Tài liệu Đề tài: “Đánh giá hàm lượng kim loại nặng (As, Cd, Pb, Cu, Zn) trong môi trường đất tại làng nghề đúc nhôm, chì Văn Môn – Yên Phong - Bắc Ninh”. doc

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
Đề tài:
“Đánh giá hàm lượng kim loại nặng (As, Cd, Pb, Cu, Zn) trong môi
trường đất tại làng nghề đúc nhôm, chì Văn Môn – Yên Phong
1
MỤC LỤC
2
PHẦN 1
ĐẶT VẤN ĐỀ
1.1. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI
Đất là một thành phần quan trọng của môi trường, là một tài nguyên vô giá
mà tự nhiên đã ban tặng cho con người. Đất là tư liệu sản xuất đặc biệt, là đối
tượng lao động độc đáo, là một yếu tố cấu thành của hệ sinh thái Trái Đất.
Trên quan điểm sinh thái học, đất là một tài nguyên tái tạo, là vật mang của
nhiều hệ sinh thái khác trên trái đất. Với sức ép ngày càng tăng về dân số đã
kéo theo sự phát triển mạnh về công nghiệp, đô thị hoá, việc làm và giao
thông, làm cho tài nguyên đất bị khai thác mạnh và sự suy thoái môi trường
ngày càng trở nên nghiêm trọng. Con người tác động vào đất cũng chính là
tác động vào các hệ sinh thái mà đất “mang” trên mình nó. Như vậy, tuỳ
thuộc vào phương thức đối xử của con người đối với đất mà đất có thể phát
triển theo chiều hướng tốt và cũng có thể phát triển theo chiều hướng xấu.
Cho nên việc bảo vệ môi trường đất, duy trì sức sản xuất lâu dài của đất là
một trong những chiến lược quan trọng của nước ta trong việc sử dụng hợp lý
và lâu bền các nguồn tài nguyên thiên nhiên.
Ngày nay, Việt Nam trong sự nghiệp công nghiệp hoá, hiện đại hoá đất
nước nói chung, khu vực nông thôn nói riêng, các làng nghề có tác dụng rất
lớn đối với sự chuyển đổi cơ cấu kinh tế, tạo việc làm và tăng thu nhập cho
người dân lao động. Chỉ riêng các tỉnh đồng bằng sông Hồng đã có 203 làng
nghề truyền thống được khôi phục và phát triển, đồng thời có tới 523 làng
nghề mới được hình thành trong thời gian gần đây. Nhưng sự phát triển các
làng nghề trong thời gian qua còn mang tính tự phát, tình trạng ô nhiễm môi

3
trường trong các làng nghề và các cơ sở sản xuất tại nông thôn ngày càng gia
tăng.
Tỉnh Bắc Ninh với 61 làng nghề trong đó có làng nghề đúc nhôm, chì Văn
Môn có nhiều loại hình sản phẩm phong phú, đa dạng, với hình thức sản xuất
linh hoạt đã tạo ra một lượng lớn hàng hoá, giải quyết công ăn việc làm và
mang lại thu nhập cho người dân, góp phần phát triển kinh tế xã hội của xã
Văn Môn nói riêng và của tỉnh Bắc Ninh nói chung. Tuy vậy, làng nghề Văn
Môn cũng có những đặc trưng chung đối với các làng nghề khác như sự phát
triển của làng nghề còn mang tính tự phát, không có quy hoạch, trình độ công
nghệ còn thấp, lao động giản đơn, chưa được đào tạo đầy đủ cơ bản, chủ yếu
dựa vào kinh nghiệm. Ý thức bảo vệ môi trường của dân làng nghề chưa cao,
sản xuất chạy theo lợi nhuận và kinh tế, bất chấp độc hại, nguy hiểm gây ô
nhiễm môi trường, thiếu các chính sách đồng bộ từ các cơ quan quản lý trung
ương tới địa phương về hỗ trợ sản xuất và quản lý môi trường tại làng nghề.
Tất cả các mặt hạn chế nêu trên đã tác động không chỉ tới sự phát triển
chung của làng nghề mà còn ảnh hưởng nghiêm trọng tới chất lượng môi
trường và sức khoẻ cộng đồng. Mặt khác, do sản xuất quy mô nhỏ nằm rải rác
trên khắp địa bàn xã đã tạo nên những nguồn thải nhỏ, khó tập trung và hầu
như chưa được xử lý nên đã tác động tới môi trường đất toàn vùng. Vì vậy, để
góp thêm tư liệu phân tích đánh giá hiện trạng môi trường đất ở các làng nghề
tại tỉnh Bắc Ninh, chúng tôi tiến hành đề tài: “Đánh giá hàm lượng kim loại
nặng (As, Cd, Pb, Cu, Zn) trong môi trường đất tại làng nghề đúc nhôm, chì
Văn Môn – Yên Phong - Bắc Ninh”.
4
1.2. MỤC ĐÍCH, Ý NGHĨA CỦA ĐỀ TÀI
1.2.1. Mục đích của đề tài
- Xác định hàm lượng các kim loại nặng tổng số (As, Cd, Cu, Pb, Zn)
trong môi trường đất tại làng nghề đúc nhôm, chì Văn Môn – Yên Phong -
Bắc Ninh.

