ĐÁNH GIÁ ẢNH HƯỞNG của nước tưới từ SÔNG NHUỆ tới hàm LƯỢNG KIM LOẠI NẶNG TRONG đất NÔNG NGHIỆP HUYỆN KIM BẢNG – TỈNH hà NAM
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (1.55 MB, 105 trang )
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI
------- -------
PHAN LÊ NA
ĐÁNH GIÁ ẢNH HƯỞNG CỦA NƯỚC TƯỚI TỪ
SÔNG NHUỆ TỚI HÀM LƯỢNG KIM LOẠI NẶNG TRONG
ĐẤT NÔNG NGHIỆP HUYỆN KIM BẢNG – TỈNH HÀ NAM
LUẬN VĂN THẠC SĨ NÔNG NGHIỆP
HÀ NỘI, 2013
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI
------- -------
PHAN LÊ NA
ĐÁNH GIÁ ẢNH HƯỞNG CỦA NƯỚC TƯỚI TỪ
SÔNG NHUỆ TỚI HÀM LƯỢNG KIM LOẠI NẶNG TRONG
ĐẤT NÔNG NGHIỆP HUYỆN KIM BẢNG – TỈNH HÀ NAM
LUẬN VĂN THẠC SĨ NÔNG NGHIỆP
Chuyên ngành
Mã số
: Khoa học Môi trường
: 60.44.03.01
Người hướng dẫn khoa học: 1.TS. CAO VIỆT HÀ
2. TS. LÊ NHƯ KIỀU
HÀ NỘI, 2013
i
LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan những số liệu và kết quả trong Luận văn tốt nghiệp
này là hoàn toàn trung thực, khách quan và chưa công bố trong bất kì một
công trình nghiên cứu nào khác. Mọi sự giúp đỡ và các thông tin trích dẫn đã
được nêu rõ nguồn gốc.
Học viên
Phan Lê Na
ii
LỜI CẢM ƠN
Trong thời gian học tập, nghiên cứu và thực hiện Luận văn tốt nghiệp,
ngoài sự cố gắng nỗ lực của bản thân, tôi còn nhận được nhiều sự giúp đỡ
nhiệt tình của các tập thể, cá nhân ở trong và ngoài trường.
Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành nhất tới TS. Cao Việt Hà – Phó Chủ
nhiệm Khoa Tài nguyên và Môi trường, người đã trực tiếp hướng dẫn, giúp
đỡ tôi trong suốt quá trình thực hiện đề tài.
Tôi xin chân thành cảm ơn TS. Vũ Xuân Thanh – Trưởng phòng Tài
nguyên Đất và Môi trường cùng các anh chị thuộc Viện Quy hoạch và Thiết
kế nông nghiệp đã tạo mọi điều kiện thuận lợi, đóng góp ý kiến giúp tôi hoàn
thành luận văn tốt nghiệp này.
Cuối cùng, tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới toàn thể gia đình, bạn bè,
những người đã động viên, đóng góp nhiều ý kiến quý báu để tôi hoàn thành
luận văn tốt nghiệp.
Học viên
Phan Lê Na
iii
MỤC LỤC
Phan Lê Na...............................................................................................................................................................ii
MỤC LỤC...............................................................................................................................................................iii
DANH MỤC CÁC BẢNG.....................................................................................................................................vi
DANH MỤC CÁC HÌNH....................................................................................................................................viii
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT.....................................................................................ix
1. MỞ ĐẦU...............................................................................................................................................................1
1.1 Tính cấp thiết của đề tài...................................................................................................................................1
1.2.1 Mục đích nghiên cứu......................................................................................................................................2
1.2.2 Yêu cầu.............................................................................................................................................................2
2. TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU................................................................................................3
2.1 Tình hình sử dụng nước tưới – ô nhiễm nước tưới trên thế giới và Việt Nam........................................3
2.1.1 Tình hình sử dụng nước tưới và ô nhiễm nước tưới trên thế giới..........................................................3
2.1.2.3 Hiện trạng chất lượng nước lưu vực sông Nhuệ - Đáy....................................................................11
2.2 Kim loại nặng và tình hình ô nhiễm kim loại nặng trong đất trên thế giới và Việt Nam....................13
2.2.1 Các nghiên cứu về ô nhiễm KLN trong đất trên thế giới.......................................................................13
2.3 Các giải pháp cải thiện chất lượng nước tưới ở Việt Nam........................................................................17
2.3.1 Các chính sách quản lý lưu vực sông........................................................................................................17
2.3.2 Ban hành quy định mới chặt chẽ hơn về kiểm soát chất lượng nước tưới..........................................21
2.3.3 Các biện pháp làm sạch nguồn nước tưới................................................................................................22
3. ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG, PHƯƠNG PHÁP.............................................................................................28
NGHIÊN CỨU.......................................................................................................................................................28
3.1 Đối tượng nghiên cứu.....................................................................................................................................28
3.2 Phạm vi nghiên cứu.........................................................................................................................................28
3.3 Nội dung nghiên cứu.......................................................................................................................................28
3.4 Phương pháp nghiên cứu...............................................................................................................................29
iv
3.4.1 Phương pháp thu thập tài liệu thứ cấp.....................................................................................................29
3.4.5 Phương pháp kế thừa..................................................................................................................................34
3.4.7 Phương pháp xử lý số liệu...........................................................................................................................35
4. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU...............................................................................................................................36
4.1 Điều kiện tự nhiên, kinh tế, xã hội huyện Kim Bảng – tỉnh Hà Nam liên quan đến sản xuất nông
