đánh giá mức độ ô nhiễm kim loại nặng trong nước sông sài gòn

Vì lý do trên, chúng tôi đã quyết định thực hiện đề tài “Đánh giá mức độ ô nhiễm kim loại nặng trong nước sông Sài Gòn”, nhằm đánh giá đúng mức độ ô nhiễm hiện nay trên con sông đang là

THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

ĐỀ TÀI NCKH CẤP SINH VIÊN

ĐÁNH GIÁ MỨC ĐỘ Ô NHIỄM KIM LOẠI NẶNG

TRONG NƯỚC SÔNG SÀI GÒN

MÃ SỐ: SV70 - 2008

S 0 9

S KC 0 0 2 4 8 8

KHOA: CÔNG NGHỆ HÓA – THỰC PHẨM

BỘ MÔN: CÔNG NGHỆ MÔI TRƯỜNG



ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CẤP SINH VIÊN

ĐỀ TÀI:

ĐÁNH GIÁ MỨC ĐỘ Ô NHIỄM KIM LOẠI NẶNG

TRONG NƯỚC SÔNG SÀI GÒN

MÃ SỐ ĐỀ TÀI: SV 70 – 2008

GVHD: TS NGUYỄN VĂN SỨC

TP.HCM – 12/2009

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN:

LỜI NÓI ĐẦU

Nước là nguồn tài nguyên vô cùng quan trọng cho tất cả các sinh vật trên trái đất Nếu không có nước thì chắc chắn không có sự sống xuất hiện trên quả đất, thiếu nước thì cả nền văn minh hiện nay cũng không tồn tại được

Nước giữ cho khí hậu tương đối ổn định và pha loãng các yếu tố gây ô nhiễm môi trường, nó còn là thành phần cấu tạo chính yếu trong cơ thể sinh vật, chiếm từ 50 – 97% trọng lượng của cơ thể Nước là nguồn cung cấp thực phẩm và nguyên liệu công nghiệp dồi dào, nước rất quan trọng trong nông nghiệp, công nghiệp, trong sinh hoạt, thể thao, giải trí và cho rất nhiều hoạt động khác của con người Ngoài ra, nước còn được coi là một khoáng sản đặc biệt vì nó tàng trữ một nguồn năng lượng lớn và lại hòa tan nhiều vật chất có thể khai thác phục vụ cho nhu cầu nhiều mặt của con người

Tài nguyên nước rất dồi dào và trong chu trình tự nhiên của nước nó có khả năng tái tạo, nếu sử dụng khôn khéo và quy hoạch thận trọng thì nó mãi mãi tồn tại và phục vụ lợi ích cho con người Nhưng hiện nay vấn đề nước ngọt trở nên bức bách, sự tái sinh nước ngọt không kịp đáp ứng nhu cầu của con người ở nhiều nơi trên thế giới nhất là vùng đông dân cư và đô thị lớn Đây là vấn đề hết sức quan trọng và cấp bách đang đe dọa cuộc sống của con người cũng như các sinh vật

Việt Nam có nguồn nước ngọt rất dồi dào, lượng nước bình quân cho mỗi người là khoảng 17.000 m 3 /người/năm Trong những năm gần đây, nhu cầu nước sử dụng cho công nghiệp và sinh hoạt không ngừng tăng lên theo đà phát triển của công nghiệp, sự gia tăng dân số, mức sống của người dân không ngừng được nâng cao và sự phát triển của các đô thị Do vậy mà hiện nay tình trạng ô nhiễm đã xảy ra ở nhiều nơi với các mức độ nghiêm trọng khác nhau, đặc biệt là các sông lớn như Sông Hồng, Sông Sài Gòn, Sông Đồng Nai,

Vì lý do trên, chúng tôi đã quyết định thực hiện đề tài “Đánh giá mức độ ô nhiễm kim loại nặng trong nước sông Sài Gòn”, nhằm đánh giá đúng mức độ ô nhiễm hiện nay trên con sông đang là nguồn cung cấp nước sinh hoạt chính cho TP.Hồ Chí Minh, thành phố có số dân đông nhất nước

Trong quá trình làm bài báo cáo này, nhóm đã nhận được sự giúp đỡ rất nhiều từ thầy Nguyễn Văn Sức, trưởng khoa Công nghệ hóa – thực phẩm, và cô Lê Thị Bạch Huệ, giáo viên quản lý phòng thí nghiệm bộ môn môi trường

Trong quá trình làm bài chắc chắn sẽ không tránh khỏi các sai sót, chúng tôi mong sẽ nhận được sự thông cảm, chỉ dẫn và góp ý của các thầy cô

Xin chân thành cảm ơn các thầy cô!

TP Hồ Chí Minh, ngày 10 tháng 12 năm 2009

Tập thể nhóm

MỤC LỤC

1.PHẦN TỔNG QUAN: 5

1.1 VAI TRÒ CỦA SÔNG SÀI GÒN: 5

1.2 HIỆN TRẠNG Ô NHIỄM NƯỚC Ở TP.HỒ CHÍ MINH: 6

1.3 TÌNH HÌNH Ô NHIỄM Ở SÔNG SÀI GÒN: 7

2 MỤC ĐÍCH CỦA ĐỀ TÀI: 10

3 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU: 11

3.1 ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU: 11

3.2 PHẠM VI NGHIÊN CỨU: 11

4 TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ MỨC ĐỘ Ô NHIẾM TRÊN SÔNG SÀI GÒN: 11

5 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU: 11

5.1 PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ SỐ LIỆU THỐNG KÊ:: 11

5.2 PHƯƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM: 13

6 CÁC THÔNG SỐ CHỈ THỊ ĐỂ ĐÁNH GIÁ NGUỒN NƯỚC: 15

6.1 pH: 15

6.2 SS (solidsolved - chất rắn lơ lửng): 15

6.3 DO ( dyssolvedoxygen- oxy hòa tan trong nước): 16

6.4 COD (Chemicaloxy demand- nhu cầu oxy hóa học) 16

6.5 BOD (Biochemicaloxygen demand: nhu cầu oxy sinh hóa) 16

6.6 AMONIAC: 17

6.7 NITRAT (NO3-) 17

6.8 PHOTPHAT (PO43-): 17

6.9 CLORUA (Cl-): 17

6.10 COLIFORM: 18

6.11 KIM LOẠI NẶNG: 18

7 ẢNH HƯỞNG CỦA KIM LOẠI NẶNG TRONG NƯỚC: 18

7.1 CHÌ (Pb): 19

7.2 CADIMI (Cd): 21

7.3 ĐỒNG (Cu): 21

7.4 KIM LOẠI NẶNG KHÁC: 22

8 NGUỒN GỐC Ô NHIỄM KIM LOẠI NẶNG TRONG NƯỚC: 22

8.1 CHÌ (Pb): 22

8.2 CADIMI (Cd): 25

8.3 THỦY NGÂN (Hg): 25

9 THỰC NGHIỆM: 26

9.1 HÓA CHẤT, DỤNG CỤ VÀ THIẾT BỊ: 26

9.1.1 Hóa chất: 26

9.1.2 Dụng cụ: 26

9.1.3 Thiết bị: 27

9.2 LẤY MẪU : 27

9.3 CÁCH XỬ LÝ MẪU XÁC ĐỊNH Pb2+ ,Cd2+ TRONG MẪU NƯỚC VÀ TRONG CHẤT RẮN LƠ LỬNG: 27

9.3.1 Xác định Pb2+ ,Cd2+ trong mẫu nước: 28

9.3.2 Xác định Pb2+ ,Cd2+ trong chất rắn lơ lửng: 28

9.4 TIẾN HÀNH ĐO TRÊN MÁY CỰC PHỔ: 29

9.5 XÂY DỰNG ĐƯỜNG CHUẨN Pb2+ ,Cd2+: 29

9.5.1 Đường chuẩn Pb2+: 29

9.5.2 Đường chuẩn Cd2+: 30

9.6 PHÂN TÍCH HÀM LƯỢNG Pb2+, Cd2+ TRONG MẪU THỰC TẾ: 31

10 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ: 43

10.1 KẾT LUẬN: 43

10.2 KIẾN NGHỊ: 43

TÀI LIỆU THAM KHẢO: 56

PHỤ LỤC

BẢNG:

Bảng 1: Ô nhiễm kim loại nặng trong sông Sài Gòn năm 1996 9

Bảng 2: Kết quả thí nghiệm xây dựng đường chuẩn 10

Bảng 3: Kết quả thí nghiệm xây dựng đường chuẩn Cadimi 31

Bảng 4: Hàm lượng Pb 2+ , Cd 2+ trong mẫu nước tại khu chung cư 32

Bảng 5: Hàm lượng Pb 2+ , Cd 2+ trong mẫu chất rắn lơ lửng tại khu chung cư 33

Bảng 6: Hàm lượng Pb 2+ , Cd 2+ trong mẫu nước tại khu Thanh Đa 35

Bảng 7: Hàm lượng Pb 2+ , Cd 2+ trong mẫu chất rắn lơ lửng tại khu Thanh Đa 35

Bảng 8: Hàm lượng Pb 2+ , Cd 2+ trong mẫu nước tại khu Linh Đông – Thủ Đức 36

Bảng 9: Hàm lượng Pb 2+ , Cd 2+ trong mẫu chất rắn lơ lửng tại khu Linh Đông – Thủ Đức 37

Bảng 10:Các thông số, đặc điểm mẫu phân tích được lấy qua các tháng 12/08, 3/09, 6/09 tại các khu 44

Bảng 11: Bảng số liệu phân tích hàm lượng Pb 2+ , Cd 2+ trong mẫu tại các khu 51

Bảng12:Tiêu chuẩn Việt nam 5942-1995 54

HÌNH: Hình 1: Sông Sài Gòn đoạn qua trung tâm thành phố và bán đảo Thủ Thiêm 5

Hình 2: Nước thải ô nhiễm từ khu công nghiệp vào sông Sài Gòn 7

Hình 3: Kênh rạch tại thành phố bị ô nhiễm nặng 8

Hình 4: Tàu bè trên sông Sài Gòn 9

Hình 5: Cân bằng chì ở khu dân cư 20

Hình 6: Sự chuyển hóa của cadimi 21

Hình 7 : Giấy lọc Whatman 26

Hình 8: Máy đo độ đục – Tủ sấy – Bình hút ẩm 27

Hình 9: Đồ thị đường chuẩn chì 30

Hình 10: Đồ thị đường chuẩn Cd 32

Hình 11: Đồ thị hàm lượng Pb 2+ trong nước 33

Hình 12: Đồ thị hàm lượng Pb 2+ trong chất rắn lơ lửng 33

Hình 13: Đồ thị hàm lượng Cd 2+ trong nước 34

Hình 14: Đồ thị hàm lượng Cd 2+ trong chất rắn lơ lửng 34

Hình 15 : Đồ thị thể hiện mối quan hệ giữa hàm lượng chì trong mẫu nước và trong chất rắn lơ lửng tại khu Chung cư 35 Hình 16: Đồ thị hàm lượng Pb 2+ trong nước 35 Hình 17: Đồ thị hàm lượng Pb 2+

trong chất rắn lơ lửng 36 Hình 18: Đồ thị thể hiện mối quan hệ giữa hàm lượng chì trong mẫu nước và trong chất rắn lơ lửng tại khu Thanh Đa 37 Hình 19: Đồ thị hàm lượng Pb 2+

trong nước 37 Hình 20: Đồ thị hàm lượng Pb 2+ trong chất rắn lơ lửng 38 Hình 21: Đồ thị thể hiện mối quan hệ giữa hàm lượng chì trong mẫu nước và trong chất rắn lơ lửng tại khu Linh Đông – Thủ Đức 38 Hình 22: Đồ thị hàm lượng Pb 2+ trong nước tháng 12 38 Hình 23: Đồ thị hàm lượng Cd 2+

trong nước tháng 12 39 Hình 24: Đồ thị hàm lượng Pb 2+ trong chất rắn lơ lửng tháng 12 39 Hình 25: Đồ thị hàm lượng Cd 2+ trong chất rắn lơ lửng tháng 12 39 Hình 26: Đồ thị hàm lượng Pb 2+

trong nước tháng 3 40 Hình 27: Đồ thị hàm lượng Pb 2+ trong chất rắn lơ lửng tháng 3 40 Hình 28: Đồ thị hàm lượng Pb 2+ trong nước tháng 6 40 Hình 29: Đồ thị hàm lượng Pb 2+

trong chất rắn lơ lửng tháng 6 41 Hình 30: Đồ thị hàm lượng chì trên sông sài gòn tháng 12,3,6 41

1.PHẦN TỔNG QUAN:

1.1 VAI TRÒ CỦA SÔNG SÀI GÒN:

Hình 1: Sông Sài Gòn đoạn qua trung tâm thành phố và bán đảo Thủ Thiêm

Sông Sài Gòn bắt nguồn từ các suối Tonle Chàm, rạch Chàm ở biên giới Việt Nam – Campuchia (địa phận huyện Lộc Ninh, tỉnh Bình Phước) chảy vào hồ Dầu Tiếng, sau đó làm thành ranh giới tự nhiên giữa các tỉnh Tây Ninh – Bình Dương và Bình Dương – TP.Hồ Chí Minh, qua trung tâm TP.Hồ Chí Minh rồi hợp lưu với sông Đồng Nai tại Nam Cát Lái (Ngã ba Đèn Đỏ) Đây là một lưu vực rộng khoảng 4.717 km2 với tổng chiều dài gần 110km đi qua các tỉnh Tây Ninh, một phần Bình Dương, và chiếm một phần lớn đất của TP.Hồ Chí Minh Sông Sài Gòn có lưu lượng trung bình vào khoảng 54 m³/s, bề rộng tại thành phố khoảng 225 m đến 370 m, độ sâu tới 20 m Sông Sài Gòn có vai trò quan trọng trong quá trình phát triển kinh tế - xã hội của TP.Hồ Chí Minh và các tỉnh trên lưu vực: tưới tiêu nông nghiệp, nuôi trồng thủy sản, vận chuyển thủy, du lịch sông nước nhưng quan trọng nhất, sông Sài Gòn là nguồn cấp nước thô cho các nhà máy cấp nước (Nhà máy Nước Tân Hiệp, công suất 300.000

m3/ngày, đêm) phục vụ cho nhu cầu sinh hoạt và công nghiệp trên lưu vực Ngoài ra,

nó còn tạo cảnh quan thiên nhiên sông nước đặc trưng cho TP.Hồ Chí Minh

Bên cạnh đó, sông Sài Gòn còn là ngồn cung cấp nước sinh hoạt quan trọng nhất cho hơn 10 triệu dân trong lưu vực Nhu cầu sử dụng nước sạch của TP.Hồ Chí Minh khoảng 2,5 triệu m3/ngày, trong đó nguồn nước nguyên liệu cung cấp cho các nhà máy lọc nước, chủ yếu của thành phố, là khai thác từ nước mặt của các sông Sài Gòn, sông Đồng Nai với tổng khối lượng khoảng từ 800.000 – 1.000.000m3/ngày, còn lại khai

thác từ nước ngầm khoảng trên 530.000m3/ngày và từ 120.000 giếng ngầm có quy mô nhỏ khác

