Đánh giá ô nhiễm kim loại nặng trong bùn thải công nghiệp, những tác động tiềm ẩn của chúng tới hệ sinh thái

TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI LUẬN VĂN THẠC SĨ Đánh giá ô nhiễm kim loại nặng bùn thải công nghiệp, tác động tiềm ẩn chúng tới hệ sinh thái ĐÀO VIỆT HƢNG Daoviethung.e17@gmail.com Ngành Kỹ thuật Môi trƣờng Giảng viên hƣớng dẫn: TS Nguyễn Thủy Chung Chữ ký GVHD Viện: Khoa học Công nghệ Mơi trƣờng HÀ NỘI, 11/2021 CỘNG HỊA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc BẢN XÁC NHẬN CHỈNH SỬA LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên tác giả luận văn: Đào Việt Hƣng Đề tài luận văn: “Đánh giá ô nhiễm kim loại nặng bùn thải công nghiệp, tác động tiềm ẩn chúng tới hệ sinh thái” Chuyên ngành: thuật môi trƣờng Mã số HV: CB190136 Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: TS Nguyễn Thuỷ Chung Tác giả, Ngƣời hƣớng dẫn khoa học Hội đồng chấm luận văn xác nhận tác giả sửa chữa, bổ sung luận văn theo biên họp Hội đồng ngày 08/12/2021 với nội dung sau: Nội dung cần bổ sung Giải trình, chỉnh sửa Bổ sung thêm thông tin phần tổng quan Đã bổ sung trang 11 Luận văn trạng quản lý bùn thải Làm rõ sở thực nghiên cứu, lựa Đã bổ sung làm rõ lý chọn đối tƣợng chọn đối tƣợng lấy mẫu nghiên cứu, nghiên cứu, thông số đánh giá sở thông số đánh giá chọn mẫu đối chứng trang 21 Luận văn Làm rõ việc nghiên cứu phân tích Đã bổ sung làm rõ trang 35 Luận văn giá trị pH, nhóm chức, TOC Bổ sung đơn vị trục toạ độ hình Đã bổ sung trang 42, 43 Luận văn Làm rõ sở kết luận mẫu bùn thải Đã bổ sung, làm rõ cở sở kết luận mẫu chất thải nguy hại bùn thải KCN Bá Thiện công ty Thành Công trang 60 luận văn Làm rõ ứng dụng kết thu Luận văn làm rõ ứng dụng ý nghĩa đƣợc kết thu đƣợc trang 60 61 Ngày tháng năm 2021 Giáo viên hƣớng dẫn Tác giả luận văn TS Nguyễn Thuỷ Chung Đào Việt Hƣng Ý KIẾN CỦA PHẢN BIỆN CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG TS Vũ Kiêm Thuỷ PSG.TS Đặng Xuân Hiển LỜI CẢM ƠN Với tình cảm chân thành, tơi xin trân trọng cảm ơn Ban Giám hiệu, Phịng đào tạo Sau đại học, thầy giáo, cô giáo Viện Khoa học Công nghệ Môi trƣờng – Trƣờng Đại học Bách Khoa Hà Nội, nhiệt tình giảng dạy, trang bị kiến thức cho suốt trình học tập Đặc biệt tơi xin bày tỏ tình cảm kính trọng lịng biết ơn sâu sắc tới TS.Nguyễn Thủy Chung, ngƣời tận tình hƣớng dẫn tơi hoàn thành luận văn Xin chân thành cảm ơn tất bạn bè, đồng nghiệp ngƣời thân gia đình giành nhiều tình cảm, tạo điều kiện thuận lợi, động viên, giúp đỡ suốt trình học tập nhƣ hồn thành luận văn tốt nghiệp này./ Xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày tháng 11 năm 2021 Học viên Đào Việt Hƣng LỜI CAM ĐOAN Tôi Đào Việt Hƣng, học viên lớp thạc sĩ 2019B, chuyên ngành thuật Môi trƣờng, Trƣờng Đại học Bách Khoa Hà Nội Trong thời gian thực khóa học thạc sĩ, đƣợc giao đề tài “Đánh giá ô nhiễm kim loại nặng bùn thải công nghiệp, tác động tiềm ẩn chúng tới hệ sinh thái”, chủ động đầu tƣ thời gian, tìm tịi, nghiên cứu, khảo sát đánh giá đầy đủ, để đƣa vấn đề cần giải đề xuất đề tài Các kết quả, nội dung luận văn trung thực, thực hiện, đánh giá chƣa đƣợc công bố dƣới hình thức Những số liệu đƣợc thu thập từ nguồn khác đƣợc ghi ghi rõ nguồn phần tài liệu tham khảo Luận văn tốt nghiệp kết trình học tập làm việc nghiêm túc Tơi xin hồn tồn chịu trách nhiệm nội dung luận văn Hà Nội, ngày tháng 11 năm 2021 HỌC VIÊN Đào Việt Hƣng Đề tài “Đánh giá ô nhiễm kim loại nặng bùn thải công nghiệp, tác động tiềm ẩn chúng tới hệ sinh thái” – Đào Việt Hưng – Luận văn Thạc sĩ Khoa học ngành Kỹ thuật Môi trường MỤC LỤC MỤC LỤC DANH MỤC Ý HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT DANH MỤC BẢNG DANH MỤC HÌNH .5 MỞ ĐẦU