Đánh giá mức độ ô nhiễm và rủi ro của thủy ngân và chì trong trầm tích vùng cửa an hòa sông trường giang, huyện núi thành, tỉnh quảng nam

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM
KHOA SINH – MÔI TRƯỜNG

NGÔ QUANG HỢP

ĐÁNH GIÁ MỨC ĐỘ Ô NHIỄM VÀ RỦI RO CỦA
THỦY NGÂN VÀ CHÌ TRONG TRẦM TÍCH VÙNG
CỬA AN HÒA SÔNG TRƯỜNG GIANG, HUYỆN NÚI
THÀNH, TỈNH QUẢNG NAM

Ngành: QUẢN LÝ TÀI NGUYÊN – MÔI TRƯỜNG

Người hướng dẫn: ThS. ĐOẠN CHÍ CƯỜNG

Đà Nẵng – Năm 2016


ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM
KHOA SINH – MÔI TRƯỜNG

NGÔ QUANG HỢP

ĐÁNH GIÁ MỨC ĐỘ Ô NHIỄM VÀ RỦI RO CỦA
THỦY NGÂN VÀ CHÌ TRONG TRẦM TÍCH VÙNG
CỬA AN HÒA SÔNG TRƯỜNG GIANG, HUYỆN NÚI
THÀNH, TỈNH QUẢNG NAM

Ngành: QUẢN LÝ TÀI NGUYÊN – MÔI TRƯỜNG

Người hướng dẫn: ThS. ĐOẠN CHÍ CƯỜNG

Đà Nẵng – Năm 2016


LỜI CAM ĐOAN
Tơi xin cam đoan đây là cơng trình nghiên cứu của riêng tôi.
Các số liệu, kết quả nêu trong khóa luận là trung thực, khách quan và
chưa từng được ai ơng bố trong bất kỳ cơng trình nào khác.
Đà nẵng, ngày 29 tháng 5 năm 2016
Sinh viên thực hiện

Ngô Quang Hợp


LỜI CẢM ƠN
Trong suốt thời gian thực hiện khóa luận tốt nghiệp này, tơi xin bày tỏ
lịng biết ơn gia đình đã ln bên cạnh tơi, ln động viên, hỗ trợ tôi cả về tinh
thần lẫn vật chất.
Tôi xin gửi lời cảm ơn quý thầy cô Khoa Sinh – Môi trường, Trường Đại
học Sư phạm, Đại học Đà Nẵng đã cung cấp kiến thức cho tôi trong suốt thời
gian học.
Tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến thầy Đoạn Chí Cường - người đã tận
tình hướng dẫn, giúp đỡ tơi trong suốt thời gian thực hiện khóa luận.
Cuối cùng, tôi xin chân thành cảm ơn đến bạn bè (Phan Nhật Trường,
Phan Thị Hiền Trang, Lê Văn Hào, Dương Thị Chinh, Dương Quang Hưng,
Phan Thanh Hằng, Ơng Thế Tài, Hồng Thị Tâm, Nguyễn Thị Cẩm Nhung
cùng tập thể lớp 12CTM) các em lớp 13CTM (Phan Thị Ái Trinh), lớp 14CTM

(Bùi Thanh Phi), đã hỗ trợ tơi để tơi hồn thành khóa luận và đạt kết quả quả
tốt nhất.
Tơi xin chân thành cảm ơn!
Đà Nẵng, ngày 29 tháng 5 năm 2016
Sinh viên thực hiện

Ngô Quang Hợp


MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN
LỜI CẢM ƠN
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT
DANH MỤC BẢNG
DANH MỤC HÌNH ẢNH
MỞ ĐẦU ........................................................................................................... 1
1.

TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI ............................................................ 1

2.

MỤC TIÊU ĐỀ TÀI ................................................................................. 2

3.

Ý NGHĨA KHOA HỌC CỦA ĐỀ TÀI .................................................... 2

CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU ........................................................... 3
1.1. TỔNG QUAN KHU VỰC NGHIÊN CỨU............................................... 3

1.2. ĐẶC ĐIỂM, TÍNH CHẤT CỦA KLN TRONG TRẦM TÍCH ............... 8
1.3. MỢT SỚ NGHIÊN CỨU TRONG VÀ NGỒI NƯỚC VỀ Ơ NHIỄM
KLN TRONG TRẦM TÍCH ........................................................................... 14
CHƯƠNG 2. ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP
NGHIÊN CỨU ................................................................................................ 21
2.1. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU ......................................... 21
2.2. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU .................................................................... 21
2.3. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU............................................................ 22
CHƯƠNG 3..................................................................................................... 27
KẾT QUẢ VÀ BIỆN LUẬN .......................................................................... 27


3.1. ĐÁNH GIÁ HÀM LƯỢNG 2 KLN HG VÀ PB TRONG TRẦM TÍCH
MẶT TẠI VÙNG CỬA AN HÒA SÔNG TRƯỜNG GIANG...................... 27
3.2. MỨC ĐỘ Ô NHIỄM CỦA 2 KLN HG VÀ PB TRONG TRẦM TÍCH
MẶT VÙNG CỬA AN HÒA SÔNG TRƯỜNG GIANG ............................. 31
3.3. ĐÁNH GIÁ RỦI RO CỦA KIM LOẠI NẶNG TRONG TRẦM TÍCH 36
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ......................................................................... 42
1.

KẾT LUẬN ............................................................................................. 42

2.