nghiệp......................................................................................................................................................................36
4.1.1 Vị trí địa lý.....................................................................................................................................................36
4.1.2 Địa hình, khí hậu và chế độ thủy văn........................................................................................................37
4.1.3 Điều kiện kinh tế - xã hội............................................................................................................................41
............................................................................................................................................................ 45
Hệ thống các công trình thủy lợi hiện nay gồm có:.........................................................................................45
Nhóm cây................................................................................................................................................................47
Diện tích gieo trồng (ha).......................................................................................................................................47
Sản lượng................................................................................................................................................................47
(tấn)..........................................................................................................................................................................47
Năm 2009................................................................................................................................................................47
Năm 2010................................................................................................................................................................47
Năm 2011.................................................................................................................................................................47
Năm 2009................................................................................................................................................................47
Năm 2010................................................................................................................................................................47
Năm 2011.................................................................................................................................................................47
Nhóm cây lương thực có hạt (lúa, ngô)..............................................................................................................47
Nhóm cây chất bột lấy củ (sắn, khoai)................................................................................................................47
Nhóm cây thực phẩm............................................................................................................................................47
Nhóm cây CN hàng năm.......................................................................................................................................47
Nhóm cây ăn quả...................................................................................................................................................47
4.2 Đánh giá hàm lượng Cu, Pb, Zn trong nước tưới sông Nhuệ tại huyện Kim Bảng – tỉnh Hà Nam. .48
v
............................................................................................................................................................ 50
Từ hình 4.5 ta thấy:.............................................................................................................................. 50
4.3 Tính chất môi trường đất của khu vực nghiên cứu...................................................................................51
4.4 Hàm lượng Cu, Pb, Zn tổng số trong đất nông nghiệp khu vực nghiên cứu.........................................58
4.4.1 So sánh với QCVN 03:2008/BTNMT về hàm lượng Cu, Pb, Zn trong đất nông nghiệp khu vực
nghiên cứu...............................................................................................................................................................58
Tại thời điểm nghiên cứu, đất nông nghiệp huyện Kim Bảng sử dụng nước tưới sông Nhuệ chưa bị ô
nhiễm về hàm lượng Cu, Pb, Zn. Kết quả phân tích được thể hiện rõ trong bảng 4.5:................................58
4.4.2 Hàm lượng Cu, Pb, Zn trong đất dưới các loại hình sử dụng đất khác nhau....................................60
4.4.3 Ảnh hưởng của nước tưới đến hàm lượng Cu, Pb, Zn trong đất sản xuất nông nghiệp dưới các
hình thức sử dụng đất khác nhau.......................................................................................................................61
4.5 Một số biện pháp giảm thiểu tác động tiêu cực của nước tưới từ sông Nhuệ........................................64
4.5.1 Quy hoạch LVS Nhuệ - Đáy........................................................................................................................64
4.5.2 Quy hoạch các cơ sở sản xuất gây ô nhiễm nguồn nước sông Nhuệ....................................................65
4.5.3 Tăng cường kiểm soát chất lượng nước thải trong LVS........................................................................67
4.5.4 Nâng cao chất lượng hệ thống thủy lợi.....................................................................................................67
4.5.5 Một số biện pháp khác.................................................................................................................................68
5. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ..........................................................................................................................69
5.1 Kết luận.............................................................................................................................................................69
TÀI LIỆU THAM KHẢO....................................................................................................................................71
PHỤ LỤC................................................................................................................................................................57
1. Pháp luật liên quan đến quản lý chất lượng nước lưu vực sông.........................................................71
2. Tổ chức quản lý môi trường lưu vực sông........................................................................................ 72
