nghiên cứu sự lan truyền và phạm vi ảnh hưởng của một số nguồn phát thải có khả năng gây ô nhiễm môi trường từ hoạt động của các khu công nghiệp ở tỉnh phú yên

Để góp phần xác định và làm rõ những vấn đề đặt ra ở trên, chúng tôi đã xây dựng định hướng nghiên cứu: Nghiên cứu sự lan truyền và phạm vi ảnh hưởng của một số nguồn phát thải có khả n

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ

VIỆN NĂNG LƯỢNG NGUYÊN TỬ VIỆT NAM

a) Công trình được hoàn thành tại:

VIỆN NGHIÊN CỨU HẠT NHÂN ĐÀ LẠT TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG MIỀN TRUNG b) Người hướng dẫn khoa học:

PGS TS NGUYỄN NGỌC TUẤN

c) Phản biện luận án:

Phản biện 1:……… Phản biện 2:………

Phản biện 3:………

Luận án sẽ được bảo vệ trước Hội đồng cấp nhà nước chấm luận án tiến sĩ họp tại: VIỆN NGHIÊN CỨU HẠT NHÂN, VIỆN NĂNG LƯỢNG NGUYÊN TỬ VIỆT NAM

vào hồi … giờ… ngày……tháng ….năm ………

d) Có thể tìm hiểu luận án tại:

- Thư viện Viện Nghiên cứu hạt nhân

- Thư viện Quốc gia Việt Nam

- Thư viện Viện Năng lượng nguyên tử Việt Nam

Đà Lạt, năm 2014

ĐẶT VẤN ĐỀ

1 Tính cấp thiết của luận án

Trong vài thập kỷ gần đây, môi trường toàn cầu có nhiều biến đổi theo chiều hướng ngày càng xấu thêm Hiện tượng băng tan ở hai đầu cực và trái đất nóng lên đang là vấn đề lớn được cả thế giới quan tâm Ô nhiễm môi trường khí quyển, thủng tầng ô zôn do lượng khí thải ngày càng tăng là nguyên nhân chủ yếu gây nên hiện tượng này Vấn đề ô nhiễm độc tố kim loại nặng cũng như dư lượng hóa chất bảo vệ thực vật trong lương thực, thực phẩm do môi trường nước bị ô nhiễm bởi lượng chất thải công nghiệp cũng như hóa chất bảo vệ thực vật ngày càng tăng cũng đang là vấn đề được nhiều quốc gia quan tâm Vì vậy, mục tiêu phát triển bền vững và bảo vệ môi trường trái đất trong thế kỷ 21 là mục tiêu chung của toàn nhân loại

Việt Nam cũng đang trong thời kỳ đổi mới và hội nhập; thời kỳ đẩy mạnh công nghiệp hóa - hiện đại hóa với nhịp độ ngày càng cao, nhằm đưa nước ta cơ bản thành nước công nghiệp vào năm 2020 Sự phát triển với quy mô lớn ở nhiều lĩnh vực cả về số lượng, tốc độ, chất lượng,…; đặc biệt là lĩnh vực công nghiệp đã và đang gây nên những tác động toàn diện tới môi trường Tình trạng ô nhiễm môi trường không khí, môi trường đất và nước đã làm suy giảm đa dạng sinh học, ảnh hưởng đến chất lượng cuộc sống Vấn đề này

đã và đang được các cấp lãnh đạo, các ngành và toàn xã hội quan tâm nghiên cứu, tìm giải pháp khắc phục

Tỉnh Phú Yên, sau hơn 10 năm thực hiện “Quy hoạch tổng thể kinh tế - xã hội thời

kỳ 1996 -2010” và “từ 2011 – 2015”, đã tạo nên bức tranh về sự thay đổi hiện trạng kinh tế theo hướng thiết lập cơ cấu công - nông - dịch vụ; đời sống vật chất và tinh thần của nhân dân không ngừng được cải thiện, ngày một tốt hơn

Vấn đề đặt ra là bên cạnh những thành tựu kinh tế - xã hội mà tỉnh Phú Yên đã đạt được, thì những hậu quả về môi trường có những ảnh hưởng đáng kể đến hệ sinh thái và sức khỏe cộng đồng Những nguồn thải được tạo ra trong quá trình hoạt động của các khu công nghiệp đã phát tán ra môi trường bằng nhiều con đường, gây ảnh hưởng trực tiếp đến khu vực lân cận Vì vậy, việc nghiên cứu một số vấn đề liên quan đến nguồn phát thải tại các khu công nghiệp của tỉnh Phú Yên và tìm ra nguyên nhân để tìm cách phòng ngừa và khắc phục là hết sức cần thiết và cấp bách

