Đánh giá ảnh hưởng của nước thải khu công nghiệp lưu xá tới hàm lượng kim loại nặng trong nước và trầm tích sông cầu

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

Phạm Thị Nga

ĐÁNH GIÁ ẢNH HƢỞNG CỦA NƢỚC THẢI KHU CÔNG NGHIỆP
LƢU XÁ TỚI HÀM LƢỢNG KIM LOẠI NẶNG TRONG NƢỚC VÀ
TRẦM TÍCH SÔNG CẦU

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

Hà Nội - 2012

1


ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

Phạm Thị Nga

ĐÁNH GIÁ ẢNH HƢỞNG CỦA NƢỚC THẢI KHU CÔNG NGHIỆP
LƢU XÁ TỚI HÀM LƢỢNG KIM LOẠI NẶNG TRONG NƢỚC VÀ
TRẦM TÍCH SÔNG CẦU

Chuyên ngành: Khoa học môi trường
Mã số: 60 85 02

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC
NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:

PGS.TS. Lê Đức

Hà Nội - 2012

2


MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN..........................................................................................................1
MỤC LỤC...............................................................................................................3
DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT...............................................................................5
DANH MỤC BẢNG................................................................................................6
DANH MỤC HÌNH.................................................................................................8
ĐẶT VẤN ĐỀ..........................................................................................................9
Chƣơng 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU................................................................... 11
1.1. Đại cương về các kim loại nặng................................................................... 11
1.1.1. Chì và hậu quả của ô nhiễm của chì.................................................. 12
1.1.2. Cadimi và hậu quả của ô nhiễm của cadimi....................................... 13
1.1.3. Kẽm và hậu quả của ô nhiễm của kẽm.............................................. 14
1.2. Tổng quan về ngành luyện thép Việt Nam................................................... 15
1.2.1. Quá trình hình thành.......................................................................... 15
1.2.2. Quá trình phát triển............................................................................ 15
1.3. Điều kiện tự nhiên....................................................................................... 17
1.3.1. Vị trí địa lý........................................................................................ 17
1.3.2. Khí tượng thủy văn............................................................................ 18
1.3.3. Tình hình mưa lũ............................................................................... 19
1.4. Sơ lược về các đơn vị trong khu công nghiệp Lưu Xá................................. 20
1.4.2 Công ty CP hợp kim sắt gang thép Thái Nguyên................................35
1.4.3 Công ty CP tập đoàn vật liệu chịu lửa Thái Nguyên...........................37
1.4.4 Công ty CP cơ khí gang thép.............................................................. 40

1.5. Sơ lược về hệ thống sông Cầu..................................................................... 42
Chƣơng 2 ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU.....................45
2.1. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu................................................................ 45
2.2. Nội dung nghiên cứu.................................................................................... 45
2.3. Phương pháp nghiên cứu............................................................................. 47

3


2.3.1. Phương pháp điều tra, thống kê, thu thập tài liệu............................... 47
2.3.2. Phương pháp khảo sát đường đi của chất thải.................................... 47
2.3.3. Phương pháp tính toán thải lượng...................................................... 47
2.3.4. Phương pháp lấy mẫu và phân tích trong phòng thí nghiệm..............47
Chƣơng 3 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN.................................. 50
3.1. Hiện trạng chất lượng môi trường khu vực nghiên cứu...............................50
3.1.1. Hiện trạng chất lượng nước mặt........................................................ 50
3.1.2. Hiện trạng chất lượng nước thải........................................................ 58
3.1.3. Trầm tích sông Cầu............................................................................ 68
3. 2. Ước tính thải lượng ô nhiễm kim loại......................................................... 71
3.2.1. Nhà máy luyện gang.......................................................................... 71
3.2.2. Nhà máy luyện thép Lưu Xá.............................................................. 75
3.2.3. Công ty CP hợp kim sắt gang thép Thái Nguyên...............................76
3.2.4. Thải lượng ô nhiễm kim loại thải ra suối Cam Giá............................ 76
3.3. Diễn biến chất lượng nước suối Cam Giá.................................................... 77
3.4. Đề suất các giải pháp bảo vệ môi trường..................................................... 78
3.4.1. Các giải pháp quản lý........................................................................ 78
3.4.2. Các giải pháp kỹ thuật....................................................................... 79
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ............................................................................... 81
1. Kết luận.......................................................................................................... 81
2. Kiến nghị........................................................................................................ 82

TÀI LIỆU THAM KHẢO.................................................................................... 83
TÀI LIỆU TIẾNG VIỆT..................................................................................... 83
TÀI LIỆU TIẾNG ANH..................................................................................... 85

4


DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT
APHA (American Public Health Association): Hiệp hội sức khỏe cộng đồng
Mỹ
ASEAN: Hiệp hội các quốc gia Đông Nam Á
BOD: Nhu cầu ôxi sinh hóa
COD: Nhu cầu ôxi hóa học
CP: Cổ phần
DDT (dichlorodiphenyltrichloroethane): Thuốc trừ sâu họ clo hữu cơ
IQ: Chỉ số thông minh
EPA: Cơ quan bảo vệ môi trường (Mỹ)
QCVN: Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia
TCVN: tiêu chuẩn Việt Nam
TISCO: Công ty CP gang thép Thái Nguyên
TSS: Tổng chất rắn lơ lửng
UBND: Ủy ban nhân dân
UEPA: Cơ quan bảo vệ môi trường Mỹ
VICASA: Công ty CP thép Biên Hòa
VIKIMCO: Công ty CP thép Thủ Đức

