Phân tích các phương pháp xử lý kim loại nặng trong nước

ðồ án tốt nghiệp MỤC LỤC Lời cảm ơn .4 CHƯƠNG I TỔNG QUAN VỀ Ô NHIỄM KIM LOẠI NẶNG .5 I.1.ðại cương kim loại nặng ảnh hưởng chúng đến mơi trường I.2 Ô nhiễm kim loại nặng hậu chúng I.3 Nhiễm độc Chì hiểm hoạ mơi trường I.4 Asen nước uống 13 I.5 Cadimi kim loại ñộc hại ñại 15 I.6 Thiếc nhiễm 17 I.6.1 ðộng vật có vú biển nhiễm toàn cầu thiếc 19 I.6.2 Các hợp chất thiếc cá Nhật Bản vịnh Aercachon 20 I.7 Ô nhiễm thuỷ ngân môi trường 21 CHƯƠNG II MÔI TRƯỜNG NƯỚC HÀ NỘI VÀ NGUỒN GỐC GÂY Ô NHIỄM KIM LOẠI NẶNG 24 II.1 ðặc ñiểm ñịa lý tự nhiên thành phố Hà Nội 24 II.1.1.ðặc ñiểm ñiạ lý tự nhiên 24 II.1.2 ðặc ñiểm kinh tế xã hội 26 II.2 ðặc ñiểm nước mặt thành phố Hà Nội 26 II.2.1 Hệ thống sông 26 II.2.2 Hệ thống hồ ao 27 II.2.3 Hệ thống mương 29 II.3 ðặc ñiểm nước ngầm khu vực Hà Nội 30 II.3.1 Tầng chứa nước Holoxen ( QIV) 31 II.3.2.Tầng cách trầm tích Pleistoxen ( QIII) 32 II.3.3 Tầng chứa nước lỗ hổng trầm tích Pleistoxen (QII-III) 32 II.4.Nguồn gốc gây ô nhiễm kim loại nặng môi trường nước Hà Nội 33 Nguyễn Nhật Quang- CNMTB K44 Chia sẽ: CN Nguyễn Thanh Tú – Email: tuhoahocqn@gmail.com www.facebook.com/daykem.quynhon - www.daykemquynhon.ucoz.com ðồ án tốt nghiệp CHƯƠNG III CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ KIM LOẠI NẶNG TRONG NƯỚC 36 III.1 Tổng quan phương pháp xử lý kim loại nặng nước 36 III.2 Phương pháp kết tủa hoá học 36 III.3 Phương pháp trao ñổi Ion 37 III.4 Phương pháp điện hố 38 III.5 Phương pháp oxy hoá- khử 39 III.6 Xử lý nước thải có chứa kim loại nặng phương pháp tạo Pherit 39 III.6 Vấn ñề xử lý kim loại nặng nước thải Việt nam 41 CHƯƠNG IV CÁC PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH KIM LOẠI NẶNG 43 IV.1 Tổng quan phương pháp phân tích kim loại 43 IV.2 Xử lý mẫu ñể xác ñịnh hàm lượng kim loại nặng 44 IV.2.1 Giới thiệu 44 IV.2.2 Lọc 44 IV.2.3 Xử lý mẫu xác ñịnh kim loại tan axit 45 IV.2.4 Xử lý mẫu ñể xác ñịnh tổng số kim loại nặng 45 IV.2.5 Phân huỷ mẫu HNO3 46 IV.2.6 Phân huỷ mẫu HNO3 HCl 46 IV.2.7 Phân huỷ mẫu hỗn hợp hai axit HNO3 H2SO4 47 IV.2.8 Phân huỷ mẫu hỗn hợp axit HNO3 HClO4 48 IV.2.9 Phân huỷ mẫu hỗn hợp axit HClO4, HNO3 HF 48 IV.2.10 Phân huỷ mẫu phương pháp khô ( tro hoá ) 49 IV.2.11 Phân huỷ mẫu thiết bị vi sóng 50 IV.3 Phương pháp quang phổ phát xạ nguồn Plasma ghép nối cảm ứng ( ICPAES) 50 IV.3.1 Giới thiệu phương pháp 50 IV.3.2 Các loại nhiễu 51 Nguyễn Nhật Quang- CNMTB K44 Chia seõ: CN Nguyễn Thanh Tú – Email: tuhoahocqn@gmail.com www.facebook.com/daykem.quynhon - www.daykemquynhon.ucoz.com ðồ án tốt nghiệp IV.3.3 Áp dụng phương pháp ICP-AES xác ñịnh kim loại nặng mẫu nước 52 IV.4 Phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử (AAS) ñể xác ñịnh hàm lượng kim loại nặng 55 IV.4.1 Giới thiệu 55 IV.4.2 Xác ñịnh kim loại phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử lửa (Flame AAS) 55 IV.4.3 Phương pháp AAS dùng lửa Acetylen-khơng khí nén(Ac-Air) làm nguồn nguyên tử hoá 57 IV.4.4 Phương pháp chiết trước đo quang phổ dùng lửa khơng khí nén – Acetylen 58 IV.5 Phương pháp cực phổ xác ñịnh hàm lượng kim loại nặng nước 59 IV.5.1 ðặc ñiểm chung 59 IV.5.2 Cơ sở lý thuyết 60 IV.5.3 Các phương pháp phân tích Von-Ampe 65 CHƯƠNG V Q TRÌNH PHÂN TÍCH VÀ KẾT QUẢ 67 V.1 Các ñịa ñiểm lấy mẫu 67 V.2 Lựa chọn phương pháp phân tích 70 V.3 Kết phân tích kim loại nặng nguồn nước mặt Hà Nội 70 V.3.1 Kết phân tích As mẫu nước mặt 70 V.3.2 Kết phân tích tổng Cr, Zn mẫu nước mặt 72 V.3.3 Kết phân tích Pb mẫu nước mặt 74 V.3.4 Kết phân tích Cd mẫu nước mặt 75 V.3.5 Kết phân tích Fe, Mn mẫu nước mặt 76 V.3.6 Một số kết luận từ kết phân tích 77 