intTypePromotion=1
zunia.vn Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z zunia.vn zunia.vn
ADSENSE
 » 
 » 

Luận văn Thạc sĩ Khoa học: Phân tích một số đặc trưng hóa học và đánh giá hiện trạng của nước dằn tàu dùng trong một số tàu chở hàng

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:89

Thêm vào BST
Báo xấu
26
lượt xem 3
download
 
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục tiêu nghiên cứu của luận văn là nghiên cứu một số đặc trưng hóa học như độ muối, các hợp chất dinh dưỡng vô cơ (Photpho, Nitơ), hàm lượng kim loại nặng của nước dằn và bùn dằn tàu trong tàu chở hàng ở cảng Hải Phòng. Mời các bạn tham khảo!

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Luận văn Thạc sĩ Khoa học: Phân tích một số đặc trưng hóa học và đánh giá hiện trạng của nước dằn tàu dùng trong một số tàu chở hàng

  1. s ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN ------------------ NGUYỄN THỊ HẠNH PHÂN TÍCH MỘT SỐ ĐẶC TRƢNG HÓA HỌC VÀ ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG CỦA NƢỚC DẰN TÀU DÙNG TRONG MỘT SỐ TÀU CHỞ HÀNG LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC Hà Nội - 2015
  2. ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN ------------------ NGUYỄN THỊ HẠNH PHÂN TÍCH MỘT SỐ ĐẶC TRƢNG HÓA HỌC VÀ ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG CỦA NƢỚC DẰN TÀU DÙNG TRONG MỘT SỐ TÀU CHỞ HÀNG Chuyên ngành: Hóa phân tích Mã số: 6044011 LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC: TS. PHẠM THỊ NGỌC MAI Hà Nội - 2015
  3. Luận văn thạc sỹ Nguyễn Thị Hạnh LỜI CẢM ƠN Lời đầu tiên, em xin bày tỏ lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc tới cô TS. Phạm Thị Ngọc Mai – Bộ môn Hóa Phân Tích – Trƣờng ĐH Khoa Học Tự Nhiên – ĐHQG Hà Nội đã giao đề tài và tận tình hƣớng dẫn về chuyên môn, phƣơng pháp nghiên cứu và tạo điều kiện giúp em hoàn thành luận văn này. Xin gửi lời trân trọng cảm ơn tới cô PGS.TS Tạ Thị Thảo cùng các thầy cô bộ môn Hóa Phân Tích – Trƣờng ĐH Khoa Học Tự Nhiên – ĐHQG Hà Nội đã tạo điều kiện giúp đỡ em trong quá trình triển khai nghiên cứu, thực hiệ đề tài. Xin gửi lời cảm ơn chân thành tới những ngƣời bạn của tôi và các sinh viên khác tại Bộ môn Hóa học phân tích và các bạn các anh chị bạn bè cùng lớp Cao học khóa 2012 -2014, đặc biệt là các bạn Hoàng Thị Tuyết Nhung (K54T), Nguyễn Thị Thơm (K57A), Lê Sĩ Hƣng (K51T) và Hoàng Thanh Thái (K53A) đã nhiệt tình giúp đỡ em trong quá trình học tập và nghiên cứu. Cuối cùng, từ sâu thẩm trái tim mình con cảm ơn gia đình, cảm ơn bố mẹ với tình yêu vô điều kiện đã luôn ở bên quan tâm và động viên, hỗ trợ trong suốt quá trình học tập và làm luận văn này. Hà Nội, ngày 08 tháng 01 năm 2015 Học viên Nguyễn Thị Hạnh
  4. Luận văn thạc sỹ Nguyễn Thị Hạnh MỤC LỤC TRANG DANH MỤC VIẾT TẮT DANH MỤC HÌNH DANH MỤC BẢNG LỜI NÓI ĐẦU .............................................................................................................. 1 CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN ........................................................................................ 3 1.1. Nƣớc dằn tàu ....................................................................................................... 3 1.2. Tình trạng hiện tại của nƣớc dằn tàu................................................................... 4 1.2.1. Trên thế giới: ................................................................................................... 4 1.2.2. Tại Việt Nam ................................................................................................... 5 1.3. Thành phần chính của nƣớc dằn tàu ................................................................... 6 1.3.1. Sinh vật ............................................................................................................ 6 1.3.2. Thành phần hóa học chung của nƣớc dằn tàu ................................................. 