5


DANH MỤC BẢNG

Bảng 1.1: Mực nước sông Cầu (m) ứng với tần suất lũ [28]........................................ 19
Bảng 1.2: Tài liệu quan sát mưa lũ của trạm khí tượng thủy văn Thái Nguyên............19
Bảng 1.3: Nguồn nguyên, nhiên liệu của nhà máy Cốc Hóa........................................ 22
Bảng 1.4: Sản phẩm của nhà máy Cốc Hóa.................................................................. 23
Bảng 1.5: Thông tin về chất thải của nhà máy Cốc Hóa............................................... 23
Bảng 1.6: Nguồn nguyên, nhiên liệu của nhà máy luyện gang..................................... 25
Bảng 1.7: Sản phẩm của nhà máy luyện gang.............................................................. 25
Bảng 1.8: Thông tin về chất thải của nhà máy luyện gang........................................... 25
Bảng 1.9: Nguồn nguyên, nhiên liệu của nhà máy luyện thép Lưu Xá.........................28
Bảng 1.10: Sản phẩm của nhà máy luyện thép Lưu Xá................................................ 28
Bảng 1.11: Thông tin về chất thải của nhà máy luyện thép Lưu Xá.............................29
Bảng 1.12: Nguồn nguyên, nhiên liệu của nhà máy cán Lưu Xá..................................31
Bảng 1.13: Sản phẩm của nhà máy cán thép Lưu Xá................................................... 31
Bảng 1.14: Thông tin về chất thải của nhà máy cán thép Lưu Xá................................32
Bảng 1.15: Nguồn nguyên, nhiên liệu của nhà máy cán thép Thái Nguyên..................33
Bảng 1.16: Sản phẩm của nhà máy cán thép Thái Nguyên........................................... 34
Bảng 1.17: Thông tin về chất thải của nhà máy cán thép Thái Nguyên........................34
Bảng 1.18: Nguồn nguyên, nhiên liệu của công ty CP hợp kim sắt gang thép..............36
Bảng 1.19: Thông tin về chất thải của công ty CP hợp kim sắt gang thép....................36
Bảng 1.20: Thông tin về chất thải của công ty CP vật liệu chịu lửa.............................38
Bảng 1.21: Nguồn nguyên, nhiên liệu của công ty CP cơ khí gang thép......................41
Bảng 1.22: Nguồn nguyên, nhiên liệu của công ty CP cơ khí gang thép......................41
Bảng 2.1: Phương pháp phân tích................................................................................. 49
Bảng 3.1: Hiện trạng chất lượng nước mặt khu vực nghiên cứu................................... 51
Bảng 3.2: Chất lượng nước mặt (trung bình từ năm 2009-2012)..................................51
Bảng 3.3: Diễn biến chất lượng nước mặt theo mùa (mùa mưa và mùa khô)..............52
Bảng 3.4: Diễn biến chất lượng nước suối Cam Giá(trước tiếp nhận nước thải)..........54
Bảng 3.5: Diễn biến chất lượng nước suối Cam Giá (sau điểm tiếp nhận nước thải). . .55

6

Bảng 3.6: Diến biến chất lượng nước sông Cầu (trước điểm hợp lưu suối Cam Giá)...55
Bảng 3.7: Diễn biến chất lượng nước sông Cầu (sau điểm hợp lưu suối Cam Giá)......56
Bảng 3.8: Chất lượng nước thải của các đơn vị trong khu công nghiệp.......................58
Bảng 3.9: Chất lượng nước thải sản xuất của nhà máy luyện gang..............................62
Bảng 3.10: Diễn biến chất lượng nước thải sản xuất của nhà máy luyện gang.............63
Bảng 3.11: Diễn biến chất lượng nước thải sản xuất của nhà máy luyện thép Lưu Xá . 65

Bảng 3.12: Diễn biến chất lượng nước thải của Công ty CP hợp kim sắt gang thép.....67
Bảng 3.13: Hàm lượng kim loại nặng Pb, Cd và Zn trong trầm tích sông Cầu ............68
Bảng 3.14: Hàm lượng Pb, Cd và Zn trong trầm tích suối Cam Giá, sông Cầu............70
Bảng 3.15: Diễn biến kim loại nặng Pb, Cd và Zn trong trầm tích sông Cầu...............70
Bảng 3.16: Định mức phát thải theo sản phẩm............................................................. 72
Bảng 3.17: Số liệu định mức của nhà máy Luyện Gang............................................... 72
Bảng 3.19: Hàm lượng một số kim loại trong chất thải................................................ 74
Bảng 3.20: Tổng thải lượng các kim loại của nhà máy luyện gang..............................74
Bảng 3.21: Số liệu về lượng kim loại đầu vào và đầu ra.............................................. 74
Bảng 3.22: Thải lượng kim loại Pb, Cd và Zn của nhà máy luyện thép Lưu Xá...........76
Bảng 3.23: Thải lượng kim loại Pb, Cd và Zn của công ty CP hợp kim sắt gang thép . 76

Bảng 3.24: Thải lượng kim loại Pb, Cd và Zn ra suối Cam Giá (trước năm 2010).......77
Bảng 3.25: Thải lượng kim loại Pb, Cd và Zn ra suối Cam Giá (kể từ năm 2010).......77
Bảng 3.26: Hàm lượng các kim loại Pb, Cd và Zn trong suối Cam Giá.......................78

