Nghiên cứu đánh giá hàm lượng các dạng tồn tại của kim loại nặng trong bùn thải đô thị tại thái nguyên

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM ĐÀO NHƯ QUỲNH Tên đề tài: NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ HÀM LƯỢNG CÁC DẠNG TỒN TẠI CỦA KIM LOẠI NẶNG TRONG BÙN THẢI ĐƠ THỊ TẠI THÁI NGUN KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Hệ đào tạo : Chính quy Chuyên ngành : Khoa học môi trường Khoa : Khoa học mơi trường Khóa học : 2014 – 2018 Thái Nguyên, năm 2018 ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM ĐÀO NHƯ QUỲNH Tên đề tài: NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ HÀM LƯỢNG CÁC DẠNG TỒN TẠI CỦA KIM LOẠI NẶNG TRONG BÙN THẢI ĐÔ THỊ TẠI THÁI NGUYÊN KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Hệ đào tạo : Chính quy Chuyên ngành : Khoa học môi trường Lớp : K46 – KHMT - N01 Khoa : Khoa học mơi trường Khóa học : 2014 – 2018 Giảng viên hướng dẫn : TS Đặng Thị Hồng Phương Thái Nguyên, năm 2018 i LỜI CẢM ƠN Thực tập tốt nghiệp nhằm thực tốt phương châm “Học đôi với hành, gắn lý thuyết với thực tiễn” trường đại học nước nói chung trường Đại học Nơng Lâm Thái Ngun nói riêng Đây giai đoạn quan trọng giúp sinh viên củng cố lại kiến thức học ghế nhà trường, đồng thời nâng cao kỹ thực hành, vận dụng vào thực tế để giải vấn đề cụ thể Để hồn thành khóa luận tốt nghiệp trước hết em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến Ban giám hiệu trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên tồn thể thầy giáo trường, đặc biệt thầy cô giáo khoa Môi trường tận tình dạy dỗ truyền đạt cho em kiến thức, kinh nghiệm quý báu tạo điều kiện thuận lợi giúp đỡ em suốt trình thực tập Em xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc cô giáo T.S Đặng Thị Hồng Phương tận tình hướng dẫn, giúp đỡ, dìu dắt em suốt trình thực đề tài tạo điều kiện tốt để em hoàn thành tốt khóa luận Cuối em xin gửi lời cảm ơn đến gia đình, bạn bè người thân, người ln động viên, tạo điều kiện góp ý giúp đỡ em suốt thời gian học tập thực khóa luận Em xin chúc tồn thể Thầy, Cô giáo mạnh khỏe, hạnh phúc thành công nghiệp Em xin chân thành cảm ơn! Thái Nguyên, ngày tháng Sinh viên Đào Như Quỳnh năm 2018 ii DANH MỤC CÁC BẢNG Trang Bảng 1.1 Hàm lượng chất dinh dưỡng bùn thải Bảng 3.1 Vị trí lấy mẫu bùn thải 26 Bảng 4.1 Hàm lượng số KLN bùn thải đô thị Thái Nguyên 35 iii DANH MỤC CÁC HÌNH Trang Hình 2.1 Sơ đồ quy trình tách KLN từ bùn thải .18 Hình 3.1 Sơ đồ chiết phân tích dạng kim loại nặng mẫu bùn Tessier cải tiến .28 Hình 4.1 Hàm lượng Cu tổng số mẫu bùn thải 37 Hình 4.2 Hàm lượng Zn tổng số mẫu bùn thải 38 Hình 4.3 Hàm lượng Pb tổng số mẫu bùn thải 39 Hình 4.4 Hàm lượng Cr tổng số mẫu bùn thải 40 Hình 4.5 Hàm lượng Cd tổng số mẫu bùn thải 40 Hình 4.6 Hàm lượng As tổng số mẫu bùn thải 41 Hình 4.7 Hàm lượng Hg tổng số mẫu bùn thải 42 Hình 4.8 Các dạng KLN bùn thải trạm XLNT Sơng Cơng .42 Hình 4.9 Các dạng KLN bùn cống khu vực đường LNQ .43 Hình 4.10 Các dạng KLN bùn nạo vét Hồ Xương Rồng 44 Hình 4.11 Các dạng KLN bùn