(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu, xác định mối quan hệ giữa hàm lượng một số kim loại nặng trong hến sông (Corbicula sp), trùng trục (Lanceolaria sp) và trầm tích sông Cầu

BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI

LUẬN VĂN THẠC SĨ
NGHIÊN C U,

C Đ NH M I QU N H GI

HÀM LƯ NG MỘT S

IM LOẠI N NG TRONG

H N SÔNG COR ICUL SP

TR NG TR C

L NCEOL RI SP VÀ TR M T CH SÔNG C U

CHUYÊN NGÀNH:

HO HỌC MÔI TRƯỜNG

M I ĐĂNG

HO

HÀ NỘI, NĂM 2019


BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI

LUẬN VĂN THẠC SĨ
NGHIÊN C U,

C Đ NH M I QU N H GI

HÀM LƯ NG MỘT S

IM LOẠI N NG TRONG

H N SÔNG COR ICUL SP

TR NG TR C

L NCEOL RI SP VÀ TR M T CH SÔNG C U
M I ĐĂNG
CHUYÊN NGÀNH:

HO

HO HỌC MÔI TRƯỜNG

MÃ S : 8440301
NGƯỜI HƯỚNG DẪN

HO HỌC: TS.

HÀ NỘI, NĂM 2019

I TH THƯ

CÔNG TRÌNH ĐƢỢC HOÀN THÀNH TẠI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƢỜNG HÀ NỘI
Cán bộ hƣớng dẫn chính: TS. BÙI THỊ THƢ
Cán bộ chấm phản biện 1: PGS. TS. Nguyễn Thị Hà
Cán bộ chấm phản biện 2: TS. Dƣơng Thị Lịm
Luận văn thạc sĩ đƣợc bảo vệ tại:
HỘI ĐỒNG CHẤM LUẬN VĂN THẠC SĨ
TRƢỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƢỜNG HÀ NỘI
Ngày 22 tháng 04 năm 2019


i

LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của tôi dƣới sự hƣớng dẫn của
TS. Bùi Thị Thƣ. Các số liệu, kết quả nghiên cứu trong luận văn đều đảm bảo tính
trung thực, khoa học và chƣa đƣợc công bố trong bất kỳ công trình khoa học nào
bởi một tác giả khác.
Một số kết quả trong nghiên cứu này đƣợc sự hỗ trợ kinh phí từ đề tài cấp Bộ
Tài nguyên và Môi trƣờng mã số TNMT.2017.04.13.
Hà Nội, ngày

tháng

năm 2019

HỌC VIÊN

Mai Đăng Khoa


ii

LỜI CẢM ƠN
Để hoàn thành luận văn thạc sĩ với tên đề tài: “Nghiên cứu, xác định mối
quan hệ giữa hàm lượng một số kim loại nặng trong hến sông (Corbicula sp.),
trùng trục (Lanceolaria sp.) và trầm tích sông Cầu”. Em xin chân thành cảm ơn
TS. Bùi Thị Thƣ đã hƣớng dẫn, chỉ bảo tận tình và động viên giúp em hoàn thành
luận văn này.
Xin trân trọng cảm ơn sự hỗ trợ kinh phí từ đề tài khoa học và công nghệ cấp Bộ Tài
nguyên và Môi trƣờng “Nghiên cứu sử dụng quần xã động vật đáy không xương
sống cỡ lớn để đánh giá mức độ ô nhiễm trầm tích sông Cầu thuộc hệ thống sông
Thái Bình” mã số TNMT 2017.04.13 cho các nội dung nghiên cứu của luận văn.
Đề tài luận văn đƣợc thực hiện tại Phòng Thí nghiệm Môi trƣờng, Trƣờng Đại
học Tài nguyên và Môi trƣờng Hà Nội với sự hỗ trợ và giúp đỡ của cán bộ, giảng
viên và các bạn sinh viên cùng nhóm nghiên cứu.
Tôi xin gửi lời tri ân sâu sắc đến quý thầy cô Khoa Môi trƣờng, các cán bộ Tổ
quản lý Phòng Thí nghiệm Môi trƣờng, Trƣờng Đại học Tài nguyên và Môi trƣờng
Hà Nội đã tận tình giảng dạy, truyền đạt kiến thức và giúp đỡ tôi trong suốt thời
gian học cao học và làm luận văn tại Trƣờng.
Tôi cũng xin trân trọng cảm ơn Chính quyền địa phƣơng, Sở Tài nguyên và
Môi trƣờng các tỉnh Bắc Kạn, Thái Nguyên, Bắc Giang, Bắc Ninh và Hải Dƣơng đã
tạo điều kiện tốt nhất để tôi có thể đi thực địa và cung cấp những kiến thức quý báu
cũng nhƣ chia sẻ tài liệu, dữ liệu liên quan tới luận văn.
Cảm ơn các anh chị em, bạn bè, gia đình và ngƣời thân đã luôn đồng hành,
động viên tôi trong quãng thời gian hoàn thành luận văn này.
Tôi xin chân thành cảm ơn!.
Hà Nội, ngày

tháng

năm 2019

HỌC VIÊN

Mai Đăng Khoa


iii

MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN ....................................................................................................... i
LỜI CẢM ƠN ............................................................................................................ ii
DANH MỤC BẢNG ...................................................................................................v
DANH MỤC CÁC HÌNH ......................................................................................... vi
THÔNG TIN LUẬN VĂN ....................................... Error! Bookmark not defined.
DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT .................................................................................. viii
MỞ ĐẦU .....................................................................................................................1
Chƣơng 1 TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU .........................................4
1.1. Tổng quan về lƣu vực sông Cầu...........................................................................4
1.1.1. Điều kiện tự nhiên và kinh tế - xã hội lƣu vực sông Cầu..................................4
1.1.2. Hiện trạng môi trƣờng lƣu vực sông Cầu .........................................................6
1.2. Tổng quan về trầm tích và sự tích lũy kim loại nặng trong trầm tích ..................8
1.2.1. Trầm tích và sự hình thành trầm tích ................................................................8
1.2.2. Cơ chế và các yếu tố ảnh hƣởng đến sự tích lũy kim loại vào trầm tích ..........8
1.2.3. Nguồn gốc phát sinh và độc tính của kim loại nặng .........................................9
1.2.4. Một số nghiên cứu về tích lũy kim loại nặng trong trầm tích trên thế giới và ở
Việt Nam ...................................................................................................................16

