Đánh giá mức độ ô nhiễm kim loại nặng trong nước và trầm tích trên sông bằng, sông hiến đoạn chảy qua thành phố cao bằng

Mục lục:

LỜI MỞ ĐẦU
Sông Bằng, sông Hiến là hai con sông lớn chảy qua thành phố Cao Bằng,
chúng là nguồn nước chính được sử dụng để phục vụ nhu cầu cấp nước sinh hoạt và
sản xuất cho 74% dân số thành phố Cao Bằng. Lưu vực sông Bằng - sông Hiến
đang đứng trước nguy cơ suy thoái nguồn nước trầm trọng. Những nguyên nhân
chính gây ô nhiễm nguồn nước sông, suối là do nước thải sinh hoạt của các khu dân
cư, bệnh viện, cơ sở sản xuất công nghiệp chưa xử lý đạt tiêu chuẩn, nước thải của
sản xuất nông nghiệp được xả thải xuống sông. Vấn đề ô nhiễm nguồn nước do chất
thải, nước thải phát sinh từ quá trình phát triển công nghiệp và đô thị đang trở thành
vấn đề môi trường cần quan tâm của tỉnh. Mức độ ô nhiễm nước sông Bằng, sông
Hiến đang có xu hướng tăng và được thể hiện qua sự gia tăng các nồng độ chất ô
nhiễm trong nước như chỉ tiêu độ đục, cặn lơ lửng, COD, BOD 5. Đặc biệt là khu
vực Thành phố Cao Bằng và vùng lân cận, nhiều chỉ tiêu chất lượng nước sông đã
vượt quá giới hạn cho phép của QCVN 08:2008/BTNMT.
Theo Báo cáo Môi trường quốc gia 2010 của Tổng cục Môi trường, hầu hết
các lưu vực sông trên toàn quốc đang bị suy thoái nghiêm trọng cả về số lượng và
chất lượng, nguyên nhân chủ yếu là do khai thác quá mức, hoạt động xả nước thải
sản xuất, nước thải sinh hoạt và biến đổi khí hậu. Tình trạng ô nhiễm nguồn nước
hiện nay không chỉ ảnh hưởng đến các hoạt động khai thác, sử dụng nước phục vụ
cho các mục đích mà còn tác động trực tiếp đến sức khỏe người dân.
Thời gian qua đã có những nghiên cứu, quan trắc đánh giá các chỉ tiêu chất
lượng nước của các con sông của tỉnh Cao Bằng do Sở Tài nguyên và Môi trường
tỉnh Cao Bằng thực hiện, tuy nhiên những nghiên cứu về ô nhiễm kim loại nặng
trong trầm tích sông ở tỉnh Cao Bằng hầu như là chưa có. Do vậy, để đánh giá đúng
mức độ ô nhiễm và đề ra các giải pháp góp phần vào việc bảo vệ môi trường, khắc
phục ô nhiễm môi trường nước sông tại thành phố Cao Bằng, tôi tiến hành đề tài “
Đánh giá mức độ ô nhiễm kim loại nặng trong nước và trầm tích trên sông
Bằng, sông Hiến đoạn chảy qua thành phố Cao Bằng”.
* Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn của đề tài:

Là một người con sinh ra và lớn lên trên vùng đất Cao Bằng chứng kiến sự
thay đổi ngày một xấu đi của con sông quê hương nên tôi muốn thực hiện đề tài
nghiên cứu này để góp phần đánh giá mức độ ô nhiễm của nguồn nước đang phục
vụ cho nhu cầu hàng ngày của người dân thành phố Cao Bằng. Kết quả nghiên cứu


Khóa luận tốt nghiệp

Nông Hồng Sơn

của đề tài này sẽ là những dẫn liệu để tham khảo về chất lượng nguồn nước sông
Bằng, sông Hiến và mối liên hệ về hàm lượng kim loại nặng giữa môi trường nước
và trầm tích, qua đó đánh giá được chính xác mức độ ô nhiễm kim loại nặng trong
nước sông Hiến, sông Bằng. Đồng thời làm cơ sở để đề ra các giải pháp giảm thiểu
ô nhiễm môi trường nước lưu vực sông Bằng, sông Hiến.
* Mục đích nghiên cứu:
- Đánh giá mức độ ô nhiễm kim loại nặng trong nước và trầm tích trên sông
Bằng, sông Hiến đoạn chảy qua thành phố Cao Bằng.
- Đề xuất các giải pháp nhằm giảm thiểu ô nhiễm môi trường nước lưu vực
sông Bằng, sông Hiến.

K54 Khoa học môi trường

|

Đại học khoa học tự nhiên


Khóa luận tốt nghiệp

Nông Hồng Sơn

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU
1.1. Giới thiệu đôi nét về hệ thống sông chảy qua thành phố Cao Bằng
Cao Bằng là tỉnh nằm ở phía Đông Bắc Việt Nam. Hai mặt Bắc và Đông Bắc
giáp với tỉnh Quảng Tây (Trung Quốc), với đường biên giới dài khoảng 311 km.
Phía Tây giáp tỉnh Tuyên Quang và Hà Giang. Phía nam giáp tỉnh Bắc Kạn và Lạng
Sơn. Theo chiều Bắc - Nam là 80 km, từ 230 07'12" - 22021'21" vĩ bắc (tính từ xã
Trọng Con huyện Thạch An đến xã Đức Hạnh, huyện Bảo Lâm). Theo chiều đông tây là 170 km, từ 105016'15" - 106050'25" kinh đông (tính từ xã Quảng Lâm, huyện
Bảo Lâm đến xã Lý Quốc, huyện Hạ Lang).
Là tỉnh miền núi vùng cao biên giới, xa các trung tâm kinh tế lớn của vùng
Đông Bắc và cả nước nhưng Cao Bằng lại có ba cửa khẩu là Tà Lùng, Hùng Quốc
và Sóc Hà. Đây là lợi thế quan trọng, tạo điều kiện cho tỉnh giao lưu kinh tế với bên
ngoài, nhất là Trung Quốc.
Cao Bằng có diện tích đất tự nhiên 6.690,72 km2, địa hình là cao nguyên đá
vôi xen lẫn núi đất, có độ cao trung bình trên 200 m, vùng sát biên có độ cao từ 600
– 1.300 m so với mặt nước biển. Núi non trùng điệp. Rừng núi chiếm hơn 90% diện
tích toàn tỉnh. Từ đó hình thành nên 3 vùng rõ rệt: Miền đông có nhiều núi đá, miền
tây núi đất xen núi đá, miền tây nam phần lớn là núi đất có nhiều rừng rậm.[12]

Hình 1. Bản đồ sông suối trên địa bàn thành phố Cao Bằng

K54 Khoa học môi trường

|

Đại học khoa học tự nhiên


Khóa luận tốt nghiệp

Nông Hồng Sơn

Sông Bằng, sông Hiến là hai con sông chảy qua Thành Phố Cao Bằng. Thành
phố Cao Bằng là thành phố trực thuộc của tỉnh Cao Bằng, nằm ở phía Đông của
tỉnh. Bốn hướng Đông, Tây, Nam, Bắc được huyện Hòa An bao quanh. Hệ thống
sông ngòi của thành phố được thể hiện trong hình 1.
Sông Bằng chảy qua tỉnh Cao Bằng, Việt Nam. Bắt nguồn từ tỉnh Quảng
Tây, Trung Quốc chảy theo hướng Tây Bắc - Đông Nam vào Cao Bằng tại cửa khẩu
Sóc Giang, xã Sóc Hà, huyện Hà Quảng. Từ xã Sóc Giang, sông chảy theo hướng
Đông Nam qua các huyện Hà Quảng, Hòa An, Thị xã Cao Bằng, huyện Phục Hòa.
Đoạn sông chảy qua Cao Bằng được kết thúc tại cửa khẩu Tà Lùng, xã Mỹ Hưng,
huyện Phục Hoà (phía Đông Nam Cao Bằng) trước khi đổ vào tỉnh Quảng Tây,
Trung Quốc. Nó hợp lưu với sông Kỳ Cùng gần thị trấn Long Châu, Quảng Tây để
tạo thành sông Tả Giang, chi lưu phía nam của Úc Giang.
Sông Bằng có tổng chiều dài khoảng 108 km, trên đất Việt Nam sông Bằng
có chiều dài khoảng 90 km, diện tích lưu vực 4.000 km 2, độ cao bình quân lưu vực
là 482 m, chiều rộng trung bình lưu vực là 44,5 km, mật độ lưới sông 0,91 km/km2,
hệ số uốn khúc là 1,29. Sông Bằng Giang có 24 chi lưu trong đó có 3 chi lưu lớn là
sông Sê Bao, sông Hiếu, sông Bắc Vọng. Diện tích tự nhiên toàn lưu vực sông Bằng
tính đến cửa khẩu Tà Lùng là 4740 km², trong đó thuộc địa phận Việt Nam là
4264km2, thuộc địa phận Trung Quốc 476 km². Mật độ lưới sông trong lưu vực là
0,91 km/km².[11]
Sông Hiến là một sông phụ lưu của sông Bằng. Hệ thống sông Hiến chủ yếu
nằm trên địa phận của tỉnh Cao Bằng, một phần nhỏ thuộc huyện Ngân Sơn của tỉnh
Bắc Kạn. Sông Hiến bắt nguồn từ vùng núi Khau Vài (1.200 m), chảy theo hướng
Tây Nam - Đông Bắc và đổ vào bờ phải Sông Bằng tại thành phố Cao Bằng. Sông
Hiến dài khoảng 62 km. Diện tích lưu vực 930 km², độ cao trung bình 526 m, độ
dốc trung bình 26,8%, mật độ sông suối 0,98 km/km². Tổng lượng nước 0,56 km³,
tương ứng với lưu lượng nước trung bình 17,8 m3/s, môđun dòng chảy năm là 19,1

l/s.km².
a) Dòng chảy năm
Cao Bằng có điều kiện về khí hậu khắc nghiệt và nguồn nước lại rất hạn chế.
Địa hình chia cắt phức tạp nên hệ thống sông suối nhiều nhánh, nhưng chủ yếu là

