nghiên cứu sự lan truyền và phạm vi ảnh hưởng của một số nguồn phát thải có khả năng gây ô nhiễm môi trường từ hoạt động của các khu công nghiệp ở tỉnh phú yên

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆN NĂNG LƯỢNG NGUYÊN TỬ VIỆT NAM TRƯƠNG MINH TRÍ NGHIÊN CỨU SỰ LAN TRUYỀN VÀ PHẠM VI ẢNH HƯỞNG CỦA MỘT SỐ NGUỒN PHÁT THẢI CÓ KHẢ NĂNG GÂY Ô NHIỄM MÔI TRƯỜNG TỪ HOẠT ĐỘNG CỦA CÁC KHU CÔNG NGHIỆP Ở TỈNH PHÚ YÊN Chuyên ngành: Hóa Phân tích Mã số: 62442901 TĨM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ HĨA HỌC ĐÀ LẠT – 2014 a) Cơng trình hồn thành tại: VIỆN NGHIÊN CỨU HẠT NHÂN ĐÀ LẠT TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG MIỀN TRUNG b) Người hướng dẫn khoa học: PGS TS NGUYỄN NGỌC TUẤN c) Phản biện luận án: Phản biện 1:………………………………………………………… Phản biện 2:………………………………………………………… Phản biện 3:………………………………………………………… Luận án bảo vệ trước Hội đồng cấp nhà nước chấm luận án tiến sĩ họp tại: VIỆN NGHIÊN CỨU HẠT NHÂN, VIỆN NĂNG LƯỢNG NGUYÊN TỬ VIỆT NAM vào hồi … giờ… ngày……tháng ….năm …………………… d) Có thể tìm hiểu luận án tại: - Thư viện Viện Nghiên cứu hạt nhân - Thư viện Quốc gia Việt Nam - Thư viện Viện Năng lượng nguyên tử Việt Nam Đà Lạt, năm 2014 ĐẶT VẤN ĐỀ Tính cấp thiết luận án Trong vài thập kỷ gần đây, mơi trường tồn cầu có nhiều biến đổi theo chiều hướng ngày xấu thêm Hiện tượng băng tan hai đầu cực trái đất nóng lên vấn đề lớn giới quan tâm Ơ nhiễm mơi trường khí quyển, thủng tầng zơn lượng khí thải ngày tăng nguyên nhân chủ yếu gây nên tượng Vấn đề ô nhiễm độc tố kim loại nặng dư lượng hóa chất bảo vệ thực vật lương thực, thực phẩm môi trường nước bị ô nhiễm lượng chất thải công nghiệp hóa chất bảo vệ thực vật ngày tăng vấn đề nhiều quốc gia quan tâm Vì vậy, mục tiêu phát triển bền vững bảo vệ môi trường trái đất kỷ 21 mục tiêu chung toàn nhân loại Việt Nam thời kỳ đổi hội nhập; thời kỳ đẩy mạnh cơng nghiệp hóa - đại hóa với nhịp độ ngày cao, nhằm đưa nước ta thành nước công nghiệp vào năm 2020 Sự phát triển với quy mô lớn nhiều lĩnh vực số lượng, tốc độ, chất lượng,…; đặc biệt lĩnh vực công nghiệp gây nên tác động tồn diện tới mơi trường Tình trạng ô nhiễm môi trường không khí, môi trường đất nước làm suy giảm đa dạng sinh học, ảnh hưởng đến chất lượng sống Vấn đề cấp lãnh đạo, ngành tồn xã hội quan tâm nghiên cứu, tìm giải pháp khắc phục Tỉnh Phú Yên, sau 10 năm thực “Quy hoạch tổng thể kinh tế - xã hội thời kỳ 1996 -2010” “từ 2011 – 2015”, tạo nên tranh thay đổi trạng kinh tế theo hướng thiết lập cấu công - nông - dịch vụ; đời sống vật chất tinh thần nhân dân không ngừng cải thiện, ngày tốt Vấn đề đặt bên cạnh thành tựu kinh tế - xã hội mà tỉnh Phú Yên đạt được, hậu mơi trường có ảnh hưởng đáng kể đến hệ sinh thái sức khỏe cộng đồng Những nguồn thải tạo trình hoạt động khu công nghiệp phát tán môi trường nhiều đường, gây ảnh hưởng trực tiếp đến khu vực lân cận Vì vậy, việc nghiên cứu số vấn đề liên quan đến nguồn phát thải khu cơng nghiệp tỉnh Phú n tìm ngun nhân để tìm cách phịng ngừa khắc phục cần thiết cấp bách Để góp phần xác định làm rõ vấn đề đặt trên, xây dựng định hướng nghiên cứu: Nghiên cứu lan truyền phạm vi ảnh hưởng số nguồn phát thải có khả gây ô nhiễm môi trường từ hoạt động khu công nghiệp tỉnh Phú Yên Đây phần chương trình nghiên cứu trạng môi trường tỉnh Phú Yên Chúng hy vọng đóng góp phần nhỏ vào việc tạo lập sở liệu tin cậy, giúp cho việc hoạch định giải pháp thiết thực kiểm tra, kiểm sốt, gìn giữ bảo vệ mơi trường khu công nghiệp tỉnh nhằm đưa kinh tế - xã hội địa phương ngày phát triển bền vững Mục tiêu luận án: - Ứng dụng quy trình xây dựng để