Nghiên cứu quá trình vận chuyển crôm từ môi trường rừng ngập mặn lên cây đước (rhizophora apiculata blume) trường hợp rừng ngập mặn long thành đồng nai

ĐẠI HỌC QUỐC GIA T . H CH

I H

VIỆN MÔI TRƯỜNG VÀ TÀI NGUYÊN
...............oOo……………

NGUYỄN T

IM IN

NG IÊN
U QU TR N V N
UY N RÔM T
MÔI TRƯỜNG R NG NG P M N ÊN
Y Ư
(Rhizophora apiculata
– TRƯỜNG
P R NG
NG P M N ONG T ÀN NG N I

CHUYÊN NGÀNH:
THU T ÔI TRƯỜ G
à SỐ CHUYÊ NGÀNH: 62. 52. 03. 20

GƯỜI HƯ

G

H A HỌC

1. GS.TS. NGUYỄN VĂN P Ư
2. GS.TS. OTTO RICHTER

TP.

Í MIN , NĂM 2018


ĐẠI HỌC QUỐC GIA T . H CH

I H

VIỆN MÔI TRƯỜNG VÀ TÀI NGUYÊN
...............oOo……………

NGUYỄN T

IM IN

NG IÊN
U QU TR N V N
UY N RÔM T
MÔI TRƯỜNG R NG NG P M N ÊN
Y Ư
(Rhizophora apiculata
– TRƯỜNG
P R NG
NG P M N ONG T ÀN NG N I

CHUYÊN NGÀNH:

à SỐ CHUYÊ

THU T ÔI TRƯỜ G
G H 62. 52. 03. 20

1: PGS.TS. NGUYỄN VĂN S
2: PGS.TS. TRƯ NG M N
1: PGS.TSKH. NGÔ
IT

2: PGS.TSKH.
3: TS. NGUYỄN T

GƯỜI HƯ

G

Ế SƯ NG
ONG
N

NG

H A HỌC

1. GS.TS. NGUYỄN VĂN P Ư
2. GS.TS. OTTO RICHTER

TP.

Í MIN , NĂM 2018

TIẾN


1

MỞ ĐẦU

1. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI
Sự ơ nhiễm kim loại nặng trong môi trường đã và đang tăng tốc nhanh chóng do
q trình cơng nghiệp hóa[1]. Các ngun nhân chính làm tăng nhanh sự ơ nhiễm này
là sự đốt cháy các nhiên liệu hóa thạch, khai thác mỏ và luyện quặng chứa kim loại,
các ngành công nghiệp luyện kim, rác thải đơ thị, phân bón, thuốc trừ sâu, và nước thải
[2]. Sự ô nhiễm kim loại nặng trong đất và nước ngầm có ảnh hưởng rấtlớn đến mơi
trường và sức khỏe con người, vì vậy rất cần có các giải pháp công nghệ nhằm xử lý
triệt để và hiệu quả cao. Đã có nhiều cơng nghệ được sử dụng để xử lý ô nhiễm kim
loại nặng dựa vào cơ chế xử lý cơ học hoặc hóa lý như rửa đất, khai thác hơi đất, cố
định ion trong đất, v.v. Tuy nhiên, các cơng nghệ này thường có chi phí rất cao, và cịn
phá vỡ cấu trúc đất, làm cho đất mất dinh dưỡng nên thực vật khó có thể phát triển
được. Một giải pháp tối ưu nhất trong việc xử lý ô nhiễm kim loại độc hại trong môi
trường là sử dụng công nghệ thực vật nhờ vào các quá trình sinh học của thực vật và
hoạt động của các vi sinh vật trong vùng rễ [3]. Phương pháp này không những mang
lại hiệu quả xử lý cao, chi phí thấp mà cịn tạo ra một mơi trường sinh thái thân thiện.
Hệ sinh thái rừng ngập mặn (RNM) có khả năng hấp phụ và hấp thu rất hiệu
quả các chất ô nhiễm từ nước thải. Thực vật RNM có các đặc tính về vật lý, hóa
học và sinh học giúp chúng có thể hấp thụ các kim loại trong mơi trường đất và
nước. Trong đó, các ngun tố thiết yếu (N, P, K, Ca, Fe, Zn, Mg, v.v.) được cây
sử dụng như chất dinh dưỡng cung cấp cho các hoạt động trao đổi chất trong
cây,đối với các nguyên tố không thiết yếu (Cr, Pb, Cd, Hg, v.v.), thực vật RNM có

cơ chế hấp thu, tích lũy và giải độc [4][5][6]. Khả năng tích lũy kim loại nặng của
thực vật rừng ngập mặn đã được nhiều tác giả công bố. Nghiên cứu ở loài
Đước(Rhizophora sp.), và loài Mắm (Avicennia marina) các tác giả cho thấy nồng
độ các kim loại nặng trong cây sắp xếp theo thứ tự Cu>Zn>Cr>Ni>Cd>Pb[6][7].


2

Vì vậy việc sử dụng thực vật RNMđể xử lý nước thải trong công đoạn xử lý cuối
cùng trước khi xả thải ra môi trường tự nhiên đã được quan tâm rất nhiều
[8][9][10].
Sông Thị Vải nằm trên địa bàn các huyện Long Thành và Nhơn Trạch- tỉnh Đồng
Nai, huyện Tân Thành- tỉnh Bà Rịa Vũng Tàu, và huyện Cần Giờ- TP. Hờ Chí Minh.
Vị trí sơng rất thuận lợi cho giao thông vận tải đường thủy và phát triển các cảng nước
sâu. Đồng thời,sông Thị Vải là con đường dẫn nhiều lồi thủy hải sản từ biển Đơng
vào các vùng đất ngập mặn lân cận làm cho nguồn lợi thủy hải sản ở đây rất phong
phú về thành phần loài và số lượng. Do vị trí thuận lợi như vậy, nhiều khu công nghiệp
(KCN), nhà máy đã mọc lên dọc theo chiều dài của bờ sông như KCN Nhơn
Trạch,Vedan, KCN Gò Dầu, KCN Mỹ Xuân, nhà máy xi măng Holcim, KCN Phú Mỹ,
KCN Cái Mép. Trong các khu công nghiệp này có rất nhiều nhà máy dệt nhuộm, thuộc
da, sản xuất kim loại, xi mạ đang hoạt động mạnh. Sự hoạt động của các khu công
nghiệp, nhà máy này đã gây ô nhiễm đặc biệt nghiêm trọng trong một khoảng thời gian
dài và đã biến dịng sơng Thị Vải trở thành “dịng sơng chết” trong những năm 20062010. Sự ơ nhiễm nàyđã làm biến động môi trường sinh thái và gây ảnh hưởng lớn đối
với đời sống của người dân trong vùng.Kết quả nghiên cứu cho thấy nguồn gây ô
nhiễm chủ yếu là do chất thải được xả ra từ các khu cơng nghiệp lân cận, trong đó
ng̀n gây ơ nhiễm lớn nhất là dịch thải sau lên men bột ngọt và lyzin của công ty
Vedan xả trực tiếp ra sơng; bên cạnh đó cịn có sự đóng góp của một số chất thải sinh
hoạt, nông nghiệp, nuôi trồng thủy sản và giao thông [11]. Theo báo cáo của viện Môi
trường & Tài nguyên - Đại học Quốc Gia TP.HCMvùng ô nhiễm nghiêm trọng nhất là
đoạn từ khu vực hợp lưu Suối Cả-Sông Thị Vải đến khu công nghiệp Mỹ Xn. Đoạn

sơng này nước có màu nâu đen và bốc mùi hôi thối bất kể lúc triều cường hay triều
kiệt, hàm lượng oxy hòa tan (DO) thấp hơn 1 mg/l, nồng độ BOD5 và COD khá cao
(BOD5: 8-19 mg/l, COD: 72-120 mg/l), nồng độ N-NH3 rất cao(2,69-9,78 mg/l), nồng
độ các kim loại nặng đều cao vượt ngưỡng cho phép, các chất ơ nhiễm có tính độc hại
cao tích tụ nhiều trong bùn đáy, hệ động thực vật phiêu sinh rất nghèo nàn, kém phát
triển và mất cân đối, các loài chỉ thị ô nhiễm hữu cơ và gây mùi nước chiếm ưu thế


