Tài liệu Phân tích hàm lượng một số cation kim loại nặng trong nước thải và nước sinh hoạt khu vực lâm thao – phú thọ bằng phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử

  • Số trang: 89 |
  • Loại file: PDF |
  • Lượt xem: 76 |
  • Lượt tải: 0
nhattuvisu

Đã đăng 27125 tài liệu

Mô tả:

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM NGUYỄN MINH HẰNG PHÂN TÍCH HÀM LƢỢNG MỘT SỐ CATION KIM LOẠI NẶNG TRONG NƢỚC THẢI VÀ NƢỚC SINH HOẠT KHU VỰC LÂM THAO - PHÚ THỌ BẰNG PHƢƠNG PHÁP PHỔ HẤP THỤ NGUYÊN TỬ LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC HOÁ HỌC Thái Nguyên - Năm 2011 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM NGUYỄN MINH HẰNG PHÂN TÍCH HÀM LƢỢNG MỘT SỐ CATION KIM LOẠI NẶNG TRONG NƢỚC THẢI VÀ NƢỚC SINH HOẠT KHU VỰC LÂM THAO - PHÚ THỌ BẰNG PHƢƠNG PHÁP PHỔ HẤP THỤ NGUYÊN TỬ Chuyên ngành: Hóa phân tích Mã số: 60.44.29 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC HOÁ HỌC Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: PGS. TS. Đặng Xuân Thƣ Thái Nguyên - Năm 2011 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn LỜI CẢM ƠN Luận văn đƣợc hoàn thành tại trƣờng Đại học Sƣ phạm – Đại học Thái Nguyên Bản luận văn của tôi đã được hoàn thành không chỉ bởi sự nỗ lực nghiên cứu, học hỏi của bản thân mà còn được các thầy cô, bạn bè, đồng nghiệp, gia đình, cơ quan... đã nhiệt tình giúp đỡ và động viên tôi rất nhiều trong suốt quá trình. Trước hết, tôi xin được bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới PGS.TS. Đặng Xuân Thư đã tập tình hướng dẫn, định hướng và chỉ bảo tôi hoàn thành luận văn này. Tôi cũng xin gửi lời cảm ơn đến thầy giáo Nguyễn Quang Tuyển đã giúp đỡ, tạo điều kiện trong suốt thời gian tôi nghiên cứu thực nghiệm. Tôi chân thành cảm ơn Ban chủ nhiệm khoa, các thầy giáo, cô giáo khoa Hóa học - Trường Đại học Sư phạm Thái Nguyên, đặc biệt các thầy cô trong tổ bộ môn Hóa học Phân tích đã dạy dỗ tôi những kiến thức quý báu cũng như tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tôi trong suốt thời gian học tập tại trường. Tôi xin chân thành cảm ơn sở GD&ĐT Quảng Ninh và đặc biệt là BGH trường PT DTNT tỉnh đã tạo mọi điều kiện thuận lợi cũng như động viên tôi rất nhiều trong quá trình tôi học tập và nghiên cứu. Qua đây cho phép tôi gửi lời cảm ơn tới gia đình, bạn bè và các đồng nghiệp đã nhiệt tình giúp đỡ và cổ vũ tôi trong quá trình học tập cũng như trong quá trình tôi nghiên cứu để hoàn thành bản luân văn này. Hà Nội, tháng 08 năm 2011 Nguyễn Minh Hằng Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn MỤC LỤC Trang MỞ ĐẦU ............................................................................................................ 1 CHƢƠNG 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU .............................................................................. 3 1.1. KHÁI QUÁT CHUNG VỀ KHU VỰC NGHIÊN CỨU 1.1.1. Điều kiện tự nhiên 1.1.2. Đặc điểm kinh tế xã hội ............................................................................ 3 1.1.3. Tình hình sử dụng nƣớc sinh hoạt ở Thạch Sơn ....................................... 4 1.1.4. Những vấn đề về môi trƣờng .................................................................... 5 1.1.5. Tình hình bệnh ung thƣ tại Thạch Sơn...................................................... 6 1.2. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ KIM LOẠI NẶNG ........................................... 