Nghiên cứu và xác định thành phần hoá học của lắng đọng khí quyển ướt và lắng đọng khí quyển khô tại khu công nghiệp Thượng Đình, Hà Nội

- Số liệu sẽ được dùng để tham khảo về mức độ ố nhiễm môi trưòng khống khí Hà Nội nói chung và môi trường không khí khu Thượng Đình nói riêng thông qua thành phần các ion có trong các tr

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC T ự NHIÊN

Nghiêncứu và xác định thành phân hoá học của lắng đọng khí quyển ướt và lắng đọng khí

quyên khô tại khu công nghiệp

HÀ NỘI - 2005

BÁO CÁO TÓM TẮT KẾT QUẢ THỰC HIỆN

Đề tài cấp Đại học Quốc gia năm 2004

4 Mục tiêu và nội dung nghiên cứu

M ục tiêu của đ ề tài:

- Sử dụng thiết bị phân tích sắc ký lỏng với đêtector độ dẫn, một thiết bị phân tích

hiện đại có giới hạn phát hiện thấp để phân tích thành phần các ion trong các mẫu lắng đọng ướt va khô

- Theo dõi sự xuất hiện các trận mưa axit tại khu vực Thượng Đình nói riêng và của

Hà Nội nói chung thồng qua theo dõi độ pH của các trận mưa

- Số liệu sẽ được dùng để tham khảo về mức độ ố nhiễm môi trưòng khống khí Hà Nội nói chung và môi trường không khí khu Thượng Đình nói riêng thông qua thành phần các ion có trong các trận mưa

- Số liệu được đùng cho đề tài nghiên cứu mưa axít tại Hà Nội, đề tài hợp tác với khoa Khí tượng thuỷ văn, Trường Đại học Stockholm , Thụy Điển

N ộ i dung nghiên cứu:

- Lấy mẫu nước mưa theo trận và mẫu bụi ( khi không có mưa 7 ngày) tại trạm lấy

mảu nước mưa bán tự động đặt tại tầng thượng nhà T3, trung tãm NC CNMT&PTBV, trường ĐHKHTN- 334 Nguyễn Trãi, Thanh Xân, Hà Nội

- Phân tích thành phần ion trong nước mưa và bụi theo tháng bằng phương pháp sắc

ký lỏng cao áp - HPLC với detector độ dần (CDD)

- Tổng kết kết quả

5 Tóm tát kết quả nghiên cứu đạt được

- Hiện tượng mưa a xít đã xuất hiện tại khu công nghiệp Thượng Đình năm 2004 với

chiều hướng tảng gấp 02 lần nãm 2003 Số trận mưa có pH < 5,6, chiếm 23,5 %.

- Trong các cation và anion được phân tích SO42 và Ca2+ có nồng độ cao nhất trong các mẫu nước mưa được lấy bằng hệ thống chỉ lấy nước mưa không (WO) và nước mưa có chứa bụi lắng (BC) Sự chênh lệch nồng độ giữa các mẫu nước mưa không

và nước mưa có bụi lắng cho thấy trong bụi lơ lửng ngoài các muối sunphat còn có chứa các muối phốtphát và cacbonát và các muối khác Thời gian không mưa giữa các trận mưa càng dài thì thành phần các ion trong mẫu BC thu được càng cao

- Khi không mưa, thành phần hoá học của bụi lắng hơi thay đổi trật tự về hàm lượng

so với thành phần ion của lằng đọng ướt (thứ tự S 042 > NO, > cr> v à Ca2+> NH4+> Na+> K+ > Mg2+) Nhưng các ion nổi trội của anion vẫn là S 0 42' và cation là Ca2+, NH4+ Nhìn chung số liệu cho thấy vào những tháng của mùa mưa (tháng 5, 6,7) lượng ion trong bụi lắng thấp hơn so vói các tháng mùa khô

6 Kinh phí của đề tài

6.1 Kinh phí được cấp: 12 triệu đổng

6.2 Giải trình các khoản chi:

BRIEF OF THE PROJECT

1 Name of project:

Research and determination of chemical components of wet precipitaion and dry deposition in the old Thuong Dinh industry area, Hanoi

The code num ber: QT - 04 - 35

2 The C oordinator: MSc Nguyễn Thuý Ngọc

3 The Participants of the project:

Dr Nguyễn Phạm Hà BSc Võ Nhật Hiếu MSc Nguyển Thị Hạnh MSc Võ Thành Lê

4 Purpose and contents of the research

Purpose:

The high presure liquid chromatogramphy instrument with conductivity detector (CDD), which is one of model analytical instrument with low detection limit, is used

to analyse the chemical componants (anions and cations) of wet and dry deposition

at Thuong Dinh area

- Monitoring the acid rain phenomena at Thuong Dinh area by measurement pH values of each rain event

- The data of chemical components of wet precipitaion and dry deposition in the old Thuong Dinh industry area will be contributed to monitoring the air quality in Hanoi environment and specially Thuong Dinh area in particular

- The data of chemical components of wet precipitaion and dry deposition in the old Thuong Dinh industry area will be used for the project of research acid rain phenominon in Hanoi, in cooperation with Department of Meteorology, Stockholm University, Sweden

- Data processing and report

5 Actives and R esults obtained

- Acid rain phenom ena have been found at Thuong Dinh industry area in 2004 with strength increasing double in comparison with 2003 The rain events have pH < 5,6 occupied 23.5% of total rain events

- The order concentration of cation and anion are m easured in rainwater samples, which are collected by w o , and BC collectors were similar Ca2+ and S 0 42" are dominant two ions The different between amounts o f ions in rain water of w o and

BC showed that the deposited particulate m atter contained not only sulphate salt but also some other salts such as phosphate, carbonate, The chem ical components of BC collected samples are hight amounts if the length of rain event is long

- The chemical components of dry deposition have small change in comparison with wet deposition at Thuong Dinh area The order amounts of ions are S 042 > N 03 >

c r> v à Ca2+> NH4+> Na+> K+ > Mg2+, The highest amounts of analyzed ions are

S 0 42' and Ca2+, N H 4+ In dry season, ion amounts o f deposited dust are larger than

in rainy season

MỤC LỤC

Trang

Phụ Lục

I MỞ ĐẦU

Ô nhiễm khôngkhí đang là vấn đề được quan tâm hàng đầu vì mức độ lan rộng của các chất ô nhiễm là khó kiểm soát Các nước nghèo hoặc kém phát triền đang phải chịu chung sự ô nhiễm không khí mà các nước có nền kinh tế phát triển hoặc đang phát triển gây ra Ô nhiễm không khí chủ yếu là do hoạt động công nghiệp từ các nước có nền kinh tế phát triển Lắng đọng axít có vai trò quan trọng làm sạch bầu không khí bởi

sự vận chuyển các chất ồ nhiễm từ không khí tói bể mặt trái đất Để đánh giá chiều hướng lắng đọng khí quyển, phải thông qua các số liệu về đo đạc giá trị pH, thống kê nguồn phát thải và sự biến đổi của các điều kiện khí tượng thuỷ vãn Hơn nữa việc nghiên cứu thành phần hoá học có thể hiểu rõ hơn về nguồn gây ra hiện tượng lắng đọng axít, mối tương quan giữa pH và các thành phần hoá học cũng như đánh giá chiều

Ô nhiễm không khí xung quanh khu công nghiệp Thượng Đình đã có những ảnh hưởng rõ rột tới sức khoẻ của dân cư do công nghệ sản xuất lạc hậu, hệ thống xử lý chất thải kém hoặc không còn hoạt động [6] Các đo đạc và nghiên cứu về chất lượng không khí khu vực Thượng Đình như nồng độ S 0 2, NOx, C 0 2, bụi TSP, PM10, PM2.5, các kim loại nặng, các hợp chất hữu cơ độc hại như PAHs, VOCs, thường xuyên được theo dõi Để đóng góp vào đánh giá chất lượng môi trường không khí của khu vực này,

đề tài đã thực hiện nghiên cứu đánh giá thành phần lắng đọng khí quyển ưót và khô tại khu CN Thượng Đình trong năm 2004 Chúng tôi đã tiến hành lấy mẫu nước mưa, nước mưa và bụi lắng theo trận trong những ngày mưa bởi thiết bị lấy nước mưa WO (wet only collector) và BC (Bulk collector) Ngoài ra mẫu bụi lắng cũng được lấy sau 7 ngày không mưa bởi BC

II TỔNG QUAN

1 Thực trạng môi trường không khí thành phố Hà Nội [1]

Môi trường không khí ở Hà Nội chịu tác động chủ yếu của hoạt động sản xuất công nghiệp, hoạt động giao thông vận tải, hoạt động xây dựng và sinh hoạt cộng đồng Trong đó nguồn thải từ hoạt động sản xuất công nghiệp chiếm tỷ lệ rất lớn Theo sô liêu điểu tra đánh giá năm 2001 của Sở KHCN &MT trên địa bàn thành phố hiện có khoảng 147 xí nghiệp, nhà máy có tiềm năng gây ô nhiễm môi truờng không khí