3

tuyệt đối. Mức độ ô nhiễm giảm dần theo hướng cửa sơng đở ra biển. Các kim loại
nặng vẫn cịn tồn lưu trong đất bùn và thảm thực vật ven sông[12].Kết quả nghiên cứu
của Nguyễn H.A.và cộng sự về kim loại nặng tích tụ trong đất và trong cây đước tại
rừng ngập mặn Long Thành cho thấy hàm lượng kim loại nặng khá cao, đặc biệt là
crôm và niken rất cao trong đất và trong lõi cây đước ở các vị trí ven sơng Thị Vải gần
nhánh sơng Đờng Kho - Nhơn Trạch [13].
Rừng ngập mặn Long Thành nằm ven lưu vực sơng Thị Vải có tởng diện tích gần
8.000 ha, có 80% thành phần thực vật là cây Đước Rhizophora apiculata[14]. Hệ sinh
thái RNM Long Thành có chức năng quan trọng trong việc ứng phó với biến đởi khí
hậu, đa dạng sinh học, và bảo vệ môi trường ven sơng ven biển. Ngồi ra, sự tờn tại
của thảm thực vật ở đây cịn có vai trị rất quan trọng trong việc xử lý các chất độc hại
trong môi trường, đặc biệt các chất ô nhiễm được thải ra từ các khu công nghiệp,khu
dân cư lân cận hoặc ven sông Thị Vải. Vì vậy việc bảo vệ và bảo tờn hệ sinh thái rừng
ngập mặn Long Thành trước vấn nạn ô nhiễm môi trường là một việc rất cần thiết.
Để cân bằng giữa mục tiêu sử dụng hệ thực vật rừng ngập mặn Long Thành như
một hệ thống wetland thanh lọc các chất ô nhiễm được thải ra từ các khu công nghiệp
lân cận cùng với mục tiêu bảo vệ và bảo tờn hệ sinh thái này, thì việc xác định ngưỡng
chịu đựng nồng độ các chất ô nhiễm của thực vật RNM rất cần được khảo sát. Trên cơ
sở đó, đề tài “Nghiên cứu q trình vận chuyển crơm từ môi trường rừng ngập mặn
lên cây đước (Rhizophora apiculata Blume)- trường hợp rừng ngập mặn Long

Thành – Đồng Nai ” được đề xuất nhằm xác định ngưỡng chịu độc tố Cr của cây
Đước non dưới 1 năm tuổi và hàm lượng Cr mà cây Đước noncó thể tích lũy được, từ
đó thiết lập mơ hình tốn học mơ phỏng quá trình tăng trưởng và sự hấp thu Cr của cây
Đước.
Đề tài này là một nội dung nghiên cứu của tiểu dự án 5: “Vai trị làm giảm thiểu
chất ơ nhiễm của thực vật rừng ngập mặn” thuộc dự án EWATEC-COAST do Viện
Môi Trường và Tài Nguyên – Đại Học Quốc Gia TP.HCM - Việt Nam phối hợp với


4

Viện Địa Sinh Thái – Trường Đại Học Braunchweig -Cộng Hòa Liên Bang Đức thực
hiện.
2. MỤC TIÊUĐỀ TÀI
2.1 Mục tiêu tởng quát
Đánh giá khả năng hấp thu và tích lũy kim loại nặngcủa thực vật rừng ngập
mặn trong môi trường đất và nước ô nhiễm kim loại nặng, làm cơ sở cho việc thiết kế
các hệ thống xử lý nước thải ô nhiễm kim loại nặng bằng thực vật rừng ngập mặn.
Rừng ngập mặn Long Thành hiện có 84 lồi thực vật bậc cao, trong đó Đước là
lồi thực vật ưu thế, chiếm 80% số lượng. Vì vậy Cây Đước được chọn làm đối tượng
cho nghiên cứu này.
2.2 Mục tiêu cụ thể
 Xác định ngưỡng chịu đựng độc tố kim loại nặngCr của cây Đước non
(Rhizophora apiculata), loài thực vật ưu thế trong rừng ngập mặn Long
Thành.
 Đánh giá khả năngtăng trưởng, khả nănghấp thu và tích lũy Cr của cây Đước
nontrong điều kiện dinh dưỡng (N, P, K)và nồng độ kim loại nặng khác nhau.
 Mơ hình hóa q trình tăng trưởng và quá trình hấp thuCr của cây Đước.
3. Ý NGHĨA KHOA HỌC, THỰC TIỄN, VÀ TÍNH MỚI CỦA ĐỀ TÀI
3.1 Ý nghĩa khoa học của đề tài

 Xác định được khả năng tích lũy crơm, và ngưỡng chịu độc crôm của cây
Đướcnon dưới 1 năm tuổi.
 Xác địnhphương trình tốn học cho q trìnhtăng trưởng của cây Đước non
dưới ảnh hưởng của Cr và điều kiện môi trường.
 Kết quả của cơng trình sẽ góp phần xây dựng cơ sở khoa học cho việc nghiên
cứu cơ chế hấp thu và chuyển hóa chất ơ nhiễm của lồi thực vật thí nghiệm,
từ đó thiết kế các hệ thống xử lí chất ơ nhiễm sử dụng các hệ thực vật có sẵn
trong tự nhiên.


5

3.2 Ý nghĩa thực tiễn của đề tài
 Xây dựng các thông số cơ bản làm cơ sở cho việc thiết kế và tối ưu hóa hệ
thống xử lý Cr bằng cây Đước trong thực tế, đặc biệt trên lưu vực sông Thị
Vải giúp cho hệ sinh thái rừng ngập mặn Long Thành tồn tại bền vững.
3.3 Tính mới của đề tài
 Đánh giá khả năng hấp thu kim loại nặng crôm của cây Đước trong điều kiện
Việt Nam. Từ đó xác định khả nănggiảm thiểu chất ơ nhiễm Cr do cây Đước
mang lại.
 Sử dụng phương pháp mơ hình hóa sinh thái, áp dụng tốn sinh thái để mơ
phỏng q trình tăng trưởng, q trình hấp thuchất ơ nhiễmcủa thực vật ở các
điều kiện bị tác động bởi các hàm lượng độc tố.
4. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU
Để đáp ứng mục tiêu đề ra, các nội dung sau sẽ được triển khai:
 Đánh giá sự tồn tại của các kim loại nặng trong đất rừng Long Thành và trong
cây Đước trưởng thành ở RNM Long Thành ven lưu vực sông Thị Vải.
 Nghiên cứu khả năng tăng trưởng, khả năng hấp thu và tích lũy kim loại nặng
Cr của cây Đước non trong các điều kiện môi trường khác nhau.
 Mơ hình hóa hệ thống xử lý Cr bằng câyĐước (Rhizophora apiculata).

