Đề tài Đánh giá rủi ro của kim loại nặng trong trầm tích tại hệ thống sông rạch Thành phố Hồ Chí Minh và đề xuất giải pháp
0
ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HỒ CHÍ MINH
ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
KHOA MÔI TRƯỜNG
Đề Tài:
ĐÁNH GIÁ RỦI RO CỦA KIM LOẠI NẶNG TRONG
TRẦM TÍCH TẠI HỆ THỐNG SÔNG RẠCH
Tp.HỒ CHÍ MINH VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP
GVHD: TS. Lê Thị Hồng Trân
Th.S Trần Thị Hồng Hạnh
Thực hiện: Nhóm Green_pro
1
Tp Hồ Chí Minh, tháng 12 năm 2010
ĐÁNH GIÁ RỦI RO CỦA KIM LOẠI NẶNG
TẠI HỆ THỐNG SÔNG RẠCH Tp.HỒ CHÍ MINH VÀ
ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP
1. Đặt vấn đề.
Nước rất cần thiết cho hoạt động sống của con người cũng như các sinh vật. Nước chiếm
74% trọng lượng trẻ sơ sinh, 55% đến 60% cơ thể nam trưởng thành, 50% cơ thể nữ trưởng
thành. Nước cần thiết cho sự tăng trưởng và duy trì cơ thể bởi nó liên quan đến nhiều quá trình
sinh hoạt quan trọng. Muốn tiêu hóa, hấp thu sử dụng tốt lương thực, thực phẩm ... đều cần có
nước.
Do đó, vai trò cung cấp nước của hệ thống sông rạch cho các hoạt động sống của người
dân thành phố, các hoạt động sản xuất vô cùng quan trọng đối với sự phát triển của Thành phố
Hồ Chí Minh. Tuy nhiên, chất lượng nước hiện đang vấn đề báo động, nguồn nước bị ô nhiễm
nặng nề bởi quá trình nhận một lượng lớn các nguồn nước thải và chất thải từ đô thị và khu công
nghiệp, các cơ sở công nghiệp không tập trung. Mặc dù thành phố đã có sự quan tâm đến vấn đề
bảo vệ và quản lý môi trường, nhưng sự phát triển kinh tế xã hội và đô thị hóa mạnh mẽ đã làm
cho chất lượng nguồn tài nguyên nước mặt ngày càng suy giảm.
Nguyên nhân là do các con sông không có khả năng làm sạch khối lượng quá lớn các
chất thải sinh hoạt và công nghiệp. Thành phố hiện vẫn chưa có hệ thống xử lý chất thải sinh
hoạt, chất thải sinh hoạt chủ yếu qua bể tự hoại vào hệ thống thu gom của thành phố rồi xả ra
nguồn nước. Hệ thống sông rạch còn phải nhận lượng chất thải từ các khu công nghiệp chưa có
hệ thống xử lý nước thải riêng biệt hoặc có nhưng hoạt động không hiệu quả.
Một trong những vấn đề ô nhiễm đáng chú ý là tình trạng nhiễm kim loại nặng trong
nguồn nước mặt tại Thành phố. Ô nhiễm kim loại nặng (KLN) trong hệ sinh thái là vấn đề đáng
quan tâm, một vài KLN ở dạng vết có thể trở nên nguy hiểm thông qua con đường tích lũy sinh
học. KLN trong môi trường nước có thể tích lũy trong các chuỗi thức ăn và phá hủy hệ sinh thái
cũng như gây nguy hiểm đối với sức khỏe con người. Trong đề tài này nhóm chúng em nghiên
cứu những rủi ro từ 4 kim loại nặng: Pb, Hg, Cr, Cd. Đây là những kim loại nặng thường có
trong nước thải công nghiệp, chúng có độc tính cao đối với con người và các động vật khác
thông qua con đường tích lũy sinh học.
2. Mục tiêu nghiên cứu.
2
Đánh giá thực trạng ô nhiễm kim loại nặng chứa trong trầm tích tại hệ thống sông rạch Thành
phố Hồ Chí Minh và đánh giá những rủi ro của chúng.
Đưa ra kiến nghị, giải pháp làm giảm kim loại nặng trong nước.
3. Nội dung và phương pháp nghiên cứu.
3.1. Nội dung nghiên cứu
3.1.1. Nghiên cứu tổng quan về vấn đề ô nhiễm kim loại nặng trong nước.
Kim loại nặng là khái niệm để chỉ các kim loại có nguyên tử lượng cao và thường có độc
tính đối với sự sống. Kim loại nặng thường liên quan đến vấn đề ô nhiễm môi trường. Nguồn
gốc phát thải của kim loại nặng có thể là tự nhiên (như asen-As), hoặc từ hoạt động của con
người, chủ yếu là từ công nghiệp (các chất thải công nghiệp) và từ nông nghiệp, hàng hải (các
chế phẩm phục vụ nông nghiệp, hàng hải...).