K54 Khoa học môi trường

|

Đại học khoa học tự nhiên


Khóa luận tốt nghiệp

Nông Hồng Sơn

những nhánh có diện tích tập trung nước rất nhỏ. Chính vì vậy mà mức độ giữ nước
và điều tiết dòng chảy rất kém. Về cơ bản lưu vực sông Bằng có các chỉ lưu được
phân vùng. Mỗi vùng có những đặc trưng thuỷ văn riêng cho vùng đó. Từ số liệu đo
đạc của các trạm thuỷ văn thấy tuy các trạm khống chế những lưu vực không lớn
lắm nhưng ở các trạm có hệ số biến động dòng chảy ở mức độ vừa phải (Cv từ 0,2
đến 0,4). Hệ số bất đối xứng Cs phụ thuộc từng trạm và từng vùng, phạm vi biến
đổi khoảng (2 - 3,5) Cv. Từ đó cho thấy các đặc trưng dòng chảy năm tại các lưu
vực biến đổi theo từng vùng và phụ thuộc vào điều kiện cụ thể của lưu vực đó. Các
trị số đã cho thấy đặc điểm dòng chảy lưu vực nghiên cứu. Chúng ta phải có các
biện pháp làm sao giữ được nước tốt nhất để phục vụ cho sản xuất và đời sống
người dân. Sau đây là một số đặc điểm thuỷ văn của các trạm chính trong tỉnh Cao
Bằng. [16]
Bảng 1. Đặc trưng dòng chảy năm một số trạm
TT

Tên trạm

Flv (km2)

Cv

Cs

Qo (m3/s)

1

Cao Bằng

2880

0,29

0,8

80

2

Pắc Bó

150

0,25

0,60

4,45

3

Tà Sa

123

0,24

1,00

3,5

4

Đức Thông

65

0,35

0,7

1,32

5

Pắc Luông

885

6

Bản Co

593

0,35

0,7

11,3

7

Nà Vường

184

0,35

1,01

6,2

8

Bản Giốc

1.570

0,32

0,96

48,5

24,3

b) Dòng chảy mùa lũ
Trong năm dòng chảy phân ra theo mùa rõ rệt, mùa lũ thường bắt đầu vào
tháng VI và kết thúc vào tháng IX. Như vậy mùa lũ kéo dài 4 tháng, các tháng còn
lại là mùa kiệt. Tuy nhiên, tuỳ theo từng vùng và điều kiện thời tiết, có những năm
mùa lũ có thể bắt đầu sớm hơn (từ tháng V). Lũ lớn thường xảy ra vào tháng VII và
VIII, cũng có năm sớm hơn, từ tháng V. Thường thì mùa lũ kết thúc vào tháng IX
nhưng có những năm lũ muộn, đến tháng X vẫn còn xuất hiện lũ.
Tuy mùa lũ chỉ kéo dài 4 tháng nhưng lượng dòng chảy trong năm chủ yếu
tập trung trong 4 tháng lũ này. Tổng lượng dòng chảy các tháng mùa lũ chiếm
khoảng 64,5% đến 75,6% lượng dòng chảy năm.

K54 Khoa học môi trường

|

Đại học khoa học tự nhiên

Khóa luận tốt nghiệp

Nông Hồng Sơn

- Tuỳ theo điều kiện địa hình từng vùng, mô đun dòng chảy trung bình tháng
mùa lũ biến đổi từ 60 ÷ 90 l/s/km 2. Có những vùng ngay cả trong mùa lũ mà lượng
nước cũng không được nhiều.
- Dòng chảy đỉnh lũ các lưu vực cũng thuộc loại nhỏ. Vào mùa lũ hàng năm,
cũng thường xảy ra những trận lũ lớn. Đỉnh lũ thường xuất hiện vào tháng VII và
VIII, nhưng cũng có năm trận lũ lớn nhất năm lại rơi vào tháng V và tháng VI
nhưng số này rất ít và những con lũ này cũng không nguy hiểm. [16]
Bảng 2. Một số trận lũ lịch sử ở Cao Bằng
TT

Tên trạm

Flv (km2)

Qmax (m3/s)

Mmax (l/s/km2)

Ngày

1

Cao Bằng

2.880

2.520

875

11-V-1965

2

Pắc Bó

150

101

673

9-VIII-1968

3

Tà Sa

123

127

1.032

24-VI-1959

4

Pắc Luông

885

431

487

2-VII-1973

5

Đức Thông

65

114

1.753

25-VII-1982

c) Dòng chảy mùa kiệt
Mùa kiệt bắt đầu từ tháng XI đến tháng IV năm sau, còn tháng V và tháng X
là 2 tháng chuyển tiếp giữa mùa lũ và mùa kiệt. Tuỳ theo tình hình thời tiết từng
năm mà các tháng chuyển tiếp này có năm nhiều nước, có năm ít nước. Trong mùa
kiệt dòng chảy trung bình rất nhỏ, mô đun dòng chảy trung bình các tháng nhỏ nhất

mùa kiệt chỉ khoảng 2 ÷ 8 l/s.km2 tuỳ theo từng vùng và dạng địa hình. Tháng có
dòng chảy nhỏ nhất thường là tháng II. Lượng dòng chảy mùa kiệt so với cả năm
chiếm tỷ lệ rất nhỏ. Tổng lượng dòng chảy các tháng mùa kiệt (từ tháng X đến V
năm sau) chỉ chiếm khoảng 25 ÷ 35% tổng lượng dòng chảy năm. Sau đây là một số
dòng chảy kiệt một số trạm trong lưu vực sông Bằng.
Bảng 3. Dòng chảy nhỏ nhất một số trạm
TT

Tên trạm

Thời đoạn

Qmin(m3/s)

Mmin(l/s/km2)

Ngày xuất hiện

1

Cao Bằng

1960 ÷1976

2,20

0,76

25-XII-1965

2

Pắc Bó

1967 ÷1972

0,068

0,45

9-III-1972

3

Đức Thông

1969 ÷1983

0,030

0,46

11-IV-1971

4

Tà Sa

1959 ÷1970

0,220

1,79

10-IV-1963

Qua các đặc trưng khí tượng - thuỷ văn như trình bày trong các phần trên có
thể thấy đây là lưu vực có điều kiện tự nhiên cũng như về khí hậu và thuỷ văn rất
K54 Khoa học môi trường

|

Đại học khoa học tự nhiên


Khóa luận tốt nghiệp

Nông Hồng Sơn

bất lợi. Điều kiện tự nhiên chủ yếu là rừng núi, địa hình chia cắt lại nằm ở vị trí
không thuận lợi. Xuất phát từ địa hình như vậy cho nên đặc điểm khí hậu ở đây là ít
mưa, mùa đông khô và lạnh kết hợp với hiện tượng sương muối và sương mù làm
cho việc sản xuất sinh hoạt của nhân dân rất khó khăn.
Về nguồn nước ở đây là một trong những vùng có thể coi là khó khăn nhất
miền Bắc. Điều kiện dòng chảy sông suối rất hạn chế, nhân dân lại sống ở vùng cao
nhiều nên tình hình nước phục vụ người dân còn thiếu nghiêm trọng.
Trong lưu vực sông Bằng và sông Hiến diễn ra nhiều hành vi khai thác vàng,
cát và sỏi, do vậy dòng sông hiện bị ô nhiễm nặng nề, có độ đục vượt quá quy
chuẩn cho phép và có nguy cơ hiểm họa nhiễm độc thuỷ ngân khai thác vàng công
nghiệp. Nước thải từ một số nhà máy và khu dân cư chưa được xử lý hoặc xử lý

