Luận văn Thạc sĩ Khoa học Môi trường: Nghiên cứu áp dụng công nghệ thực vật kết hợp vật liệu sét tự nhiên xử lý nước thải chế biến khoáng sản chì kẽm chợ Đồn

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN -------------------------------------- Nguyễn Đức Trung NGHIÊN CỨU ÁP DỤNG CÔNG NGHỆ THỰC VẬT KẾT HỢP VẬT LIỆU SÉT TỰ NHIÊN XỬ LÝ NƯỚC THẢI CHẾ BIẾN KHOÁNG SẢN CHÌ KẼM CHỢ ĐỒN LUẬN VĂN THẠC SĨ Hà Nội, 2016 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN -------------------------------------- Nguyễn Đức Trung NGHIÊN CỨU ÁP DỤNG CÔNG NGHỆ THỰC VẬT KẾT HỢP VẬT LIỆU SÉT TỰ NHIÊN XỬ LÝ NƯỚC THẢI CHẾ BIẾN KHOÁNG SẢN CHÌ KẼM CHỢ ĐỒN Chuyên ngành: KHOA HỌC MÔI TRƯỜNG Mã số: 60440301 LUẬN VĂN THẠC SĨ NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS. Nguyễn Mạnh Khải TS. Nguyễn Thị Hoàng Hà XÁC NHẬN HỌC VIÊN ĐÃ CHỈNH SỬA THEO GÓP Ý CỦA HỘI ĐỒNG Giáo viên hướng dẫn Chủ tịch hội đồng chấm luận văn thạc sĩ khoa học PGS.TS. Nguyễn Mạnh Khải PGS.TS. Nguyễn Thị Loan Hà Nội, 2016 MỤC LỤC MỞ ĐẦU .................................................................................................................... 1 CHƢƠNG I. TỔNG QUAN ....................................................................................... 3 1.1. Ảnh hƣởng của kim loại nặng tới sức khỏe con ngƣời .................................... 3 1.1.1. Asen (As) ................................................................................................... 3 1.1.2. Cadimi (Cd) ................................................................................................ 4 1.1.3. Mangan (Mn) ............................................................................................. 5 1.1.4. Chì (Pb) ...................................................................................................... 6 1.1.5. Kẽm (Zn) .................................................................................................... 8 1.2. Tổng quan về đặc điểm môi trƣờng khu mỏ chì kẽm Chợ Đồn ....................... 8 1.2.1. Hiện trạng công nghệ khai thác, chế biến quặng tại mỏ chì kẽm .............. 9 1.2.2. Công nghệ xử lý chất thải của mỏ chì kẽm .............................................. 11 1.2.3. Hiện trạng môi trƣờng nƣớc khu vực mỏ chì kẽm ................................... 12 1.3. Khả năng sử dụng vật liệu tự nhiên để xử lý ô nhiễm môi trƣờng nƣớc tại khu mỏ chì kẽm Chợ Đồn................................................................................. 14 1.4. Tổng quan về biện pháp xử lý ô nhiễm bằng thực vật ................................... 16 1.4.1. .Xử lý ô nhiễm kim loại nặng bằng thực vật ............................................ 16 1.4.2. Công nghệ sử dụng đất ngập nƣớc trong xử lý môi trƣờng ..................... 18 1.4.3. Một số loại thực vật có khả năng xử lý ô nhiễm kim loại nặng tại khu mỏ chì kẽm Chợ Đồn .................................................................................. 21 1.4.4. Tổng quan chung về cây sậy (Phragmites austraulis) ............................. 23 CHƢƠNG II. ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ....................... 26 2.1. Đối tƣợng và địa điểm nghiên cứu ................................................................. 26 2.2. Phƣơng pháp nghiên cứu ................................................................................ 26 2.2.1. Phƣơng pháp chế tạo vật liệu ................................................................... 26 2.2.2. Phƣơng pháp bố trí thí nghiệm................................................................. 27 2.2.3. Phƣơng pháp xử lý và phân tích mẫu ....................................................... 31 CHƢƠNG III. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN .......................................................... 33 3.1. Kết quả phân tích mẫu vật liệu ....................................................................... 