Bảng 1: Tiêu chuẩn bộ y tế về giới hạn kim loại nặng trong nước
3
Một số chất tẩy rửa gia dụng có chứa các tác nhân tạo phức mạnh (như EDTA, NTA) khi
thải ra cũng góp phần làm tăng khả năng phát tán của kim loại nặng.Các kim loại nặng có mặt
trong nước, đất qua nhiều giai đoạn khác nhau trước sau cũng đi vào chuỗi thức ăn của con
người. Chẳng hạn các vi sinh vật có thể chuyển thuỷ ngân (Hg) thành hợp chất metyl thủy ngân
(CH3)2Hg, sau đó qua động vật phù du, tôm, cá...mà thuỷ ngân đi vào thức ăn của con người.
Sự kiện ngộ độc hàng loạt ở Vịnh Manimata (Nhật Bản) năm 1953 là một minh chứng rất rõ về
quá trình nhiễm thủy ngân từ công nghiệp vào thức ăn của con người. Khi đã nhiễm vào cơ thể,
kim loại nặng (ví dụ thuỷ ngân) có thể tích tụ lại trong các mô. Đồng thời với quá trình đó cơ
thể lại đào thải dần kim loại nặng. Nhưng các nghiên cứu cho thấy tốc độ tích tụ kim loại nặng
thường nhanh hơn tốc độ đào thải rất nhiều. Thời gian để đào thải được một nửa lượng kim loại
nặng khỏi cơ thể được xác định bằng khái niệm chu kỳ bán thải sinh học (biologocal half - life),
tức là qua thời gian đó nồng độ kim loại nặng chỉ còn một nửa so với trước đó, ví dụ với thuỷ
ngân chu kỳ này vào khoảng 80 ngày, với cadimi là hơn 10 năm. Điều này cho thấy cadimi tồn
tại rất lâu trong cơ thể nếu bị nhiễm phải.
4
Sự kiện bị ngộ độc cadimi trên thế giới là sự kiện cũng xảy ra ở Nhật Bản với bệnh Itai -
Itai nổi tiếng có liên quan đến ô nhiễm nguồn nước bởi cadimi. Cadimi, do có số phối tử là 4, dễ
dàng tạo ra các tương tác với protein và chuyển vào gan, thận. Tuy nhiên cadimi lại ít đi vào hệ
thần kinh vì nguyên tố này khó tạo thành các hợp chất hữu cơ ái lipit ( lipophillic ),là những
chất dễ đi vào hệ thần kinh. Trong khi đó, thuỷ ngân và chì lại dễ đi vào hệ thần kinh do tạo
thành các hợp chất alkyl ái lipit. Các kim loại nặng như chì, cadimi có thể tập trung trong
5
xương,ức chế emzyaxit 5-amino-levulin và gây bệnh thiếu máu.Tóm lại cơ chế nhiễm độc của
các kim loại nặng rất đa dạng và phức tạp và hiện nay vẫn đang được tiếp tục nghiên cứu cả về
lĩnh vực bệnh học và điều trị.
3.1.2. Nghiên cứu tổng quan các phương pháp luận rủi ro nói chung và rủi ro môi trường
nói riêng.
Các khái niệm cơ bản về đánh giá rủi ro môi trường:
* Mối nguy hại(Hazazd):
Mối nguy hại được định nghĩa là những trường hợp, khả năng mà trong những tình
huống cụ thể có thể dẫn tới nguy hiểm.
* Rủi ro(Risk):
Rủi ro là sự kết hợp của xác suất hay tần suất của sự xuất hiên một mối nguy hại xác định
nào đó và tầm quan trọng của những hậu quả từ sự xuất hiện đó.
* Phân tích rủi ro(Risk Analysis):
Phân tích rủi ro là sự sử dụng có hệ thống những thông tin có sẵn để xác định các mối
nguy hại và để ước lượng rủi ro đối với cá nhân, quần thể, tài sản, hoặc môi trường. Phân tích
rủi ro việc xác định các sự cố không mong muốn, các nguyên nhân và hậu quả của các sự cố đó.
* Đánh giá rủi ro(Risk Assessment):
Đánh giá rủi ro là tiến trình thông qua đó, các kết quả của phân tích rủi ro được sử dụng
cho việc ra quyết định hoặc thông qua xếp hạng tương đối của các chiến lược giảm thiểu rui ro
hay thông qua so sánh với các mục tiêu rủi ro.
* Đánh giá rủi ro môi trường(Environmental Risk Assessment):
Đánh giá rủi ro môi trường (ERA) là đưa ra các chi tiết về các hoạt động có hại tiềm tàng
của các chất hay hoạt động lên cn người và môi trường.
3.1.2.1. Phân loại:
Về tổng quan, khoa học đánh giá rủi ro môi trường được chia thành: Đánh giá rủi ro công
nghiệp (Industrial Risk Assessment), Đánh giá rủi ro sức khỏe(Health Risk Assessment) và đánh
giá rủi ro sinh thái (Ecological Risk Assessment).
3.1.2.2. Đánh giá rủi ro sức khỏe (HRA):
HRA là tiến trình sử dụng các thông tin thực tế để xác định sự phơi nhiễm của các cá thể
hay quần thể đối với vật liệu nguy hại hay hoàn cảnh nguy hại. Đánh giá rủi ro sức khỏe có 3
nhóm chính:
6
- Rủi ro do các nguồn vật lý (được quan tâm nhiều nhất là những rủi ro về bức xạ từ các nhà
máy hạt nhân hoặc trung tâm nghiên cứu hạt nhân).
