Luận văn Thạc sĩ Khoa học Hoá học: Xác định hàm lượng kim loại nặng trong nước ngầm, tóc và móng của người dân ở bãi thu gom, tái chế rác thải điện tử thuộc thị trấn Như Quỳnh – Văn Lâm – Hưng Yên

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:79

Thêm vào BST

Báo xấu

28
lượt xem 4
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục tiêu nghiên cứu của luận văn nhằm xác định tổng hàm lượng kim loại nặng trong nước ngầm, tóc, móng từ đó đánh giá mức độ ô nhiễm cũng như đưa ra được các bằng chứng xác thực giúp đẩy mạnh công tác y tế dự phòng cũng như phục vụ cho việc tuyên truyền, giáo dục để phòng tránh được các ảnh hưởng xấu của ô nhiễm kim loại nặng từ nguồn rác thải điện tử. Mời các bạn cùng tham khảo!

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Luận văn Thạc sĩ Khoa học Hoá học: Xác định hàm lượng kim loại nặng trong nước ngầm, tóc và móng của người dân ở bãi thu gom, tái chế rác thải điện tử thuộc thị trấn Như Quỳnh – Văn Lâm – Hưng Yên

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TRỊNH NHẬT QUANG XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG KIM LOẠI NẶNG TRONG NƯỚC NGẦM, TÓC VÀ MÓNG CỦA NGƯỜI DÂN Ở BÃI THU GOM, TÁI CHẾ RÁC THẢI ĐIỆN TỬ THUỘC THỊ TRẤN NHƯ QUỲNH – VĂN LÂM – HƯNG YÊN LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC HÓA HỌC Thái Nguyên, năm 2012 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn1
ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TRỊNH NHẬT QUANG XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG KIM LOẠI NẶNG TRONG NƯỚC NGẦM, TÓC VÀ MÓNG CỦA NGƯỜI DÂN Ở BÃI THU GOM, TÁI CHẾ RÁC THẢI ĐIỆN TỬ THUỘC THỊ TRẤN NHƯ QUỲNH – VĂN LÂM – HƯNG YÊN Chuyên ngành: Hóa học phân tích Mã số : 60.44.29 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC HÓA HỌC Người hướng dẫn khoa học: PGS. TS. Tạ Thị Thảo Thái Nguyên, năm 2012 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn2
LỜI CAM ĐOAN Tôi cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác. Tác giả luận văn Trịnh Nhật Quang Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn3
LỜI CẢM ƠN Cuốn luận văn này được hoàn thành không chỉ là thành quả của riêng cá nhân tôi mà còn là sự kết tinh của công sức lao động, của tình yêu thương và lòng nhiệt tình giúp đỡ của thầy cô, gia đình và các bạn đồng nghiệp. Lời đầu tiên, Em xin bày tỏ lòng cảm ơn sâu sắc đến cô giáo Tạ Thị Thảo, người đã định hướng, giao đề tài và hướng dẫn em thực hiện luận văn này. Em xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo trong khoa Hoá học – Trường Đại Học Sư Phạm Thái Nguyên cùng các thầy cô giáo trong khoa Hoá Học – Trường Đại Học Khoa Học Tự Nhiên, Đại Học Quốc Gia Hà Nội đã tận tình giảng dạy, chỉ bảo, truyền đạt cho em những kiến thức cả về lý thuyết và thực nghiệm giúp em vững vàng hơn trong quá trình nghiên cứu khoa học. Cuối cùng, xin được cảm ơn các bạn học viên K18 cao học Hoá – ĐHSP Thái Nguyên cùng các bạn sinh viên Khoa Hoá học đã giúp đỡ tôi hoàn thành bản luận văn này! Thái Nguyên, ngày 20 tháng 8 năm 2012 Học viên Trịnh Nhật Quang Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn4