1.3. Động vật đáy và sự tích lũy kim loại nặng trong động vật đáy (hến, trùng trục) ...... 18
1.3.1. Tổng quan về động vật đáy .............................................................................18
1.3.2. Tổng quan về loài hến (Corbicula sp.) và loài trùng trục (Lanceolaria sp.) ...19
1.4. Phƣơng pháp đánh giá hàm lƣợng kim loại nặng trong trầm tích và động vật
đáy .............................................................................................................................23
1.4.1. Chỉ số và tiêu chuẩn đánh giá hàm lƣợng kim loại nặng trong trầm tích .......23
1.4.2. Chỉ số và tiêu chuẩn đánh giá hàm lƣợng kim loại nặng trong động vật đáy .25
Chƣơng 2 ĐỐI TƢỢNG, ĐỊA ĐIỂM VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .......27
2.1. Đối tƣợng và thời gian nghiên cứu ....................................................................27
2.2. Địa điểm nghiên cứu ..........................................................................................27
2.3. Phƣơng pháp nghiên cứu....................................................................................27
2.3.1. Phƣơng pháp thu thập, tổng hợp tài liệu .........................................................27
2.3.2. Phƣơng pháp thực nghiệm ..............................................................................27
2.3.3. Phƣơng pháp xử lý số liệu và đánh giá kết quả ..............................................42
Chƣơng 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ................................................................44


iv

3.1. Hàm lƣợng kim loại nặng Cu, Pb, Zn, Cd và Cr trong trầm tích sông Cầu .......44
3.1.1. Kết quả xác định hàm lƣợng các kim loại nặng trong trầm tích sông Cầu .....44
3.1.2. Đánh giá mức độ phân bố và tƣơng quan giữa KLN trong trầm tích sông Cầu..... 50
3.1.3. Đánh giá khả năng tích lũy KLN trong trầm tích sông Cầu theo chỉ số địa chất
(Igeo) ...........................................................................................................................51
3.2. Hàm lƣợng kim loại nặng Cu, Pb, Zn, Cd và Cr trong động vật đáy sông Cầu 54
3.2.1. Kết quả xác định hàm lƣợng nặng trong động vật đáy sông Cầu ...................54
3.2.2. Đánh giá khả năng tích lũy kim loại nặng trong động vật đáy sông Cầu .......62
3.3. Kết quả xác định mối quan hệ giữa hàm lƣợng kim loại nặng trong động vật
đáy và trầm tích sông Cầu .........................................................................................64
3.3.1. Kết quả xác định mối quan hệ giữa hàm lƣợng kim loại nặng trong loài hến

và trầm tích sông Cầu ................................................................................................64
3.3.2. Kết quả xác định mối quan hệ giữa hàm lƣợng kim loại nặng trong loài trùng
trục và trầm tích sông Cầu ........................................................................................67
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ...................................................................................73
1. Kết luận .................................................................................................................73
2. Kiến nghị ...............................................................................................................74
TÀI LIỆU THAM KHẢO .........................................................................................75
PHỤ LỤC .................................................................. Error! Bookmark not defined.
1.

Phụ lục 1: Kết quả xác định hệ số khô kiệt trong trầm tích sông Cầu ..... Error!

Bookmark not defined.
2. Phụ lục 2 : Kết quả xác định độ ẩm và hệ số khô kiệt trong hến (Corbicula
sp.)và trùng trục sông Cầu ........................................ Error! Bookmark not defined.
3. Phụ lục 3. Bài báo đăng trên Tạp chí Nông nghiệp và phát triển nông thôn, số
6, kỳ 2 - tháng 3, năm 2019 ....................................... Error! Bookmark not defined.
4. Phụ lục 4. Một số hình ảnh trong quá trình nghiên cứuError! Bookmark not
defined.
Phụ lục 1: Kết quả xác định hệ số khô kiệt trong trầm tích sông Cầu ............. Error!
Bookmark not defined.


v

DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1. Nguồn phát sinh một số KLN của một số ngành công nghiệp ................10
Bảng 1.2. Tổng hợp một số độc tính của kim loại nặng ...........................................15
Bảng 1.3. Giá trị giới hạn của một số kim loại nặng trong trầm tích theo QCVN
43:2012/BTNMT .......................................................................................................24

Bảng 1.4. Tiêu chuẩn đánh giá ô nhiễm kim loại nặng trong trầm tích theo hàm
lƣợng tổng (mg/kg) của Canada (2002) [32] ............................................................24
Bảng 1.5. Tiêu chuẩn đánh giá ô nhiễm kim loại nặng trong trầm tích theo hàm
lƣợng tổng (mg/kg) của Mỹ [36]...............................................................................24
Bảng 1.6. Phân loại mức độ ô nhiễm dựa vào Igeo ...................................................25
Bảng 1.7. Tiêu chuẩn đánh giá ô nhiễm kim loại nặng trong động vật đáy ............26
Bảng 2.1. Tọa độ vị trí điểm lấy mẫu........................................................................31
Bảng 2.2. Bảng tổng hợp số lƣợng mẫu hến (Corbicula sp.) và trùng trục
(Lanceolaria sp.) sông Cầu .......................................................................................34
Bảng 2.3. Phƣơng pháp phân tích các chỉ tiêu ..........................................................36
Bảng 2.4. Điều kiện đo phổ hấp thụ nguyên tử của các kim loại [24] ......................37
Bảng 3.1. Kết quả hàm lƣợng kim loại nặng trong trầm tích sông Cầu ...................44
Bảng 3.2. Mối tƣơng quan giữa các kim loại trong trầm tích sông Cầu ...................51
Bảng 3.3. Đánh giá chất lƣợng trầm tích sông Cầu theo chỉ số Igeo ..........................52
Bảng 3.4. Kết quả xác định hàm lƣợng Cu, Pb, Zn, Cd và Cr trong mẫu hến
(Corbicula sp.) và trùng trục (Lanceolaria sp.) sông Cầu .........................................54
Bảng 3.5. Hệ số tích tụ sinh học trầm tích của hến (Corbicula sp.) sông Cầu ..........62
Bảng 3.6. Hệ số tích tụ sinh học trầm tích của trùng trục (Lanceolaria sp.) sông Cầu ..... 63
Bảng 3.7. Mối quan hệ giữa hàm lƣợng các kim loại trong loài hến và trong trầm
tích sông Cầu .............................................................................................................65
Hình 3.18. Biểu đồ biểu diễn mối quan hệ giữa kim loại nặng trong hến (Corbicula
sp.) và trầm tích sông Cầu .........................................................................................66
Bảng 3.8. Mối quan hệ giữa hàm lƣợng các kim loại trong loài trùng trục và trong
trầm tích sông Cầu ....................................................................................................68
Bảng 3.9. So sánh kết quả nghiên cứu với nghiên cứu khác ....................................71


vi

DANH MỤC CÁC HÌNH

Hình 1.1. Bản đồ lƣu vực sông Cầu ............................................................................5
Hình 1.2. Hình ảnh Hến (Corbicula sp.) tại vị trí lấy mẫu ........................................20
Hình 1.3. Hình ảnh của loài trùng trục (Lanceolaria sp.) ở vị trí lấy mẫu ................21
Hình 2.1. Thiết bị lấy mẫu trầm tích và động vật đáy...............................................28
Hình 2.2a. Sơ đồ vị trí lấy mẫu trên lƣu vực sông Cầu .............................................29
Hình 2.2b. Sơ đồ vị trí lấy mẫu trên sông Cầu chảy qua tỉnh Bắc Kạn, Thái Nguyên
...................................................................................................................................29
Hình 2.2c. Sơ đồ vị trí lấy mẫu trên sông Cầu chảy qua tỉnh Bắc Ninh, Bắc Giang 30
Hình 2.2d. Sơ đồ vị trí lấy mẫu trên sông Cầu chảy qua tỉnh Hải Dƣơng ................30
Hình 2.3. Quy trình xử lý xác định một số kim loại nặng trong trầm tích................39
Hình 2.4. Quy trình xử lý xác định một số kim loại nặng trong động vật đáy .........41
Hình 3.1. Kết quả xác định hàm lƣợng Cu trong trầm tích sông Cầu.......................45
Hình 3.2. Kết quả xác định hàm lƣợng Pb trong trầm tích sông Cầu .......................46
Hình 3.3. Kết quả xác định hàm lƣợng Zn trong trầm tích sông Cầu .......................47
Hình 3.4. Kết quả xác định hàm lƣợng Cd trong trầm tích sông Cầu.......................48
Hình 3.5. Kết quả xác định hàm lƣợng Cr trong trầm tích sông Cầu .......................49
Hình 3.6. Mức độ phân bố kim loại nặng trong trầm tích sông Cầu ........................50
Hình 3.7. Biểu đồ biểu diễn giá trị Igeo của kim loại trong trầm tích sông Cầu ........53
Hình 3.8. Biểu đồ hàm lƣợng Cu trong loài hến (Corbicula sp.) sông Cầu ..............55
Hình 3.9. Biểu đồ hàm lƣợng Cu trong trùng trục (Lanceolaria sp.) sông Cầu ........56
Hình 3.10. Biểu đồ biểu thị hàm lƣợng Pb trong hến (Corbicula sp.) sông Cầu ......57
Hình 3.11. Biểu đồ biểu thị hàm lƣợng Pb trong trùng trục (Lanceolaria sp.) sông
Cầu ............................................................................................................................57
Hình 3.12. Biểu đồ biểu thị hàm lƣợng Zn trong hến (Corbicula sp.) sông Cầu ......58
Hình 3.13. Biểu đồ biểu thị hàm lƣợng Zn trong trùng trục (Lanceolaria sp.) sông
Cầu ............................................................................................................................59
Hình 3.14. Biểu đồ biểu thị hàm lƣợng Cd trong hến (Corbicula sp.) sông Cầu ......59
Hình 3.15. Biểu đồ biểu thị hàm lƣợng Cd trong trùng trục (Lanceolaria sp.) sông
Cầu ............................................................................................................................60
Hình 3.16. Biểu đồ biểu thị hàm lƣợng Cr trong hến (Corbicula sp.) sông Cầu ......61