- Rủi ro do hóa chất
- Rủi ro sinh học (Đánh giá rủi ro đối với lĩnh vực an toàn thực phẩm hoặc đánh giá rủi ro
đối với những sinh vật biến đổi gen)
a) Đánh giá rủi ro sinh thái (EcoRA):
Về cơ bản đánh giá rủi ro sinh thái (EcoRA) được phát triển từ đánh giá rủi ro sức khỏe
(HRA).HAR được quan tâm đến những cá nhân, cùng với tình trạng bệnh tật và số người tử
vong. Trong khi đó, EcoRA lại chú trọng đến quần thể, và những ảnh hưởng của các chất lên tỷ
lệ tử vong và khả năng sinh sản. EcoRA đánh giá trên diện rộng, trên rất nhiều sinh vật.
Đánh giá rủi ro sinh thái có 3 nhóm:
-
-
-
Đánh giá rủi ro sinh thái do hóa chất.
Đánh giá rủi ro sinh thái đối với các hóa chất bảo vệ thực vật.
Đánh giá rủi ro sinh thái đối với sinh vật biến đổi gen.
b) Đánh giá rủi ro công nghiệp(IRA)
Có các nội dung:
- Đánh giá rủi ro đối với các địa điểm đặc biệt có sự phát thải không theo quy trình .
- Đánh giá rủi ro đối với các địa điểm đặc biệt có sự phát thải theo quy trình.
- Đánh giá rủi ro trong giao thông.
- Đánh giá rủi ro trong việc lập kế hoạch tài chính.
- Đánh giá rủi ro sản phẩm và đánh giá chu trình sản phẩm.
- Đưa ra các số liệu về giảm thiểu rủi ro.
3.1.2.3. Quy trình đánh giá rủi ro môi trường:
Đối với cả 3 phương pháp HRA, EcoRA, IRA nhìn chung khi đánh giá thường áp dụng
chung 1 phương pháp luận. Trong phạm vi đề tài này chỉ đánh giá rủi ro sức khỏe và đánh giá
rủi ro sinh thái. Có nhiều kiểu quy trình đánh giá rủi ro môi trường, các nước khác nhau có
những phường pháp khác nhau. Các quy trình khác nhau có những nét khác nhau, nhưng nhìn
chung có những bước tiến trình thể hiện trong hình sau đây
7
Hình 1 : Quy trình đánh giá rủi ro
3.1.3. Đánh giá rủi ro môi trường kim loại nặng trong trầm tích tại hệ thống sông rạch
Tp. HCM gây ra con người và môi trường xung quanh.
Quy trình đánh giá rủi ro môi trường gồm 4 bước. Kết quả của đánh giá rủi ro môi trường
sẽ cung cấp cơ sở cho việc xây dựng định hướng và kế hoạch quản lý rủi ro. Để có căn cứ áp
dụng vào trường hợp bãi rác Đa Phước, trong chương này trình bày các khái niệm, nguyên lý,
phương pháp thực hiện các bước trong quá trình đánh giá rủi ro môi trường:
Xác định mối nguy hại (Hazard identification)
Đánh giá liều-phản ứng ( Dose- response assessment)
Đánh giá phơi nhiễm (exposure assessment)
Mô tả đặc trưng rủi ro (risk characterization)
Quản lý rủi ro môi trường ( environmental risk management)
Xác định mối nguy hại
Các khái niệm cơ bản trong xác định mối nguy hại
Mối nguy hại (hazard ): Mối nguy hại được định nghĩa là những trường hợp, khả năng
mà trong những tình huống cụ thể có thể dẫn tới nguy hiểm.
8
Các mối nguy hại có thể phân theo lĩnh vực:
- Các nguy hại vật lý: trọng lực ( vật rơi), phóng xạ, tiếng ồn, chấn động….
- Các nguy hại hóa học: độc chất, cháy, nổ, ô nhiễm…
- Các nguy hại sinh học: động vật, thực vật, vi sinh…
- Các hiện tượng tự nhiên: thời tiết ( băng tuyết, sương mù,…), nhiệt độ, nước…
Xác định mối nguy hại (hazard identification)
Xác định mối nguy hại là phân tích khoa học nhằm xác định xem có mối quan hệ nhận
quả nào hiện hữu giữa một chất ô nhiễm và các tác động xấu nào đó hay không.
Mục đích của xác định mối nguy hại
Mục đích là tìm kiếm các thông tin liên quan có được từ thí nghiệm trong phòng thí
nghiệm, nghiên cứu dịch tễ học, phân tích tại hiện trường, nhằm diễn đạt sự hiện diện các mối
nguy hại đối với sức khỏe con người trong môi trường.
