phân tích hiện đại

Chữ 13, cách dòng 1.3 lề 2cm, endnote Hiện nay trên thế giới cũng như Việt Nam đang đứng trước hiện tượng ô nhiễm môi trường sinh thái đất, nước, không khí nghiêm trọng mà nguyên nhân là

VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM

HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ

-o0o -TIỂU LUẬN MÔN: CÁC PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH HIỆN ĐẠI NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ HÀM LƯỢNG KIM LOẠI NẶNG TRONG

NƯỚC THẢI CÔNG NGHIỆP

\

Học viên: Trịnh Thị Thủy

Mã học viên: 19812025 Lớp: Kỹ thuật Môi trường 2020A Khoa: Công nghệ Môi trường

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU 1

1 MỘT SỐ KHÁI NIỆM CƠ BẢN 2

1.1 Sự xâm lấn của nước biển 2

1.2 Mặn hóa 2

1.3 Mặn hóa do sự xâm nhập của nước biển 4

2 NGUYÊN NHÂN GÂY RA SỰ XÂM NHẬP CỦA NƯỚC BIỂN 5

2.1 Các yếu tố tự nhiên 5

2.2 Các yếu tố nhân tạo 5

3 ẢNH HƯỞNG CỦA SỰ XÂM NHẬP NƯỚC BIỂN 6

3.1 Ảnh hưởng đối với sức khỏe con người 6

3.2 Ảnh hưởng tới phát triển kinh tế xã hội 6

3.3 Ảnh hưởng tới hệ sinh thái 9

4 CÁC GIẢI PHÁP DỰA TRÊN ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ SINH HỌC 9

4.1 Giải pháp ứng dụng công nghệ sinh học ứng phó với xâm nhập mặn 9

4.2 Giải pháp ứng dụng công nghệ sinh học giảm thiểu xâm nhập mặn 11

MỞ ĐẦU

Nghiên cứu đánh giá hàm lượng kim loại nawgj trong nước thải công nghiệp

Yc

Tổng qun được hiện trạng kim loại nặng có trong môi trường nước thải công nghiệp( lựa chọn 1 trong các đối tường ước thải mạ dệt… sau htxl

Đưa ra được các phương pháp xác định hàm lượng kim loại nặng Pb, Cu, Zn, Cd,

Mn, Cr…

Phương pháp nghiên cứu, kỹ thuật sử dụng, hóa chất, đối tượng nghiên cứu

Các kết quả đánh giá

Kết luận

15trang Chữ 13, cách dòng 1.3 lề 2cm, endnote

Hiện nay trên thế giới cũng như Việt Nam đang đứng trước hiện tượng ô nhiễm môi trường sinh thái đất, nước, không khí nghiêm trọng mà nguyên nhân là do các hoạt động của con người trong nhiều thập kỷ gần đây đã làm tăng đáng kể những tác nhân gây hiệu ứng nhà kính (nồng độ khí thải trong các hoạt động công nghiệp, giao thông,

sự gia tăng dân số…), làm trái đất nóng dần lên,từ đó gây ra hàng loạt những thay đổi bất lợi và không thể đảo ngược của môi trường tự nhiên Biến đổi khí hậu mà biểu hiện chính là sự nóng lên toàn cầu và mực nước biển dâng đã tạo nên các hiện tượng thời tiết cực đoan hiện nay Đây là một trong những thách thức lớn nhất đối với nhân loại trong thế kỷ XXI vì biến đổi khí hậu đang ảnh hưởng trực tiếp đến hệ sinh thái, tài nguyên môi trường và cuộc sống của con người Nói một cách dễ hiểu, biến đổi khí hậu chính là sự thay đổi của hệ thống khí hậu từ sinh quyển, khí quyển, thủy quyền tới thạch quyển trong hiện tại và tương lai Nhiệt độ ngày càng cao trên trái đất khiến mực nước biển đang dần dâng lên Nhiệt độ tăng làm các sông băng, biển băng hay lục địa băng trên trái đất tan chảy và làm tăng lượng nước đổ vào các biển và đại dương Những lãnh nguyên bao la từng được bao phủ bởi một lớp băng vĩnh cữu rất dày giờ đây được cây cối bao phủ Hiện tượng băng tan và mực nước biển dâng cao do sự nóng lên của toàn cầu đã làm gia tăng quá trình xâm nhập mặn vào đất liền gây ra những hậu quả nghiêm trọng

