nghiên cứu sự lan truyền và phạm vi ảnh hưởng của một số nguồn phát thải có khả năng gây ô nhiễm môi trường từ hoạt động của các khu công nghiệp ở tỉnh phú yên

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ
VIỆN NĂNG LƯỢNG NGUYÊN TỬ VIỆT NAM





TRƯƠNG MINH TRÍ





NGHIÊN CỨU SỰ LAN TRUYỀN VÀ PHẠM VI ẢNH HƯỞNG CỦA MỘT SỐ
NGUỒN PHÁT THẢI CÓ KHẢ NĂNG GÂY Ô NHIỄM MÔI TRƯỜNG TỪ HOẠT
ĐỘNG CỦA CÁC KHU CÔNG NGHIỆP Ở TỈNH PHÚ YÊN


Chuyên ngành: Hóa Phân tích
Mã số: 62442901


TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ HÓA HỌC

ĐÀ LẠT – 2014

a) Công trình được hoàn thành tại:
VIỆN NGHIÊN CỨU HẠT NHÂN ĐÀ LẠT
TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG MIỀN TRUNG
b) Người hướng dẫn khoa học:
PGS. TS. NGUYỄN NGỌC TUẤN

c) Phản biện luận án:
Phản biện 1:…………………………………………………………
Phản biện 2:…………………………………………………………
Phản biện 3:…………………………………………………………







Luận án sẽ được bảo vệ trước Hội đồng cấp nhà nước chấm luận án tiến sĩ họp tại:
VIỆN NGHIÊN CỨU HẠT NHÂN, VIỆN NĂNG LƯỢNG NGUYÊN TỬ VIỆT NAM
vào hồi … giờ…. ngày……tháng ….năm ……………………





d)
Có thể tìm hiểu luận án tại:
- Thư viện Viện Nghiên cứu hạt nhân

- Thư viện Quốc gia Việt Nam
- Thư viện Viện Năng lượng nguyên tử Việt Nam



Đà Lạt, năm 2014
1
ĐẶT VẤN ĐỀ

1. Tính cấp thiết của luận án
Trong vài thập kỷ gần đây, môi trường toàn cầu có nhiều biến đổi theo chiều
hướng ngày càng xấu thêm. Hiện tượng băng tan ở hai đầu cực và trái đất nóng lên đang là
vấn đề lớn được cả thế giới quan tâm. Ô nhiễm môi trường khí quyển, thủng tầng ô zôn do
lượng khí thải ngày càng tăng là nguyên nhân chủ yếu gây nên hiện tượng này. Vấn đề ô
nhiễm độc tố kim loại nặng cũng như dư lượng hóa chất bảo vệ thực vật trong lương thực,
thực phẩm do môi trường nước bị ô nhiễm bởi lượng chất thải công nghiệp cũng như hóa
chất bảo vệ thực vật ngày càng tăng cũng đang là vấn đề được nhiều quốc gia quan tâm. Vì
vậy, mục tiêu phát triển bền vững và bảo vệ môi trường trái đất trong thế kỷ 21 là mục tiêu
chung của toàn nhân loại.
Việt Nam cũng đang trong thời kỳ đổi mới và hội nhập; thời kỳ đẩy mạnh công
nghiệp hóa - hiện đại hóa với nhịp độ ngày càng cao, nhằm đưa nước ta cơ bản thành nước
công nghiệp vào năm 2020. Sự phát triển với quy mô lớn ở nhiều lĩnh vực cả về số lượng,
tốc độ, chất lượng,…; đặc biệt là lĩnh vực công nghiệp đã và đang gây nên những tác động
toàn diện tới môi trường. Tình trạng ô nhiễm môi trường không khí, môi trường đất và
nước đã làm suy giảm đa dạng sinh học, ảnh hưởng đến chất lượng cuộc sống. Vấn đề này
đã và đang được các cấp lãnh đạo, các ngành và toàn xã hội quan tâm nghiên cứu, tìm giải
pháp khắc phục.
Tỉnh Phú Yên, sau hơn 10 năm thực hiện “Quy hoạch tổng thể kinh tế - xã hội thời
kỳ 1996 -2010” và “từ 2011 – 2015”, đã tạo nên bức tranh về sự thay đổi hiện trạng kinh tế
theo hướng thiết lập cơ cấu công - nông - dịch vụ; đời sống vật chất và tinh thần của nhân

dân không ngừng được cải thiện, ngày một tốt hơn.
Vấn đề đặt ra là bên cạnh những thành tựu kinh tế - xã hội mà tỉnh Phú Yên đã đạt
được, thì những hậu quả về môi trường có những ảnh hưởng đáng kể đến hệ sinh thái và
sức khỏe cộng đồng. Những nguồn thải được tạo ra trong quá trình hoạt động của các khu
công nghiệp đã phát tán ra môi trường bằng nhiều con đường, gây ảnh hưởng trực tiếp đến
khu vực lân cận. Vì vậy, việc nghiên cứu một số vấn đề liên quan đến nguồn phát thải tại
các khu công nghiệp của tỉnh Phú Yên và tìm ra nguyên nhân để tìm cách phòng ngừa và
khắc phục là hết sức cần thiết và cấp bách.
Để góp phần xác định và làm rõ những vấn đề đặt ra ở trên, chúng tôi đã xây dựng
định hướng nghiên cứu: Nghiên cứu sự lan truyền và phạm vi ảnh hưởng của một số
nguồn phát thải có khả năng gây ô nhiễm môi trường từ hoạt động của các khu công
nghiệp ở tỉnh Phú Yên.
Đây là một phần trong chương trình nghiên cứu về hiện trạng môi trường của tỉnh
2
Phú Yên. Chúng tôi hy vọng sẽ được đóng góp một phần nhỏ vào việc tạo lập cơ sở dữ liệu
tin cậy, giúp cho việc hoạch định các giải pháp thiết thực về kiểm tra, kiểm soát, gìn giữ và
bảo vệ môi trường ở các khu công nghiệp của tỉnh nhằm đưa kinh tế - xã hội địa phương
ngày càng phát triển bền vững.
2. Mục tiêu của luận án:
- Ứng dụng các quy trình đã xây dựng để phân tích hàm lượng 4 kim loại As, Cu,
Mn, Cr trong mẫu nước thải và mẫu trầm tích
- Đánh giá sự dịch chuyển As, Cr, Cu, Mn trong môi trường nước, trầm tích.
- Mô hình hóa sự lan truyền kim loại nặng và dự báo diễn thế môi trường, dựa vào
một số phần mềm mô phỏng: Mapinfo, Matlab.
3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn
3.1. Ý nghĩa khoa học
- Ứng dụng những kỹ thuật hiện có tại Viện Nghiên cứu hạt nhân để phân tích,
đánh giá tình trạng môi trường ở các khu công nghiệp của tỉnh Phú Yên; cụ thể là: sử dụng
phương pháp phân tích kích hoạt nơtron (RNAA) trên lò phản ứng hạt nhân Đà Lạt và
phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử (AAS) để xác định hàm lượng độc tố kim loại nặng

trong các mẫu môi trường (nước, trầm tích) được thu thập.
- Làm cơ sở tham khảo trong việc giải thích sự dịch chuyển giữa hàm lượng các
kim loại nặng trong trầm tích, trong nước;
- Mô phỏng quá trình lan truyền và phạm vi ảnh hưởng được thực hiện tại khu
công nghiệp An Phú bằng công cụ: Mapinfo, Matlab;
- Dự đoán diễn thế của nguồn thải vào môi trường.
3.2. Ý nghĩa thực tiễn
- Đưa ra những dẫn liệu cơ bản về tình hình ô nhiễm kim loại nặng ởKhu công
nghiệp An Phú, tỉnh Phú Yên sau một thời gian đi vào hoạt động.
- Cung cấp cơ sở khoa học về sự lan truyền chất thải vào môi trường.
- Góp phần cung cấp cơ sở khoa học định hướng qui hoạch vùng xả thải an toàn.
- Góp phần vào việc quản lý nguồn thải và bảo vệ môi trường tại Khu công nghiệp
An Phú nói riêng và các khu công nghiệp ở tỉnh Phú Yên nói chung.
- Cung cấp cơ sở dữ liệu để các cấp quản lý của tỉnh Phú Yên nắm bắt được hiện
trạng môi trường và sự ảnh hưởng của nguồn thải đối với các khu công nghiệp sau một
thời gian đi vào hoạt động.
- Các bước nghiên cứu thực hiện trong đề tài làm cơ sở để xây dựng kế hoạch điều
tra đánh giá phạm vi và mức độ ảnh hưởng của các khu công nghiệp trong những năm tiếp
theo.
4. Nội dung của luận án
3
- Điều tra tình hình sản xuất của các khu công nghiệp ở tỉnh Phú Yên, lựa chọn Khu công
nghiệp An Phú làm đối tượng nghiên cứu.
- Khảo sát, xây dựng Quy trình phân tích Cu, Mn, Cr, As trong mẫu nước thải và trầm tích
bằng phương pháp RNAA.
- Áp dụng Quy trình phân tích Cu, Mn, Cr, As đã được xây dựng để phân tích Cu, Mn, Cr,
As trong mẫu nước thải và trầm tích.
- Đánh giá sự dịch chuyển Cu, Mn, Cr, As trong môi trường nước, trầm tích.
- Mô hình hóa sự lan truyền kim loại nặng (Cu, Mn, Cr, As) và dự báo diễn thế môi trường,
dựa vào một số phần mềm mô phỏng: Mapinfo, Matlab.

