Nghiên cứu và đề xuất giải pháp xử lý ô nhiễm chì (Pb) trong đất bằng phương pháp hoá học

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC Tự NHIÊN
NGHIÊN cú u VÀ ĐỂ XUẤT GIẢI PHÁP x ử LÝ Ỏ NHIẺM
CHÌ (Pb) TRONG ĐẤT BANG PHƯƠNG PHÁP HOÁ HỌC
MÃ SỐ: QT.02.27
CHỦ TRÌ: CN. CÁI VĂN TRANH
ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC Tự NHIÊN
NGHIÊN CỨU VÀ ĐỂ XUẤT GIẢI PHÁP xử LÝ Ở NHIẺM
CHÌ (Pb) TRONG ĐÂT BANG PHƯƠNG PHÁP HOÁ HỌC
M ã số:
QT.02.27
Chủ trì:
CN. Cái Vãn Tranh
Cún bọ phoi hợp:
ThS. Phạm Vãn Kliaiiịỉ
HVCH. Ngu vẻn Ngọc Minlì
11À NÓI - 2003
BẢO CAO TOM TÁT
Tên đề tài:
NGHIÊN CỨU VÀ ĐỂ XUẤT GIẢI PHÁP x ứ LÝ Ỏ NHIẺM CHÌ (Pb)
TRONG ĐẤT BÀNG PHƯƠNG PHẤP HOÁ HỌC
I. Mục tiêu nghiên cứu
Hiện nay trên thế giới đã tiến hành nhiều phương pháp xử lý ô nhiễm kim loại nặng
trong đất, trong đó có đề cập đến những giải pháp xử lý ô nhiễm chì (Pb) do độc tính
cao của nguyên tô này. Tuy nhiên, những giải pháp này chù yếu là những biện pháp
sinh học. Những hạn chẽ của biện pháp sinh học là hiệu q ‘jả của việc xử lý thường
không cao. Trong khi đó cũng đã xuất hiện những giải pháp M'ang tính hoá học thuần
tuý được áp dụng để xử lý ô nhiễm kim loạ năng nói chung và -hì nói riêng. Dựa trên
các cơ sở đó, nhóm nghiên cứu cũng đã bước đẩu thực hiện nhi Tig thí nghiệm ở quy
mô phòng thí nghiệm để xem xét tính hiệu quả của biện pháp hũc' học nhằm xử lý ô

nhiễm chì trong đất. Từ đó nhằm chỉ ra những giải pháp xử lý hoàn liiiện hơn.
II. Nội dung nghiên cứu
■ Nghiên cứu được tiên hành trên đối tượng ỉà đất đã bị ô nhiễm chì u mức độ trên
100 ppm và nhỏ hơn 1000 ppm.
■ Việc sử dụng các dung dịch rửa khác nhau sẽ đem lại những kết quả khác nhau
trong quá trình xử lý và từ đó sẽ rút ra những đánh giá và nhận xét về hiệu quả xử
lý của từng dung dịch rửa khác nhau.
■ Dựa trên các kết quả đó, nhóm nghiên cứu sẽ đề xuất những giải pháp thích hợp
trong việc xử lý ô nhiễm đối với từng loại đất.
III. Phương pháp nghièn cứu
Các mẫu đất được thu thập ngoài thực địa với độ sâu từ 0 - 20 cm (tầng canh tác).
Sau đó được phơi khô không khí trong phòng thí nghiêm, nghiền nhỏ rối rây qua rây 2
Mầu đất sau khi rây qua rây 2 mm được dùng để xác định một sô tính chất cơ bản
của đất trước khi xử lý ỏ nhiễm như pH, Ca, Mg. và được dùng để thực hiện thí
nghiệm làm sạch chì (xử lý ô nhiễm).
Mã số:
Chủ trì đề tài:
Cán bộ phối hợp:
QT.02.27
CN. Cái Văn Tranh
ThS. Phạm Văn Khang
HVCH. Nguyễn ngọc Minh
Thí nghiệm làm sạch chì của đất được tiến hành với các dung dịch có khả năng rửa
chì (tách chì) ra khỏi đất được sử dụng trong nghiên cứu là dung dịch axit HCI, dung
dịch EDTA.
Các nguyên tố Pb, Ca, Mg, được phân tích bằng phương pháp quang phổ hâp thụ
nguyên tử (AAS).
pH được xác định theo các phương pháp thõng dụng trong phòng thí nghiệm trên các
thiết bị hiện đại có độ tin cậy cao.
IV. Kết quả đã đạt được

Việc sử dụng 3 loại dung dịch trên để tách chì ra khỏi đất đã đem lại những kết quả
nhất định, trong đó đặc biệt phải kẻ đến việc sử dụng dung dịch HCI (pH = 1). Trong
3 dung dịch trên thì dung dịch HCI (pH = 1) đã mang lại hiệu quả xử lý cao hơn cả,
tuy nhiên việc làm mất đi các nguyên tô dinh duỡng khác như Ca và Mg cũng rất
đáng kể, đây là điều tất yếu không thể tránh khỏi trong quá trình xử lý.
Hai dung dịch là HCI (pH = 3) và dung dịch EDTA 0,01 M cho hiệu quả xử lý thấp hơn
so với dung dịch HCI (pH = 1). Điều này la tất yếu, bởi vì dung dịch HCI (pH = 1) có
độ axit mạnh hơn hai dung dịch kia. Ngược lại việc sử dung hai dung dịch HCI (pH =
3) và EDTA 0,01 M cho hiệu quả xử lý thấp hơn nhưng việc làm mất các nguyên tố
dinh dưỡng như Ca và Mg lại thấp hơn so với việc sử dụng (.'ung dịch HCI (pH = 1).
Việc sử dụng dung dịch HCI (pH = 1) nên ốp dụng cho những loại đất bị coi là ô
nhiễm trầm trọng, còn việc sử dụng hai dung dịch HCI (pH 3) và EDTA 0,01 M thi
nên áp dụng cho các loại đất bị coi là ô nhiễm nhẹ và trung L ình.
Kết quả nghiên cứu này đã phản ánh một kết quả tương đồng với những nghiên cứu
tương tự của một số nước trên thế giới như Mỹ và Anh. Tuy nhiên việc áp dụng tại
Việt Nam sẽ cần phải được cân nhắc trước khi tiên hành, ngu>ận nhân ở đây là gÍ3
thành chi phí cho việc xử lý sẽ tương đối cao.
V. Tỉnh hình kinh phí để tài: 8.000.000 đ (Tám triệu đống chẵn)
Đã chi theo dự toán và đã quyết toán xong với Phòng Tài vụ của 1 rường Đại hoc
Khoa học Tự nhiên.
XÁC NHẬN CỦA BAN CHÙ NHIỆM KHOA CHỦ TRÌ ĐỂ TÀI
(Kỷ và ghi rõ họ tên)
P G S.TS . TR INH THI TH AN H
CAI V Ã N T R A N H
ABSTRACT
Title:
RESEARCH AND PROPOSAL OF SOME RESOLUTIONS OF TREATMENT FOR
LEAD POLLUTION IN SOIL BY CHEMICAL METHODS
Code:
QT. 02.27