Các khí thải độc hại phát sinh từ nhà máy, xí nghiệp đó chủ yếu do quá trình chuyển hoá năng lượng (đốt cháy than và xăng, dầu các loại) Hiện tại lượng nhiên liệu do các

cơ sở công nghiệp tiêu thụ mỏi nãm khoảng 240.000 tấn than, 250.000 tấn xăng, dầu

và thải vào bầu không khí hơn 80.000 tấn bụi khói, 10 ,0 00 tấn khí S 0 2 và 19.000 tấn khí NOx và 46.000 tấn khí c o , gây ảnh hưởng xấu đến chất lượng môi trường không khí một số khu vực của thành phố

Kết quả thực hiện chương trình quan trắc môi trường không khí tại các khu, cụm công

nghiệp đo sở KHCN & M T tiên hành từ năm 1996 đến nay cho thấy:

Nồng độ bụi lơ lửng tại hầu hết các khu vực đều có xu hướng tăng dần và đều vượt quá

chỉ tiêu cho phép từ 2,5 đến 4,5 lần, tăng mạnh nhất ở các khu vực Văn Điển, Pháp Vân, Mai Động

Nồng độ các khí NOx, S 02 ít biến động và có xu hướng giảm nhưng mức độ giảm không nhiều và đều dưới tiêu chuẩn cho phép Mặc dù vậy, đây là m ột tiến bộ đáng kể

vì trong thời kỳ sản xuất công nghiệp có tốc độ tăng trưởng liên tục và khá mạnh cả vế giá trị tổng sản lượng cũng như tỷ trọng cơ cấu giá trị công nghiệp trong GDP của thành phố

Trong khi đó, tại khu vực nội thành chất lượng môi trường không khí có biểu hiện suy

thoái, đặc biệt là ở các khu vực tập trung đông dân cư Nồng độ bụi có biểu hiện tăng

rõ rệt và đểu vượt quá tiêu chuẩn cho phép Nồng độ khí S 0 2, NOx tuy vẫn ở mức dưới giới hạn cho phép song có biểu hiện tăng dần Nguyên nhân chủ yếu là do hoạt động xây dựng và hoạt động giao thông đô thị gia tăng

Trong các nãm gần đây tốc độ phát triển các phương tiện giao thông cơ giới ở Hà Nội tăng mạnh Trung bình lượng ô tô hàng năm tăng khoảng 15% (riêng năm 2000 và năm

2001 lượng xe máy tăng gần gấp đôi so với năm 1995) Ở Hà Nội hiện nay đã có gần 110.000 xe ô tô các loại, gần 1,1 triệu xe máy và khoảng 1.0 0 0 0 0 0 xe đạp.

Với cơ sở hạ tầng và sự phát triển phương tiện như trên, vấn đề ô nhiễm không khí do khí thải giao thông đang là một thách thức lớn của Hà Nội Lượng khí c o do các phương tiện giao thông thải ra chiếm gần 60% tổng lượng khí c o gây ỏ nhiễm và lượng khí NOx chiếm gần 40% Chính vì vậy, ở Hà Nội khí thải do giao thông đang làmột trong những nguyên nhân chính gây ô nhiễm không khí và nồng độ khí c o quantrắc được trong năm 2 0 0 2 ở nhiều khu vực đã tăng rõ rệt.

2 Môi trường không khí khu CN Thượng Đình

Sự phát triển ngày càng cao của các ngành công nghiệp, các khu đô thị và việc tập trung mật độ dân cư cao đà kéo theo nhiều vấn đề về môi trường, đặc biệt là ô nhiễm

không khí Khu công nghiệp Thượng Đình: là khu công nghiệp lớn của Hà nội, nằm ở

phía Tây Nam thành phố, thuộc địa bàn phường Thượng Đình, được xây dựng từ những năm 1958 - 1960 Theo tài liệu [5] điều tra của Trung tâm Kỹ thuật Môi trường Đô thị

và Khu công nghiệp (CEETIA) thì khu công nghiệp Thượng Đình hiện nay có 47 cơ sở sản xuất, trong đó bao gồm:

17 xí nghiệp, nhà m áy thuộc ngành cơ khí

7 xí nghiệp, nhà m áy thuộc ngành dệt, may, giày

7 xí nghiệp, nhà m áy thuộc ngành công nghiệp hoá chất

4 xí nghiệp, nhà m áy thuộc ngành vật liệu và cấu kiện xây dựng

3 xí nghiệp, nhà m áy thuộc ngành thực phẩm, thuốc lá

9 xí nghiệp, nhà máy thuộc ngành sản xuất công nghiệp khác

Theo số liệu thống kê, số lượng các nhà máy, xí nghiệp thuộc ngành cơ khí chiếm tỷ lệ cao nhất, sau đó là công nghiệp hoá chất và các xí nghiệp may, giày

Về mặt môi trưcmg và theo tính chất công nghệ sản xuất thì một số nhà máy như: Cao

su Sao vàng, thuốc lá Thăng Long, xà phòng Hà nội, bóng đèn phích nước Rạng Đông, nhà máy Công cụ số 1, xí nghiệp giày vải Thượng Đ ình gây ra ô nhiễm đối với tất cả các thành phần môi trường (nưóc, không khí, rác, tiếng ồn)

Mỗi ngày lượng nhiên liệu, chất đốt sử dụng rất nhiều và lượng khí thải khá lớn xả ra môi trường là điều không thể tránh khỏi Hơn nữa Thượng Đình cũng là khu vực đông dân, hàng ngày khí thải sinh hoạt và khí thải từ các động cơ xe gắn máy tham gia giao thông tạo ra rất nhiểu Đây là những yếu tố chính gây ra ô nhiễm môi trường không khí tại khu vực Thượng Đình

Theo tác giả Chu Ngọc Thãng và các công sự (1995) nghiên cứu tác đông của vùng ô nhiễm không khí cực đại đến sức khoẻ cư dân trong vùng tiếp giáp khu công nghiệp Thượng Đình, Hà Nội thì phường Thượng Đình và xã Khương Đình ở khoảng cách 100-800 mét cuối hướng gió đông nam va đông bắc bị ô nhiễm cực đại là vào vùng ô nhiễm đáng báo động Nồng độ S 02 cao gấp 6,7 -7,2 lần, bụi lơ lửng coa gấp 4,0-5,4 lần, khí CO cao gấp 4,3 - 5,4 lần TCCP năm 1993 Đây cũng là vùng báo động sinh học: tỷ lệ mắc triệu chứng đường hô hấp cap gấp 6,4 -9,1 lần, tỷ lệ rối loạn thông khí phổi cao gấp 17,7 - 30,8 lần, tỷ lệ mắc các triệu chứng của hội chứng SBS (sick building syndrome - hội chứng đau yếu do nhà ở) cao gấp 8,9-9,0 lần so với nhóm đối chứng N v Hùng (2001) nghiên cứu mối tương quan giứa hội chứng SBS với bệnh tai mũi họng của học sinh trường THCS Khương Đình cho thấy tỷ lệ mắc các triệu chứng của hội chứng SBS cao gấp 2,32 -18,85 lần, tỷ lệ mắc các bệnhvề tai mũi họng cao gấp

3 ,7 6 - 8,85 lần so với nhóm đối chứng [4],

3 Lắng đọng a xít

Thuật ngữ lắng đọng a xít bao gồm cả 2 hình thức:

- Lắng đọng khô (dry deposition): bao gồm các khí (gases), hạt bụi (particulate)

và soi khí (aerosol) có tính a xít Trong khí quyển các tạp nhiễm này tồn tại dưới dạng các sol khí, đây là những hạt bụi dạng rắn, lỏng hoặc khí có kích thước hạt

đủ nhỏ để có thể lan truyền tới khoảng cách rất xa

- Lắng đọng ướt (wet deposition) thể hiện ở nhiều dạng như mưa, tuyết, sương

mù, hơi nước có tính a xít

Nước mưa có tính axit được gọi là mưa axit Theo định nghĩa của Uỷ ban Kinh tế Châu

âu thì mưa với pH <=5,5 là mưa axit

3.1 Nguồn gốc sinh ra mưa axít [8]

Sự tạo thành các khí S 0 2, NOx từ các hoạt động tự nhiên và của con nguời được coi là nguồn chính gây lắng đọng axit

Nguồn tự nhiên: S 02 được phát thải từ các nguồn tự nhiên như là các hoạt động của vi sinh vật, của núi lửa, từ biển NOx bao gồm các khí N20 , NO, N 02 được giải phóng từ đất thông qua hoạt động của vi khuẩn, cháy rừng, đốt cháy sinh khối Sự phát thải do tự nhiên xảy ra trên toàn trái đất, chúng bị pha loãng và có ít tác động ngoại trừ tại một sô' vùng đặc biệt

