Đánh giá mức độ ô nhiễm kim loại nặng trong bụi đường tại một số khu vực trên địa bàn tỉnh quảng ninh

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
---------------------------------------

HV: ĐOÀN DANH CƯỜNG

TÊN ĐỀ TÀI LUẬN VĂN

Đánh giá mức độ ô nhiễm kim loại nặng trong bụi đường tại
một số khu vực trên địa bàn tỉnh Quảng Ninh

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT
KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG.

Hà Nội – 2018


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
--------------------------------------HV: ĐOÀN DANH CƯỜNG

TÊN ĐỀ TÀI LUẬN VĂN

Đánh giá mức độ ô nhiễm kim loại nặng trong bụi đường tại
một số khu vực trên địa bàn tỉnh Quảng Ninh

Chuyên ngành : Kỹ thuật môi trường

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT
Kỹ thuật môi trường

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC :
1. Ts. Trần Thanh Chi

Hà Nội – 2018


LUẬN VĂN CAO HỌC

ĐỒN DANH CƯỜNG – KTMT2015A

CỘNG HỊA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập – Tự do – Hạnh phúc

BẢN XÁC NHẬN CHỈNH SỬA LUẬN VĂN THẠC SĨ
Họ và tên tác giả luận văn: Đoàn Danh Cường
Đề tài luận văn: Đánh giá mức độ ô nhiễm kim loại nặng trong bụi đường tại một
số khu vực trên địa bàn tỉnh Quảng Ninh
Chuyên ngành: Kỹ thuật môi trường
Mã số SV: CA150009
Tác giả, Người hướng dẫn khoa học và Hội đồng chấm luận văn xác nhận tác giả
đã sửa chữa, bổ sung luận văn theo biên bản họp Hội đồng ngày 19/04/2018 với các
nội dung sau:
-

Chỉnh sửa luận văn theo ý kiến của hai phản biện
Bỏ phần đánh giá rủi ro sức khỏe.
Viết lại kết luận
Ngày

Giáo viên hướng dẫn

tháng 05 năm 2018
Tác giả luận văn

CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG


LUẬN VĂN CAO HỌC

ĐOÀN DANH CƯỜNG – KTMT2015A

MỤC LỤC
MỞ ĐẦU................................................................................................................................................. 1
1. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI................................................................................................... 1
2. MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI .............................................................................................................. 1
3. CÁC NỘI DUNG THỰC HIỆN ..................................................................................................... 2
CHƯƠNG I. TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU ................................................................... 3
I.1. TỔNG QUAN VỀ Ô NHIỄM MÔI TRƯỜNG KHÔNG KHÍ..................................................... 3
I.1.1. Tổng quan về ơ nhiễm mơi trường khơng khí ........................................................................ 3
I.1.2. Tổng quan về ơ nhiễm do bụi đường ..................................................................................... 8
I.2 TỔNG QUAN CÁC NGHIÊN CỨU VỀ KIM LOẠI NẶNG TRONG BỤI ĐƯỜNG. ............. 13
I.3 TỔNG QUAN VỀ CÁC PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH, ĐÁNH GIÁ KLN TRONG BỤI
ĐƯỜNG ............................................................................................................................................ 15
I.3.1. Phương pháp hấp thụ nguyên tử (AAS) ............................................................................... 15
I.3.2. Phương pháp Plasma khối phổ (ICP-MS) ............................................................................ 16
I.3.3. Phương pháp von-ampe hoà tan........................................................................................... 18
I.3.4. Phương pháp đo nhanh hàm lượng kim loại nặng trong bụi đường bằng thiết bị huỳnh
quang tia X (XRF) cầm tay ........................................................................................................... 19
CHƯƠNG II. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .................................................... 21
II.1. ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU ................................................................................................... 21

II.1.1. Điều kiện tự nhiên tỉnh Quảng Ninh................................................................................... 21
II.1.2. Tình trạng ơ nhiễm khơng khí tại Quảng Ninh ................................................................... 22
II.1.3. Các nguồn phát sinh ô nhiễm không khí tại Quảng Ninh ................................................... 28
II.2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ............................................................................................. 30
II.2.1 Chọn địa điểm lấy mẫu ........................................................................................................ 30
II.2.2. Phương thức lấy mẫu .......................................................................................................... 35
II.2.3. Phương pháp xử lý sơ bộ và phân tích KLN ...................................................................... 36
II.2.4. Phương pháp phân tích và xử lý số liệu .............................................................................. 42
CHƯƠNG III. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ...................................................................................... 44
III.1. KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM ................................................................................................... 44
III.2. ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ BẰNG CÁC HỆ SỐ .......................................................................... 47
III.2.1. Đánh giá hệ số làm giàu EF .............................................................................................. 47
III.2.2. Đánh giá chỉ số tích lũy địa chất Igeo ................................................................................. 50
`III.3. ĐỀ XUẤT CÁC BIỆN PHÁP GIẢM THIỂU KLN TRONG BỤI ĐƯỜNG ........................ 53


LUẬN VĂN CAO HỌC

ĐOÀN DANH CƯỜNG – KTMT2015A

III.3.1. Giải pháp về quản lý.......................................................................................................... 53
III.3.2. Giải pháp về kỹ thuật ........................................................................................................ 55
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ............................................................................................................... 58
KẾT LUẬN ....................................................................................................................................... 58
KIẾN NGHỊ .................................................................................................................................. 59


LUẬN VĂN CAO HỌC

ĐỒN DANH CƯỜNG – KTMT2015A

LỜI CAM ĐOAN
Tơi xin cam đoan luận văn này là do tôi thực hiện, dưới sự hướng dẫn khoa học
của Ts. Trần Thanh Chi. Các kết quả, nội dung điều tra trong luận văn này là trung
thực, do tôi điều tra, đánh giá và chưa được cơng bố dưới bất kỳ hình thức nào. Những
số liệu thu thập từ các nguồn khác đều được ghi chú và ghi rõ nguồn trong phân tài
liệu tham khảo.
Học viên