vi
DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 2.1 Tỷ trọng dùng nước các khu vực trên thế giới..........Error: Reference
source not found
Bảng 2.2 Nguồn kim loại nặng từ các ngành công nghiệp......Error: Reference
source not found
Bảng 2.3 Hàm lượng một số kim loại nặng trong nước thải làng nghề tái chế
kim loại ...........................................................................................................10
Bảng 2.4 Hàm lượng một số kim loại nặng trong nước kênh, rạch của thành
phố Hồ Chí Minh..........................................Error: Reference source not found
Bảng 2.5 Hàm lượng KLN trong một số chế phẩm nông nghiệp..............Error:
Reference source not found
Bảng 2.6 Hàm lượng tối đa cho phép của các KLN được xem là độc đối với
thực vật trong đất nông nghiệp.....................Error: Reference source not found
Bảng 2.7 Hàm lượng KLN tổng số ở tầng đất mặt trong.........Error: Reference
source not found
Bảng 2.8 Hàm lượng một số KLN (mg/kg) trong đất nông nghiệp ở một số
vùng của Việt Nam.......................................Error: Reference source not found
Bảng 2.9 Ứng dụng các công trình cơ học trong xử lý nước. . .Error: Reference
source not found
Bảng 3.1 Thông tin chung về mẫu đất nghiên cứu. Error: Reference source not
found
Bảng 3.2 Thông tin chung về mẫu nước nghiên cứu....Error: Reference source
not found
Bảng 3.3 Thông tin về mẫu nước kế thừa.....Error: Reference source not found
Bảng 4.1 Tình hình sản xuất một số cây trồng chính qua 3 năm ..............Error:
Reference source not found
Bảng 4.2 Hiện trạng một số loại hình sử dụng đất và hệ thống cây trồng chính
của huyện Kim Bảng năm 2012...................Error: Reference source not found
vii
Bảng 4.3 Hàm lượng Cu, Pb, Zn trong các mẫu nước tưới từ sông Nhuệ Error:
Reference source not found
Bảng 4.4 Một số tính chất các mẫu đất nghiên cứu Error: Reference source not
found
Bảng 4.5 Kết quả phân tích hàm lượng Cu, Pb, Zn trong mẫu đất tại các xã sử
dụng nước tưới sông Nhuệ...........................Error: Reference source not found
Bảng 4.6 Lượng phân bón sử dụng cho các loại cây trồng tại khu vực nghiên
cứu................................................................Error: Reference source not found
Bảng 4.7 Lượng phân bón sử dụng dưới các loại hình sử dụng đất khác nhauError:
Reference source not found
viii
DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình 2.1 Bản đồ hành chính lưu vực sông Nhuệ - Đáy Error: Reference source
not found
Hình 2.2 Mối liên hệ giữa các thành phần thể chế quản lý nước LVS......Error:
Reference source not found
Hình 3.1 Sơ đồ vị trí lấy mẫu huyện Kim Bảng – Hà Nam......Error: Reference
source not found
Hình 4.1 Sơ đồ huyện Kim Bảng – tỉnh Hà Nam...Error: Reference source not
found
Hình 4.2 Sơ đồ biến động cơ cấu đất đai huyện Kim Bảng giai đoạn 2009 - 2011...Error:
Reference source not found
Hình 4.3 Sơ đồ biến động diện tích đất nông nghiệp huyện Kim Bảng giai
đoạn 2009 -2011...........................................Error: Reference source not found
Hình 4.4 Sơ đồ hệ thống sông ngòi và kênh mương huyện Kim Bảng.....Error:
Reference source not found
Hình 4.5 Biến động hàm lượng Pb trong nước tưới sông Nhuệ tại huyện Kim
Bảng giai đoạn 2007 - 2013..........................Error: Reference source not found
Hình 4.6 Sự thay đổi giá trị pH trong nước sông Nhuệ tại huyện Kim Bảng
giai đoạn 2007 - 2013...................................Error: Reference source not found
Hình 4.7 Hàm lượng Cu, Pb, Zn trung bình trong đất sản xuất nông nghiệp
dưới các loại hình sử dụng đất khác nhau....Error: Reference source not found
ix
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT
ADB
Bộ NN&PTNT
Bộ TNMT
ĐBSCL
ĐBSH
FAO
HCBVTV
KLN
LVS
QCVN
SIWI
SXNN
TCCP
TCVN
UBND
:
Asian Developement Bank
:
:
:
:
:
(Ngân hàng phát triển Châu Á)
Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn
Bộ Tài nguyên Môi trường
Đồng bằng Sông Cửu Long
Đồng bằng Sông Hồng
Food and Agriculture Organization
:
:
:
:
:
(Tổ chức Nông lương thế giới)
Hóa chất Bảo vệ thực vật
Kim loại nặng
Lưu vực sông
Quy chuẩn Việt Nam
Viện Nước quốc tế
:
:
:
:
(Stockholm International Water Institute)
Sản xuất nông nghiệp
Tiêu chuẩn cho phép
Tiêu chuẩn Việt Nam
Ủy ban nhân dân
1
1. MỞ ĐẦU
1.1 Tính cấp thiết của đề tài
Sông Nhuệ là một chi lưu của lưu vực sông (LVS) Nhuệ - Đáy, thuộc
phần Tây Nam của vùng đồng bằng Bắc bộ, ở phía hữu ngạn sông Hồng.
Sông Nhuệ dài 74 km, diện tích lưu vực 1070 km 2. Hiện nay, sông Nhuệ đang
chịu tác động mạnh mẽ của các hoạt động kinh tế - xã hội, đặc biệt là của các
khu công nghiệp, khu khai thác và chế biến, các điểm dân cư nằm trong lưu
vực sông. Sự ra đời và hoạt động của hàng loạt các khu công nghiệp thuộc các
tỉnh, thành phố, các hoạt động tiểu thủ công nghiệp trong các làng nghề, xí
nghiệp kinh tế quốc phòng cùng với hoạt động khai thác, chế biến khoáng
sản... đã làm cho môi trường nói chung và môi trường nước sông Nhuệ nói
riêng biến đổi nhiều. Chương trình quan trắc nước mặt trên LVS Nhuệ - Đáy
do Tổng cục Môi trường – Bộ Tài nguyên và Môi trường thực hiện đã cung
cấp đầy đủ về chất lượng nước từ năm 2006 - 2010 cho thấy nước sông bị ô
nhiễm chủ yếu bởi các chất hữu cơ, chất dinh dưỡng, lơ lửng, kim loại nặng,
độ màu, mùi hôi, đặc biệt vào mùa khô xu hướng ô nhiễm nước sông ngày
càng tăng.
Mặc dù vậy, sông Nhuệ vẫn là nguồn nước tưới chủ yếu cho diện tích
49.247 ha đất sản xuất nông nghiệp của một số tỉnh vùng đồng bằng Bắc bộ.
Trong đó có huyện Kim Bảng – là một huyện miền núi phía Tây Bắc của tỉnh
Hà Nam, với 70% diện tích đất sản xuất nông nghiệp sử dụng nước tưới từ
sông Nhuệ. Theo kết quả quan trắc nước sông của Tổng cục Môi trường từ
năm 2006 – 2010 thì hàm lượng các chất ô nhiễm trên sông Nhuệ đoạn chảy
qua tỉnh Hà Nam đều vượt QCVN 08:2008/cột B1, đặc biệt là với một số
KLN. Ô nhiễm kim loại nặng (KLN) trong nước tưới luôn gây ra những vấn
đề hết sức nghiêm trọng đối với việc tăng hàm lượng KLN trong đất nông
nghiệp và ảnh hưởng tới sức khỏe con người. Tuy nhiên nếu chỉ đơn thuần
2
nhìn vào các kết quả này thì vẫn chưa nhìn thấy được bức tranh tổng thể về
ảnh hưởng của nước tưới sông Nhuệ tới hàm lượng KLN trong đất nông
nghiệp huyện Kim Bảng – tỉnh Hà Nam. Để có căn cứ cải tạo, bảo vệ bền
vững môi trường nước sông Nhuệ, môi trường đất sản xuất nông nghiệp
huyện Kim Bảng – tỉnh Hà Nam thì việc đánh giá chất lượng nước tưới và
ảnh hưởng của nó tới hàm lượng KLN trong đất sản xuất nông nghiệp sử
dụng nước tưới sông Nhuệ nhằm đưa ra giải pháp trong thời gian tới là điều
rất cần thiết.
