Mức độ ô nhiễm và rủi ro của thủy ngân và chì trong trầm tích mặt tại cửa an hòa, sông Trường Giang, tỉnh Quảng Nam

ISSN 1859-1531 - TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG, SỐ 3(112).2017-Quyển 1 153 MỨC ĐỘ Ô NHIỄM VÀ RỦI RO CỦA THỦY NGÂN VÀ CHÌ TRONG TRẦM TÍCH MẶT TẠI CỬA AN HÒA, SÔNG TRƯỜNG GIANG, TỈNH QUẢNG NAM CONTAMINATION DEGREE AND ECOLOGICAL RISK OF MERCURY AND LEAD IN SURFACE SEDIMENT SAMPLED AT AN HOA ESTUARY, TRUONG GIANG RIVER, QUANG NAM PROVINCE Phan Nhật Trường, Võ Văn Minh, Ngô Quang Hợp, Đoạn Chí Cường Trường Đại học Sư phạm, Đại học Đà Nẵng; dccuong@ued.udn.vn Tóm tắt - Nghiên cứu này được tiến hành nhằm đánh giá mức độ ô nhiễm và rủi ro của hai kim loại nặng (KLN) Thủy ngân (Hg) và Chì (Pb) trong trầm tích tại cửa An Hòa, sông Trường Giang thuộc huyện Núi Thành, tỉnh Quảng Nam. Kết quả nghiên cứu cho thấy, hàm lượng Hg và Pb trung bình lần lượt là 0,557mg/kg và 19,356 mg/kg; hầu hết hàm lượng của hai KLN này trong các mẫu trầm tích mặt đều thấp hơn giới hạn cho phép khi so sánh với QCVN43:2012/BTNMT. Bên cạnh đó, chỉ số Igeo cũng đã được sử dụng để thể hiện mức độ tích lũy trong khi chỉ số RI chỉ thị cho rủi ro của hai kim loại nặng này. Với những giá trị Igeo và RI tính toán được, chúng tôi kết luận rằng khu vực nghiên cứu chưa bị ô nhiễm đối với từng KLN nghiên cứu với giá trị Igeo(Pb) và Igeo(Hg) lần lượt là -0,888 và -0,433; mức độ rủi ro đối với Pb và Hg trong trầm tích là thấp với giá trị RI trung bình bằng 59,277. Abstract - This research is conducted to determine the degree of contamination and ecological risk of the 2 heavy metals Mercury (Hg) and Lead (Pb) in surface sediment sampled at An Hoa estuary, Truong Giang river, Nui Thanh district, Quang Nam province. The result show that the average contents of Hg and Pb are 0.557mg/kg and 19.356 mg/kg, respectively; most samples had Hg and Pb contents lower than permissible limit of QCVN43:2012/BTNMT regulation. Moreover, Geo-accummulation index (Igeo) is applied to estimate the accumulation degree of heavy metal in sediment, and the Risk index (RI) is used to evaluate the ecological risks of the concerned heavy metals. The calculated values demonstrate that study sites are not contaminated by mercury and lead with Igeo(Pb) = -0.888 and Igeo(Hg) = -0.433; the ecological risk of Pb and Hg in surface sediment is low, with the average RI of 59.277. Từ khóa - mức độ ô nhiễm; rủi ro sinh thái; chỉ số tích lũy ô nhiễm; kim loại nặng; trầm tích mặt. Key words - degree of contamination; ecological risk; Geo- accumulation; heavy metals; surface sediment. 