Team leader:
BSc. Cai Van Tranh
Member:
MSc. Pham Van Khang
Master-student. Nguyen Ngoe Minh
I. Object
Research object are soils that had been polluted by lead. The content of lead in
these soils is run from over 100 ppm to under 1000 pptn.
These soil samples were collected from polluted sites by lead such as the recycled
lead areas.
These soil samples were taken from 0 - 20 cm in depth.
II. Objective
The research objective is the assessment to eff ciency of some solutions to treatment
of lead pollution in soil. From there we will put forward suitable solution for treating
lead pollution in soil.
III. Methodology
The soil samples were dried at room temperature before, and then the soil sample
was ground and sieved through 2 mm sieve. These soil samples will be analysed
with characteristics such as pH, Pb, Ca, Mg .
The measure of elements scuh as Pb, Ca and Mg are implemented by AAS method
with H N03 and HCI.
Determine pH: The soil samples were shaken with 1M KOI solution for 2 hours and
then pH is measured by pH meter (A 320 - TOLEDO).
These samples will be washed with solutions of HCI (pH = 1), HCI (pH = 3) and
0.01 M EDTA.
The time for washing lead is a period of 6, 12, 18 and 24 hours respectively.
The temperature for washing is kept at constant (25°C).
The result of research will be express with tables and graphs.
IV. Result of research, Conclusion and Recommendation
The result of research showed that the content of characteristics as follows:

The value of pH was run from 4.68 - 5.05; The content of Calcium was run from 2.3 -
2.7%; the content of Magnesium was run from 1.3 - 1.7% and the content of lead was
run from 400 - 800 ppm.
The use of three solutions for washing lead out of soil gave some efficiencies, among
which typification is HCI (pH = 1) solution. Among three solutions that had been used,
then HCI {pH = 1) solution broughfyliighest treatment efficiency. However, some othei
elements was washed out of soil such as Ca, Mg with quite a lot of content, that is
the problem will have to happen indispensably in treatment process.
Two solutions are HCI (pH = 3) and 0.01 M EDTA brought lower treatment efficiency
comparing with HCI (pH = 1) solution. That is due to HCI (pH = 1) solution has a
stronger acidity than two solutions of HCI (pH = 3) and 0.01M EDTA. However, the
washing out of soil to Ca and Mg were lower than HCI (pH = 1) solution.
The use of HCI (pH = 1) solution should be applied to heavy pollution soil. On the
contrary, the use of HCI (pH = 3) and 0.01 M EDTA solution should be applied to light
and medium pollution soil.
The result of research indicated similar result together with the research of some
countries in the world such as England and American. However, the applying in
Vietnam will have to consider carefully before implement, that is due to the cost of
treatment is quite high.
M Ụ C L Ụ C
CHƯƠNG 1. MỘT SỐ NGHIÊN cứ u VỀ Pb TRÊN THẾ GIỚI VẦ ở VIỆT
N A M 3
1. Những nghiên cứu ỏ M ỹ 3
1.1. Chì trong đất và b ụ i 3
1.2. Chì trong nước u ống
3
2. Những nghiên cứu tại A n h 4
2.1. Chì trong nước uống 4
2.2. Chì trong đất và b ụ i 5
3. Một sô nghiên cứu về chỉ trong đất nông nghiệp ở Việt Nam 6

4. Nguốn gốc và các dạng chì trong đấ t 7
4.1. Nguồn g ố c

7
4.2. C ác dạng tổn tạ i 8
5. Một sô độc tính của ch ỉ 9
CHƯƠNG 2. ĐÔI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP MGHIẺN c ứ u

11
1. Đối tượng nghiên cứ u



11
2. Phương pháp nghiên cứ u
11
CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ NGHIÊN cứ u VÀ THẢO LUẬN

12
1. Một số tính chất cơ bản của đất nghiên cứu 12
2. Hiệu quả của việc xử lý ô nhiễm chì bằng việc sử dụng axit HCI (pH =
1)
12
3. Hiệu quả của việc xử lý ô nhiễm chỉ bằng dung dịch EDTA 0,01M .14
4. Hiệu quả của việc xử lý ô nhiễm chì bằng dung dịch axít HCI (pH = 3)
15
TÀI LIỆU THAM KHẢO 20
1
M ít! n ó i (Tần
Ồ

