Nghiên Cứu Đánh Giá Hàm Lượng Kim Loại Trong Môi Trường Tại Hà Nội

Luận văn thạc sĩ nghiên cứu phân tích đánh giá hàm lượng kim loại nặng trong nước mặt và nước chiết lỗ rỗng tại một số điểm, khảo sát thực trạng, phân tích nguyên nhân, đề xuất

• Người hướng dẫn: Ts. Trịnh Anh Đức
• Trường học: Đại học Quốc gia Hà Nội
• Chuyên ngành: Khoa học tự nhiên
• Đề tài: Nghiên Cứu Đánh Giá Hàm Lượng Kim Loại Trong Môi Trường Tại Hà Nội
• Loại tài liệu: Luận văn
• Năm xuất bản: 2015
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CẢM ƠN
• 1. MỤC LỤC
• 1.1. Nguồn gốc phát tán kim loại nặng trong môi trường
• 1.2. Nguồn gốc phát tán kim loại nặng vào nước mặt
• 1.3. Nguồn gốc phát tán kim loại nặng vào trầm tích
• 1.4. Trao đổi kim loại nặng giữa hai pha mặt và trầm tích
• 1.5. Khó khăn khi lấy mẫu nước trầm tích
• 1.6. Nước thiết lỗ rộng và thiết bị lấy mẫu nước thiết lỗ rộng
• 1.7. Lấy mẫu nước thiết lỗ rộng sử dụng peeper
• 1.8. Yếu tố vật lý ảnh hưởng đến peeper
• 1.9. Phương pháp lấy mẫu nước thiết lỗ rộng khá hiệu quả
• 1.10. Tổng quan địa điểm nghiên cứu
• 1.10.1. Đặc điểm địa chất và hoạt động nông nghiệp
• 1.10.2. Hiện trạng môi trường nước mặt thuộc tỉnh Hải Dương
• 1.10.3. Dụng cụ lấy mẫu mặt theo độ sâu
• 1.10.4. Dụng cụ lấy mẫu nước thiết lỗ rộng
• 1.10.5. Địa điểm và thời gian lấy mẫu
• 1.10.6. Nội dung và phương pháp nghiên cứu
• 1.10.7. Phương pháp lấy mẫu và bảo quản
• 2. MỞ ĐẦU
• 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
• 3.1. Đánh giá hiện trạng ô nhiễm kim loại nặng trong môi trường nước mặt của sông tại Hải Dương
• 3.2. Hàm lượng kim loại nặng trong lớp nước mặt ở độ sâu 15m
• 3.3. Phân bố hàm lượng kim loại nặng trong lớp nước mặt ở độ sâu 30m
• 3.4. Hàm lượng kim loại nặng trong lớp nước mặt sát trầm tích
• 3.5. Đánh giá sự sai khác hàm lượng 9 kim loại trong nước mặt sâu 15m và nước mặt sâu 30m
• 3.6. Đánh giá sự khác nhau hàm lượng 9 kim loại ở nước mặt sâu 30m và nước đáy sát trầm tích
• 3.7. Đánh giá sự phân bố hàm lượng kim loại nặng trong nước thiết lỗ rộng
• 3.8. Đánh giá sơ bộ về peeper sau khi đặt ngoài hiện trường
• 3.9. Tương quan hàm lượng các kim loại trong nước thiết lỗ rộng tại từng điểm nghiên cứu
• 3.10. Phân bố hàm lượng kim loại nặng trong nước thiết lỗ rộng tại các điểm thuộc hệ thống sông Thái Bình
• 3.11. Phân bố hàm lượng kim loại nặng trong nước thiết lỗ rộng tại các điểm thuộc hệ thống sông Bắc Hưng Hải
• 3.12. Đánh giá nguồn gốc và phân bố hàm lượng kim loại nặng trong nước thiết lỗ rộng
• 3.12.1. Phân tích thành phần hình đánh giá nguồn gốc kim loại nặng trong nước thiết lỗ rộng
• 3.12.2. Nhóm kim loại có nguồn gốc chủ yếu từ đá mẹ
• 3.12.3. Nhóm kim loại có nguồn gốc chủ yếu từ hoạt động nông nghiệp, dân sinh
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng Quan Nghiên Cứu Hàm Lượng Kim Loại Nặng Tại Hà Nội

Nghiên cứu về hàm lượng kim loại trong môi trường là vấn đề cấp thiết, đặc biệt tại các đô thị lớn như Hà Nội. Sự phát triển công nghiệp và đô thị hóa nhanh chóng dẫn đến gia tăng đáng kể ô nhiễm kim loại trong đất, nước và không khí. Các kim loại nặng phổ biến như chì, thủy ngân, cadmium và arsenic có thể gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến sức khỏe con người và hệ sinh thái. Nghiên cứu này tập trung đánh giá hiện trạng ô nhiễm kim loại ở Hà Nội, xác định nguồn gốc kim loại nặng và đề xuất các biện pháp giảm thiểu ô nhiễm. Việc quan trắc môi trường thường xuyên và có hệ thống là rất quan trọng để bảo vệ chất lượng môi trường Hà Nội. Các nghiên cứu khoa học cần dựa trên tiêu chuẩn kim loại nặng trong môi trường để đảm bảo độ chính xác. [Trích dẫn tài liệu liên quan về tầm quan trọng của nghiên cứu môi trường].

1.1. Tình Hình Ô Nhiễm Kim Loại Nặng Tại Các Đô Thị Lớn

Tình hình ô nhiễm kim loại nặng tại các đô thị lớn, đặc biệt là ở các nước đang phát triển, đang trở nên nghiêm trọng hơn bao giờ hết. Nguyên nhân chính là do sự gia tăng nhanh chóng của hoạt động công nghiệp, giao thông và sinh hoạt đô thị. Các hoạt động này thải ra một lượng lớn kim loại nặng vào môi trường, gây ô nhiễm đất, nước và không khí. Mức độ ô nhiễm tại Hà Nội cũng tương tự so với các đô thị đang phát triển khác trong khu vực.

1.2. Vai Trò Của Nghiên Cứu Môi Trường Trong Quản Lý Ô Nhiễm

Nghiên cứu môi trường đóng vai trò then chốt trong việc cung cấp thông tin khoa học, đánh giá rủi ro và đề xuất các giải pháp quản lý ô nhiễm kim loại nặng hiệu quả. Kết quả nghiên cứu giúp các nhà quản lý môi trường đưa ra các quyết định chính sách phù hợp và thực hiện các biện pháp phòng ngừa, giảm thiểu ô nhiễm. Các thông tin khoa học cần được cập nhật liên tục để có cái nhìn khách quan nhất.