Để góp phần xác định và làm rõ những vấn đề đặt ra ở trên, chúng tôi đã xây dựng

định hướng nghiên cứu: Nghiên cứu sự lan truyền và phạm vi ảnh hưởng của một số

nguồn phát thải có khả năng gây ô nhiễm môi trường từ hoạt động của các khu công nghiệp ở tỉnh Phú Yên

Đây là một phần trong chương trình nghiên cứu về hiện trạng môi trường của tỉnh

Phú Yên Chúng tôi hy vọng sẽ được đóng góp một phần nhỏ vào việc tạo lập cơ sở dữ liệu tin cậy, giúp cho việc hoạch định các giải pháp thiết thực về kiểm tra, kiểm soát, gìn giữ và bảo vệ môi trường ở các khu công nghiệp của tỉnh nhằm đưa kinh tế - xã hội địa phương ngày càng phát triển bền vững

2 Mục tiêu của luận án:

- Ứng dụng các quy trình đã xây dựng để phân tích hàm lượng 4 kim loại As, Cu,

Mn, Cr trong mẫu nước thải và mẫu trầm tích

- Đánh giá sự dịch chuyển As, Cr, Cu, Mn trong môi trường nước, trầm tích

- Mô hình hóa sự lan truyền kim loại nặng và dự báo diễn thế môi trường, dựa vào một số phần mềm mô phỏng: Mapinfo, Matlab

3 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn

3.1 Ý nghĩa khoa học

- Ứng dụng những kỹ thuật hiện có tại Viện Nghiên cứu hạt nhân để phân tích, đánh giá tình trạng môi trường ở các khu công nghiệp của tỉnh Phú Yên; cụ thể là: sử dụng phương pháp phân tích kích hoạt nơtron (RNAA) trên lò phản ứng hạt nhân Đà Lạt và phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử (AAS) để xác định hàm lượng độc tố kim loại nặng trong các mẫu môi trường (nước, trầm tích) được thu thập

- Làm cơ sở tham khảo trong việc giải thích sự dịch chuyển giữa hàm lượng các kim loại nặng trong trầm tích, trong nước;

- Mô phỏng quá trình lan truyền và phạm vi ảnh hưởng được thực hiện tại khu công nghiệp An Phú bằng công cụ: Mapinfo, Matlab;

- Dự đoán diễn thế của nguồn thải vào môi trường

3.2 Ý nghĩa thực tiễn

- Đưa ra những dẫn liệu cơ bản về tình hình ô nhiễm kim loại nặng ởKhu công nghiệp An Phú, tỉnh Phú Yên sau một thời gian đi vào hoạt động

- Cung cấp cơ sở khoa học về sự lan truyền chất thải vào môi trường

- Góp phần cung cấp cơ sở khoa học định hướng qui hoạch vùng xả thải an toàn

- Góp phần vào việc quản lý nguồn thải và bảo vệ môi trường tại Khu công nghiệp

An Phú nói riêng và các khu công nghiệp ở tỉnh Phú Yên nói chung

- Cung cấp cơ sở dữ liệu để các cấp quản lý của tỉnh Phú Yên nắm bắt được hiện trạng môi trường và sự ảnh hưởng của nguồn thải đối với các khu công nghiệp sau một thời gian đi vào hoạt động

- Các bước nghiên cứu thực hiện trong đề tài làm cơ sở để xây dựng kế hoạch điều tra đánh giá phạm vi và mức độ ảnh hưởng của các khu công nghiệp trong những năm tiếp

theo

4 Nội dung của luận án

- Điều tra tình hình sản xuất của các khu công nghiệp ở tỉnh Phú Yên, lựa chọn Khu công nghiệp An Phú làm đối tượng nghiên cứu

- Khảo sát, xây dựng Quy trình phân tích Cu, Mn, Cr, As trong mẫu nước thải và trầm tích bằng phương pháp RNAA

- Áp dụng Quy trình phân tích Cu, Mn, Cr, As đã được xây dựng để phân tích Cu, Mn, Cr,

As trong mẫu nước thải và trầm tích

- Đánh giá sự dịch chuyển Cu, Mn, Cr, As trong môi trường nước, trầm tích

- Mô hình hóa sự lan truyền kim loại nặng (Cu, Mn, Cr, As) và dự báo diễn thế môi trường, dựa vào một số phần mềm mô phỏng: Mapinfo, Matlab

5 Những đóng góp mới của luận án

- Đã xây dựng được quy trình phân tích Cu, Mn, Cr, As trong mẫu nước thải bằng NAA có

xử lý hóa với các thông số tối ưu: luận án đã xác định một cách đầy đủ ảnh hưởng của các thông số như pH, tốc độ chảy qua cột, thuốc thử, hàm lượng các ion khảo sát và khả năng hấp phụ của chúng trên than hoạt tính (sử dụng phương pháp AAS để so sánh)