Ngoài các con sông chính, TP.Hồ Chí Minh còn có một hệ thống kênh rạch chằng chịt: Láng The, Bàu Nông, rạch Tra, Bến Cát, An Hạ, Tham Lương, Cầu Bông, Nhiêu Lộc-Thị Nghè, Bến Nghé, Lò Gốm, Kênh Tẻ, Tàu Hũ, Kênh Ðôi Hệ thống sông, kênh rạch giúp TP.Hồ Chí Minh trong việc tưới tiêu, nhưng do chịu ảnh hưởng dao động triều bán nhật của biển Ðông, thủy triều thâm nhập sâu đã gây nên những tác động xấu tới sản xuất nông nghiệp và hạn chế việc tiêu thoát nước ở khu vực nội thành

1.2 HIỆN TRẠNG Ô NHIỄM NƯỚC Ở TP.HỒ CHÍ MINH:

Hiện nay, TP.Hồ Chí Minh đang phải đối mặt với tình trạng ô nhiễm toàn diện và ở mức báo động nhất nước Trong đó, ô nhiễm nguồn nước trên địa bàn thành phố được đánh giá là nghiêm trọng nhất

TP.Hồ Chí Minh đang phải đối mặt với hiện tượng nước thải công nghiệp chưa qua

xử lý đã xả thẳng ra hệ thống sông ngòi gây ô nhiễm nguồn nước mặt cũng như nước ngầm một cách nghiêm trọng, làm ảnh hưởng tới đời sống sinh hoạt của người dân Theo kết quả điều tra mới nhất của Bộ Khoa học và Công nghệ thì TP.Hồ Chí Minh mới có hai trong số 11 KCN và khu chế xuất (KCX) có nhà máy xử lý nước thải.KCN Bình Chiểu hiện có 20 nhà máy đã đi vào hoạt động nhưng chỉ có ba nhà máy có hệ thống xử lý nước thải; KCN Lê Minh Xuân có 60 nhà máy đang hoạt động, mỗi ngày thải ra 1.400 m3

nước thải mà chỉ có một phần nhỏ được xử lý qua hệ thống riêng của một số nhà máy, còn thì đều thải thẳng ra sông, rạch

Do vậy mà tại TP.Hồ Chí Minh đang diễn ra tình trạng nhiều hộ dân phải dùng nguồn nước ô nhiễm không đạt chỉ tiêu vi sinh

Toàn thành phố hiện có khoảng 15% số hộ dân phải dùng nước giếng khoan Trong

đó, các mẫu nước giếng lấy tại các quận vùng ven như quận 12, Hóc Môn, Bình Chánh, Củ Chi cho thấy tỷ lệ mẫu nước không đạt về hóa lý chiếm hơn 60%, trong đó

có những mẫu nhiễm sắt, mangan cao vượt mức cho phép, tỷ lệ mẫu nước không đạt

về vi sinh chiếm 55% Ở những trạm cấp nước tập trung trên 500 dân tại các quận, huyện vùng ven có gần 30% số mẫu không đạt về vi sinh, nhiễm Coliforms, E Coli, Coliforms Feacal

Trong năm 2008, chất lượng nước máy của TP.Hồ Chí Minh có khoảng 5% số mẫu thử chưa ổn định về độ pH, sắt tổng cộng, độ màu, độ đục vượt tiêu chuẩn cho phép Các quận, huyện ở cuối nguồn nước có độ clo dư thấp Về vi sinh vẫn còn những mẫu không đạt do bị nhiễm Coliforms, E Coli, Coliforms Feacal, những chất có thể gây rối loạn tiêu hóa

1.3 TÌNH HÌNH Ô NHIỄM Ở SÔNG SÀI GÒN:

Chưa bao giờ sông Sài Gòn được quan tâm nhiều như hiện nay bởi những diễn biến ngày càng xấu về chất lượng nước của dòng sông đe dọa nghiêm trọng đến đời sống xã hội và trước hết đe dọa trực tiếp về nhu cầu cấp nước cho thành phố và đe dọa nghiêm trọng cho sự phát triển kinh tế - xã hội bền vững của TP.Hồ Chí Minh, tỉnh Tây Ninh và Bình Dương trên lưu vực sông Sài Gòn Một sự cố gây ô nhiễm ở Tây Ninh, Bình Dương (thượng lưu) có thể

dễ dàng lan toả tới TP.Hồ Chí Minh (hạ lưu)

Hàng ngày, sông Sài Gòn phải gánh chịu trên 1 triệu mét khối nước thải sinh hoạt, gần 400.000m3 nước thải từ các cơ sở công nghiệp, 20.000m3 nuớc thải y tế và khoảng 5.000 tấn rác sinh hoạt thải trực tiếp xuống sông làm cho nguồn nước mặt của các sông Sài Gòn bị ô nhiễm nghiêm trọng

Hình 2: Nước thải ô nhiễm từ khu công nghiệp vào sông Sài Gòn

Trên địa bàn tỉnh Bình Dương có 11 khu công nghiệp xả nước thải vào lưu vực sông Sài Gòn, khối lượng nước thải mỗi khu ít nhất là 1.200m3/ngày và nhiều nhất là 5.600m3 nước thải/ngày Còn đối với TP.Hồ Chí Minh, số liệu về khối lượng nước thải công nghiệp thải vào lưu vực sông Sài Gòn không được công bố nhưng con số thực tế có thể là 250.000m3/ngày đêm Các cơ sở sản xuất nằm ngoài các khu công nghiệp cũng thải vào lưu vực sông Sài Gòn 45.000m3

/ngày

Theo báo cáo của các cơ quan chức năng, mỗi ngày TP Hồ Chí Minh xả trực tiếp khoảng 237 tấn chất thải sinh hoạt và hàng tấn hóa chất độc hại chưa qua xử lý xuống dòng sông Sài Gòn, gây ô nhiễm nghiêm trọng

Bên cạnh, các dòng sông lớn cung cấp nước sinh hoạt cho hàng chục triệu con người bị ô nhiễm, các dòng kênh trong nội thành cũng không thoát khỏi số phận tương

tự

Các kênh rạch đang bị ô nhiễm nặng nề như kênh Tấn Hoá - Lò Gốm, kênh Tham Lương - Vàm Thuật, kênh Đôi - Tẻ; kênh tiêu Ba Bò - Thủ Đức, Suối Cái - Xuân Trường, Rạch Bến Cát, hệ thống kênh Thầy Cai - An Hạ Nguyên nhân ô nhiễm nguồn nước ở đây là do các vùng này đang có tốc độ đô thị hoá và công nghiệp hoá nhanh chóng, lắp đặt dây chuyền sản xuất có công nghệ, thiết bị lạc hậu, lại không chú

ý đến việc xử lý nước thải

Hệ thống kênh rạch của thành phố mỗi ngày bị đầu độc bởi sơ sơ có 40 tấn rác thải các loại và 70.000m3 nước thải công nghiệp (vài năm trước số liệu này là 200.000m3) chưa qua xử lý

Hình 3: Kênh rạch tại thành phố bị ô nhiễm nặng

Theo Phòng Tài nguyên Môi trường huyện Bình Chánh, trong hệ thống 72 tuyến kênh trên địa bàn huyện đến nay không còn bất cứ dòng kênh nào mà không bị ô nhiễm nặng Hậu quả này cũng dễ hiểu khi có đến hơn 1.000 cơ sở sản xuất trong vài năm qua hàng ngày đua nhau xả thải xuống hệ thống kênh này Chỉ có khoảng 22 trong số gần 1.000 cơ sở sản xuất có trang bị hệ thống xử lý nước thải

Nguyên nhân: do nhiều nguyên nhân nhưng chủ yếu là do con người:

- Hoạt động công nghiệp, nuôi trồng thuỷ sản, phát triển đô thị được các nhà khoa học xem là nguyên nhân chính gây ô nhiễm

