Luận văn Ô NHIỄM KIM LOẠI NẶNG

Kim loại nặng là những kim loại có khối lượng riêng lớn hơn 5 gcm3. Chúng có thể tồn tại trong khí quyển (dạng hơi), thuỷ quyển( các muối hoà tan), địa quyển( dạng rắn không tan, khoáng, quặng...) và sinh quyển ( trong cơ thể con người, động thực vật). Cũng như nhiều nguyên tố khác, các kim loại nặng có thể cần thiết cho sinh vật cây trồng hoặc động vật, hoặc không cần thiết. Những kim loại cần thiết cho sinh vật nhưng chỉ có nghĩa “ cần thiết “ ở một hàm lượng nhất định nào đó, nếu ít hơn hoặc nhiều hơn thì lại gây tác động ngược lại. Những kim loại không cần thiết, khi vào cơ thể sinh vật ngay cả ở dạng vết ( rất ít) cũng có thể gây tác động độc hại. Với quá trình trao đổi chất, những kim loại này thường được xếp loại độc. Ví dụ như niken, đối với thực vật thì niken không cần thiết và là chất độc, nhưng đối với động vật, niken lại rất cần thiết ở hàm lượng thấp.

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Ô NHIỄM KIM LOẠI NẶNG

MỤC LỤC.

L i c m n.ờ ả ơ 5

CH NG I T NG QUAN V Ô NHI M KIM LO I N NG.ƯƠ Ổ Ề Ễ Ạ Ặ 6

I.1.Đạ ươi c ng v các kim lo i n ng v nh h ng c a chúng n môi tr ng.ề ạ ặ à ả ưở ủ đế ườ 6

I.2 Ô nhi m kim lo i n ng v h u qu c a chúng ễ ạ ặ à ậ ả ủ 8

I.3 Nhi m c Chì m t hi m ho môi tr ng.ễ độ ộ ể ạ ườ 10

I.4 Asen trong n c u ng.ướ ố 14

I.5 Cadimi m t kim lo i c h i hi n i.ộ ạ độ ạ ệ đạ 15

I.6 Thi c v s ô nhi m c a nó.ế à ự ễ ủ 18

I.6.1 ng v t có vú bi n v s ô nhi m to n c u do thi c.Độ ậ ở ể à ự ễ à ầ ế 19

I.6.2 Các h p ch t c thi c trong cá Nh t B n v trong v nh Aercachon.ợ ấ ơ ế ở ậ ả à ị 20

I.7 Ô nhi m thu ngân trong môi tr ng.ễ ỷ ườ 22

CH NG II MÔI TR NG N C HÀ N I VÀ NGU N G C GÂY Ô NHI M ƯƠ ƯỜ ƯỚ Ộ Ồ Ố Ễ KIM LO I N NG.Ạ Ặ 25

II.1 c i m a lý t nhiên c a th nh ph H N i.Đặ đ ể đị ự ủ à ố à ộ 25

II.1.1 c i m i lý t nhiên.Đặ đ ể đ ạ ự 25

II.1.2 c i m kinh t xã h i.Đặ đ ể ế ộ 27

II.2 c i m n c m t c a th nh ph H N i.Đặ đ ể ướ ặ ủ à ố à ộ 27

II.2.1 H th ng sông.ệ ố 27

II.2.2 H th ng h ao.ệ ố ồ 28

II.2.3 H th ng m ng.ệ ố ươ 30

II.3 c i m n c ng m khu v c H N i.Đặ đ ể ướ ầ ự à ộ 31

II.3.1 T ng ch a n c Holoxen ( QIV).ầ ứ ướ 32

II.3.2.T ng cách tr m tích Pleistoxen ( QIII).ầ ầ 33

II.3.3 T ng ch a n c l h ng tr m tích Pleistoxen gi a trên (QII-III).ầ ứ ướ ỗ ổ ầ ữ 33

II.4.Ngu n g c gây ô nhi m kim lo i n ng trong môi tr ng n c H N i ồ ố ễ ạ ặ ườ ướ à ộ 34

CH NG III CÁC PH NG PHÁP X LÝ KIM LO I N NG TRONG N C.ƯƠ ƯƠ Ử Ạ Ặ ƯỚ 37 III.1 T ng quan các ph ng pháp x lý kim lo i n ng trong n c.ổ ươ ử ạ ặ ướ 37

III.2 Ph ng pháp k t t a hoá h c.ươ ế ủ ọ 37

III.3 Ph ng pháp trao i Ion.ươ đổ 38

III.4 Ph ng pháp i n hoá.ươ đ ệ 39

III.5 Ph ng pháp oxy hoá- kh ươ ử 40

III.6 X lý n c th i có ch a kim lo i n ng b ng ph ng pháp t o Pherit.ử ướ ả ứ ạ ặ ằ ươ ạ 40

III.6 V n x lý kim lo i n ng trong n c th i t i Vi t nam.ấ đề ử ạ ặ ướ ả ạ ệ 42

IV.1 T ng quan các ph ng pháp phân tích kim lo i.ổ ươ ạ 44

IV.2 X lý m u xác nh h m l ng kim lo i n ng.ử ẫ để đị à ượ ạ ặ 44

IV.2.1 Gi i thi u.ớ ệ 44

IV.2.2 L c.ọ 45

IV.2.3 X lý m u xác nh kim lo i có th tan trong axit.ử ẫ đị ạ ể 45

IV.2.4 X lý m u xác nh t ng s kim lo i n ng ử ẫ để đị ổ ố ạ ặ 46

IV.2.5 Phân hu m u b ng HNO3.ỷ ẫ ằ 47

IV.2.6 Phân hu m u b ng HNO3 v HCl.ỷ ẫ ằ à 47

IV.2.7 Phân hu m u b ng h n h p hai axit HNO3 v H2SO4.ỷ ẫ ằ ỗ ợ à 48

IV.2.8 Phân hu m u b ng h n h p axit HNO3 v HClO4.ỷ ẫ ằ ỗ ợ à 48

IV.2.9 Phân hu m u b ng h n h p axit HClO4, HNO3 v HF.ỷ ẫ ằ ỗ ợ à 49

IV.2.10 Phân hu m u b ng ph ng pháp khô ( tro hoá )ỷ ẫ ằ ươ 50

IV.2.11 Phân hu m u b ng thi t b vi sóng.ỷ ẫ ằ ế ị 50

IV.3 Ph ng pháp quang ph phát x ngu n Plasma ghép n i c m ng ( ICP-ươ ổ ạ ồ ố ả ứ AES) 51

IV.3.1 Gi i thi u ph ng pháp.ớ ệ ươ 51

IV.3.2 Các lo i nhi u.ạ ễ 52

IV.3.3 Áp d ng ph ng pháp ICP-AES xác nh kim lo i n ng trong m u ụ ươ đị ạ ặ ẫ n c.ướ 53

IV.4 Ph ng pháp quang ph h p th nguyên t (AAS) xác nh h m l ng ươ ổ ấ ụ ử để đị à ượ kim lo i n ng.ạ ặ 55

IV.4.1 Gi i thi u.ớ ệ 55

IV.4.2 Xác nh kim lo i b ng ph ng pháp quang ph h p th nguyên t đị ạ ằ ươ ổ ấ ụ ử ng n l a (Flame AAS).ọ ử 56

IV.4.3 Ph ng pháp AAS dùng ng n l a Acetylen-không khí nén(Ac-Air) ươ ọ ử l m ngu n nguyên t hoá.à ồ ử 58

IV.4.4 Ph ng pháp chi t tr c khi o quang ph dùng ng n l a không khí ươ ế ướ đ ổ ọ ử nén – Acetylen 58

IV.5 Ph ng pháp c c ph xác nh h m l ng kim lo i n ng trong n c.ươ ự ổ đị à ượ ạ ặ ướ 60

IV.5.1 c i m chung.Đặ đ ể 60

IV.5.2 C s lý thuy t.ơ ở ế 60

IV.5.3 Các phương pháp phân tích Von-Ampe 65

CH NG V QUÁ TRÌNH PHÂN TÍCH VÀ K T QU ƯƠ Ế Ả 68

V.1 Các a i m l y m u.đị đ ể ấ ẫ 68

V.3 K t qu phân tích kim lo i n ng trong ngu n n c m t H N i.ế ả ạ ặ ồ ướ ặ à ộ 71

V.3.1 K t qu phân tích As trong các m u n c m t.ế ả ẫ ướ ặ 71

V.3.2 K t qu phân tích t ng Cr, Zn trong các m u n c m t.ế ả ổ ẫ ướ ặ 73

V.3.3 K t qu phân tích Pb trong các m u n c m t.ế ả ẫ ướ ặ 75

V.3.4 K t qu phân tích Cd trong các m u n c m t.ế ả ẫ ướ ặ 76

V.3.5 K t qu phân tích Fe, Mn trong các m u n c m t.ế ả ẫ ướ ặ 77

V.3.6 M t s k t lu n t k t qu phân tích trên.ộ ố ế ậ ừ ế ả ở 78

V.4 K t qu phân tích kim lo i n ng trong n c ng m H N i.ế ả ạ ặ ướ ầ à ộ 78

Ph l c.ụ ụ 80

Tài li u tham kh o.ệ ả 82

84

Lời cảm ơn.

Trong quá trình làm đồ án tốt nghiệp, em đã được sự hướng dẫn chỉ bảo tận

tình của thầy giáo TS Vũ Đức Thảo Em bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới thầy Em cũng xin chân thành cảm ơn các thầy cô trong Viện khoa học và công nghệ môi trường và các bạn bè đã giúp đỡ em hoàn thành bản luận văn này

Người thực hiện: Nguyễn Nhật Quang.

CHƯƠNG I TỔNG QUAN VỀ Ô NHIỄM KIM LOẠI NẶNG

I.1.Đại cương về các kim loại nặng và ảnh hưởng của chúng đến môi trường.