Đoàn Danh Cường


LUẬN VĂN CAO HỌC

ĐỒN DANH CƯỜNG – KTMT2015A

LỜI CẢM ƠN
Tơi xin chân thành bày tỏ lòng cảm ơn sâu sắc đến Ts. Trần Thanh Chi đã trực
tiếp, tận tình hướng dẫn tơi hồn thành luận văn. Cám ơn Ts đã ln quan tâm giúp đỡ
tơi trong q trình thực hiện luận văn này.
Tơi xin gửi lời cảm ơn đến tồn thể các thày cơ, các cán bộ văn phịng của Viện
Khoa học và công nghệ Môi trường – trường Đại học Bách Khoa Hà Nội đã ân cần
dạy bảo, chia sẻ những kiến thức bổ ích, thiết thực để tơi có thể hồn thành tốt luận
văn của mình.
Tơi xin cảm ơn các thày cơ, cán bộ văn phịng của Viện Đào tạo sau đại học đã tạo
mọi điều kiện thuận lợi giúp đỡ tơi trong q trình học tập là thực hiện luận văn.
Xin chân thành cảm ơn!
Học viên

Đoàn Danh Cường

LUẬN VĂN CAO HỌC

ĐỒN DANH CƯỜNG – KTMT2015A

DANH MỤC HÌNH
Hình 1.Các nguồn nhân tạo gây ô nhiễm môi trường không khí [3] .............................. 5
Hình 2. Diễn biến bụi lơ lửng tại khu vực các tuyến giao thơng chính[9] ................... 25
Hình 3. Diễn biến nồng độ bụi lơ lửng tại một số khu vực dân cư tập trung[9] .......... 26
Hình 4. Diễn biến nồng độ bụi lơ lửng trung bình đợt tại khu vực chịu tác động của
các hoạt động khoáng sản[9] ........................................................................................ 27
Hình 5. Vị trí lấy mẫu bụi tại Mạo Khê (MK1-MK7) .................................................... 33
Hình 6. Vị trí lấy mẫu bụi tại Mạo Khê (MK8 – MK9) ................................................. 34
Hình 7. Vị trí lấy mẫu bụi tại ng Bí .......................................................................... 34
Hình 8. Vị trí lấy mẫu bụi tại Cẩm Phả......................................................................... 35
Hình 9. Vị trí lấy mẫu đất nền ....................................................................................... 35
Hình 10. Nguyên lý cơ bản thiết bị XRF ....................................................................... 38
Hình 11. Cấu trúc thiết bị XRF ..................................................................................... 39
Hình 12. Thiết bị Niton XL3t ......................................................................................... 40
Hình 13. Hàm lượng Pb trong các mẫu phân tích ........................................................ 44
Hình 14. Hàm lượng As trong các mẫu phân tích ......................................................... 45
Hình 15. Hàm lượng Zn trong các mẫu phân tích ........................................................ 46
Hình 16. Hàm lượng Cr trong các mẫu phân tích ........................................................ 46
Hình 17. Chỉ số EF của Pb trong các mẫu ................................................................... 48
Hình 18. Chỉ số EF của As trong các mẫu .................................................................... 48
Hình 19. Chỉ số EF của Zn trong các mẫu .................................................................... 49
Hình 20. Chỉ số EF của Cr trong các mẫu ................................................................... 50
Hình 21. Chỉ số Igeo của Pb trong các mẫu ................................................................. 50
Hình 22. Chỉ số Igeo của As trong các mẫu .................................................................. 51

Hình 23. Chỉ số Igeo của Zn trong các mẫu ................................................................. 52
Hình 24. Chỉ số Igeo của Cr trong các mẫu ................................................................. 52
Hình P 1. Một số hình ảnh cơng tác lấy mẫu ................................................................ 73


LUẬN VĂN CAO HỌC

ĐOÀN DANH CƯỜNG – KTMT2015A

DANH MỤC BẢNG
Bảng 1. Lượng khí độc hại do ơ tơ thải ra qui cho 1 tấn nhiên liệu tiêu thụ[3] .............. 7
Bảng 2. Nồng độ bụi trong quá trình khai thác than tại một số khu vực (Đơn vị:
mg/m3) [8]......................................................................................................................28
Bảng 3. Ký hiệu và tọa độ các vị trí lấy mẫu ................................................................ 31
Bảng 4. Nồng độ Chì, asen, cadimi trong mẫu chuẩn đo bằng thiết bị XRF[5] ........... 41

Bảng P1. Kết quả phân tích thành phần kim loại nặng trong các mẫu.......................... 64
Bảng P 2. Hệ số làm giàu EF ......................................................................................... 67
Bảng P 3. Chỉ số tích lũy địa chất Igeo ......................................................................... 70