Chính vì những lý do trên tôi tiến hành nghiên cứu đề tài: “Đánh giá
ảnh hưởng của nước tưới từ sông Nhuệ tới hàm lượng kim loại nặng trong
đất nông nghiệp huyện Kim Bảng – tỉnh Hà Nam”.
1.2 Mục đích, yêu cầu
1.2.1 Mục đích nghiên cứu
- Đánh giá hàm lượng KLN trong nước tưới từ sông Nhuệ huyện Kim
Bảng – tỉnh Hà Nam giai đoạn từ năm 2007 – 2013.
- Đánh giá ảnh hưởng của nước tưới từ sông Nhuệ tới hàm lượng KLN
trong đất sản xuất nông nghiệp huyện Kim Bảng – tỉnh Hà Nam.
- Đề xuất các giải pháp giảm thiểu các tác động tiêu cực của nước tưới từ
sông Nhuệ tới đất sản xuất nông nghiệp huyện Kim Bảng – tỉnh Hà Nam.
1.2.2 Yêu cầu
- Tìm hiểu các thông tin thứ cấp một cách chính xác.
- Đánh giá ảnh hưởng của nước tưới từ sông Nhuệ tới hàm lượng KLN
trong đất sản xuất nông nghiệp sử dụng nước tưới sông Nhuệ thông qua việc
đánh giá hàm lượng Cu, Pb, Zn trong nước tưới sông Nhuệ theo QCVN
39:2011/BTNMT và trong đất sản xuất nông nghiệp theo QCVN 03:
2008/BTNMT.
- Đề xuất các giải pháp giảm thiểu các tác động tiêu cực của nước tưới
sông Nhuệ lên đất sản xuất nông nghiệp huyện Kim Bảng – tỉnh Hà Nam.
3
2. TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
2.1 Tình hình sử dụng nước tưới – ô nhiễm nước tưới trên thế giới và
Việt Nam
2.1.1 Tình hình sử dụng nước tưới và ô nhiễm nước tưới trên thế giới
2.1.1.1 Tình hình sử dụng nước tưới trên thế giới
Nhu cầu sử dụng nước trên thế giới ngày càng tăng theo sự phát triển
của nền công nghiệp, nông nghiệp và sự nâng cao mức sống của con người.
Tuy nhiên, nhu cầu nước sử dụng lại thay đổi tùy thuộc vào sự phát triển của
mỗi quốc gia.
Ví dụ: Ở Hoa Kỳ, khoảng 44% nước được sử dụng cho công nghiệp,
47% sử dụng cho nông nghiệp và 9% cho sinh hoạt và giải trí. Ở Trung Quốc
thì 7% nước được dùng cho nông nghiệp, 87% cho công nghiệp, 6% sử dụng
cho sinh hoạt và giải trí (Nguyễn Thanh Sơn, 2005). Tỷ trọng dùng nước của
các khu vực trên thế giới thể hiện qua bảng 2.1:
Bảng 2.1 Tỷ trọng dùng nước các khu vực trên thế giới
Đơn vị tính: %
Vùng
Công nghiệp
Nông nghiệp
Sinh hoạt
Bắc và Trung Mỹ
42
49
9
Nam Mỹ
22
59
19
Châu Âu
54
33
13
Châu Phi
5
88
7
Châu Á
8
86
6
Châu Đại Dương
2
34
64
Toàn thế giới
23
69
8
(Nguồn: Nguyễn Thanh Sơn, 2005)
4
Trước đây, hiện nay và trong tương lai gần, nông nghiệp vẫn là đối
tượng sử dụng nguồn tài nguyên nước ngọt lớn nhất, chiếm tới 70% nguồn
nước mặt trên thế giới (FAO). Ngoại trừ nước bị mất qua quá trình bốc hơi thì
nước sử dụng trong nông nghiệp được tái chế trở lại qua sự thoát nước mặt
hoặc nước ngầm (Nguyễn Thanh Sơn, 2005).
Theo FAO (1985) [] 17% diện tích đất canh tác đã được thủy lợi hóa,
cung cấp cho nhân loại 36% sản lượng lương thực có mức đảm bảo ổn định
cao. Do đó nước tưới là giải pháp chính để giải quyết vấn đề lương thực trong
điều kiện gia tăng và nguy có đất canh tác giảm hiện nay.
Diện tích đất được tưới tăng rất nhanh, năm 1800 là 8 triệu ha, năm 1900
là 48 triệu ha, năm 1990 là 220 triệu ha và năm 2000 là 420 triệu ha. ¾ đất được
tưới nằm ở các nước đang phát triển, nơi sản xuất ra 60% lượng gạo và 40%
lượng lúa mì của các nước này. Nước cấp cho nông nghiệp hiện chiếm hơn ½
tổng lượng tiêu thụ, trong đó 30% lấy từ dưới đất (FAO, 2005) []
Nhu cầu lượng nước tưới phụ thuộc vào độ thiếu ẩm thực tế của đất,
điều kiện thời tiết, loại cây và giai đoạn sinh trưởng của cây. Lượng cần tưới
biến đổi theo thời gian, loại cây và dao động nhu cầu thường không trùng pha
với biến động nước tự nhiên.
Sự phát triển trong sản xuất nông nghiệp như sự thâm canh tăng vụ và
mở rộng diện tích đất canh tác cũng đòi hỏi một lượng nước ngày càng cao.
Theo M.I.Lvovits (1974) [], trong tương lai do thâm canh nông nghiệp mà
dòng chảy cả năm của các con sông trên toàn thế giới có thể giảm đi khoảng
700 km3/năm. Phần lớn nhu cầu về nước được thỏa mãn nhờ mưa ở các vùng
có khí hậu ẩm, nhưng cũng thường được bổ sung bởi nước sông hoặc nước
ngầm bằng biện pháp thủy lợi, nhất là vào mùa khô.
