Hàm lượng các nguyên tố kim loại nặng tổng số và đồng vị phóng xạ

Một phần của tài liệu (LUẬN văn THẠC sĩ) nghiên cứu cơ sở khoa học cho việc ứng dụng tro bay từ nhiệt điện phục vụ cải tạo đất (Trang 69)

STT Chỉ tiêu Đơn vị Một số tính chất tro bay Phả Lại Mông Dƣơng 1 Mông Dƣơng 2 Quảng Ninh Ninh Bình TCCP (mg/kg) 1 226Ra Bq/kg 50,41 57,26 41,09 35,39 43,33 2 238U Bq/kg 58,69 59,79 51,66 39,46 53,51 3 232Th Bq/kg 130,36 95,64 92,50 68,44 101,15 4 40K Bq/kg 1043,5 953,70 1104,7 843,24 1193,20 5 Ag mg/kg 0,02 0,06 0,04 0,05 0,06 6 Zn mg/kg 27,76 18,64 3,36 6,31 3,40 <200 7 Mn mg/kg 8,33 20,61 9,72 15,64 14,13 8 Cd mg/kg 0,05 0,31 0,06 0,21 0,01 <5 9 Cr mg/kg 1,14 6,99 0,65 1,74 0,79 10 Fe mg/kg 3,33 8,76 3,16 7,46 4,74 11 Cu mg/kg 18,81 99,93 19,17 56,34 22,37 <70 12 Pb mg/kg 53,72 49,17 65,25 49,05 48,98 <200

Các nhà máy nhiệt điện sử dụng các loại than khác nhau ở các vùng khác nhau cùng với công nghệ đốt khác nhau do vậy hàm lƣợng các nguyên tố kim loại nặng, dinh dƣỡng cũng nhƣ các chỉ tiêu sinh lý khác đều khác nhau.

3.2.2. Kết quả phân tích một số chỉ tiêu sinh học của tro bay

Vi sinh vật là những sinh vật đơn bào có kích thƣớc nhỏ, khơng quan sát đƣợc bằng mắt thƣờng mà phải sử dụng kính hiển vi. Chúng bao gồm nhiều loại cơ thể, khác nhau rất cơ bản về mức độ tổ chức tế bào và lịch sử tiến hóa, cũng nhƣ về ý nghĩa thực tiễn. Những nhóm vi sinh vật chủ yếu là: vi khuẩn (bacteria), cổ khuẩn (archaea), nấm (fungi), tảo (algae), động vật nguyên sinh (protozoa), và virut (viruses).

Vi sinh vật do có kích thƣớc hiển vi và do có nhiều khả năng sinh học rất đặc biệt mà tồn tại ở hầu khắp mọi nơi trên trái đất: ngay xung quanh chúng ta (đất, nƣớc, khơng khí, đồ dung, thực phẩm), và ngay trên bề mặt cơ thể, trong cơ thể chúng ta (trên da, trong xoang miệng, xoang ruột…)

Trong tự nhiên, ở những mơi trƣờng bình thƣờng – nơi có các điều kiện thuận lợi cho hầu hết cơ thể sống (về chất dinh dƣỡng, nhiệt độ, pH, oxi…) – thì có một khu hệ vi sinh vật phong phú về chủng loại và đơng đúc về số lƣợng. Ví dụ: trong 1gam đất ở tầng canh tác có thể có tới khoảng hơn 20 tỷ vi khuẩn, vài chục triệu vi nấm, vài chục nghìn vi tảo; trên cơ thể chúng ta, trong 1cm2 da của vùng trán có thể có tới bốn mƣơi nghìn vi khuẩn Staphylococcus epidermidis, cịn ở vùng các ngón chân thì số vi khuẩn này là hơn một triệu; đó là chƣa kể các vi sinh vật khác.