phân tích hàm lượng kim loại As, Cu, Mn, Cr mẫu nước thải mẫu trầm tích - Đánh giá dịch chuyển As, Cr, Cu, Mn môi trường nước, trầm tích - Mơ hình hóa lan truyền kim loại nặng dự báo diễn môi trường, dựa vào số phần mềm mô phỏng: Mapinfo, Matlab Ý nghĩa khoa học thực tiễn 3.1 Ý nghĩa khoa học - Ứng dụng kỹ thuật có Viện Nghiên cứu hạt nhân để phân tích, đánh giá tình trạng mơi trường khu cơng nghiệp tỉnh Phú Yên; cụ thể là: sử dụng phương pháp phân tích kích hoạt nơtron (RNAA) lị phản ứng hạt nhân Đà Lạt phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử (AAS) để xác định hàm lượng độc tố kim loại nặng mẫu môi trường (nước, trầm tích) thu thập - Làm sở tham khảo việc giải thích dịch chuyển hàm lượng kim loại nặng trầm tích, nước; - Mơ q trình lan truyền phạm vi ảnh hưởng thực khu công nghiệp An Phú cơng cụ: Mapinfo, Matlab; - Dự đốn diễn nguồn thải vào môi trường 3.2 Ý nghĩa thực tiễn - Đưa dẫn liệu tình hình nhiễm kim loại nặng ởKhu công nghiệp An Phú, tỉnh Phú Yên sau thời gian vào hoạt động - Cung cấp sở khoa học lan truyền chất thải vào môi trường - Góp phần cung cấp sở khoa học định hướng qui hoạch vùng xả thải an toàn - Góp phần vào việc quản lý nguồn thải bảo vệ mơi trường Khu cơng nghiệp An Phú nói riêng khu công nghiệp tỉnh Phú Yên nói chung - Cung cấp sở liệu để cấp quản lý tỉnh Phú Yên nắm bắt trạng môi trường ảnh hưởng nguồn thải khu công nghiệp sau thời gian vào hoạt động - Các bước nghiên cứu thực đề tài làm sở để xây dựng kế hoạch điều tra đánh giá phạm vi mức độ ảnh hưởng khu công nghiệp năm Nội dung luận án - Điều tra tình hình sản xuất khu công nghiệp tỉnh Phú Yên, lựa chọn Khu công nghiệp An Phú làm đối tượng nghiên cứu - Khảo sát, xây dựng Quy trình phân tích Cu, Mn, Cr, As mẫu nước thải trầm tích phương pháp RNAA - Áp dụng Quy trình phân tích Cu, Mn, Cr, As xây dựng để phân tích Cu, Mn, Cr, As mẫu nước thải trầm tích - Đánh giá dịch chuyển Cu, Mn, Cr, As mơi trường nước, trầm tích - Mơ hình hóa lan truyền kim loại nặng (Cu, Mn, Cr, As) dự báo diễn môi trường, dựa vào số phần mềm mô phỏng: Mapinfo, Matlab Những đóng góp luận án - Đã xây dựng quy trình phân tích Cu, Mn, Cr, As mẫu nước thải NAA có xử lý hóa với thơng số tối ưu: luận án xác định cách đầy đủ ảnh hưởng thông số pH, tốc độ chảy qua cột, thuốc thử, hàm lượng ion khảo sát khả hấp phụ chúng than hoạt tính (sử dụng phương pháp AAS để so sánh) - Dựa sở kết nghiên cứu đạt được, áp dụng để xác định hàm lượng ion Cu2+, Mn2+, Cr6+/Cr3+, As6+/As3+ mẫu nước thải khu công nghiệp - Dựa sở kết nghiên cứu đạt được, áp dụng để xác định hàm lượng Cu, Mn, Cr, As mẫu trầm tích khu công nghiệp - Dựa vào số phần mềm mô phỏng: Mapinfo, Matlab để số hóa đồ khu cơng nghiệp; mô lan truyền kim loại nặng (Cu, Mn, Cr, As) dự báo diễn môi trường Bố cục luận án Luận án trình bày theo chương sau: - Chương phần tổng quan, giới thiệu tình hình hoạt động khu công nghiệp Việt Nam tỉnh Phú Yên; yếu tố ảnh hưởng đến tích lũy, lan truyền; phần mềm sử dụng nghiên cứu - Chương phần Đối tượng phương pháp nghiên cứu, Xây dựng phương pháp phân tích Cu, Mn, Cr As; Phương pháp lấy mẫu phân tích Khu công nghiệp An Phú, tỉnh Phú Yên; Các Phương pháp xác định tiêu phục vụ cho Luận án - Chương Kết thảo luận, Xây dựng quy trình phân tích Cu, Mn, Cr, As nước thải trầm tích; Đánh giá trạng môi trường khu công nghiệp An Phú, tỉnh Phú Yên; Lựa chọn đối tượng nghiên cứu lan truyền kim loại nặng; Mơ hình hóa lan truyền phạm vi ảnh hưởng nguồn phát thải khu công nghiệp An Phú - Kết luận luận án: Luận án khẳng định điểm mặt học thuật CHƯƠNG I TỔNG QUAN 1.1 Những nghiên