7


DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1: Vị trí của khu vực nghiên cứu ........................................................................
Hình 2.1: Phạm vi khu vực nghiên cứu ..........................................................................
Hình 3.1: Giá trị BOD trong nước mặt vào mùa mưa và mùa khô ................................
Hình 3.2: Giá trị Pb trong nước mặt vào mùa mưa và mùa khô ....................................
Hình 3.3: Diễn biến BOD trong nước mặt theo các năm (so sánh cùng mùa khô) .......
Hình 3.4: Diễn biến Pb, Cd, Zn trong nước mặt suối Cam Giá ...................................
Hình 3.5: Diễn biến Pb, Cd, Zn trong nước mặt sông Cầu sau điểm ...........................
Hình 3.6: BOD, COD, TSS trong nước thải (giá trị trung bình 2009 - 2012) ..............
Hình 3.7: Giá trị amoni và dầu mỡ trong nước thải (trung bình 2009 đến 2012) ..........
Hình 3.8: Kim loại nặng trong nước thải (giá trị trung bình 2009 - 2012) ....................
Hình 3.9: Diễn biến Cd, Pb, Zn trong nước thải của nhà máy luyện gang . ..................
Hình 3.9: Diễn biến Cd, Pb, Zn trong nước thải của nhà máy luyện gang theo mùa. ...
Hình 3.10: Diễn biến hàm lượng kim loại nặng trong nước thải của nhà máy Luyện
thép Lưu Xá (từ năm 2009-2012) ..................................................................................
Hình 3.11: So sánh hàm lượng kim loại giữa mùa mưa và mùa khô ............................
Hình 3.10: Diễn biến hàm lượng kim loại nặng trong nước thải của Công ty CP hợp
kim sắt gang thép Thái Nguyên (từ năm 2009-2012) ....................................................
Hình 3.11: So sánh hàm lượng kim loại của công ty CP hợp kim sắt gang thép Thái
Nguyên giữa mùa mưa và mùa khô (giá trị trung bình mùa mưa và mùa khô từ năm
2009-2012) .....................................................................................................................
Hình 3.12: Hàm lượng kim loại Pb, Zn và Cd trên sông Cầu khu vực nghiên cứu ......
Hình 3.13: Diễn biến hàm lượng kim loại nặng trong trâm tích sông Cầu tại sau
điểm hợp lưu suối Cam Giá 300m. ................................................................................
Hình 3.14: Khảo sát đường đi của chất thải của Lò Cao [24] .........................................

8


ĐẶT VẤN ĐỀ
Trong một vài thập kỷ gần đây, cùng với sự phát triển nhanh chóng của đất

nước, ngành công nghiệp Việt Nam đã có những tiến bộ không ngừng cả về số
lượng các nhà máy cùng chủng loại các sản phẩm và chất lượng cũng ngày càng
được cải thiện. Ngành công nghiệp phát triển đã đem lại cho nhân dân những hàng
hóa rẻ hơn mà chất lượng không thua kém so với hàng ngoại nhập. Bên cạnh những
tác động tích cực do ngành công nghiệp mang lại thì cũng phải kể đến những tác
động tiêu cực. Một trong những mặt tiêu cực đó là các loại chất thải do các ngành
công nghiệp thải ra ngày càng nhiều làm ảnh hưởng đến môi trường sống và sức
khoẻ của người dân. Môi trường sống của người dân đang bị đe dọa bởi các chất
thải công nghiệp, trong đó vấn đề bức xúc nhất phải kể đến nguồn nước. Hầu hết
các hồ, ao sông, ngòi đi qua các nhà máy công nghiệp ở Việt Nam đều bị ô nhiễm
đặc biệt là các con sông lớn, trong đó có sông Cầu. Một trong những nguyên nhân
làm ô nhiễm nguồn nước sông, ao hồ là nước thải công nghiệp có chứa kim loại
nặng như: thủy ngân, chì, kẽm, đồng, crôm, nikel [13]. Do vậy, vấn đề ô nhiễm môi
trường nước, đặc biệt là ô nhiễm kim loại nặng đã và đang được đặc biệt quan tâm
nghiên cứu để đưa ra những giải pháp hữu hiệu nhằm ngăn chặn và xử lý kịp thời sự
gia tăng ô nhiễm này.
Theo báo cáo của Bộ Tài nguyên và Môi trường, chất lượng nước tại sông
Đồng Nai, sông Cầu, sông Nhuệ và sông Đáy đã bị ô nhiễm. Kết quả khảo sát cho
3

thấy, gần 70% trong số hơn một triệu m nước thải mỗi ngày từ các khu công nghiệp
được xả thẳng ra các nguồn tiếp nhận mà không qua xử lý đã gây ô nhiễm môi
trường. Trong khi đó, tỷ lệ các khu công nghiệp đi vào hoạt động có trạm xử lý
nước thải tập trung chỉ chiếm khoảng 43%. Lưu vực sông Nhuệ, sông Đáy và sông
Cầu (đoạn chảy qua thành phố Thái Nguyên) nhiều chỉ tiêu chất lượng không đạt
giới hạn B1.
Theo các báo cáo đánh giá hiện trạng môi trường từ năm 2005 đến năm 2009;
báo cáo kết quả triển khai Đề án sông Cầu; báo cáo xây dựng hệ thống quan trắc

9

của tỉnh Thái Nguyên và số liệu quan trắc hiện trạng môi trường từ năm 2005 đến
năm 2010 cho thấy chất lượng nước mặt sông Cầu, đoạn chảy qua địa bàn tỉnh Thái
Nguyên đã có những biểu hiện ô nhiễm rõ rệt bởi các kim loại nặng do các nguồn
nước thải từ khu công nghiệp Lưu Xá. Đặc biệt, hàm lượng kim loại nặng tích luỹ
trong trầm tích sau điểm tiếp nhận nước thải từ khu công nghiệp Lưu Xá cao gấp
hàng trăm lần so với trầm tích trước điểm tiếp nhận nước thải [16].
Để theo dõi diễn biến theo thời gian và không gian của các kim loại nặng
trong nước và sự tích luỹ trong trầm tích do nước thải của Khu công nghiệp, đồng
thời đề xuất các phương án giảm thiểu ô nhiễm, bảo vệ môi trường trong hoạt động
sản xuất Khu công nghiệp, Học viên chọn đề tài: “Đánh giá ảnh hưởng của nước
thải khu công nghiệp Lưu Xá tới hàm lượng kim loại nặng trong nước và trầm
tích sông Cầu”. Nhằm góp phần làm rõ tác động của các kim loại nặng từ nước thải
Khu công nghiêp Lưu Xá tới chất lượng nước trầm tích sông Cầu, hỗ trợ cho công
tác bảo vệ môi trường tại địa phương. Mục tiêu cụ thể của đề tài là:
- Đánh giá mức độ ô nhiễm kim loại nặng và hiện trạng môi trường nước mặt,

trầm tích sông Cầu trước và sau điểm tiếp nhận nước thải khu công nghiệp Lưu Xá.
- Đánh giá hiện trạng xả thải của khu công nghiệp và tính toán thải lượng của

một số kim loại (Pb, Zn, Cd) từ hoạt động sản xuất của các nhà máy trong khu công
nghiệp Lưu Xá.
- Đánh giá mối liên hệ giữa hàm lượng kim loại trong nước và trầm tích sau

điểm tiếp nhận nước thải khu công nghiệp Lưu Xá với tình hình sản xuất của khu
công nghiệp trong những năm qua.
- Đề xuất các biện pháp quản lý bảo vệ môi trường trong hoạt động sản xuất

Khu công nghiệp.