nhiễm môi trường nói chung và ô nhiẻm môi trường đất nói riêng là những vân
đề bức xúc hiện nay không những ứ một quốc gia mà còn mang lính loàn cầu.
Trong một thời gian phát triển lâu dài, con người đến nay dã chú trọng hưn vào
công tác khắc phục và xử lý ô nhiễm môi trương.
Trong số các loại ỏ nhiễm mỏi trườnii. chúng lôi quan tâm !ó'i van etc ô nhiễm
kim loại nặng trong môi trường đất. Có thế nói, môi trường đất là nơi tập trung
của hầu hết mọi loại chất thái, do dó ỏ nhiẻm mỏi trường đất có nét ricng biệt
hơn so với các ô nhiễm môi trường khác. Đến nay con người đã có những công
nghệ tiên tiến trong việc khắc phục và xử lý ỏ nhiễm môi Irường nước và không
khí, trong khi đó việc xử lý ô nhiễm môi trườn<Ị đâl trcn thế giới lương dối hạn
chế do tính phức lạp của loại môi trường này. Tạ; Việt Nam cũng dã xuất hiện
một số công nghệ xử lý ô nhiễm kim loại nặng trong mỏi trường đất, tuy nhiên,
các cồng nghệ này chủ yếu là áp dụng biện pháp sinlì học và kết quá vần còn rất
hạn chế. Trên thế giới, một số nghiên cứu tập trung vao công nghệ áp dụng biện
pháp hoá học để xử lý ô nhiễm kim loại nặng và đã cỏ những kết qua nhất định.
Trong phần nghiên cứu này, sẽ thử nghiệm và đồ xiial phưưng pháp xử lý ỏ
nhiễm kim loại nặng cụ thế là ô nhiễm kim loại chì (P t) trong dái băng việc áp
dụng biện pháp hoá học.
2
CHƯƠNG 1. MỘT SỔ NGHIÊN cứu VỂ Pb
TRÊN THÊ GIỚI VÀ Ở VIỆT NAM
1. NHỮNG NGHIÊN cứu ở MỸ
1.1. Chì trong đất và bụi
Phần lớn chì (Pb) được phát hiện thấy trong đất va hụi bát nguồn từ sưn, khí thái
của các loại xe chạy bàng động cư và phế thái từ các nguồn công imhiệp. Hàm
lượng chì tìm thấy trong một số khu vực ứ nông thôn là rất thấp, trong một số
khu vực thành thị mức chì trcn 1000 ng.g'1. Tuy nhiên, Cư quan đăng kiêm vé
bệnh tật và độc chất (ATSDR) cho rằng không có những cách thức chuẩn trong
việc thu thập mẫu, do đó rất khó khăn cho việc lổng quát hoá các kết quá dã
được công bố cho tới nay. Đến năm 1988 thì ATSDR dã có kết luận, tuy nhiên

chỉ dự đoán được 5,9 - 11,7 triệu trc cm ớ Mỹ c ó khá năng hứng chịu Pb lừ đất
và bụi ở mức trầm Irọng. Cư quan báo vệ môi lrường Mỹ (EPA) đã có những ý'
kiến trái ngược lại VỚI ATSDR, cho rằng chứng cứ của ATSDR chi mang tính
hình thức, và EPA đã đổ xuâl một dự án chi tiếl nham giám lượng Pb trong dát
ờ

3 thành phố.
1.2. Chì trong nước uống
Sự ô nhiễm Pb trong nước uống có Ihế do một số nguyên nhãn, trước kia có the
là do các ống dẫn nước có bọc chì, một nguyên nhân khác là việc hàn các đường
ống trong việc lắp đặt. Chì cỏ trong hợp kim dùng de hàn, nên dẻ dàng xâm nhập
vào nguồn nước khi nước có tính axit.
Việc điều tra ở quy mồ lớn mang tám cỡ quốc gia vé hàm lượng chì trong nước
uống đã được thực hiện bởi EPA vào năm 1981. Patterson đã kiếm tra các mẫu
nước được thu thập bởi công ty Culligan Water - Softening. Kết quá đánh giá tỷ
lệ phần trăm mầu với nồng độ chì ớ các mức độ khác nhau được the hiện Ư báng
Bang 1.1. Tý lệ
f c
các mẫu
11
ước với cúc nóng độ chì khác nhau
Nổng
độ chì (|.ig/L)
<10 11- 19 20 -49
>50
% mẫu 60
24
13 3
Nguồn: J.Erick Millstone, 1997
3

ATSDR dã đánh giá rằng năm 1983 irong tổng số 21 triệu trc em ớ Mỹ dưới 6
tuổi có 13% tương đương với 2,73 triệu trẻ em dã sõng trong những căn hộ cỏ sừ
dụng nước bị nhiễm chì.
EPA đã đánh giá rằng nãm 1986 xấp xí 62 triệu người Mỹ đã tiếp nhận nguồn
nước có tính axit, trong đó có 1
ỉ %
hoặc tương đương 6,8 triệu Ire cm
ờ
độ tuổi
dưới 7. ATSDR cũng cùng quan điểm với EPÀ rằng, nếu một đứa lie sử dụng
nguồn nước có nồng độ Pb lớn hưn 20
ịàịị/L
lliì nóng độ chì trong máu sẽ bị tăng
cao. Có tới 42 triộu người đã được xác là dã sứ dụng nguồn nước uống cỏ hàm
lượng chì trên 20 I-Ig/L.
Năm 1993, EPA dã tập hợp được các kél quá đôi với vòng hai của các hệ thòng
quan trắc lớn và vòng một đối với các hệ thống quan iruc trung bình. Hàm lượng
Pb cao nhất đã được phát hiện là 484 |ig/L, cao hơn 32 lần so với tiêu chuẩn của
EPA đề ra là 15 |ig/L được phát hiện tháy ớ Bác Carolina.
2. NHỮNG NGHIÊN cứ u TẠI ANH
2.1. Chì trong nước uổng
Một nghiên cứu vào năm 1980, dã phái hiện Ihây từ 15 - 20% cúc máu nước thu
thập từ những ngồi nhà xây dựng trước năm 1944 có hàm lưựng Pb trên 50 |ig/L,
trong khi đó chỉ có khoang
5%
thuộc VC những ngôi nhà xây dựng sau khi chiến
tranh Thế giới lẩn thứ hai kết thúc. Năm 1982, Trung Tâm Nghiên Cứu Nước
(WRC) Berkshire đã báo cáo tới chính phú Anh ve vân đe chì Irong nước uống
không chỉ đối với Anh mù còn ứ một sỏ nước khác iươnị: đôi nghiêm Irọng.
Vào giữa những năm 70, có khoang 29% hộ gia ớ Scotland có nước chảy ra ban