7 1.2.1. Trạng thái tự nhiên, vai trò và tác dụng sinh hoá của Đồng ..................... 8 1.2.2. Trạng thái tự nhiên, vai trò và tác dụng sinh hoá của Chì ........................ 9 1.2.3. Trạng thái tự nhiên, vai trò và tác dụng sinh hoá của Cadimi .................. 10 1.2.4. Trạng thái tự nhiên và vai trò sinh hoá của Mangan................................. 11 1.3. CÁC PHƢƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH MỘT SỐ KIM LOẠI NẶNG ............ 14 1.3.1. Nhóm phƣơng pháp phân tích công cụ ..................................................... 14 1.3.2. Nhóm phƣơng pháp phân tích hóa học ..................................................... 20 1.4. PHƢƠNG PHÁP THỐNG KÊ XỬ LÍ SỐ LIỆU THỰC NGHIỆM ........... 24 1.4.1. Phƣơng pháp xử lí các kết quả phân tích .................................................. 24 1.4.2. Phƣơng pháp xử lí thống kê đƣờng chuẩn ................................................ 25 CHƢƠNG 2 ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .................................... 27 2.1. NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .................................... 27 2.1.1. Sự xuất hiện của phổ hấp thụ nguyên tử ................................................... 27 2.1.2. Nguyên tắc của phƣơng pháp .................................................................... 27 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 2.1.3. Phép định lƣợng của phƣơng pháp............................................................ 29 2.1.4. Ƣu, nhƣợc điểm của phƣơng pháp ............................................................ 30 2.1.5. Nội dung và phƣơng pháp nghiên cứu. ..................................................... 31 2.2. HÓA CHẤT, DỤNG CỤ VÀ THIẾT BỊ MÁY MÓC ................................ 32 2.2.1. Dụng cụ ..................................................................................................... 32 2.2.2. Thiết bị máy móc ...................................................................................... 32 2.2.3. Hóa chất..................................................................................................... 33 2.2.4. Xử lý kết quả thực nghiệm ........................................................................ 33 CHƢƠNG 3 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ BÀN LUẬN................................................... 34 3.1. KHẢO SÁT CÁC ĐIỀU KIỆN ĐO PHỔ HẤP THỤ NGUYÊN TỬ DÙNG NGỌN LỬA TRỰC TIẾP CỦA MỘT SỐ CATION KIM LOẠI (FAAS) 34 3.1.1. Khảo sát các thông số của máy ................................................................. 34 3.1.2. Khảo sát các điều kiện nguyên tử hoá mẫu ............................................... 39 3.1.3. Khảo sát các yếu tố ảnh hƣởng tới phép đo .............................................. 41 3.2. ĐÁNH GIÁ CHUNG ................................................................................... 49 3.2.1. Phạm vi tuyến tính của đồng, chì, cadimi, mangan .................................. 49 3.2.2. Tóm tắt các điều kiện cơ bản của phép đo phổ hấp thụ nguyên tử dùng ngọn lửa trực tiếp xác định một số cation kim loại ............................................. 51 3.3. XÂY DỰNG ĐƢỜNG CHUẨN XÁC ĐỊNH MỘT SỐ CATION KIM LOẠI NẶNG ....................................................................................................... 52 3.3.1. Chuẩn bị dung dịch xây dựng đƣờng chuẩn ............................................. 