10


Chƣơng 1

TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1. Đại cƣơng về các kim loại nặng
3

Kim loại nặng là những kim loại có khối lượng riêng lớn hơn 5 g/cm . Chúng
có thể tồn tại trong khí quyển (dạng hơi), thuỷ quyển (các muối hoà tan), địa quyển
(dạng rắn không tan, khoáng, quặng...) và sinh quyển (trong cơ thể con người, động
thực vật). Cũng như nhiều nguyên tố khác, các kim loại nặng có thể cần thiết cho
sinh vật cây trồng hoặc động vật, hoặc không cần thiết. Những kim loại cần thiết
cho sinh vật nhưng chỉ có nghĩa "cần thiết" ở một hàm lượng nhất định nào đó, nếu
ít hơn hoặc nhiều hơn thì lại gây tác động ngược lại. Những kim loại không cần
thiết, khi vào cơ thể sinh vật ngay cả ở dạng vết (rất ít) cũng có thể gây độc hại. Với
quá trình trao đổi chất, những kim loại này thường được xếp loại độc. Ví dụ như
niken, đối với thực vật thì niken không cần thiết và là chất độc, nhưng đối với động
vật, niken lại rất cần thiết ở hàm lượng thấp.
Với những kim loại cần thiết đối với sinh vật cần lưu ý về hàm lượng của
chúng trong sinh vật. Nếu ít quá sẽ gây ảnh hưởng tới quá trình trao đổi chất, nếu
nhiều quá sẽ gây độc. Như vậy sẽ tồn tại một khoảng hàm lượng tối ưu của kim loại,
và chỉ có giá trị ở đúng sinh vật hay một cơ quan của sinh vật mà nó có tác dụng, ở
giá trị này sẽ có tác động tích cực lên sự phát triển hoặc sản phẩm của quá trình trao
đổi chất. Kim loại nặng trong môi trường thường không bị phân huỷ sinh học mà
tích tụ trong sinh vật, tham gia chuyển hoá sinh học tạo thành các hợp chất độc hại
hoặc ít độc hại hơn. Chúng cũng có thể tích tụ trong hệ thống phi sinh học (không
khí, đất nước, trầm tích) và được chuyển hoá nhờ sự biến đổi của các yếu tố vật lý và

hoá học như nhiệt độ, áp suất dòng chảy, oxy, nước... Nhiều hoạt động nhân tạo cũng
tham gia vào quá trình biến đổi các kim loại nặng và là nguyên nhân gây ảnh hưởng
tới vòng tuần hoàn vật chất hoá địa, sinh học của nhiều loại.[12]

11


1.1.1. Chì và hậu quả của ô nhiễm của chì
a/Ảnh hưởng của chì tới thực vật
Chì (Pb) là một nguyên tố không cần thiết cho cơ thể sinh vật, chì được cây
hấp thụ và từ đó làm ô nhiễm chuỗi thực phẩm. Khả năng metyl hoá sinh học các
hợp chất chì vô cơ thành chì metyl Pb(CH 3)4 làm tăng khả năng lan truyền ô nhiễm
chì trong chuỗi thức ăn. Pb lại là kim loại nặng có khả năng tích luỹ cao nên khi sinh
vật sản xuất hấp thụ chì, dù chỉ một lượng nhỏ, qua dây chuyền thực phẩm nó sẽ
được khuếch đại và đến lúc nào đó sẽ trở thành chất gây độc cho sinh vật tiêu thụ,
thậm chí ngay cả sinh vật sản xuất.
b/Ảnh hưởng của chì tới sức khoẻ con người
Con người hấp thụ chì một cách gián tiếp thông qua chuỗi thức ăn hoặc trực
tiếp bằng nhiều con đường: hô hấp, tiếp xúc qua da hoặc tiêu hoá. Một số dạng
nhiễm độc chì được biết đến là: nhiễm độc mãn tính và nhiễm độc cấp tính.
Sự thâm nhập chì qua nhau thai người xảy ra rất sớm từ tuần thứ 20 của thai
nhi và tiếp diễn sau đó. Trẻ em có mức hấp thụ chì gấp 4 - 5 lần so với người lớn.
Mặt khác, thời gian bán phân huỷ sinh học chì ở trẻ em cũng lâu hơn nhiều. Chì tích
đọng ở xương. Trẻ em từ 6 tuổi trở xuống và phụ nữ có thai là những đối tượng mẫn
cảm với những ảnh hưởng nguy hại cho sức khoẻ do chì gây ra.
Chì cũng kìm hãm chuyển hoá Canxi bằng cách trực tiếp hoặc gián tiếp thông
qua kìm hãm sự chuyển hoá vitamin D. Chì gây độc cả hệ thống thần kinh trung
ương lẫn thần kinh ngoại biên. Nhiễm độc chì thường làm rối loạn trí óc, nhẹ thì
nhức đầu; nặng thì co giật có thể dẫn đến động kinh, hôn mê và tử vong .
Trong cơ thể, chì tác dụng lên hệ thống enzyme nhất là enzyme vận chuyển

hyđro. Khi bị nhiễm độc, người bệnh có một số rối loạn cơ thể, chủ yếu là rối loạn
bộ phận tạo huyết (tuỷ xương). Tuỳ theo mức độ nhiễm độc có thể gây ra những tai
biến như đau bụng, đường viền đen Burton ở lợi, đau khớp, viêm thận, cao huyết áp
vĩnh viễn, liệt, tai biến não; nếu bị nặng có thể dẫn đến tử vong [27].