- Dựa trên cơ sở các kết quả nghiên cứu đạt được, áp dụng để xác định hàm lượng các ion

Cu2+, Mn2+, Cr6+/Cr3+, As6+/As3+ trong các mẫu nước thải của khu công nghiệp

- Dựa trên cơ sở các kết quả nghiên cứu đạt được, áp dụng để xác định hàm lượng Cu, Mn,

Cr, As trong các mẫu trầm tích của khu công nghiệp

- Dựa vào một số phần mềm mô phỏng: Mapinfo, Matlab để số hóa bản đồ khu công nghiệp; mô phỏng sự lan truyền kim loại nặng (Cu, Mn, Cr, As) và dự báo diễn thế môi trường

6 Bố cục của luận án

Luận án được trình bày theo 4 chương như sau:

- Chương 1 là phần tổng quan, giới thiệu tình hình hoạt động của các khu công nghiệp ở Việt Nam và của tỉnh Phú Yên; các yếu tố ảnh hưởng đến sự tích lũy, lan truyền; các phần mềm sử dụng trong nghiên cứu

- Chương 2 là phần Đối tượng và phương pháp nghiên cứu, Xây dựng phương pháp phân tích Cu, Mn, Cr và As; Phương pháp lấy mẫu phân tích tại Khu công nghiệp An Phú, tỉnh Phú Yên; Các Phương pháp xác định các chỉ tiêu phục vụ cho Luận án

- Chương 3 Kết quả và thảo luận, Xây dựng quy trình phân tích Cu, Mn, Cr, As trong nước thải và trầm tích; Đánh giá hiện trạng môi trường của khu công nghiệp An Phú, tỉnh Phú Yên; Lựa chọn đối tượng nghiên cứu sự lan truyền kim loại nặng; Mô hình hóa sự

lan truyền và phạm vi ảnh hưởng của các nguồn phát thải tại khu công nghiệp An Phú

- Kết luận của luận án: Luận án khẳng định các điểm mới về mặt học thuật

CHƯƠNG I TỔNG QUAN 1.1 Những nghiên cứu về ô nhiễm môi trường

1.1.1 Tình hình nghiên cứu trên thế giới

Đa phần các nghiên cứu tập trung vào việc quan trắc đánh giá hàm lượng và sự phân bố của các kim loại nặng độc đó theo lưu vực Ngoài ra, cũng có một vài tác giả tập trung nghiên cứu vào sự lan truyền, sa lắng hoặc chuyển hóa giữa các dạng tồn tại khác nhau của chất sau khi được xả thải vào môi trường Các kết quả nghiên cứu thu được từ thực nghiệm có thể được kiểm chứng và mô phỏng lại với sự hỗ trợ của các công cụ máy tính hiện đại Nhóm nghiên cứu của tác giả T.Tawfik đã sử dụng mô hình visual Minteq để ước đoán sự tồn tại thông qua việc tính toán hoạt độ của các dạng ion khác nhau của một

số kim loại điển hình trong hoạt động sản xuất công nghiệp Al, Mn, Cu, Pb và Zn Tác giả

đã sử dụng mô hình này để mô hình hóa tương tác giữa các chất nhiễm bẩn trong nước với trầm tích hoặc đặc tính của lưu vực với tính chất hóa-lý của chất thải trong môi trường tồn tại Thông qua mô hình này tác giả cũng đã tính toán được hoạt độ của các ion ở trạng thái cân bằng giữa các dạng hấp phụ và hòa tan và pha rắn cân bằng của chúng Bên cạnh đó, một số tác giả khác lại nghiên cứu khả năng di chuyển của các nguyên tố vết ở các đối tượng khác nhau: nhóm tác giả Apodaca L.E.; Bails J.B.; Driver N.E 2000, đã nghiên cứu

sự xuất hiện, sự vận chuyển và sự hiện hữu của các nguyên tố vết của lưu vực sông Blue, tỉnh Summit, Colorado; nhóm tác giả Edmunds W.M.; Pelig-Ba K.B.; Smedley P.L 1996

đã nghiên cứu sự di động của asen trong nước ngầm ở khu vực khai thác mỏ vàng Ghana: mối liên quan đến sức khoẻ con người; nhóm tác giả Feng X.; Hong B.; Hong Y.; Ni J đã nghiên cứu sự di động của một vài nguyên tố vết độc hại chứa nhiều trong than ở Guizhou, Trung Quốc

1.1.2 Tình hình nghiên cứu trong nước

Một cách tương tự, gần đây ở Việt Nam cũng có một số công trình công bố nghiên cứu về sự chuyển hóa và phân tán của các chất ô nhiễm