5. Những đóng góp mới của luận án
- Đã xây dựng được quy trình phân tích Cu, Mn, Cr, As trong mẫu nước thải bằng NAA có
xử lý hóa với các thông số tối ưu: luận án đã xác định một cách đầy đủ ảnh hưởng của các
thông số như pH, tốc độ chảy qua cột, thuốc thử, hàm lượng các ion khảo sát và khả năng
hấp phụ của chúng trên than hoạt tính (sử dụng phương pháp AAS để so sánh).
- Dựa trên cơ sở các kết quả nghiên cứu đạt được, áp dụng để xác định hàm lượng các ion
Cu
2+
, Mn
2+
, Cr
6+
/Cr
3+
, As
6+
/As
3+
trong các mẫu nước thải của khu công nghiệp.
- Dựa trên cơ sở các kết quả nghiên cứu đạt được, áp dụng để xác định hàm lượng Cu, Mn,
Cr, As trong các mẫu trầm tích của khu công nghiệp.
- Dựa vào một số phần mềm mô phỏng: Mapinfo, Matlab để số hóa bản đồ khu công
nghiệp; mô phỏng sự lan truyền kim loại nặng (Cu, Mn, Cr, As) và dự báo diễn thế môi
trường.
6. Bố cục của luận án
Luận án được trình bày theo 4 chương như sau:
- Chương 1 là phần tổng quan, giới thiệu tình hình hoạt động của các khu công
nghiệp ở Việt Nam và của tỉnh Phú Yên; các yếu tố ảnh hưởng đến sự tích lũy, lan truyền;
các phần mềm sử dụng trong nghiên cứu.
- Chương 2 là phần Đối tượng và phương pháp nghiên cứu, Xây dựng phương

pháp phân tích Cu, Mn, Cr và As; Phương pháp lấy mẫu phân tích tại Khu công nghiệp An
Phú, tỉnh Phú Yên; Các Phương pháp xác định các chỉ tiêu phục vụ cho Luận án.
- Chương 3. Kết quả và thảo luận, Xây dựng quy trình phân tích Cu, Mn, Cr, As
trong nước thải và trầm tích; Đánh giá hiện trạng môi trường của khu công nghiệp An Phú,
tỉnh Phú Yên; Lựa chọn đối tượng nghiên cứu sự lan truyền kim loại nặng; Mô hình hóa sự
lan truyền và phạm vi ảnh hưởng của các nguồn phát thải tại khu công nghiệp An Phú.
- Kết luận của luận án: Luận án khẳng định các điểm mới về mặt học thuật.
4
CHƯƠNG I. TỔNG QUAN
1.1. Những nghiên cứu về ô nhiễm môi trường
1.1.1. Tình hình nghiên cứu trên thế giới
Đa phần các nghiên cứu tập trung vào việc quan trắc đánh giá hàm lượng và sự
phân bố của các kim loại nặng độc đó theo lưu vực. Ngoài ra, cũng có một vài tác giả tập
trung nghiên cứu vào sự lan truyền, sa lắng hoặc chuyển hóa giữa các dạng tồn tại khác
nhau của chất sau khi được xả thải vào môi trường. Các kết quả nghiên cứu thu được từ
thực nghiệm có thể được kiểm chứng và mô phỏng lại với sự hỗ trợ của các công cụ máy
tính hiện đại. Nhóm nghiên cứu của tác giả T.Tawfik đã sử dụng mô hình visual Minteq để
ước đoán sự tồn tại thông qua việc tính toán hoạt độ của các dạng ion khác nhau của một
số kim loại điển hình trong hoạt động sản xuất công nghiệp Al, Mn, Cu, Pb và Zn. Tác giả
đã sử dụng mô hình này để mô hình hóa tương tác giữa các chất nhiễm bẩn trong nước với
trầm tích hoặc đặc tính của lưu vực với tính chất hóa-lý của chất thải trong môi trường tồn
tại. Thông qua mô hình này tác giả cũng đã tính toán được hoạt độ của các ion ở trạng thái
cân bằng giữa các dạng hấp phụ và hòa tan và pha rắn cân bằng của chúng. Bên cạnh đó,
một số tác giả khác lại nghiên cứu khả năng di chuyển của các nguyên tố vết ở các đối
tượng khác nhau: nhóm tác giả Apodaca L.E.; Bails J.B.; Driver N.E. 2000, đã nghiên cứu
sự xuất hiện, sự vận chuyển và sự hiện hữu của các nguyên tố vết của lưu vực sông Blue,
tỉnh Summit, Colorado; nhóm tác giả Edmunds W.M.; Pelig-Ba K.B.; Smedley P.L. 1996
đã nghiên cứu sự di động của asen trong nước ngầm ở khu vực khai thác mỏ vàng Ghana:
mối liên quan đến sức khoẻ con người; nhóm tác giả Feng X.; Hong B.; Hong Y.; Ni J đã
nghiên cứu sự di động của một vài nguyên tố vết độc hại chứa nhiều trong than ở Guizhou,

Trung Quốc.
1.1.2. Tình hình nghiên cứu trong nước
Một cách tương tự, gần đây ở Việt Nam cũng có một số công trình công bố nghiên
cứu về sự chuyển hóa và phân tán của các chất ô nhiễm.
Tuy nhiên, trong phạm vi hiểu biết của tác giả, chưa có bất kỳ công trình khoa học
nào nghiên cứu về sự lan truyền, phát tán chất ô nhiễm từ các hoạt động sản xuất công
nghiệp vào môi trường nước hoặc không khí tại tỉnh Phú Yên. Đây là động lực để chúng
tôi thực hiện nghiên cứu này. Các kết quả đạt được sẽ đưa ra bức tranh tương đối đầy đủ về
sự phát tán, tồn tại và chuyển hóa của các chất ô nhiễm (chủ yếu quan tâm đến kim loại
nặng) trong môi trường nước, trầm tích và một vài chất ô nhiễm khí điển hình (chủ yếu
quan tâm đến khí CO) từ khu công nghiệp điển hình của tỉnh Phú Yên. Ngoài ra, việc ứng
dụng công cụ máy tính để mô phỏng, kiểm tra đối chiếu với kết quả thực nghiệm sẽ đưa ra
bức tranh tổng thể và đầy đủ hơn để nhận biết và dự báo những rủi ro tiềm ẩn làm cơ sở hỗ
trợ việc quản lý được tốt hơn.
5
1.1.3. Một số yếu tố ảnh hưởng đến sự tích lũy và lan truyền của kim loại nặng như:
pH, độ dẫn điện EC, chất rắn lơ lửng SS, nhu cầu oxy sinh hóa, nhu cầu oxy hóa học, vi
sinh vật, keo tụ được trình bày chi tiết trong luận án.
1.4. Đặc điểm, quy hoạch hoạt động của các khu công nghiệp ở tỉnh Phú Yên
1.4.1. Đặc điểm của khu công nghiệp An Phú
Khu công nghiệp An Phú thuộc xã An Phú, Thành phố Tuy Hòa - tỉnh Phú Yên;
phía Bắc giáp khu đầu mối giao thông của trục trung tâm với Quốc lộ 1A, có tọa độ địa lý.
Tọa độ: 13

