Tài liệu đánh giá hiện trạng và đề xuất phương án xử lý ô nhiễm chì trong đất tại làng nghề tái chế chì thôn đông mai, xã chỉ đạo, huyện văn lâm, tỉnh hưng yên

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN --------------------- TRẦN THỊ DUNG ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG VÀ ĐỀ XUẤT PHƯƠNG ÁN XỬ LÝ Ô NHIỄM CHÌ TRONG ĐẤT TẠI LÀNG NGHỀ TÁI CHẾ CHÌ THÔN ĐÔNG MAI, XÃ CHỈ ĐẠO, HUYỆN VĂN LÂM, TỈNH HƯNG YÊN Chuyên ngành: Khoa học môi trường Mã số: 60440301 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS. Lưu Đức Hải Hà Nội - 2014 LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành luận văn này, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới PGS.TS. Lưu Đức Hải, người đã hướng dẫn tôi tận tình, chu đáo và tạo mọi điều kiện để tôi hoàn thành tốt luận văn. Tôi xin gửi lời cảm ơn tới các Thầy, Cô giáo trường Đại học Khoa học Tự nhiên – Đại học Quốc gia Hà Nội đã truyền đạt những kiến thức quý giá cho tôi trong suốt thời gian học tập tại trường. Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành tới cô Dương Thị Tơ – Giám đốc Trung tâm Môi trường và Phát triển cộng đồng, và các đồng nghiệp đã tạo điều kiện giúp đỡ tôi trong suốt quá trình học và thực hiện luận văn này. Tôi cũng xin gửi lời cảm ơn chân thành tới lãnh đạo UBND xã Chỉ Đạo; lãnh đạo và toàn thể người dân thôn Đông Mai đã giúp đỡ tôi rất nhiều trong suốt quá trình làm việc tại địa phương. Cuối cùng tôi xin chân thành cảm ơn người thân, bạn bè, gia đình đã động viên và giúp đỡ tôi trong suốt quá trình học và thực hiện luận văn. Hà Nội, tháng 11 năm 2014 Người thực hiện Trần Thị Dung MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN DANH MỤC BẢNG BIỂU DANH MỤC HÌNH VẼ, BIỂU ĐỒ MỞ ĐẦU ................................................................................................................ 1 Chương 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU ................................................................... 4 1.1. Tình hình ô nhiễm chì trên Thế giới và ở Việt Nam ....................................... 4 1.1.1. Tình hình ô nhiễm chì trên Thế giới .......................................................... 4 1.1.2. Tình hình ô nhiễm chì ở Việt Nam ............................................................. 6 1.2. Ảnh hưởng và tác hại của chì đến sức khỏe con người ................................... 8 1.2.1. Đường xâm nhập chì vào cơ thể................................................................ 8 1.2.2. Sự phân bố, tích lũy và đào thải chì .......................................................... 9 1.2.3. Tác động của chì đến sức khỏe con người ................................................. 9 1.3. Ắc quy chì - axit ........................................................................................... 14 1.3.1. Giới thiệu chung về ắc quy chì - axit ....................................................... 14 1.3.2. Thực trạng tái chế ắc quy chì phế thải ở Việt Nam .................................. 18 1.4. Các biện pháp kỹ thuật xử lý đất ô nhiễm chì ............................................... 19 1.4.1. Phương pháp vật lý ................................................................................. 19 1.4.2. Phương pháp hóa học ............................................................................. 20 1.4.3 . Phương pháp sinh học ........................................................................... 21 1.5. Điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội và hoạt động sản xuất tái chế chì ở làng nghề Đông Mai ................................................................................................... 22 1.5.1. Điều kiện tự nhiên................................................................................... 22 1.5.2. Đặc điểm kinh tế - xã hội ........................................................................ 24 1.5.3. Hoạt động sản xuất tái chế chì ................................................................ 26 Chương 2: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ...................... 31 2.1. Đối tượng nghiên cứu................................................................................... 31 2.2. Phương pháp nghiên cứu .............................................................................. 31 2.2.1. Phương pháp kế thừa .............................................................................. 