Sơng Cầu .44 iv DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT Từ viết tắt Nghĩa của từ KCN Khu công nghiệp KLN Kim loại nặng QCVN Quy chuẩn Việt Nam TCCP Tiêu chuẩn cho phép VSV Vi sinh vật XLNT Xử lý nước thải v MỤC LỤC Trang LỜI CẢM ƠN i DANH MỤC CÁC BẢNG ii DANH MỤC CÁC HÌNH iii DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT iv MỤC LỤC v PHẦN MỞ ĐẦU 1.1 Đặt vấn đề 1.2 Mục tiêu yêu cầu đề tài .2 1.2.1 Mục tiêu 1.2.2 Yêu cầu 1.3 Ý nghĩa đề tài PHẦN 2.TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2.1 Khái niệm, phân loại tính chất bùn thải 2.1.1 Khái niệm bùn thải 2.1.2 Phân loại 2.1.3 Nguồn gốc, tính chất đặc điểm bùn thải 2.2 Khái quát ô nhiễm kim loại nặng bùn thải 2.2.1 Nguồn phát sinh KLN bùn thải 2.2.2 Các dạng tồn kim loại nặng 2.2.3 Ảnh hưởng KLN đến khả tái chế bùn thải .11 2.3 Các phương pháp xử lý bùn thải 15 2.3.1 Xử lý thiêu đốt 15 2.3.2 Xử lý phương pháp chôn lấp 15 2.3.3 Xử lý phương pháp ủ sinh học .16 2.3.4 Xử lý phương pháp thu hồi tái chế 17 2.4 Giới thiệu phương pháp loại bỏ KLN bùn thải đô thị 17 2.4.1 Loại bỏ KLN dung dịch axit 17 vi 2.4.2 Loại bỏ KLN tác nhân tạo phức .20 2.5 Hiện trạng quản lý tái sử dụng bùn thải Việt Nam 21 2.5.1 Quản lý bùn thải Việt Nam 21 2.5.2 Tình hình nghiên cứu tái chế bùn thải Việt Nam 22 PHẦN ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG, PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 25 3.1 Đối tượng phạm vi nghiên cứu 25 3.2 Địa điểm thời gian tiến hành 25 3.3 Nội dung nghiên cứu 25 3.3.1 Điều kiện tự nhiên – kinh tế, xã hội thành phố Thái Nguyên 25 3.3.2 Đánh giá hàm lượng kim loại nặng bùn thải đô thị Thái Nguyên 25 3.3.3 Đánh giá dạng tồn kim loại nặng bùn thải đô thị Thái Nguyên 25 3.4 Phương pháp nghiên cứu 25 3.4.1 Phương pháp thu thập tài liệu 25 3.4.2 Phương pháp lấy mẫu bảo quản mẫu 25 3.4.3 Phương pháp thực nghiệm 26 3.4.4 Phương pháp xử lý số liệu 30 PHẦN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN .31 4.1 Điều kiện tự nhiên – kinh tế, xã hội thành phố Thái Nguyên .31 4.1.1 Điều kiện tự nhiên 31 4.1.2 Đặc điểm kinh tế - xã hội 33 4.2 Đánh giá hàm lượng tổng số KLN bùn thải đô thị Thái Nguyên .35 4.2.1 Hàm lượng Cu tổng số 36 4.2.2 Hàm lượng Zn tổng số 38 4.2.3 Hàm lượng Pb tổng số .39 4.2.4 Hàm lượng Cr tổng số .39 4.2.5 Hàm lượng Cd tổng số 40 4.2.6 Hàm lượng As tổng số 41 4.2.7 Hàm lượng Hg tổng số 42 4.3 Đánh giá dạng tồn kim loại nặng bùn thải đô thị Thái Nguyên .42 vii 4.3.1 Đánh giá dạng tồn kim loại nặng bùn thải Trạm XLNT Sông Công 42 4.3.2 Đánh giá dạng tồn kim loại nặng bùn thải khu vực đường Lương Ngọc Quyến .43 4.3.3 Đánh giá dạng tồn kim loại nặng bùn nạo vét hồ Xương Rồng 43 PHẦN KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 45 5.1.Kết luận .45 5.2 Kiến nghị 45 TÀI LIỆU THAM KHẢO 46 PHẦN MỞ ĐẦU 1.1 Đặt vấn đề Trong loại hình chất thải đô thị, bùn thải đô thị nhà quản lý môi trường ngày quan tâm Bùn thải đô thị phát sinh chủ yếu từ hoạt động xử lý nước thải nạo vét hệ thống nước thị Bùn thải thị có hàm lượng chất dinh dưỡng