V.4 Kết phân tích kim loại nặng nước ngầm Hà Nội 77 Phụ lục 79 Nguyễn Nhật Quang- CNMTB K44 Chia sẽ: CN Nguyễn Thanh Tú – Email: tuhoahocqn@gmail.com www.facebook.com/daykem.quynhon - www.daykemquynhon.ucoz.com ðồ án tốt nghiệp Tài liệu tham khảo 82 Lời cảm ơn Trong q trình làm đồ án tốt nghiệp, em ñã ñược hướng dẫn bảo tận tình thầy giáo TS Vũ ðức Thảo Em bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới thầy Em Nguyễn Nhật Quang- CNMTB K44 Chia sẽ: CN Nguyễn Thanh Tú – Email: tuhoahocqn@gmail.com www.facebook.com/daykem.quynhon - www.daykemquynhon.ucoz.com ðồ án tốt nghiệp xin chân thành cảm ơn thầy cô Viện khoa học công nghệ môi trường bạn bè giúp đỡ em hồn thành luận văn Người thực hiện: Nguyễn Nhật Quang CHƯƠNG I TỔNG QUAN VỀ Ô NHIỄM KIM LOẠI NẶNG I.1.ðại cương kim loại nặng ảnh hưởng chúng ñến mơi trường Kim loại nặng kim loại có khối lượng riêng lớn g/cm3 Chúng tồn khí (dạng hơi), thuỷ quyển( muối hồ tan), địa quyển( dạng rắn khơng tan, khống, quặng ) sinh ( thể Nguyễn Nhật Quang- CNMTB K44 Chia sẽ: CN Nguyễn Thanh Tuù – Email: tuhoahocqn@gmail.com www.facebook.com/daykem.quynhon - www.daykemquynhon.ucoz.com ðồ án tốt nghiệp người, ñộng thực vật) Cũng nhiều nguyên tố khác, kim loại nặng cần thiết cho sinh vật trồng động vật, khơng cần thiết Những kim loại cần thiết cho sinh vật có nghĩa “ cần thiết “ hàm lượng định đó, nhiều lại gây tác động ngược lại Những kim loại không cần thiết, vào thể sinh vật dạng vết ( ít) gây tác động độc hại Với q trình trao ñổi chất, kim loại thường ñược xếp loại độc Ví dụ niken, thực vật niken khơng cần thiết chất độc, ñối với ñộng vật, niken lại cần thiết hàm lượng thấp Với kim loại cần thiết ñối với sinh vật cần lưu ý hàm lượng chúng sinh vật Nếu gây ảnh hưởng tới q trình trao đổi chất, nhiều q gây ñộc Như tồn khoảng hàm lượng tối ưu kim loại, có giá trị ñúng sinh vật hay quan sinh vật mà có tác dụng, giá trị có tác động tích cực lên phát triển sản phẩm q trình trao đổi chất Kim loại nặng môi trường thường không bị phân huỷ sinh học mà tích tụ sinh vật, tham gia chuyển hoá sinh học tạo thành hợp chất độc hại độc hại Chúng tích tụ hệ thống phi sinh học( khơng khí, đất nước, trầm tích) chuyển hố nhờ biến ñổi yếu tố vật lý hố học nhiệt độ áp suất dòng chảy, oxy,nước Nhiều hoạt ñộng nhân tạo tham gia vào q trình biến đổi kim loại nặng ngun nhân gây ảnh hưởng tới vòng tuần hồn vật chất hố địa, sinh học nhiều loại Mức ñộ ảnh hưởng hoạt ñộng nhân tạo vòng tuần hồn kim loại định tính qua số hệ số khác Bên cạnh hệ số kỷ thuật, có số yếu tố sau: • Hệ số lan truyền IF( Interference factor) tồn cầu tỷ lệ lượng vật chất nhân tạo kim loại vào khí lượng vật chất tự nhiên kim loại • Hệ số tích tụ địa chất Igeo logarit tỷ lệ nồng độ ngun tố trầm tích sông thể sống: Nguyễn Nhật Quang- CNMTB K44 Chia sẽ: CN Nguyễn Thanh Tú – Email: tuhoahocqn@gmail.com www.facebook.com/daykem.quynhon - www.daykemquynhon.ucoz.com ðồ án tốt nghiệp Igeo =log CE B F CF nồng ñộ kim loại trầm tích sơng BF nồng độ kim loại thể sống • Hệ số tích tụ khí quyển(EF) tỷ lệ nồng độ tương đối kim loại khí vỏ Trái ðất dựa nồng độ nhơm tương ứng: EF= (C kl / C Al )khiquyen (C kl / C Al )voTD Ảnh hưởng sinh học hoá học kim loại nặng mơi trường phụ thuộc vào nhiều yếu tố độ hồ tan muối, tính oxy khử, khả tạo phức khả tích tụ sinh học Ví dụ, muối kim loại dễ tan muối kim loại kiềm thổ nên chúng dễ ñi vào thuỷ Một số hợp chất kim loại có tính oxy hố mạnh sẳn sàng tham gia phản ứng trao ñổi tạo nên chất Các dẫn xuất N, S dễ kết hợp với cacbua kim loại nặng (Zn2+,Co2+,Mn2+,Fe2+ ) tạo thành phức chất bền vững Một số kim loại nặng lại tạo nên bậc oxy hố khác bền vững điều