Ô nhiễm Asen trong nước mặt các sông rạch chính vùng mặn và lợ Đồng bằng sông Cửu Long

Trong những năm gần đây, kim loại nặng được nghiên cứu nhiều trong trầm tích cửa sông, vùng ven biển và rừng ngập mặn tại một số quốc gia trên thế giới (Bryan & Langstone, 1992; Tam & Wong, 1995; Zheng & Lin, 1996; Zheng et al., 1997; Saifullah et al ., 2004; Defew et al.,2005; Balachandran et al., 2005; Rashida et al., 2005; Sabine et al., 2006). Ở Việt Nam , nghiên cứu As tập trung ở vùng đất phèn và vùng đô thị (Phuong et al., 1998; Hoa et al., 2004). Tuy nhiên, chưa có nhiều nghiên cứu về mức độ nhiễm As trong điều kiện sinh thái khác nhau. Do vậy, đề tài “Ô nhiễm As trong nước mặt các sông rạch chính vùng lợ và mặn đồng bằng sông Cửu Long”, được thực hiện nhằm cung cấp dữ liệu về ô nhiễm As là cơ sở cho các nghiên cứu tiếp theo về As ở các vùng sinh thái khác nhau.

NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

Nội dung nghiên cứu

- Thu mẫu nước tại vùng lợ và mặn của vùng ĐBSCL;

- Xác định pH, EC, chất rắn lở lửng (SS) và nồng độ As trong mẫu nước tại vùng lợ và mặn;

- Đánh giá sự khác biệt As ở vùng lợ và mặn theo không gian và thời gian thu mẫu. phân tích mối tương quan của As với pH, EC và SS.

Phương pháp nghiên cứu

* Địa điểm thu mẫu

-Mẫu nước ở vùng lợ được thu từ trong nội địa ra ngoái cửu sông tại các địa điểm như sông Đại Ngãi, cửa Trần Đề, kênh Quan Lộ tỉnh Sóc Trăng (hạ nguồn sông Hậu); từ Rạch Sông – Vinh Kim, Rạch Tân Lập – Hiệp Mỹ huyện Cầu Ngang, sông Cổ Chiên xẫ Long Hòa, huỵên Châu Thành thị xã Trà Vinh (hạ nguồn sông Tiền).

Ở vùng mặn, mẫu nước được thu theo hướng từ nội địa ra vùng cửa sông ven biển như sông Hộ Phòng, cửu Gành Hào (giáp với biển Đông) và sông Ông Trang, cửa sông Ông Đốc, sông Bảy Háp và khu vực Bãi Bồi (giáp với biển Tây).

* Phương pháp thu mẫu

Tại mỗi địa điểm , mẫu nước được thu 6 mẫu, 3 mẫu phân tích As và 3 mẫu phân tích SS. Mỗi mẫu được thu cách khoảng 2-5 km. Mẫu được thu cách mặt nước từ 30-40 cm. Miệng chai hướng về phía dòng nước chảy tới (trước khi lấy mẫu súc rửa chai bằng nước tại hiện trường 2 lần). Mẫu được trữ lạnh ở 4 ⁰C. Những mẫu phân tích As cho vào 2 ml HNO đậm đặc để cố định (Lê Trình, 1997).

* Phương pháp phân tích

Mẫu được phân tích ở khoa Môi trườg & Tài nguyên Thiên nhiên và Phòng thí nghiệm Chuyên sâu, trường Đại học Cần Thơ. Mẫu nước được phân tích theo phương pháp chuẩn (ALPHA, 1998)

* Phương pháp xử lý số liệu

- Sử dụng phần mềm excel 2003 để vẽ đồ thị.

- Sử dụng phần mềm SPSS 13.0 để xử lý số liệu. Kiểm định Duncan ở mức ý nghĩa 5% để đánh giá sự khác biệt nồng độ As theo vị trí thu mẫu. Dùng T – Test để so sánh sự khác biệt AS theo mùa.

KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

- Arsen trong nước mặt vùng mặn

Vào mùa khô, As dao động trong khoảng 24,47 – 78,41 μg.L ^-1. Cao nhất được xác định tại Bãi Bồi với trung bình 78,41 ± 3,08 μg.L ^-1. Nồng độ As thấp nhất ở cửa Bảy Háp, với giá trị trung binh 15,43 ± 6,84 μg.L ^-1. Nồng độ As trong nước tại Bãi Bồi 1,2 và sông Ông Trang cao gấp 2 đến 3 lần. Khác biệt có ý nghĩa thống kê so với As trong nước mặt tại sông Ông Đốc, cửa Bảy Háp, sông Hộ Phòng và cửa Gành Hào.

Theo White & Driscoll (1987) (trích trong WHO, 2001) trong nước mặt, vật chất hữu cơ có vai trò quan trọng trong việc hấp thụ As, đặc biệt ở pH>6,5. Thực tế khảo sát cho thấy, tại Bãi Bồi và cửa sông Ông Trang có hàm lượng vật chất lơ lửng cao, pH lớn hơn 7. Đây là các yếu tố góp phần quan trọng vào sự ô nhiễm As trong nước mặt tại hai địa điểm trên. Mặt khác, As trong nước ở khu vực Bãi Bồi và sông Ông Trang cao. Nguyên nhân do vùng cửa sông ven biển là nơi tiếp nhận và bồi lắng chất ô nhiễm từ các sông rạch trong nội địa, chịu ảnh hưởng từ hoạt động đô thị, nuôi trồng thủy sản và phương tiện giao thông thủy (Sanders, 1980 trích trong Gomez-Caminero et al.,2001; Chi Cục Môi trường Tây Nam bộ, 2009).

Kết quả được trình bày ở hình 2 cho thấy, nồng độ As tăng dần từ nội địa đến vùng cửa sông ven biển dao động trong khoảng từ 15,43 – 78,4 μg.L ^-1. Kết quả này chứng tỏ, cửa sông là nơi lắng đọng các vật liệu trầm tích từ đất liền ra, hoặc do dòng chảy từ sông vào biển hay thủy triều từ những nơi khác đưa đến. Kết quả phân tích cho thấy, những điểm thu mẫu phía biển Tây (Bãi Bồi_1, Bãi Bồi_2 và sông Ông Trang) có nồng độ As cao hơn, có ý nghĩa thống kê so với những điểm thu thuộc triều biển Đông (sông Hộ phòng, cửa Gành Hào). Điều này cho thấy, có thể do sự phóng thích As trong trầm tích vào nước vì những khu rừng ngập mặn rất giàu Sulphide và vật chất hữu cơ. Đây cũng chính là nơi lắng đọng và lưu giữ chất ô nhiễm có nguồn gốc từ đất liền, nhất là kim loại nặng (Zheng et al., 1997; Defew et al., 2005).

Theo nghiên cứu của WHO (2001), nồng độ As cho vùng biển thường là 1 – 2 μg.L ^-1. và nồng độ As ở các sông và hồ thường thấp hơn 10 μg.L ^-1. Nhìn chung, nồng độ As trong nước mặt vùng khảo sát khá cao, vượt ngưỡng nồng độ As trong nước biển và sông hồ. Theo kế hoạch của đề tài, nồng độ As dao động trong khoảng 4,14 – 78,4 μg.L ^-1. Vượt giới hạn cho phép của Bộ Tài nguyên Môi trường về chất lượng nước ven bờ, chiếm tỉ lệ 89% tổng mãu (giới hạn cho phép theo QCVN 10:2008/BTNMT là 10 μg.L ^-1). Nồng độ As trong nước mặt cao hơn so với kết quả nghiên cứu sở Thủy sản Cà Mau và ctv (2005) dao động trong khoảng 2-20 μg.L ^-1; và Nguyễn Văn Tho (2007) dao dông 0,4 – 23,3 μg.L ^-1. Từ những nghiên cứu vừa mới đề cập, cho thấy nồng độ As trong nước có xu hướng gia tăng trong 5 năm gần đây (2005-2010) và nồng độ trung bình vượt quy chuẩn cho phép đối với nước ven bờ khoảng 4 lần. Kết quả phân tích thống kê, cho thấy nồng độ As trong nước mặt vùng nghiên cứu vào mùa khô và mùa mưa không khác biệt với giá trị trung bình. Vào mùa khô là 25,60 ± 10,77 μg.L ^-1. Và mùa mưa 17,49 ± 15,80 μg.L ^-1.