Đặc biệt, ở những môi trƣờng cực trị (extreme environments), nơi mà mọi động vật và thực vật khơng thể tồn tại, thì vẫn có một số vi sinh vật sinh trƣởng. Các môi trƣờng cực trị ấy là những nơi có một hay nhiều điều kiện rất khắc nghiệt nhƣ nhiệt độ rất cao hoặc rất thấp, pH rất axit hoặc rất kiềm, độ mặn cao, áp suất cao, nghèo dinh dƣỡng, khơng có oxi…

Hình 20. Chỉ tiêu sinh học Ninh Bình Hình 21. Chỉ tiêu sinh học Quảng Ninh Bảng 18. Kết quả phân tích chỉ tiêu vi khuẩn tổng số, nấm tổng số, xạ khuẩn tổng số Bảng 18. Kết quả phân tích chỉ tiêu vi khuẩn tổng số, nấm tổng số, xạ khuẩn tổng số Bảng 18. Kết quả phân tích chỉ tiêu vi khuẩn tổng số, nấm tổng số, xạ khuẩn tổng số

STT Tên mẫu Vi Khuẩn

(CFU/g) Nấm (CFU/g) Xạ Khuẩn (CFU/g) 1 Phả Lại - - - 2 Mông Dƣơng 1 - - - 3 Mông Dƣơng 2 - - - 4 Ninh Bình 4 - - 5 Quảng Ninh 6 - 1

Tro bay là sản phẩm đƣợc tạo ra do quá trình đốt than ở nhiệt độ cao (khoảng 1400oC). Do vậy, hầu nhƣ các vi sinh vật không thể tồn tại trong các mẫu tro bay. Tuy nhiên ở 2 mẫu tro bay của nhà máy nhiệt điện Ninh Bình cho thấy sự xuất hiện của vi khuẩn và nhà máy nhiệt điện Quảng Ninh cho thấy sự xuất hiện của cả vi khuẩn và xạ khuẩn. Số lƣợng vi khuẩn và xạ khuẩn khơng nhiều có thể coi nhƣ không xuất hiện (xạ khuẩn > 25) sự xuất hiện này không do bản thân của mẫu. Điều này có thể đƣợc giải thích, do trong q trình thu gom và cất trữ tại các kho bãi các mẫu có sự du nhập của các vi khuẩn và xạ khuẩn trong khơng khí vào trong các mẫu hoặc do q trình bảo quản mẫu khơng cẩn thận.

3.3. Đánh giá chung về tro bay của 05 nhà máy nhiệt điện và bƣớc đầu đề xuất tái sử dụng cải tạo đất

Năm nhà máy nhiệt điện đều sử dụng công nghệ thu gom là lọc bụi tĩnh điện. Nhà máy nhiệt điện Phả Lại đã đƣa công nghệ thu gom và xử lý lọc bụi tĩnh điện vào sử dụng lâu năm nên sản lƣợng tro ổn định và khá cao. Nhà máy nhiệt điện Quảng Ninh và Ninh Bình có cơng suất sản xuất thấp và sản lƣợng tro bay thu gom đƣợc ít. Nhà máy nhiệt điện Mơng Dƣơng 1 và Mông Dƣơng 2 mới đƣa vào hoạt động do vậy sản lƣợng tro thu đƣợc vẫn chƣa ổn định và có số liệu chính xác.

Về chất lƣợng, tro bay của các nhà máy có giá trị pH cao đặc biệt tro bay của nhà máy Phả Lại và Ninh Bình, phù hợp với việc sử dụng để cải tạo đất xám bạc màu (pH 3,0-4,5), bên cạnh đó hàm lƣợng các nguyên tố dinh dƣỡng đa lƣợng và trung lƣợng khá cao và tỉ lệ hàm lƣợng các nguyên tố dinh dƣỡng phù hợp với việc cải tạo đất xám bạc màu. Tro bay với hàm lƣợng SiO2 cao có thể sử dụng để cải tạo cấu trúc của đất xám bạc màu (thành phần cơ giới nhẹ, tầng đất mỏng) đặc biệt là tro bay của nhà máy nhiệt điện Phả Lại (SiO2 = 57,02%). Hàm lƣợng các kim loại nặng đều thấp hơn tiêu chuẩn cho phép.