kiện mơi trường để tham gia phản ứng oxi hố khử chuyển hố thành chất độc hơn( Fe2+/Fe3+) Một số kim loại tham gia phản ứng chuyển hoá sinh học với thành phần thể sống tạo nên hợp chất cơ- kim loại( alky hoá (CH3)2Hg, CH3Hg+, ) tích tụ sinh vật gây tác động độc hại Các kim loại nặng khơng phân bố thành phần môi trường thành phần môi trường hàm lượng kim loại nặng số khu vực ñịa phương thường có ý nghĩa q trình tuần hồn kim loại Một số kim loại nặng tồn nước dạng hồ tan có nhiêu kim loại nặng lại tạo thành nước dạng khó hồ tan tham gia vào chuyển hố sinh học Trong đáy biển có nhiều mỏ quặng kim loại ( ví dụ Mangan )[sách hố học mơi trường] Nguyễn Nhật Quang- CNMTB K44 Chia sẽ: CN Nguyễn Thanh Tú – Email: tuhoahocqn@gmail.com www.facebook.com/daykem.quynhon - www.daykemquynhon.ucoz.com ðồ án tốt nghiệp (hình) I.2 Ơ nhiễm kim loại nặng hậu chúng Ngày người tiếp xúc trực tiếp với kim loại nặng nhiều dạng thức khác Kim loại nặng ñã ñi vào thể người sinh vật qua chuỗi thức ăn Loài người tiếp xúc lâu dài với kim loại ñộc hại môi trường với liều lượng khác Giáo sư Jerome Nriagu thuộc trường ñại học Michigan khẳng ñịnh: “ Hơn tỷ người ñã thành vật thí nghiệm thực tiếp xúc với kim loại độc có hàm lượng cao mơi trường” Theo tác giả này, nhiều triệu người bị chứng nhiễm ñộc kim loại mức phát bệnh Như ta thấy sau ñây, phần lớn người nhiễm ñộc nước phát triển, Liên xơ cũ Trung Âu, có nhiều khu thị nước phát triển trở thành nơi bị nhiễm nặng kim loại Sự nhiễm ñộc ngày tràn lan, việc xả chất thải tiếp tục theo mức độ ta khó lòng hy vọng tăng trưởng có giảm ñi ñược Trong nghiên cứu số lượng kim loại xả tồn cầu, khẳng định gia tăng giới thứ ba, có lẽ việc cơng nghiệp gây nhiễm đưa sang nước phương Nam giảm bớt nước cơng nghiệp, người sinh vật khác phải tiếp xúc với kim loại mức cao nhiều so với mức họ sống” Về mặt này, thuỷ ngân, Crom,Cadimi, Chì số kim loại nặng độc hại nhất, sau đến ðồng Lẽ tất nhiên,nếu ta loại trừ kim loại ñộc hại kim loại khơng có chút ích lợi cho người mà ta biết Chì, Cadimi thế, “ liều lượng tạo chất độc”, Paracelse nói thời Trung cổ Trong chế độ ăn uống bình thường, người ta tiêu thụ từ ñến mg ñồng ngày Thấp số lượng sinh bệnh thiếu máu trường hợp ñặc biệt trẻ em, người ta thấy có chậm tâm thần vận động, liều lượng cao 15 mg/ngày, triệu chứng nơn mữa đau bụng xuất ca nghiêm trọng tiến đến mê tử vong Kim loại, hợp kim hợp chất kim loại cần cho khoa học công nghệ ñại ngày nay, việc thay hợp chất hữu số ứng Nguyễn Nhật Quang- CNMTB K44 Chia sẽ: CN Nguyễn Thanh Tú – Email: tuhoahocqn@gmail.com www.facebook.com/daykem.quynhon - www.daykemquynhon.ucoz.com ðồ án tốt nghiệp dụng quan trọng(sợi quang chất bán dẫn hữu cơ) khơng ngoại lệ Rất thấy kim loại mà khơng có ứng dụng ñó Văn minh kinh tế quốc gia từ thời cổ đại dựa phần vào kim loại ðối với sống đại ln cần đến kim loại, chất dẻo ñã thay kim loại số ứng dụng Thế nhiều cần ñến xúc tác kim loại để xúc tiến q trình polyme hoá tạo thành chất dẻo.Những chất xúc tác dùng thải mơi trường Các kim loại chúng gây hiểm hoạ ghê gớm khơng lường trước được: bệnh Minamata bắt nguồn từ thuỷ ngân chất xúc tác phản ứng polyme hoá hay sao? Sự thật khơng tránh q trình cơng nghiệp tạo chất thải kim loại làm cho môi trường trở nên bãi rác Bệnh dịch âm ỉ nguy hại vụ nhiễm ñộc kim loại nặng thêm nghiêm trọng kim loại nặng hiển nhiên khơng phân huỷ ngun tố tồn lâu bền môi trường sống người ñộng vật Thật ra, chúng tồn vĩnh viễn ta so sánh thời gian tồn chúng với tuổi thọ sinh vật ( ta không bàn đến phản ứng phóng xạ) Trong điều kiện bình thường khơng thể biến đổi phá huỷ ñược chúng Thế nhưng, tác ñộng số vi khuẩn, chúng kết