Báo cáo tổng kết đề tài KHCN cấp Bộ
1
Mã sỗ: B2009.TN01.11
ĐẶT VẤN ĐỀ
Ô nhiễm môi trường (ÔNMT) đang là vấn đề mang tính chất toàn cầu.
Môi trường ô nhiễm có ảnh hưởng nghiêm trọng đến sức khoẻ và cuộc sống của
con người. Vì vậy việc tìm h0iểu nguyên nhân, cũng như việc tìm ra những giải
pháp nhằm bảo vệ và cải thiện chất lượng môi trường sống là việc làm cần thiết,
có ý nghĩa thiết thực đang được cả nhân loại quan tâm.
Trong quá trình phát triển kinh tế - xã hội, rất nhiều ngành, nghề phải sử
dụng đến hóa chất với số lượng ngày càng nhiều và chủng loại ngày càng phong
phú, trong đó có nhiều loại hoá chất là độc hại, nguy hiểm có khả năng gây ra
những ảnh hưởng xấu đối với môi trường, sinh vật và sức khoẻ con người. Trên
thực tế, sự ô nhiễm hóa chất thải đã gây ra những thảm hoạ với qui mô lớn và
ảnh hưởng lâu dài tới con người. Ví dụ như: Sự cố rò rỉ hoá chất MIC tại nhà
máy sản xuất thuốc trừ sâu Carbide tại Bhopal Ấn Độ, vụ cháy công ty hoá chất
Sandoz-Đức, thảm họa chất độc Dioxin ở Việt Nam…[14].
Chúng ta đã biết đến các loại chất thải gây ÔNMT như chất thải công
nghiêp, nông nghiệp, y tế, sinh hoạt… song những nghiên cứu về chất thải
phòng thí nghiệm (PTN) chung phục vụ hoạt động đào tạo và nghiên cứu khoa
học có ảnh hưởng đến môi trường và sinh vật ra sao thì vẫn ít được quan tâm
nghiên cứu. Phòng thí nghiệm chung là một cụm từ chỉ hệ thống các phòng thí
nghiệm phục vụ đào tạo, nghiên cứu khoa học của các cơ sở đào tạo như đại
học, cao đẳng, trung học chuyên nghiệp, trường dạy nghề….thuộc các lĩnh vực
sinh học, hoá học, vật lý, môi trường, y học, nông nghiệp, lâm nghiệp…
Số lượng PTN chung ở nước ta ngày càng tăng, hàng năm mỗi PTN có thể
sử dụng đến hàng trăm loại hoá chất, có những loại lên đến hàng kg (hay vài lít)
thậm chí còn cao hơn nữa đặc biệt ở các PTN lớn. Ước tính mỗi năm tại một cơ
sở đào tạo có phòng thí nghiệm, hàng nghìn lượt sinh viên, học viên, nghiên cứu
Lương Thị Hồng Vân
VIỆN KHSS-ĐHTN
Báo cáo tổng kết đề tài KHCN cấp Bộ
2
Mã sỗ: B2009.TN01.11
sinh và các nhà khoa học đến đây làm thí nghiệm phục vụ cho các dự án, đề tài
nghiên cứu khoa học công nghệ. Song điều đáng nói là ở nước ta hiện nay, đa số
chất thải PTN, nhất là chất thải PTN của trường học không được xử lí mà được
đổ trực tiếp ra môi trường nơi dân cư sinh sống hoặc nơi sản xuất ra nông sản
thực phẩm dùng cho người. Mặc dù về lượng thì chất thải nói chung và nước
thải PTN nói riêng là không lớn nhưng lại chứa nhiều chất độc hại như kim loại
nặng (KLN), các chất gây đột biến, gây ung thư…, đặc biệt là với thời gian sử
dụng PTN thường xuyên, lâu dài thì chất thải PTN rất có thể sẽ tích luỹ ngày
càng nhiều và tiềm ẩn là một trong những nguy cơ gây ÔNMT.
Thái Nguyên là tỉnh có nhiều trường đại học, cao đẳng, trung học chuyên
nghiệp,các trung tâm nghiên cứu, trường dạy nghề…. Có những trường đại học
đã hoạt động được trên 40 năm, nước thải PTN của các cơ sở này đều theo hệ
thống cống. rãnh đổ ra ngoài môi trường. Thậm chí, tại một số phòng thí
nghiệm, nước thải được đổ trực tiếp vào ao nuôi thuỷ sản hoặc theo mương vào
ruộng lúa, ruộng rau…. Liệu những thực phẩm khai thác từ những ao, ruộng hay
vườn này có đảm bảo chất lượng dinh dưỡng vốn có và đạt các tiêu chuẩn về vệ
sinh an toàn thực phẩm hay không đang còn là một câu hỏi chưa có lời đáp. Đã
có một vài tác giả nghiên cứu và cho biết rằng thực vật (rau thực phẩm) và các
loại động vật thuỷ sinh (dùng làm thực phẩm cho người) được trồng, nuôi xung
quanh khu vực có PTN chung hoạt động có sự tồn lưu KLN cao hơn TCCP và
cao hơn nhóm đối chứng (trồng và nuôi ở khu vực không có PTN chung) [46].
Như vậy, nước thải PTN chung có phải là nguyên nhân trực tiếp gây
những ảnh hưởng này hay không cần có cơ sở khoa học làm bằng chứng để trả
lời một cách thỏa đáng và chặt chẽ. Vì lý do đó, chúng tôi tiến hành đề tài
“Nghiên cứu nước thải phòng thí nghiệm chung ảnh hưởng đến chất lượng,
độ an toàn của thực phẩm là động vật, thực vật thí nghiệm” nhằm góp phần
tìm ra bằng chứng khoa học cho việc kết luận có hay không ảnh hưởng của nước
Lương Thị Hồng Vân
VIỆN KHSS-ĐHTN
Báo cáo tổng kết đề tài KHCN cấp Bộ
3
Mã sỗ: B2009.TN01.11
thải PTN chung đến chất lượng và độ an toàn của thực phẩm được nuôi trồng
trong khu vực kề cận các cơ sở thí nghiệm.
Mục tiêu nghiên cứu:
Đánh giá thực nghiệm sự ảnh hưởng của nước thải phòng thí nghiệm
chung trong một số cơ sở giáo dục đại học tại thành phố Thái nguyên đến chất
lượng và độ an toàn của thực phẩm là thực vật và động vật thuỷ sinh.
Nội dung nghiên cứu:
1. Xác định tính chất, thành phần của nước thải các PTN chung, đặc biệt
chú ý đến các thành phần chất thải độc hại cho môi trường như kim loại nặng, vi
sinh vật gây bệnh...;.
2. Nghiên cứu ảnh hưởng của nước thải PTN chung đến sự sinh trưởng và
một số chỉ tiêu về chất lượng và độ an toàn của thực phẩm thực vật thí nghiệm như
cây chè và cây rau cải trắng;
3. Nghiên cứu ảnh hưởng của nước thải PTN chung đến sự sống, chất
lượng dinh dưỡng và độ an toàn của thực phẩm là động vật thủy sinh thí nghiệm
như cá, ốc, trai;
4. Đề xuất một số giải pháp nhằm giảm thiểu tác hại của chất thải phòng
thí nghiệm chung đến môi trường xung quanh.