Tuy nhiên, trong phạm vi hiểu biết của tác giả, chưa có bất kỳ công trình khoa học nào nghiên cứu về sự lan truyền, phát tán chất ô nhiễm từ các hoạt động sản xuất công nghiệp vào môi trường nước hoặc không khí tại tỉnh Phú Yên Đây là động lực để chúng tôi thực hiện nghiên cứu này Các kết quả đạt được sẽ đưa ra bức tranh tương đối đầy đủ về

sự phát tán, tồn tại và chuyển hóa của các chất ô nhiễm (chủ yếu quan tâm đến kim loại nặng) trong môi trường nước, trầm tích và một vài chất ô nhiễm khí điển hình (chủ yếu quan tâm đến khí CO) từ khu công nghiệp điển hình của tỉnh Phú Yên Ngoài ra, việc ứng dụng công cụ máy tính để mô phỏng, kiểm tra đối chiếu với kết quả thực nghiệm sẽ đưa ra bức tranh tổng thể và đầy đủ hơn để nhận biết và dự báo những rủi ro tiềm ẩn làm cơ sở hỗ trợ việc quản lý được tốt hơn

1.1.3 Một số yếu tố ảnh hưởng đến sự tích lũy và lan truyền của kim loại nặng như:

pH, độ dẫn điện EC, chất rắn lơ lửng SS, nhu cầu oxy sinh hóa, nhu cầu oxy hóa học, vi sinh vật, keo tụ được trình bày chi tiết trong luận án

1.4 Đặc điểm, quy hoạch hoạt động của các khu công nghiệp ở tỉnh Phú Yên

1.4.1 Đặc điểm của khu công nghiệp An Phú

Khu công nghiệp An Phú thuộc xã An Phú, Thành phố Tuy Hòa - tỉnh Phú Yên; phía Bắc giáp khu đầu mối giao thông của trục trung tâm với Quốc lộ 1A, có tọa độ địa lý Tọa độ: 1308.131’vĩ độ Bắc; 10917.114’ độ kinh đông

Diện tích quy hoạch là: 97 ha

Khu công nghiệp An Phú đã nhận quyết định phê duyệt qui hoạch chi tiết tại Quyết định số 63/QĐ-UB của Ủy Ban Nhân dân tỉnh Phú Yên ngày 15/01/2001 và là KCN nằm trong Quy hoạch phát triển các KCN trong cả nước đã được phê duyệt

* Quy hoạch hoạt động chủ yếu

- Công nghiệp khai thác: Cung ứng vào thị trường nhiều sản phẩm có giá trị cao như: bàn, ghế bằng đá, các vật dụng trang trí; cụ thể là: Công ty vật liệu xây dựng Phú Yên đầu tư nhà máy sản xuất đá ốp lát tự nhiên tại An Phú, công ty trách nhiệm hữu hạn Hợp Châu đầu tư sản xuất các vật liệu chế biến đá granite, đá mài bóng, Những công trình này

đã góp phần tăng nhanh giá trị sản xuất của toàn ngành công nghiệp tại tỉnh Phú Yên

- Công nghiệp chế biến: Chủ yếu là các xí nghiệp chế biến hải sản đông lạnh xuất khẩu của các công ty cổ phần chế biến thủy sản Phú Yên, công ty trách nhiệm hữu hạn WuChinLien,… đã góp phần tăng thêm sản lượng cho lĩnh vực này Tuy nhiên, do tình hình khai thác nguyên liệu không ổn định, nên các doanh nghiệp sản xuất với năng suất thăng giáng trong năm

- Lĩnh vực sản xuất vật liệu xây dựng: Nhà máy sản xuất gạch Block; công ty Vật liệu xây dựng, công ty sản xuất kính,… kết quả đã cho ra sản phẩm mới cung ứng vào thị trường với hiệu quả kinh tế cao

1.4.2 Đặc điểm của khu công nghiệp Đông Bắc Sông Cầu

Khu công nghiệp Đông Bắc Sông Cầu được xây dựng tại xã Xuân Hải, huyện Sông Cầu, tỉnh Phú Yên có tọa độ địa lý:

Tọa độ: 13035’ vĩ độ Bắc; 109015’ kinh độ Đông

Diện tích quy hoạch là 105,8 ha

Khu công nghiệp Đông Bắc Sông Cầu đã nhận quyết định phê duyệt qui hoạch chi tiết vào năm 2001 và đã được hội đồng thẩm định phê duyệt vào ngày 12/11/2003; là KCN nằm trong Quy hoạch phát triển các KCN trong cả nước