II. Cách Xác Định Nguồn Gốc Ô Nhiễm Kim Loại Nặng Ở Hà Nội

Việc xác định nguồn gốc kim loại nặng là bước quan trọng để kiểm soát và giảm thiểu ô nhiễm kim loại. Các phương pháp nghiên cứu bao gồm phân tích thành phần hóa học của mẫu đất, nước và không khí, kết hợp với dữ liệu về hoạt động công nghiệp, giao thông và sinh hoạt. Xác định các địa điểm ô nhiễm kim loại cụ thể giúp tập trung nguồn lực xử lý hiệu quả. Nghiên cứu cũng cần xem xét ảnh hưởng của hoạt động công nghiệp đến ô nhiễm kim loại và ảnh hưởng của giao thông đến ô nhiễm kim loại, đặc biệt là từ khí thải xe cộ. [Trích dẫn một nghiên cứu cụ thể về nguồn gốc ô nhiễm kim loại ở một khu vực tương tự].

2.1. Phân Tích Đồng Vị Để Truy Tìm Nguồn Gốc Kim Loại Nặng

Phân tích đồng vị là một phương pháp mạnh mẽ để xác định nguồn gốc kim loại nặng trong môi trường. Mỗi nguồn ô nhiễm có một dấu vân tay đồng vị đặc trưng, cho phép các nhà khoa học phân biệt các nguồn khác nhau và đánh giá mức độ đóng góp của chúng vào ô nhiễm kim loại. Phương pháp này đặc biệt hiệu quả trong việc phân biệt giữa nguồn gốc tự nhiên và nguồn gốc do hoạt động của con người.

2.2. Sử Dụng Mô Hình Toán Học Để Ước Tính Nguồn Ô Nhiễm

Mô hình toán học có thể được sử dụng để mô phỏng quá trình phát tán và tích tụ kim loại nặng trong môi trường, từ đó ước tính đóng góp của các nguồn ô nhiễm khác nhau. Mô hình cần được hiệu chỉnh bằng dữ liệu thực tế từ các mẫu môi trường và dữ liệu về hoạt động công nghiệp, giao thông và sinh hoạt. Đây là phương pháp tốn khá nhiều thời gian và cần chuyên gia có kinh nghiệm.

2.3. Thu Thập Dữ Liệu Về Hoạt Động Công Nghiệp và Giao Thông

Việc thu thập dữ liệu chi tiết về hoạt động công nghiệp và giao thông là rất quan trọng để xác định nguồn gốc kim loại nặng. Dữ liệu bao gồm loại hình công nghiệp, quy trình sản xuất, lượng khí thải và nước thải, mật độ giao thông, loại phương tiện và lượng khí thải. Dữ liệu này có thể được thu thập từ các cơ quan quản lý nhà nước, doanh nghiệp và kết quả khảo sát thực địa. Việc kết hợp dữ liệu này với thông tin môi trường sẽ mang lại kết quả xác thực hơn.

III. Phương Pháp Đánh Giá Hàm Lượng Kim Loại Trong Đất Ở Hà Nội

Đánh giá hàm lượng kim loại trong đất Hà Nội là cần thiết để xác định mức độ ô nhiễm kim loại và rủi ro đối với sức khỏe con người và hệ sinh thái. Các phương pháp lấy mẫu đất phải đảm bảo tính đại diện và độ chính xác. Phân tích mẫu đất thường sử dụng các kỹ thuật như quang phổ hấp thụ nguyên tử (AAS) hoặc quang phổ phát xạ plasma cảm ứng (ICP-MS). So sánh kết quả với tiêu chuẩn kim loại nặng trong môi trường giúp đánh giá mức độ ô nhiễm. [Trích dẫn tiêu chuẩn Việt Nam về hàm lượng kim loại trong đất].

3.1. Quy Trình Lấy Mẫu Đất Đúng Cách Để Phân Tích

Quy trình lấy mẫu đất cần tuân thủ các nguyên tắc khoa học để đảm bảo tính đại diện và độ tin cậy của kết quả phân tích. Mẫu đất cần được lấy từ nhiều vị trí và độ sâu khác nhau, trộn đều và chia nhỏ để tạo thành mẫu đại diện. Các dụng cụ lấy mẫu cần được làm sạch kỹ lưỡng để tránh nhiễm bẩn. Cần ghi chép đầy đủ thông tin về vị trí, thời gian và điều kiện lấy mẫu.

3.2. Các Phương Pháp Phân Tích Kim Loại Nặng Trong Mẫu Đất

Có nhiều phương pháp phân tích kim loại nặng trong mẫu đất, bao gồm AAS, ICP-MS, quang phổ huỳnh quang tia X (XRF) và phân tích hoạt hóa neutron (NAA). Mỗi phương pháp có ưu và nhược điểm riêng về độ nhạy, độ chính xác, chi phí và thời gian phân tích. Việc lựa chọn phương pháp phù hợp phụ thuộc vào mục tiêu nghiên cứu, loại kim loại cần phân tích và điều kiện phòng thí nghiệm.

3.3. Đánh Giá Mức Độ Ô Nhiễm Dựa Trên Tiêu Chuẩn Hiện Hành

Sau khi có kết quả phân tích hàm lượng kim loại trong mẫu đất, cần so sánh với tiêu chuẩn kim loại nặng trong môi trường để đánh giá mức độ ô nhiễm. Tiêu chuẩn thường quy định ngưỡng cho phép của từng kim loại trong đất. Nếu hàm lượng kim loại vượt quá ngưỡng cho phép, đất được coi là bị ô nhiễm và cần có biện pháp xử lý.

IV. Giải Pháp Xử Lý Ô Nhiễm Kim Loại Nặng Tại Hà Nội Hiệu Quả

Việc xử lý ô nhiễm kim loại nặng Hà Nội đòi hỏi các giải pháp toàn diện và bền vững. Các phương pháp xử lý bao gồm cô lập, cố định và loại bỏ kim loại nặng khỏi môi trường. Lựa chọn phương pháp phù hợp phụ thuộc vào loại kim loại, mức độ ô nhiễm, đặc điểm đất và nước, cũng như điều kiện kinh tế và xã hội. Nghiên cứu cần tập trung vào các biện pháp giảm thiểu ô nhiễm kim loại từ nguồn, như kiểm soát khí thải và nước thải công nghiệp, thúc đẩy giao thông công cộng và quản lý chất thải hiệu quả. [Trích dẫn một báo cáo đánh giá môi trường về các giải pháp xử lý ô nhiễm].