kém chưa đạt quy chuẩn đang được xả thải xuống sông. Đặc biệt là nước thải từ
ngành khai thác mỏ đang là tác nhân chính gây ô nhiễm dòng sông. Trong khi đó,
nguồn nước sông Bằng và sông Hiến là nguồn nước chủ yếu để Công ty TNHH một
thành viên cấp nước Cao Bằng xử lý sản xuất nước sạch phục vụ nhu cầu sử dụng
nước cho thành phố Cao Bằng.[16]
1.2. Hoạt động gây ô nhiễm nước sông tại thành phố Cao Bằng
Nhìn chung chất lượng nước trên lưu vực các sông có khác nhau giữa các
khu vực. Dấu hiện ô nhiễm mang tính chất cục bộ chủ yếu tập trung ở những khu
vực đông dân cư, các cơ sở sản xuất và khai thác khoáng sản. Hạ lưu thường ô
nhiễm nặng hơn so với thượng lưu.
Nguồn nước thải, chủ yếu là nước thải sinh hoạt, nước thải nông nghiệp,
công nghiệp, nước thải bệnh viện, nước thải khai thác mỏ... đang gây ô nhiễm môi
trường nghiêm trọng.
Thành phố Cao Bằng hiện nay có 5 cơ sở sản xuất công nghiệp chính và một
vài cơ sở sản xuất do tư nhân, cá thể, tập thể hay công ty trách nhiệm hữu hạn thành
lập, tất cả đều là các cơ sở sản xuất nhỏ lẻ, không nằm trong khu, cụm công nghiệp
nào. Chính vì vậy, mặc dù hầu hết các cơ sở sản xuất này đều đã thiết lập, xây dựng
hệ thống xử lý nước thải tuy nhiên các hệ thống này thường sử dụng công nghệ xử
lý lạc hậu, mặt khác, do chưa coi trọng vấn đề bảo vệ môi trường nên phần lớn các
hệ thống này sau khi xây dựng đều chưa, không được đi vào hoạt động. Do đó, chất

K54 Khoa học môi trường

|

Đại học khoa học tự nhiên


Khóa luận tốt nghiệp

Nông Hồng Sơn

lượng nước thải sau khi xử lý thải ra môi trường chưa đáp ứng được yêu cầu bảo vệ
môi trường.
Một trong những nguồn ô nhiễm nghiêm trọng của thành phố Cao Bằng là từ
của các cơ sở khai thác và chế biến khoáng sản, hoạt động khai thác tại các khu vực
này đã và đang tàn phá môi trường nghiêm trọng. Cơ sở khai thác và chế biến
khoáng sản gây ô nhiễm chính tại thành phố Cao Bằng là Mỏ sắt Nà Lũng (Cty CP
khoáng sản & luyện kim CB) cơ sở này chủ yếu thực hiện biện pháp xử lý nước thải
bằng phương pháp tạo bể, hồ để thu gom nước thải, lắng lọc tự nhiên nhưng do hầu
hết các hồ chứa nước thải dung tích không đạt như thiết kế, lắng lọc rất kém, nước
thải ra môi trường thường vượt tiêu chuẩn cho phép nhiều lần. Tiêu biểu là vụ việc
vỡ đập chắn nước thải từ việc tuyển rửa quặng của Xí nghiệp khai thác quặng sắt
Nà Lũng (thuộc Công ty khoáng sản luyện kim Cao Bằng) xảy ra đêm 05/11/2010.
Vụ việc này đã gây ra cơn “lũ bùn đỏ” kéo theo hàng ngàn khối bùn đất từ
thượng nguồn đổ xuống, tràn lấp cả dòng suối Nà Lũng rồi ùa lên đồng ruộng, hoa
màu, vườn tược, nhà cửa của người dân. Nó nhuộm đỏ những gì trên đường đi qua.
Theo kết quả kiểm tra, xác minh của Thanh tra Sở Tài nguyên và môi trường Cao
Bằng sự cố vỡ đập là do bờ đập được xây dựng từ năm 2005 nhưng không được gia
cố lu lèn một cách cẩn thận nên móng đập đã bị thủng. Tuy nhiên, một số công nhân
lại cho biết đập bị vỡ là do dưới đáy đập có một cống lớn dùng để xả thải mỗi khi
có mưa lũ hàng năm. Lượng bùn đất trong đập sẽ theo mưa lũ rồi cuốn ra sông
Bằng và con sông này sẽ cuốn đi mọi chứng cứ.[28]
Năm 2008, xí nghiệp này đã bị xử phạt 70 triệu đồng vì có hành vi xả thải
trộm. Cụ thể, lãnh đạo xí nghiệp nghe dự báo thời tiết là sẽ có mưa lũ về nên đã ra
lệnh cho xả thải trước, tuy nhiên năm đó mưa lũ lại không về nên hành động xả thải
trộm này đã bị lộ và bị bắt quả tang. Từ năm 2005 đến nay xí nghiệp này đã có 4 lần
bị phòng Cảnh sát Môi trường tỉnh Cao Bằng xử phạt vì tội xả thải trộm. Đáng lưu
ý là tất cả các lần vi phạm bị bắt quả tang này chỉ xảy ra vào tháng 10 hoặc tháng 11
hàng năm, thời điểm ít xảy ra lũ lụt.

Năm 2005, xí nghiệp khai thác quặng sắt Nà Lũng đã tự ý xây dựng đập chắn
thải số 4 (bể bị vỡ), đồng thời đập này cũng nằm ngoài phạm vi đất được cấp. Quan
trọng hơn, mặc dù là đập cấp quốc gia nhưng xí nghiệp không hề có bản vẽ thiết kế
cũng như báo cáo tác động môi trường. Việc làm này đã bị thanh tra Sở Tài nguyên
và Môi trường lập biên bản xử phạt và yêu cầu hoàn chỉnh mọi thủ tục. Kể từ khi
K54 Khoa học môi trường

|

Đại học khoa học tự nhiên


Khóa luận tốt nghiệp

Nông Hồng Sơn

xảy ra sự cố thủng đập chắn thải số 4 của Xí nghiệp khai thác quặng Nà Lũng (xã
Duyêt Trung, thị xã Cao Bằng), Công ty Khoáng sản luyện kim Cao Bằng đã nỗ lực
hết sức nạo vét bùn, khắc phục hậu quả. Tuy nhiên, vấn đề không phải chỉ vét hết
bùn là xong, vì đây không phải loại bùn thông thường mà là bùn công nghiệp được
“sinh” ra từ việc tuyển rửa quặng, có thể chứa các chất hoá học, kim loại nặng gây
độc hại cho sức khoẻ con người, cây trồng và vật nuôi. Do vậy người dân lo lắng,
nếu không có biện pháp vệ sinh, giải độc một cách cẩn thận có thể sẽ ảnh hưởng
nghiêm trọng đến đời sống người dân. [28]
Ngoài ra còn có hoạt động khai thác vàng ồ ạt và trái phép vàng ở vùng
thượng nguồn sông Bằng và sông Hiến cũng là một trong những nguyên nhân chính
làm cho nguồn nước sông Bằng và sông Hiến bị ô nhiễm nghiêm trọng.
Trong hoạt động khám, chữa bệnh tại các bệnh viện, trung tâm y tế, phòng
khám; nước thải phát sinh gồm: Nước thải của quá trình khám, chữa bệnh tại các
khu phẫu thuật, xét nghiệm,… thành phần chính: máu bệnh phẩm, chất hữu cơ, chất

rắn lơ lửng, hoá chất, hàm lượng N, P, Clo và vi trùng gây bệnh; Nước thải sinh
hoạt của cán bộ công nhân viên, bệnh nhân tại khu điều trị, nhà vệ sinh có thành
phần chính: chất hữu cơ, chất rắn lơ lửng, hàm lượng N, P, Clo, vi khuẩn, dầu mỡ
động thực vật và chất tẩy rửa,… Trên địa bàn thành phố có 3 bệnh viện lớn và một
vài trạm y tế, cơ sở khám chữa bệnh nhỏ lẻ. Nhưng chỉ có Bệnh viện Đa khoa tỉnh
đã được đầu tư hệ thống xử lý nước thải bằng thiết bị hợp khối đảm bảo nước thải
thoát ra môi trường đạt tiêu chuẩn cho phép lượng nước thải xử lý. Các cơ sở y tế
khác đều chưa được đầu tư hệ thống xử lý nước thải theo đúng quy định. Kết quả
quan trắc hằng năm cho thấy hầu hết nước thải bệnh viện có các chỉ số cao hơn tiêu
chuẩn cho phép nhiều lần như: chỉ số BOD 5 cao gấp 6,5 lần, COD cao gấp 4,8 lần,
độ màu cao gấp 4,4 lần…
Ngoài ra, tại các khu vực nông thôn, nguồn nước thải từ hoạt động sản xuất
nông nghiệp, chăn nuôi gia súc, gia cầm, nước thải sinh hoạt đều thải trực tiếp ra
môi trường mà không được xử lý.
Nguồn nước thải từ các nguồn thải này đều có hàm lượng chất rắn lơ lửng
(TSS), nhu cầu ô xi sinh hóa ( BOD 5 ), nhu cầu ô xi hóa học ( COD)… vượt nhiều
lần quy chuẩn Việt Nam cho phép. Kết quả phân tích nước mặt trên sông Bằng tại
K54 Khoa học môi trường

|

Đại học khoa học tự nhiên


Khóa luận tốt nghiệp

Nông Hồng Sơn

khu vực thị xã Cao Bằng có chỉ số TSS vượt quy chuẩn cho phép gần 5 lần, BOD 5
vượt quy chuẩn cho phép từ 2 - 4 lần…

