Luận văn thạc sĩ nghiên cứu và đánh giá sự tích lũy một số kim loại nặng trong trầm tích hồ trị an

Luận văn thạc sĩ phân tích nghiên cứu và đánh giá sự tích lũy một số kim loại nặng trong trầm tích hồ trị an, đánh giá thực trạng, chỉ ra hạn chế, đề xuất giải pháp khả thi cho

• Tác giả: Nguyễn Thị Vân
• Người hướng dẫn: TS. Vũ Đức Lợi
• Trường học: Đại học Quốc gia Hà Nội
• Chuyên ngành: Hóa Phân tích
• Đề tài: Nghiên Cứu Và Đánh Giá Sự Tích Lũy Một Số Kim Loại Nặng Trong Trầm Tích Hồ Trị An
• Loại tài liệu: luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2012
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• MỞ ĐẦU
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
• 1.1. Trầm tích và sự tích lũy kim loại nặng trong trầm tích

Tóm tắt

I. Tổng quan về đánh giá kim loại nặng trong trầm tích hồ Trị An

Hồ Trị An là một trong những hồ chứa lớn nhất miền Đông Nam Bộ, đóng vai trò quan trọng trong việc cung cấp nước cho sinh hoạt, nông nghiệp và công nghiệp. Tuy nhiên, vấn đề ô nhiễm kim loại nặng trong trầm tích hồ đang ngày càng trở nên nghiêm trọng. Việc đánh giá kim loại nặng trong trầm tích hồ Trị An không chỉ giúp xác định mức độ ô nhiễm mà còn cung cấp thông tin cần thiết cho việc quản lý và bảo vệ môi trường nước.

1.1. Kim loại nặng và tác động của chúng đến môi trường

Kim loại nặng như Cu, Pb, Zn có khả năng tích lũy sinh học cao và gây ra nhiều tác động tiêu cực đến hệ sinh thái. Chúng có thể xâm nhập vào chuỗi thức ăn, ảnh hưởng đến sức khỏe con người và động vật. Việc hiểu rõ về các kim loại nặng này là rất cần thiết để có biện pháp phòng ngừa hiệu quả.

1.2. Tầm quan trọng của trầm tích trong việc đánh giá ô nhiễm

Trầm tích hồ Trị An là nơi lưu giữ các kim loại nặng, do đó việc phân tích trầm tích giúp xác định nguồn gốc và mức độ ô nhiễm. Trầm tích không chỉ phản ánh tình trạng ô nhiễm hiện tại mà còn cung cấp thông tin về lịch sử ô nhiễm trong khu vực.

II. Vấn đề ô nhiễm kim loại nặng trong trầm tích hồ Trị An

Ô nhiễm kim loại nặng trong trầm tích hồ Trị An đang gia tăng do nhiều nguyên nhân khác nhau, bao gồm hoạt động công nghiệp, nông nghiệp và sinh hoạt. Các nghiên cứu cho thấy hàm lượng kim loại nặng trong trầm tích thường cao hơn nhiều so với trong nước, điều này cho thấy sự tích lũy của chúng trong môi trường.

2.1. Nguyên nhân gây ô nhiễm kim loại nặng

Các nguồn ô nhiễm kim loại nặng bao gồm nước thải công nghiệp, nước thải sinh hoạt và hoạt động nông nghiệp. Những nguồn này không chỉ làm tăng hàm lượng kim loại nặng trong trầm tích mà còn ảnh hưởng đến chất lượng nước trong hồ.

2.2. Hệ quả của ô nhiễm kim loại nặng

Ô nhiễm kim loại nặng có thể dẫn đến nhiều hệ quả nghiêm trọng, bao gồm suy giảm chất lượng nước, ảnh hưởng đến sức khỏe cộng đồng và làm tổn hại đến hệ sinh thái. Việc đánh giá mức độ ô nhiễm là cần thiết để có biện pháp khắc phục kịp thời.

III. Phương pháp đánh giá kim loại nặng trong trầm tích hồ Trị An

Để đánh giá kim loại nặng trong trầm tích hồ Trị An, các phương pháp phân tích hiện đại được áp dụng. Phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử (AAS) là một trong những kỹ thuật chính được sử dụng để xác định hàm lượng kim loại nặng trong mẫu trầm tích.