8 1.3.2.1. Độ muối ........................................................................................................... 8 1.3.2.2. Độ dinh dƣỡng................................................................................................. 9 1.3.2.3. Kim loại nặng ................................................................................................ 11 1.4. Xác định thành phần hóa học chung của nƣớc dằn tàu..................................... 12 1.4.1. Xác định độ muối .......................................................................................... 12 1.4.2. Xác định Photpho .......................................................................................... 13 1.4.2.1. Xác định photpho bằng phƣơng pháp khối lƣợng. ........................................ 13 1.4.2.2. Xác định photpho bằng phƣơng pháp thể tích với thuốc thử molypdat. ....... 13 1.4.2.3. Xác định photpho bằng phƣơng pháp trắc quang ......................................... 14 1.4.3. Xác định Nitơ ................................................................................................ 15 1.4.3.1. Xác định Nitrat .............................................................................................. 15 1.4.3.2. Xác định nitrit................................................................................................ 17 1.4.3.3. Xác định amoni ............................................................................................. 19 1.4.4. Xác định kim loại nặng ................................................................................. 20 1.4.4.1. Phƣơng pháp phổ phát xạ nguyên tử (AES).................................................. 20 1.4.4.2. Phƣơng pháp phổ hấp thụ nguyên tử (AAS) ................................................. 21 1.4.4.3. Phƣơng pháp phổ Plasma cảm ứng cao tần (ICP-MS).................................. 22
  5. Luận văn thạc sỹ Nguyễn Thị Hạnh CHƢƠNG 2. THỰC NGHIỆM .................................................................................. 25 2.1. Đối tƣợng nghiên cứu ....................................................................................... 25 2.2. Nội dung nghiên cứu ......................................................................................... 25 2.3. Phƣơng pháp nghiên cứu .................................................................................. 25 2.3.1. Lấy mẫu ......................................................................................................... 25 2.3.2. Phƣơng pháp phân tích .................................................................................. 26 2.3.2.1. Xác định Clorua: Phƣơng pháp Mohr ........................................................... 26 2.3.2.2. Xác định tổng photpho: Phƣơng pháp xanh Molypden ................................ 26 2.3.2.3. Xác định nitrat: Phƣơng pháp khử với Zn/CdSO4 ........................................ 27 2.3.2.4. Xác định nitrit: Phƣơng pháp trắc quang với thuốc thử Griss ...................... 27 + 2.3.2.5. Xác định amoni ( NH4 ): Phƣơng pháp trắc quang với thuốc thử Nessler .. 27 2.3.2.6. Kim loại nặng ................................................................................................ 27 2.3.3. Đánh giá chung về các phép đo..................................................................... 27 2.3.3.1. Giới hạn phát hiện, Giới hạn định lƣợng ...................................................... 27 2.3.3.2. Sai số của phép đo ......................................................................................... 28 2.4. Hóa chất và thiết bị ........................................................................................... 29 2.4.1. Thiết bị .......................................................................................................... 29 2.4.2. Dụng cụ ......................................................................................................... 