Ở Việt Nam hiện nay quá trình nhiễm mặn ngày càng gia tăng làm cho diện tích đất trồng bị thu hẹp Hiện tượng xâm nhập mặn là vấn đề ưu tiên hàng đầu đối với vấn

đề biến đổi khí hậu Vì vậy việc ngăn chặn quá trình xâm nhập của nước biển và cải tạo đất mặn là cấp bách và cần sự quan tâm của tất cả mọi người

1 MỘT SỐ KHÁI NIỆM CƠ BẢN

1.1 Sự xâm lấn của nước biển

Sự xâm lấn của nước biển là quá trình nước biển dâng lên do tác động của biến đổi khí hậu xâm lấn vào đất liền khiến diện tích đất đai vùng ven biển bị thu hẹp Bên cạnh đó nước biển từ các cửa sông sẽ chảy theo sông và kênh vào phía trong nội đồng Càng vào trong thì lượng nước sẽ giảm do tràn và thấm vào đất tương ứng với hệ số dòng sông và kênh giảm Nước biển chảy theo sông/kênh sẽ thấm vào đất hoặc tràn lên đất (nếu mực nước cao hơn độ cao của địa hình) làm cho đất bị ngập úng và nhiễm mặn

Tình hình xâm lấn của nước biển dâng gây ra ngập úng và xâm nhập mặn đến vùng quy hoạch sản xuất nông nghiệp

Số liệu thống kê của Liên hợp quốc cho thấy, do tác động trực tiếp của tình trạng biến đổi khí hậu, mực nước biển trên đại dương toàn cầu đã tăng từ 15-20cm kể từ năm

1900 Cho đến gần đây, mực nước biển gia tăng là do thể tích nước tăng lên vì nền nhiệt cao hơn Theo dự thảo báo cáo của Ủy ban Liên chính phủ về biến đổi khí hậu (IPCC), nếu con người kiểm soát được tốc độ ấm dần lên toàn cầu ở mức tăng 2 độ C

so với thời kỳ tiền công nghiệp – như mục tiêu đặt ra của Hiệp định Paris về biến đổi khí hậu – mực nước biển sẽ dâng khoảng 0,5m

Trong trường hợp nhiệt độ trái đất tăng 3-4 độ C với nỗ lực kiểm soát khí thải gây hiệu ứng nhà kính không hiệu quả, mực nước biển có thể sẽ tăng cao gần 1 m, đủ để phá hủy hàng chục đại đô thị ven biển, thậm chí nhấn chìm nhiều quốc đảo trên thế giới

Thảm họa hơn nữa, nếu mực nước biển tăng cao hơn 1,2m thì không chỉ là các thành phố, mà nhiều quốc gia ven biển hoàn toàn có thể bị xóa sổ khỏi bản đồ thế giới Tại Việt Nam, mực nước biển dâng không những làm diện tích đất đai bị thu hẹp,

mà còn làm nhiễm mặn một số nguồn nước ngọt, tác động xấu tới sản xuất nông nghiệp Dự báo đến năm 2030, khoảng 45% diện tích của Đồng bằng sông Cửu Long

sẽ bị nhiễm mặn cục bộ và gây thiệt hại nặng nề cho ngành trồng trọt (khoảng 17 tỉ USD) cũng như hệ thống cấp nước ở các vùng trũng của Nam Bộ Theo số liệu năm

2018, nếu mực nước biển dâng cao 1m, sẽ có khoảng 40% diện tích Đồng bằng Sông Cửu Long (nơi sản xuất 12 triệu tấn gạo/năm), với khoảng 10-12% dân số Việt Nam bị ảnh hưởng trực tiếp và tổn thất khoảng 10% GDP Gần đây, các dự báo cũng đều khẳng định, mực nước biển của nước ta có thể tăng thêm 33,3cm vào năm 2050 và 45cm vào năm 2070, khoảng 1m vào năm 2100 Nếu kịch bản này diễn ra, nhiều khu vực đất liền

ven biển và vùng đất trũng sẽ bị chìm trong nước Thậm chí, có khu vực sẽ bị ngập sâu vĩnh viễn.[1]

