng phát triển
Châu Á (ADB), sông Citarum cung cấp 80% lượng nước sinh hoạt cho 14
triệu dân thủ ñô Jakata, tưới cho những cánh ñồng cung cấp 5% sản lượng
lúa gạo và là nguồn nước cho hơn 2.000 nhà máy – nơi làm ra 20% sản
lượng công nghiệp của ñảo quốc này. Dòng sông này là một phần không
thể thay thế trong cuộc sống của người dân vùng Tây ñảo Java, nó chảy
qua những cánh ñồng lúa và những thành phố lớn nhất Indonesia. Tuy
nhiên hiện tại nó là một trong những dòng sông ô nhiễm nhất thế giới.
Dòng sông như một bãi rác di ñộng, nơi chứa ñựng các hóa chất ñộc hại
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ………………………
7
7
do các nhà máy xả ra, thuốc trừ sâu trôi theo dòng nước từ các cánh ñồng
và cả chất thải do con người ñổ xuống.
Ở Ấn ðộ, sông Hằng và sông Ấn là một trong những con sông bị ô
nhiễm nhất trên thế giới vì ảnh hưởng nặng nề của nền công nghiệp hóa
chất, rác thải công nghiệp, rác thải sinh hoạt chưa qua xử lý. Chất lượng
nước ñang trở nên xấu ñi nghiêm trọng. Cùng với sự mất ñi khoảng 30-
40% lượng nước do những ñập nước ñang làm cho sông Hằng trở nên khô cạn
và có nguy cơ biến mất. Ngoài ra do phong tục hỏa thiêu một phần thi thể
rồi thả trôi sông hay rác thải trực tiếp từ bệnh viện do thiếu lò ñốt cũng là
nguyên nhân làm tăng ô nhiễm dòng sông.
Ở Mỹ, sông Mississipi là con sông dài thứ 2 với 3.782km, mực
nước sông giảm tới 22% trong giai ñoạn từ năm 1960 ñến năm 2004. Sự
sụt giảm này liên quan tới tình trạng biến ñổi khí hậu và gây ảnh hưởng
lớn ñối với hàng trăm triệu người trên thế giới. Theo Quỹ bảo vệ thiên
nhiên toàn cầu (WWF), con sông này ñang trở nên cạn kiệt, khô cằn, ảnh
hưởng tới hàng trăm triệu người và phá hủy sự sống ở những vùng lưu
vực con sông. Nếu con sông chết thì hàng trăm triệu người sẽ mất ñi
những nguồn sống, sự ña dạng sinh học bị phá hủy trên diện rộng, nước
ngọt sẽ thiếu trầm trọng và ñe dọa tới an ninh lương thực. Nhận thức ñược
tầm quan trọng của con sông này, nước Mỹ ñã tiến hành xây hàng nghìn
con ñập và ñê dọc theo chiều dài của dòng sông trong suốt thế kỷ trước ñể
hỗ trợ giao thông thủy và kiểm soát lũ lụt.
Theo thống kê của Viện Nước quốc tế (SIWI) ñược công bố tại
Tuần lễ Nước thế giới (World Water Week) khai mạc tại Stockholm, thủ
ñô Thụy ðiển ngày 5/9/2010: trung bình mỗi ngày trên trái ñất có khoảng
2 triệu tấn chất thải sinh hoạt ñổ ra sông hồ và biển cả, 70% lượng chất
thải công nghiệp không qua xử lý bị trực tiếp ñổ vào các nguồn nước tại
các quốc gia ñang phát triển. Tuần lễ Nước thế giới lần này cảnh báo tác
ñộng của sự gia tăng dân số và tăng trưởng kinh tế, nguồn nước ñang
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ………………………
8
8
ngày càng bị lạm dụng. Quá trình ñô thị hóa, hoạt ñộng nông nghiệp, công
nghiệp và biến ñổi khí hậu gây áp lực nặng nề lên khối lượng và chất
lượng nguồn nước.