 Đề xuất giải pháp xử lý nước thải ô nhiễm KLN bằng thực vật RNM.
5. LUẬN ĐIỂM BẢO VỆ
 Sự vận chuyển và tích lũy Cr trong các môi trường nước, đất và thực vật.
 Ngưỡng chịu độc tố Cr của cây Đước non.


6

CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU

1.1 ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU
1.1.1 Sông Thị Vải
Sông Thị Vải là một nhánh sông nằm ở khu vực hạ lưu hệ thống sông Đồng Nai,
thuộc địa bàn các tỉnh Đồng Nai, Bà Rịa- Vũng Tàu và TP.HCM (hình 1.1). Sơng Thị
Vải bắt ng̀n từ khu vực xã Nhơn Thọ, huyện Long Thành, tỉnh Đồng Nai (nối tiếp
suối Cả) chảy qua địa bàn huyện Long Thành tỉnh Bà rịa – Vũng tàu và huyện Cần
Giờ TP.HCM trước khi đổ ra biển Đông qua vịnh Gành Rái. Phía thượng lưu sơng Thị
Vải gờm suối Cả (41 Km), suối Le (19 Km) và nhiều kênh rạch, suối nhỏ xen kẽ với
các khu rừng ngập mặn nghèo. Phần chảy qua địa phận tỉnh Đồng Nai và Bà Rịa Vũng Tàu với diện tích lưu vực đến ngã ba (hợp lưu) sơng Gị Gia – Thị Vải là 494
km2, sau đó chảy tiếp vào sơng Cái Mép thuộc địa phận TP.HCM và tỉnh Bà Rịa Vũng
Tàu và đổ ra biển Đơng tại vịnh Gành Rái. Ở phía hạ lưu sơng có các nhánh nối liền
với hệ thống sơng Đờng Nai. Hướng dịng chảy của sơng Thị Vải gần như song song
với quốc lộ 51 từ Long Thành đi Bà Rịa Vũng Tàu[12].
Sông Thị Vải dài khoảng 76 km, chiều rộng trung bình 600 - 800 m, độ sâu trung
bình 10- 20 m, nơi sâu nhất 60 m. Toàn bộ lưu vực sơng có địa hình trũng thấp tạo
thành khu chứa nước mặn rộng lớn khi triều cường. Vì thế, sơng Thị Vải mang tính
chất của một vùng biển hay một phần vịnh Gành Rái ăn sâu vào đất liền. Biên độ triều
trên sông Thị Vải khá cao khoảng 492 cm, lưu tốc dịng chảy trung bình từ 50 – 100
cm/s, cực đại là 133 cm/s. Mực nước sơng trung bình thay đổi từ 39 - 35 cm, mực
nước cao nhất đã quan trắc được là +180 cm, mực nước thấp nhất là -329 cm, giá trị

trung bình của độ lớn thủy triều là 310 cm, độ lớn thủy triều lớn nhất là 141 cm, lưu
lượng nước cực đại trong pha triều rút là 3.400 m3/s và lưu lượng nước cực đại trong
pha triều lên là 2.300 m3/s. Lưu lượng trung bình của nước sơng vào mùa khơ khoảng
200 m3/s, thấp nhất 40-50 m3/s. Lưu lượng nước mùa mưa 350 - 400 m3/s. Tốc độ
dịng chảy lớn nhất có thể đạt tới 150 cm/s [12].


7

Chế độ thủy triều của biển Đơng có tác động rất lớn đến chế độ thủy văn của
sông Thị Vải, do vậy có ảnh hưởng rất lớn tới sự lan truyền và vận chuyển chất thải
cũng như khả năng tự làm sạch của sơng. Do ng̀n nước ngọt từ phía thượng ng̀n
đở xuống rất ít cộng với độ dốc thủy lực của sông nhỏ nên các chất thải từ các hoạt
động kinh tế xã hội trên lưu vực đổ ra sông Thị Vải chưa kịp tải ra đến cửa sông trong
các pha triều rút thì bị đẩy ngược trở lại trong các pha triều lên, tạo thành một khối
nước tích tụ ô nhiễm lâu ngày kéo dài gần 20 km. Khối nước ô nhiễm này cứ dịch
chuyển lên xuống hàng ngày theo các pha thủy triều, song khả năng tự làm sạch của nó
là rất kém. Vì thế, sau nhiều năm tích tụ ơ nhiễm, sơng Thị Vải đã bị ô nhiễm rất
nghiêm trọng, ảnh hưởng trực tiếp đến nghề cá, môi trường sống và các hoạt động
kinh tế, xã hội ở phía hạ lưu sơng[12].
1.1.2 Rừng ngập mặn Long Thành
1.1.2.1 Vịtrí địa lý
Khu rừng ngập mặn Long Thành nằm trên địa bàn hành chính của xã Phước Thái
và Long Phước thuộc huyện Long Thành, xã Phước An và Long Thọ thuộc huyện
Nhơn Trạch, tỉnh Đờng Nai (hình 1.1). Phía Bắc giáp đất sản xuất nông nghiệp thuộc
xã Phước An, huyện Nhơn Trạch. Phía Đơng Bắc giáp đất sản xuất nông nghiệp thuộc
các xã Long Thọ (huyện Nhơn Trạch), xã Phước Hải và Long Phước (huyện Long
Thành). Phía Đơng Nam giáp với khu rừng ngập mặn huyện Tân Thành, tỉnh Bà Rịa –
Vũng Tàu, ranh giới theo rạch Nước Lớn và sơng Thị Vải. Phía Tây Nam giáp khu
rừng ngập mặn Cần Giờ, thành phố Hờ Chí Minh, ranh giới theo tắc Nước Hời, tắc

Cua, tắc Ơng Cị[14].
1.1.2.2 Địa hình
Khu rừng nằm trong vùng cửa sông ven biển, thuộc dạng địa hình trũng trên
trầm tích đầm lầy biển. Vùng trung tâm có địa hình thấp trũng, độ cao dưới 2 m. Nởi
bật nhất là địa hình bị chia cắt do các dịng sơng, rạch như sơng Thị Vải, sơng Đờng
Tranh, sơng Gị Gia và các rạch nhỏ, việc chia cắt này đã hình thành nên các cù lao.
Căn cứ vào cao độ của mặt đất so với mực nước biển bình qn có thể phân chia khu


8

rừng thành 3 cấp địa hình sau:cấp I: dạng địa hình trũng, độ cao từ 0 – 1,3 m so với
mực nước biển, ngập khi có triều và thường xuyên ngập, rừng ngập mặn phát triển,
loài cây chủ yếu là Đước (Rhizophora apiculata);cấp II: Dạng địa hình thấp, độ cao từ
1,3 – 1,8 m so với mực nước biển, đây là dạng địa hình có mức ngập thường xun và
có diện tích lớn nhất ở khu rừng phịng hộ Long Thành. Loài thực vật chủ yếu là Đước
(Rhizophora apiculata), Mắm (Avicennia sp.), Đưng (Rhizophora mucronata);cấp III:
dạng địa hình cao, độ cao trên 1,8 m so với mực nước biển, chỉ ngập khi có triều cao
bất thường, phân bố ở phía Đơng Bắc của khu rừng phịng hộ Long Thành, lồi cây
chủ yếu là Đước (Rhizophora apiculata)[14].

2
1

Hình 1.1 Vị trí rừng Long Thành (1) và lưu vực sông Thị Vải (2) (Nguồn: Google
Map).