nitơ, phốt cao (Nguyễn Việt Anh, 2015) [0] Mặt khác, trình hình thành bùn thải tích lũy nhiều chất gây nhiễm kim loại nặng, vi sinh vật gây bệnh Việt Nam đối mặt với tình trạng nhiễm môi trường ngày tăng tốc độ đô thị hóa nhanh chóng, đặc biệt thành phố lớn Cùng với số lượng trạm xử lý nước thải đô thị ngày tăng thời gian tới Trong thơi gian gần, vấn đề xử lý bùn thải phát sinh từ trạm xử lý nước thải đô thị trở thành mối quan tâm lớn Bùn thải từ trình xử lý nước thải thường có độ ẩm cao nên khó vận chuyển Hàm lượng chất hữu cao, hàm lượng số kim loại nặng (KLN) cao gây hôi thối làm nhiễm mơi trường Vì vậy, việc sử dụng bùn cặn chưa qua xử lý làm phân bón hay thải bỏ môi trường không hợp lý khơng an tồn Cần phải xử lý bùn trước thải bỏ tái sử dụng để ổn định bùn, giảm mùi khó chịu nguy gây ô nhiễm môi trường Để nghiên cứu tái sử dụng bùn thải từ nhà máy xử lý nước thải bước đầu cần phải đánh giá chất lượng bùn thải, đặc biệt hàm lượng kim loại nặng bùn thải Xuất phát từ thực tiễn đó, đề tài “Nghiên cứu đánh giá hàm lượng dạng tồn kim loại nặng bùn thải đô thị Thái Nguyên” thực Hy vọng kết nghiên cứu góp phần nhỏ vào việc đánh giá, xử lý tận dụng bùn thải từ hệ thống thoát nước thải sinh hoạt hệ thống xử lý nước thải, loại bùn thải thị nói chung 33 thấp vào tháng Nhìn chung khí hậu tỉnh Thái Ngun thuận lợi cho phát triển ngành nông, lâm nghiệp 4.1.2 Đặc điểm kinh tế - xã hội 4.1.2.1 Dân số, lao động, việc làm thu nhập - Dân số: Theo Tổng cục Thống kê năm 2017, dân số tỉnh Thái Nguyên 1.255.000 người Tổng dân số đô thị 421.100 người (35%) tổng dân cư nông thôn 806.300 người (65%) - Lao động, việc làm: Tổng số lao động làm việc khu vực nhà nước (bao gồm trung ương, địa phương hành nghiệp) 72.019 người, chiếm tỷ lệ 9,6%; lao động làm việc khu vực nhà nước 578.748 người, chiếm tỷ lệ 76,9% lao động làm việc khu vực có vốn đầu tư nước ngồi 101.509 người, chiếm 13,5% - Thu nhập: GDP bình quân đầu người năm 2013 đạt 32,3 triệu đồng Năm 2014 GDP bình quân đầu người đạt 38,9 triệu đồng/năm, 100% kế hoạch (tăng 8,9 triệu đồng so với kỳ năm 2013) Năm 2015 GDP bình quân đầu người đạt 47,3 triệu đồng/năm, 100% kế hoạch (tăng 8,4 triệu đồng so với năm 2014) Năm 2016 GDP bình quân đầu người đạt 53,6 triệu đồng/năm, 100% kế hoạch (tăng 6,3 triệu đồng so với năm 2015) Tỉnh Thái Ngun số tỉnh có bình quân thu nhập đầu người cao so với nước Với đà phát triển đó, tương lai tỉnh có tiến vượt bậc trị - kinh tế - văn hóa - xã hội theo hướng ổn định bền vững, xứng đáng trung tâm vùng Việt Bắc Đồng thời Thái Nguyên giữ vai trò chủ đạo trung tâm dịch vụ liên kết phát triển với vùng xung quanh 4.1.2.2 Tình hình phát triển kinh tế Thái Ngun có tài ngun khống sản đa dạng, phong phú, có điều kiện khí hậu thuận lợi cho phát triển tập đồn rừng, công nghiệp, ăn vật nuôi Có tiềm lớn để phát triển du lịch với Hồ Núi Cốc, di tích lịch sử, cách mạng, có khu Gang Thép Thái Nguyên - nôi ngành thép Việt Nam 34 Đặc biệt, Thái Nguyên có nhiều khả phát triển nơng - lâm nghiệp, có vùng chè tiếng, đứng thứ hai nước diện tích trồng chè Thái Ngun có nhiều loại khống sản như: than, sắt, đá, vơi, cát, sỏi Trong đó, than đánh giá có trữ lượng lớn thứ hai nước, sau Quảng Ninh Thái Nguyên có tổ hợp Samsung với nhà máy SEVT SEMV với tổng mức đầu tư gần tỉ la Mỹ Khu cơng nghiệp n Bình Khu tổ hợp đóng vai trị to lớn phát triển Thái Nguyên ngày Cùng với đó, tổ hợp khai thác chế biến khống sản Núi Pháo, nhiều dự án công nghiệp đại khác mang lại diện mạo cho công nghiệp Thái Nguyên, trước vốn dựa vào khu công nghiệp Gang Thép thành lập năm 1959, nơi Việt Nam có dây chuyền sản xuất liên hợp khép kín từ khai thác quặng sắt đến sản xuất gang, phôi thép cán thép Hiện Thái Nguyên triển khu công nghiệp sau: Khu công nghiệp Sông Công I (220ha - KCN Thái Nguyên); KCN Sông Công II (250ha - triển khai xây dựng) thuộc thành phố Sơng Cơng; KCN n Bình I (200ha), KCN Nam Phổ Yên (200 ha), KCN Tây Phổ Yên (200ha) thuộc thị xã Phổ Yên; KCN Điềm Thuỵ (350ha) thuộc huyện Phú Bình KCN Quyết Thắng (200ha - triển khai) thuộc thành phố Thái Nguyên, tập trung khu vực trung-nam tỉnh Thái Nguyên có đội ngũ cán bộ, cơng nhân có kinh nghiệm, lực, trình độ cao đội ngũ sinh viên tốt nghiệp hàng năm từ trường Đại học, chuyên nghiệp công nhân kỹ thuật địa bàn, đáp ứng yêu cầu phát triển tỉnh * Tốc độ tăng trưởng kinh tế Trong tháng đầu năm 2017, kinh tế - xã hội tỉnh Thái Nguyên có chuyển biến tích cực: Tăng trưởng kinh tế đạt 14,1%; giá trị sản xuất công nghiệp tăng 18,1%; xuất khẩu ước đạt 15,43 tỷ USD, tăng 26,7%; thu ngân sách đạt 8.409 tỷ đồng, tăng 34,8%, thu nội địa tăng 38%; khách du lịch đạt 1,7 triệu lượt (trên 32 nghìn lượt khách quốc tế) Thu hút đầu tư nước (FDI) tăng mạnh với tổng vốn đăng ký 7,2 tỷ USD 4.1.2.3 Các vấn đề môi trường tỉnh Thái Nguyên 35 -Môi trường đất chất thải rắn: Trên địa bàn tỉnh Thái Nguyên riêng chất thải rắn bệnh viện 770 tấn/năm, chất thải nguy hại 193 tấn/năm - Môi trường nước Trên địa bàn tỉnh Thái Nguyên, đáng quan tâm chất lượng nước sông Cầu, sông Công hồ Núi Cốc Chất lượng nước nơi đạt tiêu chuẩn quy định Tuy nhiên, ảnh hưởng nước thải cơng nghiệp, hoạt động khai khống, nước thải sinh hoạt, chất lượng nước số địa điểm suy giảm nhiều Hầu hết doanh nghiệp hoạt động lĩnh vực khai thác khoáng sản chưa có hệ thống xử lý nhiễm Mỗi năm sở thải môi trường 22 triệu m3 nước thải Theo ước tính chất thải khai thác từ thiếc khoảng 800.000 m3/năm, sắt 2,5 triệu tấn/năm, mỏ than 1,5 triệu m3/năm - Mơi trường khơng khí Các nguồn gây nhiễm khơng khí địa bàn từ nguồn: Sản xuất cơng nghiệp: chế biến khống sản, sản xuất vật liệu xây dựng, sở chế biến kim loại màu, nhà máy ván dăm Thái Nguyên Nồng độ nhiễm cịn thấp; Từ sinh hoạt: Do than tổ ong sử dụng hộ gia định nhà hàng, khách sạn; Từ phương tiện giao thơng: góp phần tăng lượng khí độc SO2, NO2, CO, VOC thành phố Thái Nguyên Thái Nguyên có Nhà máy xi măng hàng trăm sở sản xuất vật liệu xây dựng quy mô vừa nhỏ Các nhà máy hàng năm thải môi trường khơng khí hàng ngàn khí thải bụi [16] 4.2 Đánh giá hàm lượng tổng số KLN bùn thải đô thị