* Quy hoạch hoạt động chủ yếu

Khu công nghiệp Đông Bắc Sông Cầu sản xuất chủ yếu các mặt hàng sau đây: Sản

xuất các sản phẩm từ nhựa, sản xuất giấy từ bột giấy và bao bì các loại, sản xuất các sản phẩm gỗ mỹ nghệ, gỗ gia dụng và gỗ làm bao bì, tuyển quặng titan

1.4.3 Đặc điểm của khu công nghiệp Hòa Hiệp

Khu công nghiệp Hòa Hiệp được xây dựng tại xã Hòa Hiệp, huyện Đông Hòa tỉnh Phú Yên có tọa độ địa lý:

Tọa độ: 12006’ vĩ độ Bắc; 109022’ kinh độ Đông

Diện tích quy hoạch là: 101,5ha

Ngày 4/4/2000, khu công nghiệp Hòa Hiệp đã nhận quyết định phê duyệt qui hoạch chi tiết số 485/QĐ-BKHCNMT; là KCN nằm trong Quy hoạch phát triển các KCN trong cả nước

* Quy hoạch hoạt động chủ yếu: Ngành chế biến nông sản, hải sản, thực phẩm, ngành

chế biến lâm sản, ngành sản xuất vật liệu xây dựng, chế biến hàng tiêu dùng, ngành cơ khí, điện tử, may mặc

Nhận xét chung về tình hình hoạt động của 03 khu công nghiệp ở tỉnh Phú Yên đến năm 2012:

Trong 3 khu công nghiệp nêu trên, chỉ duy nhất có khu công nghiệp Hòa Hiệp có

hệ thống xử lý thải tập trung từ năm 2002; khu công nghiệp Đông Bắc Sông Cầu đến đầu năm 2011 đã đưa vào sử dụng hệ thống xử lý nước thải tập trung

Khu công nghiệp Đông Bắc Sông Cầu có các mặt hàng chủ yếu là các sản phẩm chế biến từ gỗ; có hai nhà máy tái chế giấy và một xưởng tuyển quặng titan Tuy nhiên, do

vị trí nằm sát biển nên trước đây nước thải được xả trực tiếp ra biển Các chất ô nhiễm ở KCN này chủ yếu là các hợp chất hữu cơ

Khu công nghiệp An Phú không có trạm xử lý thải tập trung, đa phần hệ thống xử

lý nước thải cục bộ hiện có tại các công ty trong KCN chỉ có tác dụng làm loãng dòng thải trước khi xả vào môi trường mà chưa có khả năng xử lý giảm thiểu chất ô nhiễm đạt tiêu chuẩn cần thiết xả thải theo yêu cầu của TCVN 5945 : 2005 về việc kiểm soát chất lượng nước thải công nghiệp

Nguồn nước phát thải ở đây bao gồm cả các hợp chất hữu cơ và các kim loại nặng; lại nằm ngay sát thành phố Tuy Hòa; nước thải đổ vào hồ Bầu Sen, sau đó theo dòng mương, ngang qua thành phố Tuy Hòa, cuối cùng chảy đổ ra đoạn cuối cửa sông Đà Rằng

Chính vì vậy, KCN An Phú đã được lựa chọn để xây dựng mô hình nghiên cứu sự lan truyền một số nguồn phát thải có khả năng gây ô nhiễm môi trường

CHƯƠNG II PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Đối tượng và nội dung nghiên cứu

Đối tượng mô phỏng sự lan truyền ở đây là khí thải và kim loại nặng trong nước và trầm tích tại Khu công nghiệp An Phú:

- Với khí thải, chúng tôi xây dựng mô hình hóa sự lan truyền khí CO tại khu công nghiệp An Phú bằng phần mềm matlab Chúng tôi đã sử dụng số liệu phân tích và đo đạc được từ 02 đợt phân tích khí để mô phỏng Từ kết quả phân tích qua 02 đợt tại khu công nghiệp An Phú cho thấy có 03 nhà máy: Nhà máy chế biến hạt điều xuất khẩu (Ngọc Linh), nhà máy sản xuất bao bì PP (TuXoNiLo), nhà máy cơ khí đúc kim loại (Minh Hòa)

có nguồn phát thải khí CO đáng kể Chúng tôi lựa chọn sự phát thải của 03 nhà máy trên làm nguồn phát thải chính

- Với kim loại, chúng tôi xây dựng mô hình hóa sự lan truyền của 04 nguyên tố As,