Kim loại nặng là những kim loại có khối lượng riêng lớn hơn 5 g/cm3 Chúng

có thể tồn tại trong khí quyển (dạng hơi), thuỷ quyển( các muối hoà tan), địaquyển( dạng rắn không tan, khoáng, quặng ) và sinh quyển ( trong cơ thể conngười, động thực vật) Cũng như nhiều nguyên tố khác, các kim loại nặng có thểcần thiết cho sinh vật cây trồng hoặc động vật, hoặc không cần thiết Những kimloại cần thiết cho sinh vật nhưng chỉ có nghĩa “ cần thiết “ ở một hàm lượng nhấtđịnh nào đó, nếu ít hơn hoặc nhiều hơn thì lại gây tác động ngược lại Những kimloại không cần thiết, khi vào cơ thể sinh vật ngay cả ở dạng vết ( rất ít) cũng có thểgây tác động độc hại Với quá trình trao đổi chất, những kim loại này thường đượcxếp loại độc Ví dụ như niken, đối với thực vật thì niken không cần thiết và là chấtđộc, nhưng đối với động vật, niken lại rất cần thiết ở hàm lượng thấp

Với những kim loại cần thiết đối với sinh vật cần lưu ý về hàm lượng củachúng trong sinh vật Nếu ít quá sẽ gây ảnh hưởng tới quá trình trao đổi chất, nếunhiều quá sẽ gây độc Như vậy sẽ tồn tại một khoảng hàm lượng tối ưu của kimloại, và chỉ có giá trị ở đúng sinh vật hay một cơ quan của sinh vật mà nó có tácdụng, ở giá trị này sẽ có tác động tích cực lên sự phát triển hoặc sản phẩm của quátrình trao đổi chất Kim loại nặng trong môi trường thường không bị phân huỷ sinhhọc mà tích tụ trong sinh vật, tham gia chuyển hoá sinh học tạo thành các hợp chấtđộc hại hoặc ít độc hại hơn Chúng cũng có thể tích tụ trong hệ thống phi sinhhọc( không khí, đất nước, trầm tích) và được chuyển hoá nhờ sự biến đổi của cácyếu tố vật lý và hoá học như nhiệt độ áp suất dòng chảy, oxy,nước Nhiều hoạtđộng nhân tạo cũng tham gia vào quá trình biến đổi các kim loại nặng và là nguyênnhân gây ảnh hưởng tới vòng tuần hoàn vật chất hoá địa, sinh học của nhiều loại

Mức độ ảnh hưởng của các hoạt động nhân tạo của các vòng tuần hoàn kimloại có thể định tính qua một số hệ số khác nhau Bên cạnh các hệ số kỷ thuật, còn

có một số yếu tố sau:

• Hệ số lan truyền IF( Interference factor) toàn cầu là tỷ lệ giữa lượng vật chất

do nhân tạo của một kim loại đi vào khí quyển và lượng vật chất trong tựnhiên của kim loại đó

• Hệ số tích tụ địa chất Igeo là logarit của tỷ lệ nồng độ nguyên tố trong trầmtích của sông và trong cơ thể sống:

 CF nồng độ kim loại trong trầm tích củasông

 BF nồng độ kim loại trong cơ thể sống

• Hệ số tích tụ khí quyển(EF) là tỷ lệ giữa nồng độ tương đối của một kimloại trong khí quyển và trong vỏ Trái Đất dựa trên nồng độ của nhôm tươngứng:

EF= C C C C khiquyen voTD

Al kl

Al kl

) / (

) / (

Ảnh hưởng sinh học và hoá học của kim loại nặng trong môi trường còn phụthuộc vào nhiều yếu tố như độ hoà tan của các muối, tính oxy khử, khả năng tạophức và khả năng tích tụ sinh học Ví dụ, muối của các kim loại dễ tan hơn muốicủa kim loại kiềm thổ nên chúng dễ đi vào thuỷ quyển hơn Một số hợp chất kimloại có tính oxy hoá mạnh sẳn sàng tham gia các phản ứng trao đổi tạo nên các chấtmới Các dẫn xuất của N, S dễ kết hợp với các cacbua kim loại nặng(Zn2+,Co2+,Mn2+,Fe2+ ) tạo thành các phức chất bền vững Một số kim loại nặng lại

có thể tạo nên các bậc oxy hoá khác nhau bền vững trong điều kiện môi trường đểtham gia phản ứng oxi hoá khử chuyển hoá thành chất ít độc hơn( Fe2+/Fe3+) Một

số kim loại tham gia phản ứng chuyển hoá sinh học với thành phần trong cơ thể

sống tạo nên các hợp chất cơ- kim loại( alky hoá như (CH3)2Hg, CH3Hg+, ) tích tụtrong sinh vật và gây tác động độc hại.

Các kim loại nặng không phân bố đều trong các thành phần môi trường cũngnhư ngay cả trong một thành phần môi trường cho nên hàm lượng kim loại nặng ởmột số khu vực địa phương thường rất có ý nghĩa trong quá trình tuần hoàn củakim loại Một số kim loại nặng tồn tại trong nước ở dạng hoà tan nhưng cũng cónhiêu kim loại nặng lại tạo thành trong nước ở dạng khó hoà tan và tham gia vàocác chuyển hoá sinh học Trong đáy biển có nhiều mỏ quặng kim loại ( ví dụMangan )[sách hoá học môi trường]

(hình)

I.2 Ô nhiễm kim loại nặng và hậu quả của chúng

Ngày nay con người tiếp xúc trực tiếp với kim loại nặng ở nhiều dạng thứckhác nhau Kim loại nặng đã đi vào cơ thể con người và sinh vật qua chuỗi thức

ăn Loài người tiếp xúc lâu dài với các kim loại độc hại trong môi trường với liềulượng khác nhau Giáo sư Jerome Nriagu thuộc trường đại học Michigan khẳngđịnh: “ Hơn 1 tỷ người đã thành các vật thí nghiệm thực sự khi tiếp xúc với nhữngkim loại độc có hàm lượng cao trong môi trường” Theo tác giả này, nhiều triệungười bị các chứng nhiễm độc kim loại dưới mức phát bệnh Như ta sẽ thấy sauđây, phần lớn những người nhiễm độc ở các nước đang phát triển, Liên xô cũ vàTrung Âu, nhưng có nhiều khu đô thị của các nước phát triển đã trở thành nơi bị ônhiễm nặng bởi kim loại Sự nhiễm độc ngày càng tràn lan, nhất là nếu như việc xảchất thải cứ tiếp tục theo mức độ hiện nay thì ta khó lòng hy vọng sự tăng trưởngnày có khi nào giảm đi được Trong một nghiên cứu số lượng kim loại xả ra trêntoàn cầu, khẳng định là nó gia tăng ở thế giới thứ ba, có lẽ do việc các công nghiệpgây ô nhiễm nhất được đưa sang các nước phương Nam và giảm bớt ở các nướccông nghiệp, do đó người và các sinh vật khác phải tiếp xúc với kim loại ở mứccao hơn nhiều so với mức họ vẫn sống” Về mặt này, thuỷ ngân, Crom,Cadimi, Chì

ở trong số những kim loại nặng độc hại nhất, sau đó đến Đồng

Lẽ tất nhiên,nếu ta loại trừ các kim loại độc hại nhất hoặc các kim loại không

có chút ích lợi nào cho người mà ta đã biết như Chì, Cadimi thì ở đây cũng thế, “chính là liều lượng tạo chất độc”, như Paracelse đã nói ở thời Trung cổ Trong mộtchế độ ăn uống bình thường, người ta tiêu thụ từ 2 đến 5 mg đồng mỗi ngày Thấphơn số lượng này sinh ra bệnh thiếu máu và ở trường hợp đặc biệt của các trẻ em,người ta thấy có sự chậm tâm thần vận động, nhưng nếu liều lượng cao hơn 15mg/ngày, những triệu chứng nôn mữa và đau bụng xuất hiện và ở các ca nghiêmtrọng có thể tiến đến hôn mê và tử vong

Kim loại, hợp kim và hợp chất kim loại rất cần cho khoa học và công nghệ hiệnđại dù rằng ngày nay, việc thay thế bằng các hợp chất hữu cơ trong một số ứngdụng quan trọng(sợi quang và những chất bán dẫn hữu cơ) không còn là ngoại lệ.Rất hiếm thấy một kim loại mà không có một ứng dụng nào đó Văn minh và kinh

tế của những quốc gia từ thời cổ đại đều dựa ít nhất là một phần vào các kim loại.Đối với cuộc sống hiện đại thì luôn cần đến kim loại, dù rằng chất dẻo hiện nay đãthay thế kim loại trong một số ứng dụng Thế nhưng nhiều khi cũng cần đến cácxúc tác kim loại để xúc tiến quá trình polyme hoá tạo thành các chất dẻo.Nhữngchất xúc tác một khi dùng rồi được thải ra môi trường Các kim loại của chúng cóthể gây ra những hiểm hoạ ghê gớm không lường trước được: bệnh Minamatachẳng phải là bắt nguồn từ thuỷ ngân của chất xúc tác phản ứng polyme hoá haysao? Sự thật là không tránh được một quá trình công nghiệp tạo ra những chất thảikim loại làm cho môi trường trở nên một bãi rác

Bệnh dịch âm ỉ và nguy hại của các vụ nhiễm độc kim loại nặng càng thêmnghiêm trọng do các kim loại nặng hiển nhiên là không phân huỷ được và lànguyên tố tồn tại lâu bền trong môi trường sống của con người và động vật Thật

ra, chúng tồn tại vĩnh viễn nếu như ta so sánh thời gian tồn tại của chúng với tuổithọ của sinh vật ( ta không bàn đến các phản ứng phóng xạ) Trong điều kiện bìnhthường thì không thể nào biến đổi và phá huỷ được chúng Thế nhưng, dưới tácđộng của một số vi khuẩn, chúng có thể kết hợp với các hợp chất hữu cơ để tạo nênnhững chất rất độc có khả năng len lỏi vào mạch thực phẩm và đi vào cơ thể con

người như trường hợp metyl thuỷ ngân ở Minâmta Người ta cho rằng sự độc hạigây nên do tất cả các kim loại nặng được thải hàng năm vào sinh quyển vượt xađộc hại của tất cả các chất thải hữu cơ và phóng xạ.

I.3 Nhiễm độc Chì một hiểm hoạ môi trường

Cách đây 8000 năm khi loài người bắt đầu luyện chì bên cạnh khói, chì là chấtđộc nhân tạo trong khí quyển Ngày nay ngộ độc chì vẫn tiếp tục là một bệnh dotiếp xúc với độc tố chì trong nghề nghiệp và môi trường, tuy đây là một bệnh cóthể phòng ngừa được

Rủi ro ngộ độc chỉ thay đổi rất lớn phụ thuộc vào nơi sinh trú và làm việc ởthành phố Băng Cốc, thành phố Mexico và Jakarta phạm vi tiếp xúc chì rất lớn doviệc gia tăng sử dụng xe động cơ Tuy vậy có thành phố như Chicogo vàWashington tiếp xúc với chì phần lớn do hàm lượng chì thoát ra từ sơn trong nộithất Nói chung con người tiếp xúc và ngộ độc chì từ các nguồn : dùng xăng phachì, sơn có chì , ống chì trong hệ thống cấp nước, các quá trình khai mỏ, luyện chì

và các chất đốt có chì Các nguồn khác phải thải chì bao gồm các đường hàn trongbình đựng thức ăn, men sứ gốm, acquy, pin và đồ mỹ phẩm

Chì đặc biệt độc hại đối với não và thận, hệ thống sinh sản và hệ thống timmạch của con người Khi bị nhiễm độc chì thì sẽ ảnh hưởng có hại tới chức năngcủa trí óc, thận, gây vô sinh, sẩy thai và tăng huyết áp Đặc biệt chì là mối nguy hạiđối với trẻ em Một số kết quả nghiên cứu cho ta thấy nhiễm độc chì làm giảmmạnh chỉ số thông minh (IQ) của trẻ em ở tuổi đi học Một số đánh giá cho thấy cứ

10µg/dl tăng về chì trong máu sẽ gây ra mức giảm từ 1 đến 5 điểm IQ đối với trẻ

em bị nhiễm chì Nhiễm chì làm cho hệ thần kinh luôn căng thẳng, phạm tội và sựrối loạn trong tập trung chú ý ở trẻ em từ 7-11 tuổi ở tuổi trung niên nhiễm độc chì

sẽ làm cho huyết áp tăng gây nhiều rỏi ro về bệnh tim mạch Khác với các hoá chất

mà tác động lên sức khoẻ khi ở nồng độ thấp còn chưa chắc chắn, việc nhiễm chìmặc dù ở mức thấp cũng sẽ bị ngộ độc cao Dù mức chì 10µg/dl là mốc giới hạn cóảnh hưởng đến sức khoẻ, nhiều nhà khoa học không cho là ở mức thấp hơn là

không có hại đến cơ thể con người Một số nghiên cứu đã phát hiện ra tác hại đốivới trẻ em khi mức chì trong máu mới từ 5-10µg/dl.

Ô nhiễm chì gây hại cho sức khoẻ hiện nay vẫn là một hiểm hoạ môi trườngchung ở các nước công nghiệp và các nước đang phát triển Trong trẻ em đô thị cácnước đang phát triển phần lớn các em dưới 2 tuổi có mức chì trung bình trong máulớn hơn 10µg/dl Một cuộc khảo sát tại 17 điểm nghiên cứu của Trung Quốc đã xácđịnh được từ 65-99.5% trẻ em sống trong vùng công nghiệp và giao thông pháttriển mạnh có mức chì trong máu vượt 10µg/dl Ngay cả các vùng ngoại vi có đến50% trẻ em có mức chì trong máu không chấp nhận được Ở Châu Phi mặc dùtrình độ công nghiệp hoá và mức sử dụng ô tô tương đối thấp song ô nhiễm chìvẫn là một vấn đề nghiêm trọng Tại Nigeria 15-30% trẻ em ở các đô thị có mứcchì trong máu lớn hơn 25µg/dl

Số người nhiễm chì đặc biệt cao trong dân nghèo của các nước công nghiệp vàđang phát triển tương tự nhau Trong vùng đô thị, người nghèo phải sống gần cáctrục giao thông chính bị ô nhiễm chì cao từ phát thải của các xe có động cơ có mật

độ và lưu lượng vận tải cao Họ cũng sống trong các nhà cũ kỷ mà các rủi ro từ sơngốc chì cũng khá nghiêm trọng Thêm vào đó chì có thể được hấp thụ nhiều hơn từcác lỗ chân lông rỗng và khi thức ăn hàng ngày thiếu các yếu tố vi lượng chính nhưsắt, canxi , kẽm

Gần đây nhiều phát hiện nguồn nhiễm độc chì từ xăng dầu pha chì chiếm vị tríquan trọng Mặc dù lượng chì trong xăng dầu pha chì chỉ chiếm 2,2% tổng lượngchì sử dụng, xăng có chì vẫn là duy nhất lớn của tất cả phát thải trong vùng đô thị.Ước tính khoảng 90% tổng lượng chì phát thải vào khí quyển do dùng xăng phachì, số dân của hơn 100 nước bị uy hiếp bởi không khí bị ô nhiễm chì Bên cạnhviệc bị ngộ độc chì cấp tính đối với sức khoẻ thông qua việc hít thở, các phát thảichì từ các xe có động cơ cũng có thể tích tụ trong đất, gây nhiễm độc nước uống và

đi vào chuỗi thức ăn

Việc dùng xăng pha chì có lịch sử lâu dài Năm 1922 các nhà máy ô tô thựchiện việc pha chì vào xăng nhằm nâng cao hiệu suất tác hại tới sức khoẻ do chì

tăng lên Trong các phòng thí nghiệm của tập đoàn Standarad Oil, 5 trong 49 côngnhân chết và 35 bị hiện tượng thần kinh nghiêm trọng do ngộ độc chì hữu cơ Sau

đó Bang New York, thành phố Philadenlphia và một số khu đô thị khác lập tứccấm bán xăng pha chì Tuy nhiên sự giận dữ tức thời đó lắng xuống và việc dùngxăng pha chì tiếp tục Lượng chì pha vào xăng tăng rất nhanh, 375000 tấn hàngnăm trong những năm 70 của thế kỷ này Sau đó do các cải tiến của xe đòi hỏi phảidùng xăng không pha chì, năm 1985 cơ quan bảo vệ môi trường của Mỷ (UEPA)quyết định việc châm dứt dùng xăng pha chì bằng 1 lệnh thời hạn 1 năm Lợi íchđối với sức khỏe của công chúng là rất lớn Giữa năm 1970 và 1990 mức trungbình của lượng chì trong máu của dân Mỹ giảm từ 14.5 xuống 2.8µg/dl Điều nàycho thấy 40-60% mức chì trong máu của dân Mỹ gắn với việc dùng xăng pha chì.Tương tự như vậy, sau khi xăng không pha chì vào thành phố Mexico năm 1990mức chì trung bình trong máu trong học sinh giảm từ 16.5-11.14µg/dl năm 1992.Kết quả to lớn của chương trình này cuối năm 1996 chỉ mới thuyết phục 14quốc gia chấm dứt hoàn toàn Nhưng đến nay có rất nhiều nước đã chấm dứt hoàntoàn việc dùng xăng pha chì

Sự phát thải chì cũng uy hiếp nghiêm trọng lên sức khoẻ của nhân dân các đôthị do sự gia tăng tốc độ đô thị hoá và sự tăng sử dụng xe có động cơ với xăng phachì ở khu vực Mỷ La Tinh một số nước đã nỗ lực giảm chì trong xăng nhưngkhông theo kịp với đà phát triển của đô thị và mức tăng số xe hơi tư nhân, đã dẫnđến tăng tổng lượng phát thải chì ở phần lớn các nước Châu Âu khoảng một nửa

số xe ô tô dùng xăng không chì trong khi một số còn lại dùng xăng với 0.15 gamchì/lít

Bên cạnh xăng pha chì các nguồn phát thải chì khác cũng không kém phầnnguy hiểm Các trường hợp ngộ độc chì thường xảy ra với các công nhân nghànhkhai mỏ và nấu quặng chì Các nghiên cứu cho thấy là các công nhân nấu chì cómức trung bình trong máu là 77.4 µg/dl, trong trẻ em sống gần nơi nấu chì là 63.3

µg/dl

Việc tái tạo các acquy, pin cũng là nguồn quan trọng gây nhiễm độc chì Trênthế giới có tới 63 % các nhà máy acquy, pin dùng chì ở Mêhico, Caribe, Ấn độcông nghiệp gia đình chì trong acquy thì toàn gia đình bị nhiễm độc chì cực cao ỞJamaica trẻ em sống gần nơi nấu chì có mức chì trong máu cao hơn 3 lần so vớinới khác Năm 1991 một sự bùng nổ ô nhiễm chì ở Trinidad và Tobaco đã làm chođất bị nhiễm chì bởi các chất thải từ tái tạo acquy, pin Mức chì trong máu của trẻ

em trong vùng thay đổi từ 17 đến 235µg/dl với mức trung bình 72.1µg/dl

Đồ gốm sứ tráng men có chì, thuốc nhuộm có chì trong đồ chơi của trẻ em vàbút chì cũng là nguồn gây ra nhiễm độc chì Gần 30% dân Mehicô dùng gốm sứtráng men thường xuyên có nguy cơ nhiễm chì từ nguồn duy nhất này Hợp kimhàn chì trong các thùng nhôm cũng đặt ra rủi ro lớn và ở Hondurus, các nghiên cứucho thấy các cặn chì trong các thùng chứa thức ăn đạt từ 13 đến 14.8 mg/kilo caohơn mức quy định của WHO

Ở nước Mỷ, mặc dù có nhiều tiến bộ trong việc giảm sử dụng chì, giảm mứcnhiễm chì trong máu, nhiễm độc chì vẫn còn là nguy hiểm chính đối với sức khoẻcủa trẻ em dưới 6 tuổi Khoảng 1.7 triệu trẻ em nước Mỷ có mức chì trong máuvượt quá 10µg/dl và mức chì trung bình cao nhất ở trong người nghèo, các thị dân,trẻ em Mỷ gốc châu Phi Sơn gốc chì là con đường gây nhiễm chính Mặc dù sơn

có chì đã bị cấm trong việc sơn các nhà từ những năm 1978, khoảng 75 % các đơn

vị nhà xây dựng trước năm 1980 đều sơn gốc chì Vì loại sơn này hiện nay vẫn cònđược tiếp tục sử dụng ở khắp các nước trên thế giới nên việc nhiễm độc chì vẫncòn ở những nước này

Các thông tin dữ liệu từ các khu vực trên thế giới đã khẳng định ô nhiễm chì vànhiễm độc chì là một hiểm hoạ môi trường ảnh hưởng đặc biệt tới sức khoẻ của thế

hệ trẻ, tương lai giống nòi , cần được đặc biệt quan tâm trong chiến lược môi

trường và sức khoẻ của đất nước [2]

[2] Tạp chí bảo vệ môi trường số 1- 2000

I.4 Asen trong nước uống.

Asen có thể phát hiện thấy trong nước chảy qua đá giàu asen Người dân nhiềunước trên thế giới sử dụng nước uống chứa nhiều asen trong một thời gian dài đều

bị ảnh hưởng nghiêm trọng đến sức khoẻ Asen phân bố rất rộng trên vỏ trái đất.Asen thâm nhập vào nguồn nước do các khoáng vật và quặng hoà tan, đồng thờicác hàm lượng asen trong nước ngầm ở một số vùng tăng cao do sói mòn từ cácvùng đá địa phương Ngoài ra các dòng thải công nghiệp cũng góp phần bổ sunglượng asen vào nguồn nước ở một số vùng Asen còn được sử dụng ở quy môthương mại, như trong các tác nhân hợp kim và các thuốc bảo quản gỗ

Đốt các nhiên liệu hoá thạch là một nguồn asen trong môi trường do lắng đọngphân tán trong khí quyển Asen vô cơ có thể tìm thấy trong môi trường dưới mộtvài dạng, nhưng trong các vùng nước tự nhiên và từ đó có trong nước uống, đềudưới dạng asen hoá trị 3 hoặc asen hoá trị 5 Các loại asen hữu cơ khá dồi dàotrong hải sản, hầu như ít có hại tới sức khoẻ và bị cơ thể loại dể dàng

Asen trong nước uống là mối nguy cơ lớn nhất đối với sức khoẻ cộng đồng.Nhiễm độc asen mãn tính, do tiếp xúc lâu dài qua nước uống khác rất nhiều vớinhiễm cấp tính Những triệu chứng tức thời của nhiễm cấp tính có biểu hiện rỏràng nhất là nôn mửa, viêm thực quản và đau vùng ổ bụng và đi ngoài ra nước gạolẫn máu Dùng liệu pháp điều giải độc cấp tính có thể mang lại hiệu quả, tuy nhiênkhông dùng cách điều trị này đối với trường hợp nhiễm độc lâu dài Các triệuchứng và dấu hiệu nhiễm độc do asen, biểu hiện rất khác nhau ở mỗi người, mỗinhóm dân cư và ở các khu vực Do đó, không có một định nghĩa chung về nhiễmđộc asen Điều này càng làm cho công tác đánh giá mức độ tốn kém về y tế đối vớiasen càng trở nên phức tạp Tương tự vẫn chưa có phương pháp xác định nhữngtrường hợp nào bị ưng thư nội tạng do asen và trường hợp do các tác nhân khácgây nên

Mức tiếp xúc asen lâu dài qua nước uống gây bệnh ung thư da, phổi, bàngquang đường niệu và thận, cũng như những biến đổi về da như biến đổi nhiễm sắc

tố và biểu bì dày lên(sừng hoá,bệnh sừng) Tăng rủi ro ung thư phổi và bàng quang

và các tổn thương da liên quan tới asen đã phát hiện thấy các nồng độ dưới0.05mg/l asen chứa trong nước uống.