Nội dung xác định mối nguy hại
Bước 1: Lựa chọn tác nhân- Hóa chất
Bước 2: Mô tả đặc trưng tác nhân- Hóa chất
Bước 3: Mô tả địa điểm
Các phương pháp xác định mối nguy hại
- Danh mục kiểm tra ( checklist)
- Não công (brainstorming)
- Các phương pháp liến quan đến phân tích hệ thống sản xuất, bao gồm:
- Phân tích nguy hại sơ bộ (PHA)
- Xác định mối nguy hại (HAZID)
- Phân hạng rủi ro nhanh chóng (RRR)
- Phân tích khẩn cấp và các tác động của các kiểu hỏng hóc (FMECA)
- Phân tích các kiểu hỏng hóc và tác động ( FMEA)
- Phân tích điều hành và nguy hại (HAZOP)
- Dữ liệu thống kê , cơ sở dữ liệu ( experience data,- data bases)
- Phương pháp phân tích cây sự kiện (ETA)
- Phương pháp phân tích cây sai lầm (FTA)
Đánh giá liều lượng - phản ứng
Các khái niệm liên quan đến đánh giá liều lượng- phản ứng
9
- Liều lượng ( Dose): Liều lượng là một lượng hóa chất đi vào bên trong cơ thể. Liều
lượng được đo bằng mg hóa chất trên mỗi kh trọng lượng cơ thể. Hay nói cách khác, liều lượng
là lượng phơi nhiễm của một tác nhân
- Phản ứng (Response) : sự phản ứng với nồng độ
- Đánh giá liều lượng – phản ứng : Là đánh giá quan hệ giữa mức phơi nhiễm và phạm vị
tổn thương. Đánh giá sẽ tập trung vào các tác động, hóa chất gây ung thư (carcinogen ) và
không gây ung thư (noncarcinogen). Tùy theo liều mà các phản ứng có thể thay đổi từ chết đến
khối u, sưng da, tác động đến hơi thở, thay đổi di truyền đến vấn đề phát triển bào thai.
Đánh giá liều lượng – phản ứng thường được gọi là đánh giá độ độc.
Đánh giá liều lượng_ phản ứng thường được diễn tả bằng đường liều lượng _ phản ứng.
Để vẽ được đường này thì cần sự nghiên cứu trên động vật.
Khi thực hiện đánh giá liều lượng- phản ứng, giả thiết phản ứng của quần thể tuân theo luật
thống kê Gauss ( phân bô bình thường). Đánh giá liều lượng- phản ứng có khả năng phát hiện
rủi ro trong khoảng 1%.
Đánh giá phơi nhiễm
Các khái niệm liên quan đến đánh giá phơi nhiễm:
Phơi nhiễm(Exposure): Phơi nhiễm là tiếp cận với mối nguy hại – là sự hiện hữu của 1
chất độ nào đó trong môi trường. Nói cách khác, phơi nhiễm còn là sự tiếp cận của các tác nhân
sinh học, vật lý, hóa học với biên ngoài (bề mặt cơ thể) của một sinh vật trong một thời gian xác
định. Phơi nhiễm được định lượng như là môi trường của tác nhân trong môi giới tiếp cận
(đất,nước,không khí),được tích hợp trong suốt thời gian kéo dài của sự tiếp cận.
Tuyến tiếp xúc/tuyến phơi nhiễm (Exposure Route): Tuyến tiếp xúc là cách thức mà hóa
chất hoặc chất ô nhiễm đi vào cơ thể sinh vật sau khi tiếp xúc/phơi nhiễm (bằng đường ăn
uống,da,hít thở).
Có 3 tuyến tiếp xúc :
Đường ăn uống (ingestion),hít thở (inhalation),hấp thụ qua da (absorption).
Đường truyền/dường dẫn phơi nhiễm (pathway): Đường truyền phơi nhiễm là con đường
di chuyển từ nguồn đến vật nhận (receptor).
10
Môi giới môi trường: Môi giới môi trường là các phương tiện truyền dẫn ô nhiễm như
không khí,đất nước.
Đánh giá phơi nhiễm (Exposure Assessment): Đánh giá phơi nhiễm là tiến trình xác định
quần thể bị phơi nhiễm,xác định các tuyến phơi nhiễm tiềm tang và đo hay ước lượng độ lớn
(cường độ), độ kéo dài và tần suất của phơi nhiễm.
Quá trình đánh giá phơi nhiễm có thề phức tap vì sự hỗn hợp, pha lẫn của hóa chất và
phương tiện phơi nhiễm.
Đánh giá phơi nhiễm gồm;
Xác định nguồn
Nồng độ trong môi trường
Sự phơi nhiễm
Liều lượng
Sự không chắc chắn.
11
Hình 2 : Phương pháp luận đánh giá phơi nhiễm
CÁC BƢỚC TRONG DÁNH GIÁ PHƠI NHIỄM:
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
Xác định vật tiếp nhận
Xác định các dường dẫn quan trọng
Ước lượng phơi niễm bởi tuyến tiếp xúc (Intake)
Xác định các yếu tố phơi nhiễm
Tính toán sự hấp thụ hóa chất
Đánh giá so sánh liều lượng và liều quy định
Ước lượng tần suất và độ kéo dài
Xác định ranh giới vùng (xung quanh khu vực quần thể)
Diễn đạt không gian của cửa sổ ô nhiễm (bản đồ)
12
10.
11.