3.1. Phương pháp lấy mẫu trầm tích

Việc lấy mẫu trầm tích được thực hiện theo quy trình chuẩn để đảm bảo tính đại diện và chính xác. Mẫu trầm tích được thu thập từ nhiều vị trí khác nhau trong hồ để phản ánh đúng tình trạng ô nhiễm.

3.2. Phân tích hàm lượng kim loại nặng

Hàm lượng kim loại nặng trong mẫu trầm tích được xác định bằng phương pháp AAS. Kết quả phân tích sẽ cho thấy mức độ ô nhiễm và giúp đánh giá nguy cơ đối với môi trường và sức khỏe con người.

IV. Kết quả nghiên cứu về kim loại nặng trong trầm tích hồ Trị An

Kết quả nghiên cứu cho thấy hàm lượng kim loại nặng trong trầm tích hồ Trị An có sự khác biệt rõ rệt giữa các mẫu trầm tích mới và mẫu nền đất cũ. Điều này cho thấy sự tích lũy của kim loại nặng theo thời gian và ảnh hưởng của các hoạt động con người.

4.1. So sánh hàm lượng kim loại nặng

Hàm lượng kim loại nặng trong mẫu trầm tích mới cao hơn so với mẫu nền đất cũ, cho thấy sự gia tăng ô nhiễm trong thời gian gần đây. Điều này cần được xem xét để có biện pháp quản lý hiệu quả.

4.2. Đánh giá nguy cơ ô nhiễm

Dựa trên các chỉ số và tiêu chuẩn chất lượng trầm tích, nguy cơ ô nhiễm kim loại nặng trong hồ Trị An được đánh giá là ở mức độ cao. Cần có các biện pháp khắc phục kịp thời để bảo vệ môi trường.

V. Kết luận và hướng đi tương lai cho nghiên cứu ô nhiễm kim loại nặng

Nghiên cứu về ô nhiễm kim loại nặng trong trầm tích hồ Trị An đã chỉ ra mức độ nghiêm trọng của vấn đề này. Việc đánh giá và quản lý ô nhiễm kim loại nặng là cần thiết để bảo vệ môi trường và sức khỏe cộng đồng. Hướng đi tương lai cần tập trung vào việc phát triển các biện pháp giảm thiểu ô nhiễm và nâng cao nhận thức cộng đồng.

5.1. Đề xuất biện pháp quản lý ô nhiễm

Cần có các biện pháp quản lý ô nhiễm hiệu quả, bao gồm kiểm soát nguồn thải, nâng cao ý thức cộng đồng và thực hiện các chương trình giám sát chất lượng nước và trầm tích.

5.2. Nghiên cứu tiếp theo về ô nhiễm kim loại nặng

Các nghiên cứu tiếp theo cần tập trung vào việc xác định các dạng tồn tại của kim loại nặng trong trầm tích và đánh giá tác động của chúng đến sức khỏe con người và hệ sinh thái.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Ô nhiễm kim loại nặng là một trong những vấn đề môi trường nghiêm trọng hiện nay do tính độc hại, bền vững và khả năng tích lũy sinh học của chúng. Theo các nghiên cứu quốc tế, hàm lượng kim loại nặng trong trầm tích thường cao hơn nhiều so với trong nước mặt, khiến trầm tích trở thành chỉ thị quan trọng cho sự ô nhiễm môi trường nước. Hồ Trị An, một trong những hồ chứa lớn nhất miền Đông Nam Bộ với diện tích lưu vực khoảng 14.776 km², đóng vai trò quan trọng trong phát điện, cung cấp nước sinh hoạt, nông nghiệp, công nghiệp và nuôi trồng thủy sản với sản lượng cá hàng năm khoảng 2-3 ngàn tấn. Tuy nhiên, hồ đang bị ô nhiễm nhẹ do các hoạt động nuôi trồng thủy sản, nước thải sinh hoạt và đặc biệt là nước thải công nghiệp chứa nhiều kim loại nặng.

