Đề cường nghiên cứu khoa học - Đánh giá khả năng xử lý chì (pb) trong nước giếng khoan tại làng Đông mai, xã chỉ Đạo, huyện văn lâm, tỉnh hưng yên bằng cây dương xỉ

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (224.57 KB, 10 trang )

Trang 1<div class="page_container" data-page="1">

BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI

KHOA MÔI TRƯỜNG

ĐỂ CƯƠNG NGHIÊN CỨU KHOA HỌC

TÊN ĐỀ TÀI: “ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG XỬ LÝ CHÌ ( Pb) TRONGNƯỚC GIẾNG KHOAN TẠI LÀNG ĐÔNG MAI,XÃ CHỈ ĐẠO, HUYỆN VĂN LÂM, TỈNH HƯNGYÊN BẰNG CÂY DƯƠNG XỈ’’.

Nhóm sinh viên thực hiện: Vũ Thị Mỹ HạnhNguyễn Thanh LịchNgơ Thị NguyệtHồng Tuấn Tú Phạm Văn Tùng

Lớp: ĐH3KM1

Giảng viên hướng dẫn: ThS. Trịnh Thị Thủy

HÀ NỘI – 9/2015

</div>Trang 2<div class="page_container" data-page="2">

M c l cục lục ục lục

1. Đặt vấn đề...3

2. Tổng quan vấn đề nghiên cứu liên quan đến đề tài...4

3. Mục tiêu nghiên cứu...5

4. Địa điểm, thời gian, đối tượng nghiên cứu...5

5. Nội dung nghiên cứu...5

6. Phương pháp nghiên cứu...6

7. Dự kiến kết quả nghiên cứu...6

8. Kế hoạch thực hiện...7

9. Phân chia trách nhiệm giữa các thành viên nhóm...8

10. Tài liệu tham khảo……….9

1. Đặt vấn đề

</div>Trang 3<div class="page_container" data-page="3">

Như chúng ta đã biết, nước có vai trò rất quan trọng đối với cuộc sống của conngười, nhưng hiện nay vấn đề ô nhiễm nguồn nước sinh hoạt đang là vấn đề đáng báođộng và được toàn xã hội quan tâm.

Có rất nhiều nguyên nhân gây ra sự ơ nhiễm nước, đó có thể là do cấu tạo địachất hoặc do nguồn nước bị ảnh hưởng bởi các hoạt động của con người. Thực tế chothấy, nước giếng khoan được sử dụng trong sinh hoạt hàng ngày tại hầu hết các hộ giađình ở vùng nông thôn và khu vực ngoại thành các thành phố thường bị ô nhiễm cáckim loại (Fe, Mn,Pb, …) rất nặng, đặc biệt là chì.

Chì là một kim loại mềm, nặng, độc hại và có thể tạo hình. Chì có màu trắngxanh khi mới cắt nhưng bắt đầu xỉn màu thành xám khí tiếp xúc với khơng khí. Chìdùng trong xây dựng, ắc quy chì, đạn, và là một phần của nhiều hợp kim. Chì có sốngun tố cao nhất trong các nguyên tố bền.Trong nước, Chì được tìm thấy ở dạng vếtthơng thường ở nồng độ dưới 5ppb.Do đó nó được coi như là “kẻ giết người vơ hình”..Chì nguyên tố và các hợp chất của Chì được Cơ quan nghiên cứu ung thư quốc tế(IARC) và Liên minh Châu Âu (EU) công nhận là các chất gây ung thư nhóm 1.