Hấp thụ asen qua da rất ít, do vậy rửa tay chân, tắm giặt bằng nước có chứaasen không gây rủi ro tới sức khoẻ con người Khi tiếp xúc lâu dài với asen theodõi thấy những biểu hiện đầu tiên trên da: thay đổi nhiễm sắc tố, rồi sau đó là da bịsừng hoá Sau đó có hiện tượng ung thư da và thường pháp triển sau 10 năm Hiệnnay chúng ta chưa làm rỏ được mối liên quan giữa tiếp xúc asen và những ảnhhưởng tới sức khoẻ khác Chẳng hạn, một số kết quả nghiên cứu cho biết tănghuyết áp và bệnh tim khác, tiểu đường và những ảnh hưởng về sinh đẻ

Tiếp xúc với asen qua nước uống đã được chứng minh là nguyên nhân gây ramột bệnh nghiêm trọng về các mạch máu dẫn tới hoại thư ở Trung Quốc, nổi tiếng

là Bênh chân đen Bệnh này không phát hiện thấy các nước khác trên thế giới, song

có thể tình trạng suy dinh dưỡng đã góp phần phát triển bênh này Tuy nhiên, kếtquả nghiên cứu cho thấy, asen đã gây ra một vài biến dạng khác ít nghiêm trọnghơn về viêm thần kinh ngoại biên

Để xác định chuẩn xác các hàm lượng asen trong nước uống có liên quan tớisức khoẻ cần phải có điều kiện phân tích phòng thí nghiệm, sử dụng những kỷthuật và các phương tiện tinh vi và đắt tiền, cũng như cần cán bộ nhân viên đượcđào tạo, là vấn đề mà nhiều nơi trên thế giới không dễ gì có được hoặc có đủ kinh

phí làm được[3].

[3] Tạp chí khoa học công nghệ môi trường

I.5 Cadimi một kim loại độc hại hiện đại.

Cadimi là một kim loại độc có trong tự nhiên với nồng độ thấp, được khám phá

ra từ năm 1917, nhưng từ 1930 mới được sử dụng với số lượng đang kể Sảnlượng cadimi trên thế giới là 18000 đến 25000 tấn/ năm Trong các quặng cadimibao giờ cũng có thiếc tạo thành một cặp ma quỷ, vì nếu thiếc cần cho tế bào ở dạngvết, thì cadimi không có một lợi ích sinh học nào được biết Cadimi có rất nhiềuứng dụng trong các lĩnh vực như chất quang dẫn, chất bán dẫn, pin, đèn chân

không, màn X-quang và màn nhấp nháy Các chất này còn được dùng trong kỷthuật đúc, điện, sản xuất gương, trong lĩnh vực bôi trơn, phân tích hoá học và cònđược dùng trong lĩnh vực thú y do tính chất diệt nấm và diệt giun và trong xúc tác.Chúng còn được dùng trong que hàn và nhất là trong các que hàn nhôm.

Do có nhiều ứng dụng mà người ta chỉ thu hồi được 10% Cadimi đã sử dụngcòn phần lớn bị thoát vào môi trường, kể cả quặng bẩn và xỉ có khi chứa đến 30%kim loại này Khi người ta cộng thêm vào lượng chất thải này số lượng thoát ra từquá trình đốt cháy nhiên liệu hoá thạch tới 5000 tấn/năm thì số lượng thoát tựnhiên trở nên không quan trọng, thậm chí không đáng kể

Ở đây ta nên ghi nhớ là quặng thải( cộng thêm với các chất thải ở các mỏ hìnhthành tử ngay chính quá trình khai thác) là nguồn chất thải chính của nghành côngnghiệp hoá chất Chất thải có thể tích lớn nhất là các photphat nhiễm Cadimi vớihàm lượng khác nhau tuỳ theo nguồn gốc địa lý ở Mỷ chẳng hạn, năm 1988 côngnghiệp phốt phát đã sản sinh ra 204 triệu tấn chất thải lỏng Ta có thể nhận thấy sựquá tải về Cadimi của hệ sinh thái và các đại dương Hơn nữa, do các vùng quặnggiàu ít dần đi, người ta phải khai thác các mỏ ngày càng nghèo và tạo ra nhiều chấtthải hơn cho cùng 1 lượng quặng những kim loại nặng sẽ gia tăng trong môi trườngcủa chúng ta một cách mạnh mẽ và liên tục

Cadimi đổ vào hệ sinh thái từ nhiều nguồn khác nhau:

• Khói bụi, nước thải khi chế biến chì , thiếc,sắt ,thép

• Nước rữa trong nghành đúc điện

• Khi bào mòn các lốp xe, trong trường hợp này thì Cadimi cótrong chất xúc tiến lưu hoá và các nhiên liệu diesel

• Trong phân lân, trong đó có Cadimi là tạp chất

• Trong bùn thải của các trạm làm sạch nước

Người ta ước tính tổng lượng Cadimi đổ vào đại dương lên tới 8000 tấn/năm

mà một nữa có nguồn gốc từ các hoạt động của con người Người ta chưa biếtđược sự tiến triển của Cadimi trong các đại dương sẽ như thế nào Cuối cùng

Cadimi và các hợp chất của nó có trong danh sách đen của công ước Luôn don vềcấm thải các chất độc ra biển.

Nhưng Cadimi cũng có trong không khí của một sô xí nghiệp( ví dụ như nhàmáy sản xuất pin) Sự tiếp xúc nghề nghiệp với chất này đặc biệt nguy hiểm khi nó

ở dạng khói ở đây cũng cần chú ý rằng những người nghiện thuốc lá hít nhiềuCadimi Một điếu thuốc lá chứa 1.5-2µg kim loại này và người nghiện hít vào 10%lượng này Hút một gói thuốc lá một ngày sẽ làm tăng gấp đôi lượng Cadimi đi vào

cơ thể

Cadimi tích tụ vào cơ thể con người và tồn tại rất lâu Nó thường nằm ở gan

và thận Một sự tiếp xúc lâu dài với nồng độ nhỏ của kim loại này có khả năng dẫnđến chứng khí thũng, các bệnh phổi và các rối loạn về thận

Năm 1946 một hội chứng có đặc điểm là biến dạng xương, đau cơ, dễ gãyxương và rối loạn thận được chuẩn đoán ở những phụ nữ lớn tuổi, sinh đẻ nhiều, đãthu hút sự chú ý của giới y học vùng Funchu thuộc quận Toyoma Nhật Bản Họ gọitên bệnh này là Itai-Itai ( hay bệnh đau đớn) Hội chứng này đã làm hàng trămngười chết Những nghiên cứu đã phát hiện ra rằng các bênh nhân hấp thụ mộtlượng Cadimi khoảng 600µg mỗi ngày do ăn gạo bị nhiễm độc bởi nước sôngJintsu, con sông bị ô nhiễm bởi quặng và xỉ từ một nhà máy chế biến Cadimi.Những người bị bệnh anbumin niệu và protein niệu là do tiếp xúc với Cadimikhông dưới 20 năm Sự theo dõi những người làm việc trong các ngành nghề phảitiếp xúc với Cadimi khẳng định là họ bị các loại bệnh mạn tính này Đối với namgiới thì Cadimi là chất gây độc cho thận và tác động của nó có tính tích luỷ và âmthầm Hơn nữa độc tính của Cadimi gây rối loạn chuyển hoá canxi, tác động đếnxương và các khớp, gây đau khớp, đau xương thậm chí gây bênh loãng xương.Hàm lượng Cadimi cao trong nước uống còn gây ra chứng tăng huyết áp ở chuộtthí nghiệm Cadimi cũng chính là tác nhân gây ung thư và gây quái thai ở loài gặmnhấm này Năm 1965 Cadimi cũng bị nghi ngờ là đã gây ra bệnh ung thư tuyếntiền liệt ở những công nhân làm việc trong một nhà máy pin ở Anh

I.6 Thiếc và sự ô nhiễm của nó.

Thiếc trong môi trường thiên nhiên tồn tại chủ yếu dưới dạng đá ( Cassiterit SnO2) Bên cạnh đó thiếc còn có trong các thành phần nhiên liệu hoá thạch và hàngloạt khoáng khá Phản ứng của thiếc trong môi trường như sau:

Sn2+⇔ Sn4++ 2e

-Người ta đã chứng minh thiếc tồn tại trong vỏ Trái Đất là ở dạng khử Sn2+ Do các quá trình gia công quặng hoặc quá trình phong hoá mà thiếc có thể ở dạng SnO2 ít hoà tan tạo thành dung dich keo

Bảng I.1 cho biết nồng độ trung bình của thiếc trong môi trường Sự tích tụ các hợp chất thiếc chủ yếu trong các động thực vật phù du và trong bụi của khí quyển Thời gian lưu của thiếc trong khí quyển, trong nước biển khoảng 105 năm

BảngI.1 Nồng độ trung bình của thiếc trong môi trường.

Nồng độ Đơn vịPha rắn

mg.kg-1

mg.kg-1

mg.kg-1

mg.kg-1

Các sản phẩm của thiếc trên thế giới ước tính khoảng 250.103 tấn năm Trong

đó 5% tổng số lượng này phục vụ cho sản xuất các chất hữu cơ ở dạng dialkylthiếc như là phụ gia cho quá trình sản xuất các vật liệu nhân tạo hoặc ở dạngtrialkyl như tri-n-butyl oxit thiếc là chất bảo vệ thực vật Trimetyl thiếc và các dẫnxuất của chúng rất độc, chúng cũng dễ bị phân huỷ chỉ trong vài ngày Người taước tính rằng, khoảng chừng 0.5.103 tấn thuốc bảo vệ thực vật chứa thiếc hằng năm

sẽ đi vào thuỷ quyển và sẽ tham gia các phản ứng tại đó dưới sự phân ly của liênkết cacbon-thiếc Các hợp chất vô cơ của thiếc ít độc hơn so với các muối vô cơcủa chì, asen hoặc Cadimi

Ta xét qua sự ô nhiễm do Thiếc:

I.6.1 Động vật có vú ở biển và sự ô nhiễm toàn cầu do thiếc.