08.131’vĩ độ Bắc; 109

17.114’ độ kinh đông.
Diện tích quy hoạch là: 97 ha.
Khu công nghiệp An Phú đã nhận quyết định phê duyệt qui hoạch chi tiết tại Quyết
định số 63/QĐ-UB của Ủy Ban Nhân dân tỉnh Phú Yên ngày 15/01/2001 và là KCN nằm

trong Quy hoạch phát triển các KCN trong cả nước đã được phê duyệt.
* Quy hoạch hoạt động chủ yếu
- Công nghiệp khai thác: Cung ứng vào thị trường nhiều sản phẩm có giá trị cao
như: bàn, ghế bằng đá, các vật dụng trang trí; cụ thể là: Công ty vật liệu xây dựng Phú Yên
đầu tư nhà máy sản xuất đá ốp lát tự nhiên tại An Phú, công ty trách nhiệm hữu hạn Hợp
Châu đầu tư sản xuất các vật liệu chế biến đá granite, đá mài bóng, Những công trình này
đã góp phần tăng nhanh giá trị sản xuất của toàn ngành công nghiệp tại tỉnh Phú Yên.
- Công nghiệp chế biến: Chủ yếu là các xí nghiệp chế biến hải sản đông lạnh xuất
khẩu của các công ty cổ phần chế biến thủy sản Phú Yên, công ty trách nhiệm hữu hạn
WuChinLien,… đã góp phần tăng thêm sản lượng cho lĩnh vực này. Tuy nhiên, do tình
hình khai thác nguyên liệu không ổn định, nên các doanh nghiệp sản xuất với năng suất
thăng giáng trong năm.
- Lĩnh vực sản xuất vật liệu xây dựng: Nhà máy sản xuất gạch Block; công ty Vật
liệu xây dựng, công ty sản xuất kính,… kết quả đã cho ra sản phẩm mới cung ứng vào thị
trường với hiệu quả kinh tế cao.
1.4.2. Đặc điểm của khu công nghiệp Đông Bắc Sông Cầu
Khu công nghiệp Đông Bắc Sông Cầu được xây dựng tại xã Xuân Hải, huyện
Sông Cầu, tỉnh Phú Yên có tọa độ địa lý:
Tọa độ: 13
0
35’ vĩ độ Bắc; 109
0
15’ kinh độ Đông
Diện tích quy hoạch là 105,8 ha
Khu công nghiệp Đông Bắc Sông Cầu đã nhận quyết định phê duyệt qui hoạch chi
tiết vào năm 2001 và đã được hội đồng thẩm định phê duyệt vào ngày 12/11/2003; là KCN
nằm trong Quy hoạch phát triển các KCN trong cả nước.
* Quy hoạch hoạt động chủ yếu
Khu công nghiệp Đông Bắc Sông Cầu sản xuất chủ yếu các mặt hàng sau đây: Sản
6

xuất các sản phẩm từ nhựa, sản xuất giấy từ bột giấy và bao bì các loại, sản xuất các sản
phẩm gỗ mỹ nghệ, gỗ gia dụng và gỗ làm bao bì, tuyển quặng titan.
1.4.3. Đặc điểm của khu công nghiệp Hòa Hiệp
Khu công nghiệp Hòa Hiệp được xây dựng tại xã Hòa Hiệp, huyện Đông Hòa tỉnh
Phú Yên có tọa độ địa lý:
Tọa độ: 12
0
06’ vĩ độ Bắc; 109
0
22’ kinh độ Đông
Diện tích quy hoạch là: 101,5ha
Ngày 4/4/2000, khu công nghiệp Hòa Hiệp đã nhận quyết định phê duyệt qui
hoạch chi tiết số 485/QĐ-BKHCNMT; là KCN nằm trong Quy hoạch phát triển các KCN
trong cả nước.
* Quy hoạch hoạt động chủ yếu: Ngành chế biến nông sản, hải sản, thực phẩm, ngành
chế biến lâm sản, ngành sản xuất vật liệu xây dựng, chế biến hàng tiêu dùng, ngành cơ khí,
điện tử, may mặc.
Nhận xét chung về tình hình hoạt động của 03 khu công nghiệp ở tỉnh Phú
Yên đến năm 2012:
Trong 3 khu công nghiệp nêu trên, chỉ duy nhất có khu công nghiệp Hòa Hiệp có
hệ thống xử lý thải tập trung từ năm 2002; khu công nghiệp Đông Bắc Sông Cầu đến đầu
năm 2011 đã đưa vào sử dụng hệ thống xử lý nước thải tập trung.
Khu công nghiệp Đông Bắc Sông Cầu có các mặt hàng chủ yếu là các sản phẩm
chế biến từ gỗ; có hai nhà máy tái chế giấy và một xưởng tuyển quặng titan. Tuy nhiên, do
vị trí nằm sát biển nên trước đây nước thải được xả trực tiếp ra biển. Các chất ô nhiễm ở
KCN này chủ yếu là các hợp chất hữu cơ.
Khu công nghiệp An Phú không có trạm xử lý thải tập trung, đa phần hệ thống xử
lý nước thải cục bộ hiện có tại các công ty trong KCN chỉ có tác dụng làm loãng dòng thải
trước khi xả vào môi trường mà chưa có khả năng xử lý giảm thiểu chất ô nhiễm đạt tiêu
chuẩn cần thiết xả thải theo yêu cầu của TCVN 5945 : 2005 về việc kiểm soát chất lượng

nước thải công nghiệp.
Nguồn nước phát thải ở đây bao gồm cả các hợp chất hữu cơ và các kim loại nặng;
lại nằm ngay sát thành phố Tuy Hòa; nước thải đổ vào hồ Bầu Sen, sau đó theo dòng
mương, ngang qua thành phố Tuy Hòa, cuối cùng chảy đổ ra đoạn cuối cửa sông Đà Rằng.
Chính vì vậy, KCN An Phú đã được lựa chọn để xây dựng mô hình nghiên cứu sự
lan truyền một số nguồn phát thải có khả năng gây ô nhiễm môi trường.

7
CHƯƠNG II. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.1. Đối tượng và nội dung nghiên cứu
Đối tượng mô phỏng sự lan truyền ở đây là khí thải và kim loại nặng trong nước và
trầm tích tại Khu công nghiệp An Phú:
- Với khí thải, chúng tôi xây dựng mô hình hóa sự lan truyền khí CO tại khu công
nghiệp An Phú bằng phần mềm matlab. Chúng tôi đã sử dụng số liệu phân tích và đo đạc
được từ 02 đợt phân tích khí để mô phỏng. Từ kết quả phân tích qua 02 đợt tại khu công
nghiệp An Phú cho thấy có 03 nhà máy: Nhà máy chế biến hạt điều xuất khẩu (Ngọc
Linh), nhà máy sản xuất bao bì PP (TuXoNiLo), nhà máy cơ khí đúc kim loại (Minh Hòa)
có nguồn phát thải khí CO đáng kể. Chúng tôi lựa chọn sự phát thải của 03 nhà máy trên
làm nguồn phát thải chính.
- Với kim loại, chúng tôi xây dựng mô hình hóa sự lan truyền của 04 nguyên tố As,
Cr, Mn, Cu trong nước thải và trầm tích, mặc dù cả 4 kim loại này hiện chưa tới mức gây ô
nhiễm nhưng có mức tăng đáng kể qua các đợt quan trắc. Thông qua kết quả tính toán trên
mô hình và kiểm chứng bằng số liệu thực nghiệm có thể dự báo được mức độ sẽ gây ô
nhiễm môi trường và mức độ ô nhiễm ra sao sau những mốc thời gian hoạt động. Để có cơ
sở xây dựng mô hình hóa lan truyền của 04 nguyên tố kim loại As, Cr, Mn, Cu trong nước
thải, chúng tôi đã sử dụng số liệu phân tích và đo đạc ở đợt phân tích lần thứ 03 với 04
bước; cụ thể là::
+ Bước 01: Xem xét sự biến động hệ số tỷ lệ hàm lượng As(III)/As(V); Cr(III)/Cr(VI) của
các nguyên tố As, Cr nhằm đưa ra bức tranh tổng quan về sự ổn định của các hệ số tỷ lệ
trong quá trình lan truyền theo dòng thải (có hay không sự thay đổi bất thường về tỷ lệ các

dạng tồn tại, nếu có sự thay đổi bất thường cần xem xét các yếu tố ảnh hưởng);
+ Bước 02: Xem xét sự biến động hàm lượng của As, Cr, Cu, Mn trong nước thải của khu
công nghiệp An Phú với khu vực không bị ảnh hưởng bới nguồn thải (yếu tố nền) là Xóm
Bầu (nước kênh dẫn tưới khu vực cánh đồng từ nguồn nước sông tự nhiên); Trên cơ sở đó
để xem xét, đánh giá quá trình dịch chuyển, khả năng tích tụ của As, Cr, Mn, Cu trên 03
khu vực dòng thải của khu công nghiệp (Khu vực cống thải, Khu vực Hồ Bầu Sen, Khu vực
kênh dẫn trước khi hòa trộn nguồn thải từ Xóm Bầu).
+ Bước 03: Sử dụng phần mềm Mapinfo để lưu trữ, mô phỏng kết quả phân tích thực
nghiệm của các nguyên tố trong từng đợt phân tích, trên cơ sở đó giúp nhìn nhận tổng
quan sự phân bố của đối tượng quan tâm của từng Doanh nghiệp, cả khu công nghiệp và
sự phát thải của chúng.
+ Bước 04: Dựa trên kết quả phân tích thực nghiệm của các nguyên tố trong từng đợt
phân tích của cả khu công nghiệp và kết quả đo đạc khác của từng nhà máy; Xây dựng
chương trình mô phỏng trên nền chính là phần mềm Matlab. Thông qua đó có thể dự đoán
8
được sự phát tán nguồn thải (so sánh với kết quả thực nghiệm phân tích được) và dự báo
diễn thế của quá trình xả thải ra môi trường từ khu công nghiệp An Phú.
Để xây dựng mô hình hóa lan truyền của 04 nguyên tố kim loại As, Cr, Mn, Cu
trong trầm tích, chúng tôi đã theo dõi, đánh giá sự biến động hàm lượng của As, Cr, Cu,
Mn trong trầm tích của khu công nghiệp An Phú với khu vực không bị ảnh hưởng bới
nguồn thải (yếu tố nền) là Xóm Bầu; nguyên tố nhôm là yếu tố nền được lựa chọn để phân
tích song song với 04 nguyên tố (As, Cr, Mn, Cu ). Trên cơ sở đó để xem xét, đánh giá khả
năng tích tụ của As, Cr, Mn, Cu trong quá trình dịch chuyển theo kênh xả thải của khu
công nghiệp (khu vực cống thải, khu vực Hồ Bầu Sen, khu vực kênh dẫn trước khi hòa trộn
nguồn thải từ Xóm Bầu).
Căn cứ vào tài liệu hướng dẫn hoạt động bảo vệ môi trường của tổ chức EPA,
nhôm là một trong những nguyên tố kim loại phổ biến nhất trong vỏ trái đất. Trong tự
nhiên, nhôm tồn tại nhiều dạng khác nhau,… tuy nhiên Al
3+
có độc tính mạnh nhất đối với

