Luận văn Thạc sĩ Khoa học: Nghiên cứu sự lắng đọng và phát tán một số kim loại nặng trong nước thải từ quá trình khai thác và làm giàu quặng thiếc tại xã Châu Thành, huyện Quỳ Hợp, tỉnh

Luận văn được thực hiện với các mục tiêu sau: Đánh giá hiện trạng khai thác và chế biến quặng thiếc; đánh giá mức độ lắng đọng và lan truyền của một số kim loại nặng bao gồm: As, Zn, Pb, Mn,Fe, Hg, Sn, Cu tại khu vực khai thác mỏ thiếc tại xã Châu Hồng, huyện Quỳ Hợp, tỉnh Nghệ An; đề xuất các biện pháp giảm thiểu kim loại nặng và phương án xử lý ô nhiễm.

Đ  hoàn thành lu n văn này em đã nh n để ậ ậ ượ ấc r t nhi u s  giúp đ  nhi tề ự ỡ ệ  tình trong quá trình phân tích th c nghi m c a các cán b  phân tích t i Phòngự ệ ủ ộ ạ  Phân tích ch t lấ ượng môi trường c a Trung tâm Y t  d  phòng Ngh  An.ủ ế ự ệ

Đ ng th i, em xin g i l i c m  n chân thành đ n toàn th  th y cô Khoaồ ờ ử ờ ả ơ ế ể ầ  Môi trường, trường Đ i h c Khoa h c t  nhiên. Nh ng ngạ ọ ọ ự ữ ười đã cho em nh ngữ  

ki n th c b  ích, giúp đ  em hoàn thành lu n văn này.ế ứ ổ ỡ ậ

Cu i cùng, em xin c m  n gia đình, b n bè, ngố ả ơ ạ ười thân đã bên c nh vàạ  giúp đ  em trong su t quá trình làm lu n văn này.ỡ ố ậ

Hà Nôi, tháng 12 năm 2013

H c viên cao h cọ ọ

Ph m Trạ ường S nơ

M C L CỤ Ụ

M  Đ UỞ Ầ 1

DANH M C CÁC B NGỤ Ả

M  Đ UỞ Ầ 1

DANH M C CÁC HÌNHỤ

M  Đ UỞ Ầ 1

DANH M C CÁC T  VI T T TỤ Ừ Ế Ắ

BTNMT  : B  tài nguyên môi tr ngộ ườKLN  : Kim lo i n ngạ ặ

QCVN  : Quy chu n Vi t Namẩ ệ

M  Đ U Ở Ầ

Công nghi p khai khoáng v n đệ ẫ ược xem là m t ngành công nghi p mũiộ ệ  

nh n đóng góp m t ph n quan tr ng trong s  nghi p phát tri n kinh t  ­ xã h iọ ộ ầ ọ ự ệ ể ế ộ  

c a đ t nủ ấ ước ta. Tuy nhiên, trong quá trình khai thác khoáng s n nói chung vàả  

qu ng thi c nói riêng đã gây ra r t nhi u tác đ ng x u t i môi trặ ế ấ ề ộ ấ ớ ường cũng như 

người dân khu v c xung quanh. Nh ng tác đ ng tiêu c c này đ u tiên ph i kự ữ ộ ự ầ ả ể 

đ n vi c phá r ng đ  khai thác qu ng và làm đế ệ ừ ể ặ ường giao thông, ti p theo đó làế  các ho t đ ng khai thác gây ô nhi m không khí và ô nhi m môi trạ ộ ễ ễ ường nướ  ctrong đó có ô nhi m KLN.ễ

Hi n nay, vi c khai thác qu ng và hi n tr ng ô nhi m nệ ệ ặ ệ ạ ễ ướ ởc   khu v c khaiự  thác, ch  bi n qu ng thi c t i xã Châu Thành, huy n Qu  H p, t nh Ngh  Anế ế ặ ế ạ ệ ỳ ợ ỉ ệ  đang di n ra hàng ngày v i m c đ  r t nghiêm tr ng. Nhi u đ n v  khai thácễ ớ ứ ộ ấ ọ ề ơ ị  

qu ng thi c t i các dãy núi cao   các xã Châu H ng, Châu Thành, Châu Quang,ặ ế ạ ở ồ  Châu Ti n thế ường lén x  nả ước th i bùn t  trên núi xu ng tràn vào ru ng lúa, khuả ừ ồ ộ  dân c  ho c tràn qua khe su i khi n cho môi trư ặ ố ế ường b  ô nhi m nghiêm tr ng.ị ễ ọ  

M t s  đ n v  khai thác tuy có xây d ng các b  x  lý nh ng th c t  g n nh  cácộ ố ơ ị ự ể ử ư ự ế ầ ư  

b  không để ược ho t đ ng mà nạ ộ ước th i ch  y u th i tr c ti p ra môi trả ủ ế ả ự ế ường. 

T i các khe đ u ngu n nạ ầ ồ ước luôn b  đ c và có màu đen th m, trong đó hàmị ụ ẫ  

lượng asen khá cao do các đ n v  khai thác đã s  d ng nơ ị ử ụ ước trong quá trình tuy nể  thô (s  b ). Thêm vào đó vi c «ơ ộ ệ  mót » qu ng di n ra ngay gi a dòng khe, ngặ ễ ữ ườ  idân đào b i và đãi qu ng tr c ti p xu ng khe khi n cho ngu n nớ ặ ự ế ố ế ồ ước quanh năm 

đ c ng u, dòng ch y b  thay đ i, môi trụ ầ ả ị ổ ường b  ô nhi m nghiêm tr ng. ị ễ ọ

Bên c nh vi c khai thác khoáng s n (  Vi t Nam cũng nh  trên th  gi i),ạ ệ ả ở ệ ư ế ớ  con người cũng đã quan tâm đ n các bi n pháp x  lý nh m gi m s  phát th i cácế ệ ử ằ ả ự ả  

quan tâm x  lý và qu n lý ch a ph i khi nào và   đâu cũng đúng m c. Thêm n a,ử ả ư ả ở ự ữ  

s  quan tâm h u nh  cũng m i ch  d ng l i   t i các đi m phát th i, mà ch a chúự ầ ư ớ ỉ ừ ạ ở ạ ể ả ư  

ý nhi u đ n s  lan truy n và l ng đ ng c a các kim lo i n ng trong quá trình v nề ế ự ề ắ ọ ủ ạ ặ ậ  chuy n vào các ngu n ti p nh n (môi trể ồ ế ậ ường đ t, nấ ước, không khí và sinh v t);ậ  cho nên cũng ch a đ a ra đư ư ược nh ng l i c nh báo, các bi n pháp th t h u hi uữ ờ ả ệ ậ ữ ệ  

và khoa h c nh m ngăn ch n, làm gi m nh , … các tác đ ng do ô nhi m đ i v iọ ằ ặ ả ẹ ộ ễ ố ớ  con người và h  sinh thái quanh khu v c khai thác m ệ ự ỏ

Chính vì nh ng m c đích nh  v y mà đ  tài lu n văn  ữ ụ ư ậ ề ậ “Nghiên c u s ứ ự  

l ng đ ng và phát tán m t s  kim lo i n ng trong n ắ ọ ộ ố ạ ặ ướ c th i t  quá trình khai ả ừ   thác và làm giàu qu ng thi c t i xã Châu Thành, huy n Qu  H p, t nh Ngh ặ ế ạ ệ ỳ ợ ỉ ệ   An” đã đ c th c hi n v i nh ng m c tiêu chính sau:ượ ự ệ ớ ữ ụ

Đánh giá hi n tr ng khai thác và ch  bi n qu ng thi c.ệ ạ ế ế ặ ế

Đánh giá m c đ  l ng đ ng và lan truy n c a m t s  kim lo i n ng baoứ ộ ắ ọ ề ủ ộ ố ạ ặ  

g m: ồ As, Zn, Pb, Mn,Fe, Hg, Sn, Cu t i khu v c khai thác m  thi c t i xãạ ự ỏ ế ạ  Châu H ng, huy n Qu  H p, t nh Ngh  An.ồ ệ ỳ ợ ỉ ệ

Đ  xu t các bi n pháp gi m thi u kim lo i n ng và phề ấ ệ ả ể ạ ặ ương án x  lý ôử  nhi m.ễ

CH ƯƠ NG I. T NG QUAN Ổ

1.1 Tình hình và hi n tr ng ô nhi m do khai thác và ch  bi n qu ng thi c ệ ạ ễ ế ế ặ ế

1.1.1.Tình hình khai thác qu ng thi c [9] ặ ế

Trên thế giới

Thi c (Sn) là m t trong nh ng kim lo i đ u tiên mà loài ngế ộ ữ ạ ầ ười đã phát hi nệ  