Chì hấp thụ vào cơ thể qua nhiều con đường: hơ hấp, da, tiêu hóa. Chì vơ cơ khóhấp thụ 10% chì vơ cơ ăn phải được hấp thụ, tốc độ hấp thụ độc chất Chì phụ thuộcvào nồng độ của kim loại có trong đường ruột ; Chì ở dạng hơi, khói, bụi chì dễ thâmnhập qua đường hơ hấp đi vào cơ thể; Chì hữu cơ dễ hấp thụ qua da, tiêu hóa và hơhấp. Chì tích tụ trong huyết tương, trong các mơ và phần lớn là thay thế Canxi tích tụtrong xương. Chì cung như Kim loại khác có khả năng tác dụng với gốc SH củaProtein gây biến tính protein; Chì tác dụng với axit ALA( axit delta aminolevuni) ngăncản sự tạo thành của prophobilinogen nguyên liệu tổng hợp lên hồng cầu từ ALA.Chính vì vậy chì có trong máu kìm hãm sự tổ hợp máu, làm chậm q trình tuần hồncủa hồng cầu gây bệnh thiếu máu.

Chì là chất độc phức tạp, có nhiều tác dụng khác nhau trên hầu hết các cơ quancủa cơ thể. Nhiễm độc Chì cấp tính gây táo bón, nơn mửa, đau bụng trên, trụy timmạch, trong trường hợp nặng có thể dẫn đến tử vong. Nhiễm độc Chì mãn tính biểuhiên ban đầu là mất ngủ, biếng ăn, chân răng có viền đen, nước bọt có vị tanh của kimloại. Trường hợp nhiễm độc nặng sẽ bị thiếu máu, viêm não ở trẻ em, viêm thận mãn

</div>Trang 4<div class="page_container" data-page="4">

tính. Một số trẻ em bị dị tật bẩm sinh như não chậm phát triển, hỏng thận do mẹ tiếpxúc với Chì khi mang thai.

Nghề tái chế chì ở thơn Đơng Mai có từ năm 1978, thời kỳ cao điểm thường xun có 25 lị mỗi ngày nấu trên 10 tấn chì, thải ra khơng khí hàng tấn khói bụi. Nguyên liệu nấu chì là phế thải từ bình ắc qui như tấm cách điện và nước axít sau khi phá dỡ đổ bừa bãi, vỏ bình để khắp đường làng ngõ xóm. Những ngày nắng nóng bụi chì và nước axít trong các cống rãnh bốc mùi khét lẹt; khi trời đổ mưa thì chảy bừabãi, ngấm vào lịng đất, đọng đầy các ao hồ. Khơng khí trong thơn ln ngợp trong khói bụi của chì. Theo các nhà chun mơn, hàm lượng chì thải ra ở Đơng Mai quá lớn: trong nguồn nước, mức trung bình là 0,77mg/l, vượt quá tiêu chuẩn cho phép từ 7,7-15 lần. Ở nơi ao hồ đãi và đổ xỉ hàm lượng là 3,278mg/l, vượt quá tiêu chuẩn cho phép từ 32-65 lần. Do bề mặt nước bị ô nhiễm, một số thực vật cũng bị ảnh hưởng.

Năm 2009, lực lượng công an đã thu giữ hàng trăm tấn ắc qui chì do các hộ vẫnlén lút tàng trữ để nấu chì. Huyện Văn Lâm cũng đã qui hoạch 15 ha nhằm đưa các cơsở tái chế chì ra sản xuất xa khu dân cư. Tuy nhiên với nhiều lý do, đến nay các hộ dânĐông Mai vẫn chưa thể sản xuất tại nơi đã qui hoạch mà vẫn tiếp tục nấu chì ngay tạinhà, thải độc hại ngột ngạt như cũ.

Trước thực trạng đó, giảm thiểu ơ nhiễm Chì trong nước giếng khoan ở làngĐông Mai trở thành nhu cầu cấp thiết, địi hỏi phải có một giải pháp hiệu quả, phù hợpvới thực tiễn của và có tính khả thi cao. Vì vậy, nhóm nghiên cứu chúng em đã lựa

chọn đề tài nghiên cứu: “Đánh giá khả năng xử lý Chì (Pb) trong nước giếng khoan

tại làng Đông Mai, xã Chỉ Đạo, huyện Văn Lâm, tỉnh Hưng Yên” với mong muốn

góp phần nhỏ vào việc cải thiện chất lượng nước .