Mục tiêu nghiên cứu tập trung vào việc xác định hàm lượng tổng và các dạng liên kết của các kim loại Cu, Pb, Zn trong trầm tích hồ Trị An bằng phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử (AAS), xác định tuổi trầm tích, đánh giá sự khác biệt hàm lượng kim loại giữa mẫu trầm tích mới và mẫu nền đất cũ, phân bố kim loại theo tuổi trầm tích, tương quan giữa các kim loại và đánh giá nguy cơ ô nhiễm dựa trên các chỉ số chất lượng trầm tích. Nghiên cứu được thực hiện trên 34 mẫu trầm tích lấy tại 12 vị trí trong hồ, trong đó có 30 mẫu trầm tích mới và 4 mẫu nền đất cũ, với thời gian lấy mẫu vào tháng 10 năm 2010.

Kết quả nghiên cứu có ý nghĩa quan trọng trong việc đánh giá hiện trạng ô nhiễm kim loại nặng trong trầm tích hồ Trị An, góp phần cung cấp cơ sở khoa học cho công tác quản lý và bảo vệ môi trường nước hồ, đồng thời hỗ trợ phát triển bền vững các hoạt động kinh tế-xã hội trong lưu vực.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu dựa trên các lý thuyết và mô hình về sự tích lũy kim loại nặng trong trầm tích, đặc biệt là quy trình chiết liên tục của Tessier (1979) để phân tích các dạng tồn tại của kim loại trong trầm tích. Kim loại nặng trong trầm tích tồn tại ở năm dạng chính: dạng trao đổi, dạng liên kết với cacbonat, dạng liên kết với Fe-Mn oxit, dạng liên kết với chất hữu cơ và dạng cặn dư. Mỗi dạng có tính chất sinh học và khả năng di động khác nhau, ảnh hưởng đến độc tính và khả năng tích lũy sinh học của kim loại.

Ba kim loại nặng được nghiên cứu gồm đồng (Cu), chì (Pb) và kẽm (Zn), đều là nguyên tố vi lượng cần thiết nhưng có thể gây độc khi tích lũy vượt mức cho phép. Đồng tồn tại chủ yếu ở dạng Cu²⁺, liên kết bền với chất mùn, ít linh động; chì tồn tại ở dạng oxi hóa +2, có độc tính cao ảnh hưởng đến hệ thần kinh và máu; kẽm cũng ở dạng +2, cần thiết cho nhiều enzym nhưng dư thừa có thể gây ngộ độc.

Phương pháp xác định tuổi trầm tích sử dụng đồng vị phóng xạ 210Pb theo mô hình CRS (constant rate of supply), giúp xác định tuổi địa chất của các lớp trầm tích, từ đó đánh giá sự phân bố kim loại theo thời gian.

Phương pháp nghiên cứu

Nguồn dữ liệu gồm 34 mẫu trầm tích hồ Trị An được lấy tại 12 vị trí khác nhau, chia thành các phân tầng theo độ sâu. Mẫu được xử lý sấy khô, nghiền mịn và rây qua kích thước 0,16 mm. Phân tích hàm lượng tổng và các dạng kim loại Cu, Pb, Zn được thực hiện tại phòng Hóa Phân tích - Viện Hóa học, Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam.

Phương pháp phân tích kim loại sử dụng phổ hấp thụ nguyên tử (AAS) với kỹ thuật nguyên tử hóa bằng ngọn lửa (F-AAS) cho các dạng có hàm lượng cao và kỹ thuật lò graphit (GF-AAS) cho các dạng có hàm lượng thấp. Quy trình chiết liên tục cải tiến của Tessier được áp dụng để phân tích 5 dạng kim loại trong trầm tích.

Xác định tuổi trầm tích dựa trên phân tích hoạt độ 210Pb tổng số và 226Ra bằng máy quang phổ anpha và gamma, tính tuổi theo mô hình CRS. Phân tích số liệu sử dụng phần mềm Microsoft Excel 2007 và Minitab 15.

Thời gian nghiên cứu tập trung vào năm 2010 với việc lấy mẫu, phân tích và xử lý số liệu trong cùng năm.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

1. Hàm lượng tổng kim loại trong trầm tích hồ Trị An: Hàm lượng tổng Cu dao động trong khoảng từ 25 đến 95 ppm, Pb từ 25,7 đến 91,7 ppm, Zn từ 88,22 đến 559,28 ppm. Mẫu trầm tích mới có hàm lượng kim loại cao hơn so với mẫu nền đất cũ, cho thấy sự gia tăng ô nhiễm kim loại nặng trong thời gian gần đây.