đầu ở vòi có hàm lượng chì Irên 100 ịig/L, trong khi đó ở Anh là
9%.
Tại
Glasgow thi nghiêm trọng hưn, trong các năm từ 1979 - 1980 có khoáng xấp xí
42% các mẫu nước có hàm lượng chì vượt quá 100 |Lig/L. Vân đô ớ Scotland thì
trầm trọng thèm không chỉ bởi nước có tính axit mạnh, mà còn bứi nhiều nhà
xây dựng các bế nước có dày chì dò độ sâu.
4
Bảng 1.2. Hàm lượng Pb trong nước uống ỏ Anh cuối nhưng năm 70
Hàm lượng Pb (ng/L)
% số hộ
Anh Scotland Wales
0 - 9
66,0
46,4 70,5
1 0 -5 0
26,2 19,2
25,3
51 - 100
5,2 13,4
6,0
101 -300
2,2
16,0 3,4
301 và > 301
0,4 5,0
0,9
Nguồn: J.Erick Millstone, 1997
Những kêt quá trên cho thây rằng, ứ Scotland cỏ đúi 5% cúc mẫu nước uống có
hàm lượng chì trên 300 I-Ig/L, Irong khi đó hon mọ. nửa trong toàn bộ sỏ mẫu

nước ở Scottish có hàm lưựng chì trên 10 |ig/L, tuy v ậ ứ Anh và xứ Wales tưưng
ứng với con sô dưới 1%. Một nghiên cứu ớ Bắc Ireland dược tiến hành trong giai
đoạn cuối những năm 70 cho thây, có 3% các mău nuxV có hàm lượng chì trên
50 Hg/L và 1
%
là trcn 100 Í-Ig/L.
Trong nửa giai đoạn đầu những năm so, những kháo sát du (hây hàm lưựng chì
trong nước được Cling cập tới xáp xỉ 5 triệu dàn Irong 130 vùn ’ có hàm lượng chì
trên 50 |J.g/L. Có khoáng 75% trong lổng số 2500 mẫu thu I"lập ớ Blackburn
trong 10 năm cho tới năm 1989 có hàm lượng chì Irên 50 |ig/L, Vi. trên 30% mau
có hàm lượng chì liên 500 ỊLig/L.
2.2. Chì trong đất và bụi
Nghiên cứu toàn diện nhất vé chì trong dát và bụi ớ Anh được uý nhiệm Kíi Cục
Môi Trường. Các kết quá thu được dã xuất bán chi tiết vào năm 1990, các mẫu
được thu thập từ tháng 11 năm 1981 đến tháng 6 năm 1982. Các mầu đất và hụi
đã được thu thập từ 53 vùng
ở
Anh, Scotland va Wales bao gổm 7 khu vựi Ư
Luân Đôn, những điểm nóng như những làng cổ ứ Derbyshire cỏ sự khai thác
mỏ, và một vài vùng nông ihôn. Có khoáng 4600 mẫu bụi và 4100 mảu đát đã
tlưực phàn lích.
5
Báng 1.3. Hàm lượng
Pb trong các vùng kháo sát
Loại mâu
Toàn bộ các vùng
nghiên cứu không
loại trừ các điêm
nóng
Các khu

phô ở Luân
Đôn
Các làng cổ
ở Derbyshire
Các điếm nóng
có tính địa hoá
còn lại
1. Bụi nhà
Số mẫu
4638
683
100
492
Trung bình (ị.iq/q)
561
1010 1870
631
Dao động ịụg/g)
5 - 36900
5 - 36900 606 - 7020
74 - 40300
2. Bụi sân chơi
Số mẫu
220
34 5
18
Trung binh (/.ig/g)
289
430 4390
400

Dao động (ụg/g)
11 - 6860 93 - 6860
1190 - 13400
53 - 21700
3. Đất vườn
Sô mẫu
4126
578 89
433
Trung binh (/.ig/g)
266
654
5610 493
Dao động (ug/g)
13- 14100 66 - 13700
1180 - 22100
49 - 8340
Nguồn: J.Erick Millstone. 1997.
Bảng 1.4. Mức chì trong bụi và trong đất ớ Anh năm 1982
Sự đánh giá tỷ lệ trc cm dưới 6 luòi vói các mức chì trong
111 á 11
Địa diêm Bụi nhà
(fig/g)
Đất
Otg/g)
% trẻ em với
% trẻ em với
mức Pb
mức Pb trong
trong máu > máu > 25

/ig/L
10
ng/L
1. Giá trị trung bình
561 266 26,9
0.5
ở nhiều quốc gia
Dao động
5 - 36900
13 - 14100
55.5
3,9
2. Luân Đôn
1010
654
Dao động
5 - 36900 60 - 13700
3. Birmingham
424
313
21,1
0,3
4. Nhà ở Brighton
1874
1014 81,1 14,5
xây từ năm 1870 -
1919
5. Nhà
ở
Brighton

241
131 8,3 < 0,05
xây từ năm 1960 -
1986
Nguồn: J.Brick Millstone, 1997.
3. MỘT SỐ NGHIÊN c ử u VỀ CHỈ TRONG ĐẤT NÔNG NGHIỆP ở VIỆT NAM
Việl Nam lù mộl nước nồng nghiệp (khoáng 81K/Í dan sỏ sóng dựa vào nòng
nghiệp), nên đất canh tác có vai trò hốt sức quan trọng dối với nền kinh tế. Vấn
đổ ô nhiễm môi trường dát
111
lììộl lliach thức rãi lớn, Irong sỏ đó phái ké đen ó
nhiễm kim loại nặng mà điên hình là ỏ nhiỏm chì. Tuy nhiên, ỏ nhiem chì chí
6
xảy ra mang tính cục bộ tại các khu vực tái chế chì và sứ dụng chì làm nguyên
liệu sản xuất.
Theo nghiên cứu của Phạm Văn Khang (2001), hàm lượng chì Irong đát nông
nghiệp tại khu vực tái chế chì ở thông Đỏng Mai - huyện Mỹ Vun - tinh Hưng
Yên như sau: 14,29% số mãu đất có hàm lưựng chì từ 100 - 200 ppm; 9,259í sô
mẫu đất có hàm lượng chì từ 200 - 300 ppm; 18,05% sô mau đất có hàm lượng
chì từ 300 - 400 ppm; 9,52% số mẫu đất có hàm lượng chì từ 400 - 500 ppm;
9,52% số mẫu đất có hàm lượng chì lừ 500 - 600 ppm; 18,05% sỏ mảu đãt có
hàm lượng chì từ 600 - 700 ppm; 9,52% sổ mầu đất có hàm lượng chì từ 700 -
800 ppm; 4,76% số mẫu đài có hàm luọng chì lừ 900 - 1000 ppm và 4,76% sô
mầu đất có hàin lượng chì lớn hơn 1000 ppm (Irong tổng sô 21 mảu đất phán
tích). Như vậy, 100% số mẫu phân tích có liàin lượng chì vượt quá tiêu chuẩn
cho phép (TCCP là 100 ppm).
Cũng theo nghicn cứu của Phạm Văn Khang (2001), hàm lượng chì Irong đất
nông nghiệp của 16 mẫu đất được phán tích tại khu vực khu công nghiệp Hancl -
Sài Đổng dao động từ 15,69 - 38,76 ppm. Hàm lượm’ chì Irong 16 mẫu đất tại
khu vực này đcu nàm trong giới hạn licu ehuán cho p[u p.