Cr, Mn, Cu trong nước thải và trầm tích, mặc dù cả 4 kim loại này hiện chưa tới mức gây ô nhiễm nhưng có mức tăng đáng kể qua các đợt quan trắc Thông qua kết quả tính toán trên

mô hình và kiểm chứng bằng số liệu thực nghiệm có thể dự báo được mức độ sẽ gây ô nhiễm môi trường và mức độ ô nhiễm ra sao sau những mốc thời gian hoạt động Để có cơ

sở xây dựng mô hình hóa lan truyền của 04 nguyên tố kim loại As, Cr, Mn, Cu trong nước thải, chúng tôi đã sử dụng số liệu phân tích và đo đạc ở đợt phân tích lần thứ 03 với 04 bước; cụ thể là::

+ Bước 01: Xem xét sự biến động hệ số tỷ lệ hàm lượng As(III)/As(V); Cr(III)/Cr(VI) của các nguyên tố As, Cr nhằm đưa ra bức tranh tổng quan về sự ổn định của các hệ số tỷ lệ trong quá trình lan truyền theo dòng thải (có hay không sự thay đổi bất thường về tỷ lệ các dạng tồn tại, nếu có sự thay đổi bất thường cần xem xét các yếu tố ảnh hưởng);

+ Bước 02: Xem xét sự biến động hàm lượng của As, Cr, Cu, Mn trong nước thải của khu công nghiệp An Phú với khu vực không bị ảnh hưởng bới nguồn thải (yếu tố nền) là Xóm Bầu (nước kênh dẫn tưới khu vực cánh đồng từ nguồn nước sông tự nhiên); Trên cơ sở đó

để xem xét, đánh giá quá trình dịch chuyển, khả năng tích tụ của As, Cr, Mn, Cu trên 03 khu vực dòng thải của khu công nghiệp (Khu vực cống thải, Khu vực Hồ Bầu Sen, Khu vực kênh dẫn trước khi hòa trộn nguồn thải từ Xóm Bầu)

+ Bước 03: Sử dụng phần mềm Mapinfo để lưu trữ, mô phỏng kết quả phân tích thực nghiệm của các nguyên tố trong từng đợt phân tích, trên cơ sở đó giúp nhìn nhận tổng quan sự phân bố của đối tượng quan tâm của từng Doanh nghiệp, cả khu công nghiệp và

sự phát thải của chúng

+ Bước 04: Dựa trên kết quả phân tích thực nghiệm của các nguyên tố trong từng đợt phân tích của cả khu công nghiệp và kết quả đo đạc khác của từng nhà máy; Xây dựng chương trình mô phỏng trên nền chính là phần mềm Matlab Thông qua đó có thể dự đoán

được sự phát tán nguồn thải (so sánh với kết quả thực nghiệm phân tích được) và dự báo diễn thế của quá trình xả thải ra môi trường từ khu công nghiệp An Phú

Để xây dựng mô hình hóa lan truyền của 04 nguyên tố kim loại As, Cr, Mn, Cu trong trầm tích, chúng tôi đã theo dõi, đánh giá sự biến động hàm lượng của As, Cr, Cu,

Mn trong trầm tích của khu công nghiệp An Phú với khu vực không bị ảnh hưởng bới nguồn thải (yếu tố nền) là Xóm Bầu; nguyên tố nhôm là yếu tố nền được lựa chọn để phân tích song song với 04 nguyên tố (As, Cr, Mn, Cu ) Trên cơ sở đó để xem xét, đánh giá khả năng tích tụ của As, Cr, Mn, Cu trong quá trình dịch chuyển theo kênh xả thải của khu công nghiệp (khu vực cống thải, khu vực Hồ Bầu Sen, khu vực kênh dẫn trước khi hòa trộn nguồn thải từ Xóm Bầu)

Căn cứ vào tài liệu hướng dẫn hoạt động bảo vệ môi trường của tổ chức EPA, nhôm là một trong những nguyên tố kim loại phổ biến nhất trong vỏ trái đất Trong tự nhiên, nhôm tồn tại nhiều dạng khác nhau,… tuy nhiên Al3+ có độc tính mạnh nhất đối với

sự sinh trưởng của thực vật, sinh vật, thủy sinh và con người Đa phần các hợp chất vô cơ của nhôm khó hòa tan trong nước hơn so với các hợp chất hữu cơ của nhôm Dạng tồn tại của nhôm trong dung dịch đất phụ thuộc vào pH Ở giá trị pH từ 6,5 – 8, thì dạng Al(OH)3

là chủ yếu (ngưỡng pH của nước thải KCN An Phú), khi pH từ 4,7 – 7,5 thì khả năng hòa tan của nhôm càng thấp, đó là khoảng pH mà nhôm bị kết tủa và tồn tại ở dạng Al(OH)3; Ngoài ra, đối với các dạng phức của nhôm trong dung dịch đất, do chúng có ái lực hấp thụ lên keo sét, hữu cơ nên trở nên khó tan Chính vì vậy, tổ chức EPA đã khuyến cáo và xây dựng các phần mềm tính toán mô phỏng chất lượng nước đều sử dụng nhôm làm nguyên tố