1.2 Mặn hóa

Mặn hóa là quá trình xâm nhiễm và tích tụ các muối và kim loại kiềm trong môi trường đất, nước khi các môi trường thành phần này từ chỗ chưa bị mặn trở thành mặn Các quá trình mặn hóa

Đất mặn là do kết hợp của nhiều yếu tố: đất chứa muối, địa hình trũng không thoát nước, mực nước ngầm mặn nông, khí hậu khô hạn và sinh vật ưa muối Trong tất

cả các yếu tố trên, nước ngầm mặn thường là nguyên nhân trực tiếp làm cho đất bị mặn

Nước nhiễm mặn là quá trình của nước biển xâm nhập vào trong đất liền, khiến cho ao hồ, sông suối và các nguồn nước ngầm bị nhiễm muối, lượng muối trong nước tăng lên khiến nước có vị mặn hoặc lợ, không thể dùng để sinh hoạt, tưới tiêu Theo tiêu chuẩn QCVN về chất lượng nước dùng để phục vụ sinh hoạt và ăn uống mà vượt quá 300mg / l thì nguồn nước này đã bị nhiễm mặn

Phân loại mặn hóa:

Môi trường có thể nhiễm các loại mặn sau:

- Mặn hóa do muối: bao gồm các muối NaCl, Na2SO4, MgSO4, MgCl2, NaNO3, Mg(NO3)2, CaCl2, …nghĩa là muối kim loại kiềm và kiềm thổ, gốc axit là những anion:

Cl-, SO42-, NO3-, CO32-,…trong đó vai trò của Cl- là quan trọng nhất

- Mặn hóa do kiềm: quá trình tích lũy nhiều kim loại, chủ yếu là kim loại kiềm và kiềm thổ, có thể là Na, K, Ca, Mg, Ba trong đó vai trò Na là quan trọng nhất

Dựa vào nguồn gốc, đặc điểm tích lũy muối, người ta chia quá trình mặn hóa này thành 3 loại:

 Ảnh hưởng của nước biển:

Xảy ra ở miền nhiệt đới do ảnh hưởng trực tiếp của biển Nước biển xâm nhập vào nội đồng theo con sông ngoài khi thủy triều lên cao, qua các trận mưa bão vỡ đê biển hoặc vào mùa khô khi nước ngọt ở các con sông chảy ra biển có lưu lượng thấp, nước ngọt không đủ lực để đẩy nước mặt khi thủy triều mạnh Nước mặn cũng theo các mao mạch, đường nứt trong đất, đi qua các con đê biển thấm sâu vào nội đồng Có nơi cách xa biển tới 40 km vẫn bị ảnh hưởng của quá trình này Ở Việt Nam, đất mặn có xấp xỉ 2 triệu hecta, chiếm gần 6% tổng diện tích đất tự nhiên và quá trình mặn hóa là

4

do ảnh hưởng của nước biển, do đó thành phần các loại muối tan ở đất mặn Việt Nam giống như thành phần muối tan của nước biển

 Quá trình mặn hóa lục địa:

Ở những vùng khô hạn và bán khô hạn, các loại muối khó tan vẫn còn lại trong đất, chỉ những muối dễ tan như: NaCl, MgCl2, Na2SO4,…mới bị hòa tan, rửa trôi nhưng cũng không được vận chuyển đi xa, mà tích đọng ở những địa hình trũng không thoát nước dưới dạng nước ngầm Do hanh khô và mực nước ngầm nông,muối được di chuyển và tập trung lên mặt đất thành một lớp vỏ muối trắng xóa dày đến 1-2 cm

 Quá trình mặn hóa thứ sinh:

Thường xảy ra ở những vùng khô hạn và bán khô hạn,lượng giáng thủy rất thấp(200-500 mm), do đó nền nông nghiệp có tưới và cần tưới phổ biến Do việc quản

lý đất tưới và dùng nguồn nước tưới bị nhiễm mặn, nên tầng đất bề mặt bị nhiễm mặn Như vậy do tác động nhân sinh đã làm mặn hóa tầng mặt