2. Phân bố dạng liên kết của kim loại: Kim loại Cu, Pb, Zn chủ yếu tồn tại ở dạng liên kết bền với Fe-Mn oxit và chất hữu cơ, chiếm trên 60% tổng hàm lượng. Dạng trao đổi và liên kết với cacbonat chiếm tỷ lệ nhỏ hơn nhưng có khả năng di động và tích lũy sinh học cao. Ví dụ, Zn có tỷ lệ dạng trao đổi và cacbonat lên đến 35%, cho thấy nguy cơ lan truyền ô nhiễm cao.

3. Tuổi trầm tích và phân bố kim loại theo độ sâu: Tuổi trầm tích xác định bằng đồng vị 210Pb cho thấy các lớp trầm tích mới có tuổi dưới 30 năm. Hàm lượng kim loại nặng tăng theo độ sâu và tuổi trầm tích, phản ánh sự tích tụ kim loại qua thời gian do các hoạt động công nghiệp và sinh hoạt trong lưu vực.

4. Tương quan giữa các kim loại: Phân tích thống kê cho thấy có mối tương quan tích cực giữa hàm lượng Cu, Pb và Zn trong trầm tích, cho thấy nguồn gốc ô nhiễm có thể liên quan đến các hoạt động công nghiệp và sinh hoạt chung trong lưu vực hồ.

Thảo luận kết quả

Sự gia tăng hàm lượng kim loại nặng trong trầm tích hồ Trị An phản ánh tác động của các nguồn thải công nghiệp, nước thải sinh hoạt và nuôi trồng thủy sản trong lưu vực. Hàm lượng Zn cao hơn nhiều so với Cu và Pb có thể do Zn là kim loại phổ biến trong các hoạt động công nghiệp và nông nghiệp, đồng thời có tính di động cao trong môi trường trầm tích.

Phân bố dạng liên kết cho thấy phần lớn kim loại tồn tại ở dạng liên kết bền với Fe-Mn oxit và chất hữu cơ, làm giảm khả năng di động nhưng vẫn tiềm ẩn nguy cơ tích lũy sinh học qua chuỗi thức ăn. Dạng trao đổi và liên kết với cacbonat tuy chiếm tỷ lệ nhỏ nhưng có tính linh động cao, dễ dàng giải phóng vào môi trường nước, gây nguy hiểm cho sinh vật thủy sinh và con người.

So sánh với các nghiên cứu trong lưu vực sông Nhuệ - sông Đáy và sông New Calabar, kết quả tương đồng về phân bố dạng kim loại và mức độ ô nhiễm, khẳng định tính phổ biến của hiện tượng tích tụ kim loại nặng trong trầm tích các hệ thống sông hồ chịu tác động của hoạt động con người.

Dữ liệu có thể được trình bày qua biểu đồ phân bố hàm lượng kim loại theo độ sâu trầm tích, bảng tỷ lệ phần trăm các dạng liên kết của từng kim loại và biểu đồ tương quan giữa các kim loại để minh họa rõ ràng các phát hiện.

Đề xuất và khuyến nghị

1. Tăng cường kiểm soát nguồn thải công nghiệp: Áp dụng các biện pháp xử lý nước thải công nghiệp đạt chuẩn trước khi xả ra môi trường, đặc biệt tại các nhà máy đường và cơ sở chế biến có lưu lượng nước thải lớn. Chủ thể thực hiện: các cơ quan quản lý môi trường và doanh nghiệp; thời gian: trong vòng 1-2 năm.

2. Xây dựng hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt tập trung: Đầu tư xây dựng và vận hành các trạm xử lý nước thải sinh hoạt tại các khu đô thị và làng nghề quanh hồ Trị An để giảm thiểu ô nhiễm hữu cơ và kim loại nặng. Chủ thể thực hiện: chính quyền địa phương và các nhà đầu tư; thời gian: 2-3 năm.

3. Giám sát và đánh giá định kỳ chất lượng trầm tích và nước hồ: Thiết lập mạng lưới quan trắc môi trường định kỳ để theo dõi biến động hàm lượng kim loại nặng, đánh giá hiệu quả các biện pháp xử lý và cảnh báo sớm nguy cơ ô nhiễm. Chủ thể thực hiện: các viện nghiên cứu và cơ quan quản lý môi trường; thời gian: liên tục hàng năm.