- Đánh giá hiện trạng hàm lượng kim loại nặng trong đất tại Văn Môn.
1.2.2. Ý nghĩa của đề tài
- Khuyến nghị cho UBND xã Văn Môn về tình trạng ô nhiễm kim loại
nặng (KLN) trong môi trường đất từ đó xã có giải pháp hợp lý để xử lý chất
thải rắn, chất thải lỏng.
- Nâng cao nhận thức cho những người trực tiếp có liên quan đến sản
xuất của làng nghề, cũng như tăng thêm vốn hiểu biết về phòng ngừa ô nhiễm
môi trường trong các hoạt động sản xuất và đời sống sinh hoạt của nhân dân.
- Góp phần tích cực vào việc bảo vệ sức khoẻ cộng đồng.
- Góp phần nâng cao hiệu quả quản lý chất thải cho xã Văn Môn nói
riêng và cho tỉnh Bắc Ninh nói chung, để thực hiện chỉ thị và quy chế quản lý
chất thải của Chính phủ đã ban hành.
5
PHẦN 2
TỔNG QUAN CỦA VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
2.1. KIM LOẠI NẶNG (KLN) VÀ CÁC DẠNG TỒN TẠI CỦA KLN
TRONG ĐẤT, NGUỒN GỐC PHÁT SINH
2.1.1. Kim loại nặng và các dạng tồn tại của kim loại nặng trong đất
Thuật ngữ KLN nhằm nói tới bất cứ một nguyên tố nào có khối lượng
riêng lớn (d > 5 g/cm
3
) và thể hiện độc tính ở nồng độ thấp. Tuy nhiên, độ độc
của KLN còn phụ thuộc vào các dạng tồn tại của chúng ở trong đất.[7]
Khi nghiên cứu sự tích luỹ của KLN trong đất mà chỉ xem xét hàm
lượng tổng số thì chưa thể đánh giá đúng độ độc của chúng đối với cây trồng
cũng như chiều hướng biến đổi của chúng ở trong đất [7]. Chúng có thể tồn
tại ở nhiều dạng khác nhau nhưng chủ yếu ở các dạng sau đây: dạng linh
động, liên kết với hữu cơ, liên kết với gốc cacbonat, với oxit sắt, với oxit
mangan.[7]
- Dạng linh động:

Các kim loại nặng được hấp phụ trên bề mặt các hạt đất (hạt sét, các
oxit sắt và oxit mangan bị solvat hoá, các axit mùn). Đây là dạng mà cây
trồng dễ hấp thu trong quá trình hút dinh dưỡng và nước vào cơ thể.
- Dạng liên kết cacbonat:
Các kim loại nặng tồn tại dưới dạng các muối cacbonat (CO
3
2-
) trong
đất. Sự tồn tại và liên kết của các dạng này phụ thuộc rất nhiều vào pH của
đất cũng như lượng cacbonat trong đất.
- Dạng liên kết oxit sắt, oxit mangan:
Dạng này dễ hình thành do các oxit sắt và oxit mangan tồn tại trong đất
như kết von đá ong, vật liệu gắn kết giữa các hạt đất. Các oxit này là những
chất loại bỏ rất tốt các KLN nhờ quá trình nhiệt động học không ổn định dưới
6
điều kiện khử.
- Dạng liên kết với chất hữu cơ:
KLN liên kết với các chất hữu cơ khác nhau trong đất như : sinh vật
đất, sản phẩm phân giải của chất hữu cơ, chất hữu cơ bao phủ bên ngoài hạt
đất,…Do đặc tính tạo phức và peptiz hoá của các chất hữu cơ làm cho các
kim loại tích luỹ lại trong đất (các chất hữu cơ bị oxy hoá, phân giải dẫn đến
sự giải phóng các kim loại nặng vào đất).
- Dạng còn lại:
Bao gồm các KLN nằm trong cấu trúc tinh thể của các khoáng vật
nguyên sinh và thứ sinh. Dạng này rất khó giải phóng ra môi trường dưới các
điều kiện tự nhiên bình thường. Do tác dụng của các quá trình phong hoá, đặc
biệt là phong hoá hoá học và phong hoá sinh học mà các KLN dần dần được
giải phóng ra môi trường đất.
2.1.2. Nguồn gốc phát sinh kim loại nặng trong môi trường đất
Kim loại trong đất ban đầu một phần được sinh ra từ các quá trình hoạt

động địa hoá của khoáng vật mẹ và đi vào đất thông qua quá trình phong hoá
hoá học. Tuy nhiên, với quá trình phong hoá hoá học thì lượng kim loại đi vào
đất là không đáng kể mà chủ yếu kim loại đi vào đất là do các hoạt động sản
xuất của con người [8]. Các hoạt động đó bao gồm:
- Hoạt động sản xuất công nghiệp
+ Công nghiệp nhựa: Co, Cr, Cd, Hg
+ Công nghiệp dệt: Zn, Al, Ti, Sn
+ Công nghiệp sản xuất vi mạch: Cu, Ni, Cd, Zn, Sb
+ Bảo quản gỗ: Cu, Cr, As
+ Mỹ nghệ: Pb, Ni, Cr
- Hoạt động sản xuất nông nghiệp
+ Sử dụng phân bón hoá học: As, Cd, Mn, U, V và Zn trong một số phân
7
phốt phát.
+ Sử dụng phân chuồng: As, Cu, As, Zn
+ Sử dụng hoá chất bảo vệ thực vật: Cu, Mn và Zn trong thuốc trừ nấm,
As và Pb trong thuốc sử dụng đối với cây ăn quả.
+ Nước tưới: có thể thải ra Cd, Pb, Se
- Hoạt động khai khoáng quặng chứa kim loại
+ Đào, xới và cặn thải - nhiễm bẩn thông qua phong hoá, xói mòn do gió
thải ra As, Cd, Hg, Pb. Cặn thải khếch tán do sông - trầm tích trên đất do
lũ, nạo vét sông…thải ra As, Cd, Hg, Pb.
+ Vận chuyển trong quá trình tuyển quặng - vận chuyển theo gió lên trên
đất thải ra As, Cd, Hg, Pb. Khai khoáng - nhiễm bẩn do bụi thải ra As, Cd,
Hg, Pb, Sb, Se.
+ Công nghiệp sắt thép: Cu, Ni, Pb
- Do trầm tích từ không khí
+ Nguồn từ đô thị và khu công nghiệp, bao gồm chất thải, thiêu huỷ cây
trồng : Cd, Cu, Pb, Sn, Hg, V.
+ Công nghiệp luyện kim: As, Cd, Cr, Cu, Mn, Ni, Pb