cứu nhiễm mơi trường 1.1.1 Tình hình nghiên cứu giới Đa phần nghiên cứu tập trung vào việc quan trắc đánh giá hàm lượng phân bố kim loại nặng độc theo lưu vực Ngồi ra, có vài tác giả tập trung nghiên cứu vào lan truyền, sa lắng chuyển hóa dạng tồn khác chất sau xả thải vào môi trường Các kết nghiên cứu thu từ thực nghiệm kiểm chứng mơ lại với hỗ trợ cơng cụ máy tính đại Nhóm nghiên cứu tác giả T.Tawfik sử dụng mơ hình visual Minteq để ước đốn tồn thơng qua việc tính tốn hoạt độ dạng ion khác số kim loại điển hình hoạt động sản xuất cơng nghiệp Al, Mn, Cu, Pb Zn Tác giả sử dụng mơ hình để mơ hình hóa tương tác chất nhiễm bẩn nước với trầm tích đặc tính lưu vực với tính chất hóa-lý chất thải môi trường tồn Thông qua mô hình tác giả tính tốn hoạt độ ion trạng thái cân dạng hấp phụ hòa tan pha rắn cân chúng Bên cạnh đó, số tác giả khác lại nghiên cứu khả di chuyển nguyên tố vết đối tượng khác nhau: nhóm tác giả Apodaca L.E.; Bails J.B.; Driver N.E 2000, nghiên cứu xuất hiện, vận chuyển hữu nguyên tố vết lưu vực sơng Blue, tỉnh Summit, Colorado; nhóm tác giả Edmunds W.M.; Pelig-Ba K.B.; Smedley P.L 1996 nghiên cứu di động asen nước ngầm khu vực khai thác mỏ vàng Ghana: mối liên quan đến sức khoẻ người; nhóm tác giả Feng X.; Hong B.; Hong Y.; Ni J nghiên cứu di động vài nguyên tố vết độc hại chứa nhiều than Guizhou, Trung Quốc 1.1.2 Tình hình nghiên cứu nước Một cách tương tự, gần Việt Nam có số cơng trình cơng bố nghiên cứu chuyển hóa phân tán chất ô nhiễm Tuy nhiên, phạm vi hiểu biết tác giả, chưa có cơng trình khoa học nghiên cứu lan truyền, phát tán chất ô nhiễm từ hoạt động sản xuất cơng nghiệp vào mơi trường nước khơng khí tỉnh Phú Yên Đây động lực để thực nghiên cứu Các kết đạt đưa tranh tương đối đầy đủ phát tán, tồn chuyển hóa chất ô nhiễm (chủ yếu quan tâm đến kim loại nặng) mơi trường nước, trầm tích vài chất nhiễm khí điển hình (chủ yếu quan tâm đến khí CO) từ khu cơng nghiệp điển hình tỉnh Phú n Ngồi ra, việc ứng dụng cơng cụ máy tính để mơ phỏng, kiểm tra đối chiếu với kết thực nghiệm đưa tranh tổng thể đầy đủ để nhận biết dự báo rủi ro tiềm ẩn làm sở hỗ trợ việc quản lý tốt 1.1.3 Một số yếu tố ảnh hưởng đến tích lũy lan truyền kim loại nặng như: pH, độ dẫn điện EC, chất rắn lơ lửng SS, nhu cầu oxy sinh hóa, nhu cầu oxy hóa học, vi sinh vật, keo tụ trình bày chi tiết luận án 1.4 Đặc điểm, quy hoạch hoạt động khu công nghiệp tỉnh Phú Yên 1.4.1 Đặc điểm khu công nghiệp An Phú Khu công nghiệp An Phú thuộc xã An Phú, Thành phố Tuy Hòa - tỉnh Phú n; phía Bắc giáp khu đầu mối giao thơng trục trung tâm với Quốc lộ 1A, có tọa độ địa lý Tọa độ: 1308.131’vĩ độ Bắc; 10917.114’ độ kinh đơng Diện tích quy hoạch là: 97 Khu công nghiệp An Phú nhận định phê duyệt qui hoạch chi tiết Quyết định số 63/QĐ-UB Ủy Ban Nhân dân tỉnh Phú Yên ngày 15/01/2001 KCN nằm Quy hoạch phát triển KCN nước phê duyệt * Quy hoạch hoạt động chủ yếu - Công nghiệp khai thác: Cung ứng vào thị trường nhiều sản phẩm có giá trị cao như: bàn, ghế đá, vật dụng trang trí; cụ thể là: Cơng ty vật liệu xây dựng Phú Yên đầu tư nhà máy sản xuất đá ốp lát tự nhiên An Phú, công ty trách nhiệm hữu hạn Hợp Châu đầu tư sản xuất vật liệu chế biến đá granite, đá mài bóng, Những cơng trình góp phần tăng nhanh giá trị sản xuất tồn ngành cơng nghiệp tỉnh Phú Yên - Công nghiệp chế biến: Chủ yếu xí nghiệp chế biến hải sản đơng lạnh xuất công ty cổ phần chế biến thủy sản Phú Yên, công ty trách nhiệm hữu hạn WuChinLien,… góp phần tăng thêm sản lượng cho lĩnh vực Tuy nhiên, tình hình khai thác ngun liệu khơng ổn định, nên doanh nghiệp sản xuất với suất thăng