52 3.3.2. Xây dựng đƣờng chuẩn của đồng, chì, cadimi, kẽm, mangan .................. 52 3.4. PHÂN TÍCH MẪU THỰC .......................................................................... 56 3.4.1. Lấy mẫu và xử lí mẫu................................................................................ 56 3.4.2. Phƣơng pháp xử lý kết quả ...................................................................... 59 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 3.4.3. Kết quả xác định hàm lƣợng đồng, chì, cadimi, kẽm, mangan trong mẫu .. ................................................................................................................... 60 KẾT LUẬN ........................................................................................................ 74 TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................ 75 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT Viết tắt AAS Tiếng Anh Tiếng Việt Atomic AbsorptionSpectrometry Quang phổ hấp thụ nguyên tử Flame Atomic Quang phổ hấp thụ nguyên tử AbsorptionSpectrometry trong ngọn lửa ETA- Electron-Thermal Atomization Quang phổ hấp thụ nguyên tử AAS Atomic AbsorptionSpectrometry không ngọn lửa ICP Inductivity Coupled Plasma Plasma cao tầm cảm ứng Cu Copper Đồng Cd Cadmium Cadimi Pb Lead Chì Mn Manganese Mangan Zn Zinc Kẽm F-AAS Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn DANH MỤC CÁC HÌNH Hình Hình 1.1 Hình 1.2 Hình 1.3 Danh mục Trang Sơ đồ địa chất khu Công nghiệp Lâm Thao 4 Cá chết do nƣớc thải nhà máy tại làng ung thƣ 6 Thạch Sơn, Phú Thọ Khu dân cƣ trù phú trƣớc đây (đã đƣợc di dời), nay 7 thành cánh đồng ô nhiễm Hình 1.4 Quan hệ I-E trong phƣơng pháp cực phổ. 14 Hình 2.1 Quan hệ giữa A và C 30 Hình 2.2 Sơ đồ hệ thống máy hấp thụ nguyên tử (máy Shimadzu 6300- Nhật Bản). 32 Hình 3.1 Sự phụ thuộc độ hấp thụ của đông vào axit 43 Hình 3.2 Sự phụ thuộc độ hấp thụ của chì vào axit 43 Hình 3.3 Sự phụ thuộc độ hấp thụ của cadimi vào axit 44 Hình 3.4 Sự phụ thuộc độ hấp thụ của mangan vào axit 45 Hình 3.5 Phạm vi tuyến tính của nồng độ đồng 50 Hình 3.6 Phạm vi tuyến tính của nồng độ chì 50 Hình 3.7 Phạm vi tuyến tính của nồng độ cadimi 50 Hình 3.8 Phạm vi tuyến tính của nồng độ mangan 51 Hình 3.9 Đƣờng chuẩn xác định đồng 54 Hình 3.10 Đƣờng chuẩn xác định cadimi Hình 3.11 Đƣờng chuẩn xác định chì 54 Hình 3.12 Đƣờng chuẩn xác định mangan Hình 3.13 Đƣờng chuẩn xác định kẽm 55 Hình 3.14 Mƣơng xỉ khu 1 (đợt lấy mẫu: đợt 2 và đợt 3) Hình 3.15 Mƣơng xỉ khu 7 (đợt lấy mẫu: đợt 2 và đợt 3) 58 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 55 55 58 http://www.lrc-tnu.edu.vn Hình 3.16 Ao hồ khu 10 (đợt lấy mẫu: đợt 2 và đợt 3) Hình 3.17 Đồ thị của phƣơng pháp thêm tiêu chuẩn Hình 3.18 Biểu đồ biểu diễn nồng độ của cadimi trong một số mẫu nƣớc sinh hoạt. Hình 3.19 Biểu đồ biểu diễn nồng độ của đồng trong một số mẫu nƣớc sinh hoạt. Hình 3.20 Biểu đồ biểu diễn nồng độ của mangan trong một số mẫu nƣớc sinh hoạt. Hình 3.21 Biểu đồ biểu diễn nồng độ của kẽm trong một số mẫu nƣớc sinh hoạt. Biểu đồ biểu diễn nồng độ của đồng trong một Hình 3.22 số mẫu nƣớc thải. Hình 3.23 Hình 3.24 Hình 3.25 Hình 3.26 Hình 3.27 59 60 69 69 70 70 71 Biểu đồ biểu diễn nồng độ của cadimi trong 71 một số mẫu nƣớc thải. Biểu đồ biểu diễn nồng độ của mangan trong một số mẫu nƣớc thải. Biểu đồ biểu diễn nồng độ của kẽm trong một số mẫu nƣớc thải. Biểu đồ biểu diễn nồng độ của chì trong một số mẫu nƣớc sinh hoạt. Biểu đồ biểu diễn nồng độ của chì trong một số mẫu nƣớc thải. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 72 72 73 73 http://www.lrc-tnu.edu.vn DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng Danh mục Bảng 3.1a Vạch đo đặc trƣng của nguyên tố đồng, chì, cadimi, mangan. Bảng 3.1b Bảng 3.2a Bảng 3.2b Bảng 3.2c Kết quả khảo sát các bƣớc sóng hấp thụ khác nhau của đồng, chì, cadimi, mangan. Sự phụ thuộc phổ hấp thụ nguyên tử của đồng và cadimi vào cƣờng độ dòng đèn. Sự phụ thuộc phổ hấp thụ nguyên tử của chì vào cƣờng độ dòng đèn. Sự phụ thuộc phổ hấp thụ nguyên tử của mangan vào cƣờng độ dòng đèn. 34 35 36 37 37 Bảng 3.3 Ảnh hƣởng của tốc độ khí axetilen đến độ hấp thụ của đồng. 40 Bảng 3.4 Ảnh hƣởng của tốc độ khí axetilen đến độ hấp thụ của chì. 40 Bảng 3.5 Bảng 3.6 Bảng 3.7 Bảng 3.8 Bảng 3.9 Bảng 3.10 Ảnh hƣởng của tốc độ khí axetilen đến độ hấp thụ của cadimi. Ảnh hƣởng của tốc độ khí axetilen đến độ hấp thụ của mangan. Kết quả độ hấp thụ của đồng trong các dung dịch axit khác nhau ở các nồng độ khác nhau. Kết quả độ hấp thụ của chì trong các dung dịch axit khác nhau ở các nồng độ khác nhau. Kết quả độ hấp thụ của cadimi trong các dung dịch axit khác nhau ở các nồng độ khác nhau. Kết quả độ hấp thụ của mangan trong các dung dịch axit khác nhau ở các nồng độ khác nhau. Bảng 3.11 Ảnh hƣởng của một số cation đến phổ hấp thụ của đồng Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 40 40 42 43 44 44 46 http://www.lrc-tnu.edu.vn Bảng 3.12 Ảnh hƣởng của một số cation đến phổ hấp thụ của chì Bảng 3.13 Ảnh hƣởng của một số cation đến phổ hấp thụ của cadimi 46 Bảng 3.14 Ảnh hƣởng của một số cation đến phổ hấp thụ của mangan Bảng 3.15 Sự phụ thuộc độ hấp thụ của một số cation vào nồng độ . 48 49 Bảng 3.16 Bảng 3.17 Bảng 3.18 Bảng 3.19 Bảng 3.20 Bảng 3.21 Bảng 3.2 Các điều kiện tối ƣu cho phép đo phổ hấp thụ nguyên tử của một số kim loại trên máy Shimadzu 6300. Sự phụ thuộc của độ hấp thụ vào nồng độ đồng, chì, cadimi, kẽm, mangan Mẫu nƣớc sinh hoạt và mẫu nƣớc thải khu vực Lâm Thao Phú Thọ Kết quả hàm lƣợng các cation kim loại nặng trong mẫu nƣớc sinh hoạt. Kết quả hàm lƣợng các cation kim loại nặng trong mẫu nƣớc thải. Kết quả phân tích kẽm, mangan theo phƣơng pháp thêm chuẩn và phƣơng pháp đƣờng chuẩn Giá trị giới hạn cho phép của nồng độ các chất ô nhiễm trong nƣớc mặt và trong nƣớc ngầm. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 47 51 53 57 61 63 67 68 http://www.lrc-tnu.edu.vn 1 MỞ ĐẦU Kim loại nặng có Hg, Cd, Pb, As, Sb, Cr, Cu, Zn, Mn, v.v... thƣờng không tham gia hoặc ít tham gia vào quá trình sinh hoá của các thể sinh vật và thƣờng tích luỹ trong cơ thể chúng. Vì vậy, chúng là các nguyên tố độc hại với sinh vật. Ô nhiễm kim loại nặng biểu hiện ở nồng độ cao của các kim loại nặng trong nƣớc. Đối với con ngƣời, khi đã nhiễm vào cơ thể, kim loại nặng có thể tích tụ lại trong các mô. Đồng thời với quá trình đó cơ thể lại đào thải dần kim loại nặng. Nhƣng các nghiên cứu cho thấy tốc độ tích tụ kim loại nặng thƣờng nhanh hơn tốc độ đào thải rất nhiều. Thời gian để đào thải đƣợc một nửa lƣợng kim loại nặng khỏi cơ thể đƣợc xác định bằng khái niệm chu kỳ bán thải sinh học (biologocal half - life), tức là qua thời gian đó nồng độ kim loại nặng chỉ còn một nửa so với trƣớc đó, ví dụ với thuỷ ngân chu kỳ này vào khoảng 80 ngày, với cadimi là hơn 10 năm. Điều này cho thấy cadimi tồn tại rất lâu trong cơ thể nếu bị nhiễm phải. Nguyên nhân chủ yếu gây ô nhiễm kim loại nặng là quá trình đổ vào môi trƣờng nƣớc, nƣớc