1. Đặt vấn đề Trong những năm qua, sự phát triển các hoạt động kinh tế ở nước ta đã làm cho môi trường bị ô nhiễm nghiêm trọng, đặc biệt, sự hiện diện của kim loại nặng trong môi trường đất, nước đang là vấn đề môi trường được cộng đồng quan tâm. Vùng cửa sông, ven biển thường là nơi có những hệ sinh thái đặc trưng với hệ động thực vật rất đa dạng. Tuy nhiên, đây cũng là nơi tích tụ các chất ô nhiễm có nguồn gốc từ nội địa. Trong môi trường nước, trầm tích mặt thường được hình thành bởi sự lắng đọng của các vật chất lơ lửng theo thời gian, tốc độ lắng đọng của các hạt trầm tích này thường phụ thuộc vào tốc độ của dòng chảy cũng như mức độ xáo trộn của thủy vực; đồng thời, các vật chất lơ lửng này thường có vai trò quan trọng trong việc hấp phụ các kim loại nặng, nó có thể tạo thành phức kim loại với các hợp chất hữu cơ. Sự tích lũy cao KLN dạng vết trong trầm tích có thể gây nên những ảnh hưởng tiêu cực đến hệ sinh thái thủy sinh và sức khỏe con người thông qua sự khuếch đại sinh học qua chuỗi thức ăn [1]. Phân tích rủi ro sinh thái là một trong những việc làm cần thiết trong công tác giám sát môi trường, nó cung cấp thông tin về những tác động sinh thái tiêu cực tiềm năng có thể ảnh hưởng đến sức khỏe hệ sinh thái cũng như sức khỏe con người. Xác định rủi ro sinh thái từ trầm tích mặt thông qua chỉ số RI đã được Lars Hakanson đề xuất và được áp dụng rộng rãi bởi những ưu điểm: (1) dữ liệu từ các trầm tích cung cấp các giá trị trung bình ổn định theo thời gian; (2) các mẫu trầm tích mặt là tương đối dễ dàng để thu thập tại hiện trường; (3) tính đại diện mẫu theo thời gian và không gian có thể được đánh giá theo một cách khá đơn giản; và (4) phân tích hàm lượng KLN trong trầm tích có thể dễ dàng hơn vì hàm lượng các KLN trong trầm tích thường cao hơn so với trong các loại môi trường khác [2]. Đây là một trong những phương pháp phổ biến trên thế giới nhưng vẫn còn là một khái niệm khá mới mẻ ở Việt Nam. Nghiên cứu này sẽ cung cấp những thông tin khoa học về sự tích lũy hai KLN Pb và Hg tại khu vực, cũng như những rủi ro sinh thái mà hai KLN này có thể gây ra. 2. Phạm vi và phương pháp nghiên cứu 2.1. Phạm vi nghiên cứu Về không gian: Các mẫu trầm tích trong nghiên cứu này được lấy tại cửa An Hòa, huyện Núi Thành, tỉnh Quảng Nam (hình 1). Hệ thống sông ngòi chảy qua huyện Núi Thành, tỉnh Quảng Nam bao gồm sông Tam Kỳ, sông Trường Giang, sông Ba Túc, sông An Tân, sông Trầu. Các con sông này đều bắt nguồn từ phía Tây, Tây Bắc chảy về phía Đông đổ ra biển qua cửa An Hòa và cửa Lở. Về thời gian: Các mẫu trầm tích mặt trong nghiên cứu này được lấy trong khoảng thời gian từ tháng 9/2015 đến tháng 4/2016. 2.2. Phương pháp lấy và xử lí mẫu trầm tích Các mẫu trầm tích mặt (15 mẫu, có độ sâu từ 10 – 20cm) được lấy bằng dụng cụ chuyên dụng Eckman theo hướng dẫn TCVN 6663:13-2000. Sau đó, mẫu được bỏ 154 Võ Văn Minh, Phan Nhật Trường, Ngô Quang Hợp, Đoạn Chí Cường vào túi nhựa zipper, ghi nhãn và chuyển về phòng thí nghiệm và bảo quản theo TCVN 6663:15-2000. Mẫu được xử lý sơ bộ bằng cách để khô tự nhiên ở nhiệt độ phòng trước khi nghiền mịn, đồng nhất mẫu và rây qua lưới có kích thước 0,2mm để chuẩn bị cho các bước phân tích tiếp theo. Hình 1. Bản đồ khu vực nghiên cứu và vị trí lấy mẫu 2.3. Phương pháp phân tích mẫu Mẫu trầm tích sau khi được xử lý sơ bộ theo hướng dẫn của TCVN 6647:2000 (Chất lượng đất – Xử lý sơ bộ đất để phân tích lý hóa) sẽ được tiến hành vô cơ hóa theo hướng dẫn của TCVN 6649-2000 (Chất lượng đất – Chiết các nguyên