giáng năm - Lĩnh vực sản xuất vật liệu xây dựng: Nhà máy sản xuất gạch Block; công ty Vật liệu xây dựng, công ty sản xuất kính,… kết cho sản phẩm cung ứng vào thị trường với hiệu kinh tế cao 1.4.2 Đặc điểm khu công nghiệp Đông Bắc Sông Cầu Khu công nghiệp Đông Bắc Sông Cầu xây dựng xã Xuân Hải, huyện Sông Cầu, tỉnh Phú Yên có tọa độ địa lý: Tọa độ: 13035’ vĩ độ Bắc; 109015’ kinh độ Đơng Diện tích quy hoạch 105,8 Khu công nghiệp Đông Bắc Sông Cầu nhận định phê duyệt qui hoạch chi tiết vào năm 2001 hội đồng thẩm định phê duyệt vào ngày 12/11/2003; KCN nằm Quy hoạch phát triển KCN nước * Quy hoạch hoạt động chủ yếu Khu công nghiệp Đông Bắc Sông Cầu sản xuất chủ yếu mặt hàng sau đây: Sản xuất sản phẩm từ nhựa, sản xuất giấy từ bột giấy bao bì loại, sản xuất sản phẩm gỗ mỹ nghệ, gỗ gia dụng gỗ làm bao bì, tuyển quặng titan 1.4.3 Đặc điểm khu cơng nghiệp Hịa Hiệp Khu cơng nghiệp Hòa Hiệp xây dựng xã Hòa Hiệp, huyện Đơng Hịa tỉnh Phú n có tọa độ địa lý: Tọa độ: 12006’ vĩ độ Bắc; 109022’ kinh độ Đơng Diện tích quy hoạch là: 101,5ha Ngày 4/4/2000, khu cơng nghiệp Hịa Hiệp nhận định phê duyệt qui hoạch chi tiết số 485/QĐ-BKHCNMT; KCN nằm Quy hoạch phát triển KCN nước * Quy hoạch hoạt động chủ yếu: Ngành chế biến nông sản, hải sản, thực phẩm, ngành chế biến lâm sản, ngành sản xuất vật liệu xây dựng, chế biến hàng tiêu dùng, ngành khí, điện tử, may mặc Nhận xét chung tình hình hoạt động 03 khu công nghiệp tỉnh Phú Yên đến năm 2012: Trong khu cơng nghiệp nêu trên, có khu cơng nghiệp Hịa Hiệp có hệ thống xử lý thải tập trung từ năm 2002; khu công nghiệp Đông Bắc Sông Cầu đến đầu năm 2011 đưa vào sử dụng hệ thống xử lý nước thải tập trung Khu cơng nghiệp Đơng Bắc Sơng Cầu có mặt hàng chủ yếu sản phẩm chế biến từ gỗ; có hai nhà máy tái chế giấy xưởng tuyển quặng titan Tuy nhiên, vị trí nằm sát biển nên trước nước thải xả trực tiếp biển Các chất ô nhiễm KCN chủ yếu hợp chất hữu Khu công nghiệp An Phú khơng có trạm xử lý thải tập trung, đa phần hệ thống xử lý nước thải cục có cơng ty KCN có tác dụng làm lỗng dịng thải trước xả vào mơi trường mà chưa có khả xử lý giảm thiểu chất ô nhiễm đạt tiêu chuẩn cần thiết xả thải theo yêu cầu TCVN 5945 : 2005 việc kiểm sốt chất lượng nước thải cơng nghiệp Nguồn nước phát thải bao gồm hợp chất hữu kim loại nặng; lại nằm sát thành phố Tuy Hòa; nước thải đổ vào hồ Bầu Sen, sau theo dịng mương, ngang qua thành phố Tuy Hòa, cuối chảy đổ đoạn cuối cửa sơng Đà Rằng Chính vậy, KCN An Phú lựa chọn để xây dựng mô hình nghiên cứu lan truyền số nguồn phát thải có khả gây nhiễm mơi trường CHƯƠNG II PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Đối tượng nội dung nghiên cứu Đối tượng mô lan truyền khí thải kim loại nặng nước trầm tích Khu cơng nghiệp An Phú: - Với khí thải, chúng tơi xây dựng mơ hình hóa lan truyền khí CO khu cơng nghiệp An Phú phần mềm matlab Chúng sử dụng số liệu phân tích đo đạc từ 02 đợt phân tích khí để mơ Từ kết phân tích qua 02 đợt khu cơng nghiệp An Phú cho thấy có 03 nhà máy: Nhà máy chế biến hạt điều xuất (Ngọc Linh), nhà máy sản xuất bao bì PP (TuXoNiLo), nhà máy khí đúc kim loại (Minh Hịa) có nguồn phát thải khí CO đáng kể Chúng tơi lựa chọn phát thải 03 nhà máy làm nguồn phát thải - Với kim loại, chúng tơi xây dựng mơ hình hóa lan truyền 04 ngun tố As, Cr, Mn, Cu nước thải trầm tích, kim loại chưa tới mức gây nhiễm có mức tăng đáng kể qua đợt quan trắc Thơng qua kết tính tốn mơ hình kiểm chứng số liệu thực nghiệm dự báo mức độ gây ô nhiễm môi trường mức độ ô nhiễm sau mốc thời gian hoạt động Để có sở xây dựng mơ hình hóa lan truyền 04 nguyên tố kim loại