+ Khói linh động: Mo, Pb cùng với Br, Cl và V
+ Đốt cháy xăng, dầu (bao gồm các trạm xăng): As, Pb, Sb, Se, U, V, Zn
và Cd
- Kim loại từ rác thải
+ Bùn cặn: Cd, Cr, Cu, Hg, Mn, Mo, Ni, Pb, V, Zn
+ Rửa trôi từ đất: As, Cd, Fe, Pb
+ Phế thải: Cd, Cr, Cu, Pb, Zn
+ Đốt rác, bụi than: Cu và Pb
Dựa vào nguồn gốc phát sinh kim loại trong môi trường đất ở trên, ta có
thể thấy rằng, lượng kim loại nặng trong môi trường đất của làng nghề Văn
8
Môn có được ngoài do hoạt động phong hoá hoá học của quá trình hoạt động
địa hoá của khoáng vật mẹ, còn do hoạt động sản xuất nông nghiệp và hoạt
động sản xuất làng nghề mà chủ yếu là từ phế thải của làng nghề gây nên.
Nguyên nhân chủ yếu là từ phế thải của làng nghề đổ ra môi trường. Chính vì
vậy, vấn đề cấp bách hiện nay của xã Văn Môn nói riêng và của tỉnh Bắc
Ninh nói chung là phải tìm ra cách quản lý và xử lý lượng phế thải do hoạt
động sản suất làng nghề thải ra môi trường phù hợp với điều kiện thực tế của
xã Văn Môn và của tỉnh Bắc Ninh.
2.2. SỰ ẢNH HƯỞNG CỦA KIM LOẠI NẶNG TỚI CÂY TRỒNG VÀ
SỨC KHOẺ CON NGƯỜI
Ngày nay, với tốc độ phát triển mạnh mẽ của công nghiệp và hình thành
nhiều thành phố lớn, vấn đề ô nhiễm ngày càng trở nên nghiêm trọng. Khói từ
nhà máy, từ hoạt động giao thông làm ô nhiễm bầu khí quyển. Nước thải từ
các nhà máy, khu dân cư làm ô nhiễm nguồn nước. Phế thải từ các khu công
nghiệp, các làng nghề và việc sử dụng phân bón hoá học, bùn thải, thuốc bảo
vệ thực vật trong nông nghiệp làm ô nhiễm nghiêm trọng nguồn tài nguyên
đất. Tất cả những nguồn gây ô nhiễm này đều là nguyên nhân của sự tích tụ
quá mức hàm lượng KLN trong đất và nước.[7]
Với sự tích tụ quá mức lượng KLN trong môi trường đất đã làm cho

thảm thực vật trên mặt đất bị mất đi, nhiều loài không thể sống được ở những
vùng đất chứa lượng KLN quá cao. Đất giảm lượng tích luỹ mùn và trở nên
chặt hơn, nghèo dinh dưỡng hơn. Những cây có thể mọc được ở những vùng
đất chứa lượng KLN cao thì ngay trong bản thân chúng cũng sẽ chứa lượng
KLN nhất định, và lượng KLN nhất định này cao hơn mức bình thường mà
chúng có được do chúng hút các chất dinh dưỡng trong đất. Các KLN tích luỹ
trong đất từ đó đi vào nông sản, thực phẩm và theo chuỗi thức ăn KLN trong
đất sẽ được tích tụ trong thực vật và vào cơ thể con người. Nếu cơ thể con
9
người tích tụ lượng KLN càng lớn sẽ gây ra nhiều loại bệnh nguy hiểm ảnh
hưởng tới sức khoẻ, và tính mạng của con người.[21]
Tính độc của một số KLN tồn dư trong rau và trong cơ thể con người:
* Tính độc của kẽm (Zn)
- Đối với cây trồng: Sự dư thừa Zn gây độc đối với cây trồng khi Zn tích
tụ trong đất quá cao. Dư thừa Zn cũng gây ra bệnh mất diệp lục. Sự tích tụ Zn
trong cây quá nhiều gây một số mối liên hệ đến mức dư lượng Zn trong cơ thể
người và góp phần phát triển thêm sự tích tụ Zn trong môi trường mà đặc biệt
là môi trường đất.[1, 21]
- Đối với con người: Zn là dinh dưỡng thiết yếu và nó sẽ gây ra các
chứng bệnh nếu thiếu hụt cũng như dư thừa. Trong cơ thể con người, Zn
thường tích tụ chủ yếu ở trong gan, là bộ phận tích tụ chính của các nguyên tố
vi lượng trong cơ thể, khoảng 2 g Zn được thận lọc mỗi ngày. Zn còn có khả
năng gây ung thư đột biến, gây ngộ độc thần kinh, sự nhạy cảm, sự sinh sản,
gây độc đến hệ miễn nhiễm. Sự thiếu hụt Zn trong cơ thể gây ra các triệu
chứng như bệnh liệt dương, teo tinh hoàn, mù màu, viêm da, bệnh về gan và
một số triệu chứng khác.[1, 21]
* Tính độc của đồng (Cu)
- Đối với cây trồng: Theo kết quả nghiên cứu của nhiều công trình cho
thấy Cu có vai trò rất quan trọng đối với phát triển của cây trồng. Cây trồng
thiếu Cu thường có tỷ lệ quang hợp bất thường, điều này cho thấy Cu có liên