12


Uỷ ban chuyên viên FAO/WHO về phụ gia thực phẩm (JECFA) đã thiết lập
giá trị tạm thời cho lượng chì đưa vào cơ thể hàng tuần có thể chịu được đối với cơ
thể trẻ sơ sinh và thiếu nhi là 25 µ g/kg thể trọng (tương đương 3,5 µ g/kg thể
trọng/ngày) [59].
1.1.2. Cadimi và hậu quả của ô nhiễm của
cadimi a/ Ảnh hưởng của cadimi đến cây trồng
Sự nhiễm độc Cd có thể xảy ra đối với thực vật trên những vùng đất bị ô
nhiễm. Sự tích luỹ của nó trong thực vật là nguyên nhân gây gia tăng rủi ro ngộ độc
thực phẩm và có thể gây ảnh hưởng trầm trọng trong một thời gian dài.
Cd gây độc cho cây trồng, khi Cd thâm nhập vào cây, chúng sẽ tham gia vào
các phản ứng oxy hoá. Biểu hiện của cây bị nhiễm độc Cd là mép lá có màu nâu; lá
bị úa vàng, xoăn; rễ có màu nâu, thân còi. Tuỳ theo mức độ nhiễm độc mà cây có
biểu hiện rõ hay không rõ. Ngoài ra, Cd còn làm thay đổi tính thấm của màng tế bào,
kìm hãm quá trình tổng hợp protêin, ức chế một số enzyme, tác động tới hô hấp và
quang hợp của thực vật,…[27].
b/Ảnh hưởng của Cd đến sức khoẻ con người
Cd được xếp vào hàng những kim loại độc nhất. Cadimi có độc tính rất rõ đối
với động vật thuỷ sinh (tôm, cá), con người và thực vật. Nguyên nhân chủ yếu của
độc tính là Cd đồng hình với Zn nên có khả năng thay thế Zn trong một số enzyme
gây nên rối loạn quá trình trao đổi chất [19].
Cadimi đi vào cơ thể con người chủ yếu qua đường ăn uống. Do nước uống
hoặc đồ ăn bị nhiễm Cd. Lượng Cd trong nước uống thường thấp không vượt quá

-6

1x10 g/l. Cd vào cơ thể tích tụ chủ yếu ở thận, nó có thời gian bán phân huỷ sinh
học dài từ 10 - 30 năm. Nhiều nghiên cứu cho thấy, Cd là chất gây ung thư đường
hô hấp. Khi bị nhiễm độc Cd tuỳ theo mức độ, có thể biểu hiện ở các mức độ khác
nhau như ung thư phổi, thủng vách ngăn mũi, đặc biệt là gây tổn thương thận, ngoài
ra còn ảnh hưởng tới nội tiết máu, tim mạch… Cd trong khẩu phần ăn có thể gây
nên bệnh căng thẳng thần kinh. Khi ở nồng độ cao Cd gây ra thiếu máu, đau thận và

13


phá tuỷ xương. Nhiễm độc Cd xảy ra ở Nhật Bản với bệnh “Itai Itai” gây giòn
xương.
Thường phần lớn Cd đi vào cơ thể người được đào thải ra ngoài qua thận,
một lượng nhỏ Cd liên kết với protein của cơ thể thành metallothionien có ở thận,
phần còn lại được giữ lại trong cơ thể và tích luỹ dần dần theo thời gian. Khi Cd
trong cơ thể người tích luỹ đủ lớn sẽ thay thế chỗ Zn

2+

trong các enzym quan trọng

và gây rối loạn tiêu hoá. Căn cứ theo tính độc của nó với cơ thể, tổ chức Y tế thế
-9

giới đề nghị lượng Cd có thể chấp nhận được vào cơ thể tối đa là từ 400x10 g đến
-9

-6

500x10 g trong một tuần và 7x10 g/kg thể trọng [27].
Ngộ độc Cd qua tích tụ từ nước có thể dẫn đến quái thai ở động vật. Cho bò
và cừu ăn thức ăn có chứa 50 - 5000 mg Cd trong một năm liên tục sẽ gây ra những
dị dạng cho thai của chúng. Nhưng đối với người, bị nhiễm độc Cd không thấy dị tật
bẩm sinh ở trẻ sơ sinh nhưng trọng lượng của chúng thấp và có vài trường hợp xuất
hiện còi xương [45].
1.1.3. Kẽm và hậu quả của ô nhiễm của kẽm
Kẽm thường đi cùng với Cd. Kẽm đóng vai trò là một chất cấu tạo và xúc tác
trong nhiều enzim liên quan đến quá trình đồng hóa năng lượng, trong việc chuyển
đổi các chất. Hiện tượng thiếu kẽm trong con người và động vật biểu hiện có triệu
trứng biếng ăn, kém phát triển tổn thương về da và không phát triển giới tính. Đối
với thực vật, triệu chứng thiếu kẽm là cây phát triển cằn cỗi, không cân đối giữa
thân cây và lá, thường được nhận biết bởi phiến lá nhỏ, có những chấm đỏ tím trên
lá. Hàm lượng kẽm trong thực vật khác nhau thường khác nhau; tùy thuộc vào chức
năng của yếu tố nhiệt độ, đất và còn phụ thuộc vào loại gen. Mức độ xuất hiện kẽm
và sự phân loại của mô hình lá trưởng thành có thể đưa ra như sau:
Thiếu: lượng kẽm nhỏ hơn 10-20mg/kg,
Đủ: Giữa 25-150mg/kg,
Thừa >400mg/kg, sẽ gây độc. [19].