30 2.4.3. Các hóa chất tiêu chuẩn................................................................................. 30 2.4.3.1. Độ muối ......................................................................................................... 30 2.4.3.2. Photpho .......................................................................................................... 30 2.4.3.3. Nitơ ................................................................................................................ 31 2.4.3.4. Kim loại nặng ................................................................................................ 33 2.5. Quy trình phân tích ........................................................................................... 33 2.5.1. Quy trình phân tích nƣớc dằn tàu .................................................................. 33 2.5.1.1. Xác định độ muối trong nƣớc dằn tàu ........................................................... 33 2.5.1.2. Xác định photpho trong nƣớc dằn tàu ........................................................... 33 2.5.1.3. Xác định nitơ trong nƣớc dằn tàu .................................................................. 34 2.5.1.4. Xác định kim loại nặng trong mẫu nƣớc dằn tàu .......................................... 34 2.5.2. Phân tích bùn dằn tàu .................................................................................... 36 2.5.2.1. Xác định photpho trong bùn dằn tàu ............................................................. 36
  6. Luận văn thạc sỹ Nguyễn Thị Hạnh 2.5.2.2. Xác định nitơ trong bùn dằn tàu .................................................................... 37 2.5.2.3. Xác định kim loại nặng trong bùn dằn tàu .................................................... 37 CHƢƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ THảO LUậN ................................................................ 39 3.1. Đánh giá chung về quy trình phân tích ............................................................. 39 3.1.1. Xác định Photpho .......................................................................................... 39 3.1.2. Xác định Nitrat .............................................................................................. 40 3.1.3. Xác đinh Nitrit ............................................................................................... 42 3.1.4. Xác đinh Amoni ............................................................................................ 44 3.1.5. Xác định kim loại bằng phƣơng pháp ICP – MS kết hợp chiết pha rắn (SPE) ……………………………………………………………………………………….4 5 3.1.5.1. Xây dựng đƣờng chuẩn xác định các kim loại .............................................. 45 3.1.5.2. Ảnh hƣởng của pH đến độ thu hồi của các kim loại ..................................... 47 3.1.5.3. Ảnh hƣởng của tốc độ nạp mẫu đến độ thu hồi của các kim loại ................. 48 3.1.5.4. Ảnh hƣởng của dung môi rửa giải đến độ thu hồi của các kim loại ............. 49 3.1.5.5. Ảnh hƣởng của nồng độ axit rửa giải đến độ thu hồi của kim loại ............... 50 3.1.5.6. Ảnh hƣởng của thể tích axit rửa giải đến hiệu suất thu hồi của kim loại...... 51 3.1.5.7. Đánh giá độ chính xác của phƣơng pháp phân tích ...................................... 52 3.1.6. Xác định kim loại trong mẫu bùn dằn tàu ..................................................... 54 3.2. Phân tích mẫu thực ............................................................................................ 55 3.2.1. Phân tích mẫu nƣớc dằn tàu .......................................................................... 55 3.2.1.1. Xác định độ muối trong mẫu nƣớc dằn tàu ................................................... 55 3.2.1.2. Xác định Photpho trong mẫu nƣớc dằn tàu ................................................... 56 3.2.1.3. Xác định Nitrit trong mẫu nƣớc dằn tàu ....................................................... 