Đánh giá mức độ ô nhiễm chì và cadimi trong nước m- 123docz.net

3.3. Đánh giá mức độ ô nhiễm chì và cadimi tổng trong nước mặt của sông Kim Ngưu, sông Tô Lịch, sông Nhuệ và đề xuất giải pháp quản lý ô nhiễm

3.3.2. Đánh giá mức độ ô nhiễm chì và cadimi trong nước mặt của sông Kim Ngưu, sông Tô Lịch, sông Nhuệ và đề xuất giải pháp quản lý ô nhiễm

Dựa vào các kết quả trên, nhận thấy trong nước sông Tô Lịch, sông Nhuệ, sông Kim Ngưu đều có sự hiện diện của các hàm lượng kim loại nặng chì và cadimi, tuy nhiên hàm lượng kim loại phân tích đều nhỏ hơn ngưỡng quy định trong quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng nước mặt theo QCVN 08:2015/BTNMT loại A1 (sử dụng tốt cho mục đích cấp nước sinh hoạt và các mục đích khác như loại A2, B1 và B2 cung cấp nước sinh hoạt không ảnh hưởng đến sức khỏe cũng như đời sống của con người). Nhìn chung, hàm lượng cadimi trong nước sông Tô Lịch và sông Kim Ngưu nhỏ hơn từ 4-6 lần, trong nước sông Nhuệ nhỏ hơn khoảng 4 lần so với hàm lượng cadimi quy định của QCVN 08:2015/BTNMT loại A1, hàm lượng chì trong

0 1 2 3 4 5 6

Hàm lượng (àg/l)

Vị trí mẫu

Tiờu chuẩn A Hàm lượng cadimi (àg/l)

0 5 10 15 20 25

Hàm lượng (àg/l)

Vị trí mẫu

Tiờu chuẩn A Hàm lượng chỡ (àg/l)

nước sông Tô Lịch và sông Nhuệ nhỏ hơn từ 5-7 lần, chỉ có điểm MN_N3 nhỏ hơn 11 lần; trong nước sông Kim Ngưu nhỏ hơn từ 8-8,5 lần so với hàm lượng chì quy định của QCVN 08:2015/BTNMT loại A1.

Cụ thể, hàm lượng cadimi trong nước sông Tô Lịch dao động từ 0,83-1,21 àg/l, hàm lượng chỡ dao động từ 2,95-3,81 àg/l. Theo Chu Anh Đào và cộng sự (2010) [7], nghiên cứu khảo sát đặc điểm của nước thải sinh hoạt ở thành phố Hà Nội về giá trị dinh dưỡng và đánh giá khả năng sử dụng cho nông nghiệp như sông Kim Ngưu và Sông Tô Lịch cho thấy rằng trong nước có chứa nhiều chất vô cơ như cadimi, chì, đồng, kẽm, mangan với hàm lượng từ 1,09-1,59 μg Cd/l; 2,75-4,45 μg Pb/l. Theo Kikuchi và cộng sự (2009) [7, 19], hàm lượng chì trong nước sông Tô Lịch dao động từ 3,36-7,33 μg Pb/l.

Trong nước sông Nhuệ, hàm lượng cadimi trong nước đo được dao động từ 0,92-1,37 àg/l, hàm lượng chỡ dao động từ 1,81-3,14 àg/l. Kết quả nghiờn cứu của Kikuchi và cộng sự (2009) [19] chỉ ra rằng hàm lượng kim loại nặng trong nước sông Nhuệ sau khi phân tích theo vị trí địa lý và theo mùa cho thấy hàm lượng kim loại nặng trong nước sông nhìn chung thấp hơn tiêu chuẩn chất lượng nước mặt của Việt Nam cụ thể hàm lượng chì trong nước sông dao động từ 2,26-6,43 μg/l. Theo đánh giá của tác giả, nồng độ kim loại nước sông Nhuệ bị ảnh hưởng mạnh bởi dòng thải từ sông Tô Lịch, nước thải từ thượng và trung nguồn sông Nhuệ và có xu hướng dần hồi phục dọc theo hướng hạ lưu vào mùa mưa.

Hàm lượng cadimi trong nước sụng Kim Ngưu dao động từ 1,28-1,37 àg/l, hàm lượng chỡ từ 2,46-2,69 àg/l. Theo Chu Anh Đào và cộng sự (2010) [7], hàm lượng kim loại nặng trong nước sông Kim Ngưu nằm trong khoảng từ 1,32-2,14 μg/l đối với cadimi và 3,54-4,02 μg/l đối với chì.