i MỤC LỤC Trang Lời cảm ơn Lời cam đoan Mục lục .............................................................................................................................i Danh mục các bảng ..........................................................................................................iii Danh mục các hình ..........................................................................................................iv MỞ ĐẦU ...................................................................................................... 1 Chương 1. TỔNG QUAN ............................................................................ 3 1.1. Tổng quan về rác thải điện tử........................................................................ 3 1.1.1 Tình hình rác thải điện tử trên thế giới......................................................3 1.1.2. Đặc điểm của rác thải điện tử ..................................................................5 1.1.3. Tình hình thu gom, tái chế và xử lý rác thải điện tử ở Việt Nam [33].......9 1.2. Ô nhiễm kim loại nặng với môi trường sống............................................... 11 1.3. Ứng dụng của các mẫu sinh học(tóc và móng) trong nghiên cứu sự nhiễm độc của các kim loại nặng................................................................................. 15 1.3.1. Sự tạo thành tóc và móng tay ................................................................15 1.3.2. Sự tích lũy các kim loại nặng trong tóc và trong móng[37]....................17 1.4. Các phương pháp xử lý mẫu tóc và móng ................................................... 18 1.4.1. Nguyên tắc xử lý mẫu[2] .......................................................................18 1.4.2. Một số phương pháp xử lý mẫu tóc, móng xác định hàm lượng các kim loại nặng ...............................................................................................20 1.5. Phương pháp khối phổ plasma cao tần cảm ứng ICP - MS [5] .................... 26 1.5.1. Sự xuất hiện và bản chất của phổ ICP-MS.............................................27 1.5.2. Ưu điểm của phương pháp phân tích bằng ICP-MS...............................27 1.5.3. Một số công trình nghiên cứu phân tích kim loại nặng bằng ICP – MS trong các đối tượng nghiên cứu .............................................................30 Chương 2. THỰC NGHIỆM ..................................................................... 32 2.1. Hóa chất, thiết bị......................................................................................... 32 2.2. Đối tượng, nội dung và phương pháp nghiên cứu........................................ 33 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn5
ii 2.3. Lấy mẫu và xử lý mẫu ................................................................................ 34 2.3.1. Lấy mẫu ................................................................................................34 2.3.2. Xử lý mẫu .............................................................................................37 Chương 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ................................................. 40 3.1. Điều kiện phân tích các kim loại nặng trên thiết bị ICP-MS........................ 40 3.1.1. Chọn đồng vị phân tích .........................................................................40 3.1.2. Tóm tắt các thông số tối ưu ...................................................................41 3.1.3. Giá trị SD của phương pháp phân tích ICP-MS .....................................41 3.2. Kết quả phân tích mẫu nước ngầm.............................................................. 48 3.3. Nghiên cứu các điều kiện xử lý mẫu tóc và móng tay. ................................ 