thải công nghiệp và nƣớc thải độc hại không xử lý hoặc xử lý không đạt yêu cầu. Nƣớc và rác thải sinh hoạt chƣa đƣợc xử lí tốt khiển môi trƣờng nói chung và nguồn nƣớc mặt nói riêng không còn đảm bảo an toàn cho ăn uống. Hàng loạt các “làng ung thƣ” xuất hiện nhƣ ở Phú Thọ gần đây đƣợc báo chí thƣờng xuyên nhắc đến, có nguyên nhân từ ô nhiễm nguồn nƣớc sinh hoạt. Vì vậy việc phân tích và đánh giá hàm lƣợng một số cation kim loại nặng trong nƣớc thải và nƣớc sinh hoạt là hết sức quan trọng. Có rất nhiều phƣơng pháp để xác định hàm lƣợng các kim loại nặng, tùy thuộc vào hàm lƣợng chất phân tích mà có thể sử dụng các phƣơng pháp khác nhau nhƣ: Phƣơng pháp phân tích trọng lƣợng, phƣơng pháp điện hóa, phƣơng pháp phổ hấp thụ nguyên tử, phƣơng pháp trắc quang, phƣơng pháp phân tích thể tích… Trong đó phƣơng pháp phổ hấp thụ nguyên tử có độ nhạy và độ chọn lọc cao lại cho kết quả phân tích ổn định, sai số nhỏ. Đặc biệt phƣơng pháp này có thể xác định đồng thời hay liên tiếp nhiều nguyên tố trong một mẫu. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 2 Từ những lí do trên, chúng tôi lựa chọn đề tài: “Phân tích hàm lƣợng một số cation Kim loại nặng trong nƣớc thải và nƣớc sinh hoạt khu vực Lâm Thao – Phú Thọ bằng phƣơng pháp phổ hấp thụ nguyên tử.” Nhiệm vụ chính đặt ra: 1- Khảo sát các điều kiện thực nghiệm xác định một số cation kim loại nặng bằng phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử dùng ngọn lửa 2- Khảo sát vùng tuyến tính của phép đo một số kim loại nặng. 3- Xây dựng đường chuẩn của một số kim loại nặng. 4- Đánh giá sai số, độ lặp, khoảng tin cậy của phép đo. 5- Phân tích mẫu thực theo phương pháp đường chuẩn, một số mẫu thực theo phương pháp thêm chuẩn. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 3 CHƢƠNG 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1. KHÁI QUÁT CHUNG VỀ KHU VỰC NGHIÊN CỨU 1.1.1. Điều kiện tự nhiên Vị trí địa lý, địa hình Huyện Lâm Thao gồm 12 xã và 2 thị trấn trong đó có 3 xã miền núi, diện tích khoảng 25 km2. Khu vực nghiên cứu chủ yếu là khu công nghiệp Lâm Thao gồm thị trấn Lâm Thao, xã Thạch Sơn, thị trấn Hùng Sơn và xã Chu Hoá. Địa hình của huyện Lâm Thao có thể chia thành 2 kiểu: kiểu địa hình đồi thấp và địa hình đồng bằng nằm ven sông Hồng. Điều kiện khí tượng thuỷ văn Khí hậu nhiệt đới gió mùa và chia làm 4 mùa: xuân, hạ, thu, đông rõ rệt. Mùa đông khô lạnh, mƣa ít. Mùa hạ nóng ẩm, mƣa nhiều. Nhiệt độ trung bình hàng năm 24 - 240C, cao nhất có thể tới 42,30C. Độ ẩm dao động khoảng 76 - 94%, thấp nhất có thể tới 16% (Theo nguồn từ Tổng cục Khí tượng Thuỷ văn). Ở đây, mùa mƣa kéo dài từ tháng 5 đến tháng 9, mùa khô kéo dài từ 10 đến tháng 4 năm sau. 1.1.2. Đặc điểm kinh tế xã hội Đây là khu vực có nền kinh tế phát triển và tập trung khá đông dân cƣ, có 2 thị trấn và nơi đây tập trung một số cơ sở công nghiệp quan trọng gồm nhà máy Supe phôtphat Lâm Thao, nhà máy Ắc quy Vĩnh Phú (đã chuyển về Việt Trì cách đây 3 năm), nhà máy Ắc quy Total, nhà máy ximăng Tiên Kiên và một số cơ sở công nghiệp, làng nghề khác. Nhà máy Supe phôtphat Lâm Thao (nay là Công ty Supe photphat Lâm Thao) bắt đầu hoạt động năm 1962 do Liên Xô cũ giúp đỡ. Từ năm 1962 đến tháng 6/2003 công nghệ chủ yếu sử dụng nguyên liệu quặng pyrit nên thải ra nhiều xỉ sau quá trình luyện quặng. Công ty cổ phần pin Ắc quy Vĩnh Phú nằm trên địa bàn xã Chu Hoá. Sản phẩm chính là pin và Ắc quy. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 4 Một số khu công nghiệp khác nằm chủ yếu tập trung tại 2 thị trấn. Nhƣng phần lớn khu dân cƣ này sống bằng nông nghiệp. Hình 1.1: Sơ đồ địa chất khu Công nghiệp Lâm Thao (Theo báo cáo của Sở Khoa học và Công nghệ Phú Thọ, [2]) 1.1.3. Tình hình sử dụng nƣớc sinh hoạt ở Thạch Sơn Ở xã Thạch Sơn có khoảng 50% sử dụng giếng đào nhƣng có nhiều giếng không sử dụng đƣợc. Hiện tại có 02 công trình cấp nƣớc tập trung do địa phƣơng quản lý và khai thác gồm 01 công trình tập trung quy mô nhỏ do UNICEP tài trợ và 01 công trình cấp nƣớc có quy mô lớn (liên thôn) từ nguồn vốn chƣơng trình Quốc gia. Công trình cấp nƣớc do UNICEP tài trợ gồm 01 giếng khoan sâu 20m đƣợc đầu tƣ năm 1999. Nƣớc từ giếng khoan bơm thẳng vào mạng lƣới cấp nƣớc không qua xử lý. Hiện trạm này đang cấp nƣớc cho khoảng 180 hộ dân. Công trình cấp nƣớc Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 5 tập trung từ nguồn vốn Quốc gia bàn giao cho xã Thạch Sơn từ tháng 12 năm 2001 đến cuối 2004 đã giao cho HTX nông nghiệp khai thác và quản lý. Đã có hệ thống xử lý: phun mƣa - lắng - lọc nổi chủ yếu là sử lý sắt. Tuy vậy do thiết bị cũ kỹ nên chất lƣợng nƣớc sau xử lý vẫn chƣa đạt tiêu chuẩn nƣớc sinh hoạt. Ngoài ra, có 40 hộ dân đang dùng nƣớc từ hệ thống cung cấp nƣớc của nhà mày Supe photphat Lâm Thao. Năm 2005, Nhà nƣớc chủ trƣơng dẫn nƣớc máy từ Việt Trì về cho nhân dân Thạch Sơn nhƣng đến tháng 11 năm 2010, nhân dân bắt đầu có nƣớc sạch dùng (theo sự khảo sát lại mới đây nhất xã Thạch Sơn có nƣớc sạch ở hầu khắp các khu dân cƣ, nhƣng còn một số ít hộ không dùng nƣớc sạch do nhà máy cung cấp mà vẫn dùng nƣớc giếng khoan). Điều đặc biệt là hệ thống nước thải của nhà máy Supe photphat Lâm Thao trước đây đi nhờ qua hệ thống mương tưới tiêu của xã Thạch Sơn. 1.1.4. Những vấn đề về môi trƣờng [2, 3, 4, 5] Xã Thạch Sơn có hơn 1.800 hộ sống gần Công ty Supe photphat và Hoá chất Lâm Thao, 200 hộ sống ven đê sông Hồng cạnh đƣờng nƣớc thải của Công ty Giấy Bãi Bằng – 400 hộ này đều không sử dụng đƣợc nƣớc giếng vì nƣớc hôi. Công ty Supe photphat và Hoá chất Lâm Thao là doanh nghiệp sản xuất phân bón vào loại lớn nhất nƣớc ta hiện nay. Sản phẩm chủ yếu của công ty là Supe lân, phân hỗn hợp NPK và các sản phẩm hoá chất khác nhƣ axit sunfuric kĩ thuật, axit ắc quy,... phục vụ cho nông nghiệp và quốc phòng. Công suất sản xuất ban đầu của Công ty là 40.000 tấn axit sunfuric, 100.000 tấn supe lân/năm.Và hiện nay năng suất sản xuất axit sunfuric tăng 6 lần, supe lân tăng 14 lần. Đối với công tác bảo vệ môi trƣờng, Công ty Hoá chất Supe photphat và Hoá chất Lâm Thao đã có một số giải pháp nhƣ nâng độ cao ống khói, đầu tƣ, cải tạo môi trƣờng hai dây chuyền sản xuất axit theo công nghệ mới và xây hồ tuần hoàn nƣớc tại các dây chuyền sản xuất. Tuy vậy, tình trạng gây ô nhiễm môi trƣờng vẫn còn nan giải và chƣa khắc phục triệt để. Theo điều tra và báo cáo định kỳ của Cục Bảo vệ Môi trƣờng và Uỷ ban nhân dân xã Thạch Sơn cho thấy: Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 6 Nƣớc mặt, nƣớc giếng, đất bùn, chất thải rắn và không khí bị nhiễm As và một số kim loại nặng độc hại. Đặc biệt là chất thải của nhà máy đều bị ô nhiễm nghiêm trọng. Một số nƣớc giếng của một số nhà dân có hàm lƣợng kim loại nặng nhƣ Pb, Cd, Hg, ... vƣợt quá tiêu chuẩn cho phép. Có thể kết luận, tại xã Thạch Sơn đều có dấu hiệu ô nhiễm As và kim loại nặng trong rau, cá. Hình 1.2: Cá chết do nước thải nhà máy tại làng ung thư Thạch Sơn, Phú Thọ (Nguồn: Tia sáng, Bộ KH&CN Việt Nam) 1.1.5. Tình hình bệnh ung thƣ tại Thạch Sơn [2, 3, 4, 5] Theo kết quả điều tra của Sở Y tế tỉnh Phú Thọ và theo thống kê của Trạm y tế xã Thạch Sơn, từ năm 2005 đến tháng 4 năm 2009, xã có 162 ngƣời chết, trong đó có 51 ngƣời chết do bệnh ung thƣ chiếm 31,48%. Các loại bệnh ung thƣ ở đây có 14 kiểu ung thƣ khác nhau, thƣờng gặp là: ung thƣ gan (27,4%), phổi (31,1%), dạ dày (10,4%), vòm họng (9,4%), não (7,5%), còn lại là ung thƣ cổ tử cung, máu, tinh hoàn, bàng quang, xƣơng, khớp, đại tràng ... Theo khảo sát mới nhất, từ đầu năm đến tháng 8 năm 2010, xã Thạch Sơn hiện có 44 ngƣời đang mắc bệnh ung thƣ, trong đó có 10 ngƣời đã chết. Năm 1990, tại khu 8 (xã Thạch Sơn) đã di dời đi nơi khác vì ô nhiễm không khí nặng nề khoảng 200 hộ dân, và nơi đây cũng là nơi tỷ lệ ngƣời mắc bệnh ung thƣ cao nhất. Năm 2009, UBND xã Thạch Sơn sẽ xoá bỏ lò gạch thủ công và thay đổi dây chuyền công nghệ mới giảm thiểu sự ô nhiễm và di dời dân ra khỏi khu vực bị ô nhiễm trầm trọng. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 7 Hình 1.3: Khu dân cư trù phú trước đây (đã được di dời), nay thành cánh đồng ô nhiễm (Nguồn Báo Pháp luật, Tp HCM) 1.2. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ KIM LOẠI NẶNG [7, 13, 19] Kim loại nặng là thuật ngữ dùng để chỉ các kim loại có khối lƣợng riêng lớn hơn 5 g/cm3. Chúng có thể tồn tại trong khí quyển (dạng hơi), thuỷ quyển (dạng muối hoà tan), địa quyển (dạng rắn, không tan) và sinh quyển (trong cơ thể động vật, thực vật). Kim loại nặng nếu với hàm lƣợng nhỏ đƣợc coi là cần thiết cho sinh vật nhƣ cây trồng, động vật. Một số kim loại nặng nhƣ đồng, kẽm... trong thành phần các vitamin, các men... đƣợc coi là các nguyên tố dinh dƣỡng vi lƣợng. Một số kim loại nặng không cần thiết cho sự sống, không có chức năng sinh hoá nhƣ : Asen, chì, thuỷ ngân... những kim loại này khi vào cơ thể sinh vật ngay cả ở dạng vết cũng có thể gây độc hại. Các kim loại nặng khi xâm nhập vào môi trƣờng sẽ làm biến đổi điều kiện sống, tồn tại của sinh vật trong môi trƣờng đó. Kim loại nặng khi hàm lƣợng vƣợt quá tiêu chuẩn cho phép sẽ gây độc hại cho môi trƣờng và cơ thể sinh vật. Một số kim loại nặng (Pb, Cu, Zn, Mn, Cd, As...) đi vào nƣớc từ nguồn nƣớc thải sinh hoạt hoặc nguồn nƣớc thải công nghiệp. Các kim loại nặng trong môi trƣờng pH khác nhau chúng sẽ tồn tại ở những dạng khác nhau và gây ô nhiễm cho các nguồn nƣớc. 1.2.1 Trạng thái tự nhiên, vai trò và tác dụng sinh hoá của Đồng. [7, 13, 19] Trạng thái tự nhiên của đồng Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 8 Trong tự nhiên, đồng là nguyên tố tƣơng đối phổ biến, chiếm khoảng 0,003% tổng số nguyên tử của vỏ Trái đất. Đồng tồn tại ở cả hai dạng hợp chất và tự do, dạng tự do đƣợc gọi là kim loại tự sinh thƣờng rất bé. Từ cổ xƣa loài ngƣời đã tiếp xúc với đồng, những công cụ lao động bằng đồng đã đƣợc gia công và thời đại đồ đá trong lịch sử phát triển của nhân loại đã đƣợc thay thế bằng thời đại đồ đồng cách đây khoảng 6000 năm [20] Phần lớn đồng tồn tại dƣới dạng hợp chất có trong các khoáng vật sunfua hay dạng oxi hoá (oxit, cacbonat). Những khoáng vật chính của đồng là: cancosin (Cu2S) chứa 79,8% Cu, covelin (CuS) chứa 66,5% Cu, cancopirit (CuFeS2) chứa 34,57% Cu và malachit (CuCO3.Cu(OH)2). Trong đất, hàm lƣợng đồng có giá trị từ 2  100 mg/kg. Tại một số vùng đất trồng nho, cà chua, do sử dụng chất bảo vệ thực vật, hàm lƣợng của đồng trong đất có thể đạt tới 600 mg/kg. Vai trò