Lương Thị Hồng Vân
VIỆN KHSS-ĐHTN
Báo cáo tổng kết đề tài KHCN cấp Bộ
4
Mã sỗ: B2009.TN01.11
Phần 1
TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1. VÀI NÉT VỀ TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU SỰ Ô NHIỄM NƯỚC TẠI VIỆT NAM
VÀ TRÊN THẾ GIỚI
1.1.1. Khái niệm về ô nhiễm môi trường và ô nhiễm nước
Ô nhiễm môi trường (ÔNMT) là tình trạng môi trường bị ô nhiễm bởi
các chất hoá học, sinh học… gây ảnh hưởng đến sức khoẻ con người và các cơ
thể khác. Các dạng ÔNMT chính là:
- Ô nhiễm không khí do việc xả khói chứa bụi và các chất hoá học vào
bầu không khí.
- Ô nhiễm nước xảy ra khi nước bề mặt chảy qua rác thải sinh hoạt, nước rác
công nghiệp, các chất ô nhiễm trên mặt đất rồi thấm xuống nước ngầm.
- Ô nhiễm đất xảy ra khi đất bị nhiễm các chất hoá học độc hại (hàm
lượng vượt quá giới hạn thông thường) do các hoạt động chủ động của con
người như khai thác khoáng sản, sản xuất công nghiệp, sử dụng phân bón hoá
học hoặc thuốc trừ sâu quá nhiều,… hoặc do bị dò dỉ từ các thùng chứa ngầm.
- Ô nhiễm tiếng ồn do tiếng ồn của xe cộ, máy bay, tiếng ồn công nghiệp,
và dạng ô nhiễm phóng xạ.
Ô nhiễm nước là sự thay đổi theo chiều hướng xấu đi các tính chất vật lý,
hoá học, sinh học của nước với sự xuất hiện các chất lạ ở thể lỏng, rắn làm cho
nguồn nước trở nên độc hại đối với con người và sinh vật.
Xét về tốc độ lan truyền và qui mô ảnh hưởng thì ô nhiễm nước là vấn đề
đáng lo ngại hơn ô nhiễm đất. Theo Tổ chức Y tế thế giới (WHO) thì ô nhiễm
nguồn nước là nguyên nhân gây tử vong lớn nhất trong số các vấn đề về môi
trường [67].
1.1.2. Nguyên nhân gây ô nhiễm nước
- Đối với nước bề mặt:
Lương Thị Hồng Vân
VIỆN KHSS-ĐHTN
Báo cáo tổng kết đề tài KHCN cấp Bộ
5
Mã sỗ: B2009.TN01.11
Khi nghiên cứu về thành phần và chất lượng nước bề mặt, Theo WHO đã
đưa ra cách phân loại và nguyên nhân các loại nhiễm bẩn nước như sau:
+ Nước nhiễm bẩn do vi trùng, vi rút và các chất hữu cơ gây bệnh. Nguồn
nhiễm bẩn này có trong các chất thải của người và động vật, trực tiếp hoặc gián
tiếp đi vào nguồn nước. Hậu quả là các bệnh truyền nhiễm như tả, thương hàn,
lỵ… sẽ lây lan thông qua môi trường nước, ảnh hưởng đến sức khoẻ cộng đồng.
+ Nhiễm bẩn nước do các chất hữu cơ phân huỷ từ động thực vật và các
chất thải trong nông nghiệp. Các chất thải này tuy không trực tiếp gây bệnh
nhưng lại là môi trường tốt cho các vi trùng, vi rút hoạt động và chính từ chỗ đó
mà bệnh tật lây lan thông qua môi trường nước.
+ Nhiễm bẩn do các chất thải công nghiệp, chất thải rắn có chứa các chất độc
hại của các cơ sở công nghiệp như phenol, xyanua, crom, cadimi, chì, kẽm… Các
chất này tích tụ dần trong nguồn nước và gây ra những tác hại lâu dài.
+ Nguồn ô nhiễm dầu mỏ và các sản phẩm của dầu mỏ trong quá trình
khai thác, sản xuất, chế biến và vận chuyển làm ô nhiễm nặng nguồn nước bề
mặt và gây trở ngại lớn trong công nghệ xử lý nước bề mặt.
+ Nhiễm bẩn nước do các chất tẩy rửa tổng hợp trong sinh hoạt và trong
công nghiệp tạo ra ngày càng nhiều các chất hữu cơ không có khả năng phân
huỷ sinh học cũng gây ảnh hưởng ô nhiễm đến nguồn nước bề mặt.
+ Các chất phóng xạ từ các cơ sở sản xuất và sử dụng phóng xạ như các
nhà máy sản xuất phóng xạ, các bệnh viện, các cơ sở nghiên cứu và công nghiệp
có thể là vô tình hay cố ý mà các cơ sở này vẫn là những nơi gây ô nhiễm phóng
xạ cho các nguồn nước lân cận.
+ Các hoá chất bảo vệ thực vật với tác dung là dùng để phòng chống
sâu bọ, côn trùng, nấm…giúp ích cho nông nghiệp, nó còn mang lại tác hại
là gây ô nhiễm cho các nguồn nước, nhất là khi chúng không được sử dụng
đúng mức.
Lương Thị Hồng Vân
VIỆN KHSS-ĐHTN
Báo cáo tổng kết đề tài KHCN cấp Bộ
6
Mã sỗ: B2009.TN01.11
+ Các hoá chất hữu cơ tổng hợp được sử dụng rộng rãi trong các nghành
công nghiệp như chất dẻo, dược phẩm, vải sợi… cũng là một nguồn gây ô nhiễm
đáng kể cho môi trường nước, đặc biệt những chất bền nước và rất khó tách ra
khỏi môi trường nước.
+ Các hoá chất vô cơ nhất là các chất dùng làm phân bón cho nông nghiệp
như các hợp chất phôtphat, nitrat… là nguồn dinh dưỡng cho quá trình phì
dưỡng, làm ô nhiễm môi trường nước.
+ Một nguồn nước thải đáng kể từ các nhà máy nhiệt điện tuy không gây ô
nhiễm trầm trọng nhưng cũng làm giảm chất lượng nước bề mặt với nhiệt độ quá
cao của nó.
Tóm lại nguyên nhân chủ quan gây ô nhiễm môi trường nước mặt là do tác
động trực tiếp hay gián tiếp của con người, ngoài ra chất lượng nước mặt còn
chịu ảnh hưởng của các yếu tố khách quan như địa hình, thời tiết…[38].
- Đối với nước ngầm:
Khác với nước bề mặt, nguồn nước ngầm thường có chất lượng tốt hơn
nước mặt. Trong nước ngầm không có các hạt keo,các hạt cặn lơ lửng, không
chứa rong tảo, chỉ tiêu vi sinh vật tốt hơn nước mặt. Chất lượng nước ngầm chủ
yếu chịu ảnh hưởng của điều kiện địa tầng, thời tiết, các quá trình phong hoá và
sinh hoá trong khu vực.
So với nước mặt thì nước ngầm ít chịu ảnh hưởng tác động của con người
hơn, song nước ngầm cũng có thể nhiễm bẩn do các chất thải của con người.