Nguồn gốc từ các hoạt động của con người: S 02 được phát thải vào khí quyển chủ yếu

do đốt cháy nhiên liệu hoá thạch than, dầu, khí tự nhiên Thành phần nhỏ của S 02 được tạo thành từ nhiên liệu có chứa sunfua được tồn lưu trong môi trường ở dạng tro Một phần nhỏ khác có thể bị ôxi hoá thành sulphua trioxide (S 0 3) ở nhiệt độ cao và do đó dẫn đến tạo thành H2S 04 trong khí ống khói Sự đốt cháy cũng oxi hoá cả nitơ trong nhiên liệu và nitơ có mặt một cách tự nhiên trong không khí tạo thành oxit nitơ

Cơ ché láng đọíằg axíi

thể người.,.w)

so sulfur (ItOKidn, H SO- ■ sulfuric nciơ so : sulfuric acid lon H : nydrogen acid ton

NO nitrcxis oxides HNO- niu 1C acid NO? nitric acid ion

Hình 1 Cơ ch ế láng đọng a xít

Ngoài ra, những thành phần khác góp phần tạo nên lắng đọng axít như ỉà c r và N H / Nguồn HC1 chính từ tự nhiên là phản ứng của muối biển với a xít H2S 04 và H N 0 3 Các nguồn tự nhiên khác có nguồn gốc từ núi lửa Nguồn do các hoạt động của con người

là đốt cháy than Clo xuất hiên trong than ở dạng muối clorua của kim loại chủ yếu là NaCl và CaCl2 Clo còn được tạo thành từ quá trình đốt rác, clo có sấn ở dạng muối, nhựa polyvinylclorua

3.2 Tác hại của mưa axít [8]

Ảnh hưởng của lắng đọng a xít phụ thuộc vào nhiều yếu tố như là lượng các thành phần axit được lắng đọng xuống từ các nguồn cụ thể, cirờni: độ của nguồn lắng đọng a xít, khả nãng đáp ứng trung tính đối vói đất, nước Sự lắng đọng axít có thể gây lên những ảnh hưởng như:

- Ảnh hưởng tới hệ sinh thái nước: Nước mưa với độ axít thấp làm hoà tan các kim loại nặng có trong trầm tích và đất Ớ pH = 6, độ tan của các kim loại nặng theo trật tự: M n>Cd>Zn> Ni, trong đó Cu và AI tan ở pH<5 Sự hoà tan nhôm

có thẻ ảnh hưởng các hợp chất khác trong nước như là làm lắng đọng các hợp chất humic và phốtpho, do đó làm tăng sự truyền qua của nước làm tảo phát triển mạnh ở độ sâu dưới nước hơn Sự axit hoá dẫn đến sự thay đổi số lượng và làm giảm tính đa dạng sinh học Những thay đổi này là do sự thiếu hụt của các thành phần của sự sống đối với hệ sinh thái nước

- Ảnh hưởng với hệ sinh thái trong lục địa: Sau khi lắng đọng xuống bề mặt đất, chất ô nhiễm được tích luỹ trong đất làm tăng độ pH, thay đổi cân bằng tự nhiên của đất và ảnh hưởng tới hoá học đất Kết quả làm đất bị rửa trôi muối và những nguyên tố vi lượng cần thiết cho sự phát triển của thực vật, làm giảm độ màu mỡ của đất Bên cạnh đó các cơ thể vi sinh vật trong đất có thể bị loại bỏ gây ức chế một vài quá trình vi sinh hoá như sự cố định nitơ, khoáng hoá M ột cơ chế quan trọng khác của sự a xít hoá đất là sự hấp thụ ưu tiên các cation của thực vật Dễ cây hấp thụ Ca2+, M g2+ ví dụ từ đất nhưng giải phóng H+ để tạo cân bằng ion Các cation này được bổ xung lại khi có mưa và khi thực vật phân huỷ hoặc chết Nhưng nếu cây và vụ mùa được thu hoạch, các ion này sẽ bị mất và độ axit

sẽ nổi trội hơn

Sự lắng đọng a xít có thể ảnh hưởng trực tiếp tói cây trồng, phá huỷ lá cây, ngăn cản quá trình tạo thành tạo thành chồi, rụng hạt Những kim loại nặng độc tính cao bị rửa giải vào trong đất ở pH thấp có thể phá huỷ hệ thống dể cây và làm cho cây không có khả năng hấp phụ chất dinh dưỡng và nước Sự rửa trôi các chất dinh dưỡng trong đất có thể dẫn tới giảm năng suất cây trồng

- Ảnh hưởng tới nước ngầm: lắng đọng a xít làm giảm chất lượng nước ngầm Vấn đề này có thể nhận thấy ở một số nơi trên thế giói với hàm lượng kim loại nặng như chì và các chất độc khác bị rửa từ đất, đá, quặng ở pH thấp .