As, Cr, Mn, Cu nước thải, sử dụng số liệu phân tích đo đạc đợt phân tích lần thứ 03 với 04 bước; cụ thể là:: + Bước 01: Xem xét biến động hệ số tỷ lệ hàm lượng As(III)/As(V); Cr(III)/Cr(VI) nguyên tố As, Cr nhằm đưa tranh tổng quan ổn định hệ số tỷ lệ trình lan truyền theo dịng thải (có hay khơng thay đổi bất thường tỷ lệ dạng tồn tại, có thay đổi bất thường cần xem xét yếu tố ảnh hưởng); + Bước 02: Xem xét biến động hàm lượng As, Cr, Cu, Mn nước thải khu công nghiệp An Phú với khu vực không bị ảnh hưởng bới nguồn thải (yếu tố nền) Xóm Bầu (nước kênh dẫn tưới khu vực cánh đồng từ nguồn nước sông tự nhiên); Trên sở để xem xét, đánh giá q trình dịch chuyển, khả tích tụ As, Cr, Mn, Cu 03 khu vực dịng thải khu cơng nghiệp (Khu vực cống thải, Khu vực Hồ Bầu Sen, Khu vực kênh dẫn trước hòa trộn nguồn thải từ Xóm Bầu) + Bước 03: Sử dụng phần mềm Mapinfo để lưu trữ, mơ kết phân tích thực nghiệm nguyên tố đợt phân tích, sở giúp nhìn nhận tổng quan phân bố đối tượng quan tâm Doanh nghiệp, khu công nghiệp phát thải chúng + Bước 04: Dựa kết phân tích thực nghiệm nguyên tố đợt phân tích khu cơng nghiệp kết đo đạc khác nhà máy; Xây dựng chương trình mơ phần mềm Matlab Thơng qua dự đốn phát tán nguồn thải (so sánh với kết thực nghiệm phân tích được) dự báo diễn trình xả thải mơi trường từ khu cơng nghiệp An Phú Để xây dựng mơ hình hóa lan truyền 04 nguyên tố kim loại As, Cr, Mn, Cu trầm tích, chúng tơi theo dõi, đánh giá biến động hàm lượng As, Cr, Cu, Mn trầm tích khu cơng nghiệp An Phú với khu vực không bị ảnh hưởng bới nguồn thải (yếu tố nền) Xóm Bầu; ngun tố nhơm yếu tố lựa chọn để phân tích song song với 04 nguyên tố (As, Cr, Mn, Cu ) Trên sở để xem xét, đánh giá khả tích tụ As, Cr, Mn, Cu q trình dịch chuyển theo kênh xả thải khu công nghiệp (khu vực cống thải, khu vực Hồ Bầu Sen, khu vực kênh dẫn trước hòa trộn nguồn thải từ Xóm Bầu) Căn vào tài liệu hướng dẫn hoạt động bảo vệ môi trường tổ chức EPA, nhôm nguyên tố kim loại phổ biến vỏ trái đất Trong tự nhiên, nhôm tồn nhiều dạng khác nhau,… nhiên Al3+ có độc tính mạnh sinh trưởng thực vật, sinh vật, thủy sinh người Đa phần hợp chất vơ nhơm khó hịa tan nước so với hợp chất hữu nhôm Dạng tồn nhôm dung dịch đất phụ thuộc vào pH Ở giá trị pH từ 6,5 – 8, dạng Al(OH)3 chủ yếu (ngưỡng pH nước thải KCN An Phú), pH từ 4,7 – 7,5 khả hịa tan nhơm thấp, khoảng pH mà nhơm bị kết tủa tồn dạng Al(OH)3; Ngoài ra, dạng phức nhôm dung dịch đất, chúng có lực hấp thụ lên keo sét, hữu nên trở nên khó tan Chính vậy, tổ chức EPA khuyến cáo xây dựng phần mềm tính tốn mơ chất lượng nước sử dụng nhôm làm nguyên tố 2.2 Các kỹ thuật phương pháp Phân tích sử dụng: xây dựng quy trình phân tích ngun tố Cu, Mn, As [As(III)/As(V) Cr(III)/Cr(VI); áp dụng để xác định hàm lượng chúng mẫu nước trầm tích phương pháp kích hoạt nơtron có xử lý hóa học (RNAA); sử dụng phương pháp đo phổ hấp thụ nguyên tử (AAS) làm phương pháp so sánh, đánh giá kết phân tích 2.3 Phân tích định lượng kim loại Cu, Mn, As Cr: Trong mẫu nước thải, trầm tích dọc theo dịng nước thải KCN qua đợt quan trắc; tập trung phân tích kỹ nguyên tố KCN AN Phú đợt quan trắc lần thứ để biết thăng giáng chúng, làm sở để xây dựng mơ hình dịch chuyển, lan truyền nhiễm 2.4 Quan trắc số thông số chất lượng không khí: Tập trung vào khí CO chủ yếu, chất khí khác ngưỡng quan trắc 2.5 Thiết bị, Dụng cụ Hóa chất - Tổng lượng chất rắn hịa tan tồn khu cơng nghiệp cao, hoạt động cắt, bào mòn vật liệu (chủ yếu đá) - Một số doanh nghiệp nước thải sản xuất lượng thải khơng đáng kể 3.2 Quy trình phân tích Cu, Mn, Cr, As nước thải trầm tích 3.2.1 Qui trình