LUẬN VĂN CAO HỌC

ĐOÀN DANH CƯỜNG – KTMT2015A

DANH MỤC VIẾT TẮT
BTNMT

Bộ tài nguyên môi trường

BVMT

Bảo vệ môi trường

CCN

Cụm công nghiệp

ĐTM

Đánh giá tác động môi trường

GHCP

Giới hạn cho phép

KCN

Khu công nghiệp

KLN

Kim loại nặng

QCVN

Quy chuẩn Việt Nam

TB

Trung bình


LUẬN VĂN CAO HỌC

ĐỒN DANH CƯỜNG – KTMT2015A

MỞ ĐẦU
1. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI
Q trình đơ thị hóa nhanh chóng, việc phát triển cơng nghiệp và sự gia tăng mật
độ xe ở nhiều khu vực tại Việt Nam đang làm tăng tương ứng mức độ ô nhiễm môi
trường, trong đó có vấn đề ơ nhiễm bụi đường. Bụi đường chứa nhiều chất gây ô nhiễm
như kim loại nặng, á kim và các hydrocacbon thơm đa vịng (PAHs) có nguồn gốc từ
phương tiện vận tải như: khí thải, lốp xe, phanh, mặt đường bê tông nhựa, sơn kẻ
đường, ... Khi trời mưa, hay rửa đường, các chất ô nhiễm bị cuốn trôi vào nguồn nước
dẫn đến ô nhiễm nguồn nước, gây độc hại đối với các sinh vật thủy sinh.Cùng với đó,
bụi đường rất dễ bị khuấy động bởi các hoạt động giao thông để trở thành bụi lơ lửng,
từ đó xâm nhập vào cơ thể người qua đường hơ hấp hoặc tiêu hóa.
Cùng với sự phát triển nhanh chóng về giao thơng vận tải, cơng nghiệp khai
khống (than) và nhiệt điện, hiện trạng ơ nhiễm mơi trường khơng khí nói chung, ơ
nhiễm bụi đường nói riêng đang là một vấn nạn lớn tại Quảng Ninh. Đề tài “Đánh giá
mức độ ô nhiễm kim loại nặng trong bụi đường tại một số khu vực trên địa bàn tỉnh
Quảng Ninh” được thực hiện nhằm cung cấp cái nhìn tổng quan về hiện trạng ơ nhiễm
kim loại nặng nói chung thơng qua những phân tích, đánh giá ơ nhiễm kim loại nặng
tại một số khu vực thuộc địa phận tỉnh Quảng Ninh.
2. MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI
Luận văn này hướng đến các mục tiêu sau:
- Đánh giá hiện trạng ô nhiễm kim loại nặng trong bụi tại một số khu vực dân cư
gần các trục đường giao thơng chính và các khu mỏ, khu cơng nghiệp trên địa bàn tỉnh
Quảng Ninh.

- Tìm hiểu các nguồn phát sinh kim loại nặng trong bụi đường.

1


LUẬN VĂN CAO HỌC

ĐOÀN DANH CƯỜNG – KTMT2015A

- Đề xuất các giải pháp giảm thiểu nguồn kim loại nặng phát sinh và các tác động
của chúng đến dân cư.
3. CÁC NỘI DUNG THỰC HIỆN
- Tìm hiểu các nghiên cứu hiện có trên thế giới và Việt Nam về các phương pháp
xác định kim loại nặng trong bụi đường cũng như các nguồn phát sinh kim loại nặng.
Để làm cơ sở lựa chọn phương pháp phân tích đánh giá hàm lượng kim loại nặng phù
hợp với nghiên cứu.
Tìm hiểu các các phương pháp lấy mẫu và phân tích mẫu bụi đường.
Tìm hiểu phương pháp xử lý số liệu bằng xác suất thống kê và các cơng thức tính
hệ số làm giàu, chỉ số tích lũy địa chất và chỉ số nguy cơ.
Thực hiện công tác khảo sát, lấy mẫu tại hiện trường khu vực nghiên cứu. Công tác
khảo sát, lấy mẫu được tiến hành theo kế hoạch, đồng bộ về địa điểm và thời gian; thu
mẫu và bảo quản mẫu bụi nghiên cứu và thu theo các quy trình và sơ đồ thống nhất cho
các vị trí khác nhau;
Phân tích các thông số ô nhiễm (As, Pb, Cr, Zn) bằng thiết bị huỳnh quang tia X.
Sử dụng số liệu phân tích đánh giá mức độ ô nhiễm tại các khu vực khảo sát.
Áp dụng hệ số làm giàu EF và chỉ số tích lũy địa chất Igeo đánh giá nguồn gốc và
mức độ tích lũy ơ nhiễm của KLN.
Đề xuất một số biện pháp giảm thiểu ô nhiễm kim loại nặng trong bụi đường tại
Quảng Ninh.

2


LUẬN VĂN CAO HỌC

ĐOÀN DANH CƯỜNG – KTMT2015A

CHƯƠNG I. TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
I.1. TỔNG QUAN VỀ Ô NHIỄM MƠI TRƯỜNG KHƠNG KHÍ
I.1.1. Tổng quan về ơ nhiễm mơi trường khơng khí
Khơng khí có vai trị quan trọng nhất đối với sự sống của mọi sinh vật trên trái đất,
là lớp áo bảo vệ mọi sinh vật trên trái đất khỏi bị các tia bức xạ nguy hiểm và các thiên
thạch từ vũ trụ. Khơng khí với các thành phần như khí O2, CO2, NO2,... cần cho hơ hấp
của động vật cũng như quá trình quang hợp của thực vật, là nguồn gốc của sự sống.
Ơ nhiễm khơng khí là sự thay đổi lớn trong thành phần hoặc có sự xuất hiện các
khí lạ làm cho khơng khí khơng sạch, có sự tỏa mùi, làm giảm tầm nhìn xa gây biến đổi
khí hậu gây bệnh cho con người và sinh vật. Ơ nhiễm khơng khí do các nguồn tự nhiên
(núi lửa, cháy rừng, bão bụi, và các quá trình phân huỷ, thối rữa xác động, thực vật tự
nhiên) và nguồn nhân tạo (hoạt động công nghiệp, đốt cháy nhiên liệu hoá thạch và
hoạt động của các phương tiện giao thơng) gây ra.
Nguồn gây ơ nhiễm khơng khí có thể phân thành hai loại: nguồn ô nhiễm tự nhiên
và nguồn ô nhiễm nhân tạo.
a. Nguồn ô nhiễm tự nhiên
Các nguồn tự nhiên gây ơ nhiễm mơi trường khơng khí gồm:
- Ô nhiễm do hoạt động của núi lửa: Núi lửa phun ra những nham thạch nóng và
nhiều chất ơ nhiễm như tro bụi, các khí sunfua (SO2, H2S...), mêtan (CH4) và những
loại khí khác. Các chất này lan toả đi rất xa và tác động mạnh mẽ đến môi trường.
- Ô nhiễm do cháy rừng: Các đám cháy rừng và đồng cỏ bởi các quá trình tự
nhiên xảy ra do sấm chớp, sự cọ sát giữa thảm thực vật khô... Các đám cháy này
thường lan truyền rộng, vượt khỏi tầm kiểm soát của con người và phát thải nhiều khí

độc hại như khói, tro bụi, hydrocacbon (HC), cacbon dioxit (CO2), cacbon monoxit
(CO), sunfua dioxit (SO2) và nitơ oxit (NOx).