4.1. Sử Dụng Công Nghệ Sinh Học Để Xử Lý Ô Nhiễm Kim Loại

Công nghệ sinh học (bioremediation) sử dụng vi sinh vật hoặc thực vật để loại bỏ hoặc chuyển đổi kim loại nặng thành dạng ít độc hại hơn. Các phương pháp bao gồm phytoremediation (sử dụng thực vật), mycoremediation (sử dụng nấm) và microbial remediation (sử dụng vi sinh vật). Công nghệ sinh học có ưu điểm là thân thiện với môi trường, chi phí thấp và có thể áp dụng tại chỗ.

4.2. Áp Dụng Phương Pháp Hóa Học Để Cố Định Kim Loại Nặng

Phương pháp hóa học sử dụng các chất hóa học để chuyển đổi kim loại nặng thành dạng ít tan hoặc không tan, từ đó cố định chúng trong đất hoặc nước và ngăn chặn sự phát tán. Các chất hóa học thường được sử dụng bao gồm vôi, phosphate và zeolite. Phương pháp này có hiệu quả cao trong việc giảm thiểu rủi ro ô nhiễm, nhưng cần được thực hiện cẩn thận để tránh gây ra các vấn đề môi trường khác.

4.3. Cô Lập Khu Vực Ô Nhiễm Để Ngăn Chặn Phát Tán

Cô lập khu vực ô nhiễm là biện pháp tạm thời để ngăn chặn sự phát tán của kim loại nặng ra môi trường xung quanh. Các biện pháp bao gồm xây dựng tường chắn, phủ bạt và xử lý bề mặt đất. Biện pháp này thường được áp dụng trong trường hợp ô nhiễm nghiêm trọng hoặc khi chưa có giải pháp xử lý triệt để.

V. Ứng Dụng Nghiên Cứu Đánh Giá Ô Nhiễm Kim Loại Nặng Tại Hà Nội

Kết quả nghiên cứu đánh giá ô nhiễm kim loại nặng Hà Nội có nhiều ứng dụng thực tiễn quan trọng. Thông tin về hàm lượng kim loại trong đất, nước và không khí giúp xác định khu vực ưu tiên xử lý ô nhiễm. Nghiên cứu cũng cung cấp cơ sở khoa học cho việc xây dựng các quy định và chính sách bảo vệ môi trường. Kết quả có thể sử dụng để cảnh báo rủi ro sức khỏe cho cộng đồng và khuyến cáo các biện pháp phòng ngừa. Ngoài ra, nghiên cứu góp phần nâng cao nhận thức của cộng đồng về vấn đề ô nhiễm kim loại và khuyến khích hành vi bảo vệ môi trường. [Trích dẫn một báo cáo về ứng dụng kết quả nghiên cứu môi trường].

5.1. Xác Định Khu Vực Ưu Tiên Xử Lý Ô Nhiễm Kim Loại Nặng

Kết quả nghiên cứu giúp xác định các khu vực có hàm lượng kim loại vượt quá tiêu chuẩn kim loại nặng trong môi trường, từ đó xác định khu vực ưu tiên xử lý ô nhiễm. Các khu vực này thường là các khu công nghiệp cũ, khu vực khai thác khoáng sản hoặc khu vực có mật độ giao thông cao.

5.2. Xây Dựng Quy Định và Chính Sách Bảo Vệ Môi Trường

Kết quả nghiên cứu cung cấp cơ sở khoa học cho việc xây dựng các quy định và chính sách bảo vệ môi trường, như quy định về khí thải và nước thải công nghiệp, quy định về sử dụng hóa chất trong nông nghiệp và quy định về quản lý chất thải. Các quy định và chính sách này nhằm mục đích giảm thiểu ô nhiễm kim loại từ nguồn và bảo vệ sức khỏe con người và hệ sinh thái.

5.3. Cảnh Báo Rủi Ro Sức Khỏe Cho Cộng Đồng

Kết quả nghiên cứu có thể được sử dụng để cảnh báo rủi ro sức khỏe cho cộng đồng, đặc biệt là những người sống trong khu vực ô nhiễm. Cảnh báo có thể bao gồm khuyến cáo về việc hạn chế tiếp xúc với đất, nước và không khí bị ô nhiễm, sử dụng nước sạch và thực phẩm an toàn.

VI. Kết Luận và Hướng Nghiên Cứu Tiếp Theo Về Kim Loại Nặng

Nghiên cứu về đánh giá hàm lượng kim loại tại Hà Nội cho thấy tình trạng ô nhiễm kim loại nặng vẫn còn là một thách thức lớn. Cần tiếp tục nghiên cứu sâu hơn về nguồn gốc kim loại nặng, cơ chế phát tán và tác động của chúng đến sức khỏe con người và hệ sinh thái. Các nghiên cứu trong tương lai nên tập trung vào phát triển các phương pháp xử lý ô nhiễm hiệu quả và bền vững, cũng như xây dựng hệ thống quan trắc môi trường hiện đại. Hợp tác giữa các nhà khoa học, nhà quản lý và cộng đồng là yếu tố quan trọng để giải quyết vấn đề ô nhiễm kim loại một cách hiệu quả. [Nhấn mạnh tầm quan trọng của nghiên cứu tiếp theo và hợp tác liên ngành].

6.1. Tầm Quan Trọng Của Quan Trắc Môi Trường Thường Xuyên

Quan trắc môi trường thường xuyên là rất quan trọng để theo dõi diễn biến của ô nhiễm kim loại, đánh giá hiệu quả của các biện pháp xử lý và cảnh báo sớm các rủi ro tiềm ẩn. Hệ thống quan trắc cần được trang bị các thiết bị hiện đại, đảm bảo độ chính xác và độ tin cậy của dữ liệu.

6.2. Nghiên Cứu Tác Động Của Ô Nhiễm Kim Loại Đến Sức Khỏe

Cần có thêm nhiều nghiên cứu về tác động của kim loại nặng đến sức khỏe con người, đặc biệt là ở các nhóm dân cư dễ bị tổn thương như trẻ em, phụ nữ mang thai và người cao tuổi. Nghiên cứu cần tập trung vào xác định mối liên hệ giữa hàm lượng kim loại trong môi trường và tỷ lệ mắc các bệnh mãn tính.