31 2.2.2. Phương pháp điều tra, khảo sát .............................................................. 31 2.2.3. Phương pháp phỏng vấn sâu trực tiếp .................................................... 32 2.2.4. Phương pháp bản đồ, biểu đồ ................................................................. 32 2.2.5. Phương pháp quan trắc .......................................................................... 32 2.2.6. Phương pháp xử lý số liệu ...................................................................... 40 Chương 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ........................................................... 41 3.1. Hiện trạng ô nhiễm chì trong đất tại làng nghề Đông Mai ............................ 41 3.1.1. Kết quả phân tích hàm lượng chì trong đất vườn .................................... 41 3.1.2. Đánh giá mức độ ô nhiễm chì trong đất vườn ở Đông Mai ..................... 42 3.2. Các nguồn gây phơi nhiễm chì ở Đông Mai ................................................. 44 3.2.1. Phơi nhiễm từ các hoạt động tái chế chì trong khu dân cư ...................... 44 3.2.2. Phơi nhiễm từ các hoạt động tái chế chì trong CCN làng nghề ............... 45 3.2.3. Phơi nhiễm từ các hoạt động khác .......................................................... 46 3.3. Các giải pháp xử lý ô nhiễm chì trong đất .................................................... 46 3.3.1. Các giải pháp công nghệ và kỹ thuật ...................................................... 46 3.3.2. Các giải pháp quản lý ............................................................................. 49 3.3.3. Một số giải pháp khác............................................................................. 54 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ............................................................................. 55 TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................... 58 DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1: Mức chì máu ảnh hưởng đến sức khỏe khi nhiễm độc cấp tính ................. 11 Bảng 2: Mức chì máu ảnh hưởng đến sức khỏe khi nhiễm độc mãn tính ................ 12 Bảng 3: Phân loại ắc quy axít kiểu hở và ắc quy axít kiểu kín khí .......................... 16 Bảng 4: Số người đi học năm 2012-2013 ............................................................... 26 Bảng 5: Mô tả vị trí lấy mẫu đất để so sánh phương pháp ...................................... 34 Bảng 6: Kết quả đo hàm lượng chì trong đất theo phương pháp AAS và XRF ....... 41 DANH MỤC HÌNH VẼ, BIỂU ĐỒ Hình 1: Tác động của chì đến sức khỏe con người ................................................. 10 Hình 2: Cấu tạo của ắc quy chì - axit ..................................................................... 14 Hình 3: Sơ đồ thiết bị xử lý ô nhiễm đất bằng điện phân ........................................ 21 Hình 4: Bản đồ xã Chỉ Đạo, huyện Văn Lâm, tỉnh Hưng Yên ................................ 23 Hình 5: Sơ đồ công nghệ phá dỡ bình ắc quy hỏng thu hồi phế liệu ....................... 29 Hình 6: Bản đồ tọa độ các vị trí lấy mẫu ................................................................ 33 Hình 7: Sơ đồ nguyên tắc cấu tạo của máy quang phổ hấp thụ nguyên tử .............. 38 Hình 8: Nguyên lý hoạt động của máy XRF .......................................................... 38 Hình 9: Cấu tạo của máy XRF Model α-4000 ........................................................ 39 Hình 10: Mối tương quan tuyến tính giữa hai phương pháp đo AAS và XRF ........ 42 Hình 11: Bản đồ ô nhiễm chì trong đất vườn ở Đông Mai ..................................... 42 Hình 12: Biểu đồ kết quả đo hàm lượng chì trong đất tại 253 hộ gia đình trong thôn Đông Mai .............................................................................................................. 43 Hình 13: Mức độ ô nhiễm chì trong đất vườn ở Đông Mai .................................... 44 Hình 14: Sơ đồ công nghệ tái chế chì giảm thiểu ô nhiễm môi trường ................... 