nền

2.2 Các kỹ thuật và phương pháp Phân tích được sử dụng: xây dựng quy trình phân

tích 4 nguyên tố Cu, Mn, As [As(III)/As(V) và Cr(III)/Cr(VI); áp dụng để xác định hàm lượng của chúng trong mẫu nước và trầm tích bằng phương pháp kích hoạt nơtron có xử lý hóa học (RNAA); sử dụng phương pháp đo phổ hấp thụ nguyên tử (AAS) làm phương pháp so sánh, đánh giá kết quả phân tích

2.3 Phân tích định lượng các kim loại Cu, Mn, As và Cr: Trong các mẫu nước thải,

trong trầm tích dọc theo dòng nước thải tại 3 KCN qua 2 đợt quan trắc; tập trung phân tích

kỹ hơn các nguyên tố này tại KCN AN Phú ở đợt quan trắc lần thứ 3 để biết được sự thăng giáng của chúng, làm cơ sở để xây dựng mô hình dịch chuyển, lan truyền ô nhiễm

2.4 Quan trắc một số thông số chất lượng không khí: Tập trung vào khí CO là chủ yếu,

vì các chất khí khác đều dưới ngưỡng quan trắc

2.5 Thiết bị, Dụng cụ và Hóa chất

2.5.1 Thiết bị

- Lò phản ứng hạt nhân Đà Lạt, công suất 500kW, thông lượng nơtron tại bẫy

nơtron Φ = 2.2x1013 n/cm2.s; tại kênh 7-1 và 13-2: Φ = 4.5x1012 n/cm2.s; tại mâm quay: Φ

= 2.7x1012 n/cm2.s

- Hệ phổ kế gamma dùng detector HPGe của hãng ORTEC có hiệu suất ghi 30%, độ

phân giải tại đỉnh 1332keV của 60Co là 2.1keV Đo và xử lý phổ bằng phần mềm

GENIE-2000

- Máy đo phổ hấp thụ nguyên tử AA-6800 của hãng Shimadzu, Nhật Bản sản xuất

có các đèn catốt rỗng của các kim loại: Cu, Mn, As, Cr, Pb, Zn, Hg, Cd, Se, Sb, Mo,…

- Máy trắc quang so màu Ultrospec 2000 của hãng Pharmacia Biotech của Vương

quốc Anh với độ phân giải 1nm

- Các thiết bị khác phục vụ cho việc xử lý mẫu và đo đạc hiện trường

2.5.2 Dụng cụ: Dụng cụ phục vụ cho thí nghiệm đều có sẵn tại Trung tâm phân tích, Viện

Nghiên cứu hạt nhân

2.5.3 Hóa chất: Các hóa chất dùng trong nghiên cứu đều là loại tinh khiết phân tích (PA)

200oC trong 4 giờ (than A);

CHƯƠNG III KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1 Điều tra tình hình sản xuất của Khu công nghiệp An Phú

Kết quả điều tra tình hình hoạt động của từng doanh nghiệp tại khu công nghiệp

An Phú của tỉnh Phú Yên được trình bày cụ thể, chi tiết trong luận án Tuy nhiên, có thể rút

ra một số nhận xét sau:

- Nhóm nguyên liệu đầu vào: bao gồm vật liệu xây dựng, nông sản (hạt điều), hải sản, gỗ

và nhựa phế liệu

- Một lượng lớn sơn được sử dụng để chống gỉ đối với vật liệu;

- Một lượng lớn dầu mỡ được thải ra do quá trình bôi trơn thiết bị, quá trình chạy máy nổ ảnh hưởng đáng kể đến khả năng xử lý thải (hạn chế lượng oxi hòa tan)

- Tổng lượng chất rắn hòa tan của toàn khu công nghiệp sẽ cao, do hoạt động cắt, bào mòn vật liệu (chủ yếu là đá)

- Một số doanh nghiệp không có nước thải sản xuất hoặc lượng thải không đáng kể

3.2 Quy trình phân tích Cu, Mn, Cr, As trong nước thải và trầm tích

Nguyên tắc: Cu2+ và Mn2+ có mặt trong mẫu nước, sau khi tạo phức với hydroxyquinoline tại giá trị pH  6 – 6.5, được hấp phụ lên than hoạt tính (Than A) Làm khô than hoạt tính, đóng gói và chiếu xạ trên lò phản ứng Xác định đồng tại đỉnh năng lượng 1039 keV và mangan tại đỉnh năng lượng 1811 keV