2. Tổng quan vấn đề nghiên cứu liên quan đến đề tài

Việc nghiên cứu chế tạo và ứng dụng các phương pháp để xử lý chì trong nướcngầm từ xưa đến nay đã được nhiều nhà khoa học quan tâm, có thể kể đến như:

Trao đổi ion: là phương pháp sử dụng để loại ra khỏi nước các kim loại nặng , phương pháp này cho phép thu hồi các chất có giá trị với độ làm sạch nước cao. Nhưng nhược điểm của phương này là chi phí đầu tư và vận hành khác cao nên ít đượcsử dụng cho các cơng trình lớn, và thường sử dụng cho các trường hợp địi hỏi chất lượng xử lí cao.

</div>Trang 5<div class="page_container" data-page="5">

Phương pháp tạo kết tủa: Là phương pháp dùng hóa chất tạo kết tủa nhờ cácphản ứng hóa học với các ion trong dung dịch sắt. Sắt thường tồn tại trong nướcngầm ở dạng hydro cacbonat hòa tan, khi gặp oxy sẽ được phản ứng tạo thành chất kếttủa. Lắng trong một thời gian dài sẽ làm cho chì có trong nước kết hợp và lắng xuốngđáy cùng với sắt.

Phương pháp điện hóa: là phương pháp tác kim loại bằng cách nhúng các điện cực trong nước thải có chứa kim loại nặng cho dòng điện miijt chiều chạy qua. ứng dụng sự chênh lệch điện thế giữa 2 điện cực kéo dài vào bình điện phân để tạo ra một điện trường định hướng, các ion chuyển động trong điện trường này. Các cation chuyển dịch về catot, các anion về anot. Khi điện áp đủ lớn, phản ứng sẽ xaỷ ra ở mặt phân cách chất dung dịch điện cực. Phương pháp này nhanh, tiện lợi, hiệu quả xử lí cao, ít độc nhưng lại tốn kém về điện năng.

Phương pháp oxi hóa – khử : là một phương pháp thơng dụng để xử lí nước thải có chứ kim loại nặng khi mà phương pháp vi sinh không thể xử lí được. Nguyên tắc của phương pháp là dựa trên sự chuyển từ dạng này sang dạng khác bằng sự có thêm electron khử hoặc mất electron( oxi hóa ) một cặp được tạo bởi sự cho nhân electron được gọi là hệ thống oxi hóa khử

Phương pháp sử dụng vi khuẩn KSF thu hút được sự quan tâm của nhiều nhà khoahọc trên thế giới và đạt được những thành công nhất định .Phương pháp này dựa trên khả năng khử ion sulfate (SO4 2- ) đồng thời oxy hóa các hợp chất hữu cơ (lactate, acetate, ethanol, methanol) tạo ion sulfide (H2S, HS- và S2- ) của vi khuẩn KSF. Ion sulfide phản ứng với ion kim loại hòa tan độc hại tạo kết tủa kim loại dưới dạng sulfide bền vững [8, 11]. Phản ứng loại bỏ chì của vi khuẩn KSF sử dụng lactate như sau: 2CH3CHOHCOOH + 3SO4 2- → 3H2S + 6HCO3 - Pb2+ + H2S → PbS↓ + 2H+ Ưu điểm của phương pháp này là giá thành xử lý phù hợp, không tạo hóa chất tồn dư gây ơ nhiễm thứ cấp, lượng cặn tạo ra từ kết tủa sulfide không đáng kể. Hơn nữa, kết tủa chì dưới dạng sulfide bền vững khơng những an tồn với mơi trường mà cịn có thểthu hồi và tái chế .

Trong khi các phương pháp hóa học và hóa - lý kể trên có nhược điểm là chi phívận hành cao, khơng thích hợp cho các hệ thống xử lý nước dùng trong sinh hoạt vớiquy mơ hộ gia đình, thì phương pháp sinh học sử dụng các lồi thực vật để hấp thụ lạicó nhiều ưu điểm như giá thành thấp, vận hành đơn giản và thân thiện với mơi trường.