3


LUẬN VĂN CAO HỌC

ĐỒN DANH CƯỜNG – KTMT2015A

- Ơ nhiễm do bão cát: Hiện tượng bão cát thường xảy ra ở những vùng đất khô,
không được che phủ bởi thảm thực vật, đặc biệt là các sa mạc. Gió bão đã cuốn cát bụi
bay lên và gây ô nhiễm không khí trong một khu vực rộng lớn.
- Ơ nhiễm do đại dương: Nước biển bốc hơi và bụi nước do va đập từ biển mang
theo bụi muối (NaCl, MgCl2, CaCl2...), lan truyền vào khơng khí gây ơ nhiễm.
- Ơ nhiễm do thực vật: Các chất ô nhiễm do thực vật sản sinh và phát tán vào
khơng khí gây ơ nhiễm như các hợp chất hữu cơ dễ bay hơi (VOCs), hydrocacbon, các
bào tử nấm và thực vật, phấn hoa...
- Ô nhiễm do vi khuẩn - vi sinh vật: Trong không khí có rất nhiều vi khuẩn, vi
sinhh vật bám vào các hạt bụi, sol khí được gọi là bụi vi sinh vật. Bên cạnh đó chúng
cịn tham gia q trình phân huỷ các chất hữu cơ tạo ra các khí có mùi gây ơ nhiễm như
NH3, CO2, CH4, SO2…
- Ơ nhiễm do các chất phóng xạ: Trong lịng đất có một số khống sản và kim loại
có khả năng phóng xạ gây ơ nhiễm mơi trường khơng khí xung quanh.
- Ô nhiễm có nguồn gốc từ vũ trụ: Trong quá trình vận động của vũ trụ có một
lượng lớn các hạt vật chất nhỏ bé thâm nhập vào Trái đất gây ơ nhiễm mơi trường
khơng khí được gọi là bụi vũ trụ. Nguồn gốc của loại bụi này là từ các thiên thạch, các
đám mây ngũ sắc, mặt trời...
b. Nguồn ô nhiễm nhân tạo
Các nguồn nhân tạo gây ô nhiễm mơi trường khơng khí bao gồm:

- Nguồn ơ nhiễm di động từ các hoạt động giao thông vận tải bao gồm giao thông
đường bộ, đường sắt, đường thuỷ và hàng không.
- Các nguồn thải cố định từ các hoạt động cơng nghiệp đốt nhiên liệu như than đá,
dầu mỏ, khí đốt...
- Các q trình sản xuất cơng nghiệp như sản xuất hoá chất, sản xuất vật liệu xây
dựng, luyện kim và khai thác mỏ...
4


LUẬN VĂN CAO HỌC

ĐOÀN DANH CƯỜNG – KTMT2015A

- Các nguồn ô nhiễm khác như chất đột trong sinh hoạt của con người (củi, rơm
rạ, dầu, gas...), đốt chất thải, sản xuất nông nghiệp, bốc hơi từ ô nhiễm nước mặt, xây
dựng cơng trình, gây ra cháy rừng...
Các nguồn ơ nhiễm nhân tạo lớn nhất là do quá trình đốt nhiên liệu sinh ra và
thường tập trung ở các khu đô thị, khu cơng nghiệp...

Hình 1.Các nguồn nhân tạo gây ơ nhiễm mơi trường khơng khí [3]
- Nguồn ơ nhiễm do các hoạt động công nghiệp: Sản xuất công nghiệp hàng ngày
thải ra một lượng lớn và đa dạng các khí độc hại và bụi do đốt nhiên liệu, bốc hơi, rò rỉ,
tổn hao trên dây chuyền sản xuất, trên các phương tiện dẫn tải... gây ơ nhiễm mơi
trường khơng khí.
Đặc điểm của nguồn thải này là nồng độ chất độc hại rất cao và tập trung trong
khoảng không gian nhỏ dưới dạng hỗn hợp khí và hơi độc hại. Ở mỗi ngành cơng
nghiệp, tuỳ theo qui trình cơng nghệ, loại nhiên liệu sử dụng, đặc điểm sản xuất, qui
mô sản xuất, loại nguyên liệu và sản phẩm tạo thành... mà thành phần, nồng độ các
chất thải ra môi trường khác nhau.

5


LUẬN VĂN CAO HỌC

ĐOÀN DANH CƯỜNG – KTMT2015A

Đối với ngành công nghiệp năng lượng, các nhà máy nhiệt điện thường sử dụng
nhiên liệu là than hoặc dầu. Các ống khói, bãi than, băng tải trong nhà máy đều là
nguồn gây ô nhiễm nặng cho môi trường không khí..
Ngành công nghiệp luyện kim thường thải ra nhiều bụi và các chất khí độc hại.
Bụi thường có ở các cơng đoạn khai thác quặng, tuyển quặng, nghiền quặng, trong lò
nhiệt luyện, các băng chuyền... Quá trình đốt nhiên liệu, luyện gang thép, luyện đồng
kẽm... sinh ra các chất độc hại như CO, SO2, NOx, CuO, As và các loại bụi bẩn khác.
Ngành cơng nghiệp hố chất thường thải ra nhiều chất độc hại ở thể khí, đây là
ngành cơng nghiệp để lại nhiều hậu quả xấu tới môi trường hiện nay. Các hố chất độc
hại bị rị rỉ, bay hơi, rơi vãi trong q trình sản xuất, vận chuyển gây ơ nhiễm mơi
trường, các nhà máy sản xuất phân bón (urê, phân lân) thải ra các loại khí độc hại như
CO, CO2, NH3, SO2, hơi axit, bụi...
Ngành công nghiệp vật liệu xây dựng sản xuất xi măng, vơi, gạch, ngói, thuỷ
tinh... là nguồn gây ô nhiễm nghiêm trọng cho môi trường không khí. Khói, bụi, CO2,
CO, SO2, NOx là các khí thải chủ yếu của ngành này.
Ngành công nghiệp chế biến thực phẩm với đặc trưng ô nhiễm là các chất hữu cơ,
hơi các chất tẩy rửa, hoá chất độc hại... gây ô nhiễm môi trường không khí.
Ngành cơ khí cũng gây ô nhiễm môi trường không khí nghiêm trọng với các khí
thải độc hại từ sơn và đúc kim loại. Bên cạnh đó, ơ nhiễm nhiệt và các khí độc hại khác
do q trình nhiệt luyện, gia cơng cơ khí, hàn, đúc... cũng gây ơ nhiễm khơng khí trong
phân xưởng làm việc và môi trường xung quanh.
- Nguồn ô nhiễm do giao thơng vận tải: Ơ nhiễm do giao thơng vận tải gây ra
cũng là một nguồn lớn. Đây là nguồn ô nhiễm rất thấp, di động phụ thuộc vào cường

độ giao thơng và địa hình đường đi. Bên cạnh việc đốt cháy nhiên liệu (xăng, dầu
mazút, than đá...) và sản sinh các khí độc hại như CO, SO2, NOx, hơi chì, tàn khói...
Bảng sau cho thấy lượng khí độc hại do ô tô thải ra trong quá trinh vận hành.

