Nghiên cứu ứng dụng công nghệ tiên tiến xử lý Asen trong nước dưới đất cung cấp nước sạch cho sinh hoạt tại thị xã Cửa Lò tỉnh Nghệ An

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP. HCM NGUYỄN PHƯỚC HÒA NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ TIÊN TIẾN XỬ LÝ ASEN TRONG NƯỚC DƯỚI ĐẤT CUNG CẤP NƯỚC SẠCH CHO SINH HOẠT TẠI THỊ XÃ CỬA LÒ TỈNH NGHỆ AN LUẬN VĂN THẠC SĨ Chuyên ngành : Kĩ thuật môi trường Mã số ngành : 60520320 TP. HỒ CHÍ MINH, tháng 03 năm 2015 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP. HCM NGUYỄN PHƯỚC HÒA NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ TIÊN TIẾN XỬ LÝ ASEN TRONG NƯỚC DƯỚI ĐẤT CUNG CẤP NƯỚC SẠCH CHO SINH HOẠT TẠI THỊ XÃ CỬA LÒ TỈNH NGHỆ AN LUẬN VĂN THẠC SĨ Chuyên ngành : Kĩ thuật môi trường Mã số ngành : 60520320 CÁN BỘ HƯỚNG DẪN KHOA HỌC : PGS. TS. HUỲNH PHÚ TP. HỒ CHÍ MINH, tháng 03 năm 2015 CÔNG TRÌNH ĐƯỢC HOÀN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP. HCM Cán bộ hướng dẫn khoa học : PGS. TS. HUỲNH PHÚ Luận văn Thạc sĩ được bảo vệ tại Trường Đại học Công nghệ TP. HCM ngày 09 tháng 02 năm 2015 Thành phần Hội đồng đánh giá Luận văn Thạc sĩ gồm: TT Họ và tên Chức danh Hội đồng 1 GS. TSKH. LÊ HUY BÁ Chủ tịch 2 TS. TRỊNH HOÀNG NGẠN Phản biện 1 3 PGS. TS. PHẠM HỒNG NHẬT Phản biện 2 4 PGS. TS. THÁI VĂN NAM Ủy viên 5 TS. NGUYỄN HOÀI HƯƠNG Ủy viên, Thư ký Xác nhận của Chủ tịch Hội đồng đánh giá Luận văn sau khi Luận văn đã được sửa chữa (nếu có). Chủ tịch Hội đồng đánh giá Luận văn TRƯỜNG ĐH CÔNG NGHỆ TP. HCM PHÒNG QLKH – ĐTSĐH CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự do – Hạnh phúc TP. HCM, ngày 24 tháng 01 năm 2015 NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên: NGUYỄN PHƯỚC HÒA Giới tính: Nam Ngày, tháng, năm sinh: 21/02/1990 Nơi sinh: TP. Hồ Chí Minh Chuyên ngành: Kĩ thuật môi trường MSHV:1341810008 I- Tên đề tài: “NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ TIÊN TIẾN XỬ LÝ ASEN TRONG NƯỚC DƯỚI ĐẤT CUNG CẤP NƯỚC SẠCH CHO SINH HOẠT TẠI THỊ XÃ CỬA LÒ TỈNH NGHỆ AN” II- Nhiệm vụ và nội dung: Thu thập khảo sát các số liệu về diện tích, dân số, số giếng nước, phân bố dân cư của Thị Xã. Khái quát và đánh giá ảnh hưởng của Asen. Phân vùng chất lượng nước ngầm khu vực nghiên cứu, làm cơ sở cho công tác khai thác và sử dụng nguồn tài nguyên này. Nghiên cứu các yếu tố có liên quan tới việc áp dụng công nghệ xử lý tại địa phương. Đánh giá hiệu quả của công nghệ xử lý Asen được áp dụng. Nghiên cứu công nghệ tiên tiến xử lý nước ngầm ô nhiễm Asen cung cấp nước sinh hoạt cho khu vực Thị xã Cửa Lò. Đề xuất công nghệ cho việc khử Asen trong nước dưới đất III- Ngày giao nhiệm vụ: 19/07/2014 IV- Ngày hoàn thành nhiệm vụ: 24/01/2015 V- Cán bộ hướng dẫn: PGS. TS. Huỳnh Phú CÁN BỘ HƯỚNG DẪN KHOA QUẢN LÝ CHUYÊN NGÀNH TS. HUỲNH PHÚ i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu, kết quả nêu trong Luận văn là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác. Học viên thực hiện Luận văn Nguyễn Phước Hòa ii LỜI CÁM ƠN Trong quá trình thực hiện luận văn, tôi đã nhận