Nhiều công trình nghiên cứu liên quan đến tác động độc hại của những hợpchất cơ thiếc lên những hệ sống dưới nước đã miêu tả sự chậm lớn của các vi tảobiển, sự dầy bất bình thường của vỏ sò trong lưu vực Arcachon được phát hiệnnăm 1974 Trên thực tế là ngày nay, hợp chất này đã đã gây ô nhiễm môi trường vàthực phẩm trên phạm vi toàn thế giới như tổ chức y tế thế giới chỉ ra từ nhữngnăm 1980 Thế nhưng, phần lớn các công trình đều tự giới hạn trong việc nghiêncứu dư lượng của những hợp chất này ở các sinh vật biển có mức dinh dưỡng thấpnhư tảo, động vật thân mềm và cá Đối với các động vật có vú như họ cá voi( cáông, cá nhà táng, cá heo ), động vật chân vây( con moóc, sư tử biển, hải cẩu )những con vật ăn mồi ở trình độ dinh dưỡng cao, thì chưa có công trình nào đề cậpđến Điều này đã thúc đẩy những nhà động vật học và môi trường của hai trườngđại học Nhật Bản bắt tay vào công việc đó Người ta biết rằng các động vật nàytích tụ qua chuỗi thực phẩm những hợp chất cơ Clo( ĐT và PCB chẳng hạn).Những nhà nghiên cứu Nhật cho rằng do khả năng chuyển hoá đặc biệt của cácđộng vật biển có vú này và sự hoà tan rất thấp của các hợp chất thiếc, sự gia tăngcủa chúng trong các sinh vật này là chắc chắn

Mười hai mẫu tất cả là con đực thuộc 8 loài ở các biển và đại dương khác nhau

đã phân tích ( lớp mở dưới da) từ năm 1981 đến 1993 Trong tất cả các con vậtnày, trừ một con cá voi ở biển Nam cực, đều có các hợp chất cơ thiếc trong mở.Những nồng độ cao nhất đã được tìm thấy ở nhứng cá thể sống ở nước ven bờcủa quần đảo Nhật với chiều hướng rỏ rệt là có sự giảm bớt các quần thể sống ởcác biển mở Cá heo sống ở biển nội địa Seto của Nhật có nồng độ cao nhất củatrong tất cả động vật nghiên cứu, tới 770 mg/kg trọng lượng tươi Rỏ ràng là hàmlượng này chỉ ra rằng một phần là do các hợp chất này hay được dùng trong sơnchống hà và trong nuôi trồng thuỷ sản ở Nhật Bản

Mặc dù cá heo và động vật chân vây có nguồn gốc từ miền Nam biển TrungHoa và vịnh Bângan có lượng thấp hơn nhiều, nhưng đây là điều mà ta nghĩ đến sự

ô nhiễm biển ở qui mô toàn cầu bởi hợp chất kim loại này

Các nhà nghiên cứu Nhật đã phân tích các loại cá khác nhau và thấy chúng cónhững hàm lượng tương đương với hàm lượng ở động vật có vú, chứng tỏ đã cómột dịch chuyển các hợp chất này theo chuổi thực phẩm Sự tích tụ các hợp chấtnày đã gợi ra một khả năng giảm sút các chức năng thiết yếu về chuyển hoá và bàitiết

Những động vật biển có vú có thể được sử dụng như vật chỉ thị sinh học có giátrị đánh giá sự ô nhiễm toàn cầu và tác động độc hại của nó lên hệ sinh thái dướinước Chính quyền Hồng Kông, nghe theo những người bảo vệ thiên nhiên, đãquyết định dành một vùng biển 1000h để làm nơi bảo tồn loài Sousa Chinensishoặc cá heo trắng Trung Quốc Đây là một loài cá hiếm, bị đe doạ một phần donước thải không xử lý và các kim loại nặng và phần khác bởi một trạm nhiên liệulớn được xây dựng để cung cấp cho sân bay mới Chek Lap Kok Những công trìnhnạo vét sẽ làm cho các động vật có vú tiếp xúc với kim loại nặng và chịu tác độngđộc hại của chúng

I.6.2 Các hợp chất cơ thiếc trong cá ở Nhật Bản và trong vịnh Aercachon.

Như đã nêu trên, tình hình đặc biệt nghiêm trọng ở Nhật Bản là do việc sửdụng một cách thủ cựu những hợp chất này trong nghành nuôi trồng thuỷ sản Tuy

nhiên, do sự ô nhiễm nghiêm trọng đối với cá nên Liên đoàn các nhà đánh cá NhậtBản đã quyết định cấm sử dụng các chất này từ năm 1987 Bộ luật thông qua năm

1989 đã hợp pháp hoá quyết định trên và có tính đến sự thoái biến yếu cũng như tỷtích tụ cao và tính độc lâu dài của chúng

Nhưng chính quyền Nhật Bản đã không cấm tất cả các hợp chất cơ thiếc Một

số người chỉ thấy là sự sản xuất và sử dụng chúng đã được quy định, việc nhậpkhẩu những chất này đã được kiểm tra, các nhà sản xuất phải tuân thủ nhữnghướng dẫn kỷ thuật Viện Khoa học Vệ sinh quốc gia Tokyo tháng 6 và tháng 8năm 1988 đã phân tích cá mua từ thị trường bán lẽ và các loại tôm cua nuôi cuanuôi được mua vào tháng 10 năm 1987 Các nhà nghiên cứu khẳng định rằng sự ônhiễm các hợp chất cơ thiếc là phổ biến trên toàn quốc cả ở trong môi trường biểnlẫn trong các loài hải sản Theo họ thì điều đặc biệt đáng lo ngại là hàm lượng cácchất này cao trong các loài cá bị ô nhiễm nặng nhất hoặc phải loại bỏ nguyên nhângây ra sự ô nhiễm này Những lời tuyên bố của các nhà khoa học và những phântích của họ không đủ để huỷ bỏ sự ô nhiễm, nhất là bộ luật được ban bố còn lâumới chấm dứt được việc sử dụng những hợp chất này

Cũng chính nhóm các nhà nghiên cứu đã làm lại những phân tích đối với cámua từ tháng 4 đến tháng 8 năm 1991 tại các chợ ở Tokyo Họ đã phát hiện thấykhông dưới 13 hợp chất cơ thiếc và họ nhấn mạnh đến những nguy cơ đặc biệt màcác loài hải sản có thể gây ra Người tiêu dùng Nhật Bản ăn hàng ngày các hợpchất này mà không hề biết Không ai biết những gì có thể xảy ra đối với sức khoẻcủa mình

Năm 1994 các nhà nghiên cứu thuộc Đại học tổng hợp Pau ở vùng Adour đãchứng minh sự tồn lưu các hợp chất cơ thiếc ở vùng vịnh Arcachon Trong những

củ cà rốt dài 30 cm trồng ở 14 vùng trầm tích thuộc vịnh này, năm 1990 người taphát hiện ra đều chứa hợp chất cơ thiếc Kim loại này luôn có mặt ở đây với mộthàm lượng đáng kể Vào mùa hè, vịnh Arcachon đã đón tiếp đến 15000 du thuyền.Theo lời của các nhà nghiên cứu Đại học Paul thì các quy định không được tôntrọng Hơn nữa có sự giải phóng chậm chạp và liên tục các hợp chất tích tụ trong

lớp trầm tích vào thời kỳ ô nhiễm nặng Hơn nữa, trong những bể nuôi sò, nước cónồng độ dưới 20mg/l được coi là ngưỡng không gây tác hại đối với sự sinh sản,nhưng nó vẫn gây ra một vài dị dạng ở vỏ sò chứng tỏ kim loại này vẫn còn gây rađộc hại.

I.7 Ô nhiễm thuỷ ngân trong môi trường.

Thuỷ ngân là một trong các kim loại nặng rất được quan tâm trong môi trườngcùng với chì và cadimi Trong địa quyển thuỷ ngân tồn tại chủ yếu dưới dạngsunfit và sẽ được biến đổi do các vi sinh vật từ Hg+2 thành Hg hoặc do quá trìnhmetyl hoá hoặc dimetyl hoá Trong hệ thống nước bảo hoà oxy, có thể thấy thuỷngân ở dạng Hg+2 tạo thành từ Hg0 Trong điều kiện yếm khí thường gặp thuỷ ngân

ở dạng Hg+2 hoặc phức chất với HgS

2-2 Các phản ứng metyl hoá sinh học của thuỷ ngân có ý nghĩa quan trọng đối vớitính dộc của các hợp chất thuỷ ngân, vì các dẫn xuất thuỷ ngân hữu cơ là chất tantrong mỡ và có thể tích tụ nhiều trong các động vật thuỷ sinh

Các hợp chất thuỷ ngân được ứng dụng rông rải trong các ngành kỷ thuật khácnhau( quá trình điện phân, xúc tác, thuốc bảo vệ thực vật ) Tổng sản lượng thuỷngân trên toàn cầu khoản 10.103 tấn/ năm Dưới đây là bảng về tỷ lệ sử dụng thuỷngân trên toàn cầu, trong các nghành kỷ thuật Ta thấy thuỷ ngân sử dụng cho côngnghiệp điện phân, kỷ thuật điện tử là chiếm ưu thế Vì vậy để giảm thiểu thuỷ ngân

đi vào trong môi trường cần chú ý giảm lượng thuỷ ngân dùng trong các ngànhtrên [sách hoá học môi trường]

Bảng I.2 Tỷ lệ sử dụng thuỷ ngân trong một số ngành kỷ thuật.