1.3. Ảnh hưởng của ô nhiễm do kim loại nặng đến môi trường
Ô nhiễm do các kim loại nặng thường gặp trong các khu công nghiệp, khu
khai thác mỏ, nơi chôn cất các chất thải công nghiệp và những khu vực gần bệnh
viện.
Ô nhiễm kim loại nặng biểu hiện ở nồng độ cao của các kim loại nặng trong
nước. Trong một số trường hợp, xuất hiện hiện tượng chết hàng loạt cá và thủy sinh
vật. Nhiễm bẩn kim loại nặng trong nước có thể bằng những con đường chính sau:
lắng đọng từ khí quyển, đổ thải trực tiếp từ nước thải, nước mưa, nước chảy tràn.
Nhưng nguyên nhân chủ yếu gây ô nhiễm kim loại nặng vẫn là quá trình đổ vào môi
trường nước nước thải công nghiệp và nước thải độc hại không xử lý hoặc xử lý
không đạt yêu cầu.
Ô nhiễm nước bởi kim loại nặng có tác động tiêu cực đến môi trường sống
của sinh vật và con người. Kim loại nặng tích lũy theo chuỗi thức ăn thâm nhập và
cơ thể người. Nước mặt bị ô nhiễm sẽ lan truyền các chất ô nhiễm vào nước ngầm,
vào đất và các thành phần môi trương liên quan khác. Tai nạn ở vịnh Minamata ở
Nhật Bản là một ví dụ điển hình, đã gây tử vong cho hàng trăm người và gây ra
nhiễm độc nặng hàng ngàn người khác. Nguyên nhân ở đây là người dân ăn cá và
các động vật biển khác đã bị nhiễm thủy ngân do nhà máy ở đó thải ra. Thủy ngân ít
bị phân hủy sinh học, bị tích đọng trong cơ thể sinh vật thông qua chuỗi mắt xích
thức ăn. Rong biển có thê tích tụ lượng thủy ngân hơn 100 lần trong nước, cá có thể
chứ đến 120 ppm Hg. [8]
1.4. Một số nghiên cứu liên quan về vấn đề ô nhiễm kim loại nặng trên thế giới
và ở Việt Nam
a. Một số nghiên cứu trên thế giới:
Ô nhiễm kim loại nặng trong nước và trầm tích sông ở trên thế giới đã và
đang là vấn đề rất nghiêm trọng, nó gây ảnh hưởng rất lớn đến chất lượng cuộc sống
của con người và sinh vật. Trên thế giới nhiều quốc gia đang phải đối mặt với hiện
tượng ô nhiễm kim loại nặng trong nước và trầm tích sông nghiêm trọng.

K54 Khoa học môi trường

|

Đại học khoa học tự nhiên


Khóa luận tốt nghiệp

Nông Hồng Sơn

Sông Hằng là một trong những con sông bị ô nhiễm nhất trên thế giới vì bị
ảnh hưởng nặng nề bởi nền công nghiệp hóa chất, rác thải công nghiệp và rác thải
sinh hoạt chưa qua xử lý. Theo nghiên cứu của D. Kar và đồng nghiệp, năm 20042005, về đánh giá ô nhiễm kim loại nặng trong nước bề mặt sông Hằng. Cho thấy
chất lượng nước đang trở nên xấu đi nghiêm trọng. Cùng với sự mất đi khoảng 3040% lượng nước do những đập nước đang làm cho sông Hằng trở nên khô cạn và có
nguy cơ biến mất. Nước sông giờ không những không thể dùng ăn uống, tắm giặt
mà còn không thể dùng cho sản xuất nông nghiệp. Trong nghiên cứu đó, Mẫu nước
được thu thập một lần trong mỗi tháng trong tháng tư năm 2004 đến tháng 3 năm
2005 từ hai điểm (giữa đoạn sông và một điểm xả) tại bốn trạm quan trắc.
Berhampore (BH), Palta (PA), Dakshineswar (DK) và Uluberia (UL) trên sông
Ganga, dài 300 km thuộc Bhagirathi-Hooghly ở Tây Bengal, Ấn Độ. Hàm lượng
Fe, Mn, Zn, Ni, Cr và Pb đã được phát hiện trong hơn 92% các mẫu trong khoảng
0,025-5,49, 0,025-2,72, 0,012-0,370, 0,012-0,375, và 0,001-0,044 0,001-0,250 mg
/l, tương ứng. Nồng độ Fe, Mn và Cd cũng khác nhau với sự thay đổi của vị trí lấy
mẫu. Nồng độ trung bình cao nhất (mg/L) của Fe (1.485), Zn (0,085) và Cu (0.006)
đã được quan sát thấy ở Palta, Mn (0,420) và Ni (0.054) tại Berhampore, trong khi
tối đa của Pb (0,024 mg / L) và Cr (0,018 mg / L) đã thu được tại các trạm ở hạ lưu,
Uluberia. Hàm lượng các kim loại nặng khác nhau trong nước mặt của sông Hằng
sông được sắp xếp theo trình tự: Fe > Mn > Ni > Cr > Pb > Zn > Cu > Cd. [22]
Sông của Sunchullí -Viscachani thuộc khu vực khai thác vàng nằm ở phía
Tây Bắc của La Paz, Bolivia. Hoạt động khai thác mỏ này có thể tạo ra các tác động

rất nghiêm trọng đến hệ sinh thái, cũng như đối với sức khỏe của các thợ mỏ và
người dân, chủ yếu là do các phương pháp nguyên thủy sử dụng trong việc thu hồi
vàng. Theo nghiên cứu Đặc tính, tiềm năng của ô nhiễm thủy ngân trong khu vực
khai thác mỏ vàng Apolobamba, Bolivia của Acosta J.A. và đồng nghiệp năm 2011
thì kết quả nghiên cứu ở đây cho thấy tích tụ của thủy ngân trong đất và trầm tích là
một trong những tích tụ cao nhất thế giới. Nồng độ cao nhất của thủy ngân đã được
tìm thấy trong trầm tích sông của Sunchullí -Viscachani là 102 mg/kg, và trong các
lớp trầm tích của hồ Sunchullí và hồ Viscachani là 12,3 mg/kg và 11,7 mg/kg.
Những nồng độ đó có thể gây ra vấn đề nghiêm trọng đối với đời sống thuỷ sinh,
các hệ sinh thái liên quan và sức khỏe con người.[17]

K54 Khoa học môi trường

|

Đại học khoa học tự nhiên


Khóa luận tốt nghiệp

Nông Hồng Sơn

Theo đánh giá ô nhiễm kim loại nặng và chất lượng trầm tích trong sông
Buriganga, Bangladesh của P. K. Saha và M.D. Hossain năm 2011. Sông Buriganga
chảy qua bên cạnh thành phố Dhaka, thủ đô của Bangladesh, là một trong những
sông ô nhiễm nhất ở Bangladesh. Nhiều ngành công nghiệp đã được thiết lập trong
và xung quanh thành phố Dhaka trong thập kỷ qua, và số các ngành công nghiệp
mới đang liên tục gia tăng. Sông Buriganga ngày càng bị ô nhiễm bởi hàng nghìn
đơn vị công nghiệp và nước thải thành phố với khối lượng lớn chất thải độc hại có
chứa rất nhiều kim loại nặng. ô nhiễm kim loại nặng trong môi trường nước là mối