4. NGUỒN GỐC VÀ CÁC DẠNG CHỈ TRONG ĐẤT
4.1. Nguồn gốc
Theo các tác giả Galloway vù Freedmas (1982) thì chì đưựL phát thái từ các hoạt
động lự nhiên và hoạt động nhân tạo trên ihế giới hàng n.m là 59.108 g/năm
(hoạt động lự nhiên) và 20000.10s g/nãm (hoại động nhàn tạo).
Chì thâm nhập vào đất từ khí quyến, hàm lượng chì irong nưức Ii . ua thay dối lừ <
0,1 jug/L ở vùng xa đến > 1000 ịig/L trong các khu vực dỏng đúc với giá trị tập
trung trong khoảng 5 - 30 Hg/L. Theo tác gia Balls (1987) hàm lượng chì trong
nước mưa ở Đông bắc Scotland lừ 0,6 - 29 Jig/L; Iheo Svvandon & Johnson
(1980) ử mien Nam NcwJersey là lừ 4 - 118 Ị-isi/L; theo Schultz (198
/)
ớ miền
Bắc Đức là lừ 1 1 - 14 |ig/L và theo Bcrgkvist & nnk (1989) ở mien Nam Thuỵ
Điên lừ từ 7,9 - 8,5 Í-Ig/L (Jack E. Fcrgusson, 1990).
Qua con ctưừng phân bón, các muối sunphat - Cu và Fc có hàm lượng Ph lớn
nhất. Hàm lượng chì trong <JỎ từ 7 - 225 rng/kìi.
7
Việc sử dụng bùn thải để bón cho ruộng đã đưa Pb vào trong đất. Theo tác giá
Stover và nnk (1976), trong bùn thái dạng tổn tại chủ yếu của chì là hựp chũi
cacbonat chiếm tới 69% (Stover & nnk, 1976). Theo Logan (1990), hàm lượng
chì trong bùn thải nhỏ nhất là 13 rng/kg; lớn nhất là 26.000 mg/kg và giá trị
trung bình là 500 mg/kg.
Sử dụng nước thải như nước thải công nghiệp, nước mưa, nước chảy Iràn đỏ tliỊ
và trên đất nông nghiệp, nước từ các mỏ cũng lùm lích tụ Pb trong đất. Theo Jack
E.Fergusson (1991), hàm lượng chì trong nước mưa ở Durham (Mỹ) dao động từ
100 - 12.000 |ug/L và trong nước mỏ ở Nga dao động từ 7.000 - 9.000 |Ag/L.
Trong dòng cháy tràn có tới 19% chì cỏ llic là do bụi đường phô chứa chì. Uớc
tính, ở Mỹ khi xăng pha chì được sử dụng rông rãi, dòng nước chay tràn sẽ bổ
sung chì với tốc độ 8.10'Jg/nãm vào các dòng nước và đóng góp khoáng 4 fig/L
vào trong các sông. Theo Pitt & Baron (1989), hàm lượng chì trong nước cháy

tràn từ các khu vực khác nhau ở dô thị nhu chỗ đỗ xe là 30 - 130 I-Ig/L; kho bãi là
30 - 330 Hg/L; đường phô là 30 - 150 Ị.IỈ-7L và chỗ sửa xc là 75 - I 10 I-Ig/L (Pitt
& Baron, 1989).
Các hoạt động khai IT
1
Ỏ cũng thai ra mội liMiig lớn các kim loại nặng như Pb vào
dòng nước góp phần gây ô nhiễm đất. Sự rò rí chất thái ứ Táy úc dã làm gia lãng
hàm lưựng Pb Irong nước gần nguồn phát lluii lên lới 100 Í-Ig/L. Hàm lượng Pb
trong trầm tích lớn hơn 9.600
1
-ig/g. Theo Nriagu (1979), lượng phát thai Pb từ
hoạt động khai thác mỏ trước năm 1850 là 55 10' tấn; từ năm 1850 - 1900 là 25.
103 tấn; từ năm 1900 - 1940 là 51. 101 tân; năm 1950 là 1670. 103 tấn; năm 1960
là 2387. 103 tấn; năm 1970 là 3395. 10’ tán và năm 1980 là 3096. 1Q- tấn
(Nriagu, 1979 ; Nriagu & Pacyna, 1987).
4.2. Các dạng tồn tại
Theo các nhà khoa học Mỹ, chì tồn lai trong dãi dược chia thành 10 dạng bao
gồm: hoà tan trong nước, trao dổi, có khá nang bị thay thè bời bạc, cacbonal,
dạng dễ khử, phức với hữu cơ, kết hợp với oxit Fe ứ dạng vô định hình, kết hợp
với oxit Fc
ử
dạng tinh the, dạng sunlit và các dạng còn lại.
Dạng không tan của chì bao gồm Pb(OH)-,, PbCO,, PbS, PbS04, PbO, Pb,(P04):,
Pb40(P 0 4)2, Pb?(P04),0H. Chì tổn tại trong mõi trường axil hoặc mỏi Irường cỏ
chứa các ion C l, CO-1. S042 với nồng độ ihấp. Các dạng chì gây ỏ nhicm do
8
hoạt động nhân tạo có thể là PbCIBr, PbS04, PbS, PbCOị (trong công nghiệp
khai khoáng); PBCO3, Pb(OH)2, PbCr04 (trong công nghiệp sơn). Chì là kim loại
ít di động trong số các nguyên tỏ kim loại nặng. Chì ớ dạng di dộng trong dát là
Pb2+, dạng này thường bị hấp phụ bới khoánii SCI, các oxit Fe và Mn, tạo phức