tố vết tan trong nước cường thủy). Cụ thể, cân 3g mẫu trầm tích khô chính xác đến 0,001g cho vào ống vô cơ hóa mẫu của thiết bị DK20, tiếp theo thêm vào đúng 21ml HCl và 7ml HNO3 rồi ngâm mẫu trong tủ hút ít nhất 16 giờ ở nhiệt độ phòng. Sau đó tăng nhiệt độ của hỗn hợp đến khi đạt điều kiện hồi lưu và duy trì trong 2h. Mẫu sau đó để nguội, cho phần lớn cặn không tan của huyền phù lắng xuống; thu dịch lọc, định mức đến 100ml bằng dung dịch HNO3 1%. Tiến hành lọc mẫu bằng giấy lọc Whatman No.5. Sau khi mẫu được vô cơ hóa, hàm lượng KLN trong trầm tích được xác định bằng phương pháp hấp thụ nguyên tử trên máy AAS Zenit 700P theo hướng dẫn của TCVN 8882:2011 đối với Hg và TCVN 6496:1999 đối với Pb. 2.4. Phương pháp xử lí số liệu 2.4.1. Phương pháp đánh giá mức độ ô nhiễm của Hg và Pb trong trầm tích Trong nghiên cứu này, tôi tiến hành đánh giá mức độ ô nhiễm của Hg và Pb trong trầm tích theo chỉ số Igeo. Chỉ số này được đề xuất bởi G.Muller (1969) và được nhiều nghiên cứu áp dụng [3-5], cụ thể: Igeo= Log2 ( ஼௡ ଵ.ହ஻௡) (1) Trong đó, Cn là hàm lượng của kim loại nặng trong trầm tích, Bn là hàm lượng nền của KLN (với Pb = 20mg/kg; Hg = 0,4mg/kg). Giá trị Igeo tính được sẽ được so sánh với thang đo ở bảng 1 để xác định mức độ ô nhiễm của Hg và Pb có trong trầm tích [4]. Bảng 1. Thang đánh giá mức độ ô nhiễm KLN trong trầm tích dựa vào chỉ số Igeo Giá trị Igeo Mức độ ô nhiễm Igeo൑ 0 Không ô nhiễm (unpolluted) 0 <Igeo൑ 1 Ô nhiễm nhẹ (slightly polluted) 1 <Igeo൑ 2 Ô nhiễm trung bình (moderately polluted) 2 <Igeo൑ 3 Ô nhiễm khá nặng (moderately severely polluted) 3 <Igeo൑ 4 Ô nhiễm nặng (severely polluted) 4 <Igeo൑5 Ô nhiễm nghiêm trọng (severely extremely polluted) 5 <Igeo Ô nhiễm đặc biệt nghiêm trọng (extremely polluted) 2.4.2. Phương pháp đánh giá rủi ro sinh thái của Hg và Pb có trong trầm tích Trong nghiên cứu này, rủi ro sinh thái của Hg và Pb trong trầm tích được đánh giá theo chỉ số ܧ௥௜ và RI. Phương pháp này được đề xuất bởi Lar Hakanson năm 1980 [2] và được áp dụng trong nhiều nghiên cứu. ܧ௥௜ ൌ ܥ௙௜ . ௥ܶ௜ (2) RI = ∑ ܧ௥௜௡௜ୀଵ (3) Trong đó, ܧ௥௜ là yếu tố rủi ro sinh thái của từng KLN (Ecological risk factor), ௥ܶ௜ là yếu tố đáp ứng độc hại của KLN (Toxic response), RI là chỉ số rủi ro sinh thái (risk index). Theo Hakanson, ௥ܶ௜(Pb) = 5 và ௥ܶ௜(Hg) = 40. Giá trị ܧ௥௜ và RI sau khi được tính toán sẽ được so sánh với thang đánh giá mức độ rủi ro sinh thái ở bảng 2 và bảng 3 [2]. Bảng 2. Mức độ rủi ro của từng KLN theoܧ௥௜ Giá trị ࡱ࢘࢏ Mức độ rủi ro sinh thái của từng KLN ܧ௥௜< 40 Rủi ro sinh thái thấp (low potential ecological risk) 40 ൑ ܧ௥௜< 80 Rủi ro sinh thái trung bình (moderate potential ecological risk) 80 ൑ ܧ௥௜< 160 Rủi ro sinh thái đáng quan tâm (considerable potential ecological risk) ISSN 1859-1531 - TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG, SỐ 3(112).2017-Quyển 1 155 160 ൑ ܧ௥௜< 320 Rủi ro sinh thái cao (high potential ecological risk) 320 ൑ ܧ௥௜ Rủi ro sinh thái rất cao (very high potential ecological risk) Bảng 3. Mức độ rủi ro sinh thái theo RI Giá trị RI Mức độ rủi ro sinh thái RI< 150 Rủi ro thấp (low ecological risk) 150 ൑ RI <300 Rủi ro trung bình (moderate ecological risk) 300 ൑ RI < 600 Rủi ro đáng quan tâm (considerable ecological risk) 600 ൑ RI Rủi ro rất cao (very high ecological risk) 3. Kết quả và bàn luận 3.1. Hàm lượng Hg và Pb trong trầm tích mặt vùng cửa An Hòa, sông Trường Giang Vùng cửa An Hòa, sông Trường Giang ngoài việc chịu tác động bởi hoạt động của Khu công nghiệp Bắc Chu Lai, Khu công nghiệp Trường Hải, và Khu công nghiệp Tam Hiệp, còn chịu ảnh hưởng bởi các hoạt động nông nghiệp, hoạt động nuôi trồng thủy sản và sinh hoạt trên lưu vực hai hệ thống sông Vu Gia – Thu Bồn và sông Tam Kỳ – An Tân. Chính vì vậy, khu vực vùng cửa An Hòa được dự đoán có nguy cơ ô nhiễm môi trường do các hoạt động trên, trong đó có ô nhiễm KLN. Bảng 4. Hàm lượng Pb và Hg trong trầm tích mặt Kí hiệu Hàm lượng (mg/kg) Pb Hg M1 26,74 0,915 M2 - 1,262 M3 - 0,949 M4 19,66 0,431 M5 - 0,362 M6 18,94 0,334 M7 - 0,532 M8 7,56 0,586 M9 15,18 0,168 M10 29,46 0,307 M11 20,21 0,159 M12 49,39 0,130 M13 8,83 0,505 M14 6,61 0,416 M15 10,34 1,303 Trung bình 19,356 0,557 QCVN 43:2012/BTNMT 112 0,7 Hàm lượng của Pb và Hg trong trầm tích ở cửa sông An Hòa có khoảng dao động từ 6,61mg/kg đến 49,39mg/kg (trung bình 19,356mg/kg) đối với Pb và từ 0,13mg/kg đến 1,303mg/kg (trung bình 0,557mg/kg) đối với Hg. Sự chênh lệch khá lớn giữa hàm lượng KLN trong trầm tích mặt tại các vị trí lấy mẫu khác nhau này có thể được giải thích là do việc hấp phụ kim loại nặng trong trầm tích, ngoài phụ thuộc vào các yếu tố hóa học như giá trị pH, hàm lượng oxy hòa tan, hàm lượng cacbon hữu cơ còn phụ thuộc vào các yếu tố như tốc độ dòng chảy, hay mật độ các hạt huyền phù có thành phần chính là các hạt keo sét. Do vậy, tùy thuộc vào đặc điểm của từng vị trí lấy mẫu mà hàm lượng KLN khác nhau. Khi so sánh kết quả với QCVN 43:2012/BTNMT, có thể thấy đa số các giá trị hàm lượng của KLN Pb và Hg không vượt quá tiêu chuẩn cho phép, ngoại trừ các vị trí M1, M2, M3, M15 đối với Hg. Hình 2. Hàm lượng Hg, Pb trong trầm tích vùng cửa An Hòa, sông Trường Giang Nghiên cứu về hàm lượng KLN trong trầm tích mặt tại các vùng cửa sông cũng đã được thực hiện tại Việt Nam cũng như trên thế giới (bảng 5). Bảng 5. Hàm lượng Hg và Pb trong trầm tích của một số nghiên cứu tương tự Stt Tác giả Khu vực nghiên cứu Hàm lượng (mg/kg) Pb Hg 1 Nghiên cứu này Cửa An Hòa, sông Trường Giang 6,61 – 49,39 0,13 - 1,303 2 Phạm Thị Nga [6] Vịnh Đà Nẵng 3 – 40 0,03 – 1,3 3 Võ Văn Minh [7] Cửa Thuận An, Cửa Đại, Cửa Sa Cần 4,53 – 11,9 0,3 – 0,5 4 Trần Đăng Duy [8] Vịnh Hưng Yên 10,4 – 51,0 0 – 39,1 5 Lê Anh Nhi [9] Cửa sông Cu Đê 75,656 – 640,956 - Nghiên cứu của Võ Văn Minh (2014) và cộng sự tại ba khu vực: cửa Thuận An (sông Hương), cửa Đại (sông Thu Bồn), và cửa Sa Cần (sông Trà Bồng) cho thấy hàm lượng Hg và Pb trung bình trong trầm tích mặt lần lượt dao động 156 Võ Văn Minh, Phan Nhật Trường, Ngô Quang Hợp, Đoạn Chí Cường từ 0,3mg/kg đến 0,5mg/kg và 4,53mg/kg đến 11,9mg/kg, thấp hơn nhiều so với kết quả trong nghiên