Các chất thải sinh hoạt, chất thải công nghiệp, chất hoá học…theo thời gian
ngấm dần vào nguồn nước, tích tụ dần và dẫn đến làm hư hỏng nguồn nước
ngầm. Ở những vùng có điều kiện phong hoá tốt, có nhiều chất thải bẩn và
lượng mưa lớn thì chất lượng nước ngầm dễ bị ô nhiễm bởi các chất khoáng hoà
tan, các chất hữu cơ, mùn lâu ngày theo nước mưa thấm vào nguồn nước [38].
Lương Thị Hồng Vân
VIỆN KHSS-ĐHTN
Báo cáo tổng kết đề tài KHCN cấp Bộ
7
Mã sỗ: B2009.TN01.11
1.1.3. Khái niệm về nước thải
Nước thải là chất lỏng được thải ra sau quá trình sử dụng của con người và
đã làm thay đổi tính chất ban đầu của chúng.
Nước thải là nước đã dùng trong sinh hoạt, sản xuất hoặc chảy qua vùng
đất ô nhiễm. Phụ thuộc vào điều kiện hình thành, nước thải được chia thành:
nước thải sinh hoạt, nước công nghiệp, nước thải tự nhiên và nước thải đô thị.
Nước thải sinh hoạt
Nước thải sinh hoạt là nước thải từ các khu dân cư, khu vực hoạt động
thương mại, công sở, trường học hay các cơ sở khác. Chúng chứa khoảng 58%
chất hữu cơ và 42% chất khoáng.
Nước thải công nghiệp (hay nước thải sản xuất)
Nước thải công nghiệp là nước thải từ các nhà máy đang hoạt động, có
cả nước thải sinh hoạt nhưng trong đó nước thải công nghiệp là chủ yếu.
Nước thải tự nhiên
Nước mưa được xem là nước thải tự nhiên. Ở những thành phố hiện đại,
nước mưa được thu gom bằng hệ thống riêng [26].
Nước thải đô thị
Nước thải đô thị là thuật ngữ chung chỉ chất lỏng trong hệ thống cống
thoát của một thành phố. Đó là hỗn hợp của các loại nước thải kể trên [26].
1.1.4. Thành phần lý, hóa học của nước thải
* Tính chất vật lý của nước thải
Tính chất vật lý của nước thải được xác định dựa trên các chỉ tiêu: màu
sắc, mùi, nhiệt độ và lưu lượng.
- Màu: nước thải mới có màu nâu hơi sáng, tuy nhiên thường là màu xám
có vẩn đục. Màu sắc của nước thải sẽ thay đổi đáng kể nếu như bị nhiễm khuẩn,
khi đó sẽ có màu đen tối.
- Mùi: là do các khí sinh ra trong quá trình phân hủy các hợp chất hữu cơ
hay do một số chất được đưa thêm vào.
- Nhiệt độ: nhiệt độ của nước thải thường cao hơn so với nguồn nước sạch
ban đầu, do có sự gia nhiệt vào nước từ các đồ dùng trong gia đình và các máy
móc sản xuất.
Lương Thị Hồng Vân
VIỆN KHSS-ĐHTN
Báo cáo tổng kết đề tài KHCN cấp Bộ
8
Mã sỗ: B2009.TN01.11
- Lưu lượng: thể tích thực của nước thải cũng được xem là một đặc tính vật
lý của nước thải. Vận tốc dòng chảy luôn thay đổi theo ngày [26].
* Tính chất hóa học của nước thải
Các thông số thể hiện tính chất hóa học thường là: số lượng các chất hữu
cơ, vô cơ và khí. Hay để đơn giản hóa, người ta xác định các thông số như: độ
kiềm, BOD, COD, các chất khí hòa tan, các hợp chất N, P, các chất rắn (hữu cơ,
vô cơ, huyền phù và không tan).
1.1.5. Tình hình nghiên cứu ô nhiễm nước trên thế giới và ở Việt Nam
- Trên thế giới
Do nhiều lý do khác nhau, các nguồn nước trên Trái đất ngày càng cạn
kiệt. Ước tính có khoảng 1/3 dân số thế giới đang sống trong tình trạng thiếu
nước trầm trọng. Trong khi đó, dân số gia tăng với tốc độ chóng mặt, quá trình
đô thị hoá, hoạt động sản xuất công nghiệp, nông nghiệp đang khiến cho các
nguồn nước ngày càng bị ô nhiễm nghiêm trọng. Nguồn nước bị ô nhiễm đã ảnh
hưởng rất lớn đến sức khoẻ con người. Gần 5 triệu người chết hàng năm ở các
nước đang phát triển có liên quan đến vấn đề thiếu nước sạch [65].
Trong thập niên 60, ô nhiễm nước Lục Địa và Đại Dương gia tăng với
nhịp độ đáng lo ngại. Ở Anh Quốc đầu thế kỷ 19 sông Tamise rất sạch, nó trở
thành ống cống lộ thiên vào giữa thế kỷ này. Các sông khác cũng có tình trạng
tương tự trước khi người ta đưa ra các biện pháp bảo vệ nghiêm ngặt. Trong khi
đó nước Pháp rộng hơn, kỹ nghệ phân tán, nhiều sông rộng lớn, nhưng vấn đề
cũng không khác bao nhiêu. Đến cuối thế kỷ 18, các sông lớn và nước ngầm
nhiều nơi không còn dùng làm nước sinh hoạt được nữa, 5 000 km sông của
Pháp bị ô nhiễm mãn tính. Còn ở Hoa Kỳ vùng Đại hồ bị ô nhiễm nặng, trong
đó phải kể đến hồ Erie, Ontario có tình trạng ô nhiễm đặc biệt nghiêm trọng.
Ngày 13/1/2005, vụ nổ nhà máy hóa dầu ở thành phố Cát Lâm (Trung Quốc)
gây ô nhiễm sông Tùng Hoa với chất benzen, mức độ ô nhiễm dầu gấp 50 lần
mức độ cho phép [62].
Lương Thị Hồng Vân
VIỆN KHSS-ĐHTN
Báo cáo tổng kết đề tài KHCN cấp Bộ
9
Mã sỗ: B2009.TN01.11
Trên thế giới hiện nay có rất nhiều nước và vùng lãnh thổ sử dụng nước
ngầm bị nhiễm asen một cách trầm trọng như: Tây Bengal (Ấn Độ), Băngladesh,
Đài Loan, Alaska, một số vùng ở Archentina, Canađa, Mỹ [61].
- Tại Việt Nam
Theo số liệu thống kê tại Hà Nội, tổng lượng nước thải ngày đêm lên tới
350 000 – 450 000 m3, trong đó lượng nước thải công nghiệp là 85 – 90 ngàn
m3. Tổng khối lượng chất thải sinh hoạt từ 1 800 - 2 000 m3/ngày đêm, trong khi
đó lượng thu gom chỉ được 850 m3/ngày, phần còn lại được xả vào các khu đất
ven các hồ, kênh mương trong nội thành, nói chung các chất thải đều không qua
xử lý nên gây ô nhiễm; Chỉ số oxy sinh hoá (BOD); Oxy hoà tan (DO); Các chất
NH4; NO2; NO3 vượt quá quy định nhiều lần. Nước ở các sông nội thành như Tô
Lịch, sông Sét, sông Lừ, sông Kim Ngưu có màu đen và hôi thối. Sông Nhuệ
chịu ảnh hưởng nước thải của thành phố Hà Nội có các loại độc chất như:
Phenol hàm lượng cao gấp 10 lần so với tiêu chuẩn nước ăn uống sinh hoạt;
Hàm lượng chất hữu cơ, vi khuẩn gây bệnh cao; Ôxy hoà tan thấp... Có thể nói
nước sông Nhuệ đoạn thuộc Hà Nội - Hà Tây là không bảo đảm chất lượng cấp
nước cho ăn uống sinh hoạt.