được rất nhiều sự giúp đỡ từ các thầy cô, gia đình, các đồng nghiệp và bạn bè. Tôi chân thành gửi lời cảm ơn đến tất cả mọi người – những người đã tạo điều kiện thuận lợi nhất cho tôi hoàn thành luận văn đúng thời gian quy định. Để hoàn thành tốt luận văn này, trước hết em xin tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến TS. Huỳnh Phú, Thầy đã tận tình giúp đỡ và trực tiếp hướng dẫn em trong suốt quá trình nghiên cứu. Em xin gửi lòng biết ơn sâu sắc nhất đến tất cả quý thầy cô và cán bộ của Trường Đại học Công nhệ TP. HCM đã tận tình giảng dạy và truyền đạt những kiến thức quý báu của mình cho em trong suốt quá trình học tập. Xin cảm ơn các Anh Chị đồng nghiệp công tác tại Chi cục Bảo vệ môi trường; Trung tâm Quan trắc và Phân tích Môi trường đã giúp đỡ, đã tạo điều kiện đi thực tế khảo sát và cung cấp các số liệu có liên quan và hỗ trợ những thông tin cần thiết cho em hoàn thành luận văn. Cuối cùng tôi xin gửi lời cảm ơn đến Quý đồng nghiệp, bạn bè và gia đình đã động viên, khuyến khích và tạo điều kiện thuận lợi cho em trong suốt khóa học. Xin chân thành cảm ơn! Học viên Nguyễn Phước Hòa iii TÓM TẮT Sự hiện diện của Asen trong nước ngầm ở nhiều nơi, vùng nông thôn của Việt Nam đã và đang trở thành vấn đề môi trường cần quan tâm. Đề tài này lấy ngẫu nhiên mẫu nước giếng khoan từ các hộ gia đình thuộc thị xã Cửa Lò để phân tích và đánh giá các chỉ tiêu Fe, As và pH. Đồng thời các mẫu cặp sau khi qua hệ thống xử lý của các hộ gia đình cũng được phân tích để đánh giá hiệu quả khử Fe và As tại các hộ gia đình, qua đó nhận định về khả năng xử lý As tại khu vực này. Hàm lượng As trong nước ngầm vùng khảo sát hầu hết đều vượt quá giới hạn tối đa cho phép đối với As trong nước sinh hoạt từ 2-4 lần. Kết quả khảo sát cho thấy 100% các hộ gia đình sử dụng nước ngầm làm nước cấp cho sinh hoạt do đó sẽ tiềm ẩn nguy cơ thâm nhập As vào cơ thể qua đường ăn uống. Đánh giá về hiệu quả xử lý Fe, As từ hệ thống lọc cát tại các hộ gia đình cho thấy đối với mẫu có hàm lượng Fe ban đầu cao… thì hiệu quả loại bỏ As cũng lên đến 98%. Tuy nhiên do thiếu kiến thức cũng như kỹ năng vận hành, bảo dưỡng bể lọc cát mà hiệu quả xử lý Fe, As ở một số hộ gia đình không đạt hiệu quả. Do vậy cần có các hướng dẫn, phổ biến kiến thức để nâng cao khả năng xử lý tại chỗ đối với Fe, As trong dân cư nông thôn. iv ABSTRACT The presence of arsenic in groundwater in many places, especially in rural areas of Vietnam has become environmental issues of concern. In this study and treated household’s groundwater was randomly sampled in Cua Lo Town for ana- lyzing the con-tents of iron (Fe) and arsenic (As), and measurement of pH as well as evaluating the Fe and As removal efficiencies. The arsenic content in almost all of groundwater samples in the studied area were exceeded maximum allowable concentration As in drinking water from 2 to 4 times. The survey found that 100% of interviewed household in the commune using contaminated arsenic groundwater for supply water which might potentially cause arsenic