57 3.2.1.4. Xác định Nitrat trong mẫu nƣớc dằn tàu ....................................................... 57 3.2.1.5. Xác định Amoni trong mẫu nƣớc dằn tàu ..................................................... 59 3.2.1.6. Xác định Kim loại trong mẫu nƣớc dằn tàu .................................................. 60 3.2.2. Phân tích mẫu bùn dằn tàu ............................................................................ 61 3.2.2.1. Xác định Photpho trong mẫu bùn dằn tàu ..................................................... 61 3.2.2.2. Xác định Nitơ tổng trong mẫu bùn dằn tàu ................................................... 62 3.2.2.3. Xác định kim loại trong mẫu bùn dằn tàu ..................................................... 66
  7. Luận văn thạc sỹ Nguyễn Thị Hạnh KẾT LUẬN ................................................................................................................. 69 TÀI LIỆU THAM KHẢO........................................................................................... 71
  8. Luận văn thạc sỹ Nguyễn Thị Hạnh DANH MỤC VIẾT TẮT Chữ viết tắt Tiếng Anh Tiếng Việt IMO International Maritime Organisation Tổ chức hàng hải quốc tế UNDP United Nations Development Chƣơng trình phát triển của liên hợp Programme quốc PSU Practical Salinity Unit Đơn vị độ mặn thực tế LOD Limit of detection Giới hạn pháp hiện LOQ Limit of quantitation Giới hạn định lƣợng FAAS Flame atomic absorption spectrometry Quang phổ hấp phụ nguyên tử ngọn lửa ICP-AES Inductively Coupled Plasma Atomic Quang phổ phát xạ plasma cảm ứng Emission Spectrometry GFAAS Graphite Furnace Atomic Absorption Quang phổ hấp phụ nguyên tử Spectrometry không ngọn lửa ICP - MS Inductively coupled plasma – mass Phƣơng pháp phân tích phổ khối spectrometry nguyên tử SPE Solid phase extraction Chiết pha rắn
  9. Luận văn thạc sỹ Nguyễn Thị Hạnh DANH MỤC HÌNH TRANG Hình 1.1: Mặt cắt ngang của khoang chở hàng............................................................. 3 Hình 1.2: Hoạt động bơm và xả nƣớc dằn của tàu thuyền ............................................ 4 Hình 1.3: Mô hình đời sống và khả năng đƣợc vận chuyển qua nƣớc dằn tàu của con trai – A, và tôm Panda – B. ........................................................................................... 7 Hình 1.4: Ô nhiễm dầu và hệ sinh thái biển .................................................................. 8 Hình 3.1: Đƣờng chuẩn xác định Photpho .................................................................. 39 Hình 3.2: Đƣờng chuẩn xác định Nitrat ...................................................................... 41 Hình 3.3: Đƣờng chuẩn xác định Nitrit ...................................................................... 43 Hình 3.4: Đƣờng chuẩn xác định Amoni .................................................................... 44 Hình 3.5: Ảnh hƣởng của pH đến độ thu hồi của các kim loại ................................... 47 Hình 3.6: Ảnh hƣởng của tốc độ nạp mẫu đến độ thu hồi của các kim loại ............... 49 Hình 3.7: Ảnh hƣởng của nồng độ axit rửa giải đến độ thu hồi của các kim loại ...... 51 Hình 3.8: Ảnh hƣởng của thể tích axit rửa giải đến hiệu suất thu hồi của các kim loại52 Hình 3.9: Độ muối của các mẫu nƣớc dằn tàu ............................................................ 55 Hình 3.10: Tổng nồng độ Photpho trong mẫu nƣớc dằn tàu ....................................... 56 Hình 3.11: Nồng độ N- NO2- trong các mẫu nƣớc dằn tàu ......................................... 57 Hình 3.12: Biểu diễn nồng độ của N- NO3- trong các mẫu nƣớc dằn tàu ................... 58 Hình 3.13: Biểu diễn nồng độ của N- NH4+ trong các mẫu nƣớc dằn tàu................... 59 Hình 3.14: Tổng P trong các mẫu bùn dằn tàu............................................................ 62 Hình 3.15: Tổng hàm lƣợng N vcht trong mẫu bùn dằn tàu ....................................... 65 Hình 3.16: Biểu diễn dạng tồn tại của N vcht trong mẫu bùn ở các dạng khác nhau . 66