Khu công nghiệp Lâm Thao - Việt Trì là khu vực tập trung nhiều nhà máy
hoá chất, chế biến thực phẩm, dệt, giấy nên nước nhiễm bẩn đáng kể. Lượng
nước thải ở đây đến 168 000 m3/ngày đêm, vào mùa cạn nước sông nhiễm bẩn
nặng. Nhà máy Supe Lâm Thao thải 17 300 m3/ngày đêm với nước có pH = 6.0;
nước có màu vàng; NaCl = 58,5 mg/l; NH4 = 2,1 mg/l; NO2 = 0,24 mg/l; Fe =
19,0 mg/l; BOD = 23,7 mg/l; COD = 74,5 mg/l; NF = 2,2 mg/l. Nhà máy giấy
Bãi Bằng xả hơn 144 000 m3/ngày đêm, nước có pH = 8,0; NaCl = 23,4 mg/l; H2S =
11,4 mg/l; DO = 10; BOD = 6,5 mg/l; COD = 47 mg/l. Nước sông Lô từ nhà máy
Giấy Bãi Bằng tới nhà máy Supe Lâm Thao bị nhiễm H2S nặng, có mùi trứng thối.
Tại khu công nghiệp Thái Nguyên, nguồn nước thải ở đây bao gồm nước
thải sinh hoạt và nước thải công nghiệp chủ yếu từ nhà máy giấy Hoàng Văn
Lương Thị Hồng Vân
VIỆN KHSS-ĐHTN
Báo cáo tổng kết đề tài KHCN cấp Bộ 10
Mã sỗ: B2009.TN01.11
Thụ, Liên hiệp xí nghiệp luyện gang thép, các xưởng luyện kim loại màu, khai
thác than, sắt và các ngành công nghiệp khác ở địa phương. Tổng lượng nước
thải ở khu vực thành phố Thái Nguyên chiếm khoảng 15% lưu lượng nước sông
Cầu về mùa cạn. Trong khu công nghiệp này đáng lưu ý hơn cả là nhà máy giấy
Hoàng Văn Thụ có pH = 8,4 – 9,0 và hàm lượng NH4 là 4 mg/l hàm lượng chất
hữu cơ cao thường lớn hơn vài trăm mg/l, nước thải có màu nâu và mùi nồng,
thối gây cảm giác khó chịu. Nước thải nhà máy luyện gang thép có mùi phenol,
hàm lượng NH4 cao từ 15 - 30 mg/l, hàm lượng chất hữu cơ cao từ 87 - 126 mg/l.
Ngoài ra còn có nhiều chất khác trong nước thải hỗn hợp của nhiều nhà máy và nước
thải sinh hoạt gồm H2S, chất lơ lửng, kim loại nặng, xyanua, vi khuẩn ...[68].
Tại khu công nghiệp Nam Định: Các nhà máy dệt xả thẳng nước thải vào
kênh tiêu nước sinh hoạt rồi đổ vào kênh Cốc Thành. Lưu lượng nước thải
khoảng 800 m3/giờ, trong đó có muối Natri, Sulphua, Natri cabonat, Sulphuaric,
các chất hữu cơ chủ yếu là hồ tinh bột, cellulo, polyester, thuốc nhuộm... làm
nước thải có màu đen, thối [69].
Tại tỉnh Quảng Ninh chỉ tính đến việc khai thác than đã làm diện tích
rừng tự nhiên giảm từ 170 000ha (năm 1972) xuống còn 126 000ha (năm 2004).
Nước biển bị ô nhiễm, độ đục, hàm lượng chất lơ lửng và sự bồi lắng tăng, làm
chết san hô trong vịnh Bái Tử Long, phá huỷ hệ sinh thái và đa dạng sinh học.
Nước mặt ở vùng Hòn Gai-Cẩm Phả về đặc điểm thuỷ hoá đã bị thay đổi cơ bản,
giàu ion sunfat, giảm ion bicacbonat, nước có tính acid (pH=3,2-6,5). Nước ở
khu vực Đông Triều-Uông Bí bị nhiễm khuẩn coliform với hàm lượng khá cao, hàm
lượng cặn lơ lửng, sắt nitrat, BOD cũng vượt chỉ tiêu cho phép.
Hoạt động quá tải của các làng nghề dẫn đến lượng chất thải và nước thải
đổ vào nguồn nước ngày càng tăng đã góp phần làm ô nhiễm nguồn nước lưu
vực. Điển hình ở lưu vực sông Cầu, theo thống kê chưa đầy đủ có khoảng 200
làng nghề thải các chất độc hại làm suy giảm và ô nhiễm nguồn nước sông Cầu.
Thái Bình hiện toàn tỉnh có tới 100 làng nghề, xã nghề đang hoạt động lượng
Lương Thị Hồng Vân
VIỆN KHSS-ĐHTN
Báo cáo tổng kết đề tài KHCN cấp Bộ 11
Mã sỗ: B2009.TN01.11
các chất thải, khí thải, nước thải vào môi trường cũng đang ở mức báo động. Ví
dụ làng nghề chuyên dệt nhuộm khăn mặt xuất khẩu Phương La, Thái Phương,
Hưng Hà, theo số liệu điều tra trung bình mỗi năm sản xuất ra 6000 tấn sản
phẩm thì đã phải dùng 1 lượng hoá chất như: Nước javen 108 tấn, silicat 10 tấn,
chất tẩy 2 tấn, oxy già 1 tấn, than đốt hàng trăm tấn. Quá trình sản xuất 1 tấn sản
phẩm đã thải ra 100 m3 nước thải mang theo các hoá chất kể trên và có mùi hôi
thối, gây ô nhiễm nguồn nước sông suối, kênh mương và ao hồ [64]. Qua kết
quả khảo sát, phân tích của Công ty Tư vấn và Chuyển giao công nghệ môi
trường Thăng Long, trong số 409 mẫu nước ngầm phân tích được lấy từ 9/9
huyện, thị xã, thành phố trên điạ bàn tỉnh Vĩnh Phúc thì các mẫu nước đều bị ô
nhiễm KLN, 73 mẫu nước chứa hàm lượng Cadimi lớn hơn giới hạn cho phép từ
2-7 lần. Nguyên nhân chủ yếu của tình trạng ô nhiễm này là do tình trạng khai
thác nguồn nước ngầm bừa bãi [64].