6.3. Phát Triển Giải Pháp Xử Lý Ô Nhiễm Hiệu Quả và Bền Vững

Cần tiếp tục nghiên cứu và phát triển các giải pháp xử lý ô nhiễm kim loại hiệu quả và bền vững, phù hợp với điều kiện kinh tế và xã hội của Việt Nam. Các giải pháp cần đáp ứng các tiêu chí về hiệu quả, chi phí, tính khả thi và thân thiện với môi trường.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Trong bối cảnh đẩy mạnh công nghiệp hóa và đô thị hóa tại vùng kinh tế trọng điểm Bắc Bộ, áp lực xả thải từ các khu dân cư và cụm công nghiệp đang đe dọa nghiêm trọng đến an ninh nguồn nước mặt. Tỉnh Hải Dương sở hữu mạng lưới thủy văn dày đặc với hơn 500 km chiều dài các tuyến sông chính cùng lưu lượng dòng chảy hàng năm từ 30 đến 40 tỷ mét khối, giữ vai trò huyết mạch trong việc cấp nước cho sinh hoạt và tưới tiêu nông nghiệp. Tuy nhiên, theo ghi nhận từ Tổng cục Môi trường, chất lượng nước mặt tại nhiều vị trí thuộc hệ thống sông Cầu và sông Thái Bình đang có dấu hiệu suy thoái rõ rệt, điển hình như chỉ số chất lượng nước tại Phả Lại chỉ đạt mức trung bình với giá trị 70, trong khi tại một số điểm nóng khác chỉ số này giảm mạnh xuống dưới 50. Vấn đề ô nhiễm kim loại nặng không chỉ giới hạn trong pha nước mặt mà còn diễn ra âm thầm, phức tạp thông qua quá trình trao đổi chất tại tầng tiếp giáp giữa nước và trầm tích đáy.

Nghiên cứu được triển khai nhằm phân tích, xác định chính xác tổng hàm lượng 9 kim loại nặng gồm sắt, mangan, đồng, chì, cadmi, coban, niken, kẽm và crom trong nước mặt và nước chiết lỗ rỗng trầm tích. Phạm vi nghiên cứu được thực hiện tại 12 vị trí chiến lược thuộc lưu vực sông Cầu, sông Thái Bình và hệ thống thủy nông Bắc Hưng Hải thuộc địa bàn tỉnh Hải Dương qua 2 đợt quan trắc trong năm 2015. Mục tiêu trọng tâm là đánh giá mức độ ô nhiễm, làm sáng tỏ quy luật lan truyền ion kim loại theo độ sâu thẳng đứng cũng như dòng chảy ngang, đồng thời truy xuất nguồn gốc phát thải thông qua các công cụ toán thống kê đa biến. Đóng góp của luận văn mang ý nghĩa khoa học và thực tiễn sâu sắc, không chỉ bổ sung cơ sở dữ liệu về động thái chuyển hóa kim loại tại pha nước chiết lỗ rỗng mà còn cung cấp luận cứ kỹ thuật để địa phương nâng cao hiệu quả kiểm soát chất lượng nước theo quy chuẩn quốc gia.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu vận dụng lý thuyết cân bằng hóa học pha và động học khuếch tán tại ranh giới tiếp xúc nước mặt - trầm tích đáy. Lớp tiếp giáp này là nơi diễn ra các phản ứng sinh - hóa - lý mãnh liệt nhất trong môi trường thủy vực, bao gồm các quá trình hòa tan, kết tủa, hấp phụ, giải hấp và tạo phức chất hữu cơ. Về mặt cấu trúc, lớp nước sát đáy chịu sự chi phối của một lớp phân cách khuếch tán phân tử mỏng từ 0,4 mm đến vài centimet, đóng vai trò điều hòa sự vận chuyển ion kim loại qua lại giữa trầm tích và cột nước.

Ba khái niệm cốt lõi được xây dựng xuyên suốt đề tài bao gồm:

1. Nước chiết lỗ rỗng: Dung dịch lỏng nằm xen kẽ giữa các hạt cấu trúc trầm tích đáy, phản ánh chân thực các biến đổi hóa lý và nồng độ chất hòa tan trong lòng địa chất.
2. Thiết bị thẩm tích màng mỏng Peeper: Công cụ thu thập mẫu nước chiết lỗ rỗng dựa trên nguyên lý cân bằng khuếch tán thụ động qua màng bán thấm mà không làm xáo trộn cấu trúc tầng trầm tích.
3. Phân tích thành phần chính: Phương pháp thống kê đa biến giúp phân tách các nhóm biến nồng độ kim loại, nhằm định lượng mức độ đóng góp từ nguồn gốc tự nhiên do phong hóa đá mẹ so với nguồn gốc nhân sinh từ hoạt động công nghiệp và sinh hoạt.

Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu thiết kế cỡ mẫu gồm 12 điểm khảo sát đại diện cho các thủy vực tiếp nhận nguồn thải khác nhau, bao gồm Cầu Cẩm Giàng, Cầu Ghẽ, Cầu Cậy, Cầu Cất, Cầu Neo, Cầu Vạn và Cầu Phả Lại. Quá trình thu thập mẫu được chia thành 2 đợt lấy mẫu hiện trường vào tháng 3 và tháng 9 năm 2015. Phương pháp chọn mẫu tầng nước được thực hiện bằng dụng cụ ống lồng kép chuyên dụng chế tạo từ vật liệu nhựa cao cấp, cho phép lấy mẫu nước nguyên trạng tại ba độ sâu chuẩn: lớp nước mặt 15 cm, lớp nước 30 cm và lớp nước sát bề mặt trầm tích đáy.

Đối với nước chiết lỗ rỗng, đề tài sử dụng 12 thiết bị peeper cải tiến theo thiết kế Hesslein được gia công chính xác từ tấm nhựa mica chuyên dụng với kích thước 66 cm x 16,5 cm x 2,5 cm. Thiết bị gồm 50 cặp buồng chứa mẫu, mỗi buồng có thể tích 5,85 ml, cho tổng dung tích thu nhận đạt 585 ml trên mỗi thiết bị. Bề mặt peeper được bọc màng lọc polyethersulfone kích thước lỗ 0,2 micromet có độ bền cơ học cao và trơ với vi sinh vật. Nhằm triệt tiêu nguy cơ oxy hóa sắt và mangan hòa tan tạo thành màng keo cản trở khuếch tán, toàn bộ thiết bị peeper được khử oxy nghiêm ngặt bằng dòng khí nitơ độ tinh khiết 99,999% trong suốt 7 ngày trước khi cắm cố định xuống trầm tích đáy trong 14 ngày để đạt trạng thái cân bằng thẩm thấu.