hợp với hợp chất hữu ñể tạo nên chất ñộc có khả len lỏi vào mạch thực phẩm ñi vào thể người trường hợp metyl thuỷ ngân Minâmta Người ta cho ñộc hại gây nên tất kim loại nặng ñược thải hàng năm vào sinh vượt xa ñộc hại tất chất thải hữu phóng xạ I.3 Nhiễm độc Chì hiểm hoạ mơi trường Cách 8000 năm lồi người bắt đầu luyện chì bên cạnh khói, chì chất độc nhân tạo khí Ngày ngộ độc chì tiếp tục bệnh tiếp xúc với độc tố chì nghề nghiệp mơi trường, bệnh phòng ngừa Rủi ro ngộ ñộc thay ñổi lớn phụ thuộc vào nơi sinh trú làm việc thành phố Băng Cốc, thành phố Mexico Jakarta phạm vi tiếp xúc chì lớn Nguyễn Nhật Quang- CNMTB K44 Chia sẽ: CN Nguyễn Thanh Tú – Email: tuhoahocqn@gmail.com www.facebook.com/daykem.quynhon - www.daykemquynhon.ucoz.com ðồ án tốt nghiệp việc gia tăng sử dụng xe động Tuy có thành phố Chicogo Washington tiếp xúc với chì phần lớn hàm lượng chì từ sơn nội thất Nói chung người tiếp xúc ngộ độc chì từ nguồn : dùng xăng pha chì, sơn có chì , ống chì hệ thống cấp nước, trình khai mỏ, luyện chì chất đốt có chì Các nguồn khác phải thải chì bao gồm đường hàn bình đựng thức ăn, men sứ gốm, acquy, pin đồ mỹ phẩm Chì ñặc biệt ñộc hại ñối với não thận, hệ thống sinh sản hệ thống tim mạch người Khi bị nhiễm độc chì ảnh hưởng có hại tới chức trí óc, thận, gây vô sinh, sẩy thai tăng huyết áp ðặc biệt chì mối nguy hại trẻ em Một số kết nghiên cứu cho ta thấy nhiễm ñộc chì làm giảm mạnh số thơng minh (IQ) trẻ em tuổi ñi học Một số ñánh giá cho thấy 10µg/dl tăng chì máu gây mức giảm từ ñến ñiểm IQ ñối với trẻ em bị nhiễm chì Nhiễm chì làm cho hệ thần kinh căng thẳng, phạm tội rối loạn tập trung ý trẻ em từ 7-11 tuổi tuổi trung niên nhiễm ñộc chì làm cho huyết áp tăng gây nhiều rỏi ro bệnh tim mạch Khác với hoá chất mà tác ñộng lên sức khoẻ nồng ñộ thấp chưa chắn, việc nhiễm chì mức thấp bị ngộ ñộc cao Dù mức chì 10µg/dl mốc giới hạn có ảnh hưởng ñến sức khoẻ, nhiều nhà khoa học không cho mức thấp khơng có hại đến thể người Một số nghiên cứu ñã phát tác hại trẻ em mức chì máu từ 5-10µg/dl Ơ nhiễm chì gây hại cho sức khoẻ hiểm hoạ môi trường chung nước công nghiệp nước phát triển Trong trẻ em thị nước ñang phát triển phần lớn em tuổi có mức chì trung bình máu lớn 10µg/dl Một khảo sát 17 điểm nghiên cứu Trung Quốc ñã xác ñịnh ñược từ 65-99.5% trẻ em sống vùng công nghiệp giao thông phát triển mạnh có mức chì máu vượt 10µg/dl Ngay vùng ngoại vi có đến 50% trẻ em có mức chì máu khơng chấp nhận Ở Châu Phi trình độ cơng nghiệp hố mức sử dụng tơ tương đối thấp song nhiễm chì Nguyễn Nhật Quang- CNMTB K44 Chia sẽ: CN Nguyễn Thanh Tú – Email: tuhoahocqn@gmail.com www.facebook.com/daykem.quynhon - www.daykemquynhon.ucoz.com 10 ðồ án tốt nghiệp V.2 Lựa chọn phương pháp phân tích Chương III ta nói kỹ phương pháp xác ñịnh kim loại nặng nước nước thải Do yêu cầu ñồ án nên em lựa chọn phương pháp phân tích cực phổ để xác định hàm lượng kim loại nặng nước nước thải Phương pháp có ưu điểm độ nhạy cao, vùng phát nồng ñộ lớn, so với phương pháp khác có chi phí nhỏ Phương pháp cực phổ có độ xác cao việc phân tích đòi hỏi phải có trợ giúp chuyên gia Kết phân tích hàm lượng kim loại nặng mẫu hoàn tồn xác V.3 Kết phân tích kim loại nặng nguồn nước mặt Hà Nội V.3.1 Kết phân tích As mẫu nước mặt Trên đồ thị V.1 ta có hình ảnh tổng quan nồng ñộ As ñịa ñiểm lấy mẫu Ta so sánh với TCVN-1995 để biết tình hình nhiễm As địa điểm lấy mẫu ðồ thị 5.1 ðồ thị biểu diễn kết phân tích As Nhìn vào đồ thị ta thấy ñịa ñiểm S8, S9 nồng ñộ As ñã vượt tiêu chuẩn cho phép nhiều từ 1,5 – 1,7 lần mà S8 S9 ñều ñịa ñiểm sông Sét ta khẳng ñịnh sơng Sét bị nhiễm vừa kim loại nặng As.Còn địa điểm khác mẫu phân tích