Năm học 2014-2015 nhóm nghiên cứu đã thực hiện đề tài: “Nghiên cứu xử lý kim loạinặng trong nước giếng khoan hộ gia đình bằng các vật liệu lọc đơn giản”. Trong

nghiên cứu của mình nhóm đã nghiên cứu về khả năng xử lý nước có hàm lượng một

</div>Trang 6<div class="page_container" data-page="6">

bể lọc từ các vật liệu lọc đơn giản như cát, sỏi, than củi và cây dương xỉ. Kết quảnghiên cứu cho thấy cây dương xỉ có thể trồng trên bể lọc nước để xử lý một số kimloại nặng.

Vì vậy, nhóm nghiên cứu quyết định ứng dụng giải pháp kết hợp các loại vật liệulọc đơn giản cùng cây dương xỉ để tạo ra bể lọc xử lý nước giếng khoan có hàm lượngchì cao hoạt động hiệu quả và có thể áp dụng rộng rãi tại các hộ gia đình .

3. Mục tiêu nghiên cứu

Nghiên cứu, đánh giá khả năng xử lý Chì trong nước giếng khoan của câydương xỉ (tên khoa học)

4. Địa điểm, thời gian, đối tượng nghiên cứu

 Địa điểm nghiên cứu: làng Đông Mai, xã Chỉ Đạo, huyện Văn Lâm, tỉnhHưng Yên

 Thời gian nghiên cứu: Từ tháng 9 năm 2015 đến tháng 4 năm 2016.

 Đối tượng nghiên cứu: Nước giếng khoan có hàm lượng chì cao và câydương xỉ.

5. Nội dung nghiên cứu

 Khảo sát và lựa chọn địa điểm nghiên cứu (địa chỉ: làng Đông Mai, xã ChỉĐạo, huyện Văn Lâm, tỉnh Hưng Yên, là nơi mà nước giếng khoan có hàmlượng chì trong nước giếng khoan cao).

 Đánh giá mức độ ơ nhiễm chì trong nước giếng khoan tại địa điểm nghiêncứu.

 Thiết kế 2 bể lọc nước giếng khoan:

- Bể lọc thứ nhất: Từ các vật liệu lọc đơn giản như cát, sỏi (đây là loạibể lọc đơn giản, truyền thống mà các hộ gia đình hay sử dụng)

- Bể lọc thứ hai: Tương tự như bể lọc thứ nhất nhưng được trồng thêmcây dương xỉ ở lớp trên cùng

 Tiến hành bơm nước ngầm qua hai bể lọc trên

 Đánh giá chất lượng nước sau khi xử lý của hai bể lọc, từ đó đánh giá khảnăng xử lý chì của cây dương xỉ.

</div>Trang 7<div class="page_container" data-page="7">

 Phân tích hàm lượng chì trong rễ cây dương xỉ trước và sau khi đưa lên bểlọc để xử lý

 Đề xuất mô hình xử lý nước giếng khoan bị ơ nhiễm chì ở quy mơ hộ giađình

6. Phương pháp nghiên cứu

 Phương pháp tổng hợp tài liệu: tổng hợp các tài liệu liên quan đến vấn đềnghiên cứu.

 Phương pháp kế thừa: kế thừa các nghiên cứu đã được công nhận về các vấnđề liên quan đến đề tài.

 Phương pháp thực nghiệm:

- Thiết kế hai bể lọc nước thực tế tại các hộ gia đình

- Lấy mẫu nước trước và sau khi qua bể lọc (Theo thông tư số30/2011/TT-BTNMT; Quy định quy trình kỹ thuật quan trắc mơitrường nước dưới đất)

Phân tích hàm lượng Chì trong nước bằng phương pháp HVG AAS.

-7. Dự kiến kết quả nghiên cứu

 Ý nghĩa khoa học: Các số liệu thu được của đề tài là số liệu tin cậy, đảm bảotính khoa học.