14


1.2. Tổng quan về ngành luyện thép Việt Nam
1.2.1. Quá trình hình thành
Ngành thép Việt Nam bắt đầu được xây dựng từ đầu những năm 1960. Khu
liên hợp gang thép Thái Nguyên do Trung Quốc giúp ta xây dựng, cho ra mẻ gang
đầu tiên vào năm 1963. Song do chiến tranh và khó khăn nhiều mặt, 15 năm sau,
Khu Liên hợp Gang Thép Thái Nguyên mới có sản phẩm Thép cán. Năm 1975, Nhà

máy luyện cán Thép Gia Sàng do Đức (trước đây) giúp đã đi vào sản xuất. Công
suất thiết kế lúc đó của cả khu lien hợp Gang Thép Thái Nguyên là 100 ngàn
tấn/năm. Phía Nam: Các nhà máy do chế độ cũ xây dựng phục vụ kinh tế thời hậu
chiến (VICASA, VIKIMCO…)
Năm 1976, Công ty luyện kim đen Miền Nam được thành lập trên cơ sở tiếp
quản các nhà máy luyện, cán Thép mini của chế độ cũ để lại ở Tp HCM và Biên
Hòa, với tổng công suất khoảng 80.000 tấn thép/năm.
1.2.2. Quá trình phát triển
Giai đoạn từ 1976 đến 1989: Ngành thép gặp rất nhiều khó khăn do kinh tế
đất nước lâm vào khủng hoảng, ngành thép không phát triển được và chỉ duy trì
mức sản lượng từ 40 ngàn đến 85 ngàn tấn thép/năm.
Giai đoạn từ 1989 đến 1995: Năm 1990, sản lượng Thép trong nước đã vượt
mức trên 100 ngàn tấn/năm.
Năm 1990, Tổng Công ty Thép Việt Nam được thành lập, thống nhất quản lý
ngành sản xuất Thép quốc doanh trong cả nước. Đây là thời kỳ phát triển sôi động,
nhiều dự án đầu tư chiều sâu và liên doanh với nước ngoài được thực hiện. Các
ngành cơ khí, xây dựng, quốc phòng và các thành phần kinh tế khác đua nhau làm
thép mini. Sản lượng thép cán năm 1995 đã tăng gấp 04 lần so với năm 1990, đạt
mức 450.000 tấn/năm, bằng với mức Liên Xô cung cấp cho nước ta hàng năm trước
1990. Năm 1992 bắt đầu có liên doanh sản xuất thép sau khi nguồn cung cấp chủ
yếu từ các nước Đông Âu không còn nữa.

15


Tháng 04 năm 1995, Tổng Công ty Thép Việt Nam được thành lập theo mô
hình Tổng Công ty Nhà nước (Tổng Công ty 91) trên cơ sở hợp nhất Tổng Công ty
Thép Việt Nam và Tổng Công ty Kim khí thuộc Bộ Thương mại.
Thời kỳ 1996 - 2000: Ngành thép có mức độ tăng trưởng tốt, tiếp tục được
đầu tư mạnh (phát triển mạnh sang khu vực tư nhân): đã đưa vào hoạt động 13 liên

doanh, trong đó có 12 liên doanh cán thép và gia công, chế biến sau cán. Sản lượng
thép cán của cả nước đã đạt 1,57 triệu tấn vào năm 2000, gấp 3 lần so với năm
1995 và gấp 14 lần so với năm 1990.
Quy trình sản xuất Thép:
Quặng + than cốc

Lò cao

Phế liệu + gang
Thép được dùng trong:
- Xây dựng cơ sở hạ tầng, nhà xưởng,
- Sản xuất máy móc, trang thiết bị
- Phục vụ ngành công nghiệp tiêu dùng : sản xuất tivi, tủ lạnh, máy giặt

16


1.3. Điều kiện tự nhiên
1.3.1. Vị trí địa lý

Khu vực
nghiên cứu

Sông Cầu

Hình 1.1: Vị trí của khu vực nghiên cứu
Khu vực nghiên cứu thuộc thành phố Thái Nguyên. Tổng diện tích tự nhiên
2

177km , phía Bắc giáp huyện Đồng Hỷ và huyện Phú Lương, phía đông giáp thị xã

17


Sông Công, phía tây giáp huyện Đại Từ, phía Nam giáp huyện Phổ Yên và huyện
Phú Bình [28].
1.3.2. Khí tƣợng thủy văn
Thành phố Thái Nguyên mang những nét chung của khí hậu vùng đông bắc
Việt Nam, thuộc miền nhiệt đới gió mùa, có mùa đông lạnh giá, ít mưa, mùa hè
nóng ẩm mưa nhiều. Khí hậu của thành phố Thái Nguyên chia làm 4 mùa: xuân, hạ,
thu, đông và nằm trong vùng ấm của tỉnh, có lượng mưa trung bình khá lớn.
0

-Nhiệt độ không khí: + Trung bình năm: 23,1 C
-Lượng mưa: Lượng mưa tại thành phố Thái Nguyên thống kê từ năm 1977
đến 2010 là 2007 mm
- Độ ẩm trung bình không khí: 84%
- Tốc độ gió (trung bình năm): 1,5m/s
- Lượng nước bốc hơi trong không khí trung bình năm đo bằng ống Piche:

979 mm
Địa chất thủy văn:
Mực nước ngầm xuất hiện ở cos độ cao 23,00 đến 25,00m.
+ Thành phố chịu ảnh hưởng của chế độ thủy văn sông Cầu.
* Đặc trưng sông Cầu
Sông Cầu bắt nguồn từ núi Văn Ôn, huyện Chợ Đồn tỉnh Bắc Kạn, chiều dài
2

sông 289 km lưu vực 6030 km , phần sông chảy qua địa phận Thái Nguyên là 110
2

km, diện tích lưu vực xấp xỉ 3489 km . Độ dốc trung bình lớn i = 1,75. Lưu lượng
3