sự sinh trưởng của thực vật, sinh vật, thủy sinh và con người. Đa phần các hợp chất vô cơ
của nhôm khó hòa tan trong nước hơn so với các hợp chất hữu cơ của nhôm. Dạng tồn tại
của nhôm trong dung dịch đất phụ thuộc vào pH. Ở giá trị pH từ 6,5 – 8, thì dạng Al(OH)
3

là chủ yếu (ngưỡng pH của nước thải KCN An Phú), khi pH từ 4,7 – 7,5 thì khả năng hòa
tan của nhôm càng thấp, đó là khoảng pH mà nhôm bị kết tủa và tồn tại ở dạng Al(OH)
3
;
Ngoài ra, đối với các dạng phức của nhôm trong dung dịch đất, do chúng có ái lực hấp thụ
lên keo sét, hữu cơ nên trở nên khó tan. Chính vì vậy, tổ chức EPA đã khuyến cáo và xây
dựng các phần mềm tính toán mô phỏng chất lượng nước đều sử dụng nhôm làm nguyên tố
nền.
2.2. Các kỹ thuật và phương pháp Phân tích được sử dụng: xây dựng quy trình phân
tích 4 nguyên tố Cu, Mn, As [As(III)/As(V) và Cr(III)/Cr(VI); áp dụng để xác định hàm
lượng của chúng trong mẫu nước và trầm tích bằng phương pháp kích hoạt nơtron có xử lý
hóa học (RNAA); sử dụng phương pháp đo phổ hấp thụ nguyên tử (AAS) làm phương
pháp so sánh, đánh giá kết quả phân tích.
2.3. Phân tích định lượng các kim loại Cu, Mn, As và Cr: Trong các mẫu nước thải,
trong trầm tích dọc theo dòng nước thải tại 3 KCN qua 2 đợt quan trắc; tập trung phân tích
kỹ hơn các nguyên tố này tại KCN AN Phú ở đợt quan trắc lần thứ 3 để biết được sự thăng
giáng của chúng, làm cơ sở để xây dựng mô hình dịch chuyển, lan truyền ô nhiễm.
2.4. Quan trắc một số thông số chất lượng không khí: Tập trung vào khí CO là chủ yếu,
vì các chất khí khác đều dưới ngưỡng quan trắc

2.5. Thiết bị, Dụng cụ và Hóa chất
9
2.5.1. Thiết bị
- Lò phản ứng hạt nhân Đà Lạt, công suất 500kW, thông lượng nơtron tại bẫy
nơtron Φ = 2.2x10

13
n/cm
2
.s; tại kênh 7-1 và 13-2: Φ = 4.5x10
12
n/cm
2
.s; tại mâm quay: Φ
= 2.7x10
12
n/cm
2
.s.
- Hệ phổ kế gamma dùng detector HPGe của hãng ORTEC có hiệu suất ghi 30%, độ
phân giải tại đỉnh 1332keV của
60
Co là 2.1keV. Đo và xử lý phổ bằng phần mềm GENIE-
2000.
- Máy đo phổ hấp thụ nguyên tử AA-6800 của hãng Shimadzu, Nhật Bản sản xuất
có
các đèn catốt rỗng của các kim loại: Cu, Mn, As, Cr, Pb, Zn, Hg, Cd, Se, Sb,
Mo,…

- Máy trắc quang so màu Ultrospec 2000 của hãng Pharmacia Biotech của Vương
quốc
Anh với độ phân giải 1nm.

-
Các thiết bị khác phục vụ cho việc xử lý mẫu và đo đạc hiện trường.

2.5.2. Dụng cụ: Dụng cụ phục vụ cho thí nghiệm đều có sẵn tại Trung tâm phân tích, Viện
Nghiên cứu hạt nhân
2.5.3. Hóa chất: Các hóa chất dùng trong nghiên cứu đều là loại tinh khiết phân tích (PA)
- Mẫu so sánh chuẩn:
o Mẫu chuẩn IAEA: SL-1 (Lake Sediment - trầm tích hồ) có chứa Cu, Mn, As,
Cr,
o Dung dịch chuẩn đa nguyên tố của hãng Merck có chứa 1,0 mg/mL các kim
loại: Cu, Mn, As, Cr,
- Chuẩn bị than hoạt tính (Than hoạt tính của hãng Merck, No.2186): Than hoạt
tính được ngâm trong HNO
3
5N trong 30 phút, để lắng sau 2 giờ; sau khi lọc, than hoạt
tính được rửa với nước cất và được sấy ở 100
o
C trong khoảng 1 giờ. Sau đó được nung ở
200
o
C trong 4 giờ (than A);

CHƯƠNG III. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
3.1. Điều tra tình hình sản xuất của Khu công nghiệp An Phú
Kết quả điều tra tình hình hoạt động của từng doanh nghiệp tại khu công nghiệp
An Phú của tỉnh Phú Yên được trình bày cụ thể, chi tiết trong luận án. Tuy nhiên, có thể rút
ra một số nhận xét sau:
- Nhóm nguyên liệu đầu vào: bao gồm vật liệu xây dựng, nông sản (hạt điều), hải sản, gỗ
và nhựa phế liệu.
- Một lượng lớn sơn được sử dụng để chống gỉ đối với vật liệu;
- Một lượng lớn dầu mỡ được thải ra do quá trình bôi trơn thiết bị, quá trình chạy máy nổ
ảnh hưởng đáng kể đến khả năng xử lý thải (hạn chế lượng oxi hòa tan).
10

- Tổng lượng chất rắn hòa tan của toàn khu công nghiệp sẽ cao, do hoạt động cắt, bào mòn
vật liệu (chủ yếu là đá).
- Một số doanh nghiệp không có nước thải sản xuất hoặc lượng thải không đáng kể.
3.2. Quy trình phân tích Cu, Mn, Cr, As trong nước thải và trầm tích
3.2.1. Qui trình phân tích Cu
2+
và Mn
2+
trong mẫu nước bằng RNAA
Nguyên tắc: Cu
2+
và Mn
2+
có mặt trong mẫu nước, sau khi tạo phức với 8-
hydroxyquinoline tại giá trị pH  6 – 6.5, được hấp phụ lên than hoạt tính (Than
A). Làm khô than hoạt tính, đóng gói và chiếu xạ trên lò phản ứng. Xác định đồng
tại đỉnh năng lượng 1039 keV và mangan tại đỉnh năng lượng 1811 keV.
Kết quả xác định hiệu suất tách làm giàu 5,0 µg Cu
2+
và 5,0 µg Mn
2+
trong mẫu
chuẩn đa nguyên tố Merck bằng phương pháp RNAA
Lượng ion xác định sau khi tách (thực hiện 5 lần thí nghiệm) Lượng Ion
ban đầu
(5,0 µg)
Lần 1 Lần 2 Lần 3 Lần 4 Lần 5 Trung bình
RSD (%)
Cu
2+

