Tải bản đầy đủ

Nghiên cứu sự lắng đọng và phát tán một số kim loại nặng trong nước thải từ quá trình khai thác và làm giàu quặng thiếc tại xã Châu Thành, huyện Quỳ Hợp, tỉnh Nghệ An (luận văn thạc sĩ)

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU .......................................................................................................... 3
CHƢƠNG I. TỔNG QUAN ........................................................................... 5
1.1. Tình hình và hiện trạng ô nhiễm do khai thác và chế biến quặng thiếc ...... 5
1.1.1. Tình hình khai thác quặng thiếc ..................................................... 5
1.1.2. Hiện trạng ô nhiễm do khai thác và chế biến quặng thiếc............. 6
1.2. Các kim loại nặng xuất hiện trong quá trình khai thác, chế biến
quặng thiếc và tác động đến môi trƣờng........................................................ 8
1.2.1. Asen ................................................................................................ 8
1.2.2. Thủy ngân ....................................................................................... 8
1.2.3. Đồng ............................................................................................... 9
1.2.4. Chì ................................................................................................ 10
1.2.5. Kẽm ............................................................................................... 10
1.2.6. Sắt ................................................................................................. 11
1.2.7. Thiếc ............................................................................................. 12
1.2.8. Mangan......................................................................................... 12
1.3. Các đặc điểm về điều kiện tự nhiên ....................................................... 13
1.4. Các biện pháp giảm thiểu và xử lý ô nhiễm kim loại nặng ................. 16
1.4.1. Phương pháp kết tủa hoá học ...................................................... 16
1.4.2. Phương pháp trao đổi ion ............................................................ 16

1.4.3. Phương pháp điện hoá ................................................................. 16
1.4.4. Phương pháp oxy hoá - khử ......................................................... 17
1.4.5. Xử lý nước thải có chứa kim loại nặng bằng phương pháp tạo
Ferit .......................................................................................................... 17
CHƢƠNG 2. ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ........ 18
2.1. Đối tƣợng, mục tiêu và phạm vi nghiên cứu của đề tài ....................... 18

1


2.1.1. Đôi tượng nghiên cứu của đề tài .................................................. 18
2.1.2. Nội dung nghiên cứu của đề tài ................................................... 18
2.1.3. Phạm vi nghiên cứu của đề tài ..................................................... 18
2.2. Phƣơng pháp nghiên cứu của đề tài ...................................................... 18
2.2.1. Phương pháp thu thập thông tin .................................................... 18
2.2.2. Phương pháp điều tra khảo sát thực địa ....................................... 19
2.2.3. Các phương pháp quan trắc và phân tích KLN ........................... 19
2.2.4. Phương pháp lấy và bảo quản mẫu ............................................. 21
2.2.5. Nghiên cứu trong phòng thí nghiệm............................................. 24
2.2.6. Phương pháp xử lý số liệu............................................................ 30
CHƢƠNG 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN .................... 30
3.1. Kết quả điều tra, khảo sát hoạt động khai khoảng của mỏ thiếc Quỳ
Hợp. ............................................................................................................... 30
3.1.1. Hiện trạng khai thác quặng Sn tại khu vực mỏ .............................. 30
3.1.2. Hiện trạng ô nhiễm và biện pháp xử lý của cơ sở khai khoáng .......... 34
3.2. Kết quả quan trắc và phân tích kim loại nặng ..................................... 39
3.2.1. Hàm lượng các kim loại nặng có trong nước. .............................. 39
3.2.2. Hàm lượng các kim loại nặng có trong đất trầm tích. ................... 45
3.2.3. Ảnh hưởng của điều kiện tự nhiên đến sự lan truyền và lắng đọng
KLN .......................................................................................................... 50
3.3. Đề xuất các giải pháp quản lý và xử lý KLN ...................................... 51
3.3.1. Giải pháp quản lý kim loại nặng .................................................... 51
3.3.2. Giải pháp xử lý kim loại nặng ........................................................ 54
3.3.3. Dự toán chi phí cho các giải pháp xử lý ô nhiễm môi trường. ...... 56
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ...................................................................... 56
TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................ 59

2



MỞ ĐẦU

Công nghiệp khai khoáng vẫn đƣợc xem là một ngành công nghiệp mũi nhọn
đóng góp một phần quan trọng trong sự nghiệp phát triển kinh tế - xã hội của đất
nƣớc ta. Tuy nhiên, trong quá trình khai thác khoáng sản nói chung và quặng thiếc
nói riêng đã gây ra rất nhiều tác động xấu tới môi trƣờng cũng nhƣ ngƣời dân khu
vực xung quanh. Những tác động tiêu cực này đầu tiên phải kể đến việc phá rừng để
khai thác quặng và làm đƣờng giao thông, tiếp theo đó là các hoạt động khai thác
gây ô nhiễm không khí và ô nhiễm môi trƣờng nƣớc trong đó có ô nhiễm KLN.
Hiện nay, việc khai thác quặng và hiện trạng ô nhiễm nƣớc ở khu vực khai
thác, chế biến quặng thiếc tại xã Châu Thành, huyện Quỳ Hợp, tỉnh Nghệ An đang
diễn ra hàng ngày với mức độ rất nghiêm trọng. Nhiều đơn vị khai thác quặng thiếc
tại các dãy núi cao ở các xã Châu Hồng, Châu Thành, Châu Quang, Châu Tiến
thƣờng lén xả nƣớc thải bùn từ trên núi xuồng tràn vào ruộng lúa, khu dân cƣ hoặc
tràn qua khe suối khiến cho môi trƣờng bị ô nhiễm nghiêm trọng. Một số đơn vị
khai thác tuy có xây dựng các bể xử lý nhƣng thực tế gần nhƣ các bể không đƣợc
hoạt động mà nƣớc thải chủ yếu thải trực tiếp ra môi trƣờng. Tại các khe đầu nguồn
nƣớc luôn bị đục và có màu đen thẫm, trong đó hàm lƣợng asen khá cao do các đơn
vị khai thác đã sử dụng nƣớc trong quá trình tuyển thô (sơ bộ). Thêm vào đó việc
« mót » quặng diễn ra ngay giữa dòng khe, ngƣời dân đào bới và đãi quặng trực tiếp
xuống khe khiến cho nguồn nƣớc quanh năm đục ngầu, dòng chảy bị thay đổi, môi
trƣờng bị ô nhiễm nghiêm trọng.
Bên cạnh việc khai thác khoáng sản (ở Việt Nam cũng nhƣ trên thế giới), con
ngƣời cũng đã quan tâm đến các biện pháp xử lý nhằm giảm sự phát thải các chất ô
nhiễm ra ngoài môi trƣờng, mà đặc biệt là kim loại nặng. Tuy nhiên sự quan tâm xử
lý và quản lý chƣa phải khi nào và ở đâu cũng đúng mực. Thêm nữa, sự quan tâm
hầu nhƣ cũng mới chỉ dừng lại ở tại các điểm phát thải, mà chƣa chú ý nhiều đến sự