quan đến mức phản ứng oxit hoá của cây. Trong cây thiếu chất Cu thì quá
trình oxit hoá Acid Ascorbic bị chậm, Cu hình thành một số lớn chất hữu cơ
tổng hợp với Protein, Acid amin và một số chất khác mà chúng ta thường gặp
trong nước trái cây.
Ngoài những ảnh hưởng do thiếu Cu, thì việc thừa Cu cũng xảy ra những
biểu hiện ngộ độc mà chúng có thể dẫn tới tình trạng cây chết . Lý do của việc
10
này là do dùng thuốc diệt nấm, thuốc trừ sâu, đã khiến cho chất liệu Cu bị cặn
lại trong đất từ năm này qua năm khác, ngay cả bón phân Sulfat Cu cũng gây
tác hại tương tự.[1, 21]
- Đối với con người: Nguyên liệu dẫn đến ngộ độc Cu của con người có
thể do uống nước qua hệ thống dẫn nước bằng Cu, ăn thực phẩm có chứa
lượng Cu cao như Chocolate, nho, nấm, tôm,…, bơi trong các hồ bơi có sử
dụng thuốc diệt tảo (Algaecides) có chứa Cu để làm vệ sinh hồ, uống bia hay
rượu. Cu là một chất độc đối với động vật: Đối với người 1 g/kg thể trọng đã
gây tử vong, từ 60 – 100 mg/1kg gây buồn nôn. Cu ảnh hưởng nghiêm
trọng đến sức khoẻ do thiếu hụt cũng như dư thừa. Cu thiết yếu cho việc sử
dụng sắt (Fe), bệnh thiếu máu do thiếu hụt Fe ở trẻ em đôi khi cũng được kết
hợp với sự thiếu hụt Cu.[1, 21]
* Tính độc của Cadmium (Cd)
- Đối với cây trồng: Rau diếp, cần tây, củ cải, cải bắp có xu hướng tích
luỹ Cd khá cao, trong khi đó củ khoai tây, bắp, đậu tròn, đậu dài được tích luỹ
một số lượng Cd nhiều nhất trong các loại thực phẩm, lá cà chua được tìm
thấy tích luỹ Cd khoảng 70 lần so với lá cà rốt trong cùng biện pháp trồng trọt
giống nhau. Trong các cây, Cd tập trung cao trong các rễ cây hơn các bộ phận
khác ở các loài yến mạch, đậu nành, cỏ, hạt bắp, cà chua, nhưng các loài này
sẽ không phát hiện được khi tích lũy Cd ở rễ cây. Tuy nhiên, trong rau diếp,
cà rốt, cây thuốc lá, khoai tây, Cd được chứa nhiều nhất trong lá. Trong cây
đậu nành, 2 % Cd được tích luỹ hiện diện trong lá và 8 % ở chồi. Cd trong mô
cây thực phẩm là một yếu tố quan trọng trong việc giải quyết sự tích luỹ chất

Cd trong cơ thể con người. Sự tập trung Cd trong mô thực vật có thể gây ra
thông tin sai lệch của quần thể.[1, 21]
- Đối với con người: Cd trong môi trường thường không độc hại nhiều
nhưng nguy hại chính đối với sức khoẻ con người từ Cd là: sự tích tụ mãn
tính của nó ở trong thận. Ở đây, nó có thể gây ra rối loạn chức năng nếu tập
11
trung ở trong thận lên trên 200 mg/kg trọng lượng tươi. Thức ăn là con đường
chính mà Cd đi vào cơ thể, nhưng việc hút thuốc lá cũng là nguồn ô nhiễm
KLN, những người hút thuốc lá có thể thấm vào cơ thể lượng Cd dư thừa từ
20 – 35 μgCd/ngày.
Cd đã được tìm thấy trong Protein mà thường ở trong các khối của cơ
thể và những Protein này có thể tìm thấy trong nấm, đậu nành, lúa mì, cải bắp
và trong một số loại thực vật khác. Cd là một KLN có hại, nó vào cơ thể qua
thực phẩm và nước uống, Cd dễ dàng chuyển từ đất lên rau xanh và bám chặt
ở đó. Khi xâm nhập vào cơ thể Cd sẽ phá huỷ thận.
Nhiều công trình cho thấy Cd gây chứng bệnh loãng xương, nứt xương,
sự hiện diện của Cd trong cơ thể sẽ khiến việc cố định Ca trở nên khó khăn.
Những tổn thương về xương làm cho người bị nhiễm độc đau đớn ở vùng xương
chậu và hai chân. Ngoài ra, tỷ lệ ung thư tiền liệt tuyến và ung thư phổi cũng khá
lớn ở nhóm người thường xuyên tiếp xúc với nhóm chất độc này.[1, 21]
* Tính độc của Arsenic (As)
- Đối với cây trồng: Arsenic được nhiều người biết đến do tính độc của
một số hợp chất có trong nó. Sự hấp thụ As của nhiều cây trồng trên đất liền
không quá lớn, thậm chí ở trên đất trồng tương đối nhiều As, cây trồng
thường không chứa lượng As gây nguy hiểm. As khác hẳn một số KLN bình
thường vì đa số các hợp chất As hữu cơ ít độc hơn các As vô cơ. Lượng As
trong các cây có thể ăn được thường rất ít. Sự có mặt của As trong đất trồng
trở nên chua hơn, nồng độ pH < 5 khi có sự kết hợp giữa các loại nguyên tố
khác nhau như Fe, Al.
Chất độc ảnh hưởng từ As làm giảm đột ngột sự chuyển động trong