được. Vi c s  d ng Sn làm h p kim v i đ ng đã tr i ệ ử ụ ợ ớ ồ ả qua m t th i kì lâu dài vàộ ờ  quan tr ng trong th i đ i đ  đ ng. Đ ng đen c  nh t đã đọ ờ ạ ồ ồ ồ ổ ấ ược tìm th y    fratấ ở Ơ  (Messopotania) vào 3500 – 3200 năm trước Công Nguyên. Vào kho ng 1800 –ả  

1500 năm trước Công Nguyên,   Trung ở Qu cố  đã s  d ng r ng rãi đ ng đen. Trongử ụ ộ ồ  

th  k  18,   Anh (m  Coocmuon), nam Trung ế ỷ ở ỏ Qu cố , Bolivin, Liên Xô đã khai thác thi c v i ế ớ quy mô l n. S n lớ ả ượng thi c khai thác trên th  gi i t  năm 1940 đ nế ế ớ ừ ế  năm 2006 được th ng kê trong b ng 1.ố ả

B ng 1. S n l ả ả ượ ng khai thác thi c trên th  gi i theo th i gian (nghìn t n) ế ế ớ ờ ấ

S nả  

lượng

Năm 1940, th  gi i khai thác đế ớ ược 240.000 t n (tr  Liên Xô). Năm 1957,ấ ừ  

th  gi i s n xu t đế ớ ả ấ ược 200.000 t n (không k  Liên Xô và Trung ấ ể Qu cố ). Liên Xô 

đã   phát   hi n   đệ ược   nhi u   vùng   qu ng   thi c   r t   l n   (Zabaical,   ti u   Khingan,ề ặ ế ấ ớ ể  Xkhote – Albitin và đ c bi t là trên lãnh th  r ng l n mi n đông b c).ặ ệ ổ ộ ớ ề ắ

 Vi t Nam qu ng thi c có   nhi u n i, nh ng tr  l ng l n nh t là 3

­ S n Dơ ương (Tuyên Quang): 11 nghìn t n thi cấ ế

­ Qu  H p (Ngh  An): 23 nghìn t n thi cỳ ợ ệ ấ ế

T ng s n lổ ả ượng khai thác được th  hi n   b ng 2.ể ệ ở ả

B ng 2. S n l ả ả ượ ng khai thác thi c qua các th i k  nh  sau (t n SnO ế ờ ỳ ư ấ 2 )

được 440 t n SnOấ 2; 1957 – 1980 s n lả ượng khai thác   vùng Pia Oac đ t 9.901ở ạ  

t n SnOấ 2 v i m t đ  trung bình 1305 g/mớ ậ ộ 3.   Tam Đ o đ t 3.500 t n SnOỞ ả ạ ấ 2 v iớ  

m t đ  trung bình 1348 g/mậ ộ 3. Trước năm 1988, s n lả ượng hàng năm ch  đ t 600ỉ ạ  

t n, năm cao nh t 1000 t n.   S n Dấ ấ ấ Ở ơ ương khai thác t  1965 đ n 1984 đừ ế ược 4 nghìn t n, trung bình 210 t n/năm.   Qu  H p khai thác t  1961 v i qui mô nh ấ ấ Ở ỳ ợ ừ ớ ỏ  

1.1.2.Hi n tr ng ô nhi m do khai thác và ch  bi n qu ng thi c  ệ ạ ễ ế ế ặ ế

Trên th  gi i [21,24] ế ớ

Hi n nay, các khu m  khai thác và ch  bi n qu ng thi c trên th  gi i đa sệ ỏ ế ế ặ ế ế ớ ố 

đ u đang   trong tình tr ng ô nhi m kim lo i n ng.   nh ng nề ở ạ ễ ạ ặ Ở ữ ước có m  thi cỏ ế  

và có s n lả ượng khai thác thi c l n nh  Indonesia, Trung Qu c, Nga … hàmế ớ ư ố  

lượng kim lo i n ng có m t trong nạ ặ ặ ước đ u về ượt quá tiêu chu n cho phép.ẩ

để cung cấp nước tưới cho đồng ruộng, đã bị ô nhiêm bởi nhiều loại chất độc, trong đó có nhôm và mangan. Kiểm tra mẫu nước uống ở đây cho thấy hàm lượng chì vượt quá 1.000 lần mức tiêu chuẩn của WHO (0,05 mg/L).[21]

Nhi u th p niên khai thác m  đa kim chì – thi c b a bãi   thành phề ậ ỏ ế ừ ở ố Kabwe, Zambia đã gây ra các v n đ  s c kh e nghiêm tr ng cho ngấ ề ứ ỏ ọ ười dân Kabwe, n i h n 300.000 ngơ ơ ười được cho là b   nh hị ả ưởng b i ô nhi m. Nămở ễ  

2006, lượng chì trong máu tr  em   Kabwe đẻ ở ược phát hi n cao g p 5­10 l n m cệ ấ ầ ứ  

được khuy n ngh [24]ế ị

 Vi t Nam [3, 14]

Qua phân tích m u đ t c a m t s  khu v c khai thác m  thi c đã nh nẫ ấ ủ ộ ố ự ỏ ế ậ  

th y t t c  đ u là nh ng đi m nóng v  ô nhi m kim lo i n ng (KLN), đi n hìnhấ ấ ả ề ữ ể ề ễ ạ ặ ể  

là m  thi c xã Hà Thỏ ế ượng, Thái Nguyên và m  thi c Qu  H p, Ngh  An. ỏ ế ỳ ợ ệ

Phân tích s  b  nh n th y đ t   xung quanh 2 m  thi c này đ u b  nhi mơ ộ ậ ấ ấ ở ỏ ế ề ị ễ  

As nghiêm tr ng, trong đó t i m  thi c Hà Thọ ạ ỏ ế ượng hàm lượng As trong đ t g pấ ấ  

17 – 308 l n tiêu chu n cho phép. M  thi c t i Qu  H p ,tình trầ ẩ ỏ ế ạ ỳ ợ ạng môi trường đất tại các khu vực Châu Cường, Bản Poòng, Thung Lũng I, Khê Đổ, Châu Tiến,

… (Quỳ Hợp­ Nghệ An) cũng đã gây hậu quả làm thu hẹp diện tích đất canh tác 

và làm giảm chất lượng đất của nhân dân địa phương.[3]

Ở mỏ thiếc Quỳ Hợp, dòng thải của nhà máy được thải trực tiếp ra một con suối nhỏ gần đó. Hàm lượng As trong chất thải rắn rất cao (355 mg/kg) so với hàm lượng được coi là không ô nhiễm trên thế giới (5­ 20mg/kg).[3]

Tại các mỏ thiếc, quặng đuôi thường chứa arsenopyrit (1­2%), chalcopyrit (1%) và pyrit (10­ 15%). Các khoáng vật sulfua này bị oxi hoá tạo ra dòng thải axit 

mỏ và giàu kim loại. Sự lan toả của As và sự ôxy hoá các kim loại độc hại như 

Cu, Cd từ các ngu n rồ ỉ dòng thải axit mỏ qua các đống thải cũng không hề được 

chú ý. Có nơi nước thải từ mỏ và xưởng tuyển được thải trực tiếp ra cánh đồng lúa với hàm lượng As gấp 30 lần nước t  nhiên.[14]ự

Đa ph n, cầ ác m  qu ng thi c đ u là m  đa kim ch a các kim lo i nh : Fe,ỏ ặ ế ề ỏ ứ ạ ư  

Au, Ag, Cu, Ti, W, Mo, Zn, Pb, Ga, Ta, Nb, In … Khai thác thi c ngoài nh ng y uế ữ ế  

t   nh hố ả ưởng x u đ n môi trấ ế ường nh  t o b i, ti ng  n, đào b i, vùi l p pháư ạ ụ ế ồ ớ ấ  

ho i c nh quan, nó còn  nh hạ ả ả ưởng r t x u đ n môi trấ ấ ế ường nước, th m th cả ự  

đ ng v t và s c kho  con ngộ ậ ứ ẻ ười do trong qu ng đa khoáng có ch a các nguyên tặ ứ ố 

r t đ c h i nh  asen, chì, molipđen… . Đ c bi t đ  phân kim vàng ­ m t kim lo iấ ộ ạ ư ặ ệ ể ộ ạ  màu quý hi m có h u h t trong qu ng đa kim ch a thi c, t i các khu khai thác,ế ầ ế ặ ứ ế ạ  

người ta đã s  d ng phử ụ ương pháp xianua, s n ph m nả ẩ ước th i c a phả ủ ương pháp này ra môi trường có thu  ngân, là m t ch t vô cùng đ c h i và nguy hi m, đã gâyỷ ộ ấ ộ ạ ể  

ra các v  ô nhi m, nhi m đ c   sông C u – Thái Nguyên,   B ng Miêu ­ Qu ngụ ễ ễ ộ ở ầ ở ồ ả  Nam…[14]

1.2 Các kim lo i n ng xu t hi n trong quá trình khai thác, ch  bi n qu ngạ ặ ấ ệ ế ế ặ  thi c và tác đ ng đ n môi trế ộ ế ường