3


lan truyền và lắng đọng của các kim loại nặng trong quá trình vận chuyển vào các
nguồn tiếp nhận (môi trƣờng đất, nƣớc, không khí và sinh vật); cho nên cũng chƣa
đƣa ra đƣợc những lời cảnh báo, các biện pháp thật hữu hiệu và khoa học nhằm ngăn
chặn, làm giảm nhẹ, … các tác động do ô nhiễm đối với con ngƣời và hệ sinh thái
quanh khu vực khai thác mỏ.
Chính vì những mục đích nhƣ vậy mà đề tài luận văn “Nghiên cứu sự lắng
đọng và phát tán một số kim loại nặng trong nước thải từ quá trình khai thác và
làm giàu quặng thiếc tại xã Châu Thành, huyện Quỳ Hợp, tỉnh Nghệ An” đã đƣợc
thực hiện với những mục tiêu chính sau:
 Đánh giá hiện trạng khai thác và chế biến quặng thiếc.
 Đánh giá mức độ lắng đọng và lan truyền của một số kim loại nặng bao
gồm: As, Zn, Pb, Mn,Fe, Hg, Sn, Cu tại khu vực khai thác mỏ thiếc tại xã
Châu Hồng, huyện Quỳ Hợp, tỉnh Nghệ An.
 Đề xuất các biện pháp giảm thiểu kim loại nặng và phƣơng án xử lý ô
nhiễm.

4


CHƢƠNG I. TỔNG QUAN
1.1. Tình hình và hiện trạng ô nhiễm do khai thác và chế biến quặng thiếc
1.1.1. Tình hình khai thác quặng thiếc [9]


Trên thế giới

Thiếc (Sn) là một trong những kim loại đầu tiên mà loài ngƣời đã phát hiện
đƣợc. Việc sử dụng Sn làm hợp kim với đồng đã trải qua một thời kì lâu dài và quan
trọng trong thời đại đồ đồng. Đồng đen cổ nhất đã đƣợc tìm thấy ở Ơfrat
(Messopotania) vào 3500 – 3200 năm trƣớc Công Nguyên. Vào khoảng 1800 – 1500
năm trƣớc Công Nguyên, ở Trung Quốc đã sử dụng rộng rãi đồng đen. Trong thế kỷ
18, ở Anh (mỏ Coocmuon), nam Trung Quốc, Bolivin, Liên Xô đã khai thác thiếc
với quy mô lớn. Sản lƣợng thiếc khai thác trên thế giới từ năm 1940 đến năm 2006
đƣợc thống kê trong bảng 1.
Bảng 1. Sản lượng khai thác thiếc trên thế giới theo thời gian (nghìn tấn)
Năm

1940

Sản lƣợng 240

1957

1975

1991

2000

2005

2006

200

234.6

186.3

289

351.8

340

Năm 1940, thế giới khai thác đƣợc 240.000 tấn (trừ Liên Xô). Năm 1957, thế
giới sản xuất đƣợc 200.000 tấn (không kể Liên Xô và Trung Quốc). Liên Xô đã phát
hiện đƣợc nhiều vùng quặng thiếc rất lớn (Zabaical, tiểu Khingan, Xkhote – Albitin
và đặc biệt là trên lãnh thổ rộng lớn miền đông bắc).


Ở Việt Nam [9]

Ở Việt Nam quặng thiếc có ở nhiều nơi, nhƣng trữ lƣợng lớn nhất là 3 khu
vực chính: Cao Bằng, Sơn Dƣơng và Quỳ Hợp. Theo kết quả tìm kiếm – thăm dò đã
xác định tài nguyên thiếc vào cỡ 80 nghìn tấn, trữ lƣợng công nghiệp 50 nghìn tấn,
trong đó trữ lƣợng ở các vùng quặng nhƣ sau:
- Tĩnh Túc (Cao Bằng): 15 nghìn tấn thiếc
- Sơn Dƣơng (Tuyên Quang): 11 nghìn tấn thiếc
- Quỳ Hợp (Nghệ An): 23 nghìn tấn thiếc

5


Tổng sản lƣợng khai thác đƣợc thể hiện ở bảng 2.
Bảng 2. Sản lượng khai thác thiếc qua các thời kỳ như sau (tấn SnO2)
Năm

1850

1913

1937

1941

1945

1950

1955

1960

1966

1971

1981

1991

1995

84

127

196

244,5

87

164

170

137

166

185

243

197

250

Sản
lƣợng

Từ 1910 đến 1914 thực dân Pháp đã khai thác ở Pia Oac (Cao Bằng) đƣợc
3.247 tấn Sn kèm theo 137 kg Au. Từ năm 1950 đến năm 1956 khai thác thủ công
đƣợc 440 tấn SnO2; 1957 – 1980 sản lƣợng khai thác ở vùng Pia Oac đạt 9.901 tấn
SnO2 với mật độ trung bình 1305 g/m3. Ở Tam Đảo đạt 3.500 tấn SnO2 với mật độ
trung bình 1348 g/m3. Trƣớc năm 1988, sản lƣợng hàng năm chỉ đạt 600 tấn, năm
cao nhất 1000 tấn. Ở Sơn Dƣơng khai thác từ 1965 đến 1984 đƣợc 4 nghìn tấn,
trung bình 210 tấn/năm. Ở Quỳ Hợp khai thác từ 1961 với qui mô nhỏ.
1.1.2. Hiện trạng ô nhiễm do khai thác và chế biến quặng thiếc


Trên thế giới [21,24]

Hiện nay, các khu mỏ khai thác và chế biến quặng thiếc trên thế giới đa số
đều đang ở trong tình trạng ô nhiễm kim loại nặng. Ở những nƣớc có mỏ thiếc và có
sản lƣợng khai thác thiếc lớn nhƣ Indonesia, Trung Quốc, Nga … hàm lƣợng kim
loại nặng có mặt trong nƣớc đều vƣợt quá tiêu chuẩn cho phép.
Một khu vực ô nhiễm là lƣu vực sông Citarum ở Tây Java của Indonesia, nơi
9 triệu ngƣời sinh sống nhƣng có tới 2.000 nhà máy. Dòng sông Citarum, vốn đƣợc
sử dụng để phục vụ các nhu cầu hàng ngày của ngƣời dân ở đây cũng nhƣ để cung
cấp nƣớc tƣới cho đồng ruộng, đã bị ô nhiêm bởi nhiều loại chất độc, trong đó có
nhôm và mangan. Kiểm tra mẫu nƣớc uống ở đây cho thấy hàm lƣợng chì vƣợt quá
1.000 lần mức tiêu chuẩn của WHO (0,05 mg/L).[21]
Nhiều thập niên khai thác mỏ đa kim chì – thiếc bừa bãi ở thành phố Kabwe,
Zambia đã gây ra các vấn đề sức khỏe nghiêm trọng cho ngƣời dân Kabwe, nơi hơn
300.000 ngƣời đƣợc cho là bị ảnh hƣởng bởi ô nhiễm. Năm 2006, lƣợng chì trong
máu trẻ em ở Kabwe đƣợc phát hiện cao gấp 5-10 lần mức đƣợc khuyến nghị.[24]

6




Ở Việt Nam [3, 14]