Bảng: Trung bình nồng độ As (μg.L ^-1) trong nước mặt ở vùng mặn mùa khô và mùa mưa

As trong nước mặt vùng nặn có mối tương quan thuận với pH, EC và SS; As tương quan chặt với SS. Hệ số tương quan lần lượt là r=0,56, r=0,55 và r=0,84. Kết quả tương quan chỉ ra rằng, khi pH, EC và SS tăng lên thì hàm lượng As cũng tăng theo và ngược lại. Đặcc biệt đề tài cho thấy, chất rắn lơ lửng trong môi trường nước càng cao thì khả năng lưu giữ As càng tăng. Kết quả của đề tài phù hợp với nghiên cứu của Chunguo & Zihui (1988) (trích trong Bùi Thị Mai Phụng, 2008) cho thấy As có trong các vật chất lơ lửng và chất rắn lơ lửng là tác nhân hấp phụ kim loại nặng rất tốt, đặc biệt là As.

-         Arsen trong nước mặt vùng lợ

Nồng độ As trong nước giữa hai mùa dao động khá cao 0,30 – 15,39 μg.L ^-1. Vào mùa khô, nồng độ As cao nhất tại thời điểm thu mẫu ở rạch Tân Lập với trung bình 15,39 ± 12,76 μg.L ^-1và nồng độ As thấp nhất ở cửa Trần Đề với trung bình 0,30 ± 0,43 μg.L ^-1, ở Rạch Sông_2, kênh Quan Lộ với trung bình dưới ngưỡng phát hiện. Kết quả thống kê cho thấy, tại các điểm thu mẫu ở kênh Quan Lộ, sông Đại Ngãn, của Rạch Đề, Rạch Sông_1 và Rạch Sông_2 khác biệt không có ý nghĩa thống kê so với các điểm thu mẫu trên các sông rạch trong nội địa (Bảng2).

Bảng 2: Nồng độ As (μg.L ^-1) trong nước tại các điểm thu mẫu ở vùng lợ mùa khô và mưa

Thông thường, tại các sông rạch nơi có chứa nhiều vật chất lơ lửng, nước thải đô thị, nông nghiệp và nước thải công nghiệp là các yếu tố đong góp quan trọng vào sự ô nhiễm As trong nước mặt. Kết quả này phù hợp với khảo sát thực tế của đề tài. Cho thấy, rạch Tân Lập là nơi tập trung đông dân cư và là nơi tiếp nhận các chất thải trong sinh hoạt, nông nghiệp và trong nuôi tròng thủy sản thải trực tiếp vào nguồn tiếp nhận với hàm lượng vật chất lơ lửng cao. Nồng độ As trong nước mặt vào mùa khô nằm trong giới hạn cho phép của Bộ Tài nguyên Môi trường về chất lượng nước ven bờ chiếm tỉ lệ 57%, vượt giới hạn cho phép của quy chuẩn là 43% tổng số mẫu (giới hạn cho phép theo QCVN 10:2008/BTNMT là 10 μg.L ^-1).

Kết quả trình bày trong bảng 2 cho thấy, nồng độ As có xu hướng giảm vào mùa mưa và dao động trong khoảng 0,93 – 3,37 μg.L ^-1. Nồng độ As cao ở rạch Tân Lập với trung bình 15,39 ± 2,16 μg.L ^-1. Và thấp nhất ở Rạch Sông_1 với giá trị trung bình 0,93 ± 0,72 μg.L ^-1. Kết quả thống kê cho thấy, nồng độ As trong nứơc tại các điểm thu mẫu kênh Quan Lộ, sông Đại Ngãi, cửa Trần Đề, Rạch Sông_1, Rạch Sông _2 và sông Cổ Chiên khác biệt không có ý nghĩa thống kê. Nhưng cũng khác biệt có ý nghĩa thống kê so với điểm thu mẫu tại rạch Tân Lập. Riêng điểm thu mẫu tại kênh Quan Lộ và rạch Tân Lập khác biệt không có ý nghĩa.