33 3.2. Hiệu quả xử lý kim loại nặng của hệ thống vật liệu - bãi lọc trồng cây......... 35 3.2.1. Các giá trị pH, COD, BOD5 trong môi trƣờng nƣớc ............................... 35 3.2.2. Hiệu quả xử lý kim loại nặng ................................................................... 37 3.3. Hàm lƣợng kim loại trong vật liệu và cây sậy sau thí nghiệm ....................... 43 3.3.1. Sự tích lũy kim loại nặng trong vật liệu ................................................... 43 3.3.2. Sự tích lũy của kim loại nặng trong cây sậy ............................................ 44 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .................................................................................. 49 TÀI LIỆU THAM KHẢO ........................................................................................ 51 PHỤ LỤC HÌNH....................................................................................................... 55 DANH MỤC HÌNH Hình 1. Mô hình bãi lọc trồng cây dòng chảy tự do bề mặt ..................................... 19 Hình 2. Mô hình bãi lọc trồng cây dòng chảy ngang................................................ 20 Hình 3. Mô hình bãi lọc trồng cây dòng chảy thẳng đứng điển hình trong xử lý nƣớc thải của một hộ gia đình ................................................................................... 20 Hình 4. Sơ đồ bố trí thí nghiệm ................................................................................ 28 Hình 5. Thiết kế hệ thống dòng chảy mặt và dòng chảy ngầm ................................ 29 Hình 6. Hệ pilot 50l/ngày đêm sử dụng vật liệu và hệ thống dòng chảy mặt dòng chảy ngầm ........................................................................................................ 30 Hình 7. Kiểm tra, điều chỉnh mẫu nƣớc chế bị và lấy mẫu nƣớc đầu ra .................. 31 Hình 8. pH của nƣớc chảy qua cột vật liệu, dòng chảy mặt và dòng chảy ngầm ..... 35 Hình 9. BOD5 trong nƣớc chảy qua dòng chảy mặt và dòng chảy ngầm ................. 36 Hình 10. COD trong nƣớc chảy qua dòng chảy mặt và dòng chảy ngầm ................ 37 Hình 11. Hàm lƣợng Mn trong nƣớc chảy qua cột vật liệu, dòng chảy mặt và dòng chảy ngầm ........................................................................................................ 38 Hình 12. Hàm lƣợng Zn trong nƣớc chảy qua cột vật liệu, dòng chảy mặt và dòng chảy ngầm ........................................................................................................ 39 Hình 13. Hàm lƣợng Cd trong nƣớc chảy qua cột vật liệu, dòng chảy mặt và dòng chảy ngầm ........................................................................................................ 40 Hình 14. Hàm lƣợng Pb trong nƣớc chảy qua cột vật liệu, dòng chảy mặt và dòng chảy ngầm ........................................................................................................ 41 Hình 15. Hàm lƣợng As trong nƣớc chảy qua cột vật liệu, dòng chảy mặt và dòng chảy ngầm ........................................................................................................ 42 Hình 16. Lƣợng kim loại nặng mất đi trong dung dịch so với lƣợng kim loại nặng tích lũy trong cột vật liệu .......................................................................................... 43 Hình 17. Hàm lƣợng Mn tích lũy trong cây sậy ....................................................... 44 Hình 18. Hàm lƣợng Zn tích lũy trong cây sậy ........................................................ 45 Hình 19. Hàm lƣợng Cd tích lũy trong cây sậy ........................................................ 45 Hình 20. Hàm lƣợng Pb tích lũy trong cây sậy......................................................... 46 Hình 21. Hàm lƣợng As tích lũy trong cây sậy ........................................................ 46