9

1.1.2.3 Khí hậu
RNM Long Thành nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa cận xích đạo, có
nền nhiệt cao đều quanh năm, ít gió bão, khơng có mùa đơng lạnh, khơng có cực đoan
về khí hậu. Một số chỉ tiêu về khí hậu của khu vực nghiên cứu như sau: nhiệt độ trung
bình năm dao động trong phạm vi 26 0C; nhiệt độ giữa các tháng dao động trong biên
độ ± 1,0 – 1,5 0C, ẩm độ khơng khí trung bình 70% ± 5%, lượng mưa 2.800 mm, tốc
độ gió trung bình trong năm là 3,7 m/s. Chế độ thuỷ văn ở khu vực nghiên cứu chịu
ảnh hưởng của lượng mưa tại chỗ, hệ thống sơng ngịi, kênh rạch mang nước ngọt từ
phía thượng ng̀n xuống và thuỷ triều từ phía cửa sơng. Do nằm ở vùng cửa sơng ven
biển nên dịng chảy của nước nhìn chung chịu ảnh hưởng của chế độ triều tại chỗ, các
sông trong vùng mang tính bán nhật triều, nước tăng cao và giảm thấp hai lần trong
ngày. Biên độ triều xấp xỉ l,5 - 2 m/ngày đêm, trong đó tháng 2 và tháng 9 thường có
biên độ triều cao hơn các tháng khác trong năm. Trong mùa khô từ tháng 12 đến tháng
4 năm sau, thường có gió chướng cộng với nước triều cường dễ gây xói lở ven bờ. Sự
giao lưu giữa hai khối nước mặn và nước ngọt trong mùa mưa làm thay đổi độ mặn
của nước từ mặn lợ sang ngọt, đã ảnh hưởng rõ rệt đến hệ sinh thái ngập nước trong
vùng. Vì vậy, vùng cửa sơng ven biển được coi là một hệ sinh thái riêng biệt, trong đó
các quần thể sinh vật nước mặn và nước ngọt sinh sống thay đổi tùy thuộc vào mức độ
tương tác giữa hai khối nước nói trên. Vùng hạ lưu sơng do ảnh hưởng mạnh của triều
đã mang những vật liệu trầm tích từ ngồi biển vào, pha trộn với vật liệu do thảm thực
vật rừng ngập mặn, tạo nên vùng đất ngập mặn và phèn tiềm tàng.
1.1.2.4Hiện trạng rừng
Theo kết quả điều tra xây dựng bản đồ hiện trạng rừng và sử dụng đất của Phân
viện Điều tra Quy hoạch Rừng Nam bộ, tởng diện tích tự nhiên của khu rừng ngập
mặn Long Thành tính đến năm 2009 là 7.947,14 ha. Diện tích đất quy hoạch cho lâm
nghiệp là 4.592,19 ha, trong đó diện tích rừng đước trờng là 4.042,99 ha (chiếm
88,04% diện tích đất lâm nghiệp).


10

1.1.2.5 Đa dạng sinh học
Khu rừng ngập mặn Long Thành trước đây là vùng đất hoang hóa do bị rải chất
độc hóa học trong thời kỳ chiến tranh. Cơng tác trồng Đước được khôi phục bắt đầu
triển khai năm 1977, do điều kiện tự nhiên thuận lợi nên rừng phục hời tốt, các lồi
thực vật rừng đã phục hời, sinh trưởng và phát triển. Theo báo cáo từ Ban Quản Lý
Rừng Long Thành 2013, hệ sinh thái rừng Long Thành bao gồm các quần xã: Mắm
trắng, Bần, Mắm trắng-Bần trắng, Mắm - Đước đôi, Đước đôi- cây bụi, Đưng, Chà là,
Dà– Đước đôi, Ráng đại, Bần chua, Dừa nước. Hệ thực vật nơi đây chia làm 2 nhóm:
nhóm thực vật ngập mặn, và nhóm thực vật nước lợ. Vùng ngập mặn có các loại cây
điển hình như: Mắm, Đước, Dà, Vẹt. Vào sâu hơn là nước lợ, nước ngọt có quần thể
Dừa nước, Năng, Mua, Chà là, Ơ rơ, Ráng, v.v. Theo thống kê sơ bộ, rừng ngập mặn
Long Thành - Nhơn Trạch có 84 lồi thực vật bậc cao với 72 chi, 38 họ và là nơi trú
ngụ của nhiều loài chim, thú, thuỷ sản. Kết quả điều tra sơ bộ xây dựng danh mục
động vật rừng do Sở Nông nghiệp & Phát triển Nông thôn tỉnh Đồng Nai thực hiện
năm 2005, khu rừng phịng hộ Long Thành có 189 lồi động vật, trong đó: lớp chim
có 129 lồi thuộc 80 chi, 42 họ, 16 bộ; lớp thú có 24 loài thuộc 19 chi, 15 họ, 6 bộ; lớp
lưỡng cư có 9 lồi thuộc 6 chi, 4 họ, 1 bộ; lớp bị sát có 30 lồi thuộc 25 chi, 10 họ, 1
bộ; lớp cá có 137 lồi.
1.1.3 Hoạt động kinh tế xã hội ở vùng nghiên cứu
Các hoạt động kinh tế trên lưu vực sông Thị Vải hiện nay chủ yếu là hoạt động
công nghiệp và dịch vụ cảng. Trên lưu vực sơng Thị Vải có tởng cộng 11 khu cơng
nghiệp (KCN), chính thức đi vào hoạt động gờm 06 KCN của tỉnh Đồng Nai và 05
KCN của tỉnh Bà Rịa Vũng Tàu, thu hút được 230 dự án đầu tư, trong đó có 192 dự án
đã đi vào hoạt động [12]. Tính đến năm 2014 tởng số doanh nghiệp trong các KCN
trên đã tăng lên đến 333, đa số các doanh nghiệp hoạt động trong các lĩnh vực như: dệt
may, giày da, điện, cơ khí, dụng cụ y tế, công nghệ pin, ắc qui, gốm sứ, thủy tinh, in
ấn, bao bì, giấy. Ngồi ra cịn có nhiều doanh nghiệp, cơ sở sản xuất ngoài KCN đang
hoạt động (bảng 1.1).

11

Bảng 1.1 Danh sách các khu công nghiệp ven lưu vực sông Thị Vải
STT

Tên khu công
nghiệp (KCN)

Số
doanh
nghiệp

Ngành nghề, lĩnh vực hoạt động chính

TỈNH ĐỒNG NAI
1

KCN Gị Dầu

29

Hóa chất, gốm sứ, gạch men, khí hóa lỏng,
dầu khí, gas

2

KCN Nhơn Trạch 1

74

Nhuộm tẩy, vải sợi, may mặc, giấy, gỗ, vật
liệu xây dựng, gạch men, sản xuất kim loại