và tác dụng sinh hoá của đồng. [13, 19] Đồng là kim loại màu quan trọng nhất đối với công nghiệp và kĩ thuật. Hơn 50% lƣợng đồng khai thác hàng năm đƣợc dùng để làm dây dẫn điện, trên 30% đƣợc dùng để chế tạo hợp kim. Do có khả năng dẫn nhiệt tốt và chịu ăn mòn, đồng kim loại đƣợc dùng để chế tạo các thiết bị trao đổi nhiệt, sinh hàn và chân không, chế tạo nồi hơi, ống dẫn dầu và dẫn nhiên liệu. Một số hợp chất của đồng đƣợc sử dụng làm chất màu trang trí, chất liệu trừ nấm mốc. Trong nƣớc sinh hoạt, đồng có nguồn gốc từ đƣờng ống dẫn và thiết bị nội thất, nồng độ của nó có thể đạt tới vài mg/l nếu tiếp xúc lâu với các thiết bị đồng. Trong nƣớc tự nhiên, đồng tồn tại ở hai trạng thái hoá trị 1+ và 2+ thƣờng với nồng độ vài mg/l, trong nƣớc biển từ 1  5 g/l. Đồng tích tụ trong các hạt sa lắng và phân bố lại vào môi trƣờng nƣớc ở dạng phức chất với các hợp chất hữu cơ tự nhiên tồn tại trong nƣớc. Đồng rất độc đối với cá, đặc biệt là khi có thêm các kim loại khác nhƣ kẽm, cađimi và thủy ngân. Đồng là nguyên tố vi lƣợng cần thiết và có nhiều vai trò sinh lí trong cơ thể ngƣời. Đồng liên kết với protein tạo ra các phức hemocurpein, hepatocurpein... Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 9 trong máu, gan, sữa, và nhau thai. Đồng tham gia tạo sắc tố hô hấp hemoglobin. Các nghiên cứu cho thấy một số ngƣời mắc bệnh về thần kinh nhƣ bệnh schizophrenia có nồng độ đồng cao hơn trong cơ thể. Cơ thể thiếu đồng sẽ ảnh hƣởng đến sự phát triển, đặc biệt với trẻ em. Mọi hợp chất của đồng đều là những chất độc, 30 g đồng (II) sunphát có khả năng gây chết ngƣời. Nồng độ an toàn của đồng trong nƣớc uống đối với con ngƣời dao động theo từng nguồn, nhƣng có xu hƣớng nằm trong khoảng 1,5  2 mg/l. Lƣợng đồng đi vào cơ thể theo con đƣờng thức ăn mỗi ngày khoảng 2 4 mg. Theo tiêu chuẩn về nƣớc sạch quy định hàm lƣợng Cu ≤ 2,0mg/l, ( TCVN 6193-1996). 1.2.2. Trạng thái tự nhiên, vai trò và tác dụng sinh hoá của Chì. [7, 13, 19] Trạng thái tự nhiên của Chì Chì là một trong bảy kim loại (Au, Ag, Cu, Fe, Sn, Pb, Hg) mà con ngƣời đã biết từ thời thƣợng cổ. Trong tự nhiên, chì là nguyên tố tƣơng đối phổ biến, chiếm khoảng 1.10-4% tổng số nguyên tử của vỏ trái đất. Có nhiều khoáng vật chứa chì nhƣ quặng galenit (PbS), quặng cerusit (PbCO3), quặng anglesit (PbSO4)... Trong khí quyển chì tƣơng đối giàu hơn so với kim loại nặng khác. Nguồn chính của chì phân tán trong không khí xuất phát từ nguyên liệu xăng chứa chì. Cùng với các chất gây ô nhiễm khác chì đƣợc loại khỏi khí quyển do các quá trình sa lắng khô và ƣớt. Kết quả là bụi thành phố và đất bên đƣờng ngày càng giàu chì với nồng độ điển hình cỡ khoảng 1000 4000mg/kg bụi và đất ở những nơi có phƣơng tiện giao thông cao. Trong nƣớc, chì tồn tại ở dạng hoá trị II. Chì trong nƣớc máy có nguồn gốc tự nhiên chiếm tỉ lệ nhỏ, chủ yếu từ đƣờng ống dẫn, các thiết bị tiếp xúc có chứa chì. Vai trò và tác dụng sinh hoá của chì Tác dụng hoá sinh chủ yếu của chì là tác động của nó tới sự tổng hợp máu dẫn đến phá vỡ hồng cầu. Chì ức chế một số enzym quan trọng trong quá trình tổng hợp máu do sự tích luỹ các hợp chất trung gian của quá trình trao đổi chất. Hợp chất trung gian kiểu này là axit delta - amino levulinic (ALA- đehdrase). Một pha quan trọng của tổng hợp máu là sự chuyển hoá axit delta-amino levulinic thành porphobilinogen. Chì ức chế enzym ALA-đehdrase, do đó giai đoạn tiếp theo tạo Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
- Xem thêm -