Đánh giá phơi nhiễm cho các cấp độ ô nhiễm khác
Tính toán tổng lượng phơi nhiễm.Tính toán các liều tổng cộng
Mô tả đặc trưng rủi ro
Mô tả đặc trưng rủi ro là bước cuối cùng trong quy trình đánh giá rủi ro.Ở bước này sẽ kết hợp
kết quả của các bước xác định nguy hại,đánh giá phơi nhiễm và đánh giá liều lượng- phản ứng
nhằm ước lượng xác suất của một nguy hại xác định đối với cá nhân hay quần thể bị phơi
nhiễm.
Mô tả đặc trưng rủi ro sẽ cung cấp cơ sờ cho truyền thong rủi ro đến những người liên
quan,xác định khả năng chấp nhận rủi ro và đánh giá các chiến lược quản lý rủi ro.
Có thể xác định :
Rủi ro = nguy hại * phơi nhiễm
Rủi ro gây ung thư (rủi ro có ngưỡng)
Đối với các chất gây ung thư,ta có cách tính rui ro do các chất gây ung thư là:
ILCR = CDI*CSF
Trong đó:
ILCR (Incremental lifetime cancer risk) (không đơn vị): Xác suất của một người phát
triển ung thư suốt đời sống (70 năm).
CDI(Chronic Daily Intake): liều tiếp nhận hàng ngày mãn tính của chất ô nhiễm
trung bình suốt 70 năm (đơn vị là : mg/kg - ngày).
CSF (Carcinogenic Slope Factor): hệ số dốc chất sinh ung thư (đơn vị là : (mg/kg –
ngày)-1).
ILCR cho cá nhân sẽ là tổng các rủi ro của các hóa chất xác định đi qua tất cả các
đường truyền.
Rủi ro không gây ung thư (rủi ro không có ngưỡng):
Đối với các chất không gây ung thư, khi tính rủi ro không ngưỡng cần phải tính:
Đối với một chất, ta có tỷ số nguy hại:
HQ = CDI / RfD
Trong đó:
HQ(Hazard quotient) tỉ số nguy hại
HQ ≤ 1 : không có hoặc có ít rủi ro.
13
HQ > 1 : có rủi ro.
CDI (chronic daily intake) : liều tiếp nhận hàng ngày mãn tính của chất ô nhiễm trung bình
suốt 70 năm (đơn vị là : mg/kg – ngày).
RfD : liều tham chiếu
CDI và RfD được diễn đạt trong cùng đơn vị và dựa trên cùng thời kỳ phơi nhiễm.
Quản lý rủi ro môi trường
Quản lý rủi ro là sự áp dụng có hệ thống các chính sách quản lý, các quy trình và kinh
nghiệm thực tế cho các nhiệm vụ phân tích,đánh giá và kiểm soát rủi ro.
Bước quản lý rủi ro cung cấp một cơ sở hiệu quả cho các quyết định liện quan đến rủi
ro.Quản lý rủi ro là tiến trình giảm thiểu hay loại trừ các mối nguy hại hay tối thiểu là các thiệt
hại mà chúng gây ra. Tiến trình đánh giá rủi ro và nhận thức rủi ro là cơ sở cho bước quản lý rủi
ro.
3.1.4.
Đề xuất định hướng kế hoạch giảm thiểu và quản lý rủi ro gây ra ô nhiễm
kim loại nặng
3.2. Phương pháp nghiên cứu
Phương pháp thu thập thông tin
Phương pháp điều tra thu thập số liệu.
hương pháp danh mục kiểm tra và phương pháp cây sự kiện.
Trong môi trường nước, chỉ có một phần nhỏ các kim loại nặng tồn tại trong pha
hòa tan (dạng ion). Các nghiên cứu về ô nhiễm kim loại nặng trong các lưu vực sông trên thế
giới đã cho thấy hàm lượng của pha không hòa tan (tức là hàm lượng các chất ô nhiễm này trong
trầm tích và ở dạng keo) thường rất cao so với pha hòa tan ( >100.000 lần tại sông Elbe (CHLB
Đức) và 1.000 - 10.000 lần (sông Schuylkill)).
Nguyên nhân là do hầu hết các kim loại nặng như Cr, Cd, Hg, Pb đều tồn tại chủ yếu ở
dạng liên kết với các hạt keo (0,45 m) hoặc tích lũy trong môi trường trầm tích (chiếm từ 50-
90% tổng hàm lượng kim loại). Tương tự, hầu hết các kim loại được xếp trong danh sách các
chất có nguy cơ ô nhiễm của Cục bảo vệ môi trường Mỹ (US-EPA) đều ở dạng bền vững và có
xu thế tích tụ trong trầm tích (các trầm tích đáy và dạng keo) hoặc trong các thủy sinh vật. Do
đó, nếu chỉ dựa trên các kết quả phân tích mẫu nước sẽ không phản ánh đầy đủ mức độ ô nhiễm
kim loại nặng của một nguồn nước. vì vậy, phạm vi nghiên cứu của nhóm tập trung vào các mẫu
trầm tích bề mặt (0-30 cm).
4. Nghiên cứu rủi ro ô nhiễm kim loại nặng trong trầm tích của hệ thống sông rạch
TP.HCM.
4.1. Đối tượng nghiên cứu:
Nhóm tập trung nghiên cứu 4 nhóm kim loại nặng chính: Pb, Hg, Cr, Cd.