Trên cơ sở đánh giá và phân tích nhƣ trên có thể thấy, với tình hình hiện nay tro bay của nhà máy Phả Lại là phù hợp với việc sử dụng để cải tạo đất nhất.

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ KẾT LUẬN

1. Năm nhà máy nhiệt điện đều sử dụng công nghệ thu gom là lọc bụi tĩnh điện. Nhà máy nhiệt điện Phả Lại đã sử dụng công nghệ thu gom và xử lý lâu năm nên sản lƣợng tro ổn định và khá cao. Nhà máy nhiệt điện Quảng Ninh và Ninh Bình có sản lƣợng tro bay thu gom đƣợc ít và nhà máy nhiệt điện Mông Dƣơng 1 và Mông Dƣơng 2 mới đƣa vào hoạt động do vậy sản lƣợng tro thu đƣợc vẫn chƣa ổn định và có số liệu chính xác. 2. Tro bay của 05 nhà máy nhiệt điện Phả Lại, Mông Dƣơng 1, Mơng

Dƣơng 2, Hà Khánh, Ninh Bình đều có tính chất kiềm (pHKCl> 9), dung tích trao đổi ion của các mẫu cũng dao động trong khoảng lớn từ 1,44 cMc/kg đến 8,48 cMc/kg.Thành phần chủ yếu của tro bay xuất hiện là Quartz (SiO2) và Mulite (Al2Si2O13).

3. Các mẫu tro bay đều chứa hàm lƣợng các nguyên tố dinh dƣỡng khá cao: Hàm lƣợng N tổng số trong các mẫu dao động trong khoảng từ 0,07 % đến 0,24%. Hàm lƣợng N dễ tiêu dao động cao trong khoảng từ 7,1 (mg/100g tro) – 21,3 (mg/100g đất). Hàm lƣợng P tổng số trong các mẫu ở mức trung bình và dao động khơng nhiều từ 0,13 % đến 0,16%. Hàm lƣợng P dễ tiêu cao dao động từ khoảng 5,66 (mg/100g tro) – 85,31(mg/100g tro). Hàm lƣợng K trong các mẫu rất cao với hàm lƣợng tổng số dao động trong khoảng từ 4,97% đến 6,76%. Hàm lƣợng K dễ tiêu dao động mạnh với hàm lƣợng từ 0,64 (mg/100g tro) – 48,31 (mg/100g tro). Hàm lƣợng CaO ≥ 0,81%; MgO ≥ 1,11% % và P2O5 ≥ 0,13%; hàm lƣợng K2O chiếm đến trên 4,97%. Đây là nguồn dinh dƣỡng tốt cho cây trồng.

4. Hàm lƣợng các nguyên tố phóng xạ (226

Ra, 238U, 232Th, 40K) ở trong các mẫu phân tích là rất thấp ≤ 1193,20 Bq/kg, hàm lƣợng này không gây ảnh hƣởng tới đất trồng. Hàm lƣợng của các nguyên tố vết dao động trong khoảng từ 0-321,57ppm; hàm lƣợng Al2O3 chiếm tỉ lệ cao với trung bình

là 22,64 %; hàm lƣợng các nguyên tố kim loại nặng phân tích là Cu, Zn, Ag, Cd, Cr, Fe, Mn, Pb trong mẫu tro bay đều có hàm lƣợng rất nhỏ. Với hàm lƣợng các nguyên tố nhƣ trên tro bay có khả năng cải tạo đất, đặc biệt là đất xám bạc màu và ứng dụng trong xử lý môi trƣờng.

