Nghiên cứu đánh giá hàm lượng và phân bố dạng tồn tại của một số kim loại nặng trong nước và trầm tích trên hệ thống sông nội đô Hà Nội

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

LUẬN VĂN THẠC SĨ

NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ HÀM LƯỢNG
VÀ PHÂN BỐ DẠNG TỒN TẠI CỦA MỘT SỐ
KIM LOẠI NẶNG TRONG NƯỚC VÀ TRẦM TÍCH
TRÊN HỆ THỐNG SÔNG NỘI ĐÔ HÀ NỘI

PHÙNG NGỌC HẢI


Ngành Kỹ thuật môi trường
Chuyên ngành Kỹ thuật môi trường
Giảng viên hướng dẫn:

TS. Văn Diệu Anh.

Bộ môn:

Công nghệ Môi trường.

Viện:

Khoa học và Công nghệ Môi trường.

HÀ NỘI, 12/2019


CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập – Tự do – Hạnh phúc

BẢN XÁC NHẬN CHỈNH SỬA LUẬN VĂN THẠC SĨ
Họ và tên tác giả luận văn: Phùng Ngọc Hải.
Đề tài luận văn: Nghiên cứu đánh giá hàm lượng và phân bố dạng tồn tại của
một số kim loại nặng trong nước và trầm tích trên hệ thống sông nội đô Hà Nội.
Chuyên ngành: Kỹ thuật môi trường.
Mã số HV: CB170313.
Tác giả, Người hướng dẫn khoa học và Hội đồng chấm luận văn xác nhận tác
giả đã sửa chữa, bổ sung luận văn theo biên bản họp Hội đồng ngày 31 tháng 10 năm
2019 với các nội dung sau:
ST
T

Nội dung cần bổ
sung/chỉnh sửa

Nội dung đã bổ sung/ chỉnh
sửa

Ghi chú

Chương 1. Tổng quan tài liệu.
Đã bổ sung và cấu trúc lại các
mục của Chương 1:
1

1.1. Tổng quan về kim loại nặng
Bổ sung thêm nội dung và 1.2. Tổng quan về hệ thống sông
sắp xếp lại chương 1
nội đô

1.3. Một số nghiên cứu về kim
loại nặng trên hệ thống sông
Hà Nội

2

Sắp xếp lại các kết quả
nghiên cứu và có diễn giải
hợp lý. Trình bày lại bảng
biểu kết quả.

3

Đã chỉnh sửa kết luận và đề xuất
Viết lại phần kết luận và đề
giải pháp cải thiện chất lượng
xuất
nước sông nội đô.

SĐH.QT9.BM11

Trang 5
đến trang
16

Đã sắp xếp lại kết quả nghiên
cứu và có bổ sung diễn giải kết
Chương 3
quả. Đã tách các bảng kết quả và
trình bày lại rõ ràng như yêu cầu.

Trang 49

Ban hành lần 1 ngày 11/11/2014


ST
T

Nội dung cần bổ
sung/chỉnh sửa

Nội dung đã bổ sung/ chỉnh
sửa

Ghi chú

4

Bổ sung danh mục các chữ Đã bổ sung danh mục các chữ
viết tắt.
viết tắt và ý nghĩa đầy đủ.

Trang vii

5

Đã sắp xếp lại thứ tự tài liệu
tham khảo theo trình tự xuất
Sắp xếp và bổ sung thơng
hiện và tiếng Việt, tiếng Anh. Đã

tin tài liệu tham khảo.
bổ sung thông tin tài liệu tham
khảo.

Trang 51

6

Lỗi định dạng văn bản.

Đã trỉnh sửa toàn bộ bài Luận
văn.
Ngày

Giáo viên hướng dẫn

tháng

năm 2019

Tác giả luận văn

CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG

SĐH.QT9.BM11

Ban hành lần 1 ngày 11/11/2014


LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đề tài luận văn thạc sỹ kỹ thuật: “Nghiên cứu đánh giá hàm
lượng và phân bố dạng tồn tại của một số kim loại nặng trong nước và trầm tích trên
hệ thống sơng nội đô Hà Nội” là do tôi thực hiện với sự hướng dẫn của TS. Văn Diệu
Anh. Đây không phải bản sao chép của bất kỳ một cá nhân, tổ chức nào. Các số liệu, kết
quả nghiên cứu trong luận văn đều do tơi xác định và đánh giá.
Tơi xin hồn tồn chịu trách nhiệm về những nội dung mà tơi đã trình bày trong
luận văn này.
Hà Nội, ngày

tháng

năm 2019

HỌC VIÊN

Phùng Ngọc Hải

i


LỜI CẢM ƠN
Lời đầu tiên tôi xin bày tỏ lời cảm ơn trân thành và lòng biết ơn sâu sắc tới TS.
Văn Diệu Anh – Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường – Trường Đại học Bách khoa
Hà Nội là người đã tận tình hướng dẫn tơi nghiên cứu và thực hiện Luận văn này;
Tôi xin cảm ơn các thầy cô giáo Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường –
Trường đại học Bách khoa Hà Nội đã giảng dạy, trang bị kiến thức để giúp tôi thực hiện
Luận văn này;
Qua đây, tôi cũng xin chân thành gửi lời cảm ơn tới Ban Lãnh đạo, đồng nghiệp ở
Trung tâm Kỹ thuật Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng 1 – Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường
Chất lượng, đặc biệt anh Đặng Việt Lâm, Trưởng phịng Thử nghiệm Mơi trường và Hóa

chất đã nhiệt tình giúp đỡ và tạo điều kiện về mọi mặt trong quá trình thực nghiệm đề tài
của Luận văn;
Tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới anh Hoàng Minh Thắng, các bạn Trần Thanh
Mai, Trần Ngọc Hải đã nhiệt tình giúp đỡ tơi trong q trình thực hiện công tác lấy mẫu
hiện trường;
Tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới bạn Nguyễn Ngọc Châu, Nguyễn Đức Việt dù
đang công tác ở xa nhưng đã cho tôi những lời động viên, những kinh nghiệm hết sức
quý báu;
Tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới bạn Phùng Thị Phương vì đã ln bên tơi trong
những giai đoạn khó khăn nhất;
Cuối cùng tơi xin cảm ơn gia đình, bạn bè, người thân đã ln chia sẻ, động viên
trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu tại Trường đại học Bách khoa Hà Nội.
Hà Nội, ngày

tháng

năm 2019

HỌC VIÊN

Phùng Ngọc Hải

ii


MỤC LỤC
MỞ ĐẦU .........................................................................................................................3
CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU .......................................5
1.1. Tổng quan về nghiên cứu kim loại nặng ...................................................................... 5
1.1.1. Khái niệm ..............................................................................................................5