55 3.3.1. Nghiên cứu quá trình xử lý mẫu ............................................................55 3.3.2. Đánh giá độ đúng của phép đo ..............................................................56 3.3.4. So sánh hiệu suất thu hồi của từng qui trình ( theo hệ kín )....................58 KẾT LUẬN ................................................................................................ 67 TÀI LIỆU THAM KHẢO ......................................................................... 68 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn6
iii DANH MỤC CÁC BẢNG Trang Bảng 1.1: Các chất độc hại trong rác thải điện, điện tử.................................... 7 Bảng 1.2. Kết quả so sánh các phương pháp xử lý mẫu khác nhau................ 21 Bảng 1.3. Kết quả xác định hàm lượng một số kim loại nặng dùng hệ HCl và H2O2 ................................................................................. 22 Bảng 1.4. Chương trình năng lượng cho xử lý mẫu trong lò vi sóng ............. 22 Bảng 1.5: Hàm lượng trung bình các nguyên tố trong mẫu tóc và móng chân...... 23 Bảng1.6: Thời gian và quy trình phá mẫu tóc với hỗn hợp HNO3, H2O2 và HF.. 24 Bảng 1.7: Kết quả phân tích mẫu máu và mẫu tóc......................................... 24 Bảng 1.8: Hàm lượng Pb và Cr theo độ tuổi.................................................. 25 Bảng 1.9: Hàm lượng Pb và Cr theo giới tính ............................................... 26 Bảng 1.10: Hàm lượng Pb và Cr theo màu tóc .............................................. 26 Bảng 1.11: So sánh khả năng phát hiện của các kỹ thuật phân tích ............... 29 Bảng 1.12: Hàm lượng trung bình các kim loại Ba, Sr, Cd, Pb có trong tóc của các nhóm đối tượng .......................................................... 30 Bảng 1.13: Hàm lượng một số nguyên tố trong tóc ....................................... 31 Bảng 2.1: Mẫu nước ngầm ........................................................................... 35 Bảng 2.2: Mẫu tóc và móng .......................................................................... 36 Bảng 2.4: Các thông số tối ưu cho máy đo ICP-MS ...................................... 41 Bảng 2.5: Đường chuẩn xác định các kim loại nặng...................................... 43 Bảng 3.1: Kết quả phân tích mẫu nước ngầm (mg/l) ..................................... 48 Bảng 3.2: Hàm lượng giới hạn của một số nguyên tố theo QCVN 09 : 2008/BTNMT ............................................................................... 49 Bảng 3.3: Hàm lượng trung bình của các nguyên tố trong mẫu nước ngầm......... 54 Bảng 3.4: Kết quả khảo sát một số qui trình phá mẫu theo hệ kín và hệ hở.......... 55 Bảng 3.5: Nồng độ các kim loại trong dung dịch chuẩn kiểm tra .................. 57 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn7
iv DANH MỤC CÁC HÌNH Trang Hình 1.1 : Rác thải điện tử chất thành đống ................................................... 3 Hình 1.2: Châu Á – điểm đến của rác điện tử[27] .......................................... 4 Hình 1.3: Thành phần rác thải điện tử khu vực Tây Âu [27] .......................... 6 Hình 1.4: Thu gom rác thải điện tử ................................................................ 9 Hình 1.5: Tái chế rác thải điện tử ................................................................. 10 Hình 1.8: Tỉ lệ ứng dụng ICP – MS trong các lĩnh vực ................................ 