cứu của chúng tôi [7]. Trong nghiên cứu của Phan Thị Dung về KLN trong trầm tích sông Nhuệ, hàm lượng Pb rất cao, dao động từ 375,2mg/kg đến 490,2mg/kg, trong khi hàm lượng Hg dao động từ 0,64 đến 0,94mg/kg; đồng thời, tác giả còn chỉ ra rằng hàm lượng Hg và Pb vượt ngưỡng tiêu chuẩn PELs (Canada) nhiều lần từ đoạn giữa sông và có xu hướng giảm dần về phía hạ lưu. Tác giả cũng nhận định rằng sự ô nhiễm KLN tại khu vực nghiên cứu có liên quan trực tiếp đến các hoạt động của con người, cụ thể là do chịu tác động của nước thải đô thị và tiểu thủ công nghiệp ở khu vực xung quanh [10]. Ye H.X. và cộng sự đã tiến hành khảo sát về nồng độ của kim loại nặng trong trầm tích, phân tích sự phân bố theo không gian, đánh giá rủi ro sinh thái và các yếu tố ảnh hưởng đến môi trường của đất ngập nước Zhalong và cũng có những nhận định tương tự. Hàm lượng trung bình của Hg và Pb trong nghiên cứu này lần lượt là 0,065mg/kg và 21,38mg/kg. Điều này được tác giả giải thích là do nước của hoạt động nông nghiệp từ thượng nguồn sông Wuyuer và từ hoạt động công nghiệp, như nước thải nhà máy đường và nhà máy hóa chất chứa số lượng lớn các kim loại nặng và á kim đã lắng xuống trong trầm tích [11]. 3.2. Mức độ ô nhiễm Hg và Pb trong trầm tích mặt theo chỉ số Igeo Sau khi xác định được hàm lượng, mức độ ô nhiễm của Pb và Hg trong trầm tích mặt tại cửa An Hòa, sông Trường Giang được đánh giá thông qua chỉ số Igeo. Kết quả được thể hiện trong bảng 6. Bảng 6. Mức độ ô nhiễm Hg và Pb trong trầm tịch mặt tại vùng cửa An Hòa sông Trường Giang Kí hiệu mẫu Igeo Igeo(Pb) Igeo(Hg) M1 -0,166 0,609 M2 - 1,073 M3 - 0,662 M4 -0,610 -0,478 M5 - -0,729 M6 -0,664 -0,847 M7 - -0,172 M8 -1,988 -0,033 M9 -0,983 -1,839 M10 -0,026 -0,966 M11 -0,570 -1,915 M12 0,719 -2,206 M13 -1,764 -0,247 M14 -2,182 -0,529 M15 -1,537 1,118 Trung bình -0,888 -0,433 Kết quả từ bảng 6 cho thấy Igeo(Pb) cao nhất ở vị trí M12 (0,719), thấp nhất tại vị trí M14 (-2,182), trong khi đối với Hg, giá trị Igeo(Hg) tính được cao nhất là 1,118 và thấp nhất là -2,206 lần lượt tại hai vị trí M15 và M12. Hầu hết các giá trị Igeo còn lại đối với cả Hg và Pb đều cho thấy trầm tích không ô nhiễm hoặc ô nhiễm nhẹ. Giá trị Igeo trung bình của Pb là -0,888, của Hg là -0,433, điều này cho thấy vùng nghiên cứu không bị ô nhiễm đối với Hg và Pb. Trong một nghiên cứu tương tự của AL-Haidarey và cộng sự tại vùng đầm lầy Mesopotamian ở Iraq, chỉ số Igeo(Pb) dao động trong khoảng 0,911-2,17, phần lớn nằm trong khoảng giá trị từ 1-2; tác giả kết luận rằng trầm tích tại khu vực nghiên cứu này đang bị ô nhiễm nhẹ [12]. Asibor Godwin và cộng sự (2015) khi sử dụng thang đánh giá của Muller bằng chỉ số Igeo chỉ ra rằng, giá trị Igeo của chì (Pb) trong trầm tích tại hồ chứa Asejire ở Nigieria dao động từ 0,1 - 2, trầm tích tại khu vực này có một số vị trí bị ô nhiễm vừa đối với Pb; còn các kim loại nặng khác có giá trị Igeo đều nhỏ hơn 0, chứng tỏ rằng trầm tích hồ chứa không bị ô nhiễm bởi các kim loại này [13]. 