Điều tra, đánh giá mức độ ô nhiễm kim loại nặng môi trường nước thuộc lưu vực sông Nhuệ - sông Đáy và đề xuất giải pháp cải thiện nhằm phục vụ nuôi trồng thủy sản cho lưu vực.

- Bùi Trọng Tấn ĐIỀU TRA, ĐÁNH GIÁ MỨC ĐỘ Ô NHIỄM KIM LOẠI NẶNG MÔI TRƯỜNG NƯỚC THUỘC LƯU VỰC SÔNG NHUỆ - SÔNG ĐÁY VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP CẢI THIỆN NHẰM PHỤC VỤ NUÔI TRỒNG THỦY SẢN CHO LƯU VỰC LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT Kỹ thuật Môi trường Hà Nội - Năm 2015 BÙI TRỌNG TẤN CHUYÊN NGÀNH KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG KHÓA 2013B BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI.
- Bùi Trọng Tấn ĐIỀU TRA, ĐÁNH GIÁ MỨC ĐỘ Ô NHIỄM KIM LOẠI NẶNG MÔI TRƯỜNG NƯỚC THUỘC LƯU VỰC SÔNG NHUỆ - SÔNG ĐÁY VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP CẢI THIỆN NHẰM PHỤC VỤ NUÔI TRỒNG THỦY SẢN CHO LƯU VỰC LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT Kỹ thuật Môi trường Hà Nội - Năm 2015 3 MỤC LỤC DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT.
- NGHIÊN CỨU TỔNG QUAN.
- Đặc trƣng một số KLN và ảnh hƣởng của KLN tới môi trƣờng sinh thái.
- Tính chất của các KLN.
- Đặc tính của một số KLN nghiên cứu và ảnh hưởng tới sinh vật.
- Ảnh hƣởng của các yếu tố lý - hóa đến nồng độ KLN trong nƣớc.
- ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU.
- Đối tƣợng nghiên cứu.
- Phƣơng pháp nghiên cứu.
- Địa điểm nghiên cứu.
- 34 CHƢƠNG III: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN.
- Đặc điểm thủy lý, thủy hóa của môi trƣờng nƣớc LVS Nhuệ - Đáy.
- Đặc điểm nồng độ sắt và cacbon hữu cơ tổng số (TOC.
- Đánh giá ô nhiễm KLN trong nƣớc LVS Nhuệ - Đáy.
- Mối liên hệ giữa các yếu tố lý - hóa với hàm lƣợng KLN trong nƣớc.
- Tương quan giữa các yếu tố lý hóa với nồng độ Cu.
- Tương quan giữa các yếu tố lý hóa với nồng độ Zn.
- Tương quan giữa các yếu tố lý hóa với nồng độ Cd.
- Tương quan giữa các yếu tố lý hóa với nồng độ Pb.
- Đề xuất các giải pháp cải thiện môi trƣờng phục vụ cho NTTS trong LVS này.
- 69 5 Trƣớc và trong suốt quá trình thực hiện luận văn, tôi đã tham gia cùng Viện Khoa học Địa chất và Khoáng sản thực hiện Đề tài “Nghiên cứu và đánh giá sự tích tụ sinh học của kim loại nặng trên một số loài cá kinh tế trong lưu vực sông Nhuệ - sông Đáy và sự ảnh hưởng đến nghề nuôi trồng thuỷ sản trong lưu vực sông”, mã số do Quỹ phát triển khoa học và công nghệ quốc gia (NAFOSTED) tài trợ.
- Bùi Trọng Tấn 6 DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT LVS Lƣu vực sông KLN Kim loại nặng NTTS Nuôi trồng thủy sản KHKT Khoa học kỹ thuật NXB Nhà xuất bản TCCP Tiêu chuẩn cho phép QCVN Quy chuẩn Việt Nam 7 DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1.
- Giá trị trung bình của nồng độ Fe và cacbon hữu cơ tổng số tại các khu vực trong các mùa.
- Tƣơng quan bội giữa các yếu tố lý - hóa và nồng độ Cu trong nƣớc.
- Tƣơng quan bội giữa các yếu tố lý – hóa và nồng độ Zn.
- Tƣơng quan bội giữa các yếu tố lý – hóa và nồng độ Cd.
- Tƣơng quan bội giữa các yếu tố lý – hóa và nồng độ Pb.