2.1.2 Tình hình sử dụng nước tưới và ô nhiễm KLN trong nước tưới tại
Việt Nam
2.1.2.1 Tình hình sử dụng nước tưới ở Việt Nam
Trong những thập kỷ qua ñặc biệt sau ngày thống nhất ñất nước ñược
sự quan tâm của ðảng và Chính phủ, nước ta ñã ñầu tư xây dựng ñược hệ
thống công trình thuỷ lợi ñồ sộ, tổng năng lực của các hệ thống ñã bảo ñảm
tưới trực tiếp 3,45 triệu ha, tạo nguồn cho 1,13 triệu ha, tiêu 1,4 triệu ha, ngăn
mặn 0,87 triệu ha và cải tạo chua phèn 1,6 triệu ha; cấp và tạo nguồn cấp
nước 5-6 tỷ m
3
/năm cho sinh hoạt, công nghiệp, du lịch, dịch vụ, cấp nước
sinh hoạt nông thôn ñạt 70 – 75% tổng số dân (Nguyễn Thanh Sơn, 2005).
Ngoài mục ñích tưới tiêu cho nông nghiệp, hệ thống thuỷ lợi còn phục
vụ cấp nước cho sinh hoạt và tiêu nước cho các vùng dân cư. Một số hệ thống
còn ñược kết hợp khai thác sử dụng nước cho giao thông, du lịch, thủy sản do
ñó chất lượng nước tưới phục vụ sản xuất nông nghiệp ngày càng xuống cấp
do ảnh hưởng của nước thải từ các hoạt ñộng khác.
Trên thế giới ngành nông nghiệp sử dụng khoảng 40% - 70% lượng nước
phục vụ cho nhu cầu tưới trong khi ñó ở Việt Nam nhu cầu sử dụng nước trong
nông nghiệp lên tới 85%. 70% dân số sống tại khu vực nông thôn phụ thuộc trực
tiếp hoặc gián tiếp vào nông nghiệp (Nguyễn Thanh Sơn, 2005).
Nước tưới phục vụ sản xuất nông nghiệp nước ta chủ yếu lấy từ hệ
thống sông ngòi. Nhu cầu sử dụng nước tưới năm 2010 tăng 11 – 12% so với
năm 2000, dự kiến năm 2020 tăng khoảng 12% so với năm 2010. Theo ñánh
giá của Ngân hàng phát triển Châu Á (ADB) ñến năm 2070, dòng chảy vào
tháng cao ñiểm của sông Mekong dự báo tăng 41% ở ñầu nguồn và 19% ở
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ………………………
9
9
vùng ñồng bằng. Còn vào các tháng mùa khô, dòng chảy giảm khoảng 24% ở
thượng nguồn và 29% ở vùng ðồng Bằng. Dòng chảy mùa kiệt ở LVS
Hồng giảm 19%, mực nước lũ có thể ñạt cao trình +13,24 xấp xỉ cao trình
ñỉnh ñê hiện nay +13,40 (Báo cáo Viện Quy hoạch Thuỷ lợi, 2005). ðiều
ñó có nghĩa là khả năng lũ trong mùa mưa và cạn kiệt trong mùa khô ñều
trở nên khắc nghiệt hơn.
ðối với ngành nông nghiệp, mặc dù hệ thống cơ sở vật chất ñã ñược
chú trọng ñầu tư, tuy vậy vẫn chưa ñáp ứng ñược yêu cầu phục vụ sản xuất,
hệ thống thủy lợi ñã ñược xây dựng từ lâu, các hạng mục công trình thủy lợi
ñều ñã bị hư hỏng nhiều và ñã xuống cấp, gây không ít khó khăn cho việc
khai thác sử dụng nguồn nước mặt.
Do chế ñộ mưa thay ñổi cùng với quá trình ñô thị hoá và công nghiệp hoá
dẫn ñến nhu cầu tiêu nước gia tăng ñột biến, nhiều hệ thống thuỷ lợi không ñáp
ứng ñược yêu cầu tiêu nước, cấp nước. Cùng với tác ñộng của biến ñổi khí hậu,
nguồn nước sạch sẽ trở nên khan hiếm, có khoảng 8,4 triệu người Việt Nam thiếu
nước ngọt vào năm 2050 và do ñó vấn ñề nước tưới nông nghiệp ñảm bảo an ninh
lương thực sẽ trở nên ñáng lo ngại (Nguyễn Thanh Sơn, 2005).