4,58 4,53 4,59 4,56 4,55 4,560,52 0,52
Mn
2+
4,47 4,52 4,53 4,63 4,46 4,520,55 1,49
Kết quả cho thấy kỹ thuật đã chọn có hiệu suất tách khá tốt. Vì vậy, sử dụng qui
trình này trong suốt quá trình phân tích Cu và Mn trong các mẫu nước thải thu gom tại 03
khu công nghiệp tỉnh Phú Yên và mở rộng cho các khu vực khác.
3.2.2. Qui trình phân tích As
3+
, As
5+
, Cr
3+
và Cr
6+
trong mẫu nước bằng phương pháp
RNAA
Nguyên tắc: As
3+
và Cr
6+
có mặt trong mẫu nước, sau khi tạo phức với Amonium
pyrolidine dithiocarbamate (APDC) tại giá trị pH ≈ 2, được hấp phụ lên than hoạt tính.
Làm khô than hoạt tính, đóng gói và chiếu xạ trên lò phản ứng. Cr
3+
được xác định sau khi
oxi hóa Cr
3+
lên Cr
6+

bằng H
2
O
2
trong môi trường kiềm. Tương tự, As
5+
được xác định sau
khi khử As
5+
về As
3+
với KI và Na
2
S
2
O
3
. Xác định As tại đỉnh năng lượng 559 keV và Cr
tại đỉnh năng lượng 320 keV.
Kết quả phân tích As
5+
, Cr
6+
trong mẫu chuẩn Merck bằng phương pháp RNAA
Lượng ion xác định sau khi tách qua 5 lần thí nghiệm Lượng ion
ban đầu
(5,0 µg)
Lần 1 Lần 2 Lần 3 Lần 4 Lần 5 Trung bình
RSD (%)
As

5+
4,54 4,55 4,58 4,63 4,49 4,560,55 1,13
Cr
6+
4,71 4,63 4,68 4,66 4,58 4,650,52 1,07
11
Kết quả cho thấy kỹ thuật đã chọn có hiệu suất tách khá tốt. Vì vậy, sử dụng qui
trình này trong suốt quá trình phân tích As và Cr trong các mẫu nước thải thu gom tại 03
khu công nghiệp tỉnh Phú Yên và mở rộng cho các khu vực khác
3.3.3. Nghiên cứu xây dựng qui trình phân tích Cu và Mn trong mẫu trầm tích bằng RNAA.
Nguyên tắc: Cu

và Mn có mặt trong mẫu đất được chuyển về dạng dung dịch, tiến hành
công phá mẫu bằng kỹ thuật tro hóa ướt. Cu và Mn trong dung dịch sau khi tạo phức với 8-
hydroxyquinoline tại giá trị pH  6 – 6,5 , được hấp phụ lên than hoạt tính. Làm khô than
hoạt tính, đóng gói và chiếu xạ trên lò phản ứng. Xác định đồng tại đỉnh năng lượng 1039
keV và xác định đồng vị Mn tại đỉnh 1811 keV.
3.3.4. Qui trình phân tích Cr và As trong mẫu trầm tích bằng phương pháp RNAA
Nguyên tắc : Cr

và As có mặt trong mẫu trầm tích được chuyển về dạng dung dịch, tiến
hành công phá mẫu bằng kỹ thuật tro hóa ướt (như phần phân tích Cu và Mn). Cr trong
dung dịch sau khi tạo phức với APDC tại giá trị pH  1-2, được hấp phụ lên than hoạt tính.
As trong dung dịch sau khi được khử từ As
5+
về As
3+
với KI và Na
2
S

2
O
3,
tiến hành tạo phức
với Amonium pyrolidine dithiocarbamate (APDC) tại giá trị pH  1-2, được hấp phụ lên
than hoạt tính. Làm khô than hoạt tính, cho vào bót PE, hàn kín, ghi ký hiệu mẫu và chiếu
xạ trên lò phản ứng. Xác định As-76 tại đỉnh năng lượng 559 keV và xác định Cr -51 tại
đỉnh năng lượng 320 keV.
3.4. Áp dụng quy trình phân tích hàm lượng As, Cu, Cr, Mn trong các mẫu nước
thải, mẫu trầm tích tại Khu công nghiệp An Phú.
3.5. Kết quả nghiên cứu sự dịch chuyển của As, Cu, Cr, Mn
Đối tượng mô phỏng sự lan truyền ở đây là khí thải và kim loại nặng trong nước và
trầm tích tại Khu công nghiệp An Phú; cụ thể là:
- Với khí thải, xây dựng mô hình hóa sự lan truyền khí CO tại khu công nghiệp An
Phú. Số liệu phân tích và đo đạc từ 02 đợt phân tích khí được sử dụng để mô phỏng.
- Với kim loại, xây dựng mô hình hóa sự lan truyền của 04 nguyên tố As, Cr, Mn, Cu
trong nước thải và trầm tích. Tuy nhiên, thông qua kết quả tính toán trên mô hình và kiểm
chứng bằng số liệu thực nghiệm có thể dự báo được mức độ sẽ gây ô nhiễm môi trường và
mức độ ô nhiễm ra sao sau những mốc thời gian hoạt động.
- Để xây dựng mô hình hóa lan truyền của 04 nguyên tố kim loại As, Cr, Mn, Cu
trong trầm tích, chúng tôi đã theo dõi, đánh giá sự biến động hàm lượng của As, Cr, Cu,
Mn trong trầm tích của khu công nghiệp An Phú với khu vực không bị ảnh hưởng bới
nguồn thải (yếu tố nền) là Xóm Bầu; nguyên tố nhôm là yếu tố nền được lựa chọn để phân
tích song song với 04 nguyên tố (As, Cr, Mn, Cu). Trên cơ sở đó để xem xét, đánh giá khả
năng tích tụ của As, Cr, Mn, Cu trong quá trình dịch chuyển theo kênh xả thải của khu
12
công nghiệp (khu vực cống thải, khu vực Hồ Bầu Sen, khu vực kênh dẫn trước khi hòa trộn
nguồn thải từ Xóm Bầu).

Bản đồ tổng quan về vị trí Khu công nghiệp An Phú và hệ thống thải

(Hướng xả thải từ hồ Bầu Sen về phía chợ cá phường 6)

Bản đồ lấy mẫu nghiên cứu sự dịch chuyển As, Cr, Cu, Mn ngoài khu công nghiệp An Phú
Kết quả mô phỏng 4 kim loại Cr, As, Cu(II), Mn(II) được xây dựng từ nguồn
nước thải (phân tích đợt 3), quanh khu vực Hồ Bầu Sen và các vùng lân cận theo dòng xả
thải thuộc thôn Liên trì 2 và Xóm Bầu vào tháng 10/2010.
Kết quả mô phỏng khí CO được xây dựng từ nguồn khí thải của KCN An Phú (từ
kết quả phân tích đợt 1, 2) và các vùng lân cận.
13
Bốn nhóm đối tượng được quan tâm để nghiên cứu sự dịch chuyển của As, Cu, Cr, Mn
trong môi trường nước thải; đó là: Bên trong khu công nghiệp; khu vực Hồ Bầu Sen 1 và 2;
Các khu vực kênh dẫn xuất phát từ Hồ Bầu Sen chảy qua xóm Gò, xóm Cây Xộp và Xóm Bầu
thuộc thôn Liên Trì 2; khu vực Xóm Bầu, bao gồm các mẫu trầm tích và các mẫu nước.
3.5.1. Sự biến động hệ số tỷ lệ hàm lượng của các nguyên tố As, Cr
Kết quả xây dựng biểu đồ về sự biến động của các dạng tồn tại của As và Cr được
trình bày ở hình dưới đây:
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
1.2
1.4
1.6
0 10 20 30 40 50
Ký hiệu mẫu
Tỷ lệ
As(III)/As(V)
Cr(III)/Cr(VI)

Biến động hệ số tỷ lệ As(III)/As(V); Cr(III)/Cr(VI)
Kết quả mô phỏng sự biến động hệ số tỷ lệ của các dạng tồn tại của As, Cr cho
thấy, hàm lượng As(V) và Cr(VI) ở vùng nước mặt có xu hướng chiếm ưu thế hơn dạng
tồn tại As(III) và Cr(III). Kết quả cũng cho thấy có sự biến động bất thường mẫu N29 (tỷ
lệ Cr(III)/Cr(VI) = 1,42), có thể do ảnh hưởng của sự tù đọng trên khu vực phía Bắc của
Hồ Bầu Sen 2 nên có sự chuyển hóa bởi các yếu tố vi sinh có trong môi trường. Tuy nhiên,
khi càng ra xa vùng thải, thì tỷ lệ As(III)/As(V); Cr(III)/Cr(VI) có xu hướng giảm dần.
3.5.2. Sự biến động hàm lượng của As, Cr, Cu, Mn trong nước thải.
Kết quả nghiên cứu về sự biến động của As, Cr, Cu, Mn trong quá trình phát thải
của nguồn nước thải từ khu công nghiệp An Phú, trong đó lấy vị trí của nguồn nước mặt ở
Xóm Bầu thuộc thôn Liên trì 2 làm yếu tố nền; trên cơ sở đó cho thấy bức tranh về sự lan
truyền hàm lượng của các nguyên tố As, Cr, Cu, Mn trong quá trình phát tán theo dòng
chảy ra môi trường.
Tỷ lệ biến động của As, Cr, Cu, Mn ở 03 khu vực (KV) khảo sát so với giá trị trung bình
tại Xóm Bầu
KV khảo sát As
(X)
/As
(o)
Cr
(X)/
Cr
(o)