Chì (Pb):
14
Chì có trong nước thải của các cơ sở sản xuất pin, acqui, luyệnkim, hóa dầu. Hoặc đưa vào
môi trường nước từ nguồn không khí bị ônhiễm do khí thải giao thông. Chì có khả năng tích lũy
trong cơ thể, gây độc thần kinh, gây chết nếu bị nhiễm độc nặng. Chì cũng rất độc đối với động
vật thủy sinh.
Trẻ em có nhiều nguy cơ bị nhiễm độc chì, gây thiệt hại cho máu thần kinh, các rối loạn não
ở trẻ em. Trong trường hợp tiếp xúc lâu dài để dẫn hoặc muối của nó, thận và đau bụng giống
như đau bụng có thể xảy ra. Thận và não có thể trải qua thiệt hại nghiêm trọng, trong trường
hợp tiếp xúc liên tục để cấp cao của lãnh đạo và nó cũng có thể gây tử vong, sẩy thai. Trong
ngắn hạn, dẫn đến có hoặc có thể có một ảnh hưởng trên hệ thống của hầu hết các cơ quan của
cơ thể. Mức độ thấp khi tiếp xúc với yếu tố này có thể làm giảm khả năng nhận thức của trẻ em.
Thủy ngân (Hg):
Thủy ngân là kim loại được sử dụng trong nông nghiệp (thuốc chống nấm) và trong công nghiệp
(làm điện cực). Trong tự nhiên, thủy ngân được đưa vào môi trường từ nguồn khí núi lửa. Ở các
vùng có mỏ thủy ngân, nồng độ thủy ngân trong nước khá cao. Nhiều loại nước thải công
nghiệp có chứa thủy ngân ở dạng muối vô cơ của Hg(I), Hg(II) hoặc các hợp chất hữu cơ chứa
thủy ngân.
Tiếp xúc với thủy ngân mãn tính methyl ảnh hưởng đến hệ thống thần kinh trung ương
(CNS) và các triệu chứng có thể bao gồm: khó chịu, mất trí nhớ, thay đổi hành vi, mờ mắt, suy
giảm trí nhớ, chậm phát triển,
Cadmium(Cd)
Sử dụng trong công nghiệp mạ điện, hàn, pin NiCd, và để kiểm soát phản ứng phân hạch
nguyên tử. Cadmium hợp chất được sử dụng cho các chất lân quang màu đen và trắng truyền
hình và trong các chất lân quang màu xanh lá cây và màu xanh cho các ống truyền hình màu.
Muối Cadmium có ứng dụng rộng rãi. Cadmi sulfua được sử dụng như là một sắc tố màu vàng.
Cadmium và các hợp chất của nó là độc hại.
Hít phải bụi mịn và khói có thể gây viêm phổi và có thể tử vong. Cadmium cũng là một
mối nguy hiểm môi trường tiềm năng. Con người tiếp xúc với cadmium môi trường chủ yếu là
kết quả của quá trình đốt cháy nhiên liệu hóa thạch, phân bón phốt phát, các nguồn tự nhiên, sắt
và sản xuất thép, sản xuất xi măng và các hoạt động liên quan, sản xuất kim loại màu, và chất
thải rắn đô thị thiêu đốt gây độc tính trong thực phẩm bị ô nhiễm và nước gây bất thường về
nữ độc quyền với chất sắt thấp và các cửa hàng khoáng sản khác của cơ thể.
Crom (Cr)
Thường được sử dụng trong ngành luyện kim, làm thuốc nhuộm và sơn, làm chất chống
ăn mòn trong các thiết bị giếng khoan, cromit được dùng để nung gạch, ngói.
Crom kim loại và các hợp chất crom (III) thông thường không được coi là nguy hiểm cho sức
vong của các hợp chất crom (VI) độc hại là khoảng nửa thìa trà vật liệu đó. Phần lớn các hợp
chất crom (VI) gây kích thích mắt, da và màng nhầy. Phơi nhiễm kinh niên trước các hợp chất
crom (VI) có thể gây ra tổn thương mắt vĩnh viễn, nếu không được xử lý đúng cách. Crom (VI)
15
được công nhận là tác nhân gây ung thư ở người.
4.2. Phạm vi nghiên cứu
Lựa chọn 33 vị trí lấy mẫu đại diện cho hệ thống sông rạch trên địa bàn thành phố bao
gồm sông Sài Gòn, sông Nhà Bè và 5 kênh rạch chi lưu (Nhiêu Lộc-Thị Nghè, Tàu Hũ-Bến
Nghé, Tân Hóa-Lò Gốm, Đôi-Tẻ và Tham Lương-Bến Cát).
Các kết quả nghiên cứu trước đây đã cho thấy sự tích lũy kim loại nặng trong trầm tích
phụ thuộc vào thành phần cỡ hạt và phần cỡ hạt bột và sét (< 63µm) là phần tập trung các kim
loại nặng. Do đó, để giảm khối lượng mẫu nghiên cứu, chỉ tập trung vào phần cỡ hạt này.