2.1.1.2 Ô nhiễm nước tưới trên thế giới
Trên thế giới sử dụng nước phục vụ nông nghiệp chủ yếu từ nguồn
nước sông suối, ao hồ. Nguồn nước tự nhiên này luôn có một lượng vật chất
5
bao gồm các chất vô cơ, hữu cơ dưới dạng hòa tan hoặc dạng hạt lơ lửng, các
vi khuẩn vi sinh vật và các sinh vật thủy sinh.
Nguyên nhân gây ô nhiễm nguồn nước tưới chính từ các hoạt động
nông nghiệp, công nghiệp, giao thông vận tải…
Theo Thông tấn xã Việt Nam (2011) thống kê về các con sông cạn kiệt
và ô nhiễm nhất trên thế giới thì ở nước Anh đầu thế kỷ 19, sông Tamise rất
sạch, cung cấp nước tưới cho hàng ngàn hécta đất nông nghiệp nhưng đến
giữa thế kỷ 20 nó trở thành ống cống lộ thiên.
Ở Trung Quốc, hàng năm lượng chất thải và nước thải công nghiệp ở
các thành phố và thị trấn của Trung Quốc tăng từ 23,9 tỷ m3 trong năm 1980
lên 73,1 tỷ m3 trong năm 2006. Một lượng lớn nước thải chưa qua xử lý
vẫn được thải vào các sông. Hậu quả là hầu hết ở các sông, hồ ngày càng
trở nên ô nhiễm nghiêm trọng. Dựa trên đánh giá 140.000 km sông dọc
đất nước Trung Quốc trong năm 2006, chất lượng nước của 41,7% chiều
dài xếp ở loại 4 hoặc thậm chí thấp hơn và 21,8% dưới loại 5.
Ở Indonesia, sông Citarum rộng 13.000 km 2 là một trong những
dòng sông lớn nhất của Indonesia. Theo số liệu của Ngân hàng phát triển
Châu Á (ADB), sông Citarum cung cấp 80% lượng nước sinh hoạt cho 14
triệu dân thủ đô Jakata, tưới cho những cánh đồng cung cấp 5% sản lượng
lúa gạo và là nguồn nước cho hơn 2.000 nhà máy – nơi làm ra 20% sản
lượng công nghiệp của đảo quốc này. Dòng sông này là một phần không
thể thay thế trong cuộc sống của người dân vùng Tây đảo Java, nó chảy
qua những cánh đồng lúa và những thành phố lớn nhất Indonesia. Tuy
nhiên hiện tại nó là một trong những dòng sông ô nhiễm nhất thế giới.
Dòng sông như một bãi rác di động, nơi chứa đựng các hóa chất độc hại
do các nhà máy xả ra, thuốc trừ sâu trôi theo dòng nước từ các cánh đồng
và cả chất thải do con người đổ xuống.
6
Ở Ấn Độ, sông Hằng và sông Ấn là một trong những con sông bị ô
nhiễm nhất trên thế giới vì ảnh hưởng nặng nề của nền công nghiệp hóa
chất, rác thải công nghiệp, rác thải sinh hoạt chưa qua xử lý. Chất lượng
nước 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. Ngoài ra do phong tục hỏa thiêu một phần thi thể
rồi thả trôi sông hay rác thải trực tiếp từ bệnh viện do thiếu lò đốt cũng là
nguyên nhân làm tăng ô nhiễm dòng sông.
Ở Mỹ, sông Mississipi là con sông dài thứ 2 với 3.782km, mực
nước sông giảm tới 22% trong giai đoạn từ năm 1960 đến năm 2004. Sự
sụt giảm này liên quan tới tình trạng biến đổi khí hậu và gây ảnh hưởng
lớn đối với hàng trăm triệu người trên thế giới. Theo Quỹ bảo vệ thiên
nhiên toàn cầu (WWF), con sông này đang trở nên cạn kiệt, khô cằn, ảnh
hưởng tới hàng trăm triệu người và phá hủy sự sống ở những vùng lưu
vực con sông. Nếu con sông chết thì hàng trăm triệu người sẽ mất đi
những nguồn sống, sự đa dạng sinh học bị phá hủy trên diện rộng, nước
ngọt sẽ thiếu trầm trọng và đe dọa tới an ninh lương thực. Nhận thức được
tầm quan trọng của con sông này, nước Mỹ đã tiến hành xây hàng nghìn
con đập và đê dọc theo chiều dài của dòng sông trong suốt thế kỷ trước để
hỗ trợ giao thông thủy và kiểm soát lũ lụt.
Theo thống kê của Viện Nước quốc tế (SIWI) được công bố tại
Tuần lễ Nước thế giới (World Water Week) khai mạc tại Stockholm, thủ
đô Thụy Điển ngày 5/9/2010: trung bình mỗi ngày trên trái đất có khoảng
2 triệu tấn chất thải sinh hoạt đổ ra sông hồ và biển cả, 70% lượng chất
thải công nghiệp không qua xử lý bị trực tiếp đổ vào các nguồn nước tại
các quốc gia đang phát triển. Tuần lễ Nước thế giới lần này cảnh báo tác
động của sự gia tăng dân số và tăng trưởng kinh tế, nguồn nước đang ngày
càng bị lạm dụng. Quá trình đô thị hóa, hoạt động nông nghiệp, công
nghiệp và biến đổi khí hậu gây áp lực nặng nề lên khối lượng và chất
lượng nguồn nước.