3.3. Rủi ro của Hg và Pb trong trầm tích mặt vùng cửa An Hòa, sông Trường Giang Phương pháp đánh giá rủi ro KLN trong trầm tích thông qua chỉ số RI có khả năng cung cấp một giá trị định lượng về rủi ro tiềm năng cho hệ sinh thái dưới tác động của các chất ô nhiễm mà không đòi hỏi những phân tích phức tạp và tốn nhiều thời gian [2]. Sau khi xác định hàm lượng và đánh giá mức độ ô nhiễm, chúng tôi tiến hành đánh giá rủi ro sinh thái của Hg và Pb trong trầm tích thông qua chỉ số RI. Kết quả được thể hiện ở bảng 7. Bảng 7. Rủi ro của Hg và Pb trong trầm tích mặt tại vùng cửa An Hòa, sông Trường Giang Kí hiệu mẫu ࡱ࢘࢏ RI Mức độ rủi ro Pb Hg M1 6,685 91,532 98,217 Thấp M2 - 126,239 126,239 Thấp M3 - 94,942 94,942 Thấp M4 4,915 43,069 47,985 Thấp M5 - 36,194 36,194 Thấp M6 4,735 33,353 38,088 Thấp M7 - 53,250 53,250 Thấp M8 1,89 58,655 60,545 Thấp M9 3,795 16,766 20,561 Thấp M10 7,365 30,718 38,083 Thấp M11 5,053 15,911 20,963 Thấp M12 12,348 13,002 25,349 Thấp M13 2,208 50,544 52,751 Thấp M14 1,653 41,570 43,223 Thấp M15 2,585 130,183 132,768 Thấp Trung bình 4,839 55,728 59,277 Thấp Kết quả bảng 7 cho thấy, yếu tố rủi ro đối với Pb: Eir(Pb) dao động từ 1,89 – 12,348, Eir(Pb) trung bình là ISSN 1859-1531 - TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG, SỐ 3(112).2017-Quyển 1 157 4,839; yếu tố rủi ro đối với Hg: Eir(Hg) dao động từ 13,002 - 130,183, Eir(Hg) trung bình là 55,728. Giá trị trung bình yếu tố rủi ro của Hg gấp hơn 11 lần so với yếu tố rủi ro của Pb. Điều này được giải thích là do yếu tố đáp ứng độc hại ௥ܶ௜(Hg = 40) lớn hơn nhiều so với ௥ܶ௜(Pb = 5). Hình 3. Yếu tố rủi ro của Hg và Pb trong trầm tích mặt tại các địa điểm thu mẫu theo chỉ số ܧ௥௜ Kết quả tương tự cũng đã được ghi nhận trong một số nghiên cứu quốc tế: Nghiên cứu của Lars Hakanson về đánh giả rủi ro sinh thái các KLN trong môi trường trầm tích khu vực hồ Stora Aspen tại Thụy Điển trên 7 KLN: Zn, Cu, Pb, Cr, As, Hg, Cd cho thấy thứ tự rủi ro KLN ở đây lần lượt là ܧ௥௜ (Cd)>ܧ௥௜ (As)>ܧ௥௜ (Hg)>ܧ௥௜ (Pb)>ܧ௥௜ (Cr)> ܧ௥௜ (Zn)>ܧ௥௜ (Cu) [2]; trong nghiên cứu của Yujun Yi và cộng sự năm 2011 về đánh giả rủi ro sinh thái trong trầm tích, thứ tự rủi ro sinh thái của các kim loại nặng là ܧ௥௜ (Hg)>ܧ௥௜ (Cd)>ܧ௥௜ (As)>ܧ௥௜ (Cu)>ܧ௥௜ (Pb)>ܧ௥௜ (Cr)>ܧ௥௜ (Zn), trong đó, Hg được kết luận gây ra rủi ro sinh thái ở mức trung bình [14]; nghiên cứu của Ye. H. và cộng sự (2013) cũng cho kết quả ܧ௥௜ (Hg) >ܧ௥௜ (Pb) với Eir(Hg) dao động từ 83,3 đến 268,4 (Eir(Hg) trung bình là 12,9) trong khi Eir(Pb) dao động từ 4,1 đến 7,2 (Eir(Pb) trung bình là 5,3) [11]. Một nghiên cứu khác của Jinman Wang và cộng sự (2013) về rủi ro sinh thái của 8 kim loại: Cd, Hg, As, Pb, Cr, Cu, Zn và Ni trong đất tại các khu mỏ ở Trung Quốc cho thấy hàm lượng Hg, Pb ở mức cao và Hg được xem là yếu tố ô nhiễm chính trong khu mỏ này với giá trị yếu tố rủi ro ܧ௥௜ lên đến 79,6. Tác giả khuyến cáo cần kiểm soát tốt nguồn chất thải chứa các KLN, đặc biệt là Hg nhằm hạn chế tác động của chúng đến môi trường, bên cạnh đó tăng cường khôi phục hệ sinh thái tại đây [15]. Hình 4. Mức độ rủi ro của các KLN trong trầm tích mặt theo chỉ số RI Sau