nước hay làm đổi màu của lá kéo theo sự chết lá cây, hạt giống thì ngừng phát
triển. Cây đậu và những cây họ Đậu rất nhạy cảm đối với độc tố As.[1, 21]
- Đối với con người: Khi lượng độc tố As vượt quá ngưỡng, nhất là trong
12
thực vật, rau sẽ ảnh hưởng đến sức khoẻ con người, nhiều hơn sẽ gây ngộ
độc. Nhiễm độc As trong thời gian dài làm tăng nguy cơ gây ung thư bàng
quang, thận, gan, phổi. As còn gây ra những chứng bệnh tim mạch như cao
huyết áp, tăng nhịp tim và các vấn đề thần kinh. Đặc biệt khi uống nước có
nhiễm As cao trong thời gian dài sẽ gây hội ứng đen da và ung thư da. [1, 21]
* Tính độc của chì (Pb)
- Đối với cây trồng: Sự dư thừa Pb cũng sẽ gây độc cho cây trồng khi
hàm lượng Pb trong đất quá cao.
- Đối với con người: Khi ăn phải một lượng Pb 25 – 30 g, nạn nhân thoạt
tiên có thể thấy vị ngọt rồi chát, nghẹn ở cổ, nôn ra chất trắng, đau bụng dữ
dội, mạch yếu, tê chân tay, co giật và tử vong. Khi cơ thể tích luỹ một lượng
Pb đáng kể sẽ dần dần xuất hiện các biểu hiện nhiễm độc như hơi thở hôi,
sưng lợi với viền đen ở lợi, da vàng, đau bụng dữ dội, táo bón, đau khớp
xương, bại liệt chi trên, mạch yếu, nước tiểu ít, thường gây sảy thai ở phụ nữ
có thai.[1, 21]
2.3. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU KIM LOẠI NẶNG TRONG ĐẤT
TRÊN THẾ GIỚI VÀ Ở VIỆT NAM
2.3.1. Tình hình nghiên cứu kim loại nặng trong đất trên thế giới
Việc nghiên cứu KLN trong môi trường đất ở trên thế giới đã được tiến
hành từ rất sớm. Năm 1964, Alter Mitchell đã tiến hành nghiên cứu và phân
tích hàm lượng một số KLN trong một số loại đất đá (xem bảng 1).[8]
13
Bảng 1. Hàm lượng của một số kim loại nặng trong một số loại đất đá
Đơn vị: mg/kg
Nguyên
tố

Đá măcma Đá trầm tích
Siêu bazơ
(Serpentine)
Bazơ
(Basalt)
Axit
(Granite)
Đá vôi Đá cát
kết
Đá phân
lớp
Cr 2.000-2.980 200 4 10-11 35 90-100
Mn 1.040-1.300 1.500-2.200 400-500 620-1.100 4-60 850
Co 110-150 35-50 1 0,1-4 0,3 19-20
Ni 2.000 150 0,5 7-12 2-9 68-76
Cu 10-42 90-100 10-13 5,5-15 30 39-50
Zn 50-58 100 40-52 20-25 16-30 10-120
Cd 0,12 0,13-0,2 0,09-0,2 0,028-0,1 0,05 0,2
Sn 0,5 1-1,5 3-3,5 0,5-4 0,5 4-6
Hg 0,004 0,01-0,08 0,08 0,05-0,16 0,03-
0,29
0,18-0,5
Pb 0,1-0,4 3-5 20-24 5,7-7 8-10 20-23
(Nguồn: Alter Mitchell, 1964 [8])
Dựa vào bảng 1 ta thấy tuỳ từng loại đá mà hàm lượng kim loại chứa
trong chúng là khác nhau. Thông thường hàm lượng kim loại hình thành trong
đá macma lớn hơn trong đá trầm tích.
Hàm lượng KLN trong đất được tích luỹ ngoài quá trình phong hoá tại
chỗ của các khoáng vật và đá mẹ, còn do các hoạt động sản suất của con
người mang lại, mà nguyên nhân này là chủ yếu. Vì vậy, năm 1982 Galloway

và Freedmas đã tiến hành nghiên cứu sự phát thải toàn cầu của một số nguyên
tố KLN do tự nhiên và do nhân tạo (bảng 2).[10]
14
Bảng 2. Sự phát thải toàn cầu của một số nguyên tố kim loại nặng
Đơn vị: 10
8
g/năm
Nguyên tố Tự nhiên Nhân tạo
Sb 9,8 380
As 28 780
Cd 2,9 55
Cr 580 940
Co 70 44
Cu 190 2,600
Pb 59 20,000
Mn 6,100 3,200
Hg 0,4 110
Mo 11 510
Ni 280 980
Se 4,1 140
Ag 0,6 50
Sn 52 430
V 650 2,100
Zn 360 8,400
(Nguồn: Galloway & Freedmas, 1982 [10])
Theo Thomas (1986), các nguyên tố KLN như: Cu, Zn, Cd, Hg, Cr, As,
…thường chứa trong phế thải của các nhà máy luyện kim màu, sản suất ô tô.
Cũng theo Thomas khi nước thải chứa 13 mg Cu/l, 10 mg Pb/l, 1 mg Zn/l sẽ
gây ô nhiễm đất nghiêm trọng. Ở một số nước như Đan Mạch, Nhật Bản,
Anh, Ailen hàm lượng Pb cao hơn 100 mg/kg đã phản ánh tình trạng ô nhiễm

Pb nghiêm trọng [29].
Ở nước Anh, kết quả điều tra môi trường đất của 53 thành phố, thị xã
về các KLN đặc biệt là các KLN như Pb, Zn, Cu, Ni cho thấy: các KLN trên
thường có nhiều ở khu vực khai thác mỏ, và có hàm lượng Pb tổng số vượt
trên 200 ppm, ở nhiều vùng công nghiệp đã vượt quá 500 ppm.[5]
Các chất thải từ các hoạt động công nghiệp, nông nghiệp, khai
khoáng…đã làm ô nhiễm không chỉ môi trường đất mà còn làm ô nhiễm môi
15
trường nước ở các con sông, biển. Theo Setevenson (1986), nếu hàng năm có
20 tấn bùn được đổ ra trên 1 ha đất và sau 20 năm dung dịch đất sẽ có khoảng
8 ppm Zn, và 5 ppm Cd [2]. Phân tích các mẫu bùn cống rãnh người ta thu
được kết quả KLN ở bảng 3.
Bảng 3. Trị số trung bình kim loại nặng trong bùn cống rãnh thành phố
Đơn vị: ppm
Bùn cống rãnh Al Fe Mn Cu Zn Pb Ni Cd Cr Hg
Bùn cống rãnh
thành phố
7280 2370 150 565 222
0
520 100 28 104
0
5
Bùn nhà máy dệt - - - 394 864 129 63 4 2490 -
Bùn nhà máy
rượu
- - - 81 255 29 18 2 117 -
Bùn nhà máy chế
biến gỗ
- - - 53 122 42 119 2 81 -
Bùn cống rãnh ở