6


LUẬN VĂN CAO HỌC

ĐỒN DANH CƯỜNG – KTMT2015A

Q trình vận hành các phương tiện giao thông đường bộ (ô tô, xe máy, máy xây
dựng…) cịn gây ơ nhiễm bụi đất đá đối với mơi trường khơng khí. Tàu hoả, tàu thuỷ
sử dụng nhiên liệu bằng than hay xăng dầu cũng gây ô nhiễm tương tự như ô tô. Giao
thông hàng không (máy bay) cũng là nguồn gây ra ô nhiễm bụi, hơi độc hại và tiếng ồn
cho môi trường không khí.
Bảng 1. Lượng khí độc hại do ơ tơ thải ra qui cho 1 tấn nhiên liệu tiêu thụ[3]
Lượng khí độc hại (kg/tấn nhiên liệu)
Khí độc hại
Động cơ máy nổ chạy xăng

Động cơ diezen

Cacbon dioxit CO

200,59

20,81

Hydrocacbon HC

23,28.

4,16

Nitơ oxit NOx

15,83

18,01

Sunfua dioxit SO2

1,86

7,80

Aldehyt

0,93

0,78

- Nguồn ô nhiễm do nông nghiệp: Nguồn ô nhiễm do sử dụng các loại thuốc bảo
vệ thực vật, do đốt các phế phẩm nông nghiệp (rơm rạ).
- Nguồn ô nhiễm do sinh hoạt của con người: Nguồn ô nhiễm do sinh hoạt của
con người chủ yếu là quá trình đốt nhiên liệu (củi, rơm rạ, dầu hoả, than đá, gas...)
phục vụ sinh hoạt. Nguồn ô nhiễm này không lớn nhưng lại xảy ra liên tục và có thể
gây ơ nhiễm cục bộ trong một không gian hẹp. Việc sử dụng than trong đun nấu phát
sinh khí CO có thể gây ngộ độc đối với con người.

Môi trường nước mặt quanh khu vực dân cư và đô thị bị ô nhiễm sẽ sinh ra các
khí độc hại, sự phân huỷ các chất hữu cơ trong các khu vực chôn lấp rác thải sinh hoạt
cũng là nguồn gây ô nhiễm môi trường khơng khí. Các khí ơ nhiễm sinh ra từ các hoạt
động trên chủ yếu là CO2, CO, CH4, H2S, urê và mùi hơi thối. Ngồi ra, nhà vệ sinh và

7


LUẬN VĂN CAO HỌC

ĐOÀN DANH CƯỜNG – KTMT2015A

việc sử dụng chất thải của người và động vật trong trồng trọt, chăn ni cũng góp phần
gây ơ nhiễm mơi trường khơng khí.
Một số nguyên nhân khác nữa như việc sử dụng thuốc diệt côn trùng, sử dụng
nước hoa, mỹ phẩm, sử dụng các thiết bị lạnh dùng CFC, HCFC,....
I.1.2. Tổng quan về ô nhiễm do bụi đường
I.1.2.1. Khái niệm bụi và phân loại
Các phần tử chất rắn thể rời rạc (vụn) có thể được tạo ra trong các q trình nghiền,
ngưng kết và các phản ứng hóa học khác nhau. Dưới tác dụng của các dịng khí hoặc
khơng khí, chúng chuyển thành trạng thái lơ lửng và trong những điều kiện nhất định
chúng tạo thành thứ vật chất mà người ta gọi là bụi.
“Bụi là một hệ thống gồm hai pha: pha khí và pha rắn rời rạc - các hạt có kích
thước nằm trong khoảng từ kích thước ngun tử đến kích thước nhìn thấy được bằng
mát thường, có khả năng tồn tại ở dạng lơ lửng trong thời gian dài, ngắn khác nhau”.
[2]
Về kích thước, bụi được phân chia thành các loại sau đây:
Bụi thô, cát bụi: gồm từ các hạt bụi chất rắn có kích thước hạt δ>75µm.
Bụi: hạt chất rắn có kích thước nhỏ hơn bụi thơ (5 ữ75 àm) c hỡnh thnh t cỏc
quỏ trỡnh c khí như nghiền, tán, đập v.v.

Khói: gồm các hạt vật chất có thể là rắn hoặc lỏng được tạo ra trong quá trình đốt
cháy nhiên liệu hoặc quá trình ngưng t cú kớch thc ht 1 ữ5 àm. Ht bi cỡ này có
tính khuếch tán rất ổn định trong khí quyển.
Khói mịn: gồm những hạt chất rắn rất mịn, kích thước hạt δ<1µm
Sương: hạt chất lỏng kích thước δ<10µm. Loại hạt cỡ này ở một nồng độ đủ để
làm giảm tầm nhìn thì được gọi là sương giá.