phân tích Cu2+ Mn2+ mẫu nước RNAA Nguyên tắc: Cu2+ Mn2+ có mặt mẫu nước, sau tạo phức với 8hydroxyquinoline giá trị pH  – 6.5, hấp phụ lên than hoạt tính (Than A) Làm khơ than hoạt tính, đóng gói chiếu xạ lò phản ứng Xác định đồng đỉnh lượng 1039 keV mangan đỉnh lượng 1811 keV Kết xác định hiệu suất tách làm giàu 5,0 µg Cu2+ 5,0 µg Mn2+ mẫu chuẩn đa nguyên tố Merck phương pháp RNAA Lượng Ion ban đầu Lượng ion xác định sau tách (thực lần thí nghiệm) RSD (%) 2+ Mn Lần Lần Lần 4,53 4,59 4,56 4,55 4,560,52 0,52 4,47 Cu2+ Lần 4,58 (5,0 µg) Lần 4,52 4,53 4,63 4,46 4,520,55 1,49 Trung bình Kết cho thấy kỹ thuật chọn có hiệu suất tách tốt Vì vậy, sử dụng qui trình suốt q trình phân tích Cu Mn mẫu nước thải thu gom 03 khu công nghiệp tỉnh Phú Yên mở rộng cho khu vực khác 3.2.2 Qui trình phân tích As3+, As5+, Cr3+và Cr6+ mẫu nước phương pháp RNAA Nguyên tắc: As3+ Cr6+ có mặt mẫu nước, sau tạo phức với Amonium pyrolidine dithiocarbamate (APDC) giá trị pH ≈ 2, hấp phụ lên than hoạt tính Làm khơ than hoạt tính, đóng gói chiếu xạ lò phản ứng Cr3+ xác định sau oxi hóa Cr3+ lên Cr6+ H2O2 mơi trường kiềm Tương tự, As5+ xác định sau khử As5+về As3+ với KI Na2S2O3 Xác định As đỉnh lượng 559 keV Cr đỉnh lượng 320 keV Kết phân tích As5+, Cr6+ mẫu chuẩn Merck phương pháp RNAA Lượng ion ban đầu Lượng ion xác định sau tách qua lần thí nghiệm RSD (%) Lần Lần Lần Lần Lần Trung bình As5+ 4,54 4,55 4,58 4,63 4,49 4,560,55 1,13 6+ 4,71 4,63 4,68 4,66 4,58 4,650,52 1,07 (5,0 µg) Cr 10 Kết cho thấy kỹ thuật chọn có hiệu suất tách tốt Vì vậy, sử dụng qui trình suốt q trình phân tích As Cr mẫu nước thải thu gom 03 khu công nghiệp tỉnh Phú Yên mở rộng cho khu vực khác 3.3.3 Nghiên cứu xây dựng qui trình phân tích Cu Mn mẫu trầm tích RNAA Nguyên tắc: Cu Mn có mặt mẫu đất chuyển dạng dung dịch, tiến hành công phá mẫu kỹ thuật tro hóa ướt Cu Mn dung dịch sau tạo phức với 8hydroxyquinoline giá trị pH  – 6,5 , hấp phụ lên than hoạt tính Làm khơ than hoạt tính, đóng gói chiếu xạ lị phản ứng Xác định đồng đỉnh lượng 1039 keV xác định đồng vị Mn đỉnh 1811 keV 3.3.4 Qui trình phân tích Cr As mẫu trầm tích phương pháp RNAA Nguyên tắc : Cr As có mặt mẫu trầm tích chuyển dạng dung dịch, tiến hành công phá mẫu kỹ thuật tro hóa ướt (như phần phân tích Cu Mn) Cr dung dịch sau tạo phức với APDC giá trị pH  1-2, hấp phụ lên than hoạt tính As dung dịch sau khử từ As5+ As3+ với KI Na2S2O3, tiến hành tạo phức với Amonium pyrolidine dithiocarbamate (APDC) giá trị pH  1-2, hấp phụ lên than hoạt tính Làm khơ than hoạt tính, cho vào bót PE, hàn kín, ghi ký hiệu mẫu chiếu xạ lị phản ứng Xác định As-76 đỉnh lượng 559 keV xác định Cr -51 đỉnh lượng 320 keV 3.4 Áp dụng quy trình phân tích hàm lượng As, Cu, Cr, Mn mẫu nước thải, mẫu trầm tích Khu cơng nghiệp An Phú 3.5 Kết nghiên cứu dịch chuyển As, Cu, Cr, Mn Đối tượng mô lan truyền khí thải kim loại nặng nước trầm tích Khu cơng nghiệp An Phú; cụ thể là: - Với khí thải, xây dựng mơ hình hóa lan truyền khí CO khu cơng nghiệp An Phú Số liệu phân tích đo đạc từ 02 đợt phân tích khí sử dụng để mơ - Với kim loại, xây dựng mơ hình hóa lan truyền 04 nguyên tố As, Cr, Mn, Cu nước thải trầm tích Tuy nhiên, thơng qua kết tính tốn mơ hình kiểm chứng số liệu thực nghiệm dự báo mức độ gây ô nhiễm môi trường mức độ ô nhiễm sau mốc thời gian hoạt động - Để xây dựng mơ hình hóa lan truyền 04 nguyên tố kim loại As, Cr, Mn, Cu trầm tích, chúng tơi theo dõi, đánh giá biến động hàm lượng As, Cr, Cu, Mn trầm tích khu cơng nghiệp An Phú với khu vực không bị ảnh hưởng bới nguồn thải (yếu tố nền) Xóm Bầu; ngun tố nhơm yếu tố lựa chọn