quan tâm quan trọng, do độc tính của kim loại và tích lũy của nó trong thủy sản và
môi trường sống. kim loại nặng trái ngược với hầu hết các chất gây ô nhiễm, không
phân hủy sinh học, nó trải qua một chu kỳ sinh thái toàn cầu trong mà nước tự nhiên
là con đường chính. Tiếp xúc với các kim loại nặng có liên quan đến một số bệnh
của con người như phát triển chậm phát triển hoặc dị tật, suy thận, ung thư, phá
thai, ảnh hưởng đến trí tuệ và hành vi, và thậm chí tử vong trong một số trường hợp
tiếp xúc với nồng độ rất cao. Trong nghiên cứu này, mẫu trầm tích được thu thập từ
năm địa điểm dọc sông Buriganga, nồng độ đo được trong tổng số trầm tích như
sau: 60,3-105,6 mg / kg đối với Pb, 0,4-1,6 mg / kg đối với Cd, 52,8-139,6 mg / kg
đối với Cr, 70-346 mg / kg đối với Cu và 245-984,9 mg / kg đối với Zn. Các kết quả
của nghiên cứu này cung có giá trị cấp thông tin về nội dung kim loại nặng và đặc
tính vật lý trầm tích từ các trạm lấy mẫu khác nhau của sông Buriganga. Thứ tự của
các nồng độ trung bình của nặng kim loại: Zn> Cu> Cr> Pb> Cd. Theo USEPA các
mẫu trầm tích bị ô nhiễm nặng nề: Pb, Cu, Zn. [25]
Theo Nghiên cứu về ô nhiễm kim loại nặng trong trầm tích từ Ion Gate (sông
Danube), Serbia và Montenegro của Milenkovic N. Và đông nghiệp năm 2005. Ta
có tổng chiều dài của sông Danube là khoảng 2.800 km và chiều dài của nó trong
lãnh thổ của Serbia là 588 km, tương đương khoảng 20% tổng chiều dài của nó. Các
lưu vực sông Danube bao gồm 87% lãnh thổ của đất nước. Nó cũng đại diện cho
một phần phát triển nhất và đông dân cư của Serbia và bao gồm các sông Tisza tiểu
lưu, sông Sava tiểu lưu vực, và Velika Morava tiểu lưu vực. Chiều rộng trung bình
của sông Danube ở Serbia là 1 km, do đó tạo thành một bề mặt nước tổng cộng 520
km2. Ngày nay, khu vực lũ lụt của sông Danube là khoảng 1.000 km 2, trong khi hồ
tích tụ thủy điện của nhà máy điện Iron Gate I có diện tích bề mặt khoảng 10,50
km2 và của Iron Gate II khoảng 8 km2. Các Phần của sông Danube khu vực vào

K54 Khoa học môi trường

|

Đại học khoa học tự nhiên


Khóa luận tốt nghiệp

Nông Hồng Sơn

Serbia chủ yếu bao gồm giữa và một phần, thấp hơn sông Danube, với giá trị tổng
thể độ dốc sông tương đối thấp. Trong nghiên cứu này, Các trầm tích được lấy mẫu
trong tháng sáu năm 2002 tại Serbia, bờ sông bên phải, trong phần dòng chảy chậm
của sông. Dòng chảy trung bình sông trong thời kỳ này là 5000 m3/s. Các mẫu trầm
tích bề mặt đã được thu thập tại bảy vị trí dọc theo con sông từ Smederevo
(1112km) xuống Radujevac (851km). Hàm lượng ô nhiễm các kim loại là: Cd là
0,2-1,7 mg/kg, Cu là 11-35 mg/kg, Pb là 21,5-54 mg/kg, Hg là 0,12-1,1 mg/kg, Ni
là 16-39 mg/kg và Zn là 70-230 mg/kg các kết quả này cho thấy trâm tích sông
Danube đã bị ô nhiễm và cần có các biện pháp quản lý để làm giảm và hạn chế sự
gia tăng của hàm lượng các kim loại nặng trong trầm tích sông Danube.[24]
b. Một số nghiên cứu tại Việt Nam:
Nguồn nước mặt ở Việt Nam đang phải đối diện với nhiều thách thức, trong
đó vấn đề ô nhiễm kim loại nặng đang rất được quan tâm, nghiên cứu. Với mạng
lưới sông ngòi dày đặc, trong đó có 13 hệ thống sông lớn có diện tích trên
10.000km2, tài nguyên nước mặt của Việt Nam chiếm khoảng 2% tổng lượng dòng
chảy của các sông trên thế giới. Sông ngòi Việt Nam cũng đang phải đối mặt với
hiện tượng ô nhiễm kim loại nặng trong nước và trầm tích sông nghiêm trọng ví dụ
như:
Lưu vực sông Cầu là một lưu vực đã bị ô nhiễm hoàn toàn. Dân số sống
trong lưu vực này chiếm khoảng 7 triệu trên một diện tích gần 10000 Km 2. Trong
lưu vực này, ngoài khu sản xuất công nghiệp lớn nhất Thái Nguyên, qua việc khai
thác mỏ và hóa chất, còn có trên dưới 800 cơ sở sản xuất tiểu thủ công nghiệp và
quy mô công nghiệp nhỏ như các làng nghề tập trung. Lượng chất thải lỏng xả thải

vào lưu vực sông Cầu ước tính khoảng 40 triệu m 3/năm. Riêng khu vực Thái
Nguyên xả thải khoảng 24 triệu m3 trong đó có nhiều kim loại độc hại như
Selenium, Mangan, Chì, Thiết, Thủy Ngân và các hợp chất hữu cơ từ các nhà máy
sản xuất hóa chất bảo vệ thực vật như thuốc sát trùng, thuốc trừ sâu rầy, trừ nấm
mốc v.v.... [27]
Sông Tô Lịch và sông Kim Ngưu là 2 con sông tiếp nhận nước thải từ thành
phố Hà Nội. Việc xả thải được ước tính có tổng khối lượng 458000m 3. Trong đó
43% từ nước thải sinh hoạt, 57% từ công nghiệp, 2% từ bệnh viện, chỉ có khoảng
4% được xử lý trước khi thải (2003). Kết quả nghiên cứu cho thấy hàm lượng kim

K54 Khoa học môi trường

|

Đại học khoa học tự nhiên


Khóa luận tốt nghiệp

Nông Hồng Sơn

loại nặng trong trầm tích hai con sông này rất cao và vượt quá QCVN
43:2012/BTNMT rất nhiều. Hàm lượng asen trong trầm tích là 18-73 và 17- 66
mg/kg, cadimi là <0.88-427 và <0.88-3.3 mg/kg, crom là 111- 262 và 92-281
mg/kg, chì là 58.9-168 và 51.3-363 mg/kg, kẽm là 182-1240 và 169-1101 mg/kg tại
sông Tô Lịch và sông Kim Ngưu.[23]
Sông Nhuệ có diện tích lưu vực 1070 km 2. Khu vực ảnh hưởng trên diện tích
đó thuộc thành phố Hà Nội và thuộc địa 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 đại đạt 30m3/s. Đây là nguyên nhân chủ yếu làm 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 nặng này theo dòng nước chảy xuống và
lắng đọng xuống bùn đáy sông. Kết quả phân tích cho thấy hàm lượng kim loại
nặng trong trầm tích sông này là rất cao. Hàm lượng chì là 375,2 - 490,2 mg/kg,
Cadimi là 7,4-14,8 mg/kg vượt quá QCVN 43:2012/BTNMT rất nhiều.[4]
Từ các tài liệu tham khảo cho thấy, mặc dù đã có nhiều nghiên cứu về kim
loại nặng trong nước sông và trầm tích tại Việt Nam tuy nhiên đa phần các nghiên
cứu này chỉ tập trung vào một số con sông lớn như sông Hồng, sông sông Cầu…
Vẫn còn một số con sông, nhánh sông nhỏ vẫn chưa được nghiên cứu. Dữ liệu khảo
sát về mức độ ô nhiễm kim loại nặng tại Việt Nam do đó chưa được thực hiện đầy
đủ.
1.5. Ảnh hưởng của một số kim loại nặng tới thực vật và tới sức khỏe con
người
a. Ảnh hưởng của chì
Chì (Pb) là một nguyên tố không cần thiết cho cơ thể sinh vật, chì được cây
hấp thụ và từ đó làm ô nhiễm chuỗi thực phẩm. Khả năng metyl hóa sinh học các
hợp chất chì vô cơ thành chì metyl Pb(CH 3)4 làm tăng khả năng lan truyền ô nhiễm
chì trong chuỗi thức ăn. Chì lại là kim loại nặng có khả năng tích lũy cao nên khi
sinh vật sản xuất hấp thụ chì, dù chỉ môt lượng nhỏ, qua dây chuyền thực phẩm nó
sẽ được khuyếch đại và đến lúc nào đó sẽ trở thành chất gây độc cho sinh vật tiêu
thụ, thậm chí ngay cả sinh vật sản xuất.