7
2.1.2 Tình hình sử dụng nước tưới và ô nhiễm KLN trong nước tưới tại
Việt Nam
2.1.2.1 Tình hình sử dụng nước tưới ở Việt Nam
Trong những thập kỷ qua đặc biệt sau ngày thống nhất đất nước được
sự quan tâm của Đảng và Chính phủ, nước ta đã đầu tư xây dựng được hệ
thống công trình thuỷ lợi đồ sộ, tổng năng lực của các hệ thống đã bảo đảm
tưới trực tiếp 3,45 triệu ha, tạo nguồn cho 1,13 triệu ha, tiêu 1,4 triệu ha, ngăn
mặn 0,87 triệu ha và cải tạo chua phèn 1,6 triệu ha; cấp và tạo nguồn cấp
nước 5-6 tỷ m3/năm cho sinh hoạt, công nghiệp, du lịch, dịch vụ,... cấp nước
sinh hoạt nông thôn đạt 70 – 75% tổng số dân (Nguyễn Thanh Sơn, 2005).
Ngoài mục đích tưới tiêu cho nông nghiệp, hệ thống thuỷ lợi còn phục
vụ cấp nước cho sinh hoạt và tiêu nước cho các vùng dân cư. Một số hệ thống
còn được kết hợp khai thác sử dụng nước cho giao thông, du lịch, thủy sản do
đó chất lượng nước tưới phục vụ sản xuất nông nghiệp ngày càng xuống cấp
do ảnh hưởng của nước thải từ các hoạt động khác.
Trên thế giới ngành nông nghiệp sử dụng khoảng 40% - 70% lượng nước
phục vụ cho nhu cầu tưới trong khi đó ở Việt Nam nhu cầu sử dụng nước trong
nông nghiệp lên tới 85%. 70% dân số sống tại khu vực nông thôn phụ thuộc trực
tiếp hoặc gián tiếp vào nông nghiệp (Nguyễn Thanh Sơn, 2005).
Nước tưới phục vụ sản xuất nông nghiệp nước ta chủ yếu lấy từ hệ
thống sông ngòi. Nhu cầu sử dụng nước tưới năm 2010 tăng 11 – 12% so với
năm 2000, dự kiến năm 2020 tăng khoảng 12% so với năm 2010. Theo đánh
giá của Ngân hàng phát triển Châu Á (ADB) đến năm 2070, dòng chảy vào
tháng cao điểm của sông Mekong dự báo tăng 41% ở đầu nguồn và 19% ở
vùng đồng bằng. Còn vào các tháng mùa khô, dòng chảy giảm khoảng 24% ở
thượng nguồn và 29% ở vùng Đồng Bằng. Dòng chảy mùa kiệt ở LVS
Hồng giảm 19%, mực nước lũ có thể đạt cao trình +13,24 xấp xỉ cao trình
đỉnh đê hiện nay +13,40 (Báo cáo Viện Quy hoạch Thuỷ lợi, 2005). Điều
8
đó có nghĩa là khả năng lũ trong mùa mưa và cạn kiệt trong mùa khô đều
trở nên khắc nghiệt hơn.
Đối với ngành nông nghiệp, mặc dù hệ thống cơ sở vật chất đã được
chú trọng đầu tư, tuy vậy vẫn chưa đáp ứng được yêu cầu phục vụ sản xuất,
hệ thống thủy lợi đã được xây dựng từ lâu, các hạng mục công trình thủy lợi
đều đã bị hư hỏng nhiều và đã xuống cấp, gây không ít khó khăn cho việc
khai thác sử dụng nguồn nước mặt.
Do chế độ mưa thay đổi cùng với quá trình đô thị hoá và công nghiệp hoá
dẫn đến nhu cầu tiêu nước gia tăng đột biến, nhiều hệ thống thuỷ lợi không đáp
ứng được yêu cầu tiêu nước, cấp nước. Cùng với tác động của biến đổi khí hậu,
nguồn nước sạch sẽ trở nên khan hiếm, có khoảng 8,4 triệu người Việt Nam thiếu
nước ngọt vào năm 2050 và do đó vấn đề nước tưới nông nghiệp đảm bảo an ninh
lương thực sẽ trở nên đáng lo ngại (Nguyễn Thanh Sơn, 2005).
2.1.2.2 Ô nhiễm Kim loại nặng trong nước tưới Việt Nam
a. Nguồn gây ô nhiễm
Nguồn từ các hoạt động công nghiệp
Đây có thể coi là nguồn chủ yếu dẫn đến nhiễm bẩn kim loại nặng
trong môi trường nước. Do công nghiệp là ngành sản xuất với quy mô lớn và
trình độ công nghệ cao, trong những năm qua nó lại không được sự giám sát
chặt của các cơ quan có thẩm quyền dẫn đến có rất nhiều nhà máy, xí nghiệp
sản xuất thải trực tiếp nước thải ra ngoài môi trường mà không xử lý trước. Hoặc
nếu có thì cũng chỉ là mang tính hình thức đối phó bởi việc đầu tư xử lý nước thải
là khá tốn kém. Theo kết quả điều tra sơ bộ chỉ tính riêng ngành công nghiệp mạ
thì có tới 80% nước thải không được xử lý mà thải trực tiếp ra môi trường. Trong
khi đó người ta ước tính rằng lượng thải của ngành này trong những năm tới có
thể lên đến hàng ngàn tấn mỗi năm làm cho hiện tượng ô nhiễm nước nói chung
và ô nhiễm do kim loại nặng gây ra ngày càng phổ biến. Nguồn kim loại nặng từ
các ngành công nghiệp được thể hiện qua bảng 2.2 :
9
Bảng 2.2 Nguồn kim loại nặng từ các ngành công nghiệp
Nguyên tố
Nguồn
Pb
Công nghiệp mỏ, than đá, sản xuất ắc quy, xăng, hệ thống dẫn
Cu
Hoạt động khai khoáng, mạ kim loại
(Nguồn: Báo cáo hiện trạng Môi trường quốc gia, 2006)
Nguồn từ các hoạt động nông nghiệp
Ngành nông nghiệp của nước ta trong thời gian qua đã ứng dụng rất
nhiều những thành tựu về nông nghiệp trên thế giới như thuốc trừ sâu, thuốc
diệt cỏ, phân bón hoá học… điều này đã góp phần nâng cao năng suất cây
trồng. Tuy vậy thì nó cũng có mặt trái của nó đó chính là hàm lượng các kim
loại nặng tồn tại trong các hoá chất này vốn không nhỏ. Thêm vào đó việc sử
dụng những chất hoá học thường không theo các quy tắc chung do vậy nó đã
bắt đầu gây ra nhiễm bẩn kim loại nặng trong nước tưới thậm chí có ở cả
trong nước ngầm. Các hoạt động sử dụng phân bón và hóa chất BVTV vẫn
diễn ra tràn lan như hiện nay thì tình trạng ô nhiễm kim loại nặng sẽ xảy ra
trong tương lai gần.