exposure to the body through ingestion. The results were also found that As content in water samples after treat-ing through household’s sand filter was suitable for supplied water. The samples with higher initial content of Fe were also higher As removal efficiency. However, due to lacking of knowledge, operative and maintenance skills caus- ing the treatment plants of Fe and As in some families cannot achieve high effec- tiveness (in which, the efficiency of arsenic removal was only about 44%). There- fore, it need providing the instruction and disseminating knowledge to the house- holds in the commune to increase the ability for in-situ treatment of As and Fe. v MỤC LỤC LỜI CÁM ƠN i LỜI CAM ĐOAN ii TÓM TẮT iii ABSTRACT iv DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT ix DANH MỤC CÁC BẢNG x DANH MỤC HÌNH ẢNH xi MỞ ĐẦU 1 1. Đặt vấn đề 1 2. Tính cấp thiết của đề tài 1 3. Mục tiêu của đề tài 3 4. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 3 5. Nội dung nghiên cứu 3 6. Phương pháp nghiên cứu 3 7. Ý nghĩa Khoa học và thực tiễn 4 CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 6 1.1. TỔNG QUAN VỀ ASEN 6 1.1.1. Giới thiệu 6 1.1.2. Nguyên tố Asen 7 1.1.3. Asen phân bố trong môi trường tự nhiên 8 1.1.4. Cấu tạo và cơ chế gây độc 9 1.1.4.1. Cấu tạo 9 1.1.4.2. Tính chất vật lý 9 1.1.4.3. Tính chất hoá học 10 1.1.4.4. Cơ chế gây độc 10 1.2. CÁC DẠNG TỒN TẠI CỦA ASEN TRONG MÔI TRƯỜNG 11 1.3. ĐỘC HỌC CỦA ASEN 13 [...]... nước khác trước khi dùng cho sinh hoạt và ăn uống Tiến hành “NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ TIÊN TIẾN XỬ LÝ ASEN TRONG NƯỚC DƯỚI ĐẤT CUNG CẤP NƯỚC SẠCH CHO SINH HOẠT TẠI THỊ XÃ CỬA LÒ TỈNH NGHỆ AN là hết sức cần thiết Đề tài được thực hiện nhằm góp phần đa dạng hóa các phương pháp xử lý Asen trong 3 nước, đồng thời giảm thiểu tác hại của Asen và cung cấp nguồn nước sạch, an toàn cho người dân 3 Mục tiêu... nhiễm Asen tới sức khỏe cộng đồng Đề xuất ứng dụng công nghệ tiên tiến xử lý Asen trong nước dưới đất đảm bảo cung cấp nước sạch an toàn cho người tiêu dùng cũng chính là bảo vệ sức khỏe cộng đồng 4 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu Nghiên cứu ứng dụng công nghệ xử lý Asen áp dụng thực tế và khảo sát đánh giá hiệu quả của công nghệ Chọn Thị xã Cửa Lò, tỉnh Nghệ An nơi có trạm cấp nước có nguồn nước từ nước. .. nguồn nước 63 3.3.4.1 Nguồn nước mặt 63 3.3.4.2 Nguồn nước dưới đất 63 viii 3.3.5 Quản lý và bảo vệ bền vững tài nguyên nước dưới đất 64 3.3.6 Biện pháp quản lý và bảo vệ tài nguyên nước dưới đất 65 CHƯƠNG 4 ĐỀ XUẤT ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ TIÊN TIẾN XỬ LÝ ASEN TRONG NƯỚC DƯỚI ĐẤT 71 4.1 NGHIÊN CỨU CÁC CÔNG NGHỆ XỬ LÝ ASEN ĐƯỢC ÁP DỤNG 71 4.1.1 Công. .. 71 4.1.1 Công nghệ xử lý nước ngầm nhiễm Asen được áp dụng ở xã Tân Long, huyện Thanh Bình, tỉnh Đồng Tháp 71 4.1.2 Công nghệ xử lý nước ngầm nhiễm Asen khu vực đồng bằng Bắc Bộ 72 4.1.3 Công nghệ xử lý Asen ở vùng châu thổ sông Hồng 73 4.1.4 Công nghệ xử lý Asen tại Tây Ninh 74 4.2 MỘT SỐ MÔ HÌNH CÔNG NGHỆ XỬ LÝ ASEN 75 4.2.1 Mô hình thiết bị định lượng và ngăn phản ứng 75 4.2.2... 