30 Hình 2.1: Sơ đồ khối về nguyên tắc cấu tạo của hệ ICP- MS ....................... 32 Hình 2.2: Hình ảnh máy ICP – MS (ELAN 9000)........................................ 33 Hình 2.3. Bản đồ khu vực lấy mẫu ............................................................... 34 Hình 2.4. Bộ phá mẫu tự chế........................................................................ 39 Hình 3.1: Hàm lượng As trong các mẫu nước ngầm .................................... 49 Hình 3.2: Hàm lượng Cd trong các mẫu nước ngầm .................................... 50 Hình 3.3: Hàm lượng Cr trong các mẫu nước ngầm ..................................... 50 Hình 3.4: Hàm lượng Cu trong các mẫu nước ngầm .................................... 50 Hình 3.6: Hàm lượng Mn trong các mẫu nước ngầm ................................... 51 Hình 3.7: Hàm lượng Pb trong các mẫu nước ngầm..................................... 51 Hình 3.8: Hàm lượng Zn trong các mẫu nước ngầm .................................... 52 Hình 3.9: Hàm lượng Hg trong các mẫu nước ngầm .................................... 52 Hình 3.10: Hàm lượng Co trong các mẫu nước ngầm .................................. 52 Hình 3.11: Hàm lượng Ni trong các mẫu nước ngầm ................................... 53 Hình 3.12: So sánh giữa hàm lượng trung bình và hàm lượng giới hạn ........ 53 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn8
1 MỞ ĐẦU Ngày nay, cùng với sự phát triển như vũ bão của khoa học kỹ thuật và công nghệ, hàng loạt các thiết bị điện, điện tử được ra đời, đồng nghĩa với nó là sự gia tăng ngay càng nhiều các loại rác thải điện tử. Chính vì vậy, rác thải điện tử là vấn đề “nóng’’đang được cả thế giới quan tâm, bởi số lượng rác thải điện tử ngày càng nhiều, gây ô nhiễm môi trường, trong khi việc xử lý rác thải điện tử đòi hỏi chi phí khá tốn kém. Ngay ở các quốc gia phát triển, chỉ một phần nhỏ rác thải điện tử được xử lý, còn lại sẽ được thu gom và xuất sang các nước khác. Nhu cầu xuất khẩu loại “rác” này gia tăng theo hướng đổ về các nước đang phát triển và kém phát triển, và Việt Nam là một trong các điểm đến của các loại rác thải điện, điện tử. Trong những năm gần đây, số lượng rác thải điện tử ở nước ta ngày càng tăng một phần rác thải điện tử là các thiết bị điện tử trong nước đã quá lạc hậu còn lại là phần lớn rác thải điện tử được nhập về từ các nước phát triển và được tập trung tại các khu thu gom tái chế rác thải. Ở miền Bắc, việc thu gom tái chế rác thải được tập trung thành các làng nghề như khu vực Như Quỳnh - Hưng Yên hay khu Triều Khúc – Hà Nội. Tại các khu vực này rác thải được tái chế một cách rất thô sơ thủ công, nước thải của quá trình tái chế được thải trực tiếp xuống mương nước, ao, hồ ở xung quanh khu vực gần nơi tái chế gây ô nhiễm môi trường. Để đánh giá sự ô nhiễm môi trường tại khu vực ô nhiễm, người ta có thể lựa chọn các đối tượng mẫu khác nhau để tiến hành phân tích như mẫu nước, mẫu đất, mẫu trầm tích, mẫu thực vật …Song việc sử dụng các mẫu chỉ thị sinh học là tóc và móng tỏ ra khá ưu việt do trong quá trình sinh trưởng, tóc cũng như móng đã lưu giữ trong mình nó tất cả các chất do máu mang đến[30]. Không như các tế bào khác, tóc và móng là sản phẩm cuối cùng của Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn9