Nh  đã nói   trên, đa ph n các m  thi c   Vi t Nam đ u là các m  đa kim;ư ở ầ ỏ ế ở ệ ề ỏ  

do đó, trong quá trình khai thác và ch  bi n qu ng thi c s  xu t hi n r t nhi uế ế ặ ế ẽ ấ ệ ấ ề  kim lo i n ng gây  nh hạ ặ ả ưởng không t t đ n môi trố ế ường và con người. Các kim 

lo i n ng thạ ặ ường xuyên xu t hi n   m  thi c bao g m: Hg, Cu, Pb, Zn, Fe, Sn,ấ ệ ở ỏ ế ồ  

Mn và As

1.2.1.Asen [3,6,15]

Asen (As) là nguyên t  t n t i có đ c tính cao và thố ồ ạ ộ ường xu t hi n trongấ ệ  môi trường dướ ại d ng các anion trong các h p ch t.ợ ấ

asen được th i ra b i các ho t đ ng c a con ngả ở ạ ộ ủ ười. Các ho t đ ng th i asen raạ ộ ả  môi trường ch  y u là: khai thác và ch  bi n qu ng đa kim, than và d u m , s nủ ế ế ế ặ ầ ỏ ả  

xu t năng lấ ượng, s n xu t amiang, s n xu t thu c b o v  th c v t, b o qu n vàả ấ ả ấ ố ả ệ ự ậ ả ả  

ch  bi n g ế ế ỗ

Khi b  nhi m đ c, asen làm cho đông t  protein, tác d ng v i nhóm ch c –ị ễ ộ ụ ụ ớ ứ

SH c a enzyme làm cho enzyme b  th  đ ng hóa, phá h y quá trình photphat hóaủ ị ụ ộ ủ  

t o ATP (Adenozin triphotphat). Asen   d ng vô c  gây ung th  bi u bì mô da vàạ ở ạ ơ ư ể  các b nh ngoài da. Asen còn đ u đ c h  tu n hoàn khi h p thu m t lệ ầ ộ ệ ầ ấ ộ ượng ≥ 0,1 mg/kg c  th [6]ơ ể

Li u lề ượng asen t i đa m i ngày có th  ch p nh n đố ỗ ể ấ ậ ược là 0,05 mg/kg thể 

tr ng. Khi tích lũy asen trong m t th i gian dài s  gây ra các tri u ch ng ng  đ cọ ộ ờ ẽ ệ ứ ộ ộ  mãn tính nh  m t xám, tóc r ng, viêm d  dày và ru t, đau m t, tai…làm cho cư ặ ụ ạ ộ ắ ơ 

th  m t m i và ch t sau m t th i gian ng n.[15]ể ệ ỏ ế ộ ờ ắ

N ng đ  t i đa trong nồ ộ ố ước u ng c a WHO là 0,01mg/L, tiêu chu n choố ủ ẩ  phép c a asen trong nủ ước sinh ho t c a nạ ủ ước ta là 0,01 mg/L

1.2.2 Th y ngân [16] ủ

Th y ngân (Hg) là kim lo i duy nh t t n t i   th  l ng   nhi t đ  thủ ạ ấ ồ ạ ở ể ỏ ở ệ ộ ường. 

Th y ngân đủ ượ ử ục s  d ng nhi u trong lĩnh v c y t  nh  nha khoa hay ch  t o cácề ự ế ư ế ạ  

d ng c  y t  Tuy nhiên, ngu n th i th y ngân ra môi trụ ụ ế ồ ả ủ ường nhi u nh t là ho tề ấ ạ  

đ ng luy n kim c a các khu m  và khai thác các qu ng m  đa kim có ch a qu ngộ ệ ủ ỏ ặ ỏ ứ ặ  

th y ngân.ủ

Thủy ngân nguyên tố lỏng là ít độc, nhưng hơi, các hợp chất và muối của 

nó là rất độc và là nguyên nhân gây ra các tổn thương não và gan khi con người tiếp xúc, hít thở hay ăn phải. Thủy ngân là chất độc tích lũy sinh học rất dễ dàng hấp thụ qua da, các cơ quan hô hấp và tiêu hóa. Các hợp chất vô cơ ít độc hơn so 

Thủy ngân tấn công hệ thần kinh trung ương và hệ nội tiết và ảnh hưởng tới miệng, các cơ quai hàm và răng

Hàm   lượng   th y   ngân   cho   phép   trong   nủ ước   u ng   đóng   chai   là   6µg/Lố  (QCVN 6­1:2010/BYT), trong nước ng m là 1µg/L (QCVN 09:2008/BTNMT).ầ

Ngu n th i chính c a đ ng trong công nghi p là nồ ả ủ ồ ệ ước th i quá trình m  vàả ạ  

nước th i quá trình r a, ngâm b  ch a đ ng. Ngoài ra, khai thác và tuy n qu ngả ử ể ứ ồ ể ặ  cũng là m t ngu n th i đ ng ra môi trộ ồ ả ồ ường, cá bi t   các khu v c tuy n qu ngệ ở ự ể ặ  

n ng đ  đ ng trong ngu n nồ ộ ồ ồ ước có th  lên đ n 1000 mg/L.[6]ể ế

Đ ng đ c bi t gây tính đ c cao đ i v i h u h t các đ ng v t th y sinh, chồ ặ ệ ộ ố ớ ầ ế ộ ậ ủ ỉ 

v i n ng đ  ≤ 0,1 mg/l đã gây  c ch  s  phát tri n c a chúng. Đ i v i cá nớ ồ ộ ứ ế ự ể ủ ố ớ ướ  c

ng t, khi n ng đ  đ ng ch  là 0,002 mg/l thì cũng đã làm cho cá ch t. Đ i v i conọ ồ ộ ồ ỉ ế ố ớ  

người, khi hàm lượng đ ng là 10 g/l thì s  gây t  vong,   n ng đ  60 – 100 mg/lồ ẽ ử ở ồ ộ  

s  gây chóng m t, bu n nôn. Ti p xúc thẽ ặ ồ ế ường xuyên v i đ ng d n đ n x  gan,ớ ồ ẫ ế ơ  

t n thổ ương não, phá h y th n …ủ ậ

N ng đ  cho phép c a đ ng trong nồ ộ ủ ồ ước sinh ho t là 2 mg/l.[15]ạ

1.2.4.Chì [6,15]

Chì (Pb) là kim lo i có r t ít trong t  nhiên, hàm lạ ấ ự ượng chì r t nh  ch  cấ ỏ ỉ ỡ 0,001 – 0,02 mg/L.   trong nỞ ước, chì có th  t n t i   d ng ph c tan ho c cácể ồ ạ ở ạ ứ ặ  

Ngu n th i chì ra môi trồ ả ường là: khai thác qu ng, tinh luy n chì, s n xu tặ ệ ả ấ  pin và acquy, s  d ng xăng pha chì, thu c tr  sâu…Hàm lử ụ ố ừ ượng chì th i ra khôngả  khí kho ng 330 t n/năm, chì trong không khí có khích thả ấ ước nh  (< 22 µm) nênỏ  chúng có th  phân tán r t xa và gây tích t  trong c  th  sinh v t qua để ấ ụ ơ ể ậ ường hô 

h p ho c th c ăn.[6]ấ ặ ứ

Chì và các h p ch t c a chì r t đ c, đ c bi t là v i tr  em do tr  em cóợ ấ ủ ấ ộ ặ ệ ớ ẻ ẻ  

kh  năng h p th  cao h n ngả ấ ụ ơ ườ ới l n. Khi b  nhi m đ c chì s  gây  c ch  m t sị ễ ộ ẽ ứ ế ộ ố enzym quan tr ng c a quá trình t ng h p máu gây quá trình c n tr  quá trình t oọ ủ ổ ợ ả ở ạ  

h ng c u. Khi hàm lồ ầ ượng chì trong máu đ t kho ng 0,3 ppm thì nó s  ngăn c nạ ả ẽ ả  quá trình s  d ng oxi đ  oxi hóa glucozo, t o năng lử ụ ể ạ ượng cho quá trình s ng. ố Ở 

n ng đ  > 0,8 ppm chì gây bênh thi u máu do thi u s c t  h ng c u, phá h y cácồ ộ ế ế ắ ố ồ ầ ủ  

ch c năng c a th n và phân h y t  bào não. Chì   n ng đ  th p ngăn c n s  phátứ ủ ậ ủ ế ở ồ ộ ấ ả ự  tri n sinh lý và trí tu  c a tr  s  sinh và tr  em. Li u đ c c a chì axetat là 1 mg càể ệ ủ ẻ ơ ẻ ề ộ ủ  chì cacbonat là 2 – 4 mg đ i v i ngố ớ ườ ới l n. N ng đ  cho phép t i đa c a chì trongồ ộ ố ủ  

nước u ng theo WHO là 0,05 mg/L.   Vi t Nam thì tiêu chu n cho phép c a chìố Ở ệ ẩ ủ  trong nước sinh ho t là 0,05 mg/L.[15]ạ