Ở khu vực sông Cổ Thiên và rạch Tân Lập, nồng độ As có trong nước biển và sông hồ. Kết quả nghiên cứu của đề tài phù hợp với nghiên cứu của Patel et al (2005); Farag et al (2007); Simone de Rosemond et al (2008) đã tìm thấy nồng độ As ở các khu vực cửa sông vào mùa khô dao động trong khoảng 15 - 53 μg.L ^-1. Kết quả nghiên cứu của đề tài cho thấy nồng độ As trong nước mặt vào mùa khô và mùa mưa dao động trong khoảng 0,30 - 15,39 μg.L ^-1cao hhơn kết quả nghiên cứu của Mai Thanh Truyến (2003); Đào Mạnh Tiến và ctv (2005); Nguyễn Việt Kỳ (2009) báo cáo rằng nồng độ As trong nước mặt dao động trong khoảng 2 -5 μg.L ^-1. Điều này chứng tỏ tại vùng lợ sự ô nhiễm As trong nước mặt dao động trong khoảng biến động lớn và có xu hướng gia tăng theo thời gian.

As trong nước mặt vùng lợ không có mối tương quan với pH nhưng tương quan thuận với EC (r=0,6). Kết quả phân tích EC trong vùng cho thấy, EC tăng từ kênh rạch đến cửu sông và hàm lượng As cũng tăng theo xu hướng như vậy. Ngoài ra, As có tương quan thuận với SS trong nước với hệ số tương quan khá cao r = 0,9. Kết này chứng tỏ, As được hấp thụ trong các dạng vật chất lơ lửng và tại vùng cửa sông cao hơn trong sông, rạch trong nội địa. Khi hàm lượng SS càng cao thì khả năng lưu giữ As càng tăng (Chunguo & Zihui 1988 trích trong Bùi Thị Mai Phụng, 2008).

Kết quả được trình bầy trong bảng 3 chỉ ra rằng, nồng độ As trong nước mặt giữa hai mùa khác biệt có ý nghĩa thống kê (P<5) với giá trị trung bình vào mùa khô là 8,51 ± 7,79 μg.L ^-1Và mùa mưa là 1,59 ± 1,19 μg.L ^-1. Nồng độ As trong nước giữa hai mùa nằm trong quy chuẩn cho phép của Bộ Tài Nguyên và Môi trường về chất lượng nước ven bờ (giới hạn cho phép theo QCVN 10: 2008/BTNMT là 10μg.L ^-1).

Bảng 3: Trung bình lồng độ As (μg.L ^-1) trong nước mặt vùng lợ mùa khô và mùa mưa

3. Đánh giá mức độ ô nhiễm As trong nước tại vùng lợ và mặn ở ĐBSCL

Nồng độ As trong nước mặt tại vùng mặn và lợ dao động khá lớn với trung bình lần lượt là 49,47 ± 23,57μg.L ^-1và 8,51 ± 7,79 μg.L ^-1(hình 3). Điều cần được quan tâm là nồng độ As trong nước mặt ở vùng mặn có những điểm thu mẫu vượt ngưỡng nồng độ As có trong nước biển , sông hồ và giới hạn cho phép của Bộ Tài nguyên Môi trường về chất lượng nước ven bờ, chiếm tỉ lệ 89% (giới hạn cho phép theo QCVN 10:2008/BTNMT là 10 μg.L ^-1). Đặc biệt, cao nhất được xác định tại Bãi Bồi_1 với trung bình 78,41 ± 3,08 μg.L ^-1.

Nhìn chung, As trong nước mặt ở vùng mặn và lợ ĐBSCL gia tăng từ sông rạch trong nội địa ra đến cửa sông ven biển. Tại vùng mặn, giá trị trung bình cao gấp 4 lần so với quy chuẩn nước ven bờ. Nồng độ As cao khác biệt có ý nghĩa ở vùng mặn so với vùng lợ (hình 40. Nồng độ As) trong nước có tương quan thuận với EC và chặt với chất rắn lơ lửng. Ở những vùng cửa sông, vật chất lơ lửng càng cao thì As càng cao. Tương tự, vùng có EC cao thì As càng tăng. As trong nước có xu hướng gia tăng trong 5 năm gần đây (2005 2010).