KIẾN NGHỊ ............................................................................................ 43

TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................... 44
PHỤ LỤC ........................................................................................................ 49

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT

KLN

: Kim loại nặng

KCN

: Khu công nghiệp

NTVL

: Nguyên tố vi lượng

QCVN

: Quy chuẩn Việt Nam

TCCP

: Tiêu chuẩn cho phép


DANH MỤC BẢNG
Số hiệu
bảng

Tên bảng

Trang

1.1

Kết quả quan trắc chất lượng nước mặt sơng Trường
Giang

7

1.2

Các ngành cơng nghiệp chính hoạt động trên địa bàn
huyện Núi Thành

8

2.1

Phân loại trầm tích ơ nhiễm dựa vào yếu tố ô nhiễm Cf

24

2.2

Các mức độ ô nhiễm tởng của các NTVL trong trầm tích
theo chỉ số PLI

25

2.3

Các mức độ ơ nhiễm trong trầm tích của NTVL theo chỉ
số Igeo

26

Các mức độ rủi ro của từng KLN trong trầm tích theo
2.4

2.5

3.1

chỉ số 𝐸𝑟𝑖
Các mức độ rủi ro của từng KLN trong trầm tích theo
chỉ số RI
Hàm lượng các KLN trong trầm tịch mặt tại vùng cửa
An Hòa sơng Trường Giang

27

27

28

3.2

Hàm lượng KLN trong trầm tích qua các nghiên cứu

30

3.3

Mức độ ơ nhiễm PLI và mức độ tích lũy KLN Igeo của
các KLN trong trầm tịch mặt tại vùng cửa An Hịa sơng
Trường Giang

33

3.4

Rủi ro của các KLN trong trầm tịch mặt tại vùng cửa An
Hịa sơng Trường Giang

38


DANH MỤC HÌNH ẢNH
Số hiệu

Tên hình

hình

Trang

2.1

Bản đồ khu vực và vị trí nghiên cứu

22

3.1

Biểu đồ thể hiện hàm lượng Hg, Pb trong trầm tích vùng
cửa An Hịa sơng Trường Giang

30

Biểu đồ thể hiện mức độ ô nhiễm của các KLN trong
3.2

trầm tích mặt vùng cửa An Hịa sơng Trường Giang theo

35

chỉ số Igeo
Biểu đồ thể hiện mức độ ô nhiễm của các KLN trong
3.3

trầm tích mặt vùng cửa An Hịa sông Trường Giang theo

36

chỉ số PLI
Biểu đồ thể hiện yếu tố rủi ro sinh thái của các KLN
3.4

trong trầm tích mặt vùng cửa An Hịa sơng Trường

39

Giang tại các địa điểm thu mẫu theo chỉ số 𝑬𝑖𝑟
Biểu đồ thể hiện mức độ rủi ro sinh thái của các KLN
3.5

trong trầm tích mặt vùng của An Hịa sơng Trường
Giang tại các địa điểm thu mẫu theo chỉ số RI

41


1

MỞ ĐẦU
1. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI
Quá trình phát triển công nghiệp, nông nghiệp và dịch vụ như y tế, du
lịch, thương mại… ở nước ta đã làm cho môi trường bị ô nhiễm nghiêm trọng,
đặc biệt sự hiện diện của kim loại nặng trong môi trường đất, nước đang là vấn
đề môi trường được cộng đồng quan tâm. Vùng cửa sơng, ven biển thường là
nơi tích tụ các chất ơ nhiễm có nguồn gốc từ nội địa. Trong mơi trường thủy
sinh, trầm tích có vai trị quan trọng trong sự hấp thụ các kim loại nặng bởi sự
lắng đọng của các hạt lơ lửng và các quá trình có liên quan đến bề mặt các vật
chất vơ cơ và hữu cơ trong trầm tích. Sự tích tụ kim loại nặng sẽ ảnh hưởng đến
đời sống của các sinh vật thủy sinh, gây ảnh hưởng đến sức khỏe của con người
thơng qua chuỗi thức ăn; ví dụ nhiều lồi động vật khơng xương sống sử dụng
trầm tích như nguồn thức ăn, vì thế cơ thể chúng là nơi lưu giữ và tích tụ kim
loại nặng. Sự tích tụ kim loại nặng trong sinh vật có thể đe dọa sức khỏe của
nhiều loài sinh vật đặc biệt cá, chim và con người [27]. Do vậy, đánh giá mức
độ ô nhiễm cũng như rủi ro của kim loại nặng trong môi trường trầm tích là rất
cần thiết do bởi tính độc, tính bền vững và sự tích tụ sinh học của chúng.

Trường Giang là con sông chạy dọc theo bờ biển thuộc tỉnh Quảng Nam.
Đầu sơng phía Nam đở ra biển tại cửa Hòa An (hay An Hòa), huyện Núi Thành,
đầu sơng phía Bắc đở ra biển tại Cửa Đại, thành phố Hội An. Ở giữa là huyện
Thăng Bình và thành phố Tam Kì. Sơng nối hạ lưu hệ thống sơng Vu Gia - Thu
Bồn ở phía Bắc và hạ lưu hệ thống sơng Tam Kỳ - An Tân ở phía Nam. Nguồn
nước của Trường Giang được thu nhận từ hai hệ thống sơng này. Vùng cửa An
Hịa sơng Trường Giang ngoài việc chịu tác động bởi hoạt động của KCN Bắc
Chu Lai, KCN Trường Hải, KCN Tam Hiệp, hoạt động ni trồng thủy sản,
cịn chịu ảnh hưởng bởi các hoạt động từ hai hệ thống sông Vu Gia – Thu Bồn


2
và sơng Tam Kỳ – An Tân. Chính vì vậy, khu vực vùng cửa An Hòa đang có
nhiều nguy cơ ô nhiễm môi trường, trong đó có nguy cơ ô nhiễm KLN.
Các nghiên cứu trong nước hầu hết dừng lại ở việc đánh giá ô nhiễm
thông qua việc quan trắc chất lượng rồi so sánh với quy chuẩn [6],[ 8],[ 13], …
trong khi quy chuẩn đưa ra đối với mỗi quốc gia còn phụ thuộc vào điều kiện
kinh tế, xã hội,… Do đó chưa thể đánh giá đầy đủ mức độ ô nhiễm cũng như
rủi ro của KLN trong môi trường trầm tích đối với sinh thái.
Từ những lý do đó, tôi tiến hành thực hiện đề tài “Đánh giá mức độ ô
nhiễm và rủi ro của Hg và Pb trong trầm tích vùng cửa An Hòa sông
Trường Giang, huyện Núi Thành, tỉnh Quảng Nam”. Nghiên cứu trầm tích
bề mặt giúp phản ánh hiện trạng, mức độ ô nhiễm môi trường nước tại vùng
cửa An Hịa sơng Trường Giang tại thời điểm nghiên cứu. Kết quả của đề tài sẽ
góp phần đánh giá chất lượng môi trường nước tại khu vực nghiên cứu, là cở
sở dữ liệu, tài liệu tham khảo về đánh giá và lựa chọn phương pháp để kiểm
sốt ơ nhiễm KLN trong trầm tích tại khu vực tốt hơn.
2. MỤC TIÊU ĐỀ TÀI
Đánh giá được mức độ ô nhiễm và rủi ro của 2 KLN Hg và Pb trong trầm
tích mặt tại vùng cửa An Hịa sơng Trường Giang.

3. Ý NGHĨA KHOA HỌC CỦA ĐỀ TÀI
Kết quả của đề tài sẽ góp phần đánh giá chất lượng môi trường nước tại
khu vực nghiên cứu, là cở sở dữ liệu, tài liệu tham khảo về đánh giá và lựa chọn
phương pháp để kiểm sốt ơ nhiễm KLN trong trầm tích tại khu vực tốt hơn.


3

CHƯƠNG 1.
TỔNG QUAN TÀI LIỆU

1.1. TỔNG QUAN KHU VỰC NGHIÊN CỨU
1.1.1. Khái quát một số điều kiện tự nhiên, kinh tế, xã hợi của khu
vực nghiên cứu
a. Vị trí địa lý
Núi Thành là huyện nằm phía Nam của tỉnh Quảng Nam, được thành lập
vào tháng 12/1983 trên cơ sở tách ra từ huyện Tam Kỳ. Phía Bắc giáp thành
phố Tam Kỳ, phía Nam giáp huyện Bình Sơn và huyện Trà Bồng tỉnh Quảng
Ngãi, phía Tây giáp huyện Bắc Trà My, phía Đơng giáp Biển Đơng. Nơi đây
tập trung các nhà máy của các KCN như KCN Bắc Chu Lai, KCN Tam Hiệp,
KCN Trường Hải [9].
b. Diện tích tự nhiên
Huyện Núi Thành có diện tích 53303 ha, trong đó: đất nơng nghiệp chiếm
37591.48 ha; đất phi nông nghiệp chiếm 11646.57 ha và đất chưa sử dụng còn
4158.02 ha [9].
c. Địa hình
Địa hình tồn huyện Núi Thành có độ nghiêng lớn từ Tây sang Đông Bắc,
có thể chia làm 3 dạng như sau:
- Dạng địa hình trung du và miền núi: gồm các xã Tam Trà, Tam Sơn,
Tam Thạnh, Tam Mỹ Đông, Tam Mỹ Tây, một phần xã Tam Nghĩa và Tam

Anh Nam, Tam Anh Bắc. Phía Tây có nhiều núi cao, nơi cao nhất là núi Hú,
Tam Trà (1132 m) [9].


4
- Dạng địa hình đồng bằng: gồm các xã Tam Xuân 1, Tam Xuân 2, Tam
Anh Nam, Tam Anh Bắc, Tam Hiệp, thị trấn Núi Thành, Tam Nghĩa. Vùng này
địa hình tương đối bằng phẳng, có một số đồi gị có độ dốc nhỏ. Nơi cao nhất
là 69 m so với mặt biển [9].
- Dạng địa hình ven biển: Gồm các xã Tam Tiến, Tam Hải, Tam Quang
và một phần Tam Nghĩa. Vùng này địa hình bằng phẳng và thấp, có nhiều cồn
cát ổn định; một phần đồng bằng do các sơng ngịi bồi đắp trên nền cát biển.
Đây là vùng hạ lưu có nhiều đầm phá. Ngoài ra, vùng này cịn có nhiều bãi đá
trầm tích nhơ lên khỏi mặt biển từ 10 đến 12m thuộc xã Tam Tiến, Tam Hải,
Tam Quang như đảo Hòn Mang, Hòn Dứa, Bàn Than[9]…
d. Khí hậu
Huyện Núi Thành nằm phía Đơng dãy Trường Sơn và phía nam đèo Hải
Vân, thuộc vùng khí hậu nhiệt đới ẩm gió mùa [9].
Nhiệt độ trung bình hằng năm: 25.7oC, nhiệt độ cao từ tháng 4 đến tháng
8, nhiệt độ thấp từ tháng 12 đến tháng 2 năm sau [9].
Huyện chịu chế độ gió mùa chi phối: gió Tây Nam và gió Đông Nam
hoạt động từ tháng 3 đến tháng 7, gió Đông Bắc hoạt động từ tháng 10 đến
tháng 2 năm sau. Mùa mưa kéo dài từ tháng 9 đến tháng 12. Lượng mưa trung
bình trong năm là 2531.5mm. Hằng năm thường xuất hiện từ 8 đến 11 còn bão
kết hợp với mưa lớn gây lũ lụt [9].
e. Điều kiện kinh tế – xã hội
Huyện Núi Thành, tỉnh Quảng Nam – khu vực sông Trường Giang chảy
qua có dân số khoảng 138769 người. Có hai dân tộc chủ yếu là người Kinh và
người Cor (sống tại các thơn 4,6,8 xã Tam Hịa). Tởng số hộ là 39850 hộ. Lao
động 72273 người [9], trong đó:

 Nông – Lâm – Thủy sản: chiếm 58.21%


5
 Công nghiệp, xây dựng: chiếm 23.46%
 Thương mai, dịch vụ: chiếm 18.33%
1.1.2. Giới thiệu về sông Trường Giang
Sông Trường Giang có đầu sơng phía Nam đở ra biển tại cửa Hịa An (hay
An Hồ), huyện Núi Thành, đầu sơng phía Bắc đở ra biển tại cửa Đại, thành
phố Hội An. Ở giữa là huyện Thăng Bình và thành phố Tam Kỳ [10].
Sơng có chiều dài khoảng 70 km, đoạn phía nam chạy cạnh bờ biển cách
khoảng 2 km trở lại, đoạn phía bắc khoảng cách rộng hơn, đoạn lớn nhất cách
bờ biển khoảng 7 km. Trường Giang không có thượng lưu, chẳng có hạ lưu nên
cũng khơng có hữu và tả ngạn. Bởi sông không chảy từ Trường Sơn ra biển mà
là sông chạy ngang, song song với bờ biển Quảng Nam. Sông nối hạ lưu hệ
thống sông Vu Gia - Thu Bồn ở phía bắc với hạ lưu hệ thống sơng Tam Kỳ An Tân ở phía nam. Nguồn nước của Trường Giang được thu nhận từ hai hệ
thống sông này. Nguồn nước nữa, đó là thủy triều lên xuống đổ vào và rút ra ở
các cửa sông [10].
Vào mùa nắng, dịng chảy sơng Trường Giang phụ thuộc thủy triều lên
xuống. Khi thủy triều lên, nước đổ vào các cửa và chảy theo hai chiều đối
nghịch. Mấy chục cây số sơng phía Bắc nước chảy theo hướng Nam; mấy chục
cây số sơng phía Nam chảy theo hướng Bắc. Khi thủy triều xuống thì qng
sơng phía Nam chảy theo hướng Nam ra Cửa Lở và An Hịa; qng sơng phía
Bắc chảy theo hướng Bắc ra Cửa Đại. Vào mùa nước lũ, nhất là lúc lụt lớn thì
dịng chảy chủ yếu phụ thuộc vào mức nước dâng của hai hệ thống Vu Gia Thu Bồn, Tam Kỳ - An Tân. Qng sơng có dịng chảy dùng dằng lại dao động
về phía Nam hay phía Bắc là tùy thuộc sức tranh giành của dịng chảy giữa hai
hệ thống sơng ấy [10].


6

Bảng 1.1. Kết quả quan trắc chất lượng nước mặt sơng Trường Giang
Tháng
2

Vị trí

Cởng KCN
Tam Hiệp

Tháng
5

Tháng
8

Tháng
11

QCVN
08:2008/BTN
MT
A2

B2

Hg

0,0008

0,0007

0,0008

0,0008

0,001

0,001

Pb

0,014

0,009

0,009

0,012

0,02

0,05

Tam Hịa,
Tam TiênNúi Thành

Hg

-

-

-

-

nt

nt

Pb

-

-

-

-

nt

nt

Cầu Tam
Thanh-Tam
Kỳ

Hg

-

-

-

-

nt

nt

Pb

-

-

-

-

nt

nt

Đầu hướng
Bắc, gần
cảng Đông
Triều

Hg

-

-

-

-

nt

nt

Pb

-

-

-

-

nt

nt

(Nguồn: Trung tâm Quan trắc môi trường huyện Tam Kỳ, Quảng Nam, 2013)

Từ kết quả quan trắc được tại các vị trí trên sơng Trường Giang, có thể
nhận thấy rằng 2 KLN: Pb, Hg đều không vượt quá TCCP (QCVN
08:2008/BTNMT), một số điểm như: Tam Hòa, Tam Tiên, Cầu Tam Thanh,
đầu hướng Bắc gần cảng Đông Triều nồng độ Pb, Hg rất thấp. Điều này chứng
tỏ chưa có dấu hiệu ô nhiễm Hg, Pb tại khu vực này.
1.1.3. Các nguồn gây ô nhiễm sông Trường Giang
Nguồn phát sinh gây ô nhiễm cho hệ thống sông Trường Giang chủ yếu
là hoạt động của khu công nghiệp, sinh hoạt của khu dân cư, hoạt động tàu


7
thuyền, nơng nghiệp, ni trồng thủy sản, ngồi ra cịn ảnh hưởng bởi các hoạt
động trên hệ thống sông Vu Gia-Thu Bồn. Đặc biệt là nước thải từ cụm Khu
phức hợp Công nghiệp Chu Lai gồm KCN Trưởng Hải, KCN Bắc Chu Lai,
KCN Tam Hiệp [15].
a.

Hoạt động công nghiệp

Bảng 1.2. Các ngành công nghiệp chính hoạt động trên địa bàn huyện
Núi Thành
Số lượng
Ngành
STT Khu công nghiệp

1

Sản xuất vật liệu xây dựng

5

Sản xuất bao bì

1

KCN Bắc Chu

Cơ khí, sắt thép

4

Lai (Diện tích

Chế biến titan

1

Chế biến gỗ, hàng mỹ nghệ

3

Hóa chất

1

Sản xuất viên nén đốt

1

Sản xuất vật liệu xây dựng

4

Sản xuất giấy, bao bì

1

Cơ khí, sắt thép

2

Chế biến thủy sản

3

Thức ăn gia súc

1

361.4 ha)

KCN Tam Hiệp
2

3

(Diện tích 718 ha)

KCN Trường Hải Cơ khí

12

(Diện tích 500 ha) Vận chuyển, kho chưa

1

(Ng̀n: Phòng Tài nguyên và Môi trường huyện Núi Thành, 2014)


8
Ngoài ra, tại Cảng Tam Hiệp tập trung 7 cầu cảng lớn, trong đó có cầu
Cảng số 1 do Tập đồn ơ tơ Trường Hải đầu tư.
b.

Hoạt đợng ni trờng thủy sản: đây là hoạt động gây tác

động mạnh mẽ đến chất lượng nước sơng Trường Giang. Diện tích ni trồng
thủy sản tại huyện Núi Thành đang dần mở rộng (năm 2012 là 8606 ha đến năm
2014 là 9738 ha) [9]. Tuy nhiên với việc sử dụng hóa chất xử lý nước hồ nuôi,
sử dụng chất tăng trưởng,… làm ô nhiễm mơi trường nước, dẫn đến diện tích
ni trồng thủy sản giảm do nguồn nước bị ô nhiễm.
c.

Hoạt động nông nghiệp: Sản xuất nông nghiệp ở bất kỳ nơi

nào trên thế giới đều không thể thiếu hóa chất bảo vệ thực vật. Việc sử dụng
phân bón hóa học, hóa chất bảo vệ thực vật không đúng cách làm ô nhiễm mơi
trường nước[4] . Diện tích trồng lúa và ngơ năm 2014 tại huyện Núi Thành lần
lượt là 7844 ha, 281 ha nhiều hơn so với năm 2012 lần lượt là 7766 ha và 203
ha [9].

1.2. ĐẶC ĐIỂM, TÍNH CHẤT CỦA KLN TRONG TRẦM TÍCH
1.2.1. Q trình hình thành trong trầm tích vùng cửa sơng, ven biển
Kim loại nặng là chất ơ nhiễm có khả năng hịa tan trong nước rất thấp,
thấp hơn nồng độ tương ứng của chúng trong huyền phù khoảng 100 lần. Như
vậy, phần lớn kim loại nặng được các dịng chảy bề mặt và sơng từ lục địa mang
ra biển dưới dạng hấp thụ trên bề mặt các hạt huyền phù có thành phần khống
chính là keo sét mang điện tích âm. Dung tích hấp thụ kim loại nặng và trao đổi
ion của các hạt keo sét thường khá lớn: từ 3-150 mg kim loại/100 gam sét. Khi
ra tới vùng cửa sông ven biển, do môi trường hóa lí của nước thay đởi từ axit
và trung tính (pH = 6-7) sang môi trường kiềm (pH = 7.5-8.2), phần lớn các hạt
keo sét mang kim loại nặng sẽ bị keo tụ và lắng xuống để hình thành trầm tích
hạt mịn và các hạt keo sét thường phân bố ở vùng biển yên tĩnh và lặng sóng


9

gần bờ. Kim loại nặng tích tụ trong phần trầm tích sét mịn vùng cửa sơng ven
biển được các sinh vật sống đáy tiếp tục tích lũy trong các mơ của cơ thể theo
chuỗi thức ăn. Như vậy, sự tích lũy kim loại nặng trong trầm tích và sinh vật
vùng cửa sơng ven biển là hai q trình xảy ra đồng thời và có quan hệ mật
thiết với nhau [7].
1.2.2. Các dạng tồn tại hóa học KLN trong trầm tích
Theo Tessier (1979), kim loại nặng trong đất và trầm tích tồn tại ở 5 dạng
hóa học chính: dạng trao đởi, dạng liên kết với cacbonat, dạng hấp phụ trên bề
mặt Fe-Mn oxit, dạng liên kết với các hợp chất hữu cơ, dạng bền nằm trong cấu
trúc của trầm tích [28].
Dạng trao đổi: Kim loại trong dạng này liên kết với trầm tích bằng lực
hấp phụ yếu trên các hạt. 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: 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: Ở dạng liên kết này thì kim loại được hấp
phụ trên bề mặt ở Fe-Mn oxi hydroxit và không bên trong điều kiện khử, bởi vì
trong điều kiện khử trạng thái oxi hóa khử của Fe và Mn 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: Các kim loại ở dạng liên kết với hữu cơ sẽ
không bền trong điều kiện oxi hóa, khi bị oxi hóa các chất hữu cơ sẽ bị phân
hủy và các kim loại sẽ được giải phóng vào pha nước.
Dạng cặn dư: Phần này chứa các muối khoáng tồn tại trong tự nhiên có
thể giữ các kim loại vết trong cấu trúc của chúng, do vậy khi kim loại tồn tại