- Ba ngành công nghiệp đang gây ô nhiễm với tỷ lệ ô nhiễm cao nhất là: sản xuất đồ

công nghiệp: sản xuất trang phục, sơ chế và nhuộm da, lông thú, sản xuất giấy, gỗ, kim loại, va li, túi xách và sản xuất các sản phẩm từ cao su, nhựa Thủ phạm chính là công nghiệp hóa chất

- Tuy nhiên trước hết, phải nói đến ý thức của nhiều chủ doanh nghiệp và chủ đầu tư phát triển hạ tầng KCN Các chủ doanh nghiệp khi đầu tư vào KCN thì chỉ chú trọng các hạng mục đầu tư cho sản xuất, còn hạng mục xử lý chất thải nói chung và xử lý nước thải riêng thì thường bị gác lại Thậm chí không ít nhà máy đã xây dựng hệ thống xử lý nước thải nhưng lại không vận hành hoặc vận hành rất hạn chế để giảm chi phí sản xuất Còn các chủ đầu tư phát triển hạ tầng KCN thì chỉ bắt đầu xây dựng nhà máy xử lý nước thải trung tâm khi đã lấp đầy 50 – 70% diện tích đất công nghiệp,

mà lẽ ra phải thực hiện ngày từ đầu cùng với các công trình giao thông, cấp nước, thoát nước…

- Nhưng nguyên nhân chính phải kể đến là do ngại tốn kém trong đầu tư Để có một nhà máy xử lý nước thải công suất 3.000 m3/ngày như KCN Tân Thuận phải tốn tới 5 triệu USD! Đã vậy, ở các KCN chậm thu hút đầu tư, nước thải từ các nhà máy trong khu còn quá thấp so với công suất thiết kế của nhà máy xử lý nước thải, dẫn đến vận hành tốn kém mà chậm thu hồi vốn, điều đó cũng làm các nhà đầu tư ngần ngại

- Tàu bè hoạt động dày đặc trên sông là một trong những nguyên nhân gây ô nhiễm sông Sài Gòn

Hình 4: Tàu bè trên sông Sài Gòn

- 8/9 mẫu nước nguồn ở các sông Sài Gòn ô nhiễm nặng Kết quả phân tích chất lượng nước từ năm 2000 đến nay cho thấy, ô nhiễm chủ yếu là ô nhiễm chất hữu cơ nặng, đặc biệt là ô nhiễm dầu (DO) và vi sinh (Coliform), vi sinh… Ngoài ra, một số nơi đã có dấu hiệu ô nhiễm kim loại nặng như sắt, amoniac, magnesium

- Một số chỉ tiêu nước mặt đo được trong tháng 5 và tháng 6/2007 tại sông Sài Gòn vượt quá tiêu chuẩn cho phép, tăng đột biến, thậm chí có chỉ tiêu tăng đến vài chục lần

so với hai năm trước Cụ thể độ đục trong nước tăng gấp 5 lần, ammonia (NH3) cao gấp 40 lần, nồng độ coliform tăng 30 lần, nồng độ mangan (Mn) đã tăng 4 lần, vượt tiêu chuẩn chất lượng nước mặt sử dụng cho mục đích sinh hoạt Đây là một chất cùng với sắt (Fe) gây đục cho nước Chúng không những làm mất vẻ mỹ quan của môi trường nước, gây mùi khó chịu mà còn ảnh hưởng đến độ cứng của nước và duy trì sự phát triển của một số vi khuẩn trong hệ thống phân phối nước - làm tắc đường ống nước Ngoài ra, Chi cục Bảo vệ môi trường TP còn phát hiện kim loại nặng (đồng) sắp vượt ngưỡng cho phép (nồng độ phát hiện trong nước năm 2007 là 0,094 so với mức cho phép là 0,1mg/lít) cũng đang là vấn đề đáng lo ngại với chất lượng nguồn nước cấp Vì hầu hết qui trình của nhà máy cấp nước không xử lý kim loại nặng

- Hiện nay, mức độ ô nhiễm trên sông Sài Gòn tiếp tục diễn biến phức tạp Qua tổng hợp các số liệu và kết quả nghiên cứu đến tháng 5-2008 cho thấy độ pH sông thấp và dao động thất thường; độ đục, mangan (Mn), coliform (gây bệnh đường ruột), amoniac vẫn còn cao hơn tiêu chuẩn cho phép nhiều lần ô nhiễm vi sinh cũng vượt 3 – 168 lần tiêu chuẩn cho phép

2 MỤC ĐÍCH CỦA ĐỀ TÀI

Với tình hình ô nhiễm của các sông ở thành phố nói chung, sông Sài Gòn nói riêng

và ảnh hưởng của nó đến sức khỏe của con người như đã nói ở trên thì trong đó ô nhiễm kim loại nặng là viêc rất quan trọng vì thế việc đánh giá tình hình ô nhiễm kim loại nặng trong nước sông là rất cần thiết để từ đócác cơ quan chức năng có thể dựa vào đó để đánh giá mức độ ô nhiễm nguồn nước, tìm ra nguyên nhân và biện pháp khắc phục chất lượng nước cho phù hợp với từng mục đích sử dụng

Tìm hiểu về nguồn gốc ô nhiễm kim loại nặng trong nước, ảnh hưởng kim loại nặng đến sức khỏe con người

Tìm hiểu các chỉ tiêu đánh giá ô nhiễm nước

Xác định được hàm lượng Pb2+ , Cd2+ trong mẫu nước thực tế

3 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU:

3.1 ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU:

- Ion Pb2+

- Ion Cd2+

3.2 PHẠM VI NGHIÊN CỨU:

- Mẫu nước được lấy tại nhiều vị trí trên sông Sài Gòn

- Đề tài được thực hiện tại phòng thí nghiệm Công Nghệ Môi Trường (phòng B211) trường ĐH.SPKT TP.Hồ Chí Minh

lí môi trường- TS Đỗ Hồng Lan Chi, 04 - 05

+ Điều tra xây dựng hệ thống danh mục và tính toán tải lượng ô nhiễm của các nguồn

ô nhiễm chính trên sông Sài Gòn- Đồng Nai - Lâm Minh Triết -1996

+ Nghiên cứu xây dựng quy định về khai thác, sử dụng và bảo vệ hợp lí nguồn nước sông Sài Gòn- Đồng Nai - Lâm Minh Triết - 2002

5 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU:

5.1 PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ SỐ LIỆU THỐNG KÊ:

- Đây là việc cần thiết trong thu thập số liệu và xử lý số liệu nhằm tăng độ chính xác

Phương pháp này dùng để thống kê với độ chính xác 95% phân tích số liệu Trong phương pháp này sử dụng phần mềm tính toán Excel hay máy tính bỏ túi

+ Giá trị trung bình cộng:

Giả sử ta tiến hành đo một mẫu với n lần đo cho n kết quả riêng biệt Xi: X1,X2,X3 Giá trị trung bình cộng sẽ là :

𝑋 = 𝑋𝑖

𝑛 𝑖=1 𝑛

Là giá trị gần đúng với giá trị thực của đại lượng cần đo với xác suất cao nhất trong số các giá trị đo được

+ Phương sai (S 2 ) và sai số bình phương trung bình:

Phương sai của phép đo phản ánh độ phân tán của kết quả đo được đánh giá bằng:

S2 = 𝑋𝑖−𝑋

2 𝑛

𝑖=1 𝑘

k là số bậc tự do Nếu chỉ có một đại lượng cần đo X thì k = n - 1

Giá trị căn bậc hai của phương sai gọi là sai số bình phương trung bình cộng của từng phép xác định riêng rẽ hay còn gọi là độ lệch tiêu chuẩn (S)

S = 𝑋𝑖−𝑋

2 𝑛

𝑖=1 𝑘

+ Độ lệch tiêu chuẩn của giá trị trung bình cộng: (𝑆𝑋)

Ta có thể xác định được biên giới tin cậy tức là độ chính xác của kết quả phân tích như sau:

𝜖 = ± 𝑆𝑋 t Hay µ = 𝑋 ± 𝑆𝑋 t

t : là độ tin cậy, giá trị t sẽ xác định được bằng cách tra bảng với một xác xuất đã chọn (thường là p =95% và bậc tự do k = n -1)

5.2 PHƯƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM:

+ Phương pháp hấp thụ nguyên tử:

Phương pháp này dựa vào sự tỷ lệ của hàm lượng kim loại phân tích với cường độ ánh sáng bị hấp thụ bởi các nguyên tử của kim loại phân tích khi chiếu qua đám mây nguyên tử

Tuỳ thuộc vào nguyên tố hoăc hàm lượng kim loại là lớn hay nhỏ mà có thể sử dụng một trong bốn phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử sau:

 Phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử ngọn lửa:

Ở đây mẫu được phun vào ngọn lửa và được nguyên tử hóa Chùm tia sáng được chiếu qua ngọn lửa vào bộ đơn sắc, sau đó đi qua bộ cảm biến Tại đây phần ánh sáng

bị hấp thụ bởi nguyên tố đã bị nguyên tử hóa trong ngọn lửa được xác định Vì mỗi kim loại có một bước sóng hấp thụ dặc trưng nên phương pháp có độ chon lọc cao Trong một khoảng nồng độ giới hạn phần năng lượng của bức xạ đăc trưng bị hấp thụ trong ngọn lửa tỷ lệ thuận với nồng độ của nguyên tố đó trong mẫu

 Phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử nhiệt điện - kỹ thuât lò Graphit:

Phương pháp này cho phép phân tích hầu hết các nguyên tố kim loại với độ nhạy cao

và giới phát hiện nhỏ hơn từ 20- 1000 lần so với phương pháp ngọn lửa mà không phải chiết mẫu Nhiều nguyên tố có thể xác định tới nồng độ nhỏ cỡ 1µg/l

 Phương pháp hóa hơi lạnh phân tích Hg:

Nguyên tắc: vô cơ hóa phần mẫu thử bằng kali permanganat và kali persulfat ở 950C

để chuyển hóa toàn bộ thủy ngân thành dạng Hg (II) Khử lượng dư chất oxy hóa bằng hydroxylamoni clorua và khử Hg(II) thành Hg kim loại bằng dung dịch SnCl2 hoặc NaBH4 Lôi cuốn Hg bằng dòng khí ở nhiệt độ thường và nồng độ Hg ở trạng thái hơi xác định bằng quang phổ hấp thụ nguyên tử không ngọn lửa ở bước sóng 253,7nm

 Phương pháp hydride hóa phân tích As, Se:

Ở nhiệt độ phòng và trong môi trường axit, pH ≤ 1, axit asenic - As (V) dưới tác dụng của thuốc thử natri Borohydrua (NaBH4) bị oxy hóa chậm thành As (III) và sau đó nhanh chóng chuyển thành asenic Dùng dòng khí Argon hoặc khí Nito để đuổi khí

Asenic ra khỏi dung dịch, đưa vào cuvet thạch anh ở 9000C Ở đây asenhydrua bị nguyên tử hóa và đo bằng máy hấp thụ nguyên tử ở bước sóng 193,7nm

+ Phương pháp cực phổ:

-Cực phổ sóng vuông

- Các phương pháp cực phổ xung

- Phương pháp Vol – Ampe hòa tan:

Trong phương pháp Von – Ampe hòa tan, người ta dùng bộ thiết bị gồm một máy cực phổ tự ghi, và một bình điện phân cho hệ ba điện cực: cực làm việc là cực giọt thủy ngân tĩnh hoặc cực rắn đĩa, cực so sánh có thế không đổi thường là cực calomen hoặc cực bạc Clorua có bề mặt lớn và điện cực trợ phụ Pt Một luồng khí trơ (N2, Ar, ) được dẫn vào dung dịch phân tích để loại Oxy hòa tan

Quy trình chung của một phương pháp điện hóa gồm 3 giai đoạn:

Điện phân làm giàu: khi điện phân làm giàu, người ta chọn thế điện phân thích hợp

và giữ không đổi trong suốt quá trình điện phân Dung dịch được khuấy trong suốt thời gian này Thời gian điện phân được chọn tùy thuộc vào nồng độ chất cần xác định trong dung dịch phân tích và kích thước của cực làm việc

Giai đoạn dừng: giai đoạn này có thời gian ngắn từ 15 – 60 giây Trong giai đoạn

này dung dịch được ngừng khuấy hoặc nếu điện cực quay thì ngừng quay Thế điện phân được giữ nguyên Giai đoạn này là cần thiết để kết tủa phân bố đều trên điện cực

Giai đoạn hòa tan kết tủa: hòa tan kết tủa làm giàu trên điện cực bằng cách phân

cực ngược và ghi đường Von – Ampe hòa tan Nếu điện phân là quá trình khử Catot ở thế không đổi Eđp thì khi hòa tan cho thế quét với tốc độ không đổi và đủ lớn (20 – 50 mV/sec) từ giá trị Eđp về các giá trị dương hơn Như vậy, trong trường hợp này các quá trình hòa tan là quá trình Anot và phương pháp phân tích được gọi là phương pháp phân tích Von – Ampe hòa tan anot (Anodic stripping voltametry) Trường hợp ngược lại, nếu điện phân là quá trình oxi hóa anot chất phân tích để kết tủa nó lên bề mặt cực, thì quá trình phân cực hòa tan là quá trình catot và sự xác định có tên gọi là Von – Ampe hòa tan catot (Catodic stripping voltametry)

Trên đường Von – Ampe hòa tan xuất hiện pic của chất cần xác định Cũng gần tương tự như sóng cực phổ dòng một chiều (cực phổ cổ điển) hoặc các đường cực phổ sóng vuông, cực phổ xung trong phương pháp Von – Ampe hòa tan thế ứng với cực

đại của pic Ecđ và chiều cao của pic (dòng hòa tan cực đại) Icđ tuy phụ thuộc vào nhiều yếu tố rất phức tạp nhưng trong các điều kiện tối ưu và giữ không đổi một số yếu tố, thì Ecđ đặc trưng cho bản chất chất phân tích và Icđ tỉ lệ thuận với nồng độ của nó trong dung dịch Đó là cơ sở cho phép phân tích định tính và định lượng vết các chất như trong các phương pháp phân tích cực phổ

Phân tích điện hóa hòa tan nói chung có khả năng xác định được lượng vết các nguyên tố đặc biệt là các ion kim loại

Phân tích điện hóa hòa tan là phương pháp có độ nhạy cao, nên khi nghiên cứu và tiến hành phân tích bằng các phương pháp này cần nắm vững những kỹ thuật cơ bản của lĩnh vực phân tích lượng vết

6 CÁC THÔNG SỐ CHỈ THỊ ĐỂ ĐÁNH GIÁ NGUỒN NƯỚC:

Vì thế việc xét nghiệm pH để hoàn chỉnh chất lượng nước cho phù hợp với yêu cầu

kỹ thuật cho từng khâu quản lý rất quan trọng, hơn nữa là đảm bảo được chất lượng cho người sử dụng

Khi chỉ số pH < 7 thì nước có môi trường axít; pH > 7 thì nước có môi trường kiềm, điều này thể hiện ảnh hưởng của hoá chất khi xâm nhập vào môi trường nước Giá trị

pH thấp hay cao đều có ảnh hưởng nguy hại đến thuỷ sinh

ảnh hưởng đến đời sống thuỷ sinh như cá, tôm Chất rắn lơ lửng có thể làm tắc nghẽn mang cá, cản trở sự hô hấp dẫn tới làm giảm khả năng sinh trưởng của cá, ngăn cản sự phát triển của trứng và ấu trùng