với chất hữu cơ.
Theo Sposito (1983) và Allovvay (1990), trong các loại dãi kiêm (đicu kiện oxi
hoá) các dạng hoá học chính của Ph là Pb2+, phức với các axil hữu cơ như axit
humic và axit fulvic, PbS04, PbHCO/. Trong các loại đất axit các dạng tồn lại
chủ yếu là PbC03, Pb(C03)22 và PbOH+.
Theo Pacyna (1987), các dạng hoá học cua chì xàm nhiễm vào mỏi trường dái từ
hoạt động đốt ihan là PbCl2, PbO, PbS, Pb; sán xuất kim loại không thuộc loại Fe
(II) là PbO, PbSO,; Đốt phế liệu lù Pb(O), PbO, PhCl2. Theo McGrath & Smilh
(1971), các dạng hoá học chính của chì xâm nhiem là PbBr:, PbBrCl, Pb(OH)Br,
(PbO)2PbBr, (PbO)2PbBrCl.
5. MỘT SỐ ĐỘC TÍNH CÙA CHÌ
Khi xâm nhập vào CƯ the, chì tác dộng đốn tuỷ xiíơng, hệ thần kinh, làm giám trí
thông minh, anil hưởng đến máu, thận, các hệ i n/.ym liên quan đòn sự tạo máu
và liên kết với sát trong máu.
Bảng 1.5. Hàm lượng chì trong máu và những lác dộng dôi với cư ihê
Các tác dộng
Hàm lượng chì trong máu (ng/dL)
Chết
135
Viêm não
90
Viêm thận
80
Thiếu hổng cầu 70
Đau bụng
60
Tổng hợp Hemoglobin
30-40
TỐC độ dẫn truyền thần kinh 10 - 20
Sự trao đổi vitamin D

10
Sự phát triển trí tuệ
< 10
Nguồn: J.Hrick Millstone, 1997.
Bảng 1.6. Một sô quá trình sinh hoá ứ thực vật bị anh hướng bới chì
Quá trình Nguyên tô
Thay đổi tính thấm của màng tế bào
Pb
Kìm hãm sinh tổng hợp Protein
Pb
ức chế một số enzym
Pb
ảnh hưởng đến quá trình hô hấp
Pb
ảnh hưởng đến quá trình quang hợp
Pb
ảnh hưỏng đến quá trình mở lỗ khí
Pb
ảnh hưởng đến quá trình thoát hơi nước
Pb
Nguồn: Jack E. Fergusson, 1991.
10
CHƯƠNG 2. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN cứu
1. ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN cứu
Nghiên cứu tập trung vào đối iưựng là đất lự nhiên dùng cho canh tác nòng
nghiệp. Các mẫu đất được thu thập tại những khu vực có hiếu hiện của sự ỏ
nhiễm chì, đó là các mẫu đất thu thập tại khu vực túi chế chì thuộc thòng Đỏng
Mai, xã Chỉ Đạo, huyện Văn Lâm, tỉnh Hưng Yen.
Việc thực hiện thí nghiệm sẽ được tiến hành đối với các mẫu dât cỏ hùm lượng
chì lớn hơn 100 ppm và nhỏ hơn 1000 ppm.

2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN cửu
Các mẫu đất được thu tliâp ngoài thực địa với độ sâu lừ 0 - 20 cm (lang canh
tác). Sau đó được phơi khô không khí trong phòng thí nghiệm, nghiền nhỏ rồi
rây qua rây 2 inm.
Mẫu đất sau khi rây qua rây
2
min được dùng đê xác định mộl số lính chát cơ
bản của đất trước khi xử lý ỏ niiií ỉii như pH, Ca, Mg, và dược dùng dê’ thực hiện
thí nghiệin làm sạch chì (xử lý ô nhiễm).
Thí nghiệm làm sạch chì của đâl đirực liến hành với các dung dịch có khá năng
rửa chì (tách chì) ra khỏi đất được sử dụng trong nghiên cứu là dung dịch axit
HC1, dung dịch EDTA.
Các nguyên tố Pb, Ca, Mg, được ph.
1
lích bằng phương pháp quang phổ hấp thụ
nguyên tử (AAS).
pH được xác định theo các phương plríp thông dụng trong phòng thí nghiệm trcn
các thiết bị hiện đại.
11
CHƯƠNG 3. KẾT QƯẢ NGHIÊN cứ u VÀ THẢO LUẬN
1. MỘT SỐ TÍNH CHẤT CỦA ĐẤT NGHIÊN cứu
Kết quả nghiên cứu phân tích một sỏ tính chát cơ bán của đất được trình bày
trong bảng 3.1. Đó là những lính chát ban đàu của đát Irước khi xứ lý ỏ nhiễm.
Bảng 3.1. Một số lính chát của đát trước khi thí nghiệm
pH (KCI) Pb (ppn .)
CaO (%)
MgO (%)
Gía trị 4,68
800
2,7 1,7

2. HIỆU QUẢ RỬA CHÌ BẰNG VIỆC sử DỤNG AXIT HCI (pH = 1)
Việc xử lý ô nhiễm chì bàng dung die.ì HCl (pH = l) được tiến hành vứi
các khoảng thời gian tương ứng là 6 giờ; 12
5
ŨỪ; 18 giờ và 24 giò' với tỷ lệ 1/20
(khối lượng/thể tích). Kết quá nghicn cứu cluov trình bày trong bang 3.2 và hình
1.
Bảng 3.2. Kết qua tách chì khỏi đát bâiiụ .lung dịch 1IC1 (pH = 1)
Thời gian
6 h 12 h 18 h
24 h
% bị tách ra
80 (640) 85 (680) 90 (720)
90 (720)
(Ghi chú: sỏ liệu trong ngoạc là hàm lượng ppin urơiiL’ ‘lương với giá irị '< )
Sau 6 giờ tương tác thì hàm lưựng chì tn ụ đất đã được tách ra là 80% so
với lượng chì tổng số, tương ứng với 12 íỉiờ là <s ; 18 giờ là 90% và 24 giờ là
90%. Như vậy, đốn khoảng thời gian từ 18 giờ đen
14
giờ lliì hàm lượng chì được
tách ra khỏi đất đã ử mức ổn định là
90%
so với kỉựng chì tổng số có trong đất.
Trong giai đoạn dấu hàm lượng chì được tách ra lang rất nhanh, đạt tới 80% chí
sau 6 giờ.
12
ũ 6 12 18 24
Thui giun Lie limit;, h
Hình 1. Quá trinh tách chi khui (lai bang (id HCl (pll = I )
Bên cạnh việc tách chì ra khỏi đát, nghiên cứu cũng đã tiến hành tính toán việc