Lĩnh vực Tỷ lệ sử dụng %

Kỷ thuật điện tử Thuốc bảo vệ thực vậtChế tạo xúc tácNha khoaDược phẩmCác lĩnh vực khác

261225119

Các hợp chất thuỷ ngân được sử dụng làm thuốc trừ sâu nấm( thí dụ dùng đểtrừ các loại hạt giống), cũng như dùng trong công nghiệp sản xuất giấy và làm chấtxúc tác trong quá trình tổng hợp chất dẻo Các hợp chất thuỷ ngân khác nhau ở tínhđộc và độ bền vững Cùng với những chất thải sản xuất, thuỷ ngân ở dạng kim loạihoặc dạng liên kết còn chuyển vào nước thải công nghiệp hoặc vào không khí( vàkhi đó tan vào trong nước) Không có một loại chất trừ sinh vật hại hiện đại nàođược nghiên cứu nhiều như thuỷ ngân trong quan hệ tuần hoàn của nó với chuổithực phẩm, những nguy hiểm do nó gây ra đối với con người và động vật Điềunày liên quan trước hết đến metyl thuỷ ngân chất diệt có hiệu quả đặc biệt nhưngcũng là chất rất độc đối với động vật máu nóng và nó rất bền vững Trong lượngthuỷ ngân mà ta nhận được từ thực phẩm thì khoảng gần một nữa là từ các thựcphẩm có nguồn gốc động vật, một phần ba có nguồn gốc thực vật

Mỗi năm toàn thế giới sản xuất ra 9000 tấn thuỷ ngân trong đó 5000 tấn sau đórơi vào đại dương Theo một tài liệu nghiên cứu cho biết tại hồ Oasington trong

100 năm trở lại đây lượng thuỷ ngân trong bùn tăng lên gấp 100 lần Tại Mỹ, trongmột cái hồ, nước thải công nghiệp của một nhà máy chảy vào, chứa các hợp chấtthuỷ ngân liên kết dưới dạng các hợp chất vô cơ( ít độc), các hợp chất thuỷ ngânnày được các loài thực vật hấp thụ , bị khử thành thuỷ ngân sau đó đi vào khíquyển dưới dạng thuỷ ngân nguyên tố rất độc ở trạng thái khí

Thuỷ ngân có thể thâm nhập vào nguồn nước dưới dạng những hình thức và từnguồn gốc rất khác nhau Về mặt số lượng, chiếm vị trí hàng đầu có lẽ là nguồnthải công nghiệp của các nhà máy hoá chất Tuy nhiên, không ngoại trừ nước mưa

rửa trôi các hoá chất xử lý các loại hạt gieo trồng, trong môi trường nước mộtphần đáng kể của thuỷ ngân , cuối cùng cũng chuyển hoá thành metyl thuỷ ngân,nên trong chuổi thực phẩm lại xuất hiện chính cái hợp chất bền và rất độc này

CHƯƠNG II MÔI TRƯỜNG NƯỚC HÀ NỘI VÀ NGUỒN GỐC GÂY Ô

NHIỄM KIM LOẠI NẶNG.

II.1 Đặc điểm địa lý tự nhiên của thành phố Hà Nội.

II.1.1.Đặc điểm điạ lý tự nhiên.

Hà Nội – Thủ đô nước CHXHCN Việt Nam là trung tâm kinh tế, chính trị, xãhội , công nghiệp, văn hóa của cả nước Với dân số đông ( khoảng 4 triệu

người), Hà nội có tiềm lực tăng trưởng kinh tế cao và thực tế là một khu vực tăng

trưởng kinh tế với tốc độ cao nhất cả nước (≈9 %) Hiện nay tốc độ tăng trưởng và

mở rộng kinh tế không những thu hút các nhà đầu tư trong nước mà cả các tậpđoàn kinh tế nước ngoài

Về vị trí toàn bộ thành phố nằm trong đồng bằng châu thổ sông Hồng, consông lớn nhất miền Bắc Việt Nam và có vai trò rất quan trọng trong mọi lĩnh vựccuộc sống của thủ đô, nhất là trong lĩnh vực bổ cập nước cho các tầng chứa nước.Hiện nay Hà Nội có diện tích 930 km2, chiếm 0,3 % diện tích cả nước Về vị trí địa

lý, thủ đô Hà Nội tiếp giáp với tỉnh Thái Nguyên ở phía Bắc, tỉnh Bắc Ninh ở phíaĐông Bắc, tỉnh Hưng Yên ở phía Đông Nam, tỉnh Vĩnh Phúc ở phía Tây Bắc vàtỉnh Hà Tây ở phía Nam và Tây Nam

Thành phố có địa hình thấp dần từ Tây Bắc xuống Đông Nam với độ nghiêngnhỏ, độ nghiêng trung bình khoảng 0,3 % đến 0,5%

Mạng thủy văn của thành phố rất phát triển Trong thành phố có các sông chảyqua là sông Hồng, sông Đuống, sông Nhuệ, sông Lừ, sông Sét, sông Tô Lịch Đáng chú ý là sông Hồng, con sông lớn nhất miền Bắc và có ảnh hưởng quan trọng, trực tiếp đến đời sống của thủ đô Thủ đô Hà Nội có khoảng 111 hồ lớn nhỏ [11],trong đó lớn nhất là Hồ Tây với diện tích là 535ha [11] Hồ Tây đóng vai trò la láphổi của thành phố, trong thời gian hiện nay Hồ Tây được xây dựng thành nhữngkhu du lịch mới Việc xây dựng này ngoài những kết quả tích cực thì nó còn làmcho diện tích chức nước của hồ thu hẹp lại, có tác động đến hệ sinh thái và môisinh Khi các khu du lịch được đưa vào khai thác đã có những tác động xấu đếnmôi trường

Về khí hậu, Hà Nội có khí hậu nóng ẩm, chia ra hai màu rõ rệt Mùa mưa từthàng 5 đến tháng 10, mùa khô từ tháng 11 đến tháng 4 năm sau Lượng mưa trungbình đạt khoảng 1678 mm, mưa nhiều nhất vào tháng 7-8 và ít nhất vào tháng 1-2.Nhiệt độ trung bình thành phố khoảng 21-240 C

II.1.2 Đặc điểm kinh tế xã hội.

Hiện nay Hà Nội gồm có 7 quận nội thành ( quận Đống Đa, Hai Bà Trưng,BaĐình, Hoàn Kiếm , Tây Hồ, Thanh Xuân và Cầu Giấy), 5 huyện ngoại thành ( gồm

có Từ Liêm, Thanh Trì, Gia Lâm, Đông Anh và Sóc Sơn) Các quận và huyện đều

là các đầu mối kinh tế trọng điểm của cả nước

Đóng trên địa bàn Hà Nội có rất nhiều các trung tâm công nghiệp như ThượngĐình, Đông Anh, Gia Lâm và hàng trăm nhà máy, xí nghiệp lớn nhỏ với nhiềulĩnh vực sản xuất khác nhau

Về văn hóa, chính trị Hà Nội là trung tâm văn hóa chính trị của cả nước Trênđịa bàn thành phố hiện nay có hơn 40 trường đại học và cao đẳng đó là chưa kểđến mạng lưới các trường trung học chuyên nghiệp, phổ thông trung học và cáctrường dạy nghề với hàng chục vạn sinh viên đang miệt mài nghiên cưú, học tập.Ngoài ra còn có các cơ quan chuyên trách về các lĩnh vực văn hóa, xã hội, nghệthuật

II.2 Đặc điểm nước mặt của thành phố Hà Nội.

II.2.1 Hệ thống sông.

Hệ thống thoát nước của Hà Nội gồm 4 sông: Tô lịch , Kim Ngưu, Sét và Lừ.Các con sông này không chỉ đóng vai trò tiếp nhận và chuyển tải nước thải phục vụcho việc thoát nước thành phố Hà Nội mà còn được sử dụng làm nguồn nước cungcấp nước tưới cho nông nghiệp và nguồn nước để nuôi trồng thuỷ sản Hệ thốngsông này có khả năng chứa trên 1.000.000 m3 nước, tốc độ nước trung bình trongcác sông khoảng 0,1 m/s [tên sách] Sơ đồ hệ thống sông thoát nước của Hà Nộiđược thể hiện trong hình 4 phụ lục 1

Sông Tô Lịch: Bắt nguồn từ cống Đõ và đổ ra sông Nhuệ tại cầu Tô Sông cóchiều dài 14,5 km, chiều rộng trung bình từ 10-40 m, độ sâu 2-3,5 m với diện tíchkhoảng 20 km2

Sông Kim Ngưu: Bắt nguồn từ cống Lò Đúc và đổ ra sông Tô Lịch tại cầu Sơn.Sông có chiều dài 12,2 km, độ rộng trung bình 25-30 m, độ sâu 2-4 m với diện tíchlưu vực khoảng 17,3 km2

Sông Lừ: bắt nguồn từ cống Trinh Hoài Đức và đổ ra sông Tô Lịch tai cầuDâu Sông có chiều dài 10,2 km, độ rộng trung bình 20-30 m, độ sâu 2-3 m vớidiện tích lưu vực khoảng 5,6 km2.

Sông Sét: Bắt nguồn từ mương Trần Khát Chân và gặp sông Kim Ngưu tại cầuPháp Vân Sông có chiều dài 6,7 km , độ rộng trung bình 10-30 m, độ sâu 3-4 mvới diện tích lưu vực khoảng 7,1 km2

Hệ thống sông thoát nước đã được cải tạo từ những năm 80 song hiện naykhông được nạo vét thường xuyên do thiếu kinh phí, phương tiện và nhân lực chonên lòng sông bị bồi lấp nông dần Theo số liệu tính toán của công ty thoát nước

Hà Nội bùn lắng đọng trên các sông hàng năm như sau:

TT Hồ Diệntích

(ha)

Chiều sâu(m) Thứ tự ưu tiên các chức năng

-A: Phục vụ vui chơi giải trí B: Điều hoà nước và vi khí hậu

C: Tiếp nhận và xử lý nước thải D: Nuôi cá

Đa số các hồ ao không được quản lý bởi các cơ quan chuyên trách Với 1 sốlượng lớn hồ ao như vậy nhưng trên thực tế chỉ có 16 hồ thuộc quyền quản lýchuyên ngành của công ty thoát nước Hà Nội Các hồ này được sử dụng phục vụcho mục đích nuôi cá với mực nước hồ thường xuyên ở mức +5 m nên khả năngđiều hoà thấp ( từ 0,5-0,6 m), khi có các trận mưa lớn xẩy ra dễ gây úng ngập cục

bộ cho thành phố Ngoài ra việc nuôi trồng thuỷ sản trên các hồ bằng các đăng cá

đã làm cho mực nước hồ dâng cao thêm từ 0,3-0,5 m như ở hồ Bảy Mẫu, NgọcKhánh càng làm giảm khả năng điều hoà nước của các hồ

Sự phát triển đô thị thiếu quản lý chặt chẽ đã làm cho số lượng và diện tích các

hồ ao trong những năm gần đây giảm đi một cách đáng kể do việc lấn chiếm đấtđai, đổ bừa bải các chất thải, rác rưởi vào các hồ ao Bên cạnh đó sự phát triểnnhanh chóng của công nghiệp và sự gia tăng dân số cơ học của Hà Nội đã làm tăngkhối lượng nướxc thải cũng như mức độ ô nhiễm Lượng nước thải với độ ô nhiễmcao không được xử lý đổ thẳng vào hồ ao đã phá huỷ khả năng tự làm sạch củanước mặt và gây ô nhiễm nặng, hầu hết các hồ của Hà Nội hiện nay đang bị nhiễmbẩn ở mức trầm trọng

II.2.3 Hệ thống mương.