Thái Nguyên Hàm lượng KLN (Cu, Zn, Pb, Cd, Cr) số mẫu bùn thải trình bày bảng 4.1 sau: Bảng 4.1 Hàm lượng số KLN bùn thải đô thị Thái Nguyên Đơn vị: mg/kg KLN B1 B2 B3 B4 B5 QCVN QCVN QCVN 07:2009 03:2015 50:2013 36 Cu 815,29 Zn 157,24 74,26 50,45 10,24 - 100 - 2147,36 1038,48 105,12 188,65 68,94 5000 200 5000 Pb 205,06 88,75 48,21 70,06 0,34 300 70 300 Cr 154,18 67,54 1,27 42,38 KPH 100 150 100 Cd 8,04 1,04 0,12 1,07 KPH 10 1,5 10 As 10,18 0,06 KPH KPH KPH 40 15 40 Hg 1,42 KPH KPH KPH KPH - Ghi chú:Mẫu B1: Trạm XLNT Sông Công, B2: Bùn cống khu vực đường Lương Ngọc Quyến (Gần ngã ba Bắc Nam), B3: Bùn nạo vét hồ Xương Rồng, B4: Bùn Sông Cầu B5: Bùn bể phốt QCVN 07:2009 - Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia ngưỡng chất thải nguy hại (QCVN07:2009/BTNMT) QCVN 03:2015 - Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia giới hạn cho phép kim loại nặng đất nông nghiệp (QCVN03-MT:2015/BTNMT) QCVN 50:2013 - Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia ngưỡng nguy hại bùn thải từ trình xử lý nước (QCVN50-MT:2013/BTNMT) Kết phân tích bảng 4.1 cho thấy, hàm lượng KLN loại bùn chênh lệch lớn Nhìn chung, bùn từ bể phốt có hàm lượng KLN thấp số loại bùn thải đô thị khảo sát đạt ngưỡng cho phép KLN đất nông nghiệp (QCVN 03-MT:2015/BTNMT) Trong số KLN khảo sát, Zn kim loại có hàm lượng tổng số mẫu bùn cao 4.2.1 Hàm lượng Cu tổng số Hàm lượng Cu mẫu bùn thải trình bày hình 4.1 37 Hình 4.1 Hàm lượng Cu tổng số mẫu bùn thải Kết phân tích bảng 4.1 hình 4.1 cho thấy hàm lượng hàm lượng Cu mẫu bùn dao động lớn từ 10,24 – 815,29 mg/kg, thấp hàm lượng Cu bùn bể phốt, 10,24 mg/kg Mẫu B1 bùn thải từ trạm xử lý nước thải khu cơng nghiệp Sơng Cơng có hàm lượng Cu cao (815,29 mg/kg), gấp lần so với tiêu chuẩn hàm lượng KLN đất nông nghiệp (QCVN 03MT/2015) Đối với bùn thải từ hoạt động nạo vét cống nước thành phố, mẫu B2 có hàm lượng Cu vượt TCCP hàm lượng KLN đất nông nghiệp (157,24 mg/kg) Nguyên nhân điểm lấy mẫu nằm trục phường Phan Đình Phùng (đường Lương Ngọc Quyến) – nơi có nhiều sở sản xuất, giao thông, sinh hoạt,… đông đúc Các mẫu bùn cịn lại (bùn nạo vét từ sơng Cầu, hồ Xương Rồng bùn bể phốt) có hàm lượng Cu đạt tiêu chuẩn cho phép đất nông nghiệp 38 4.2.2 Hàm lượng Zn tổng số Hàm lượng Zn mẫu bùn thải trình bày hình 4.2 Hình 4.2 Hàm lượng Zn tổng số mẫu bùn thải Kết trình bày bảng 4.1 hình 4.2 cho thấy, so với KLN khác nghiên cứu này, hàm lượng Zn mẫu bùn thải đô thị cao hẳn Nguyên nhân bùn thải có chứa Zn cao KLN khác liên quan đến hàm lượng kẽm loại lương thực, thực phẩm thường cao so với nguyên tố khác Bên cạnh đó, hệ thống cấp nước cho sinh hoạt giai đoạn trước lắp đặt chủ yếu ống mạ kẽm Ngồi ra, thị có nhiều sản phẩm kim loại thép có mạ kẽm (cột đèn, lan can cầu, hàng rào kẽm bị ăn mòn phát sinh nước thải chuyển sang bùn thải giải thích nhiều nghiên cứu trước đây) Trong mẫu bùn khảo sát, hàm lượng Zn dao động từ 68,94 – 2147,36 mg/kg, bùn bể phốt (68,94 mg/kg), nhiều bùn Trạm XLNT Sông Công (2147,36 mg/kg) Hàm lượng Zn bùn Trạm XLNT Sông Công