Cu
(X)
/Cu
(o)

Mn
(X)
/Mn
(o)

KV cống thải 8.44 7,41 5,16 5,36
KV HBS 7,31 3,13 3,61 2,88
KV kênh dẫn 6,00 2,83 2,84 2,64
14
Giá trị As
(X)
, Cr
(X)
, Cu
(X)
, Mn
(X)
– là hàm lượng trung bình của khu vực phân tích
As
(0)
, Cr
(0)
, Cu
(0)
, Mn
(0)
– là hàm lượng trung bình của khu vực Xóm Bầu
0
2
4

6
8
10
As(X)/As(o) Cr(X)/Cr(o) Cu(X)/Cu(o) Mn(X)/Mn(o)
Tỷ lệ
Khu vực cống thải
Khu vực Hồ Bầu Sen
Khu vực kênh dẫn

Biểu đồ sự biến động tỷ lệ hàm lượng As, Cr, Cu, Mn
Kết quả trên cho thấy khả năng tích tụ của As là nhỏ nhất, của Cr là lớn nhất; sự
tích tụ của các nguyên tố As, Cr, Cu, Mn hầu như rất chậm khi nước thải thoát ra khỏi khu
vực Hồ Bầu Sen. Điều đó cho thầy sự tích tụ chủ yếu tập trung ở khu vực cống thải và Hồ
Bầu Sen.
3.5.3. Xây dựng hệ số làm giàu nguồn phát thải As, Cr, Cu, Mn trong trầm tích dựa vào
nguyên tố nền
Chúng tôi xem xét sự phân bố hàm lượng các nguyên tố quan tâm trên 3 khu vực
kênh xả thải của khu công nghiệp: khu vực cống thải, khu vực Hồ Bầu sen và khu vực
kênh dẫn thải để đánh giá quá trình dịch chuyển.
Giá trị hàm lượng trung bình của As, Cr, Cu, Mn theo 03 nhóm khu vực lần lượt
dao động trong khoảng 5,9 – 12,6; 31,374,6; 19,352,7; 298594 (mg.kg
-1
).
Giá trị hàm lượng trung bình của nhôm tại khu vực xóm Bầu là 86,7  89,5 g/kg.
Kết quả hệ số làm giàu nguồn phát thải của từng khu vực theo bảng sau:
F = [C
X
/C
Al
]/[C

X(0)
/C
Al(0)
]
C
Al
(g.kg
-1
) – Hàm lượng trung bình của nhôm tương ứng với 3 khu vực.
C
x
(mg.kg
-1
)– Hàm lượng trung bình của các nguyên tố As, Cr, Cu, Mn ở cả 3 khu vực.
C
Al(0)
, C
x(0)
– Hàm lượng trung bình của nhôm và các nguyên tố As, Cr, Cu,
Al As Cr Cu Mn
(g.kg
-1
) ………… mg.kg
-1
…………………
GTTB 86,789,5 5,9 12,6 31,374,6 19,352,7 298594
Hệ số làm giàu 2,06 2,10 3,143,3 2,913,02 2,832,92
Nhận xét: Từ kết quả xác định hệ số làm giàu trên cho thấy:
- Biên độ biến động hệ số làm giàu tăng dần theo chiều As <Mn<Cu<Cr; khả năng
tích lũy ổn định của As trong trầm tích và là nguyên tố dịch chuyển mạnh trong quá trình

15
phát tán từ nguồn nước thải; nguyên tố Cr có biên độ biến động hệ số làm giàu lớn nhất,
cho thấy khả năng tích tụ vào trầm tích là cao nhất và là nguyên tố ít dịch chuyển nhất.
- Kết quả cũng cho thấy Cr đã đạt tỷ lệ tối đa là 3,3; chứng tỏ có những khu vực
trầm tích mà khả năng tích tụ của Cr là lớn nhất.
3.7. Mô phỏng hàm lượng của các mẫu phân tích bởi phần mềm Mapinfo
Sử dụng phần mềm mapinfo dựa trên hệ quy chiếu vn2000 (Tọa độ X, Y được quy
về đơn vị m), chúng tôi xây dựng bản đồ lớp với mục tiêu: thứ nhất là trên bản đồ chứa
đựng các thông tin phân tích hàm lượng các chất quan tâm; thứ hai là khi xem xét trên bức
tranh tổng thể từng khu công nghiệp (theo đồ thị phân bố), có thể nhận thấy được sự phân
bố hàm lượng từng đối tượng quan tâm trên 1 doanh nghiệp hoặc trên tổng thể toàn khu
công nghiệp. Vấn đề này sẽ giúp ích cho các nhà quản lý môi trường trong hoạch định và
quản lý chiến lược phát triển tổng thể của các khu công nghiệp.
* Kết quả mô phỏng sự phân bố hàm lượng từng đối tượng quan tâm trên biểu đồ

Mô phỏng biểu đồ chứa thông tin kết quả phân tích tại KCN An Phú (đợt 3)

Biểu đồ cột so sánh hàm lượng As ở một số doanh nghiệp:
16

Biểu đồ cột so sánh hàm lượng Cr trong nước thải
3.8. Mô hình hóa sự lan truyền tại khu công nghiệp An Phú, tỉnh Phú Yên bằng phần
mềm Matlab
3.8.1. Mô hình hóa sự lan truyền khí thải CO
- Điều kiện biên:
Khu công nghiệp có nhiều nguồn phát thải từ các doanh nghiệp tư nhân đang hoạt
động. Tuy nhiên, từ kết quả phân tích 2 đợt khí thải vào 2/2009 và 3/2010 cho thấy có 03
nguồn khí thải CO chính của các doanh nghiệp tại KCN An Phú của tỉnh Phú Yên, là:
DNTN Ngọc Linh; DNTN TUXONILO; DNTN Minh Hòa (sự ảnh hưởng các nguồn thải
khác không đáng kể trong quá trình mô phỏng). Vì vậy, chúng tôi xem khí thải ở 03 doanh

nghiệp này là nguồn phát thải chính của toàn khu công nghiệp. Thông qua kết quả tính
toán trên mô hình và kiểm chứng bằng số liệu thực nghiệm cho kết quả khá phù hợp.
+ Độ cao điểm nguồn phát thải so với gốc O của hệ trục xyz: H(m)= 25 (bằng độ cao các
ống khói của 03 doanh nghiệp là 25m).
+ Khoảng cách lớn nhất theo phương x cần khảo sát (phương ngang theo chiều gió): X
max

(m)= 1000.
+ Vận tốc gió theo phương x tại các thời điểm khảo sát: U(m/s) = 0,7.
+ Hệ số khuếch tán rối theo phương ngang (phuong y): Ac(m
2
/s) = 2.
+ Hệ số khuếch tán rối theo phương đứng (phương z): Kc(m
2
/s) = 1,3.
+ Vận tốc rơi tới hạn trung bình của nhóm hạt chất thải: w
s
(m/s) = 0.
+ Các đường đồng mức có đơn vị mg/m
3
.
+ Miền mô hình hóa là hình chữ nhật có cạnh song song với chiều gió: (x = 1000m, z =
50m); (x = 1000m, y = 1000m).
+ Thời gian mô phỏng: T = x/U = 1429 giây.
+ Các thông số: vị trí đo mẫu được xác định tọa độ tại hiện trường; đường kính ống khí
thải, diện tích ống thải và vận tốc khí thải được khảo sát và đo trực tiếp.
17
+ Lượng phát thải thực tế M (mg/s) được tính toán từ nguồn
Kết quả mô phỏng CO theo phương đứng tại độ cao 25m và cách mặt đất 1m cả 02
đợt tại KCN An Phú:


C
=
1
7
.
7
2
8
7

C
=
1
1
.
8
1
9
2

C
=
8
.
8
6
4
4


C
=
5
.
9
0
9
6

C
=
3
.
9
3
9
7

C
=
1
2
.
0
3
1
1

C
=

9
.
1
2
7
2

C
=
7
.
3
0
2
3

C
=
5
.
1
9
3
2

C
=
3
.
6

1
4
5
NONG DO CHAT THAI CO, C(mg/m3)
x (m)
z (m)


0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000
0
10
20
30
40
50
20
40
60
80
100

C
=
1
7
.
7
2
8
7


C
=
1
1
.
8
1
9
2

C
=
8
.
8
6
4
4

C
=
5
.
9
0
9
6

C

=
3
.
9
3
9
7

C
=
1
2
.
0
3
1
1

C
=
9
.
1
2
7
2

C
=
7

.
3
0
2
3

C
=
5
.
1
9
3
2

C
=
3
.
6
1
4
5
t (sec)
z (m)


0 200 400 600 800 1000 1200 1400
0
10

20
30
40
50
20
40
60
80
100

Kết quả mô phỏng CO đợt 1

C
=
1
8
.
3
9
4
1

C
=
1
2
.
2
6
2

7

C
=
9
.
1
9
7

C
=
6
.
1
3
1
4

C
=
4
.
0
8
7
6

C
=

1
2
.
4
8
2
6

C
=
9
.
4
6
9
8

C
=
7
.
5
7
6
4

C
=
5
.