1.1.2. Đặc điểm và tính độc của kim loại nặng ............................................................... 5
1.1.3. Kim loại nặng trong nước và trầm tích..................................................................6
1.2. Tổng quan về hệ thống sông nội đô............................................................................. 12
1.2.1. Giới thiệu hệ thống sông nội đô ..........................................................................12
1.2.2. Các nguồn thải đổ vào hệ thống sông nội đô ......................................................14
1.3. Một số nghiên cứu về kim loại nặng trên hệ thống sông Hà Nội ...........................17
CHƯƠNG II. ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 19
2.1. Đối tượng, phạm vi và nội dung nghiên cứu ............................................................. 19
2.1.1. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu ...............................................................................19
2.1.2. Nội dung nghiên cứu ....................................................................................................19
2.2. Phương pháp nghiên cứu.............................................................................................. 19
2.2.1. Lấy mẫu và phân tích....................................................................................................19
2.2.2. Phương pháp phân tích tại phịng thí nghiệm ............................................................. 21
2.2.3. Đánh giá phân bố kim loại nặng trong các thành phần môi trường ..........................24
2.2.4. Phương pháp phân tích và tổng hợp tài liệu ................................................................ 27
CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ............................................................. 28
3.1. Đánh giá mức độ ô nhiễm kim loại nặng trong nước mặt trên hệ thống sông nội đô
..................................................................................................................................................28
3.1.1. Kết quả các thông số đo nhanh tại hiện trường...........................................................28
3.1.2. Kết quả phân tích nồng độ kim loại nặng trong nước trên hệ thống sông nội đô .....29
3.2. Đánh giá mức độ ô nhiễm của kim loại nặng trong trầm tích ................................ 38
3.2.1. Đánh giá hàm lượng kim loại nặng trong trầm tích....................................................38
3.2.2. Hệ số làm giàu EF ............................................................................................... 42
3.3. Sự phân bố pha của kim loại nặng trong trầm tích trên hệ thống sơng nội đô ...43
3.4. Đánh giá mức độ rủi ro của kim loại nặng trong trầm tích ....................................48
3.4.1. . Đánh giá mối nguy hải của kim loại nặng trong trầm tích thơng qua chỉ số rủi ro sinh
thái tiềm năng RI .....................................................................................................................48
3.4.2. Đánh giá mối mức độ rùi ro của kim loại nặng trong trầm tích thơng qua chỉ số đánh
giá mức độ rủi ro RAC (Risk Assessment Code) .................................................................48
KẾT LUẬN ..................................................................................................................50

TÀI LIỆU THAM KHẢO........................................................................................... 52

iii


DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng 1.1. Nguồn thải kim loại của một số ngành công nghiệp phổ biến [4] ..................8
Bảng 1.2. Nguồn nước thải chính của thủ đơ hà nội .....................................................16
Bảng 1.3: Hàm lượng KLN (mg/kg) có trong bùn lắng của sông tô lịch [11] ..............17
Bảng 1.4: hàm lượng KLN (Cu, Pb, Zn) trong nước sông nhuệ vào mùa mưa và mùa khơ
.......................................................................................................................................17
Bảng 2.1. Vị trí lấy mẫu trong nghiên cứu ....................................................................20
Bảng 2.2. iá trị hàm lượng các kim loại trong vỏ trái đất [21] ...................................25
Bảng 2.3. Phân loại mức độ làm giàu theo hệ số EF [20] ............................................25
Bảng 2.4. Các mức độ ô nhiễm của KLN [23] .............................................................. 26
Bảng 2.5. Đánh giá mức độ rủi ro sinh thái của từng KLN [23] ...................................26
Bảng 2.6. Đánh giá rủi ro sinh thái tổng hợp của các KLN thông qua RI [23].............26
Bảng 2.7. Tiêu chuẩn đánh giá mức độ rủi ro theo chỉ số RAC [24] ............................ 27
Bảng 3.1. Kết quả thông số đo nhanh tại hiện trường ...................................................28
Bảng 3.2. Nồng độ kim loại trong nước sông nội đô ....................................................29
Bảng 3.3. Giá trị hệ số phân bố Kd, spm của từng kim loại .............................................37
Bảng 3.4. Hệ số làm giàu EF của một số kim loại nặng trong trầm tích sơng nội đơ hà nội
.......................................................................................................................................42
Bảng 3.5. Kết quả tính tốn chỉ số đánh giá mức độ ơ nhiễm của KLN Cd trong mẫu trầm
tích trên hệ thống sông nội đô Hà Nội ...........................................................................48
Bảng 3.6. Chỉ số rủi ro sinh thái tiềm năng ri của một số knl trong mẫu trầm tích trên hệ
thống sơng nội đô Hà Nội .............................................................................................. 48
Bảng 3.7. Chỉ số đánh giá mức độ rủi ro RAC của một số KLN trong mẫu trầm tích trên
hệ thống sơng nội đơ Hà Nội .........................................................................................49

iv


DANH MỤC HÌNH VẼ
Hình 1.1. Hệ thống các sơng nội đơ hà nội [9]....................................................................12
Hình 2.1. Sơ đồ vị trí lấy mẫu ........................................................................................... 20
Hình 2.2. Quy trình chiết các dạng tồn tại của KLN trong trầm tích theo Tessier…..……22
Hình 3. 1. Biểu đồ nồng độ Cadimi trong nước theo vị trí và thời gian lấy mẫu ............... 29
Hình 3. 2. Biểu đồ nồng độ Chì trong nước theo vị trí và thời gian lấy mẫu ..................... 30
Hình 3. 3. Biểu đồ nồng Asen trong nước theo vị trí và thời gian lấy mẫu ....................... 30
Hình 3. 4. Biểu đồ nồng độ Đồng trong nước theo vị trí và thời gian lấy mẫu .................. 31
Hình 3. 5. Biểu đồ nồng độ Crom trong nước theo vị trí và thời gian lấy mẫu.................. 31
Hình 3. 6. Biểu đồ nồng độ kẽm trong nước theo vị trí và thời gian lấy mẫu .................... 33
Hình 3. 7. Biểu đồ nồng độ Mangan trong nước theo vị trí và thời gian lấy mẫu.............. 33
Hình 3. 8. Biểu đồ nồng độ kim loại nặng trong nước theo vị trí và thời gian lấy mẫu ..... 34
Hình 3. 9. Biểu đồ phân nhóm từ dữ liệu KLN trong nước tại hệ thống sông nội đô theo thứ
tự tháng 3.2018, tháng 5.2018 và tháng 3.2019 ................................................................. 34
Hình 3. 10. Biểu đồ phân tích nhân tố chính mẫu nước tại hệ thống sông nội đô theo thứ tự
tháng 3.2018, tháng 5.2018 và tháng 3.2019 ...................................................................... 35
Hình 3. 11. Biểu đồ hàm lượng Cr, Mn, Fe, Cu trong trầm tích theo vị trí và thời gian lấy
mẫu ..................................................................................................................................... 39
Hình 3. 12. Biểu đồ hàm lượng Zn, As, Cd, Pb trong trầm tích theo vị trí và thời gian lấy
mẫu ..................................................................................................................................... 40
Hình 3. 13. Biểu đồ giá trị hệ số làm giàu EF Min-Max của một số KLN trên hệ thống sông
nghiên cứu .......................................................................................................................... 42
Hình 3. 14. Biểu đồ phân bố pha của Cr, Mn, Fe, Cu trong trầm tích theo vị trí và thời gian
lấy mẫu ............................................................................................................................... 45
Hình 3. 15. Biểu đồ phân bố pha của Zn, As, Cd, Pb trong trầm tích theo vị trí và thời gian
lấy mẫu ............................................................................................................................... 46

v


DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT
Từ/ ký hiệu viết tắt

Nguyên nghĩa tiếng Anh

Nguyên nghĩa tiếng Việt

DS

Dissolved Solid

Chất rắn hòa tan

ICP MS

Inductively coupled plasma mass Quang phổ nguồn plasma cảm
spectrometry
ứng cao tần kết nối khối phổ