Nguồn từ các hoạt động giao thông vận tải
Các hoạt động giao thông vận tải thông qua quá trình hoạt động đốt
nhiên liệu của mình đã thải vào môi trường một hàm lượng lớn các kim loại
nặng mà trong đó chủ yếu là Pb dưới dạng các oxit và một số oxit kim loại
khác, những kim loại nặng này tồn tại ở dạng bụi hoặc sol khí sau đó chúng
sẽ được phát tán rộng rãi ra ngoài môi trường. Thực tế một số nghiên cứu
đã chỉ ra rằng ở những vùng đất nằm ven các trục đường giao thông có hàm
lượng Pb cao hơn so với những vùng đất không có trục được giao thông đi
qua.
10
Nguồn từ các hoạt động khác
Nguồn này rất là đa dạng nó có thể đến từ rất nhiều những hoạt động
khác như: Nguồn nước thải sinh hoạt, nguồn từ tự nhiên, nguồn do hoạt động
khai thác mỏ, nguồn từ các làng nghề tiểu thủ công nghiệp… Ngoài ra nguồn
gây ô nhiễm kim loại nặng từ các phòng thí nghiệm, phòng nghiên cứu thuộc
các trường đại học, các viện cũng đã thải ra môi trường một lượng kim loại
nặng khá lớn. Tuy nhiên thì phần lớn những nguồn này lại được thải chung
với những dạng nước thải khác mà không qua xử lý.
Bảng 2.3 Hàm lượng một số kim loại nặng trong nước thải
làng nghề tái chế kim loại
Đơn vị: ppm
Nơi lấy mẫu
Pb2+
Cu2+
Zn2+
Chỉ Đạo – Bắc Ninh
0,35
0,1
0,6
Vân Chàng – Nam Định
0,9
1,5
8,7
Phước Kiều – Quảng Nam
0,6
3,1
1,8
Xuân Tiến – Nam Định
0,44
3,25
2,15
QCVN 39: 2011 / BTNMT
0,05
0,5
2,0
(Nguồn: Báo cáo hiện trạng Môi trường quốc gia, 2006)
b. Hiện trạng ô nhiễm Kim loại nặng trong nước tưới
Ở Việt Nam ô nhiễm nước do kim loại nặng gây ra chưa thực sự trở
TT
1
2
3
4
thành vấn đề nổi cộm trong lĩnh vực môi trường. Tuy vậy trong những năm
gần đây đã và đang xuất hiện ngày càng nhiều điểm cần lưu ý về môi trường
do hiện tượng nhiễm bẩn kim loại nặng trong nước.
Theo Báo cáo hiện trạng Môi trường quốc gia năm 2006, ở Việt Trì –
Phú Thọ qua điều tra sơ bộ đã thấy có dấu hiệu ô nhiễm As ở mức thấp. LVS
Đồng Nai một số điểm quan trắc được cũng đã cho thấy có dấu hiệu bị nhiễm
bẩn kim loại nặng. Hàm lượng Hg, Cr, Zn, Pb,… đoạn sông Cầu chảy qua
Bắc Kạn và Thái Nguyên cũng có dấu hiệu bị nhiễm kim loại nặng. Hàm
lượng Pb trên sông Nhuệ vượt tiêu chuẩn cho phép từ 1,1 đến 7,0 lần, trên
sông Lừ vượt 3,8 lần, sông Tô Lịch vượt từ 1,1 đến 3,1 lần sông Kim Ngưu
vượt 4 lần …
11
Ngoài ra còn có rất nhiều những làng nghề tái chế kim loại, những
vùng khai thác quặng, những nhà máy luyện kim đang ngày đêm thải ra môi
trường một lượng kim loại nặng vô cùng lớn dưới dạng nước thải. Điều này
đã dẫn đến hiện tượng nhiễm bẩn kim loại nặng ở một số khu vực trong đó
lượng kim loại nặng này tồn tại cả ở trong nước và trong đất.
Bảng 2.4 Hàm lượng một số kim loại nặng trong nước kênh, rạch của
thành phố Hồ Chí Minh
Đơn vị: ppm
Nồng độ
Cu
Pb
Zn
Các hệ thống Tân Hoà
20-72 10-20
150-800
Hệ thống Nhiêu lộc, Thị Nghè
12-30 5-140
100-500
Chi lưu kênh Cầu Bông
18-25 7-300
395-650
Kênh Doi Tê, Tân Hu, Bến Nghé
10-180 10-160 200-250
Nhánh kênh U Cay
8-85 30-350 690-900
Nước kênh, rạch không bị ô nhiễm
3
0,5
10
Tích tụ (tối đa)
60
700
90
(Nguồn: Nguyễn Ngọc Quỳnh và cộng sự, 2001)
Hầu hết các con sông hiện nay đều là nguồn cung cấp nước tưới chủ
Kênh, rạch
yếu cho nông nghiệp, nếu những vấn đề này không được xử lý kịp thời thì
những kim loại nặng rất dễ dàng tích lũy vào đất, thực vật và qua chuỗi thức
ăn tác động trực tiếp tới sức khỏe con người.