4. Nâng cao nhận thức cộng đồng và phát triển nuôi trồng thủy sản bền vững: Tuyên truyền, đào tạo người dân và các hộ nuôi cá bè về tác hại của ô nhiễm kim loại nặng, áp dụng các kỹ thuật nuôi trồng thân thiện môi trường. Chủ thể thực hiện: các tổ chức xã hội, chính quyền địa phương; thời gian: liên tục.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

1. Các nhà quản lý môi trường và chính quyền địa phương: Sử dụng kết quả nghiên cứu để xây dựng chính sách quản lý nguồn thải, quy hoạch phát triển kinh tế-xã hội bền vững trong lưu vực hồ Trị An.

2. Các nhà nghiên cứu và sinh viên chuyên ngành Hóa phân tích, Môi trường: Tham khảo phương pháp phân tích dạng kim loại nặng trong trầm tích, kỹ thuật xác định tuổi trầm tích và ứng dụng phổ hấp thụ nguyên tử.

3. Doanh nghiệp hoạt động trong lĩnh vực công nghiệp và nuôi trồng thủy sản: Áp dụng các giải pháp giảm thiểu ô nhiễm, nâng cao hiệu quả xử lý nước thải, đảm bảo phát triển bền vững.

4. Cộng đồng dân cư và các tổ chức bảo vệ môi trường: Nâng cao nhận thức về tác động của ô nhiễm kim loại nặng, tham gia giám sát và bảo vệ nguồn nước hồ Trị An.

Câu hỏi thường gặp

1. Tại sao nghiên cứu dạng liên kết của kim loại nặng trong trầm tích lại quan trọng?
   Dạng liên kết quyết định khả năng di động và tích lũy sinh học của kim loại. Ví dụ, dạng trao đổi và liên kết với cacbonat có thể dễ dàng giải phóng vào môi trường nước, gây nguy hiểm cho sinh vật và con người.

2. Phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử (AAS) có ưu điểm gì trong phân tích kim loại?
   AAS có độ nhạy cao, độ chính xác tốt, dễ vận hành và phù hợp với nhiều loại mẫu khác nhau, đặc biệt hiệu quả trong xác định hàm lượng vết kim loại như Cu, Pb, Zn trong trầm tích.

3. Làm thế nào để xác định tuổi trầm tích bằng đồng vị phóng xạ 210Pb?
   Dựa trên sự mất cân bằng giữa hoạt độ 210Pb tổng số và 226Ra, sử dụng mô hình CRS để tính tuổi trầm tích theo độ sâu, giúp đánh giá tốc độ tích tụ và phân bố kim loại theo thời gian.

4. Nguồn ô nhiễm kim loại nặng chính trong hồ Trị An là gì?
   Chủ yếu từ nước thải công nghiệp chưa xử lý đạt chuẩn, nước thải sinh hoạt, hoạt động nuôi trồng thủy sản và khai thác khoáng sản trong lưu vực, gây tích tụ kim loại trong trầm tích.

5. Các biện pháp nào có thể giảm thiểu ô nhiễm kim loại nặng trong hồ?
   Bao gồm kiểm soát và xử lý nước thải công nghiệp, xây dựng hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt, giám sát môi trường định kỳ và nâng cao nhận thức cộng đồng về bảo vệ môi trường.

Kết luận

• Nghiên cứu đã xác định được hàm lượng tổng và các dạng liên kết của kim loại Cu, Pb, Zn trong trầm tích hồ Trị An, với hàm lượng kim loại tăng theo tuổi trầm tích và độ sâu.
• Phân tích dạng liên kết cho thấy phần lớn kim loại tồn tại ở dạng liên kết bền với Fe-Mn oxit và chất hữu cơ, tuy nhiên dạng trao đổi và cacbonat vẫn tiềm ẩn nguy cơ ô nhiễm sinh học.
• Tuổi trầm tích được xác định bằng đồng vị 210Pb theo mô hình CRS, giúp đánh giá sự tích tụ kim loại qua thời gian.
• Kết quả nghiên cứu cung cấp cơ sở khoa học cho việc đánh giá hiện trạng ô nhiễm và đề xuất các giải pháp quản lý, bảo vệ môi trường hồ Trị An.
• Các bước tiếp theo bao gồm triển khai các biện pháp kiểm soát nguồn thải, xây dựng hệ thống xử lý nước thải, giám sát môi trường định kỳ và nâng cao nhận thức cộng đồng nhằm bảo vệ bền vững nguồn nước hồ.