Hình 3: Sơ đồ vị trí lấy mẫu trện hệ thống kênh rạch tại Tp.Hồ Chí Minh
Các thông số địa hóa môi trường đặc trưng (pH, Eh, Ec, DO, TDS và nhiệt độ) cho từng
16
vị trí khảo sát được đo trực tiếp tại hiện trường để đánh giá vai trò của các yếu tố này đến sự tích
lũy của kim loại nặng trong trầm tích.
Các mẫu được tách ra phần cỡ hạt 63µm bằng phương pháp rây ướt. Sau đó, phần mẫu
này được sấy khô tự nhiên. Để phân tích tổng hàm lượng kim loại, khoảng 5g mẫu được ngâm
trong hỗn hợp axit 15 ml HCl và 5 ml HNO3 đậm đặc trong bình cầu với thời gian khoảng 10-
12 giờ. Sau đó, dung dịch được đun nóng ở nhiệt độ 80 C trong 2h.
Hàm lượng các kim loại nặng được xác định bằng máy hấp thu nguyên tử ngọn lửa (AAS),
model Analyst - 300 PERKIN ELMER - USA tại Phòng thí nghiệm chất lượng môi trường của
Viện Môi trường và Tài nguyên. Hàm lượng các nguyên tố chính như Fe, Al, Mn, Si, … được
xác định bằng phương pháp hóa (TCN 01/PTH/94) & HTNT (TCN 09 II HTNT/94) tại Trung
tâm Phân tích Thí Nghiệm Địa chất thuộc Cục Địa Chất Khoáng Sản Việt Nam.
Các chỉ tiêu phân tích khác bao gồm: thành phần độ hạt, thành phần khoáng vật và hàm
lượng vật chất hữu cơ đã được tiến hành tại các phòng thí nghiệm có uy tín với độ tin cậy. Các
số liệu phân tích được tổng hợp và xử lý thống kê bằng phần mềm Excel và Statistica.
4.3. Đánh gía rủi ro kim loại nặng trong trầm tích tại hệ thống sông rạch Thành phố Hồ
Chí minh.
4.3.1. Nhận diện mối nguy hại.
Sau đây là những nguồn chứa kim loại nặng thường gặp trong môi trường, nguyên nhân
và cơ chế phát tán vào nguồn nước
Nguyên nhân và cơ chế phát tán
Nguồn chứa kim loại nặng
Nước thải chưa được xử lí, hoặc hệ thống xử
Nước thải từ khu công nghiệp
lí kém, còn chứa đựng nhiều kim loại thải trực
tiếp ra sông rạch
Nước mưa chảy tràn ra sông, cuốn theo nhiều
kim loại nặng
Khuếch tán từ không khí xuống, đặc biệt là tại
khu vực khai thác khoáng sản
Bị nhiễm kim loại nặng, kéo theo nguồn nước
cũng bị ô nhiễm do bị rò rỉ, thấm qua
Thải bỏ trực tiếp kim loại nặng trên sông rạch
Nước mưa
Không khí
Đất
Sinh hoạt của con người
4.3.2. Đánh giá độc tính(ước lượng mối nguy hại)
Là bước thứ hai trong quá trình đánh giá, ước lượng mối nguy hại đôi khi có tính chất
chủ quan do có sự can thiệp của con người. ĐRM cần phải xét đến ước lượng mối nguy hại,
trong bước này nhiều mô hình được sử dụng để ước lượng cùng với phương pháp đánh giá độc
tính để xác định các chất ô nhiễm. mục đích của việc ước lượng mối nguy hại:
Xem xét hệ thống chung có các thành phần là các vấn đề riêng
Xác định tần suất xuất hiện và mức độ nguy hiểm của các hậu quả
17
Xác định ranh giới của các vấn đề thực tiễn tương ứng về mặt quản lí, công nghệ của dự
án.
Các phương pháp nghiên cứu thường được sử dụng để xác định độc tính trong ĐRM:
Thí nghiệm độc tố trên động vật trong phòng thí nghiệm
Nghiên cứu thí nghiệm trên người
4.3.3. Đánh giá phơi nhiễm.
Đánh giá phơi nhiễm nhằm ước lượng được mức độ trên thực tế hay các nguồn tiếp
nhận tiềm năng đến khả năng phơi nhiễm với chất ô nhiễm môi trường.
4.3.4. Đặc tính của rủi ro.
Đặc tính rủi ro hay mô tả rủi ro là bước cuối cùng trong mô hình và quá trình ước lượng
phạm vi các tác đông bất lợi đến nguồn tiếp nhận tiềm năng dưới điều kiện phơi nhiễm.
Phương pháp được biết đến là phương pháp thương số(the quotient) là phương pháp phổ
biến nhất của mô tả bán định lượng. phương pháp này chủ yếu tính tỉ lệ biểu thị cho nồng độ dự
báo(PEC) được chia bởi một nồng độ dự báo ngưỡng(PNEC). Giá trị nồng độ ngưỡng này có
thể được ước lượng từ các dữ liệu sẵn có trong tài liệu cho những chất tinh khiết, và sử dụng cho
những giá trị đo đạc thí nghiệm.khi thương số (quotient) Q>1, rủi ro được xem là đáng kể, Q
càng lớn thì rủi ro càng lớn và ngược lại. nồng độ ngưỡng trong cơ thể sinh vật, thực tế, được
đại diện một cách tổng quát bởi EC10, hay EC20, hoặc NOEC, được chia bởi một hệ số an toàn,
nếu không có EC10 hoặc NOEC thì EC50 thỉnh thoảng được dùng kèm theo một hệ số an toàn.