cao gấp 10 lần so với tiêu chuẩn hàm lượng KLN đất nông nghiệp (QCVN 03-MT/2015) Hàm lượng kẽm mẫu bùn B2 vượt TCCP hàm lượng KLN đất nông nghiệp (1038,48 mg/kg) Nguyên nhân trục đường có nhiều sở sản xuất, giao thơng, sinh hoạt … 39 Các mẫu bùn cịn lại (bùn nạo vét hồ Xương Rồng, Sông Cầu, bùn bể phốt) có hàm lượng Zn nằm ngưỡng cho phép hàm lượng KLN đất nông nghiệp 4.2.3 Hàm lượng Pb tổng số Hàm lượng Pb mẫu bùn thải trình bày hình 4.3 Hình 4.3 Hàm lượng Pb tổng số mẫu bùn thải Hàm lượng Pb tổng số trình bày bảng 4.1 hình 4.3 cho thấy hàm lượng Pb mẫu phân tích dao động lớn từ 0,34 – 205,06 mg/kg, thấp hàm lượng Pb bể phốt, 0,34 mg/kg; cao hàm lượng Pb mẫu bùn Trạm XLNT Sông Công (205,06 mg/kg) – gấp khoảng lần so với hàm lượng KLN cho phép đất nông nghiệp Hàm lượng Pb mẫu B2, B4 (bùn khu vực đường Lương Ngọc Quyến bùn Sông Cầu) vượt TCCP hàm lượng KLN đất nông nghiệp (QCVN 03-MT/2015) Trong mẫu bùn Hồ Xương Rồng bùn bể phốt hàm lượng Pb nằm giới hạn cho phép hàm lượng KLN đất nông nghiệp 4.2.4 Hàm lượng Cr tổng số Hàm lượng Cr mẫu bùn thải trình bày hình 4.4 40 Hình 4.4 Hàm lượng Cr tổng số mẫu bùn thải Trong mẫu bùn phân tích, hàm lượng Cr dao động từ – 154,18 mg/kg Hàm lượng Cr cao mẫu bùn Trạm XLNT Sông Công (154,18 mg/kg), vượt ngưỡng giới hạn cho phép quy chuẩn ngưỡng chất thải nguy hại, hàm lượng KLN đất nông nghiệp ngưỡng nguy hại bùn thải từ q trình xử lý nước (QCVN 07-MT:2009, QCVN03-MT:2015, QCVN50MT:2013) Khơng phát hàm lượng Cr có mẫu bùn bể phốt Các mẫu bùn lại (Bùn khu vực đường Lương Ngọc Quyến, Hồ Xương Rồng, Sơng Cầu) có hàm lượng Cr đạt tiêu chuẩn cho phép theo quy chuẩn bùn thải 4.2.5 Hàm lượng Cd tổng số Hàm lượng Cd mẫu bùn thải trình bày hình 4.5 Hình 4.5 Hàm lượng Cd tổng số mẫu bùn thải Kết phân tích bảng 4.1 hình 4.5 cho thấy hàm lượng Cd 41 mẫu bùn dao động từ 0– 8,04 mg/kg, hàm lượng Cd không phát mẫu bùn bể phốt Mẫu B1 bùn thải Trạm xử lý nước thải Sông Công chứa Cd cao (8,04 mg/kg) gấp lần so với tiêu chuẩn hàm lượng KLN đất nông nghiệp (QCVN 03-MT/2015) Hàm lượng Cd mẫu bùn lại (Bùn khu vực đường Lương Ngọc Quyến, Hồ Xương Rồng, Sông Cầu) đạt tiêu chuẩn cho phép hàm lượng KLN đất nông nghiệp 4.2.6 Hàm lượng As tổng số Hàm lượng As mẫu bùn thải trình bày hình 4.6 Hình 4.6 Hàm lượng As tổng số mẫu bùn thải Hàm lượng As mẫu bùn khảo sát thể bảng 4.1 hình 4.6 đạt tiêu chuẩn cho phép theo quy chuẩn bùn thải Hàm lượng As dao động từ – 10,18 mg/kg Không phát As mẫu bùn B3, B4, B5 (Bùn nạo vét Hồ Xương Rồng, Sông Cầu, bùn bể phốt) Hàm lượng As cao có bùn thải Trạm xử lý nước thải Sông Công (10,18 mg/kg) 42 4.2.7 Hàm lượng Hg tổng số Hàm lượng Hg mẫu bùn thải trình bày hình 4.7 Hình 4.7 Hàm lượng Hg tổng số mẫu bùn thải Kết phân tích bảng 4.1 hình 4.7 cho thấy hàm lượng Hg mẫu bùn dao động từ – 1,42 mg/kg Hàm lượng Hg cao có mẫu bùn thải Trạm xử lý nước thải Sông Công (1,42 mg/kg) nằm ngưỡng giới hạn cho phép bùn thải Không phát hàm lượng Hg mẫu bùn lại (Bùn khu vực đường Lương Ngọc Quyến, Hồ Xương Rồng, Sông Cầu, bùn bể phốt) 4.3 Đánh