khi xác định giá trị yếu tố rủi ro Eir của Hg và Pb, chúng tôi tiến hành đánh giá rủi ro sinh thái của các kim loại nặng này ở khu vực nghiên cứu theo chỉ số RI (bảng 7 và hình 4). Giá trị RI dao động trong khoảng từ 20,561 đến 132,768 với M9 là điểm thu mẫu có giá trị RI thấp nhất, và M15 có giá trị cao nhất. Những vị trí có giá trị RI là những vị trí có hàm lượng Hg hoặc Pb tương ứng vượt tiêu chuẩn cho phép, trong khi những vị trí có RI thấp là những nơi ghi nhận được hàm lượng của hai KLN này là không đáng kể. Đối với các vị trí M2, M3, M5 và M7, giá trị RI bằng chính giá trị ܧ௥௜ (Hg). Giá trị RI trung bình của toàn khu vực nghiên cứu là 59,277; điều này cho thấy có thể khu vực nghiên cứu đang có rủi ro ở mức độ thấp với Hg và Pb có trong trầm tích. Trong nghiên cứu của Ye H.X. và cộng sự chỉ số rủi ro sinh thái (RI) dao động từ 76,9 đến 473,5; trung bình là 171,9, cao hơn nhiều so với nghiên cứu này. Những rủi ro sinh thái chủ yếu xảy ra ở các khu thực nghiệm và vùng đệm của đất ngập nước Zhalong, đặc biệt là phần phía Đông của khu vực này [11]. Nghiên cứu khác của Jing Li về đánh giá rủi ro kim loại nặng trong trầm tích mặt ở sông Dương Tử dựa trên chỉ số (Igeo) và chỉ số rủi ro sinh thái (RI) để đánh giá ô nhiễm đối với 5 kim loại Cd, Zn, Pb, Cr, Ni. Nhóm tác giả đã tiến hành thu 15 mẫu dọc theo thượng nguồn của nguồn nước. Kết quả nghiên cứu cho thấy 27% trong tổng số địa điểm lấy mẫu cho thấy rủi ro sinh thái cao, và 53% trong tổng số địa điểm lấy mẫu cho thấy rủi ro sinh thái rất cao. Nghiên cứu của Lê Anh Nhi về đánh giá rủi ro sinh thái của một số kim loại nặng trong trầm tích mặt tại hạ lưu sông Cu Đê, quận Liên Chiểu, thành phố Đà Nẵng, mức độ rủi ro sinh thái tại vị trí 3 là mức độ rủi ro trung bình, còn các vị trí còn lại có mức độ rủi ro thấp (RI trong nghiên cứu của tác giả dao động từ 59,383 – 139,698) [9]. Cũng như các vùng cửa sông khác, cửa An Hòa là nơi tiếp nhận nhiều nguồn chất thải từ các hoạt động công nghiệp, nông nghiệp và sinh hoạt trên lưu vực sông. Chính sự đa dạng về nguồn thải này dẫn đến sự hiện diện của rất nhiều loại chất thải với các tính chất khác nhau ở vùng cửa sông. Nghiên cứu này chỉ mới thực hiện đánh giá rủi ro sinh thái đối với hai KLN là Hg và Pb, chưa đề cập đến những tác động tổng hợp của các yếu tố ô nhiễm tiềm năng khác. Do đó, tuy kết quả về rủi ro sinh thái trong nghiên cứu này là thấp nhưng trên thực tế, rủi ro sinh thái tại khu vực này có thể được dự đoán là lớn hơn. 4. Kết luận Kết quả nghiên cứu cho thấy hàm lượng trung bình của Pb và Hg trong trầm tích ở cửa An Hòa, sông Trường Giang tương ứng là 19,356mg/kg và 0,557mg/kg, nằm trong khoảng giới hạn cho phép khi so sánh với QCVN 43:2012/BTNMT. Giá trị Igeo trung bình của Pb là -0,888, của Hg là -0,433, điều này cho thấy vùng nghiên cứu không bị ô nhiễm đối với từng KLN. Giá trị RI dao động trong khoảng từ 20,561 đến 132,768, trung bình của toàn khu vực nghiên cứu là 59,277, có thể kết luận rằng khu vực này đang có rủi ro ở mức độ thấp với 2 kim loại nặng Hg và Pb. 0 20 40 