vii

Hình 3.17. Biểu đồ biểu thị hàm lƣợng Cr trong trùng trục (Lanceolaria sp.) sông
Cầu ............................................................................................................................61
Hình 3.18. Biểu đồ biểu diễn mối quan hệ giữa kim loại nặng trong hến (Corbicula
sp.) và trầm tích sông Cầu .........................................................................................66
Bảng 3.8. Mối quan hệ giữa hàm lƣợng các kim loại trong loài trùng trục và trong
trầm tích sông Cầu ....................................................................................................68
Hình 3.19. Biểu đồ biểu diễn mối quan hệ giữa kim loại nặng trong trùng trục
(Lanceolaria sp.) và trầm tích sông Cầu ...................................................................69


viii

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT

Chữ viết tắt

Giải thích

AAS

Phổ hấp thụ nguyên tử

BTNMT

Bộ Tài nguyên Môi trƣờng

ĐVĐ

Động vật đáy

Igeo

Chỉ số tích lũy địa chất

ISQG

Hƣớng dẫn chất lƣợng trầm tích tạm thời (ISQG) tƣơng
ứng với các mức độ ngƣỡng dƣới đây mà không có tác
động xấu đến sinh học.

KLN

Kim loại nặng

PEC

Nồng độ chắc chắn gây ảnh hƣởng

QCVN

Quy chuẩn Việt Nam

SQG

Hƣớng dẫn chất lƣợng trầm tích

TCVN

Tiêu chuẩn Việt Nam

TEC

Ngƣỡng nồng độ gây ảnh hƣởng


MỞ ĐẦU
Việt Nam có mạng lƣới sông ngòi vô cùng phong phú và đầy tiềm năng, với
tổng chiều dài hơn 41.900 km, do điều kiện mƣa nhiều đã tạo ra một số lƣợng sông
suối rất lớn, tới khoảng 2.360 con sông và kênh lớn nhỏ. Các sông lớn ở Việt Nam
thƣờng bắt nguồn từ bên ngoài, phần trung du và hạ du chảy trên đất Việt Nam. Hầu
hết các sông ở Việt Nam chảy theo hƣớng Tây Bắc- Đông Nam và đổ ra Biển Đông.
Vì thế các dòng sông có tầm quan trọng rất lớn đối với sinh thái tự nhiên, cuộc sống
và phát triển kinh tế của Việt Nam.
Tuy nhiên trong những năm gần đây, dân số và các ngành công nghiệp phát
triển mạnh đã tạo ra sức ép vô cùng lớn lên các dòng sông. Đã có những con sông bị
bức tử, và nhiều những dòng sông khác chịu ô nhiễm nặng nề bởi các loại nƣớc thải
sinh hoạt và nƣớc thải công nghiệp.
Trong số các chỉ số ô nhiễm, ô nhiễm kim loại nặng là một trong những chỉ số
đƣợc quan tâm nhiều bởi độc tính và khả năng tích lũy sinh học của chúng. Để có
thể đánh giá một cách đầy đủ về mức độ ô nhiễm của các kim loại nặng ta không
thể chỉ dựa vào việc xác định hàm lƣợng của các kim loại hòa tan trong nƣớc mà
cần xác định cả hàm lƣợng các kim loại trong trầm tích và động vật đáy sống trong
môi trƣờng này. Sự tích tụ KLN sẽ ảnh hƣởng đến đời sống của các sinh vật thủy
sinh, gây ảnh hƣởng đến các loài động vật khác và sức khỏe con ngƣời thông qua
chuỗi thức ăn. Do đó, việc nghiên cứu và phân tích các KLN trong cơ thể sinh vật,
trong thực phẩm và tác động của chúng tới cơ thể con ngƣời nhằm đề ra các biện

pháp tối ƣu bảo vệ và chăm sóc sức khỏe cộng đồng là một việc vô cùng cần thiết.
Nhu cầu về thực phẩm sạch, đảm bảo sức khỏe đã trở thành nhu cầu thiết yếu, cấp
bách và đƣợc toàn xã hội quan tâm [4].
Các loài động vật đáy nhƣ hến, trùng trục… cũng là một trong những nguồn
thực phẩm thiết yếu và đƣợc ƣa chuộng ở nƣớc ta. Loài động vật không xƣơng sống
cỡ lớn này có vai trò làm sạch môi trƣờng, có giá trị kinh tế và giá trị dinh dƣỡng
cao song chúng có khả năng đặc biệt trong việc tích tụ những chất gây ô nhiễm nhất
định trong mô của chúng vì những đặc tính vốn có nhƣ: lấy thức ăn theo kiểu lọc
nƣớc, có khả năng tích lũy một hàm lƣợng lớn các KLN mà không bị ngộ độc, có
lối sống tĩnh tại, di chuyển chậm để đảm bảo rằng chất ô nhiễm mà nó tích tụ có