CHƢƠNG TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan bùn thải công nghiệp 1.2 Tổng quan trạng quản lý bùn thải công nghiệp Việt Nam 11 1.3 Tổng quan ô nhiễm kim loại nặng bùn thải công nghiệp 13 1.3.1 Khái niệm tính chất kim loại nặng 13 1.3.2 Nguồn gốc phát sinh kim loại nặng bùn thải công nghiệp 15 1.3.3 Các dạng tồn kim loại nặng bùn thải .17 1.4 Độc tính số kim loại nặng 18 CHƢƠNG ĐỐI TƢỢNG, PHẠM VI VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 21 2.1 Mục tiêu nghiên cứu 21 2.2 Đối tƣợng, phạm vi nội dung nghiên cứu 21 2.3 Phƣơng pháp lấy mẫu bảo quản mẫu 29 2.3.1 Chuẩn bị mẫu: 29 2.3.2 Phương pháp phân tích 29 2.4 Phƣơng pháp nghiên cứu 31 2.4.1.Đánh giá theo số ô nhiễm PI 31 2.4.2.Đánh giá theo số tích lũy địa chất Igeo: 32 2.4.3.Đánh giá theo số rủi ro sinh thái Er 32 2.4.4 Phương pháp phân tích tương quan 33 Viện Khoa học Công nghệ Môi trường (INEST) ĐHBKHN - Tel: (84.24) 38681686 - Fax: (84.24) 38693551 Đề tài “Đánh giá ô nhiễm kim loại nặng bùn thải công nghiệp, tác động tiềm ẩn chúng tới hệ sinh thái” – Đào Việt Hưng – Luận văn Thạc sĩ Khoa học ngành Kỹ thuật Môi trường CHƢƠNG ẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN .35 3.1 Tính chất hóa lý bùn thải 35 3.2 Nông độ tổng kim loại bùn thải 40 3.2.1 Nồng độ tổng kim loại bùn thảitheo ngành 40 3.2.2 Nồng độ tổng kim loại bùn thải theo thời gian lấy mẫu 41 3.3 Nồng độ thành phần kim loại nặng bùn thải 43 3.4 Đánh giá ô nhiễm theo số ô nhiễm PI .44 3.5 Đánh giá nhiễm qua số tích lũy địa chất Igeo .50 3.6 Đánh giá rủi ro sinh thái qua số RI 53 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 60 TÀI LIỆU THAM KHẢO 62 PHỤ LỤC 64 Viện Khoa học Công nghệ Môi trường (INEST) ĐHBKHN - Tel: (84.24) 38681686 - Fax: (84.24) 38693551 Đề tài “Đánh giá ô nhiễm kim loại nặng bùn thải công nghiệp, tác động tiềm ẩn chúng tới hệ sinh thái” – Đào Việt Hưng – Luận văn Thạc sĩ Khoa học ngành Kỹ thuật Môi trường DANH MỤC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT Từ viết tắt Tên tiếng Việt Tên tiếng Anh BT Khu công nghiệp Bá Thiện BTNMT Bộ Tài nguyên Môi trƣờng CCN Cụm công nghiệp Cf yếu tố ô nhiễm kim loại Ec độ dẫn điện Electrical Conductivity Eds quang phổ phân tán lƣợng Energy-Dispersive Spectroscopy Er Rủi ro sinh thái Ftir Fourier Transform Infrared Reactor Icp-Ms Quang phổ hồng ngoại biến đổi Fourier Quang phổ khối plasma ghép Spectroscopy Igeo cảm ứng số tích lũy địa chất KCN Khu công nghiệp KLN Kim loại nặng Orp Khả khử chất oxi hóa Oxygen Reduction Potential Pi Chỉ Số Ô Nhiễm Đơn Lẻ Kim Loại Nặng Pollutant Index QCVN Quy Chuẩn Việt Nam Ri Rủi Ri Sinh Thái Nhiều Kim Loại Sbr Bể Xử Lý Từng Mẻ Liên Tục TC Công ty Thành Công TCVN Tiêu Chuẩn Việt Nam Wwtps Các Nhà Máy Xử Lý Nƣớc Thải Inductively Coupled Plasma Mass Sequencing Batch Reactor Wastewater Treatment Plants Viện Khoa học Công nghệ Môi trường (INEST) ĐHBKHN - Tel: (84.24) 38681686 - Fax: (84.24) 38693551 Đề tài “Đánh giá ô nhiễm kim loại nặng bùn thải công nghiệp, tác động tiềm ẩn chúng tới hệ sinh thái” – Đào Việt Hưng – Luận văn Thạc sĩ Khoa học ngành Kỹ thuật Môi trường DANH MỤC BẢNG Bảng 2.1 So sánh công nghệ đồng xử lý lò đốt chuyên dụng 27 Bảng 2.2 Phân loại mức độ ô nhiễm dựa vào số Igeo 32 Bảng 2.3 Thang đánh giá mức độ rủi ro sinh thái thông qua Er 33 Bảng 2.4 Thang đánh giá mức độ rủi ro sinh thái thông qua RI 33 Bảng 3.1 Các tính chất hóa lý bùn thải 35 Bảng 3.2 PI - Bá Thiện – Mẫu đối chứng đất nông nghiệp 44 Bảng 3.3 PI - Bá Thiện – Mẫu đối chứng bùn NM nƣớc sinh hoạt 45 Bảng 3.4 PI - Thành Công – Mẫu đối chứng đất nông nghiệp 47 Bảng 3.5 PI - Thành Công – Mẫu đối chứng bùn NM nƣớc sinh hoạt 48 Bảng 3.6 Igeo - Bá Thiện 50 Bảng 3.7 Igeo – Thành Công 51 Bảng 3.8 Chỉ số Igeo bùn HTXLNT nghiên cứu tƣơng tự 52 Bảng 3.9 RI - Bá Thiện – Mẫu đối chứng đất nông nghiệp 53 Bảng 3.10 RI - Bá Thiện – Mẫu đối chứng bùn NM nƣớc sinh hoạt 54 Bảng 3.11 RI - Thành Công – Mẫu đối chứng đất nông nghiệp 56 Bảng 3.12 RI - Thành Công – Mẫu đối chứng bùn NM nƣớc sinh hoạt…… .57 Viện Khoa học Công nghệ Môi trường (INEST) ĐHBKHN - Tel: (84.24) 38681686 - Fax: (84.24) 38693551 Đề tài “Đánh giá ô nhiễm kim loại nặng bùn thải công nghiệp, tác động tiềm ẩn chúng tới hệ sinh thái” – Đào Việt Hưng – Luận văn Thạc sĩ Khoa học ngành Kỹ thuật Môi trường DANH MỤC HÌNH Hình 1.1 Số báo bùn thải Việt Nam đƣợc xuất tiếng Anh 10 năm qua 12 Hình 2.1 Nhà máy xử lý nƣớc thải tập trung KCN Bá Thiện 23 Hình 2.2 Mơ tả ngun lý hoạt động bể SBR 24 Hình 2.3 Sân phơi bùn CN Bá Thiện 24 Hình 2.4 Hệ thống xử lý chất thải công nghiệp cơng ty Thành Cơng III 286 Hình 2.5 Nhà máy xi măng Thành Công III với hệ thống lị quay hệ mới… 28 Hình 3.1 Hình ảnh FTIR 36 Hình 3.2 Hình ảnh SEM mẫu bùn thải điển hình 38 Hình 3.3 Nồng độ số kim loại nặng theo ngành 40 Hình 3.4 Nồng độ số kim loại nặng theo thời gian lấy mẫu 42 Hình 3.5 Thành phần phần trăm kim loại bùn thải 43 Hình 3.6 Kết so sánh PI mẫu bùn thải Bá Thiện với mẫu đối chứng đất nông nghiệp 45 Hình 3.7 Kết so sánh PI mẫu bùn thải Bá Thiện với mẫu đối chứng bùn NM nƣớc sinh hoạt 46 Hình 3.8 Kết so sánh PI mẫu bùn thải Thành Công với mẫu đối chứng đất nông nghiệp 48 Hình 3.9 Kết so sánh PI mẫu bùn thải Thành Công với mẫu đối chứng bùn NM nƣớc sinh hoạt 49 Hình 3.10 Biểu đồ số RI mẫu bùn thải Bá Thiện với mẫu đối chứng đất nông nghiệp 54 Hình 3.11 Biểu đồ số RI mẫu bùn thải Bá Thiện với mẫu đối chứng bùn NM nƣớc sinh hoạt 55 Hình 3.12 Biểu đồ số RI mẫu bùn thải Thành Công với mẫu đối chứng đất nông nghiệp 57 Hình 3.13 Biểu đồ số RI mẫu bùn thải Thành Công với mẫu đối chứng bùn NM nƣớc sinh hoạt 58 Viện Khoa học Công nghệ Môi trường (INEST) ĐHBKHN - Tel: (84.24) 38681686 - Fax: (84.24) 38693551 Đề tài “Đánh giá ô nhiễm kim loại nặng bùn thải công nghiệp, tác động tiềm ẩn chúng tới hệ sinh thái” – Đào Việt Hưng – Luận văn Thạc sĩ Khoa học ngành Kỹ thuật Môi trường Cr -0,12 0,81 1,06 0,11 1,54 2,65 1,11 2,01 2,16 1,65 1,81 1,54 Cu 2,78 2,89 3,26 2,87 2,95 2,72 2,38 2,51 2,21 2,57 2,96 2,46 Ni -0,55 0,77 0,20 1,36 1,18 1,77 1,60 1,33 1,24 0,85 1,59 1,20 Mn 1,13 0,97 -0,07 0,29 0,44 -0,34 0,27 0,45 0,57 0,26 0,41 0,33 Pb 2,22 1,47 2,17 2,23 1,54 2,38 1,56 2,73 2,40 2,39 2,43 1,85 Zn 3,29 3,53 3,28 3,84 4,09 3,92 3,18 4,13 4,03 3,43 3,23 3,62 Nhận xét: Dựa vào số liệu bảng 3.7 mức độ ô nhiễm dựa vào số Igeo, ta thấy: Nhìn chung, hầu hết kim loại có giá trị Igeo thấp-trung bình Trong đó, Fe có giá trị Igeo trung bình cao nhất, hay nói cách khác mức độ nhiễm Fe cao (gây ô nhiễm nặng-rất nghiêm trọng), Sb kim loại có giá trị Igeo trung bình thấp nhất, tất có giá trị âm (khơng gây nhiễm) Đối chiếu với kết nghiên cứu HTXLNT thành phố Hạ Môn, Trung Quốc [18] ta có bảng kết số Igeo dƣới đây: Bảng 3.8 Chỉ số Igeo bùn HTXLNT nghiên cứu tƣơng tự Chỉ số Igeo im loại Mẫu Mẫu Mẫu As -0,25 0,26 -0,14 Sb 0,21 0,26 1,49 Fe −0,198 −0,326 −0,224 V −0,97 −1,01 −1,00 Pd 3,47 3,43 4,13 Cd 1,83 2,66 2,64 Cr −0,581 −0,162 1,06 Cu 0,19 0,59 1,52 Viện Khoa học Công nghệ Môi trường (INEST) ĐHBKHN - Tel: (84.24) 38681686 - Fax: (84.24) 38693551 52 Đề tài “Đánh giá ô nhiễm kim loại nặng bùn thải công nghiệp, tác động tiềm ẩn chúng tới hệ sinh thái” – Đào Việt Hưng – Luận văn Thạc sĩ Khoa học ngành Kỹ thuật Mơi trường Nhìn chung, hầu hết kim loại hầu hết mẫu bùn nghiên cứu có tích lũy thấp (Igeo ≤ 1) Tuy nhiên, tích lũy số kim loại cụ thể đáng ý nhƣ Cd cho thấy tích tụ vừa phải đến mạnh (1 ≤ Igeo ≤ 3) tất nhà máy.Trong mẫu số 3, có tích tụ vừa phải kim loại Cr, Cu (0 ≤ Igeo ≤ 2) Từ nhận xét trên, so sánh kết phân tích kim loại nặng với QCVN 50:2013/BTNMT: Quy chuẩn k thuật Quốc gia ngƣỡng nguy hại bùn thải từ trình xử lý nƣớc ta thấy nồng độ kim loại nặng thu đƣợc KCN Bá Thiện công ty Thành Công chƣa vƣợt ngƣỡng cho phép quy chuẩn Tuy nhiên, kim loại nặng có bùn thải CN có nguy tiềm tàng gây rủi ro sinh thái, đặc biệt kim loại Fe, Cd Cu 3.6 Đánh giá rủi ro sinh thái qua số RI Chỉ số rủi ro sinh thái mẫu bùn thải KCN Bá Thiện công ty Thành Công đƣợc tính tốn so sánh dựa mẫu đối chứng mẫu đất nông nghiệp mẫu bùn NM nƣớc sinh hoạt đƣợc thể qua bảng hình ảnh sau Từ đánh giá ảnh hƣởng đối tƣợng nghiên cứu đến môi trƣờng Bảng 3.9 RI- Bá Thiện – Mẫu đối chứng đất nông nghiệp BT1 Cf 1,33 BT2 1,93 BT3 2,27 BT4 1,67 BT5 2,00 BT6 2,07 BT7 2,40 BT8 1,93 BT9 2,00 BT10 BT11 5,07 5,67 As Er 13,33 19,33 22,67 16,67 20,00 20,67 24,00 19,33 20,00 50,67 56,67 Cf 9,41 13,78 16,47 15,13 12,10 19,16 12,77 12,10 11,09 21,51 11,76 Er 18,82 27,56 32,94 30,25 24,20 38,32 25,55 24,20 22,18 43,03 23,53 Cr Cf 1,65 1,74 3,97 2,81 2,08 8,24 5,50 11,30 9,77 3,97 4,27 Er 8,24 8,70 19,85 14,05 10,38 41,22 27,48 56,49 48,85 19,85 21,37 Pb Cf 19,87 35,06 33,26 6,56 8,54 48,54 22,47 26,07 29,66 41,35 22,47 Er 99,33 175,28 166,29 32,81 42,70 242,70 112,36 130,34 148,31 206,74 112,36 Cu Viện Khoa học Công nghệ Môi trường (INEST) ĐHBKHN - Tel: (84.24) 38681686 - Fax: (84.24) 38693551 53 Đề tài “Đánh giá ô nhiễm kim loại nặng bùn thải công nghiệp, tác động tiềm ẩn chúng tới hệ sinh thái” – Đào Việt Hưng – Luận văn Thạc sĩ Khoa học ngành Kỹ thuật Môi trường Cf 5,06 5,52 5,06 4,14 3,22 5,52 4,14 2,76 2,76 3,68 5,52 Cd Er 151,72 165,52 151,72 124,14 96,55 165,52 124,14 82,76 82,76 110,34 165,52 Cf 23,88 19,83 19,17 17,07 15,38 17,32 14,56 17,28 33,40 40,78 32,82 Er 23,88 19,83 19,17 17,07 15,38 17,32 14,56 17,28 33,40 40,78 32,82 Zn 315,33 416,22 412,64 234,98 209,21 525,74 328,09 330,40 355,51 471,40 412,26 RI H H H M M H H H H H H Chỉ số RI 700 600 500 400 Chỉ số RI 300 200 100 BT1 BT2 BT3 BT4 BT5 BT6 BT7 BT8 BT9 BT10 BT11 Hình Biểu đồ số RI mẫu bùn KCN Bá thiện với mẫu đối chứng đất nông nghiệp Bảng 3.10.RI - Bá Thiện – Mẫu đối chứng bùn NM nƣớc sinh hoạt Cf BT1 BT2 BT3 BT4 BT5 BT6 BT7 BT8 BT9 BT10 BT11 1,21 1,75 2,06 1,51 1,81 1,88 2,18 1,75 1,81 4,60 5,14 As Er 12,10 17,54 20,56 15,12 18,15 18,75 21,77 17,54 18,15 45,97 51,41 Cr Cf 3,89 5,69 6,81 6,25 5,00 7,92 5,28 5,00 4,58 8,89 4,86 Viện Khoa học Công nghệ Môi trường (INEST) ĐHBKHN - Tel: (84.24) 38681686 - Fax: (84.24) 38693551 54 Đề tài “Đánh giá ô nhiễm kim loại nặng bùn thải công nghiệp, tác động tiềm ẩn chúng tới hệ sinh thái” – Đào Việt Hưng – Luận văn Thạc sĩ Khoa học ngành Kỹ thuật Môi trường Er 7,78 11,39 13,61 12,50 10,00 15,83 10,56 10,00 9,17 17,78 9,72 Cf 1,20 1,27 2,90 2,05 1,51 6,01 7,13 2,90 3,12 Er 6,01 6,35 14,48 10,24 7,57 30,07 20,04 41,20 35,63 14,48 15,59 6,24 35,45 16,41 19,04 21,66 30,20 16,41 4,01 8,24 Pb Cf 14,51 25,60 24,29 4,79 Cu Er 72,54 128,01 121,44 23,96 31,18 177,24 82,06 95,19 108,32 150,98 82,06 Cf 11,00 12,00 11,00 9,00 7,00 12,00 9,00 6,00 6,00 8,00 12,00 Cd Er 330,00 360,00 330,00 270,00 210,00 360,00 270,00 180,00 180,00 240,00 360,00 Cf 4,80 3,99 3,86 3,43 3,09 3,48 2,93 3,48 6,72 8,20 6,60 Er 4,80 3,99 3,86 3,43 3,09 3,48 2,93 3,48 6,72 8,20 6,60 Zn 433,23 527,27 503,95 335,26 279,99 605,38 407,36 347,41 357,98 477,41 525,38 RI H H H H M E H H H H H Chỉ số RI 700 600 500 400 Chỉ số RI 300 200 100 BT1 BT2 BT3 BT4 BT5 BT6 BT7 BT8 BT9 BT10 BT11 Hình 3.11 Biểu đồ số RI mẫu bùn KCN Bá thiện với mẫu đối chứng