1.2.5 K m [15,16] ẽ

K m (Zn) là kim lo i thẽ ạ ường có m t trong các qu ng đa kim cùng v i chìặ ặ ớ  

và đ ng và d  th i ra môi trồ ễ ả ường trong quá trình khai thác v  ch  bi n qu ng. ề ế ế ặ

Ngu n th i k m ra môi trồ ả ẽ ường ch  y u do các ngu n nủ ế ồ ước th i đ a vàoả ư  

đ c bi t là nặ ệ ước th i c a nhà máy luy n kim, công nghi p hóa ch t, các nhà máyả ủ ệ ệ ấ  

s i t ng h p và các khu khai thác và ch  bi n qu ng m  đa kim.ợ ổ ợ ế ế ặ ỏ

K m là nguyên t  vi lẽ ố ượng c n thi t cho s  s ng. Nó tham gia vào thànhầ ế ự ố  

ph n c a kho ng 300 enzym. K m và h p ch t c a chúng khá ít đ c tính, chúng ítầ ủ ả ẽ ợ ấ ủ ộ  

nh h ng đ n đ ng v t đ ng nhi t mà ch  y u  nh h ng đ n đ ng v t bi n

nhi t. Khi c  th  h p th  kho ng 150 mg k m m t ngày s   nh hệ ơ ể ấ ụ ả ẽ ộ ẽ ả ưởng đ nế  

máu nguyên bào s t. Khi quá ki u k m gây gi m ch c năng mi n d ch, bu n nôn,ắ ề ẽ ả ứ ễ ị ồ  phát ban, m t nấ ước và loét d  dày. N u c  th  h p th  lạ ế ơ ể ấ ụ ượng k m t  2 – 4 g sẽ ừ ẽ gây t  vong sau 10 – 48 giây.ử

N ng đ  k m cho phép c a k m trong nồ ộ ẽ ủ ẽ ước sinh ho t   Vi t Nam là 3ạ ở ệ  mg/l 

1.2.6.S t [6,15] ắ

S t (Fe) là nguyên t  đắ ố ượ ử ục s  d ng t  xa x a và có m t nhi u th  t  trênừ ư ặ ề ứ ư  trái đ t. Hàm lấ ượng s t trong nắ ướ ực t  nhiên dao đ ng trong kho ng 0,01 – 26,1ộ ả  mg/l. Ngoài ra ph  thu c vào các y u t  khác nh  pH hay s  có m t c a COụ ộ ế ố ư ự ặ ủ 2, O2, 

S2­ và các ch t h u c  mà s t t n t i   d ng ph c có s  oxy hóa +2 ho c +3 cóấ ữ ơ ắ ồ ạ ở ạ ứ ố ặ  

Vi c h p th  quá nhi u s t s  gây ng  đ c, do chúng s  s n sinh các g cệ ấ ụ ề ắ ẽ ộ ộ ẽ ả ố  

t  do gây đ c. V i tr  em 2 tu i h p th  1 – 3g s t s  gây ng  đ c nguy hi m,ự ộ ớ ẻ ổ ấ ụ ắ ẽ ộ ộ ể  khi > 3g s  gây ch t. Đ i v i ngẽ ế ố ớ ườ ới l n thì hàm lượng cho phép c a s t là 45ủ ắ  mg/ngày, tr  em dẻ ưới 14 tu i là 40 mg/ngày.[25]ổ

Gi i h n cho phép c a s t trong nớ ạ ủ ắ ước u ng theo WHO là 0,1 mg/l. Đ i v iố ố ớ  

nước sinh ho t   Vi t Nam là 1 mg/l.ạ ở ệ

1.2.7 Thi c [14] ế

Thi c (Sn) là m t kim lo i màu tr ng b c, k t tinh cao, d  u n, d  dátế ộ ạ ắ ạ ế ễ ố ễ  

m ng, có màu ánh b c, nhi t đ  nóng ch y th p, r t khó b  oxy hóa. Thi c thôngỏ ạ ệ ộ ả ấ ấ ị ế  

Thi c là kim lo i khá ít trong t  nhiên, thông thế ạ ự ường trong các m  qu ngỏ ặ  thì thi c thế ường t n t i chung v i các kim lo i khác t o thành m  đa kim nh  Fe,ồ ạ ớ ạ ạ ỏ ư  

Cu, Mn… Ngu n th i chính c a thi c ra môi trồ ả ủ ế ường là các khu m , nhà máyỏ  luy n kim và ch  bi n qu ng thi c, các c  s  xí nghi p m  h p kim thi c lên cácệ ế ế ặ ế ơ ở ệ ạ ợ ế  

đ c và gây ng  đ c thi c c p tính cho ngộ ộ ộ ế ấ ườ ử ụi s  d ng và có th  gây ch t trongể ế  

th i gian ng n.ờ ắ

N ng đ  cho phép c a thi c trong nồ ộ ủ ế ước sinh ho t   Vi t Nam là 0,2 mg/l.ạ ở ệ1.2.8.Mangan [14]

Mangan (Mn) là kim lo i màu tr ng xám, gi ng s t.   d ng nguyên t  tạ ắ ố ắ Ở ạ ố ự 

do, mangan là kim lo i quan tr ng trong các h p kim công nghi p, đ c bi t là thépạ ọ ợ ệ ặ ệ  không g ỉ

Ngu n th i chính c a mangan ra môi trồ ả ủ ường là các khu m , các nhà máyỏ  luy n kim, ch  bi n thép không g , các ho t đ ng y t , nhu m màu cho g m vàệ ế ế ỉ ạ ộ ế ộ ố  

th y tinh …ủ

Mangan là kim lo i t n t i   r t nhi u tr ng thái oxy hóa khác nhau, phạ ồ ạ ở ấ ề ạ ổ 

bi n nh t là +2, +3, +4, +6 và +7 trong đó tr ng thái oxy hóa +2 là tr ng thái đế ấ ạ ạ ượ  c

s  d ng trong các sinh v t s ng cho ch c năng c m giác; các tr ng thái khác đ uử ụ ậ ố ứ ả ạ ề  

là ch t đ c đ i v i c  th  con ngấ ộ ố ớ ơ ể ười. Mangan được hấp thụ vào c  th  thông quaơ ể  

hô h p s  làm t n thấ ẽ ổ ương ph i v i các m c đ  khác nhau nh : ho, viêm phổ ớ ứ ộ ư ế quản cấp tính, viêm cuống phổi, ù tai, run chân tay và tính dễ bị kích thích. Sự 

có n ng đ  mangan cao trong mồ ộ ột thời gian dài. Nhi m đ c mangan t  nễ ộ ừ ước u ngố  làm gi m kh  năng ngôn ng , gi m trí nh , gi m kh  năng v n d ng s  khéo léoả ả ữ ả ớ ả ả ậ ụ ự  

c a đôi tay và t c đ  chuy n đ ng c a m t.ủ ố ộ ể ộ ủ ắ

N ng đ  cho phép c a thi c trong nồ ộ ủ ế ước u ng theo WHO là 0,1 mg/L. ố Ở 

Vi t Nam thì tiêu chu n cho nệ ẩ ước sinh ho t là 0,1 mg/L.ạ

1.3 Các đặc điểm về điều kiện tự nhiên [1,2]

a) Đi u ki n v  đ a hình, đ a m o khu m ề ệ ề ị ị ạ ỏ [2]

Khu m  thi c g c Su i B c, huy n Qu  H p n m trong vùng đ a hình đ iỏ ế ố ố ắ ệ ỳ ợ ằ ị ồ  núi cao, đ nh cao nh t >700m, đ nh th p nh t 450m, chênh cao 250m. Đ a hìnhỉ ấ ỉ ấ ấ ị  

hướng cao d n v  phía tây di n tích nghiên c u và th p d n v  phía đông. Thânầ ề ệ ứ ấ ầ ề  

qu ng thi c g c có đ u l  v a phân b  theo đặ ế ố ầ ộ ỉ ố ường đ ng m c, đ  cao 600m vàồ ứ ộ  

c m vào núi cao v i góc d c 15÷ 20ắ ớ ố o. Đ a hình d c, m c đ  chia c t trung bìnhị ố ứ ộ ắ  nên m  có đi u ki n thoát nỏ ề ệ ướ ốc t t. 