  10. Luận văn thạc sỹ Nguyễn Thị Hạnh DANH MỤC BẢNG TRANG Bảng 1.1: Thành phần chủ yếu của nƣớc biển ........................................................... 8 Bảng 1.2: Nguyên tắc của ba phƣơng pháp chuẩn độ các halogen ........................... 13 Bảng 2.1: Danh sách các tàu lấy mẫu ....................................................................... 26 Bảng 2.2: Mối quan hệ giữa nồng độ chất phân tích và giá trị CV(%) chấp nhận đƣợc theo ISO ........................................................................................................... 29 Bảng 2.3: Các điều kiện và thông số tối ƣu xác định kim loại bằng máy ICP – MS 36 Bảng 2.4: Các đông vị kim loại đo trong phép đo ICP - MS……………………….36 Bảng 3.1: Kết quả đƣờng chuẩn photpho .................................................................. 39 Bảng 3.2: Độ chính xác và sai số tƣơng đối tại những nồng độ khác nhau của photpho ...................................................................................................................... 40 Bảng 3.3: Kết quả đƣờng chuẩn Nitrat ..................................................................... 41 Bảng 3.4: Độ chính xác và sai số tƣơng đối tại các nồng độ khác nhau của Nitrat .. 42 Bảng 3.5: Kết quả xác định đƣờng chuẩn Nitrit ....................................................... 42 Bảng 3.6: Độ chính xác và sai số tƣơng đối tại các nồng độ khác nhau của Nitrit .. 43 Bảng 3.7: Các bƣớc thiết lập mẫu chuẩn để phân tích NH4+ bằng phƣơng pháp Nessler ....................................................................................................................... 44 Bảng 3.8: Độ chính xác và Sai số tƣơng đối tại các nồng độ khác nhau của Amoni 45 Bảng 3.9: Kết quả đƣờng chuẩn của các kim loại..................................................... 46 Bảng 3.10: Phƣơng trình đƣờng chuẩn của các kim loại đo ICP - MS ..................... 46 Bảng 3.11: Giá trị LOD, LOQ của các kim loại ....................................................... 46 Bảng 3.12: Ảnh hƣởng của pH đến độ thu hồi của các kim loại .............................. 47 Bảng 3.13: Ảnh hƣởng của tốc độ nạp mẫu đến độ thu hồi của các kim loại........... 48 Bảng 3.14: Ảnh hƣởng của dung môi rửa giải đến độ thu hồi của các kim loại ....... 50 Bảng 3.15: Ảnh hƣởng của thể tích axit rửa giải đến độ thu hồi của kim loại ......... 51 Bảng 3.16: Độ lặp lại của phép đo ICP – MS kết hợp chiết pha rắn ........................ 53 Bảng 3.17: Hiệu suất thu hồi của các kim loại bằng phuơng pháp ICP – MS kết hợp chiết pha rắn loại bỏ nền muối .................................................................................. 53 Bảng 3.18: Hiệu suất thu hồi của phƣơng pháp ........................................................ 54
  11. Luận văn thạc sỹ Nguyễn Thị Hạnh Bảng 3.19: Độ muối của mẫu nƣớc dằn tàu. ............................................................. 55 Bảng 3.20: Tổng nồng độ Photpho trong các mẫu nƣớc dằn tàu .............................. 56 Bảng 3.21: Nồng độ Nitrit trong mẫu nƣớc đăn tàu ................................................. 57 Bảng 3.22: Nồng độ Nitrat trong mẫu nƣớc dằn tàu ................................................. 58 Bảng 3.23: Nồng độ Amoni trong mẫu nƣớc dằn tàu ............................................... 59 Bảng 3.24: Nồng độ của các ion kim loại trong các mẫu nƣớc dằn tàu ................... 60 Bảng 3.25: Tổng hàm lƣợng photpho trong mẫu bùn. .............................................. 62 Bảng 3.26: Hàm lƣợng nitrit trong các mẫu bùn ...................................................... 63 Bảng 3.27: Hàm lƣợng Nitrat trong các mẫu bùn ..................................................... 63 Bảng 3.28: Hàm lƣợng Amoni trong các mẫu bùn dằn tàu ...................................... 64 Bảng 3.29: Tổng hàm lƣợng N vcht trong các mẫu bùn ........................................... 64 Bảng 3.30: Hàm lƣợng kim loại nặng trong mẫu bùn dằn tàu bởi ICP - MS ........... 67 Bảng 3.31: So sánh hàm lƣợng của kim loại năng ở mức trung bình, lớn và nhỏ trong luận văn và báo cáo về bùn dằn tàu của Scostland .......................................... 67