liên quan đến khu vực nghiên cứu, có kích thƣớc phù hợp dễ cung cấp những mô đủ
lớn cho việc phân tích,… Mặt khác, vì sự tích lũy KLN trong cơ thể chúng với hàm
lƣợng cao hơn nhiều lần so với môi trƣờng bên ngoài nơi chúng sinh sống nên
những loài này tƣợng trƣng cho ô nhiễm của khu vực nghiên cứu [11].
Lƣu vực sông Cầu là một trong những lƣu vực sông lớn và tập trung đông dân
cƣ sinh sống ở khu vực phía Bắc. Sông Cầu dài 288,5 km bắt nguồn từ núi Vạn On
ở độ cao 1.175m thuộc huyện Chợ Đồn tỉnh Bắc Kạn chảy qua các tỉnh Bắc Kạn,
Thái Nguyên, Bắc Giang, Bắc Ninh, Hải Dƣơng và đổ vào sông Thái Bình ở thị xã
Phả Lại tỉnh Hải Dƣơng. Các khu vực sông Cầu chảy qua là những khu vực tập
trung rất nhiều các hoạt động sản xuất công nghiệp nhƣ: khai khoáng, luyện kim,
mạ điện, sản xuất nhựa, sản xuất chất tẩy rửa,... Đây là nguyên nhân chính dẫn đến
việc phát sinh các kim loại nhƣ Cu, Pb, Zn, Cd và Cr vào môi trƣờng dẫn đến tình
trạng ô nhiễm KLN đang ở mức báo động. Trƣớc tình hình đó Chính phủ đã cho
thành lập Ủy ban Bảo vệ môi trƣờng lƣu vực sông Cầu vào tháng 1 năm 2008 để có
những giải pháp đồng bộ quản lý và giảm thiểu ô nhiễm trên lƣu vực sông Cầu [28].
Ở Việt Nam nghiên cứu KLN trong trầm tích và trong động vật đáy, cũng nhƣ
việc xác định mối quan hệ giữa chúng chƣa đƣợc quan tâm nhiều. Là một phần nội
dung của đề tài cấp bộ Tài nguyên và Môi trƣờng mã số TNMT. 2017.04.13, nghiên

cứu trƣớc đó chỉ mới xác định đƣợc hàm lƣợng và mối tƣơng quan của 3 kim loại
Cu, Pb và Cd trong loài ốc vặn (Sinotaia reevei fischer) và trầm tích sông Cầu [23].
Do vậy, dƣới sự hƣớng dẫn của TS. Bùi Thị Thƣ tôi đã lựa chọn đề tài: “Nghiên
cứu, xác định mối quan hệ giữa hàm lượng một số kim loại nặng trong hến sông
(Corbicula sp.), trùng trục (Lanceolaria sp.) và trầm tích sông Cầu” để thực

hiện.
Mục tiêu nghiên cứu của đề tài:
Xác định đƣợc hàm lƣợng một số kim loại nặng Cu, Pb, Zn, Cd và Cr trong
hến sông (Corbicula sp.), trùng trục (Lanceolaria sp.) và trầm tích sông Cầu.
Xác định đƣợc mối quan hệ giữa một số kim loại nặng Cu, Pb, Zn, Cd và Cr
trong hến sông (Corbicula sp.), trùng trục (Lanceolaria sp.) và trầm tích sông Cầu.
Để thực hiện các mục tiêu nghiên cứu trên, các nội dung nghiên cứu của đề tài
gồm:


Tổng quan về khu vực nghiên cứu, các nguồn thải kim loại nặng vào môi
trƣờng, tổng quan về trầm tích sông Cầu, loài hến sông (Corbicula sp.), loài trùng
trục (Lanceolaria sp.) và phƣơng pháp đánh giá ô nhiễm kim loại nặng trong trầm
tích;
Khảo sát thực địa, tiến hành quan trắc 01 đợt, tại 28 vị trí trên sông Cầu chảy
qua các tỉnh Bắc Kạn, Thái Nguyên, Bắc Giang, Bắc Ninh, Hải Dƣơng vào thời
gian từ cuối tháng 5/2018 đến tháng 12/2018;
Phân tích xác định hàm lƣợng các kim loại nặng Cu, Pb, Zn, Cd và Cr trong
hến sông (Corbicula sp.), trùng trục (Lanceolaria sp.) và trầm tích sông Cầu tại
Phòng thí nghiệm Môi trƣờng, Trƣờng Đại học Tài nguyên và Môi trƣờng Hà Nội;
Xác định mối quan hệ giữa hàm lƣợng các kim loại nặng Cu, Pb, Zn, Cd và Cr
trong hến sông (Corbicula sp.), trùng trục (Lanceolaria sp.) và trầm tích sông Cầu
bằng phần mềm Origin 8.5.

Chƣơng 1 TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
1.1. Tổng quan về lƣu vực sông Cầu
1.1.1. Điều kiện tự nhiên và kinh tế - xã hội lưu vực sông Cầu
Điều kiện tự nhiên:
Lƣu vực sông Cầu là một trong những lƣu vực sông lớn ở Việt Nam, có vị trí
địa lý đặc biệt, đa dạng và phong phú về tài nguyên cũng nhƣ lịch sử phát triển kinh
tế - xã hội của các tỉnh nằm trong lƣu vực của nó. Sông Cầu có diện tích lƣu vực
khoảng 6.030 km² là một phần của lƣu vực sông Hồng – Thái Bình (chiếm khoảng
8% diện tích lƣu vực sông Hồng – Thái Bình trong lãnh thổ Việt Nam).
Lƣu vực sông Cầu có dòng chính là sông Cầu với chiều dài 288,5 km bắt
nguồn từ núi Văn Ôn (Vạn Ôn) ở độ cao 1.175 m thuộc huyện Chợ Đồn tỉnh Bắc
Kạn chảy qua các tỉnh Bắc Kạn, Thái Nguyên, Bắc Giang, Bắc Ninh, Hải Dƣơng và
đổ vào sông Thái Bình ở thị xã Phả Lại tỉnh Hải Dƣơng. Lƣu vực bao gồm gần nhƣ
toàn bộ các tỉnh Bắc Kạn, Thái Nguyên và một phần các tỉnh Bắc Ninh, Bắc Giang,
Vĩnh Phúc, Hải Dƣơng và Hà Nội (huyện Đông Anh, Sóc Sơn).
Độ cao bình quân lƣu vực là 190 m, độ dốc bình quân 16,1%, chiều rộng lƣu
vực trung bình là 31 km, mật độ lƣới sông 0,95 km/km² và hệ số uốn khúc 2,02.
Trong lƣu vực sông Cầu có tới 26 phụ lƣu cấp một với tổng chiều dài 670 km và 41
phụ lƣu cấp hai với tổng chiều dài 645 km và hàng trăm km sông cấp ba, bốn và các
sông suối ngắn dƣới 10 km. Lƣu vực sông Cầu nằm trong vùng mƣa lớn (1.5002.700 mm/năm) của các tỉnh Bắc Kạn và Thái Nguyên. Tổng lƣu lƣợng nƣớc hàng
năm đạt đến 4,2 tỷ m³. Sông Cầu đƣợc điều tiết bằng hồ Núi Cốc trên sông Công
(một chi lƣu của nó) với dung tích hàng trăm triệu m³ [6, 28].
Nhìn chung địa hình lƣu vực sông Cầu thấp dần theo hƣớng Tây Bắc – Đông
Nam và có thể chia ra làm 3 vùng: miền núi, trung du và đồng bằng. Mạng lƣới
sông suối trong lƣu vực sông Cầu tƣơng đối phát triển. Các nhánh sông chính phân
bố tƣơng đối đều dọc theo dòng chính, nhƣng các sông nhánh tƣơng đối lớn đều
nằm ở phía hữu ngạn lƣu vực, nhƣ các sông: Chợ Chu, Đu, Cà Lồ,…
Tổng lƣợng nƣớc trên lƣu vực sông Cầu khoảng 4,5 tỷ m3/năm. Chế độ thuỷ
văn của các sông trong lƣu vực sông Cầu đƣợc chia thành 2 mùa rõ rệt là mùa lũ và

mùa khô:


- Mùa lũ bắt đầu từ tháng 6 đến tháng 9 và chiếm 70 - 80% tổng lƣu lƣợng
dòng chảy trong năm.
- Mùa khô từ tháng 10 đến tháng 5 năm sau, chỉ chiếm 20 - 30% tổng lƣu
lƣợng dòng chảy của năm.
Lƣu lƣợng dòng chảy trung bình các tháng trong năm chênh lệch nhau tới 10
lần, mực nƣớc cao và thấp nhất chênh nhau khá lớn, có thể tới 5 - 6 m3.