Qua phân tích mẫu đất của một số khu vực khai thác mỏ thiếc đã nhận thấy
tất cả đều là những điểm nóng về ô nhiễm kim loại nặng (KLN), điển hình là mỏ
thiếc xã Hà Thƣợng, Thái Nguyên và mỏ thiếc Quỳ Hợp, Nghệ An.
Phân tích sơ bộ nhận thấy đất ở xung quanh 2 mỏ thiếc này đều bị nhiễm As
nghiêm trọng, trong đó tại mỏ thiếc Hà Thƣợng hàm lƣợng As trong đất gấp 17 –
308 lần tiêu chuẩn cho phép. Mỏ thiếc tại Quỳ Hợp ,tình trạng môi trƣờng đất tại các
khu vực Châu Cƣờng, Bản Poòng, Thung Lũng I, Khê Đổ, Châu Tiến,… (Quỳ HợpNghệ An) cũng đã gây hậu quả làm thu hẹp diện tích đất canh tác và làm giảm chất
lƣợng đất của nhân dân địa phƣơng.[3]
Ở mỏ thiếc Quỳ Hợp, dòng thải của nhà máy đƣợc thải trực tiếp ra một con
suối nhỏ gần đó. Hàm lƣợng As trong chất thải rắn rất cao (355 mg/kg) so với hàm
lƣợng đƣợc coi là không ô nhiễm trên thế giới (5- 20mg/kg).[3]
Tại các mỏ thiếc, quặng đuôi thƣờng chứa arsenopyrit (1-2%), chalcopyrit
(1%) và pyrit (10- 15%). Các khoáng vật sulfua này bị oxi hoá tạo ra dòng thải axit
mỏ và giàu kim loại. Sự lan toả của As và sự ôxy hoá các kim loại độc hại nhƣ Cu,
Cd từ các nguồn rỉ dòng thải axit mỏ qua các đống thải cũng không hề đƣợc chú ý.
Có nơi nƣớc thải từ mỏ và xƣởng tuyển đƣợc thải trực tiếp ra cánh đồng lúa với hàm
lƣợng As gấp 30 lần nƣớc tự nhiên.[14]
Đa phần, các mỏ quặng thiếc đều là mỏ đa kim chứa các kim loại nhƣ: Fe,
Au, Ag, Cu, Ti, W, Mo, Zn, Pb, Ga, Ta, Nb, In … Khai thác thiếc ngoài những yếu
tố ảnh hƣởng xấu đến môi trƣờng nhƣ tạo bụi, tiếng ồn, đào bới, vùi lấp phá hoại
cảnh quan, nó còn ảnh hƣởng rất xấu đến môi trƣờng nƣớc, thảm thực động vật và
sức khoẻ con ngƣời do trong quặng đa khoáng có chứa các nguyên tố rất độc hại nhƣ
asen, chì, molipđen… . Đặc biệt để phân kim vàng - một kim loại màu quý hiếm có
hầu hết trong quặng đa kim chứa thiếc, tại các khu khai thác, ngƣời ta đã sử dụng
phƣơng pháp xianua, sản phẩm nƣớc thải của phƣơng pháp này ra môi trƣờng có
thuỷ ngân, là một chất vô cùng độc hại và nguy hiểm, đã gây ra các vụ ô nhiễm,
nhiễm độc ở sông Cầu – Thái Nguyên, ở Bồng Miêu - Quảng Nam…[14]

7


1.2. Các kim loại nặng xuất hiện trong quá trình khai thác, chế biến quặng
thiếc và tác động đến môi trƣờng
Nhƣ đã nói ở trên, đa phần các mỏ thiếc ở Việt Nam đều là các mỏ đa kim; do
đó, trong quá trình khai thác và chế biến quặng thiếc sẽ xuất hiện rất nhiều kim loại
nặng gây ảnh hƣởng không tốt đến môi trƣờng và con ngƣời. Các kim loại nặng
thƣờng xuyên xuất hiện ở mỏ thiếc bao gồm: Hg, Cu, Pb, Zn, Fe, Sn, Mn và As.
1.2.1. Asen [3,6,15]
Asen (As) là nguyên tố tồn tại có độc tính cao và thƣờng xuất hiện trong môi
trƣờng dƣới dạng các anion trong các hợp chất.
Trong tự nhiên, asen tƣơng đối phổ biến, hàm lƣợng asen trong vỏ trái đất ở
khoảng 2-10 mg/kg. Tuy nhiên, các trƣờng hợp nhiễm độc asen chủ yếu là do asen
đƣợc thải ra bởi các hoạt động của con ngƣời. Các hoạt động thải asen ra môi trƣờng
chủ yếu là: khai thác và chế biến quặng đa kim, than và dầu mỏ, sản xuất năng
lƣợng, sản xuất amiang, sản xuất thuốc bảo vệ thực vật, bảo quản và chế biến gỗ.
Khi bị nhiễm độc, asen làm cho đông tụ protein, tác dụng với nhóm chức –SH
của enzyme làm cho enzyme bị thụ động hóa, phá hủy quá trình photphat hóa tạo
ATP (Adenozin triphotphat). Asen ở dạng vô cơ gây ung thƣ biểu bì mô da và các
bệnh ngoài da. Asen còn đầu độc hệ tuần hoàn khi hấp thu một lƣợng ≥ 0,1 mg/kg
cơ thể.[6]
Liều lƣợng asen tối đa mỗi ngày có thể chấp nhận đƣợc là 0,05 mg/kg thể
trọng. Khi tích lũy asen trong một thời gian dài sẽ gây ra các triệu chứng ngộ độc
mãn tính nhƣ mặt xám, tóc rụng, viêm dạ dày và ruột, đau mắt, tai…làm cho cơ thể
mệt mỏi và chết sau một thời gian ngắn.[15]
Nồng độ tối đa trong nƣớc uống của WHO là 0,01mg/L, tiêu chuẩn cho phép
của asen trong nƣớc sinh hoạt của nƣớc ta là 0,01 mg/L.
1.2.2. Thủy ngân [16]

8


Thủy ngân (Hg) là kim loại duy nhất tồn tại ở thể lỏng ở nhiệt độ thƣờng.
Thủy ngân đƣợc sử dụng nhiều trong lĩnh vực y tế nhƣ nha khoa hay chế tạo các
dụng cụ y tế. Tuy nhiên, nguồn thải thủy ngân ra môi trƣờng nhiều nhất là hoạt động
luyện kim của các khu mỏ và khai thác các quặng mỏ đa kim có chứa quặng thủy
ngân.
Thủy ngân nguyên tố lỏng là ít độc, nhƣng hơi, các hợp chất và muối của nó
là rất độc và là nguyên nhân gây ra các tổn thƣơng não và gan khi con ngƣời tiếp
xúc, hít thở hay ăn phải. Thủy ngân là chất độc tích lũy sinh học rất dễ dàng hấp thụ
qua da, các cơ quan hô hấp và tiêu hóa. Các hợp chất vô cơ ít độc hơn so với hợp
chất hữu cơ của thủy ngân. Cho dù ít độc hơn so với các hợp chất của nó nhƣng thủy
ngân vẫn tạo ra sự ô nhiễm đáng kể đối với môi trƣờng vì nó tạo ra các hợp chất hữu
cơ trong các cơ thể sinh vật.
Thủy ngân tấn công hệ thần kinh trung ƣơng và hệ nội tiết và ảnh hƣởng tới
miệng, các cơ quai hàm và răng.
Hàm lƣợng thủy ngân cho phép trong nƣớc uống đóng chai là 6µg/L (QCVN
6-1:2010/BYT), trong nƣớc ngầm là 1µg/L (QCVN 09:2008/BTNMT).
1.2.3. Đồng [6,15]
Đồng (Cu) là một nguyên tố vi lƣợng có mặt trong thực vật, động vật và con
ngƣời. Trong cơ thể ngƣời, đồng tập trung chủ yếu ở gan và là thành phần của một
số protein và enzyme. Hợp chất của đồng rất cần thiết cho quá trình tổng hợp
hemoglobin và photpholipit.
Nguồn thải chính của đồng trong công nghiệp là nƣớc thải quá trình mạ và
nƣớc thải quá trình rửa, ngâm bể chứa đồng. Ngoài ra, khai thác và tuyển quặng
cũng là một nguồn thải đồng ra môi trƣờng, cá biệt ở các khu vực tuyển quặng nồng
độ đồng trong nguồn nƣớc có thể lên đến 1000 mg/L.[6]
Đồng đặc biệt gây tính độc cao đối với hầu hết các động vật thủy sinh, chỉ với
nồng độ ≤ 0,1 mg/l đã gây ức chế sự phát triển của chúng. Đối với cá nƣớc ngọt, khi
nồng độ đồng chỉ là 0,002 mg/l thì cũng đã làm cho cá chết. Đối với con ngƣời, khi
hàm lƣợng đồng là 10 g/l thì sẽ gây tử vong, ở nồng độ 60 – 100 mg/l sẽ gây chóng