Hành động ngay hôm nay để bảo vệ môi trường hồ Trị An và sức khỏe cộng đồng!

Trích đoạn nội dung tài liệu

MỞ ĐẦU Kim loại nặng là một trong những chất gây ô nhiễm nghiêm trọng trong môi trường bởi độc tính, tính bền vững và khả năng tích lũy sinh học của chúng (Tam and Woong, 2000 [83]). Các nghiên cứu về ô nhiễm kim loại nặng trong các sông, hồ trên thế giới chỉ ra rằng hàm lượng các kim loại nặng trong trầm tích thường lớn hơn rất nhiều so với trong nước (Abolfazl Naji, 2010 [40]; Forstner, 1979 [55]; Juan Liu, 2010 [62]). Do đó, trầm tích được xem là một chỉ thị quan trọng đối với sự ô nhiễm môi trường nước (P. Ở những hóa trị (trạng thái oxi hóa), dạng liên kết khác nhau thì độc tính, hoạt tính sinh học, sinh địa hóa… của các kim loại cũng khác nhau.

Chẳng hạn, dạng AsIII độc hơn dạng AsV; các dạng Asen vô cơ thường có độc tính cao hơn các dạng Asen cơ kim. Với Asen, những dạng AsIII được đào thải ra khỏi cơ thể qua nước tiểu, còn những dạng AsV được đào thải theo cơ chế giải độc của gan, nghĩa là chuyển sang dạng axít monometylarsenic và dimetylarsenic. Chính vì vậy, trong sinh-y học, sinh địa hóa, môi trường thì việc nghiên cứu về dạng tồn tại của các nguyên tố hàm lượng vết để hiểu được các quá trình tích lũy sinh học, sự vận chuyển, sự chuyển hóa sinh hóa, độc tính và sự tiến triển độc tính, bản chất sinh học của các độc chất là cực kỳ quan trọng. Hàm lượng tổng của kim loại nặng đóng vai trò quan trọng trong việc đánh giá mức độ ô nhiễm trầm tích [75], tuy nhiên, hàm lượng tổng của kim loại trong trầm tích không cung cấp được các thông tin về khả năng tích lũy sinh học và khả năng di động của kim loại trong những điều kiện của môi trường khác nhau.

Do vậy, việc phân tích, đánh giá tổng hàm lượng dạng kim loại trong trầm tích là chưa đủ mà còn phải xác định các dạng tồn tại của chúng. Việc xác định các dạng kim loại trong đất và trầm tích được thực hiện theo các phương pháp: chiết một giai đoạn, chiết lên tục và sử dụng nhựa trao đổi ion. Các quy trình chiết liên tục đã và đang được ứng dụng phổ biến và là một công cụ hữu dụng trong phân tích và đánh giá ô nhiễm trong mẫu trầm tích (Amanda Jo Zimmerman, 2010 [43]). Kim loại trong trầm tích thường được phân chia thành 3 TIEU LUAN MOI download : [e-mail] năm dạng theo quy trình chiết liên tục của Tessier (Tessier et.al, 1979 [45]): dạng trao đổi, dạng liên kết với cacbonat, dạng liên kết với sắt và mangan oxit, dạng liên kết với chất hữu cơ và dạng cặn dư.

Hồ Trị An nằm ở bậc thang điều tiết nước cuối cùng của sông Đồng Nai và La Ngà, với diện tích lưu vực là 14776 km2. Đây là một trong những hồ chứa lớn nhất miền Đông Nam Bộ, khai thác tổng hợp nguồn nước phục vụ phát điện, cung cấp nước cho các hoạt động nông nghiệp, công nghiệp, nước phục vụ sinh hoạt cho người dân và là công trình tham gia điều tiết gianh mặn phía hạ lưu sông Đồng Nai - Sài Gòn. Ngoài ra, hồ Trị An còn có nguồn lợi thuỷ sản lớn với sản lượng cá hàng năm khoảng 2-3 ngàn tấn. Hồ Trị An cũng là một điểm du lịch hấp dẫn thuộc địa bàn tỉnh Đồng Nai [8].