2 sự chuyển hóa và giữ lại các nguyên tố vào cấu trúc của mình trong quá trình phát triển. Những protein dạng sợi đã trải qua quá trình xơ hóa nên các nguyên tố do máu mang đến sẽ được gắn vào cấu trúc protein của tóc, móng. Vì vậy, nồng độ các nguyên tố trong tóc, móng luôn tương quan với nồng độ của các nguyên tố có trong cơ thể. Xuất phát từ những yếu tố căn bản trên, trong bản luận văn này, chúng tôi đã chọn đối tượng phân tích là nước ngầm, tóc và móng của những người dân sống gần các bãi thu gom, tái chế rác thải điện tử thuộc khu vực Như Quỳnh – Văn Lâm – Hưng Yên, tiến hành nghiên cứu các quy trình xử lý mẫu tóc, móng tìm ra quy trình xử lý mẫu tốt nhất ứng dụng cho việc phân tích xác định tổng hàm lượng các kim loại nặng. Đồng thời chúng tôi cũng tiến hành xác định tổng hàm lượng kim loại nặng trong nước ngầm, tóc, móng từ đó đánh giá mức độ ô nhiễm cũng như đưa ra được các bằng chứng xác thực giúp đẩy mạnh công tác y tế dự phòng cũng như phục vụ cho việc tuyên truyền, giáo dục để phòng tránh được các ảnh hưởng xấu của ô nhiễm kim loại nặng từ nguồn rác thải điện tử. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn10
3 Chương 1 TỔNG QUAN 1.1. Tổng quan về rác thải điện tử 1.1.1 Tình hình rác thải điện tử trên thế giới Khoa học kỹ thuật phát triển đã kéo theo sự ra đời hàng loạt các thiết bị điện tử. Tuy nhiên, do các thiết bị điện tử lạc hậu quá nhanh và nhu cầu sử dụng chúng ngày càng nhiều, trong khi lại có quá ít cơ sở tái chế ở phương Tây và Mỹ, khiến tại các nước này ngày càng tăng “rác máy tính” và nhu cầu xuất khẩu loại “rác” này gia tăng, theo hướng đổ về các nước đang phát triển. Chỉ riêng tại Mỹ, mỗi năm có khoảng 300.000 – 400.000 tấn rác thải điện tử được thu gom để tái chế tại, nhưng có tới 50 – 80% sẽ “tìm đường” xuất khẩu sang châu lục khác, đây là một cách làm tiện lợi và rẻ tiền. Tại Liên minh châu Âu, khối lượng rác điện tử dự kiến tăng từ 3-5% mỗi năm, còn ở các nước đang phát triển, con số này sẽ tăng gấp nhiều lần vào những năm tới. [29], [30], [31] Vì một số lợi ích kinh tế, không ít quốc gia đang phát triển đã tiếp nhận và xử lý loại rác thải này. Nhưng đi kèm với nó là hàng tấn phế liệu ẩn chứa rất nhiều độc hại. Theo số liệu thống kê, hiện châu Á đã trở thành núi rác khổng lồ của thế giới phát triển. Hình 1.1 : Rác thải điện tử chất thành đống Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn11
4 Hình 1.2: Châu Á – điểm đến của rác điện tử[27] UNEP nhận định vấn đề then chốt hiện nay là phải tạo ra một khuôn khổ toàn cầu về xử lý rác thải độc hại, kể cả việc quản lý, theo dõi hoạt động vận chuyển rác thải để biết được nguồn gốc và điểm đến của nguồn rác độc hại. Các tổ chức, các nhà khoa học đang nghiên cứu và tìm ra kinh nghiệm xử lí các loại rác thải như máy tính, điện thoại, acquy, xe hơi, tàu thủy, các linh kiện điện tử khác…[30]. Những giải pháp giúp giải quyết tận gốc vấn đề rác thải điện tử là gắn trách nhiệm với nhà sản xuất việc làm này sẽ mang lại hai lợi ích. Thứ nhất, các nhà sản xuất sẽ đưa chi phí quản lý rác thải vào giá thành sản phẩm, sẽ thúc đẩy họ thay đổi thiết kế sản phẩm theo hướng thân thiện với môi trường hơn và kéo dài vòng đời của sản phẩm. Thứ hai, các nhà Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn12