bùn NM nƣớc sinh hoạt Viện Khoa học Công nghệ Môi trường (INEST) ĐHBKHN - Tel: (84.24) 38681686 - Fax: (84.24) 38693551 55 Đề tài “Đánh giá ô nhiễm kim loại nặng bùn thải công nghiệp, tác động tiềm ẩn chúng tới hệ sinh thái” – Đào Việt Hưng – Luận văn Thạc sĩ Khoa học ngành Kỹ thuật Môi trường Nhận xét: Từ bảng số liệu biểu đồ ta thấy hầu hết mẫu bùn thải KCN Bá Thiện cho kết mức độ rủi ro sinh thái cao Đối với mẫu đối chứng đất nong nghiệp: Mẫu BT6 có RI = 525,74 cao đƣợc giải thích ảnh hƣớng lớn kim loại nặng số loại hình cơng nghiệp KCN Đối với mẫu đối chứng bùn NM nƣớc sinh hoạt: Có thể thấy hầu hết mẫu bùn thải KCN Bá Thiện cho kết mức độ rủi ro sinh thái cao tƣơng tự nhƣ mẫu bùn Mẫu BT6 có RI = 605,38 cao nhất, mẫu BT5 có RI = 279,99 nhỏ cho thấy biên độ biến động lớn theo thƣời gian Với việc số rủi ro sinh thái cao thời điểm năm nhƣ cần có biện pháp xử lý bùn thải phù hợp tránh gây ảnh hƣởng xấu tới hệ sinh thái nƣớc ngầm khu vực khu công nghiệp Chỉ số rủi ro môi trƣờng mẫu bùn công ty Bá Thiện mẫu đối chứng đất nơng nghiệp bùn Nm nƣớc sinh hoạt có tƣơng quan lớn (Mẫu BT6 đem lại rủi ro cho mơi trƣờng cao nhất, mẫu BT5 có số RI thấp nhất) Ảnh hƣởng nồng độ kim loại Cd đến rủi ro môi trƣờng lớn mẫu đối chứng Điều Cd có hệ số độc tính kim loại nặng cao (TfCd= 30) Bảng 3.11 RI - Thành Công – Mẫu đối chứng đất nông nghiệp TC1 Cf 1,13 TC2 2,93 TC3 1,40 TC4 1,53 TC5 TC6 5,13 11,33 TC7 3,80 TC8 7,33 TC9 9,33 TC10 TC11 TC12 6,13 4,53 3,80 11,33 29,33 14,00 15,33 51,33 113,33 38,00 73,33 93,33 61,33 45,33 38,00 As Er Cf 1,38 2,62 3,13 1,61 4,37 Er 2,76 5,24 6,25 3,23 Cf 6,99 4,15 6,75 7,05 9,41 3,23 6,05 6,72 4,71 5,24 4,37 8,74 18,82 6,45 12,10 13,45 9,41 10,49 8,74 4,37 4,43 7,88 8,09 5,40 Er 34,96 20,76 33,74 35,27 21,83 39,08 22,14 49,62 39,69 39,39 40,46 27,02 Cf 10,34 11,15 14,38 10,97 11,60 8,90 11,69 8,27 Er 51,69 55,73 71,91 54,83 57,98 49,44 39,10 42,70 34,61 44,49 58,43 41,35 Cr 7,82 9,92 7,94 Pb 9,89 7,82 8,54 6,92 Cu Viện Khoa học Công nghệ Môi trường (INEST) ĐHBKHN - Tel: (84.24) 38681686 - Fax: (84.24) 38693551 56 Đề tài “Đánh giá ô nhiễm kim loại nặng bùn thải công nghiệp, tác động tiềm ẩn chúng tới hệ sinh thái” – Đào Việt Hưng – Luận văn Thạc sĩ Khoa học ngành Kỹ thuật Môi trường Cf 3,68 7,36 4,14 5,06 5,98 5,52 5,06 5,52 3,68 3,68 2,76 2,11 Er 110,34 220,69 124,14 151,72 179,31 165,52 151,72 165,52 110,34 110,34 82,76 63,45 Cf 14,62 17,28 14,58 21,55 25,63 22,72 13,55 26,21 24,47 16,12 14,04 18,45 Er 14,62 17,28 14,58 21,55 25,63 22,72 13,55 26,21 24,47 16,12 14,04 18,45 Cd Zn 225,70 349,04 264,62 281,94 344,82 408,91 270,97 369,48 315,89 281,09 251,50 197,01 RI M H M M H H M H H M M M Chỉ số RI 450 400 350 300 250 Chỉ số RI 200 150 100 50 TC1 TC2 TC3 TC4 TC5 TC6 TC7 TC8 TC9 TC10 TC11 TC12 Hình 3.12 Chỉ số RI mẫu bùn cơng ty Thành Công so với mẫu đối chứng đất nông nghiệp Bảng 3.12 RI - Thành Công – Mẫu đối chứng bùn NM nƣớc sinh hoạt TC1 TC2 TC3 TC4 TC5 TC6 TC7 TC8 TC9 TC10 TC11 1,03 2,66 1,27 1,39 4,66 10,28 3,45 6,65 8,47 5,56 4,11 3,45 Er 10,28 26,61 12,70 13,91 46,57 102,82 34,48 66,53 84,68 55,65 41,13 34,48 1,94 2,17 1,81 Cf TC12 As Cr Cf 0,57 1,08 1,29 0,67 1,81 3,89 1,33 2,50 2,78 Viện Khoa học Công nghệ Môi trường (INEST) ĐHBKHN - Tel: (84.24) 38681686 - Fax: (84.24) 38693551 57 Đề tài “Đánh giá ô nhiễm kim loại nặng bùn thải công nghiệp, tác động tiềm ẩn chúng tới hệ sinh thái” – Đào Việt Hưng – Luận văn Thạc sĩ Khoa học ngành Kỹ thuật Môi trường Er 1,14 2,17 2,58 1,33 3,61 7,78 2,67 5,00 5,56 3,89 4,33 3,61 Cf 5,10 3,03 4,92 5,14 3,18 5,70 3,23 7,24 5,79 5,75 5,90 3,94 Er 25,50 15,14 24,61 25,72 15,92 28,51 16,15 36,19 28,95 28,73 29,51 19,71 Cf 5,05 6,50 8,53 6,04 