QCVN

National technical regulation

Quy chuẩn Kỹ thuật Quốc gia

SE

Single Extraction

Chiết một giai đoạn

SPE

Sequential Extraction Procedure

Chiết liên tục

SS

Suspended Solid

Chất rắn lơ lửng

TCVN

National technical standard

Tiêu chuẩn Kỹ thuật Quốc gia

US EPA

United States Environmental
Protection Agency

Cơ quan bảo vệ môi trường Mỹ

WS

Water Sample

Mẫu nước

vi


MỞ ĐẦU
 Tính cấp thiết của đề tài:
Hà Nội nằm trong lưu vực sông Hồng và sông Đà, là hai con sơng lớn của miền
Bắc. Ngồi ra, qua địa phận Hà Nội cịn nhiều sơng khác như sơng Nhuệ, sơng Đáy, và
các sông nhánh nhỏ chảy trong thành phố tạo thành mạng lưới sông nội đô. Các sông
nội đô Hà Nội gồm có sơng Tơ Lịch, sơng Kim Ngưu, sơng Lừ, sông Sét. Gần đây do
áp lực gia tăng dân số và quy hoạch thoát nước chưa hợp lý, hầu hết nước thải đặc biệt
là nước thải sinh hoạt thải trực tiếp ra các sông nội đô gây ô nhiễm nguồn nước vượt
quá khả năng tự làm sạch của sông. Các dịng sơng này dần dần trở thành các kênh
thốt nước thải của thành phố, đặc biệt là vào mùa khô. Vấn đề đánh giá mức độ ô
nhiễm và nhận diện nguồn thải làm cơ sở cho việc kiểm soát chất lượng nước là nhiệm
vụ bức thiết.
Trong số các tác nhân ô nhiễm nước, kim loại nặng (KLN) là một trong những
đối tượng được quan tâm bởi độc tính, tính bền vững và khả năng tích luỹ sinh học của
chúng. Thực tế đã có nhiều nghiên cứu đánh giá kim loại nặng trong nước sông nội đô
Hà Nội, tuy nhiên những nghiên cứu về ô nhiễm kim loại nặng trong lớp trầm tích cịn
ít và đa số các nghiên cứu trước đây mới chỉ tập trung xem xét kim loại nặng ở dạng
tổng trong trầm tích, chưa xem xét dạng tồn tại nên chưa có các đánh giá đầy đủ về ô
nhiễm và rủi ro.
Dưới một số điều kiện môi trường nhất định, kim loại trong trầm tích có thể bị
hịa tan và đi vào mơi trường nước [1, 2]. Độc tính và mức độ khả dụng sinh học, khả
năng tích luỹ sinh học của kim loại trong trầm tích phụ thuộc vào các dạng tồn tại của

chúng, khi kim loại tồn tại ở dạng trao đổi hoặc cacbonat thì khả năng tái hòa tan trở
lại cột nước cao hệ quả là lan truyền ơ nhiễm theo dịng nước, gia tăng mức độ khả
dụng sinh học và tích luỹ sinh học. Đối với các dạng tồn tại của kim loại được lưu giữ
trong cấu trúc của trầm tích khả năng tái hòa tan vào cột nước rất thấp và do đó nguy
cơ ảnh hương đến hệ sinh thái nước hầu như khơng có. Chính vì vậy, dữ liệu về hàm
lượng tổng của các kim loại trong trầm tích khơng phản ánh đúng mức độ ảnh hưởng
của chúng đến môi trường nước. Việc phân tích các dạng tồn tại của kim loại trong

3


trầm tích cho phép đánh giá đúng và đầy đủ về tiềm năng lan truyền ô nhiễm và tác
động đến hệ sinh thái nước.
Để góp phần vào việc hiểu rõ bản chất và khắc phục ô nhiễm môi trường nước
trên hệ thống sông nội đô Hà Nội, nghiên cứu được thực hiện với đề tài: “Nghiên cứu
đánh giá hàm lượng và phân bố dạng tồn tại của một số kim loại nặng trong nước
và trầm tích trên hệ thống sơng nội đô Hà Nội” với mục tiêu nhằm đánh giá hiện
trạng ô nhiễm kim loại nặng, và phân bố các dạng tồn tại của kim loại nặng trong pha
lỏng (mẫu nước) và pha rắn (mẫu trầm tích) trên hệ thống sông nội đô Hà Nội.
Nội dung nghiên cứu:
o Xác định mức độ ô nhiễm kim loại nặng trong nước và trầm tích trên hệ thống sơng
nội đơ Hà Nội.
o Đánh giá phân bố các dạng tồn tại của kim loại nặng trong nước và trầm tích.
o Bước đầu đánh giá mức độc của kim loại nặng hiện diện trong nước và trầm tích
trên hệ thống sơng nghiên cứu.
o Đánh giá mức độ rùi ro của kim loại nặng trong trầm tích.
 Ý nghĩa thực tiễn của đề tài:
Trong mơi trường nước, KLN tồn tại ở nhiều dạng khác nhau như: hịa tan, khơng
hịa tan, dạng linh động, dạng cố định trong trầm tích. Các dạng tồn tại khác nhau của
KLN biểu hiện mức độ lan truyền ô nhiễm cũng như tác động nguy hại đến môi trường

và hệ sinh thái khác nhau. Đánh giá ô nhiễm KLN và tác động của chúng đến môi
trường và hệ sinh thái dựa vào nồng độ kim loại tổng số chỉ dừng lại ở mức độ đánh
giá các tác động tiềm năng mà không đánh giá được các tác động cụ thể. Kết quả
nghiên cứu của đề tài này cho phép đánh giá rõ hơn về mức độ ô nhiễm kim loại nặng
trong nước sông và các mối nguy hại của KLN đến hệ sinh thái.