- Ánh hưởng tới các vật liệu, công trình: Lắng đọng a xít là một trong những nguyên nhân làm hư hỏng rất nhiều công trình, vật liệu Nó phá hủy các vật liệu như sắt, thép, kẽm, sơn và đá làm thiệt hại kinh tế khá nghiêm trọng Nước mưa làm tăng nhanh sự gặm mòn lớp bề mặt của các vật liệu, công trình xây dựng, nghệ thuật,

- Ảnh hưởng tới sức khoẻ: lắng đọng axít có ảnh hưởng gián tiếp tới sức khoẻ donước ngầm hoặc nước bề mặt bị axít hoá Bên cạnh đó ở hàm lượng cao sulphate

có thể gây trầm trọng thêm các bệnh về tim và phổi

1 Các thiết bị, dụng cụ, hóa chất

- Điện cực thuỷ tinh đo pH, Metrohm- Swiszerland

- Máy lọc chân không, Buchi - Swiszerland

- Máy sắc ký lỏng, LC 10 AD, Conductivity detector CDD-6A, Shimadzu, Japan

- Máy siêu âm, pipet, ống đong, bình định mức

aminomethan; HNOị 65% (d = l,4 g/ml); 4mM Tartaric acid; 2mM Etylenediamine

2 Lấy mẫu

Trong khuôn khổ đề tài, chúng tôi đã tiến hành thu thập mẫu nước mưa theo

2.1 Nguyên tắc

- Mẫu nước mưa lấy từ hệ thống WO: WO là 1 hệ thống kín gồm 1 phễu bằng Polyethylene có đường kính 20cm, 1 can nhựa đựng mẫu 5 lít được đặt trong 1 bình kín gắn với phần cảm ứng điện chỉ mở nắp khi có mưa W O được đặt cách bề mặt tầng1,5 m

- Mẫu nước mưa được lấy từ dụng cụ BC sau mỗi trận mưa là dụng cụ hở BC bao gồm 1 phễu bằng chất liệu polyethylene có đường kính 2 0cm, lean nhựa đựng mẫu

5 lít được đặt song song với thiết bị WO

- Mẫu bụi từ hệ thống BC được thu gom sau 7 ngày không có mưa

- Các thí nghiệm kiểm tra độ sạch của WO được thực hiện hàng tuần từ khi bắt đầu và sau đó cứ 3 tuần 1 lần

2.2 Ouv trình thu thập mẫu

Các mẫu nên được lấy hàng ngày ở cùng m ột thời gian Các mục từ A đến F áp

dụng cho các điều kiộn dưới đây:

- E: 7 ngày từ lần cọ rửa cuối cùng của thiết bị WO (Kiểm tra độ sạch trên WO) Trước đó 4 lần, sau cứ 3 tuần 1 lần

Phải thường xuyên theo dõi và ghi chú về thời tiết, điều kiện lấy mẫu và những sự kiện

không bình thường (V í dụ: các hoạt động bất thường ở xung quanh, sự nhiễm bẩn

mẫu )

3 Xử lý mẫu và bảo quản mẫu

Mẫu sau khi thu thập về được chia làm hai phần Một phần đo pH và độ dẫn, một phần được lọc qua máy lọc chân không, màng lọc bằng nylon sau đó bảo quản trong tủ lạnh

Mẫu bụi sau khi được lấy, để mẫu trong 1 ngày (để các ion bám trên hạt bụi được hoà tan vào trong nước) Mẫu được lọc qua màng lọc nylon có đưòng kính lỗ 0,2 - 0,45 p.m , sau đó thêm Cloroform vào bảo quản mẫu, giữ ở nhiệt độ 4 ° c trong tủ lạnh

4 Phân tích định tính và định lượng

Các khí sau khi giải hấp, được định tính và định lượng trên thiết bị sắc ký lỏng cao áp HPLC - 10A với detector độ dẫn CDD-6A của hãng Shimadzu, Nhật Bản

4.1 Pha động:

a Pha động cho anion ( N 0 2\ NO3', S 0 42', Cl'):