9


mặt, buồn nôn. Tiếp xúc thƣờng xuyên với đồng dẫn đến xơ gan, tổn thƣơng não,
phá hủy thận …
Nồng độ cho phép của đồng trong nƣớc sinh hoạt là 2 mg/l.[15]
1.2.4. Chì [6,15]
Chì (Pb) là kim loại có rất ít trong tự nhiên, hàm lƣợng chì rất nhỏ chỉ cỡ
0,001 – 0,02 mg/L. Ở trong nƣớc, chì có thể tồn tại ở dạng phức tan hoặc các dạng
khó tan.
Nguồn thải chì ra môi trƣờng là: khai thác quặng, tinh luyện chì, sản xuất pin
và acquy, sử dụng xăng pha chì, thuốc trừ sâu…Hàm lƣợng chì thải ra không khí
khoảng 330 tấn/năm, chì trong không khí có khích thƣớc nhỏ (< 22 µm) nên chúng
có thể phân tán rất xa và gây tích tụ trong cơ thể sinh vật qua đƣờng hô hấp hoặc
thức ăn.[6]
Chì và các hợp chất của chì rất độc, đặc biệt là với trẻ em do trẻ em có khả
năng hấp thụ cao hơn ngƣời lớn. Khi bị nhiễm độc chì sẽ gây ức chế một số enzym
quan trọng của quá trình tổng hợp máu gây quá trình cản trở quá trình tạo hồng cầu.
Khi hàm lƣợng chì trong máu đạt khoảng 0,3 ppm thì nó sẽ ngăn cản quá trình sử
dụng oxi để oxi hóa glucozo, tạo năng lƣợng cho quá trình sống. Ở nồng độ > 0,8
ppm chì gây bênh thiếu máu do thiếu sắc tố hồng cầu, phá hủy các chức năng của
thận và phân hủy tế bào não. Chì ở nồng độ thấp ngăn cản sự phát triển sinh lý và trí
tuệ của trẻ sơ sinh và trẻ em. Liều độc của chì axetat là 1 mg cà chì cacbonat là 2 – 4
mg đối với ngƣời lớn. Nồng độ cho phép tối đa của chì trong nƣớc uống theo WHO
là 0,05 mg/L. Ở Việt Nam thì tiêu chuẩn cho phép của chì trong nƣớc sinh hoạt là
0,05 mg/L.[15]
1.2.5. Kẽm [15,16]
Kẽm (Zn) là kim loại thƣờng có mặt trong các quặng đa kim cùng với chì và
đồng và dễ thải ra môi trƣờng trong quá trình khai thác về chế biến quặng.

10


Nguồn thải kẽm ra môi trƣờng chủ yếu do các nguồn nƣớc thải đƣa vào đặc
biệt là nƣớc thải của nhà máy luyện kim, công nghiệp hóa chất, các nhà máy sợi tổng
hợp và các khu khai thác và chế biến quặng mỏ đa kim.
Kẽm là nguyên tố vi lƣợng cần thiết cho sự sống. Nó tham gia vào thành phần
của khoảng 300 enzym. Kẽm và hợp chất của chúng khá ít độc tính, chúng ít ảnh
hƣởng đến động vật đẳng nhiệt mà chủ yếu ảnh hƣởng đến động vật biến nhiệt. Khi
cơ thể hấp thụ khoảng 150 mg kẽm một ngày sẽ ảnh hƣởng đến chuyển hóa đồng và
sắt. Ở liều lƣợng 450 mg/ngày sẽ gây thiếu đồng và thiếu máu nguyên bào sắt. Khi
quá kiều kẽm gây giảm chức năng miễn dịch, buồn nôn, phát ban, mất nƣớc và loét
dạ dày. Nếu cơ thể hấp thụ lƣợng kẽm từ 2 – 4 g sẽ gây tử vong sau 10 – 48 giây.
Nồng độ kẽm cho phép của kẽm trong nƣớc sinh hoạt ở Việt Nam là 3 mg/l
1.2.6. Sắt [6,15]
Sắt (Fe) là nguyên tố đƣợc sử dụng từ xa xƣa và có mặt nhiều thứ tƣ trên trái
đất. Hàm lƣợng sắt trong nƣớc tự nhiên dao động trong khoảng 0,01 – 26,1 mg/l.
Ngoài ra phụ thuộc vào các yếu tố khác nhƣ pH hay sự có mặt của CO2, O2, S2- và
các chất hữu cơ mà sắt tồn tại ở dạng phức có số oxy hóa +2 hoặc +3 có thể tan hoặc
kết tủa.
Sắt có vai trò quan trọng đối với cơ thể sống khi chúng liên kết ổn định bên
trong các protein kim loại nhƣng ở dạng tự do thì chúng khá độc với tế bào. Sắt đóng
vai trò quan trọng trong những protein tham gia vào việc chuyên chở oxy nhƣ
hemoglobin và myglobin.[6]
Việc hấp thụ quá nhiều sắt sẽ gây ngộ độc, do chúng sẽ sản sinh các gốc tự do
gây độc. Với trẻ em 2 tuổi hấp thụ 1 – 3g sắt sẽ gây ngộ độc nguy hiểm, khi > 3g sẽ
gây chết. Đối với ngƣời lớn thì hàm lƣợng cho phép của sắt là 45 mg/ngày, trẻ em
dƣới 14 tuổi là 40 mg/ngày.[25]
Giới hạn cho phép của sắt trong nƣớc uống theo WHO là 0,1 mg/l. Đối với
nƣớc sinh hoạt ở Việt Nam là 1 mg/l.