KẾT LUẬN

As trong nước vùng mặn có khoảng biến động lớn. Vào mùa khô, nồng độ As dao động trong khoảng 24,47 - 78,41 μg.L ^-1, vào mùa mưa là 17,49 ± 15,80 μg.L ^-1, với giá trị trung bình cho toàn vùng là 49,47 ± 23,57 μg.L ^-1. Trung bình nồng độ As có trong nước mặt tại những điểm thu mẫu trong vùng khảo sát khá cao vượt ngưỡng nồng độ As có trong nước biển, sông hồ và giới hạn cho phép của Bộ Tài nguyên Môi trường về chất lượng nước ven bờ (QCVN 10:2008/BTNMT là 10 μg.L ^-1), nồng độ As có xu hướng tăng dần trong 5 năm gần đây (2005 - 2010). Đề tài tìm thấy tương quan thuận vơi pH, EC và SS trong nước với hệ số tương quan theo thứ tự lần lượt là r = 0,5, r = 0,55 và r = 0,84.

Nồng độ As trong nước vùng lợ dao động từ 0,30 - 15,39 μg.L ^-1. Giá trị trung bình As ở các điểm thu mẫu vùng lợ là 8,51 ± 7,79 μg.L ^-1. As nằm trong khoảng không phát hiện (KPH) ở kênh Quan Lộ và Rạch Sông_2. Không có sự tương quan giữa nồng độ As với pH. Nhưng có sự tương quan lần lượt là r = 0,7 và r = 0,9 trong nước mặt ở vùng lợ./.

TÀI LIỆU THAM KHẢO

APHA (1998), Standard methods for the examination of water and wastewater, 20 ^thEdition, American Public Health Association.

Balachandran K, K, M. Lalu Raj, M. Nair, T. Joseph, P. Sheepa, P, Venugopal (2005), Heavy metal accumulation in a flow restricted, tropical estuary. Estuarine, Coastal and Shelf Science 65, pp. 361 -370.

Bộ Tài nguyên và Môi trường (2008), Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng nước biển ven bờ (QCVN 10: 2008/BTNMT)

Bryan, G. W. and W. J. Langstone (1992), Bioavailability, accumulation and effects of heavy matals in sendiments with special reference to United Kingdom estuaries: A review. Environmental Pollution, 76. 89 - 131.

Bùi Thị Mai Phụng (2008), Ứng dụng thống kê địa lý để xác định thành phần cơ giới và mối tương quan với Arsen ở bãi bồi xã Long Hòa - huyện Châu Thành - tỉnh Trà Vinh, Luận văn Thạc sĩ ngành Khoa học Môi trường, Trường Đại học Cần Thơ.

Chi cục Môi trường Tây Nam Bộ (2009), Quan trắc môi trường nước mặt vùng Tây Nam Bộ.

Defew L. H, M. J. Mair, M, H, Guzman (2005), An assessment of metal contamination in mangrove sediments and leaves from puntan Mala Bay, Pacific Panama, Marine Pollution Bulletin 50, pp. 547 - 552.

Đào Mạnh Tiến, Mai Trọng Nhuận, Vũ Trường Sơn, Đào Chí Bền, Phạm Hùng Thanh, Nguyễn Ngọc Sơn và Nguyễn Thị Minh Ngọc (2005), Đặc điểm phân bố Arsen trong nước và trầm tích biển ven bờ vùng sông hậu. Hiện trạng ô nhiễm Asen ở Việt Nam .

Farag M.A.D.A. Nimick, D. A, Kimball, S, E, Church, D. D. Harper, W. G. Brumbaugh (2007), “Concentrations of Metals in Water, Sediment, Biofilm, Benthic Macroinvertebrates, and Fish in the Booulder River Watershed, Montana, and the Role of Conlloids in Metal Uptake”, Arch. Environ. Contam. Toxicol. 52, pp. 397 - 409.