3

KCN Nhơn Trạch 2

51

Dệt, sản xuất hóa chất, sản xuất kim loại,
nhựa, phụ tùng xe, xi mạ

4

KCN Nhơn Trạch 3

62

Dệt, kim loại, cao su, giấy, hóa chất và
dược phẩm

5

KCNDệt may Nhơn
Trạch

12

Dệt, may mặc, giày da, điện, cơ khí, dụng

cụ y tế, pin ắc qui

6

KCN Nhơn Trạch 5

18

Sản xuất sắt thép, kim loại, dệt, caosu

7

Công ty cổ phần
Vedan Việt Nam

1

Sản xuất bột ngọt

TỈNH BÀ RỊA VŨNG TÀU
8

KCN Mỹ Xuân A

34

Gốm sứ, thủy tinh, giấy, xi măng, thép

9

KCN Mỹ Xuân B1

12

Xi măng, thép, kim loại

10

KCN Phú Mỹ 1

23

Sản xuất thép và các hợp kim, phân bón,
điện

11

KCN Cái Mép

17

Hóa phẩm dầu khí, dịch vụ cảng, xăng dầu
(Nguồn: Ban quản lý các khu công nghiệp)

Nước thải từ các hoạt động này chứa một lượng lớn các kim loại nặng, đặc biệt là
crôm (Cr), nếu không được xử lý nghiêm ngặt sẽ gây ơ nhiễm mơi trường nghiêm
trọng. Ngồi các KCN cịn có cơng ty cở phần hữu hạn Vedan Việt Nam với qui mơ
diện tích gần 100 ha và một số cơ sở sản xuất kinh doanh, dịch vụ nằm trên địa bàn

12

huyện Long Thành - tỉnh Đồng Nai và huyện Tân Thành - tỉnh Bà Rịa Vũng Tàu. Dọc
theo sông Thị Vải đã hình thành một số cảng tởng hợp và cảng nội bộ của một số khu
công nghiệp như: Cảng Gò Dầu A-B, cảng Vedan, cảng nhà máy Supper Phosphate
Long Thành, Cảng Mỹ Xuân, Cảng Phú Mỹ, cảng Cái Mép.
Ngoài ra trên lưu vực sơng Thị Vải cịn có một số khu dân cư tập trung, chủ yếu
dọc theo quốc lộ 51 từ Long Thành đi Vũng Tàu, thị trấn Nhơn Trạch (khoảng 15.000
dân) và các điểm dân cư liên kết với khu công nghiệp. Nước thải từ các khu dân cư,
khu đơ thị này cũng góp phần gây ơ nhiễm môi trường nước đối với sông Thị Vải do
hiện tại chưa được thu gom và xử lý.
Hoạt động nông nghiệp chủ yếu tập trung ở lưu vực đầu nguồn Suối Cả, Suối Le,
nơi có ng̀n nước ngọt, nhưng chỉ với quy mơ sản xuất nhỏ. Phía hạ lưu sơng Thị Vải
hiện có một số hoạt động ni trờng và đánh bắt thủy hải sản nhưng qui mô nhỏ.
1.1.4 Vấn đề ô nhiễm ở sông Thị Vải
Sự phát triển nhanh chóng của các KCN trên địa bàn lưu vực sơng Thị Vải cùng
với sự hoạt động ồ ạt của chúng đã gây ra sự ô nhiễm môi trường nghiêm trọng trên
sông Thị Vải. Kể từ năm 1990, sông Thị Vải phải đối mặt với vấn đề ô nhiễm nặng
chất lượng nước do việc xả thải trực tiếp nước thải chưa qua xử lý từ các KCN lân cận
[15].Sông đã bị ô nhiễm nặng nề do phải tiếp nhận nước thải công nghiệp và sinh hoạt
trong khu vực, nhất là nước thải từ các nhà máy, các KCN nằm dọc hai bên bờ sông.
Mỗi ngày sông phải tiếp nhận khoảng 33.267 m3 nước thải từ các KCN, hầu hết đều
chưa qua xử lý, chưa kể đến lượng nước giải nhiệt từ nhà máy điện Phú Mỹ và các cơ
sở sản xuất nằm ngoài KCN.
Một số KCN trên địa bàn huyện Nhơn Trạch đang nằm trong “danh sách đen” về
ô nhiễm môi trường như: KCN Nhơn Trạch 1 hiện có 74 doanh nghiệp đang hoạt
động, trong đó ngành dệt nhuộm và thuộc da là 2 loại hình có nguy cơ gây ơ nhiễm
cao và mặc dù KCN này đã xây dựng nhà máy xử lý nước thải công suất 4.000
m3/ngày nhưng hệ thống này đang trong giai đoạn thử nghiệm và chỉ xử lý được 1.500
m3/ngày, khối lượng nước thải còn lại vẫn phải thải trực tiếp vào hệ thống thoát chung

13

đở ra sơng Thị Vải. KCN Nhơn Trạch 2 có 51 doanh nghiệp hoạt động nhưng hệ thống
xử lý nước thải tập trung chưa hồn thiện nên ng̀n nước thải vẫn đổ thẳng ra cửa
sông, cửa biển, làm thiệt hại cho hàng ngàn hộnuôi tôm cá ở đây, đặc biệt là đe dọa sự
sống của hàng trăm loài động thực vật rừng, tôm cá tự nhiên đang sinh sống ở các
vùng rừng ngập mặn và bán ngập mặn [11].
Bên cạnh việc tiếp nhận nguồn nước thải ô nhiễm từ các khu cơng nghiệp, sơng
Thị Vải cịn chịu ảnh hưởng của hoạt động nông nghiệp, cụ thể là các đồn điền cao su
(chiếm 42% diện tích lưu vực sơng)[15].
Báo cáo của Viện Môi trường và Tài nguyên, đại học QuốcGia TP.HCM về chất
lượng nước sông Thị Vải cho thấy sông Thị Vải có thể được chia thành 3 vùng tùy
theo mức độ ô nhiễm khác nhau[12].
 Vùng 1 (kéo dài 9 km từ khu vực hợp lưu Suối Cả - Sông Thị Vải đến khu công
nghiệp Mỹ Xuân): là vùng ô nhiễm nghiêm trọng. Nước có màu nâu đen, bốc mùi hôi
thối bất kể lúc triều cường hay triều kiệt. Hàm lượng oxy hòa tan (DO) rất thấp,
thường xuyên dưới 1 mg/l. Nhu cầu oxy sinh hóa (BOD5)và nhu cầu oxy hóa học
(COD) rất cao. Nờng độ N-NH3cũng cao vượt ngưỡng. Nồng độ Pb và Hg trong nước
khá cao; Nồng độ Cr và Ni trong bùn đáy khá cao, nhiều vị trí vượt ngưỡng cho phép.
Các chất ơ nhiễm có tính độc hại cao tích tụ nhiều trong bùn đáy.
 Vùng 2(kéo dài 7 km từ khu vực phía sau khu công nghiệp Mỹ Xuân đến cảng
Phú Mỹ): là vùngô nhiễm nặng. Nước có màu nâu đen xen lẫn các pha màu vàng đục,
bốc mùi hôi thối cục bộ từng đoạn, nhất là trong các pha triều kiệt; Hàm lượng DO rất
thấp, thường xuyên dưới 1,5 mg/l; Nồng độ BOD5 và COD khá cao. Nồng độ N-NH3
rất cao. Nồng độ Pb và Hg trong nước khá cao tại một số vị trí lấy mẫu. Các chất ơ
nhiễm có tính độc hại cao tích tụ nhiều trong bùn đáy. Hệ động thực vật phiêu sinh
kém phát triển và mất cân đối. Các loài chiếm ưu thế là các loài gây mùi nước, ưa mơi
trường nhiều chất vẩn, độ đục cao. Các lồi tảo kích thước nhỏ chiếm ưu thế trong cả

thành phần loài và số lượng.