- Hệ số tƣơng quan giữa các yếu tố lý – hóa và nồng độ các KLN.
- Vùng nghiên cứu và điểm thu mẫu thuộc LVS Nhuệ - Đáy.
- Biến động của nồng độ Cu trong nƣớc sông (mg/l) tại các khu vực qua các mùa trong năm.
- Biến động của nồng độ Zn trong nƣớc sông (mg/l) tại các khu vực qua các mùa trong năm.
- Biến động của nồng độ Cd trong nƣớc sông (mg/l) tại các khu vực qua các mùa trong năm.
- Biến động của nồng độ Pb trong nƣớc sông (mg/l) tại các khu vực qua các mùa trong năm.
- Biến động trung bình năm của nồng độ các KLN trong nƣớc sông (mg/l) theo khu vực.
- Biến động của nồng độ Cu trong nƣớc ao (mg/l) tại các khu vực qua các mùa trong năm.
- Biến động của nồng độ Zn trong nƣớc ao (mg/l) tại các khu vực qua các mùa trong năm.
- Biến động của nồng độ Cd trong nƣớc ao (mg/l) tại các khu vực qua các mùa trong năm.
- Biến động của nồng độ Pb trong nƣớc ao (mg/l) tại các khu vực qua các mùa trong năm.
- Biến động trung bình năm của nồng độ các KLN trong nƣớc ao (mg/l) theo khu vực.
- 49 9 MỞ ĐẦU Thời gian gần đây, cùng với sự phát triển kinh tế - xã hội là hàng loạt các vấn đề về môi trƣờng và sức khỏe của con ngƣời.
- Sự phát triển của các ngành công nghiệp là một trong những vấn đề lớn nhất gây ra ô nhiễm môi trƣờng và biến đổi khí hậu.
- Đó cũng là nguyên nhân trực tiếp của sự ô nhiễm kim loại nặng (KLN) trong nƣớc ở các lƣu vực sông (LVS).
- Trƣớc mức độ ô nhiễm ngày càng nghiêm trọng của LVS, nhiều cơ quan, đơn vị đã nghiên cứu và đánh giá hiện trạng môi trƣờng nói chung và môi trƣờng nƣớc nói riêng trên hệ thống sông Nhuệ - Đáy.
- Vì thế, việc “Điều tra, đánh giá mức độ ô nhiễm kim loại nặng môi trường nước thuộc lưu vực sông Nhuệ - sông Đáy và đề xuất giải pháp cải thiện nhằm phục vụ nuôi trồng thủy sản cho lưu vực” là việc làm cần thiết phục vụ cho công tác bảo vệ môi trƣờng nói chung và cho việc phát triển ngành NTTS bền vững ở LVS nói riêng, qua đó cung cấp nguồn thủy sản sạch, hợp vệ sinh, đảm bảo sức khỏe ngƣời tiêu thụ.
- Theo báo cáo về môi trƣờng Quốc gia năm 2006 của Bộ Tài Nguyên và Môi trƣờng, LVS của 3 hệ thống sông chính gồm: LVS Cầu, LVS Sài Gòn - Đồng Nai và LVS Nhuệ - Đáy đều có mức độ ô nhiễm đáng báo động, đặc biệt là LVS Nhuệ - Đáy.
- Đến năm 2008, Bộ Tài nguyên và Môi trƣờng đã thực hiện nhiều đợt khảo sát, quan trắc nhằm đánh giá hiện trạng môi trƣờng tại các vùng kinh tế trọng điểm: phía Bắc, miền Trung và phía Nam.
- Đối với sông Tô Lịch và sông Nhuệ, hàm lƣợng KLN trong nƣớc mặt nói chung thấp hơn tiêu chuẩn nƣớc mặt của Việt Nam nhƣng lại cao hơn giá trị trung bình của nƣớc ngọt thế giới: sông Nhuệ cao hơn từ 0,42 – 43 lần và sông Tô Lịch cao hơn lần [21].
- Với sự cấp thiết nói trên, đề tài đƣợc nghiên cứu nhằm đánh giá đƣợc mức độ ô nhiễm KLN trong môi trƣờng nƣớc sông Nhuệ - Đáy và các ao nuôi thủy sản lấy nƣớc từ các sông này, từ đó đề xuất các biện pháp cải thiện phục vụ cho NTTS bền vững trong LVS.