K54 Khoa học môi trường

|

Đại học khoa học tự nhiên


Khóa luận tốt nghiệp

Nông Hồng Sơn

Con người hấp thụ chì một cách gián tiếp thông qua chuỗi thức ăn hoặc trực
tiếp bằng nhiều con đường: hô hấp, tiếp xúc qua da hoặc tiêu hóa. Một số dạng
nhiễm độc chì được biết đên là: nhiễm độc mãn tính và nhiễm độc cấp tính.
Sự thâm nhập chì qua nhau thai người xảy ra rất sớm từ tuần thứ 20 của thai
nhi và tiếp diễn sau đó. Trẻ em có mức hấp thụ chì gấp 4 – 5 lần so với người lớn.
Mặt khác, thời gian bán phân hủy sinh học chì ở trẻ em cũng lâu hơn nhiều. Chì tích
đọng trong xương. Trẻ em từ 6 tuổi trở xuống và phụ nữ có thai là những đối tượng
mẫn cảm với những ảnh hưởng nguy hại cho sức khỏe do chì gây ra.
Chì cũng kìm hãm chuyển hóa Canxi bằng cách trực tiếp hoặc gián tiếp
thông qua kìm hãm sự chuyển hóa vitamin D. Chì gây độc cả hệ thống thần kinh
trung ương lẫn thần kinh ngoại biên. Nhiễm độc chì thường làm rối loạn trí óc, nhẹ
thì nhức đầu; nặng thì co giật có thể dẫn đến động kinh, hôn mê và tử vong.[1]
Trong cơ thể, chì tác dụng lên hệ thống enzyme nhất là enzyme vận chuyển
hyđro. Khi bị nhiễm độc, người bệnh có một số rối loạn cơ thể, chủ yếu là rối loạn
bộ phận tạo huyết (tủy xương). Tùy theo mức độ nhiễm độc có thể gây ra những tai
biến như đau bụng, đừng viền đen Burton ở lợi, đau khớp, viêm thận, cao huyết áp
vĩnh viễn, liệt, tai biến não; nếu bị nặng có thể dẫn đến tử vong.[13]
Ủy ban chuyên viên FAO/WHO về phụ gia thực phẩm (JECFA) đã thiết lập
giá trị tạm thời cho lượng chì đưa vào cơ thể hàng tuần có thể chịu được đối với cơ
thể trẻ sơ sinh và thiếu nhi là 25µg/kg thể trọng (tương đương 3,5 µg/kg thể
trọng/ngày).
b. Độc tính của Asen
Asen là kim loại nặng có độc tính rất là cao đối với con người và các sinh
vật; nó xâm nhập vào cơ thể chủ yếu qua đường thực phẩm, nước uống và không
khí. Trong nước uống As không trông thấy được, không mùi, không vị do đó nếu
không có phương tiện thử thì không thể nhận biết. Sự phát hiện người nhiễm Asen
rất khó do những triệu chứng của bệnh phải từ 5 – 15 năm sau mới phát hiện được.

As có thể gây ra 19 bệnh khác nhau như gây : ung thư biểu mô da, phế quản, phổi,
các xoang, các loại xoang, khớp…
As được rất nhiều người biết đến vì những tính độc của một số hợp chất chứa
As. Tuy nhiên, không phải mọi hợp chất của As trong đất trồng đều độc. Sự hấp thụ

K54 Khoa học môi trường

|

Đại học khoa học tự nhiên


Khóa luận tốt nghiệp

Nông Hồng Sơn

As của nhiều cây trồng trên đất liền không quá lớn, thậm chí ở đất trồng tương đối
nhiều As, cây trồng thường không chứa As gây nguy hiểm.
Lượng As trong các cây trồng thường rất ít, thậm chí cả khi trồng trên các
khu vực đất bị ô nhiễm. Nhìn chung, nồng độ As trong rễ thực vật cao hơn trong
thân, lá hoặc quả. Lượng As trong các sản phẩm nông nghiệp khoảng 1mg/kg. Sự
có mặt của As trong đất, làm đất trở nên chua hơn. Sự tích lũy As trong đất có thể
tùy thuộc vào giá trị pH của đất hoặc nước rác hoặc nước sử dụng để tưới chứa As.
Khi bị nhiễm độc As cây có biểu hiện đổi màu lá kéo theo sự chết của lá cây
ở trên đỉnh và rìa, hạt giống thì ngừng phát triển. Đậu và các loại cây họ đậu khác
rất nhạy cảm với độc tố của As. Mức độ chịu độc As ở những loài cây đó là rất khác
nhau.
Sự hấp thu các dạng asenat, asenic, axit monometylasenic (MMA) và axit
dimetylasenic (DMA) của cây turnip cho thấy sự hấp thu tăng theo nồng độ As
trong đất. Các As hữu cơ có thể chuyển hóa cao hơn As vô cơ. Tổng lượng As hấp

thu bởi cây turnip theo xu hướng MMA < DMA < asenic < asenat. Còn với những
cây họ đậu, lượng As tích lũy theo thứ tự : DMA < MMA < asenic < asenat.[1]
As là kim loại nặng có tính độc cao đối với con người và sinh vật, nó có thể
gây ra 19 bệnh khác nhau như gây ung thư biêt mô da, phế quản, phổi, xoang,
khớp… do As và các hợp chất của As có tác dụng lên nhóm Sulphydryl (-SH) phá
vỡ quá trình photphorin hóa. As làm ảnh hưởng tới chức năng của tế bào, tới việc
tổng hợp protein và việc tạo xương. Do As có tính chất hóa học tương tự như
photpho (P) nên chất này có thể làm rồi loạn P ở một số quá trình hóa sinh. Tính
độc của các hợp chất As được xếp theo thứ tự: As hữu cơ > asenat > asenit > asen.
As (III) thể hiện tính độc khi nó tấn công vào nhóm hoạt động –SH của
enzyme làm cản trở hoạt động của enzyme. AsO 43- có tính chất tương tự như PO 43gây ức chế enzyme, ngăn cản sự tạo ra ATP chất sản ra năng lượng. As (III) làm
đông tụ các protein do tấn công vào liên kết sunfua. Asen trong nước uống gây ra:
ung thư da, tăng rủi ro các bệnh tim mạch, phổi…
Trước tính nguy hại của As với sức khỏe con người, tổ chức nghiên cứu ung
thư quốc tế (IARC) xếp nguyên tố này vào nhóm nguy cơ gây ung thư số 1. [13]
c. Độc tính của thủy ngân

K54 Khoa học môi trường

|

Đại học khoa học tự nhiên


Khóa luận tốt nghiệp

Nông Hồng Sơn

Khi cây trồng bị nhiễm độc thủy ngân (Hg) thường có các triệu chứng: làm
chậm sự phát triển của rễ và sự sinh trưởng của cây trồng từ hạt, làm ức chế quang

hợp và cuối cùng dẫn đến làm giảm năng suất. Hg tích lũy trong rễ làm hạn chế hút
thu K+, mặc dù lượng Hg thấp lại làm kích thích sự hút thu K + (Hendrix và
Higinbotham, 1974). Sức chống chịu Hg ở cây trồng bậc cao hơn cũng được nghiên
cứu: mặc dù cơ chế sinh lý học chưa được biết rõ. Nó chủ yếu liên quan tới sự khử
hoạt tính Hg ở bề mặt màng. Sự hấp thu Hg hình thành các phức không tan với
protein giàu S xảy ra ở nhiều cây trồng.[18]
Ở những nhà kính, hơi độc từ các phẩm màu, từ sơn chứa Hg có thể tác động
tiêu cực đến nhiều cây trồng, đặc biệt là hoa hồng. Trên các lá của chúng xuất hiện
các đốm màu nâu, lá bị vàng và sau đó bị rụng. Các nụ hoa non trở nên màu nâu và
rụng. [9]
Thủy ngân trong môi trường nước có thể hấp thu vào cơ thể thủy sinh vật,
đặc biệt là cá và các loại động vật không xương sống. Cá hấp thụ thủy ngân và
chuyển hóa thành metyl thủy ngân (CH 3Hg+) rất độc đối với cơ thể người. Chất này
hòa tan trong mỡ, phần béo của các màng và trong não tủy.
Thủy ngân vô cơ tác động chủ yếu đến thận, trong khi metyl thủy ngân ảnh
hưởng chính đến hệ thần kinh trung ương. Sau khi nhiễm độc, người bệnh dễ bị
kích thích, cáu gắt, xúc động, rối loạn tiêu hóa, rối loạn thần kinh, viêm lợi, run
chân. Thủy ngân làm phân ly tế bào chromosoma, phá vỡ nhiễm sắc thể và ngăn cản
sự phân chia tế bào là nguyên nhân gây hiện tượng vô sinh ở nam giới khi ngộ độc
lâu dài hơi thủy ngân. Nếu nhiễm độc nặng có thể gây tử vong. Độc tính do thủy
ngân tác dụng lên nhóm Sulphydrul (-SH) của các hệ thống enzyme. Sự liên kết của
thủy ngân với màng tế bào ngăn cản vận chuyển đường qua màng và cho phép vận
chuyển kali tới màng. Điều này giải thích vì sao những trẻ sơ sinh từ người mẹ bị
nhiễm metyl thủy ngân sẽ bị tác động lên hệ thần kinh trug ương ( có thể gây tâm
thần phân liệt, kém phát triển trí tuệ và co giật).[13]
Năm 1972, Ủy ban chuyên viên FAO/WHO về phụ gia thực phẩm (JEFCA)
đã thiết lập giá trị ạm thời cho lượng tiếp nhận hàng tuần có thể chịu đựng được đối
với thủy ngân là 5µg/kg thể trọng, trong đó metyl thủy ngân không được lớn hơn
3,3 µg/kg thể trọng.[23]
d. Độc tính của kẽm