Phân biệt các chất rắn lơ lửng của nước để kiểm soát các hoạt động sinh học, đánh giá quá trình xử lý vật lý nước thải, đánh giá sự phù hợp của nước thải với tiêu chuẩn giới hạn cho phép

6.3 DO (dyssolvedoxygen - oxy hòa tan trong nước):

Oxy có mặt trong nước một mặt được hoà tan từ ôxy trong không khí, một mặt được sinh ra từ các phản ứng tổng hợp quang hoá của tảo và các thực vật sống trong nước Các yếu tố ảnh hưởng đến sự hoà tan ôxy vào nước là nhiệt độ, áp suất khí quyển, dòng chảy, địa điểm, địa hình Giá trị DO trong nước phụ thuộc vào tính chất vật lý, hoá học và các hoạt động sinh học xảy ra trong đó Phân tích DO cho ta đánh giá mức

độ ô nhiễm nước và kiểm tra quá trình xử lý nước thải

Các sông hồ có hàm lượng DO cao được coi là khoẻ mạnh và có nhiều loài sinh vật sống trong đó Khi DO trong nước thấp sẽ làm giảm khả năng sinh trưởng của động vật thuỷ sinh, thậm chí làm biến mất hoặc có thể gây chết một số loài nếu DO giảm đột ngột Nguyên nhân làm giảm DO trong nước là do việc xả nước thải công nghiệp, nước mưa tràn lôi kéo các chất thải nông nghiệp chứa nhiều chất hữu cơ, lá cây rụng vào nguồn tiếp nhận Vi sinh vật sử dụng ô xy để tiêu thụ các chất hữu cơ làm cho lượng ôxy giảm

6.4 COD (Chemicaloxy demand- nhu cầu oxy hóa học):

COD là lượng ô xy cần thiết cho quá trình ô xy hoá hoàn toàn các chất hữu cơ có trong nước thành CO2 và H2O

COD là tiêu chuẩn quan trọng để đánh giá mức độ ô nhiễm của nước (nước thải, nước mặt, nước sinh hoạt) vì nó cho biết hàm lượng chất hữu cơ có trong nước là bao nhiêu Hàm lượng COD trong nước cao thì chứng tỏ nguồn nước có nhiều chất hữu cơ gây ô nhiễm

6.5 BOD (Biochemicaloxygen demand: nhu cầu oxy sinh hóa)

BOD là lượng ôxy (thể hiện bằng gam hoặc miligam O2 theo đơn vị thể tích) cần cho vi sinh vật tiêu thụ để ô xy hoá sinh học các chất hữu cơ trong bóng tối ở điều kiện

tiêu chuẩn về nhiệt độ và thời gian Như vậy BOD phản ánh lượng các chất hữu cơ dễ

bị phân huỷ sinh học có trong mẫu nước

Thông số BOD có tầm quan trọng trong thực tế vì đó là cơ sở để thiết kế và vận hành trạm xử lý nước thải; giá trị BOD càng lớn có nghĩa là mức độ ô nhiễm hữu cơ càng cao.Vì giá trị của BOD phụ thuộc vào nhiệt độ và thời gian ổn định nên việc xác định BOD cần tiến hành ở điều kiện tiêu chuẩn, ví dụ ở nhiệt độ 20oC trong thời gian

ổn định 5ngày (BOD520)

6.6 AMONIAC:

Trong nước, bề mặt tự nhiên của vùng không ô nhiễm amoniac chỉ có ở nồng độ vết (dưới 0,05 mg/l) Trong nguồn nước có độ pH acid hoặc trung tính, amoniac tồn tại ở dạng ion amoniac (NH4+), nguồn nước có pH kiềm thì amoniac tồn tại chủ yếu ở dạng khí NH3

Nồng độ amoniac trong nước ngầm cao hơn nhiều so với nước mặt Lượng amoniac trong nước thải từ khu dân cư và từ các nhà máy hoá chất, chế biến thực phẩm, sữa có thể lên tới 10-100 mg/l Amoniac có mặt trong nước cao sẽ gây nhiễm độc tới cá và các sinh vật

6.8 PHOTPHAT (PO 4 3- ):

Phosphat là chất dinh dưỡng cho sự phát triển rong tảo Nồng độ phosphat trong

nguồn nước không bị ô nhiễm thường < 0,01 mg/l

Nguồn phosphat đưa vào môi trường là phân người, phân súc vật và nước thải một

số ngành công nghiệp sản xuất phân lân, công nghiệp thực phẩm và trong nước chảy

từ đồng ruộng Phosphat không thuộc loại độc hại đối với người

6.9 CLORUA (Cl - ):

Clorua có mặt trong nước là do các chất thải sinh hoạt, nước thải công nghiệp mà chủ yếu là công nghiệp chế biến thực phẩm Ngoài ra còn do sự xâm nhập của nước biển vào các cửa sông sông, vào các mạch nước ngầm

Nước mặt có chứa nhiều Clorua sẽ hạn chế sự phát triển của cây trồng thậm chí gây chết Hàm lượng Clorua cao sẽ gây ăn mòn các kết cấu ống kim loại

7 ẢNH HƯỞNG CỦA KIM LOẠI NẶNG TRONG NƯỚC:

Hầu hết các kim loại nặng đều có độc tính cao đối với con người và các loài động vật có vú, lưỡng cư,bò sát

Cấp tính: Ô nhiễm kim loại nặng trong thực phẩm có thể gây lên những hậu quả

khôn lường cho sức khỏe, ô nhiễm nặng thường gây những biểu hiện ngộ độc cấp tính, đặc hiệu, gây tử vong Ví dụ khi ngộ độc Thủy ngân, bệnh nhân thường có biểu hiện có

vị kim loại trong cổ họng, đau bụng, nôn, xuất hiện những chấm đen trên lợi, bệnh

nhân bị kích động, tăng huyết áp, sau 2 - 3 ngày thường chết vì suy thận Nếu bị ngộ độc cấp bởi Thạch tím, nạn nhân có thể có các biểu hiện nôn, ma, đau bụng, ỉa chảy, khát nước dữ dội, mạch đập yếu, mặt nhợt nhạt rồi thâm tím, bí đái và tử vong nhanh chóng Trong nhiễm độc Chì cấp tính khi ăn phải một lượng Chì 25 - 30 gram, nạn nhân thoạt tiên có thể thấy vị ngọt rồi chát, tiếp theo là cảm giác nghẹn ở cổ, cháy mồm, thực quản, dạ dày, nôn ra chất trắng (chì clorua) đau bụng dữ dội, ỉa chảy, phân đen (chì sunfua), mạch yếu, tê tay chân, co giật và tử vong

Mạn tính: Đây là tình trạng nguy hiểm và thường gặp hơn do ăn phải thức ăn có

hàm lượng các nguyên tố kim loại nặng cao; chúng nhiễm và tích lũy dần dần rồi gây hại cho cơ thể Nơi tích lũy thường là gan, thận, não, đào thải dần qua đường tiêu hóa

và đường tiết niệu Khi cơ thể tích lũy một lượng đáng kể Chì sẽ dần dần xuất hiện các biểu hiện nhiễm độc như hơi thở hôi, sưng lợi với viền đen ở lợi, da vàng, đau bụng dữ dội, táo bón, đau khớp xương, bại liệt chi trên (tay bị biến dạng), mạch yếu, nước tiểu

ít, thường gây sảy thai ở phụ nữ có thai Ngộ độc mãn tính do tích lũy những liều lượng nhỏ Asen trong thời gian dài có thể gây các biểu hiện như: da mặt xám, tóc rụng, viêm dạ dày và ruột, đau mắt, đau tai, cảm giác về sự di động bị rối loại, có Asen

trong nước tiều, gầy yếu dần và kiệt sức

Các kim loại nặng thường có trong nước thải công nghiệp là: chì (Pb), thủy ngân (Hg), Cadmi (Cd), Đồng (Cu), Crom (Cr)…