8-Kết quả xác định hiệu suất tách làm giàu 5,0 µg Cu2+ và 5,0 µg Mn2+ trong mẫu chuẩn đa nguyên tố Merck bằng phương pháp RNAA

Lượng ion xác định sau khi tách (thực hiện 5 lần thí nghiệm)

RNAA

pyrolidine dithiocarbamate (APDC) tại giá trị pH ≈ 2, được hấp phụ lên than hoạt tính Làm khô than hoạt tính, đóng gói và chiếu xạ trên lò phản ứng Cr3+ được xác định sau khi oxi hóa Cr3+ lên Cr6+ bằng H2O2 trong môi trường kiềm Tương tự, As5+ được xác định sau khi khử As5+về As3+ với KI và Na2S2O3 Xác định As tại đỉnh năng lượng 559 keV và Cr tại đỉnh năng lượng 320 keV

Kết quả phân tích As5+, Cr6+ trong mẫu chuẩn Merck bằng phương pháp RNAA

Lượng ion xác định sau khi tách qua 5 lần thí nghiệm Lượng ion

Kết quả cho thấy kỹ thuật đã chọn có hiệu suất tách khá tốt Vì vậy, sử dụng qui trình này trong suốt quá trình phân tích As và Cr trong các mẫu nước thải thu gom tại 03 khu công nghiệp tỉnh Phú Yên và mở rộng cho các khu vực khác

3.3.3 Nghiên cứu xây dựng qui trình phân tích Cu và Mn trong mẫu trầm tích bằng RNAA

công phá mẫu bằng kỹ thuật tro hóa ướt Cu và Mn trong dung dịch sau khi tạo phức với hydroxyquinoline tại giá trị pH  6 – 6,5 , được hấp phụ lên than hoạt tính Làm khô than hoạt tính, đóng gói và chiếu xạ trên lò phản ứng Xác định đồng tại đỉnh năng lượng 1039 keV và xác định đồng vị Mn tại đỉnh 1811 keV

8-3.3.4 Qui trình phân tích Cr và As trong mẫu trầm tích bằng phương pháp RNAA

hành công phá mẫu bằng kỹ thuật tro hóa ướt (như phần phân tích Cu và Mn) Cr trong dung dịch sau khi tạo phức với APDC tại giá trị pH  1-2, được hấp phụ lên than hoạt tính

As trong dung dịch sau khi được khử từ As5+ về As3+ với KI và Na2S2O3, tiến hành tạo phức với Amonium pyrolidine dithiocarbamate (APDC) tại giá trị pH  1-2, được hấp phụ lên than hoạt tính Làm khô than hoạt tính, cho vào bót PE, hàn kín, ghi ký hiệu mẫu và chiếu

xạ trên lò phản ứng Xác định As-76 tại đỉnh năng lượng 559 keV và xác định Cr -51 tại đỉnh năng lượng 320 keV

3.4 Áp dụng quy trình phân tích hàm lượng As, Cu, Cr, Mn trong các mẫu nước thải, mẫu trầm tích tại Khu công nghiệp An Phú

3.5 Kết quả nghiên cứu sự dịch chuyển của As, Cu, Cr, Mn

Đối tượng mô phỏng sự lan truyền ở đây là khí thải và kim loại nặng trong nước và trầm tích tại Khu công nghiệp An Phú; cụ thể là:

- Với khí thải, xây dựng mô hình hóa sự lan truyền khí CO tại khu công nghiệp An Phú Số liệu phân tích và đo đạc từ 02 đợt phân tích khí được sử dụng để mô phỏng

- Với kim loại, xây dựng mô hình hóa sự lan truyền của 04 nguyên tố As, Cr, Mn, Cu trong nước thải và trầm tích Tuy nhiên, thông qua kết quả tính toán trên mô hình và kiểm chứng bằng số liệu thực nghiệm có thể dự báo được mức độ sẽ gây ô nhiễm môi trường và mức độ ô nhiễm ra sao sau những mốc thời gian hoạt động

- Để xây dựng mô hình hóa lan truyền của 04 nguyên tố kim loại As, Cr, Mn, Cu trong trầm tích, chúng tôi đã theo dõi, đánh giá sự biến động hàm lượng của As, Cr, Cu,

Mn trong trầm tích của khu công nghiệp An Phú với khu vực không bị ảnh hưởng bới nguồn thải (yếu tố nền) là Xóm Bầu; nguyên tố nhôm là yếu tố nền được lựa chọn để phân tích song song với 04 nguyên tố (As, Cr, Mn, Cu) Trên cơ sở đó để xem xét, đánh giá khả năng tích tụ của As, Cr, Mn, Cu trong quá trình dịch chuyển theo kênh xả thải của khu