10
trong phân đoạn này sẽ khơng thể hịa tan vào nước trong các điều kiện như
trên.
Mức độ dễ hòa tan vào cột nước được sắp xếp theo chiều từ cao xuống
thấp như sau: Trao đổi > Liên kết với cacbonat > Liên kết với Fe-Mn oxit >
Liên kết với hữu cơ > Cặn dư.
1.2.3. Nguồn gốc và độc tính của Hg và Pb
Vấn đề ô nhiễm môi trường bởi các kim loại nặng độc hại là vấn đề lớn
ở nhiều nước trên thế giới. Ô nhiễm KLN chủ yếu gây ra bởi các hoạt động của
con người, các ảnh hưởng của tập quán nông nghiệp hoặc từ khai thác mỏ và
từ sản xuất cơng nghiệp. Tính độc hại của các kim loại nặng được thể hiện qua:
(1) Một số kim loại nặng có thể bị chuyển từ dạng độc thấp sang dạng độc cao
hơn trong một vài điều kiện môi trường, ví dụ thủy ngân. (2) Sự tích tụ và
khuếch đại sinh học của các kim loại này qua chuổi 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. (3) Tính độc của các nguyên tố này có thể ở một nồng độ rất thấp

khoảng 0.1-10 mg/l [4].
a.

Thủy ngân (Hg)

Thủy ngân là kim loại màu trắng bạc, đông đặc ở -40℃, sôi ở 357℃.
Trong tự nhiên, nó tồn tại trong quặng sunfua gọi là Cinabre với phần trăm hàm
lượng vào khoảng 0.1- 4%. Thủy ngân hiện diện và tồn tại trong tự nhiên ở
nhiều dạng khác nhau: kim loại, vô cơ và hữu cơ (metyl và etyl thủy ngân). Tất
cả những dạng này có tính độc khác nhau và có thể ảnh hưởng đến sức khoẻ
con người. Trong môi trường đất, dạng cation Hg2+ xuất hiện phổ biến nhất [5].


11
Các hợp chất thủy ngân thường gặp:
- Hợp chất thủy ngân vô cơ như là: Oxit thủy ngân (HgO) có trong sơn
chống thấm, chất xúc tác; Clorua thủy ngân tham gia vào thành phần tạo chất
ăn mòn, thuốc tẩy giun; Iodua thủy ngân HgI2, Hg2I2 (chất tạo màu); Nitrat thủy
ngân dùng trong y khoa để điều trị mụn nhọt và làm phớt mũ, sunfua thủy ngân
làm bột màu.
- Hợp chất thủy ngân hữu cơ như là: Xyanua thủy ngân Hg(CN)2: tinh thể
khan không màu, rất độc; Fuminat thủy ngân Hg(CNO)2: chế thuốc nổ; Metyl
thủy ngân, serezan (etyl mercua clorua), sanesan (etyl mercua phot phat) : thuốc
bảo vệ thực vật; Neptan: thuốc lợi tiểu.
Nguồn gốc phát sinh từ hoạt động con người:
- Q trình khai khống quặng chủ yếu là quặng Cu, Pb;
- Nguyên liệu chất đốt chủ yếu than;
- Nước thải công nghiệp và nước thải sinh hoạt;
- Sử dụng hóa chất bảo vệ thực vật có chứa thủy ngân;
- Phân của động vật;

- Quá trình sản xuất cơng nghiệp đặc biệt là quá trình sản xuất chlorate
kali, có liên quan đến Hg, Cl và chất ăn da soda [4].
Tích tụ và đào thải:
- Thủy ngân và các hợp chất thủy ngân chủ yếu hấp thụ qua đường hô hấp.
Khoảng 80% hơi thủy ngân và metyl thủy ngân trong không khí hấp thụ vào cơ
thể qua đường hơ hấp. Do tính chất dễ tan trong mỡ nên Metyl thủy ngân và
phức chất thủy ngân hữu cơ thì dễ dàng hấp thụ qua da và qua màng ruột [5].
- Con đường bài tiết chính của thủy ngân là đường phân thải. Muối tan
được hấp thụ qua màng ruột đi vào trong máu cịn chất cặn lắng thì được thải


12
ra ngồi theo đường phân. Thủy ngân cịn được bài tiết ra qua tuyến mồ hôi,
tuyến nước bọt, tuyến sữa và mẹ truyền cho con qua nhau thai [5].
- Thủy ngân vào cơ thể tích tụ nhiều trong máu, trong tế bào thần kinh của
não, trong thận và trong các mô mỡ. Trong máu, các hợp chất thủy ngân vô cơ
kết hợp với protein huyết thanh, còn các hợp chất thủy ngân hữu cơ gắn với
hồng cầu. Metyl thủy ngân và các hợp chất thủy ngân hữu cơ tích tụ lâu trong
cơ thể và có tính độc mạnh hơn là các hợp chất thủy ngân vô cơ [5].
Tác hại của Hg:
Hg là một trong số các nguyên tố độc nhất cho con người và nhiều động
vật bậc cao. Hg có tính độc chủ yếu dưới dạng ion, muối Hg có tính độc cao
với mức độ nguy hiểm khác nhau. Một số loại Hg hữu cơ, đặc biệt loại có phân
tử thấp như ankyl Hg, được xem như chất độc đối cới con người vì ảnh hưởng
đến hệ thần kinh. Các biểu hiện của ngộ độc cấp tính thủy ngân là ho, khó thở,
thở gấp, sốt buồn nơn, hơn mê, đau dạ dày và co thắt ở vùng ngực. Ngộ độc
nặng khi ăn phải lượng lớn thủy ngân thì có thể dẫn đến tử vong [4].
Tiếp xúc lâu dài với thủy ngân thì sẽ gây ra các bệnh như:
- Vàng da do suy yếu chức năng của gan;
- Rối loạn tiêu hóa do suy yếu hoạt tính của men tiêu hóa;

- Viêm lợi do lượng Hg thải ra qua tuyến nước bọt tích đọng ở chân răng;
- Các bệnh liên quan đến não và hệ thần kinh như đau đầu, rối loạn thần
kinh dẫn đến nói lắp, run tay, mất cảm giác, co giật…và có thể bị teo vỏ tiểu
não.


13

b.

Chì (Pb)

Chì là một kim loại nặng màu xám xanh, nóng chảy ở nhiệt độ 327.5oC
và sôi ở nhiệt độ 1744oC, rất độc, có ảnh hưởng quan trọng trong môi trường
sinh thái. Hàm lượng trung bình tập trung trong lớp vỏ Trái đất của Pb là
0.016g/kg đất. Trong môi trường, nó tồn tại chủ yếu dưới dạng ion Pb2+ trong
các hợp chất vô cơ và hữu cơ. Một lượng nhỏ chì được phát sinh từ quá trình
tự nhiên bao gồm phong hoá của đá, hoạt động magma, và phân rã phóng xạ.
Hiện nay lượng chì phát thải do con người gây ra đã dẫn đến nồng độ chì trong
đất và nước cao hơn gấp nhiều lần nồng độ tự nhiên. Trong cơng nghiệp, chì
được dùng làm sơn cơng nghiệp, ắc quy chì trong xe hơi, làm nguyên liệu trong
luyện kim, chì làm chất xúc tác trong sản xuất polymer [4].
Sự ứng dụng rộng rãi của chì nảy sinh một vấn đề lớn, đó là sự ơ nhiễm
độc chất chì trong môi trường sinh thái, đặc biệt là môi trường đất. Khi được
phát thải ra mơi tường thì chì tồn tại rất lâu [4].
Chì tồn tại trong mơi trường đất trong dung dịch đất, trên những bề mặt
hấp thụ của các hạt mùn sét trao đổi phức, dạng kết tủa, liên kết với Fe – Mn
oxide thứ cấp, dạng kiềm carbonate và trong mạng tinh thể. Tuy nhiên, quan
trọng nhất là chì trong dung dịch đất, bởi vì đây là nguồn chì cho thực vật hấp
thụ trực tiếp và cân bằng động học có thể xảy ra giữa dung dịch đất và những

phần khác của đất [4]
Các hợp chất thường gặp của chì:
- Muối chì PbSO4, PbCO3, PbS, PbCrO3, PbCl2 thường ở dạng bột, làm
sơn và bột màu;
- Oxit chì: PbO trong điện cực acqui, pin; Pb3O4 ở dạng bột đỏ dùng làm
chất màu pha sơn;
- Pb(OH)2: dạng bột trắng ít tan trong nước;


14
- Các hợp chất metyl, etyl chì: được dùng làm chất chống nở trong xăng;
Ng̀n gốc phát sinh:
- Q trình khai khống và luyện kim
- Trong khói thải của các phương tiện giao thơng sử dụng xăng có pha chì
- Chất thải và nước thải của một số ngành công nghiệp có sử dụng chì.
Tích tụ và đào thải:
Các hợp chất của chì được hấp thụ chủ yếu qua đường hơ hấp và qua da,
một phần qua đường tiêu hóa. Hơi, khói, bụi chì dễ dàng thâm nhập qua đường
hơ hấp đi vào cơ thể. Chì vơ cơ hấp thụ qua da rất ít, chì hữu cơ thì dễ dàng hấp
thụ qua da và thành ruột hơn các hợp chất chì vơ cơ [4].
Các hợp chất của chì sau khi đi vào cơ thể một phần được đào thải qua
đường phân, hơi thở phần còn lại đi vào máu và chuyển đến các mơ. Chì tích
tụ trong huyết tương, trong các mơ và phần lớn là thay thế Canxi tích tụ trong
xương [4]
Chì có trong máu được đào thải qua thận, mật, qua mồ hơi và sữa mẹ [4].
1.3. MỢT SỐ NGHIÊN CỨU TRONG VÀ NGOÀI NƯỚC VỀ Ô NHIỄM
KLN TRONG TRẦM TÍCH
1.3.1. Các nghiên cứu trong nước
Năm 2009, nghiên cứu với đề tài “Đánh giá mức độ tích lũy kim loại
nặng trong trầm tích sơng Nhuệ” của Phan Thị Dung, Đại học Khoa học Tự

nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội thực hiện lấy mẫu trầm tích tại 6 địa điểm
gồm: cống Liên Mạc, cầu Hà Đông, cầu Tố Hữu, đập Đồng Quan, cầu Nhật
Tựu, cống Ba Đa và thực hiện phân tích 4 KLN: Cd, Hg, As, Pb. Kết quả nghiên
cứu cho thấy, trầm tích sơng Nhuệ đã có dấu hiệu ô nhiễm Pb (375.2 – 490.2
mg/kg), Cd (7.4 – 14.8 mg/kg), Hg (0.64 – 0.94 mg/kg) và có nguy cơ ô nhiễm