Pha động là hỗn hợp 8 mM p-Hydroxybenzoic acid và 3,2 mM Tris-(hydroxymethyl)-

(hydroxymethyl)-aminomethan vào bình định mức 1 lít Sau khi định mức bằn nước đeion, dung dịch được lọc qua giấy lọc Nylon và siêu âm trong 30 phút Pha động dùng tối đa là 3 ngày sau khi pha

b Pha động cho cation (NH4+, K+, Na+):

Dung dịch HNO1 5mM: Lấy 6,95 ml dung dịch HNO3 65% vào bình định mức 100ml (đã có nước đeion) định mức đến vạch bằng nước đeion ta được dung dịch HNO3 IM Sau đó lấy 5ml H N O , IM vào bình định mức ÌOOO ml ta được pha động HNO3 5.lO '3M

c Pha động cho cation (C a2+, M g2+):

Hỗn hợp 4 mM Tartaric acid và 2 mM Etylenediamine Cân 0,6 g Tartaric acid và lấy0,1252 ml Etylenediam ine vào bình định mức 1 lít Sau khi định mức bằng nước đeion,

- A: Từ ngày hôm trước, lượng mưa >=1 mm (30ml)

- B: Từ ngày trưóc, lượng mưa <1 mm

- C: Ngày hôm trước, không mưa

- D: Đẩu tháng

( Mẫu được lấy) (Loại bỏ, không lấy mẫu) (Không phải lấy mẫu)

(Thay BC)

dung dịch được lọc qua giấy lọc Nylon và siêu âm trong 30 phút Pha động dùng tối đa

là 3 ngày sau khi pha

4.2 Dung dịch chuẩn

4.2.1 Pha chuẩn gốc:

Các ion trong nước mưa được chuẩn bị chuẩn gốc của nó từ các muối như sau:

4.2.2 Pha hỗn hợp chuẩn cho các anion c r, NO'2, NO3', S 0 42' :

- Hỗn hợp A: từ các chuẩn gốc 1000 ppm lấy 4 ml dung dịch c r , lấy 2 ml dung dịch

NO 2, lấy 4 ml dung dịch N 03, lấy 40 ml dung dịch S 042 tất cả cho vào bình định mức

100 ml, sau đó định mức bằng nước đeion Ta được hỗn hợp dung dịch có nồng độ C1

40 ppm; NO'2 20 ppm; N 03 40 ppm; SO42" 400 ppm (40 ppm; 20 ppm; 40 ppm; 400 ppm)

- Từ hỗn hợp A pha loãng lần lượt các dung dịch hỗn hợp để dựng đường chuẩn:

+ C2 (1 ppm; 0,5 ppm; lppm ; 10 ppm),

+ C3 (0,5 ppm; 0,25 ppm; 0,5 ppm; 5 ppm),

+ C4 (0,1 ppm; 0,05 ppm; 0,1 ppm; 1 ppm)

Ta được dãy chuẩn các hỗn hợp C4 -> C l, sau đó bơm lên HPLC cùng lúc bơm mẫu

Bảng: Pha đường chuẩn cho các Anion (C l\ N 0 2, N O3, SO42)

Nổng độ (ppm)

4.2.3 Pha hỗn hợp chuẩn cho các cation NH4\ Na% K + :

- Hỗn hợp A: Từ chuẩn các gốc 1000 ppm ta lấy 2,5 ml ở mỗi dung dịch cho vào bình

và định mức đến 100 ml, sau đó ta được hỗn hợp các dung dịch (NH4+, Na+, K+) có nồng độ 25 ppm

- Từ hỗn hợp A ta tiến hành pha loãng thành các hỗn hợp dung dịch có nồng độ là2,5 ppm (C l), 1 ppm (C2); 0,5 ppm (C3); 0,1 ppm (C4)

Ta được dãy các hỗn hợp chuẩn C4 -> C l, sau đó bơm lên HPLC cùng lúc bơm mẫu

Bảng: Pha đường chuẩn cho các cation nhóm I (NH4+, Na+, K+)

4.2.4 Pha hỗn hợp chuẩn cho các cation nhóm II Ca2+, M g2+:

Dung dịch A: Từ các chuẩn gốc 1000 ppm; lấy 10 ml dung dịch Ca2+, lấy 5 ml

dung dịch Mg2+ cho vào bình định mức 100 ml, sau đó định mức bằng nước đeion Ta được hỗn hợp dung dịch có nồng độ Ca2+ 100 ppm, Mg2+ 20 ppm (100 ppm, 20 ppm)

- Từ hỗn hợp dung dịch A lần lượt pha loãng được các hỗn họp C1 (25 ppm; 5 ppm), C2 (5 ppm; 1 ppm), C3 (1 ppm; 0,2 ppm), C4 (0,5 ppm; 0,1 ppm), C5 (0,1 ppm; 0,02 ppm)