Er 37,75 40,70 52,52 40,04 42,34 36,11 28,56 31,18 25,27 32,49 42,67 30,20 Cf 8,00 6,00 4,60 Pb 7,55 8,14 10,50 8,01 8,47 7,22 5,71 6,24 Cu 8,00 16,00 9,00 11,00 13,00 12,00 11,00 12,00 8,00 Cd Er 240,00 480,00 270,00 330,00 390,00 360,00 330,00 360,00 240,00 240,00 180,00 138,00 Cf 2,94 3,48 2,93 4,34 5,16 4,57 2,73 5,27 4,92 3,24 2,82 3,71 Er 2,94 3,48 2,93 4,34 5,16 4,57 2,73 5,27 4,92 3,24 2,82 3,71 Zn 317,61 568,10 365,35 415,35 503,61 539,78 414,57 504,18 389,38 364,00 300,47 229,71 RI H H H H H H H H H H H M Chỉ số RI 600 500 400 300 Chỉ số RI 200 100 TC1 TC2 TC3 TC4 TC5 TC6 TC7 TC8 TC9 TC10 TC11 TC12 Hình 3.13 Chỉ số RI mẫu bùn cơng ty Thành Công so với mẫu đối chứng bùn NM nƣớc sinh hoạt Nhận xét: Viện Khoa học Công nghệ Môi trường (INEST) ĐHBKHN - Tel: (84.24) 38681686 - Fax: (84.24) 38693551 58 Đề tài “Đánh giá ô nhiễm kim loại nặng bùn thải công nghiệp, tác động tiềm ẩn chúng tới hệ sinh thái” – Đào Việt Hưng – Luận văn Thạc sĩ Khoa học ngành Kỹ thuật Môi trường Từ bảng số liệu ta thấy hầu hết mẫu đối chứng bùn công ty Thành Công cho kết mức độ rủi ro sinh thái trung bình cao Đối với mẫu đối chứng đất nơng nghiệp, mẫu TC6 có số RI = 408,91 cao thuộc mẫu bùn thải ngành sản xuất pin lƣợng mặt trời, mẫu TC12 có RI=209,21 nhỏ thuộc mẫu bùn thải ngành xử lý nƣớc thải Ngành lƣợng mặt trời có số RI mức cao mẫu đối chứng cho thấy nguy ô nhiễm đáng báo động từ bùn thải công ty Đối với mẫu đối chứng bùn NM nƣớc sinh hoạt, hầu hết mẫu bùn công ty Thành Công cho kết mức độ rủi ro sinh thái cao Mẫu TC2 có RI = 568,10 cao thuộc mẫu bùn thải ngànhluyện kim, mẫu TC12 có RI = 229,71 nhỏ thuộc mẫu bùn thải ngành xử lý nƣớc thải Với việc số rủi ro cao hầu hết ngành nhƣ cần áp dụng biện pháp xử lý bùn thải phù hợp tránh gây ảnh hƣởng xấu tới hệ sinh thái, tới nguồn nƣớc ngầm hệ thống khu công nghiệp Với trạng tuân thủ pháp luật môi trƣờngở Việt Nam cịn thấp (điển hình vụ xả trộm nhƣ Formosa 2016, đổ trộm dầu thải vào đầu nguồn nƣớc nhà máy nƣớc sông Đà năm 2019… hay thực biện pháp nhƣ chôn lấp, xử lý khơng đảm bảo), việc để tồn bùn thải có tính rủi ro cao mà khơng có biện pháp xử lý triệt để nguồn gây ô nhiễm môi trƣờng tiềm tàng lớn khả phát tán bùn thảiô nhiễm môi trƣờng cao Viện Khoa học Công nghệ Môi trường (INEST) ĐHBKHN - Tel: (84.24) 38681686 - Fax: (84.24) 38693551 59 Đề tài “Đánh giá ô nhiễm kim loại nặng bùn thải công nghiệp, tác động tiềm ẩn chúng tới hệ sinh thái” – Đào Việt Hưng – Luận văn Thạc sĩ Khoa học ngành Kỹ thuật Môi trường KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Từ kết nghiên cứu đề tài: “Đánh giá ô nhiễm kim loại nặng bùn thải công nghiệp, tác động tiềm ẩn chúng tới hệ sinh thái”, nội dung nghiên cứu đáp ứng đƣợc mục tiêu, yêu cầu Luận văn, cụ thể nhƣ sau: Dựa kết phân tích mẫu bùn thải Khu công nghiệp Bá Thiện 2Vĩnh Phúc bùn công nghiệp thu đƣợc nhà máy xi măng Thành Công cho thấy mẫu bùn thải công nghiệp thể ô nhiễm cao số kim loại nặng điển hình, đặc biệt Cu Cd, Cadimi có nguy tiềm ẩn sinh thái cao so với nguyên tố khác Bùn thải từ hai điểm lấy mẫu Khu công nghiệp Bá Thiện 2- Vĩnh Phúc (có hàm lƣợng Pb số mẫu vƣợt ngƣỡng QCVN 50:2013/BTNMT) nhà máy xi măng Thành Công (nhà máy xử lý chất thải nguy hại) đƣợc coi chất thải nguy hại Kết phân tích số ô nhiễm (PI) số rủi ro sinh thái (RI) cho thấy mẫu bùn có kết cao từ 2-10 lần so với mẫu đối chứng Các loại bùn cơng nghiệp có khả cố định cao hơn, với việc nhóm chức (COOH) (-OH) nhóm chức điển hình xuất bề mặt bùn Các số rủi ro tích lũy địa chất mức độ ô nhiễm vừa phải nhƣng rủi ro sinh thái kim loại Er số ô nhiễm kim loại lại cao, tiềm ẩn nguy gây ô nhiễm môi trƣờng sinh thái Do vậy, cần quản lý chặt chẽ nhƣ có biện