Phương pháp phân tích tổng hàm lượng 9 kim loại nặng được thực hiện trên hệ thống quang phổ khối cảm ứng cao tần plasma hiện đại. Việc lựa chọn thiết bị này là tối ưu nhờ khả năng quét đồng thời đa nguyên tố với độ nhạy vượt trội và giới hạn phát hiện siêu vết ở cấp độ microgam trên lít hoặc nanogam trên lít. Các đường chuẩn định lượng được thiết lập từ dung dịch chuẩn 29 nguyên tố trong dải nồng độ 4 đến 200 microgam trên lít cho các kim loại vết và 5 đến 400 microgam trên lít đối với sắt, đảm bảo hệ số tương quan tuyến tính đạt trên 0,999.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

Kết quả phân tích thực nghiệm đem lại bốn phát hiện trọng tâm về hiện trạng ô nhiễm kim loại nặng trên địa bàn nghiên cứu:

Thứ nhất, có sự phân tầng rõ rệt về nồng độ kim loại nặng theo chiều sâu cột nước. Tại hầu hết các vị trí, hàm lượng kim loại có xu hướng tăng dần từ tầng nước mặt 15 cm xuống tầng nước 30 cm và đạt mức cao nhất tại lớp nước sát đáy trầm tích. Nồng độ sắt và mangan trong nước chiết lỗ rỗng ở độ sâu từ 0 đến âm 9 cm tăng vọt từ 200% đến hơn 500% so với lớp nước mặt bên trên, chứng minh tầng trầm tích đáy là bể chứa tích lũy khổng lồ các hợp chất kim loại dạng khử.

Thứ hai, mức độ ô nhiễm kim loại có sự khác biệt sâu sắc giữa các vị trí chịu tác động công nghiệp và đô thị. Điểm khảo sát Cầu Cất trên sông Bắc Hưng Hải (gần trạm bơm tiêu thoát nước thải công suất 32.000 mét khối mỗi giờ của thành phố) và điểm Cầu Ghẽ (tiếp nhận nước xả từ Khu công nghiệp Đại An và Tân Trường) ghi nhận nồng độ đồng, chì, cadmi và kẽm cao hơn từ 35% đến 60% so với các điểm ít chịu tác động ở thượng nguồn.

Thứ ba, sự tương quan giữa các thông số kim loại qua phân tích thống kê đa biến đã tách biệt rõ rệt hai nhóm nguồn gốc phát tán. Nhóm các kim loại nặng gồm sắt và mangan đóng góp phương sai lớn nhất trong thành phần chính thứ nhất, bắt nguồn từ quá trình hòa tan tự nhiên của nền địa chất châu thổ. Ngược lại, nhóm các nguyên tố độc hại gồm chì, cadmi, crom, niken và kẽm tập trung trong thành phần chính thứ hai, phản ánh mức độ ô nhiễm xuất phát trực tiếp từ các hoạt động mạ điện, cơ khí, may mặc và giao thông thủy.

Thứ tư, hiện tượng khuếch tán ngược ion kim loại từ trầm tích vào cột nước mặt diễn ra mạnh mẽ tại các đoạn sông có dòng chảy chậm và giàu bùn đáy hữu cơ. Khi môi trường đáy bị yếm khí, quá trình khử hydroxit sắt và mangan đã giải phóng đồng thời các ion kim loại nặng bị hấp phụ quay trở lại cột nước, tạo ra nguy cơ tái ô nhiễm thứ cấp kéo dài.

Thảo luận kết quả

Khi xem xét toàn diện dữ liệu, các biểu đồ phân bố tần suất và đồ thị hộp cho thấy sự biến động nồng độ dị thường của các kim loại nặng chủ yếu xuất hiện tại các khu vực nước tù, giàu xác thực vật phân hủy như tại Cầu Neo hay Cầu Vạn. Đồ thị phân tích trọng số thành phần chính chỉ ra sự tương quan thuận rất chặt chẽ giữa các cặp nguyên tố đồng - kẽm và chì - cadmi với hệ số tương quan đạt trên 0,75. Điều này có thể được trình bày rõ nét qua các bảng ma trận tương quan và đồ thị phân tán không gian hai chiều, giúp trực quan hóa cơ chế tích tụ chất ô nhiễm.

Nguyên nhân căn bản dẫn đến sự gia tăng nồng độ kim loại trong nước chiết lỗ rỗng là do điều kiện khử mạnh ở tầng đáy, nơi oxy hòa tan bị tiêu thụ hoàn toàn bởi vi sinh vật phân hủy chất hữu cơ. Quá trình này biến đổi sắt hóa trị ba kết tủa thành sắt hóa trị hai hòa tan, kéo theo sự giải phóng hàng loạt ion kim loại bị bẫy trong cấu trúc khoáng sét. So sánh với các công trình nghiên cứu trên hệ thống sông ngòi châu Á, nồng độ một số kim loại như chì và cadmi trong nước mặt tại các điểm nóng Hải Dương đã tiệm cận hoặc vượt ngưỡng cột B1 của quy chuẩn chất lượng nước mặt, đòi hỏi phải có các biện pháp can thiệp xử lý kịp thời.

Đề xuất và khuyến nghị

Dựa trên các kết luận thực nghiệm, bốn nhóm giải pháp hành động cụ thể được đề xuất nhằm kiểm soát và giảm thiểu ô nhiễm kim loại nặng:

1. Xây dựng mạng lưới giám sát chất lượng nước chiết lỗ rỗng định kỳ bằng thiết bị peeper tại các điểm nóng môi trường. Sở Tài nguyên và Môi trường tỉnh Hải Dương cần chủ trì triển khai quan trắc 6 tháng một lần, hướng tới mục tiêu rút ngắn 25% thời gian phát hiện sớm nguy cơ phát tán ô nhiễm từ đáy sông trong giai đoạn 2016 - 2020.
2. Nâng cấp và chuẩn hóa hệ thống xử lý nước thải tập trung tại 18 khu công nghiệp và 38 cụm công nghiệp trên toàn tỉnh. Ban Quản lý các Khu công nghiệp phối hợp cùng doanh nghiệp cam kết kiểm soát 100% nguồn nước thải đầu ra đạt chuẩn quy định, giảm thiểu từ 30% đến 40% lượng phát thải các kim loại độc hại như crom, cadmi và niken trong vòng 2 năm tới.
3. Triển khai kế hoạch nạo vét và xử lý trầm tích đáy cục bộ tại các đoạn sông chịu tải lượng ô nhiễm cao như khu vực Cầu Cất và Cầu Ghẽ. Đơn vị quản lý khai thác công trình thủy lợi Bắc Hưng Hải cần thực hiện nạo vét định kỳ lớp bùn mặt dày 15 cm, đặt mục tiêu loại bỏ khoảng 45% đến 50% lượng kim loại nặng tích tụ nguy cơ cao trước mùa mưa lũ hàng năm.
4. Tăng cường áp dụng công nghệ xử lý sinh học kết hợp kiểm soát dòng chảy sinh thái liên hồ chứa. Ủy ban nhân dân tỉnh cùng các cơ quan quản lý lưu vực sông cần đẩy mạnh trồng các loài thực vật thủy sinh có khả năng hấp phụ kim loại tại các kênh dẫn, phấn đấu nâng chỉ số chất lượng nước sông Cầu và sông Thái Bình lên mức an toàn trên 75 điểm trong lộ trình 5 năm.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