5 sản xuất sẽ buộc phải thiết kế các sản phẩm “sạch” hơn bằng cách loại bớt các chất nguy hiểm, thay thế các chất gây hại bằng cách sử dụng các vật liệu thay thế an toàn hơn. 1.1.2. Đặc điểm của rác thải điện tử Rác thải điện tử chứa rất nhiều các kim loại nặng hoặc những hợp chất độc hại với con người và môi trường sống. Rác thải điện tử làm ô nhiễm không khí, làm ô nhiễm nguồn nước, gây ra các căn bệnh nguy hiểm. Chất độc sản sinh ra như những chất liệu không cháy được và các kim loại nặng có thể là một nguy cơ đối với sức khỏe của công nhân sản xuất thiết bị và những người sinh sống gần các “núi rác” máy tính phế thải. Rất nhiều trẻ em địa phương và công nhân làm việc tại những cơ sở tái chế kém chất lượng trên đã mắc những chứng bệnh liên quan đến đường hô hấp, bệnh ngoài da, thậm trí ung thư do linh kiện điện tử. Theo Ted Smith, giám đốc điều hành Công ty bảo vệ môi trường ở Califonia, mỗi máy tính có chứa 1.000 – 2.000 chất liệu khác nhau, trong đó có rất nhiều chất độc hại: “Một số chất chúng ta đã biết từ lâu như chì, thủy ngân, cadmi. Bên cạnh đó, còn có rất nhiều chất độc thần kinh. Nhiều người cho rằng máy tính là công nghệ sạch, nhưng họ không biết rằng bên trong máy tính tiềm ẩn những thứ có thể gây hại cho sức khỏe và môi trường”. *Các nguồn phát sinh rác thải điện tử Theo nghiên cứu của Rolf Widmer cùng các cộng sự thì có rất nhiều nguồn phát sinh rác thải điện tử trong đó đáng kể nhất là rác thải điện tử phát sinh từ thiết bị gia dụng lớn, nhỏ( chiếm lần lượt 42,1% và 4,7%), các thiết bị viễn thong và công nghệ thông tin(chiếm 33,9%), các thiết bị tiêu dùng(chiếm 13,7%), thiết bị chiếu sáng(chiếm 1,4%), đồ chơi, giải trí và thiết bị thể thao(chiếm 0,2%), thiết bị y tế(chiếm 1,9%),… Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn13
6 Toys, Medical, E&E tools, 0,2% 1,9% 1,4% Lighting, 1,4% CE, 13,7% Large HH, 42,1% ICT, 33,9% Small HH, 4,7% Hình 1.3: Thành phần rác thải điện tử khu vực Tây Âu [27] * Các chất độc hại trong rác thải điện tử Trong bảng 1.1 có thống kê các chất độc hại xuất hiện trong rác thải điện, điện tử và tác hại chủ yếu của chúng. [32], [19] Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn14
7 Bảng 1.1: Các chất độc hại trong rác thải điện, điện tử Tác hại đối với Chất độc hại Nguồn gốc trong rác thải điện tử môi trường và cơ thể sống Các hợp chất halogen Gây ung thư, ảnh Polyclobiphenyl hưởng đến hệ thần Tụ điện, máy biến thế (PCB) kinh, hệ miễn dịch, tuyến nội tiết Tetrabrombisphenol-A Chất chống cháy cho nhựa (nhựa (TBBA) Gây tổn thương chịu nhiệt, cáp cách điện) Polybrombiphenyl lâu dài đến sức TBBA được dùng rộng rãi trong (PBB) khỏe, gây ngộ độc chất chống bắt lửa của bản mạch Diphenylete sâu khi cháy máy in và phủ lên các bộ phận khác (PBDE) Polybromcloflocacbon Trong bộ phận làm lạnh, bọt cách Khi cháy gây (CFC) điện nhiễm độc Cháy ở nhiệt độ Polyvinyclorua (PVC) Cáp cách điện cao sinh ra dioxin và furan Kim loại nặng và các kim loại khác Có trong đèn hình đời cũ và lượng Gây ngộ độc cấp As nhỏ ở dạng gali asenua, bên trong tính và mãn tính các diod phát quang Ba Chất thu khí màn hình CRT Gây nổ nếu ẩm ướt Be Bộ chỉnh lưu, bộ phận phát tia Độc nếu nuốt phải Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn15