nồng độ As nhỏ TCVN Nguyễn Nhật Quang- CNMTB K44 Chia sẽ: CN Nguyễn Thanh Tuù – Email: tuhoahocqn@gmail.com www.facebook.com/daykem.quynhon - www.daykemquynhon.ucoz.com 70 ðồ án tốt nghiệp Tại vị trí S1, S2 sơng Tơ Lịch nồng ñộ As tương ñối thấp xấp xỉ nồng độ As nước sơng Hồng lưu lượng sông nhỏ so với lưu lượng sông Hồng Chứng tỏ lượng As thải từ sở cơng nghiệp hoạt động dọc theo sơng thấp Vị trí S3 (cầu ðại Kim) nằm ñầu nguồn nồng ñộ As lại cao hẳn vị trí S1 S2 nằm cuối nguồn chứng tỏ nguồn thải As tập trung hầu hết đầu nguồn sơng Tơ Lịch cuối nguồn khơng có Vì gần cuối nguồn nồng độ As nhỏ bị pha lỗng dòng chảy Trên sơng Lừ nồng độ As thấp, nhỏ nồng độ cho phép Trong nồng ñộ As tăng dần theo chiều dài sông từ vị trí ðại học Y (= 0,9 lần nồng độ cho phép) đến phố ðịnh Cơng (đúng nồng độ cho phép) ðiều cho thấy nguồn thải As phân bố dọc theo chiều dài sông cuối nguồn nồng độ As nước thải vào sơng tăng Trên sơng Hồng nồng độ As thấp so với tiêu chuẩn cho phép ðó lưu lượng sơng lớn pha lỗng nước thải từ sông nội thành chảy Trên sông Sét vị trí S8 (ðại học Bách Khoa Hà Nội) S9 (Khu cơng nghiệp ði Cá) nồng độ As cao tiêu chuẩn cho phép ñặc biệt ðại học Bách Khoa Hà Nội ðiều nước thải từ hoạt động thí nghiệm, nghiên cứu khoa học, xưởng thực nghiệm trường có chứa hàm lượng As cao ðồng thời ta lại thấy nồng ñộ As giảm dọc theo chiều dài sông từ ðại học Bách Khoa Hà Nội đến khu cơng nghiệp ði Cá chứng tỏ nguồn thải As chủ yếu tập trung xung quanh vị trí ðại học Bách Khoa Hà Nội Còn khu cơng nghiệp ði Cá nguồn thải có nồng độ As thấp nên nước thải có nồng ñộ As cao chảy từ ðại học Bách Khoa Hà Nội bị pha lỗng giảm xuống Như vấn đề nhiễm nhiễm As nước mặt Hà Nội khơng phổ biến có số vị trí đáng lo ngại mà thơi Nguyễn Nhật Quang- CNMTB K44 Chia sẽ: CN Nguyễn Thanh Tuù – Email: tuhoahocqn@gmail.com www.facebook.com/daykem.quynhon - www.daykemquynhon.ucoz.com 71 ðồ án tốt nghiệp V.3.2 Kết phân tích tổng Cr, Zn mẫu nước mặt ðồ thị 5.2 ðồ thị biểu diễn kết phân tích tổng Cr Zn Kết phân tích ∑ Cr mẫu nước mặt dòng sơng Hà Nội ta thấy đa số nhiễm nặng Cr gấp từ – tiêu chuẩn cho phép Trong cao sông Tô Lịch (gấp từ – lần) sông Sét (gấp từ – lần) Tại sơng Lừ nồng độ gấp từ – lần tiêu chuẩn cho phép Riêng sông Hồng nồng độ Cr thấp lưu lượng dòng sơng Hồng lớn ðiều cho thấy nguồn thải Cr dọc sông Tô Lịch, sông Sét sông Lừ lớn dọc sông Tô Lịch sông Sét Môi trường nước Hà Nội bị ô nhiễm nhiễm kim loại nặng Cr ñịa bàn thành phố Hà Nội có nhiều nhà máy mạ ñiện, ña số nước thải nhà máy xả vào dòng sơng Nồng độ Zn hầu hết sơng nội thành Hà Nội ñều thấp tiêu chuẩn cho phép riêng vị trí phố ðịnh Cơng sơng Lừ vượt tiêu chuẩn cho phép (gấp 1,5 lần) Như nguồn thải Zn nội thành Hà Nội tương đối nhỏ Trên sơng Lừ nồng độ Zn tăng dần theo chiều dài sông từ ðại học Y(= 0,8 lần tiêu chuẩn cho phép ) ñến phố ðịnh Công (gấp 1,5 lần tiêu chuẩn cho phép ) chứng tỏ nguồn thải phân bố dọc theo chiều dài sơng cuối sơng nồng độ Zn nước thải đổ vào sơng tăng Nước thải nguồn phân bố từ ðại học Y ñến phố ðịnh Cơng có nồng độ Zn cao so nướcthải thượng nguồn sông Nằm ven sông Lừ khơng có nhà máy lớn nào, nồng ñộ Zn ñây chủ yếu sinh hoạt dân cư sở sản xuất nhỏ thải vào dòng sơng Nguyễn Nhật Quang- CNMTB K44 Chia sẽ: CN Nguyễn Thanh Tú – Email: tuhoahocqn@gmail.com www.facebook.com/daykem.quynhon - www.daykemquynhon.ucoz.com 72 ðồ án tốt nghiệp nguồn thải Zn lớn so với nguồn thải khác nằm ñịa bàn Hà Nội Nồng ñộ Cr sông Lừ giảm dần theo chiều dài sông từ gấp lần tiêu chuẩn cho phép (tại vị trí ðại học Y) xuống gấp lần tiêu chuẩn cho phép (tại vị trí phố ðịnh Cơng) ðiều cho thấy nguồn thải Cr tập trung chủ yếu phía thượng nguồn sơng nồng độ thải lớn Nồng độ Cr sơng Tơ Lịch địa ñiểm Cầu Giấy (S2) cầu ðại Kim (S3) ñều cao nồng ñộ cho phép, ñặc biệt ngã tư Sở nồng ñộ Cr gấp lần nồng ñộ cho phép ðó hoạt ñộng nhà máy khí (mạ điện, sản xuất tơ ….) , sơn khu cơng nghiệp Thượng ðình thải trực tiếp nước thải vào sông mà chưa qua xử lý Nồng ñộ Cr tăng dần từ cầu ðại Kim (S3) ñến Cầu Giấy (S1) ñến ngã tư Sở (S2) chứng tỏ nguồn thải Cr phân bố dọc theo chiều dài sơng cuối nguồn nồng độ Cr nước thải vào sơng tăng Nồng độ Zn sơng Tơ Lịch vị trí Cầu Giấy (S1) lớn chứng tỏ nguồn thải Zn tập trung nhiều khu vực Nồng ñộ Cr Zn sông Hồng nhỏ TCVN – 1995 nhiều ðó lưu lượng sơng lớn pha lỗng nồng độ chất nhiễm nhiều Nồng độ Cr sơng Sét ðại học Bách Khoa (S8) khu cơng nghiệp ði Cá (S9) cao tiêu chuẩn cho phép ðặc biệt ðại học Bách Khoa (S8) nồng ñộ Cr gấp 2,1 lần nồng độ cho phép (cao vị trí S9) địa điểm nằm vị trí S9 (Khu công nghiệp ðuôi Cá) ðiều hoạt động học tập, nghiên cứu phòng thí nghiệm, trung tâm, khoa, viện, xưởng thực nghiệm ðại học Bách Khoa ñã thải lượng lớn Cr vào dòng sơng Và nguồn thải Cr nằm khu vực Hàm lượng Zn sông Sét nhỏ tiêu chuẩn cho phép nhiều Thêm nồng độ Zn giảm từ vị trí ðại học Bách Khoa (S8) đến khu cơng nghiệp ði Cá chứng tỏ nguồn thải kim loại nặng Cr, Zn tập trung khu vực ðại học Bách Khoa Hà Nội chủ yếu Nguyễn Nhật Quang- CNMTB K44 Chia seõ: CN Nguyễn Thanh Tú – Email: tuhoahocqn@gmail.com www.facebook.com/daykem.quynhon - www.daykemquynhon.ucoz.com 73 ðồ án tốt nghiệp Nhìn chung sơng Hà Nội bị nhiễm Zn Ơ nhiễm Cr tương ñối nặng phổ biến ñặc biệt sơng Tơ Lịch sơng Sét ðiều cho thấy cần phải ý đến nhiễm nhiễm Cr tiến hành xử lý nước thải dòng sơng V.3.3 Kết phân tích Pb mẫu nước mặt ðồ thị 5.3 ðồ thị biểu diễn kết phân tích Pb Kết phân tích cho ta biết tình hình nhiễm nghiêm trọng Pb môi trường nước mặt Hà Nội Ta so sánh nồng ñộ Pb ñịa ñiểm lấy mẫu với TCVN 1995 thấy hàm lượng Pb vượt tiêu chuẩn cho phép nhiều lần từ – 12 lần nghiêm trọng sông Tô Lịch (S1, S2, S3 gấp từ – 12 lần tiêu chuẩn cho phép ) sông Sét (gấp từ – 10 lần tiêu chuẩn cho phép) Trên sơng Lừ tình trạng nhiễm nghiêm trọng Trên sơng Hồng nồng độ Pb xấp xỉ hoậc thấp nồng độ cho phép ðó lưu lượng sơng Hồng lớn pha lỗng nồng độ Pb dòng sơng từ nội thành chảy Trên sơng Tơ Lịch ta thấy nồng độ Pb tăng dần theo chiều dài sơng từ vị trí cầu ðại Kim ñến Cầu Giấy ñến Ngã Tư Sở ðiều cho thấy sơng Tơ Lịch điểm thải phân bố dọc theo chiều dài sông liên tục thải Pb vào sơng Vấn đề nhiễm Pb sông Tô Lịch nghiêm trọng sơng nội thành Hà Nội ðiều cho thấy tải lượng Pb thải từ nhà máy khí, sản xuất pin, sản xuất pin khu công nghiệp Thượng ðình lớn, cần xử lý trước thải vào môi trường Nguyễn Nhật Quang- CNMTB K44 Chia sẽ: CN Nguyễn Thanh Tú – Email: tuhoahocqn@gmail.com www.facebook.com/daykem.quynhon - www.daykemquynhon.ucoz.com 74 ðồ án tốt nghiệp Trên sông Sét nồng độ Pb tăng dọc theo chiều dài sơng từ ðại học Bách Khoa Hà Nội đến khu cơng nghiệp ði Cá khơng đáng kể (tăng từ lần lên 10 lần) Như thấy nguồn thải từ đầu sơng đến ðại học Bách Khoa Hà Nội (nhất nguồn thải từ ðại học Bách Khoa Hà Nội) chủ yếu tương ñối lớn nguồn thải từ khu cơng nghiệp ði Cá khơng đáng kể Trên sơng Lừ tình hình nghiêm trọng sông Sét sông Tô Lịch nồng ñộ Pb gấp từ – lần nồng ñộ cho phép Tại ñây nồng ñộ Pb tăng dần theo chiều dài sông từ vị trí ðại học Y (gấp lần) đến vị trí phố ðịnh Công (gấp lần) Như nguồn thải phân dọc theo chiều dài sông tập trung chủ yếu từ thượng nguồn ñến ðại học Y vị trí phố ðịnh Cơng nguồn thải nhỏ, khơng đáng kể Nhìn chung nồng độ Pb sông nội thành Hà Nội lớn Vấn ñề trở nên nghiêm trọng Pb kim loại nặng có độc tính cao, cần vượt nồng ñộ cho phép lượng nhỏ ñã gây ñộc nặng nề cho người sinh vật khác môi trường V.3.4 Kết phân tích Cd mẫu nước mặt ðồ thị 5.4 ðồ thị biểu diễn kết phân tích Cd Nhìn vào đồ thị V.3 ta thấy mơi trường nước mặt thành phố Hà Nội chưa bị ô nhiễm nhiễm Cd Có kết lượng Cd thải vào mơi trường có tới 90 % hoạt động nhân tạo hoạt động gây nhiễm mơi trường Nguyễn Nhật Quang- CNMTB K44 Chia sẽ: CN Nguyễn Thanh Tú – Email: tuhoahocqn@gmail.com www.facebook.com/daykem.quynhon - www.daykemquynhon.ucoz.com 75 ðồ án tốt nghiệp công nghệ luyện kim màu, mà Hà Nội khơng có nhà máy luyện kim màu đóng địa bàn, nguồn thải Cd đốt rác, sản xuất phân bón q trình nhiệt độ cao khác Hà Nội khơng bị ảnh hưởng hoạt động Kể mẫu phân tích kim loại nặng môi trường nước ngầm hay hồ giếng khoan đồ án tốt nghiệp có kết nguồn nước Hà Nội chưa bị nhiễm bẩn kim loại nặng Cd Vấn đề nhiễm Cd sông nội thành Hà Nội chưa ñáng lo ngại V.3.5 Kết phân tích Fe, Mn mẫu nước mặt ðồ thị 5.4 ðồ thị biểu diễn kết phân tích Fe,Mn Theo kết phân tích thể đồ thị V.3 ta thấy Fe Mn hồ Hà Nội chưa bị nhiễm, nồng độ Fe, Mn nhỏ nồng ñộ cho phép nhiều Nồng ñộ Fe sông hồ hầu hết mức phép Nồng ñộ Fe nước hồ Bảy Mẫu (H2) nồng độ cho phép Chỉ có nồng ñộ Fe nước sông Hồng gần cảng Phà ðen (S7) cao nồng độ cho phép khơng đáng kể ðiều hoạt ñộng cảng tàu bè ñã thải nước thải chứa nhiều Fe vào nước sơng Hồng Nồng độ Fe tăng dần theo chiều dài sông chứng tỏ nguồn thải phân bố dọc theo chiều dài sông nguồn thải chủ yếu phân bố khu vực từ cầu Long Biên (S6) ñến cảng Phà ðen (S7) Nguyễn Nhật Quang- CNMTB K44 Chia sẽ: CN Nguyễn Thanh Tú – Email: tuhoahocqn@gmail.com www.facebook.com/daykem.quynhon - www.daykemquynhon.ucoz.com 76 ðồ án tốt nghiệp Nồng độ Mn nước sơng, hồ thấp gần khơng Ngun nhân hoạt động cơng nghiệp thành phố Hà Nội sử dụng ñến Mn nên lượng Mn thải vào mơi trường hoạt động cơng nghiệp nhỏ Có thể nói nước mặt thành phố Hà Nội không bị ô nhiễm nhiễm Fe Mn hay nói cách khác Fe Mn khơng tác ñộng ñến nước mặt Hà Nội V.3.6 Một số kết luận từ kết phân tích Nước sông Hồng không bị ô nhiễm kim loại nặng Có điều phân tích lưu lượng dòng chảy lớn, ñã làm giảm nồng ñộ kim loại nặng ñi nhiều ðịa ñiểm xung quanh ðại học Bách Khoa Hà Nội bị ô nhiễm kim loại nặng nghiêm trọng As, Cr Pb Tải lượng dòng thải kim loại nặng khu vực lớn Vì khu vực cần ý giảm tải lượng dòng thải kim loại nặng nguồn ñể giảm ñộ ñộc cho dòng thải trước thải vào hệ thống nước chung thành phố Sơng Tô Lịch bị ô nhiễm kim loại nặng trầm trọng ñặc biệt Cr Pb, hai kim loại nặng có độc tính cao ðiều cho thấy nước thải sở công nghiệp nằm dọc theo sông chứa nhiều kim loại nặng cần ñược xử lý ñến nồng ñộ cho phép trước thải vào dòng chảy chung Khi tiến hành xử lý nước thải sơng Tơ Lịch cần ý đến vấn ñề ô nhiễm kim loại nặng V.4 Kết phân tích kim loại nặng nước ngầm Hà Nội Nói chung kết phân tích cho thấy hàm lượng kim loại nặng nước ngầm thành phố Hà Nội chưa bị ô nhiễm tầng chứa nước cuối Còn tầng chứa nước phía bị nhiễm kim loại nặng Như mẫu Giếng khoan ta thấy nồng ñộ Fe vượt tiêu chuẩn cho phép ñối với nước ngầm song so sánh với tiêu chuẩn cho phép ñối với nước sinh hoạt nồng ñộ Fe< mg/l Như mẫu giếng khoan cho thấy nồng ñộ Fe ñã vượt lần Do chưa qua xử lý khơng thể dùng nước để sinh hoạt Nhưng Hà Nội có nhiều hộ gia đình dùng nước giếng khoan cấp sinh hoạt Việc nước ngầm Nguyễn Nhật Quang- CNMTB K44 Chia sẽ: CN Nguyễn Thanh Tú – Email: tuhoahocqn@gmail.com www.facebook.com/daykem.quynhon - www.daykemquynhon.ucoz.com 77 ðồ án tốt nghiệp tầng bị nhiễm hoạt ñộng người gây Việc không xử lý nước thải cơng nghiệp làm cho nước ngầm tầng bị nhiễm kim loại nặng Còn tầng sâu nước ngầm chưa bị nhiễm kim loại nặng ðồ thị 5.5 ðồ thị biểu diễn kết phân tích Mn, Fe mẫu nước ngầm Nguyễn Nhật Quang- CNMTB K44 Chia sẽ: CN Nguyễn Thanh Tú – Email: tuhoahocqn@gmail.com www.facebook.com/daykem.quynhon - www.daykemquynhon.ucoz.com 78 ðồ án tốt nghiệp Phụ lục Phụ lục Giá trị giới hạn cho phép nồng ñộ kim loại nặng nước ngầm TCVN 5944-1995 TT Thông số ðơn vị Giá trị giới hạn Arsen mg/l 0.05 Cadimi mg/l 0.01 Chì mg/l 0.05 Crom mg/l 0.05 ðồng mg/l Mangan mg/l 0.1-0.5 Sắt mg/l 1-5 Thuỷ ngân mg/l 0.001 Nguyễn Nhật Quang- CNMTB K44 Chia sẽ: CN Nguyễn Thanh Tú – Email: tuhoahocqn@gmail.com www.facebook.com/daykem.quynhon - www.daykemquynhon.ucoz.com 79 ðồ án tốt nghiệp Phụ lục Giá trị giới hạn nồng ñộ kim loại nặng nước thải công nghiệp TCVN 5945-1995 TT Thông số ðơn vị Giá trị giới hạn A B C Arsen mg/l 0.05 0.01 0.5 Cadimi mg/l 0.01 0.02 0.5 Chì mg/l 0.1 0.5 Crom(VI) mg/l 0.05 0.1 0.5 Crom(III) mg/l 0.2 ðồng mg/l 0.2 Mangan mg/l 0.2 Sắt mg/l 10 Thuỷ ngân mg/l 0.005 0.005 0.01 Nồng ñộ bé giá trị quy ñịnh cột A thải vào nước ñược dùng làm nguồn cấp nước sinh hoạt Nồng ñộ bé giá trị quy ñịnh cột B ñược thải vào nước dùng cho giao thông thuỷ, tưới tiêu, bơi lội, thuỷ sản, trồng trọt Nếu nồng ñộ nằm giá trị quy ñịnh cột B C phải đổ vào nơi quy định Nồng độ lớn giá trị quy định cột C khơng ñược phép ñổ vào nơi quy ñịnh Nguyễn Nhật Quang- CNMTB K44 Chia sẽ: CN Nguyễn Thanh Tú – Email: tuhoahocqn@gmail.com www.facebook.com/daykem.quynhon - www.daykemquynhon.ucoz.com 80 ðồ án tốt nghiệp Phụ lục Giá trị giới hạn nồng ñộ kim loại nặng nước mặt TCVN 5942-1995 TT Thông số ðơn vị Giá trị giới hạn A B Arsen mg/l 0.05 0.1 Cadimi mg/l 0.01 0.02 Chì mg/l 0.05 0.1 Crom(VI) mg/l 0.05 0.05 Crom(III) mg/l 0.1 ðồng mg/l 0.1 Mangan mg/l 0.1 0.8 Sắt mg/l Thuỷ ngân mg/l 0.0001 0.002 • Cột A ứng với nước mặt dùng làm nguồn nước cấp sinh hoạt, phải qua xử lý theo quy định • Cột B áp dụng ñối với nước mặt dùng cho mục đích khác Nguyễn Nhật Quang- CNMTB K44 Chia sẽ: CN Nguyễn Thanh Tú – Email: tuhoahocqn@gmail.com www.facebook.com/daykem.quynhon - www.daykemquynhon.ucoz.com 81 ðồ án tốt nghiệp Tài liệu tham khảo [1] PGS.TS Nguyễn ðức Khiển Lao động với mơi trường vấn ñề an toàn, vệ sinh Nhà xuất lao ñộng- xã hội [2].GS.TS Lâm Minh Triết- TS Diệp Ngọc Sương Các phương pháp phân tích kim loại nước nước thải Nhà xuất khoa học kỹ thuật [4] ðặng Kim Chi Hố học mơi trường Nhà xuất khoa học kỹ thuật –2001 [5] Tuyển tập báo cáo khoa học hội nghị mơi trường tồn quốc năm 1998 Nguyễn Nhật Quang- CNMTB K44 Chia seõ: CN Nguyễn Thanh Tú – Email: tuhoahocqn@gmail.com www.facebook.com/daykem.quynhon - www.daykemquynhon.ucoz.com 82 ðồ án tốt nghiệp Nguyễn Nhật Quang- CNMTB K44 Chia sẽ: CN Nguyễn Thanh Tú – Email: tuhoahocqn@gmail.com www.facebook.com/daykem.quynhon - www.daykemquynhon.ucoz.com 83 ðồ án tốt nghiệp Nguyễn Nhật Quang- CNMTB K44 Chia sẽ: CN Nguyễn Thanh Tú – Email: tuhoahocqn@gmail.com www.facebook.com/daykem.quynhon - www.daykemquynhon.ucoz.com 84 ... III CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ KIM LOẠI NẶNG TRONG NƯỚC 36 III.1 Tổng quan phương pháp xử lý kim loại nặng nước 36 III.2 Phương pháp kết tủa hoá học 36 III.3 Phương pháp. .. Việt nam 41 CHƯƠNG IV CÁC PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH KIM LOẠI NẶNG 43 IV.1 Tổng quan phương pháp phân tích kim loại 43 IV.2 Xử lý mẫu ñể xác ñịnh hàm lượng kim loại nặng 44 IV.2.1 Giới... III.4 Phương pháp điện hố 38 III.5 Phương pháp oxy hoá- khử 39 III.6 Xử lý nước thải có chứa kim loại nặng phương pháp tạo Pherit 39 III.6 Vấn ñề xử lý kim loại nặng nước