- Tác giả tập trung nghiên cứu 4 KLN bao gồm: Cd, Pb, Cu, Zn, trong đó Cd và Pb là những KLN rất độc với sinh vật, còn Cu và Zn là các kim loại thiết yếu nhƣng cũng có thể gây độc đối với cơ thể khi nồng độ vƣợt ngƣỡng cho phép.
- Đây cũng là các KLN đƣợc con ngƣời thải vào môi trƣờng với khối lƣợng lớn.
- Đánh giá hiện trạng ô nhiễm KLN trong nƣớc ở LVS Nhuệ - Đáy.
- Xác định mối quan hệ giữa các yếu tố lý hóa của nƣớc với hàm lƣợng các KLN trong nƣớc.
- Đề xuất đƣợc các biện pháp cải thiện môi trƣờng phục vụ cho NTTS ở LVS.
- Đối tƣợng nghiên cứu của đề tài là hàm lƣợng KLN trong môi trƣờng nƣớc thuộc phạm vi LVS Nhuệ - Đáy trên địa bàn các tỉnh: Hà Nội, Hà Tây (cũ), Hà Nam, Nam Định, Ninh Bình, Hòa Bình.
- NGHIÊN CỨU TỔNG QUAN 1.1.
- Đặc trƣng một số KLN và ảnh hƣởng của KLN tới môi trƣờng sinh thái 1.1.
- 1.Khái niệm chung về KLN KLN là những kim loại có khối lƣợng riêng lớn hơn 5g/cm3.
- Nhiều KLN gây độc hại với môi trƣờng và cơ thể sinh vật khi hàm lƣợng của chúng vƣợt quá tiêu chuẩn cho phép (TCCP) [39].
- Thông thƣờng KLN để chỉ những kim loại hoặc các á kim liên quan đến sự ô nhiễm và độc hại.
- Tuy nhiên, một số trong chúng cũng bao gồm những nguyên tố kim loại cần thiết cho sinh vật ở nồng độ thấp [20].
- KLN có thể đƣợc chia làm 3 loại: các kim loại độc (Hg, Cr, Pb, Zn, Cu, Ni, Cd, Co, Sn.
- những kim loại quý (Pd, Pt, Au, Ag, Ru.
- các kim loại phóng xạ (U, Th, Ra, Am.
- Những kim loại này có mặt trong hầu hết các loại nƣớc thải công nghiệp, đặc biệt là các ngành liên quan tới kim loại nhƣ: công nghiệp mạ, luyện kim, hóa chất, sản xuất pin, cơ khí… [23].
- Đặc tính của một số KLN nghiên cứu và ảnh hưởng tới sinh vật 1.1.3.1.
- Cađimi (Cd) Cd có mặt ở mọi nơi trong lớp vỏ Trái đất, hàm lƣợng trung bình vào khoảng 0,1 mg/kg.
- Cd tồn tại trong nƣớc chủ yếu ở dạng Cd2+ và rất dễ bị thủy phân trong môi trƣờng kiềm.
- Cd và các hợp chất đều rất độc ngay ở nồng độ rất thấp, chúng có thể tích lũy sinh học trong các sinh vật thủy sinh và hệ sinh thái.
- Tại Thụy Điển, một nghiên cứu trên 1021 ngƣời đàn ông và phụ nữ bị nhiễm độc Cd cho kết quả là nhiễm độc kim loại này liên quan đến sự gia tăng nguy cơ gãy xƣơng ở tuổi trên 50 [36].
- Nồng độ Pb trong khí quyển nói chung cao hơn các kim loại khác, phát sinh từ việc đốt xăng pha chì, từ bụi công nghiệp, v.v.
- Trong môi trƣờng nƣớc, Pb tồn tại ở dạng Pb+2, chủ yếu phát sinh từ đƣờng ống và các thiết bị chứa nƣớc [32].
- Ảnh hƣởng của Pb trong nƣớc còn phụ thuộc vào độ cứng của nƣớc.
- Đối với cá, khi độ cứng nhỏ hơn 50 mg CaCO3/l thì hàm lƣợng Pb phải nhỏ hơn 4 mg/L.
- Trong nƣớc lợ và nƣớc mặn thì độ độc của Pb lên sinh vật sẽ giảm so với trong nƣớc ngọt [18].
- Tuy vậy, sự tích tụ Cu tới hàm lƣợng nhất định có thể gây độc cho cơ thể sinh vật.