Hà Nội có 38 km mương đất nối hệ thống cống ngầm với ao hồ, sông tạo thànhmạng lưới thoát nước của thành phố Các mương có bề rộng tương đối từ 2 đến10m, độ sâu 3,5-4,5 m với dung tích chứa 317.000 m3 trực tiếp thu nhận nước thải

từ các cống của các khu vực xung quanh và đổ vào 4 sông thoát nước của thànhphố ậ 2 huyện ngoại thành( Từ Liêm và Thanh Trì ) còn có 40 km mương đất phục

vụ cho sản xuất nông nghiệp.[ sách]

Cũng như hệ thống sông hồ, các mương thoát nước hiện nay đang trong tìnhtrạng ô nhiêm nghiêm trọng Phần lớn nước thải có độ ô nhiễm cao không được xử

lý đổ vào Bên cạnh đó các chất cặn và bùn lắng đọng trong lòng mương đã làmgiảm độ sâu của mương Theo số liệu của công ty Thoát nước Hà Nội, tổng lượngbùn cặn lắng đọng ở các kênh mương lên tới 90.000 m3 ( chiếm gần 30% diện tíchdòng chảy) làm giảm đáng kể (sách)

Mạng lưới thoát nước Hà Nội bao gồm các loại ga thu, cống ngầm, cống ngang, các kênh mương rạch và các sông hồ Hệ thống này thu toàn bộ nước thải củathành phố bao gồm nước thải sinh hoạt, nước thải công nghiệp, nước mưa.

Hệ thống cống Hà Nội được xây dựng đã khá lâu, kích thước nhỏ, độ dốckhông lớn lắm, không thích hợp với yêu cầu thoát nước của toàn thành phố hiệnnay Trong 235 km đường phố chính mới chỉ có 50% có hệ thống cống thoát nước,còn lại nước thải, nước mưa chảy tràn trên mặt đường, rãng, gây ô nhiêm môitrường nghiêm trọng

II.3 Đặc điểm nước ngầm khu vực Hà Nội.

Từ nhiều năm qua Hà Nội là nơi được nghiên cứu khá đầy đủ với mức độ khá

tỉ mỉ về điều kiện địa chất thuỷ văn

Để phân chia các phân vị địa chất thuỷ văn thường dựa vào nhóm tướng thạchhọc,mức độ chứa nước của đất đá, quan hệ thuỷ lực Dựa vào cơ sở trên trong trầmtích đệ tứ vùng Hà Nội được phân chia thành 3 đơn vị chứa nước và 1 đơn vị cáchnước, nằm xen kẻ nhau theo thứ tự từ trên xuống dưới

Các đơn vị địa chất thuỷ văn thuộc trầm tích đệ tứ của vùng nghiên cứu baogồm:

1 Tầng chứa nước lỗ hổng các trầm tích Holoxen- QIV, gọi tắt làtầng chứa nước Holoxoxen, ký hiệu QIV

2 Tầng thấm nước yếu trầm tích Pleistoxen trên- QIII, goi tắt làtầng cách nước Pleistoxen, ký hiệu QIII

3 Tầng chứa nước lỗ hổng các trầm tích Pleistoxen giữa- trên Q III, gọi tắt là tầng chứa nước chứa nước Pleistoxen, ký hiệu QII- III

II-Trên cơ sở tổng kết các số liệu hiện có, các tài liệu tham khảo, có thể kháiquát những nét chính về đặc điểm địa chất thuỷ văn các tầng chứa nước chính vùngnghiên cứu

II.3.1 Tầng chứa nước Holoxen ( Q IV ).

Đây là tầng chứa nước phân bố rộng khắp khu vực nghiên cứu, ở phần phía bắcsông Hồng, tầng này bị bào mòn nên diện tích phân bố chỉ còn ở phía đông Hà Nội, các nơi khác phân bố không liên tục

Thành phần đất đá không đông nhất, thay đổi theo diện phân bố và chiều sâubao gồm cát pha, sét pha, sét, cát có lẫn bùn hữu cơ và thực tập ở phần trên cùng

có lớp đất sét, sét pha cách nước yếu, phân bố không liên tục, diện phân bố chủ yếu

ở phía chủ yếu ở phía nam sông Hồng, chiều sâu phân bố của lớp cách nước nàycũng thay đổi trong phạm vi lớn, có nơi 0 đến 0,5 m song có nơi đến gần 20 m.Phía dưới lớp sét, sét pha thường là các lớp bùn, bùn sét, cát và cát pha chứa nước Chiều dày tăng QIV thay đổi từ 0 đến 15,5 m , trung bình 14 m

Nước dưới đất tồn tại trong tầng này ở dạng lỗ hổng, thường có mặt thoáng tự

do, trừ những nơi có lớp sét dày phủ trên thì có áp lực cục bộ

Theo kết quả thí nghiệm địa chất thuỷ văn ở một số lỗ khoan trong tầng nàycho thấy [sach]

 Mực nước tĩnh thay đổi từ 0,5-4 m

 Lưu lượng lỗ khoan thay đổi từ 0,4 đến 29 l/s, trung bình 7-8l/s

 Hệ số dẫn nước (Km) trung bình 200-300 m2 /ngày, cá biệt có nơi đạtgần 700 m2/ngày

Theo kết quả thu được trong quá trình thực hiện trong quá trình nghiên cứunêu trong “Báo cáo kết quả điều tra nước dưới đất vùng Hà Nội ” của Viện khoahọc thuỷ lợi, khi thí nghiệm ở 14 lỗ khoan, kết quả cho thấy:

 Loại giàu nước q> 1 l/s.m có 11 lỗ khoan chiếm 78,6 %

 Loại trung bình q=0,1 l/s.m có 1 lỗ khoan chiếm 7,1 %

 Loại nghèo nước q<0,1 l/s.m có 2 lỗ khoan chiếm 14,3 %

Nguồn cung cấp cho nước dưới đất tầng chứa nước QIV chủ yếu là nước mưa, nướcmặt và một phần là nước tưới cho nông nghiệp Miền cung cấp và phân bố trungnhau và có diện rộng trên toàn bộ diện lộ Miền thoát nước là sông ,ao, hồ vào mùa

khô và một phần thấm xuống cung cấp cho tầng chứa nước phía dưới( tầng QII-III),còn một phần nhỏ bị bốc hơi hoặc do phát tán thực vật.

Hiện nay nước dưới đất trong tầng chứa nước QIV không lớn nhưng có thể cungcấp nước với quy mô nhỏ cho ăn uống và sinh hoạt, đồng thời có thể khai thácđồng thời với tầng chứa nước Pleistoxen (QII-III) nằm phía dưới để cung cấp nướccho thành phố

Xem phụ lục 1.1 thống kê chiều dày tầng chứa nước Holoxen (QIV)[sách] , phụ

lục 1.2 thống kê kết quả thí nghiệm địa chất thủy văn trong tầng chứa nướcHoloxen (QIV)

II.3.2.Tầng cách trầm tích Pleistoxen ( Q III ).

Diện phân bố của tầng này được lộ ra chủ yếu ở phía Bắc sông Hồng, sôngĐuống và một chỏm nhỏ ở vùng Cổ Nhuế- Từ Liêm Riêng dãi dọc theo sôngHồng, sông Đuống, bị bào mòn hoàn toàn thành cửa sổ địa chất thuỷ văn

Đất đá cấu thành nên tầng chứa nước này chủ yếu là sét, sét pha có màu loang

lỗ, đôi chỗ là sét pha bột sét, sét bùn lẫn thực vật màu xám đen đến đen, chiều dàytrong khoảng 4-25 m Tầng cách nước này có diện phân bố rộng, chúng chỉ vắngmặt ở các mặt đối ven sông Đất đá có tính thấm nước rất yếu Kết quả đổ nước thínghiệm cho hệ số thấm 0,01-0,02 m/ngày

II.3.3 Tầng chứa nước lỗ hổng trầm tích Pleistoxen giữa trên (Q II-III ).

Các kết quả nghiên cứu tỉ mỉ cho thấy tầng chứa nước QII-III phân bố rộng khắpvùng nghiên cứu, chúng có mặt ở nhiều nơi trong khu vực, chỉ trừ một diện tíchnhỏ ở phía Bắc thành phổ trên địa bàn huyện Sóc Sơn Tầng chứa nước QII-III là đốitượng chính cung cấp nước cho nội và ngoại thành thành phố Hà Nội

Chiều dầy chung của tầng chứa nước dao động từ, 25-30 đến 70-80 m Chiềudầy trung bình 40-50 m Quan hệ phía trên là tầng cách nước QIII , phía dưới là mặtnền đá gốc Riêng có dải dọc theo sông Hồng, sông Đuống rộng từ một hai trămmét tới 1-2 km, do vắng mặt tầng cách nước QIII (bị bào mòn), nên có sự tiếp xúctrực tiếp giữa 2 tầng chứa nước QIV và tầng QII-III tạo nên cửa sổ địa chất thuỷ văn

Do đáy sông Hồng và sông Đuống trực tiếp hoặc gián tiếp cắt vào tầng chứanước này, nên nước sông là nguồn cung cấp chính cho tầng chứa nước, đặc biệttrong điều kiện khai thác.

Kết quả thí nghiệm địa chất thuỷ văn trong tầng này cho thấy [sach]:

Mực nước tĩnh vào mùa khô thay đổi từ 2,0 đến 4,0 m còn mùa mưa thay đổi

từ 0 đến 0,1 m, có nơi dọc theo ven sông Hồng nước tự phun cao hơn mặt đất (khuvực xả Hải Bối- huyện Đông Anh, Phú Thượng- Quận Tây Hồ, Thụy Phương-huyện Từ Liêm)

 Lưu lượng các lỗ khoan Q thay đổi từ 1,9 đến 9,09 l/s

 Trị số hạ thấp mực nước S thay đổi từ 1,28 đến 8,61 m

 Tỉ lưu lượng q thay đổi 0,32 đến 4,91 l/s.m, có nơi trên 5 l/s

Hệ số dẫn nước (Km ) thay đổi tuỳ theo từng khu vực cụ thể, ở khu vực Bắcsông Hồng (Km) thay đổi từ 400 đến 1.600 m2/ ng, ở Sóc Sơn Km thay đổi từ 260đến 700 m2/ng Khu vực Nam sông Hồng, hệ số dẫn nước Km thường thay đổi từ

1000 đến 1500 m2/ng

II.4.Nguồn gốc gây ô nhiễm kim loại nặng trong môi trường nước Hà Nội

Nguyên nhân chính gây ô nhiễm kim loại nặng là do các hoạt động côngnghiệp , các phòng thí nghiệm và rác thải Các nhà máy mạ điện, hàn , ắc quy, sơn,pin, men sứ gốm đã thải ra một lượng lớn các kim loại nặng vào các cống thảichung của thành phố Hà Nội Theo nghiên cứu của nhiều nhà khoa học thì hoạtđộng công nghiệp đã thải vào môi trường Hà Nội với số lượng kim loại nặng nhiềunhất Ví dụ các nhà máy có hệ thống mạ như:

Trình trạng ô nhiễm nhiễm kim loại nặng của từng nghành công nghiệp có thểđược đánh giá chung trong bảng I.2 sau:

Bảng 2.2 Đánh giá chung về ô nhiễm kim loại nặng của từng nghành công

nghiệp [1].