1.3 Mặn hóa do sự xâm nhập của nước biển

Xâm nhập mặn hay còn gọi là đất bị nhiễm mặn Với hàm lượng nồng độ muối vượt mức cho phép do nước biển xâm nhập trực tiếp vào đất liền Nước biển mang theo lượng muối hòa tan và bị kết cấu của đất giữ lại, tích tụ và gây mặn Dựa vào hàm lượng NaCl trong muối biến Người ta có thể phân loại mức độ xâm nhập mặn theo các mức độ ít, trung bình và cao Nước nhiễm mặn thường là do quá trình xâm thực của nước biển vào sâu trong đất liền làm nguồn nước ở các sông, hồ, ao, suối, làm nồng

độ các chất muối có thể hòa tan chủ yếu là Natri Clorua trong nước vượt quá mức bình thường

Thông thường, khi nước biển xâm nhập vào đất liền Lượng nước ngọt từ những con sông từ thượng lưu chảy về hạ lưu Giúp trung hòa nước mặn đồng thời đẩy ngược

ra biển Tuy nhiên trong những tháng mùa khô, thời tiết không có mưa và nước sông bị bốc hơi do nắng nóng Khiến lượng nước ngọt không đủ đẩy, làm hiện tượng xâm nhập diễn ra biển

Một trong các lý do khác khiến mức độ xâm nhập mặn diễn ra với mức độ nghiêm trọng Do các hoạt động khai thác đất trồng nông nghiệp bừa bãi, mở rộng diện tích phá rừng Việc xây dựng công trình thủy lợi được thực hiện dày đặc Cơ sở vật chất được đầu tư ngày càng nhiều Và diện tích rừng tự nhiên giảm mạnh Ảnh hưởng đáng kể đến kết cấu đất Nguyên nhân hiện tượng nóng lên toàn cầu tác động tiêu cực đến biến đổi khí hậu Gây ra các thiên tai nước biển dâng cao Kéo theo hậu quả mức

độ xâm nhập mặn diễn ra mạnh mẽ hơn

Xâm nhập mặn là vấn đề nghiêm trọng đối với nhiều quốc gia trên thế giới Ở Việt Nam những năm gần đây, vấn đề này ngày càng trở nên cấp bách khi diện tích bị xâm nhập mặt ngày càng lớn do biến đổi khí hậu toàn cầu gây nên Xâm nhập mặn đang gây nhiều khó khăn cho chính quyền địa phương, vấn đề này đã được nỗ lực giải quyết trong bối cảnh đang diễn ra biến đổi khí hậu như nước biển dâng, tăng nhiệt độ, khai thác nước ngầm quá mức để đáp ứng nhu cầu nước cho phát triển, những nguyên

nhân này đang làm tăng nguy cơ xâm nhập mặn.

2 NGUYÊN NHÂN GÂY RA SỰ XÂM NHẬP CỦA NƯỚC BIỂN

2.1 Các yếu tố tự nhiên

Tình trạng băng tan nhanh ở cực bắc và cực nam bán cầu do hiệu ứng nhà kính làm mực nước biển dâng cao, hậu quả là làm cho tình trạng nước biển xâm thực sâu vào đất liền làm tình trạng nước nhiễm mặn ở sông, hồ, ao, suối càng nghiêm trọng Nước biển xâm nhập vào nội đồng theo con sông ngoài khi thủy triều lên cao,qua các trận mưa bão vỡ đê biển hoặc vào mùa khô khi nước ngọt ở các con sông chảy ra biển

có lưu lượng thấp,nước ngọt không đủ lực để đẩy nước mặt khi thủy triều mạnh Nước mặn cũng theo các mao mạch, đường nứt trong đất, đi qua các con đê biển thấm sâu vào nội đồng Có nơi cách xa biển tới 40 km vẫn bị ảnh hưởng của quá trình này Ở Việt Nam, đất mặn có xấp xỉ 2 triệu hecta, chiếm gần 6% tổng diện tích đất tự nhiên và quá trình mặn hóa là do ảnh hưởng của nước biển, do đó thành phần các loại muối tan

ở đất mặn Việt Nam giống như thành phần muối tan của nước biển.[2]