14

Bảng 1.2 Các thông số chất lượng nước sông Thị Vải
Thông số

Vùng 1

Vùng 2

Vùng 3

Đặc điểm hóa - lý môi trường
6,40 – 6,81

6,50 – 6,81

6,74 – 7,51

32,6 – 34,6

32,5 – 34,5

31,7 – 34,5

TSS (mg/l)

22 – 84

32 – 70

21 – 80

TDS (mg/l)

24.200 – 25.800

25.000 – 27.200

26.600 - 27.200

-

14.600 – 15.540

15.000 – 17.040

16.080 – 17.040

pH
Nhiệt độ ( C)
o

Clorua (Cl ) (mg/l)

Ô nhiễm hữu cơ và nitơ, phospho (mg/l)
0,02 – 1,13

0,1 – 1,53

0,86 – 5,01

BOD5

8 - 19

2 - 13

1–4

COD

72 – 120

19 – 88

9 – 40

N-NH3

2,69 – 9,78

0,78 – 9,78

0,13 – 2,13

N-NO2

Không phát hiện

0 – 0,48

0,16 – 0,48

P-PO4

0,12 – 0,3

0,11 – 0,18

0,11 – 0,2

DO

(Nguồn: Viện Môi trường và Tài nguyên [12]).
 Vùng 3 (kéo dài khoảng 10 km từ cảng Phú Mỹ đến hợp lưu sơng Thị Vải - Gị
Gia): là vùng chuyển tiếp từ trạng thái ô nhiễm đến sạch tương đối. Nước có màu đục
chuyển dần sang màu xanh của biển, khơng cịn mùi hơi thối đặc trưng. Hàm lượng
DO bắt đầu tăng cao trở lại nhưng vẫn còn khá thấp ở đoạn phía sau cảng Phú Mỹ.
Nờng độ BOD5 có dấu hiệu giảm rõ rệt, tuy nhiên nồng độ COD vẫn cịn khá cao.
Nờng độ N-NH3 có dấu hiệu suy giảm rõ rệt nhưng vẫn còn ở mức khá cao, trong nước
đã xuất hiện nitrit và nitrat; Kim loại nặng và các chất độc hại khác trong nước và bùn
đáy giảm đáng kể; Chỉ số đa dạng và mức độ tương đồng của hệ thực vật phiêu sinh
tăng lên. Ưu thế là các lồi gốc biển, ưa mơi trường nước giàu dinh dưỡng, nền đáy
nhiều bùn cát. Giá trị của các thông số chất lượng nước tại 3 vùng sông Thị Vải được
thể hiện ở bảng 1.2.

15

Báo cáo của Prilop và cộng sự cho thấy chất lượng nước sơng Thị Vải năm
2014 có phần cải thiện hơn so với năm 2006 [16]. Chỉ tiêu DO trung bình khoảng 3
mg/l, có nơi tăng lên 4,5 mg/l; BOD5 trung bình khoảng 12 mg/l, cao nhất 17 mg/l; chỉ
tiêu COD trung bình 30 mg/l, cao nhất là 45 mg/l. Nhìn chung, các chỉ tiêu ơ nhiễm
hữu cơ trong nước sông Thị Vải năm 2014 giảm hơn so năm 2006, tuy nhiên giá trị
trung bình của các chỉ tiêu vẫn chưa đạt chuẩn qui định ở cột B1 QCVN 08MT:2015/BTNMT (bảng 1.3) [17].
Bảng 1.3 So sánh chất lượng nước sông Thị Vải
Thông số

Năm

Năm

QCVN 08-

2006

2014

MT:2015 cột B1

DO

0 – 3,1

1,4 – 4,5

≥4

BOD5

10 - 13

11 - 17

15

COD

26 - 88

23 - 45

30

TSS

39 - 70

19 - 30

50

N-NH4

3,7 – 7,8

0,5 – 3

0,9

N-NO2

0,04 – 0,31

0,11 – 0,59

0,05

N-NO3

0,5 – 4,1

0,5 – 9

10

P-PO4

0,12 – 0,3

0,05 – 0,46

0,3

(mg/l)

(Nguồn: Prilop và cộng sự [16]).

Nồng độ một số kim loại nặng như Fe, Pb, Zn, Hg trong nước sông Thị Vải cũng
được báo cáo bởi Viện Môi trường và Tài nguyên năm 2006. Trong đó, vùng 1 các
kim loại có nờng độ cao hơn vùng 2 và vùng 3, kim loại có nồng độ cao nhất là Fe với
0,337 mg/l, và kim loại có nờng độ thấp nhất là Hg với 0,047 mg/l [12].
Các chất độc tích tụ trong bùn đáy sơng Thị Vải có nờng độ khá cao, có giá trị
cao nhất ở vùng 1. Nhóm các kim loại nặng có giá trị cao, được xếp theo thứ tự nồng
độ như sau: Zn > Ni > Cr > Pb > Hg. Đặc biệt nồng độ các hợp chất hữu cơ như:


16

PAHs, PCBs, OCl trong bùn đáy sơng Thị Vải có nồng độ cao vượt ngưỡng cho phép
(bảng 1.4)
Bảng 1.4 Kim loại nặng trong nước và trong bùn đáy sông Thị Vải
Các thông số

Vùng 1

Vùng 2

Vùng 3

Kim loại nặng trong nước (mg/l)
Fe

0 – 0,337

0,034 – 0,176

0,034 – 0,156

Pb

0,023 – 0,11

0,02 – 0,062

0,022 – 0,053

Zn

0,003 – 0,07

0,003 – 0,06

không phát hiện

Hg

0 – 0,047

0 – 0,012

0 – 0,009

Kim loại nặng và hợp chất hữu cơ trong bùn đáy (mg/kg)
Pb

14,91 – 22,1

8,11 – 24,34

21,88 – 26,61

Zn

39,25 – 113,54

51,88 – 83,13

56,53 – 74,95

Cr

22,79 – 68,72

10,55 – 44,93

23,75 – 32,46

Ni

24,37 – 94,71

23,33 – 81,72

23,05 – 29,84

Hg

0,032 – 0,087

0,009 – 0,058

0,009 – 0,038

PAHs

72,9 – 246,22

44,6 – 126,94

67,05 – 97,09

PCBs

1 – 9,43

0,45 – 0,63

0,45

2,29 – 60,57

3,19 – 60,57

2,7 – 34,23

OCl

(Nguồn: Viện Môi trường Tài Nguyên [12]).
1.1.5 Các đặc tính của cây cây Đước
1.1.5.1 Phân loại thực vật
Giới: Plantae
Ngành: Magnoliophyta
Lớp: Magnoliosida
Bộ: Malpighiales
Họ: Rhizophoraceae
Tên khoa học: Rhizophora apiculata Blume


17

Ở Đơng Nam Á có 3 lồi Rhizophora: R. Apiculata Blume, R. mucronata Poiret
và R. stylosa Griffith.R. apiculata phổ biến hơn 2 lồi cịn lại. Các lồi này có thể
được phân biệt dễ dàng trong thực địa nhờ một số đặc điểm sau: R. apiculata có vỏ
xám, gần như nhẵn, với những vết nứt dọc trong; R. mucronata có vỏ cây gần như
màu đen hoặc đỏ, thô hoặc đôi khi vảy, R. mucronata có thời gian nở hoa ở dài hơn,
với nhiều hoa hơn, quả to và dài hơn (35-65 cm); R. stylosa có lá rộng hình elip, dài
đến 12 cm x 7 cm, hoa có kiểu dáng dài 4-6 mm và có chân dài đến 30 cm.
1.1.5.2 Kích thước và hình dạng