Từ đó so sánh, đối chiếu kết quả phân tích hàm lượng cadimi và chìthu được bằng phương pháp phân tích dòng chảy FIA kết hợp với detector điện hóa với kết quả phân tích của các nghiên cứu khoa học chất lượng nước mặt của các nhà nghiên cứu trong và ngoài nước như bảng 3-13.

Bả ng 3-13. Hàm lượng cadimi và chì trong nước sông Tô Lịch, sông Nhuệ và sông Kim Ngưu được đo bằng kỹ thuật phân tích dòng chảy FIA dùng detector điện hóa và các nghiên cứu khoa học đã công bố

Thông số

Nghiên cứu này Nghiên cứu đối chiếu [7, 19]

Vị trí Hàm lượng (àg/l)

Thời

điểm Vị trí Hàm

lượng (àg/l)

Thời điểm Sông Kim Ngưu [7]

Cầu Kim

Ngưu 1,37 10/1017 Cầu Mai

Động 1,32±0,94 03/05/2010 Nhà máy xử

lý nước thải

Yên Sở 1,28 10/1017 Xã Văn

Điển 2,14±1,88 03/05/2010

Cầu Kim

Ngưu 2,69 10/1017 Cầu Mai

Động 3,54±1,39 03/05/2010 Nhà máy xử

lý nước thải Yên Sở

2,46 10/1017 Xã Văn

Điển 4,02±1,55 03/05/2010 Sông Tô Lịch [7, 19]

Cd Khương Đình 1,21 10/1017 Cầu Mới 1,59±1,03 03/05/2010 Đập Thanh

Liệt 0,83 10/1017 Cầu Dậu 1,09±0,98 03/05/2010

Khương Đình 3,81 10/1017 Cầu Mới 4,45±1,94 03/05/2010

Đập Thanh

Liệt 2,95 10/1017

Cầu Dậu 2,75±1,05 03/05/2010

Giá trị TB

0,55 01/01/2006 2,84 01/06/2006 Sông Nhuệ [7, 19]

Cống Chèm 0,81 10/1017 Cầu Đen 0,92 10/1017 Cầu Hữu Hòa 1,25 10/1017

Cống Chèm 2,89 10/1017 Giá trị TB 3,90 01/01/2006 Cầu Đen 3,14 10/1017

Giá trị TB 6,43 01/06/2006 Cầu Hữu Hòa 1,81 10/1017

Dựa trên kết quả phân tích hàm lượng chì và cadimi trong nước sông Nhuệ, sông Tô Lịch và sông Kim Ngưu thu được bằng phương pháp phân tích dòng chảy FIA sử dụng detector điện hóa với kết quả phân tích của các nghiên cứu khoa học trong và ngoài nước, có thể nhận thấy kết quả phân tích hàm lượng chì và cadimi thu được bằng FIA xấp xỉ với kết quả của các nghiên cứu đã công bố.

Sông Tô Lịch, Kim Ngưu và sông Nhuệ hiện nay đang thường xuyên phải tiếp nhận nước thải từ nhiều nguồn thải khác nhau như nước thải sinh hoạt từ các khu dân cư, nước thải từ các khu chăn nuôi, khu canh tác nông nghiệp, khu công nghiệp, làng nghề tiểu thủ công nghiệp như dệt Vạn Phúc, dệt in hoa La Nội, chả giò Ước Lễ, bún Thanh Lương, gốm sứ Bát Tràng …Đặc biệt, sông Nhuệ còn là nguồn cung cấp nước cho các hoạt động tưới tiêu, thủy lợi và các mục đích khác. Vì vậy, việc quản lý các nguồn thải vào sông là vấn đề cần thiết, nhất là các nguồn thải từ các khu công nghiệp, làng nghề và nước thải sinh hoạt từ các khu dân cư xung quanh. Từ các kết quả nghiê n cứu và so sánh đối chiếu với các nghiên cứu trong và ngoài nước, một số giải pháp quản lý chất lượng nước mặt của sông Nhuệ, sông Tô Lịch và sông Kim Ngưu được đề xuất như sau:

❖ Giải pháp chính sách, quản lý

Xử lý dòng thải trước khi xả ra các dòng tiếp nhận:

Nước thải từ các làng nghề, khu công nghiệp phải được kiểm soát chặt chẽ, trước khi xả trực tiếp vào các nguồn nước mặt. Đối với nhiều khu công nghiệp, làng nghề sản xuất có nguy cơ phát thải hàm lượng kim loại nặng cao cần được xử lý nghiêm ngặt hoặc chuyển vào các dòng thải riêng (kênh, đường thải…) đưa vào hệ thống xử lý riêng mà không xả thải trực tiếp ra các nguồn tiếp nhận là các con sông, ao, hồ tự nhiên.