Hình 1.1. Bản đồ lƣu vực sông Cầu


Điều kiện kinh tế - xã hội:
Lƣu vực sông Cầu là một vùng tập trung khá đông dân cƣ với tổng dân số trên
lƣu vực sông Cầu là 2.939.838 ngƣời thuộc 44 dân tộc khác nhau, trong đó đông
nhất là dân tộc Kinh. Mật độ dân số bình quân trên lƣu vực 487 ngƣời/km2. Số dân
ở nông thôn chiếm tỷ lệ rất lớn 80,01% (2.354.543 ngƣời) trong khi đó dân thành
thị chỉ khoảng 585,3 nghìn ngƣời chiếm 19,91%. Dân số tập trung đông ở vùng
đồng bằng.
Với các thế mạnh về điều kiện tự nhiên, các hoạt động sản xuất kinh tế trên địa
bàn các tỉnh thuộc lƣu vực sông Cầu diễn ra rất mạnh mẽ trên các lĩnh vực nông –
lâm – ngƣ nghiệp, công nghiệp, tiểu thủ công nghiệp và làng nghề. Những hoạt
động sản xuất và sinh hoạt này đã gây ảnh hƣởng nghiêm trọng đến môi trƣờng lƣu
vực sông [6].
Hoạt động phát triển kinh tế - xã hội trên lƣu vực sông Cầu đã tác động rất lớn
đến chất lƣợng nƣớc và trầm tích sông. Cơ cấu kinh tế lƣu vực sông Cầu có sự khác
biệt giữa các tỉnh vùng núi, trung du và đồng bằng trong lƣu vực. Vùng trung và hạ
lƣu là vùng đông dân cƣ, có nhiều khu công công nghiệp và làng nghề, tiểu thủ
công nghiệp nhƣ: chế biến giấy ở Bắc Giang, Bắc Ninh; luyện và tái chế kim loại ở

Bắc Ninh, Thái Nguyên, ... Các hoạt động sản xuất công nghiệp và tiểu thủ công
nghiệp trên đã thải vào hệ thống sông Cầu một lƣợng lớn các chất thải độc hại chứa
nhiều các kim loại nặng và các chất độc hữu cơ.
Trên địa bàn lƣu vực sông Cầu còn tập trung rất nhiều đô thị, các trung tâm y
tế lớn nhỏ khác nhau mà hầu hết chƣa có hệ thống xử lý rác và nƣớc thải sinh hoạt,
y tế đồng bộ cũng góp phần làm cho tình hình ô nhiễm trên hệ thống sông Cầu thêm
trầm trọng.
Tóm lại do các hoạt động sinh hoạt và sản xuất chƣa đƣợc quản lý chặt chẽ đã
thải ra một lƣợng lớn chất thải hầu hết chƣa qua xứ lý vào hệ thống sông, khiến cho
sông Cầu đang đứng trƣớc tình trạng báo động về ô nhiễm môi trƣờng nguồn nƣớc
cũng nhƣ trầm tích sông đặc biệt là ô nhiễm các chất hữu cơ độc hại, các kim loại
nặng nhƣ Cu, Fe, Zn, Pb, Cd,... [6,15].
1.1.2. Hiện trạng môi trường lưu vực sông Cầu
Theo thống kê đến năm 2016 sơ bộ trên địa bàn lƣu vực có 48 khu công
nghiệp, 84 cụm công nghiệp, 141 làng nghề, 246 cơ sở y tế và hơn 3.500 doanh


nghiệp Nhà nƣớc, cơ sở tƣ nhân hoạt động ở hầu hết các loại hình công nghiệp, thủ
công nghiệp. Xả thải chủ yếu từ các loại hình: sản xuất kinh doanh, khu cụm công
nghiệp, làng nghề và nƣớc thải y tế. Nƣớc thải sản xuất kinh doanh chiếm khoảng
68,88% toàn vùng. Nƣớc thải khu cụm công nghiệp khoảng 6,23%. Nƣớc thải làng
nghề khoảng 24,25%. Nƣớc thải y tế 0,64%. Hàng trăm cơ sở khai khoáng, tuyển
quặng cũng xả nƣớc thải ra sông Cầu. Chất lƣợng nƣớc hệ thống sông Cầu ở hầu hết
các địa phƣơng đều không đạt tiêu chuẩn chất lƣợng. Nƣớc sông đục, màu đen và
có mùi [3, 28].
Về số lƣợng nguồn gây ô nhiễm, tỉnh Bắc Ninh là tỉnh có số nguồn gây ô
nhiễm nhiều nhất (20 nguồn), tỉnh Bắc Kạn là tỉnh có số nguồn gây ô nhiễm ít nhất
(10 nguồn). Về tổng lƣợng nƣớc thải từ các nguồn gây ô nhiễm trọng điểm, tỉnh Bắc
Kạn là tỉnh có tổng lƣợng nƣớc thải ít nhất (449 m3/ngày đêm), tỉnh Bắc Giang là
tỉnh có tổng lƣợng nƣớc thải nhiều nhất (73.338,9 m3/ngày đêm). Riêng đối với

Công ty TNHH MTV phân đạm và hóa chất Hà Bắc có tổng lƣợng nƣớc thải là
70.478 m3/ngày đêm chiếm 38,99% tổng lƣợng nƣớc thải của toàn bộ các nguồn
gây ô nhiễm trên lƣu vực sông [6].
Sở Tài nguyên và Môi trƣờng Thái Nguyên cho biết, nhiều sông suối chảy qua
thành phố, qua thị xã Sông Công và huyện Phổ Yên tiếp nhận nƣớc thải công
nghiệp, khai thác khoáng sản, sinh hoạt đã bị ô nhiễm chất hữu cơ và kim loại nặng
trƣớc khi hợp lƣu với dòng sông Cầu. Chất lƣợng nƣớc sông sau các điểm hợp lƣu
và đoạn chảy qua TP Thái Nguyên bị ô nhiễm, không bảo đảm cho mục đích sinh
hoạt. Bên cạnh đó, nƣớc thải của các nhà máy tuy đã qua hệ thống xử lý nhƣng chất
lƣợng nƣớc vẫn không đạt tiêu chuẩn xả thải nhƣ: KCN Sông Công, Bệnh viện Ða
khoa trung ƣơng, KCN luyện kim Lƣu Xá. Nƣớc thải chủ yếu là các hợp chất ô
nhiễm hữu cơ và kim loại nặng [28].
Sông Công là sông lớn thứ hai trong lƣu vực sông Cầu, chảy qua địa phận
Thái Nguyên. Khu vực này chịu ảnh hƣởng bởi các hoạt động tàu du lịch, tàu khái
thác cát trên sông, nƣớc thải của các hoạt động khai thác khoáng sản và nƣớc thải từ
các khu công nghiệp sông Công. Khu công nghiệp gang thép Thái Nguyên mỗi năm
có hơn 1,3 triệu m3 nƣớc thải đƣợc đổ ra sông Cầu. Nƣớc thải phát sinh trong quá
trình sản xuất gang thép chứa nhiều chất ô nhiễm độc hại nhƣ dầu mỡ, phenol,
xianua,… Nƣớc sông khu vực này đen, đục và bốc mùi [3].