Các hi n tệ ượng đ a ch t đ ng l c x y ra trong khu m  ch  y u là các hi nị ấ ộ ự ẩ ỏ ủ ế ệ  

tượng phong hoá, bào mòn, mương xói, rãnh xói và m t ít n i có hi n tộ ơ ệ ượng s tạ  

l  vách. ở

b) Đi u ki n v  khí t ề ệ ề ượ ng [1]

N m trong vùng khí h u nhi t đ i gió mùa, ch u s  tác đ ng tr c ti p c aằ ậ ệ ớ ị ự ộ ự ế ủ  gió mùa Tây ­ Nam khô và nóng (t  tháng IV đ n tháng VIII) và gió mùa Đôngừ ế  

B c l nh,  m ắ ạ ẩ ướ ừt (t  tháng IX đ n tháng III năm sau). ế

Nhi t đ  không khí ệ ộ

T i khu v c nghiên c u, t  tháng V đ n tháng X, khí h u nóng và  m, nhi tạ ự ứ ừ ế ậ ẩ ệ  

đ  trung bình là 27,5ộ oC. T  tháng XI đ n tháng IV năm sau, khí h u l nh v iừ ế ậ ạ ớ  

Đ   m không khí ộ ẩ

Đ   m trung bình c a khu v c nghiên c u t  năm 2006 đ n năm 2010 làộ ẩ ủ ự ứ ừ ế  82%

N ng và b c x ắ ứ ạ

T ng s  gi  n ng trung bình 5 năm t  2006­ 2010 đo đổ ố ờ ắ ừ ược là 1526 

gi /năm. Ch  đ  n ng liên quan  ờ ế ộ ắ ch tặ   ch  t i ch  đ  b c x  và tình tr ngẽ ớ ế ộ ứ ạ ạ  mây. T  tháng XII đ n tháng IV b u tr i u ám nhi u mây nên s  gi  n ng ítừ ế ầ ờ ề ố ờ ắ  

nh t trong năm ch  72,6 gi /tháng. Sang tháng V, tr i  m lên s  gi  n ng tăngấ ỉ ờ ờ ấ ố ờ ắ  lên t i 193,3 gi /tháng.ớ ờ

T c đ  gió và h ố ộ ướ ng gió

T i hạ ướng gió ch  đ o là Đông B c, Đông và hủ ạ ắ ướng Tây Nam, mùa hè 

có hướng gió ch  đ o là Đông Nam. Nh ng y u t   nh hủ ạ ữ ế ố ả ưởng đ n hế ướng gió 

là áp su t và đ c đi m đ a hình c a khu v c. T c đ  gió trung bình c  năm tấ ặ ể ị ủ ự ố ộ ả ừ 1,6 m/s  ­ 2,7 m/s

M a ư

Mùa mưa thư ng x y ra trong th i k  t  tháng VII đ n tháng X. Lờ ả ờ ỳ ừ ế ượ  ng

m a trung bình nhi u năm là 1455mm. Trong m t năm, lư ề ộ ượng m a trung bìnhư  

t  13,3 mm đ n 285,2 mm.ừ ế

B c h i ố ơ

T ng lổ ượng b c h i tháng l n nh t thố ơ ớ ấ ường r i vào tháng V đên VII. Thángơ  

có t ng lổ ượng b c h i nh  nh t là tháng I. T ng lố ơ ỏ ấ ổ ượng b c h i c  năm duy trì ố ơ ả ở 

m c trên dứ ưới 861mm

c)  Đi u ki n th y văn và đ a ch t thu  văn ề ệ ủ ị ấ ỷ [1]

­ Đ c đi m thu  văn: ặ ể ỷ

G n khu m  có 2 su i chính là Su i B c và Su i Mai v i hầ ỏ ố ố ắ ố ớ ướng song song 

v i phớ ương c u trúc; Lòng su i r ng 3ấ ố ộ 10 m, đá g c l  t t. Mùa khô các su iố ộ ố ố  

thường ít nước, mùa m a lũ nư ước ch y xi t gây tr  ng i cho đi u tra đ a ch t.ả ế ở ạ ề ị ấ

­ Đ c đi m n ặ ể ướ c m t: ặ

Trong khu v c khai thác có 2 m ng lự ạ ưới khe su i. Các su i h u h t có đố ố ầ ế ộ dài ng n (200­ 600m), chi u r ng nh  (1ắ ề ộ ỏ 3m), đ  d c khá l n (30ộ ố ớ 350). Su iố  

B c ch y qua phía nam thân qu ng theo hắ ả ặ ướng tây b c – đông nam. L u lắ ư ượ  ng

su i đo đố ược là  Qmax=30.7 L/s (11/7/2013); Qmin= 0,005 L/s. 

Lo i hình hóa h c c a nạ ọ ủ ước su i: bicacbonat natri có đ  khoáng hóa th pố ộ ấ  (0,33g/L­tr m TR.2) và pH= 6,8. Nạ ước su i có th  dùng vào m c đích sinh ho tố ể ụ ạ  

và tưới ru ng, không nên s  d ng vào m c đích ăn u ng vì k t qu  phân tích viộ ử ụ ụ ố ế ả  sinh v t cho th y lậ ấ ượng vi khu n gây b nh vẩ ệ ượt m c cho phép c a B  Y t  banứ ủ ộ ế  hành [2]

Nhìn chung các su i   khu v c khai thác đ u có l u lố ở ự ề ư ượng nh  và khôngỏ  

nh h ng t i công tác tháo khô m  khi khai thác

d) Đặc điểm quặng [1]

Hình thái khoáng v t ậ

T i khu v c khai khoáng đã phát hi n nhi u m ch qu ng g c v i t  h pạ ự ệ ề ạ ặ ố ớ ổ ợ  khoáng v t cassiterit – sulfur trong đó ph  bi n là sulfur s t, đ ng, chì, k m.ậ ổ ế ắ ồ ẽ  Hàm lượng thi c trong các m ch thay đ i 0,5 – 5.4%. Vi c t n t i khoáng v tế ạ ổ ệ ồ ạ ậ  sulfur trong qu ng thi c s  gây gi m pH c a môi trặ ế ẽ ả ủ ường nước xung quanh khu 

v c khai khoáng do trong quá trình khai khoáng và làm phong hóa các khoángự  sunfua d n đ n hình thành môi trẫ ế ường axit hóa và tăng n ng đ  ion kim lo i trongồ ộ ạ  

nước

Tr  l ữ ượ ng và tu i th  m ổ ọ ỏ

Theo quy t đ nh s  846/QĐ­HĐTLKS ngày 16/3/2012 c a h i đ ng đánhế ị ố ủ ộ ồ  giá v  vi c phê duy t tr  lề ệ ệ ữ ượng qu ng và kim lo i thi c thì tr  lặ ạ ế ữ ượng m  thi cỏ ế  

g c su i B c, xã Châu Thành, huy n Qu  H p, t nh Ngh  An nh  sauố ố ắ ệ ỳ ợ ỉ ệ ư

Theo tính toán s  b  thì tu i th  c a m  là T = 25 nămơ ộ ổ ọ ủ ỏ

Có r t nhi u phấ ề ương pháp đ  x  lý nể ử ước th i ch a kim lo i n ng nh  cácả ứ ạ ặ ư  

phương pháp hoá h c, hoá lý hay sinh h c. Song  kim lo i n ng thọ ọ ạ ặ ường là phát sinh ra t  các ngu n nh t đ nh do v y cách t t nh t là ta x  lý ngay t i ngu n gâyừ ồ ấ ị ậ ố ấ ử ạ ồ  

ô nhi m. T i các nhà máy mà nễ ạ ước th i có ch a hàm lả ứ ượng kim lo i n ng vạ ặ ượ  tquá tiêu chu n cho phép thì có th  áp d ng các quá trình x  lý nh m lo i b  kimẩ ể ụ ử ằ ạ ỏ  

lo i n ng trạ ặ ước khi th i vào môi trả ường

1.4.1.Ph ươ ng pháp k t t a hoá h c ế ủ ọ

Phương pháp này d a trên ph n  ng hoá h c gi a ch t đ a vào nự ả ứ ọ ữ ấ ư ước th iả  

v i kim lo i c n tách,   đ  pH thích h p s  t o thành h p ch t k t t a và đớ ạ ầ ở ộ ợ ẽ ạ ợ ấ ế ủ ượ  ctách kh i nỏ ước th i b ng phả ằ ương pháp l ng. ắ Phương pháp này bao g m:ồ

­ T o hydroxit c a kim lo i, kh  năng k t t a c a nó s  ph  thu c vàoạ ủ ạ ả ế ủ ủ ẽ ụ ộ  pH

­ T o ph c không tan ho c ít tan v i Clạ ứ ặ ớ ­, CO32­, SO42­, S2­…

1.4.2.Ph ươ ng pháp trao đ i ion ổ

D a trên nguyên t c c a phự ắ ủ ương pháp trao đ i ion dung ionit là nh a h uổ ự ữ  

c  t ng h p, các ch t cao phân t  có g c hydrocacbon và các nhóm ch c trao đ iơ ổ ợ ấ ử ố ứ ổ  ion. Quá trình trao đ i ion đổ ược ti n hành trong c t Cationit và Anionit. Các v tế ộ ậ  

li u nh a này có th  thay th  đệ ự ể ế ược mà không làm thay đ i tính ch t v t lý c aổ ấ ậ ủ  các ch t trong dung d ch và cũng không làm bi n m t ho c hoà tan. ấ ị ế ấ ặ