Quan trắc chất lượng thường xuyên để có biện pháp kiểm soát kịp thời

Lên danh sách các nhà máy, khu công nghiệp, làng nghề có hoạt động xả thải kim loại nặng như nhà máy thuộc da, dệt nhuộm, pin, acquy... trong khu vực để có biện pháp quản lý phù hợp. Tăng cường thanh tra, kiểm tra định kỳ và đột xuất các cơ sở sản xuất kinh doanh, phát hiện kịp thời các cơ sở không thực hiện quy định về bảo vệ môi trường, vi phạm các cam kết trong báo cáo đánh giá tác động môi trường, xử lý nghiêm các vi phạm theo quy định của pháp luật. Đề xuất các phương án dự phòng để có thể phản ứng nhanh khi xảy ra các sự cố xả thải môi trường làm cho chất lượng nước sụt giảm nghiêm trọng có nguy cơ ảnh hưởng đến môi trường, đời sống thủy sinh vật và sức khỏe con người.

Kiểm soát mục đích sử dụng (tưới tiêu, thủy sản) từ các nguồn nước này

Hiện nay, sông Nhuệ và sông Tô Lịch còn là nguồn cung cấp nước cho các hoạt động tưới tiêu, thủy lợi, cung cấp nước nguồn xử lý nước cấp và các mục đích khác, vì vậy dựa trên các biến động về chất lượng nước để đưa ra các biện pháp kiểm soát chặt chẽ các nguồn nước này cho từng mục đích cụ thể.

❖ Giải pháp tuyên truyền, giáo dục

Đẩy mạnh công tác tuyên truyền, giáo dục, nâng cao nhận thức và trách nhiệm của cộng đồng dân cư, các cấp chính quyền, đoàn thể, các doanh nghiệp, tổ chức và cá nhân trong việc bảo vệ môi trường lưu vực sông.

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận

Từ những kết quả thu được sau khi thực hiện luận văn: “Nghiên cứu ứng dụng kỹ thuật phân tích dòng chảy (FIA) dùng detector điện hóa để đánh giá ô nhiễm chì và cadimi trong nước mặt”, rút ra những kết luận như sau:

1. Bằng cách so sánh tín hiệu DPV của các ion cần phân tích Pb2+ và Cd2+ khi đo bằng các điện cực GC được biến tính với các vật liệu phù hợp ta thu được điều kiện biến tính tối ưu của điện cực GC/CNT/PDA/SbNPs như sau: điện cực GC trần sau khi phủ CNT-SDS được điện phân một lớp màng PDA trong dung dịch DA 10 mM, 350 s sau đó điện phân ex-situ các hạt antimon trong khoảng thời gian 180s, (-1,2) V. Dựa vào đường chuẩn thu được, độ nhạy tương đối và khoảng tuyến tính của phương pháp phân tích dòng chảy FIA sử dụng detector điện hóa lần lượt là 0,029 àA/àg/l, 20-250 àg/l đối với Cd2+ và 0,028 àA/àg/l, 30-200 àg/ l đối với Pb2+ tại điều kiện đo tối ưu: tốc độ bơm dòng 1,8 ml/phút, thời gian bơm mẫu 240 s.

2. Dựa trên kết quả đối chứng với phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử (AAS), kết luận kết quả của phương pháp phân tích dòng chảy FIA dùng detector điện hóa là đáng tin cậy.

3. Tổng hàm lượng của các kim loại chì và cadimi trong các mẫu nước sông Nhuệ, sông Tô Lịch và sông Kim Ngưu đều thấp hơn so với giới hạn cho phép theo QCVN 08:2015/BTNMT. Tuy nhiên, để quản lý và kiểm soát chất lượng môi trường dòng sông cần áp dụng đồng thời các biện pháp về quản lý, kỹ thuật và tuyên truyền, nâng cao nhận thức của người dân về giá trị của dòng chảy và ý thức bảo vệ môi trường khu vực.