Anh
- - - 800 300
0
700 80 - 250 -
(Nguồn: Tan et al., 1971; Wild, 1993)
Đất bị ô nhiễm KLN làm giảm năng suất cây trồng ảnh hưởng đến nông
sản dẫn tới tác động xấu đến sức khoẻ con người. Vì vậy, nhiều nước trên thế
giới đã quy định mức ô nhiễm KLN (bảng 4). Do đó việc đánh giá và phân
loại ô nhiễm đất bởi KLN rất quan trọng trong việc bảo vệ nguồn tài nguyên
này cũng như bảo vệ sức khoẻ cộng đồng.[9]
Bảng 4. Hàm lượng tối đa cho phép (MAC) của các kim loại nặng được
xem là độc đối với thực vật trong đất nông nghiệp
Đơn vị: mg/kg
Nguyên tố Áo Canada Balan Nhật Anh Đức
Cu 100 100 100 125 50 50
Zn 300 400 300 250 150 300
Pb 100 200 100 400 50 500
(Nguồn: Kabata- Pendias, 1992 [9])
16
2.3.2. Tình hình nghiên cứu kim loại nặng trong đất ở Việt Nam
Ở Việt Nam đã có những nghiên cứu bước đầu về KLN trong đất, và đã
chỉ ra rằng hàm lượng của các nguyên tố KLN (Cu, Pb, Zn, Cd,…) trong đất phụ
thuộc nhiều vào nguồn gốc đá mẹ và mẫu chất hình thành nên các loại đất đó.
Các tác giả Trần Công Tấu và Trần Công Khánh (1998) đã công bố
hàm lượng KLN dạng tổng số và dễ tiêu ở tầng đất mặt 0 – 20 cm của một số
loại đất đã đưa ra 7 độc tố (Co, Cr, Fe, Mn, Ni, Pb, Zn) tập trung chủ yếu ở
hai loại đất chính ở Việt Nam (bảng 5), trong đó đất feralit phát triển trên đá
bazan có hàm lượng các nguyên tố trên (trừ Pb) cao nhất.[14]
17
Bảng 5. Hàm lượng kim loại nặng ở tầng đất mặt trong một số loại đất ở Việt Nam

Đơn vị: mg/kg
Loại đất Dạng Co Cr Fe Mn Ni Pb Zn
Đất Feralit phát triển trên đá bazan
TS 59,5 257,6 125091 1192 227,1 9,0 81,0
DĐ 0,46 <0,36 <0,83 55,5 0,96 <0,51 <0,51
Đất phù sa vùng ĐBSCL
TS 6,1 30,8 17924 239 18,6 29,1 36,2
DĐ 0,52 <0,36 1,45 134,7 <0,57 <0,51 1,1
Đất phù sa vùng ĐBSH
TS 13,6 43,2 42280 227 34,9 37,1 86,7
DĐ 0,24 <0,36 <0,83 43,8 <0,57 0,29 0,6
Đất xám phát triển trên Granit miền Trung
TS 1,2 9,9 5848 26,0 2,6 9,3 11,6
DĐ <0,1 <0,36 <2,83 0,42 0,62 <0,51 <0,51
Đất phèn
TS 1,9 25,9 8823 26,0 12,4 23,4 21,4
DĐ 0,48 <0,36 19,8 14,5 1,14 <0,51 4,89
(Nguồn: Trần Công Tấu & Trần Công Khánh, 1998 [14])
Ghi chú:
- TS: Tổng số
- DĐ: Di động
18
Nghiên cứu của tác giả Lê Đức (1998) cũng chỉ ra rằng hàm lượng
KLN trong các loại đất khác nhau có giá trị thành phần nguyên tố khác nhau
phụ thuộc vào nguồn gốc đá mẹ. Trong đất Ferrasols phát triển trên đá vôi
hàm lượng các nguyên tố Cu, Mn, Mo tương ứng đạt: 52 mg/kg; 827 mg/kg;
2,51 mg/kg. Trên đất Ferrasols có nguồn gốc Gnai thì hàm lượng của Cu và
Mn có xu hướng ít hơn, tương ứng hàm lượng các nguyên tố này trong đất là
28 mg/kg và 758 mg/kg.[3]
Các kết luận tương tự cũng được Hồ Thị Lam Trà và Kazuhiko

Egashira (2001) đưa ra khi nghiên cứu hàm lượng các KLN của nhiều loại đất
khác nhau (bảng 6). Theo tác giả, đất phát triển trên đá vôi có hàm lượng Cu
và Zn khá cao: 106 mg/kg và 53 mg/kg nhưng lại thấp ở đất phát triển trên đá
cát: 16 mg/kg và 32 mg/kg. Hàm lượng Pb ở mức trung bình và Cd có hàm
lượng thấp ở tất cả các loại đá.[27]
Bảng 6. Hàm lượng kim loại nặng trong đất nông nghiệp ở một số vùng
của Việt Nam
Đơn vị: mg/kg
Địa điểm
Đá mẹ và
mẫu chất
Cây trồng Cu Pb Zn Cd
Hải Phòng Phù sa Lúa 24 33 89 0,09
Hà Nội Phù sa Lúa – rau 22 24 159 0,09
Hà Giang Phù sa Lúa 24 21 57 0,05
Bắc Giang Đá vôi Cây ăn quả 16 19 32 0,07
Sơn La Đá vôi Cây ăn quả 58 27 144 0,04
Ninh Bình Đá vôi Mía 106 33 153 0,02
Nghệ An Đá bazan Cao su 47 24 159 0,02
Đắc Lắc Đá bazan Lúa 90 10 124 0,08
Gia Lai Đá bazan Cao su 83 11 105 -
Lâm Đồng Đá bazan Cà phê 49 11 80 -
(Nguồn: Hồ Thị Lam Trà & Kazuhico Egashira, 2001 [27])
Hiện nay Việt Nam đang đẩy mạnh phát triển kinh tế - xã hội, nhiều
khu đô thị, khu công nghiệp được mở ra dẫn tới tình trạng ô nhiễm môi
19
trường đất do hoạt động sản xuất của con người ngày càng trở nên nghiêm
trọng.
Theo kết quả nghiên cứu của tác giả Lê Văn Khoa và cộng sự (1999) ở
khu vực công ty Pin Văn Điển và công ty Orion – Hanel (bảng 7) cho thấy:

nước thải của hai khu vực trên đều có chứa các KLN đặc thù trong quá tình
sản xuất, với hàm lượng vượt quá TCVN 5945/1994 đối với nước mặt loại B
(Pin Văn Điển, Hg vượt 9,04 lần; Orion – Hanel, Pb vượt 1,12 lần). Trong
trầm tích mương Hanel, 2 KLN có hàm lượng vượt quá hàm lượng nền là Pb
(3,3 – 10,25 lần); Hg (1,56 – 2,24 lần). Đất gần công ty Pin Văn Điển có hàm
lượng Zn cao hơn hàm lượng tối đa gây độc cho thực vật ở đất nông nghiệp,
theo tiêu chuẩn của Anh từ 1,33 – 1,79 lần.[10]
Bảng 7. Hàm lượng kim loại nặng trong đất tại khu vực
công ty Pin Văn Điển và Orion – Hanel
Đơn vị: mg/kg
Độ
Khu vực Văn Điển Khu vực Hanel
Cu Pb Zn Cd Hg Cu Pb Zn Cd Hg
0 – 20 31,42 32,63 268,25 0,985 0,122 21,34 27,93 44,50 0,312 0,078
20 - 40 25,54 25,28
256,0
8
0,910 0,096 18,22 21,46 39,25 0,275 0,034
(Nguồn: Lê Văn Khoa & cộng sự, 1999 [10])
Kết quả nghiên cứu của tác giả Nguyễn Ngọc Nông (2003) (bảng 8)
cho thấy rằng, hàm lượng của các nguyên tố Cd, Pb As trong đất ở Bắc Cạn
và ở Thái Nguyên càng lớn đối với vùng gần đô thị, khu công nghiệp và khu
dân cư tập trung. Tuy hàm lượng các nguyên tố chưa vượt quá TCCP nhưng
hàm lượng Cd, Pb, As khá cao trong vài loại đất ở vùng thành phố Thái
Nguyên đang là sự cảnh báo về môi trường.[12]
20
Bảng 8. Hàm lượng Cd, Pb, As trong đất ở Bắc Cạn và Thái nguyên
Đơn vị: mg/kg
Nguyên tố Bắc Cạn Thái Nguyên
Cd 0,46 – 1,05 0,78 – 1,59

Pb 1,87 – 3,12 1,25 – 2,98
As 1,25 – 2,98 1,88 – 5,12
(Nguồn: Nguyễn Ngọc Nông, 2003 [12])
Năm 2002, Nguyễn Ngọc Quỳnh, Lê Huy Bá và cộng sự đã nghiên cứu
ảnh hưởng của các khu công nghiệp tới hàm lượng KLN trong tầng đất mặt.
Các mẫu được lấy tại các huyện Nhà Bè, Bình Chánh, khu vực gần các khu
công nghiệp, nơi có nguy cơ ô nhiễm Cd và Zn rất cao thì hàm lượng của
chúng có thể đạt từ 7,6 – 25,5 mg/kg. Ở các khu công nghiệp phía Bắc của
thành phố Hồ Chí Minh (quận Thủ Đức, quận 2, quận 9) có khả năng gây ô
nhiễm Zn rất cao. Hàm lượng Zn thực tế đã xác định dao động từ 161 – 390
mg/kg trong tầng đất mặt ở quận 2, từ 356 – 679 mg/kg trong đất mặt ở quận
9.[13]
Theo tác giả Hồ Thị Lam Trà và Kazuhiko Egashira (1999) khi nghiên
cứu hàm lượng một số kim loại nặng trong đất nông nghiệp của các huyện Từ
Liêm và Thanh Trì – Hà Nội cho thấy hàm lượng các kim loại nặng dao động
trong khoảng: 0,16 – 0,36 mg/kg Cd; 40,1 – 73,2 mg/kg Cu; 3,19 – 5,30
mg/kg Pb; 98,2 – 137,2 mg/kg Zn. Nói chung đất nông nghiệp của hai huyện
Từ Liêm và Thanh Trì chưa bị ô nhiễm kim loại nặng (theo TCVN 1995) trừ
Cu. Tại vùng đất chuyên rau của Tây Tựu - Từ Liêm hàm lượng Cu đã cao
hơn từ 20 – 30 mg/kg so với đất khác (73,2 mg/kg).[26]
Tác giả Hồ Thị Lam Trà và Nguyễn Hữu Thành (2003) khi nghiên cứu
hàm lượng Cu, Zn, Ni (tổng số và di động) trong đất nông nghiệp của huyện
Văn Lâm, tỉnh Hưng Yên cũng cho thấy: hàm lượng tổng số của Cu dao động
từ 21,85 – 149,34 mg/kg; Zn từ 59,45 – 188,65 mg/kg; Ni từ 27,38 – 55,71
21
mg/kg. Trong 15 mẫu đất nghiên cứu có 2 mẫu bị ô nhiễm Cu, các tác giả
cũng cảnh báo về nguy cơ ô nhiễm Zn, nhưng chưa tìm thấy sự ô nhiễm và
tích luỹ Ni.[22]
Theo tác giả Lê Đức và Lê Văn Khoa (2001) một số mẫu đất ở làng
nghề tái chế chì Chỉ Đạo – Văn Lâm – Hưng Yên có hàm lượng Cu: 43,68 –