15
As (2.4 – 6.4 mg/kg). Hàm lượng Pb, Cd, Hg vượt ngưỡng tiêu chuẩn của
Canada nhiều lần từ đoạn giữa sơng và có xu hướng giảm dần về phía hạ lưu[6].
Nghiên cứu của Phạm Thị Nga và cộng sự (2009) về đánh giá ơ nhiễm
kim loại nặng trong trầm tích vịnh Đà Nẵng: Kiến nghị và giải pháp phòng
ngừa. Nghiên cứu tiến hành trên 58 mẫu, đánh giá 7 kim loại: As, Cd, Hg, Pb,
Zn, Sb, Cu. Kết quả cho thấy, hàm lượng Pb dao động từ 3-40 ppm, trung bình
15ppm. Kết quả này vượt quá tiêu chuẩn cho phép trầm tích của Canada đối
với Pb (32ppm), được đánh giá là biểu hiện ô nhiễm yếu. Đối với hàm lượng
Hg thì dao động từ 0.03 – 1.3 ppm (trung bình 0.09 ppm) được đánh giá có biểu
hiện ô nhiễm ở mức trung bình tại vùng TB và TN bãi Bang ở độ sâu 16-20 m
nước (hàm lượng Hg ở đây đạt giá trị 0.2ppm) vượt giới hạn cho phép ô nhiễm
mơi trường trong trầm tích của Canada đối với Hg [11].
Cũng trong năm 2009, nghiên cứu của Lưu Đức Hải và cộng sự về đánh
giá hàm lượng KLN trong trầm tích tại khu vực Cửa Đại, thành phố Hội An.
Nghiên cứu được tiến hành tại 03 điểm đại diện cho khu vực nghiên cứu, vào
3 đợt thu mẫu đợt 1: 11/2008; đợt 2: 02/2009; đợt 03: 04/2009. Kết quả nghiên
cứu cho thấy hàm lượng Hg thấp nhất vào đợt 1 (0.084±0.019µg/g) và cao ở
đợt 2 (0.199±0.019µg/g) và đợt 3 (0.153±0.016 µg/g), giữa các khu vực nghiên
cứu hàm lượng Hg không có sự khác nhau có ý nghĩa và dao động trong khoảng
0.145±0.05 đến 0.146±0.08. Hàm lượng Hg trong trầm tích tại cửa Đại thấp
hơn so với tiêu chuẩn PELs (Canada) và hàm lượng Hg trong trầm tích ở cửa
Đại nằm trong TCCP (≤ 0,7 µg/g, tính theo khối lượng bùn khô). Kết quả này

cho thấy hàm lượng Hg trong trầm tích cửa Đại có sự biến đởi theo thời gian
nhưng ít có biến động theo không gian [8].
Một nghiên cứu của Trần Thị Phương ở Trường Đại học Khoa học Tự
nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội (2012) về hàm lượng kim loại nặng trong bùn,
nước và sinh vật tại hai hồ Trúc Bạch và hồ Thanh Nhàn của thủ đô Hà Nội.


16
Nghiên cứu tiến hành lấy mẫu 4 đợt, đánh giá 5 KLN: Cd, Hg, Pb, Cu, As. Qua
kết quả nghiên cứu cho thấy trong bùn đáy hồ Thủy Trúc bị ô nhiễm Cu, Pb,
As, còn bùn đáy Hồ Thanh Nhàn thì bị ơ nhiễm Cu. Hàm lượng kim loại nặng
trong bùn đáy luôn luôn cao hơn hàm lượng kim loại nặng trong nước [13].
Hầu hết các nghiên cứu đều dừng lại ở mức độ đánh giá ô nhiễm thông
qua việc so sánh với TC của nước ngoài và TCVN.
Trong nghiên cứu của Trần Đăng Quy và cộng sự (2011) thuộc Trường
Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội về đặc điểm phân bố các
nguyên tố vi lượng trong trầm tích tầng mặt vịnh Hưng Yên. Nghiên cứu tiến
hành đánh giá trên 36 mẫu trầm tích mặt vào tháng 7 năm 2007. Kết quả tính
tốn cho thấy: trong 13 nguyên tố vết thì Ni, Co, V, Cu, Cd, Mn, Mo, Cr, Pb,
Zn có hàm lượng thấp hơn so với hàm lượng trung bình của thế giới; As, Hg,
Sb có hàm lượng cao hơn hàm lượng trung bình của thế giới lần lượt gấp 1.7;
6.6; 46 lần. Nghiên cứu còn sử dụng chỉ số Igeo được G. Muller (1979) đề nghị
để đánh giá mức độ ô nhiễm nguyên tố vi lượng trong trầm tích. Kết quả tính
tốn cho thấy, Ni, V, Cd, Mn, Cr không gây ô nhiễm; Co, Cu từ không gây ô
nhiễm đến ô nhiễm nặng; Mo, Pb, Zn, As từ không gây ô nhiễm đến ô nhiễm
trung bình; Hg từ không gây ô nhiễm đến ô nhiễm rất nặng; Sb gây ô nhiễm từ
trung bình đến rất nặng. Còn khi sử dụng chỉ số PLI để đánh giá mức độ ơ
nhiễm, trong 36 mẫu thì hệ số PLI nhỏ nhất là 0.3 và lớn nhất là 2.0, trong đó
20 mẫu có hệ số PLI ≤ 1 và 16 mẫu có hệ số PLI > 1. Nghĩa là, có 16/36 mẫu
trầm tích tầng mặt quan sát trên tồn vịnh đã bị ơ nhiễm các NTVL ở mức độ

nhẹ. [14].
Một nghiên cứu khác của Lê Anh Nhi năm 2014 về đánh giá rủi ro sinh
thái của một số kim loại nặng trong trầm tích mặt tại hạ lưu sông Cu Đê, quận
Liên Chiểu, Thành phố Đà Nẵng. Nghiên cứu tiến hành trên 5 điểm, đánh giá
trên 4 KLN Cd, Pb, Zn, Cu. Kết quả cho thấy, hàm lượng các kim loại nặng