3.1. Khảo sát các điều kiện tối ưu trong q trình phân tích
3.1.1. Các điều kiện tối ưu trong q trình phân tích
− Các chất chuẩn và hóa chất sử dụng đều là loại siêu sạch − Nước cất siêu sạch với điện trở suất 18,2 MΩ
− Khí mang dùng Ar tinh khiết, chất lượng đạt 99,999%
− Nguồn điện cung cấp : Điện áp cấp cho quá trình hoạt động của hệ thống thiết bị được điều khiển thông quá thiết bị Santak - USA để đảm bảo cấp điện ổn định và sự an toàn cho thiết bị.
Kết quả khảo sát nền mẫu và độ thu hồi của phương pháp được mô tả như bảng 3.1 sau:
Bảng 3.1 Các nền mẫu được khảo sát
Điều kiện Mô tả Kết quả
Khảo sát 1 Nền mẫu được sử dụng là HNO3 5%, nồng độ mẫu chuẩn là 0,1 ppm Hàm lượng các kim loại nặng trong nền mẫu không phát hiện được và hiệu suất thu hồi của mẫu chuẩn đạt 92 – 98% Khảo sát 2 Nền mẫu được sử dụng là HNO3 2%, nồng độ mẫu chuẩn là 0,1 ppm Hàm lượng các kim loại nặng trong nền mẫu không phát hiện được và hiệu suất thu hồi của mẫu chuẩn đạt 90 – 98%
Khảo sát 3
Nền mẫu được sử dụng là HNO3 1%, nồng độ mẫu chuẩn là 0,1 ppm
Có sự xuất hiện của Zn trong nền mẫu trắng do nền bị nhiễu, tuy nhiên vẫn nằm trong giới hạn cho phép, hiệu suất thu hồi của mẫu chuẩn đạt từ 80 – 98%
Từ bảng kết quả trên có thể thấy ở cả 03 nền mẫu mẫu được khảo sát, kết quả hàm lượng các kim loại trong nền mẫu trắng và mẫu chuẩn đều đạt yêu cầu
nhưng trong nền HNO3 5% và HNO3 2% kết quả và độ thu hồi của các kim loại là tốt hơn so với nền HNO3 1%. Vậy nên nền mẫu tối ưu để lựa chọn cho q trình phân tích là nền HNO3 2%.
3.1.2. Khoảng tuyến tính của phương pháp
Khảo sát sự phụ thuộc tuyến tính của số khối với nồng độ chất phân tích với dãy đường chuẩn có nồng độ từ 0 – 1ppm với các kim loại As, Cd, Pb, Ni, Cr và từ 0 – 4ppm với kim loại Zn, thiết lập mối tương quan thông qua xác định hệ số tương quan R2 được thể hiện trong hình bên dưới:
Hình 3.2 Mối tương quan giữa số khối với nồng độ Cd
Hình 3.4 Mối tương quan giữa số khối với nồng độ Ni
Hình 3.6 Mối tương quan giữa số khối với nồng độ Zn
Nhận xét: Các đường tuyến tính đều có hệ số tương quan R2 > 0,99 do đó trong khoảng nồng độ đã khảo sát có sự phụ thuộc tuyến tính giữa số khối và nồng độ tương ứng.
3.2. Các kết quả đánh giá hàm lượng kim loại nặng do quá trình đốt rác thải sinh hoạt thải sinh hoạt
Tiến hành phân tích 02 mẫu tro đáy lị và 02 mẫu tro bay được lấy từ 01 lị đốt của Cơng ty Mơi trường Thuận Thành và 01 là đốt của Công ty cổ phần công nghệ môi trường Green Việt Nam.
Hàm lượng kim loại nặng trong mẫu tro đáy được thể hiện như bảng 3.2 bên dưới:
Bảng 3.2 Hàm lượng kim loại nặng trong mẫu TT Thông số Đơn vị Kết quả Đợt 1 Đợt 2 Đợt 3 Tro đáy Công ty Thuận Thành Tro bay Công ty Thuận Thành Tro đáy Công ty Green Tro bay Công ty Green Tro đáy Công ty Thuận Thành Tro bay Công ty Thuận Thành Tro đáy Công ty Green Tro bay Công ty Green Tro đáy Công ty Thuận Thành Tro bay Công ty Thuận Thành Tro đáy Công ty Green Tro bay Công ty Green 1 Cadimi (Cd) ppm 1,83 123,9 7,38 109,4 2,68 118,52 5,46 88,62 1,12 96,72 5,64 92,17 2 Chì (Pb) ppm 99,58 320 62,15 365,67 56,82 268,32 48,55 256,18 34,27 225,34 52,67 268,72 3 Niken (Ni) ppm 65 346,09 110,1 484,98 58,6 326,84 118,74 387,94 17,84 187,22 112,45 398,36 4 Asen (As) ppm 0,625 4,74 3,82 13,86 0,44 3,68 2,22 9,93 0,87 4,97 2,84 9,78 5 Kẽm (Zn) ppm 352,92 3235 6120 4155 446,84 3356 4048 3556 279,36 2467 4112 3662 6 Tổng Crom ppm 201,25 552,2 624,6 703,86 198,42 537,72 534,14 578,27 296,74 473,68 546,28 589,23
Hình 3.7 Hàm lượng kim loại trong mẫu tro đáy Cơng ty Thuận Thành
Hình 3.8 Hàm lượng kim loại trong mẫu tro đáy Công ty Green
Từ kết quả phân tích cho thấy hàm lượng kim loại nặng trong tro đáy dao động từ 0,4 – 6120 ppm, trong đó hàm lượng Zn, Cr tổng trong mẫu tro đáy có hàm lượng khá cao nhất là Zn.
Hình 3.9 Hàm lượng kim loại trong mẫu tro bay Cơng ty Thuận Thành
Hình 3.10 Hàm lượng kim loại trong mẫu tro bay Công ty Green
Từ kết quả trên cho thấy hàm lượng kim loại nặng trong mẫu tro bay dao động từ 3,6 – 4155 ppm, trong đó hàm lượng Zn trong mẫu là cao nhất và hàm lượng của As là thấp nhất.
3.3 Xây dựng hệ số phát thải kim loại nặng trong tro thải lò đốt rác sinh hoạt
Kim loại nặng có nhiều ảnh hưởng đến sức khỏe con người và mơi trường sống của các lồi sinh vật nên cần có các biện pháp để quản lý nồng độ các kim loại nặng có trong mơi trường. Bên cạnh việc xây dựng, ban hành các tiêu chuẩn, quy chuẩn về chất lượng mơi trường thì việc xác định sự phát thải của chúng vào trong môi trường cũng rất quan trọng, giúp chúng ta xây dựng được các biện pháp phòng ngừa, giảm thiểu hay loại bỏ chúng ngay tại nguồn.
3.3.1. Hệ số phát thải Cd
Hình 3.11 Hệ số phát thải Cd Cơng ty Thuận Thành
Hình 3. 12 Hệ số phát thải Cơng ty Green
Từ kết quả nghiên cứu có thể thấy được hệ số phát thải của Cd trong cả mẫu tro đáy và tro bay của Công ty Green đều cao hơn nhiều so với Công ty Môi trường Thuận Thành, hệ số phát thải Cd trong mẫu tro thải của Công ty Thuận Thành dao động từ 0,03 – 0,13 mg/tấn và Công ty Green dao động từ 0,04 – 0,35 mg/tấn.
3.3.2. Hệ số phát thải Pb
Hình 3.13 Hệ số phát thải Pb Công ty Thuận Thành
Hình 3. 14 Hệ số phát thải Pb Cơng ty Green
Từ kết quả nghiên cứu có thể thấy được hệ số phát thải của Pb trong mẫu tro thải của hai Công ty là như nhau và hệ số phát thải của Công ty Thuận Thành là cao hơn so với Công ty Green. Hệ số phát thải Pb trong mẫu tro thải của Công ty Thuận Thành dao động từ 0,07 – 4,91 mg/tấn và của Công ty Green dao động từ 0,13 – 2,92 mg/tấn.
3.3.3. Hệ số phát thải Ni
Hình 3.15 Hệ số phát thải Ni Cơng ty Thuận Thành
Hình 3.16 Hệ số phát thải Ni Cơng ty Green
Từ kết quả nghiên cứu có thể thấy được hệ số phát thải của Ni trong cả mẫu tro đáy và tro bay của Công ty Môi trường Thuận Thành đều thấp hơn so với Công ty Green. Hệ số phát thải Ni Công ty Thuận Thành dao động từ 0,07 – 3,21 mg/tấn và của Công ty Green dao động từ 0,19 – 5,85 mg/tấn.
3.3.4. Hệ số phát thải As
Hình 3.17 Hệ số phát thải As Cơng ty Thuận Thành
Hình 3.18 Hệ số phát thải As Công ty Green
Từ kết quả nghiên cứu có thể thấy được hệ số phát thải của As trong cả mẫu tro đáy và tro bay của cả hai Công ty Môi trường Thuận Thành và Công ty Green đều thấp hơn so với hệ số phát thải của các chỉ tiêu kim loại khác, điều này cho thấy hàm lượng As có trong nguyên liệu đầu vào của cả hai Công ty đều thấp hơn các kim loại khác. Tuy nhiên, hệ số phát thải As trong mẫu tro đáy và tro bay của Công ty Green vẫn cao hơn rất nhiều lần so với Công ty Thuận Thành. Thông số As là một thông số độc hại nên chỉ tiêu này cần cũng rất cần được quan tâm.
3.3.5. Hệ số phát thải Zn
Hình 3.19 Hệ số phát thải Zn Cơng ty Thuận Thành
Hình 3.20 Hệ số phát thải Zn Công ty Green
Từ kết quả nghiên cứu có thể thấy được hệ số phát thải của Zn trong cả mẫu tro đáy và tro bay của Công ty Môi trường Thuận Thành và Công ty Green đều khá cao, điều này cho thấy Zn chiếm tỉ lệ rất cao trong thành phần tro thải do nguyên liệu đầu vào chủ yếu là các loại rau quả, thức ăn thừa. Hệ số phát thải của Zn trong mẫu tro đáy của Công ty Green cao gấp khoảng 15 lần, mẫu tro bay cao gấp hơn 2 lần so với Công ty Môi trường Thuận Thành.
3.3.6. Hệ số phát thải Tổng Cr
Hình 3.21 Hệ số phát thải Tổng Cr Cơng ty Thuận Thành
Hình 3.22 Hệ số phát thải Tổng Cr Công ty Green
Từ kết quả nghiên cứu có thể thấy được hệ số phát thải của Tổng Cr trong cả mẫu tro đáy và tro bay Công ty Green đều cao hơn nhiều so với Công ty Môi trường Thuận Thành cụ thể: trong mẫu tro đáy cao gấp khoảng 03 lần, mẫu tro bay cao gấp 2,2 lần và hệ số phát thải Tổng Cr của cả hai Công ty đều rất cao.
Đánh giá chung:
Từ các hệ số phát thải kim loại Cd, Pb, As, Zn, Ni, tổng Cr cho thấy hệ số phát thải các kim loại này đối với Công ty Green là cao hơn so với cơng ty mơi trường Thuận Thành. Hình 3.23 là tổng hợp hệ số phát thải các kim loại đó trong tro đáy lị đốt rác sinh hoạt và Hình 3.24 là tổng hợp hệ số phát thải các kim loại đó trong tro bay lị đốt rác sinh hoạt.
Hình 3.23 Hệ số phát thải kim loại trong tro đáy lị đốt rác sinh hoạt
Hình 3.24 Hệ số phát thải kim loại nặng trong tro bay là đốt rác sinh hoạt
Từ kết quả nghiên cứu cho thấy được rằng hệ số phát thải một số kim loại nặng trong tro đáy của lò đốt rác sinh hoạt dao động từ 0,02 – 213,8 mg/tấn và trong tro bay dao động từ 0,001 – 1,87 mg/tấn. Hàm lượng của Zn, Cr trong mẫu tro đáy và tro bay từ hai Công ty mà đề tài nghiên cứu là cao nhất. Hàm lượng các kim loại trong tro thải cũng phụ thuộc vào thành phần và khối lượng các nguyên liệu đầu vào cũng như cơng nghệ đốt của lị đốt rác.
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
KẾT LUẬN
Từ các kết quả phân tích, luận văn đã đưa ra một số kết luận sau:
1. Luận văn đã khảo sát các điều kiện tối ưu trong quá trình xử lý mẫu, phân tích mẫu và xây dựng các đường chuẩn của các kim loại Cd, Pb, Zn, Ni, As và tổng Cr trên thiết bi ICP-MS.
2. Đã xác định được hàm lượng kim loại nặng trong tro đáy lò đốt rác sinh hoạt của 2 công ty dao động trong khoảng từ 0,44 – 6120 ppm và trong tro bay dao động từ 3,68 – 4155 ppm, trong đó, kim loại Zn trong cả mẫu tro đáy và tro bay có hàm lượng cao nhất.
3. Hệ số phát thải kim loại nặng một số kim loại nặng trong tro đáy của lò đốt rác sinh hoạt dao động từ 0,02 – 213,8 mg/tấn và trong tro bay dao động từ 0,001 – 1,87 mg/tấn. Hàm lượng của Zn, Cr trong mẫu tro đáy và tro bay từ cả hai Công ty mà luận văn nghiên cứu là cao nhất, kết quả này cũng tương đồng với các nghiên cứu được thực hiện tại Trung Quốc. 4. Từ các kết quả nghiên cứu của luận văn cho thấy, sự phát thải các kim
loại nặng vào môi trường là khá cao. Hàm lượng kim loại nặng trong tro thải phụ thuộc nhiều vào thành phần rác thải đầu vào và cơng nghệ đốt chúng. Vì vậy, cần có các biện pháp để quản lý nhằm giảm thiểu sự phát thải các kim loại vào môi trường gây ảnh hưởng đến sức khỏe con nghừoi và môi trường sống.
KIẾN NGHỊ
1. Do hệ số phát thải kim loại nặng trong tro thải (tro bay, tro đáy) từ 2 lò đốt rác sinh hoạt khá cao của 2 tỉnh Bắc Ninh và Hải Phòng, cho nên đây là con số đáng quan tâm cần có cơng nghệ kiểm sốt và có các biện pháp quản lý để giảm thiểu sự phát thải kim loại nặng vào môi trường xung quanh.
2. Công ty tiếp tục thực hiện các biện pháp bảo vệ môi trường và quản lý tốt tro thải để đảm bảo không phát thải các chất độc hại ra ngồi mơi trường gây ảnh hưởng đến sức khỏe con người và môi trường sống của các loài động vật.
DANH MỤC CƠNG TRÌNH CỦA TÁC GIẢ
1. Nguyễn Thanh Thảo, Giáp Ngọc Sáng, Trịnh Thị Thủy, Nguyễn Thị Phố, Lê Quang Hưởng, 12/2020, Hàm lượng một số kim loại nặng trong hàu đá (Saccostrea Glomerata), ngao (Meretrix Lyrata) và sị lơng (Andara Subcrenata) tại vùng biển ven bờ Quảng Ninh, Hà Tĩnh, Tạp chí Hố học (ISSN: 0866-7144), số tập 58 số 6 trang 49-73.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Bộ Tài Nguyên môi trường năm 2019, Báo cáo hiện trang môi trường quốc gia năm 2019, Chuyên đề “Quản lý chất thải rắn sinh hoạt”.
2. Đánh giá công tác quản lý chất thải rắn sinh hoạt và chất thải công nghiệp nguy hại – Phương án và hành động, Ngân hàng thế giới 2018.
3. Municipal Solid Waste Incineration, The World Bank Washington, DC (1999).
4. Wang, Hu, Cheng - 2019 - Municipal solid waste (MSW) incineration fly ash as an important source of heavy metal pollution in China
5. Yao et al, - 2010 - Content, mobility and transfer behavior of heavy metals in MSWI bottom ash in Zhejiang province, China
6. Jung et al, - 2004 - Metal distribution in incineration residues of municipal solid waste (MSW) in Japan
7. Ngô Trà Mai, Bùi Quốc Lập - Nghiên cứu thành phần và đề xuất cách thức sử dụng tro xỉ từ lò đốt rác sinh hoạt phát điện – Khoa học kỹ thuật thủy lợi và môi trường – số 48 (3/2015)
8. QCVN 61 – MT:2016/BTNMT – Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về lò đốt chất thải rắn sinh hoạt
9. Athar và Vohora, 1995 – Heavy Metals In the Environment 10. Kasprzak et al, 2003 – Nicken carcinogenesis
11. Ma et al, - 2018 - Contamination source apportionment and health risk assessment of heavy metals in soil around municipal solid waste incinerator: A case study in North China
12. Buchholz, Landsberger - 1995 - Leaching dynamics studies of municipal solid waste incinerator ash
13. Chang et al. - 2003 - Investigation on the emission factors and removal efficiencies of heavy metals from MSW incinerators in Taiwan
14. Chang, Ku - 1998 - Fates and partitioning of heavy metals in municipal solid waste incineration process
15. Hasselriis, Licata - 1996 - Analysis of heavy metal emission data from municipal waste combustion
16. Ji et al. - 2019 - Experimental study on removing heavy metals from the municipal solid waste incineration fly ash with the modified electrokinetic remediation device
17. Long et al. - 2011 - Heavy metal source analysis in municipal solid waste (MSW) Case study on Cu and Zn
18. Shi, Kan - 2009 - Leaching behavior of heavy metals from municipal solid wastes incineration (MSWI) fly ash used in concrete
19. Wang et al. - 1998 - The partitioning and fate of heavy metals from municipal solid waste incineration plants in Taiwan
20. Wey et al. - 1998 - The Relationship between the Quantity of Heavy Metal and PAHs in Fly Ash
21. Yu et al. - 2016 - Study on the behavior of heavy metals during thermal treatment of municipal solid waste (MSW) components
22. Zhang, He, Shao - 2008 - Fate of heavy metals during municipal solid waste incineration in Shanghai
23. Cơ sở lý thuyết của phương pháp phân tích phổ phát xạ và hấp thụ nguyên tử, Phạm Luận - Đại học Quốc gia Hà Nội, 1998.
24. Hố học Mơi trường Cơ sở, Phạm Hùng Việt, Trần Tứ Hiếu, Nguyễn Văn Nội, 1999.
25. Các kĩ thuật xử lí mẫu phân tích, Phạm Luận, 1999
26. Method 3125, Standard Method for Examination Water and Wastewater 20th