pháp xử lý phịng tránh rủi ro cách hợp lý Từ kết nghiên cứu trên, đề xuất số giải pháp để nâng cao công tác xử lý, quản lý bùn thải nhƣ sau: - Tiếp tục hoàn thiện hệ thống văn pháp luật xử lý, quản lý bùn thải bám sát với tình hình thực tế; - Khuyến khích phát triển, áp dụng cơng nghệ tiên tiến để xử lý bùn thải công nghiệp thay cho hai phƣơng pháp truyền thống đƣợc sử dụng phổ biến Việt Nam chôn lấp đốt cháy phƣơng pháp có nhiều hạn chế khơng cịn phù hợp so với tình hình phát triển nƣớc ta; Viện Khoa học Công nghệ Môi trường (INEST) ĐHBKHN - Tel: (84.24) 38681686 - Fax: (84.24) 38693551 60 Đề tài “Đánh giá ô nhiễm kim loại nặng bùn thải công nghiệp, tác động tiềm ẩn chúng tới hệ sinh thái” – Đào Việt Hưng – Luận văn Thạc sĩ Khoa học ngành Kỹ thuật Môi trường - Xây dựng sở số liệu số lƣợng thành phần bùn thải phát sinh, làm rõ loại bùn thải cần xử lý, bùn thải có khả tái chế, tái sử dụng; - Xây dựng sách ƣu đãi, huy động nguồn lực tham gia đầu tƣ, quản lý, vận hành việc thu gom, vận chuyển, xử lý bùn thải; - Tăng cƣờng công tác tuyên truyền, giáo dục nâng cao ý thức công tác bảo vệ mơi trƣờng nói chung quản lý bùn thải nói riêng Vấn đề nhiễm LN bùn thải cần quan tâm nghiên cứu sâu hơn, dài để mở rộng dải số liệu Từ đó, đề xuất đƣợc nhiều biện pháp xử lý để bảo vệ môi trƣờng Viện Khoa học Công nghệ Môi trường (INEST) ĐHBKHN - Tel: (84.24) 38681686 - Fax: (84.24) 38693551 61 Đề tài “Đánh giá ô nhiễm kim loại nặng bùn thải công nghiệp, tác động tiềm ẩn chúng tới hệ sinh thái” – Đào Việt Hưng – Luận văn Thạc sĩ Khoa học ngành Kỹ thuật Môi trường TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Mojeed A Agoro 1,2,* , Abiodun O Adeniji 1,2,* , Martins A Adefisoye 2,3 and Omobola O Okoh 1,2 (2020) Heavy Metals in Wastewater and Sewage Sludge from Selected Municipal Treatment Plants in Eastern Cape Province, South Africa, P2-3 [2] Xuan Zhang *, Xian-qing Wang and Dong-fang Wang (2017).Immobilization of Heavy Metals in Sewage Sludge during Land Application Process in China: A Review [3] Malwina Tytła Assessment of Heavy Metal Pollution and Potential Ecological Risk in Sewage Sludge from Municipal Wastewater Treatment Plant Located in the Most Industrialized Region in Poland - Case Study [4] Strady E, Dinh QT, Némery J, Nguyen TN, Guédron S, Nguyen NS, et al Spatial variation and risk assessment of trace metals in water and sediment of the Mekong Delta Chemosphere 2017; 179: 367-378 [5] Thai NTK (2009), “Hazardous industrial waste management in Vietnam: current status and future direction”, Journal of Material Cycles and Waste Management, 11: 258-262 [6] Hung CV, Cam BD, Mai PTN, Dzung BQ Heavy metals and polycyclic aromatic hydrocarbons in municipal sewage sludge from a river in highly urbanized metropolitan area in Hanoi, Vietnam: levels, accumulation pattern and assessment of land application Environmental Geochemistry and Health 2015; 37: 133-146 [7] Strady E, Dinh QT, Némery J, Nguyen TN, Guédron S, Nguyen NS, et al (2017), “Spatial variation and risk assessment of trace metals in water and sediment of the Mekong Delta”, Chemosphere, 179: 367-378 [8] Viet NT, Dieu TTM, Loan NTP Current Status of Sludge Collection, Transportation and Treatment in Ho Chi Minh City Journal of Environmental Protection 2013; Vol.04 No.12: [9] Dung TTT, Cappuyns V, Vassilieva E, Golreihan A, Phung NK, Swennen R Release of Potentially Toxic Elements From Industrial Sludge: Implications for Land Disposal CLEAN – Soil, Air, Water 2015; 43: 1327-1337 Viện Khoa học Công nghệ Môi trường (INEST) ĐHBKHN - Tel: (84.24) 38681686 - Fax: (84.24) 38693551 62 Đề tài “Đánh giá ô nhiễm kim loại nặng bùn thải công nghiệp, tác động