3
8
8
1

C
=
3
.
7
5
0
2
NONG DO CHAT THAI CO, C(mg/m3)
x (m)
z (m)


0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000
0
10
20
30
40
50
20
40
60
80
100


C
=
1
8
.
3
9
4
1

C
=
1
2
.
2
6
2
7

C
=
9
.
1
9
7

C

=
6
.
1
3
1
4

C
=
4
.
0
8
7
6

C
=
1
2
.
4
8
2
6

C
=
9

.
4
6
9
8

C
=
7
.
5
7
6
4

C
=
5
.
3
8
8
1

C
=
3
.
7
5

0
2
t (sec)
z (m)


0 200 400 600 800 1000 1200 1400
0
10
20
30
40
50
20
40
60
80
100

Kết quả mô phỏng CO đợt 2
Theo đó, kết quả dự báo hàm lượng các nguyên tố khi mô phỏng bằng phần
mềm Matlab cho thấy khá phù hợp với các giá trị hàm lượng các nguyên tố nhận được khi
tiến hành phân tích các mẫu được thu thập tại các vị trí lấy mẫu khác nhau.
3.8.2 Mô hình hóa sự lan truyền nước thải và dự báo diễn thế môi trường nước thải tại
Khu công nghiệp An Phú, tỉnh Phú Yên
Trong trường dòng chảy với thành phần vận tốc w
(phương đứng)
= V
(phương ngang)
= 0 và

U
(phương dòng chảy)
= const, bỏ qua khuếch tán theo phương trục x, lời giải chính xác cho
phương trình có tên là mô hình Gauss, cho nguồn điểm liên tục, với công suất M đặt tại tọa
độ (x = 0, y = 0, z = H) là:
18
2
2
2 2
( / )
( , , )
2 2 2
s
y z y z
z H w x UM y
C x y z EXP EXP
U
    
 
 
 
  
 
 
 
 
 

Trong đó σ
y

và σ
z
là các hệ số khuếch tán và chỉ biến thiên trên trục x:
2
2
C
y
A
x
U

 ,
2
2
C
z
K
x
U


A
C
, K
C
–hệ số khuếch tán rối theo phương ngang và phương thẳng đứng.
+ Độ cao điểm nguồn phát thải và các vị trí lấy mẫu so với gốc O của hệ trục xyz: H(m)= -
2 m (cống thải sâu 2m so với mặt đất), gốc tọa độ O là trung tâm của khu công nghiệp.
+ Khoảng cách lớn nhất theo phương x cần khảo sát (phương ngang theo chiều dòng
chảy): X

max
(m)= 1000.
+ Vận tốc trung bình của dòng chảy theo phương x (được đo trực tiếp): U(m/s) = 1.
Hệ số khuếch tán rối theo phương ngang (phuong y): được tính theo công thức:
Ac = 0,15du* là (Ac(m
2
/s) = 5.
Hệ số khuếch tán rối theo phương đứng (phương z) được tính theo công thức (**)
là: Kc(m
2
/s) = 0,5
(**)
Trong đó:
u gdS


: vận tốc trượt (vận tốc động lực) của dòng chảy tại mặt cắt.
d : chiều sâu trung bình (m) của dòng chảy tại mặt cắt so với mặt nước.
S : độ dốc đáy của dòng chảy, m/m.
g : gia tốc trọng trường, 9,8 m/s
2

k : hệ số rối Von Karman;
z : tọa độ điểm tính toán, m.
+ Vận tốc rơi tới hạn trung bình của nhóm hạt chất thải: w
s
(m/s) = 0.
+ Các đường đồng mức có đơn vị mg/m
3
(hay ppb).

Miền mô hình hóa là hình chữ nhật có cạnh song song với chiều dòng thải: (x =
1000m, z = 50m); (x = 1000m, y = 1000m).
Thời gian mô phỏng: T = x/U = 1000 giây.
Các thông số: vị trí đo mẫu được xác định tọa độ tại hiện trường; đường kính ống
nước thải, diện tích ống thải và vận tốc dòng xả thải được khảo sát và đo trực tiếp.
Lượng phát thải thực tế M (mg/s) được tính toán từ nguồn
Kết quả cho thấy sự phân bố nồng độ chất thải trên mặt phẳng đứng đi qua ống xả thải, độ
cao -2m (cống sâu 2m so với mặt đất).
19
NONG DO CHAT THAI As, C(ppb)
x (m)
z (m)

C
=
1
2
.
2
0
7
4

C
=
8
.
5
4
5

1

C
=
5
.
6
9
6
8

C
=
4
.
2
7
2
6

C
=
2
.
8
4
8
4

C

=
2
.
1
3
6
3

C
=
1
.
8
9
8
9


0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000
-20
-15
-10
-5
0
2
4
6
8
10
12

14

C
=
1
2
.
2
0
7
4

C
=
8
.
5
4
5
1

C
=
5
.
6
9
6
8


C
=
4
.
2
7
2
6

C
=
2
.
8
4
8
4

C
=
2
.
1
3
6
3

C
=
1

.
8
9
8
9
t (sec)
z (m)


0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000
-20
-15
-10
-5
0
2
4
6
8
10
12
14

Kết quả Mô hình hóa sự lan truyền As trong nước thải

C
=
1
2
.

8
0
2
7

C
=
8
.
9
6
1
9

C
=
5
.
9
7
4
6

C
=
4
.
4
8
0

9

C
=
2
.
9
8
7
3

C
=
2
.
2
4
0
5

C
=
1
.
9
9
1
5
NONG DO CHAT THAI Cr, C(ppb)
x (m)

z (m)


0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000
-20
-15
-10
-5
0
5
10
15
20
25

C
=
1
2
.
8
0
2
7

C
=
8
.
9

6
1
9

C
=
5
.
9
7
4
6

C
=
4
.
4
8
0
9

C
=
2
.
9
8
7
3


C
=
2
.
2
4
0
5

C
=
1
.
9
9
1
5
t (sec)
z (m)


0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000
-20
-15
-10
-5
0
5
10

15
20
25

Kết quả Mô hình hóa sự lan truyền Cr trong nước thải
20

C
=
1
0
2
.
0
1
9
5

C
=
7
1
.
4
1
3
6

C
=

4
7
.
6
0
9
1

C
=
2
8
.
5
6
5
5

C
=
2
0
.
4
0
3
9

C
=

1
5
.
8
6
9
7
NONG DO CHAT THAI Cu, C(ppb)
x (m)
z (m)


0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000
-20
-15
-10
-5
0
20
40
60
80
100

C
=
1
0
2
.

0
1
9
5

C
=
7
1
.
4
1
3
6

C
=
4
7
.
6
0
9
1

C
=
2
8
.

5
6
5
5

C
=
2
0
.
4
0
3
9

C
=
1
5
.
8
6
9
7
t (sec)
z (m)


0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000
-20

-15
-10
-5
0
20
40
60
80
100

Kết quả Mô hình hóa sự lan truyền Cu trong nước thải

C
=
6
0
7
.
5
5
2

C
=
4
2
5
.
2
8

6
4

C
=
2
8
3
.
5
2
4
2

C
=
1
7
0
.
1
1
4
5

C
=
1
2
1

.
5
1
0
4

C
=
9
4
.
5
0
8
1
NONG DO CHAT THAI Mn, C(ppb)
x (m)
z (m)


0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000
-20
-15
-10
-5
0
100
200
300
400

500
600
700
800

C
=
6
0
7
.
5
5
2

C
=
4
2
5
.
2
8
6
4

C
=
2
8

3
.
5
2
4
2

C
=
1
7
0
.
1
1
4
5

C
=
1
2
1
.
5
1
0
4

C

=
9
4
.
5
0
8
1
t (sec)
z (m)


0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000
-20
-15
-10
-5
0
100
200
300
400
500
600
700
800