Phương pháp trao đ i ion có  u đi m là ti n hành   qui mô l n và v i nhi uổ ư ể ế ở ớ ớ ề  

lo i kim lo i khác nhau. Tuy v y l i t n nhi u th i gian, ti n hành khá ph c t pạ ạ ậ ạ ố ề ờ ế ứ ạ  

do ph i hoàn nguyên v t li u trao đ i, hi u qu  cũng không cao.ả ậ ệ ổ ệ ả

1.4.3.Ph ươ ng pháp đi n hoá ệ

Tách kim lo i b ng cách nhúng các đi n c c trong nạ ằ ệ ự ước th i có ch a kimả ứ  

lo i n ng cho dòng đi n 1 chi u ch y qua.  ng d ng s  chênh l ch đi n thạ ặ ệ ề ạ Ứ ụ ự ệ ệ ế 

gi a hai đi n c c kéo dài vào bình đi n phân đ  t o ra m t đi n trữ ệ ự ệ ể ạ ộ ệ ường đ nhị  

hướng, các ion chuy n đ ng trong đi n trể ộ ệ ường này. Các cation chuy n d ch vể ị ề cat t, các anion chuy n d ch v  an t.ố ể ị ề ố

u đi m c a ph ng pháp này là nhanh ti n l i hi u qu  x  lý cao, ít đ c

nh ng l i quá t n kém v  đi n năng.ư ạ ố ề ệ

1.4.4.Ph ươ ng pháp oxy hoá ­ kh ử

Đây là m t phộ ương pháp thông d ng đ  x  lý nụ ể ử ước th i có ch a kim lo iả ứ ạ  

n ng khi mà phặ ương pháp vi sinh không th  x  lý để ử ược. Nguyên t c c a phắ ủ ươ  ngpháp là d a trên s  chuy n t  d ng này sang d ng khác b ng s  có thêm electronự ự ể ừ ạ ạ ằ ự  

kh  ho c m t electron (oxy hoá) m t c p đử ặ ấ ộ ặ ượ ạc t o b i m t s  cho nh n electronở ộ ự ậ  

được g i là h  th ng oxy hoá ­ kh ọ ệ ố ử

1.4.5.X  lý n ử ướ c th i có ch a kim lo i n ng b ng ph ả ứ ạ ặ ằ ươ ng pháp t o ạ   Ferit

Quá trình x  lý nử ước th i có ch a kim lo i n ng b ng phả ứ ạ ặ ằ ương pháp t oạ  ferit là quá trình tinh th  hoá, t o tinh th   Feể ạ ể 3O4 t  FeSOừ 4. Trong quá trình hình thành tinh th , các ion kim lo i n ng có trong dung d ch cũng b  kéo vào, tham giaể ạ ặ ị ị  vào m ng tinh th    v  trí các nút cation. Quá trình này đạ ể ở ị ược g i là n i k t t a. ọ ộ ế ủ

Các ion kim lo i tan trong dung d ch s  b  kéo vào m ng tinh th  Sau ph nạ ị ẽ ị ạ ể ả  

ng l ng và l c l y n c trong

Các y u t   nh hế ố ả ưởng đ n quá trình hình thành tinh th  ch  y u là pH,ế ể ủ ế  nhi t đ , n ng đ  các ion kim lo i, bán kính các ion kim lo i trong dung d ch.ệ ộ ồ ộ ạ ạ ị

CH ƯƠ NG 2 – Đ I T Ố ƯỢ NG VÀ PH ƯƠ NG PHÁP NGHIÊN C U Ứ

2.1.Đ i tố ượng, m c tiêu và ph m vi nghiên c u c a đ  tàiụ ạ ứ ủ ề

2.1.1.Đôi tượng nghiên cứu của đề tài

Đ i tố ượng nghiên c u ch  y u c a đ  tài là các kim lo i n ng có m tứ ủ ế ủ ề ạ ặ ặ  trong ngu n th i ra môi trồ ả ường, xem xét m c đ  t n d  trong đ t và lan truy nứ ộ ồ ư ấ ề  trong nướ ủc c a kim lo i n ng.ạ ặ  

2.1.2.N i dung nghiên c u c a đ  tài ộ ứ ủ ề

­ Khảo sát hiện tr ng khai thác và làm giàu t i các xí nghi p khai thác vàạ ạ ệ  

ch  bi n qu ng thi c xã Châu Thành, huy n Qu  H p, t nh Ngh  An.ế ế ặ ế ệ ỳ ợ ỉ ệ

­ Xác định nguồn thải, tải lượng và đặc tính c a nủ ước thải cũng như mức độ gây ô nhiễm của nguồn thải. 

­ Quan trắc, lấy m u phân tích và đánh giá hàm lẫ ượng các kim lo i n ngạ ặ  

d c theo tuy n th i, t  đó xác đ nh nguyên nhân và con đọ ế ả ừ ị ường gây l ng đ ng, ôắ ọ  nhi m kim lo i n ng.ễ ạ ặ

­ Đề xuất các giải pháp quản lý và xử lý ô nhiễm kim loại nặng cho khu vực khảo sát

2.1.3 Ph m vi nghiên c u c a đ  tài ạ ứ ủ ề

Ph m vi nghiên c u c a đ  tài là toàn b  tuy n th i c a c  s  khai thác vàạ ứ ủ ề ộ ế ả ủ ơ ở  

ch  bi n qu ng thi c t i xã Châu Thành, huy n Qu  H p, t nh Ngh  An t  khuế ế ặ ế ạ ệ ỳ ợ ỉ ệ ừ  khai thác, làm giàu và dòng th i l ng – r n đ n c a sông Con.ả ỏ ắ ế ử

2.2 Phương pháp nghiên c u c a đ  tài ứ ủ ề

2.2.1. Ph ươ ng pháp thu th p thông tin  ậ

Đây là m t trong nh ng phộ ữ ương pháp c  b n đơ ả ược th c hi n trong quáự ệ  trình nghiên c u. Các s  li u v  ô nhi m và ch t lứ ố ệ ề ễ ấ ượng môi trường sau qua trình khai khoáng và quy trình ho t đ ng khai khoáng, làm giàu c a c  s  khai khoángạ ộ ủ ơ ở  

Vi c thu th p các thông tin này s  gi m b t th i gian cũng nh  kinh phí th cệ ậ ẽ ả ớ ờ ư ự  

hi n đ  tài. M t khác, vi c t ng quan tài li u cũng cung c p thêm nh ng hi uệ ề ặ ệ ổ ệ ấ ữ ể  

bi t v  t ng KLN trong quá trình nghiên c u; Hi u t t h n bi n pháp x  lý,ế ề ừ ứ ể ố ơ ệ ử  

gi m thi u, các phả ể ương pháp phân tích đ  t  đó có th  ch n để ừ ể ọ ược chương trình quan tr c và gi m thi u phù h p nh t.ắ ả ể ợ ấ

2.2.2.  Ph ươ ng pháp đi u tra kh o sát th c đ a ề ả ự ị

Đi u tra, kh o sát hi n tr ng khai thác và ch  bi n t i đ a phề ả ệ ạ ế ế ạ ị ương nghiên 

c u là yêu c u tiên quy t đ  có th  xây d ng đứ ầ ế ể ể ự ược m t chộ ương trình quan tr cắ  phù h p. N i dung chính trong ph n này bao g m:ợ ộ ầ ồ

­ Kh o sát toàn b  ho t đ ng khai khoáng, làm giàu, x  lý n c, khí vàả ộ ạ ộ ử ướ  

ch t r n c a c  s  khai khoáng.ấ ắ ủ ơ ở

­ Kh o sát toàn b  tuy n th i đ  ch n v  trí thu m u h p lý.ả ộ ế ả ể ọ ị ẫ ợ

­ Ch p  nh t  li u, ph ng v n và đi u tra nhanh đ i v i ng i dân vàụ ả ư ệ ỏ ấ ề ố ớ ườ  cán b  c  s  s n xu t cũng nh  đ a phộ ơ ở ả ấ ư ị ương

2.2.3.Các phương pháp quan trắc và phân tích KLN [15]

Có r t nhi u phấ ề ương pháp phân tích kim lo i n ng có th  dùng đ  xácạ ặ ể ể  

đ nh hàm lị ượng   KLN trong đ t và nấ ước, 2 nhóm phương pháp thường đượ  cdùng nh t là phấ ương pháp hóa h c (PP c  đi n) và phọ ổ ể ương pháp hóa lý (PP công 