8


LUẬN VĂN CAO HỌC

ĐỒN DANH CƯỜNG – KTMT2015A

Có sự khác biệt đáng kể về tính chất cơ lý hóa của các hạt có kích thước nhỏ nhất
và lớn nhất. Các hạt cực nhỏ thì tuân theo một cách chặt chẽ sự chuyển động của mơi
trường khí xung quanh, trong khi đó các hạt lớn - như bụi thơ chẳng hạn thì rơi có gia
tốc dưới tác dụng của lực trọng trưòng và nhờ thế chúng dễ dàng bị loại bỏ ra khỏi
khơng khí (dễ lọc sạch). Tuy vậy, những hạt bụi có kích thước lớn cũng có khả nâng bị
cuốn đi rất xa khi điều kiện thời tiết thuận lợi. Ví dụ hiện tượng mưa bụi trên một phạm
vi rộng lớn ở phía nam nước Anh vào mùa hè năm 1968 sau đó được gội sạch nhờ có
mưa là do những hạt cát kích thước ≈50µm bị gió cuốn theo từ Bắc Phi.
Những hạt bụi có tác hại nhất đối với sức khỏe con người là khi chúng có thể thâm
nhập sâu vào tận phổi trong q trình hơ hấp - tức những hạt có kích thước δ<10µm.
Người ta gọi cỡ bụi này là bụi hô hấp. [2]
I.1.2.2. Các nguồn phát sinh bụi đường
Giao thông vận tải gồm nhiều loại hình: đường bộ, đường sắt, đường thủy và
đường hàng khơng. Trong đó giao thơng đường bộ mới là nguồn phát phải nhiều bụi
nhất và ảnh hưởng trục tiếp đến sức khỏe con nguời. Một số loại bụi:
Bụi do các phương tiện giao thơng phát thải sinh ra từ q trình đốt cháy nhiên

liệu của động cơ
Thành phần khí thải của động cơ xe máy, ô tô hầu hết đều gồm những thành phần
sau: các chất khí độc hại như CO, CO2, NOx, SO2; hơi xăng dầu (CmHn, VOC); nhiên
liệu và dầu bôi trơn chưa cháy hết, benzen, toluene, xylene, bụi chì (hiện nay hầu như
khơng cịn).
Thành phần và lượng phát thải của phương tiện phụ thuộc nhiều vào loại phương
tiện, chất lượng phương tiện và nhiên liệu, chế độ hoạt động có ổn định hay khơng.
Bụi mặt đường:
Bụi từ phát thải xe không phải là yếu tố liên quan đến giao thơng duy nhất làm chất
lượng khơng khí tại các thành phố suy giảm.
9


LUẬN VĂN CAO HỌC

ĐOÀN DANH CƯỜNG – KTMT2015A

Bụi mặt đường chứa nhiều các chất ô nhiễm vô cơ và hữu cơ như kim loại nặng,
kim loại và nhiều chất hydrocacbon thơm. Các chất ơ nhiễm này bắt nguồn từ khí thải
xe, lốp, phanh và khung xe, bề mặt đường nhựa, hàng rào đường, sơn kẻ đường, chất ô
nhiễm do các phương tiện vận tải rơi vãi, do khí thải cơng nghiệp trong khu vực,....
Bụi mặt đường chủ yếu là bụi lắng. Bụi lắng là bụi lớn, thường có kích thước lớn
hơn 20 µm. Các bụi này có kích thước tương đối lớn lên khơng tồn tại lâu trong khí
quyển và rơi xuống mặt đất. Khác với bụi lơ lửng, bụi đường ảnh hưởng đến 74% tổng
lượng TSP trong khơng khí đơ thị (Hien, Binh et al. 1999); Do đó, bụi đường là một
chỉ thị tạm thời hữu hiệu để đánh giá mức độ ô nhiễm kim loại nặng trong môi trường
khơng khí mà nó tiếp nhận, là cơ sở quan trọng để đánh giá mức độ ảnh hưởng và phơi
nhiễm kim loại nặng đến sức khỏe người dân sinh hoạt trên đường và sống ven đường.
I.1.2.3. Ảnh hưởng của kim loại nặng trong bụi đường đến sức khỏe
Ô nhiễm bụi gây ra nhiều tác động ảnh hưởng sức khỏe con người, khơng những

vậy ảnh hưởng của hạt bụi cịn phụ thuộc vào thành phần hóa học của nó. Ví dụ bụi
chứa các kim loại Pb, Hg gây ra các bệnh nhiễm độc rất nguy hiểm; bụi quặng và các
hợp chất phóng xạ, chất hợp chứa Cr(VI), As, Cd…gây ra các bệnh ung thư; bụi thạch
anh, bụi amiang…gây xơ hóa phổi. Hơn nữa, ô nhiễm bụi gây ra những ảnh hưởng
nhất định đối với mơi trường đất và nước, vì khi các hạt bụi sa lắng sẽ đi vào môi
trường đất hoặc nước, do đó các chất ơ nhiễm chứa trong các hạt bụi sẽ lưu giữ ở các
mơi trường đó, gây ô nhiễm cho môi trường đất và nước. Lượng vết các kim loại nặng
đóng góp một phần khơng nhỏ vào ơ nhiễm mơi trường, chúng có ảnh hưởng nghiêm
trọng lên chất lượng của hệ sinh thái. Các kim loại nặng có khả năng tích lũy trong cơ
thể sinh vật gây ra rất nhiều tác dụng và bệnh tật. Trong những năm gần đây, có rất
nhiều nghiên cứu về mối liên hệ giữa sức khỏe con người với lượng vết của các kim
loại độc chứa trong hạt bụi[4]. Một vài kim loại như Cu, Zn ở hàm lượng vết thì cần
thiết cho cơ thể, tuy nhiên một số kim loại khác như Pb, Cd thì gây độc ngay ở hàm
lượng vết. Ảnh hưởng của một số kim loại nặng tới sức khỏe:
10


LUẬN VĂN CAO HỌC

ĐỒN DANH CƯỜNG – KTMT2015A

a. Chì
Chì là một kim loại nặng có độc tình và cũng được sử dụng khá phổ biến trong sản
xuất và tiêu dùng. Trong cơng nghiệp chì được sử dụng trong ắc quy, dây cáp điện, đầu
đạn và ống dẫn trong công nghiệp hóa học.
Chì gây độc hại đến cơ thể, tác động lên thần kinh, tổng hợp hemoglobin và sự
chuyển hóa vitamin D. Trẻ em đặc biệt rất nhạy cảm với những độc tính này do một số
nguyên nhân :
- Các hoạt động từ tay đến miệng (do tiếp xúc hay ăn phải sơn và bụi chì)
- Hệ thần kinh đang phát triển dễ bị tổn thương khi tiếp xúc với chì