69 Kiến nghị

Trong quá trình thực hiện đề tài, một số hướng nghiên cứu được đề xuất thực hiện như sau:

1. Trong nghiên cứu này, đánh giá ô nhiễm cadimi và chì của sông Tô Lịch, sông Kim Ngưu và sông Nhuệ mới phân tích và đánh giá ô nhiễm tại một thời điểm và một số điểm lấy mẫu nhất định. Vì vậy, cần có các nghiên cứu chi tiết sự biến động hàm lượng kim loại nặng trong nước sông theo thời gian, dòng chảy để có thể phản ánh đúng chất lượng nước của một dòng sông và đánh giá rủi ro khi phát sinh các sự cố môi trường do quá trình xả nước thải chứa hàm lượng kim loại nặng cao từ các làng nghề, khu công nghiệp trên dòng chảy của nó.

2. Kết quả nghiên cứu về kỹ thuật phân tích dòng chảy FIA sử dụng detector điện hóa trình bày trong luận văn này là nghiên cứu tiền đề cho các hệ thống tích hợp quan trắc trực tuyến sẽ được tiếp tục nghiên cứu trong thời gian tới. Vì vậy, việc nghiên cứu và ứng dụng hệ thống FIA trong quan trắc môi trường online với mục đích giám sát hàm lượng kim loại nặng là cần thiết.

TÀI LIỆU THAM KHẢO

TIẾNG VIỆT

1. Bộ Tài nguyên và Môi trường (2008), "QCVN 08: 2015/BTNMT Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng nước mặt".

2. Bộ Tài nguyên và Môi trường (2012), "Báo cáo môi trường quốc gia 2012 môi trường nước mặt", tr. 25-40.

3. Nguyễn Văn Hợp, Võ Thị Bích Vân và Nguyễn Hải Phong (2012), "Nghiên cứu phát triển điện cực màng bismut biến tính để xác định cadimi và chì bằng phương pháp von – ampe hòa tan anot", Tạp chí khoa học, Đại học Huế, 73(4), tr. 103-113.

4. Phan Thị Ngọc Như và Nguyễn Bá Hoài Anh (2009), "Xác định lượng vết chì sử dụng vi điện cực vàng màng thủy ngân và vi điện cực vàng màng bismut ", Tạp chí phát triển KH&CN, 12(10), tr. 5-13.

TIẾNG ANH

5. Alves, G. M., Magalhaes. J. M., Salaun. P. (2011), "Simultaneo us electrochemical determination of arsenic, copper, lead and mercury in unpolluted fresh waters using a vibrating gold microwire electrode", Anal Chim Acta, 703(1), pp. 1-7.

6. Baride, M. V., Patil. S. N, Yeole. D, and Golekar. R. (2012), "Evaluation of the heavy – metal contamination in surface/ ground water from some parts of Jalgaon District, Maharashtra, India", Arch. Appl. Sci. Res., 4(6), pp. 2479- 2487.

7. Chu Anh Đào, Phạm Mạnh Côn, Nguyễn Mạnh Khải (2010), "Characteristic of urban wastewater in Hanoi City – nutritive value and potential risk in using for agriculture", VNU Journal of Science, Earth Sciences, 26, pp. 42-47.

8. Chuanuwatanakul, S., Punrat. E. (2008), "On-line Preconcentration and Determination of Trace Heavy Metals by Sequential Injection-Anodic Stripping Voltammetry Using Bismuth Film Screen-printed Carbon Electrode", J. Flow Injection Anal., 25(1), pp. 49–52.

9. Davis, R. A., and Borrego. J. (2000), "Rio Tinto Estuary (Spain ): 5000 Years of Pollution", Environmental Geology, 39(10), pp. 1107-1116.

10. Duruibe, J. O., Ogwuegbu. M. O. C., and Egwurugwu. J. N. (2007), "Heavy metal pollution and human biotoxic effects", International Journal of Physical Sciences, 2(5), pp. 112-118.

11. EuropeanCommission (2002), "Heavy Metals in Waste".

12. Godt, J., Scheidig, F. (2006), "The toxicity of cadmium and resulting hazards for human health", J Occup Med Toxicol, 1, pp. 22.

13. Guzsvany, V., Nakajima. H., Soh. N. (2010), "Antimon- film electrode for the determination of trace metals by sequential- injection analysis/anodic stripping voltammetry", Anal Chim Acta, 658(1), pp. 12-7.

14. Injang, U., Noyrod. P., Siangproh. W. (2010), "Determination of trace heavy metals in herbs by sequential injection analysis-anodic stripping voltammet r y using screen-printed carbon nanotubes electrodes", Anal Chim Acta, 668(1), pp.

54-60.

15. Jarup, L. (2003), "Hazards of heavy metal contamination", British Medical Bulletin, 68(1), pp. 167-182.

16. Kar, D., Sur. P., Mandal. S. K., Saha. T., and Kole, R. K. (2008 ), "Assess me nt of heavy metal pollution in surface water ", Int. J. Environ. Sci. Tech., 5(1), pp.

119-124.

17. Keawkim, K., Chuanuwatanakul. S., Chailapakul. O., and Motomizu. S.

(2013), "Determination of lead and cadmium in rice samples by sequentia l injection/anodic stripping voltammetry using a bismuth film/crown ether/na fio n modified screen-printed carbon electrode", Food Control, 31(1), pp. 14-21.

18. Kefala, G. and Economou, A. (2006), "Polymer-coated bismuth film electrodes for the determination of trace metals by sequential- injection analysis/anod ic stripping voltammetry", Anal Chim Acta, 576(2), pp. 283-289.

19. Kikuchi, T., Furuichi, T., and Tanaka, S. (2009), "Assessment of heavy metal pollution in river water of Hanoi, Vietnam using multivariate analyses", Bull Environ Contam Toxicol, 83(4), pp. 575-82.

20. McKelvie, I. D. (2008), "Principles of Flow Injection Analysis", Analytical Chemistry, 54, pp. 81-109.

21. Ninwong, B., Chuanuwatanakul, S., Chailapakul, O., Dungchai, W. and Motomizu, S. (2012), "On-line preconcentration and determination of lead and cadmium by sequential injection/anodic stripping voltammetry", Talanta, 96, pp. 75-81.

22. P. V. Narayana, T. Madhusudana Reddy, Gopal. P., P. Raghu, K. Reddaiah, and M. Srinivasulu (2014), "Development of Trypan Blue Polymer Film Based Electrochemical Sensor for the Determination of Dopamine and its Simultaneous Detection in Presence of Ascorbic Acid and Uric acid: A Voltammetric Method ", Anal. Bioanal. Electrochem., 6(4), pp. 485-500.

23. Parikh, A., Pate, K., and Patel, C. (2010), "Flow injection: A new approach in analysis", Journal of Chemical and Pharmaceutical Research, 2(2), pp. 118- 125.

24. Ruzicka, J. and Hansen, E. H. (1980), "Flow injection analysis. Princip le s, Applications and trends", Analytica Chimica Acta, 114, pp. 19-44.

25. Ruzicka, J. and Hansen, E. H. (1984), "Intergrated microconduits for flow injection analysis", Analytica Chimica Acta, 161, pp. 1-25.

26. Sardar, K., Ali, S., Hameed, S., and Afzal, S. (2013), "Heavy Metals Contamination and what are the Impacts on Living Organisms", Greener Journal of Environmental Management and Public Safety, 2(4), pp. 172-179.

27. Siangproh, W. and Leesutthipornchai, W. (2009), " Electrochemical Detection for Flow-based System: A Review", J. Flow Injection Anal, 26(1), pp. 5–25.

28. Staden, J. F. V. and Matoetoe, M. C. (2000), "Simultaneous determination of copper, lead, cadmium and zinc using differential pulse anodic stripping voltammetry in a flow system", Analytica Chimica Acta, 411, pp. 201–207.

29. Sun, C. L., Cheng, W. L. Hsu, T. K., Chang, C. W. (2013), "Ultrasensitive and highly stable nonenzymatic glucose sensor by a CuO/graphene- modi fied screen-printed carbon electrode integrated with flow-injection analys is ", Electrochemistry Communications, 30, pp. 91-94.

30. Suteerapataranon, S. (2002), "Exploiting flow injection and sequential inject io n anodic stripping voltammetric systems for simultaneous determination of some metals", Talanta, 58(6), pp. 1235-1242.

31. Tchounwou, P. B., Yedjou, C. G., Patlolla, A. K., and Sutton, D. J. (2012),

"Heavy metal toxicity and the environment", 101, pp. 133-64.

32. UNEP (2008 ), "Draft final review of scientific information on cadmium".

33. Nguyen Cong Vinh, Oborn, I. (2012 ), "Potential Environment and Public Health Risk Due to Contamination of Heavy Metals from Industrial Waste Water in Lam Thao, Phu Tho, Vietnam", American Journal of Environmental Sciences, 8(1), pp. 71-78.

34. Wang, J. (1999), "Analytical Electrochemistry".

35. Wang, J., Tiana, B. (1999), "Stripping analysis into the 21st century: faster, smaller, cheaper, simpler and better", Analytica Chimica Acta, 385, pp. 429- 435.

36. WHO (2010), "Exposure to lead: A major public health concern".

37. WHO (2010), "Exposure to Cadmium: A major public health concern".