Nội dung và kết quả nghiên cứu của luận văn mang lại giá trị thiết thực cho nhiều nhóm độc giả chuyên môn:

• Các nhà khoa học và giảng viên chuyên ngành Hóa phân tích, Khoa học Môi trường: Tài liệu cung cấp quy trình chi tiết về việc chế tạo, chuẩn bị và khử oxy cho thiết bị peeper màng mỏng, cùng phương pháp định lượng đa nguyên tố bằng kỹ thuật quang phổ khối plasma hiện đại.
• Cán bộ quản lý tại Sở Tài nguyên và Môi trường, Chi cục Bảo vệ Môi trường: Có thể sử dụng trực tiếp các số liệu quan trắc thực địa và bản đồ phân vùng ô nhiễm để xây dựng chính sách cấp phép xả thải, quy hoạch vùng thủy vực và lập kế hoạch thanh tra môi trường.
• Kỹ sư môi trường và các đơn vị vận hành trạm xử lý nước thải công nghiệp: Luận văn cung cấp cơ sở dữ liệu về đặc tính phát thải và cơ chế chuyển hóa ion kim loại, hỗ trợ việc tối ưu hóa quy trình keo tụ, tạo bông và lắng bùn kim loại nặng.
• Học viên cao học và sinh viên ngành Hóa học, Sinh thái học, Kỹ thuật Môi trường: Đề tài đóng vai trò là tài liệu tham khảo mẫu mực về phương pháp nghiên cứu thực nghiệm hiện trường kết hợp xử lý số liệu thống kê đa biến.

Câu hỏi thường gặp

Thiết bị peeper mang lại ưu điểm vượt trội nào so với phương pháp lấy mẫu trầm tích truyền thống bằng gàu múc?
Phương pháp dùng gàu múc hoặc máy bơm hút thường phá vỡ cấu trúc địa tầng tự nhiên và làm oxy hóa mẫu trầm tích. Thiết bị peeper thẩm tích thụ động qua màng 0,2 micromet giúp thu thập chính xác nước chiết lỗ rỗng nguyên trạng theo từng phân lớp sâu mà không làm xáo trộn môi trường tiếp xúc.

Vì sao quy trình khử oxy cho thiết bị peeper bằng khí nitơ lại đóng vai trò quyết định đến độ chính xác của phép đo?
Nếu còn oxy hòa tan trong thiết bị, các ion sắt và mangan hóa trị hai trong nước chiết lỗ rỗng sẽ bị oxy hóa ngay lập tức thành kết tủa hydroxit dạng keo. Lớp keo này làm tắc màng lọc và hấp phụ sai lệch các kim loại vết khác, dẫn đến sai số phân tích rất lớn.

Phương pháp phân tích thành phần chính đóng góp vai trò gì trong công tác quản lý môi trường lưu vực sông?
Phương pháp này giúp tinh gọn hàng loạt biến số nồng độ phức tạp thành các thành phần chính mang tính đại diện. Từ đó, nhà quản lý có thể phân định rạch ròi tỷ lệ ô nhiễm do phong hóa tự nhiên hay do nước thải sinh hoạt và sản xuất công nghiệp để có chế tài xử lý thích hợp.

Chất lượng nước mặt tại các điểm khảo sát trên địa bàn Hải Dương có vượt ngưỡng tiêu chuẩn cho phép không?
Tại các điểm thượng lưu ít dân cư, chất lượng nước nhìn chung vẫn đạt chuẩn phục vụ tưới tiêu. Tuy nhiên, tại các điểm tiếp nhận nước thải như Cầu Cất và Cầu Ghẽ, nồng độ một số kim loại nặng như chì và kẽm đã tăng cao cục bộ, tiệm cận giới hạn cho phép của quy chuẩn chất lượng nước mặt.

Nước chiết lỗ rỗng trong trầm tích có ý nghĩa như thế nào đối với việc dự báo ô nhiễm môi trường nước lâu dài?
Nước chiết lỗ rỗng đóng vai trò là mắt xích trung gian phản ánh sự di chuyển của ion kim loại giữa bùn đáy và cột nước. Việc theo dõi nồng độ chất trong lỗ rỗng giúp dự báo chính xác khả năng giải phóng chất độc hại ngược trở lại dòng sông khi điều kiện môi trường thay đổi.

Kết luận

• Luận văn đã chuẩn hóa thành công quy trình chế tạo và ứng dụng thiết bị thẩm tích peeper màng polyethersulfone kích thước lỗ 0,2 micromet trong việc thu nhận nước chiết lỗ rỗng tại hiện trường sông ngòi miền Bắc.
• Đã xác định chính xác hàm lượng 9 kim loại nặng trên hệ thống quang phổ khối plasma hiện đại tại 12 vị trí khảo sát trọng yếu thuộc lưu vực sông Cầu, sông Thái Bình và hệ thống Bắc Hưng Hải.
• Chứng minh rõ ràng quy luật tích tụ kim loại nặng tăng dần theo độ sâu cột nước và đạt nồng độ cao nhất tại lớp nước chiết lỗ rỗng ở tầng trầm tích từ 0 đến âm 9 cm.
• Phân tích thống kê đa biến đã bóc tách thành công nguồn gốc kim loại, phân định rõ nhóm nguyên tố có nguồn gốc địa chất tự nhiên và nhóm nguyên tố độc hại phát sinh từ xả thải công nghiệp.
• Cung cấp cơ sở khoa học tin cậy để đề xuất hệ thống 4 giải pháp kiểm soát ô nhiễm, nạo vét trầm tích và nâng cao hiệu quả quản lý lưu vực sông.

Trong giai đoạn tiếp theo, các cơ quan chuyên môn cần mở rộng mạng lưới giám sát nước chiết lỗ rỗng ra toàn bộ các lưu vực sông trọng điểm lân cận. Các cấp quản lý và cộng đồng doanh nghiệp cần chủ động ứng dụng kỹ thuật quan trắc hiện đại này để bảo vệ bền vững tài nguyên nước mặt và sức khỏe cộng đồng.

Trích đoạn nội dung tài liệu

MỞ ĐẦU Sự phát triển công nghiệp lại các nojớc đang phát triển ké0 the0 lojong lớn các hóa chất nguy hiểm phát thải và0 môi trojờng, đặc siệt là kim 10ai nặng phái lán vàO0 các dòng sông. DO vậy các sông lr0ng khu vực nội thành và ng0ại thành sị những ảnh hojởng lớn nhất. Lojong lớn nojớc thải dân dụng choqa ®ựcxử lý và nơjớc thải của các h0ại động công nghiệp là nguyên nhân hàng đầu làm gia lăng mức độ ô nhiễm kim l0ại nặng ir0ng nojớc sông [13] [22], [45]. Kim 10ai mang 14 m6t trOng sé mhimg chat gay 6 mhiém méi trojong phổ biến nhất, sự có mặt của chúng lr0ng nojớc thể hiện nguồn gốc ty nhiên h0ac d0 h0ạ! động của cŨn ngojời, chúng liên quan chủ yếu với nojớc thải ông nghiệp và sinh h0ạtl, đô thị hóa, dong nojéc thai, các nguồn đầu và0 sãi chôn lấp và khu vực nông thôn [2], [26].

Sự siến đổi hàm lojợng các kim 10ai tr0ng nơiớc tự nhiên là quá trình lích ty kim 10ai nặng và0 hợp chất trầm tích sền, trầm tích lơ lửng và lớp nojớc phía lrên. Tr0ng quá trình di chuyển, kim l0ại nặng chịu nhiều sự thay đổi về dạng của chúng nho| hòa lan, kết tủa, hấp phụ và ta0 phức với các hợp chất khác [22], [45].Việc nghiên cứu và đánh giá hàm lojJợng kim lOại nặng lr0ng nojớc mặt và nojớc chiết lỗ rỗng †ừ trầm tích là nhiệm vụ rất có ý nghĩa trÚng việc đánh giá hiện lrạng ô nhiễm và xu hong phân số của chúng. Xuất phát từ những thực trạng trên, đề tài -Phân ích, đánh giá hàm lgợng kim lOại nặng le0ng ngớc mặt và ngớc chiết lỗ sông lại một số điểm leên lau vực sông dầu, địa phận hải Dqơng! đojợc dat ra và lựa chọn nhằm giải quyết nục liêu phân tich tong ham lqing cac kim 10ai nang:Fe, Mn, cO, Ii, cu, Ps, cd, Zn, cr lr0ng môi lrojờng nojớc sông và nojớc chiết lỗ rỗng nhằm đánh giá mrđộ ô nhiễm, sự phát tán cũng nho lan truyền kim lOại nặng †he0 độ sâu lại mỗi điểm và lan truyền ngang giữa các điểm †he0 dòng chảy của loa vực 1 sông cầu, sông thuộc hệ thống sông Thái bình và hệ thống thủy nông bắc hong hai, diaphan tinh hai Dojong. chŒ|ƠNG 1: TỎIG QUANH 1.1 Hguồn gốc phát tán kim l0ại nặng r0ng môi lrojờng Kim l0ại nặng thojờng là nhóm các kim l0ại hOặc á kim có độc lính hOặc có khả năng gây độc với hệ sinh thai [19].

The0 tài liệu khác [32] kim lOại nặng là những kim l0ại h0ặc á kim có khối lojong riêng lớn hơn 5 g/cm, hÖặc có nguyên tử khối lớn hơn 52 g/m0I, thojờng đojợc xem nhọ là những chất gây ô nhiễm và có độc linh. Mặc dò một vài tr0ng chúng cũng là những nguyên lỗ cần thiết đối với cơ thê (nhojđồng, kẽm, sat giữ vai trò thiết yếu ch0 các h0ạ† động sinh vật, góp phần và0 xây dựng các enzim, xúc lác ch0 các quá lrình sith héa)nhong cũng chính chúng lànhững nguyên lố có độc lính khi ở nồng độ ca0. Kim lOại nặng có thể phái tán và0 môi trolờng d0 các nguồn khác nhau và luôn có sự chuyên hóa qua lại giữa các dạng môi lrojờng. h0ại động của thiên nhiên nhơi quá lrình phOng hóa, núi lửa phun lrà0 hOặc các thiên thạch là khởi nguồn của các kim lOại lr0ng môi lrojờng lự nhiên, các kim lOại dễ say hơi sẽ chuyển lừ chuyên lừ mặt đất, sông suối, siển, đại dojơng.

say và0 khí quyền, the0 vòng luần h0àn của nojớc. các h0ại động khác nhau của cỦn ngojời cũng thải và0 môi trolờng một loiợng rất lớn kim l0ại nhoỊ:h0ai động sản xuất công nghiệp phái thải c0, œ,cd, hg (công nghiệp nhựa), Zn, AI, TI, Sn (công nghiệp dệ†), cu, II, cd, Zn, Sb (công nghiệp sản xuất vi mạch), cu, cr, As (bả0 quản gỗ), Ps, Ii, cr (Mỹ nghệ), và các h0ạ! động khai khOáng, tuyén quang, van chuyén trOng qua trình khai thác, luyện gang thép, đối cháy nhiên liệu hóa thạch dầu mỏ, than đá, đốt rác thải [23]. Iguồn gốc phát tán kim l0ại và0 nơjớc mặt Tlgjéc mat 1a nojớc chảy qua hOặc đọng lại lrên mặt đâi: sông, suôi, kênh, rạch, moøjơng, a0, hồ, đầm [S]. Với định nghĩa này fa hiểu rằng đây là nguồn nojớc ngọt lồn lại trên đất liền, có phần th0áng liếp xúc với không khí.

Phân siệt với nojớc ngầm, cũng là một dạng nojớc ngọt nhoIng sâu dojới lòng đất và không liếp xúc vớ 3 không khí. Dòng nojớc ngọt trên các sông có xu hơjớng vận chuyên vật chất ở nơi 1Ô đi qua, nơiớc chay hr thojgng lou vé phía hạ loiu, tích trữ lắng đọng lại các a0, hà dam, hac dé ra biển. Kim 10ai c6 trOng nojéc mat xuất phát lừ nhiều nguồn. hOặc là có nguồn gốc tự nhiên h0ặc là từ nojớc thải d0 h0ạ† động sản xuất của cOn ngojời.

Thông thoJờng, ở môi lroiờng lự nhiên không sị ô nhiễm thì hàm lojợng kim l0ại nặng có tOng noc mặt là rất thap[46]. The0 nghiên cứu của Michel Mayseck và Tichard helmer [46]kim lOại xuất hiện lr0ng nojớc sông từ 3 nguồn chính là từ khí quyển (mơia, tuyết.), từ sự phân hủy của các sinh vật và lừ sự sà0 mòn †he0 thời gian trên sề mặt các lớp đất đá, sau đó dần dần đojợc vận chuyển qua lòng đất lới các loịu vực sông. Tr0ng quá trình vậnchuyên sẽ có nhiều quá trình †ra0 đổi tác động đến nồng độ của kim l0ại nhơi: lái hấp †hu bởi cây cối, cân bằng nồng độ giữa đất và nojớc ngầm, say hơi, bị hap thu hac thai ra sởi các l0ại cây cối song gam lou vue. Hghiên cứu của Michel Mayseck và Tichard helmer cũng chỉ ra rằng các yếu lô quan trọng nhất quyết định nồng độ của kim l0ại tr0ng nojớc mặt là nhơi: - _ Sự có mặt của các muối kim l0ại đễ hòa lan h0ặc dễ sị sà0 mòn sởi thời tiết.