Là phương pháp phân tích tr ng lọ ượng d a vào vi c cân kh i lự ệ ố ượng s nả  

ph m đẩ ược tách b ng ph n  ng k t t a đ  t  đó xác đ nh đằ ả ứ ế ủ ể ừ ị ược hàm lượng kim 

lo i n ng có m t trong m u.ạ ặ ặ ẫ

Nói chung, phương pháp phân tích tr ng lọ ượng là phương pháp có ph m viạ  

ng d ng r ng rãi, xác đ nh đ c nhi u ch t khác nhau tuy nhiên vi c phân tích

kim lo i n ng b ng phạ ặ ằ ương pháp này t n r t nhi u th i gian, h n n a đ i v iố ấ ề ờ ơ ữ ố ớ  các kim lo i n ng có n ng đ  th p thì phạ ặ ồ ộ ấ ương pháp này cho k t qu  kém chínhế ả  xác

Các ph ươ ng pháp hóa lý

Các phương pháp hóa lý hi n đang đệ ượ ử ục s  d ng nhi u là: phề ương pháp quang, phương pháp đi n hóa và phệ ương pháp tách/ s c kýắ

Ph ươ ng pháp quang

Các   phương   pháp   quang   được   s   d ng   đ   phân   tích   kim   lo i   n ngử ụ ể ạ ặ  

thường là tr c quang, AAS, AES, AES – MS, AAS – MS. Đ c đi m chung c aắ ặ ể ủ  các phương pháp quang là th c hi n nhanh, thu n l i, đ  nh y, đ  chính xácự ệ ậ ợ ộ ạ ộ  cao có th  phát hi n các nguyên t  v t t  10ể ệ ố ế ừ ­6 mol/L đ n 10ế ­12 mol/L; tuy nhiên 

vi c s  d ng các máy móc trong phân tích quang đòi h i ngệ ử ụ ỏ ười th c hi n cóự ệ  chuyên môn cao, h n n a giá thành cao cũng là m t h n ch  trong vi c sơ ữ ộ ạ ế ệ ử 

d ng r ng rãi các phụ ộ ương pháp quang

Ph ươ ng pháp đi n hóa ệ

Các phương pháp đi n hóa đệ ượ ử ục s  d ng đ  phân tích kim lo i n ng baoể ạ ặ  

g m: phồ ương pháp c c ph  dòng m t chi u, phự ổ ộ ề ương pháp von – ampe hòa tan, ngoài ra còn phương pháp von – ampe hòa tan xung vi phân (DP – ASV). Tươ  ng

t  nh  phự ư ương pháp quang, phương pháp đi n hóa có th  xác đ nh đệ ể ị ược nhi uề  kim lo i n ng, đ  chính xác lên đ n 10ạ ặ ộ ế ­9 mol/L. Tuy nhiên, vi c áp d ng phệ ụ ươ  ng

pháp này cũng g p nhi u h n ch  do giá thành phân tích cao, quy trình phân tíchặ ề ạ ế  

đ i h i nhi u kinh nghi m đ  tránh sai s  trong quá trình phân tích.ỏ ỏ ề ệ ể ố

Ph ươ ng pháp tách / s c ký ắ

Các phương pháp trao đ i, chi t (ph c c  – kim), s c ký trao đ i ion đ uổ ế ứ ơ ắ ổ ề  

là nh ng phữ ương pháp thu c dòng phộ ương pháp tách / s c ký. Phắ ương pháp này 

có giá thành d ng c  th p h n tuy nhiên đ  chính xác không b ng 2 phụ ụ ấ ơ ộ ằ ương pháp trên       (t m 0,01 mmol/L), h n n a, quy trình phân tích cũng đòi h i nhi uầ ơ ữ ỏ ề  công đo n.ạ

2.2.4.Ph ươ ng pháp l y và b o qu n m u ấ ả ả ẫ

Đây là phương pháp b t bu c ph i có và ph i th c hi n m t cách nghiêmắ ộ ả ả ự ệ ộ  túc trong quá trình làm đ  tài, vi c l y m u và phân tích m u s  cho ra các k tề ệ ấ ẫ ẫ ẽ ế  

qu  tr c quan ph n ánh ch t lả ự ả ấ ượng môi trường   khu v c nghiên c u. H n chở ự ứ ạ ế 

vi c x y ra sai sót trong quá trình này n u không s   nh hệ ả ế ẽ ả ưởng đ n k t quế ế ả nghiên c u.ứ

 Quy trình l y m u ấ ẫ

­ M u s  đẫ ẽ ượ ấc l y d c theo tuy n th i c a c  s  khai thác qu ng thi c.ọ ế ả ủ ơ ở ặ ế

­ Do toàn b  tuy n th i dài kho ng 5km và có các đo n u n lộ ế ả ả ạ ố ượn, g p khúcấ  nên các v  trí l y m u đị ấ ẫ ược ch n theo hình 1 và b ng 3 trên c  s  các đ c đi mọ ả ơ ở ặ ể  

c a dòng th i. M u đủ ả ẫ ượ ấc l y b t đ u t  đi m x  th i đ u tiên (sau h  th ng xắ ầ ừ ể ả ả ầ ệ ố ử lý) cho đên chân c u N m Tôn khi nầ ậ ước th i t  su i ch y vào sông Con.ả ừ ố ả

­ M c nự ướ ạc t i các v  trí l y m u khá nông (43 cm – 66 cm) nên vi c l y m uị ấ ẫ ệ ấ ẫ  

ch  c n th c hi n tr c ti p   đ  sâu ~ 20cm.ỉ ầ ự ệ ự ế ở ộ

­ S  d ng chai nh a PE đ  thu m u nử ụ ự ể ẫ ước. Đ  thu m u tr m tích nghiên c uể ẫ ầ ứ  thì s  dung b  d ng c  l y m u tr m tích nhãn hi u “Wildconsin hand corer”ử ộ ụ ụ ấ ẫ ầ ệ  

ti n hành l y m u bùn   t ng m t ngay t i các v  trí l y m u nế ấ ẫ ở ầ ặ ạ ị ấ ẫ ướ Đặt d ng cc.  ụ ụ vào đáy trầm tích và móc giữ phần đầu vào máy. Sau đó cuộn và kéo tự do để thu hồi mẫu. Ngay khi ống được kéo lên, van rung sẽ bịt kín đáy của ống lấy mẫu. Ống này nằm dọc theo đáy và dài từ 50­75 cm dưới nước

 V  trí l y m u ị ấ ẫ

2 lo i m u nạ ẫ ước và tr m tích đầ ược thu   các v  trí nh  sauở ị ư

Đi m x  th i đ u tiên sau quá trình khai thác, ch  bi n và x  lý c aể ả ả ầ ế ế ử ủ  

c  s  s n xu t.ơ ở ả ấ

Các m u ti p theo đẫ ế ượ ấc l y d c theo Su i B c ra đ n c a sông Conọ ố ắ ế ử  

đ  xác đ nh m c đ  lan truy n và l ng đ ng KLN. ể ị ứ ộ ề ắ ọ

B ng 4 ả  : Đ a đi m các v  trí l y m u ị ể ị ấ ẫ

TT Đ a đi m l y m uị ể ấ ẫ Ký hi uệ

T1 Đi m x  th i đ u tiên ra môi trể ả ả ầ ường N1, Đ1

 C  th  là thêm 2ml HNOụ ể 3 đ c/L(đ a pH < 2) đ i v i các kim lo i Cu, Pb, Zn,ặ ư ố ớ ạ  

Fe, Mn và As. Thêm 1ml HNO3 và 1mg K2Cr2O7 trên 1L nước đ i v i Hg. Riêngố ớ  

Sn s  đẽ ược b o qu n b ng cách thêm 2ml HCl (đ a pH < 2) đ  ti n hành phânả ả ằ ư ể ế  tích thi c t ng s ế ổ ố

­ Các m u nẫ ước sau khi đượ ọc l c và b o qu n thì cho vào h p có ch a đá l nhả ả ộ ứ ạ  

đ  h n ch  sai s  trong quá trình phân tích. Gi a các bình ch a m u có m t l pể ạ ế ố ữ ứ ẫ ộ ớ  

x p m ng đ  ngăn c n s  va đ p gây v  bình trong quá trình v n chuy n vố ỏ ể ả ự ậ ỡ ậ ể ề phòng thí nghi m. T i phòng thí nghi m trệ ạ ệ ước khi phân tích thì ti n hành b oế ả  

qu n m u   tả ẫ ở 0 ≤ 40C. Th i gian t n l u m u t i đa là 1 tháng.ờ ồ ư ẫ ố

V  trí l y m u đị ấ ẫ ược th  hi n trong s  đ  dể ệ ơ ồ ưới đây :

Hình 1 : B n đ  các v  trí l y m u ả ồ ị ấ ẫ

Khu nhµ ë Khu V¨n phßng

Xëng tuyÓn

       Hình 2 : S  đ  các v  trí l y m u ơ ồ ị ấ ẫ

2.2.5.Nghiên c u trong phòng thí nghi m [20] ứ ệ

Vì m c tiêu nghiên c u c a lu n văn là s  lan truy n c a kim lo i n ngụ ứ ủ ậ ự ề ủ ạ ặ  trong nước và s  l ng đ ng trong đ t /tr m tích nên các nghiên c u trong phòngự ắ ọ ấ ầ ứ  thí nghi m t p trung ch  y u vào quá trình ti n x  lý m u và quy trình phân tích.ệ ậ ủ ế ề ử ẫ  

