(Luận văn thạc sĩ) đánh giá thực trạng ô nhiễm kim loại nặng và dầu mỡ trong nước biển ven bờ tại cụm cảng xuất than nam cầu trắng, thành phố hạ long và đề xuất giải pháp giảm thiểu
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (2.65 MB, 80 trang )
ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
Nguyễn Huyền Trang
ĐÁNH GIÁ THỰC TRẠNG Ô NHIỄM KIM LOẠI NẶNG
VÀ DẦU MỠ TRONG NƢỚC BIỂN VEN BỜ TẠI CỤM CẢNG XUẤT
THAN NAM CẦU TRẮNG - THÀNH PHỐ HẠ LONG
VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP GIẢM THIỂU
LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC
Hà Nội - 2019
ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
Nguyễn Huyền Trang
ĐÁNH GIÁ THỰC TRẠNG Ô NHIỄM KIM LOẠI NẶNG
VÀ DẦU MỠ TRONG NƢỚC BIỂN VEN BỜ TẠI CỤM CẢNG XUẤT
THAN NAM CẦU TRẮNG - THÀNH PHỐ HẠ LONG
VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP GIẢM THIỂU
Chuyên ngành: KHOA HỌC MÔI TRƯỜNG
Mã số: 8440301.01
LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC
NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS. LÊ VĂN THIỆN
Hà Nội - 2019
LỜI CẢM ƠN
Trước tiên tơi xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc tới PGS.TS Lê Văn Thiện, người
thầy đã tận tình hướng dẫn, động viên, giúp đỡ tơi từ khi bắt đầu xây dựng đề cương
cho đến khi hoàn thiện luận văn này.
Tôi cũng xin trân trọng gửi lời cảm ơn tới:
Ban giám hiệu Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà
Nội, Khoa Môi trường đã tạo điều kiện thuận lợi cho tôi trong suốt thời gian học tập
tại Trường để tơi có thể hồn thành luận văn này.
Tập thể các cán bộ nhân viên của Trung tâm Quan trắc Tài nguyên và Môi
trường - Sở Tài nguyên và Môi trường Quảng Ninh đã tạo điều kiện cho tôi tiến
hành thực nghiệm trong thời gian làm luận văn.
Cuối cùng tôi xin gửi lời cảm ơn đến gia đình, người thân và bạn bè đã ln
ủng hộ, giúp đỡ và động viên tôi trong suốt quá trình thực hiện đề tài.
Hà Nội, ngày 05 tháng 09 năm 2019
Tác giả luận văn
Nguyễn Huyền Trang
MỤC LỤC
MỞ ĐẦU ....................................................................................................................1
1. Lý do chọn đề tài .....................................................................................................1
2. Lịch sử nghiên cứu ..................................................................................................2
3. Mục đích nghiên cứu của luận văn .........................................................................3
4. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu ...........................................................................3
5. Các luận điểm cơ bản và đóng góp mới của tác giả ................................................3
6. Các phương pháp nghiên cứu..................................................................................3
CHƢƠNG 1 : TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU ..............................5
1.1. Tổng quan về ô nhiễm môi trƣờng biển ven bờ ..............................................5
1.1.1. Ô nhiễm môi trường biển ven bờ ......................................................................5
1.1.2. Các nguồn phát sinh..........................................................................................5
1.1.3 Tình hình ơ nhiễm mơi trường biển tại Việt Nam ..............................................7
1.1.4 Tình hình ơ nhiễm mơi trường biển tại Quảng Ninh........................................10
1.2. Tổng quan về các kim loại nặng Pb, Cd, As, Hg và dầu mỡ khoáng ..........12
1.2.1 Nguồn gốc của các KLN và dầu mỡ trong môi trường nước ...........................13
1.2.2 Một số yếu tố ảnh hưởng đến hàm lượng kim loại nặng và dầu mỡ trong trầm
tích sơng, hồ, biển .....................................................................................................16
1.2.3 Dạng tồn tại của các kim loại nặng và dầu mỡ nghiên cứu trong môi trường
đất, nước và trầm tích ...............................................................................................17
CHƢƠNG 2 : ĐỐI TƢỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ....21
2.1. Khái quát về vùng nghiên cứu – Cụm cảng Nam Cầu Trắng ......................21
2.1.1. Vị trí địa lý và địa hình địa mạo .....................................................................22
2.1.2. Khí hậu thủy văn .............................................................................................23
2.1.3. Kinh tế xã hội ..................................................................................................25
2.1.4. Hiện trạng phát sinh chất thải ........................................................................26
2.2. Nội dung nghiên cứu ........................................................................................27
2.2.1. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu ...................................................................27
2.2.2. Nội dung nghiên cứu .......................................................................................28
2.3. Phƣơng pháp nghiên cứu.................................................................................30
2.3.1. Phương tiện nghiên cứu ..................................................................................30
2.3.2. Phương pháp thu thập tài liệu ........................................................................32
2.3.3. Phương pháp thu thập mẫu .............................................................................32
2.3.4. Phương pháp phân tích trong phịng thí nghiệm ............................................34
2.3.5. Phương pháp tổng hợp và phân tích, xử lý số liệu và dữ liệu ........................35
CHƢƠNG 3 : KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN.............................36
3.1 Các nguồn gây ô nhiễm nƣớc tầng mặt và trầm tích cụm cảng NCT ..........36
3.1.1 Các nguồn gây ô nhiễm nước tầng mặt ...........................................................36
3.1.2. Các nguồn gây ơ nhiễm trầm tích ...................................................................38
3.1.3. Mối tương quan giữa các nguồn gây ô nhiễm ................................................39
3.2. Một số chỉ tiêu lý hóa của mơi trƣờng nƣớc tầng mặt và trầm tích cụm
cảng NCT .................................................................................................................39
3.2.1 Hiện trạng mơi trường nước mặt khu vực cụm cảng NCT...............................40
3.2.2 Hiện trạng môi trường trầm tích đáy khu vực cụm cảng NCT ........................46
3.3. Đánh giá về mức độ tích lũy các kim loại nặng và dầu mỡ trong nƣớc tầng
mặt và trong trầm tích biển khu vực cụm cảng NCT ..........................................48
3.3.1. Mức độ tích lũy kim loại nặng và dầu mỡ trong nước tầng mặt .....................48
3.3.2. Mức độ tích lũy kim loại nặng và dầu mỡ trong trầm tích biển .....................54
3.4. Đề xuất một số giải pháp giảm thiểu nguy cơ ô nhiễm .................................64
3.4.1. Giải pháp chính sách, quản lý ........................................................................64
3.4.2. Giải pháp khoa học, cơng nghệ ......................................................................66
3.4.3. Giải pháp xã hội hóa công tác bảo vệ môi trường .........................................66
3.4.4. Nguyên tắc “ Người gây ô nhiễm phải trả tiền” .............................................67
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ................................................................................69
TÀI LIỆU THAM KHẢO ......................................................................................70
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT
BOD5
: Nhu cầu oxy hoá sinh học (5 ngày)
COD
: Nhu cầu oxy hố hóa học
BVMT
: Bảo vệ mơi trường
CP
: Cổ phần
0
: Độ C (độ Celsius)
C
GDP
: Gross Domestic Product – Tổng sản phẩm quốc nội
ha
: Hecta
HC
: Hydrocacbon
KTXH
: Kinh tế xã hội
KĐT
: Khu đô thị
KLN
: Kim loại nặng
NCT
: Nam Cầu Trắng
SW
: Surface Water – Nước mặt
Se
: Sediment – Trầm tích
SS
: Hàm lượng chất rắn lơ lửng
TCVN
: Tiêu chuẩn Việt Nam
TN&MT
: Tài nguyên và Môi trường
TCCP
: Tiêu chuẩn cho phép
TNHH
: Trách nhiệm hữu hạn
TP
: Thành phố
QCVN
: Quy chuẩn Việt Nam
GHCP
: Giới hạn cho phép
UBND
: Ủy ban Nhân dân
TL:
: Thủy triều lên
TX:
: Thủy triều xuống
UNESCO
: Tổ chức giáo dục, khoa học và văn hoá Liên Hiệp Quốc
Vinacomin
: Tập đồn Cơng nghiệp Than Khống sản Việt Nam
DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU
Bảng 1.1 : Hàm lượng kim loại nặng trong các loại nước thải .................................13
Bảng 2.1. Phân loại và tính chất của chất thải nguy hại tại cụm cảng NCT .............27
Bảng 2.2 : Tổng hợp nội dung nghiên cứu ...............................................................29
Bảng 2.3: Bảng tổng hợp thiết bị quan trắc và phân tích ..........................................30
Bảng 2.4: Vị trí lấy mẫu và kí hiệu mẫu ...................................................................33
Bảng 2.5: Phương pháp phân tích các chỉ tiêu trong trầm tích .................................35
Bảng 3.1: Một số tính chất lý, hố học của nước mặt cụm cảng NCT
đợt I – tháng 09/2018 ................................................................................................41
Bảng 3.2: Một số tính chất lý, hoá học của nước mặt cụm cảng NCT
đợt II – tháng 02/2019 ...............................................................................................42
Bảng 3.3. Kết quả quan trắc và phân tích về hàm lượng dầu mỡ trong nước biển ven
bờ tầng mặt như sau: .................................................................................................43
Bảng 3.4. Kết quả quan trắc và phân tích về hàm lượng các kim loại nặng nước biển
ven bờ tầng mặt như sau: ..........................................................................................44
Bảng 3.5. Kết quả quan trắc và phân tích về hàm lượng dầu mỡ trong
mơi trường trầm tích như sau: ...................................................................................46
Bảng 3.6. Kết quả quan trắc và phân tích về hàm lượng các kim loại nặng
trong mơi trường trầm tích như sau: .........................................................................47
Bảng 3.7. Hàm lượng trung bình các kim loại nặng trong trầm tích biển nơng thế
giới và tiêu chuẩn ô nhiễm môi trường trầm tích của Canada (mg/kg) ....................61
Bảng 3.8. Thực trạng ơ nhiễm As trầm tích biển ......................................................63
Bảng 3.9. Thực trạng ơ nhiễm dầu mỡ khống trong trầm tích biển ........................64
DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình 1.1: Sự cố tràn dầu trên biển ..............................................................................8
Hình 2.1. Vị trí cụm cảng Nam Cầu Trắng và mối trương quan với các điều kiện tự
nhiên và KTXH lân cận.............................................................................................23
Hình 2.2: Tổng quan cụm cảng Nam Cầu Trắng nhìn từ vệ tinh ..............................28
Hình 2.3. Sơ đồ mạng điểm quan trắc mơi trường ....................................................33
Hình 3.1. Các vị trí lấy mẫu của cả 02 đợt quan trắc ................................................40
Hình 3.2: Hàm lượng As tổng số trong nước tầng mặt cụm cảng NCT ...................49
Hình 3.3: Hàm lượng Hg tổng số trong nước tầng mặt cụm cảng NCT ...................50
Hình 3.4: Hàm lượng Pb tổng số trong nước tầng mặt cụm cảng NCT....................51
Hình 3.5: Hàm lượng Cd tổng số trong nước tầng mặt cụm cảng NCT ...................52
Hình 3.6: Hàm lượng Dầu mỡ khống trong nước tầng mặt cụm cảng NCT ...........53
Hình 3.7: Hàm lượng Chì tổng số trong trầm tích cụm cảng NCT ...........................55
Hình 3.8: Hàm lượng Cadimi tổng số trong trầm tích cụm cảng NCT .....................56
Hình 3.9: Hàm lượng Asen tổng số trong trầm tích cụm cảng NCT ........................57
Hình 3.10: Hàm lượng Thuỷ ngân tổng số trong trầm tích cụm cảng NCT .............58
Hình 3.11: Hàm lượng dầu mỡ khống trong trầm tích cụm cảng NCT ..................59
MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài
Vịnh Hạ Long – di sản thiên nhiên thế giới được UNESCO 2 lần công nhận
vào các năm 1994 và 2000 ; Là một trong 2 vịnh biển đẹp nhất Việt Nam bên cạnh
vịnh Nha Trang, vịnh Hạ Long là nơi thường xuyên đón tiếp các tàu du lịch quốc tế
chọn làm điểm dừng tham quan. Môi trường vịnh Hạ Long hiện nay đang bị đe dọa
từ các hoạt động khai thác than như xuất than và vận chuyển than, lấn biển làm khu
đô thị, nuôi trồng thủy hải sản... ngày càng diễn ra với chiều hướng gia tăng... Vì
vậy cơng tác bảo vệ môi trường đang rất cần được quan tâm [1].
Tại các cảng than, nhiều tàu trọng tải lớn đến nhận than không vào cảng
được phải dùng biện pháp chuyển tải nên lượng than rơi vãi xuống vịnh Hạ Long
khá nhiều. Đáng chú ý là tình trạng ơ nhiễm dầu có xu hướng phức tạp hơn do các
nguồn phát thải trên bờ cũng như trên biển khơng được kiểm sốt, số lượng tàu
thuyền gắn máy nhỏ dùng các động cơ cũ, lạc hậu tăng nhanh, dẫn đến khả năng
thải dầu vào môi trường biển cũng nhiều hơn.
Theo Báo cáo về hiện trạng ô nhiễm các vùng ven biển, vịnh Hạ Long cũng
bị đánh giá là nơi có mức độ ơ nhiễm dầu nặng "không ai bằng", đặc biệt là vùng
nước cảng Cái Lân. Theo bản báo cáo này, tại vùng nước cảng Cái Lân có thời điểm
hàm lượng dầu trong nước biển đạt tới 1,75mg/l, cao gấp 6 lần TCVN và gấp hàng
chục lần tiêu chuẩn ASEAN, có đến 1/3 diện tích mặt vịnh thường xuyên có hàm
lượng dầu khoảng 1,0 - 1,73 mg/l. Hàm lượng dầu trong trầm tích ven bờ hai bên
Cửa Lục đạt mức cao nhất là 752,85mg/kg [36].
Ngay cả bằng mắt thường, có thể nhận thấy tại các cảng tàu du lịch và các cảng
xuất than tại khu vực ven biển Vịnh Hạ Long… đều thường xuyên có váng dầu loang
rộng trên mặt biển.
Theo kết quả điều tra của chuyên đề "Đánh giá dự báo tải lượng ô nhiễm đưa
vào Vịnh Hạ Long - Bái Tử Long" năm 2009 do Viện Tài nguyên và Môi trường
Biển thực hiện cho thấy, việc quản lý, kiểm sốt các nguồn ơ nhiễm (đặc biệt là
ngành than) chưa hiệu quả. Hầu hết các nguồn ô nhiễm chưa được xử lý khi thải ra
1
môi trường. Các chất ô nhiễm vào Vịnh Hạ Long - Bái Tử Long thường theo hai
đường chính là do rửa trôi các nguồn ô nhiễm trên đất liền qua hệ thống sông, suối,
lạch, triều đưa ra Vịnh và đổ trực tiếp từ nguồn nước sinh hoạt của dân cư ven biển,
khách du lịch, nuôi trồng thủy sản, vận chuyển than...
Cũng theo số liệu quan trắc của báo cáo trên, với tốc độ xả thải như hiện nay,
mỗi năm Vịnh Hạ Long - Bái Tử Long phải hứng chịu khoảng 43 nghìn tấn COD và
9 nghìn tấn BOD (chất hữu cơ lơ lửng) đổ vào vịnh. Khoảng 5,6 nghìn tấn Nitơ tổng số (N –T) và gần 2 nghìn tấn Phốt pho tổng số (P – T). Đặc biệt, có khoảng
135 nghìn tấn kim loại nặng và khoảng 777,5 nghìn tấn TSS (chất rắn lơ lửng) hàng
năm từ nguồn thải ven biển đổ vào Vịnh, là mối đe dọa lớn tới môi trường vùng
Vịnh Hạ Long [13]. Kết quả điều tra trong nhiều năm cho thấy, hàm lượng ô nhiễm
kim loại nặng đưa vào Vịnh chủ yếu từ hoạt động khai thác than ở Cẩm Phả (chiếm
tới 70% tổng lượng vào) và thành phố Hạ Long. Còn các chất hữu cơ và dinh
dưỡng đưa vào vùng Vịnh có xuất phát điểm từ khu vực thành phố Hạ Long là
nhiều nhất (khoảng 30 - 60%), tiếp theo là Hoành Bồ, Cẩm Phả và Vân Đồn [20].
Hiện nay cụm cảng Nam Cầu Trắng thuộc phường Hồng Hà – thành phố Hạ
Long là khu vực thường xuyên có các hoạt động bốc xúc vận chuyển than trên tuyến
luồng ngồi vịnh và có khả năng gây ô nhiễm tới môi trường vịnh Hạ Long là rất cao.
Cơ quan chủ quản của cụm cảng hiện nay cũng đã có chương trình quan trắc định kỳ
1 năm 02 lần nhưng số lượng điểm quan trắc ít và chưa có được những đánh giá về
nguy cơ ơ nhiễm từ hoạt động vận chuyển than tới vùng Vịnh. Từ các vấn đề cấp thiết
nêu trên, đề tài: “Đánh giá thực trạng ô nhiễm kim loại nặng và dầu mỡ trong
nước biển ven bờ tại cụm cảng xuất than Nam Cầu Trắng - Thành phố Hạ Long
và đề xuất giải pháp giảm thiểu” được thực hiện nhằm đánh giá thực trạng môi
trường, cung cấp một số thông tin về hiện trạng ô nhiễm KLN và dầu mỡ cho các cơ
quan quản lý làm cơ sở đánh giá, quản lý và kiểm sốt mơi trường khu vực.
2. Lịch sử nghiên cứu
Tính đến thời điểm năm 2018 vẫn chưa có cơng trình nghiên cứu cụ thể nào
về việc đánh giá thực trạng ô nhiễm kim loại nặng và dầu mỡ trong môi trường
2
nước và trầm tích tại các cảng xuất than ven bờ Vịnh Hạ Long, đặc biệt là khu cụm
cảng Nam Cầu Trắng của Cơng ty Kho vận Hịn gai – Vinacomin.
3. Mục đích nghiên cứu của luận văn
Đánh giá được những nguy cơ, hiện trạng ô nhiễm của kim loại nặng (KLN) và
dầu mỡ trong nước biển tại cụm cảng Nam Cầu Trắng dưới tác động của hoạt động vận
chuyển than, từ đó đề ra các giải pháp quản lý và khắc phục, giảm thiểu ô nhiễm.
4. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu
+ Đối tƣợng nghiên cứu: Gồm nồng độ của các chỉ tiêu nghiên cứu trong
nước biển và trong trầm tích và mối tương quan giữa chúng.
Chỉ tiêu dầu mỡ trong các nghiên cứu ở đây là : Chỉ tiêu dầu mỡ khoáng
Các kim loại nặng nghiên cứu ở đây là 04 kim loại nặng : As, Hg, Pb, Cd
+ Phạm vi nghiên cứu:
Giới hạn về không gian: Trên diện tích khoảng 1,5 km2 gồm: Diện tích mặt
nước trong hoạt động lưu thông của các phương tiện thuỷ tại khu vực cụm cảng
NCT và vùng nước ven bờ Vịnh Hạ Long trên tuyến luồng vận chuyển.
Giới hạn về thời gian: Thời gian thực hiện đề tài từ tháng 9 năm 2018 đến
tháng 2 năm 2019. Thời gian lấy mẫu phân tích được lấy vào tháng 09/2018 và tháng
02/2019 để đại diện vào 2 mùa, mùa mưa và mùa khô trên khu vực nghiên cứu.
5. Các luận điểm cơ bản và đóng góp mới của tác giả
Các kết quả nghiên cứu của luận văn nhằm đưa ra được các đánh giá mới
nhất về hiện trạng và nguy cơ ô nhiễm tới mơi trường nước biển và trầm tích ven bờ
Vịnh Hạ Long do hoạt động xuất nhập than của các cảng than tại cụm cảng Nam
Cầu Trắng.
Các giải pháp về phương diện quản lý đưa ra trong luận văn với mong muốn
được các cơ quan quản lý nhà nước về môi trường của địa phương áp dụng và triển
khai. Hy vọng đóng góp được một phần nào đó cho sự ổn định về mặt môi trường
và cho sự phát triển bền vững của môi trường biển tại vịnh Hạ Long.
6. Các phƣơng pháp nghiên cứu
Các phương pháp nghiên cứu trong luận văn bao gồm các phương pháp như sau:
3
+ Phương pháp thu thập tài liệu thứ cấp từ những nguồn thông tin tin cậy:
+ Phương pháp thu thập mẫu tại vùng nghiên cứu:Theo các Tiêu chuẩn Quy chuẩn
Việt Nam hiện hành
+ Phương pháp phân tích trong phịng thí nghiệm:
+ Phương pháp phân tích tương quan về mối quan hệ giữa các biến số:
+ Phương pháp tổng hợp và phân tích, phương pháp xử lý số liệu dữ liệu:
4
CHƢƠNG 1 :
TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
1.1. Tổng quan về ơ nhiễm mơi trƣờng biển ven bờ
1.1.1. Ơ nhiễm môi trường biển ven bờ
Biển là nơi tiếp nhận phần lớn các chất thải từ lục địa theo các dịng chảy
sơng suối, các chất thải từ các hoạt động của con người trên biển như khai thác
khoáng sản, giao thơng vận tải biển. Trong nhiều năm, biển sâu cịn là nơi đổ các
chất thải độc hại như chất thải phóng xạ của nhiều quốc gia trên thế giới. Các biểu
hiện của sự ơ nhiễm biển khá đa dạng, có thể chia ra thành một số dạng như sau:
- Gia tăng nồng độ của các chất ô nhiễm trong nước biển như dầu, kim loại
nặng, các hoá chất độc hại.
- Gia tăng nồng độ các chất ơ nhiễm tích tụ trong trầm tích biển vùng ven bờ.
- Suy thối các hệ sinh thái biển như hệ sinh thái san hô, hệ sinh thái rừng
ngập mặn, cỏ biển v.v...
- Suy giảm trữ lượng các lồi sinh vật biển và giảm tính đa dạng sinh học biển.
- Xuất hiện các hiện tượng như thuỷ triều đỏ, tích tụ các chất ơ nhiễm trong
các thực phẩm lấy từ biển. [2]
1.1.2. Các nguồn phát sinh
Công ước Luật biển năm 1982 đã chỉ ra rằng có 5 nguồn ơ nhiễm chính gây
ơ nhiễm biển:
+ Các hoạt động trên đất liền : Các nguồn ô nhiễm từ lục địa theo sơng ngịi
mang ra biển như dầu và sản phẩm dầu, nước thải, phân bón nơng nghiệp, thuốc trừ
sâu, chất thải cơng nghiệp, chất thải phóng xạ và nhiều chất ô nhiễm khác. Hàng năm,
các chất thải rắn đổ ra biển trên thế giới khoảng 50 triệu tấn, gồm đất, cát, rác thải,
phế liệu xây dựng, chất phóng xạ. Một số chất thải loại này sẽ lắng tại vùng biển ven
bờ. Một số chất khác bị phân huỷ và lan truyền trong toàn khối nước biển. [5]
+ Thăm dò và khai thác tài nguyên trên thềm lục địa và đáy đại dương :
Trong tương lai, do khan hiếm nguồn trên lục địa, sản lượng khai thác khoáng sản
đáy biển sẽ gia tăng đáng kể. Trong số đó, việc khai thác dầu khí trên biển có tác
5
động mạnh mẽ nhất đến môi trường biển. Hiện tượng rò rỉ dầu từ giàn khoan, các
phương tiện vận chuyển và sự cố tràn dầu có xu hướng gia tăng cùng với sản lượng
khai thác dầu khí trên biển. Vết dầu loang trên nước ngăn cản q trình hồ tan oxy
từ khơng khí. Cặn dầu lắng xuống đáy làm ơ nhiễm trầm tích đáy biển. Nồng độ dầu
cao trong nước có tác động xấu tới hoạt động của các lồi sinh vật biển. [5]
+ Thải các chất độc hại ra biển : Loài người đã và đang thải ra biển rất
nhiều chất thải độc hại một cách có ý thức và khơng có ý thức. Loại hố chất bền
vững như DDT có mặt ở khắp các đại dương. Theo tính toán, 2/3 lượng DDT
(khoảng 1 triệu tấn) do con người sản xuất, hiện đang còn tồn tại trong nước
biển. Một lượng lớn các chất thải phóng xạ của các quốc gia trên thế giới được bí
mật đổ ra biển. Riêng Mỹ năm 1961 có 4.087 và 1962 có 6.120 thùng phóng xạ
được đổ chơn xuống biển. Việc nhấn chìm các loại đạn dược, bom mìn, nhiên
liệu tên lửa của Mỹ đã được tiến hành từ hơn 50 năm nay. Riêng năm 1963 có
40.000 tấn thuốc nổ và dụng cụ chiến tranh được hải quân Mỹ đổ ra biển. [5]
+ Vận chuyển hàng hoá trên biển : Hoạt động vận tải trên biển là một trong
các nguyên nhân quan trọng gây ô nhiễm biển. Rò rỉ dầu, sự cố tràn dầu của các tàu
thuyền trên biển thường chiếm 50% nguồn ô nhiễm dầu trên biển. Các tai nạn đắm
tàu thuyền đưa vào biển nhiều hàng hoá, phương tiện và hoá chất độc hại. Các khu
vực biển gần với đường giao thông trên biển hoặc các cảng là nơi nước biển có
nguy cơ dễ bị ô nhiễm. [5]
+ Và ô nhiễm không khí : Ơ nhiễm khơng khí có tác động mạnh mẽ tới ô
nhiễm biển. Nồng độ CO2 cao trong không khí sẽ làm cho lượng CO2 hồ tan trong
nước biển tăng. Nhiều chất độc hại và bụi kim loại nặng được khơng khí mang ra
biển. Sự gia tăng nhiệt độ của khí quyển trái đất do hiệu ứng nhà kính sẽ kéo theo
sự dâng cao mực nước biển và thay đổi môi trường sinh thái biển. [6]
Bên cạnh các nguồn ô nhiễm nhân tạo trên, biển có thể bị ô nhiễm bởi các
quá trình tự nhiên như núi lửa phun, tai biến bão lụt, sự cố rò rỉ dầu tự nhiên v.v...
6
1.1.3 Tình hình ơ nhiễm mơi trường biển tại Việt Nam
Việt Nam đang phải đối mặt với tình trạng ơ nhiễm môi trường biển và ngày
càng trở nên nghiêm trọng do hậu quả của sức ép dân số, sức ép kinh tế, khả năng
quản lý và sử dụng kém hiệu quả các tài nguyên biển.
Ô nhiễm biển bắt nguồn từ đất liền
Ô nhiễm dẫn đến sự cạn kiệt các tài ngun cá, nhất là các lồi cá ven bờ;
tính đa dạng sinh học ngày càng bị đe doạ do phá huỷ môi trường sống như rừng
ngập mặn, rạn san hơ; axit hố đất do phát quang rừng ven biển trên các vùng đất
phèn để làm nông nghiệp và nuôi trồng thuỷ sản; ô nhiễm biển do dầu bởi vận tải
biển, các hoạt động khai thác dầu ngoài khơi và các sự cố tràn dầu; ô nhiễm do
nước cống đô thị khơng được xử lý; sử dụng hố chất trong nông nghiệp và công
nghiệp không quản lý chặt chẽ.
Thêm vào đó, các loại thiên tai như bão, lũ và xâm nhập mặn tác động lớn tới
mơi trường biển và có xu hướng trầm trọng thêm bởi các hoạt động của con người.
Theo số liệu thống kê cho thấy, khoảng 70% ô nhiễm biển và đại dương có
nguồn gốc từ đất liền, xuất phát từ các chất xả thải của các thành phố, thị xã, thị
trấn, từ các ngành công nghiệp, xây dựng, hố chất...trong đó đáng kể nhất và nguy
hại nhất là các chất thải từ các nhà máy thông qua hệ thống cống rãnh, xả thải ra
biển và đại dương một lượng lớn các chất bồi lắng, hoá chất, kim loại, nhựa, cặn
dầu và thậm chí cả các chất phóng xạ.
Hàng năm, trên 100 con sơng ở nước ta thải ra biển 880km3 nước, 270 - 300
triệu tấn phù sa, kéo theo nhiều chất có thể gây ơ nhiễm biển, như các chất hữu cơ,
dinh dưỡng, kim loại nặng và nhiều chất độc hại khác từ các khu dân cư tập trung;
từ các khu công nghiệp và đô thị; từ các khu nuôi trồng thuỷ sản ven biển và từ các
vùng sản xuất nơng nghiệp.
Tính đến năm 2010, dự tính lượng chất thải đã tăng rất lớn ở vùng nước ven
bờ, trong đó dầu khoảng 35.160 tấn/ 1 ngày, nitơ tổng số 26 - 52 tấn/ngày và tổng
amonia 15 - 30 tấn/ ngày.
7
Ô nhiễm biển do dầu gia tăng
Đáng chú ý là tình trạng ơ nhiễm biển do dầu có xu hướng gia tăng, phức tạp
hơn, số lượng tàu thuyền gắn máy loại nhỏ, công suất thấp, cũ kỹ và lạc hậu tăng
nhanh, nên khả năng thải dầu vào môi trường biển nhiều hơn.
Các tàu nhỏ chạy bằng xăng dầu đã thải ra khoảng 70% lượng dầu thải vào
biển. Ngoài ra, hoạt động của tàu thương mại qua tuyến hàng hải quốc tế cắt qua
Biển Đông cũng thải vào biển Việt Nam một lượng lớn dầu rò rỉ, dầu thải và chất
thải sinh hoạt mà đến nay chưa thể thống kê đầy đủ.
Hình 1.1: Sự cố tràn dầu trên biển
Những sự cố tràn dầu như thế này cũng là một trong những nguyên nhân
gây ô nhiễm môi trường biển
Hiện nay, hàm lượng dầu trong nước biển của Việt Nam nhìn chung đều
vượt giới hạn tiêu chuẩn Việt Nam và vượt rất xa tiêu chuẩn Hiệp hội các Nước
Đông Nam Á (ASEAN). Đặc biệt, có những thời điểm vùng nước khu vực cảng Cái
Lân (Hạ Long – Quảng Ninh) có hàm lượng dầu đạt mức 1,75 mg/l, gấp 6 lần giới
hạn cho phép; vịnh Hạ Long có 1/3 diện tích biển hàm lượng dầu thường xuyên từ 1
đến 1,73 mg/l. [36]
8
Các vụ tai nạn tàu dầu và tai nạn hàng hải là một trong những nguồn chính
gây nên tình trạng ô nhiễm biển do dầu tại Việt Nam (chiếm khoảng 43% tổng
lượng dầu được đưa vào Việt Nam).
Đáng chú ý là các vụ tràn dầu nghiêm trọng những năm gần đây có xu hướng
tăng, gây thiệt hại nghiêm trọng cho môi trường nhất là các vùng nuôi trồng thuỷ sản.
Theo thống kê 1992 - 2006, có 35 vụ sự cố tràn dầu xảy ra tại Việt Nam,
trong đó, điển hình là vụ tàu Neptune Aries đâm vào cầu cảng Cát Lái - TP. Hồ Chí
Minh (tràn 1.864 tấn dầu DO), được đền bù 4,2 triệu USD/19 triệu USD theo đánh
giá; tàu Kasco Monrovia tại Cát Lái - Thành phố HCM (tràn 518 tấn dầu DO).
Bên cạnh đó, vùng biển nước ta có khoảng 340 giếng khoan thăm dị và khai
thác dầu khí, ngồi việc thải nước lẫn dầu với khối lượng lớn, trung bình mỗi năm
hoạt động này cịn phát sinh khoảng 5.600 tấn rác thải dầu khí, trong đó có 20 30% là chất thải rắn nguy hại cịn chưa có bãi chứa và nơi xử lý. [30]
Chất lƣợng môi trƣờng biển đi xuống
Báo cáo hiện trạng môi trường đã chỉ ra rằng chất lượng môi trường biển và
vùng ven biển tiếp tục bị suy giảm. Trầm tích biển ven bờ là nơi trú ngụ của nhiều
loài sinh vật đáy đặc sản, nhưng chất lượng cũng thay đổi. Một số vùng ven bờ bị
đục hoá, lượng phù sa lơ lửng tăng đã ảnh hưởng đến du lịch, giảm khả năng quang
hợp của một số sinh vật biển và làm suy giảm nguồn giống hải sản tự nhiên.
Nước biển của một số khu vực có biểu hiện bị axit hoá do độ pH trong nước biển
tầng mặt biến đổi trong khoảng 6,3 - 8,2. Nước biển ven bờ có biểu hiện bị ô nhiễm bởi
chất hữu cơ, kẽm (Zn), một số chủng thuốc bảo vệ thực vật. Hiện tượng thuỷ triều đỏ
xuất hiện tại vùng biển Nam Trung Bộ, đặc biệt là tại Khánh Hồ, Ninh Thuận, Bình
Thuận làm chết các loại tôm cá đang nuôi trồng ở các vùng này.
Chất lượng môi trường biển thay đổi dẫn đến nơi cư trú tự nhiên của loài bị
phá huỷ gây tổn thất lớn về đa dạng sinh học vùng bờ. Có khoảng 85 lồi hải sản có
mức độ nguy cấp khác nhau và trên 70 loài đã được đưa vào sách đỏ Việt Nam.
Hiệu suất khai thác hải sản giảm. Thêm vào đó, tình trạng dùng các ngư cụ
đánh bắt cá có tính chất huỷ diệt diễn ra khá phổ biến như xung điện, chất nổ, đèn
9
cao áp quá công suất cho phép…làm cạn kiệt các nguồn lợi hải sản ven bờ. Nguồn
lợi hải sản có xu hướng giảm dần về trữ lượng, sản lượng và kích thước cá đánh bắt.
Chƣa quan tâm đến cơng tác nghiên cứu về biển
Nguyên nhân dẫn đến tình trạng ô nhiễm môi trường biển trên là do chúng ta
chưa có sự quan tâm và hành động đúng mức đối với công tác nghiên cứu về biển.
Chúng ta quá chú trọng vào phát triển kinh tế biển mà ít chú trọng tới hệ thống thiên
nhiên và bảo vệ môi trường (BVMT) nên dẫn đến hiện tượng khai thác bừa bãi và sử
dụng lãng phí tài nguyên thiên nhiên, gây nên suy thối mơi trường và làm mất cân
đối các hệ sinh thái, ảnh hưởng xấu đến sức khoẻ con người và chất lượng cuộc sống.
Hơn nữa, cơ sở hạ tầng vùng ven biển và hải đảo còn thiếu thốn và lạc hậu;
sự phát triển kinh tế biển còn yếu kém, phiến diện, sản xuất nhỏ, lạc hậu; tài nguyên
biển chưa được khai thác đầy đủ so với tiềm năng, còn bị phá hoại và khai thác quá
mức, thường xuyên bị tàu nước ngồi xâm phạm, tranh giành; vấn đề phịng, chống
và khắc phục hậu quả của bão lụt, thiên tai từ hướng biển còn nhiều hạn chế; sự
thiếu hiểu biết pháp luật về biển nhất là pháp luật bảo vệ môi trường biển của những
người tham gia hoạt động khai thác sử dụng, quản lý biển cũng góp phần làm gia
tăng tình trạng ơ nhiễm mơi trường biển.
Bên cạnh đó, các chính sách và pháp luật về bảo vệ mơi trường biển của Việt
Nam còn chung chung, chưa cụ thể và thiếu thực tế, gây khó khăn cho việc tổ chức
thực hiện. Cho đến nay, quản lý môi trường biển, ven biển và hải đảo vẫn được rập
khuôn theo cách tiếp cận của ngăn ngừa và kiểm sốt ơ nhiễm, chưa tính đến đặc
điểm về tính chất xuyên biên giới, đa ngành, đa mục đích sử dụng cho nên hiệu quả
quản lý yếu kém và bộc lộ nhiều thiếu sót và bất cập.
Một nguyên nhân cũng cần phải kể đến là việc hợp tác quốc tế trong lĩnh vực
BVMT cũng như việc tham gia ký kết và thực thi các Điều ước quốc tế về bảo vệ
môi trường biển của chúng ta còn bộc lộ nhiều hạn chế, chưa thực sự được quan
tâm, chú trọng. [36]
1.1.4 Tình hình ơ nhiễm môi trường biển tại Quảng Ninh
Vùng biển Quảng Ninh nằm ở phía trong Vịnh Bắc Bộ, có bờ biển dài hơn
250 km, diện tích mặt biển rộng trên 6000 km2, hơn 2000 hòn đảo lớn nhỏ, trên
10
40.000 ha bãi triều, 20.000 ha eo vịnh. Đây là vùng có nhiều tài nguyên thiên nhiên
rất có giá trị trong đó có Di sản thế giới vịnh Hạ Long, vườn Quốc gia Bái Tử Long,
nhiều cửa sông và vũng vịnh nước sâu.
Bên cạnh tiềm năng và thế mạnh cho phát triển du lịch, nuôi trồng thủy sản
chất lượng cao và phát triển kinh tế biển, biển Quảng Ninh cũng đang chịu tác động
tiêu cực ành hưởng đến chất lượng nước do tiếp nhận tổng hợp các nguồn thải trên
biển và từ bờ, từ các hoạt động công nghiệp, dân sinh, các hoạt động lấn biển và đổ
thải, vận tải thủy và cảng biển, du lịch và nuôi trồng thủy sản.
Phân bố dân số và tốc độ phát triển công nghiệp, đô thị gây sức ép trực tiếp
đến môi trường nước biển.
Trên địa bàn tỉnh hiện có khoảng 212 mỏ, điểm mỏ đã được cấp giấy phép các
loại khai thác khống sản. Năm 2015 sản lượng khai thác đá vơi xi măng là 4,2 triệu
tấn; đá xây dựng 2,5 triệu m3; sét làm gạch ngói 1,3 triệu m3... Riêng khống sản than,
sản lượng khai thác tăng từ 39 triệu tấn năm 2010 lên 44,5 triệu tấn vào năm 2015
Hoạt động phát triển của các ngành công nghiệp lớn trên địa bàn tỉnh như
điện, xi măng, đóng tàu cũng góp phần đáng kể làm tăng thải lượng ô nhiễm vào
môi trường biển.
Bên cạnh những ngành mũi nhọn thuộc khối công nghiệp trung ương, các
ngành công nghiệp địa phương và đầu tư nước ngồi trên địa bàn tỉnh Quảng Ninh
cũng có bước phát triển mạnh như công nghiệp chế biến thủy sản, sản xuất bia và
nước giải khát, sản xuất giấy, dầu thực vật, kèm theo đó là lượng nước thải phát
sinh cũng tăng cao đổ vào vực nước mặt và biển ven bờ.
Hoạt động lấn biển để mở rộng quỹ đất, quy hoạch các khu công nghiệp,
cảng biển, nhà máy, khu đô thị, giao thông trên địa bàn tỉnh cũng là nguyên nhân
gây suy giảm chất lượng nước biển ven bờ.
Hoạt động nuôi trồng thủy sản, nhất là lồng bè đã thải ra một lượng lớn thức
ăn dư thừa làm ô nhiễm nguồn nước, phát sinh dịch bệnh. Bên cạnh đó, tính đến
ngày 31/12/2014, tồn tỉnh có 12.770 tàu hoạt động khai thác, đánh bắt và làm dịch
vụ thuỷ sản cũng là nguồn gây ô nhiễm trên biển
Hoạt động du lịch, dịch vụ trên biển: tàu thuyền, khách du lịch (năm 2015
tăng lên 2,5 triệu lượt), dịch vụ trên biển… phát sinh các nguồn nước thải, rác thải.
11
Nguy cơ gây ơ nhiễm chất lượng nước biển cịn do hoạt động của các làng
chài trên biển cũng như nước thải, chất thải sinh hoạt từ các khu dân cư ven bờ chưa
được kiểm soát triệt để. [11]
Nguồn : Theo Báo cáo hiện trạng môi trường Quảng Ninh 2010-2015
1.2. Tổng quan về các kim loại nặng Pb, Cd, As, Hg và dầu mỡ khoáng
Kim loại nặng (KLN) là những kim loại có tỷ trọng lớn hơn 5g/cm3 và thơng
thường chỉ những kim loại hoặc các á kim liên quan đến sự ô nhiễm và độc hại. Tuy
nhiên chúng cũng bao gồm những nguyên tố kim loại cần thiết cho một số sinh vật
ở nồng độ thấp [22]. Kim loại nặng được chia làm 3 loại: các kim loại độc (Hg, Cr,
Pb, Zn, Cu, Ni, Cd, As, Co, Sn,…), những kim loại quý ( Pd, Pt, Au, Ag, Ru,…),
các kim loại phóng xạ (U, Th, Ra, Am,…). Tỷ trọng của những kim loại này thông
thường lớn hơn 5g/cm3.[29]
Kim loại nặng hiện diện trong tự nhiên đều có trong đất và nước, hàm lượng
của chúng thường tăng cao do tác động của con người. Các kim loại nặng do tác
động của con người là nguồn gây ô nhiễm kim loại nặng chủ yếu khi chúng đi vào
môi trường đất và nước. Các kim loại do hoạt động của con người như As, Cd, Cu,
Ni và Zn thải ra ước tính là nhiều hơn so với nguồn kim loại có trong tự nhiên, đặc
biệt đối với chì 17 lần [28]. Nguồn kim loại nặng đi vào đất và nước do tác động
của con người bằng các con đường chủ yếu như bón phân, bã bùn cống và thuốc
bảo vệ thực vật và các con đường phụ như khai khoáng và kỹ nghệ, giao thơng vận
tải hay lắng đọng từ khơng khí.