Các yếu tố khí tượng: gió từ biển hướng vào đất liền, nhiệt độ cao, mưa ít, sẽ là tác nhân làm mặn lấn sâu vào nội địa Những thay đổi do biến đổi khí hậu như lượng mưa và nhiệt độ, thay đổi mục đích sử dụng đất cũng có thể làm thay đổi đáng kể tốc

độ bổ sung nước ngầm cho các hệ thống tầng ngậm nước, gây ảnh hưởng đến quá trình xâm nhập mặn Lượng mưa bị thay động liên tục do tình trạng khí hậu biến đỗi, lượng nước ở những nơi bị hạn hán kéo dài thiếu nước trầm trọng càng làm tình trạng hạn mặn xảy ra càng nghiêm trọng hơn

Biến đổi khí hậu có thể ảnh hưởng sâu sắc đến chu trình thủy văn thông qua thay đổi mô hình lượng mưa, lượng nước bốc hơi và độ ẩm của đất Lượng mưa có thể tăng hoặc giảm và phân bố không đồng đều trên toàn cầu Hiện tượng này sẽ làm thay đổi lượng nước ngầm được bổ sung, đồng thời thay đổi tốc độ xâm nhập mặn vào tầng ngậm nước ven biển Vì vậy, thông tin về các tác động của biến đổi khí hậu ở địa phương hoặc khu vực, các quá trình thủy văn và tài nguyên nước ven biển trở nên rất quan trọng

2.2 Các yếu tố nhân tạo

6

Tốc độ đô thị hóa ngày càng gia tăng nhanh chóng, dẫn đến việc bê tông hóa, đô thị hóa diễn ra mạnh mẽ Sự bổ sung các tầng nước ngầm từ nước mặt bị hạn chế Bên cạnh đó, việc khai thác quá mức nguồn nước ngầm phục vụ cho các mục đích dân sinh, phát triển kinh tế xã hội cũng gây ra sự cạn kiệt nguồn nước ngầm hiện có trong khi không có sự bổ sung cần thiết bù đắp lại lượng nước đã bị khai thác

Trong tự nhiên, bề mặt phân cách giữa nước ngọt và nước mặn hiếm khi ổn định

Sự gia tăng dân số nhanh chóng cùng các khu công nghiệp, sản xuất cũng gây ra áp lực cho các mạch nước ngầm, đặc biệt là vấn đề xả thải, gây ô nhiễm và khai thác quá mức

dẫ tới cạn kiệt nguồn nước ngầm Quá trình bổ sung nước hoặc khai thác nguồn nước ngầm đều dẫn đến sự dịch chuyển bề mặt phân cách giữa nước ngọt và nước mặn từ vị trí này sang vị trí khác Sự dịch chuyển đó có thể làm mực nước dâng lên hoặc hạ xuống tùy thuộc vào việc nước ngọt đổ vào tầng ngậm nước tăng hay giảm Do đó, sự thay đổi lượng nước ngầm gây ảnh hưởng trực tiếp đến xâm nhập mặn Tình trạng này

sẽ tăng nhanh hơn nếu giảm bổ sung nước ngầm

Bên cạnh đó, các hoạt động thay đổi mục đích sử dụng đất và quản lý đất cũng có thể làm thay đổi trực tiếp đến hệ thống thủy văn, chế độ bốc hơi nước và dòng chảy Do

đó, sử dụng đất cũng đóng vai trò quan trọng trong việc đánh giá nguồn nước ngầm Đối với các cửa sông tiếp giáp với biển, hiện tượng xâm nhập mặn từ biển vào các sông xảy ra khá phổ biến, đặc biệt vào mùa khô Khi đó lượng nước từ sông đổ ra biển giảm, thủy triều từ biển sẽ mang nước mặn lấn sâu vào lòng sông làm cho nước sông bị nhiễm mặn Nồng độ mặn sẽ giảm dần khi càng tiến sâu vào đồng bằng

Mức độ xâm nhập mặn vào sâu trong nội đồng phụ thuộc vào nhiều yếu tố: Lượng nước từ thượng nguồn đổ về, lưu lượng càng giảm, nước mặn càng tiến sâu vào đất liền Biên độ triều vùng cửa sông: vào giai đoạn triều cường, nước mặn càng lấn sâu vào Địa hình: địa hình bằng phẳng là yếu tố thuận lợi cho sự xâm nhập mặn

Hoạt động kinh tế của con người: Nhu cầu sử dụng nước ngọt vào mùa khô tăng

sẽ làm giảm nguồn nước ngầm, làm tăng nguy cơ xâm nhập mặn.