2.1.2.2 Ô nhiễm Kim loại nặng trong nước tưới Việt Nam
a. Nguồn gây ô nhiễm
Nguồn từ các hoạt ñộng công nghiệp
ðây có thể coi là nguồn chủ yếu dẫn ñến nhiễm bẩn kim loại nặng
trong môi trường nước. Do công nghiệp là ngành sản xuất với quy mô lớn và
trình ñộ công nghệ cao, trong những năm qua nó lại không ñược sự giám sát
chặt của các cơ quan có thẩm quyền dẫn ñến có rất nhiều nhà máy, xí nghiệp
sản xuất thải trực tiếp nước thải ra ngoài môi trường mà không xử lý trước. Hoặc
nếu có thì cũng chỉ là mang tính hình thức ñối phó bởi việc ñầu tư xử lý nước thải
là khá tốn kém. Theo kết quả ñiều tra sơ bộ chỉ tính riêng ngành công nghiệp mạ
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ………………………
10
10
thì có tới 80% nước thải không ñược xử lý mà thải trực tiếp ra môi trường. Trong
khi ñó người ta ước tính rằng lượng thải của ngành này trong những năm tới có
thể lên ñến hàng ngàn tấn mỗi năm làm cho hiện tượng ô nhiễm nước nói chung
và ô nhiễm do kim loại nặng gây ra ngày càng phổ biến. Nguồn kim loại nặng từ
các ngành công nghiệp ñược thể hiện qua bảng 2.2 :
Bảng 2.2 Nguồn kim loại nặng từ các ngành công nghiệp
Nguyên tố Nguồn
Pb Công nghiệp mỏ, than ñá, sản xuất ắc quy, xăng, hệ thống dẫn
Cu Hoạt ñộng khai khoáng, mạ kim loại
(Nguồn: Báo cáo hiện trạng Môi trường quốc gia, 2006)
Nguồn từ các hoạt ñộng nông nghiệp
Ngành nông nghiệp của nước ta trong thời gian qua ñã ứng dụng rất
nhiều những thành tựu về nông nghiệp trên thế giới như thuốc trừ sâu, thuốc
diệt cỏ, phân bón hoá học… ñiều này ñã góp phần nâng cao năng suất cây
trồng. Tuy vậy thì nó cũng có mặt trái của nó ñó chính là hàm lượng các kim
loại nặng tồn tại trong các hoá chất này vốn không nhỏ. Thêm vào ñó việc sử
dụng những chất hoá học thường không theo các quy tắc chung do vậy nó ñã
bắt ñầu gây ra nhiễm bẩn kim loại nặng trong nước tưới thậm chí có ở cả
trong nước ngầm. Các hoạt ñộng sử dụng phân bón và hóa chất BVTV vẫn
diễn ra tràn lan như hiện nay thì tình trạng ô nhiễm kim loại nặng sẽ xảy ra
trong tương lai gần.
Nguồn từ các hoạt ñộng giao thông vận tải
Các hoạt ñộng giao thông vận tải thông qua quá trình hoạt ñộng ñốt
nhiên liệu của mình ñã thải vào môi trường một hàm lượng lớn các kim
loại nặng mà trong ñó chủ yếu là Pb dưới dạng các oxit và một số oxit kim
loại khác, những kim loại nặng này tồn tại ở dạng bụi hoặc sol khí sau ñó
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ………………………
11
11
chúng sẽ ñược phát tán rộng rãi ra ngoài môi trường. Thực tế một số
nghiên cứu ñã chỉ ra rằng ở những vùng ñất nằm ven các trục ñường giao
thông có hàm lượng Pb cao hơn so với những vùng ñất không có trục ñược
giao thông ñi qua.