Vùng hạ lƣu sông Cầu (đoạn chảy qua thành phố Bắc Giang và Bắc Ninh) chịu
ảnh hƣởng do tiếp nhận nƣớc của sông Cà Lồ tại Bắc Giang và sông Ngũ Huyện
Khê tại Bắc Ninh.
Sông Ngũ Huyện Khê là khu vực ô nhiễm nặng nhất trong các vùng thuộc lƣu
vực sông Cầu do các khu công nghiệp và đặc biệt là ở các làng nghề trải suốt từ
Đông Anh, Hà Nội cho đến Vạn An, Bắc Ninh. Nƣớc từ các làng nghề chƣa qua xử
lý đã thải trực tiếp vào sông [28].
1.2. Tổng quan về trầm tích và sự tích lũy kim loại nặng trong trầm tích
1.2.1. Trầm tích và sự hình thành trầm tích

Trầm tích là các vật chất tự nhiên bị phá vỡ bởi các quá trình xói mòn hoặc do
thời tiết, sau đó đƣợc các dòng chảy chất lỏng vận chuyển đi và cuối cùng đƣợc tích
tụ thành lớp trên bề mặt hoặc đáy của một khu vực chứa nhƣ nƣớc biển, hồ sông,
suối. Quá trình hình thành trầm tích là một quá trình tích tụ và hình thành các chất
cặn lơ lửng (bao gồm cả các vật chất vô cơ và hữu cơ) để tạo nên các lớp trầm tích.
Ao, hồ, biển, sông tích lũy các lớp trầm tích theo thời gian. Vì vậy trầm tích là một
hỗn hợp phức tạp của các pha rắn bao gồm sét, silic oxit, chất hữu cơ, cacbonat và
một quần thể các vi khuẩn.
Trầm tích là đối tƣợng thƣờng đƣợc nghiên cứu để xác định nguồn gây ô
nhiễm kim loại nặng vào môi trƣờng nƣớc bởi tỉ lệ tích lũy cao các kim loại trong
nó. Nồng độ kim loại trong trầm tích thƣờng lớn gấp nhiều lần so với trong lớp
nƣớc phía trên, đặc biệt, các dạng kim loại không nằm trong cấu trúc tinh thể của
trầm tích có khả năng di động và tích lũy sinh học cao vào các sinh vật trong môi
trƣờng nƣớc. Chính vì thế trầm tích đƣợc coi là chỉ thỉ quan trọng đối với sự ô
nhiễm môi trƣờng nƣớc [22].
1.2.2. Cơ chế và các yếu tố ảnh hưởng đến sự tích lũy kim loại vào trầm tích
Các kim loại tích tũy vào trầm tích có thể xuất phát từ nguồn tự nhiên hoặc
nguồn nhân tạo. Sự tích lũy các kim loại vào trầm tích có thể xảy ra theo 3 cơ chế
sau:
- Sự hấp phụ hóa lý từ nƣớc;
- Sự hấp thụ sinh học bởi các sinh vật hoặc các chất hữu cơ;
- Sự tích lũy vật lý của các hạt vật chất bởi quá trình lắng đọng trầm tích.


Sự tích lũy kim loại vào trầm tích phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố nhƣ: Các
điều kiện thủy văn, môi trƣờng, pH, thành phần vi sinh vật, kết cấu của trầm tích,
khả năng trao đổi ion,... nhất là sự hấp phụ hóa lý và hấp thụ sinh học [10].
Sự hấp phụ hóa lý các kim loại trực tiếp từ nƣớc đƣợc thực hiện nhờ các quá
trình hấp phụ các kim loại lên trên bề mặt của các hạt keo, các quá trình trao đổi
ion, các phản ứng tạo phức của các kim loại nặng với các hợp chất hữu cơ hoặc do

các phản ứng hóa học xảy ra làm thay đổi trạng thái oxi hóa của các nguyên tố hay
tạo thành các hợp chất ít tan nhƣ muối sunfua. Quá trình hấp phụ hóa lý phụ thuộc
rất nhiều vào các điều kiện nhƣ: pH của nƣớc, kích thƣớc của các hạt keo, hàm
lƣợng các chất hữu cơ và quần thể vi sinh vật.
Sự hấp thụ sinh học chủ yếu do quá trình hấp thụ kim loại của các sinh vật
trong nƣớc, phản ứng tạo phức của các kim loại với các hợp chất hữu cơ, các hoạt
động sinh hóa của hệ vi sinh vật trong trầm tích [3].
Các yếu tố ảnh hưởng đến sự tích lũy kim loại trong trầm tích: Thứ nhất là vai
trò của các thông số địa hóa môi trƣờng nhƣ lƣợng chất rắn lơ lửng TDS; Thứ hai là
phụ thuộc vào thành phần hạt trầm tích. Thành phần bột, sét càng lớn thì càng có lợi
ích cho sự tích lũy các kim loại; Thứ ba là phụ thuộc vào hàm lƣợng vật chất hữu
cơ; Thứ tƣ là phụ thuộc vào thành phần khoáng vật trong trầm tích. Các khoáng vật
trong trầm tích có độ nhớt, độ dính kết càng cao thì mức thu hút các nguyên tố kim
loại càng lớn. Thứ năm là phụ thuộc vào nguồn cung cấp nguyên liệu hình thành
trầm tích và khoảng cách đối với nguồn phát tán các nguyên tố kim loại [22].
1.2.3. Nguồn gốc phát sinh và độc tính của kim loại nặng
a. Nguồn phát sinh một số kim loại nặng
Trong số tất cả các chất gây ô nhiễm, KLN là một trong những tác nhân nguy
hiểm nhất vì đây là những chất không phân hủy sinh học và tồn tại lâu trong môi
trƣờng. Chúng xâm nhập vào trong môi trƣờng thông qua cả hai nguồn: tự nhiên và
con ngƣời.
Nguồn tự nhiên:
Kim loại nặng phát hiện ở mọi nơi: Trong đá, đất và xâm nhập vào thủy vực
qua các quá trình tự nhiên, phong hóa, xói mòn và rửa trôi.


Nguồn nhân tạo:
Sự gia tăng tích lũy KLN trong môi trƣờng không chỉ từ các nguồn tự nhiên
mà còn từ hoạt động công nghiệp của con ngƣời nhƣ: Việc đốt cháy các nhiên liệu
hóa thạch, việc sử dụng các vật liệu và các sản phẩm công nghiệp có thể chứa hàm

lƣợng cao các nguyên tố kim loại độc hại,... Rất nhiều các kim loại này tích lũy
trong đất, trong nƣớc dẫn đến tạo ra sự nguy hiểm đối với động vật và thực vật [9].
Nguồn thải một số KLN của một số ngành công nghiệp phổ biến đƣợc thể hiện
trong bảng 1.1.
Bảng 1.1. Nguồn phát sinh một số KLN của một số ngành công nghiệp
phổ biến [4, 11]
STT

Kim loại

Nguồn phổ biến

1

Đồng (Cu)

Ngành công nghiệp mạ điện, công nghiệp nhựa, luyện
kim và công nghiệp khí thải.

2

Chì (Pb)

3

Kẽm (Zn)

Công nghiệp cao su, sơn, thuốc nhuộm, chất bảo quản gỗ
và thuốc mỡ.

Cadimi (Cd)

Pin niken - cadimi, các ngành công nghiệp mạ điện,
phân bón photphat, chất tẩy rửa, sản phẩm tinh chế dầu
mỏ, bột sơn màu, thuốc trừ sâu, ống mạ kẽm, nhựa,
polyvinyl và nhà máy lọc dầu.