11


1.2.7. Thiếc [14]
Thiếc (Sn) là một kim loại màu trắng bạc, kết tinh cao, dễ uốn, dễ dát mỏng,
có màu ánh bạc, nhiệt độ nóng chảy thấp, rất khó bị oxy hóa. Thiếc thông thƣờng
đƣợc khai thác và thu hồi từ quặng cassiterit, ở dạng Ôxít. Thiếc là một thành phần
chính tạo ra hợp kim đồng thiếc.
Thiếc là kim loại khá ít trong tự nhiên, thông thƣờng trong các mỏ quặng thì
thiếc thƣờng tồn tại chung với các kim loại khác tạo thành mỏ đa kim nhƣ Fe, Cu,
Mn… Nguồn thải chính của thiếc ra môi trƣờng là các khu mỏ, nhà máy luyện kim
và chế biến quặng thiếc, các cơ sở xí nghiệp mạ hợp kim thiếc lên các vỏ đồ hộp…
Chƣa có nhiều sự nghiên cứu về thiếc và oxit thiếc cũng nhƣ độ độc của
chúng nhƣng thiếc cacbonat có độ độc ngang với cyanua. Trong điều kiện làm việc
tiếp xúc nhiều với thiếc thì thiếc sẽ xâm nhập vào cơ thể ngƣời chủ yếu qua đƣờng
hô hấp, tích trữ trong phổi và gây bệnh không báo trƣớc. Sử dụng bình thiếc chứa
các loại chất lỏng nhƣ nƣớc hay rƣợu sẽ làm cho các chất này nhiễm độc và gây ngộ
độc thiếc cấp tính cho ngƣời sử dụng và có thể gây chết trong thời gian ngắn.
Nồng độ cho phép của thiếc trong nƣớc sinh hoạt ở Việt Nam là 0,2 mg/l.
1.2.8. Mangan [14]
Mangan (Mn) là kim loại màu trắng xám, giống sắt. Ở dạng nguyên tố tự do,
mangan là kim loại quan trọng trong các hợp kim công nghiệp, đặc biệt là thép
không gỉ.
Nguồn thải chính của mangan ra môi trƣờng là các khu mỏ, các nhà máy
luyện kim, chế biến thép không gỉ, các hoạt động y tế, nhuộm màu cho gốm và thủy
tinh …
Mangan là kim loại tồn tại ở rất nhiều trạng thái oxy hóa khác nhau, phổ biến
nhất là +2, +3, +4, +6 và +7 trong đó trạng thái oxy hóa +2 là trạng thái đƣợc sử
dụng trong các sinh vật sống cho chức năng cảm giác; các trạng thái khác đều là chất
độc đối với cơ thể con ngƣời. Mangan đƣợc hấp thụ vào cơ thể thông qua hô hấp sẽ
làm tổn thƣơng phổi với các mức độ khác nhau nhƣ: ho, viêm phế quản cấp tính,
viêm cuống phổi, ù tai, run chân tay và tính dễ bị kích thích. Sự nhiễm độc mangan

12


cũng xuất hiện khi con ngƣời sử dụng nguồn nƣớc ăn uống có nồng độ mangan cao
trong một thời gian dài. Nhiễm độc mangan từ nƣớc uống làm giảm khả năng ngôn
ngữ, giảm trí nhớ, giảm khả năng vận dụng sự khéo léo của đôi tay và tốc độ chuyển
động của mắt.
Nồng độ cho phép của thiếc trong nƣớc uống theo WHO là 0,1 mg/L. Ở Việt
Nam thì tiêu chuẩn cho nƣớc sinh hoạt là 0,1 mg/L.
1.3. Các đặc điểm về điều kiện tự nhiên [1,2]
a) Điều kiện về địa hình, địa mạo khu mỏ[2]
Khu mỏ thiếc gốc Suối Bắc, huyện Quỳ Hợp nằm trong vùng địa hình đồi núi
cao, đỉnh cao nhất >700m, đỉnh thấp nhất 450m, chênh cao 250m. Địa hình hƣớng
cao dần về phía tây diện tích nghiên cứu và thấp dần về phía đông. Thân quặng
thiếc gốc có đầu lộ vỉa phân bố theo đƣờng đồng mức, độ cao 600m và cắm vào núi
cao với góc dốc 15÷ 20o. Địa hình dốc, mức độ chia cắt trung bình nên mỏ có điều
kiện thoát nƣớc tốt.
Các hiện tƣợng địa chất động lực xẩy ra trong khu mỏ chủ yếu là các hiện
tƣợng phong hoá, bào mòn, mƣơng xói, rãnh xói và một ít nơi có hiện tƣợng sạt lở
vách.
b) Điều kiện về khí tượng[1]
Nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa, chịu sự tác động trực tiếp của gió
mùa Tây - Nam khô và nóng (từ tháng IV đến tháng VIII) và gió mùa Đông Bắc
lạnh, ẩm ƣớt (từ tháng IX đến tháng III năm sau).
 Nhiệt độ không khí
Tại khu vực nghiên cứu, từ tháng V đến tháng X, khí hậu nóng và ẩm, nhiệt độ
trung bình là 27,5oC. Từ tháng XI đến tháng IV năm sau, khí hậu lạnh với nhiệt độ
trung bình là 20,7oC. Nhiệt độ cao nhất 41,8oC và nhiệt độ thấp nhất xuống tới 5oC.
 Độ ẩm không khí
Độ ẩm trung bình của khu vực nghiên cứu từ năm 2006 đến năm 2010 là 82%.

13


 Nắng và bức xạ
Tổng số giờ nắng trung bình 5 năm từ 2006- 2010 đo đƣợc là 1526
giờ/năm. Chế độ nắng liên quan chặt chẽ tới chế độ bức xạ và tình trạng mây. Từ
tháng XII đến tháng IV bầu trời u ám nhiều mây nên số giờ nắng ít nhất trong
năm chỉ 72,6 giờ/tháng. Sang tháng V, trời ấm lên số giờ nắng tăng lên tới 193,3
giờ/tháng.
 Tốc độ gió và hướng gió
Tại hƣớng gió chủ đạo là Đông Bắc, Đông và hƣớng Tây Nam, mùa hè có
hƣớng gió chủ đạo là Đông Nam. Những yếu tố ảnh hƣởng đến hƣớng gió là áp
suất và đặc điểm địa hình của khu vực. Tốc độ gió trung bình cả năm từ 1,6 m/s
- 2,7 m/s.
 Mưa
Mùa mƣa thƣờng xảy ra trong thời kỳ từ tháng VII đến tháng X. Lƣợng
mƣa trung bình nhiều năm là 1455mm. Trong một năm, lƣợng mƣa trung bình từ
13,3 mm đến 285,2 mm.
 Bốc hơi
Tổng lƣợng bốc hơi tháng lớn nhất thƣờng rơi vào tháng V đên VII. Tháng có
tổng lƣợng bốc hơi nhỏ nhất là tháng I. Tổng lƣợng bốc hơi cả năm duy trì ở mức
trên dƣới 861mm.
c) Điều kiện thủy văn và địa chất thuỷ văn[1]
- Đặc điểm thuỷ văn:
Gần khu mỏ có 2 suối chính là Suối Bắc và Suối Mai với hƣớng song song với
phƣơng cấu trúc; Lòng suối rộng 310 m, đá gốc lộ tốt. Mùa khô các suối thƣờng ít
nƣớc, mùa mƣa lũ nƣớc chảy xiết gây trở ngại cho điều tra địa chất.
- Đặc điểm nước mặt:
Trong khu vực khai thác có 2 mạng lƣới khe suối. Các suối hầu hết có độ dài
ngắn (200- 600m), chiều rộng nhỏ (13m), độ dốc khá lớn (30350). Suối Bắc chảy

14


qua phía nam thân quặng theo hƣớng tây bắc – đông nam. Lƣu lƣợng suối đo đƣợc
là Qmax=30.7 L/s (11/7/2013); Qmin= 0,005 L/s.
Loại hình hóa học của nƣớc suối: bicacbonat natri có độ khoáng hóa thấp
(0,33g/L-trạm TR.2) và pH= 6,8. Nƣớc suối có thể dùng vào mục đích sinh hoạt và
tƣới ruộng, không nên sử dụng vào mục đích ăn uống vì kết quả phân tích vi sinh
vật cho thấy lƣợng vi khuẩn gây bệnh vƣợt mức cho phép của Bộ Y tế ban hành [2].
Nhìn chung các suối ở khu vực khai thác đều có lƣu lƣợng nhỏ và không ảnh
hƣởng tới công tác tháo khô mỏ khi khai thác.
d) Đặc điểm quặng [1]
 Hình thái khoáng vật
Tại khu vực khai khoáng đã phát hiện nhiều mạch quặng gốc với tổ hợp
khoáng vật cassiterit – sulfur trong đó phổ biến là sulfur sắt, đồng, chì, kẽm. Hàm
lƣợng thiếc trong các mạch thay đổi 0,5 – 5.4%. Việc tồn tại khoáng vật sulfur trong
quặng thiếc sẽ gây giảm pH của môi trƣờng nƣớc xung quanh khu vực khai khoáng
do trong quá trình khai khoáng và làm phong hóa các khoáng sunfua dẫn đến hình
thành môi trƣờng axit hóa và tăng nồng độ ion kim loại trong nƣớc.
 Trữ lượng và tuổi thọ mỏ.
Theo quyết định số 846/QĐ-HĐTLKS ngày 16/3/2012 của hội đồng đánh giá
về việc phê duyệt trữ lƣợng quặng và kim loại thiếc thì trữ lƣợng mỏ thiếc gốc suối
Bắc, xã Châu Thành, huyện Quỳ Hợp, tỉnh Nghệ An nhƣ sau
Bảng 3 : Trữ lượng mỏ thiếc
Cấp

Trữ lƣợng (nghìn tấn)
Quặng

Kim loại Sn

122

698

2,02

333

338

0,981

15


Theo tính toán sơ bộ thì tuổi thọ của mỏ là T = 25 năm
 Công suất khai thác.
+ Tính theo quặng nguyên khai: 20.000 tấn/năm
+ Tinh quặng thiếc (Sn= 32,58%) trung bình 1năm: 120 tấn/năm
+ Công suất nhà máy tuyển: 25.000 tấn quặng/năm (hệ số không điều hòa K=1,25)
1.4. Các biện pháp giảm thiểu và xử lý ô nhiễm kim loại nặng[6]
Có rất nhiều phƣơng pháp để xử lý nƣớc thải chứa kim loại nặng nhƣ các
phƣơng pháp hoá học, hoá lý hay sinh học. Song kim loại nặng thƣờng là phát sinh
ra từ các nguồn nhất định do vậy cách tốt nhất là ta xử lý ngay tại nguồn gây ô
nhiễm. Tại các nhà máy mà nƣớc thải có chứa hàm lƣợng kim loại nặng vƣợt quá
tiêu chuẩn cho phép thì có thể áp dụng các quá trình xử lý nhằm loại bỏ kim loại
nặng trƣớc khi thải vào môi trƣờng.
1.4.1. Phương pháp kết tủa hoá học
Phƣơng pháp này dựa trên phản ứng hoá học giữa chất đƣa vào nƣớc thải với
kim loại cần tách, ở độ pH thích hợp sẽ tạo thành hợp chất kết tủa và đƣợc tách khỏi
nƣớc thải bằng phƣơng pháp lắng. Phƣơng pháp này bao gồm:
-

Tạo hydroxit của kim loại, khả năng kết tủa của nó sẽ phụ thuộc vào pH.

-

Tạo phức không tan hoặc ít tan với Cl-, CO32-, SO42-, S2-…

1.4.2. Phương pháp trao đổi ion
Dựa trên nguyên tắc của phƣơng pháp trao đổi ion dung ionit là nhựa hữu cơ
tổng hợp, các chất cao phân tử có gốc hydrocacbon và các nhóm chức trao đổi ion.
Quá trình trao đổi ion đƣợc tiến hành trong cột Cationit và Anionit. Các vật liệu
nhựa này có thể thay thế đƣợc mà không làm thay đổi tính chất vật lý của các chất
trong dung dịch và cũng không làm biến mất hoặc hoà tan.
Phƣơng pháp trao đổi ion có ƣu điểm là tiến hành ở qui mô lớn và với nhiều
loại kim loại khác nhau. Tuy vậy lại tốn nhiều thời gian, tiến hành khá phức tạp do
phải hoàn nguyên vật liệu trao đổi, hiệu quả cũng không cao.
1.4.3. Phương pháp điện hoá
Tách kim loại bằng cách nhúng các điện cực trong nƣớc thải có chứa kim
loại nặng cho dòng điện 1 chiều chạy qua. Ứng dụng sự chênh lệch điện thế giữa hai

16


điện cực kéo dài vào bình điện phân để tạo ra một điện trƣờng định hƣớng, các ion
chuyển động trong điện trƣờng này. Các cation chuyển dịch về catốt, các anion
chuyển dịch về anốt.
Ƣu điểm của phƣơng pháp này là nhanh tiện lợi hiệu quả xử lý cao, ít độc
nhƣng lại quá tốn kém về điện năng.
1.4.4. Phương pháp oxy hoá - khử
Đây là một phƣơng pháp thông dụng để xử lý nƣớc thải có chứa kim loại
nặng khi mà phƣơng pháp vi sinh không thể xử lý đƣợc. Nguyên tắc của phƣơng
pháp là dựa trên sự chuyển từ dạng này sang dạng khác bằng sự có thêm electron
khử hoặc mất electron (oxy hoá) một cặp đƣợc tạo bởi một sự cho nhận electron
đƣợc gọi là hệ thống oxy hoá - khử.
1.4.5. Xử lý nước thải có chứa kim loại nặng bằng phương pháp tạo Ferit
Quá trình xử lý nƣớc thải có chứa kim loại nặng bằng phƣơng pháp tạo ferit
là quá trình tinh thể hoá, tạo tinh thể Fe3O4 từ FeSO4. Trong quá trình hình thành
tinh thể, các ion kim loại nặng có trong dung dịch cũng bị kéo vào, tham gia vào
mạng tinh thể ở vị trí các nút cation. Quá trình này đƣợc gọi là nội kết tủa.
Các ion kim loại tan trong dung dịch sẽ bị kéo vào mạng tinh thể. Sau phản
ứng lắng và lọc lấy nƣớc trong.
Các yếu tố ảnh hƣởng đến quá trình hình thành tinh thể chủ yếu là pH, nhiệt
độ, nồng độ các ion kim loại, bán kính các ion kim loại trong dung dịch.