K54 Khoa học môi trường

|

Đại học khoa học tự nhiên


Khóa luận tốt nghiệp

Nông Hồng Sơn

Kẽm là nguyên tố vi lượng được tìm thấy trong nhiều loại thực phẩm và
nước uống dưới hình thức các phức chất hữu cơ. Các muối kẽm hòa tan đều độc.
Khi ngộ độc kẽm sẽ cảm thấy miệng có vị kim loại, đau bụng, mạch chậm, co giật...
Chế độ ăn thường là nguồn cung cấp kẽm chính cho cơ thể. Hấp thụ quá nhiều kẽm
làm ngăn chặn sự hấp thu đồng và sắt. Ion kẽm tự do trong dung dịch là chất có độc
tính cao đối với thực vật, động vật không xương sống, và thậm chí là cả động vật có
xương sống. Mô hình hoạt động của ion tự do đã được công bố trong một số ấn
phẩm, cho thấy rằng chỉ một lượng mỏ mol ion kẽm tự do cũng giết đi một số sinh
vật.
Ion kẽm tự do là một axít Lewis mạnh đến mức có thể ăn mòn. Axít dịch vị
chứa axít clohydric, mà hàm lượng kẽm kim loại trong đó dễ hòa tan trong đó gây
ăn mòn kẽm clorua. Nuốt đồng xu 1 cent của Mỹ năm 1982 (97,5% kẽm) có thể làm
hỏng niêm mạc dạ dày do khả năng hòa tan cao của các ion kẽm trong dịch vị.
Có bằng chứng về sự thiếu hụt đồng khi uống ở mức thấp một lượng kẽm
100–300 mg/ngày; một thử nghiệm gần đây cho thấy số người nhập viện cao hơn
liên quan đến các biến chứng tiết niệu so với "thuốc trấn an" trong số đàn ông lớn
tuổi uống 80 mg/day, khuyến khích uống 11 và 8 mg Zn/ngày theo thứ tự đối với
đàn ông và phụ nữ. Thậm chí ở các mức thấp hơn, gần với tiêu chuẩn RDA, có thể
can thiệp với việc uống đồng và sắt, chống lại ảnh hưởng của cholesterol. Hàm

lượng kẽm vượt quá 500 ppm trong đất gây rối cho khả năng hấp thụ các kim loại
cần thiết khác của thực vật, như sắt và mangan. Có những tình huống gọi là sự run
kẽm hay ớn lạnh kẽm sinh ra do hít phải các dạng bột ôxít kẽm nguyên chất.
JECFA đã đề nghị giá trị tạm thời cho lượng kẽm tiếp nhận tối đa hàng ngày
có thể chịu đựng được là 1 mg/kg thể trọng. Nhu cầu dinh dưỡng về kẽm hàng ngày
ở người lớn là 12 -20 mg/l.
Cơ quan quản lý thuốc và thực phẩm Hoa Kỳ (FDA) đã khuyến cáo rằng
kẽm phá hủy các thụ thể thần kim trong mũi gây ra chứng mất khứu giác. Các báo
cáo về chứng mất khứu giác cũng được quan sát trong thập niên 1930 khi các công
tác chuẩn bị kẽm để sử dụng trong một nỗ lực không thành công để ngăn chặn sự
lây nhiễm bệnh bại liệt. Ngày 16 tháng 6 năm 2009, FDA thông báo rằng những
người sử dụng kẽm nên dừng sử dụng các sản phẩm trị cúm có gốc kẽm và yêu cầu
loại bỏ các sản phẩm đó trong các cửa hàng. FDA nói rằng việc không cảm nhận
được mùi có thể đe dọa đời sống vì người dân không thể cảm nhận được sự rò rỉ của
gas hoặc khói và không thể nhận biết rằng thực phẩm có bị hư trước khi họ ăn. [13]
K54 Khoa học môi trường

|

Đại học khoa học tự nhiên


Khóa luận tốt nghiệp

Nông Hồng Sơn

e. Độc tính của sắt
Sắt là một trong những kim loại có nhiều trong vỏ quả đất. Nồng độ của nó
trong nước thiên nhiên có thể từ 0,5 - 50 mg/l. Sắt còn có thể hiện diện trong nước
uống do quá trình keo tụ hóa học bằng hợp chất của sắt do sự ăn mòn ống dẫn nước.

Sắt là một nguyên tố căn bản trong dinh dưỡng của con người. Nhu cầu tối thiểu về
sắt hàng ngày tuỳ thuộc vào tuổi, giới tính, thể chất thay đổi 10 - 50 mg/ngày.
Việc hấp thụ quá nhiều sắt gây ngộ độc, vì các sắt II dư thừa sẽ phản ứng với
các perôxít trong cơ thể để sản xuất ra các gốc tự do. Khi sắt trong số lượng bình
thường thì cơ thể có một cơ chế chống ôxi hóa để có thể kiểm soát quá trình này.
Khi dư thừa sắt thì những lượng dư thừa không thể kiểm soát của các gốc tự do
được sinh ra.
Một lượng gây chết người của sắt đối với trẻ 2 tuổi là ba gam sắt. Một gam
có thể sinh ra sự ngộ độc nguy hiểm. Danh mục của DRI về mức chấp nhận cao
nhất về sắt đối với người lớn là 45 mg/ngày. Đối với trẻ em dưới 14 tuổi mức cao
nhất là 40 mg/ngày.[13]
Nếu sắt quá nhiều trong cơ thể (chưa đến mức gây chết người) thì một loạt
các hội chứng rối loạn quá tải sắt có thể phát sinh, chẳng hạn như hemochromatosis.
Việc hiến máu là đặc biệt nguy hiểm do có thể sinh ra chứng thiếu sắt và thông
thường được chỉ định bổ sung thêm các biệt dược chứa sắt.
Để phòng tránh sự lưu giữ một lượng sắt quá thức trong cơ thể, năm 1983,
JECFA đã thiết lập giá trị tạm thời. cho lượng tiếp nhận tối đa hàng ngày có thể
chịu đựng được là 0,8 mg/kg thể trọng.[13]

K54 Khoa học môi trường

|

Đại học khoa học tự nhiên


Khóa luận tốt nghiệp

Nông Hồng Sơn

CHƯƠNG II. ĐỐI TƯỢNG, PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU VÀ NỘI DUNG
NGHIÊN CỨU
2.1. Đối tượng nghiên cứu
Trong nghiên cứu này, đối tượng nghiên cứu được tập trung là môi trường
nước và trầm tích trên sông Hiến, Sông Bằng chảy qua Thành phố Cao Bằng.

Hình 2: Sơ đồ lấy mẫu
Để đánh giá mức độ ô nhiễm kim loại nặng tại hai con sông này, nghiên cứu
được tiến hành lấy mẫu nước và trầm tích tại một số điểm được trình bày trong hình
2 và bảng 4. Ngày lấy mẫu 30/3/2013.
Bảng 4: Vị trí lấy mẫu và kí hiệu mẫu nước và trầm tích
Vị trí lấy mẫu

Mẫu nước

Mẫu trầm tích

Đoạn chân cầu Hồng Việt

SB1

TTSB1

Phía sau nhà máy luyện gang

SB2

TTSB2

Đoạn hợp lưu của sông Bằng và sông Hiến

SB3

TTSB3

K54 Khoa học môi trường

|

Đại học khoa học tự nhiên


Khóa luận tốt nghiệp

Nông Hồng Sơn

Phía dưới khách sạn Bằng Giang

SB4

TTSB4

Chân cầu Hoàng Ngà

SB5

TTSB5

Chân cầu treo Canh Tân

SH1

TTSH1

Dưới trạm bơm nhà máy nước Tân An

SH2

TTSH2

Chân cầu sông Hiến

SH3

TTSH3

Thực hiện thêm nghiên cứu về nguồn thải và chất lượng nước nguồn thải vị
trí các nguồn thải được trình bày ở hình 3 bảng 5. Ngày lấy mẫu 12-15/04/2013.
Bảng5: Vị trí lấy mẫu và kí hiệu mẫu nước thải
Vị trí lấy mẫu

Mẫu nước

XN luyện gang (Cty CP khoáng sản & luyện kim CB)

CLNT01

Mỏ sắt Nà Lũng (Cty CP khoáng sản & luyện kim CB)

CLNT02

Cty CP xi măng CB

CLNT03

NM SX bột giấy CB

CLNT04

Nhà máy hợp kim sắt Trưng Vương

CLNT05

Xí nghiệp chế biến khoáng sản Nậm Loát (thuộc Công ty CP
mangan Cao Bằng).