8 Pin Ni-Cd sạc lại, lớp huỳnh quang (đèn hình CRT), mực máy Độc cấp tính và Cd in và trống, máy photocopy mãn tính (trong máy photo), trong bo mạch và chất bán dẫn. Độc cấp tính và Cr(VI) Băng và đĩa ghi dữ liệu mãn tính, gây dị ứng Tổn thương đến Galli asenua Diod phát quang sức khỏe Gây độc với hệ Màn hình CRT, pin, bản mạch thần kinh, thận, Pb máy in, các mối hàn mất trí nhớ đặc biệt với trẻ em Li Pin liti Gây nổ nếu ẩm Trong đèn hình màn hình LCD, Gây ngộ độc cấp Hg pin kiềm và công tắc, trong vỏ tính và mãn tính máy. Pin Ni-Cd sạc lại hoặc trong màn Ni Gây dị ứng hình CRT Các nguyên tố đất hiếm Gây độc với da và Lớp huỳnh quang màn hình CRT ( Y, Eu) mắt Xuất phát từ bộ chỉnh lưu nguồn Lượng lớn sẽ gây Se điện trong bo mạch, trong máy hại cho sức khỏe photo cũ Các bộ phận bên trong màn hình Kẽm sunfua độc nếu nuốt phải CRT, trộn với nguyên tố đất hiếm Các chất khác Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn16
9 Thiết bị hội tụ ánh sáng, màn hình Các chất độc hữu cơ tinh thể lỏng LCD Hộp màu máy in laser, máy Gây độc đến hệ hô Bụi màu photocopy hấp Chất phóng xạ Thiết bị y tế, detector Gây ung thư 1.1.3. Tình hình thu gom, tái chế và xử lý rác thải điện tử ở Việt Nam [33] Rác thải điện tử ở các nước phát triển đã và đang được đẩy sang cho các nước đang và kém phát triển. Ở những nơi này chúng được tái chế và xử lý rất thủ công, gây ô nhiễm môi trường và ảnh hưởng tới sức khỏe người dân. Rác thải điện tử vào Việt Nam chủ yếu bằng đường biển. Ở miền Bắc chủ yếu ở cảng Hải Phòng, miền Nam là ở thành phố Hồ Chí Minh. Ở Hải Phòng có rất nhiều công ty, tổ chức nhập khẩu tàu cũ, các thiết bị điện tử đã qua sử dụng, rác thải điện tử sau khi được nhập về sẽ được đưa về các cơ sở tái chế (là hộ gia đình hoặc một tổ chức kinh tế nhỏ). Riêng đối với “rác” là máy tính, tuy chưa có thống kê chính thức nhưng theo các chuyên gia ước tính, mỗi tháng có khoảng từ 10.000 đến 20.000 bộ máy tính cũ được nhập khẩu vào nước ta mà chưa có cơ quan nào theo dõi xử lý. Hình 1.4: Thu gom rác thải điện tử Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn17
10 Ngoài rác thải điện tử được nhập về còn có cả rác thải điện tử trong nước (số này cũng không nhỏ) được người dân thu gom. Chúng được chất thành các đống lớn ở ngoài trời, sau khi tái chế thủ công được bán làm nguyên liệu cho các cơ sở sản xuất. Ở các cơ sở tái chế, rác thải được nhập về từ nhiều nơi thông qua nhiều con đường và dưới nhiều hình thức. Việc tái chế thường bao gồm các bước sau: - Phân loại rác thải nhập về. - Tách riêng những nguyên liệu khác nhau (nhựa, kim loại…), lấy ra những thứ còn dùng được. Dây kim loại thì đốt nhựa để lấy kim loại, đối với nhựa thì nghiền nhỏ, rửa sạch, phơi khô…. - Đóng gói và chuyển đến các nơi tiêu thụ (thường dùng làm nguyên liệu đầu cho sản xuất). Hình 1.5: Tái chế rác thải điện tử Hiện nay ở Việt Nam có rất nhiều hộ gia đình làm nghề thu gom và tái chế rác thải điện tử, có những nơi cả làng cùng làm nghề này. Việc xử lý và tái chế rác thải điện tử còn rất lạc hậu. Các công việc này được làm thủ công bằng tay và các thiết bị xử lý rất thô sơ, thiết bị bảo hộ lao động cho những người tham gia làm là hầu như không có, đồng thời họ còn tận dụng ngay cả nhà mình là nơi Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn18
11 chứa, xử lý, tái chế các loại rác thải này. Với các điều kiện làm việc này, chất độc có thể bám vào quần áo, dính vào tay, ngoài ra chất độc còn có thể lọt qua đường hô hấp nữa. Trẻ em gái và phụ nữ đập vỡ các thiết bị, làm chảy các mối hàn chì để tháo rời các chip máy tính đem bán lại. Chì được nung nóng trên chảo, từ đó làm bay các hơi kim loại độc như chì, cadmi, thủy ngân… và giải phóng chúng vào không khí dưới dạng hơi sương độc hại. Sau khi các “chip” được lấy ra, chì được “tự do” chảy xuống đất. Thế nhưng, không mấy người làm nghề này hay biết rằng, chì