2.2 TRỮ LƯỢNG TIỀM NĂNG NƯỚC DƯỚI ĐẤT TẠI THỊ XÃ CỬA LÒ TỈNH NGHỆ AN 40 2.2.1 Nguồn nước dưới đất 40 2.2.2 Trữ lượng khai thác nước dưới đất 42 2.3 TÍNH CHẤT NƯỚC NGẦM Ở THỊ XÃ CỬA LÒ TỈNH NGHỆ AN 43 2.3.1 Tầng chứa nước lỗ hổng các trầm tích Holocen (qh) 44 2.3.2 Tầng chứa nước lỗ hổng các trầm tích Pleistocen (qp) 45 2.3.3 Tầng chứa nước khe nứt trầm tích Trias... nhiễm Asen 5 Nội dung nghiên cứu Thu thập khảo sát các số liệu về diện tích, dân số, số giếng nước, phân bố dân cư của Thị Xã Khái quát và đánh giá ảnh hưởng của Asen Phân vùng chất lượng nước ngầm khu vực nghiên cứu, làm cơ sở cho công tác khai thác và sử dụng nguồn tài nguyên này Nghiên cứu các yếu tố có liên quan tới việc áp dụng công nghệ xử lý tại địa phương Đề xuất công nghệ cho việc khử Asen trong. .. phù hợp cho việc chế tạo thiết bị 7 Ý nghĩa Khoa học và thực tiễn 5 Đề tài có thể ứng dụng vào thực tế để xử lý nước trong sinh hoạt cho các hộ dân và qua nghiên cứu qui trình công nghệ đã đề xuất tiến tới xây dựng mô hình xử lý Asen với công suất 50 m3/ngày tại Cửa Lò Đề tài tiến hành đánh giá hàm lượng Asen trên địa bàn nghiên cứu, từ đó thu thập được các số liệu về những vị trí ô nhiễm Asen Từ những... 1.5.3.2 Vật liệu hấp phụ xử lý Asen 27 1.5.3.3 Vật liệu hấp thụ xử lý Asen 30 CHƯƠNG 2 TIỀM NĂNG NƯỚC DƯỚI ĐẤT KHU VỰC THỊ XÃ CỬA LÒ TỈNH NGHỆ AN 31 2.1 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ THỊ XÃ CỬA LÒ TỈNH NGHỆ AN 31 2.1.1 Lịch sử hình thành 31 2.1.2 Điều kiện tự nhiên và xã hội 33 2.1.2.1 Diện tích và dân số 33 2.1.2.2 Vị trí địa lý 34 2.1.2.3... THÁC NƯỚC QUÁ MỨC GÂY RA 48 2.4.1 Nước dưới đất bị khai thác quá mức 48 2.4.2 Chất lượng nước dưới đất bị biến đổi 49 CHƯƠNG 3 KHAI THÁC BỀN VỮNG TÀI NGUYÊN NƯỚC DƯỚI ĐẤT 52 3.1 HIỆN TRẠNG KHAI THÁC NƯỚC DƯỚI ĐẤT 52 3.1.1 Khai thác sử dụng nước ăn uống - sinh hoạt nông thôn 52 3.1.2 Khai thác sử dụng nước ăn uống sinh hoạt đô thị 53 3.1.3 Khai thác sử dụng nước cho sản... xuất công nghiệp 55 3.2 ĐỊNH HƯỚNG KHAI THÁC NƯỚC DƯỚI ĐẤT 56 3.2.1 Phương hướng, mục tiêu khai thác sử dụng nước dưới đất 56 3.2.2 Giải pháp kĩ thuật, công nghệ và qui mô công trình 59 3.3 KHAI THÁC BỀN VỮNG NƯỚC DƯỚI ĐẤT 60 3.3.1 Mục tiêu khai thác, sử dụng nước dưới đất 60 3.3.2 Mục tiêu bảo vệ nước dưới đất 61 3.3.3 Phân vùng quy hoạch khai thác nước dưới đất . khi dùng cho sinh hoạt và ăn uống. Tiến hành “NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ TIÊN TIẾN XỬ LÝ ASEN TRONG NƯỚC DƯỚI ĐẤT CUNG CẤP NƯỚC SẠCH CHO SINH HOẠT TẠI THỊ XÃ CỬA LÒ TỈNH NGHỆ AN là hết. ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP. HCM NGUYỄN PHƯỚC HÒA NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ TIÊN TIẾN XỬ LÝ ASEN TRONG NƯỚC DƯỚI ĐẤT CUNG CẤP NƯỚC SẠCH CHO SINH HOẠT TẠI THỊ XÃ CỬA LÒ TỈNH NGHỆ AN . HỌC CÔNG NGHỆ TP. HCM NGUYỄN PHƯỚC HÒA NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ TIÊN TIẾN XỬ LÝ ASEN TRONG NƯỚC DƯỚI ĐẤT CUNG CẤP NƯỚC SẠCH CHO SINH HOẠT TẠI THỊ XÃ CỬA LÒ TỈNH NGHỆ AN