- Ngƣợc lại, nếu nồng độ Cu quá thấp, cơ thể sẽ phát triển không bình thƣờng, nhất là đối với trẻ em [34].
- thải ra một lƣợng đáng kể Zn đi vào môi trƣờng đất, khoảng tấn mỗi năm từ những chất thải có chứa Zn [43].
- Zn cũng đi vào môi trƣờng từ quá trình phong hóa địa chất.
- Nguồn gây ô nhiễm KLN Trong tự nhiên, các KLN có sẵn trong đất và nƣớc, tuy nhiên hàm lƣợng của chúng tăng cao và gây ô nhiễm đất, nƣớc là do tác động của con ngƣời.
- Việc đốt cháy các nhiên liệu hóa thạch giải phóng khoảng 20 kim loại độc hại vào môi trƣờng nhƣ Pb, Cd, Zn, Ni.
- Pb là kim loại khá phổ biến, dùng làm phụ gia của xăng, trong sản xuất 15 pin, ắcquy, hợp kim hàn, đạn súng hơi, dùng để pha vào sơn, trong sản xuất dƣợc phẩm, gốm sứ, v.v.
- Các loại phân hóa học đƣợc sản xuất từ nguồn nguyên liệu chứa nhiều KLN nên việc sử dụng cũng gây ra ô nhiễm KLN cho môi trƣờng đất và nƣớc.
- Tùy thuộc nguồn gốc của đá Phosphate để sản xuất phân lân mà hàm lƣợng Cd trong phân lân biến động khác nhau [9].
- Bên cạnh các nguồn chất thải nêu trên, KLN còn tồn tại trong nƣớc máy, trong thực phẩm, dầu gội đầu, thuốc nhuộm tóc, mỹ phẩm, kem đánh răng.
- Ảnh hƣởng của các yếu tố lý - hóa đến nồng độ KLN trong nƣớc Độ pH: Ảnh hƣởng trực tiếp tới độ hoà tan của KLN trong nƣớc.
- Khi pH giảm, độ tan của các kim loại tăng, do đó khả năng hoạt động sinh học của chúng cũng tăng.
- Thế ô xi hóa - khử (Eh): Là một chỉ tiêu hoá - lý giản đơn nhất dùng để đánh giá mức độ ô xi hoá - khử của môi trƣờng nƣớc.
- Thế ô xi hóa khử ảnh hƣởng trực tiếp đến dạng tồn tại của các KLN trong nƣớc.
- Nhiệt độ: nhiệt độ của môi trƣờng ảnh hƣởng đến quá trình trao đổi chất ở động vật thông qua việc ảnh hƣởng tới nồng độ hòa tan của ô xi trong nƣớc và các KLN khác.
- Ở nhiệt độ cao, nồng độ bão hòa của ô xi hòa tan trong nƣớc giảm và ngƣợc lại.
- Khi nhiệt độ tăng sẽ làm tăng độ hòa tan cũng nhƣ tính độc của các kim loại hòa tan trong nƣớc [17].
- Đối với động vật không xƣơng sống ở nƣớc mặn, phần lớn độ độc của các kim loại đều tăng theo nhiệt độ của môi trƣờng [25].
- 16 DO: Là tổng ô xi hòa tan trong nƣớc.
- Hàm lƣợng ô xi hòa tan trong nƣớc thƣờng nhỏ hơn 10 mg/l.
- Hàm lƣợng DO trong nƣớc thay đổi theo ngày đêm và theo mùa bắt nguồn từ sự thay đổi của nhiệt độ, sự quang hợp của thực vật thủy sinh và lƣợng các chất thải hữu cơ trong nƣớc.
- DO rất quan trong cho quá trình trao đổi chất của thủy sinh vật và các vi sinh vật phân hủy các chất hữu cơ trong nƣớc.
- TOC: Là tổng số các bon hữu cơ hòa tan trong nƣớc và trong các vật chất lơ lửng.
- Nhìn chung, các bon hữu cơ rất khó bị phân hủy bởi vi sinh vật và hàm lƣợng trong nƣớc của chúng nằm trong khoảng 1-30 mg/l.
- Hàm lƣợng TOC trong nƣớc cao, đồng nghĩa với hàm lƣợng ô xi hòa tan trong nƣớc thấp [17]

Xem thử không khả dụng, vui lòng xem tại trang nguồn
hoặc xem Tóm tắt