Crom (Cr)

Đƣợc sử dụng nhiều hơn trong các ngành công
nghiệp luyện kim, từ quặng Cromic sau khi tinh chế và
ngƣời ta dùng phản ứng nhiệt nhôm để điều chế Cr

4

5

Công nghiệp luyện kim, sản xuất pin, acquy, nhựa,…

b. Tính chất và độc tính của một số kim loại nặng
Ở nồng độ thấp một số KLN kích thích một số quá trình sinh học, nhƣng ở
nồng độ cao vƣợt ngƣỡng cho phép thì trở nên độc hại. Không phân hủy sinh học,
các kim loại này tích tụ ở các bậc dinh dƣỡng khác nhau thông qua chuỗi thức ăn
và có thể gây ra các vấn đề sức khỏe con ngƣời. Ở ngƣời các kim loại này tích tụ
trong mô sống và do đó gây nên sự nguy hiểm. Một số kim loại gây ra cảm giác khó
chịu về thể chất, còn một số kim loại khác có thể gây ra bệnh đe dọa đến tính mạng,
thiệt hại cho hệ thống của cơ thể sống, hoặc một số thiệt hại khác.
Độc tính của đồng (Cu):

Đồng là một nguyên tố thiết yếu đối với cơ thể động thực vật và con ngƣời.
Đối với cơ thể con ngƣời, đồng cần thiết cho các quá trình chuyến hóa sắt, lipit và
rất cần thiết cho hoạt động của hệ thần kinh, hệ miễn dịch,... Tuy nhiên, khi cơ thể
chúng ta tích tụ đồng với một lƣợng lớn sẽ gây nguy hiểm. Khi hàm lƣợng đồng
trong cơ thể ngƣời từ 60 – 100 mg/kg thể trọng có thể gây ra tình trạng nôn mửa.
Khi hàm lƣợng là 10g/kg thể trọng có thể gây tử vong. Nồng độ đồng giới hạn trong
nƣớc uống đối với con ngƣời là 2 mg/lit.
Đồng cũng là một trong số kim loại có rất nhiều ứng dụng trong các lĩnh vực
công nghiệp khác nhau nh: chế tạo dây dẫn điện, các hợp kim có độ chống mài mòn
cao, chế tạo sơn, thuốc trừ sâu…
Ở pH lớn hơn 6 ion Cu2+ có thể kết tủa dƣới dạng hidroxit, oxit, hidroxicacbonat. Đồng cũng tạo đƣợc phức rất bền với chất mùn. Đặc biệt trong môi
trƣờng khử Cu2+ rất dễ kết hợp với ion S2- để tạo kết tủa CuS rất bền. Chính vì vậy
mà khả năng tích lũy sinh học của kim loại đồng trong trầm tích nhỏ và dạng tồn tại
chủ yếu của đồng trong trầm tích là ở dạng cặn dƣ [22].
Trong tự nhiên, hàm lƣợng trung bình của đồng trong vỏ trái đất vào khoảng
50 ppm và chủ yếu tồn tại dƣới dạng một số khoáng chất nhƣ:

azurit

(2CuCO3Cu(OH)2); malachit (CuCO3Cu(OH)2); các sulfua nhƣ: chalcopyrit
(CuFeS2), bornit (Cu5FeS4), covellit (CuS), chalcocit (Cu2S) và các ôxít nhƣ cuprit
(Cu2O),... Trong đó nhiều nhất là các quặng sunfua tƣơng đối bền. Vì vậy khả năng
rửa trôi của của kim loại đồng là tƣơng đối nhỏ [9].
Nguồn tích lũy nhân tạo đồng vào trầm tích xuất phát chủ yếu từ các hoạt
động sản xuất đặc biệt là từ các ngành công nghiệp luyện kim và mạ điện. Theo một
số nghiên cứu, hàm lƣợng kim loại đồng trong nƣớc thải của các nhà máy mạ điện
có thể lên đến 200 ppm [4].
Độc tính của chì (Pb):
Chì là kim loại tồn tại phổ biến trong tất cả các môi trƣờng, trong nhiều pha
khác nhau và trong tất cả các hệ thống sinh học. Chì tồn tại ở dạng số oxi hóa +2. Ở

pH cao, chì trở nên ít tan và khả năng tích lũy sinh học thấp do tạo phức với chất
hữu cơ, liên kết với oxit và silica của sét và kết tủa dạng cacbonat và hidroxit.
Chì là một nguyên tố có độc tính cao với con ngƣời và động vật. Chì tác động
lên hệ thống tổng hợp hem của hemoglobin do kìm hãm các enzim tham gia xúc tác


ở các giai đoạn khác nhau trong quá trình tổng hợp hem. Enzim Delta aminolevulinic - dehydrotase (ALAD) bị kìm hãm khi nồng độ chì trong máu cao
hơn 10µg/dl. Khi nồng độ chì trong máu cao hơn 50µg/dl sẽ gây ra nguy cơ mắc
triệu chứng thiếu máu, thiếu sắc tố da, màng hồng cầu kém bền vững. Với nồng độ
chì cao hơn 80µg/dl trong máu gây ra các bệnh về não với các biểu hiên lâm sàng
là: mất điều hòa, vận động khó khăn, giảm ý thức, ngơ ngác, hôn mê và co giật. Khi
phục hồi thƣờng kèm theo các di chứng nhƣ động kinh, đần độn và trong một vài
trƣờng hợp bị bệnh thần kinh về thị giác và mù. Ở trẻ em, tác động này xảy ra khi
nồng độ chì trong máu là 70µg/dl. Ngoài ra, trẻ còn bị triệu chứng hoạt động thái
quá (năng động), thiếu tập trung và giảm nhẹ chỉ số IQ [9].
Chì thâm nhập vào cơ thể qua đƣờng nƣớc uống, thực phẩm, hô hấp. khả năng
loại bỏ chì khỏi cơ thể rất chậm, chủ yếu qua đƣờng nƣớc tiểu. Chu kì bán đào thải
của chì trong máu khoảng một tháng, trong xƣơng khoảng 20 - 30 năm. Tiêu chuẩn
của FAO (Food and Agriculture Organization) cho phép là 3 mg/tuần.
Ở nƣớc ta, lƣợng bụi chì trung bình trong không khí đô thị và nông thôn
khoảng 1 mg/m3 và 0,1 – 0,2 mg/m3, và con ngƣời phải hít vào tƣơng ứng là 1,5 20 mg/ngày và 1,5 – 4,0 mg/ngày. Theo quy định của tổ chức sức khỏe thế giới
(WHO) giới hạn bụi chì nơi làm việc phải nhỏ hơn 0,01 mg/m3không khí; còn ở
khu dân cƣ thì phải nhỏ hơn 0,005 mg/m3. Tuy nhiên, bụi chì trong khu vực sản
xuất công nghiệp cao hơn nhiều lần cho phép. Dọc các trục lộ giao thông, dù giờ
đây không dùng xăng pha chì nữa nhƣng lƣợng bụi chì cũng không giảm đáng kể
[9].
Chì có trong nƣớc thải của các cơ sở sản xuất pin, acquy, luyện kim, hóa dầu.
Hoặc đƣa vào môi trƣờng nƣớc từ nguồn không khí bị ô nhiễm do khí thải giao
thông. Chì có khả năng tích lũy trong cơ thể, gây độc thần kinh, gây chết nếu bị
nhiễm độc nặng. Chì cũng rất độc đối với động vật thủy sinh.

