(Luận văn thạc sĩ) đánh giá ảnh hưởng của nước thải khu công nghiệp lưu xá tới hàm lượng kim loại nặng trong nước và trầm tích sông cầu

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN Phạm Thị Nga ĐÁNH GIÁ ẢNH HƢỞNG CỦA NƢỚC THẢI KHU CÔNG NGHIỆP LƢU XÁ TỚI HÀM LƢỢNG KIM LOẠI NẶNG TRONG NƢỚC VÀ TRẦM TÍCH SƠNG CẦU LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Hà Nội - 2012 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN Phạm Thị Nga ĐÁNH GIÁ ẢNH HƢỞNG CỦA NƢỚC THẢI KHU CÔNG NGHIỆP LƢU XÁ TỚI HÀM LƢỢNG KIM LOẠI NẶNG TRONG NƢỚC VÀ TRẦM TÍCH SƠNG CẦU Chun ngành: Khoa học mơi trường Mã số: 60 85 02 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS Lê Đức Hà Nội - 2012 MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN MỤC LỤC DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT DANH MỤC BẢNG DANH MỤC HÌNH ĐẶT VẤN ĐỀ Chƣơng TỔNG QUAN TÀI LIỆU 11 1.1 Đại cương kim loại nặng 11 1.1.1 Chì hậu nhiễm chì 12 1.1.2 Cadimi hậu ô nhiễm cadimi 13 1.1.3 Kẽm hậu ô nhiễm kẽm 14 1.2 Tổng quan ngành luyện thép Việt Nam 15 1.2.1 Quá trình hình thành 15 1.2.2 Quá trình phát triển 15 1.3 Điều kiện tự nhiên 17 1.3.1 Vị trí địa lý 17 1.3.2 Khí tượng thủy văn 18 1.3.3 Tình hình mưa lũ 19 1.4 Sơ lược đơn vị khu công nghiệp Lưu Xá 20 1.4.2 Công ty CP hợp kim sắt gang thép Thái Nguyên 35 1.4.3 Cơng ty CP tập đồn vật liệu chịu lửa Thái Nguyên 37 1.4.4 Cơng ty CP khí gang thép 40 1.5 Sơ lược hệ thống sông Cầu 42 Chƣơng ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 45 2.1 Đối tượng phạm vi nghiên cứu 45 2.2 Nội dung nghiên cứu 45 2.3 Phương pháp nghiên cứu 47 2.3.1 Phương pháp điều tra, thống kê, thu thập tài liệu 47 2.3.2 Phương pháp khảo sát đường chất thải 47 2.3.3 Phương pháp tính tốn thải lượng 47 2.3.4 Phương pháp lấy mẫu phân tích phịng thí nghiệm 47 Chƣơng KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 50 3.1 Hiện trạng chất lượng môi trường khu vực nghiên cứu 50 3.1.1 Hiện trạng chất lượng nước mặt 50 3.1.2 Hiện trạng chất lượng nước thải 58 3.1.3 Trầm tích sơng Cầu 68 Ước tính thải lượng ô nhiễm kim loại 71 3.2.1 Nhà máy luyện gang 71 3.2.2 Nhà máy luyện thép Lưu Xá 75 3.2.3 Công ty CP hợp kim sắt gang thép Thái Nguyên 76 3.2.4 Thải lượng ô nhiễm kim loại thải suối Cam Giá 76 3.3 Diễn biến chất lượng nước suối Cam Giá 77 3.4 Đề suất giải pháp bảo vệ môi trường 78 3.4.1 Các giải pháp quản lý 78 3.4.2 Các giải pháp kỹ thuật 79 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 81 Kết luận 81 Kiến nghị 82 TÀI LIỆU THAM KHẢO 83 TÀI LIỆU TIẾNG VIỆT 83 TÀI LIỆU TIẾNG ANH 85 DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT APHA (American Public Health Association): Hiệp hội sức khỏe cộng đồng Mỹ ASEAN: Hiệp hội quốc gia Đông Nam Á BOD: Nhu cầu ơxi sinh hóa COD: Nhu cầu ơxi hóa học CP: Cổ phần DDT (dichlorodiphenyltrichloroethane): Thuốc trừ sâu họ clo hữu IQ: Chỉ số thông minh EPA: Cơ quan bảo vệ môi trường (Mỹ) QCVN: Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia TCVN: tiêu chuẩn Việt Nam TISCO: Công ty CP gang thép Thái Nguyên TSS: Tổng chất rắn lơ lửng UBND: Ủy ban nhân dân UEPA: Cơ quan bảo vệ môi trường Mỹ VICASA: Công ty CP thép Biên Hịa VIKIMCO: Cơng ty CP thép Thủ Đức DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1: Mực nước sông Cầu (m) ứng với tần suất lũ [28] 19 Bảng 1.2: Tài liệu quan sát mưa lũ trạm khí tượng thủy văn Thái Nguyên 19 Bảng 1.3: Nguồn nguyên, nhiên liệu nhà máy Cốc Hóa 22 Bảng 1.4: Sản phẩm nhà máy Cốc Hóa 23 Bảng 1.5: Thơng tin chất thải nhà máy Cốc Hóa 23 Bảng 1.6: Nguồn nguyên, nhiên liệu nhà máy luyện gang 25 Bảng 1.7: Sản phẩm nhà máy luyện gang 25 Bảng 1.8: Thông tin chất thải nhà máy luyện gang 25 Bảng 1.9: Nguồn nguyên, nhiên liệu nhà máy luyện thép Lưu Xá 28 Bảng 1.10: Sản phẩm nhà máy luyện thép Lưu Xá 28 Bảng 1.11: Thông tin chất thải nhà máy luyện thép Lưu Xá 29 Bảng 1.12: Nguồn nguyên, nhiên liệu nhà máy cán Lưu Xá 31 Bảng 1.13: Sản phẩm nhà máy cán thép Lưu Xá 31 Bảng 1.14: Thông tin chất thải nhà máy cán thép Lưu Xá 32 Bảng 1.15: Nguồn nguyên, nhiên liệu nhà máy cán thép Thái Nguyên 33 Bảng 1.16: Sản phẩm nhà máy cán thép Thái Nguyên 34 Bảng 1.17: Thông tin chất thải nhà máy cán thép Thái Nguyên 34 Bảng 1.18: Nguồn nguyên, nhiên liệu công ty CP hợp kim sắt gang thép 36 Bảng 1.19: Thông tin chất thải công ty CP hợp kim sắt gang thép 36 Bảng 1.20: Thông tin chất thải công ty CP vật liệu chịu lửa 38 Bảng 1.21: Nguồn nguyên, nhiên liệu công ty CP khí gang thép 41 Bảng 1.22: Nguồn ngun, nhiên liệu cơng ty CP khí gang thép 41 Bảng 2.1: Phương pháp phân tích 49 Bảng 3.1: Hiện trạng chất lượng nước mặt khu vực nghiên cứu 51 Bảng 3.2: Chất lượng nước mặt (trung bình từ năm 2009-2012) 51 Bảng 3.3: Diễn biến chất lượng nước mặt theo mùa (mùa mưa mùa khô) 52 Bảng 3.4: Diễn biến chất lượng nước suối Cam Giá(trước tiếp nhận nước thải) 54 Bảng 3.5: Diễn biến chất lượng nước suối Cam Giá (sau điểm tiếp nhận nước thải) 55 Bảng 3.6: Diến biến chất lượng nước sông Cầu (trước điểm hợp lưu suối Cam Giá) 55 Bảng 3.7: Diễn biến chất lượng nước sông Cầu (sau điểm hợp lưu suối Cam Giá) 56 Bảng 3.8: Chất lượng nước thải đơn vị khu công nghiệp 58 Bảng 3.9: Chất lượng nước thải sản xuất nhà máy luyện gang 62 Bảng 3.10: Diễn biến chất lượng nước thải sản xuất nhà máy luyện gang 63 Bảng 3.11: Diễn biến chất lượng nước thải sản xuất nhà máy luyện thép Lưu Xá 65 Bảng 3.12: Diễn biến chất lượng nước thải Công ty CP hợp kim sắt gang thép 67 Bảng 3.13: Hàm lượng kim loại nặng Pb, Cd Zn trầm tích sơng Cầu 68 Bảng 3.14: Hàm lượng Pb, Cd Zn trầm tích suối Cam Giá, sông Cầu 70 Bảng 3.15: Diễn biến kim loại nặng Pb, Cd Zn trầm tích sơng Cầu 70 Bảng 3.16: Định mức phát thải theo sản phẩm 72 Bảng 3.17: Số liệu định mức nhà máy Luyện Gang 72 Bảng 3.19: Hàm lượng số kim loại chất thải 74 Bảng 3.20: Tổng thải lượng kim loại nhà máy luyện gang 74 Bảng 3.21: Số liệu lượng kim loại đầu vào đầu 74 Bảng 3.22: Thải lượng kim loại Pb, Cd Zn nhà máy luyện thép Lưu Xá 76 Bảng 3.23: Thải lượng kim loại Pb, Cd Zn công ty CP hợp kim sắt gang thép 76 Bảng 3.24: Thải lượng kim loại Pb, Cd Zn suối Cam Giá (trước năm 2010) 77 Bảng 3.25: Thải lượng kim loại Pb, Cd Zn suối Cam Giá (kể từ năm 2010) 77 Bảng 3.26: Hàm lượng kim loại Pb, Cd Zn suối Cam Giá 78 DANH MỤC HÌNH Hình 1.1: Vị trí khu vực nghiên cứu 17 Hình 2.1: Phạm vi khu vực nghiên cứu 46 Hình 3.1: Giá trị BOD nước mặt vào mùa mưa mùa khơ 53 Hình 3.2: Giá trị Pb nước mặt vào mùa mưa mùa khơ 54 Hình 3.3: Diễn biến BOD nước mặt theo năm (so sánh mùa khơ) 57 Hình 3.4: Diễn biến Pb, Cd, Zn nước mặt suối Cam Giá 57 Hình 3.5: Diễn biến Pb, Cd, Zn nước mặt sông Cầu sau điểm 58 Hình 3.6: BOD, COD, TSS nước thải (giá trị trung bình 2009 - 2012) 61 Hình 3.7: Giá trị amoni dầu mỡ nước thải (trung bình 2009 đến 2012) 61 Hình 3.8: Kim loại nặng nước thải (giá trị trung bình 2009 - 2012) 62 Hình 3.9: Diễn biến Cd, Pb, Zn nước thải nhà máy luyện gang 64 Hình 3.9: Diễn biến Cd, Pb, Zn nước thải nhà máy luyện gang theo mùa 64 Hình 3.10: Diễn biến hàm lượng kim loại nặng nước thải nhà máy Luyện thép Lưu Xá (từ năm 2009-2012) 66 Hình 3.11: So sánh hàm lượng kim loại mùa mưa mùa khơ 66 Hình 3.10: Diễn biến hàm lượng kim loại nặng nước thải Công ty CP hợp kim sắt gang thép Thái Nguyên (từ năm 2009-2012) 67 Hình 3.11: So sánh hàm lượng kim loại công ty CP hợp kim sắt gang thép Thái Nguyên mùa mưa mùa khơ (giá trị trung bình mùa mưa mùa khô từ năm 2009-2012) 68 Hình 3.12: Hàm lượng kim loại Pb, Zn Cd sông Cầu khu vực nghiên cứu 69 Hình 3.13: Diễn biến hàm lượng kim loại nặng trâm tích sơng Cầu sau điểm hợp lưu suối Cam Giá 300m 71 Hình 3.14: Khảo sát đường chất thải Lò Cao [24] 71 ĐẶT VẤN ĐỀ Trong vài thập kỷ gần đây, với phát triển nhanh chóng đất nước, ngành cơng nghiệp Việt Nam có tiến khơng ngừng số lượng nhà máy chủng loại sản phẩm chất lượng ngày cải thiện Ngành công nghiệp phát triển đem lại cho nhân dân hàng hóa rẻ mà chất lượng khơng thua so với hàng ngoại nhập Bên cạnh tác động tích cực ngành cơng nghiệp mang lại phải kể đến tác động tiêu cực Một mặt tiêu cực loại chất thải ngành công nghiệp thải ngày nhiều làm ảnh hưởng đến môi trường sống sức khoẻ người dân Môi trường sống người dân bị đe dọa chất thải công nghiệp, vấn đề xúc phải kể đến nguồn nước Hầu hết hồ, ao sơng, ngịi qua nhà máy công nghiệp Việt Nam bị ô nhiễm đặc biệt sông lớn, có sơng Cầu Một ngun nhân làm ô nhiễm nguồn nước sông, ao hồ nước thải cơng nghiệp có chứa kim loại nặng như: thủy ngân, chì, kẽm, đồng, crơm, nikel [13] Do vậy, vấn đề ô nhiễm môi trường nước, đặc biệt ô nhiễm kim loại nặng đặc biệt quan tâm nghiên cứu để đưa giải pháp hữu hiệu nhằm ngăn chặn xử lý kịp thời gia tăng ô nhiễm Theo báo cáo Bộ Tài nguyên Môi trường, chất lượng nước sông Đồng Nai, sông Cầu, sông Nhuệ sông Đáy bị ô nhiễm Kết khảo sát cho thấy, gần 70% số triệu m3 nước thải ngày từ khu công nghiệp xả thẳng nguồn tiếp nhận mà không qua xử lý gây nhiễm mơi trường Trong đó, tỷ lệ khu cơng nghiệp vào hoạt động có trạm xử lý nước thải tập trung chiếm khoảng 43% Lưu vực sông Nhuệ, sông Đáy sông Cầu (đoạn chảy qua thành phố Thái Nguyên) nhiều tiêu chất lượng không đạt giới hạn B1 Theo báo cáo đánh giá trạng môi trường từ năm 2005 đến năm 2009; báo cáo kết triển khai Đề án sông Cầu; báo cáo xây dựng hệ thống quan trắc tỉnh Thái Nguyên số liệu quan trắc trạng môi trường từ năm 2005 đến năm 2010 cho thấy chất lượng nước mặt sông Cầu, đoạn chảy qua địa bàn tỉnh Thái Nguyên có biểu ô nhiễm rõ rệt kim loại nặng nguồn nước thải từ khu công nghiệp Lưu Xá Đặc biệt, hàm lượng kim loại nặng tích luỹ trầm tích sau điểm tiếp nhận nước thải từ khu công nghiệp Lưu Xá cao gấp hàng trăm lần so với trầm tích trước điểm tiếp nhận nước thải [16] Để theo dõi diễn biến theo thời gian không gian kim loại nặng nước tích luỹ trầm tích nước thải Khu công nghiệp, đồng thời đề xuất phương án giảm thiểu ô nhiễm, bảo vệ môi trường hoạt động sản xuất Khu công nghiệp, Học viên chọn đề tài: “Đánh giá ảnh hưởng nước thải khu công nghiệp Lưu Xá tới hàm lượng kim loại nặng nước trầm tích sơng Cầu” Nhằm góp phần làm rõ tác động kim loại nặng từ nước thải Khu công nghiêp Lưu Xá tới chất lượng nước trầm tích sơng Cầu, hỗ trợ cho cơng tác bảo vệ môi trường địa phương Mục tiêu cụ thể đề tài là: - Đánh giá mức độ ô nhiễm kim loại nặng trạng môi trường nước mặt, trầm tích sơng Cầu trước sau điểm tiếp nhận nước thải khu công nghiệp Lưu Xá - Đánh giá trạng xả thải khu công nghiệp tính tốn thải lượng số kim loại (Pb, Zn, Cd) từ hoạt động sản xuất nhà máy khu công nghiệp Lưu Xá - Đánh giá mối liên hệ hàm lượng kim loại nước trầm tích sau điểm tiếp nhận nước thải khu cơng nghiệp Lưu Xá với tình hình sản xuất khu công nghiệp năm qua - Đề xuất biện pháp quản lý bảo vệ môi trường hoạt động sản xuất Khu công nghiệp 10 ... ảnh hưởng nước thải khu công nghiệp Lưu Xá tới hàm lượng kim loại nặng nước trầm tích sơng Cầu? ?? Nhằm góp phần làm rõ tác động kim loại nặng từ nước thải Khu công nghiêp Lưu Xá tới chất lượng nước. .. nhận nước thải khu công nghiệp Lưu Xá - Đánh giá trạng xả thải khu cơng nghiệp tính toán thải lượng số kim loại (Pb, Zn, Cd) từ hoạt động sản xuất nhà máy khu công nghiệp Lưu Xá - Đánh giá mối... nƣớc suối Cam Giá Căn thải lượng kim loại lưu lượng suối Cam Giá, đánh giá diễn biến hàm lượng số kim loại nước suối Cam Giá Với lưu lượng suối Cam Giá 0,9m3/s, hàm lượng ô nhiễm kim loại tương