5. Kết quả thu được.
Sông/Kênh
Pb(mg/k Hg(mg/kg
Cd(mg/kg) Cr(mg/kg)
rạch
g)
)
Sông Nhà Bè
Min
Max
Trung bình
0.01
0.07
0.04
0.07
0.09
0.08
18.9
32.6
26.6
2.59
28.6
14.5
ISQG
Q
35
0.41
0,15
0.15
0.6
0.13
0,02
Sông Sài Gòn
Min
0.01
0.12
0.06
0.15
0.4
19.5
41.5
28
3.31
63.1
23.8
35
0.03
0.24
0.10
0.6
Max
Trung bình
ISQG
Q
0.02
0.68
0.16
Kênh Đôi Tẻ
Min
5.55
33.9
18
0.04
0.08
0.06
0.15
0.04
0.08
0.06
0.6
24.1
41.5
28.6
0.02
Max
Trung bình
ISQG
35
18
Q
0.51
0.4
0.1
Kênh Nhiêu
Lộc- Thị Nghè
Min
117
19.9
52.3
0.04
0.06
0.05
0.04
2.1
1.35
25.1
85.9
53.2
Max
Trung bình
ISQG
Q
35
1.49
0.15
0.33
0.6
2.25
0.02
Kênh Tàu Hũ-
Bến Nghé
Min
20.8
7.16
12.8
0.04
0.07
0.06
0.03
0.14
0.07
82.6
1800
710
Max
Trung bình
ISQG
Q
35
0.37
0.15
0.4
0.6
0.12
0.02
Kênh Tân Hóa-
Lò Gốm
Min
8.95
30.2
39.15
0.02
0.04
0.03
0.41
2.47
1.44
30.8
2.290
805
Max
Trung bình
ISQG
Q
35
1.1
0.15
0.2
0.6
2.4
0.02
Kênh Tham
Lương-Bến Cát
Min
1.78
29.9
10.4
0.02
0.12
0.06
0.07
0.24
0.14
24.9
35.7
30
Max
Trung bình
ISQG
Q
35
0.3
0.15
0.4
0.6
0.2
0.02
Kết quả phân tích các kim loại nặng cho thấy sự khác biệt khá rõ. Trầm tích sông Sài Gòn
và Nhà Bè có hàm lượng kim loại khá thấp phản ánh sự pha loãng của các chất ô nhiễm. Trong
khi đó. tại các kênh rạch, đặc biệt là Tân Hóa-Lò Gốm, Tàu Hũ-Bến Nghé có sự tăng cao hàm
lượng các kim loại nặng Cr. Vị trí đặc biệt ô nhiễm là tại Tân Hóa- Lò Gốm 3 (Cầu Hậu Giang)
và Tàu Hũ- Bến Nghé 2 (cửa kênh Tàu Hũ-Bến Nghé). Hàm lượng kim loại tại vị trí TH-LG 3
như sau: 16.5 mg/kg, 0.03 mg/kg, 4.31 mg/kg, 805 mg/kg. Đây là nơi tập trung các cơ sở gia
công kim loại.
6. Kiến nghị và giải pháp
Các kết quả nghiên cứu của đề tài cho thấy đã có sự tích lũy đáng kể các kim loại nặng Pd,
Cd, Hg, Cr trong trầm tích sông rạch TP. HCM. Ở một số vị trí các giá trị đo được đã vượt qua
giới hạn cho phép. Mức độ ô nhiễm đặc biệt nghiêm trọng là kênh Tân Hóa-Lò Gốm. Không chỉ
làm ô nhiễm môi trường nước, việc nạo vét và chôn lấp tập trung các bùn nạo vét bị ô nhiễm
cũng sẽ tác động đến môi trường ở các khu vực bãi chôn lấp.
Tuy nhiên, nếu chỉ dựa trên tổng hàm lượng các kim loại nặng trong bùn lắng để đánh giá
các rủi ro môi trường là chưa đủ. Trong giai đoạn tiếp theo, cần đánh giá tính linh động và khả
19
năng tích lũy trong chuỗi sinh thái của các kim loại, tức là % kim loại có thể bị hấp thụ bởi thực
vật và động vật. Đây là các thông tin cơ bản để phục vụ đánh giá khả năng gây ô nhiễm môi
trường của các kim loại nặng, khả năng tái sử dụng của các trầm tích sau khi nạo vét.
Tăng cường biện pháp quản lí, nâng cao, cải tiến công nghệ phòng và chống kim loai nặng
trong nước mặt tại hệ thống sông rạch cả nước nói chung và TPHCM nói riêng.
21 trang
10/10/2024
50
Bạn đang xem tài liệu "Đề tài Đánh giá rủi ro của kim loại nặng trong trầm tích tại hệ thống sông rạch Thành phố Hồ Chí Minh và đề xuất giải pháp", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên.
File đính kèm:
- de_tai_danh_gia_rui_ro_cua_kim_loai_nang_trong_tram_tich_tai.pdf