Ta được dãy chuẩn các hỗn hợp C5 -> C l, sau đó bơm lên HPLC cùng lúc bơm mẫu

Bảng: Pha đường chuẩn cho các cation nhóm II (Ca2+, M g2+)

- Tốc độ dòng 1 ml/phút

- Thể tích vòng mẫu 100 JJ.1

- Range 1; Gain 0,1; Polarity (+)

- Thời gian phân tích cho một mẫu: 25 phút

- Range 1; Gain 0,1; Polarity (-)

- Thời gian phân tích cho một mẫu: 7 phút

IV KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

1 Lượng mưa và pH, độ dẫn theo tháng

Bảng 1 Thời gian lấy mẫu, pH và độ dẫn của nước mưa

được thu gom bởi w o and BC

Ghi chú: WO: Mẫu nước mưa được lấy bằng hệ rliống WO,

BC-RW: Mẫu nước mưa được lấy bằng BC,

BC: Mẩu bụi được láy bỏng BC khi không có mưa.

Lượng mưa được tính toán theo luận văn cao học cùa P.M Hoài SỐ.EV-97-34, A ir , Thái Lan:

T hể tích mẫu(ml)* 1000 Lượng mưa = -ịmm)

31400 (mm2)

Đường kính phễu hứng: d = 20 cm, Diện tích phễu = 7Ĩ.R2 = 3.14* (100 mm)2 = 31400 rnm2

Trong nghiên cứu này, mẫu nước mưa được thu thập từ trong năm 2004 Số liệu đo đạc cho thấy tổng lượng mưa trong năm ỉà 1856,4 mm với trận mưa nhỏ nhất là 2,0 mm và trận mưa lớn nhất với lượng mưa đo được là 187,3 mm Tháng 7 là tháng có lượng mưa cao nhất (37 9 ,8 ram) nhưng tháng 8 lại là tháng có số trận mưa nhiều nhât 10 trận Mưa đặc biệt ít vào những tháng đầu năm và cuối năm Mùa mưa ở miền Bắc thường bắt đầu vào tháng 4 và kết thúc vào tháng 9 hoặc tháng 10 Với tổng số 51 trận mưa được lấy trong năm, trong đó có 12 trận có pH < 5,6, chiếm 23,5 % So sánh với giá trị trung bình pH năm 2003 hiện tượng mưa a xít đã xảy ra có chiều hướng tãng gấp hơn 2 lần (năm 2003 số trận mưa pH<5,6 là 11,6%)

Độ dẫn trung bình của nước mưa theo hàng tháng trong khoảng 12,2 đến 179,2 |iS/cm lấy bằng WO và 19,3 đến 194,4 |j.s/cm đối với mẫu lấy bằng BC Nhinh chung độ dẫn của BC-RW cao hơn WO khoảng vài đơn vị dến hàng chục đơn vị |aS/cm Điều này rõ ràng vì BC-RW có chứa các bụi lắng làm cho độ dẫn trong nước mưa được thu gom cao hơn hẳn Đặc biệt độ dẫn cao vào những trận mưa trong m ùa khô

So sánh độ dẫn của nước mưa được lấy bằng BC và W O

Tháng lấy mẫu

Hình 2 Sự khác nhau về độ dẫn của nước mưa được

thu gom bằng hệ thống W O và BC

2 Thành phần hoá học của nước mưa

Qua phân tích thành phần hoá học của các trận mưa theo tháng, thứ tự nồng độ của các anion và cation trong nước mưa theo thứ tự sau:

Mẫu WO: S 042 > C l> NO3- và Ca2+> N H /> Na+> M g2+ > K+

Mẫu BC: SO42 > Cl > NO3 và Ca2+> NH4+> Na+> Mg2+ > K +

Thứ tự nồng độ của các anion và cation trong mẫu lắng đọng ướt được thu gom bằng

hàm lượng lớn nhất

Bảng 2 Nồng độ trung bình theo tháng của các thành phần hoá học trong

nước mưa năm 2004 (ixeq/1)

Nồng độ các cation và anion trong lắng đọng ướt

3 Thành phần hoắ học trong bụi

Từ tháng 1 đến tháng 9 năm 2004, ngoài những trận mưa được thu gom theo trận, mẫu bụi lắng được lấy sau 7 ngày liên tiếp không mưa bởi dụng cụ BC Các hat bụi

lơ lửng trong không khí được lắng xuống mặt đất nhờ lực trọng trường