Kết quả Mô hình hóa sự lan truyền Mn trong nước thải
Để kiểm tra tính tương thích và tính khả dụng của mô hình Matlab, khi ứng dụng
mô hình trong nghiên cứu khả năng lan truyền các chất ô nhiễm và phỏng đoán diễn thế ô

nhiễm, cũng như dự báo được mức hàm lượng gây ô nhiễm của các chất gây ô nhiễm quan
tâm, một mô hình thí nghiệm đã được thiết lập. Theo đó, kết quả dự báo hàm lượng các
nguyên tố khi mô phỏng bằng phần mềm Matlab cho thấy khá phù hợp với các giá trị hàm
lượng các nguyên tố nhận được khi tiến hành phân tích các mẫu được thu thập tại các vị trí
lấy mẫu khác nhau.
Cụ thể xét trong khu vực khảo sát sự dịch chuyển As, Cr, Cu, Mn thì sai số giữa
kết quả phân tích mẫu thực tế và theo mô phỏng bằng phần mềm với As ≤ 9,7%; với Cr ≤
10,9%; với Cu ≤ 10,2% và với Mn ≤ 16,6%.
21
Trên cơ sở mô phỏng, có thể dự đoán được hàm lượng As, Cr, Cu, Mn ở các
khoảng cách khác nhau khi ở xa khu vực xả thải:
- Đối với As: Ở vị trí cách khu vực thải x = 400m theo chiều dòng thải, thì hàm lượng As
là 4,3 ppb; ở vị trí cách khu vực thải x = 800m theo chiều dòng thải, thì hàm lượng As là
2,1 ppb.
- Đối với Cr: Ở vị trí cách khu vực thải x = 400m theo chiều dòng thải, thì hàm lượng Cr là
4,5 ppb; ở vị trí cách khu vực thải x = 600m theo chiều dòng thải, thì hàm lượng Cr là 3,0
ppb.
- Đối với Cu: Ở vị trí cách khu vực thải x = 500m theo chiều dòng thải, thì hàm lượng Cu
là 28,6 ppb; ở vị trí cách khu vực thải x = 700m theo chiều dòng thải, thì hàm lượng Cu là
20,4 ppb.
- Đối với Mn: Ở vị trí cách khu vực thải x = 400m theo chiều dòng thải, thì hàm lượng Mn
là 212 ppb; ở vị trí cách khu vực thải x = 600m theo chiều dòng thải, thì hàm lượng Mn là
142 ppb.
Kết quả mô phỏng còn có thể dự đoán được khả năng lan truyền ô nhiễm; cụ thể
là: Khi công suất phát thải toàn khu công nghiệp An Phú tăng gấp 4 lần so với hiện nay, thì
môi trường nước thải có dấu hiệu bị ô nhiễm As (0,05 ppm – QCVN 40:2011/BTNMT),
khi đó tại vị trí cách nguồn thải 140m, As có hàm lượng 0,05 ppm; Khi công suất phát thải
toàn khu công nghiệp An Phú tăng gấp ≈ 19 lần so với hiện nay, thì môi trường nước thải
có dấu hiệu bị ô nhiễm Cr (Cr tổng: 0,25 ppm – QCVN 40:2011/BTNMT), khi đó tại vị trí
cách nguồn thải 140m thì Cr tổng có hàm lượng 0,25ppm; Khi công suất phát thải toàn khu

công nghiệp An Phú tăng gấp 19,6 lần so với hiện nay, thì môi trường nước thải có dấu
hiệu bị ô nhiễm Cu, khi đó tại vị trí cách nguồn thải 140m thì Cu có hàm lượng 2 ppm.
Riêng đối với Mn: Hiện tại đã có dấu hiệu ô nhiễm vượt ngưỡng nước thải loại A khi thoát
ra môi trường (0,607 ppm). Tuy nhiên, theo kết quả thực nghiệm và tính toán trên mô hình
Matlab, khi xa nguồn thải 200m thì hàm lượng Mn thấp hơn tiêu chuẩn loại A (theo QCVN
40:2011/BTNMT).
Nhận xét:
Kết quả sử dụng phần mềm Matlab giải bài toán lan truyền ô nhiễm đối với 4
nguyên tố (As, Cr, Cu, Mn) trong khu vực xả thải dọc kênh dẫn của khu công nghiệp An
Phú ở tỉnh Phú Yên khá phù hợp so với kết quả thực nghiệm.
Từ kết quả mô phỏng trên phần mềm Matlab có thể dự báo được tốc độ di chuyển
cũng như khả năng gây ô nhiễm của bốn nguyên tố trên khi công suất phát thải của các khu
công nghiệp tăng lên.
22
Có thể mở rộng phần mềm Matlab để mô hình hóa quá trình dịch chuyển các
nguyên tố khác có khả năng gây ô nhiễm môi trường tại khu công nghiệp An Phú cũng như
các khu công nghiệp khác ở nước ta.

KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT
I. Kết luận
Kết quả nghiên cứu thu được và cũng chính là điểm mới của luận án là:
1). Đề xuất Quy trình phân tích Cu, Mn trong mẫu nước thải bằng NAA có xử lý
hóa với các thông số:
- Hiệu suất tách làm giàu: với Cu là 90,4% (RSD: 1,49); với Mn là 91,2% (RSD:
0,47).
- Kết quả phân tích hàm lượng Cu và Mn trong mẫu nước thải bằng hai phương
pháp NAA và AAS (độ lặp lại 5 lần) cho thấy: Sai số với Cu là 3,3%; với Mn là 8%.
2). Đề xuất quy trình phân tích As, Cr trong mẫu nước thải bằng NAA có xử hóa
với các thông số:
- Hiệu suất tách làm giàu: với As là 89,2% (RSD: 1,28); với Cr là 93% (RSD:

1,07)
- Kết quả phân tích hàm lượng As và Cr trong mẫu nước thải bằng hai phương
pháp NAA và AAS (độ lặp lại 5 lần) cho thấy: Sai số với As là 2,2 – 5,4%; với Cr
6+
là
4,2%.
Cả hai quy trình đề xuất ở trên đã được áp dụng để phân tích, xác định hàm lượng
4 nguyên tố nghiên cứu trong các mẫu nước thải, trầm tích ở 03 khu công nghiệp tỉnh Phú
Yên cũng như trong nước thải và trầm tích ở ngoài khu công nghiệp An Phú, làm cơ sở để
xây dựng mô hình dịch chuyển.
3). Đã thu thập tổng cộng 276 mẫu, trong đó có: 114 mẫu nước thải (456 chỉ tiêu),
108 mẫu trầm tích (476 chỉ tiêu) và 54 mẫu khí (162 chỉ tiêu).
4). Ứng dụng các quy trình đã xây dựng để phân tích hàm lượng 4 kim loại As, Cu,
Mn, Cr trong mẫu nước thải và mẫu trầm tích với tổng cộng là 932 chỉ tiêu.
5). Xây dựng hệ số phát thải đối với 4 nguyên tố As, Cr, Cu, Mn trong nguồn
nước thải dọc kênh thải của khu công nghiệp An Phú: kết quả cho thấy sự dịch chuyển
trong nước thải đối với 4 nguyên tố giảm dần As > Cu > Mn >Cr; Tỷ lệ phát thải
As(III)/As(V) < 1; Cr(III)/Cr(VI) < 1. Kết quả nhận được cũng cho phép khẳng định sự lan
truyền của các nguyên tố quan tâm giảm dần theo thứ tự As > Cu > Mn >Cr.
6). Xây dựng hệ số làm giàu đối với 4 nguyên tố As, Cr, Cu, Mn trong trầm tích
dọc kênh thải của khu công nghiệp An Phú, với nguyên tố nền là nhôm: kết quả cho thấy:
23
Cr là nguyên tố tích tụ mạnh nhất và là nguyên tố ít dịch chuyển nhất, As là nguyên tố tích
tụ yếu nhất.
7). Sử dụng phần mềm mapinfo để quản lý thông tin về các độc chất trong quá
trình hoạt động của khu công nghiệp: lưu trữ thông tin thực nghiệm theo từng đợt phân
tích; mô phỏng được sự phân bố (bằng đồ thị) của các độc chất quan tâm trong toàn khu
công nghiệp.
8). Sử dụng phần mềm Matlab để giải bài toán lan truyền ô nhiễm, nhằm đánh giá
mức độ lan truyền nguồn thải và dự báo diễn thế môi trường:

- Đã mô phỏng trên biểu đồ dự đoán hàm lượng các kim loại As, Cr, Cu, Mn trong
nước thải của khu công nghiệp An Phú khi thải ra môi trường; mô phỏng khí thải CO; kết
quả nhận được khá phù hợp với kết quả thực nghiệm.
- Dựa trên kết quả mô phỏng trên đồ thị, có thể dự đoán được diễn thế của sự lan
truyền ô nhiễm.
II. ĐỀ XUẤT
- Sử dụng phần mềm mapinfo để quản lý môi trường của các khu công nghiệp rất
có hiệu quả trong việc theo dõi mức độ gây ô nhiễm ở từng thời điểm cụ thể. Vì vậy, cần
nhân rộng biện pháp quản lý này.
- Mô hình Matlab cho kết quả mô phỏng sự lan truyền cũng như dự báo diễn tiến
lan truyền các độc chất cần quan tâm trong toàn khu công nghiệp nằm trong khoảng có thể
chấp nhận được. Vì vậy, cần áp dụng mô hình này để giải bài toán lan truyền ô nhiễm,
nhằm đánh giá sự ảnh hưởng của các độc chất khi phát thải ra môi trường ở phạm vi một
khu công nghiệp cũng như trên các khu công nghiệp ở nước ta.