 Ý nghĩa thực tiễn: Kết quả nghiên cứu của đề tài góp phần vào việc xây dựngbể lọc nước giếng khoan cho các hộ gia đình đạt hiệu quả tốt với giá thànhrẻ.

 Đề mục các kết quả nghiên cứu:

+ Số liệu chất lượng nước giếng khoan tại khu vực nghiên cứu.+ Số liệu nghiên cứu chất lượng nước sau khi xử lý qua 2 loại bể lọc + Mơ hình bể lọc nước giếng khoan tại các hộ gia đình.

+ Báo cáo tổng kết đề tài.

8. Kế hoạch thực hiện

</div>Trang 8<div class="page_container" data-page="8">

Bảng kế hoạch thực hiện đề tài nghiên cứu khoa học:

cương nghiên cứu X

6 Báo cáo kết quả nghiên cứu

</div>Trang 9<div class="page_container" data-page="9">

9. Phân chia trách nhiệm giữa các thành viên nhóm

1 VŨ THỊ MỸ HẠNH Tổng hợp và xử lí số liệu thu thập được. Thu thập tài liệu về kim loại nặng và phương pháp xử lí kim loại nặng đối với nguồn nước giếng khoan. Có trách nhiệm quản lí kinh phínhóm nghiên cứu.

2 HỒNG TUẤN TÚ Khảo sát địa điểm và lựa chọn địa điểm lấy mẫu. Thu thập mẫu, thu thập tài liệu về đánh giá chất lượng nguồn nước giếng khoan nơi các đề tài nghiên cứu sử dụng phương pháp hóa sinh. Trưởng nhóm nghiên cứu.

3 NGUYỄN THANH LỊCH Thu thập mẫu, thu thập tài liệu và đề xuất giải pháp nhằm nâng cao chất lượng nguồn nước giếng khoan tại khu vực nghiên cứu. Thu thập tài liệu về thực vật và vật liệu đơn giản.

4 NGÔ THỊ NGUYỆT Thu thập tài liệu liên quan để đánh giá điều kiện tự nhiên và xã hội, môi trường khu vực nghiên cứu. Xử lí kết quả và đánh gia chất lượng nước

</div>Trang 10<div class="page_container" data-page="10">

5 PHẠM VĂN TÙNG Khảo sát địa điểm và lựa chọn địa điểm lấymẫu.Thu thập mẫu, thu thập tài liệu các yếutố ảnh hưởng tới q trình lấy mẫu và phântích mẫu.

10. Tài liệu tham khảo

1. ThS. Lê Thu Thủy, Ths. Trịnh Thị Thủy – Đại học Tài nguyên và Môi trường

(2012), Giáo trình quan trắc và phân tích mơi trường nước.

2. PGS. TS. Nguyễn Thị Kim Thái (chủ biên), Quy trình quan trắc và phân tích chất lượng mơi trường, Nhà xuất bản Xây dựng.

3. Lê Văn Khoa ( chủ biên), Khoa học môi trường, Nhà xuất bản giáo dục.4. Các quy chuẩn kỹ thuật quốc gia Việt Nam về chất lượng môi trường, Bộ Tài

nguyên và Môi trường

5. QCVN 01:2009/BYT Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng nước ăn uống.6. TCVN 6663-3:2008 về Chất lượng nước - Lấy mẫu - Phần 3: Hướng dẫn bảo quản và xử lý mẫu.

7. Dự án xử lí Kim loại nặng ( As, Pb, Zn, Cd,... ) xã Hà Thượng, huyện Đại Từ, và làng Hích, xã Tân Long, huyện Đồng Hỷ, tỉnh Thái Nguyên của GS Đặng Đình Kim

8. TCVN: 6193: 1996 (ISO 8288: 1986) Chất lượng nước- xác định coban, niken, đồng, kẽm, cadimin và chì – phương pháp trắc phổ hấp thụ nguyên tử ngọn lửa

</div>