Ứng dụng mô hình Hydrus -1D để mô phỏng sự vận chuyển của một số kim loại nặng được chọn trong đất ruộng ở Thanh Trì, Hà Nội

Tóm tắt: Việc sử dụng phân bón và thuốc trừ sâu hoặc sử dụng nước thải để tưới tiêu có thể dẫn đến sự tích lũy của kim loại nặng (HM) trong các khu vực canh tác. Dưới điều kiện ngập úng của đất ruộng, kim loại nặng có thể bị rửa trôi và gây ra rủi ro tiềm ẩn cho nguồn nước ngầm. Trong nghiên cứu này, Hydrus – 1D được áp dụng để mô phỏng sự thấm nhập của Cu, Pb và Zn trong đất ruộng (tại xã Hữu Hòa, Đại Áng và Tả Thanh Oai, huyện Thanh Trì, Hà Nội) trong khoảng thời gian từ 1 đến 720 ngày. Các mô phỏng dựa trên dữ liệu đầu vào về đất: kết cấu, mật độ khối, hằng số Freundlich (Kf và β), áp lực nước đầu vào là 20 cm ± 10 cm và nồng độ giả định của các kim loại nặng trong nước tưới là 0,5 mmol Cu cm-3, 0,1 mmol Pb cm-3 và 0,75 mmol Zn cm-3. Tốc độ rửa trôi của các kim loại nặng được quan sát thấy giảm theo thứ tự: Zn > Cu > Pb. Dưới điều kiện ngập úng không đổi với mức nước 20 cm, Cu, Pb và Zn được ước tính sẽ đạt độ sâu 1 m trong vùng đất trong khoảng thời gian lần lượt là 193, 312 và 450 ngày. Tại các lớp nước 10 và 30 cm, tốc độ rửa trôi của kim loại nặng tăng hoặc giảm 17%, tương ứng. Các thí nghiệm phân loại đã chỉ ra rằng sự vận chuyển Zn có thể bị ảnh hưởng bởi sự hiện diện của oxit Fe và Al, trong khi yếu tố cản trở tốc độ rửa trôi của Cu là chất hữu cơ trong đất. Pb cho thấy sự phụ thuộc mạnh mẽ vào cả oxit Fe và Al cũng như chất hữu cơ. Những kết quả này củng cố sự cần thiết của việc sử dụng các mô hình vận chuyển để cải thiện dự đoán về sự vận chuyển của kim loại nặng và khôi phục hiệu quả hơn cho các tầng nước ngầm bị ô nhiễm. Những không chắc chắn trong mô hình xuất hiện vì một số tham số trong mô phỏng chỉ có thể xác định với sai số đáng kể. Tuy nhiên, Hydrus-1D là một công cụ phù hợp để mô phỏng sự vận chuyển của kim loại nặng trong đất ruộng.