giá dạng tồn kim loại nặng bùn thải đô thị Thái Nguyên 4.3.1 Đánh giá dạng tồn kim loại nặng bùn thải Trạm XLNT Sông Công Các dạng tồn kim loại nặng bùn thải Trạm XLNT Sông Công thể hình 4.8 sau: Hình 4.8 Các dạng KLN bùn thải trạm XLNT Sông Công Kết thể hình 4.1 cho thấy Cu tồn lớn dạng liên kết hữu 43 (71%), dạng liên kết Fe – Mn oxit (1,28%) Zn tồn chủ yếu dạng liên kết Fe – Mn oxit, tồn dạng cặn dư Cr không phát tồn dạng trao đổi dạng liên kết với cacbonate, chủ yếu tồn dạng dư (chiếm 58,01%) Cd tồn dạng F2 lớn 4.3.2 Đánh giá dạng tồn kim loại nặng bùn thải khu vực đường Lương Ngọc Quyến Các dạng tồn KLN bùn cống khu vực đường Lương Ngọc Quyến (gần Ngã ba Bắc Nam) thể hình 4.9 Hình 4.9 Các dạng KLN bùn cống khu vực đường LNQ Trong mẫu bùn cống khu vực đường LNQ, Cu Pb tồn lớn dạng F4 Zn tồn chủ yếu dạng liên kết cacbonate liên kết Fe – Mn oxit, tồn dạng cặn dư Ở dạng F1 F2 hàm lượng Cr 0; Cr chủ yếu tồn dạng cặn dư Cd phát nhiều dạng F2 (41,74%), dạng F4 (2,91%) 4.3.3 Đánh giá dạng tồn kim loại nặng bùn nạo vét hồ Xương Rồng Hình 4.10 thể phân bố dạng tồn KLN mẫu bùn nạo vét Hồ Xương Rồng: 44 Hình 4.10 Các dạng KLN bùn nạo vét Hồ Xương Rồng Kết thể hình 4.3 cho thấy Cu tồn chủ yếu dạng F4, tồn dạng liên kết Fe –Mn oxit Pb tồn dạng trao đổi mà tồn nhiều dạng liên kết hữu Zn tồn dạng cặn dư, chủ yếu tồn dạng F3 Cr tồn chủ yếu dạng cặn dư Cd tồn lớn dạng liên kết cacbonate, không phát tồn dạng liên kết hữu 4.3.4 Đánh giá dạng tồn của kim loại nặng bùn sông Cầu Các dạng tồn KLN bùn Sơng Cầu thể hình 4.11 sau: Hình 4.11 Các dạng KLN bùn Sơng Cầu Tương tự mẫu bùn phân tích trên, Cu Pb mẫu bùn Sơng Cầu tồn chủ yếu dạng liên kết hữu cơ; Zn tồn lớn dạng liên kết cacbonate liên kết Fe – Mn oxit (23 – 26%) Ở dạng liên kết cacbonate, Cd tồn lớn (46,67%) Dạng cặn dư dạng tồn chủ yếu Cr (61,73%) 45 Phần KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 5.1.Kết luận Thái Ngun có vị trí địa lý thuận lợi cho việc phát triển kinh tế xã hội, tốc độ tăng trưởng kinh tế nhanh, mạnh Vì vậy, số vấn đề mơi trường cần giải quyết, đặc biệt bùn thải đô thị Trong số mẫu bùn khảo sát, hàm lượng KLN có mẫu bùn thải Trạm xử lý nước thải khu công nghiệp Sông Công cao mẫu bùn khác Hàm lượng Cu, Zn, Pb, Cr, Cd có mẫu bùn Trạm xử lý nước thải Sông Công vượt ngưỡng giới hạn hàm lượng KLN đất nông nghiệp Hàm lượng KLN bùn bể phốt thấp Hàm lượng Zn cao tổng số KLN phân tích (chiếm 66% tổng hàm lượng KLN phân tích) Các KLN tồn bùn thải dạng khác Một số KLN tồn nhiều dạng liên kết hữu liên kết cacbonat Zn, Cd, Pb, Cu Trong đó, Cr tồn chủ yếu dạng bền vững 5.2 Kiến nghị Đề tài chưa có điều kiện thực phân tích để xử lý kim loại nặng bùn thải Các nghiên cứu cần đưa hướng xử lý kim loại nặng nhằm có đánh giá tồn diện có tính khả thi cao trước áp dụng vào thực tiễn 46 TÀI LIỆU THAM KHẢO I Tiếng Việt Nguyễn Việt Anh (2015), Thành phần, tính chất loại bùn thải, chất thải giàu chất hữu tiềm thu hồi tài nguyên, Báo cáo Hội thảo chuyên đề “Công nghệ xử lý bùn-Thu hồi lượng”, Bộ Xây dựng-Trường Đại học Xây dựng-Tập đoàn VEOLIA, Hà Nội Công ty môi trường đô thị Hà Nội (2014), Thực trạng quản lý, thu gom xử lý bùn bể phốt Đề xuất giải pháp nâng cao hiệu công tác quản lý, xử lý bùn bể phốt đô thị Việt Nam, Báo cáo Hội thảo chuyên đề “Quản lý bùn thải hệ thống thoát nước Hà Nội” Cục thống kê tỉnh Thái Nguyên (2017), Báo cáo tình hình kinh tế - xã hội năm 2017 tỉnh Thái Nguyên Trần Đức Hạ (2016), Công nghệ xử lý bùn thải hệ thống nước thị, Tạp chí Mơi trường, Chun đề số 1, tháng năm 2016 Hoàng Nhâm (1994), Giáo trình hóa học vơ cơ, Nhà xuất Giáo dục Thủ tướng Chính phủ (2013), Quyết định số 725/QĐ-TTg ngày 10/5/2013 phê duyệt Quy hoạch thoát nước thủ Hà Nội đến năm 2030, tầm nhìn đến năm 2050 II Tiếng Anh Chang L L., Bruch D M., Griskowitz N J., Dentel S K (2002), “NMR spectroscopy for determination of cationic polymer concentrations”, Water Research, 36, pp 2255- 2264 Chen Y H., Lo K S L (1990), “Extracting heavy metals from municipal and industrial sludges”, Sci Total Environ, 90, pp 99- 116 Hamelers H V M.,Veeken A H M (1999), “Removal of heavy metals from sewage sludge by extraction with organic acids”, Water Sci Technol, 40 (1), pp 129- 136 10 Janz A., Bilitewski B., (2007), “Hazadous substance in WEEE – toxicity and realease, internal study”, Insitute of Wate Management and Contaminated Site 47 Treatment, Technical University Dresden 11 Marchioretto M M., H Bruning, Loan N.T & Rulkens W.H (2002), “Heavy metals extraction from anaerobically digested sludge”, Water Science and Technology, 46(10), pp 1-8 12 Metcalf & Eddy Inc (2003), Wastewater Engineering: Treatment and Reuse, 4th ed., McGraw-Hill, New York 13 Soermea L., Lagerkvisb R., (2002), “Source of heavy metals in urban wastewater in Stockholm”, The Sicence of the Total Environment, 298, pp 131-145 14 Tessier A (1979), “Sequential extraction procedure for the speciation of particulate trace metals”, Analytical Chemistry, 51, pp 844-850 15 Veeken A H M., Hamelers H V M (1999), “Removal of heavy metals from sewage sludge by extraction with organic acids”, Water Sci Technol, 40(1), pp 129- 136 16 Wozniak D J., Huang J Y (1982), “Variables affecting metal removal from sludge”, Journal of the Water Pollution Control Federation, 54, pp 1574- 1582 III Tài liệu từ Internet 17 https://sites.google.com/site/vanphongtcmt/thong-tin-ve-cac-chi-cuc-bao-ve- moi-truong/thai-nguyen 18 www.thainguyencity.gov.vn 19 https://vi.wikipedia.org/wiki/Thai-Nguyen ... Sông Cầu, bùn bể phốt) 4.3 Đánh giá dạng tồn kim loại nặng bùn thải đô thị Thái Nguyên 4.3.1 Đánh giá dạng tồn kim loại nặng bùn thải Trạm XLNT Sông Công Các dạng tồn kim loại nặng bùn thải Trạm... ? ?Nghiên cứu đánh giá hàm lượng dạng tồn kim loại nặng bùn thải đô thị Thái Nguyên? ?? thực Hy vọng kết nghiên cứu góp phần nhỏ vào việc đánh giá, xử lý tận dụng bùn thải từ hệ thống thoát nước thải. .. Đánh giá dạng tồn kim loại nặng bùn thải Trạm XLNT Sông Công 42 4.3.2 Đánh giá dạng tồn kim loại nặng bùn thải khu vực đường Lương Ngọc Quyến .43 4.3.3 Đánh giá dạng tồn