Đ  có để ược m u cho quá trình phân tích b ng AAS, các m u ph i đẫ ằ ẫ ả ược chuy nể  sang tr ng thái hòa tan.ạ

­ Đ i v i kim lo i n ng trong m u nố ớ ạ ặ ẫ ước: Sau khi b o qu n thì ti n hành phânả ả ế  tích tr c ti p.ự ế

­ Đ i v i kim lo i n ng trong m u tr m tích c n ph i ti n hành phá m u trố ớ ạ ặ ẫ ầ ầ ả ế ẫ ướ  ckhi phân tích

Trong nghiên c u này l a ch n phứ ự ọ ương pháp phân tích AAS đ  ti n hànhể ế  phân tích hàm lượng kim lo i n ng do phạ ặ ương pháp này có đ  chính xác cao, cóộ  

kh  năng phân tích đả ược nhi u kim lo i n ng khác nhau và giá c  tề ạ ặ ả ương đ i phùố  

h p cho phân tích hàng lo t. Đ i v i quy trình phá m u đã s  d ng phợ ạ ố ớ ẫ ử ụ ương pháp 

c a USEPA 3015 (SMEWW 3030 K) v i lò vi sóng UNI 8300 – Analytical. Đây làủ ớ  

phương pháp x  lý m u hi n đ i, làm gi m đáng k  th i gian x  lý m u, khôngử ẫ ệ ạ ả ể ờ ử ẫ  

b  m t m u và phá đị ấ ẫ ươc tri t đ  Có th  cùng m t lúc x  lý đệ ể ể ộ ử ược nhi u m u. ề ẫ

2.2.5.1. Danh m c thi t b , hóa ch t c n thi t cho nghiên c u ụ ế ị ấ ầ ế ứ

Đ  ph c v  cho công tác nghiên c u và phân tích trong phòng thí nghi m thì cácể ụ ụ ứ ệ  thi t b , d ng c  và hóa ch t sau c n đế ị ụ ụ ấ ầ ược chu n b ẩ ị

B ng 6 ả  . Danh m c các hóa ch t c n cho nghiên c u ụ ấ ầ ứ

phá m u và phân tích đẫ ược ti n hành t i phòng phân tích ch t lế ạ ấ ượng môi trường, trung tâm y t  d  phòng Ngh  An.ế ự ệ

2.2.5.2. Ph ươ ng pháp phá m u và phân tích [20] ẫ

Nh m đ t đ c đ  chính xác cao nh t v i vùng n ng đ  xác đ nh c a KLNằ ạ ượ ộ ấ ớ ồ ộ ị ủ  

n m trong kho ng ppm – ppb và phù h p v i đi u ki n kinh t  c a h c viên caoằ ả ợ ớ ề ệ ế ủ ọ  

h c cũng nh  trang thi t b  hi n có, lu n văn đã l a ch n ph ng pháp phá m u  tọ ư ế ị ệ ậ ự ọ ươ ẫ ướ  trên thi t b  USEPA 3015 (SMEWW 3030 K) v i lò vi sóng UNI 8300 – Analyticalế ị ớ  

và k  thu t phân tích ph  h p th  nguyên t  (AAS) đ  xác đ nh hàm l ng kim lo iỹ ậ ổ ấ ụ ử ể ị ượ ạ  

n ng.ặ

Ph ươ ng pháp phá m u ẫ

Các mẫu trầm tích ngay sau khi thu th p t i các v  trí đã l a ch n, ậ ạ ị ự ọ được sàng qua lưới có kích thướ ỗc l  2mm để loại bỏ đá, rễ cây và các tạp chất. Phần sau sàng được b o qu n l nh và đ a v  phòng thí nghi mả ả ạ ư ề ệ , rồi ti n hành hongế  khô t  nhiên   nhi t đ  xung quanh 30ự ở ệ ộ oC trong không khí thoáng s ch, không cóạ  các khí nh  Hư 2S, NH3, HCl…và nghiền nh  m u.ỏ ẫ  Sau đó tr n th t đ u, vun thànhộ ậ ề  

đ ng hình nón dùng  thố ước hình ch  th p làm b ng gi y nhôm đ  chia thành 4ữ ậ ằ ấ ể  

ph n; l y 2 ph n đ i di n l i tr n đ u và l p l i quá trình trên cho đ n khi thuầ ấ ầ ố ệ ạ ộ ề ặ ạ ế  

đượ ược l ng cân mong mu n đ  ti n hành phá m u và phân tích.ố ể ế ẫ  Ph n đ t c a haiầ ấ ủ  

đường chéo còn l i đạ ượ b o qu n trong các túi nilon, h p nh a có ghi nhãn mácc  ả ả ộ ự  

c n th n và b o qu n   n i thoáng, s chẩ ậ ả ả ở ơ ạ , ho c t t nh t cho vào bình hút  m đặ ố ấ ẩ ể dùng khi c n ki m tra QA/QC.ầ ể

Các m u tr m tích/đ t và nẫ ầ ấ ước sau khi thu th p theo đúng yêu c u kậ ầ ỹ thu t và chậ ương trình quan tr c đã xây d ng đắ ự ược axit hóa b ng 5ml HNOằ 3 đ cặ  (hàm lượng kim lo i n ng < 0,000001%), 1ml Hạ ặ 2SO4 đ c. N u m u có ch a ch tặ ế ẫ ứ ấ  

h u c  thì thêm Hữ ơ 2O2 cho đ n khi hòa tan h t. Riêng Hg s  thêm 8ml HNOế ế ẽ 3 đ cặ  

và 24 ml HCl. Sau khi axit hóa m u ph i đẫ ả ượ ắc đ u vc l ề à để yên ít nhất trong 5 phút. Đóng chặt nút bình và đặt chai vào lò vi sóng UNI 8300 – Analytical đ  pháể  

m u theo  đi u ki n sau: ẫ ề ệ

Sau khi phân h y xong, m u đủ ẫ ượ ọc l c n u ch a c n và l u gi  trong cácế ứ ặ ư ữ  

ng phân h y có dung tích 50ml đ  đ a phân tích trên máy đo quang ph  h p th

nguyên t  AAS. Các nguyên t  đử ố ược phân tích là: As, Hg, Cu, Pb, Zn, Fe, Sn, Mn

Trước khi ti n hành phân tích thì ta ph i chu n b  m u tr ng và m uế ả ẩ ị ẫ ắ ẫ  chu n theo t ng nguyên t  đ  xây d ng đẩ ừ ố ể ự ường chu n cho quá trình phân tích.ẩ

+ M u tr ng: S  d ng m t lẫ ắ ử ụ ộ ượng nướ ấ ươc c t t ng  ng v i t ng nguyên tứ ớ ừ ố 

và ti n hành axit hóa m u tr ng nh  v i m u phân tích.ế ẫ ắ ư ớ ẫ

+ M u chu n: Chu n b  m t dãy dung d ch chu n làm vi c theo t ngẫ ẩ ẩ ị ộ ị ẩ ệ ừ  nguyên t  b ng cách pha loãng dung d ch chu n g c theo kho ng làm vi c nhố ằ ị ẩ ố ả ệ ư sau

B ng 7. Danh m c các m u chu n làm vi c theo t ng nguyên t ả ụ ẫ ẩ ệ ừ ố

Riêng xác đ nh As b ng cách chuy n sang d ng AsHị ằ ể ạ 3  r i đ a vào  ngồ ư ố  phân h y trên ng n l a Acetylen và không khí. ủ ọ ử

Khi phân tích Fe và Mn thì thêm 25 ml dung d ch canxi vào 100 ml m uị ẫ  (bao g m c  m u tr ng và m u chu n).ồ ả ẫ ắ ẫ ẩ

Ti n hành phân tích m u theo đúng th  tế ẫ ứ ự

­ M u tr ng.ẫ ắ

­ M u chu n đ  xây d ng đẫ ẩ ể ự ường chu n.ẩ

­ M u phân tích.ẫ

Sau khi cho m u phân tích vào máy thì ti n hành đi u ch nh máy theo thôngẫ ế ề ỉ  

s  tùy thu c t ng lo i nguyên t  đ  ti n hành phân tích.ố ộ ừ ạ ố ể ế

B ng 8. Thông s  đi u ch nh máy theo t ng nguyên t ả ố ề ỉ ừ ố

TT Nguyên 

tố

Bướ  csóng (nm)

Độ 

r ngộ  khe sáng (nm)

Chế 

độ đèn

Cườn

g độ dòng đèn (mA)

Chi uề  cao burner (mm)

Khí

T c đố ộ 

b mơ  khí nén (L/phút)