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ………………………
12
12
Nguồn từ các hoạt ñộng khác
Nguồn này rất là ña dạng nó có thể ñến từ rất nhiều những hoạt ñộng
khác như: Nguồn nước thải sinh hoạt, nguồn từ tự nhiên, nguồn do hoạt ñộng
khai thác mỏ, nguồn từ các làng nghề tiểu thủ công nghiệp… Ngoài ra nguồn
gây ô nhiễm kim loại nặng từ các phòng thí nghiệm, phòng nghiên cứu thuộc
các trường ñại học, các viện cũng ñã thải ra môi trường một lượng kim loại
nặng khá lớn. Tuy nhiên thì phần lớn những nguồn này lại ñược thải chung
với những dạng nước thải khác mà không qua xử lý.
Bảng 2.3 Hàm lượng một số kim loại nặng trong nước thải
làng nghề tái chế kim loại
ðơn vị: ppm
TT Nơi lấy mẫu Pb
2+
Cu
2+
Zn
2+
1 Chỉ ðạo – Bắc Ninh 0,35 0,1 0,6
2 Vân Chàng – Nam ðịnh 0,9 1,5 8,7
3 Phước Kiều – Quảng Nam 0,6 3,1 1,8
4 Xuân Tiến – Nam ðịnh 0,44 3,25 2,15
QCVN 39: 2011 / BTNMT 0,05 0,5 2,0
(Nguồn: Báo cáo hiện trạng Môi trường quốc gia, 2006)
b. Hiện trạng ô nhiễm Kim loại nặng trong nước tưới
Ở Việt Nam ô nhiễm nước do kim loại nặng gây ra chưa thực sự trở
thành vấn ñề nổi cộm trong lĩnh vực môi trường. Tuy vậy trong những năm
gần ñây ñã và ñang xuất hiện ngày càng nhiều ñiểm cần lưu ý về môi trường
do hiện tượng nhiễm bẩn kim loại nặng trong nước.
Theo Báo cáo hiện trạng Môi trường quốc gia năm 2006, ở Việt Trì –
Phú Thọ qua ñiều tra sơ bộ ñã thấy có dấu hiệu ô nhiễm As ở mức thấp. LVS
ðồng Nai một số ñiểm quan trắc ñược cũng ñã cho thấy có dấu hiệu bị nhiễm
bẩn kim loại nặng. Hàm lượng Hg, Cr, Zn, Pb,… ñoạn sông Cầu chảy qua
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ………………………
13
13
Bắc Kạn và Thái Nguyên cũng có dấu hiệu bị nhiễm kim loại nặng. Hàm
lượng Pb trên sông Nhuệ vượt tiêu chuẩn cho phép từ 1,1 ñến 7,0 lần, trên
sông Lừ vượt 3,8 lần, sông Tô Lịch vượt từ 1,1 ñến 3,1 lần sông Kim Ngưu
vượt 4 lần …
Ngoài ra còn có rất nhiều những làng nghề tái chế kim loại, những
vùng khai thác quặng, những nhà máy luyện kim ñang ngày ñêm thải ra môi
trường một lượng kim loại nặng vô cùng lớn dưới dạng nước thải. ðiều này
ñã dẫn ñến hiện tượng nhiễm bẩn kim loại nặng ở một số khu vực trong ñó
lượng kim loại nặng này tồn tại cả ở trong nước và trong ñất.
Bảng 2.4 Hàm lượng một số kim loại nặng trong nước kênh, rạch của
thành phố Hồ Chí Minh
ðơn vị: ppm
Nồng ñộ
Kênh, rạch
Cu Pb Zn
Các hệ thống Tân Hoà 20-72 10-20 150-800
Hệ thống Nhiêu lộc, Thị Nghè 12-30 5-140 100-500
Chi lưu kênh Cầu Bông 18-25 7-300 395-650
Kênh Doi Tê, Tân Hu, Bến Nghé 10-180
10-160
200-250
Nhánh kênh U Cay 8-85 30-350
690-900
Nước kênh, rạch không bị ô nhiễm 3 0,5 10
Tích tụ (tối ña) 60 700 90
(Nguồn: Nguyễn Ngọc Quỳnh và cộng sự, 2001)
Hầu hết các con sông hiện nay ñều là nguồn cung cấp nước tưới chủ
yếu cho nông nghiệp, nếu những vấn ñề này không ñược xử lý kịp thời thì
những kim loại nặng rất dễ dàng tích lũy vào ñất, thực vật và qua chuỗi thức
ăn tác ñộng trực tiếp tới sức khỏe con người.