Hiện nay, hồ Trị An đang bị ô nhiễm ở mức độ nhẹ do tác động của các hoạt động nuôi trồng thủy sản, nước thải sinh hoạt và đặc biệt là nước thải công nghiệp với nhiều thành phần nguy hại, trong đó có các kim loại nặng. Do tầm qua trọng lớn của hồ Trị An nên trong thời gian gần đây vấn đề ô nhiễm hồ đang rất được quan tâm. Đã có một số nghiên cứu về ô nhiễm hồ Trị An như dự án “Ngăn ngừa ô nhiễm nước trong hồ Trị An và hạ lưu sông Đồng Nai” của Quỹ quốc tế Bảo vệ thiên nhiên (World Wide Fund For Nature - WWF) [2], đề tài “Nghiên cứu biện pháp khai thác, bảo vệ nguồn lợi và phát triển nuôi thủy sản hồ chứa bền vững trên địa bàn tỉnh Đồng Nai” do PGS. TS Phùng Chí Sỹ làm chủ nhiệm [8], đề tài “Nghiên cứu đánh giá tổng hợp hiện trạng khai thác phục vụ quy hoạch và quản lý tài nguyên nước mặt tỉnh Đồng Nai” của Ths.

Nguyên Ngọc Anh [39]. Tuy nhiên, các nghiên cứu này mới chỉ tập trung vào đánh giá chất lượng nước của hồ, mà chưa đánh giá sự ô nhiễm của trầm tích hồ. Để có thể đáp ứng được những đòi hỏi ngày càng cao trong nghiên cứu khoa học, công nghệ môi trường, chúng tôi lựa chọn và thực hiện đề tài: “ Nghiên cứu và đánh giá sự tích lũy một số kim loại nặng trong trầm tích hồ Trị An” với các mục tiêu cụ thể như sau:  Xác định hàm lượng tổng và hàm lượng các dạng liên kết của các kim loại Cu, Pb, Zn trong trầm tích hồ Trị An bằng phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử (AAS). 4 TIEU LUAN MOI download : [e-mail]  Xác định tuổi trầm tích.

 Đánh giá sự khác biệt về hàm lượng kim loại nặng trong mẫu trầm tích mới và mẫu nền đất cũ của hồ.  Đánh giá sự phân bố hàm lượng kim loại theo tuổi trầm tích.  Đánh giá sự tương quan giữa hàm lượng các kim loại Cu, Pb, Zn với nhau.  Đánh giá nguy cơ ô nhiễm kim loại nặng trong trầm tích hồ Trị An dựa vào một số chỉ số và tiêu chuẩn chất lượng trầm tích.

Luận văn được thực hiện bằng phương pháp thực nghiệm. Các nội dung về phân tích hàm lượng tổng và các dạng liên kết của Cu, Pb, Zn trong mẫu trầm tích hồ Trị An được thực hiện tại phòng Hóa Phân tích - Viện Hóa học - Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam. Việc lấy mẫu và xác định tuổi địa chất của mẫu trầm tích Hồ Trị An được thực hiện bởi phòng Địa chất Đệ tứ - Viện Địa chất, và là một phần kết quả của đề tài “Nghiên cứu tác động của hồ Trị An đến môi trường địa chất lưu vực sông Đồng Nai” do TS. Đinh Văn Thuận, trưởng phòng Địa chất Đệ tứ - Viện Địa chất - Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam làm chủ nhiệm đề tài.

5 TIEU LUAN MOI download : [e-mail] Chƣơng 1: TỔNG QUAN 1.1 Trầm tích và sự tích lũy kim loại nặng trong trầm tích Trầm tích là các vật chất tự nhiên bị phá vỡ bởi các quá trình xói mòn hoặc do thời tiết, sau đó được các dòng chảy chất lỏng vận chuyển đi và cuối cùng được tích tụ thành lớp trên bề mặt hoặc đáy của một khu vực chứa nước như biển, hồ, sông, suối. Quá trình trầm tích là một quá trình tích tụ và hình thành các chất cặn lơ lửng để tạo nên các lớp trầm tích. Ao, hồ, biển, sông tích lũy các lớp trầm tích theo thời gian (Trần Nghi, 2003 [14]; [89]). Trầm tích là đối tượng thường được nghiên cứu để xác định nguồn gây ô nhiễm kim loại nặng vào môi trường nước bởi tỉ lệ tích lũy cao các kim loại trong nó (Forstner et.

Nồng độ kim loại trong trầm tích thường lớn gấp nhiều lần so với trong lớp nước phía trên. Đặc biệt, các dạng kim loại không nằm trong cấu trúc tinh thể của trầm tích có khả năng di động và tích lũy sinh học cao vào các sinh vật trong môi trường nước. Các kim loại nặng tích lũy trong các sinh vật này sẽ trở thành một mối nguy hiểm cho con người thông qua chuỗi thức ăn. Chính vì lí do đó, trầm tích được xem là một chỉ thị quan trọng đối với sự ô nhiễm môi trường nước.

Các nguồn tích lũy kim loại vào trầm tích: Nguồn gây nên sự tích lũy kim loại nặng vào trầm tích bao gồm nguồn nhân tạo và nguồn tự nhiên. Nguồn nhân tạo: là các nguồn gây ô nhiễm từ hoạt động của con người như: nước thải từ sinh hoạt, các hoạt động nông nghiệp, và đặc biệt là quá trình sản xuất công nghiệp (nước thải, khí thải, bụi công nghiệp…). Hầu hết sự ô nhiễm kim loại nặng bắt đầu với sự phát triển của ngành công nghiệp. Kết quả là hàm lượng nhiều kim loại từ các nguồn trên mặt đất và khí quyển đi vào môi trường nước đã và đang tăng lên đáng kể.

Sau khi đi vào môi trường nước, kim loại sẽ được phân bố trong nước, sinh vật và trầm tích. 6 TIEU LUAN MOI download : [e-mail] Nguồn tự nhiên: kim loại nặng từ đất, đá xâm nhập vào môi trường nước thông qua các quá trình tự nhiên, phong hóa, xói mòn, rửa trôi (Ip Crman 2007, [61]). Cơ chế và các yếu tố ảnh hưởng đến sự tích lũy kim loại trong trầm tích Mức độ nền tự nhiên của kim loại nặng trong phần lớn trầm tích là do sự phong hóa các khoáng vật và sự xói mòn đất, do đó nó thường rất nhỏ. Nhưng do hoạt động của con người mà mức độ nền này đã tăng lên đến mức gây ô nhiễm, có ảnh hưởng xấu đến môi trường.

Trầm tích là một hỗn hợp phức tạp của của các pha rắn bao gồm sét, silic, chất hữu cơ, cacbonat và một quần thể vi khuẩn. Phần lớn thành phần kim loại trong trầm tích đều nằm ở phần cặn dư, là phần của khoáng vật tự nhiên tạo thành trầm tích (USEPA, 2005 [86]). Những nguyên tố trong dạng liên kết này không có khả năng tích lũy sinh học. Phần còn lại là các dạng phức chất của kim loại và dạng bị hấp phụ bởi nhiều thành phần của trầm tích đều có khả năng tích lũy sinh học (WHO, 2006 [87]).

Sự tích lũy kim loại vào trầm tích có thể xảy ra theo ba cơ chế sau: 1. Sự hấp phụ hóa lý từ nước 2. Sự hấp thu sinh học bởi các chất hữu cơ hoặc sinh vật 3. Sự tích lũy vật lý của các hạt vật chất bởi quá trình lắng đọng trầm tích.

Và nó chịu ảnh hưởng của nhiều yếu tố, bao gồm yếu tố về đặc điểm vật lý và thủy văn của khu vực nghiên cứu, ảnh hưởng của điều kiện khí quyển, pH, các quá trình oxi hóa - khử, kết cấu của trầm tích, khả năng trao đổi cation… Sự hấp phụ hóa lý trực tiếp từ nước xảy ra theo nhiều cách khác nhau. Sự hấp phụ vật lý thường xảy ra khi các hạt vật chất hấp phụ trực tiếp kim loại nặng từ nước. Hấp phụ hóa học và sinh học phức tạp hơn do được kiểm soát bởi nhiều yếu tố như pH và quá trình oxi hóa. Sự tiếp xúc với oxi dẫn đến quá trình oxi hóa của sunfua trong trầm tích và làm giảm pH của nước.

Như vậy, điều kiện oxi hóa ảnh hưởng đến pH.