17


CHƢƠNG 2 – ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.1. Đối tƣợng, mục tiêu và phạm vi nghiên cứu của đề tài
2.1.1. Đôi tượng nghiên cứu của đề tài
Đối tƣợng nghiên cứu chủ yếu của đề tài là các kim loại nặng có mặt trong
nguồn thải ra môi trƣờng, xem xét mức độ tồn dƣ trong đất và lan truyền trong nƣớc
của kim loại nặng.
2.1.2. Nội dung nghiên cứu của đề tài
-

Khảo sát hiện trạng khai thác và làm giàu tại các xí nghiệp khai thác và

chế biến quặng thiếc xã Châu Thành, huyện Quỳ Hợp, tỉnh Nghệ An.
-

Xác định nguồn thải, tải lƣợng và đặc tính của nƣớc thải cũng nhƣ mức

độ gây ô nhiễm của nguồn thải.
-

Quan trắc, lấy mẫu phân tích và đánh giá hàm lƣợng các kim loại nặng

dọc theo tuyến thải, từ đó xác định nguyên nhân và con đƣờng gây lắng đọng, ô
nhiễm kim loại nặng.
-

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

vực khảo sát.
2.1.3. Phạm vi nghiên cứu của đề tài
Phạm vi nghiên cứu của đề tài là toàn bộ tuyến thải của cơ sở khai thác và
chế biến quặng thiếc tại xã Châu Thành, huyện Quỳ Hợp, tỉnh Nghệ An từ khu khai
thác, làm giàu và dòng thải lỏng – rắn đến cửa sông Con.
2.2. Phƣơng pháp nghiên cứu của đề tài
2.2.1. Phương pháp thu thập thông tin
Đây là một trong những phƣơng pháp cơ bản đƣợc thực hiện trong quá trình
nghiên cứu. Các số liệu về ô nhiễm và chất lƣợng môi trƣờng sau qua trình khai
khoáng và quy trình hoạt động khai khoáng, làm giàu của cơ sở khai khoáng đều đã
đƣợc tiến hành khảo sát và nghiên cứu rất nhiều lần trong các năm qua. Việc thu
thập các thông tin này sẽ giảm bớt thời gian cũng nhƣ kinh phí thực hiện đề tài. Mặt
khác, việc tổng quan tài liệu cũng cung cấp thêm những hiểu biết về từng KLN

18


trong quá trình nghiên cứu; Hiểu tốt hơn biện pháp xử lý, giảm thiểu, các phƣơng
pháp phân tích để từ đó có thể chọn đƣợc chƣơng trình quan trắc và giảm thiểu phù
hợp nhất.
2.2.2. Phương pháp điều tra khảo sát thực địa
Điều tra, khảo sát hiện trạng khai thác và chế biến tại địa phƣơng nghiên cứu
là yêu cầu tiên quyết để có thể xây dựng đƣợc một chƣơng trình quan trắc phù hợp.
Nội dung chính trong phần này bao gồm:
-

Khảo sát toàn bộ hoạt động khai khoáng, làm giàu, xử lý nƣớc, khí và
chất rắn của cơ sở khai khoáng.

-

Khảo sát toàn bộ tuyến thải để chọn vị trí thu mẫu hợp lý.

-

Chụp ảnh tƣ liệu, phỏng vấn và điều tra nhanh đối với ngƣời dân và cán
bộ cơ sở sản xuất cũng nhƣ địa phƣơng.

2.2.3. Các phương pháp quan trắc và phân tích KLN [15]
Có rất nhiều phƣơng pháp phân tích kim loại nặng có thể dùng để xác định
hàm lƣợng KLN trong đất và nƣớc, 2 nhóm phƣơng pháp thƣờng đƣợc dùng nhất là
phƣơng pháp hóa học (PP cổ điển) và phƣơng pháp hóa lý (PP công cụ).


Phương pháp hóa học

Các phƣơng pháp hóa học đƣợc sử dụng nhiều nhất là phƣơng pháp thể tích
và phƣơng pháp trọng lƣợng.


Phương pháp thể tích

Là phƣơng pháp cổ điển phân tích định lƣợng dựa trên việc đo thể tích dung
dịch chuẩn (đã biết chính xác nồng độ) cần dùng để phản ứng vừa đủ với kim loại
nặng có mặt trong mẫu.


Phương pháp trọng lượng

Là phƣơng pháp phân tích trọng lƣợng dựa vào việc cân khối lƣợng sản
phẩm đƣợc tách bằng phản ứng kết tủa để từ đó xác định đƣợc hàm lƣợng kim loại
nặng có mặt trong mẫu.
Nói chung, phƣơng pháp phân tích trọng lƣợng là phƣơng pháp có phạm vi
ứng dụng rộng rãi, xác định đƣợc nhiều chất khác nhau tuy nhiên việc phân tích kim

19


loại nặng bằng phƣơng pháp này tốn rất nhiều thời gian, hơn nữa đối với các kim
loại nặng có nồng độ thấp thì phƣơng pháp này cho kết quả kém chính xác.


Các phương pháp hóa lý

Các phƣơng pháp hóa lý hiện đang đƣợc sử dụng nhiều là: phƣơng pháp
quang, phƣơng pháp điện hóa và phƣơng pháp tách/ sắc ký


Phương pháp quang

Các phƣơng pháp quang đƣợc sử dụng để phân tích kim loại nặng thƣờng
là trắc quang, AAS, AES, AES – MS, AAS – MS. Đặc điểm chung của các
phƣơng pháp quang là thực hiện nhanh, thuận lợi, độ nhạy, độ chính xác cao có
thể phát hiện các nguyên tố vết từ 10 -6 mol/L đến 10-12 mol/L; tuy nhiên việc sử
dụng các máy móc trong phân tích quang đòi hỏi ngƣời thực hiện có chuyên môn
cao, hơn nữa giá thành cao cũng là một hạn chế trong việc sử dụng rộng rãi các
phƣơng pháp quang.


Phương pháp điện hóa

Các phƣơng pháp điện hóa đƣợc sử dụng để phân tích kim loại nặng bao
gồm: phƣơng pháp cực phổ dòng một chiều, phƣơng pháp von – ampe hòa tan,
ngoài ra còn phƣơng pháp von – ampe hòa tan xung vi phân (DP – ASV). Tƣơng tự
nhƣ phƣơng pháp quang, phƣơng pháp điện hóa có thể xác định đƣợc nhiều kim
loại nặng, độ chính xác lên đến 10-9 mol/L. Tuy nhiên, việc áp dụng phƣơng pháp
này cũng gặp nhiều hạn chế do giá thành phân tích cao, quy trình phân tích đỏi hỏi
nhiều kinh nghiệm để tránh sai số trong quá trình phân tích.


Phương pháp tách / sắc ký

Các phƣơng pháp trao đổi, chiết (phức cơ – kim), sắc ký trao đổi ion đều là
những phƣơng pháp thuộc dòng phƣơng pháp tách / sắc ký. Phƣơng pháp này có giá
thành dụng cụ thấp hơn tuy nhiên độ chính xác không bằng 2 phƣơng pháp trên
(tầm 0,01 mmol/L), hơn nữa, quy trình phân tích cũng đòi hỏi nhiều công đoạn.