69,68 mg/kg; Pb: 147,06 – 661,2 mg/kg; Zn: 23,6 – 42,3 mg/kg (thuộc loại
đất có hàm lượng Zn di động cao). Trong số 9 mẫu nước phân tích Pb có 7
mẫu vượt quá giới hạn cho phép dùng cho nước sinh hoạt (0,05 mg/l) từ 0,07
- 10,83 mg/kg chiếm 77,78 %; 5 mẫu vượt quá giá trị giới hạn nước dùng cho
các mục đích khác (0,1 mg/l). Môi trường bị ô nhiễm đã ảnh hưởng trực tiếp
đến năng suất cây trồng và đặc biệt là đến sức khoẻ của người dân trong xã.
[4]
Theo tài liệu thu thập được, tác giả Phạm Quang Hà và cộng sự (2000)
đã nghiên cứu về đất nông nghiệp ở làng nghề đúc nhôm, chì Văn Môn và đã
có kết luận như sau: Hàm lượng KLN trong đất nông nghiệp của làng nghề
này khá cao, trung bình hàm lượng Cu là 41,1 mg/kg (dao động từ 20,0 –
216,7 mg/kg); Pb là 39,7 mg/kg (dao động từ 20,1 – 143 mg/kg); Zn là 11,3
mg/kg (dao động từ 33,7 – 887,4 mg/kg).[6]
22
PHẦN 3
NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
3.1. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU
- Hiện trạng hàm lượng tổng số của các kim loại nặng (As, Cd, Pb, Cu,
Zn) trong môi trường đất tại xã Văn Môn - huyện Yên Phong - tỉnh Bắc Ninh.
- 23 mẫu đất được lấy tại các vị trí khác nhau trên toàn bộ đất nông
nghiệp, và đất dân sinh, vui chơi giải trí của xã Văn Môn (hình 1). Các thông
tin cơ bản của các mẫu đất nghiên cứu được trình bày ở bảng 9, trong đó:
+ Mẫu 1: Được lấy ở dạng bùn tại cống thải chung của xã, đây là nơi tiếp
nhận nguồn nước thải sinh hoạt và nước thải từ các lò đúc nhôm, chì của xã.
Đồng thời đây cũng là nơi cung cấp nước tưới cho các cánh đồng Bên Đông,
Đồng Năng, Khóm Nấm của xã.
+ Mẫu 2: Mẫu đất nghiên cứu được lấy ở dạng bùn tại ao Nấm thuộc
thôn Phù Xá. Cạnh ao Nấm có một đường mòn và nhà ở của các hộ dân cư có
hoạt động sản xuất đúc nhôm ngay tại nhà và bã thải của hoạt động sản xuất
này được đổ trực tiếp ra bờ ao. Ngoài ra, ao Nấm còn gần khu nghĩa trang,

nghĩa địa của thôn Phù Xá.
+ Mẫu 3: Mẫu đất nghiên cứu được lấy ở dạng bùn tại mương Trung Hồ
thuộc thôn Phù Xá, cạnh mương là ao nuôi trồng thuỷ sản và các hộ dân cư
trong thôn.
+ Mẫu 4: Mẫu đất được lấy ở dạng bùn tại ao nuôi trồng thuỷ sản thuộc
xóm Giếng thôn Quan Độ. Xung quanh ao là các đường mòn, phía Tây Nam
của ao còn gần khu đất tín ngưỡng, phía Đông có bãi tập kết phế liệu của các
hộ dân trong thôn.
23
Bảng 9. Đặc điểm của mẫu đất phân tích
Mẫu
đất
Loại đất Vị trí MĐ sử dụng
Toạ độ X
(48Q)
Toạ độ
Y
(UTM)
Mẫu 1 Đất bùn Cống thải chung của xã Nông nghiệp 544858 2342128
Mẫu 2 Đất bùn Ao Nấm Nông nghiệp 544771 2342109
Mẫu 3 Đất bùn Mương Trung Hồ Nông nghiệp 544687 2341995
Mẫu 4 Đất bùn Xóm Giếng – Quan Độ Nông nghiệp 543872 2341469
Mẫu 5 Đất bùn Thôn Quan Độ Nông nghiệp 543946 2341424
Mẫu 6 Đất bùn Thôn Quan Đình Nông nghiệp 544918 2342061
Mẫu 7 Đất bùn Thôn Mẫn Xá Nông nghiệp 544952 2342185
Mẫu 8 Đất bùn Ngòi phải cầu Tó Nông nghiệp 544039 2341424
Mẫu 9 Đất bùn Ngòi trái cầu Tó Nông nghiệp 544053 2341541
Mẫu 10 Đất bùn Khu vực giữa cầu Tó Nông nghiệp 544010 2341632
Mẫu 11 Đất bùn Thôn Phù Xá Nông nghiệp 544354 2341647
Mẫu 12 Đất bùn Thôn Mẫn Xá Nông nghiệp 544657 2342072

Mẫu 13 Đất bùn Ao cá bãi Hồ Nông nghiệp 544708 2342166
Mẫu 14 Đất canh tác Đồng Mả Xây Nông nghiệp 544797 2341760
Mẫu 15 Đất canh tác Thôn Quan Độ Nông nghiệp 543836 2341552
Mẫu 16 Đất canh tác Cánh đồng Cầu Bống Nông nghiệp 544113 2341414
Mẫu 17 Đất canh tác Thôn Tiền Nông nghiệp 544107 2341648
Mẫu 18 Đất khu vực Khu di tích đền Bắc Dsinh, VCGT 544633 2341931
Mẫu 19 Đất khu vực Sân vận động Mẫn Xá Dsinh, VCGT 544774 2341881
Mẫu 20 Đất khu vực Chợ Văn Môn Dsinh, VCGT 544861 2341874
Mẫu 21 Đất khu vực Đình làng Mẫn Xá Dsinh, VCGT 544673 2341838
Mẫu 22 Đất khu vực Đầu làng Mẫn Xá Dsinh, VCGT 544357 2341823
Mẫu 23 Đất khu vực Trường mầm non Mẫn
Xá
Dsinh, VCGT 544328 2341865
Hình 1. Sơ đồ các điểm lấy mẫu đất tại xã Văn Môn – Yên Phong - Bắc
Ninh
24
25