Hình 1.2 Hình dạng rễ, thân, lá, và trái của cây Đước(Nguồn: internet).
Đước thuộc loại cây thân gỗ, cây trưởng thành có thể cao từ 25 – 30 m, đường
kính 60 - 70 cm. Vỏ cây màu xám nhạt, nứt dọc. Gốc thân có nhiều rễ chờng hình


18

nơm. Lá đơn mọc đối, dài 10-16 cm, rộng 2,5 - 6 cm hình ngọn giáo dày và cứng. Gân

chính màu đỏ, nổi rõ ở mặt dưới lá gân bên khơng rõ [18] (hình 1.2).
Cụm hoa xim gờm có 2 hoa. Hoa màu vàng, không cuống. Hoa thường được thụ
phấn bằng gió, và cũng có khả năng tự thụ phấn, đôi khi thụ phấn nhờ côn trùng. Quả
Đước dài 3 - 2,5 cm màu nâu buông thỏng từ trên xuống, trụ mầm hình trụ màu lục,
phía dưới phình to, dài 15 - 20 cm, màu phớt hờng (hình 1.2). Mùa hoa nở rộ vào
khoảng tháng 4 đến tháng 5 hàng năm. Mùa quả chín vào tháng 11. Trái Đước bắt đầu
nảy mầm khi vẫn treo trên cây, khi thành thục thì xuất hiện một vịng cở dài 0,8 - 12
cm giữa phần quả và trụ mầm. Cây non rụng vào tháng 7 đến tháng 9. Cây mọc ở
RNM cửa sông, ven biển, nơi thủy triều trung bình, bùn sét chặt, ưa mặn, bãi sa bồi
[17].
1.1.5.3 Đặc tính sinh thái học
Đước phân bố ở vùng ven biển các nước nhiệt đới và cận nhiệt đới, thích hợp ở
vùng thấp, thống khí, giàu chất hữu cơ, thành phần cơ giới đất chủ yếu là sét, mùn và
ít cát, thường gần các cửa sông ven biển. Đôi khi phân bố ở vùng đất có độ cao tới
40m so với mặt nước biển.
Đước ưa khí hậu nóng ẩm, có cường độ chiếu sáng mạnh, có lượng mưa hàng
năm cao từ 1.500-2.500mm.Độ mặn của nước, đất biến động từ 50/00 đến 600/00, nhưng
thích hợp nhất vào khoảng 25-300/00. Cây điều tiết cân bằng muối bằng cách cản muối
ở rễ, tiết muối qua tuyến tiết muối trên lá và cành non.
Sinh trưởng của Đước thích hợp ở độ ngập triều trung bình từ 100-300
ngày/năm, độ ngập triều thấp như: bãi bồi ven biển, vùng trũng nội địa và thời gian
ngập trên 300 ngày/năm [18].
1.1.5.4 Đặc tính đặc biệt ở cây Đước
Cây Đước có khả năng sinh trưởng và phát triển tốt trong môi trường bùn ẩm ướt
rừng ngập mặn nhờ các đặc điểm đặc biệt của hệ thống rễ và cơ chế loại muối. Cây có
gốc rễ xuất hiện từ thân cây, các rễ này không chỉ giữ cây đứng vững trong bùn mềm,
mà cịn có thể trao đởi khí và ngăn cản sự xâm nhập của muối. Trong thực tế, toàn bộ


19

hệ thống rễ trên bao gồm thân cây và rễ chống đỡ nởi lên từ các cành cây đều có tính
năng này, do đó rễ cũng giúp cây thở. Rễ có cơ chế ngăn cản sự hấp thu muối nhờ cấu
trúc siêu lọc. Ngồi ra cây Đước cịn cócơ chế loại trừ muối bằng cách tích lũy lượng
muối dư thừa trong lá già, và rụng lá [18].
Hạt nảy mầm thành cây con trên cây mẹ, là đặc điểm đặc trưng cho lồi
Rhizophoraceae. Trái Đước khơng rụng ngay sau khi chín mà vẫn đính trên cây mẹ,
cây mẹ cung cấp dinh dưỡng cho cây con nảy mầm và sinh trưởng trong trái Đước.
Khi mầm cây trong trái đủ lớn, trái Đước tách khỏi cây mẹ và rơi xuống môi trường.
Đầu tiên nó trơi theo chiều ngang và trơi dạt theo thủy triều, mầm có thể sống sót trong
thời gian dài trong môi trường nước mặn. Sau vài tuần, đầu quả dần dần hấp thụ nước
và thả nổi theo chiều dọc quả và bắt đầu xuất hiện lá ở đầu trên và rễ ở đầu dưới. Khi
cây conchạm đất, nó mọc rễ nhiều hơn để neo thẳng đứng, và sau đó ra nhiều lá hơn.
Cây Đước conphát triển nhanh chóng để tránh ngập nước khi triều cao, chúng có thể
tăng 60cm trong năm đầu tiên [18].
1.1.6 Các đặc tính của crôm
Crôm (Cr) là kim loại chuyển tiếp thuộc nhóm VI-B trong bảng hệ thống tuần
hồn, có thể tờn tại ở 6 trạng thái oxy hóa (I, II, III, IV, V, và VI), trong đó trạng thái
Cr(III) và Cr(VI) là ởn định và thường gặp nhất, hai trạng thái oxy hóa này có các đặc
tính hóa học hồn tồn khác nhau: Cr(IV) có tính độc mạnh và khả năng di động trong
mơi trường cao, thường kết hợp với oxy tạo ra ion cromate (CrO42-) hoặc dicromate
(Cr2O72-). Cr(VI) là dạng oxy hóa mạnh, khi có mặt của các chất hữu cơ thì bị khử
chuyển sang dạng Cr(III). Q trình chuyển hóa này xảy ra càng nhanh trong môi
trường axit; Cr(III) thường tồn tại dạng oxide, hydroxide, hoặc sulfate, kém di động
hơn nhiều so với Cr(IV), chủ yếu gắn kết với các chất hữu cơ trong đất và trong nước,
Cr(III) cũng có thể bị oxy hóa thành Cr(VI) trong mơi trường có nhiều oxy[19].
Crơm có trong nước tự nhiên có thể do nhiều nguyên nhân khác nhau như: q
trình phong hóa các loại đá chứa Cr, xả thải trực tiếp từ các hoạt động công nghiệp,
q trình rị rỉ Cr từ đất ơ nhiễm. Trong mơi trường nước, Cr có thể tờn tại dạng oxy

20

hóa, khử, hấp phụ, giải hấp, hịa tan, hoặc kết tủa. Độ hòa tan của Cr(III) tùy thuộc vào
giá trị pH của nước, pH càng thấp thì khả năng hịa tan của Cr(III) càng cao, khi pH
trung tính Cr(III) kết tủa.Muối Cr(VI) dạng chromate và dichromate đều tan rất tốt
trong mọi đều kiện pH [20] (hình 1.3).