1 Điện lực

Nhiệt điện Thuỷ điện

ô nhiễm nhẹKhông ô nhiễm

Hà Nội với dân số đông và có nhiều khu công nghiệp do đó có tổng lượng cácnguồn thải lớn Số lượng nguồn thải khoảng 200 nguồn , trong đó nước thải côngnghiệp chiếm 80%.Ở bảng sau cho ta biết các khu công nghiệp ở nội thành với sốlượng các nhà máy và lượng nước tiêu thụ

TT Khu vực Số lượng nhà máy

xí nghiệp

Lượng nướctiêu thụ(m3/ng)

Bảng 2.3 Lưu lượng nước tiêu thụ của các khu công nghiệp trong nội thành

Hà Nội

Nhìn chung các khu công nghiệp này được xây dựng từ thập kỷ 60 và chúngthường do các ngành tự chọn không nằm trong quy hoạch tổng thể nên rất đa dạng,xen ghép nhau không gắn bó nhau về công nghệ Nhiều khu công nghiệp nằm xen

kẻ với các khu dân cư đông đúc( như khu Thượng Đình, Minh Khai, TrươngĐịnh) Các khu công nghiệp này được xây dựng từ lâu công nghệ củ và hầu nhưchưa có hệ thống xử lý nước thải Nước thải từ các khu công nghiệp chủ yếu đượcthải thẳng vào các sông hồ gần đó và đây là nguyên nhân gây nên tình trạng ônhiễm kim loại nặng cho nguồn nước Hà Nội

Đa số các cơ sở sản xuất củ chưa có trạm xử lý nước thải Nước thải củamột số cụm công nghiệp chỉ được xử lý sơ bộ rồi thải thẳng vào nguồn nước mặtlàm cho một số nguồn nước bị ô nhiễm nghiêm trọng kim loại nặng Nhiều khucông nghiệp nằm tập trung gần các tuyến sông rạch, do đó các sông rạch này trựctiếp nhận nguồn nước thải có kim loại nặng

Hoạt động sản xuất trong nghành cơ khí nói chung có thải ra kim loại nặng dotrong dây chuyền có khâu công nghệ mạ, xử lý bề mặt kim loại ( sơn, nhuộm).Ngành mạ điện sử dụng nhiều hoá chất dạng muối kim loại nặng có độc tính khácao như CrO3, CdCl2,MnCl2 Nước thải từ khâu mạ điện và xử lý bề mặt có chứacác nhiều kim loại nặng Công nghiệp mạ điện có lưu lượng nước thải không lớn ,

do sử dụng nhiều hoá chất nên nồng độ các chất độc và các kim loại nặng rất cao

Và do các nhà máy có hệ thống mạ ở Hà Nội chưa tiến hành xử lý theo đúng quytrình , trang thiết bị và các thông số vận hành chưa được coi trọng

Ở Hà Nội có các nhà máy có phân xưởng mạ điện như sau:

• Nhà máy khoá Minh Khai

• Điện cơ thống nhất

• Dụng cụ cơ khí xuất khẩu

• Nhà máy cơ khí chính xác

• Nhà máy kim Hà Nội

CHƯƠNG III CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ KIM LOẠI NẶNG TRONG

NƯỚC.

III.1 Tổng quan các phương pháp xử lý kim loại nặng trong nước.

Có rất nhiều phương pháp để xử lý nước thải chứa kim loại nặng như cácphương pháp hoá học, hoá lý hay sinh học Song kim loại nặng thường là phátsinh ra từ các nguồn nhất định do vậy cách tốt nhất là ta xử lý ngay tại nguồn gây ônhiễm Tại các nhà máy mà nước thải có chứa hàm lượng kim loại nặng vượt quátiêu chuẩn cho phép thì có thể áp dụng các quá trình xử lý nhằm loại bỏ kim loạinặng trước khi thải vào môi trường

III.2 Phương pháp kết tủa hoá học.

Phương pháp này dựa trên phản ứng hoá học giữa chất đưa vào nước thải vớikim loại cần tách, ở độ pH thích hợp sẽ tạo thành hợp chất kết tủa và được táchkhỏi nước thải bằng phương pháp lắng

Phương pháp thường được dùng là kết tủa kim loại dưới dạng hydroxit bằngcách trung hoà đơn giản các chất thải axit Độ pH kết tủa cực đại của tất cả các kimloại không trùng nhau, ta tìm một vùng pH tối ưu, giá trị từ 7 - 10.5 tuỳ theo giá trịcực tiểu cần tìm để loại bỏ kim loại mà không gây độc hại

Nếu trong nước thải có nhiều kim loại nặng thì càng thuận tiện cho quá trìnhkết tủa vì ở giá trị pH nhất định độ hoà tan của kim loại trong dung dịch có mặt cáckim loại khác sẽ giảm, cơ sở có thể do một hay đồng thời cả 3 nguyên nhân sau:

• Tạo thành chất cùng kết tủa

• Hấp thụ các hydroxit khó kết tủa vào bề mặt của các bônghydroxit dễ kết tủa

• Tạo thành hệ nghèo năng lượng trong mạng hydroxit do chúng

bị phá huỷ mạnh bằng các Ion kim loại

Như vậy đối với phương pháp kết tủa kim loại thì pH đóng vai trò rất quantrọng Khi xử lý cần chọn tác nhân trung hoà và điều chỉnh pH phù hợp Phương

pháp kết tủa hóa học rẻ tiền ứng dụng rộng nhưng hiệu quả không cao, phụ thuộcnhiều yếu tố( t0, pH, bản chất kim loại ).

III.3 Phương pháp trao đổi Ion.

Dựa trên nguyên tắc của phương pháp trao đổi Ion dung ionit là nhựa hữu cơtổng hợp, các chất cao phân tử có gốc hydrocacbon và các nhóm chức trao đổi Ion.Quá trình trao đổi Ion được tiến hành trong cột Cationit và Anionit Các vật liệunhựa này có thể thay thế được mà không làm thay đổi tính chất vật lý của các chấttrong dung dịch và cũng không làm biến mất hoặc hoà tan Các Ion dương hay âm

cố định trên các gốc này đẩy Ion cùng dấu có trong dung dịch thay đổi số lượng tảitoàn bộ có trong chất lỏng trước khi trao đổi Đối với xử lý kim loại hoà tan trongnước thường dùng cơ chế phản ứng thuận nghịch:

• Khuyếch tán các Ion qua lớp ngoài

• Chuyển Ion đã khuyếch tán qua biên giới phân pha vào hạt nhựa traođổi

• Khuyếch tán Ion A bên trong hạt nhựa trao đổi tới các nhóm chứcnăng trao đổi Ion

• Phản ứng hoá học trao đổi Ion A và B

• Khuyếch tán các Ion B bên trong hạt trao đổi tới biên giới phân pha

• Chuyển các Ion B qua biên giới phân pha ở bề mặt trong của màngchất lỏng

• Khuyếch tán các Ion B qua màng

• Khuyếch tán các Ion B vào nhân dòng chất lỏng

Đặc tính của trao đổi Ion:

 Sản phẩm được gia công hợp cách.

 Sự thay đổi trạng thái của trao đổi Ion không làm phânhuỷ cấu trúc vật liệu

Phương pháp trao đổi Ion có ưu điểm là tiến hành ở qui mô lớn và với nhiềuloại kim loại khác nhau Tuy vậy lại tốn nhiều thời gian, tiến hành khá phức tạp dophải hoàn nguyên vật liệu trao đổi, hiệu quả cũng không cao

III.4 Phương pháp điện hoá.

Tách kim loại bằng cách nhúng các điện cực trong nước thải có chứa kim loạinặng cho dòng điện 1 chiều chạy qua ứng dụng sự chênh lệch điện thế giữa haiđiện cực kéo dài vào bình điện phân để tạo ra một điện trường định hướng, các Ionchuyển động trong điện trường này Các cation chuyển dịch về catốt, các anionvềanốt.Khi điện áp đủ lớn, phản ứng sẽ xẩy ra ở mặt phân cách chất dung dịch điệncực:

Ở Catốt : oxy hóa phát ra các electron: A-→ A+ e

-Ở Anốt: Khử với việc thu các electron: C+ + e- → C

E00: Thế cân bằng điện cực trong điều kiện chuẩn

R : Hằng số mol của khí lý tưởng

F: Hằng số Faraday

T: Nhiệt độ (K0)

n : Số electron dùng trong quá trình điện hoá

Aox : Hoạt tính của chất oxy hoá

Ared: Hoạt tính của chất khử

Ưu điểm của phương pháp này là nhanh tiện lợi hiệu quả xử lý cao, ít độcnhưng lại quá tốn kém về điện năng

III.5 Phương pháp oxy hoá- khử.

Đây là một phương pháp thông dụng để xử lý nước thải có chứa kim loại nặngkhi mà phương pháp vi sinh không thể xử lý được Nguyên tắc của phương pháp

là dựa trên sự chuyển từ dạng này sang dạng khác bằng sự có thêm electron khửhoặc mất electron( oxy hoá) một cặp được tạo bởi một sự cho nhận electron đượcgọi là hệ thống oxy hoá- khử

Khử ⇔ Oxyhoán+ + ne

-Khả năng tương tác được đặc trưng bằng thế oxy hoá khử hoặc thế Redõ, phụthuộc vào hoạt tính của hai dạng bị oxyhoá và bị khử

III.6 Xử lý nước thải có chứa kim loại nặng bằng phương pháp tạo Pherit.

Quá trình xử lý nước thải có chứa kim loại nặng bằng phương pháp tạo pherit

là quá trình tinh thể hoá, tạo tinh thể Fe3O4 từ FeSO4 Trong quá trình hình thànhtinh thể , các Ion kim loại nặng có trong dung dịch cũng bị kéo vào, tham gia vàomạng tinh thể ở vị trí các nút cation Quá trình này được gọi là nội kết tủa Phảnứng tạo tinh thể được tiến hành khi cung cấp oxy và nhiệt độ cho phản ứng thuỷphân FeSO4

Phản ứng thuỷ phân của FeSO4.7H2O :

FeSO4.7H2O + H2O = Fe(OH)2 + H2SO4 + 7H2O

Khi cung cấp thêm O2 và tăng nhiệt độ sẽ xảy ra phản ứng tạo tinh thể Pherit:

FeSO4 + O2 + H2O = H2SO4+ Fe3O4

Thực chất phản ứng trên diễn ra theo nhiều giai đoạn khác nhau

+ Oxy hoá Fe(II) thành Fe(III)