nằm trong số những chất độc thần kinh mạnh nhất, gây tác hại đặc biệt lên trẻ em và những bé sơ sinh. Các phế liệu thừa và nước thải thường của quá trình ngâm rửa sau khi sử dụng không được xử lý mà thải ngay ra môi trường. Hay như để thu hồi đồng và vàng trong biến thế máy tính, bo mạch chủ, chip vi tính, người ta cho nung chảy các thiết bị này. Theo những người này giải thích “Chúng cho rất nhiều vàng”. Vì vậy, hàm lượng các kim loại độc hại tích lũy trong đất ngày càng nhiều, không khí cũng bị ô nhiễm nặng. Việc xử lý lạc hậu, không đúng cách đang làm ô nhiễm nghiêm trọng môi trường sống xung quanh, gây rất nhiều bệnh nguy hiểm. [1], [32] 1.2. Ô nhiễm kim loại nặng với môi trường sống Kim loại nặng là những kim loại có phân tử lượng lớn hơn 52 g bao gồm một số kim loại như: As, Hg, Cu, Cr, Cd, Co Pb, Zn…Kim loại nặng phân bố rộng rãi trên lớp vỏ trái đất. Chúng được phong hóa từ các dạng đất đá tự nhiên, tồn tại trong môi trường dưới dạng bụi hay hòa tan trong sông hồ, nước biển, sa lắng trong trầm tích. Trong vòng hai thế kỉ qua, các hoạt động sản xuất của con người đã đưa vào môi trường tự nhiên một lượng lớn các kim loại nặng. Các quá trình sản xuất như khai thác mỏ, giao thông vận tải, sản xuất, tinh chế đều thải kim loại nặng vào môi trường, chủ yếu dưới dạng bụi, khói hay nước thải. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn19
12 Một số kim loại nặng rất cần thiết cho cơ thể sống và con người. Chúng là các nguyên tố vi lượng không thể thiếu, sự mất cân bằng các nguyên tố vi lượng này có ảnh hưởng trực tiếp tới sức khỏe của con người. Sắt giúp ngăn ngừa bệnh thiếu máu, kẽm là tác nhân quan trọng trong hơn 100 phản ứng enzyme. Trên nhãn của các lọ thuốc vitamin, thuốc bổ sung khoáng chất thường có Cr, Cu, Fe, Mn, Mg, K, Zn, chúng có hàm lượng thấp và được biết đến như lượng vết. Lượng nhỏ các kim loai này có trong khẩu phần ăn của con người vì chúng là thành phần quan trọng trong các phân tử sinh học như hemoglobin, hợp chất sinh hóa cần thiết khác. Nhưng nếu cơ thể hấp thu một lượng lớn các kim loại này, chúng có thể gây rối loạn quá trình sinh lý, trở nên độc hại cho cơ thể. Kim loại nặng có độc tính là các kim loại có tỷ trọng lớn gấp 5 lần tỷ trọng của nước. Chúng là các kim loại bền (không tham gia vào các quá trình sinh hoá trong cơ thể) và có tính tích tụ sinh học (chuyển tiếp trong chuỗi thức ăn và đi vào cơ thể con người). Chúng bao gồm Hg, As, Pb, Cd, Mn, Cu, Cr…Các kim loại nặng khi xâm nhập vào cơ thể sinh vật sẽ gây độc tính cao [10] Kim loại nặng xâm nhập vào cơ thể người qua đường hô hấp, thức ăn hay hấp thụ qua da được tích tụ trong các mô và theo thời gian sẽ đạt tới hàm lượng gây độc. Các nghiên cứu đã chỉ ra kim loại nặng gây độc cho các cơ quan trong cơ thể như máu, gan, thận, cơ quan sản xuất hoocmôn, cơ quan sinh sản, hệ thần kinh gây rối loạn chức nặng sinh hóa trong cơ thể do đó làm tăng khả năng bị di ứng, gây biến đổi gen. Độc tính của kim loại nặng chủ yếu do chúng có khả năng sản sinh ra các gốc tự do, là các phân tử mất cân bằng năng lượng, chứa những điện tử không cặp đôi . Chúng chiếm điện tử của các phân tử khác để lập lại sự cân bằng của chúng. Các gốc tự do tự nhiên tồn tại trong cơ thể sinh ra do các phân tử của tế bào phản ứng với oxy (bị oxy hóa), nhưng khi có mặt các kim loại nặng – tác nhân cản trở quá trình oxy hóa sẽ Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn20