BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
……™ & ˜……

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

VẤN ĐỀ Ô NHIỄM KIM LOẠI NẶNG TRONG ĐẤT VÀ
CÂY TRỒNG TẠI MỘT SỐ KHU VỰC Ở VIỆT NAM VÀ
ẢNH HƯỞNG CỦA NÓ ĐẾN MÔI TRƯỜNG

CHUYÊN NGÀNH: KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG
MÃ SỐ NGÀNH: C72

GVHD: TH.S VÕ HỒNG THI
SVTH: NGUYỄN THỊ VÂN HIỀN

Tp. Hồ Chí Minh, tháng 07 năm 2010
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
ĐẠI HỌC KTCN TPHCM ĐỘC LẬP – TỰ DO – HẠNH PHÚC

NHIỆM VỤ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

Khoa Môi Trường và Công Nghệ Sinh Học Ngành: Kỹ thuật môi trường
Họ và tên: Nguyễn Thị Vân Hiền MSSV: 207108014
Lớp: 07 CMT
1. Đầu đề đồ án tốt nghiệp:
“Vấn đề ô nhiễm kim loại nặng trong đất và cây trồng tại một số khu vực ở Việt
Nam và ảnh hưởng của nó đến môi trường”

và Công Nghệ Sinh Học đã tận tâm truyền đạt kiến thức và
kinh nghiệm cho em trong suốt quá trình học tập, nghiên cứu
và thực hiện khoá luận tốt nghiệp
Ø Em xin gởi lời cảm ơn sâu sắc nhất của mình đến cô Võ Hồng
Thi đã tận tình hướng dẫn, quan tâm, giúp đỡ cho em trong thời
gian thực hiện khóa luận tốt nghiệp
Ø Con xin cảm ơn công sinh thành và dưỡng dục của ba, mẹ
Ø Cuối cùng em xin gởi lời cảm ơn chân thành đến bạn bè và
những người thân yêu đã tạo điều kiện, động viên, khích lệ
giúp đỡ em trong suốt thời gian học tập tại trường. TP. HCM, ngày….tháng….năm 2010

SVTH Nguyễn Thị Vân Hiền

MỤC LỤC
CHƯƠNG I 1
I.1 Lý do hình thành đề tài 1
I.2 Mục tiêu nghiên cứu 2
I.3 Nội dung nghiên cứu 2
I.4 Phương pháp nghiên cứu 2
I.5 Gớii hạn của đề tài 3
CHƯƠNG II 4
II.1 Khái niệm về đất 4
II.2 Quá trình hình thành đất 4
II.2.1 Đá mẹ 5

III.1 Khái niệm về kim loại nặng 20
III.2 Nguồn gốc của một số kim loại nặng thường gặp trong đất và trong cây trồng 20
III.2.1 Từ các thuốc trừ sâu vô cơ, thuốc trừ bệnh và phân bón 22
III.2.1.1 Thuốc trừ nấm chứa đồng 23
III.2.1.2 Các thuốc trừ nấm chứa thủy ngân 23
III.2.2 Từ bùn cống rãnh 23
III.2.3 Từ quá trình khai thác và sản xuất kim loại 24
III.2.4 Các lò nấu kim loại 25
III.2.5 Rác thải và các chất thải bỏ công nghiệp 25
III.3 Hóa học kim loại nặng trong đất 26
III.3.1 Asen (As) 26
III.3.2 Cadimi (Cd) 26
III.3.3 Thủy ngân (Hg) 27
III.3.4 Chì (Pb) 27
III.3.5 Selen (Se) 28
III.4 Ảnh hưởng của kim loại nặng 29
III.4.1 Ảnh hưởng có lợi 29
III.4.2 Ảnh hưởng có hại 30
CHƯƠNG IV 37
IV.1 Hiện trạng ô nhiễm kim loại nặng trong đất và cây trồng tại một số khu vực sản
xuất rau quả trọng điểm miền Bắc Việt Nam 38
IV.2 Hiện trạng ô nhiễm kim loại nặng trong đất và cây trồng tại một số khu vực sản
xuất rau quả trọng điểm miền Nam Việt Nam 49
CHƯƠNG V 65
V.1 Xử lý kim loại nặng trong đất 65
V.1.1 Phương pháp cơ lý – Nhiệt 65
V.1.2 Phương pháp sinh học 65
V.2 Xử lý nước thải công nghiệp 67
V.3 Quy hoạch các khu công nghiệp thân thện với môi trường 68
V.4 Cải tạo hệ thống tiêu thoát nước 69

Fe Sắt
BNN Bộ nông nghiệp
PTNT Phát triển nông thôn
NXB Nhà xuất bản

DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng II.7.3.1 Giá trị khả năng trao đổi cation của một số loại đất ( theo
J.Janick,1972).
Bảng III.2.1: Hàm lượng trung bình một số loại kim loại nặng trong đá và trong đất
(ppm)
Bảng III.2.2: Hàm lượng một số kim loại nặng trong các sản phẩm dùng làm phân
bón nông nghiệp
Bảng III.2.3 Hàm lượng các nguyên tố trong bùn – nước cống rãnh đô thị
Bảng III.3.1 Khả năng linh động của một số nguyên tố kim loại nặng trong đất
Bảng III.4.1 Dư lượng thủy ngân trong gạo
Bảng III.4.2 : Ngưỡng độc hại trong đất và lượng kim loại bón vào để đạt đến
ngưỡng độc hại (C
10
) (chiết rút bằng diethylen triamine pentaacetic acid (DTPA)
hoặc acid nitric (HNO
3
) (Williams và Winkins)
Bảng III.4.3: Mức độ ô nhiễm kim loại nặng ở Anh (µg/g (Kelly, 1979)
Bảng III.4.4: Hàm lượng tối đa cho phép của một số kim loại nặng theo tiêu chuẩn
của Bộ NN & PTNT quy định về chất lượng rau, quả, chè an toàn trong quyết định
số 99/2008/QĐ – BNN.
Bảng III.4.5: Tính độc hại của các kim loại nặng đối với sinh vật
Bảng IV.1 Hàm lượng Pb trong một số đất và mẫu bùn ao tại Chỉ Đạo – Mỹ Văn –
Hưng Yên
Bảng IV.2 Tình hình ô nhiễm kim loại nặng trongđất, nước và rau trên một số khu


Vấn đề ô nhiễm KLN trong đất và trong rau tại một số khu vực và ảnh hưởng của nó đến
môi trường và sức khỏe của con ngườiGVHD: Th.S Võ Hồng Thi 1 SVTH: Nguyễn Thị Vân Hiền

CHƯƠNG I: MỞ ĐẦU
I.1 LÝ DO HÌNH THÀNH ĐỀ TÀI:
Đất là tư liệu sản xuất đặc biệt, là đối tượng lao động độc đáo, là nền tảng
của các hệ sinh thái Trái Đất. Trên quan điểm sinh thái học thì đất là một tài
nguyên tái tạo, là “vật mang” nhiều hệ sinh thái khác trên Trái Đất. Con người tác
động vào đất cũng chính là tác động vào các hệ sinh thái mà đất “mang” trên mình
nó. Cho nên việc bảo vệ môi trường đất và các giải pháp khống chế và ô nhiễm đất,
duy trì tính năng sản xuất lâu dài của đất là một chiến lược quan trọng của nước ta
trong việc sử dụng hợp lý và lâu bền các nguồn tài nguyên thiên nhiên.
Hiện nay Việt Nam đang trong quá trình công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất
nước. Trong một thời gian ngắn, rất nhiều cơ sở sản xuất công nghiệp đã ra đời,
góp phần quan trọng làm thay đổi bộ mặt kinh tế của đất nước. Bên cạnh đó, nền
sản xuất nông nghiệp của Việt Nam cũng có nhiều thay đổi to lớn nhờ áp dụng
những tiến bộ khoa học kỹ thuật để cải thiện năng suất và chất lượng cấy trồng.
Tuy nhiên, song hành với những phát triển trên đây thì vấn đề môi trường của Việt
Nam cũng đang có xu hướng ngày càng xấu đi, thể hiện trên nhiều thành phần môi
trường như ô nhiễm nước, ô nhiễm không khí. Trong ba thành phần môi trường đó
thì dường như vấn đề ô nhiễm đất thường bị xem nhẹ hơn tầm quan trọng của nó,
mặc dù các chất gây ô nhiễm đất có thể bị tích lũy trong cây trồng và tác động trực
tiếp đến sức khỏe con người qua bữa ăn hang ngày. Nhiều chất ô nhiễm trong đất
và cây trồng không nhìn thấy bằng mắt thường nhưng ảnh hưởng rất lớn. Trong đó
đối với môi trường đất nói riêng, sự ô nhiễm và tích lũy dần theo thời gian các kim
loại nặng ảnh hưởng đến năng suất cũng như chất lượng nông sản, từ đó làm giảm

- Đề xuất một số biện pháp khắc phục vấn đề ô nhiễm kim loại nặng trong đất
và trong cây trồng ở Việt Nam

I.4 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU:

- Phương pháp thu thập: Tìm kiếm và thu thập các tài liệu liên quan phục vụ
cho nghiên cứu đề tài qua các kênh thông tin như: sách, giáo trình, báo, các chuyên
đề, tài liệu điện tử…
Vấn đề ô nhiễm KLN trong đất và trong rau tại một số khu vực và ảnh hưởng của nó đến
môi trường và sức khỏe của con ngườiGVHD: Th.S Võ Hồng Thi 3 SVTH: Nguyễn Thị Vân Hiền

- Phương pháp phân tích, tổng hợp và đánh giá: Từ các tài liệu đã thu thập
được, tiến hành lựa chọn, biến đổi, sắp xếp các số liệu và tài liệu thành hệ thống để
phản ánh được mục tiêu mà đề tài đề ra.

I.5 GIỚI HẠN CỦA ĐỀ TÀI:
- Hiện trạng vấn đề tích lũy các kim loại nặng trong đất và cây trồng thời gian
gần đây tại một số khu vực sản xuất rau quả và lương thực trọng điểm tại miền Bắc
nà miền Nam Việt Nam.
Vấn đề ô nhiễm KLN trong đất và trong rau tại một số khu vực và ảnh hưởng của nó đến
môi trường và sức khỏe của con ngườiGVHD: Th.S Võ Hồng Thi 4 SVTH: Nguyễn Thị Vân Hiền

CHƯƠNG II: TỔNG QUAN VỀ MÔI TRƯỜNG
ĐẤT VÀ TÌNH HÌNH Ô NHIỄM ĐẤT


Docuchaev người đầu tiên nêu ra 5 yếu tố hình thành đất và gọi đó là yếu tố
phát sinh học.
II.2.1 Đá mẹ:
-
Nguồn cung cấp vật chất vô cơ cho đất, trước hết là khoáng chất, cho nên nó
là bộ xương và ảnh hưởng tới thành phần cơ giới, khoáng học và cơ học của đất.
-
Thành phần và tính chất đất chịu ảnh hưởng của đá mẹ thường được biểu hiện
rõ rệt ở giai đoạn đầu của quá trình hình thành đất, càng về sau sẽ bị biến đổi sâu
sắc do các quá trình hóa học và sinh học xảy ra trong đất.
II.2.2 Khí hậu:

- Khí hậu tham gia vào quá trình hình thành đất được thể hiện qua:
+ Nước mưa
+ Các chất trong khí quyển: O
2
, CO
2
, NO
2

+ Hơi

nước và năng lượng mặt trời
+ Sinh vật sống trên trái đất.
- Khí hậu có ảnh hưởng trực tiếp và gián tiếp đến quá trình hình thành đất:
+ Trực tiếp: nước và nhiệt độ.
Nước mưa quyết định độ ẩm, mức độ rửa trôi, pH của dung dịch đất và tham gia
tích cực vào phong hóa hóa học.

Hướng dốc ảnh hưởng đến nhiệt độ của đất.
-
Địa hình ảnh hưởng tới hoạt động sống của thế giới sinh vật, tới chiều hướng
và cường độ của quá trình hình thành đất.
II.2.5 Yếu tố thời gian

- Yếu tố này được coi là tuổi của đất. Đó là thời gian diễn ra quá trình hình thành
đất và một loại đất nhất định được tạo thành đó là tuổi.
- Đất có tuổi càng cao, thời gian hình thành đất càng dài thì sự phát triển của đất
càng rõ rệt.
- Ngày nay hoạt động sản xuất của con người có tác động rất mạnh đối với quá
trình hình thành đất. Do vậy một số tác giả có xu hướng đưa vào yếu tố thứ 6 của quá
trình hình thành đất.
II.3 CHỨC NĂNG CỦA ĐẤT

Đất có 5 chức năng:
a. Môi trường để các loại cây trồng sinh trưởng và phát triển.
b. Địa bàn cho các quá trình biến đổi và phân hủy các phế thải hữu cơ và
khoáng.
c. Nơi cư trú cho các động vật đất.
d. Địa bàn cho các công trình xây dựng.
e. Địa bàn để cung cấp nước và lọc nước.
Vấn đề ô nhiễm KLN trong đất và trong rau tại một số khu vực và ảnh hưởng của nó đến
môi trường và sức khỏe của con ngườiGVHD: Th.S Võ Hồng Thi 7 SVTH: Nguyễn Thị Vân Hiền

II.4 TÍNH CHẤT VẬT LÝ CỦA ĐẤT:
II.4.1 Sa cấu đất ( soil texture )

-
Việc hút dưỡng chất của rễ cây.
-
Độ thoáng khí.
Vấn đề ô nhiễm KLN trong đất và trong rau tại một số khu vực và ảnh hưởng của nó đến
môi trường và sức khỏe của con ngườiGVHD: Th.S Võ Hồng Thi 8 SVTH: Nguyễn Thị Vân Hiền

II.4.3 Màu sắc của đất:
Là đặc điểm quan trọng phản ánh các tính chất của đất. Nhiều loại đất được gọi
tên theo màu: đất đen, đất đỏ, đất xám, đất màu hạt dẻ,…
Dựa vào màu sắc có thể đánh giá chất lượng và độ phì đất. Màu sắc đất phụ
thuộc vào hàm lượng mùn và thành phần khoáng học và hoá học của đất.
Có 3 nhóm hợp chất: chất mùn (đen), chất chứa sắt (đỏ), oxytsilic
canxicacbonat, canxisunfat (trắng) ảnh hưởng tới màu của đất. Màu đen còn do
hydroxyt hay oxyt Mn, FeS hay màu đen của đá hình thành đất,…
II.5 TÍNH CHẤT HÓA HỌC CỦA ĐẤT:

Đất là một vật xốp, bao gồm 3 thành phần (hay còn gọi là pha): rắn, lỏng và
khí. Các thành phần rắn được kết dính lại với nhau hình thành các hạt, keo đất. Giữa
chúng là các lỗ hổng (còn gọi là các tế khổng – spore) chứa không khí và nước.
-
Thành phần rắn – bao gồm tất cả các vật liệu vô cơ (khoáng sét) và hữu cơ
(mùn). Thành phần này thường chiếm 50% thể tích đất.
-
Thành phần lỏng – bao gồm nước trong đất hoặc dung dịch đất, trong một
môi trường lý tưởng, thành phần nước sẽ chiếm 25% thể tích.
-
GVHD: Th.S Võ Hồng Thi 9 SVTH: Nguyễn Thị Vân Hiền

II.6 THÀNH PHẦN HỮU CƠ CỦA ĐẤT:
Nguồn gốc chất hữu cơ trong đất và trên bề mặt là xác thực vật, động vật, cơ
thể vi sinh vật và xác một số động vật đất.
Chất hữu cơ trong đất có thể tồn tại ở dạng còn nguyên hay bán phân huỷ.
Chất mùn trong đất không đặc trưng, bao gồm các sản phẩm hữu cơ phân huỷ
từ các xác thực vật, động vật và vi sinh vật …, chiếm khoảng 10 – 20% chất hữu cơ
tổng số trong đất.
Chất mùn điển hình bao gồm acid mùn, hợp chất humin và ulmin
Chất mùn có vai trò quan trọng trong sự hình thành cấu trúc và duy trì độ bền
cấu trúc đất. Chất mùn kết gắn các phần tử cơ học với nhau tạo thành các đoàn lạp có
độ bền với xói mòn và các ngoại lực khác tác động vào đất.
Mùn có vai trò rất to lớn trong quá trình tạo thành đất, hình thành phẫu diện đất
và tạo ra cấu trúc đất. Nhờ tính chất tạo phức của mùn với các kim loại làm tăng cấu
trúc đất ( humat Ca, Mg, Fe, Al), giảm độc hại của nhiều nguyên tố kim loại nặng.
Đất chua có nhiều Al trao đổi độc hại đối với cây trồng, chất mùn đã làm giảm rõ rệt
Al linh động do cơ chế tạo phức.
Các đất có thành phần cơ giới nhẹ (đất cát, đất xám bạc màu) thì khả năng trao
đổi cation từ 60 - 96% do chất mùn. Do tính chất hấp phụ và trao đổi cation lớn của
chất mùn, mà tính đệm của đất cũng lớn.
Mùn có vai trò rất toàn diện đối với độ phì đất, ảnh hưởng đến mọi tính chất lý
hóa và sinh học của đất.
II.7 KEO ĐẤT VÀ KHẢ NĂNG HẤP PHỤ CỦA ĐẤT:

II.7.1 Keo đất
Keo đất là những hạt có kích thước 10
-4

xúc với keo và ngược lại
II.7.2 Khả năng hấp phụ của đất:

Do trong đất có chứa những keo mang điện tích, nên có khả năng hấp phụ.
Khả năng giữ lại những chất ở trạng thái hòa tan hoặc một phần khoáng chất phân
tán ở dạng keo hay những hạt rất nhỏ, vi sinh vật và những thể huyền phù thô khác
gọi là khả năng hấp phụ của đất.
Khả năng hấp phụ của đất được chia ra 5 dạng sau:
II.7.2.1 Hấp phụ cơ học:
Là khả năng đất giữ lại những hạt tương đối thô trong các khe, lỗ hõng. Đất
là một thể xốp, chứa nhiều lỗ hổng có kích thước khác nhau nên có khả năng giữ lại
một cách cơ học những hạt có kích thước lớn hơn kích thước của lỗ hổng, hay các
chổ uốn cong của mao quản. Vấn đề ô nhiễm KLN trong đất và trong rau tại một số khu vực và ảnh hưởng của nó đến
môi trường và sức khỏe của con ngườiGVHD: Th.S Võ Hồng Thi 11 SVTH: Nguyễn Thị Vân Hiền

II.7.2.2 Hấp phụ lý học (hấp phụ phân tử):
Là khả năng giữ lại những hạt có kích thước nhỏ, những phân tử, nguyên tử
trên bề mặt keo đất. Hấp phụ lý học phụ thuộc nhiều vào thành phần cơ giới, nếu đất
nào có nhiều hạt sét (thành phần cơ giới nặng) thì có năng lượng bề mặt lớn do đó
khả năng hấp phụ lý học càng lớn.
II.7.2.3 Hấp phụ hóa học:
Là khả năng giữ lại trong đất các chất hòa tan ở dạng kết tủa, không tan, ít tan
do kết quả của những phản ứng hóa học xảy ra trong dung dịch đất.
Na

II.7.2.4 Hấp phụ lý – hóa học (hấp thụ trao đổi):
Là hấp phụ trao đổi giữa những ion trên bề mặt các keo đất và những ion
cùng dấu trong dung dịch đất. Thực chất là phản ứng lý – hóa giữa keo đất và ion
trong dung dịch đất.
II.7.2.5 Hấp phụ sinh học:
Là khả năng giữ lại các chất dinh dưỡng bởi vi sinh vật từ dung dịch đất, chủ
yếu là cây xanh và vi sinh vật. Đây là hình thức hấp phụ một chiều, đôi khi còn là
trao đổi, vì rễ thực vật tiết ra ion H
+
để trao đổi với chất dinh dưỡng ở dạng cation.
II.7.3 Khả năng trao đổi cation: ( Cation Exchange Capacity – CEC)
Các nguyên tố hiện diện trong đất ở dạng ion hay dạng kết hợp với nguyên tố
khác. Các ion dinh dưỡng có điện tích âm hoặc dương. Chúng có thể được các hạt
keo đất (phần rắn) giữ lại và phóng thích từ từ cho cây sử dụng, hoặc bị rửa trôi đi.
Vấn đề ô nhiễm KLN trong đất và trong rau tại một số khu vực và ảnh hưởng của nó đến
môi trường và sức khỏe của con ngườiGVHD: Th.S Võ Hồng Thi 12 SVTH: Nguyễn Thị Vân Hiền

Các ion có điện tích âm được gọi là các “anion”. Các anion không bị các hạt
keo đất hấp thụ, do đó dễ dàng mất đi do nước rửa trôi.
Các ion có điện tích dương được gọi là các “cation”: H
+
, Ca
2+
, Mg
2+
, K
+

loại đất giàu sét và chất hữu cơ sẽ có nhiều hạt keo sét có diện tích bề mặt lớn, nên
khả năng hấp thu các cation lớn hơn.
Vấn đề ô nhiễm KLN trong đất và trong rau tại một số khu vực và ảnh hưởng của nó đến
môi trường và sức khỏe của con ngườiGVHD: Th.S Võ Hồng Thi 13 SVTH: Nguyễn Thị Vân Hiền

Bảng II.7.3.1 Giá trị khả năng trao đổi cation của một số loại đất
( theo J.Janick,1972).
Loại đất CEC (meq/100g đất)
Đất cát
Đất thịt pha cát
Đất thịt
Đất sét và Thịt pha sét
Đất sét Kaolinite
Đất giàu mùn
2 – 4
2 – 17
7 – 16
4 – 60
10
50 - 300 Trong số các cation, ion H
+
được đặc biệt lưu ý vì đó là nguồn gốc gây đất
chua (làm pH giảm). Ion H
+

+ 8H
+

II.8 Ô NHIỄM MÔI TRƯỜNG ĐẤT:
Ô nhiễm môi trường đất được xem là tất cả các hiện tượng làm nhiễm bẩn môi
trường đất bởi các chất gây ô nhiễm (pollutant). Người ta có thể phân loại đất bị ô
nhiễm theo nguồn gốc phát sinh, hoặc theo các tác nhân gây ra ô nhiễm.
Nếu theo nguồn gốc phát sinh có:

Trích đoạn Cải tạo hệ thống tiêu thoát nước

---