Nước thải phát sinh từ các bệnh viện, cơ sở y tế ở từng phường, xã, địa phương trên khu vực. Nguồn nước thải này là sản phẩm từ các phòng mổ, sinh
hoạt hàng ngày của bệnh nhân, người nhà bệnh nhân, đội ngũ y bác sỹ trong trong việc vệ sinh, chăm sóc bệnh nhân…Trong các quận nội thành có nhiều bệnh viện lớn của cả nước như bệnh viện Bạch mai, Viện Tai Mũi Họng (quận Đống Đa), bệnh viện Việt Đức, bệnh viện Tim (quận Hoàn Kiếm), quận Hà Đông tập trung một số bệnh viên như bệnh viện 103, bệnh viện Thành Phố, bệnh viện Tỉnh; huyện Từ Liêm có Viện sốt sét và ký sinh trùng, Viện y học dân tộc và nhiều phòng khám,
Luận văn tốt nghiệp Trường Đại học Khoa học Tự nhiên
chữa bệnh tư nhân khác. Nước thải này có chứa một lượng độc chất phát sinh từ lượng thuốc chữa bệnh dư thừa đã góp phần gây ô nhiễm đoạn sông Nhuệ đi qua huyện Từ Liêm và quận Hà Đông.
Ngoài ra, tình hình lấn chiếm trái phép bên 2 bờ sông Nhuệ, đổ phế thải, rác thải sinh hoạt trực tiếp vào sông dẫn đến sự ô nhiễm môi trường nước sông càng trầm trọng. Số liệu thống kê từ năm 2004 ÷ 2008 cho thấy, có 978 vụ vi phạm dọc 2 bên bờ sông Nhuệ, tổng diện tích lấn chiếm trái phép gần 30.500 m2, song số bị giải tỏa chỉ chiếm 5,3% (52/978 vụ), trong đó huyện có số vi phạm nhiều nhất là huyện Thanh Trì với 514 vụ [9].
Bên cạnh đó, thì lượng nước thải từ đập Thanh Liệt đổ về cũng là nguyên nhân làm cho mức độ ô nhiễm nước sông tăng lên. Đồng thời, mực nước sông Hồng xuống thấp hơn mức trung bình nhiều năm tới 3 ÷ 3,5 m, nên không thể lấy nước sông Hồng vào pha loãng nước sông Nhuệ. Vì vậy, tình trạng ô nhiễm môi trường nước sông Nhuệ diễn ra ngày càng nghiêm trọng.
Luận văn tốt nghiệp Trường Đại học Khoa học Tự nhiên
CHƢƠNG 2. ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.1. Đối tƣợng nghiên cứu
Các mẫu trầm tích nghiên cứu được lấy tại các điểm sau khi tiếp nhâ ̣n các nguồn thải trên sông Nhuệ (mô tả trong hình 2.1) trong khoảng thời gian từ tháng 11/2011 đến tháng 11/2012.
Luận văn tốt nghiệp Trường Đại học Khoa học Tự nhiên
Các mẫu trầm tích được lấy theo phương pháp hỗn hợp ở tầng mặt với độ sâu trung bình từ 0 – 30 cm. Mẫu được lấy bằng gầu lấy mẫu trầm tích đáy Wildo. Mẫu được xử lý tại phòng thí nghiệm, phơi khô không khí, giã và rây qua rây 1mm. Các mẫu sau khi xử lý được đựng trong túi nilông trắng. Tất cả các quy trình lấy mẫu trầm tích được thực hiện theo Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 6631-13:2000.
Các thí nghiệm được thực hiện tại Phòng thí nghiệm Bộ môn Thổ Nhưỡng và Môi trường đất, Khoa Môi trường, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên và Phòng thí nghiệm Trung tâm Kỹ thuật Môi trường và An toàn Hóa chất, Viện Hóa học Công nghiệp Việt Nam.
Các mẫu trầm tích, mô tả vị trí lấy mẫu và ký hiệu mẫu được đưa ra ở bảng 2.1.
Bảng 2.1: Mô tả vị trí lấy mẫu và ký hiệu mẫu trầm tích
Thứ tự mẫu Vị trí lấy mẫu Ký hiệu mẫu Tọa độ điểm lấy mẫu
Mẫu 1 Cống Liên Mạc T1 21° 5'21.77"N
105°46'14.33"E
Mẫu 2 Cầu Diễn T2 21° 2'31.13"N
105°45'41.75"E
Mẫu 3 Cầu Trắng T3 20°58'28.36"N
105°46'49.02"E Mẫu 4 Cầu Tả Thanh Oai T4 20°56'17.00"N
105°48'12.76"E Mẫu 5 Cầu Chiếc Hiền Giang T5 20°52'8.89"N
105°49'50.36"E
Mẫu 6 Đập Đồng Quan T6 20°47'39.64"N
105°50'15.04"E
Mẫu 7 Cầu Nhật Tựu T7 20°40'9.79"N
105°53'45.82"E
Mẫu 8 Cống Phủ Lý T8 20°32'29.14"N
Luận văn tốt nghiệp Trường Đại học Khoa học Tự nhiên
2.2. Phƣơng pháp nghiên cứu (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
2.2.1. Phƣơng pháp thu thập tài liệu
Chủ yếu là các tài liệu, số liệu, bản đồ, các công trình nghiên cứu có liên quan đến khu vực nghiên cứu. Tài liệu thu thập được xử lý, đưa lên thành bảng biểu, đồ thị và phân tích, phân loại để từ đó xác định những vấn đề cần đánh giá.
- Thu thập thông tin về điều kiện tự nhiên và kinh tế xã hội của khu vực nghiên cứu bằng phương pháp tổng hợp các số liệu thống kê và điều tra phỏng vấn người dân.
- Thu thập thông tin về các nguồn thải của khu vực nghiên cứu, bằng phương pháp tổng hợp tài liệu từ Sở Tài nguyên và Môi trường, các báo cáo thường niên của xã, huyện, thành phố… các tài liệu này liên quan đến nội dung nghiên cứu.
2.2.2. Phƣơng pháp phân tích trong phòng thí nghiệm
Đề tài áp dụng phương pháp phân tích các chỉ tiêu trong đất cho việc phân tích các chỉ tiêu trong trầm tích (bùn đáy):
* Một số đặc tính lý hóa học cơ bản
Các chỉ tiêu lý hóa học được xác định theo các phương pháp thông dụng trong phòng thí nghiệm.
pHKCl: Sử dụng máy đo pH.
Chất hữu cơ (%) sử dụng phương pháp Walkley-Black.
Dung tích trao đổi cation (CEC) sử dụng phương pháp Scheffer. Thành phần cơ giới sử dụng phương pháp cột lắng.
* Xác định hàm lượng tổng của KLN trong trầm tích
Cân 1g mẫu rắn thu được đưa vào bình tam giác. Thêm dung dịch cường thủy (HNO3 đặc : HCl đặc = 1 : 3). Đun phá mẫu đến khi gần cạn . Để nguội, định mức bằng dung di ̣ch HCl 2% đến 25 ml rồi tiến hành lọc lấy dung dịch để xác định hàm lượng KLN. Phần dung dịch được đem đi đo hàm lượng KLN bằng phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử (AAS).
* Xác định dạng tồn tại của KLN trong trầm tích
Hàm lượng các dạng kim loại đồng , chì, kẽm trong mẫu trầm tích đươ ̣c phân tích theo quy trình chiết liên tiếp của Salbu và cộng sự (1998):
Luận văn tốt nghiệp Trường Đại học Khoa học Tự nhiên
Hình 2.2. Quy trình chiết liên tiếp để xác định các dạng kim loại trong trầm tích
Mẫu trầm tích (2g)
20ml CH3COONH4 1M (pH 7); Lắc 2h; Ly tâm trong 10 - 15 phút; Gạn phần dung dịch cho vào lọ đựng mẫu.
Dạng trao đổi (F1)
20ml CH3COONH4 1M (pH 5); Lắc 2h; Ly tâm trong 10 - 15 phút; Gạn phần dung dịch cho vào lọ đựng mẫu.
Dạng liên kết với cacbonat (F2)
20 ml NH2OH.HCl 0,04M trong 25% (v/v) HOAc; Lắc trong 15 phút; Đưa vào nồi cách thủy; Đun ở 60o
C trong 6h; Ly tâm trong 10 - 15 phút. Gạn phần dung dịch cho vào lọ đựng mẫu.
Dạng liên kết với oxit Fe-Mn (F3)
15ml H2O2 30% ở pH = 2 (điều chỉnh pH bằng cách cho thêm HNO3 đặc); Đun cách thủy ở 80o
C trong 5,5h; Ly tâm trong 15 phút; Gạn phần dung dịch cho vào lọ đựng mẫu.
Dạng liên kết với hữ u cơ (F4)
20 ml hỗn hợp HNO3 đặc : HCl đặc
tỉ lệ 1 : 3; Đun phá mẫu đến khi gần cạn ; Để nguội, định mức bằng dung di ̣ch HCl 2% đến 25 ml và cho vào lọ đựng mẫu. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Dạng nằm trong tinh thể khoáng vật
Luận văn tốt nghiệp Trường Đại học Khoa học Tự nhiên * Xác địnhkhả năng hấp phụ của trầm tích đối với các KLN
Cân 10g mẫu trầm tích cho vào bình tam giác, thêm 50ml dung dịch chứa cation KLN có nồng độ cụ thể như sau:
o Cu2+: 20; 40; 60; 80; 100 mmol/L
o Pb2+: 20; 40; 60; 80; 100 mmol/L
o Zn2+: 20; 40; 60; 80; 100 mmol/L
Mẫu được lắc trong 2 giờ bằng máy lắc , sau đó li tâm . Phần dung dịch ga ̣n được đem đi đo hàm lượng KLN bằng phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử (AAS).
Đường đẳng nhiệt hấp phụ Freundlich được thiết lập cho các KLN dựa trên phương trình sau:
Qs = KFCen (1) Trong đó:
Qs là hàm lượng KLN hấp phụ trên pha rắn (mmol/kg) tại thời điểm cân bằng; Ce là nồng độ KLN trong dung dịch cân bằng (mmol/l);
KF thể hiện hằng số ái lực (Lnmmol1-n/kg) và số lượng đương lượng KLN hấp phụ (mmol/kg) tại nồng độ dung dịch là 1 mmol/l;
Hằng số n mô tả đường đẳng hấp phi tuyến tính và cung cấp thông tin về mối liên hệ về độ bão hòa của các vị trí hấp phụ.
Hằng số Freundlich (KF và n) được tính toán từ dạng tuyến tính của phương trình Freundlich:
lnQs = lnKF + nlnCe (2)
2.2.3. Phƣơng pháp phân tích tƣơng quan
Phương pháp phân tích tương quan là một phương pháp toán học áp dụng vào việc phân tích thống kê nhằm biểu hiện và nghiên cứu mối liên hệ tương quan giữa các chỉ tiêu.
Luận văn tốt nghiệp Trường Đại học Khoa học Tự nhiên
Quá trình phân tích tương quan gồm các công việc cụ thể sau:
- Phân tích định tính về bản chất của mối quan hệ, đồng thời dùng phương pháp đồ thị để xác định tính chất và xu thế của mối quan hệ đó.
- Biểu hiện cụ thể mối liên hệ tương quan bằng phương trình hồi quy tuyến tính hoặc phi tuyến tính và tính các tham số của các phương trình.
- Đánh giá mức độ chặt chẽ của mối liên hệ tương quan bằng các hệ số tương quan hoặc tỉ số tương quan.
Liên hệ tương quan tuyến tính giữa hai chỉ tiêu:
a. Phƣơng trình hồi quy tuyến tính
Nếu gọi y và x là các trị số thực tế của các chỉ tiêu phân tích, có thể xây dựng được phương trình hồi quy đường thẳng như sau:
) 3 ( ; ~y a bx a x Trong đó: : ~ x
y trị số lý thuyết (điều chỉnh) của chỉ tiêu x; a và b là các hệ số của phương trình
Bằng phương pháp bình phương nhỏ nhất xây dựng được hệ phương trình chuẩn tắc xác định các hệ số a và b của phương trình đường thẳng:
) 3 ( ; 2 b xy x b x a y x b na
Từ số liệu đã cho của x và y, ta tính toán các đại lượng xy, x2
và y2. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Thay số liệu tính được vào hệ phương trình 3b, tính được: a, b
Gán giá trị a và b vào phương trình tổng quát có dạng cụ thể của phương trình đường thẳng là: bx a y ~ x
Luận văn tốt nghiệp Trường Đại học Khoa học Tự nhiên
b. Hệ số tƣơng quan tuyến tính giữa hai chỉ tiêu (ký hiệu là r)
Công thức tính hệ số tương quan: ;(4 ) . . a y x xy r y x hoặc r b. ;(4b) y x Trong đó: ; n xy xy ; n x x ; n y y 2 2 2 x n x n x n x x 2 2 2 y n y n y n y y
Hệ số tương quan lấy giá trị trong khoảng từ -1 đến 1 (1r1):
Excel cung cấp chức năng thống kê để đo lường sự tương quan giữa hai biến. Áp dụng chức năng Pearson trong Excel để tính toán hệ số tương quan Pearson:
r = Pearson (dữ liệu tập x, dữ liệu tập y)
Hệ số tương quan (r) lấy giá trị trong khoảng từ -1 ÷ 1. Với r > 0 có mối quan hệ thuận và r < 0 có mối quan hệ nghịch. Khi r càng gần 0 thì quan hệ càng lỏng lẻo, ngược lại khi r càng gần 1 hoặc -1 thì quan hệ càng chặt chẽ. Trường hợp r = 0 thì giữa x và y không có quan hệ.
Với - 0,1 < r < 0 hoặc 0 < r < 0,1: ít tương quan;
Với - 0,3 < r < - 0,1 hoặc 0,1 < r < 0,3: tương quan yếu;
Với - 0,5 < r < - 0,3 hoặc 0,3 < r < 0,5: tương quan trung bình;
Luận văn tốt nghiệp Trường Đại học Khoa học Tự nhiên
CHƢƠNG 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN
3.1. Một số đặc tính lý, hóa của trầm tích sông Nhuệ
Trầm tích có thể là nơi tích tụ chất ô nhiễm từ nước sông Nhuệ. Khả năng tích lũy của trầm tích phụ thuộc rất nhiều vào những yếu tố môi trường nước (pH, Eh, DO…) cũng như thành phần và đặc điểm của trầm tích. Hàm lượng chất hữu cơ và thành phần cấp hạt sét có mặt trong trầm tích là hai trong số những yếu tố quan trọng nhất quyết định đến ái lực hấp phụ cũng như sự phân bố của các KLN giữa pha rắn và pha lỏng. Một số tính chất lý - hoá học cơ bản của trầm tích sông Nhuệ được trình bày ở bảng 3.1:
Bảng 3.1. Một số tính chất lý, hoá học cơ bản của trầm tích sông Nhuệ
Kí hiệu mẫu
Tính chất lý, hoá học cơ bản của trầm tích sông Nhuệ
pHKCl CHC (%)
CEC (cmol.Kg-1)
Cation trao đổi (cmol.Kg-1) Ca2+ Mg2+ T1 6,64 2,96 17,5 6,25 3,63 T2 6,94 8,05 20,0 17,25 6,50 T3 7,38 11,79 22,5 13,13 12,20 T4 7,48 16,63 27,5 20,00 9,38 T5 7,35 8,67 27,5 19,63 6,00 T6 7,30 5,71 25,0 15,62 4,38 T7 6,93 4,21 22,0 11,29 3,57 T8 6,85 3,32 15,3 10,06 4,01
Số liệu của bảng 3.1 cho thấy:
- pHKCl: Giá trị pH trong các mẫu trầm tích giao động từ 6,64 ÷ 7,48. Giá trị pH tăng từ thượng nguồn đến điểm T4 (Cầu Tả Thanh Oai) và giảm dần cho đến hạ lưu
Luận văn tốt nghiệp Trường Đại học Khoa học Tự nhiên
của sông Nhuệ. Kết quả này cho thấy trầm tích có phản ứng trung tính. Tính tan của các KLN phụ thuộc mạnh vào giá trị pHKCl của trầm tích. Nhìn chung, hàm lượng KLN hòa tan tăng khi pH giảm và ngược lại. Với điều kiện pH của trầm tích sông Nhuệ, khả năng hòa tan và tính linh động của các ion KLN là khá hạn chế.
- Hàm lƣợng chất hữu cơ:
Hàm lượng CHC trong các mẫu trầm tích sông Nhuệ nhìn chung khá cao, dao động từ 2,96 ÷ 16,63%. Hàm lượng cao nhất đạt 16,63% ở điểm T4 (Cầu Tả Thanh Oai). Ở đây có thể là do sự tích tụ vật liệu hữu cơ từ nước thải sinh hoạt, nước thải của các làng nghề, của các khu công nghiệp chưa qua xử lý hoặc do tàn dư động, thực vật bị phân hủy chậm dưới điều kiện yếm khí, dẫn đến xu hướng tích tụ CHC. Như đã nói ở trên, tác động của CHC đối với khả năng di động của KLN là tác động “hai chiều”, hoặc cố định hoặc thúc đẩy sự di chuyển của các KLN. Vai trò của CHC trong việc cố định các KLN bị ảnh hưởng bởi phản ứng của môi trường trầm tích: trong môi trường trung tính và chua, chỉ có nhóm cacboxyl tham gia vào phản ứng trao đổi. Trong môi trường kiềm, chẳng những các nhóm cacboxyl mà các nhóm hydroxyl phenol và một vài nhóm hydroxyl khác cũng có khả năng phân ly làm cho khả năng hấp phụ của CHC tăng lên đáng kể. Với một lượng lớn CHC có trong các mẫu trầm tích nghiên cứu, ảnh hưởng của CHC đến khả năng di động của Cu, Pb, Zn trong mẫu trầm tích là khá lớn. 2.96 8.05 11.79 16.63 8.67 5.71 4.21 3.32 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 T1 T2 T3 T4 T5 T6 T7 T8 Các vị trí lấy mẫu CHC (%)
Luận văn tốt nghiệp Trường Đại học Khoa học Tự nhiên
- Thành phần cation trao đổi : (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Hàm lượng Ca2+
trong các mẫu trầm tích dao động từ 6,25 ÷ 20,01 cmol.Kg-1 trầm tích, cao nhất tại điểm cầu Tả Thanh Oai và thấp nhất tại cống Liên Mạc. Hàm lượng Mg2+
trong các mẫu trầm tích dao động từ 3,57 ÷ 12,20 cmol.Kg-1 trầm tích, cao nhất tại cầu Tả Thanh Oai và thấp nhất tại cầu Nhật Tựu. Hàm lượng Ca2+ và Mg2+ cũng có xu hướng tăng cao ở đoạn giữa sông và giảm dần về hạ lưu, kết quả này cũng thể hiện đoạn giữa sông do được bổ sung nước thải sinh hoạt của thành phố nên hàm lượng các chất trong trầm tích tăng cao hơn phía thượng nguồn và giảm dần phía hạ lưu do được pha loãng.
- Dung tích trao đổi cation (CEC):
Giá trị CEC của trầm tích là một chỉ tiêu quan trọng trong việc đánh giá khả