3 ẢNH HƯỞNG CỦA SỰ XÂM NHẬP NƯỚC BIỂN

3.1 Ảnh hưởng đối với sức khỏe con người

Sử dụng nước nhiễm mặn trong thời gian dài sẽ bị những bệnh ngoài da như ghẻ

lở, lác, viêm da, …

Dùng nước có nồng độ muối cao hơn mức bình thường trong nấu ăn cũng làm giảm hương vị của món ăn ảnh hưởng đến sức khỏe dinh dưỡng

Đối với người bệnh, khi dùng thuốc với nước bị nhiễm mặn thì sẽ làm giảm hiệu quả của thuốc và còn có thể gây rac tác dụng phụ

3.2 Ảnh hưởng tới phát triển kinh tế xã hội

Ảnh hưởng tới sản xuất nông nghiệp

Sử dụng nước nhiễm mặn để phục vụ cho công việc tưới tiêu cây trồng sẽ làm giảm sức phát triển của cây trồng thậm chí còn có khả năng làm chết cây, đối với những khu vực bị hạn mặn thì thường kết quả là mất trắng Ngoài ra dùng nước bị nhiễm mặn tưới tiêu còn làm giảm chất lượng đất trồng trọt dẫn đến việc bắt buộc phải thay đổi loại cây trồng, mục đích sử dụng đất

Nước biển dâng và triều cường làm gia tăng tình trạng xâm nhập mặn của nước biển, gây ngập úng các diện tích trồng trọt, nuôi trồng thủy sản và các khu dân cư sát biển Diện tích đất trồng trọt bị thu hẹp Các ao nuôi tôm do tình hình hạn mặn dẫn đến tôm chết hàng loạt, mầm bệnh cũng tăng làm thiệt hại rất lớn cho các hộ nuôi tôm tại đây Ngoài ra các ao nuôi cá tra, trê, mè cũng xảy ra tình huống tương tự, diện tích nuôi thủy hải sản bị thu hẹp một cách đáng kể và có nguy cơ phá vỡ quy hoạch nuôi thủy hải sản Tình hình xâm nhập nặm sâu vào đất liền nên đã ảnh hưởng đến việc nuôi nước ngọt khiến diện tích nuôi ngày càng giảm

Do đặc thù địa hình của các vùng cửa sông ven biển và tiếp giáp trực tiếp với biển nên chịu ảnh hưởng trực tiếp bởi những thay đổi của thời tiết Trong đó, các hiện tượng nước biển dâng, triều cường, mưa bão và nắng nóng kéo dài gây ra những tác động lớn nhất đối với các hoạt động sinh kế, sinh hoạt và sức khỏe của người dân địa phương, ảnh hưởng đến sự phát triển kinh tế, xã hội của khu vực ven biển Dưới tác động của nước biển dâng hệ thống thủy lợi của các vùng ven biển dễ bị tổn thương, tình trạng xâm nhập mặn cũng vì vậy mà có chiều hướng gia tăng.[5]

Xâm nhập mặn gây ra những hậu quả nặng nề đến đời sống của bà con khu vực nơi đây Tình trạng thiếu nước ngọt là một trong những thiệt hại to lớn nhất Người dân không thể sử dụng nước nhiễm mặn để phục vụ cho các mục đích sinh hoạt như tắm rửa, vệ sinh, giặt giũ Do nước muối cho tính ăn mòn cao, gây hư hại hệ thống dẫn nước, vật dụng chứa nước, Con người tiếp xúc trực tiếp bị nước mặn ăn mòn da tay nghiêm trọng

Không có nước ngọt, nông dân không thể tươi tiêu các loại cây ăn quả, cây hoa màu, lương thực, Dẫn đến hệ quả việc sản xuất nông nghiệp bị trì trệ Hơn thế nữa đất nhiễm mặn, gây ra tác động tiêu cực đến quá trình sinh trưởng và phát triển của cây trồng Cây không thích nghi được môi trường mặn xảy ra vấn đề chết hàng loạt Việc

8