7.1 CHÌ (Pb):

Chì có thể là nguyên nhân gây ra nhiều triệu chứng ốm đau như thiếu máu, đau thận, rối loạn khả năng sinh sản, suy giảm trí nhớ và kìm hãm các quá trình phát triển trí tuệ cũng như cơ bắp Dựa trênnghiên cứu các khối u của chuột U.S EPA đã kết luận rằng chì có khả năng gây ung thư

Chì có khả năng tích lũy lâu dài trong cơ thể Chì là kim loại nặng có độc tính cao đối với não và có thể gây chết người nếu bị nhiễm độc nặng Chì làm giảm khả năng tổng hợp glucose và chuyển hóa pyruvate, làm tăng bài tiết glucose trong nước tiểu Acid deta-aminolevulinic trong nước tiểu là thông số đặc trưng cho xác định nhiễm độc chì

Chì cũng rất độc đối với thủy sinh Nồng độ gây chết 50% (LC50, 96 giờ) của muối chì đối với cá là 1 - 27 mg/l (trong nước mềm) và 440 - 550 mg/l (trong nước cứng)

Các hợp chất chì hữu cơ có độc tính gấp 10 -1 00 lần so với chì vô cơ đối với các loại

cá

Có thể nói, phần lớn người dân thành thị bị hấp thụ chì từ ăn uống (200 – 300 mg/ngày), nước và không khí cung cấp thêm 10 - 15 mg/ngày Từ tổng số chì hấp thụ này thì có 200mg chì được tách ra còn 25 mg được giữ lại trong xương mỗi ngày

Hình 5: Cân bằng chì ở khu dân cư

Tác dụng hóa sinh chủ yếu của chì là tác động của nó tới quá trình tổng hợp máu dẫn đến phá vỡ hồng cầu Chì ức chế một số enzim quan trọng của quá trình tổng hợp máu do sự tích lũy các hợp chất trung gian của quá trình trao đổi chất

7.2.CADIMI (Cd):

Cadimi có độc tính cao đối với thuỷ sinh Loài bọ nước Daphnia magna rất nhạy cảm với cadmi, giá trị LC50 của cadimi đối với loài này là 0.03 mg/l Các loài cá dễ hấp thụ và tích luỹ cadmi trong cơ thể Cadmi cũng có độc tính cao đối với con người Thận là cơ quan dễ bị tổn thương nhất Nồng độ ngưỡng cadimi gây tác hại thận là 200µg/l

Cadimi cũng là một kim loại nặng có hại, vào cơ thể qua thực phẩm và nước uống Cadimi dễ dàng chuyển từ đất lên rau xanh và bám chặt ở đó Khi xâm nhập vào cơ thể, cadimi sẽ phá huỷ thận đầu tiên

Nhiều công trình nghiên cứu khẳng định cadimi còn gây chứng bệnh loãng xương

và rạn xương Theo các nhà nghiên cứu, do sự có mặt của cadimi trong cơ thể, việc cố

200 mg Pb

15 mg Pb

Thực phẩm dạng phức

Nước dạng hòa

tan hay phức

10 mg Pb Tiểu phân chì trong không khí

định calci trở nên khó khăn Những tổn thương về xương làm cho người nhiễm độc đau đớn ở vùng xương chậu và 2 chân

Ngoài ra, tỷ lệ ung thư tiền liệt tuyến và ung thư phổi cũng khá lớn ở nhóm người thường xuyên tiếp xúc với chất độc này

Phần lớn cadimi xâm nhập vào cơ thể được giữ lại ở thận và được đào thải Một phần nhỏ được liên kết mạnh nhất với protein của cơ thể thành thionin – kim loại có mặt ở thận, và phần còn lại được giữ trong cơ thể dần dần được tích lũy, tăng cường tuổi tác Đến khi lượng Cd2+ đủ lớn, nó sẽ thế chỗ Zn2+ ở các enzim quan trọng gây rối loạn trao đổi chất

Mọi hợp chất của đồng là những chất độc Đồng kim loại ở dạng bột là một chất dễ cháy 30g sulfat đồng có khả năng gây chết người Đồng trong nước với nồng độ lớn

Cd2+

1% dự trữ trong thận

và các bộ phận khác

99% đào thải

Thận

Liên kết tạo thành thionin – kim loại

Ăn uống 50g

Hô hấp

Ung thư

Phá hủy xương

Tăng huyết

áp

Thiếu máu

hơn 1 mg/lít có thể tạo vết bẩn trên quần áo hay các đồ vật được giật giũ trong nước

đó Nồng độ an toàn của đồng trong nước uống đối với con người dao động theo từng nguồn, nhưng có xu hướng nằm trong khoảng 1,5 - 2 mg/lít Mức cao nhất có thể chịu được về đồng theo DRI trong chế độ ăn uống đối với người lớn theo mọi nguồn đều là

 Magan (Mg):

Nguồn magan trong nước thương do quá trình thối rửa, xói mòn và do nhiễm chất thải

từ công nghiệp luyện kim màu, sản xuất thép, phân bón… magan có độc tính không cao nhưng có khả năng ảnh hưởng đến vị giác Trong nước sông có nồng độ: 1-500 µg/l

 Thủy ngân (Hg):

Các dạng của thủy ngân (kim loại, muối vô cơ, hữu cơ) đều độc với sinh vật nói chung Tổ chức y tế Thế giới quy định trong nước uống không quá 1µg/l thủy ngân, trong nước nuôi trồng thủy sản một số quốc gia quy định nồng độ của kim loại này dưới 0,5 µg/l

8 NGUỒN GỐC Ô NHIỄM KIM LOẠI NẶNG TRONG NƯỚC:

8.1 CHÌ (Pb):

● Nguồn tự nhiên:

- Pb là nguyên tố vi lượng trong thành phần vỏ trái đất khoảng 13mg/g (Fergusson, 1990)

- Pb tồn tại trong khoảng 84 khoáng chất điển hình nhất là galen Pbs

● Nguồn nhân tạo ( chủ yếu):

- Quá trình tiếp nhận các dòng thải chứa chì từ hoạt động sản xuất Chủ yếu là nước thải công nghiệp sản xuất Zn, Pb, sản xuất molypden, và vonfram Nước thải từ sản

xuất pin, acqui là lớn nhất, công nghiệp xăng dầu Nước thải từ chất nhuộn có màu vàng crôm: sinh ra từ phản ứng giữa Na2CrO3 với chì nitrat hoặc axcetat

- Quá trình lắng đọng chì từ khí quyển do mưa Trong khí quyển tồn tại Pb do khói công nghiệp và mưa màng chì vào nước sông

- Quá trình hòa tan, rửa trôi các hợp chất Pb trong đất trong đất tồn tại các khoáng chất Pbs, quá trình rửa trôi sẽ cuốn theo Pb vào sông suối

● Mặt khác Chì trong môi trường nước là kết quả của các quá trình sau:

 Quá trình phong hóa vỏ trái đất

 Quá trình xói mòn

 Quá trình tiếp nhận các dòng thải chứa chì từ hoạt động của con người

 Quá trình lắng đọng chì từ khí quyển

 Quá trình hòa tan, rửa trôi các hợp chất chì từ đất

Nhìn chung, trong môi trường nước, chì tồn tại ở rất nhiều dạng hợp chất hóa học, tùy thuộc vào nguồn phát sinh Chì phát thải từ các điểm khai khoáng và nghiền quặng xâm nhập vào môi trường nước dưới dạng PbS, các oxit chì và cacbonat chì Ngoài ra, PbSO4 và Pb3(PO4)2 cũng tồn tại trong thủy quyển với lượng nhỏ Các hợp chất này ít tan trong nước, có xu hướng lắng đọng xuống lớp bùn đáy Như vậy, trong thủy quyển, chì thường tồn tại ở dạng các hợp chất Pb2+

hòa tan, được hydrat hóa, hoặc ở dạng huyền phù, các hợp chất này có xu hướng tham gia các quá trình sau:

 Tạo phức với các phối tử vô cơ hoặc hữu cơ

 Hòa tan hoặc kết tủa hợp chất chì

 Hấp phụ các hợp chất chì lên các hạt rắn lơ lửng có tính keo

 Tạo bông hoặc keo tụ

 Sa lắng xuống lớp trầm tích, gia nhập địa quyển

 Xâm nhập vào sinh quyển, phân bố và tích tụ trong các sinh vật thủy sinh Dạng tồn tại chính và nồng độ của chì trong thủy quyển thay đổi tùy theo từng loại nguồn nước

● Chì trong môi trường nước ngọt:

- Trong nước thiên nhiên, chì chiếm khoảng 0,001 – 0,020 mg/l Nguồn nuớc máy

có dấu vết của chì là do đường ống nước bằng chì Nguồn ô nhiễm chì trong nước chủ yếu từ nước thải của công nghệ sản xuất kẽm chì, sản xuất molypden, và vonfram

- Nồng độ chì giới hạn cho phép của nước uống <0,01 mg/l, nước tưới trồng trọt

<0,1 mg/l, và nước dùng cho chăn nuôi <0,05 mg/l Trong nước thải, chì có thể ở dạng hòa tan hoặc dạng khó tan lơ lửng như muối cacbonate, sunfua, sunfat Giá trị tới hạn cho phép chì trong nước mặt (TCVN 5942 – 1998): đối với nước dùng làm nguồn nước sinh hoạt là 0,05 mg/l; nước dùng cho các mục đích khác là 0,1 mg/l Nhưng đa phần nguồn nước đều có nồng độ chì vượt quá ngưỡng cho phép (do các hoạt động của con người)

- Ta có thể xét một số dạng tồn tại và nguyên nhân gây ra nguồn phát thải chì trong nước + Chì trong ống dẫn nước có chứa hàm lượng cacbonic khá cao Cacbonic tác dụng với chì làm ống dẫn trở thành cacbonat chì hòa tan trong nước Khi con người dùng loại nước nhiễm chì này, thì sẽ lưu lại trong cơ thể, phá hủy canxi trong xương và dẫn tới nhiều chứng bệnh mãn tính

+ Nước mềm, nghèo canxi nên không tạo thành các lớp chì cacbonat ở mặt trong các ống nước bằng chì, vì thế chì tồn tại ở trạng thái hòa tan trong nước

Trong hoạt động khai thác, công nghiệp, chì được sử dụng rộng rãi, vô tình hay cố ý làm tăng hàm lượng chì trong nước Đặc biệt nước thải từ sản xuất pin, acqui chứa lượng chì lớn nhất, chỉ sau ngành công nghiệp xăng dầu Trong một cuộc khảo sát 8 nhà máy sản xuất pin thì lượng chì dùng cho 1 pin là 4,54 – 6,81 mgPb Việc sử dụng nước chì từ 11 – 77 g/pin Sự tập trung chì cao ở trong nước chủ yếu là từ các khu vực

mạ kim loại Nước bị nhiễm Pb thường có pH < 3,0 (chủ yếu là lưỡng chì hòa tan) Một công ty tái sinh chì từ pin cũ có thể làm tăng mức độ chì trong nước thải là 11,7 mg/l Việc sử dụng chì (như natri plunit) trong tinh chế xăng sản sinh ra bùn chì cũng

là tác nhân gây ô nhiễm nguồn nước Hàm lượng chì trong nước thải của một nhà máy

có máy móc, động cơ thải ra khoảng 2 – 140 mg/l Ngoài ra còn do sự hòa tan chì từ các thùng mạ kim loại đã phế loại

Chất nhuộm có màu vàng crom được sử dụng như sơn: sinh ra từ phản ứng giữa

Na2CrO3 hoặc Mn2Cr2O7 với nitrat chì và axetat (chất nhuộm màu cam Cr2MnO4 được

sử dụng ít hơn) Trong công nghiệp sản xuất ban đầu lượng chì ở dạng không hòa tan, khi trộn lẫn thủy tinh và que hàn chì được dùng để tạo các màn hình màu ti vi Còn khi muốn tách hai thành phần này bằng cách hòa tan hỗn hợp này vào trong acid loãng Sự

phân ly này có thể sinh ra lượng chì khoảng 400 mg/l Nước ngầm chứa 0,01 mg chì/l,

ở dạng phức của acid humic hoặc fulvic

Chì trong nước ngọt bề mặt chủ yếu tồn tại ở dạng các phức cacbonat với nồng độ thay đổi, phụ thuộc rất nhiều vào vị trí nguồn nước so với nguồn gây ô nhiễm, pH và

độ cứng của nước Ở pH 5,4, nước cứng có thể chứa khoảng 30 mg chì/l, còn nước mềm chứa khoảng 500 mg chì/l Chì từ nguồn nước ngầm và nước ngọt bề mặt sẽ có thể xâm thập vào nguồn nước uống, gây nguy hại cho con người Tiêu chuẩn của WHO qui định hàm lượng cho phép của chì trong nước nước uống là 0,50 µg/lít

 Trong chất màu (cho chất nhựa, lớp men và đồ gốm)

 Tạo chất làm chắc cho chất dẻo PVC

 Trong tế bào pin khô Ni_Cd

 Trong vũ khí Cd vào nguồn nước sông

 Việc xả thải các chất thải có chứa Cd vào sông Như các nhà máy sản xuất pin hay luyện kim

 Các tro bụi hóa thạch Sự lắng đọng các tro bụi hóa thạch do mưa gây ô nhiễm Cd trong nước sông

 Sử dụng phân trong nông nghiệp, ví dụ: Phân bón

8.3 THỦY NGÂN (Hg):

- Nguồn tự nhiên: Hg trong các quặng sunfua (gọi là cinabre)

- Nguồn nhân tạo: (chủ yếu)

 Nước thải của các ngành sản xuất công nghiệp sử dụng thủy ngân:

o Chế tạo dụng cụ nghiên cứa khoa học và dụng cụ phòng thí nghiệm: nhiệt kế, áp kế

o Thủy ngân là hóa chất quan trọng trong sản xuất đèn hơi thủy ngân, các máy nắn và ngắt dòng

o Trong phương tiện đổ khuôn dùng Hg đông cứng

o Làm biển báo phát sáng

o Sản xuất hợp chất hóa học chứa Hg

o Sản xuất acqui Fe-Ni

o Mạ vàng, mạ bạc

o Tác vàng và bạch kim khỏi quặng của chúng

-Quá trình lắng đọng Hg trong không khí do mưa từ

o Đốt nhiên liệu (than)

o Quá trình sản xuất cloranate, kali có liên quan với Hg, Clo, chất ăn da Soda

9 THỰC NGHIỆM:

9.1 HÓA CHẤT, DỤNG CỤ VÀ THIẾT BỊ:

9.1.1 Hóa chất:

Tất cả các hóa chất sử dụng trong nghiên cứu đều là những hóa chất tinh khiết

- Dung dịch đệm CH3COONH3 có pH = 4,6 : Cân một lượng NH4CH3COO sau

đó cho vào nước cất và hòa tan.Sau đó thêm axit axectic vào và chuẩn về pH về 4,6

- Dung dich axit đặc HNO3

- Dung dịch chuẩn chì Pb2+ 1mg/ml hãng Merck ( Đức) sản xuất

- Dung dịch KCl 3M : cân chính xác 44,7g KCl và pha trong 200ml nước cất

- Đĩa petri của Trung Quốc

- Pipet 10ml của hãng Schott (Đức)

Hình 7 : Giấy lọc Whatman