3

trung bình mùa lũ Q = 650 m /s, lưu lượng trung bình mùa cạn Q = 6,5 m /s.
Sông Công bắt nguồn từ núi Ba Lad thuộc huyện Định Hóa, chiều dài khoảng
2

96km, diện tích lưu vực xấp xỉ 951 km . Độ dốc trung bình 1,03%. Lưu lượng trung
3

3

bình mùa lũ Q = 3,32 m /s, lưu lượng trung bình mùa cạn Q = 0,32 m /s.
Thành phố Thái Nguyên nằm giữa 2 sông trên do đó ảnh hưởng rất nhiều đến
chế độ thủy văn của 2 sông, đặc biệt sông Cầu nơi thoát nước chủ yếu của thành

18


phố. Trong đó thành phố Thái Nguyên có 1 số suối nhỏ nối với sông Cầu. Hệ thống
đê bao chưa hoàn chỉnh, mùa mưa nước sông Cầu dâng cao gây lụt lội cho thành
phố.
Đặc trưng tập trung lũ tại cầu Gia Bảy: thời gian lũ lên 92 giờ, xuống 79 giờ.
Công suất trung bình 6,8 m/h, vận tốc dòng chảy lớn nhất 3,3m/s.
Đặc trưng đỉnh lũ lớn nhất ngày 11/8/1968 theo thống kê từ 1961 đến 1978
có mực nước cao nhất 28,11m.
3

Đặc trưng lưu lượng đỉnh lũ tại cầu Gia Bảy Qmax = 1220 m /s
3

P = 1%

Q = 3620 m /s

P = 10%

Q = 2020 m /s

P = 5%

3

Q = 2460 m /s

3

Bảng 1.1: Mực nước sông Cầu (m) ứng với tần suất lũ [28]
Vị trí
Cầu Gia Bảy
Cửa suối Xương Rồng
1.3.3. Tình hình mƣa lũ
Lũ lớn trên sông Cầu gây ngập lụt khu trung tâm thành phố, lũ lụt thường
xảy ra vào tháng 6, 7, 8, 9 trong năm. Lũ lớn trên sông Cầu thường kèm theo mưa
lớn chiếm tới 75-80%.
Hàng năm có khoảng 198 ngày mưa. Thời gian mưa từ tháng 4 đến tháng 10
mỗi năm chiếm khoảng 80 – 85% tổng lượng mưa hàng năm.

Bảng 1.2: Tài liệu quan sát mưa lũ của trạm khí tượng thủy văn Thái Nguyên
Số thứ
tự
1
2
3
4
5


19


Các cấp báo động và tình trạng ngập lụt ở Thái Nguyên:
- Báo động cấp 1: cốt nước 25,00
Mực nước vẫn ở lòng sông, mức độ ngập lụt không đáng
kể - Báo động cấp 2: cốt nước 26,00.
Diện tích bị ngập lụt ở các bãi thấp và 1 số ruộng của xã Quang Vinh (đối
diện với Đồng Bẩm – Gia Bẩy). Một số vùng của xã Túc Duyên và vùng ven sông
từ cầu treo Huống Thượng đến cửa đập thác Huống Gia Sàng, Cam Giá.
- Báo động cấp 3: Cốt nước 27,00
Ngập nhiều: Diện tích canh tác của các phường Tân Long, Quan Triều,
Quang Vinh, Túc Duyên, Phan Đình Phùng, và Gia Sàng hầu như bị ngập lụt.
Mức trên báo động 3 (cốt nước > 27,00) Quốc lộ 3 từ Mỏ Bạch đến cửa nhà
máy nhiệt điện Cao Ngạn, từ chợ Tân Long đến cây số 6. Đường 1 B từ Gia Bẩy đi
Chùa Hang...
Trận lũ lịch sử xảy ra từ 2-4h ngày 2/8/1959, mức nước cao nhất tại Thái
3

Nguyên là 28,28m, lưu lượng là 3.300 m /s.

1.4. Sơ lƣợc về các đơn vị trong khu công nghiệp Lƣu Xá
Năm 1959, Thái Nguyên vinh dự được Trung ương Đảng và Chính phủ chọn
là địa điểm để xây dựng khu công nghiệp Gang Thép Thái Nguyên - một trong
những công trình trọng điểm thực hiện Nghị quyết thứ XIV của BCH Trung ương
Đảng khoá II (tháng 1 năm 1958). Được sự giúp đỡ ban đầu của Chính phủ Trung
Quốc, khu công nghiệp Lưu Xá được xây dựng phía Nam thành phố Thái Nguyên
với tổng diện tích là 160 ha, ngoài ra còn có một số mỏ nguyên liệu ở một số địa
phương thuộc tỉnh Thái Nguyên và các tỉnh khác như Cao Bằng, Tuyên Quang,
Thanh Hoá, Hải Dương, Phú Thọ,… Đây là KCN luyện kim khép kín từ khâu khai
thác quặng sắt - luyện gang - luyện thép và cán thép nên dây chuyền gồm nhiều
hạng mục công trình trong các nhà máy sản xuất: Nhà máy Cốc hoá, nhà máy luyện
gang, nhà máy luyện thép Lưu Xá, nhà máy cán thép Lưu Xá… Sản lượng của KCN
theo thiết kế ban đầu là 100.000 tấn thép cán/năm. Từ năm 1986 đến nay,