1.2. CĂN CỨ ĐÁNH GIÁ Ô NHIỄM NƯỚC
1.2.1. Các thông số đánh giá ô nhiễm nước
1.2.1.1. Độ pH: là một trong những chỉ tiêu xác định đối với nước cấp và nước
thải. Chỉ số này cho ta biết cần thiết phải trung hòa hay không và tính lượng hóa
chất cần thiết trong quá trình xử lý đông keo tụ, khử khuẩn...[21]. Giá trị giới
hạn pH đối với nước thải loại A là 6-9, loại B là 5,5-9 và loại C là 5-9 [40]
1.2.1.2. Hàm lượng các chất rắn - Tổng chất rắn: là thành phần quan trọng của
nước thải. Tổng chất rắn (Total solid - TS) được xác định bằng trọng lượng khô
phần còn lại sau khi cho bay hơi mẫu nước trên bếp cách thủy rồi sấy khô ở
1030C cho đến khi trọng lượng khô không đổi. Đơn vị tính bằng mg/l hoặc g/l.
Giá trị giới hạn TS đối với nước thải loại A là 50, loại B là 100 và loại C là 200 [40].
1.2.1.3. Màu săc, Co-Pt ở pH=7: nước thải thường có màu nâu đen hoặc đỏ nâu.
Giá trị giới hạn của Co-Pt đối với nước thải loại A là 20, loại B là 50 và loại C là
cao hơn [40].
1.2.1.4. Độ đục: độ đục làm giảm khả năng truyền ánh sáng trong nước. Vi sinh
vật có thể bị hấp thụ bởi các hạt rắn lơ lửng sẽ gây khó khăn khi khử khuẩn. Độ
đục càng cao độ nhiễm bẩn càng lớn. Nước mặt có độ đục từ 20 đến 100 FTU
Lương Thị Hồng Vân
VIỆN KHSS-ĐHTN
Báo cáo tổng kết đề tài KHCN cấp Bộ 12
Mã sỗ: B2009.TN01.11
(Formazin Turbidity Units) và nước máy và nước uống phải đạt từ 0 đến 1 FTU
(<0,05 FTU) [29].
1.2.1.5. Oxy hòa tan (Dissolved oxygen - DO): Hàm lượng oxy hòa tan là
lượng oxy hoà tan trong nước cần thiết cho sự hô hấp của các sinh vật nước
(cá, lưỡng thê, thuỷ sinh, côn trùng v.v...) thường được tạo ra do sự hoà tan từ
khí quyển hoặc do quang hợp của tảo. Nồng độ oxy tự do trong nước nằm
trong khoảng 8 - 10 ppm, và dao động mạnh phụ thuộc vào nhiệt độ, sự phân
huỷ hoá chất, sự quang hợp của tảo và v.v... Khi nồng độ DO thấp, các loài
sinh vật nước giảm hoạt động hoặc bị chết. Do vậy, DO là một chỉ số quan
trọng để đánh giá sự ô nhiễm nước của các thuỷ vực [3, 29].
1.2.1.6. Nhu cầu oxy sinh hóa (Biochemical Oxygen Demand - BOD )
Nhu cầu oxy sinh hóa hay nhu cầu oxy sinh học là lượng oxy cần thiết để
oxy hóa các chất hữu cơ có trong nước bằng vi sinh vật (chủ yếu là vi khuẩn)
hoại sinh, hiếu khí. BOD là chỉ tiêu thông dụng nhất để xác định mức độ ô
nhiễm của nước thải. Phương trình tổng quát oxy hóa sinh học:
Vi sinh vật
Chất hữu cơ + O2
CO2 + H2O
Quá trình này đòi hỏi thời gian dài ngày, vì phải phụ thuộc vào bản chất
của chất hữu cơ, vào các chủng loại vi sinh vật, nhiệt độ nguồn nước, cũng như
một số chất có độc tính trong nước. Trong thực tế, người ta không thể xác định
lượng oxy cần thiết để phân hủy hoàn toàn chất hữu cơ vì như thế tốn quá nhiều
thời gian mà chỉ xác định lượng oxy cần thiết trong 5 ngày đầu ở nhiệt độ 200C,
ký hiệu BOD5. Chỉ số này được dùng hầu hết trên thế giới [3, 29].
Giá trị giới hạn BOD5 đối với nước thải loại A là 30mg/l, loại B là 50mg/l
và loại C là 100mg/l [40].
1.2.1.7. Nhu cầu oxy hóa học (Chemical Oxygen Demand-COD)
Chỉ số này được dùng rộng rãi để đặc trưng cho hàm lượng chất hữu cơ
của nước thải và sự ô nhiễm của nước tự nhiên. COD được định nghĩa là lượng
oxy cần thiết cho quá trình oxy hóa hóa học các chất hữu cơ trong nước thành
CO2 và H2O. Lượng oxy này tương đương với hàm lượng chất hữu cơ có thể bị
oxy hóa được xác định khi sử dụng một tác nhân oxy hóa hóa học mạnh trong
môi trường axit. Chỉ số COD biểu thị cả lượng các chất hữu cơ không thể bị oxy
Lương Thị Hồng Vân
VIỆN KHSS-ĐHTN
Báo cáo tổng kết đề tài KHCN cấp Bộ 13
Mã sỗ: B2009.TN01.11
hóa bằng vi sinh vật do đó nó có giá trị cao hơn BOD. Đối với nhiều loại nước
thải, giữa BOD và COD có mối tương quan nhất định với nhau [3, 29].. Giá trị
giới hạn COD đối với nước thải loại A là 50mg/l, loại B là 80mg/l và loại C là
400mg/l [40].
1.2.1.8. Các chất dinh dưỡng: chủ yếu là Nitơ (N) và Phospho (P), chúng là
những nguyên tố cần thiết cho các thực vật phát triển hay chúng được ví như là
những chất dinh dưỡng hoặc kích thích sinh học [29]. Giá trị giới hạn của tổng
N đối với nước thải loại A là 15mg/l, loại B là 30mg/l và loại C là 60mg/l. Giá
trị giới hạn của tổng P đối với nước thải loại A là 4mg/l, loại B là 6mg/l và loại
C là 8mg/l [40]
1.2.1.9. Chỉ thị Cyanua (CN-): cyanua tồn tại trong nước ở dạng CN-, HCN hay
dạng hợp chất với kim loại. Cyanua tự do có tính độc cao hơn so với dạng hợp
chất. Tính độc cao của xianua trước hết là do khả năng tạo phức bền với các loại
enzym có chứa sắt. Nó cũng có thể tấn công vào liên kết disulfid trong mạch của
phân tử protein. Nồng độ cho phép đối với cyanua trong nước uống được WHO
quy định là 70 µg/l; các nước EU là 50 µg/l, còn đối với nước thải thì tùy thuộc
vào dạng nước thải nồng độ giới hạn cho phép là 0,01 – 2 mg/l [29]. Giá trị giới
hạn của cyanua đối với nước thải loại A là 0,07mg/l, loại B là 0,1mg/l và loại C
là 0,2mg/l [40].
1.2.1.10. Các kim loại nặng (KLN): hầu hết các KLN đều có độc tính cao đối với
người và động vật. Trong nước thải thường có các KLN là Pb, Hg, Cu, As, Cd,
Cr…(Trình bày cụ thể ở phần sau)
1.2.1.11. Chỉ thị về vi sinh vật của nước: Trong nước thải, đặc biệt là nước thải
sinh hoạt, bệnh viện, vùng du lịch, khu chăn nuôi... nhiễm nhiều loại vi sinh vật.
Trong đó có nhiều loài vi khuẩn gây bệnh, đặc biệt là bệnh về đường tiêu hóa, tả
lị, thương hàn, ngộ độc thực phẩm. Chất lượng về mặt vi sinh của nước thường
được biểu thị bằng nồng độ của vi khuẩn chỉ thị – đó là những vi khuẩn không
gây bệnh và về nguyên tắc đó là nhóm trực khuẩn (coliform). Thông số được sử
dụng rộng rãi nhất là chỉ số E.coli [29]. Giá trị giới hạn của Cliform đối với
nước thải loại A là 3000 MPN/100ml, loại B là 5000 MPN/l00ml và loại C là
cao hơn nữa [40].
Lương Thị Hồng Vân
VIỆN KHSS-ĐHTN
Báo cáo tổng kết đề tài KHCN cấp Bộ 14
Mã sỗ: B2009.TN01.11
1.2.2. Một số văn bản của Nhà nước quy định về tiêu chuẩn của nước thải
được phép thải ra môi trường
1.2.2.1. Tiêu chuẩn Việt Nam về nước thải công nghiệp được sử dụng tham
chiếu trong đề tài
- TCVN 5945:2005 (thay thế cho TCVN 5945:1995): Nước thải công nghiệp –
Tiêu chuẩn thải. Tiêu chuẩn này do Ban kỹ thuật tiêu chuẩn TCVN/TC 147
“Chất lượng nước” biên soạn, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường chất lượng đề
nghị, Bộ Khoa học và Công nghệ ban hành [40].
1.2.2.2. Tuyển tập 31 tiêu chuẩn Việt Nam về môi trường bắt buộc áp dụng.
Trong đó có một số các tiêu chuẩn quy định đối với chất lượng nước [42].
Một số tiêu chuẩn tham chiếu trong đề tài:
- TCVN 5942 – 1995: Tiêu chuẩn chất lượng nước mặt.
- TCVN 5944 – 1995: Tiêu chuẩn chất lượng nước ngầm.
- TCVN 5945 – 1995: Tiêu chuẩn thải nước thải công nghiệp.
- TCVN 6772 : 2000: Nước thải sinh hoạt - Giới hạn ô nhiễm cho phép.
- TCVN 6773 : 2000: Chất lượng nước dùng cho thuỷ lợi.
- TCVN 6774 : 2000: Chất lượng nước ngọt bảo vệ đời sống thuỷ sinh.
- TCVN 6980 : 2001: Tiêu chuẩn nước thải công nghiệp thải vào vực nước sông
dùng cho mục đích cấp nước sinh hoạt.
- TCVN 6981 : 2001: Tiêu chuẩn nước thải công nghiệp thải vào vực nước hồ
dùng cho mục đích cấp nước sinh hoạt.
- TCVN 6984 :2001: Tiêu chuẩn nước thải công nghiệp thải vào vực nước sông
dùng cho mục đích bảo vệ thuỷ sinh.
- TCVN 6985 : 2001: Tiêu chuẩn nước thải công nghiệp thải vào vực nước hồ
dùng cho mục đích bảo vệ thuỷ sinh.
- TCVN 6663-14: 2000 ISO 5667-14:1998: Hướng dẫn đảm bảo chất lượng lấy
mẫu và xử lý mẩu nước môi trường.
- TCVN 6636 –2 : 2000 ISO 9963 – 2 : 1994: Xác định độ kiềm Cacbonat.
- TCVN 6637 : 2000ISO 10530 : 1992: Xác định Sunfua hoà tan – Phương pháp
đo quang dùng Metylen Xanh.
- TCVN 6638 : 2000 ISO 10048 : 1991 Xác định Nitơ – Vô cơ hoá xúc tác sau
khi khử bằng hợp kim Devarda.
Lương Thị Hồng Vân
VIỆN KHSS-ĐHTN
Báo cáo tổng kết đề tài KHCN cấp Bộ 15
Mã sỗ: B2009.TN01.11
- TCVN 6626 : 2000 ISO 11969 : 1996 XÁC ĐỊNH ASEN – Phương pháp đo
phổ hấp thụ nguyên tử ( kỹ thuật Hydrua ).
- TCVN 6624 – 2 : 2000 ISO 11905 – 2 : 1997 Xác định Nitơ liên kết bằng
huỳnh quang sau khi đốt mẫu và Oxy hoá thành Nitơ Dioxit.
- TCVN 6634 : 2000 ISO 8245 : 1999- Hướng dẫn xác định Cacbon hữu cơ tổng
số (TOC) và Cacbon hữu cơ hoà tan (DOC).
- TCVN 6620: 2000 ISO 6778 : 1984 Xác định Amoni: Phương pháp điện thề.
- TCVN 6624 – 1 : 2000 ISO 11905 – 1 1997 Xác định Nitơ, Phương pháp phân
huỷ mẫu bằng Perdisunfst.
- TCVN 6625 : 2000 ISO 11923 : 1997 Xác định chất rắn lơ lửng bằng cách lọc
qua cái lọc sợi thuỷ tinh.
- TCVN 6492 : 1999 ISO 10523 : 1994 Xác định pH
- TCVN 7325 : 2004 ISO 8514 : 1990- Xác định Oxy hoà tan - Phương pháp
đầu đo điện hoá.
- TCVN 7324 : 2004 ISO 8513 : 1983 Xác định Oxy hoà tan - Phương pháp Iod.
- TCVN 5945:2005: Nước thải công nghiệp – Tiêu chuẩn thải
1.3. VẤN ĐỀ Ô NHIỄM KIM LOẠI NẶNG
1.3.1. Khái niệm
Kim loại nặng là khái niệm để chỉ các kim loại có nguyên tử lượng cao và
thường có độc tính đối với sự sống. Các KLN thường gặp gồm: As, Pb, Cd, Hg,
Mn, Cu, Zn, Cr… trong đó có những kim loại có độc tính rất cao có hại cho con
người và sinh vật (As, Pb, Cd…), và có những kim loại lại đóng vai trò là các
nguyên tố vi lượng rất cần thiết cho sự sống (Cu, Zn, Mn…) [66].
KLN được xếp vào các chất thải nguy hại hay độc chất đối với môi trường
và con người, vì chỉ cần liều lượng nhỏ khi xâm nhập vào cơ thể đã gây hại cho
cơ thể bị nhiễm độc [42], [53].
1.3.2. Ảnh hưởng của kim loại nặng đến sinh vật và con người
Vi sinh vật, thực vật, động vật, kể cả con người khi tiếp xúc với KLN đều
có thể bị nhiễm độc. Phần lớn các chất độc được sinh vật đào thải ra ngoài, một
phần được tồn lưu trong cơ thể, nhưng tốc độ tích tụ KLN thường nhanh hơn tốc
Lương Thị Hồng Vân
VIỆN KHSS-ĐHTN
Báo cáo tổng kết đề tài KHCN cấp Bộ 16
Mã sỗ: B2009.TN01.11
độ đào thải rất nhiều, nên theo thời gian lượng KLN sẽ tích luỹ trong cơ thể
ngày càng nhiều. Theo chuỗi thức ăn thì KLN có khả năng truyền từ sinh vật
này sang sinh vật khác thuộc bậc dinh dưỡng cao hơn, kế nó trong chuỗi thức
ăn. Và con người thuộc bậc dinh dưỡng cao nhất trong các bậc dinh dưỡng, có
nghĩa là con người có khả năng tích luỹ và nhiễm độc cao nhất trong thế giới
sinh vật [15], [42], [43].
Đối với vi sinh vật: Một số KLN ở nồng độ cao như Cd, Pb… có khả
năng kìm hãm quá trình hô hấp của vi sinh vật, từ đó làm giảm sinh khối của
chúng. Cd làm giảm số lượng vi khuẩn, xạ khuẩn và nấm. Các KLN trong đất
cũng ảnh hưởng mạnh đến quá trình khoáng hoá nitơ, quá trình nitrat hoá.
Đối với thực vật: Nhiều tác giả cho rằng KLN có khả năng gây bệnh đốm
lá, làm giảm hoạt động của diệp lục do đó làm giảm các sản phẩm quang hợp, và
ảnh hưởng tới quá trình cố định nitơ sinh học [61].
Đối với động vật và con người: KLN sau khi xâm nhập vào cơ thể, nó đi
vào máu và được vận chuyển đến toàn bộ cơ thể, và nằm lại trong các bộ phận
của cơ thể tuỳ theo tính chất lý hoá của các kim loại và điều kiện xâm nhập vào
các bộ phận. Ví dụ cadimi dễ dàng được chuyển vào gan, thận, xương, Hg lại
vận chuyển dễ dàng đến hệ thần kinh… Sau khi xâm nhập và tích lũy trong cơ
thể, tùy thuộc vào số lượng chất độc, đối tượng sinh vật mà mức độ ảnh hưởng
có sự khác nhau [18].
1.3.3. Vấn đề ô nhiễm kim loại nặng trong thực phẩm
Đã có nhiều vụ ngộ độc KLN để lại hậu quả nặng nề như: Sự kiện ngộ
độc hàng loạt ở Vịnh Manimata (Nhật Bản) năm 1953 do nhiễm độc thuỷ ngân
trong thức ăn, ô nhiễm cadimi ở Cộng Hoà Liên Bang Đức những năm 70, bệnh
Itai-Itai nổi tiếng ở Nhật Bản và trên thế giới... [42].
Các KLN sau khi phát tán vào môi trường chúng lưu chuyển tự nhiên,
bám dính vào các bề mặt, tích luỹ trong đất, gây ô nhiễm nguồn nước. Đó là căn
nguyên chính dẫn đến tình trạng thực phẩm bị ô nhiễm. Rau quả sẽ bị ô nhiễm
Lương Thị Hồng Vân
VIỆN KHSS-ĐHTN
Báo cáo tổng kết đề tài KHCN cấp Bộ 17
Mã sỗ: B2009.TN01.11
khi được trồng trên nguồn đất ô nhiễm, và tưới nước ô nhiễm. Cá, tôm và các
loại thuỷ hải sản khác được nuôi trong nguồn nước ô nhiễm cũng thường bị ô
nhiễm. Gia súc, gia cầm và các vật nuôi khác được nuôi bằng thức ăn ô nhiễm,
uống nguồn nước ô nhiễm thì thịt thành phẩm cũng khó tránh khỏi ô nhiễm các
KLN. Ngoài ra thực phẩm còn có thể bị ô nhiễm KLN một cách trực tiếp, do bị tiếp
xúc với các vật liệu dễ thôi nhiễm KLN trong quá trình sản xuất và bao gói, hay do
việc sử dụng nguyên liệu chế biến không tinh khiết, các phụ gia thực phẩm có hàm
lượng KLN vượt mức cho phép.
Năm 1999, Vũ Thị Đào khi khảo sát rau trên địa bàn Hà Nội cho biết tần
suất phân bố KLN trong 80 mẫu rau nghiên cứu ở các vùng vượt quá giới hạn
cho phép, cụ thể: tồn dư Cd là 33,75%; Pb là 10%; Hg là 2,5% và Zn 3,75%.
Rau ở mỗi huyện đều có sự nhiễm bẩn cục bộ, trong đó rau ở Thanh Trì có tồn
dư KLN tương đối cao do sử dụng nguồn nước thải thành phố bị ô nhiễm tưới
rau (77,33% mẫu phân tích có hàm lượng Cd cao hơn TCCP) [7].
Năm 2001, Tạ Thị Ly Luân nghiên cứu về sự nhiễm Pb, Cd trong cơ thể
ngan Pháp cho rằng: Mức độ ô nhiễm phụ thuộc vào nền thức ăn dinh dưỡng và
khẳng định sự tồn lưu Pb, Cd trong sản phẩm chăn nuôi phụ thuộc chủ yếu vào
mức độ ô nhiễm môi trường và nền thức ăn dinh dưỡng [23].
Năm 2001, nghiên cứu của WHO tiến hành tại Canada thấy rằng hàm
lượng asen trung bình trong 262 mẫu rau là 7 µg/kg tươi, trong 176 mẫu quả là
4,5 µg/kg tươi [12].
Năm 2005, theo khảo sát của Bộ Y tế, tại Hà Nội tỷ lệ mẫu thịt có tồn lưu
Cd, Pb vượt TCCP là 6,67%, tại Thành phố Hồ Chí Minh tỷ lệ mẫu thịt lợn có
tồn lưu Cd, Pb vượt ngưỡng là 3,33%; mẫu thịt gà có tồn lưu Cd vượt ngưỡng là
6,67%; tồn lưu Pb vượt ngưỡng là 1,67% [6].
Năm 2007, Lương Thị Hồng Vân và cộng sự khi phân tích hàm lượng As,
Cd, Pb trong cơ thể động vật, thực vật dùng làm thức ăn cho người được nuôi
trồng xung quanh khu vực có các phòng thí nghiệm đang hoạt động thấy rằng:
Rau trồng trong khu vực nghiên cứu đang bị ô nhiễm KLN ở mức độ đáng báo
Lương Thị Hồng Vân
VIỆN KHSS-ĐHTN
Báo cáo tổng kết đề tài KHCN cấp Bộ 18
Mã sỗ: B2009.TN01.11
động, hàm lượng As, Cd trong rau cao hơn TCCP từ 2,5-2,7 lần. Đáng chú ý là,
hàm lượng As, Cd, Pb trong đa số động thực vật được nuôi trồng xung quanh khu
vực này giảm dần theo khoảng cách từ 500-1000m [45], [46].
Như vậy hầu hết các nghiên cứu đều cho thấy sự ô nhiễm KLN trong thực
phẩm đều bắt nguồn từ môi trường bị ô nhiễm KLN. Và nguồn nước thải PTN có
phải là một trong những nguồn có khả năng gây ô nhiễm cho môi trường và thực
phẩm hay không, đây là vấn đề cần được quan tâm nghiên cứu.
1.3.4. Một số biện pháp xử lí ô nhiễm kim loại nặng trong nước
Nước luôn có khả năng tự làm sạch thông qua các quá trình biến đổi lý,
hoá, sinh học. Khi lượng chất thải đưa vào quá nhiều, vượt quá khả năng giới
hạn của quá trình tự làm sạch thì nước bị ô nhiễm. Lúc này nước cần được xử lý
bằng các phương pháp nhân tạo [12].
Các phương pháp xử lý nước bị ô nhiễm KLN hiện nay gồm phương pháp
hoá lý và phương pháp sinh học.
- Phương pháp hoá lý: Gồm nhiều phương pháp như oxy hoá hoá học, kỹ thuật
màng, phương pháp bay hơi, lọc bằng đá ong …
+ Oxy hoá hoá học: Đây là phương pháp sử dụng tác nhân oxy hoá chất
hữu cơ trong chất thải với mục đích chuyển đổi dạng hoặc thành phần chất thải
làm mất đi, hoặc giảm độc tính của nó. Phương pháp này dùng để oxy hoá các
thành phần vô cơ như sunfit, xyanua, KLN… và thành phần hữu cơ như phenol,
hợp chất đa vòng… của nước.
+ Kỹ thuật màng:
Màng: Có dạng phiến mỏng và chống lại được sức cản của các thành phần
chất lỏng khác nhau khi chuyển qua màng và cho phép tách một số nguyên tố
cấu thành chất lỏng. Các quá trình lọc gồm thẩm thấu ngược, siêu lọc, vi lọc,
màng điện tích.
+ Phương pháp bay hơi: Được sử dụng để xử lí các chất ô nhiễm dạng dễ
bay hơi và khó phân huỷ sinh học [43].
Lương Thị Hồng Vân
VIỆN KHSS-ĐHTN
Báo cáo tổng kết đề tài KHCN cấp Bộ 19
Mã sỗ: B2009.TN01.11
+ Lọc KLN bằng đá ong: Hệ thống này hoạt động theo nguyên lý trao đổi
ion kép. Hê thống này hoạt động rất đơn giản, nước sau khi đã được lọc tạp chất,
vi khuẩn, dầu mỡ, thuốc trừ sâu… bằng một nấm lọc sẽ chảy qua hộp có chứa
vật liệu đá ong để khử tất cả KLN và các loại khí độc [54].
Các phương pháp hóa lý thường có hiệu quả với các nguồn nước thải công
nghiệp có nồng độ KLN cao và pH cực đoan, khối lượng nước thải không quá lớn.
Người ta thường sử dụng để xử lí giai đoạn đầu tiên của quá trình xử lí nước thải để
khử độc tính của chất độc. Việc sử dụng các phương pháp hoá lý để xử lí KLN
trong nước giá thành cao và chỉ áp dụng trên qui mô nhỏ. Hiện nay giải pháp đơn
giản, ít tốn kém, hiệu quả cao và thân thiện với môi trường là việc khai thác và sử
dụng sinh vật trong việc xử lý ÔNMT, và xử lý nguồn nước ô nhiễm KLN (phương
pháp sinh học) [43], [68].
- Phương pháp sinh học: Cơ sở của phương pháp này là hiện tượng nhiều loài
sinh vật (thực vật thuỷ sinh, tảo, vi nấm, vi khuẩn…) hay các vật liệu sinh học
có khả năng giữ lại trên bề mặt hoặc thu nhận vào bên trong các tế bào của cơ
thể chúng các KLN tồn tại trong đất và nước (hiện tượng hấp thu sinh họcbiosorption). Gần đây các nhà khoa học đang tập trung nghiên cứu để sử dụng vi
tảo vào việc xử lí nước ô nhiễm KLN, vì vi tảo có nhiều ưu thế đặc biệt trong
việc hấp thu KLN như: Nhiều loại vi tảo có khả năng thu nhận KLN ở mức độ
cao, nồng độ KLN tích luỹ trong tế bào có thể cao gấp hàng nghìn lần nồng độ
trong tự nhiên. Diện tích bề mặt/thể tích cơ thể rất lớn làm cho chúng rất hiệu
quả trong việc loại trừ và tái thu hồi KLN. Chúng có khả năng thích nghi với sự
thay đổi pH và nồng độ KLN. Vi tảo có khả năng xử lí với một thể tích lớn nước
thải với tốc độ nhanh, có tính chọn lọc cao nên nồng độ KLN còn lại sau khi xử
lí sinh học có thể là rất thấp... Tuy nhiên việc sử dụng vi tảo vẫn còn nhiều thách
thức vì: Các loại tảo khác nhau có khả năng hấp thu KLN khác nhau, trong số
hàng ngàn loài vi tảo đã được phân loại thì số lượng loài đã được nghiên cứu có
khả năng hấp thu KLN là rất ít. Trạng thái của sinh khối tảo, cách thức tiền xử lí
Lương Thị Hồng Vân
VIỆN KHSS-ĐHTN
Báo cáo tổng kết đề tài KHCN cấp Bộ 20
Mã sỗ: B2009.TN01.11
sinh khối trước khi đem hấp thu KLN cũng có những ảnh hưởng quan trọng tới
năng lực hấp thu. Và vì lí do thương mại, các chủng tảo có khả năng hấp thu
KLN cao và phương pháp tiền xử lí sinh khối thường không được công bố [68].
Ngoài vi tảo thì nhiều loài thực vật cũng có khả năng hấp thụ và tích tụ
các KLN trong các bộ phận khác nhau của chúng. Người ta đã phát hiện thấy có
khoảng 20 loài cải dại thuộc họ hyperaccumulators rất hút những kim loại có
độc tính cao… [71].
1.3.5. Cơ chế chung về chuyển hóa KLN trong cơ thể sinh vật và con người
Đây là một quá trình rất phức tạp, song hiện nay nhiều ý kiến cho rằng
KLN chủ yếu tác động đến các enzyme trong cơ thể, làm giảm hay mất hoạt tính
của chúng, từ đó làm rối loạn các quá trình trao đổi chất. Ví dụ như: Ion As3+ có
thể tạo phức với coenzyme, phá hủy quá trình phosphate hóa, và làm đông tụ
protein. As3+ thể hiện tính độc bằng việc tấn công lên các nhóm -SH của các
enzyme. Các enzyme sản sinh năng lượng của tế bào trong chu trình pyruvic acid bị
ảnh hưởng rất lớn bởi sự có mặt của As. Enzyme sẽ bị ức chế do việc tạo phức với
As3+ ở nồng độ cao làm đông tụ protein, có lẽ là do As phá hủy các liên kết nhóm
sulphur có chức năng bảo toàn cấu trúc bậc 2 và 3.
Một số enzyme có chứa kim loại như Ca2+, Mg2+, Zn2+… thì khi KLN
xâm nhập vào cơ thể chúng sẽ thay thế các ion này (các kim loại có kích thước
và điện tích tương tự) từ đó làm giảm, thậm chí làm mất hoạt tính enzyme. Thí
dụ như Zn2+có trong thành phần mettaloenzyme bị thay thế bởi Cd2+ làm cho cơ
thể bị nhiễm độc Cd.
Chì ảnh hưởng đến hoạt động của các enzyme và phá vỡ cân bằng nội môi
trong cơ thể. Nó ức chế một số enzyme quan trọng của quá trình tổng hợp
hemoglobin cũng như các sắc tố hô hấp cần thiết trong máu, phá huỷ hồng cầu,
cuối cùng cản trở việc sử dụng O2 và glucose để giải phóng năng lượng cho quá
trình sống… [39], [44].
1.3.6. Con đường xâm nhập, tích luỹ và đào thải kim loại nặng ở động vật
và con người
Lương Thị Hồng Vân
VIỆN KHSS-ĐHTN
- Xem thêm -
.PDF 
77 
274 
119 