Hình 1.3 Sự tồn tại của các dạng crôm trong môi trường theo pH và Eh.
Hàm lượng Cr trong đất thay đổi rất lớn ở các loại đất khác nhau. Hàm lượng
Cr trong đất tăng chủ yếu do các hoạt động của con người như: đở bỏ các chất lỏng có
chứa Cr, các chất rắn phế thải có chứa Cr [20]. Thơng thường hàm lượng Cr trong đất
gờm có cả Cr(III) và Cr(VI). Cr(III) thường bị oxy hóa thành Cr(VI), và Cr(IV) cũng
có thể bị khử bởi Fe, sulphyde, và các chất hữu cơ thành Cr(III). Tuy nhiên, trong điều
kiện đất cát hoặc đất ít chất hữu cơ, khả năng bị khử của Cr(VI) bị hạn chế, nó có thể


21

tồn tại trong đất hàng nhiều năm. Trong đất Cr(VI) có khả năng lan truyền nhanh và
độc tính cao hơn Cr(III) [21].
Crơm thường được sử dụng cho các mục đích sau: tăng cường khả năng chống
ăn mịn và đánh bóng bề mặt trong ngành luyện kim, làm thuốc nhuộm và sơn, làm
chất xúc tác,làm khn để nung gạch ngói; các muối Cr được sử dụng trong quá trình
thuộc da; K2Cr2O7là một thuốc thử hóa học được sử dụng trong chuẩn độ và trong việc
làm vệ sinh các thiết bị thủy tinh trong phịng thí nghiệm, K2Cr2O7 cũng được sử dụng
làm thuốc ổn định màu cho các thuốc nhuộm vải; CrO2được sử dụng trong sản xuất
băng từ; CrCl3 đượcsử dụng làm chất chống ăn mòn, chất phụ trợ ăn kiêng để giảm
cân; Cr(CO)6 được sử dụng làm chất phụ gia cho xăng; CrB được sử dụng làm dây dẫn
điện chịu nhiệt độ cao; Cr2(SO4)3 được sử dụng làm chất nhuộm màu xanh lục trong

các loại sơn, đồ gốm sứ, véc-ni, mực, và trong quy trình mạ Cr[22].
Crơm kim loại và các hợp chất Cr(III) thông thường không nguy hiểm cho sức
khỏe, nhưng các hợp chất Cr(VI) lại là độc hại nếu nuốt hoặc hít phải. Ở nờng độ thấp,
Cr(III) cần thiết trong q trình trao đởi chất đường và protein ở người và động vật,
kìm hãm sự tăng cholesterol và triglicerides. Tuy nhiên ở nờng độ cao, Cr(III) có thể
gây tởn thương gan, phổi, thận [23]. Phần lớn các hợp chất Cr(VI) gây kích thích mắt,
da và màng nhầy, gây loét dạ dày, ruột non, viêm gan, viêm thận, ung thư phởi. Phơi
nhiễm kinh niên các hợp chất Cr(VI) có thể gây ra ung thư, tổn thương mắt vĩnh viễn
[24].
1.2 KHẢ NĂNG XỬ LÝ KIM LOẠI NẶNG CỦA THỰC VẬT
1.2.1 Khả năng hấp thu và tích lũy kim loại nặng của thực vật
1.2.1.1 Thực vật siêu hấp thu
Một số loài thực vật khơng chỉ có khả năng sống được trong mơi trường bị ơ
nhiễm các kim loại nặng(KLN) mà cịn có khả năng hấp thu và tích lũy các kim loại
này trong các bộ phận khác nhau của chúng [25]. Brooks và cộng sự đưa ra khái niệm
rằng các loài thực vật có khả năng tích lũy KLNở mức độ cao hơn 1.000mg/kg chất
khô được gọi chung là “thực vật siêu hấp thu”[26]. Reeves cho rằng thuật ngữ ‘thực


22

vật siêu hấp thu’ được đặt cho những loài cây có khả năng hấp thu chủ động một
lượng lớn một hoặc nhiều KLN trong đất; những lồi cây có hàm KLN trong rễ, trong
thân và các bộ phận trên mặt đất, đặc biệt là trong lá, với nồng độ cao gấp 100 đến
1000 lần so với những lồi cây bình thường, nhưng khơng có các biểu hiện ngộ
độc[27].
Bảng 1.5 Một số loài thực vật siêu hấp thu có sinh khối thấp

Tên lồi

Kim
loại
nặng

Arabidopsis halleri

Nồng độ
trong thân
(mg/kg)

Tác giả và năm cơng bố

13.600

Ernst, 1968

Zn

10.300

Ernst, 1982

Thlaspi caerulescens

Cd

12.000

Mádico và cộng sự, 1992

Thlaspi rotundifolium

Pb

8.200

Reeves và Brooks, 1983

Minuartia verna

Pb

11.000

Ernst, 1974

Thlaspi geosingense

Ni

12.000

Reeves và Brooks, 1983

Alyssum bertholonii

Ni

13.400

Brooks và Radford, 1978

Alyssum pintodasilvae

Ni

9.000

Brooks và Radford, 1978

Berkheya codii

Ni

11.600

Brooks, 1998

Psychotria douarrei

Ni

47.500

Baker và cộng sự, 1985

Minonia lutescens

Al

6.800

Bech và cộng sự, 1997

Melastoma
malabathricum

Al

10.000

Watanabe và cộng sự,
1998

(Cardaminopsis halleri)

Zn

Thlaspi caerulescens

(Nguồn: Võ Văn Minh [29])
Thuật ngữ “thực vật siêu hấp thu” đầu tiên được sử dụng để chỉ các loại cây có
khả năng hấp thụ Ni trong các cơ quan sinh dưỡng với nồng độ lớn hơn 1.000mg/kg


23

trọng lượng khơ của thân, vì ở đa số các lồi cây thơng thường nờng độ Ni 10 - 15
mg/kg đã gây ngộ độc cho cây. Ngưỡng chịu đựng của cây đối với các kim loại có
khác nhau tùy theo độc tính của mỗi kim loại nặng. Những lồi cây trồng không thể

hiện các triệu chứng tổn thương do ngộ độ kim loại nặng khi được trờng trong đất có
hàm lượng kim loại nặng lớn hơn 10.000 mg/kg được xếp vào nhóm thực vật siêu hấp
thu.
Cho đến nay có khoảng 450 lồi thực vật hạt kín được phát hiện là thực vật siêu
hấp thu kim loại nặng (As, Cd, Co, Cu, Mn, Ni, Pb, Sb, Se, Ti, Zn) chiếm 0,2% số loài
thực vật đã được biết. Tuy nhiên, những báo cáo mới về các loài thực vật siêu hấp thu
vẫn cịn đang tiếp tục được cơng bố, vì rất có thể cịn nhiều lồi thực vật khác trong tự
nhiên có khả năng siêu hấp thu nhưng chưa được phát hiện [28]. Nhiều cơng bố cho
thấy các lồi thực vật siêu hấp thu kim loại nặng là những loài tăng trưởng chậm và có
sinh khối thấp (bảng 1.5).
Ngồi ra, có một số lồi thực vật cho sinh khối nhanhcũng có khả năng hấp thu
một lượng lớn kim loại nặng trong môi trường ơ nhiễm, có thể sử dụng để xử lý KLN
(bảng 1.6).
Mức độ siêu hấp thu một hoặc nhiều kim loại có thể khác biệt rất lớn ở các lồi
khác nhau, ở các quần thể khác nhau, và các kiểu hình thái khác nhau trong cùng một
lồi. Cơ sở đánh giá khả năng siêu hấp thu KLN của một loài thực vật dựa vào 3 đặc
điểm cơ bản sau: (i) thực vật có khả năng hấp thu được một lượng lớn KLN từ đất; (ii)
thực vật có khả năng vận chuyển các KLN từ rễ lên thân một cách hiệu quả và nhanh
chóng; (iii) thực vật có khả năng tích lũy một lượng lớn KLN trong lõi và các bộ phận
chết của cây.