5. Các mẫu tro bay hầu nhƣ khơng có sự xuất hiện của vi khuẩn, nấm và xạ khuẩn.

KIẾN NGHỊ

1. Các mẫu tro bay nghiên cứu có tính chất hóa học và vật lý đặc biệt hàm lƣợng chất dinh dƣỡng rất phù hợp với việc cải tạo đất nông nghiệp nghèo dinh dƣỡng. Tuy nhiên, cần có nhiều nghiên cứu về các nhà máy nhiệt điện khác để có thể có kết quả nghiên cứu khách quan nhất về chất lƣợng tro bay của các nhà máy nhiệt điện ở Việt Nam để phục vụ mục đích cải tạo đất nghèo dinh dƣỡng.

2. Cần nghiên cứu sâu hơn về các tính chất cụ thể của tro bay để phục vụ cho việc cải tạo đất.

3. Cần xây dựng các mô hình nghiên cứu về tỉ lệ tro bay bón vào đất để chất lƣợng cải tạo đất đạt kết quả tốt nhất.

TÀI LIỆU THAM KHẢO Tài liệu Tiếng Việt

1. Nguyễn Đức Chuy, Trần Thị Mây, Nguyễn Thị Thu(2002), “Nghiên cứu

chuyển hóa tro bay Phả Lại thành sản phẩm chứa Zeolit và một số tính chất đặc trưng của chúng”, Tạp chí khoa học, số 4.

2. Nguyễn Xuân Hải, Lê Văn Thiện (2007), “Bước đầu nghiên cứu tính chất

của tro bay và ảnh hưởng của nó đến một số tính chất đất và cây trồng”, Tạp chí Khoa học đất Việt Nam.

3. Nguyễn Xuân Hải (2008), Nghiên cứu khả năng sử dụng tro của nhà máy

nhiệt điện ng Bí làm ngun liệu cải tạo một số tính chất của đất,

Báo cáo tổng hợp kết quả đề tài,Hà Nội.

4. Nguyễn Ngọc Nhất (2012), thiết kế hệ thống xử lý khí thải nhà máy nhiệt

điện 10000m3

/h.

5. Kiều Cao Thăng, Nguyễn Đức Quý(2011), Hội tuyển khống Việt Nam,

“Tình hình và phương hướng tái chế, sử dụng tro xỉ của các nhà máy nhiệt điện ở Việt Nam”.

Tài liệu Tiếng Anh

6. Adriano D.C., Page A.L., Elseewi A.A., Chang A.C., Straughan I.

(1980) Utilization and disposal of fly ash and other coal residues in terrestrial ecosystems: a review. J. Environ. Qual., 9, 333-344.

7. Capp J.P. (1978) Power plant fly ash utilization for land reclamation in the

eastern United States. In: Schaller, F.W., Sutton, P. (Eds.), Reclamation of Drastically Disturbed Lands. ASA, Madison, WI, 339-353.

8. Cerevelli S., Petruzzelli G., Perna A. (1987) Fly ashes as an amendment

in cultivated soils. I. Effect on mineralization andnitrification. Water, Air Soil Pollut. 33, 331-338.

9. Cerevelli S., Petruzzelli G., Perna A., Menicagli R.(1986) Soil nitrogen

and fly ash utilization: a laboratory investigation. Agrochemica., 30,

27-33.

10. Cetin S. and Pehlivan E.(2007) The use of flyash as a low cost,

environmentally friendly alternative to activated carbon for the removal of heavy metals from aqueous solutions. Colloids Surfaces A: Physicochem. Eng. Aspects, 298, 83.

11. Chang A.C., Lund L.J., Page A.L. and Warneke J.E. (1977) Physical

properties of flyash amended soils. J. Environ Qual. 6(3), 267.

12. Elliott L.F., TittemoreD., PapendickR.L., Cochran V.L., BezidicekD.F.

(1982) The effect of Mount St. Helen's ash on soil microbial respiration and numbers. J. Environ. Qual., 11, 164-166.

13. Elseewi A.A., Bingham F.T., Page A.L. (1978) Growth and mineral

composition of lettuce and Swiss chard grown on fly ash amended soils. In: Adriano, D.C., Brisbin, I.L. (Eds.), Environmental Chemistry

and Cycling Processes, Conf. 760429. US Department of Commerce,

Springfield, VA, 568-581.

14. Fail Jr. J.L., Wochok Z.S. (1977) Soyabean growth on fly ash amended

strip mine spoils. Plant and Soil, 48, 473-484.

15. Furr A.K., Parkinson T.F., Hinrichs R.A., Van Campen D.R., Bache C.A., Gutenmann W.H., St. John Jr. L.E., Pakkala I.S., Lisk D.J.

(1977) National survey of elements and radioactivity in fly ashes. Absorption of elements by cabbage grown in fly ash soil mixtures.

Environ. Sci. Technol., 11, 1194-1201.

16. Garau M.A., Dalmau J.L., Felipo M.T.(1991) Nitrogen mineralization in

soil amended with sewage sludge and fly ash. Biol. Fert. Soils, 12,

17. Ghodrati M, Sims JT, Vasilas BS (1995) Evaluation of flyash as a soil amendment for the Atlantic coastal plain. I. Soil hydraulic properties and elemental leaching. J Water Soil Air Pollut., 81, 349.

18. Goyal V., Angar M.R., Srivastava D.K. (2002) Studies on the effect of

flyash treated soil on the increased protein contents in the seeds of

Glycine max (soyabean). Asian J. Chem., 14 (1), 328-332.

19. Grewal K.S., Yadav P.S., Mehta S.C., Oswal M.C.(2001) Direct and

residual effect of fly ash application to soil on crop yield and soil properties. Crop Res., 21, 60-65.

20. Jastrow J.D., Zimmerman C.A., Dvorak A.J., Hinchman R.R.(1979)

Comparison of Lime and Fly ash as Amendments to Acidic Coal Mine Refuse: Growth Responses and Trace Element Uptake of Two Grasses. Argonne National Laboratory, Argonne, IL, 43.

21. Kalra N., Joshi H.C., Chaudhary A., Chaudhary R., Sharma S.K.

(1997) Impact of fly ash incorporation in soil on germination ofcrops.

Bioresour. Technol., 61, 39-41.

22. Kene D.R., Lanjewar S.A., Ingole B.M., et al.(1991) Effect of application

of flyash on physico-chemical properties of soils. J Soils Crops. 1(1), 11.

23. Khan M.R., Singh W.N.(2001) Effects of soil application of flyash on the

fusarial wilt of tomato cultivars. International Journal of PestManagement, 47(4), 293-297.

24. Khan RK, Khan MW.(1996) The effect of flyash on plant growth and

yield of tomato. Environ Pollut.,92(2), 105-111.

25. L Reijnders(2004), Disposal, uses and treatments of combustion ashes: a

review.. www. Elsevier.com/locate/resconree.

26. Lal J.K., Mishra B., Sarkar A.K.(1996) Effect of fly ash on soil

27. Lau S.S.S., Wong J.W.C.(2001) Toxicity evaluation of weathered coal fly

ash amended manure compost. Water, Air Soil Pollut., 128, 243-254. 28. Lee H., HaH.S., LeeC.S., Lee Y.B., Kim P.J. (2006) Fly ash effect on

improving soil properties and rice productivity in Korean paddy soil.

Bioresour. Technol., 97, 1490-1497.

29. Matsi T., Keramidas V.Z. (1999) Flyash application on two acid soils and

its effect on soil salinity, pH, B, P and on ryegrass growth and composition. Environ. Pollut., 104, 107-112.

30. Mishra L.C., Shukla K.N.(1986) Effects of fly ash deposition on growth,

metabolism and dry matter production of maize and soyabean.

Environ. Pollut., 42, 1-13.

31. Mittra B.N., Karmakar S., Swaine D.K., et al.(2003) Flyash – a potential

source of soil amendment and component of integrated plant nutrient supply system. In: International ash utilization symposium. Center for Applied Energy Research. University of Kentucky, 28.

32. Padmakaran P., et al. (1994) Fly ash and its utilisation in industry and

agricultural land development. Research & Industry, 40, 244-250. 33. Page A.L., Elseewi A.A., Lund L.J., Bradford G.R., Mattigod S.,

Chang A.C., Bingham F.T. (1980) Consequences of Trace Element

Enrichment of Soils and Vegetation from the Combustion of Fuels Used in Power Generation. University of Claifornia, Riverside, 158. 34. Page A.L., Elseewi, A.A., Straughan I.R. (1979) Physical and Chemical

Properties of flyash from coal-fired plants with reference to environmental impacts. Residue Rev., 7, 83.

35. Pati S.S., Sahu S.K. (2004) CO2 evolution and enzyme activities (dehydrogenase, protease and amylase) of fly ash amended soil in the presence and absence of earthworms (Drawida willsi Michaelsen) under laboratory conditions. Geoderma, 118, 289-301.

36. Petruzzelli G. (1989) Recycling wastes in agriculture: Heavy metals

bioavailability. Agric. Ecosyst. Environ., 27, 493-503.

37. Phung H.T., Lund I.J., Page A.L. (1978) Potential use of flyash as a liming material in Environmental Chemistry and Cycling Processes, Conf. 760429, Adriano, D.C. and Brisbin, I.L., Eds. U.S. Department of Energy, 504-515.

38. Pitchel J.R.(1990). Microbial respiration in fly ash/sewage sludge-

amended soils. Environ. Pollut., 63, 225-237.

39. Prabakar J., Dendorkar N., Morchhale R.K.(2004) Influence of flyash

on strength behavior of typical soils. Constr. Building Mater., 18, 263. 40. Querol X., Andres Alastuey, Natalia Moreno, Esther Alvarez-Ayuso, Antonio Garcia-Sanchez, Jordi Cama, Carles Ayora, Marriano Simon (2005) Immobilizationof heavy metals in polluted soils by

addition of zeolitic material synthesized from coal fly ash. www. Elsevier.com/locate/chemosphere.

41. Rautaray S.K., Ghosh B.C., Mittra B.N. (2003)Effect of fly ash, organic wastes and chemical fertilizers on yield, nutrient uptake, heavy metal content and residual fertility in a rice-mustard cropping sequence under acid lateritic soils. Bioresour. Technol., 90, 275-283.

42. Reijnders L. (2004) Disposal, uses and treatments of combustion ashes: a review. www. Elsevier.com/locate/resconree.

43. S.Dhadse, P. Kumari, L.J. Bhagia (2008), “Flyash characterization, utilization and government initiatives in India”, A review. J Sci Ind

Res, pp.11–18.

44. Sarangi P.K., Mahakur D., MishraP.C.(2001) Soil biochemical activity

and growth response of rice Oryza sativa in fly ash amended soil. Bioresour. Technol., 76, 199-205.

45. Schutter M.E., Fuhrmann J.J.(2001) Soil microbial community

responses to fly ash amendment as revealed by analyses of whole soils and bacterial isolates. Soil Biol. Biochem. 33, 1947-1958.

46. Sharma M.P., Tanu U., Adholeya A.(2001) Growth and yield of

Cymbopogon martinii as influenced by fly ash, AM fungi inoculation

and farmyard manure application. In: 7th International Symposium on

Soil and Plant analysis, Edmonton, AB, Canada.

47. Sharma S. et al. (1989) Fly ash dynamics in soil water systems. Critical Reviews in Environmental Control., 19(3), 251-275.

48. Sikka R., Kansal B.D.(1995) Effect of fly ash application on yield and

nutrient composition of rice, wheat and on pH and available nutrient

Một phần của tài liệu (LUẬN văn THẠC sĩ) nghiên cứu cơ sở khoa học cho việc ứng dụng tro bay từ nhiệt điện phục vụ cải tạo đất (Trang 69)