48 MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của đề tài Các làng nghề truyền thống ở Việt Nam đã và đang có nhiều đóng góp cho GDP của đất nước nói chung và đối với nền kinh tế nông thôn nói riêng. Tuy nhiên, ở hầu hết các làng nghề hoạt động sản xuất đều phát triển theo cơ chế tự phát, quy mô hộ gia đình, công nghệ sản xuất lạc hậu, do đó đã tạo ra vấn đề ô nhiễm môi trường, ảnh hưởng trực tiếp đến sức khỏe của người lao động, của cộng đồng dân cư sinh sống trong làng nghề. Năm 2003, Thủ tướng Chính phủ ban hành Quyết định số 64/2003/QĐ-TTg về việc phê duyệt “Kế hoạch xử lý triệt để các cơ sở gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng”, trong đó có làng nghề tái chế chì Đông Mai. Theo quyết định này, đến hết năm 2007 làng nghề phải hoàn thành việc xử lý ô nhiễm môi trường, thực hiện di dời hoạt động tái chế chì ra khỏi khu dân cư, xây dựng hệ thống xử lý chất thải. Nhưng cho đến nay, việc xử lý vẫn chưa được thực hiện một cách hoàn thiện. Đông Mai nằm ở vị trí trung tâm của huyện Văn Lâm, tỉnh Hưng Yên với dân số khoảng 2.600 người (637 hộ gia đình). Sau khi nghề đúc đồng truyền thống bị mất thị trường, từ những năm 1970, làng Đông Mai chuyển sang nghề tái chế chì từ các bình ắc quy hỏng của các phương tiện xe cộ như xe motor và xe máy. Công việc tái chế chì được thực hiện ngay tại các hộ gia đình, thay cho ở các xưởng sản xuất tập trung. Theo số liệu thống kê, trong các năm sau năm 2000, làng nghề có hàng trăm xưởng tái chế chì hoạt động trong khu dân cư. Trên thực tế, sự phát triển của làng nghề Đông Mai đã góp phần quan trọng vào việc phát triển kinh tế của địa phương; bởi ngoài việc tăng thêm thu thập cho người dân, còn giải quyết việc làm cho hàng nghìn lao động. Cùng với sự phát triển đó, làng nghề Đông Mai cũng đã tạo ra vấn đề ô nhiễm môi trường nước và đất khá nghiêm trọng. Nhằm mục đích tập trung các hoạt động tái chế chì và di dời các hộ sản xuất ra khỏi làng Đông Mai, Ủy ban nhân dân (UBND) tỉnh Hưng Yên ban hành Quyết định số 491/QĐ-UB ngày 27/2/2010 về việc xây dựng “Cụm công nghiệp xã Chỉ Đạo”. Thực hiện Quyết định này, phần lớn các hộ tái chế chì đã 1 chuyển vào Cụm công nghiệp (CCN), giảm thiểu nguồn ô nhiễm chì ở trong làng. Tuy nhiên, vẫn còn một số cơ sở tư nhân đang thực hiện các hoạt động phá dỡ bình và nấu luyện chì ngay trong khu vực dân cư, gây ô nhiễm môi trường và ảnh hưởng lớn đến sức khỏe và đời sống của người dân địa phương. Từ những lý do trên, việc nghiên cứu “Đánh giá hiện trạng và đề xuất phương án xử lý ô nhiễm chì trong đất tại làng nghề tái chế chì thôn Đông Mai, xã Chỉ Đạo, huyện Văn Lâm, tỉnh Hưng Yên” là rất cấp thiết, nhằm giảm thiểu nguy cơ phơi nhiễm chì cho cộng đồng dân cư sinh sống trong làng nghề. 2. Mục tiêu - Có được thông tin khoa học đầy đủ về hiện trạng ô nhiễm chì tại làng nghề Đông Mai, đặc biệt là ô nhiễm chì trong đất. - Có được các giải pháp kỹ thuật xử lý đất ô nhiễm chì, cũng như các giải pháp tăng cường năng lực phòng chống và giảm thiểu tác động ô nhiễm cho người dân địa phương, cải thiện môi trường địa phương. 3. Nhiệm vụ - Thu thập, xử lý và phân tích các tài liệu về các đặc điểm cơ bản về tự nhiên cũng như kinh tế - xã hội của địa bàn nghiên cứu. Tìm hiểu cụ thể hiện trạng sản xuất của làng nghề và xác định các yếu tố ảnh hưởng tới môi trường đất của làng nghề; - Tiến hành lấy mẫu đất của một số hộ gia đình trong làng Đông Mai và phân tích hàm lượng chì có trong các mẫu đất này theo phương pháp hóa học; - Tiến hành khảo sát và đo hàm lượng chì trong đất tại toàn bộ các hộ gia đình còn đất, chưa bê tông hóa hoàn toàn trong làng Đông Mai bằng máy phân tích nhanh XRF model α-4000; - Phân tích, đánh giá hiện trạng ô nhiễm chì trong đất tại làng nghề Đông Mai, từ đó đưa ra các giải pháp về công nghệ và kỹ thuật để xử lý ô nhiễm chì trong đất, cũng như các các giải pháp quản lý nhằm giảm thiểu phơi nhiễm chì cho người dân địa phương, cải thiện môi trường làng nghề. 2 4. Kết quả chính đã đạt được - Đánh giá được thực trạng ô nhiễm chì trong đất của các hộ gia đình trong làng Đông Mai. Đồng thời xác định cụ thể các nguồn gây phơi nhiễm chì, ảnh hưởng trực tiếp đến sức khỏe của cộng đồng dân cư. Đó là cơ sở quan trọng giúp ích cho việc đề xuất các giải pháp giảm thiểu ô nhiễm chì ở làng nghề Đông Mai; - Đề xuất được một số giải pháp giảm thiểu ô nhiễm chì phù hợp với đặc điểm của làng nghề bao gồm các giải pháp về công nghệ và kỹ thuật xử lý đất ô nhiễm chì; các giải pháp về quản lý môi trường làng nghề và một số giải pháp khác nhằm giảm thiểu phơi nhiễm chì cho người dân địa phương như chế độ ăn uống, vệ sinh sạch sẽ,… 5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài - Các kết quả nghiên cứu của đề tài là tài liệu tham khảo có giá trị cho công tác quản lý môi trường của làng nghề Đông Mai; - Việc nghiên cứu lý luận gắn với thực tiễn của vùng nhằm hướng tới những giải pháp mang tính khả thi sẽ có những ý nghĩa đáng kể cho định hướng quy hoạch làng nghề nhằm bảo vệ môi trường; góp phần vào việc bảo vệ sức khỏe cộng đồng. - Qua đề tài này, học viên sẽ tích lũy thêm được nhiều kiến thức cũng như bài học kinh nghiệm có liên quan đến việc quản lý môi trường làng nghề, các giải pháp công nghệ xử lý ô nhiễm chì trong đất, cũng như các phương pháp nghiên cứu khoa học,… 6. Cấu trúc của luận văn Nội dung chính của luận văn gồm 3 chương: - Chương 1: Tổng quan tài liệu - Chương 2: Đối tượng và phương pháp nghiên cứu - Chương 3: Kết quả và thảo luận 3 Chương 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1. Tình hình ô nhiễm chì trên Thế giới và ở Việt Nam 1.1.1 .Tình hình ô nhiễm chì trên Thế giới Viện Blacksmith – Hoa Kỳ, một tổ chức nghiên cứu môi trường quốc tế có trụ sở tại New York (Mỹ), đã công bố danh sách 10 thành phố thuộc 8 nước được coi là ô nhiễm nhất thế giới năm 2006, trong đó có thành phố Haina, ở Cộng hòa Dominica (Châu Phi), nơi chuyên tái chế ắc quy chì. Năm 2000, Bộ trưởng Bộ Tài nguyên và Môi trường Dominica đã xác định Haina là một điểm nóng quốc gia về ô nhiễm chì với hàm lượng chì trong đất lớn hơn 1000 lần so với tiêu chuẩn cho phép của Mỹ. Hơn 90% dân số của Haina có hàm lượng chì trong máu cao, nồng độ trung bình của chì trong máu của cư dân ở đây là 60 µg/dL (tiêu chuẩn nồng độ chì cho phép trong máu của Mỹ là 10 µg/dL). Ước tính có khoảng 300.000 người bị ảnh hưởng trực tiếp từ khu vực bị ô nhiễm chì. Theo Liên Hợp Quốc, dân số của Haina được coi là có mức nhiễm chì cao nhất trên thế giới [31]. Đồng thời, Viện Blacksmith và một Tổ chức phi chính phủ của Indonesia đã tiến hành điều tra, xác định hàm lượng chì trong đất tại các khu vực của làng nghề Cinangka, phía tây Java, Indonesia, là nơi chuyên tái chế và nấu luyện chì từ các bình ắc quy chì axit. Kết quả cho thấy nhiều địa điểm có hàm lượng chì trong đất lớn hơn 200.000 ppm, cao gấp 500 lần so với tiêu chuẩn cho phép của Mỹ [23]. Ở các khu vực luyện kim, vùng khai thác chì thì hàm lượng chì trong đất khoảng 1500 µg/g, cao gấp 15 lần so với mức độ bình thường như khu vực xung quanh nhà máy luyện kim ở Galena, Kansas (Mỹ), hàm lượng chì trong đất 7600 µg/g. Hàm lượng chì trong bùn, cống rãnh ở một số thành phố công nghiệp ở Anh dao động từ 120 µg/g - 3000 µg/g (Berrow và Webber, 1993), trong khi tiêu chuẩn cho phép tại đây là không quá 1000 µg/g [ 25]. Tại La Oroya - một thành phố khai thác mỏ của Peru gần như 100% trẻ em ở đây có hàm lượng chì trong máu vượt mức cho phép của tất cả các loại tiêu chuẩn trên thế giới. Còn ở Kabwe (Zambia) các mỏ khai thác và lò nấu chì đã ngừng hoạt động từ lâu, nhưng nồng độ chì ở đây vẫn ở mức khủng khiếp. Tính trung bình thì 4 trẻ em ở Kabwe có nồng độ chì cao gấp 10 lần mức cho phép của Cơ quan bảo vệ môi trường Mỹ và có thể gây tử vong. Khi các chuyên gia Mỹ lấy mẫu máu của trẻ em tại Kabwe để phân tích, các thiết bị của họ trục trặc liên tục vì mọi chỉ số đều vượt ngưỡng tối đa [4]. Tại Norilsk (Nga) các cơ sở khai thác và chế biến kim loại đã thải ra môi trường một lượng lớn các kim loại nặng vượt giới hạn cho phép, khu vực này là nơi có các tổ hợp luyện kim lớn nhất thế giới với hơn 4 triệu tấn Cd, Cu, Pb, Ni, As, Se và Sn được khai thác mỗi năm [4]. Thiên Anh, Trung Quốc là một thành phố công nghiệp, Thiên Anh chiếm khoảng hơn một nửa sản lượng chì của Trung Quốc. Thứ kim loại độc hại này ngấm vào nước và đất trồng của Thiên Anh và ngấm vào máu trẻ em sinh ra tại đây. Đó có thể là nguyên nhân dẫn tới việc các em nhỏ ở Thiên Anh có chỉ số IQ thấp. Qua kiểm tra, lúa mỳ trồng ở Thiên Anh chứa hàm lượng chì cao gấp 24 lần chuẩn của Trung Quốc [9]. Kabwe, Zambia khi các mỏ chì lớn được phát hiện gần Kabwe năm 1902, Zambia là một thuộc địa của Anh, và có rất ít quan tâm tới ảnh hưởng của kim loại độc hại với người dân nơi đây. Đáng buồn thay, tình trạng này tới nay hầu như không được cải thiện. Và cho dù công việc khai thác, chế biến chì không còn hoạt động nhưng mức ô nhiễm ở Kabwe là rất lớn. Tính trung bình, mức nhiễm chì ở trẻ em cao hơn chuẩn cho phép của Cơ quan Bảo vệ môi trường Mỹ từ 5-10 lần, và có thể thậm chí còn cao hơn mức gây tử vong. Song cũng có một tia hy vọng khi Ngân hàng Thế giới gần đây đã thông báo một dự án làm sạch môi trường trị giá 40 triệu USD cho thành phố [10]. Ở Châu Á là một trong những nơi có tình trạng ô nhiễm kim loại nặng cao trên thế giới, trong đó đặc biệt là Trung Quốc với hơn 10% đất bị ô nhiễm chì, tại Thái Lan theo Viện Quốc tế quản lý nước thì 154 ruộng lúa thuộc tỉnh Tak đã nhiễm chì cao gấp 94 lần so với tiêu chuẩn cho phép. Tuy vậy, tại các nước phát triển vẫn phải đối mặt với tình trạng ô nhiễm mà các ngành công nghiệp khác gây ra [10]. 