để phân tích song song với 04 nguyên tố (As, Cr, Mn, Cu) Trên sở để xem xét, đánh giá khả tích tụ As, Cr, Mn, Cu trình dịch chuyển theo kênh xả thải khu 11 công nghiệp (khu vực cống thải, khu vực Hồ Bầu Sen, khu vực kênh dẫn trước hòa trộn nguồn thải từ Xóm Bầu) Bản đồ tổng quan vị trí Khu cơng nghiệp An Phú hệ thống thải (Hướng xả thải từ hồ Bầu Sen phía chợ cá phường 6) Bản đồ lấy mẫu nghiên cứu dịch chuyển As, Cr, Cu, Mn ngồi khu cơng nghiệp An Phú Kết mô kim loại Cr, As, Cu(II), Mn(II) xây dựng từ nguồn nước thải (phân tích đợt 3), quanh khu vực Hồ Bầu Sen vùng lân cận theo dòng xả thải thuộc thơn Liên trì Xóm Bầu vào tháng 10/2010 Kết mơ khí CO xây dựng từ nguồn khí thải KCN An Phú (từ kết phân tích đợt 1, 2) vùng lân cận 12 Bốn nhóm đối tượng quan tâm để nghiên cứu dịch chuyển As, Cu, Cr, Mn mơi trường nước thải; là: Bên khu cơng nghiệp; khu vực Hồ Bầu Sen 2; Các khu vực kênh dẫn xuất phát từ Hồ Bầu Sen chảy qua xóm Gị, xóm Cây Xộp Xóm Bầu thuộc thơn Liên Trì 2; khu vực Xóm Bầu, bao gồm mẫu trầm tích mẫu nước 3.5.1 Sự biến động hệ số tỷ lệ hàm lượng nguyên tố As, Cr Kết xây dựng biểu đồ biến động dạng tồn As Cr trình bày hình đây: 1.6 1.4 As(III)/As(V) Tỷ lệ 1.2 Cr(III)/Cr(VI) 0.8 0.6 0.4 0.2 Ký hiệu mẫu 10 20 30 40 50 Biến động hệ số tỷ lệ As(III)/As(V); Cr(III)/Cr(VI) Kết mô biến động hệ số tỷ lệ dạng tồn As, Cr cho thấy, hàm lượng As(V) Cr(VI) vùng nước mặt có xu hướng chiếm ưu dạng tồn As(III) Cr(III) Kết cho thấy có biến động bất thường mẫu N29 (tỷ lệ Cr(III)/Cr(VI) = 1,42), ảnh hưởng tù đọng khu vực phía Bắc Hồ Bầu Sen nên có chuyển hóa yếu tố vi sinh có mơi trường Tuy nhiên, xa vùng thải, tỷ lệ As(III)/As(V); Cr(III)/Cr(VI) có xu hướng giảm dần 3.5.2 Sự biến động hàm lượng As, Cr, Cu, Mn nước thải Kết nghiên cứu biến động As, Cr, Cu, Mn trình phát thải nguồn nước thải từ khu cơng nghiệp An Phú, lấy vị trí nguồn nước mặt Xóm Bầu thuộc thơn Liên trì làm yếu tố nền; sở cho thấy tranh lan truyền hàm lượng nguyên tố As, Cr, Cu, Mn q trình phát tán theo dịng chảy mơi trường Tỷ lệ biến động As, Cr, Cu, Mn 03 khu vực (KV) khảo sát so với giá trị trung bình Xóm Bầu KV khảo sát As(X)/As(o) Cr(X)/Cr(o) Cu(X)/Cu(o) Mn(X)/Mn(o) KV cống thải 8.44 7,41 5,16 5,36 KV HBS 7,31 3,13 3,61 2,88 KV kênh dẫn 6,00 2,83 2,84 2,64 13 Giá trị As(X), Cr(X), Cu(X), Mn(X) – hàm lượng trung bình khu vực phân tích As(0), Cr(0), Cu(0), Mn(0) – hàm lượng trung bình khu vực Xóm Bầu Khu vực cống thải Khu vực Hồ Bầu Sen 10 Khu vực kênh dẫn Tỷ lệ As(X)/As(o) Cr(X)/Cr(o) Cu(X)/Cu(o) Mn(X)/Mn(o) Biểu đồ biến động tỷ lệ hàm lượng As, Cr, Cu, Mn Kết cho thấy khả tích tụ As nhỏ nhất, Cr lớn nhất; tích tụ nguyên tố As, Cr, Cu, Mn chậm nước thải khỏi khu vực Hồ Bầu Sen Điều cho thầy tích tụ chủ yếu tập trung khu vực cống thải Hồ Bầu Sen 3.5.3 Xây dựng hệ số làm giàu nguồn phát thải As, Cr, Cu, Mn trầm tích dựa vào nguyên tố Chúng xem xét phân bố hàm lượng nguyên tố quan tâm khu vực kênh xả thải khu công nghiệp: khu vực cống thải, khu vực Hồ Bầu sen khu vực kênh dẫn thải để đánh giá trình dịch chuyển Giá trị hàm lượng trung bình As, Cr, Cu, Mn theo 03 nhóm khu vực dao động khoảng 5,9 – 12,6; 31,374,6; 19,352,7; 298594 (mg.kg-1) Giá trị hàm lượng trung bình nhơm khu vực xóm Bầu 86,7  89,5 g/kg Kết hệ số làm giàu nguồn phát thải khu vực theo bảng sau: F = [CX/CAl]/[CX(0)/CAl(0)] -1 CAl (g.kg ) – Hàm lượng trung bình nhơm tương ứng với khu vực Cx (mg.kg-1)– Hàm lượng trung bình nguyên tố As, Cr, Cu, Mn khu vực CAl(0), Cx(0) – Hàm lượng trung bình nhơm nguyên tố As, Cr, Cu, Al As -1 (g.kg ) GTTB Hệ số làm giàu 86,789,5 Cr Cu Mn -1 ………… mg.kg ………………… 5,9 12,6 31,374,6 19,352,7 298594 2,06 2,10 3,143,3 2,913,02 2,832,92 Nhận xét: Từ kết xác định hệ số làm giàu cho thấy: - Biên độ biến động hệ số làm giàu tăng dần theo chiều As Cr; Tỷ lệ phát thải As(III)/As(V) < 1; Cr(III)/Cr(VI) < Kết nhận cho phép khẳng định lan truyền nguyên tố quan tâm giảm dần theo thứ tự As > Cu > Mn >Cr 6) Xây dựng hệ số làm giàu nguyên tố As, Cr, Cu, Mn trầm tích dọc kênh thải khu công nghiệp An Phú, với nguyên tố nhôm: kết cho thấy: 22 Cr nguyên tố tích tụ mạnh nguyên tố dịch chuyển nhất, As nguyên tố tích tụ yếu 7) Sử dụng phần mềm mapinfo để quản lý thơng tin độc chất q trình hoạt động khu công nghiệp: lưu trữ thông tin thực nghiệm theo đợt phân tích; mơ phân bố (bằng đồ thị) độc chất quan tâm tồn khu cơng nghiệp 8) Sử dụng phần mềm Matlab để giải tốn lan truyền nhiễm, nhằm đánh giá mức độ lan truyền nguồn thải dự báo diễn môi trường: - Đã mô biểu đồ dự đoán hàm lượng kim loại As, Cr, Cu, Mn nước thải khu công nghiệp An Phú thải môi trường; mô khí thải CO; kết nhận phù hợp với kết thực nghiệm - Dựa kết mơ đồ thị, dự đốn diễn lan truyền ô nhiễm II ĐỀ XUẤT - Sử dụng phần mềm mapinfo để quản lý mơi trường khu cơng nghiệp có hiệu việc theo dõi mức độ gây ô nhiễm thời điểm cụ thể Vì vậy, cần nhân rộng biện pháp quản lý - Mơ hình Matlab cho kết mô lan truyền dự báo diễn tiến lan truyền độc chất cần quan tâm tồn khu cơng nghiệp nằm khoảng chấp nhận Vì vậy, cần áp dụng mơ hình để giải tốn lan truyền nhiễm, nhằm đánh giá ảnh hưởng độc chất phát thải môi trường phạm vi khu công nghiệp khu công nghiệp nước ta 23 CÁC CƠNG TRÌNH LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN ĐÃ CÔNG BỐ Nguyễn Ngọc Tuấn, Trương Minh Trí NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG DỊCH CHUYỂN MỘT SỐ NGUYÊN TỐ Cu, Mn, Cr, As TRONG NƯỚC THẢI TẠI KHU CÔNG NGHIỆP AN PHÚ, TỈNH PHÚ YÊN Phần Xác định hàm lượng ion Cu, Mn, Cr , As mẫu nước phương pháp kích hoạt nơtron có xử lý hóa học sau chiết pha rắn phức 8-Hydroxyquinoline chúng than hoạt tính Tạp chí Hóa học, tập 48 số 4C, 11/2010 Nguyễn Ngọc Tuấn, Trương Minh Trí, Nguyễn Thị Thu Sinh NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG DỊCH CHUYỂN MỘT SỐ NGUYÊN TỐ Cu, Mn, Cr , As TRONG NƯỚC THẢI TẠI KHU CÔNG NGHIỆP AN PHÚ, TỈNH PHÚ YÊN Phần Xác định hàm lượng ion Cr(III), Cr(VI), As(III) As(V) mẫu nước thải phương pháp kích hoạt nơtron có xử lý hóa học sau hấp phụ phức Amonium pyrolidine dithiocarbamate (APDC) chúng than hoạt tính Tạp chí Phân tích Hóa, Lý Sinh học, tập 16 số 2/2011 Nguyễn Ngọc Tuấn, Trương Minh Trí, Trần Thị Hồi Linh ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG MƠI TRƯỜNG TẠI KHU CƠNG NGHIỆP AN PHÚ, TỈNH PHÚ N Tạp chí Phân tích Hóa, Lý Sinh học, tập 16 số 2/2011 Nguyễn Ngọc Tuấn, Trương Minh Trí NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG DỊCH CHUYỂN MỘT SỐ NGUYÊN TỐ Cu, Mn, Cr, As TRONG NƯỚC THẢI TẠI KHU CÔNG NGHIỆP AN PHÚ, TỈNH PHÚ N Tạp chí Phân tích Hóa, Lý Sinh học, tập 19 số 1/2014 24 ... hướng nghiên cứu: Nghiên cứu lan truyền phạm vi ảnh hưởng số nguồn phát thải có khả gây nhiễm mơi trường từ hoạt động khu công nghiệp tỉnh Phú Yên Đây phần chương trình nghiên cứu trạng môi trường. .. trạng môi trường khu công nghiệp An Phú, tỉnh Phú Yên; Lựa chọn đối tượng nghiên cứu lan truyền kim loại nặng; Mơ hình hóa lan truyền phạm vi ảnh hưởng nguồn phát thải khu công nghiệp An Phú -... vào vi? ??c quản lý nguồn thải bảo vệ môi trường Khu công nghiệp An Phú nói riêng khu cơng nghiệp tỉnh Phú Yên nói chung - Cung cấp sở liệu để cấp quản lý tỉnh Phú Yên nắm bắt trạng môi trường ảnh