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ………………………
14
14
2.1.2.3 Hiện trạng chất lượng nước lưu vực sông Nhuệ - ðáy
LVS Nhuệ - ðáy là nguồn nước tưới chủ yếu trong sản xuất nông
nghiệp của các tỉnh vùng ñồng bằng Bắc bộ, những năm gần ñây LVS này
ñang chịu áp lực mạnh mẽ của các hoạt ñộng kinh tế - xã hội, ñặc biệt là của
các khu công nghiệp, khu khai thác và chế biến. Sự ra ñời và hoạt ñộng của
hàng loạt các khu công nghiệp thuộc các tỉnh, thành phố, các hoạt ñộng tiểu
thủ công nghiệp trong các làng nghề, các xí nghiệp kinh tế quốc phòng cùng
với các hoạt ñộng khai thác, chế biến khoáng sản, canh tác trên hành lang
thoát lũ làm cho môi trường nói chung và môi trường nước nói riêng ngày
càng xấu ñi, nhiều ñoạn sông ñã bị ô nhiễm tới mức báo ñộng.
Tuy sông Nhuệ có chiều dài không lớn nhưng trong lưu vực có hệ
thống các phụ lưu, kênh mương khá dày ñặc. Sông Nhuệ lấy nước từ sông
Hồng qua cống Liên Mạc ñể tưới cho các hệ thống thủy nông. Sông Nhuệ còn
tiêu nước cho thành phố Hà Nội và hợp lưu với sông ðáy tại thành phố Phủ
Lý. Sông Nhuệ có diện tích lưu vực 1070 km
2
, trên diện tích ñó khu vực ảnh
hưởng của thành phố Hà Nội bao gồm một phần diện tích của huyện Thanh
Trì, Từ Liêm và một số huyện mới sát nhập trước ñây thuộc tỉnh Hà Tây.
Phần diện tích của lưu vực còn lại là thuộc ñịa phận tỉnh Hà Nam. Nước sông
Tô Lịch thường xuyên xả vào sông Nhuệ với lưu lượng trung bình từ 11- 17
m
3
/s, lưu lượng
cực ñại ñạt 30 m
3
/s. ðây là nguyên nhân chủ yếu làm cho nước
sông Nhuệ bị ô nhiễm. Ngoài ra, dọc theo sông Nhuệ còn có rất nhiều nhà máy,
xí nghiệp, làng nghề thủ công sản xuất và chế biến kim loại. Những kim loại này
thường theo dòng chảy xuống nước và lắng ñọng xuống bùn ñáy sông.
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ………………………
15
15
Hình 2.1 Bản ñồ hành chính lưu vực sông Nhuệ - ðáy
2.2 Kim loại nặng và tình hình ô nhiễm kim loại nặng trong ñất trên thế
giới và Việt Nam
2.2.1 Các nghiên cứu về ô nhiễm KLN trong ñất trên thế giới
Do tốc ñộ công nghiệp hoá tăng nhanh và sự phát triển mạnh mẽ của
hoạt ñộng công nghiệp nên vấn ñề ô nhiễm kim loại nặng ngày càng ñáng lo
ngại ở nhiều nước trên thế giới.
Theo Thomas (1986) các nguyên tố KLN như Cu, Zn, As … thường
chứa trong phế thải của các ngành luyện kim màu, sản xuất ô tô. Khi nước
thải chứa 13 mg Cu/l, 10 mg Pb/l, 1 mg Zn/l ñã gây ô nhiễm ñất nghiêm
trọng. Ở một số nước như ðan Mạch, Nhật Bản, Anh, Ailen hàm lượng Pb
cao hơn 100 mg/kg ñã phản ảnh tính trạng ô nhiễm Pb.