CLNT06

2.2. Phương pháp nghiên cứu
a. 2.2.1. Phương pháp nghiên cứu tổng quan
Các tài liệu, số liệu, bản đồ, các công trình nghiên cứu được thu thập có liên
quan đến lĩnh vực nghiên cứu. Sau khi thu thập, các tài liệu được tổng hợp và tổng
quan trong phần chương 1 để có thể đưa ra bức tranh tổng quát về vấn đề ô nhiễm
kim loại nặng trong môi trường.
b. 2.2.2. Phương pháp điều tra, khảo sát thực địa
Đây là phương pháp thu thập các thông tin, số liệu cần thiết thông qua phỏng
vấn, ghi nhận từ các đối tượng có liên quan hoặc từ quan sát trực quan hiện trạng
của các đối tượng nghiên cứu, với khối lượng và mức độ chi tiết đủ để phục vụ cho
đề tài .
Các thông tin cần điều tra, khảo sát phục vụ đề tài gồm có:

- Điều tra, xác định các nguồn xả thải vào sông Bằng, sông Hiến và những
thông tin về đặc trưng xả thải. Lấy mẫu và phân tích chất lượng nước thải.
K54 Khoa học môi trường

|

Đại học khoa học tự nhiên


Khóa luận tốt nghiệp

-

Nông Hồng Sơn

Khảo sát, đo đạc, lấy mẫu và phân tích chất lượng nước, trầm tích sông vùng
nghiên cứu.
c. 2.2.3. Phương phương lấy, bảo quản và xử lý mẫu[3]
Thực hiện lấy và bảo quản mẫu nước, trầm tích theo các tiêu chuẩn Việt
Nam hiện hành:
* TCVN 5996-1995: Hướng dẫn lấy mẫu ở sông và suối.
* TCVN 5999-1995: Hướng dẫn lấy mẫu nước thải.
* TCVN 5993-1995: Hướng dẫn bảo quản và xử lý mẫu.
* TCVN 6663-3:2000 - Chất lượng nước - Lấy mẫu. Phần 13: Hướng dẫn lấy
mẫu bùn nước, bùn nước thải, bùn liên quan.
* TCVN 6663-15:2004 - Chất lượng nước - Lấy mẫu. Hướng dẫn bảo quản
và xử lý mẫu bùn và trầm tích.
d. 2.2.4. Phương pháp phân tích
Bảng dưới đây liệt kê các phương pháp phân tích sử dụng trong nghiên cứu
đối với mẫu nước và trầm tích.

Bảng 6: Phương pháp phân tích các chỉ tiêu trong nước và trầm tích
TT

Thông số
phân tích

Đơn vị

Loại mẫu

Phương pháp phân tích

1

pH

-

Nước

TCVN 6492:1999 - Xác định pH bằng máy đo
pH

Nước

SMEWW 5220D- Xác định nhu cầu oxy hoá
học bằng cách oxy hóa các hợp chất hữu cơ
bằng hỗn hợp bicromat và axit sulfuric trong
cuvet đậy kín ở 150OC trong 2 giờ, rồi đo độ
hấp thụ quang ở 420nm.

Nước

TCVN 6001-1:2008 - Xác định nhu cầu oxi
sinh hoá sau 5 ngày (BOD5) bằng phương pháp
cấy và pha loãng

1

COD

mg/l

2

BOD5

mg/l

3

TSS

mg/l

K54 Khoa học môi trường

Nước

TCVN 6625:2000- Xác định chất rắn lơ lửng

bằng cách lọc qua giấy lọc sợi thuỷ tinh đã biết

|

Đại học khoa học tự nhiên


Khóa luận tốt nghiệp

TT

Thông số
phân tích

Đơn vị

Nông Hồng Sơn

Loại mẫu

Phương pháp phân tích
khối lượng. Làm khô giấy lọc và cặn ở 103 –
105OC. Cân giấy lọc đã sấy. Hiệu số khối lượng
giấy lọc trước và sau khi lọc và sấy cho biết giá
trị TSS.

4

DO

mg/l

Nước

TCVN 5499:1995- Xác định oxy hoà tan Phương pháp Winkler.

5

Fe

mg/l,
mg/kg

Nước,
trầm tích

TCVN 6177:1996- Xác định sắt bằng phương
pháp trắc phổ dùng thuốc thử 1,10-phenantrolin.

6

Hg

mg/l,
mg/kg

Nước,
trầm tích

TCVN 7877:2008 (ISO 5666:1999) - Xác định

thuỷ ngân bằng phương pháp đo hấp thụ nguyên
tử

7

As

mg/l,
mg/kg

Nước,
trầm tích

TCVN 6626-2000- Xác định asen. Phương pháp
đo hấp thụ nguyên tử (kỹ thuật hydrua)

Pb

mg/l,
mg/kg

Nước,
trầm tích

TCVN 6193:1996-Xác định coban, niken, đồng
kẽm, cađimi và chì bằng phương pháp trắc phổ
hấp thụ nguyên tử ngọn lửa.

8

NO3-(N)

mg/l

Nước

10

NO2-(N)

mg/l

Nước

11

3-

Zn
8

PO4 (P)

mg/l

Nước

TCVN 6494-2:2000- Xác định các ion Florua,
Clorua, Nitrit, Orthophotphat, Bromua, Nitrat và
Sunfat hoà tan bằng sắc ký lỏng ion.

TCVN 6494-2:2000- Xác định các ion Florua,
Clorua, Nitrit, Orthophotphat, Bromua, Nitrat và
Sunfat hoà tan bằng sắc ký lỏng ion.

*TCNV 6649:2000 (ISO 11466:1995) chất lượng đất – chiết các nguyên tố
vết tan trong nước cường thủy.
Mô tả tóm tắt quy trình xử lý mẫu trầm tích bằng cường thủy để phân tích
xác định kim loại
- Mẫu được phơi Mẫu được xử lý tại phòng thí nghiệm, phơi khô không khí,
giã và rây qua rây 1mm. Khi phơi các mẫu được đảm bảo kí hiệu chính xác và tránh
nhiễm bẩn chéo giữa các mẫu và các nguồn khác bên ngoài. Các mẫu sau xử lý
K54 Khoa học môi trường

|

Đại học khoa học tự nhiên


Khóa luận tốt nghiệp

Nông Hồng Sơn

được đựng trong giấy được gấp kín. Cân 0,5g mẫu sau đó cho mẫu vào cốc thủy
tinh 100ml, cho 15ml HCl + 5ml HNO3 (tỷ lệ 3:1)
- Mẫu quá nhiều hữu cơ ngâm dung dịch cường thủy qua đêm, đun dung dịch
trên bếp cách cát.Nhiều hữu cơ quá cho thêm pecloric đun tới hết khói trắng ( trong
quá trình phá mẫu phải đậy nắp kính đồng hồ) Nếu mẫu vẫn còn hữu cơ xử lý bằng
H2O2 cho tới khi mẫu trắng hoàn tòa.
- Để nguội, hòa tan mẫu bằng 5ml HNO3 tia thêm nước cất và đun nhẹ tới khi
dung dịch trong suốt. Nếu mẫu nhiều Si phải lọc bỏ trước khi định mức lên 50ml

hoặc 100ml.
e. 2.2.5 Tính toán tải lượng ô nhiễm
Việc tính toán tải lượng ô nhiễm phải dựa vào: mục đích sử dụng nguồn
nước của cộng đồng hoặc các giá trị môi trường cần duy trì; việc xác định các chất
ô nhiễm cần quan tâm; và các tiêu chuẩn, mục tiêu chất lượng nước đã có trong đó
xác định các giá trị giới hạn cho các chất ô nhiễm để đảm bảo các mục tiêu, giá trị
sử dụng.
Tải lượng ô nhiễm được xác định theo công thức:
Ltđ = Qn x Ctc x 86,4
Trong đó:
Ltđ (kg/ngày) là tải lượng ô nhiễm của nguồn nước đối với chất ô nhiễm đang
xem xét;
Qn (m3/s) là lưu lượng dòng chảy tức thời nhỏ nhất đo được ở điểm khống
chế chất lượng nước sông đã được xác định;
Ctc (mg/l) là giá trị giới hạn nồng độ chất ô nhiễm đang xem xét;
86,4 là hệ số chuyển đổi đơn vị thứ nguyên từ (m 3/s) x (mg/l) sang
(kg/ngày).
3. Nội dung nghiên cứu:
1- Đánh giá được mức độ ô nhiễm kim loại nặng trong môi trường nước,
trầm tích sông Bằng, sông Hiến. Thông qua các số liệu phân tích các mẫu nước và
trầm tích được lấy tại một số điểm trên sông Bằng và sông Hiến.
2- Sơ bộ đánh giá sự tích lũy kim loại nặng trong trầm tích sông Bằng, sông
Hiến. Dựa trên hàm số T và hệ số tích lũy kim loại nặng được tính theo công thức:
K54 Khoa học môi trường

|

Đại học khoa học tự nhiên

Khóa luận tốt nghiệp

Nông Hồng Sơn

3- Xác định và đánh giá ô nhiễm của nguồn thải công nghiệp và mỏ tại thành
phố Cao Bằng. Qua các điều tra khảo sát nguồn thải và số liệu phân tích nước thải
tại các nguồn thải công nghiệp và mỏ.
4- Đưa ra các giải pháp cụ thể giảm thiểu ô nhiễm môi trường nước lưu vực
sông Bằng, sông Hiến. Dựa trên tình hình ô nhiễm của hai con sông và tình hình
phát triển, định hướng phát triển trong tương lai của thành phố Cao Bằng.

K54 Khoa học môi trường

|

Đại học khoa học tự nhiên