20


2.2.4. Phương pháp lấy và bảo quản mẫu
Đây là phƣơng pháp bắt buộc phải có và phải thực hiện một cách nghiêm túc
trong quá trình làm đề tài, việc lấy mẫu và phân tích mẫu sẽ cho ra các kết quả trực
quan phản ánh chất lƣợng môi trƣờng ở khu vực nghiên cứu. Hạn chế việc xảy ra
sai sót trong quá trình này nếu không sẽ ảnh hƣởng đến kết quả nghiên cứu.
 Quy trình lấy mẫu
-

Mẫu sẽ đƣợc lấy dọc theo tuyến thải của cơ sở khai thác quặng thiếc.

-

Do toàn bộ tuyến thải dài khoảng 5km và có các đoạn uốn lƣợn, gấp khúc nên

các vị trí lấy mẫu đƣợc chọn theo hình 1 và bảng 3 trên cơ sở các đặc điểm của
dòng thải. Mẫu đƣợc lấy bắt đầu từ điểm xả thải đầu tiên (sau hệ thống xử lý) cho
đên chân cầu Nậm Tôn khi nƣớc thải từ suối chảy vào sông Con.
-

Mực nƣớc tại các vị trí lấy mẫu khá nông (43 cm – 66 cm) nên việc lấy mẫu chỉ

cần thực hiện trực tiếp ở độ sâu ~ 20cm.
-

Sử dụng chai nhựa PE để thu mẫu nƣớc. Để thu mẫu trầm tích nghiên cứu thì sử

dung bộ dụng cụ lấy mẫu trầm tích nhãn hiệu “Wildconsin hand corer” tiến hành lấy
mẫu bùn ở tầng mặt ngay tại các vị trí lấy mẫu nƣớc. Đặt dụng cụ vào đáy trầm tích
và móc giữ phần đầu vào máy. Sau đó cuộn và kéo tự do để thu hồi mẫu. Ngay khi
ống đƣợc kéo lên, van rung sẽ bịt kín đáy của ống lấy mẫu. Ống này nằm dọc theo
đáy và dài từ 50-75 cm dƣới nƣớc.
 Vị trí lấy mẫu
2 loại mẫu nƣớc và trầm tích đƣợc thu ở các vị trí nhƣ sau
 Điểm xả thải đầu tiên sau quá trình khai thác, chế biến và xử lý của cơ
sở sản xuất.
 Các mẫu tiếp theo đƣợc lấy dọc theo Suối Bắc ra đến cửa sông Con để
xác định mức độ lan truyền và lắng đọng KLN.

Bảng 4 : Địa điểm các vị trí lấy mẫu

21


TT

Địa điểm lấy mẫu

Ký hiệu

T1

Điểm xả thải đầu tiên ra môi trƣờng

N1, Đ1

T2

Cách điểm xả 100m

N2, Đ2

T3

Cách điểm xả 500m

N3, Đ3

T4

Cách điểm xả 1000m

N4, Đ4

T5

Cách điểm xả 2000m

N5, Đ5

T6

Cách điểm xả 3000m

N6, Đ6

T7

Chân cầu Nậm Tôn, cửa ra sông Con

N7, Đ7

 Bảo quản mẫu
-

Mẫu nƣớc sau khi lấy đƣợc tiến hành lọc ngay tại nơi thu mẫu và tiến hành bảo

quản mẫu theo TCVN 6663 – 3 :2008
Cụ thể là thêm 2ml HNO3 đặc/L(đƣa pH < 2) đối với các kim loại Cu, Pb, Zn, Fe,
Mn và As. Thêm 1ml HNO3 và 1mg K2Cr2O7 trên 1L nƣớc đối với Hg. Riêng Sn sẽ
đƣợc bảo quản bằng cách thêm 2ml HCl (đƣa pH < 2) để tiến hành phân tích thiếc
tổng số.
-

Các mẫu nƣớc sau khi đƣợc lọc và bảo quản thì cho vào hộp có chứa đá lạnh để

hạn chế sai số trong quá trình phân tích. Giữa các bình chứa mẫu có một lớp xốp
mỏng để ngăn cản sự va đập gây vỡ bình trong quá trình vận chuyển về phòng thí
nghiệm. Tại phòng thí nghiệm trƣớc khi phân tích thì tiến hành bảo quản mẫu ở t0 ≤
40C. Thời gian tồn lƣu mẫu tối đa là 1 tháng.
-

Mẫu đất/trầm tích đƣợc cho vào các túi nhựa PE và đƣợc phân tích tại Phòng

phân tích chất lƣợng môi trƣờng, Trung tâm y tế dự phòng tỉnh Nghệ An.

Vị trí lấy mẫu đƣợc thể hiện trong sơ đồ dƣới đây :

22


Hình 1 : Bản đồ các vị trí lấy mẫu

23


Suèi B¾c
Khu V¨n phßng

Khu nhµ ë

X-ëng
tuyÓn
Hồ lắng 1

§-êng vµo XN

T2

§iÓm lÊy mÉu T1

Hồ lắng 2

Tr¹m b¬m n-íc
mÆt

T3

Cầu Nậm Tôn
T4

T5

T6

T7

Hình 2 : Sơ đồ các vị trí lấy mẫu
2.2.5. Nghiên cứu trong phòng thí nghiệm [20]
Vì mục tiêu nghiên cứu của luận văn là sự lan truyền của kim loại nặng
trong nƣớc và sự lắng đọng trong đất /trầm tích nên các nghiên cứu trong phòng thí
nghiệm tập trung chủ yếu vào quá trình tiền xử lý mẫu và quy trình phân tích. Để có

24


đƣợc mẫu cho quá trình phân tích bằng AAS, các mẫu phải đƣợc chuyển sang trạng
thái hòa tan.
- Đối với kim loại nặng trong mẫu nƣớc: Sau khi bảo quản thì tiến hành phân tích
trực tiếp.
- Đối với kim loại nặng trong mẫu trầm tích cần phải tiến hành phá mẫu trƣớc khi
phân tích.
Trong nghiên cứu này lựa chọn phƣơng pháp phân tích AAS để tiến hành
phân tích hàm lƣợng kim loại nặng do phƣơng pháp này có độ chính xác cao, có khả
năng phân tích đƣợc nhiều kim loại nặng khác nhau và giá cả tƣơng đối phù hợp
cho phân tích hàng loạt. Đối với quy trình phá mẫu đã sử dụng phƣơng pháp của
USEPA 3015 (SMEWW 3030 K) với lò vi sóng UNI 8300 – Analytical. Đây là
phƣơng pháp xử lý mẫu hiện đại, làm giảm đáng kể thời gian xử lý mẫu, không bị
mất mẫu và phá đƣơc triệt để. Có thể cùng một lúc xử lý đƣợc nhiều mẫu.
2.2.5.1. Danh mục thiết bị, hóa chất cần thiết cho nghiên cứu
Để phục vụ cho công tác nghiên cứu và phân tích trong phòng thí nghiệm thì các
thiết bị, dụng cụ và hóa chất sau cần đƣợc chuẩn bị.
Bảng 5. Danh mục các thiết bị cần thiết cho nghiên cứu
TT

Tên dụng cụ, thiết bị

1

Lò vi sóng UNI 8300

2

Máy cất nƣớc Aquatron A4000D, Đức

3

Tủ sấy Model 1430D, Đức

4

Máy hấp thụ nguyên tử (AAS) AA7000 của hãng Shimadzu

5

Bình khí Acetylen (độ tinh khiết >98%)

6

Máy nén không khí

7

Quạt hút

25


Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

Tải bản đầy đủ ngay

×