mất đi của một vài nguyên tỏ dinh dưỡng. Cụ thê ứ đáy, dã tính toán đến việc
mất đi của hai nguyên tố Ca và Mg. Kèt quá được chi ra ứ báng 3.3
Bàng 3.3. Lượng ( 'aO và MgO bị mat đi
Thời gian 6
h 12 h
18 h
24
h
% CaO bị tách ra 90 (2,43)
9k (2,48) 95 (2,56)
95 (2,56)
% MgO bị tách ra
92 (1,56) 93 Ị 1,58) 94 (1,60) 94 (1,60)
(Ghi chú: số liệu trong ngoặc là hàm lượng
ck
lirơim dương với giá trị
(()
Trong khoáng thời gian đầu, hai nguyên tố nì v bí tách ra khỏi đất rất nhanh. Sau
khoảng thời gian 6 giờ Ca đã mất đi khói đai 90% vù Mg là 92
c/c
so với lượng
tổng số ban đầu. Sau dỏ, lượng mất đĩ đạt ổií định trong khoang thòi gian từ 18
giờ đến 24 giờ, Ca đạt 95% vu Mg đạl 94%. Kốt qua được minh hoạ trên hình 2.

M g tách ra khoi đãi
Ca lách ra khói Jill
6 12 18 24 L!Kin urnng
] linh 2. Qu;í Iiin li inãt M e VÌI Ca (roue qua IJI nil lacli d ll (11( 'I - pi I - 1 1
100
90

80
^ 70
“ 60
1 50
^ 40
£ 30
- 20
10
0 "
0
13
3. HIỆU QUẢ CỦA VIỆC XỬ LÝ Ô NHIỄM c h ỉ b ằ n g d u ng dịch EDTA 0,01M
Khác với việc sử dụng dung dịch axil HC1 (pH = 1), việc sử dụng dung dịch
EDTA là m ột dung dịch gần như không có tính axit, chính vì vậy mà việc làm
mất các nguyên tố dinh dưỡng khác sẽ có phần được hạn chế. EDTA có khá
năng tạo phức rất mạnh với. nhiều nguyên lố kim loại dưới dạng phức bền. Vì
vậy, đất có thể không bị phá vỡ nhiều về các đặc tính lý cũng như hoá học.
Nghiên cứu được thực hiện cũng giống như quy trình thực hiện khi sử dụng dung
dịch axit HC1 (pH = 1).
Kết quả nghiên cứu được trình bày trong bảng 3.4.
Bảng 3.4. Két quả tách chì khỏi đất băng dung (lịch EDTA 0,01 M
Thời gian
6 h
12 h
18 h 24 h
% bị tách ra 30 (240) 35 (280)
37 (296) 37 (296)
(Ghi chú: số liệu trong ngoạc là hàm lượng ppm tuưng đương với giá trị
°/()
Kết quả ở trên đã chỉ ra ràng việc dùng dung dịch EDTA 0,01 M là chất tách

chiết đã làm giam lượng chì được tách ra khỏi đất đáng kế. Khi sử dụng (Jung
dịch axit HC1 (pH = 1) lượng chi được tách ra đạt 90%, trong khi đó việc dùng
dung dịch EDTA 0,0IM Ihì lượng chì được lách ra chí là 37%.
ổ* 40
Thời gian tương tác, h
Hình 3. Quá trình tách chì bang dd IÌDTA 0,01 M
Ngược lại, khi sử dụng dung dịch EDTA 0,01 M thì lượng các nguyên ló như Ca
và Mg bị mất đi khỏi đất lại giám đáng kế . Lượng Mg bị mất di chí là 28% vù
Ca là 30%. Kết quà nghiên cứu được thể hiện ỏ' báng 3.5.
14
Bảng 3.5. Lượng CaO và MgO bị mất đi
Thời gian
6 h
12 h
18 h
24 h
% CaO bị tách ra
25 (0,67)
27 (0,73)
28 (0,76)
28 (0,76)
% MgO bị tách ra
24 (0,41) 26 (0,44) 30 (0,51)
30 (0,51)
(Ghi chú: sô liệu trong ngoặc là hàm lượng
c,c
tương dương với giá trị
c,'()
Như vậy, việc sử dụng hai dung dịch trên ti II thế hiện mặt mạnh và mặt hạn chế
của mỗi dung dịch. Dung dịch axit HC1 (pH = 1) ihì việc tách chi ra khỏi đất đạt

hiệu quả cao, nhưng việc mất đi cúc nguyên tò dinh dưỡng cũng khá cao. Ngược
lại, việc dùng dung dịch EDTA 0,0IM thì việc lách chì cỏ phán bị hạn chế, son':
việc mất đi các nguyên tố dinh dưỡng lại giám đáng ke.
4. HIỆU QUẢ XỬ LÝ Ô NHIỄM CHỈ BẰNG DUNG DỊCH AXIT HCI (pH = 3)
Việc sử dụng dung dịch HC1 (pH = 3 >, đây là một dung dịch axil, luy nhiên, mức
độ axit của dung dịch này Ihấp hưn nliieu so với dung dịch axil HCI (pH - 1) dã
sử dụng ở trên. Quy trình tiến hành cũng lương lự như hai quy trình xử lý trên.
Kết quả được thể hiện trong báng 3.6 dưới dây.
Bảng 3.6. Kết quá tách chì klioi đất bảng dung dịch HCI (pH = 3)
Thời gian
6 h 12 h 18 h 24 h
% bị tách ra
45 (360) 48(384) 51 (408) 51 (408)
(Ghi chú: sô liệu trong ngoạc là hàm lượng P I 111 ttrưng đưưng với giá trị
c,c)
Cũng giống như hai quá trình xử lý trcn, hàm lượng chì được tách ra khỏi đất
tăng mạnh trong khoảng thời gian đầu (ít giờ) và đạt đến độ ổn định trong
khoảng thời gian từ 18 - 24 giờ. Mức đạt dược nếu so sánh với việc sử dụng dung
dịch HC1 (pH =1) chỉ bằng 57%.
15
40
30
20
1 0
0
1 8
-C a
M g
24
Tiu'ũ u la 11 lưiin i.