60 80 100 120 140 Pb Hg 0 20 40 60 80 100 120 140 158 Võ Văn Minh, Phan Nhật Trường, Ngô Quang Hợp, Đoạn Chí Cường TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Swarnalatha, K., J. Letha, and S. Ayoob, "Ecological risk assessment of a tropical lake system", Journal of Urban and Environmental Engineering, 2013, 7(2): p. 323 - 329. [2] Hakanson, L., "An ecological risk index for aquatic pollution control. A sediment tological approach", Water Research, 1980, 14: p. 975-1001. [3] K. Sekabira, H.O.O., T.A. Basamba, G.Mutumba, E. Kakudidi, "Assessment of heavy metal pollution in the urban stream sediments and its tributaries", Int. J. Environ. Sci. Tech, 2010, 7(3): p. 435-446. [4] Muller, V.G., "Index of Geo-accumulation in sediments of the Rhine River", GeoJournal, 1969, 2(3): p. 108-118. [5] Fu, C., et al., "Potential Ecological Risk Assessment of Heavy Metal Pollution in Sediments of the Yangtze River Within the Wanzhou Section, China", Biological Trace Element Research, 2009, 129(1): p. 270-277. [6] Nga, P.T., et al., Đánh giá ô nhiễm kim loại nặng trong trầm tích vịnh Đà Nẵng: Kiến nghị và giải pháp phòng ngừa, Trung tâm địa chất và khoáng sản biển, 2008. [7] Minh, V.V., et al., "Hàm lượng Cd, Pb, Cr và Hg trong trầm tích và trong loài hến (Corbicula subsulcata) ở một số cửa sông khu vực miền Trung, Việt Nam", Tạp chí Sinh học, 2014, 36(3): p. 378-384. [8] Quy, T.Đ., N.T. Tuệ, and M.T. Nhuận, "Đặc điểm phân bố các nguyên tố vi lượng trong trầm tích tầng mặt vịnh Hưng Yên", Tạp chí các Khoa học về Trái đất, 2012, 34(1): p. 10-17. [9] Nhi, L.A., Đánh giá rủi ro sinh thái của một số kim loại nặng trong trầm tích mặt tại hạ lưu sông Cu Đê, Liên Chiểu, thành phố Đà Nẵng, 2014, Trường Đại học Sư phạm - Đại học Đà Nẵng. [10] Dung, P.T., Đánh giá mức độ tích lũy kim loại nặng trong trầm tích sông Nhuệ, 2009, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên - Đại học Quốc gia Hà Nội. [11] Ye, H., et al., "Speciation and ecological risk of heavy metals and metalloid in the sediments of Zhalong Wetland in China", International Journal of Environmental Science and Technology, 2013, 12(1): p. 115-124. [12] AL-Haidarey, M.J.S., et al., "The Geoaccumulation Index of Some Heavy Metals in Al-Hawizeh Marsh, Iraq", E-Journal of Chemistry, 2010, 7(S1): p. 157-S162. [13] Godwin, A., et al., "Using ef, pli and igeo for the assessment of heavy metal pollution and sediment quality of asejire reservoir, Southwest Nigeria", International Journal of Environment and Pollution Research, 2015, 3(4): p. 77-90. [14] Yi, Y., Z. Yang, and S. Zhang, "Ecological risk assessment of heavy metals in sediment and human health risk assessment of heavy metals in fishes in the middle and lower reaches of the Yangtze River basin", Environmental Pollution, 2011, 159(10): p. 2575-2585. [15] Wang, J., et al., "Assessment of the potential ecological risk of heavy metals in reclaimed soils at an opencast coal mine", Disaster Advances, 2013, 6(3). (BBT nhận bài: 28/02/2017, hoàn tất thủ tục phản biện: 22/03/2017)