20


Công ty đã nhiều lần đầu tư, cải tạo mở rộng sản xuất, nâng cao năng suất thiết bị
theo hướng hiện đại hoá công nghệ truyền thống (luyện thép lò điện siêu cao công
suất, dàn cán tốc độ cao…) để đạt công suất giai đoạn I là 239.000 tấn phôi
thép/năm và 500.000-600.000 tấn thép cán/năm. Qua nhiều thời kỳ phát triển và
thay đổi tên gọi, đến năm 1993 khu công nghiệp Lưu Xá có tên gọi chính thức là
Công ty Gang Thép Thái Nguyên (TISCO). Năm 2003, công ty đầu tư thêm một
nhà máy cán thép là nhà máy Cán thép Thái nguyên.
Do sự mất cân đối rất lớn giữa sản xuất phôi đúc liên tục và sản phẩm thép
cán của công nghiệp gang thép Việt Nam, giữa nhu cầu các chủng loại sản phẩm
thép với năng lực sản xuất. Trước mắt, năng lực sản xuất thép cán của TISCO lớn
hơn năng lực sản xuất phôi. Việc cung cấp phôi đúc của Công ty CP gang thép Thái
Nguyên thiếu hụt rất lớn, phải bù đắp bằng nhập khẩu phôi từ nước ngoài để thoả
mãn nhu cầu cán thép. Đến cuối năm 2004, TISCO thiếu trên 0,50 triệu tấn

phôi/năm; cả nước thiếu trên 2 triệu tấn/năm cân đối cho các nhà máy cán. Để đáp
ứng thoả mãn các nhu cầu phát triển của nền kinh tế quốc dân, Công ty Gang Thép
Thái Nguyên bắt đầu triển khai thực hiện dự án đầu tư giai đoạn II với công nghệ sử
dụng Lò cao - Lò thổi - Đúc liên tục.
Năm 2007, chuyển đổi mô hình công ty CP, một số đơn vị tách ra khỏi Công
ty gang thép. Hiện tại, trong khu công nghiệp Lưu Xá 04 công ty gồm: Công ty CP
gang thép Thái Nguyên, công ty CP cơ khí gang thép, công ty CP hợp kim sắt gang
thép và công ty CP vật liệu chịu lửa Thái Nguyên.
1.4.1. Công ty CP gang thép Thái Nguyên
Công ty CP gang thép Thái Nguyên có 07 đơn vị trực thuộc bao gồm: Nhà
máy Cốc Hóa, nhà máy luyện gang, nhà máy luyện thép Lưu Xá, nhà máy can thép
Lưu Xá, nhà máy cán thép Thái Nguyên, xí nghiệp năng lượng, xí nghiệp đường sắt.
Trong đó, hoạt động của xí nghiệp năng lượng và xí nghiệp đường sắt không phát
sinh nước thải sản xuất. Vì vậy, không đi sâu đánh giá hai đơn vị này. Tình hình sản
xuất của các đơn vị trong Công ty CP gang thép như sau:

21


a/ Nhà máy Cốc Hóa
Nhà máy cốc hóa là đơn vị trực thuộc Công ty CP gang thép Thái Nguyên, có
2

diện tích mặt bằng 192.499m , sản phẩm chính của nhà máy là than cốc phục vụ
luyện kim, công xuất thiết kế 125.000 tấn/năm, thời gian hoạt động 24/24 giờ, số
công nhân 658 người.
Do công nghệ sản xuất lâu đời (năm 1963) nên nhà máy Cốc Hóa đã gây ô
nhiễm môi trường khu vực nghiêm trọng, đặc biệt là môi trường suối Cam Giá (tiếp
nhận nước thải của nhà máy). Nước thải phát sinh từ quá trình dập cốc chứa hàm
lượng các chất ô nhiễm cao như: hợp chất hữu cơ, amoni, phenol, xianua và dầu mỡ.

Vì những nguyên nhân đó, nhà máy Cốc Hóa bị liệt kê trong danh sách các cơ sở
gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng theo Quyết đinh 64/2003/QĐ-TTg của Thủ
tướng chính phủ và đến nay vẫn chưa hoàn thành các công trình bảo vệ môi trường
theo QĐ này. Tuy nhiên, từ năm 2010 đến nay, nước thải dập cốc đã được tuần hoàn,
nước thải ra ngoài môi trường chủ yếu là nước làm mát thiết bị.
- Nguồn nguyên, nhiên liệu và sử dụng nước

Bảng 1.3: Nguồn nguyên, nhiên liệu của nhà máy Cốc Hóa
TT

Nguyên, nhiên liệu

1

Than mỡ

2

Điện

3

Nước sản xuất

4

Nước sinh hoạt

(Nguồn: Sở Tài nguyên và Môi trường, biên bản kiểm tra năm 2010) [22]

22


- Các sản phẩm của công ty

Bảng 1.4: Sản phẩm của nhà máy Cốc Hóa
TT
1
2
3
4
5
6

Sản phẩm của công ty
Than cốc
Dầu cốc + Bitum
Dầu phòng mục
Dầu phòng mục sạch
Nhựa đường
Khí sạch

(Nguồn: Sở Tài nguyên và Môi trường, biên bản kiểm tra năm 2010) [22]
- Thông tin về chất thải

Bảng 1.5: Thông tin về chất thải của nhà máy Cốc Hóa
TT
1
2

3
4
5
6

Chất thải
Nước thải sản xuất
Nước thải sinh hoạt
Khí thải, bụi
Chất thải sinh hoạt
Chất thải sản xuất (xỉ than)
Chất thải nguy hại

(Nguồn: Sở Tài nguyên và Môi trường, biên bản kiểm tra năm 2010) [22]
- Công trình bảo vệ môi trường

Hệ thống xử lý nước thải
+ Hệ thống bể xử lý khu vực dập cốc gồm 6 bể: Bể thu gom điều hòa, bể tách

dầu mỡ huyền phù, bể Aerotank, bể lắng bậc hai kết hợp keo tụ, bể thu gom sau xử
lý để tuần hoàn và một bể chứa bùn thải.
+ Hệ thống bể để thu gom nước mưa chảy tràn: gồm 04 bể với tổng dung tích
3

khoảng 3000m .
Hệ thống xử lý khí thải
+ Hệ thống quạt hút chế tạo bằng thép không rỉ có công suất động cơ 110KW,
3

lưu lượng 55.000-60.000m /h. Hệ thống quạt hút này hút toàn bộ khí bụi thải phát

sinh từ quá trình dập cốc vào hệ thống tháp rửa khí (02 tháp ngưng tụ chế tạo bằng

23