Hình 4. Ca và Mg bị mâl (li irơng quá liình rửa chi bang li d
K I) T A 0 ,n I M
Thời gian tương lác. h
Hình 5. Quá trình tách chì khỏi dát hãng dd MCI (pH = 3)
Hàm lượng hai nguyên tố Ca và Mg bị mất đi trong quá trình tách chì ó nhiễm
được trình bày trong bảng 3.7 dưới dây.
Bảng 3.7. Lượng CaO và MgO bị mất đi
Thời gian
6 h 12 h
18 h 24 h
% CaO bị tách ra
47 (1,27) 48 (1,30)
54 (1,46) 54 (1,46)
% MgO bị tách ra
45 (0,76) 47 (0,80)
52 (0,88) 52 (0,88)
(Ghi chú: số liệu trong ngoặc là hàm lượng
%
tương đương với giá trị
c/r)
16
60
£
50
'"ã
40
E
15'
30
00

£.
20
5
ũ
10
0
— Mg
D Ca
0 6 12 18 24
111
ới gun lining uic, li
Hình 6. Ca và Mg bị lách khỏi đái bới (Jd HC1 (pH = 3)
Hàm lượng hai nguyên tô Ca và Mg bị mất đi khi so sánh với việc sử dụng (Jung
dịch axit HC1 (pH = 1) chỉ bằng 55% và 57% tương ứng. Nếu so sánh với vviệc
sử dụng dung dịch EDTA 0,0IM thì lượng Ca và Mg bị mất di bàng 180% và
186% tương ứng.
Hiệu quả so sánh về việc xử lý chì của 3 dung dịch được thế hiện trong hình 7
dưới đây.
~~s— Lưựng Pb b| mái ell (pH = I )
o Lưọiig Pb bị mill (li (pH = 3)
A Lượng Pb bị mát (1| (HJTA
0.01 M)
Thời gian tương tác, h
Hình 7. Quá trình tách chì bằng dd các dung dịch khác nhau
Kết quả dược minh hoạ trên hình 7 cho thây, lượng chì bị tách ra khói đất giám dán
theo thứ tự sau: dung dịch HC1 (pH = I) > dung dịch HC1 (pH = 3) > dung dịch EDTA
(0,01M).
ĐAI h o c q u o c g ia h a n ô i
TRUNG TÂM THÕNG TIN THƯ VIỀN
Õ Ũ T ĨÕ

17
Lượng Ca và Mg bị mất đi trong quá trình tách chì trong 3 trường hợp được minh
hoạ trong hình 8 và hình 9.
D Luiinị! Ca lii nút di (duiiịỉ dịch
HU.pll = ll
■ ■ ° l.ưựnỊỉ l'a l)i mát đi (d uiiịỉ dịch
11( 1. p ll = 3 )

'< l.ưonỊí C;| l)i llliil (Ji (dully (lun
KI) I V 0.01 M l
Thời ỊỊÌan tương tác, li
Hình 8. Quá trình mat Ca Irony quá trình táclì chì bời các (hỉ khác nhau
*0
E
5'
O)
U)
c
§■
100
80
60
40
20
0
□ liM ij: Mf! h nnuli (I-ƯIAO.OIM)
o
I Kini” Mg hi Iitn ill (ilnng (lịch I Kl,
|)l I = I »
-X— I Hìniịĩ Mg bị MŨI tli (dung tlịch HO .

pll = 3)
Thờ gianiuơng tác, h
6 12 18 24 a -y .
Hình 9. Quá trình mât Mg trong quá trình tách chì bởi các dd khác nhan
Kết quả được minh hoạ ở hình sô 8 và hình sỏ 9 cho thấy, lượng Ca và Mg bị mát đi
giảm dần theo thứ tự: dung dịch HCl (pH = 1) > dung dịch HC1 (pH = 3) > (Jung dịch
EDTA (0.0IM).
18
KẾT LUẬN
Việc sử dụng 3 loại dung dịch trên đế tách chì ra khỏi đát đã dem lại nhưng kếi
CỊuả nhất định, trong đó đặc biệt phái kc đến việc sử dụng dung dịch HC1 (pH —
1). Trong 3 dung dịch trên thì đung dịch HC1 (pH = 1) đã mang lại hiệu quá xử
lý cao hơn cả, tuy nhicn việc làm mấl đi các nguyên tố dinh dưỡng khác như Ca
và Mg cũng rất đáng kể, đây là điêu tất yêu không thê tránh khỏi Irong quá trình
xử lý.
Hai dung dịch là HC1 (pH = 3) và dung dịch EDTA 0,01 M cho hiệu quá xử lý
thấp hơn so với dung dịch HC1 (pH = I). Đicu này là lất yếu, bởi vì dung dịch
HC1 (pH = 1) có độ axil mạnh hơn hai dung dịch kia. Ngược lại việc sứ dụng hai
dung dịch HC1 (pH = 3) và EDTA 0,0IM cho hiệu quá xứ lý thấp hơn nhưng
việc làm mất các nguycn tố dinh dưỡng như Ca và Mg lại thấp hơn so với việc sử
dụng dung dịch HC1 (pH = 1).
Việc sử dụng dung dịch HC1 (pH = 1) nên áp dụng cho những loại đâl bị coi là ỏ
nhiễm trầm trọng, còn việc sử dụng hai dung dịch HC1 (pH = 3) và EDTA 0,01 M
thì nên áp dụng cho các loại đất bị coi là ồ nhicm nhẹ và trung bình.
Kết quả nghiên cứu này dã phán ánh một kết quá tương đỏng với những nghiên
cứu tương tự của một số nước trên thê giới như M ỹ và Anh. Tuy nhiên việc áp
dụng tại Việt Nam sẽ cần phai được cân nhắc trước khi tiên hành, nguyên nhân ớ
đây là giá thành chi phí cho việc xử lý sẽ tương dối cao.
19