4


CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
1.1. Tổng quan về nghiên cứu kim loại nặng
1.1.1. Khái niệm
Kim loại nặng là những kim loại có khối lượng riêng lớn hơn 5g/cm3 và thông
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 [13]. Kim loại nặng được 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,…) [14].
Cũng như nhiều nguyên tố khác, các kim loại nặng có thể cần thiết cho sinh vật
như cây trồng hoặc động vật, hoặc không cần thiết. Những kim loại cần thiết cho sinh
vật nhưng chỉ có nghĩa “cần thiết” ở một hàm lượng nhất định nào đó, nếu ít hơn hoặc
nhiều hơn thì lại gây tác động ngược lại. Những kim loại không cần thiết, khi vào cơ
thể sinh vật ngay cả ở dạng vết (rất ít) cũng có thể gây tác động độc hại. Với quá trình
trao đổi chất, những kim loại này thường được xếp loại độc.
1.1.2. Đặc điểm và tính độc của kim loại nặng
Kim loại nặng không bị phân hủy sinh học [15], không độc khi ở dạng nguyên tố
tự do nhưng nguy hiểm đối với sinh vật sống khi ở dạng cation do khả năng gắn kết
với các chuỗi cacbon ngắn dẫn đến sự tích tụ trong cơ thể sinh vật sau nhiều năm [16].
Tính độc của kim loại nặng đã được khẳng định từ lâu nhưng không phải tất cả
chúng đều độc hại đến môi trường và sức khoẻ của con người. Độ độc của kim loại

nặng không chỉ phụ thuộc vào bản thân kim loại mà nó cịn liên quan đến dạng tồn tại,
hàm lượng của chúng trong nước cũng như loài sinh vật bị tác động. Trong tự nhiên
kim loại nặng thường tồn tại ở dạng tự do, khi ở dạng tự do thì độc tính của nó yếu
hơn so với dạng liên kết, ví dụ khi Cu tồn tại ở dạng hỗn hợp Cu-Zn thì độc tính của
nó tăng gấp 5 lần khi ở dạng tự do [3].
Đối với con người, có khoảng 12 nguyên tố kim loại nặng gây độc như chì (Pb),
thủy ngân (Hg), nhơm (Al), arsenic (As), cadmium (Cd), nickel (Ni)… Một số kim
loại nặng được tìm thấy trong cơ thể và thiết yếu cho sức khỏe con người, chẳng hạn
5


như sắt (Fe), kẽm (Zn), magnesium (Mg), cobalt (Co), manganese (Mn), molybdenum
(Mn) và đồng (Cu) mặc dù với lượng rất ít nhưng nó hiện diện trong q trình chuyển
hóa. Tuy nhiên, ở mức thừa của các nguyên tố thiết yếu đó có thể nguy hại đến đời
sống của con người. Các nguyên tố kim loại còn lại là các nguyên tố khơng thiết yếu
và có thể gây độc tính cao khi hiện diện trong cơ thể. Các nguyên tố này bao gồm Pb,
Ni, Pb, As, Cd, Al, Pt và Cu ở dạng ion kim loại. Chúng đi vào cơ thể qua các con
đường hấp thụ của cơ thể như hô hấp, tiêu hóa và qua da. Nếu kim loại nặng đi vào cơ
thể và tích lũy bên trong tế bào lớn hơn sự phân giải chúng thì chúng sẽ tích lũy và sự
ngộ độc sẽ xuất hiện. Do vậy người ta bị ngộ độc không những với hàm lượng cao của
kim loại nặng mà cả khi với hàm lượng thấp trong thời gian dài sẽ đạt đến hàm lượng
gây độc. Tính độc hại của các kim loại nặng được thể hiện qua:
-

Một số kim loại nặng có thể bị chuyển từ độc tính thấp sang dạng độc tính cao hơn
trong một vài điều kiện mơi trường, ví dụ thủy ngân (chuyển hóa từ Thủy ngân vơ
cơ khơng độc sang Thủy ngân hữu cơ độc tính rất mạnh như Metyl Thủy ngân).

-

Sự tích tụ và khuếch đại sinh học của các kim loại nặng này qua chuỗi thức ăn có
thể làm tổn hại các hoạt động sinh lý bình thường và sau cùng gây nguy hiểm cho
sức khỏe của con người.

-

Tính độc của các kim loại nặng có thể ở một nồng độ rất thấp khoảng 0.1-10 mg/L
(Alkorta và cộng sự, 2004) [17].

1.1.3. Kim loại nặng trong nước và trầm tích
a. Nguồn gốc kim loại nặng trong nước và trầm tích
Nguồn gây nên sự tích lũy kim loại nặng trong nước và trầm tích bao gồm nguồn
nhân tạo và nguồn tự nhiên:
Nguồn tích tụ tự nhiên bao gồm các kim loại nằm trong thành phần của đất đá xâm
nhập vào môi trường nước rồi xa lắng, tích tụ lại trong trầm tích thơng qua các q
trình tự nhiên như: phong hóa, xói mịn, rửa trơi [18].
Nguồn ơ nhiễm nhân tạo là các nguồn ô nhiễm từ các hoạt động sinh hoạt và sản
xuất của con người như:
-

Nước thải từ hoạt động nơng nghiệp:
Các kim loại nặng có trong các sản phẩm phân bón bao gồm Cadimi, Crom, Đồng,

Mangan, Molipden, Niken và Kẽm. Chì và Asen bên cạnh việc sử dụng trong công
6


nghiệp nó cịn được sử dụng trong thuốc trừ sâu. Thuốc diệt nấm có chứa Thủy ngân
cũng góp phần làm ô nhiễm môi trường. Như vậy trong quá trình canh tác nông
nghiệp, chúng ta đã đưa các kim loại nặng đi vào môi trường, một lượng nhỏ bị cây

trồng hấp thụ vào bên trong thân, củ, quả hay lá, một phần ngấm xuống lớp đất, một
phần bay hơi và một phần liên kết hoặc hấp phụ vào các hạt đất trên bề mặt, qua q
trình rửa trơi các kim loại này sẽ xâm nhập vào môi trường nước.
-

Nước thải từ hoạt động công nghiệp:
Đối với mỗi ngành công nghiệp đặc thù sẽ tạo ra nước thải hay chất thải chứa các

kim loại nặng khác nhau. Ví dụ như:
o Cơng nghiệp khai thác khống sản, tinh chế quặng đưa vào mơi trường nhiều kim
loại nặng như asen, chì, cadimi, đồng, kẽm, crom, …
o Đồng, kẽm, crom đi vào môi trường 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 lượng kim loại đồng trong nước thải của các nhà máy mạ điện có thể lên
đến 200 ppm.
o Nguồn phát thải ô nhiễm Cadimi xuất phát từ nước thải từ các ngành công nghiệp
dựa trên một số ứng dụng của Cadimi như: 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.
o Crom phát tán ra môi trường từ các ngành công nghiệp như: chế tạo ắc quy, luyện
kim, sản xuất nến, sáp, thuốc nhuộm, keo dán, xi măng, đồ gốm, bột màu, men sứ,
bản kẽm, xà phòng, hợp kim nhơm, mạ điện, mạ crom…
o Có thể tổng hợp nguồn gốc kim loại từ các ngành công nghiệp như bảng dưới đây:

7


Bảng 1.1. Nguồn thải kim loại của một số ngành công nghiệp phổ biến [4]
STT
1

2

Kim loại

Nguồn phổ biến

Mạ crom, lọc dầu, các ngành cơng nghiệp mạ
Crom (hóa trị III và VI) điện, da, thuộc da, sản xuất dệt may và chế biến
bột giấy.
Niken

Mạ điện, sơn và bột, sản xuất pin, luyện kim và
phân bón supe lân

3

Chì

4

Đồng

Mạ điện, cơng nghiệp nhựa, luyện kim và cơng
nghiệp khí thải

Kẽm

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

Cadimi

Pin niken – cadimi, các ngành cơng nghiệp mạ
điện, phân bón phosphate, chất tẩy rửa, sản xuất
tinh chế dầu mỏ, bột sơn màu, thuốc trừ sâu,
ống mạ kẽm, nhựa, ponyvinyl và nhà máy lọc
dầu

5
6

7

Sắt

10

Tinh chế kim loại, bộ phận động cơ

Nhôm

Các ngành công nghiệp sản xuất dây điện, gốm
sứ, phụ tùng ô tô, nhôm phosphate và thuốc trừ
sâu

Asen

Bụi công nghiệp, chất bảo quản gỗ và thuốc
nhuộm.