- Tỉ lệ hấp thụ chì của trẻ em cao hơn so với người trưởng thành.
Chì là một thành phần khơng cần thiết của khẩu phần ăn, nó xâm nhập vào cơ thể
con người qua đường hô hấp, thức ăn đồ uống hàng ngày được tích lũy trong cơ tăng
dần theo thời gian. Theo tính tốn liều lượng chì tối đa có thể chấp nhận hàng ngày cho
người do thức ăn tạm thời quy định là 0,005mg/kg thể trọng. Bình thường con người
tiếp nhận hàng ngày từ 0,05 đến 0,1mg Pb khơng hại từ các nguồn như: khơng khí,
nước và thực phẩm nhiễm nhẹ chì, nhưng tiếp nhận lâu dài 1mg/1ngày sẽ bị nhiễm độc
mãn tính, nếu như hấp thụ 1mg Pb trong một lần có thể sẽ gây tử vong.
Các hợp chất của Pb đều độc đối với động vật. Mặc dù Pb không gây hại nhiều cho
thực vật nhưng lượng Pb tích tụ trong cây trồng sẽ chuyển qua động vật qua đường tiêu
hóa. Do vậy, Pb khơng được sử dụng làm thuốc trừ sâu. Pb kim loại và muối sulphua
của nó được coi như khơng gây độc do chúng không bị cơ thể hấp thụ. Tuy nhiên, các
muối Pb tan trong nước như PbCl2, Pb(NO3)2, Pb(CH3COO)2 rất độc.
Khi xâm nhập vào cơ thể chì tập trung ở xương và tại đây chì tác dụng với
Photphat trong xương rồi truyền vào các mô mền của cơ thể và thực hiện độc tính của
nó. Ngồi ra chì cịn ngưng đọng ở gan, lá lách, thận ...chì phá hủy quá trình tổng hợp
hemoglobin và các sắc tố cần thiết khác trong máu như cytochrom, cản trở sự tổng hợp
11


LUẬN VĂN CAO HỌC

ĐOÀN DANH CƯỜNG – KTMT2015A

nhân hemo và tích trong các tế bào hồng cầu, làm giảm thời gian sống của hồng cầu.
Do đó sẽ dẫn tới việc thiễu máu và dẫn tới việc đau bụng ở người lớn ở người lớn và
viêm não ở trẻ em.
Chì cịn gây ảnh hưởng đến môi trường và sức khỏe do hợp chất ankyl – Chì được
cho vào xăng ơtơ, xe máy với vai trị làm chất kích nổ mà tính độc hại cao của nó với
con người gần đay mới được phát hiện vì thế trên thế giới bây giờ ngưởi ta khơng dùng

xăng pha chì nữa.
Khi bị nhiễm chì trong máu với nồng độ cao hơn 800mg/l. Có thể gây ra các bệnh
tổn thương về tiểu động mạch, mao dẫn đến bệnh phù, thối hóa các nơron thần
kinh..giảm chỉ số IQ ở trẻ em đang lớn. Các thành phần của thực phẩm có khả năng
làm giảm ảnh hưởng của chì:
b. Crom
Crom tồn tại ở hai dạng số oxi hóa chính là +3 và +6, trong đó Cr(VI) độc hơn
nhiều so với Cr(III). Nồng độ Crom trong nước sinh hoạt thường phải thấp hơn
0,05mg/l theo tiêu chuẩn của tổ chức y tế thế giới.
Khi con người làm các công việc phải tiếp xúc,hít thở với Crom hoặc các hợp chất
của Crom. Crom cịn kích thích niêm mạc sinh ngứa mũi, hắt hơi, chảy nước mũi, nước
mắt, niêm mạc mũi bị sưng đỏ và có tia máu, về sau có thể thủng vành mũi. Nhiễm độc
Crom có thể gây mụn, mụn cơm, viêm gan, viên thận, ung thư phổi, đau răng, tiêu hố
kém.
Khi Crom xâm nhập qua đường hơ hấp dễ dẫn đến bệnh viêm yết hầu, viêm phế
quản do niêm mạc bị kích thích. Khi da tiếp xúc trực tiếp với dung dịch Crom (VI) dễ
bị nổi phồng và loét sâu, có thể bị loét đến xương, nhiễm độc Crom lâu năm có thể bị
ung thư phổi, ung thư gan.
Crom (VI) là tác nhân oxi hoá mạnh gây độc cao đối với con người và động vật.
Những cơng việc có thể gây nhiễm độc Crom như: luyện kim, sản xuất nến sáp, thuốc

12


LUẬN VĂN CAO HỌC

ĐOÀN DANH CƯỜNG – KTMT2015A

nhuộm, chất tẩy rửa, thuốc nổ, pháo, diêm, xi măng, đồ gốm, bột màu, thuỷ tinh, chế
tạo ắc quy, mạ kẽm, mạ điện và mạ Crom.

c. Kẽm
Với con người Zn là dinh dưỡng thiết yếu. Nó cũng giống như các nguyên tố vi
lượng khác trong cơ thể người Zn thường tích tụ trong gan và thận, khoảng 2gam Zn
được thận lọc mỗi ngày. Trong máu 2/3 lượng Zn được kết nối với Albumin và hầu hết
các phần còn lại được được tạo phức chất với macroglobin. Zn cịn có khả năng gây
ung thư đột biết, gây ngộ độc hệ thần kinh, sự nhạy cảm và sự sinh sản, gây độc đến hệ
miễn dịch. Sự thiếu hụt Zn trong gây ra các triệu chứng như bệnh liệt dương, teo tinh
hoàn, mù màu, viêm da, bệnh về gan và một số triệu chứng khác.
d. Asen
Asen thường có mặt trong thuốc trừ sâu, diệt nấm, diệt cỏ dại. Trong số các hợp
chất của asen thì asen III là độc nhất. Asen III thể hiện độc tính bằng cách tấn cơng lên
các nhóm–SH của enzym, làm cản trở hoạt động của enzym. Các enzym có sản sinh
năng lượng tế bào trong chu trình của axít nitoric bị ảnh hưởng rất lớn.Vì các enzym bị
ức chế do việc tạo thành phức với As III dẫn đến thuộc tính sản sinh ra các phần tử
ATP bị ngăn cản.
As III ở nồng độ cao làm đông tụ protein là do tấn cơng liên kết của nhóm sunfua
bảo tồn cấu trúc bậc 2 và 3. Như vậy As có ba tác dụng hóa sinh là làm đơng tụ
protein, tạo phức với coenzym và phá hủy q trình sinh hóa photpho.
I.2 TỔNG QUAN CÁC NGHIÊN CỨU VỀ KIM LOẠI NẶNG TRONG BỤI
ĐƯỜNG.
Hiện nay ở các nước phát triển có rất nhiều nghiên cứu về sự ô nhiễm kim loại
nặng trong bụi không khí, ngược lại ở các nước đang phát triển thì vấn đề này chưa
được quan tâm. Trong hệ thống quan trắc chất lượng khơng khí tại Việt Nam khơng có
các chỉ tiêu của kim loại nặng (ngoại trừ Pb).

13


LUẬN VĂN CAO HỌC

ĐỒN DANH CƯỜNG – KTMT2015A

Gần đây, có rất nhiều nghiên cứu về mức độ kim loại (kể cả kim loại nặng) trong
bụi/trầm tích bên đường, ví dụ: nghiên cứu về ô nhiễm và nguy cơ đến sức khỏe của
các kim loại độc hại trong bụi đường ở Nam Kinh (Liu và cộng sự, 2014); nghiên cứu
về kim loại nặng trong bụi đường ở 1 số khu công nghiệp ở Hyderabad, Ấn Độ
(Mathur và cộng sự 2016); đánh giá ô nhiễm trong bụi đường ở một số tuyến cao tốc
tại Toronto, Canada) (Nazzal và cộng sự, 2013), đặc biệt ở Trung Quốc có nghiên cứu
với quy mơ rộng về kim loại nặng trong bụi đường, đất đô thị, đất nông nghiệp (Wei
and Yang 2010). Một số nghiên cứu đã phát hiện kim loại nặng với nồng độ cao so với
nồng độ nền tại Kuala Lumpur (Han và cộng sự, 2014, Yu và cộng sự 2016a). Các
nghiên cứu khác xác định rằng một số kim loại nặng như Pb trong bụi bên đường có
thể là nguy cơ sức khỏe tiềm ẩn đối với người dân (Dehghani và cộng sự, 2017, Zheng
và cộng sự 2010). Do đó, điều quan trọng là phải tiến hành các chiến dịch theo dõi kim
loại ở các vùng khác nhau để hiểu rõ hơn về nguy cơ địa phương về kim loại trong bụi
đường.
Báo cáo nghiên cứu đầu tiên của Việt Nam về mức độ nhiễm bẩn kim loại trong
bụi đường phố tại Hà Nội (Phi và cộng sự, 2016), nơi có nồng độ Pb trung bình trong
Hà Nội thấp hơn so với các thành phố khác, cho thấy một nguy cơ thấp hơn đối với sức
khoẻ con người. Tuy nhiên, khơng có nghiên cứu nào tương tự ở các khu công nghiệp
khác của Việt Nam, mà theo 1 nghiên cứu về sự tích lũy và nguy cơ sức khoẻ tiềm ẩn
của cadmium, chì và asen trong rau trồng gần các khu khai thác ở miền Bắc Việt Nam
(Bui et al., 2016) phát hiện có ô nhiễm kim loại nặng trong các mẫu đất xung quanh.
Ngồi ra, khơng có nghiên cứu nào ở Việt Nam để đánh giá rủi ro tiếp xúc với kim loại
qua bụi đường phố, đặc biệt là khi có nhiều người sống bên cạnh đường và rất có khả
năng tiếp xúc với bụi bên đường. Do đó, việc tiến hành đánh giá rủi ro toàn diện đối
với việc tiếp xúc với kim loại trong bụi đường phố ở Việt Nam và rất cần thiết.

14

LUẬN VĂN CAO HỌC

ĐOÀN DANH CƯỜNG – KTMT2015A

I.3 TỔNG QUAN VỀ CÁC PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH, ĐÁNH GIÁ KLN
TRONG BỤI ĐƯỜNG
I.3.1. Phương pháp hấp thụ nguyên tử (AAS)
I.3.1.1. Nguyên tắc của phép đo AAS
Phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử dựa trên sự hấp thụ chọn lọc các bức xạ
cộng hưởng của nguyên tử ở trạng thái tự do của nguyên tố cần xác định. Đối với mỗi
nguyên tố vạch cộng hưởng thường là vạch quang phổ nhạy nhất của phổ phát xạ
ngun tử của chính ngun tử đó.
I.3.1.2. Đặc điểm của phép đo AAS
*Giới hạn phát hiện của phương pháp
Gần 60 nguyên tố hóa học có thể được xác định bằng phương pháp với giới hạn
phát hiện thấp 10 -4 đến 10 -5 ppm . Đặc biệt nếu sử dụng kĩ thuật khơng ngọn lửa thì
có thể hạ giới hạn phát hiện xuống 10 -7 ppm.
*Ưu nhược điểm của phương pháp
Phép đo phổ hấp thụ nguyên tử có độ nhạy và độ chọn lọc cao, nên trong nhiều
trường hợp không phải làm giàu nguyên tố cần xác định trước khi phân tích. Do đó tốn
ít ngun liệu mẫu, tốn ít thời gian, khơng cần phải dùng nhiều hóa chất tinh khiết cao
khi làm giàu, nên cũng tránh được sự nhiễm bẩn khi xử lí mẫu qua các giai đoạn phức
tạp. Kết quả phân tích ổn định, sai số nhỏ, có thể lưu lại đường chuẩn cho các lần sau.
Bên cạnh những ưu điểm, phép đo phổ hấp thụ nguyên tử cũng có hạn chế như
trang thiết bị rất đắt tiền, rất tinh vi, phức tạp nên cần các cán bộ phân tích có trình độ
cao để vận hành máy. Phương pháp này chỉ cho ta biết thành phần nguyên tố của chất
mà không chỉ ra được trạng thái liên kết của nguyên tố trong mẫu.
*Đối tượng của phương pháp

15