5 1.1.2. Tình hình ô nhiễm chì ở Việt Nam Những năm 90 trở lại đây, quá trình công nghiệp hóa và cơ giới hóa nhanh cùng với sự phát triển của các làng nghề, nền kinh tế của Việt Nam đã có bước nhảy vọt đáng kể. Đi kèm với sự phát triển kinh tế đó là nguy cơ ô nhiễm môi trường, đặc biệt tại các thành phố lớn và các làng nghề tái chế kim loại. Do đó, vấn đề nghiên cứu về môi trường trở nên cấp thiết, đặc biệt là sự ô nhiễm kim loại nặng đang thu hút sự quan tâm của các nhà quản lý, các nhà khoa học cũng như toàn cộng đồng Ảnh hưởng của làng nghề tái chế kim loại đã làm tăng đáng kể hàm lượng chì trong đất, thậm chí có nơi đã bị ô nhiễm. Theo nghiên cứu của Phạm Văn Khang và cộng sự (2004), hàm lượng chì trong đất nông nghiệp tại khu vực tái chế chì ở thôn Đông Mai, huyện Văn Lâm, tỉnh Hưng Yên như sau: 14,29% số mẫu nghiên cứu có hàm lượng chì là 100 - 200 mg/kg; 9,25% số mẫu đất có hàm lượng chì từ 200 - 300 mg/kg; 18,5% số mẫu đất có hàm lượng Pb từ 300 - 400 mg/kg; 9,25% số mẫu có hàm lượng Pb từ 400 - 500 mg/kg; 9,25% số mẫu có hàm lượng Pb từ 500 - 600 mg/kg; 18,05% số mẫu có hàm lượng Pb từ 600 - 700 mg/kg; 4,76% có hàm lượng chì từ 900 - 1000 mg/kg và 4,76% số mẫu có hàm lượng Pb lớn hơn 1000 mg/kg (trong tổng số 21 mẫu phân tích). Như vậy, 100% số mẫu phân tích có hàm lượng Pb vượt quá tiêu chuẩn cho phép [10]. Cũng theo tác giả Lê Văn Khoa và cộng sự (2003), ô nhiễm môi trường đất tập trung ở các làng nghề tái chế kim loại [11]. Nghiên cứu ở khu vực khai thác và chế biến kẽm - chì làng Hích - Tân Long Thái Nguyên, Đặng Thị An và cộng sự (2008) cho thấy: hàm lượng Pb trong bãi thải cao nhất (5,3.103 - 9,2.103 ppm), tiếp đến là bãi liền kề (164 - 904 ppm), đất vườn nhà dân (27,9 - 35,8 ppm), bãi thải cũ (1,1.103 - 13.103 ppm), đất ruộng lúa cách bãi thải cũ (1271 - 3953 ppm), vườn nhà dân gần bãi thải cũ (230 - 360 ppm). Như vậy, theo TCVN 7209:2002 (>70 ppm) thì hầu hết các điểm đã bị ô nhiễm Pb, riêng khu vực vườn nhà dân gần bãi thải mới chưa bị ô nhiễm. Tuy nhiên cũng cần có giải pháp xử lý kịp thời. 6 Cũng theo nghiên cứu của Đặng Thị An và cộng sự (2008) tại xã Chỉ Đạo thu được kết quả về hàm lượng Pb tổng số trong đất ở các ruộng lúa là từ 964 ppm đến 7070 ppm, vượt xa hơn 100 lần so với TCVN 7209:2002 (70 ppm). Chỉ tính riêng lượng Pb dễ tiêu trong đất thì cũng đã vượt TCVN (Pb dễ tiêu từ 103 đến 757 ppm). Còn tại các ruộng rau muống thì hàm lượng Pb tổng số trong đất từ 700 ppm đến 3500 ppm. Do đất bị ô nhiễm Pb quá nặng nên hàm lượng Pb được cây hấp thụ cũng rất cao. Theo tác giả thì Pb trong gạo từ 1,9 ppm đến 4,2 ppm, so với tiêu chuẩn của Hội đồng Châu Âu (EC, 2001) đối với ngũ cốc là 0,2 ppm thì gạo thí nghiệm đều vượt xa ngưỡng an toàn. Theo tính toán thì nếu ăn gạo thu được từ những ruộng trên thì chỉ qua gạo thôi một người đã tiêu thụ lượng Pb cao hơn mức an toàn 7 lần/ngày. Và nếu ăn rau muống hay dùng rau muống để nuôi lợn thì nguy cơ bị ngộ độc Pb và các bệnh do Pb gây ra sẽ càng gia tăng [1]. Nghiên cứu của Hồ Thị Lam Trà (2005) cho thấy: hàm lượng Pb tổng số trong đất phục vụ nông nghiệp chịu ảnh hưởng của các làng nghề đúc đồng và tái chế kẽm tại xã Đại Đồng, huyện Văn Lâm, tỉnh Hưng Yên rất cao, dao động từ 51,2 - 313,0 mg/kg, trong đó có nhiều mẫu >200 mg/kg [20]. Theo tác giả Nguyễn Thị Lan Hương (2006) khi nghiên cứu về hàm lượng kim loại nặng ở các khu công nghiệp ngoại thành Hà Nội với 15 mẫu đất nghiên cứu có hàm lượng chì trong đất dao động từ 8,36 đến 93,39 mg/kg. Trong đó có 6 mẫu bị ô nhiễm Pb với hàm lượng Pb trong đất là 75,39; 75,73; 78,03; 79,74; 88,02; 93,39, đó là 3 mẫu đất lấy gần đường cao tốc Thăng Long - Nội Bài và đường cao tốc số 5; 2 mẫu lấy tại bãi rác Kiêu Kị - Gia Lâm và bãi rác Nam Sơn - Sóc Sơn; 1 mẫu lấy tại Tiên Dương - Đông Anh nơi có nhà máy sản xuất pin và phân sinh học. Nguyên nhân dẫn đến tích tụ Pb trong đất tại các điểm trên chính là do hoạt động giao thông, do quá trình chôn lấp rác lâu dài và do trong chất thải có hàm lượng Pb lớn nên đã dẫn đến tích đọng hàm lượng chì trong đất [8]. Kết quả nghiên cứu của Lê Đức và cộng sự (2003) về môi trường đất vùng đồng bằng sông Hồng, ở khu vực nhà máy Pin Văn Điển hàm lượng Pb trong các nguồn nước thải là 0,012 mg/lít, trong đất là 30,737 mg/kg so với đối chứng là 7 18,240 mg/kg ; khu vực Hanel, Pb trong nước thải là 0,560 mg/lít, trong đất là 23,070 mg/kg so với đối chứng là 13,650 mg/kg; khu vực nhà máy Phả Lại, Pb trong nước thải là 0,013 mg/lít, trong đất là 2,320 mg/kg và đối chứng là 2 mg/kg. Đặc biệt tại làng nghề thì hàm lượng chì trong nước thải và đất tăng cao và mức ô nhiễm (TCVN, 2002): ở làng nghề Phùng Xá, Pb trong nước thải là 5,2 mg/lít, trong đất là 304,59 mg/kg còn đối chứng là 30,76 mg/kg; ở làng nghề xã Chỉ Đạo, Pb trong nước là 3,278 mg/lít, trong đất là 273,63 mg/kg so với đối chứng là 35,11 mg/kg [6]. 1.2. Ảnh hưởng và tác hại của chì đến sức khỏe con người 1.2.1. Đường xâm nhập chì vào cơ thể Chì xâm nhập vào cơ thể qua nhiều đường: a. Đường hô hấp Đây là con đường quan trọng nhất, các loại bụi chì ở dạng muối, oxit chì hoặc hơi khói chì khi hít vào phổi được hấp thụ toàn bộ. Hấp thụ chì qua đường hô hấp phụ thuộc vào kích thước của các hạt bụi chứa chì được hít và lượng hạt bụi đọng lại trong phổi (chiếm khoảng 30-50% tổng số hạt bụi) và phụ thuộc vào dung tích cũng như tốc độ thông khí của phổi. Sự tồn đọng các hạt bụi chứa chì ở trong đường hô hấp của trẻ em cao hơn người lớn từ 1,6-2,7 lần. Trên 90% lượng chì chứa trong hạt bụi đọng lại trong phổi được hấp thụ vào máu [17]. b. Đường tiêu hóa Chì và các dẫn xuất chuyển thành clorua, một loại muối có khả năng hấp thụ qua niêm mạc ruột để đi vào cơ thể. Nhiễm độc chì qua đường tiêu hóa còn do: theo đường ăn hàng ngày, hút thuốc, ăn uống khi tay bẩn có dính chì, ăn uống ngay tại nơi làm việc, bụi chì đọng vào thực phẩm, thiếu vệ sinh cá nhân [29]. Người lớn hấp thụ từ 10-15% lượng chì thâm nhập vào đường tiêu hóa, nhưng trẻ em hấp thụ đến hơn 50%. Khả năng hấp thụ chì qua đường tiêu hóa phụ thuộc vào yếu tố thức ăn và dạng hoá học của chì. Mức độ hấp thụ chì tăng lên đáng kể ở những người có chế độ ăn thiếu canxi, sắt, phốt pho hoặc kẽm [17]. Khi thâm nhập vào đường tiêu hoá, khoảng 30% lượng chì có trong bụi, 17% lượng chì có trong các mẩu sơn, 50% chì có trong thức ăn và nước uống được hấp thụ 8 vào cơ thể. c. Đường da Chì hữu cơ tan được trong mỡ nên có thể hấp thụ vào cơ thể khi tiếp xúc qua da. Ngược lại, chì vô cơ hấp thụ qua da rất ít, chỉ hấp thụ qua da khi bụi chì dính vào vùng da bị tổn thương [3]. 1.2.2. Sự phân bố, tích lũy và đào thải chì Chì được phân bố chủ yếu ở máu, mô mềm và xương. Phần lớn (99%) lượng chì máu được kết hợp với hồng cầu, 50% lượng chì trong hồng cầu liên kết với hemoglobin. Chu kỳ bán phân hủy sinh học của chì máu là 25 - 28 ngày, sau đó chì máu sẽ cân bằng với các thành phần khác. Có một phần nhỏ chì trong huyết thanh, lượng chì này cân bằng với lượng chì trong mô mềm. Lượng chì chứa trong thận tăng lên cùng với tuổi. Một số lượng lớn chì được giữ lại trong xương, chiếm khoảng 95% tổng lượng chì trong cơ thể người lớn, 73% tổng lượng chì trong cơ thể trẻ em [28]. Chì xuất hiện trong xương sẽ chiếm chỗ của canxi. Nó được tích luỹ ở đây một cách tạm thời, bộ xương như là “con thuyền” bảo vệ các cơ quan khác khi sự tích luỹ chì mãn tính diễn ra. Đồng thời nó là nguồn tái phục hồi và tiếp tục gây nhiễm độc sau khi kết thúc phơi nhiễm với chì [17]. Mặc dù chì được đào thải ra ngoài bằng một số đường (bao gồm cả mồ hôi, móng và tóc), nhưng chỉ có đường tiết niệu và tiêu hoá là có tầm quan trọng thực sự. Khoảng 75% chì hấp thụ vào cơ thể được đào thải ra ngoài qua nước tiểu, 25% đào thải qua phân. Nhìn chung chì được đào thải ra ngoài cơ thể một cách chậm chạp, nên tích luỹ chì trong cơ thể con người diễn ra một cách dễ dàng [30]. 1.2.3. Tác động của chì đến sức khỏe con người Trong các chất ô nhiễm môi trường thì chì là một trong những kim loại nặng, có độc tính cao và rất nguy hiểm đối với cơ thể con người. Chì và các hợp chất của nó là loại độc chất đa tác dụng, tác động lên toàn bộ các cơ quan và hệ cơ quan, những tổn thương đặc biệt nặng xuất hiện trong hệ thống tạo máu, hệ tim mạch và thần kinh và hệ tiêu hoá. Bộ Y tế Nga xếp chì cùng với asen, thuỷ ngân, cadimi, kẽm, flo vào nhóm độc chất gây ô nhiễm môi trường nguy hiểm loại 1 [3]. 9 Hình 1: Tác động của chì đến sức khỏe con người Khi bị nhiễm độc chì tùy thuộc vào liều lượng chì tiếp xúc, có thể gây nhiễm độc cấp tính hoặc nhiễm độc mãn tính. a. Nhiễm độc cấp tính: Trẻ em có nồng độ chì trong máu vượt quá 80 µg/100ml, thường kèm đau bụng, kích thích sau đó li bì ngủ lịm, chán ăn, nhợt nhạt (do thiếu máu) mất phối hợp vận động, nói líu nhíu không rõ. Trẻ có thể lên cơn co giật mê man gọi hỏi không biết gì và chết do não bị phù nề và suy thận trong những trường hợp rất nặng. Ở người lớn, trưởng thành, triệu chứng nhiễm độc thường xuất hiện khi nồng độ chì 10 vượt quá 80 µg/100ml trong thời gian một tuần và biểu hiện như đau bụng, đau đầu, cáu gắt kích thích, đau các khớp, mệt mỏi, thiếu máu, viêm dây thần kinh vận động ngoại biên, trí nhớ kém và mất khả năng tập trung tư tưởng [3]. Bảng 1: Mức chì máu ảnh hưởng đến sức khỏe khi nhiễm độc cấp tính Ảnh hưởng đến sức khỏe Mức chì máu (µg/dl) Trẻ em tử vong >125 Tổn thương não và thận + Người lớn + Trẻ em >100 >80 Tổn thương đường tiêu hóa + Người lớn >60 + Trẻ em >60 b. Nhiễm độc mãn tính: Trẻ em có nồng độ chì trong máu từ 30 µg/100ml máu trở lên, người lớn nếu tiếp xúc kéo dài và nồng độ chì trong máu thấp hơn, có khi từ 7-35 µg/100ml sẽ tác hại đến cơ quan tạo máu. Hệ thần kinh: bệnh não do chì, thần kinh ngoại biên. Thận: tổn thương ống thận, xơ hóa kẽ lan tỏa quanh ống thận, bệnh thận tính không hồi phục. Tiêu hóa: cơn đau bụng chì. Tim mạch: động mạch thận biến đổi, xơ hóa; tăng huyết áp, viêm cơ tim. Sinh sản: trẻ đẻ non, chết yểu, giảm khả năng sinh sản ở nam giới. Nội tiết: suy giảm chức năng tuyến giáp, thượng thận [3]. 11 Bảng 2: Mức chì máu ảnh hưởng đến sức khỏe khi nhiễm độc mãn tính Ảnh hưởng đến sức khỏe Mức chì máu (µg/dl) Thiếu máu: + Người lớn 50-80 + Trẻ em 40-70 Thần kinh trung ương, dẫn truyền thần kinh, ảnh hưởng khả năng nghe 10-30 Chức năng sinh sản: + Giảm số lượng tinh trùng 40-50 + Mẹ mang thai: đẻ non, ảnh hưởng phát triển trí tuệ trẻ em 10-15 Giảm IQ ở trẻ em 10-50 Trẻ em là đối tượng có nguy cơ cao nhất đối với nhiễm độc chì, đặc biệt là trẻ em từ 0-6 tuổi do đặc điểm sinh lý và hành vi của trẻ khác với người lớn: hệ thống thần kinh của trẻ em rất nhạy cảm đối với tác động của chì, đường tiêu hoá cũng như cơ chế bảo vệ chưa hoàn thiện làm cho chì dễ dàng hấp thu vào máu, trẻ hay có thói quen cho tay hoặc các đồ dùng vào miệng, trẻ em hay bị rối loạn tiêu hoá và rối loạn nồng độ canxi và sắt trong cơ thể. Ngoài ra trẻ em còn hít thở ở tầng không khí sát mặt đất nên có nhiều bụi và ôxít chì hơn so với tầng trên [33]. Nguồn gốc chì thâm nhập vào cơ thể trẻ em là: (1) chì chứa trong bụi qua tay và các vật nhiễm bẩn; (2) chì từ không khí; (3) chì trong nước ăn uống; (4) chì trong thức ăn, đặc biệt là đồ hộp và hoa quả. Trong một số báo cáo về giảm sức nghe của trẻ em, thần kinh thính giác cũng được đề cập như một điểm đích gây độc của chì. Phân tích kết quả điều tra Dinh dưỡng và Bệnh tật lần thứ II ở Mỹ, người ta nhận thấy chì máu có mối tương quan (có ý nghĩa) với sức nghe tại tất cả các mức từ 5 tới 45 μg/dl ở trẻ 4-19 tuổi. Trong đó ngưỡng nghe của những em có mức chì máu là 20 μg/dl tăng từ 10-20% so với những em có mức chì máu là 4 μg/dl [30]. 12 Các nghiên cứu ở trẻ em cho thấy chỉ số IQ (Intelligence quotient) giảm khoảng 5 điểm ở mức chì máu là 50-70 g/dl, giảm 1-2 điểm ở mức chì máu từ 1530 g/dl. Nghiên cứu những trẻ em từ khi sinh đến 7 tuổi ở vùng Port Pirie (gần với khu vực luyện chì ở Australia) cho thấy nồng độ chì máu có liên quan nghịch đến chỉ số IQ ở tất cả các lứa tuổi từ 2 trở lên. Ở 2 tuổi, chỉ số thông minh giảm 1,6 điểm nếu nồng độ chì máu tăng lên 10 g/dl. Ở 6 tuổi, chỉ số thông minh giảm 7,2 điểm nếu nồng độ chì máu tăng từ 10-30 g/dl và ở 7 tuổi thì chỉ số này giảm 4,4-5,3 điểm với mức tăng chì máu tương tự [32]. Sử dụng một bộ thử nghiệm để xác định chỉ số IQ và kết quả học tập của trẻ em thành phố Boston, Bellinger và cộng sư (1992) đã nhận thấy rằng nếu nồng độ chì trong máu tăng lên 10 g/dl (từ 1-25 g/dl) thì chỉ số IQ của trẻ 24 tháng tuổi giảm 5,8 điểm, thành tích học tập của trẻ em 10 tuổi giảm 8,9 điểm. Stiles và Bellinger (1993) nhận thấy thiếu hụt điểm số IQ có thể liên quan đến một vài chỉ số hoạt động thần kinh tâm lý [15]. Lanphear B.P. và cộng sự (2005) khi tổng hợp số liệu từ 1.333 trẻ em từ khi sinh đến 5 và 10 tuổi trong 7 nghiên cứu cộng đồng nhận thấy chỉ số IQ giảm 6,9 điểm khi mức chì máu tăng từ 2,4 đến 30 g/dl. Khi mức chì máu tăng từ 2,4-10 g/dl; 10-20 g/dl; 20-30 g/dl thì chỉ số IQ giảm tương đương là 3,9 điểm; 1,9 điểm và 1,1 điểm. Họ đã kết luận rằng phơi nhiễm chì trong môi trường có liên quan với thiểu năng trí tuệ [15]. Cùng với giảm chỉ số IQ, người ta nhận thấy trẻ em bị nhiễm độc chì giảm khả năng chú ý, rối loạn chức năng ngôn ngữ, rối loạn khả năng tiếp nhận các chương trình giáo dục và khả năng thích nghi với môi trường nhà trường [17]. Vấn đề thấm nhiễm chì nhiều khi nằm ngoài sự chú ý của các bác sĩ. Chỉ khi phát hiện trẻ học tập kém, có các vấn đề về khả năng chú ý hoặc vận động thiếu sự chính xác (đặc trưng cho tác động lên thần kinh của chì với nồng độ thấp) thì cha mẹ học sinh mới đưa trẻ đến bác sĩ khám bệnh, khi đó nhiễm độc chì mới được phát hiện. 13 Ở trẻ em, rối loạn hệ thống tiêu hoá xuất hiện ở mức chì lớn hơn hoặc bằng 60 g/dl. Các triệu chứng rối loạn tiêu hoá bao gồm đau bụng, táo bón, co thắt, buồn nôn, nôn, chán ăn và giảm cân. Các triệu chứng cũng có khả năng xuất hiện ở 50% trẻ em có mức chì máu 20-45 g/dl [3]. Mối liên quan thuận giữa mức chì máu và tỷ lệ sâu răng đã được báo cáo ở một số nghiên cứu dịch tễ học. Nghiên cứu ở 251 trẻ em từ 9-12 tuổi nhận thấy rằng những trẻ em có nồng độ chì trong lớp men răng cao thì có tỷ lệ sâu răng cao hơn những trẻ em có nồng độ chì trong men răng thấp. Đối với trẻ em từ 5-17 tuổi, nếu mức chì máu tăng lên 5g /dl thì nguy cơ sâu răng cao gấp gần 2 lần [32]. 1.3. Ắc quy chì - axit 1.3.1. Giới thiệu chung về ắc quy chì - axit a. Định nghĩa Ắc quy chì - axit là một thiết bị điện hóa, dùng để biến đổi năng lượng dưới dạng điện năng thành hóa năng (khi nạp) và ngược lại biến hóa năng thành điện năng (khi phóng). b. Công dụng Ắc quy chì - axit dùng để cung cấp năng lượng điện cho các phụ tải khi động cơ không làm việc hoặc cung cấp điện cho motor khởi động và hệ thống đánh lửa khi đang khởi động động cơ. c. Cấu tạo Hình 2: Cấu tạo của ắc quy chì - axit 14 - Bình ắc quy được chia thành nhiều ngăn, thông thường là 6 ngăn. Mỗi ngăn ắc quy đơn cho điện áp đầu ra là 2V. như vậy, nếu đem đấu nối tiếp cả 6 ngăn với nhau ta sẽ có bộ nguồn ắc quy là 12V. - Vỏ bình ắc quy được chế tạo bằng vật liệu cứng có tính chịu axit, chịu nhiệt, do đó mà người ta đúc bằng nhựa cứng hoặc ebonite. Phía trong vỏ bình có các vách ngăn để tạo thành các ngăn riêng biệt, mỗi ngăn riêng biệt gọi là ắc quy đơn. Dưới đáy bình ta làm hai yếm đỡ bản cực, mục đích là để các bản cực tỳ lên đó, tránh bị ngắn mạch khi trong đáy bình có lắng đọng các cặn bẩn. - Bản cực được làm từ hợp kim chì và antimony, trên mặt bản cực có ngắn các xương dọc và xương ngang để tăng độ cứng vững và tạo ra các ô cho chất hoạt tính bám trên bản cực. Nếu bản cực dương thì chất hoạt tính để phủ vào khung ô trên bản cực là PbO2. Nếu bản cực âm thì hoạt tính được sử dụng là Pb xốp. Khi ắc quy hoạt động chất hoạt tính tham gia đồng thời vào các phản ứng hóa học càng nhiều càng tốt, do đó để tăng bề mặt tiếp xúc của các chất hoạt tính với dung dịch điện phận, người ta chế tạo chất hoạt tính có độ xốp, đồng thời đem ghép những tấm cực cùng tên song song với nhau thành một chùm cực ở trong mỗi ngăn của ắc quy đơn. Chùm bản cực dương và chùm bản cực âm được lồng xen kẽ nhau nhưng giữa hai bản cực khác tên lại được đặt thêm một tấm lá cách, tấm lá cách được làm từ chất cách điện để cách điện giữa hai bản cực như nhựa xốp, thủy tinh hay gỗ. - Phần nắp của ắc quy để che kín những bộ phận bên trong bình, ngăn ngừa bụi và các vật khác từ bên ngoài rơi vào bên trong bình, đồng thời giữ cho dung dịch điện phân không bị tràn ra ngoài. Trên nắp bình có các lỗ để đổ và kiểm tra dung dịch điện phân, các lỗ này được nút kín bằng các nút có lỗ thông hơi nhỏ. Ở một số loại ắc quy lỗ thông hơi được chế tạo riêng biệt. Để đảm bảo về độ kín của bình ắc quy, xung quanh mép của nắp ắc quy và xung quanh các lỗ cực đầu ra, người ta thường chát nhựa chuyên dụng. - Dung dịch điện phân trong ắc quy thường là hỗn hợp axit sunfuric H2SO4 được pha chế theo tỷ lệ nhất định với nước cất. 15