Thủy ngân

Bóng đèn điện, chất bảo quản gỗ, thuộc da,
thuốc mỡ, nhiệt kế, keo dán và sơn.

8

9

Công nghiệp luyện kim, sản xuất pin, acquy

b. Động thái (fate) và hành vi (behavior) của kim loại trong nước và trầm tích
Hoạt động của con người thúc đẩy sự tích tụ trầm tích ơ nhiễm trong các thủy vực.
Những hoạt động này đôi khi gián tiếp làm tăng lượng KLN thải ra mơi trường qua các
q trình tự nhiên. KLN phát tán từ phân bón và các loại hóa chất nơng nghiệp, bùn
thải, rửa trôi chất thải rắn và lắng động khí quyển [19]
Nguồn gốc ơ nhiễm trầm tích có thể được chia thành nguồn điểm và nguồn không
điểm. Nguồn điểm là nguồn được xác định cụ thể như nước thải từ nhà máy xử lý
8


nước thải, nước thải từ các công ty hay khu công nghiêp. Nguồn phi điểm (nguồn
diện) bao gồm nước mưa chảy tràn qua các khu vực chứa chất thải rắn, khu vực nơng
nghiệp sử dụng phân bón và hóa chất nơng nghiệp, lắng đọng khí quyển. Khi KLN đi
vào nguồn nước, thường xảy ra quá trình lắng đọng dưới đáy các thủy vực (ao, hồ,
sơng, …). Q trình diễn ra nhanh hay chậm phụ thuộc rất nhiều vào yếu tố vật lý và
hóa học của thủy vực.
Động thái KLN trong mơi trường rất quan trọng vì chúng có khả năng phản ứng,
lan truyền và có độc tính cao. Trong mơi trường nước, KLN tồn tại trong: pha hòa tan,

chất rắn lơ lửng và trầm tích đáy. Hành vi và động thái kim loại nặng chịu ảnh hưởng
bởi một loạt quá trình vật lý và hóa học khác nhau, ảnh hưởng đến khả năng phát tán
và lan truyền ô nhiễm. Trong pha hịa tan, dạng hóa học của KLN quyết định tính khả
dụng sinh học và khả năng phản ứng hóa học (hấp phụ / giải hấp, kết tủa / hòa tan) đối
với các thành phần khác trong thủy vực.
c. Dạng tồn tại của kim loại nặng trong nước
Kim loại trong mơi trường nước có thể tồn tại ở các dạng khác nhau như dạng
muối tan, dạng ít tan như oxit, hiđroxit, muối kết tủa và dạng tạo phức với chất hữu cơ.
Tùy thuộc vào dạng tồn tại đó mà khả năng tích lũy trong trầm tích và khả năng tích
lũy sinh học của kim loại là khác nhau.
-

Đồng (Cu):

Ở pH lớn hơn 6 ion Cu2+ có thể kết tủa dưới dạng hidroxit, oxit, hidroxi-cacbonat.
Đồng cũng tạo được phức rất bền với chất mùn. Đặc biệt trong môi trường 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 tương đối nhỏ [5,6,7,8].
-

Chì (Pb):

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 ơxy hố
khử. Trong nước sinh hoạt thường pH= 6, lúc này Pb tồn tại ở dạng vô cơ, ít có ở dạng
keo. Trong nước mặt sử dụng cho sản xuất nông nghiệp nếu pH = 7, Pb nằm dạng keo.
9

Nhờ tác dụng ngoại lực của chất hữu cơ mà các phức keo của Pb ở dạng Pb(CH3)22+.
Pb(CH3)22+ thường lắng đọng ở bùn cặn đáy, Pb trong nước tự nhiên chủ yếu tồn tại
dưới dạng hoá trị II [5,6,7,8].
-

Kẽm (Zn):

Trong mơi trường nước ở pH thấp Zn có độ linh động vừa phải do chủ yếu tồn tại ở
pha liên kết yếu với sét và mùn. Ở pH lớn hơn độ linh động của kẽm giảm đi do tồn tại
ở các pha liên kết với oxit, aluminosilicat và mùn. Ngoài ra trong môi trường khử, sự
linh động của kim loại kẽm cũng bị giảm đi do tạo thành muối ZnS ít tan [5,6,7,8].
-

Cadimi (Cd):

Trong nước Cd tồn tại chủ yếu ở dạng hoá trị 2 và rất dễ bị thuỷ phân trong mơi
trường kiềm. Ngồi dạng hợp chất vơ cơ, Cd liên kết với các hợp chất hữu cơ đặc biệt
là axit humic tạo thành phức chất và phức chất này có khả năng hấp phụ tốt trên các
hạt sa lắng, chiếm 60 - 75% nồng độ tổng số trong các dòng nước [5,6,7,8].
-

Crom (Cr):

Trong nước tự nhiên, Cr3+ tồn tại ở dạng Cr(OH)2+, Cr(OH)4-, còn Cr(IV) tồn tại ở
dạng CrO42-, và Cr2O72- Người ta cho rằng Cr3+ tạo phức bền với các amin và nó được
bám vào các khống sét.
d. Dạng tồn tại của kim loại nặng trong trầm tích
Trầm tích là các vật chất tự nhiên bị phá vỡ bởi các q trình xói mịn hoặc do thời
tiết, sau đó được các dịng chảy chất lỏng vận chuyển đi và cuối cùng được tích tụ

thành lớp trên bề mặt hoặc đáy của một khu vực chứa nước như biển, hồ, sơng, suối.
Q trình trầm tích là một q trình tích tụ và hình thành từ các chất cặn lơ lửng để tạo
nên các lớp trầm tích. Ao, hồ, biển, sơng tích lũy các lớp trầm tích theo thời gian [9].
Trầm tích là đối tượng thường được nghiên cứu để xác định nguồn gây ô nhiễm
kim loại nặng vào mơi trường nước bởi tỉ lệ tích lũy cao các kim loại trong đó. Nồng
độ kim loại trong trầm tích thường lớn gấp nhiều lần so với trong lớp nước phía trên.
Đặc biệt, các dạng kim loại khơng nằm trong cấu trúc tinh thể của trầm tích mà có khả
năng di động và tích lũy sinh học cao vào các sinh vật trong môi trường nước. Các kim