2.1.2.3 Hiện trạng chất lượng nước lưu vực sông Nhuệ - Đáy
LVS Nhuệ - Đáy là nguồn nước tưới chủ yếu trong sản xuất nông
nghiệp của các tỉnh vùng đồng bằng Bắc bộ, những năm gần đây LVS này
đang chịu áp lực mạnh mẽ của các hoạt động kinh tế - xã hội, đặc biệt là của
các khu công nghiệp, khu khai thác và chế biến. Sự ra đời và hoạt động của
hàng loạt các khu công nghiệp thuộc các tỉnh, thành phố, các hoạt động tiểu
thủ công nghiệp trong các làng nghề, các xí nghiệp kinh tế quốc phòng cùng
với các hoạt động khai thác, chế biến khoáng sản, canh tác trên hành lang
12
thoát lũ làm cho môi trường nói chung và môi trường nước nói riêng ngày
càng xấu đi, nhiều đoạn sông đã bị ô nhiễm tới mức báo động.
Tuy sông Nhuệ có chiều dài không lớn nhưng trong lưu vực có hệ
thống các phụ lưu, kênh mương khá dày đặc. Sông Nhuệ lấy nước từ sông
Hồng qua cống Liên Mạc để tưới cho các hệ thống thủy nông. Sông Nhuệ còn
tiêu nước cho thành phố Hà Nội và hợp lưu với sông Đáy tại thành phố Phủ
Lý. Sông Nhuệ có diện tích lưu vực 1070 km 2, trên diện tích đó khu vực ảnh
hưởng của thành phố Hà Nội bao gồm một phần diện tích của huyện Thanh
Trì, Từ Liêm và một số huyện mới sát nhập trước đây thuộc tỉnh Hà Tây. Phần
diện tích của lưu vực còn lại là 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 30 m3/s. Đây là nguyên nhân chủ yếu làm cho nước sông
Nhuệ bị ô nhiễm. Ngoài ra, dọc theo sông Nhuệ còn có rất nhiều nhà máy, xí
nghiệp, làng nghề thủ công sản xuất và chế biến kim loại. Những kim loại này
thường theo dòng chảy xuống nước và lắng đọng xuống bùn đáy sông.
13
Hình 2.1 Bản đồ hành chính lưu vực sông Nhuệ - Đáy
2.2 Kim loại nặng và tình hình ô nhiễm kim loại nặng trong đất trên thế
giới và Việt Nam
2.2.1 Các nghiên cứu về ô nhiễm KLN trong đất trên thế giới
Do tốc độ công nghiệp hoá tăng nhanh và sự phát triển mạnh mẽ của
hoạt động công nghiệp nên vấn đề ô nhiễm kim loại nặng ngày càng đáng lo
ngại ở nhiều nước trên thế giới.
Theo Thomas (1986) các nguyên tố KLN như Cu, Zn, As … thường
chứa trong phế thải của các ngành luyện kim màu, sản xuất ô tô. Khi nước
thải chứa 13 mg Cu/l, 10 mg Pb/l, 1 mg Zn/l đã gây ô nhiễm đất nghiêm
trọng. Ở một số nước như Đan Mạch, Nhật Bản, Anh, Ailen hàm lượng Pb
cao hơn 100 mg/kg đã phản ảnh tính trạng ô nhiễm Pb.
14
Theo Vernet (1991), kết quả điều tra đất của 53 thành phố, thị xã ở nước Anh
hầu hết đất có hàm lượng Pb tổng số vượt trên 200 ppm, ở nhiều vùng công nghiệp
đã vượt quá 500 ppm, hàm lượng Cd xung quanh vùng khai thác Zn từ 2 – 336 ppm.
Theo Stevenson (1986) hàng năm có 20 tấn bùn/ha được đổ ra, sau 20
năm sẽ có nồng độ trong dung dịch đất là 8 ppm Zn.
Theo Trịnh Quang Huy (2006), sử dụng chế phẩm trong sản xuất nông
nghiệp bao gồm phân hữu cơ, phân vi sinh, HCBVTV và thậm chí nước tưới
cũng dẫn tới việc vận chuyển các KLN vào đất nông nghiệp. Hàm lượng KLN
sẽ tăng lên trong đất theo thời gian.
Bảng 2.5 Hàm lượng KLN trong một số chế phẩm nông nghiệp
Đơn vị : ppm
Bùn cặn
Phân ủ
Phân chuồng
Phân photphat
Phân nitrat
Vôi
HC BVTV
Cu
50-8.000
13-3.580
2-172
1-300
2-125
-
Zn
Pb
91-49.000
2-7.000
82-5.894
1,3-2.240
15-566
0,4-27
1-42
4-1.000
10-450
2-120
20-1.250
11-26
(Nguồn :Trịnh Quang Huy, 2006)
Theo kết quả nghiên cứu của Magdi Selim và Donal (2001) qua việc
đánh giá hàm lượng Cu, Zn, Pb trong các loại phân hóa học và ước tính khối
lượng KLN bón vào đất trồng lúa ở Valencia (Tây Ban Nha) cho thấy: người
ta dùng các loại phân u rê 40%, supephosphat 18%, sắt sunphat 18,5%, đồng
sunphat 25%. Trong các loại phân này chứa hàm lượng KLN khác nhau. Tổng
các loại phân bón tiêu thụ ở đây khoảng 2 triệu tấn (với mức bình quân 99
kg/ha tại vùng Valencia). Phân photphat là loại phân hóa học có chứa hàm
lượng các KLN lớn nhất: Cu 1 – 300 mg/kg, Zn 50 – 140 mg/kg, Pb 7 – 225
mg/kg. Ở Mỹ, Anh, Hà Lan khi nghiên cứu một số chế phẩm sử dụng trong
nông nghiệp người ta xác định được nồng độ Pb trong bùn thải biến động từ