Chì đặc biệt độc hại đối với não và thận, cơ quan sinh sản và hệ thống tim
mạch của con ngƣời. khi bị nhiễm độc chì sẽ ảnh hƣởng có hại tới chức năng của trí
óc, thận, gây vô sinh, sẩy thai và tăng huyết áp. Đặc biệt chì là mối nguy hại đối với
trẻ em. Một số kết quả nghiên cứu cho thấy nhiễm độc chì làm giảm mạnh chỉ số
thông minh (IQ) của trẻ em ở tuổi đi học. Một số đánh giá cho thấy cứ 10µg/dl tăng
về chì trong máu sẽ gây ra mức giảm từ 1 đến 5 điểm IQ đối với trẻ em bị nhiễm


chì. Nhiễm chì làm cho hệ thần kinh luôn căng thẳng và mất tập trung chú ý ở trẻ
em từ 7 - 11 tuổi. ở tuổi trung niên, nhiễm độc chì sẽ làm cho huyết áp tăng gây
nhiều rủi ro về bệnh tim mạch [5].
Độc tính của kẽm (Zn):
Trong vỏ trái đất hàm lƣợng kim loại kẽm vào khoảng 75 ppm. Sphalerit
(ZnS) là loại quặng kẽm quan trọng nhất. Nguồn tích lũy kẽm trong trầm tích ngoài
nguồn tự nhiên còn phải kể đến một nguồn rất quan trọng là các nƣớc thải từ các
nhà máy luyện kim và mạ điện và khai khoáng. Hàm lƣợng kẽm trung bình trong
đất và đá thông thƣờng gia tăng theo thứ tự: cát (10-30 mg/kg), đá granic (50
mg/kg), sét (95 mg/kg), và bazan (100 mg/kg). Theo Murray, hàm lƣợng kẽm hiện
diện tự nhiên trong đất 17-125 ppm.
Trong hoạt động công nghiệp, nông nghiệp kim loại kẽm có rất nhiều ứng
dụng, do đó có rất nhiều nguồn làm tăng hàm lƣợng kẽm nhƣ: Khai thác quặng mỏ,
luyện kim, mỗi năm trên thế giới có khoảng 1-3 triệu tấn kẽm từ các hoạt động này
đi vào môi trƣờng đất; Sử dụng phân bón hoá học cũng là một trong những nguyên
nhân làm gia tăng hàm lƣợng kẽm trong môi trƣờng. Lƣợng kẽm đi vào môi trƣờng
đất hàng năm từ việc sử dụng phân bón trên thế giới khoảng 260–1100 tấn; Ngoài ra
nguồn đáng kể kẽm đi vào môi trƣờng đất hàng năm trên thế giới khoảng 640–1914
× 103 tấn từ những chất thải có chứa kẽm nhƣ chất thải động vật, chất thải nông
nghiệp, phân bón, bùn thải cống rãnh, bụi than, nông dƣợc [40].
Kẽm là một nguyên tố vi lƣợng rất cần thiết đối với con ngƣời và động thực
vật. Kẽm cần thiết cho thị lực, giúp cơ thể chống lại bệnh tật, chống nhiễm trùng và

cần thiết cho các hoạt động sinh dục và sinh sản... Tuy nhiên khi hàm lƣợng kẽm
trong cơ thể lớn quá có thể tạo ra các tác dụng ngƣợc lại gây ra các bệnh nhƣ ngộ
độc thần kinh, và hệ miễn nhiễm. Hấp thụ nhiều kẽm có thể gây nôn, tổn hại thận,
lách làm giảm khả năng hấp thu đồng và gây bệnh thiếu máu liên quan đến sự thiếu
hụt đồng. Hấp thụ kẽm trong khẩu phần ăn hàng ngày > 1000 mg gây nôn, sốt, tổn
hại thận và lách, từ 200-500 mg/ngày gây xáo trộn dạ dày, buồn nôn, hoa mắt. Hấp
thụ kẽm lớn hơn 100 mg/ngày gây giảm sự hấp thụ đồng [30].
Độc tính của Cadimi (Cd):
Cadimi cũng là một kim loại có nhiều ứng dụng trong công nghiệp. Một số
ứng dụng chính của cadimi là chế tạo hợp kim có nhiệt độ nóng chảy thấp, sử dụng


trong mạ điện, chế tạo vật liệu bán dẫn, chất tạo màu,... Tuy nhiên cadimi lại là kim
loại rất độc hại đối với cơ thể ngƣời ngay cả ở nồng độ rất thấp bởi vì cadimi có
khả năng tích lũy sinh học rất cao. Khi xâm nhập vào cơ thể nó can thiệp vào các
quá trình sinh học, các enzim liên quan đến kẽm, magie và canxi, gây tổn thƣơng
đến gan, thận, gây nên bệnh loãng xƣơng và bệnh ung thƣ.
Trong tự nhiên, hàm lƣợng Cd trung bình khoảng 0,1 ppm. Quặng cadimi rất
hiếm và chủ yếu tồn tại ở dạng CdS có lẫn trong quặng một số kim loại nhƣ Zn,
Cu, Pb [9, 30].
Trong trầm tích sông ngòi, hàm lƣợng cadimi có thể cao hơn nhiều lên đến 9
ppm. Nguồn phát thải ô nhiễm Cd đối với trầm tích sông ngòi chủ yếu là nguồn
nhân tạo, xuất phát từ nƣớc thải từ các ngành công nghiệp dựa trên một số ứng dụng
của Cd nhƣ: lớp mạ bảo vệ thép, chất ổn định trong PVC, chất tạo màu trong plastic
và thủy tinh, và trong hợp phần của nhiều hợp kim.
Cadimi là nguyên tố rất độc. Giới hạn tối đa cho phép của Cadimi nhƣ sau:
Trong nƣớc: 0,01 mg/l; Trong không khí: 0,001 mg/m3; Trong thực phẩm: 0,0010,5 mg/kg.
Nhiễm độc cấp tính Cd có các triệu chứng giống nhƣ cúm, sốt, đau đầu, đau
khắp mình mẩy. Nhiễm độc mãn tính Cd gây ung thƣ phổi, ung thƣ tuyến tiền liệt.
EU đã đƣa ra giới hạn trên của Cd là 1,0 mg/kg trọng lƣợng tƣơi trai, hến,… loại

dùng làm thực phẩm cho ngƣời [7].
Sự cố nhiễm độc cadimi xảy ra ở tỉnh Toyama (Nhật Bản) vào những năm
1940 do hoạt động khai khoáng làm ô nhiễm cadimi trên sông Jinzu và các phụ lƣu
đã làm cho hàng trăm ngƣời dân sống trong khu vực bị mắc bệnh do nhiễm độc
cadmi có tên gọi là bệnh “itai - itai”. Hầu hết nạn nhân đều bị tổn thƣơng thận và
loãng xƣơng và nhiều ngƣời dã chết. Vụ nhiễm độc ở Toyama đƣợc xem là vụ
nhiễm độc cadimi nghiêm trọng nhất từ trƣớc đến nay. Năm 1953 ở Nhật Bản, một
nhà máy sản xuất hóa chất đã thải metyl thủy ngân ra vịnh Minamata, thông qua con
đƣờng thực phẩm đã gây ra các triệu chứng bệnh thần kinh và biết đến nhƣ là bệnh
“Minamata”. Ở dạng muối vô cơ, thủy ngân đã gây nên các rối loạn thần kinh cho
công nhân làm mũ nón trong ngành công nghiệp làm mũ của Hà Lan [4].
Độc tính của Crom (Cr):