10


loại nặng tích lũy trong các sinh vật này sẽ trở thành một mối nguy hại cho con người
thông qua chuỗi thức ăn [14].
Hàm lượng tổng của kim loại nặng đóng vai trị quan trọng trong việc đánh giá
mức độ ô nhiễm trầm tích, tuy nhiên, hàm lượng tổng của kim loại trong trầm tích
khơng cung cấp được các thơng tin về khả năng tích lũy sinh học và mức độ linh động
của kim loại trong những điều kiện của mơi trường khác nhau. Do vậy, việc phân tích,
đánh giá tổng hàm lượng dạng kim loại trong trầm tích là chưa đủ mà còn phải xác
định các dạng tồn tại của chúng.
Theo Tessier [20], kim loại trong trầm tích và đất tồn tại ở năm dạng sau:
-

Dạng trao đổi (F1): Kim loại trong dạng này liên kết với trầm tích hay các thành
phần chính của trầm tích (sét, hydrat oxit của sắt và mangan, axit humic) bằng lực
hấp phụ yếu. Sự thay đổi lực ion của nước sẽ ảnh hưởng đến khả năng hấp phụ
hoặc giải hấp các kim loại này, dẫn đến sự giải phóng hoặc tích lũy kim loại tại bề
mặt tiếp xúc của nước và trầm tích.

-

Dạng liên kết với cacbonat (F2): Các kim loại liên kết với cacbonat rất nhạy cảm
với sự thay đổi của pH, khi pH giảm thì kim loại tồn tại ở dạng này sẽ được giải
phóng.

-

Dạng liên kết với Fe-Mn oxit (F3): Ở dạng liên kết này kim loại được hấp phụ trên
bề mặt của Fe-Mn oxit và không bền trong điều kiện khử, bởi vì trong điều kiện
khử trạng thái oxi hóa của sắt và mangan sẽ bị thay đổi, dẫn đến các kim loại trong
trầm tích sẽ được giải phóng vào pha nước.

-

Dạng liên kết với hữu cơ (F4): Các kim loại có thể liên kết với nhiều dạng hữu cơ
khác nhau như các cá thể sống, những mảnh vụn do sự phân hủy của sinh vật hay
cây cối... Kim loại ở dạng này sẽ không bền trong điều kiện oxi hóa, khi bị oxi hóa
các chất hữu cơ sẽ phân hủy và các kim loại sẽ được giải phóng vào pha nước.

-

Dạng cặn dư (F5): Phần này chứa các muối khống tồn tại trong tự nhiên có thể giữ
các vết kim loại trong nền cấu trúc của chúng. Do đó, khi kim loại tồn tại trong
phân đoạn này sẽ khơng thể hịa tan vào nước trong các điều kiện như trên.
Việc xác định các dạng kim loại trong đất và trầm tích được thực hiện theo các

phương pháp: chiết một giai đoạn (SE), chiết liên tục (SEP) và sử dụng nhựa trao đổi
ion. Nhiều quy trình chiết liên tục đã được ứng dụng để phân tích dạng kim loại trong
11

nhiều loại mẫu đất, trầm tích và đã cung cấp những thơng tin hữu ích về nguồn gốc,
cách thức tồn tại, khả năng tích lũy sinh học và địa hóa, tiềm năng di động, và sự
chuyển hóa của kim loại trong trầm tích. Tuy nhiên các quy trình đều có nguyên lý
chung là kim loại ở dạng linh động nhất được chiết ra ở dạng đầu tiên (F1), và tiếp tục
theo sự giảm dần độ linh động.
1.2. Tổng quan về hệ thống sông nội đô
1.2.1. Giới thiệu hệ thống sông nội đô
Thủ đô Hà Nội là một trong những thành phố có tốc độ đơ thị hóa cao nhất trong cả
nước, là trung tâm chính trị, kinh tế, văn hóa, xã hội của cả nước. Với tốc độ tăng
trưởng cao về nhiều mặt như: công nghiệp, nông nghiệp và dịch vụ, cùng với tốc độ
tăng dân số nhanh ngày càng làm cho mưc độ ô nhiễm thêm trầm trọng hơn. Thủ đô
Hà Nội nằm cạnh sông Hồng và sông Đà, là hai con sơng lớn của miền Bắc. Ngồi ra,
qua địa phận Hà Nội cịn nhiều sơng khác như sơng Đáy, sông Đuống, sông Cầu, sông
Cà Lồ, sông Nhuệ, sông Bùi, sơng Tích tạo thành mạng lưới sơng ngịi. Hệ thống sơng
nội đơ Hà Nội gồm có sơng Tơ Lịch, sơng Kim Ngưu, sơng Lừ, sơng Sét. Chức năng
chính của những dịng sơng này là tiêu thốt lũ trong mùa mưa và tiếp nhận, vận
chuyển nước thải đô thị Hà Nội.

12


Hình 1. 1. Hệ thống các sơng nội đơ Hà Nội [9]
 Sông Tô Lịch:
Sông Tô Lịch là một phân lưu của sơng Hồng có chiều dài 13,5 km, diện tích lưu
vực khoảng 20 km2. Sơng Tơ Lịch bắt đầu từ cống Bưởi (nhận nguồn nước từ cống Đõ
chảy vào), chảy cùng hướng với đường Láng và đường Kim Giang về phía Nam tới
Cầu Sắt (Thanh Liệt). Sơng Tơ Lịch chảy qua địa phận của các quận Cầu Giấy, Thanh
Xuân, Hồng Mai và huyện Thanh Trì. Lưu lượng sơng đạt mức tối đa là 30 m3/s.
Hiện nay, hướng thốt chính của sơng Tơ Lịch vẫn thốt tự chảy vào sơng Nhuệ với

lưu lượng 30 m3/s và khi mực nước sông Nhuệ thấp dưới mức +3.5 m, khi mực nước
sông Nhuệ cao hơn 3.5 m thì dịng chảy của sơng phải thốt ra sơng Hồng nhờ cụm
cơng trình tiêu và trạm bơm n Sở.
 Sơng Kim Ngưu:
Sơng Kim Ngưu có chiều dài khoảng 11,87 km là một phân lưu của sông Tô Lịch.
Sông Kim Ngưu lấy nước từ sông Tô Lịch ở Cầu Giấy, chảy theo hướng Tây – Đông
đến Đội Cấn và lại lấy nước từ Tô Lịch khi tới ô Thụy Chương (Thụy Khuê), chảy
13


theo hướng Bắc – Nam (đoạn này gọi là sông Ngọc Hà), chảy qua Ngọc Khánh, Giảng
Võ, Hào Nam, Ô Chợ Dừa, Xã Đàn, Kim Liên, ô Cầu Dền, ô Đông Mác, Yên Sở, rồi
hợp lưu trở lại ở Văn Điển. Cũng như sông Tô Lịch, sông Kim Ngưu đã và đang bị ô
nhiễm nặng nề bởi luôn phải tiếp nhận nước thải của thành phố.
 Sông Lừ:
Sông Lừ dài khoảng 5,2km, là một phân lưu của sông Kim Ngưu, chảy qua địa
bàn các phường Nam Đồng, Trung Tự, Kim Liên, Khương Thượng, Phương Mai,
Phương Liên (quận Đống Đa). Đến Phương Liên, sông Lừ chia làm hai, một nhánh rẽ
sang phía Đơng tới

iáp Bát và hịa lưu với sơng Sét, một nhánh chảy tiếp về phía

Nam qua Định Cơng và hợp lưu với sơng Tơ Lịch tại phía Bắc gần cầu Dậu, phường
Đại Kim, quận Hoàng Mai. Nhánh hợp lưu với Tơ Lịch càng gần đến nơi hợp lưu thì
dịng chảy càng bị thu hẹp lại.
 Sông Sét:
Sông Sét dài hơn 3,6 km, bắt nguồn từ hồ Bảy Mẫu trong Công viên Thống Nhất
(quận Hai Bà Trưng), chảy theo hướng Bắc – Nam và đổ vào hồ Yên Sở (quận Hồng
Mai). Khi đi qua iáp Bát, nó nhận nước từ một phân lưu của sông Lừ từ Phương Liên
chảy sang. Sông Sét suốt nhiều năm bị bùn bồi lắng và bị các cơng trình xây dựng lấn

bờ, nên bề rộng và độ sâu của sông đã giảm đáng kể. Nhiều nơi, sơng chỉ rộng chừng
5m. Độ sâu trung bình của sông chỉ hơn 1m.
1.2.2. Các nguồn thải đổ vào hệ thống sơng nội đơ
Ơ nhiễm nước mặt nói chung có rất nhiều nguyên nhân từ các nguồn ô nhiễm do
quá trình tự nhiên hay sự tác động của con người. Đối với sự ô nhiễm của hệ thống
sông nội đô thì có thể kể đến một số nguồn sau:
a. Nguồn tự nhiên.
Sản phẩm hoạt động sống của sinh vật, kể cả xác chết của chúng, hay cây cối, sinh
vật chết đi, chúng bị vi sinh vật sống khác phân hủy thành chất hữu cơ. Một phần sẽ
ngấm vào lòng đất, sau đó đi sâu vào ngn nước ngầm, gây ơ nhiễm hoặc theo dòng
nước ngầm hòa vào dòng lớn. Một phần hịa tan trở lại mơi trường nước, gây ơ nhiễm.
Lượng mưa trung bình hàng năm của Hà Nội vào khoảng 1700mm với khoảng 114
ngày mưa [10]. Lượng nước mưa trực tiếp vào sông chiếm một phần rất nhỏ, phần lớn
là q trình rửa trơi bề mặt lưu vực rồi chảy vào hệ thống cống trước khi đổ vào các
14


dịng sơng. Sự rửa trơi các chất bẩn trên bề mặt vào thủy vực khiến cho mức độ ô
nhiễm giữa mùa khô và mùa mưa ở các con sông trong hệ thống sông nội đô không
chênh lệch nhau nhiều.
Lụt lội làm nước mất sự trong sạch, khuấy động những chất bẩn trong hệ thống
cống rãnh, mang theo nhiều chất thải độc hại từ nơi đổ rác, và cuốn theo các loại hoá
chất trước đây đã được cất giữ. Nước lụt có thể bị ơ nhiễm do hố chất dùng trong
nơng nghiệp, công nghệ hoặc do các tác nhân độc hại ở các khu phế thải. Ô nhiễm
nước do các yếu tố tự nhiên (xói mịn, rửa trơi, bão, lụt...) có thể rất nghiêm trọng,
nhưng không thường xuyên, và không phải là ngun nhân chính gây suy thối chất
lượng nước tồn cầu nói chung và đối với các dịng sơng nội đơ nói riêng.
b. Nguồn từ các hoạt động của con người
Ước tỉnh tổng lượng nước thải của khu vực trung tâm Thành phố Hà Nội xả vào hệ
thống kênh thoát nước cấp I năm 2002 là 429 000 m3/ngày, đến năm 2013 tăng lên

khoảng 1,8 lần đạt mức xấp xỉ 795 000 m3/ngày. Tổng lưu lượng nước thải của khu
vực trung tâm thành phố Hà Nội có mức gia tăng cao hơn do khu vực trung tâm trong
giai đoạn này mở rộng phát triển về phía Tây Nam. Trong đó, tỷ lệ nước thải dịch vụ
là cao nhất, chiếm tới 47%, sau đó là nước thải sinh hoạt 36,6%, nước thải cơng
nghiệp chỉ đóng gió 14,8%, nước thải bệnh viện có tỷ lệ đóng góp thấp nhất 1,6% so
với tổng lượng xả thải [4].
Tính riêng lượng xả nước thải sinh hoạt năm 2014 của khu vực trung tâm thành
phố Hà Nội là khoảng 291 263 m3/ngày đêm, trong đó lượng xả vào sông Tô Lịch là
nhiều nhất, chiếm tới 48,1% so với tổng lượng xả nước thải sinh hoạt. Lượng nước
thải sinh hoạt tương ứng vào sông Kim Ngưu là 31,9%, sông Sét là 12,7% và sông Lừ
là 3,0% [2].
Theo một số báo cáo từ Bộ Tài nguyên và Môi trường, mỗi ngày thành phố Hà
Nội thải ra ngồi mơi trường khoảng 300.000 tấn nước thải bao gồm nước thải sinh
hoạt, nước thải công nghiệp. Đặc biệt phần lớn lượng nước thải này chưa qua xử lý
nên chứa nhiều các chất độc hại gây ơ nhiễm nghiêm trọng trong đó có kim loại nặng.
Các kim loại nặng dù cho nằm trong chất thải dạng khí hay rắn cũng gây ra ô nhiễm
nguồn nước do sự lắng rơi xuống mặt nước sông, hồ hoặc thấm xuống tầng nước
ngầm. Ion kim loại nặng dễ kết hợp với nước tạo các hydroxit, khả năng hòa tan của
chất này còn phụ thuộc vào pH của nước. Do đó, mức độ ơ nhiễm kim loại nặng của
nước phụ thuộc nhiều vào điều kiện pH. Trong lớp đáy của các dịng sơng, do các q
trình sinh học, thực vật bị phân hủy và tạo ra mùn. Mùn (các hợp chất humic) có ảnh
hưởng lớn đến tính chất của nước như tính bazo, tính hấp phụ, tạo phức. Các kim loại
15


nặng có khả năng tạo phức với các chất hữu có trong mùn, do đó mùn là tác nhân
chính mang kim loại nặng trong nước.
Ngun nhân chính gây ơ nhiễm kim loại nặng là do các hoạt động công
nghiệp, và rác thải sinh hoạt. Trong đó, các hoạt động cơng nghiệp đã thải ra một
lượng kim loại nặng nhiều nhất. Các nhà máy mạ điện, hàn, ác quy, sơn, pin, men sứ