-_ Kh0ảng cách với mặt siển gây tác động lên các muối dễ say hơi thâm nhập và0 mặt đất (Ta*, Mg?1,. - _ Tốc độ lắng đọng h0ặc lốc độ dòng chảy quyết định nồng độ của các chất có nguồn từ hai yếu lố trên. - _ h0ại động chính của hệ sinh thái lr0ng lơiu vực sông lác động lên sự giải phóng của các chất dinh dojỡng. - _ Thiệt độ môi trong cong voi cdc hOat động sinh hóa †r0ng lòng đất và thời liế tác động lên tốc độ sà0 mòn, cũng nhơt các h0ại động kiến ‡ạ0 địa chất khác.

Iguồn gốc phát tán kim l0ại và0 trầm tich. 5 Trầm lích là các hại vậi chất nằm ở độ sâu không quá 15 cm lính từ sề mặt đáy của vực ngjớc, các hại có kích thoJớc nhỏ hơn 2 mm hUặc lọt qua rây có dong kính lỗ 2 mm. Ihững vật chất đojợc lắng lại ở đáy các cỦn sông, suối, a0 hỗ. đ0 dòng chảy của c0n nojớc hình thành nên tram tich[9].

The0 lài liệu [34] kim lOại nặng có liên quan rất chặt chẽ với lrầm tích và trầm tích cũng lác động rất lớn đến lính di động của kim 10ai nặng. Kim lOại nặng dễ dàng sị hấp thụ và0 trầm lích h0Oặc giải hấp, cuối cùng là lắng xuống đáy siên làm giàu ch0 trầm tích đáy siên. Khi điều kiện môi trojờng thay đổi, kim lOại nặng liên kết với trầm tích có thể giải phóng trở lại lớp nolớc sa0 phủ phía lrên đe dọa lới hệ sinh vật thủy sinh. Sản phâm h0ạt† động của c0n ngojời nhơi nojớc thải ng nghiệp, nojớc thải sinh h0ạlvà các h0ạt động sản xuất nông nghiệp thơjờng là nguyên nhân chính của ô nhiễm kim l0ại Ir0ng môi lrơiờng nojớc [34].

The0 lài liệu [40], các fac giaZha0yOng Zhang, L1 Juyingsau khi sử dụng kỹ thuật phân tich đa pién ch0 thấy rằng, các kim l0ại cu, Hi, As và Zn có nguồn gốc hàng đầu là lừ nền địa chất tự nhiên trOng khi d6 cdc kim 10ai cd, Pp, hg va cr tr0ng tram ich lại có nguồn gốc từ các h0ạ† động của c0n ngoyời. Đồng thời kết quả phân lích nhân lố làm giàu (cF) và chỉ số tích lũy cũng đánh giá rằng cd, hg và P: tr0ng trầm lích mặt là thấp và có mức độ ô nhiễm riêng, lr0ng khi đó Zn, cr, As, Hi và cu chỉ xấp xỉ mức không h0ặc dojới ngojỡng ô nhiễm([22].3 Tra0 đỗi kim l0ại nặng giữa hai pha nơjớc mặt và rằm ích. The0 lài liệu [45], [22] nghiên cứu về sự tra0 đổi kim l0ại nặng của các cŨn sông ở băng La Đét lác giả Md Saiful Islam đã thấy rằng hàm lojợng và dạng hóa học của 6 kim 10ai nặng cr, Hi, cu, As, cd, Ps đ0 tr0ng môi lrojờng nojớc mặt vatram lích thấy chúngcó xu hoJớng giảm dần lr0ng nojớc theO thir ty cr > cu > As >Hi > Ps > cd va trOng trầm lích cr > Ti > cu > Pp > As > cd. Tr0ng lự nhiên, lớp liếp giáp tram tich — nojéc mat là noi diém ra traO déi dọc về mặt vật lý, hóa học và sinh học lớn nhất.

Tại đây, có sự lăng mạnh về nồng độ của các hại, nồng độ của các chat và sự lạ0 thành hợp chất [30].Với nhiều kim 10ai thi trầm tích là nơi tích tụ cuối còng ngay nhoỊng nhiều kim lOại có thé tra0 đổi qua lại giữa nơiớc mặt - trầm tích nhiều lần lrojớc khi tích ty han vad tram lich [27]. Lớp nơiớc ngay phía trên lớp liếp xúc lrằm lích — nojớc mặt đojợc cấu lành bởi lớp nojớc phân cách và lớp khuếch lán. Ở đây i0n chỉ đơjợc vận chuyên rởi khuếch lán phân lử. Lớp khuếch lán này đóng vai lrò cân sằng lr0ng việc vận chuyên i0n.

Lớp khuếch lán có độ dày lừ 0,4(mm) đến vài cm hOặc có thể mỏng hơn 0,I(mm) nếu môi rojờng nojớc ở gần đáy sông có nhiều năng lojợng (ví dụ É độ dòng chảy ca0 hơn s0 với †rung bình) [20]. The0 nghiên cứu của J.M Guana, F Elsaz-P0ulichela, A.V G0rdeevb [30] và0 năm 1989 và đojợc đăng lrên tap chi Marine chemistry (VOlume 43, Issue 1-4, 1993) thi voi môi lrơlờng không có sự lác động của cn ngojời nồng độ các chat (dojge fimh bang nan0mOcular — 1M) cé trOng nope mat cua mot số kim lOại là nhơ sau: As = 2,0, cd = 0,05, cu = 9,7, IH = 5,2, Pb = 0,08, Zn = 5,3 và Fe = 410. các tác giả có đoỊa ra kết luận rằng cu và Hi dễ dàng đojợc lìm thấy ở lớp sùn có chứa nhiều đất sé! và các hợp chất hữu cơ. Và Ps, Zn cong các kim l0ại nặng khác thi dojgc phan tán đều ở các độ sâu.4 các khó khăn khi lấy mẫu nơjóc trŨng tram tich.

Việc lấy mẫu trầm tích thuận lợi hay khó khăn phụ thuộc nhiều và0 độ sâu từ mặt noiớc xuống đến lớp nojớc sát đáy và trầm tích. Mực nojớc càng lớn càng khokhăn và đòi hỏi nhiều kỹ thuật phức lạp.