Giới hạn của đề tài nghiên cứu luận văn sẽ chỉ tập trung nghiên cứu về 04
kim loại nặng phổ biến : As, Hg, Pb, Cd
12
1.2.1 Nguồn gốc của các KLN và dầu mỡ trong mơi trường nước
Nước có thể bị nhiễm bẩn kim loại nặng bằng những con đường chính sau:
* Yếu tố lắng đọng từ khí quyển
Các sol khí trong khí quyển có đường kính khác nhau, từ 0,01 – 1,0 µm (Pb
trong khí thải ơ tơ, khói dầu, khói luyện kim) và 1,0 – 100 µm (trong nhiên liệu, bụi
luyện kim) đến 10 - 80µm (tro lị đốt) được giải phóng vào khí quyển trên mặt đất,
sau đó khuyếch tán lên cao. Các kim loại lớn nhất sẽ rơi xuống đất dưới dạng kết tủa
khô. Mưa sẽ mang phần kim loại hồ tan từ khí quyển như là kết tủa ướt đi vào mơi
trường nước. Chì có trong nước mưa mang theo chì lắng đọng từ khí quyển. Ước tính
trong dịng nước mưa chảy tràn có tới 19% lượng chì do bụi đường.
Trong quá trình hoạt động sản xuất của con người đã sinh ra một lượng đáng
kể Cd bay vào khơng khí (do đặc tính có khả năng bay hơi ở 400oC, nguyên tố này
dễ bị bay hơi khi tuyển quặng). Khi mưa chúng được hoà vào nước mưa và rơi
xuống môi trường nước.[29]
* Yếu tố gây ô nhiễm trực tiếp vào nước:
Từ nước thải: nước thải công nghiệp, nước mưa, nước chảy tràn đô thị, trên
đất nông nghiệp, nước thải từ mỏ, hàm lượng KLN trong các loại nước thải này khá
cao. Nước thải bẩn đổ vào các sông là tình trạng phổ biến hiện nay ở các thành phố
lớn (bảng 1.1):
Bảng 1.1 : Hàm lượng kim loại nặng trong các loại nước thải
KLN
Pb
Loại nƣớc thải
Địa điểm
Nước mưa
Durham MT
100 – 1200
Nga
7.000 – 9.000
Khu công nghiệp
100 – 500
Công nghiệp
Newyork
3 – 20
Công nghiệp
Tây Đức
220
Mỏ
Nam Phi
6 – 52
Công nghiệp
Tây Đức
7
Mỏ
Nước cống thải
Cd
Hg
Hàm lƣợng (µg/g)
Nguồn : Toms G. et al., 1996. [27]
13
Hàm lượng Cd trong nước thải đã qua xử lý của Newyork, được phát hiện có
nguồn gốc từ các cơ sở mạ điện 33 %, các khu dân cư là 49%, dịng chảy tràn 12 %
và cơng nghiệp 6%. Sự xâm nhập của Cd khoảng 73 kg/ngày.
Dịng chảy tràn đơ thị cũng đưa vào môi trường nước một lượng lớn KLN,
đặc biệt đối với Pb và Hg. Trong dòng chảy tràn có tới 19 % Pb có thể là do bụi
đường phố chứa Pb từ xe hơi trầm lắng xuống. Người ta đã ước tính ở Mỹ, khi xăng
pha chì được sử dụng rộng rãi, dòng nước mưa chảy tràn đã bổ xung với tốc độ
8.109 g/năm vào các dòng nước, đóng góp lượng lớn Pb vào các con sơng.
KLN trong nước thải sinh hoạt có nguồn gốc từ chất thải bằng kim loại, sự
ăn mòn đường ống nước (Cu, Pb, Zn và Cd) và các sản phẩm tiêu dùng. Ví dụ trong
bột giặt chứa: Zn, Fe, Mn, Cr, Ni, Co, B và As.
* Yếu tố kim loại nặng sau khi tồn tại trong đất sẽ dần dần hoà tan vào trong
nước kể cả nước ngầm.
Nguồn phát tán một số kim loại nặng vào nước:
- Chì (Pb): Sự nhiễm bẩn Pb là do nguồn thải của công nghiệp in, ắc quy, đúc
kim loại, sản xuất sơn, giao thông [27]… và hoạt động nơng nghiệp khi sử dụng
phân bón, ví dụ như phân Superphotphat có chứa chì với hàm lượng từ 7 – 1000
mg/kg phân; trong phân đạm thì chứa khoảng 2 - 120 mg/kg phân. Q trình bón
vơi cải tạo đất cũng là hình thức đưa chì vào đất; 1 kg vơi chứa khoảng 20 – 1250
mg chì. Khi thải vào mơi trường nước, lắng đọng xuống bùn đáy thì chì và các hợp
chất của chì có thời gian tồn tại lâu.
- Cadmium (Cd) phát tán vào môi trường nước từ nhiều nguồn thải như: nước
thải công nghệ mạ, nhà máy sơn, phân huỷ và đốt cháy nhựa, phân huỷ xăm lốp, cơng
nghệ pin, cơng nghệ sản xuất phân bón và lượng sử dụng phân bón đặc biệt là phân
lân ... Ví dụ lượng Cd chứa trong phân phốt phát trung bình 7 mg/kg phân.
- Asen (As): Asen xâm nhập vào nước chủ yếu từ các cơng đoạn hồ tan chất
của quặng mỏ, từ nước thải công nghiệp, nông nghiệp, thuốc trừ sâu, diệt cỏ ở dạng
các chất hữu cơ có chứa asen như methylarsenic axit, dimethylarsinic axit,
arsenocholine, arsenobentaine…. Các quá trình đưa Asen vào nước bao gồm:
14
+ Q trình sử dụng thuốc trừ sâu, phân bón có chứa asen trong nơng nghiệp
và q trình bảo quản gỗ.
+ Q trình hồ tan các khống chứa asen trong tự nhiên và lắng đọng asen
trong khí quyển.
+ Q trình sản xuất công nghiệp, các chất sử dụng sinh hoạt cũng gây ô
nhiễm asen lớn.
- Thuỷ ngân (Hg) : sự nhiễm bẩn thuỷ ngân do một số hoạt động:
+ Đào và khai thác mỏ kim loại đặc biệt là Cu, Zn
+ Nguyên liệu chất đốt chủ yếu là than
+ Quá trình sản xuất cơng nghiệp, đặc biệt là q trình sử dụng thuỷ ngân
trong sản xuất Clo và xút ở thế kỷ trước
+ Thuỷ ngân tạo ra do hoạt động nơng nghiệp (như sử dụng phân bón, thuốc
trừ sâu, thuốc bảo vệ thực vật... có chứa thuỷ ngân) hoặc xử lý và bảo quản hạt.
+ Ngoài ra thuỷ ngân tạo ra do q trình hoạt động cơng nghiệp như sản xuất
chế biến lông, mũ phớt làm chất xúc tác công nghiệp, dùng làm các dụng cụ trong
phịng thí nghiệm (nhiệt kế, áp kế), đèn thuỷ ngân cao áp, các bóng đèn X quang…
Nguồn này có thể gọi là nguồn chính cung cấp thuỷ ngân và gây ra ô nhiễm cho nước.
Nước có thể bị nhiễm bẩn dầu mỡ bằng những con đường chính sau:
+ Nước thải có lẫn dầu của các khu công nghiệp cảng biển hay khu vực
khai thác đổ thải trực tiếp vào nguồn nước.
+ Nguồn nước thải nhiễm dầu, rác, cặn lắng, bùn đất... từ các cơng đọan rửa
xe cơ giới, bốc xếp hàng hóa, rửa tàu thuyền của các bến cảng. Nếu không xử lý sẽ
gây nên tình trạng ơ nhiễm nghiêm trọng cho mơi trường như làm suy thoái hệ sinh
thái động thực vật, gây ảnh hưởng trực tiếp đến đời sống con người.
+ Việc ô nhiễm do dầu gây ra hậu quả đặc biệt nghiêm trọng đối với hệ sinh
thái biển, chỉ với hàm lượng dầu 0,1mg/l trong nước biển cũng có thể làm chết các
phù du là thức ăn của cá, tôm và làm thối, hỏng trứng nhiều loài thủy sinh. Sự tạo
màng trên bề mặt nước, lượng ơ xy hồ tan giảm cũng sẽ hủy diệt các lồi thủy
sinh. Dầu tích lũy trong lớp trầm tích ven bờ và đáy biển (là một hợp phần quan
trọng của môi trường biển) sẽ làm suy giảm và biến mất các loài sinh vật đáy. [36]
15
1.2.2 Một số yếu tố ảnh hưởng đến hàm lượng kim loại nặng và dầu mỡ
trong trầm tích sơng, hồ, biển
Hàm lượng KLN và dầu mỡ trong và trong trầm tích sơng, hồ, biển biến đổi
rất lớn theo vị trí từ gần với hàm lượng tự nhiên đến hàm lượng cao gấp hàng ngàn
lần ở những nơi gần với các nguồn công nghiệp hay khai mỏ liên quan đến kim loại.
Các yếu tố có thể ảnh hưởng đến hàm lượng KLN trong trầm tích được biểu thị
bằng hàm số:
Hàm số: T = f (L, H, G, C,V,M,e)
Trong đó:
T – hàm lượng các nguyên tố vết trong trầm tích;
L - ảnh hưởng của quá trình hình thành đá;
H – tác động thuỷ học;
G – đặc điểm địa lý;
C – tác động nhân tạo;
V - ảnh hưởng của thực vật;
M – tác động của khai khoáng
e – sai số (tất cả các yếu tố khơng được tính đến).
Tại một khu vực một hay nhiều yếu tố có thể cùng tác động và hàm lượng
của nguyên tố vết sẽ phụ thuộc vào cường độ các yếu tố tham gia. Các quá trình
quan trọng ảnh hưởng đến dạng tồn tại của KLN trong trầm tích gồm hấp phụ hố
học lên các oxit Mn/Fe, kết tủa các hợp chất KLN, keo tụ/tạo phức của KLN với
chất hữu cơ có hoạt tính. Do ảnh hưởng của các yếu tố và q trình nói trên đến sự
hình thành các hợp chất chứa KLN trong các thuỷ vực là không giống nhau nên tỷ
lệ % các dạng tồn tại của KLN trong các thuỷ vực này cũng rất khác biệt.
Hàm lượng của các nguyên tố KLN trong trầm tích theo khoảng cách từ
nguồn, do vật liệu bị khuyếch tán trong q trình vận chuyển trong sơng. Một ví dụ
tiêu biểu là đối với Cd trong các cặn lơ lửng ở đoạn dưới cửa sơng (Rhine) có sự
tăng nhanh hàm lượng Cd ở gần nguồn xâm nhập (nhà máy Duisburg) và sau đó
giảm từ từ trên 40 - 50 km cho tới khi ra biển. [9]
16
1.2.3 Dạng tồn tại của các kim loại nặng và dầu mỡ nghiên cứu trong môi
trường đất, nước và trầm tích
a. Dạng tồn tại của Chì (Pb)
Trong đất, chì khơng giữ nguyên một trạng thái mà nó bị biến đổi, trong đất
chì thường bị hấp phụ trên bề mặt khống sét, CHC hoặc các ơxyt kim loại hoặc cũng
có thể tồn tại dưới dạng hợp chất và các chất khác nhau như Pb(OH)2, PbCO3, PbO,
Pb3(PO4)2, Pb5(PO4)3OH. Chì tồn tại ở dạng hấp phụ trao đổi chiếm một tỷ lệ rất nhỏ
(<5%) hàm lượng chì trong đất. Các chất hữu cơ đóng vai trị rất lớn trong việc tích
luỹ chì trong đất do nó hình thành các phức với chì, đồng thời chúng cũng làm tăng
tính linh động của chì. Trong đất chì có khả năng kết hợp với CHC hình thành các
hợp chất bay hơi (CH3)2Pb, loại hợp chất này có tính độc rất cao. Nó hạn chế hoạt
động của VSV tồn tại khá bền vững dưới dạng các phức với CHC. Trạng thái tồn tại
chì trong đất phụ thuộc rất nhiều vào pH của đất, khi pH thấp thì khả năng di động
của chì tăng và ngược lại khi pH cao thì chì bị cố định dưới dạng Pb(OH)2.
Chì (Pb) trong nước có 3 dạng tồn tại là Pb hoà tan, Pb lơ lửng ở dạng keo và
phức chất. Trong mơi trường nước, tính năng của hợp chất chì được xác định chủ
yếu thơng qua độ tan của nó. Độ tan của chì phụ thuộc vào pH, pH tăng thì độ tan
giảm và phụ thuộc vào các yếu tố khác như hàm lượng ion khác của nước và điều
kiện ôxy hoá khử. Trong nước sinh hoạt thường pH= 6, lúc này Pb tồn tại ở dạng vơ
cơ, ít có ở dạng keo. Trong nước mặt sử dụng cho sản xuất nông nghiệp nếu pH = 7,
Pb nằm dạng keo. Nhờ tác dụng ngoại lực của chất hữu cơ mà các phức keo của Pb
ở dạng Pb(CH3)32+; Pb(CH3)22+ thường lắng đọng ở bùn cặn đáy, Pb trong nước tự
nhiên chủ yếu tồn tại dưới dạng hoá trị 2. [30]
b. Dạng tồn tại của Cadmium (Cd)
Cd là kim loại nằm sâu trong lòng đất, tồn tại ở dạng Cd2+. Trong các điều
kiện ơxy hố Cd thường ở các dạng hợp chất rắn như CdO, CdCO3, Cd3(PO4)2.
Trong điều kiện khử (Eh - 0,2V) thì Cd thường tồn tại ở dạng CdS, ngồi ra Cd có
thể tồn tại dạng phức như CdCl+, CdHNO3+; CdHCl-; CdCl4; Cd(OH)4-. Trong đất
chua, Cd tồn tại ở dạng linh động hơn (Cd2+), tuy nhiên nếu đất chứa nhiều Fe, Al,
Mn, chất hữu cơ thì Cd lại bị chúng liên kết làm giảm khả năng linh động của Cd.
17