gốm đã thải ra một lượng lớn nước thải chứa các kim loại đặc thù trong quy trình.
Theo nghiên cứu của một số nhà khoa học thì hoạt động công nghiệp đưa vào môi
trường hàm lượng kim loại nhiều nhất đó là: nhà máy mạ điện, nhà máy cơ khí, nhà
máy sản xuất về điện tử, nhà máy sản xuất pin, một số nhà máy hóa chất và các nhà
máy dệt, tùy từng loại ngành công nghiệp khác nhau thì mức độ ơ nhiệm kim loại nặng
cũng khác nhau. Trong đó quan tâm đến các ngành cơng nghiệp như thuộc da, điện tử,
dệt nhuộm, luyện kim, khai khống.
Nhìn chung các khu công nghiệp nghiệp cũ nằm xen kẽ trong khu dân cư
(Thượng Đình, Minh Khai, Trương Định, …) đều được xây dựng từ rất lâu, công nghệ
cũ và hầu như khơng có hệ thống xử lý nước thải. Nước thải được đổ trực tiếp ra các
con sơng gần đó, nên đây cũng là một trong những nguyên nhân gây nên tình trạng ơ
nhiễm kim loại nặng ở các con sông nội đô Hà Nội.
Một trong những ngành ô nhiễm kim loại đặc trưng đó là ngành cơng nghiệp cơ
khí mạ điện, xử lý bề mặt kim loại (sơn, nhuộm). Ngành này lưu lượng nước thải thấp
nhưng do đặc thù ngành nên sử dụng nhiều hóa chất độc hại và nồng độ kim loại nặng
rất cao mà hầu hết các cơ sở sản xuất đều không được xử lý nước thải đúng quy định
nên gây ra nguồn ô nhiễm kim loại nặng khá lớn. Một số cơ sở công nghiệp chính thải
kim loại nặng ra sơng Hà Nội được kể đến trong bảng 1.2:
Bảng 1.2. Cơ sở cơng nghiệp chính thải ra KLN vào sông Tô Lịch và Sông Kim Ngưu [1]

STT

Loại hình
cơng
nghiệp

Tên cơ sở nhà máy

1

Cơ khí (6
cơ sở)

Nhà máy Viha, Công ty Công
nghệ 3C, Hameco, Vidamco, Công
ty Bảo Lâm

2

3

Dệt nhuộm Trung Thu, Minh Khai và công ty
(3 cơ sở) Dệt may 8-3
Nhà xuất bản Lao động xã hội,
Biến thể, Công ty in Hà Nội, Habaco, ABB
in, pin, sơn Việt Nam
(5 cơ sở)

16

Ghi chú

5 cơ sở thải vào
sông Kim Ngưu
và 9 cơ sở thải
vào sông Tô Lịch


1.3. Một số nghiên cứu về kim loại nặng trên hệ thống sông Hà Nội
Theo PGS.TS Trần Đức Hạ [11] nghiên cứu phân tích và đánh giá hàm lượng

kim loại nặng có trong bùn lắng của sơng Tơ Lịch đoạn tiếp nhận nước thải từ cống
Bưởi đến cầu Mới dài trên 6 km được Viện Khoa học và Kỹ thuật Môi trường (Trường
Đại học Xây dựng) lấy mẫu và phân tích vào mùa khơ tháng 3/2017. Thành phần kim
loại trong bùn lắng đọng trên sông được nêu ra ở bảng sau:
Bảng 1.3: Hàm lượng KLN (mg/kg) có trong bùn lắng của sơng Tơ Lịch [11]
STT

Kim
loại

Cống
Bưởi

Cầu
Dịch
Vọng

Cầu
Giấy

Cầu
Cót

Cầu
Trung
Hịa

Cống
Mọc

Cầu
Mới

QCVN
43

1

As

0,661

0,659

0,657

0,661

0,659

0,659

0,660

17,0

2

Hg

0,03

0,03

0,03

0,03

0,03

0,03

0,03

0,5

3

Pb

3,91

4,07

3,96

4,12

4,09

4,16

4,17

91,3

4

Zn

81,1

81,2

81,3

81,3

81,3

81,3

81,4

315

5

Cr

156,8

157,5

157,6

157,6

157,9

157,7

156,7

90

6

Cd

0,079

0,077

0,078

0,076

0,078

0,081

0,076

3,5

Hàm lượng kim loại nặng theo 6 thông số của QCVN 43-MT:2012/BTNMT
tương đối cao. Đặc biệt là hàm lượng Cr tổng khoảng 156 – 158 mg/kg. Hàm lượng Cr
vượt ngưỡng quy định là 90mg/kg quy định cho ngưỡng nguy hại trầm tích bảo vệ đời
sống thủy sinh trong vực nước ngọt. Các kim loại còn lại đều có giá trị thấp hơn nhiều
so với giá trị quy định ngoại trừ Cr là vượt ngưỡng khoảng 1,5 lần.
Một nghiên cứu khác trên lưu vực sông Nhuệ của Nguyễn Viết Thành [12] về
hàm lượng kim loại Cu, Pb, Zn vào mùa mưa và và mùa khô. Kết quả cho thấy hàm
lượng của 3 kim loại nặng trên có sự chênh lệch khác biệt giữa 2 mùa thể hiện ở trong
bảng dưới đây:
Bảng 1.4: Hàm lượng KLN (Cu, Pb, Zn) trong nước sông Nhuệ vào mùa mưa và
mùa khô
Mẫu

WS

WS

WS

WS

WS

WS

WS

WS

WS

WS

WS

WS

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

QCVN
08-MT,
cột A2

Cu

0,039

0,146

0,151

0,166

0,328

0,214

0,193

0,185

0,107

0,096

0,076

0,064

0,2

Pb

0,009

0,020

0,024

0,031

0,045

0,041

0,035

0,031

0,020

0,017

0,015

0,033

0,02

Zn

0,154

1,213

0,314

0,271

0,565

0,548

0,482

0,301

0,279

0,225

0,204

0,150

1,0

Cu

0,012

0,032

0,023

0,020

0,033

0,028

0,023

0,030

0,027

0,025

0,020

0,018

0,2

Pb

0,006

0,008

0,013

0,012

0,011

0,017

0,016

0,013

0,013

0,013

0,010

0,008

0,02

Chỉ tiêu
(mg/L)
Mùa
khô
2011
Mùa
mưa

17


2012

zn

0,087

0,161

0,124

0,112

0,197

0,154

0,138

0,103

0,096

0,085

0,075

0,069

Có sự chênh lệch rõ rệt giữa hai mùa là do có sự pha lỗng vào mùa mưa. Hàm
lượng Pb so sánh theo QCVN 08 - MT:2015/BTNMT cột A2 tương đối cao. Vào mùa
khô trừ (WS1, WS10, W11) hàm lượng kim loại tại các điểm khác đều vượt mức giới
hạn 0,02 mg/l. Hàm lượng Cu và Zn ít vượt giới hạn cho phép, chỉ có tại điểm WS2
vào mùa khơ hàm lượng Zn vượt QCVN.

18

1,0