tiềm ẩn chúng tới hệ sinh thái” – Đào Việt Hưng – Luận văn Thạc sĩ Khoa học ngành Kỹ thuật Môi trường [10] McLaughlin M J et al (2000), A bioavailability-based rationale for the controlling metal and metalloid contaminants of agricultural land in Australia and New Zealand, New Zealand Journal of Agricultural Research 38, pp 1037-1048 [11] Md Saiful Islam a,b,*, Md Kawser Ahmed , Mohammad Raknuzzaman b,d,*, Md Habibullah-Al-Mamun b,d ,Goutam Kumar Kundu, Heavy metals in the industrial sludge and their ecological risk: A case study for a developing country [11] Đặng im Chi, H a học môi trường, NXB hoa học k thuật, 2001 [12] Thuy C Nguyen, Paripurnanda Loganathan, Tien V Nguyen, Thi T N Pham , Jaya Kandasamy, Michael Wu, Ravi Naidu, and Saravanamuthu Vigneswaran, Trace elements in road-deposited and waterbed sediments in Kogarah Bay, Sydney: enrichment, sources and fractionation, 2015 [14] Maurizio Barbieri, Angela Nigro, Giuseppe Sappa, Soil Contamination evaluation by Enrichment Factor (EF) and Geoaccumulation Index (Igeo), Barbieri M, Nigro A, Sappa G /Senses Sci 2015, 2(3):94-97 [15] HakansonL, “An ecological risk index for aquatic pollution control: A sedimentological approach”, 1980; Water Research 14, pp 975-1001 [16] Fang, W., Wei, Y., & Liu, J (2016) Comparative characterization of sewage sludge compost and soil: Heavy metal leaching characteristics Journal of Hazardous Materials, 310, 1–10 [17] Cao, K., Fan, D., Li, L., Fan, B., Wang, L., Zhu, D., Wang, Q., Tian, P., & Liu, Z (2020) Insights into the Pyridine-Modified MOR Zeolite Catalysts for DME Carbonylation ACS [18] Fidèle Suanon, Qian Sun, Xiaoyong Yang, Qiaoqiao Chi, Sikandar I Mulla, Daouda Mama & Chang-Ping Yu (2017) „‟Assessment of the occurrence, spatiotemporal variations and geoaccumulation of fifty-two inorganic elements in sewage sludge: A sludge management revisit‟‟ Viện Khoa học Công nghệ Môi trường (INEST) ĐHBKHN - Tel: (84.24) 38681686 - Fax: (84.24) 38693551 63 Đề tài “Đánh giá ô nhiễm kim loại nặng bùn thải công nghiệp, tác động tiềm ẩn chúng tới hệ sinh thái” – Đào Việt Hưng – Luận văn Thạc sĩ Khoa học ngành Kỹ thuật Môi trường PHỤ LỤC Một số hình ảnh trình thực Luận văn Hình HTXL nƣớc thải CN Bá Thiện 2- Vĩnh Phúc Hình Sân phơi bùn thuộc HTXLNT CN Bá Thiện 2- Vĩnh Phúc Viện Khoa học Công nghệ Môi trường (INEST) ĐHBKHN - Tel: (84.24) 38681686 - Fax: (84.24) 38693551 64 Đề tài “Đánh giá ô nhiễm kim loại nặng bùn thải công nghiệp, tác động tiềm ẩn chúng tới hệ sinh thái” – Đào Việt Hưng – Luận văn Thạc sĩ Khoa học ngành Kỹ thuật Mơi trường Hình Máy ép bùn thuộc Cơng ty Thành Cơng Hình ho chứa bùn công ty Thành Công Viện Khoa học Công nghệ Môi trường (INEST) ĐHBKHN - Tel: (84.24) 38681686 - Fax: (84.24) 38693551 65 Đề tài “Đánh giá ô nhiễm kim loại nặng bùn thải công nghiệp, tác động tiềm ẩn chúng tới hệ sinh thái” – Đào Việt Hưng – Luận văn Thạc sĩ Khoa học ngành Kỹ thuật Mơi trường Hình Hình ảnh lấy mẫu bùn thải Hình Hình ảnh phịng thí nghiệm Viện Khoa học Cơng nghệ Môi trường (INEST) ĐHBKHN - Tel: (84.24) 38681686 - Fax: (84.24) 38693551 66 ... nghiệp Việt Nam; - Đánh giá ô nhiễm kim loại nặng bùn thải công nghiệp; - Đánh giá tác động tiềm ẩn kim loại nặng bùn thải công nghiệp tới hệ sinh thái Viện Khoa học Công nghệ Môi trường (INEST)... cứu - Đánh giá mức độ ô nhiễm kim loại nặng mẫu bùn thải số CN miền Bắc Việt Nam; - Đánh giá trạng ô nhiễm kim loại nặng bùn thải công nghiệp - Đánh giá tác động tiềm ẩn chúng tới hệ sinh thái. .. đề tài: - Đánh giá trạng ô nhiễm kim loại nặng bùn thải công nghiệp - Đánh giá tác động tiềm ẩn chúng tới hệ sinh thái Nội dung đề tài: - Khảo sát, đánh giá trạng quản lý bùn thải công nghiệp