  12. Luận văn thạc sỹ Nguyễn Thị Hạnh LỜI NÓI ĐẦU Nƣớc dằn tàu (Ballast water) là yếu tố tuyệt đối quan trọng đối với sự vận hành an toàn của con tàu trong các chuyến đi dài qua biển và đại dƣơng. Nó giúp cho các con tàu có sự cân bằng ổn định khi hoạt động ở chế độ không có hàng hoặc ít hàng. Tuy nhiên, nƣớc dằn tàu lại cũng có thể là mối đe doạ vô cùng lớn đối với hệ sinh thái và môi trƣờng biển, dẫn đến hậu quả to lớn cho sức khoẻ con ngƣời cũng nhƣ nền kinh tế thế giới. Các sinh vật sống sót sau hành trình của tàu sẽ đƣợc xả ra ngoài môi trƣờng mới theo nƣớc dằn tàu. Các nghiên cứu cho thấy loài tảo độc đƣợc tìm thấy trong nƣớc dằn tàu ở các nƣớc xung quanh khu vực biển Thái Bình Dƣơng có thể phát triển vƣợt mức, kìm hãm sự phát triển của những loài khác. Sự phát triển này sẽ gây ra hiện tƣợng thay đổi màu sắc nƣớc biển đƣợc biết nhƣ hiện tƣợng thủy triều đỏ. Hiện tƣợng thủy triều đỏ sẽ giết chết các loài cá, tạo ra chất độc tích lũy trong các loài ốc mà khi con ngƣời ăn vào sẽ ảnh hƣởng đến sức khỏe, thậm chí có thể gây tử vong. Ngoài ra, không chỉ có sinh vật mà các thành phần hóa học nhƣ chất dinh dƣỡng, độ muối và kim loại nặng trong nƣớc dằn tàu có thể là là nguyên nhân gây ra vấn đề ô nhiễm nghiêm trọng cho môi trƣờng biển [17]. Canada và Australia là những quốc gia đầu tiên quan tâm đến mối đe dọa từ sự vận chuyển nƣớc dằn tàu có chứa các sinh vật thuỷ sinh nguy hiểm và đã nêu ra vấn đề này tại Ủy ban Bảo vệ Môi trƣờng của Tổ chức hàng hải quốc tế (MEPC) (IMO) vào cuối năm 1980. Các thành viên IMO đã xây dựng "Hƣớng dẫn kiểm soát và quản lý nƣớc dằn tàu nhằm giảm tối thiểu khả năng di chuyển của các sinh vật biển có hại và mầm bệnh" và đƣợc thông qua năm 1997. Công ƣớc quốc tế về kiểm soát và quản lý của nƣớc dằn tàu và trầm tích đã đƣợc thông qua vào tháng 2 năm 2004 bởi IMO. [17, 20] Hiện nay ở Việt Nam, cùng với sự phát triển rất nhanh của các phƣơng tiện vận tải biển trong những năm qua (Việt Nam hiện nay có trên 1.600 tàu biển, trọng tải 6,2 triệu tấn, đứng thứ 31 trên thế giới) vấn đề ô nhiễm môi trƣờng nói chung và ô nhiễm môi trƣờng biển nói riêng đang là vấn đề nghiêm trọng nhận đƣợc nhiều sự quan tâm của xã hội. Các nguồn gây ô nhiễm biển chủ yếu phát sinh từ các hoạt động hàng hải, thủy sản, du lịch, dầu khí và các hoạt động thƣơng mại khác liên quan đến việc sử 1
  13. Luận văn thạc sỹ Nguyễn Thị Hạnh dụng tài nguyên biển hiện nay rất đa dạng và phức tạp. Trên thực tế có một nguồn gây ô nhiễm ít đƣợc biết tới nhƣng lại là nguồn gây ô nhiễm khá nghiêm trọng chính là nƣớc dằn thải ra từ các con tàu. Trong nghiên cứu của mình tác giả Nguyễn Việt Quốc đã phát hiện ra sự có mặt của các sinh vật lạ tại các cảng và hệ thống sông Sài Gòn, nhƣ Amphiascus sp., Bestiolina sp., Harpacticus-sp., Jalysus sp., Hemicyclops sp., Kelleria spd., … Các phiêu sinh vật ngoại lai này ngoài tác động ảnh hƣởng đến lƣới thức ăn khu vực còn có thể gây hại cho nhiều thủy sinh vật khác[20]. Trên thực tế, mặc dù Việt Nam đã là thành viên của IMO vào năm 1993 và ngành công nghiệp đóng tàu biển cũng đã chú ý đến việc lắp đặt hệ thống xử lý nƣớc dằn, nhƣng vẫn chƣa mang lại hiệu quả cao. Chúng ta chƣa có bộ phận nghiên cứu và phát triển (R&D) nào liên quan đến nƣớc dằn tàu nhƣ những quốc gia tiên tiến trên thế giới, trong khi lƣu lƣợng hàng hóa lƣu thông trên các cảng ngày càng tăng. Hơn nữa nƣớc ta có đƣờng bờ biển khá dài vì vậy vấn đề bảo vệ môi trƣờng biển càng trở nên cấp thiết. Vì những lý do trên, trong luận văn này, chúng tôi chọn đề tài “ Phân tích một số đặc trƣng hóa học và đánh giá hiện trạng của nƣớc dằn tàu dùng trong mô ̣t số tàu chở hàng . ” và chọn nƣớc dằn và bùn dằn tàu là đối tƣợng nghiên cứu của chúng tôi. Chúng tôi tập trung vào việc nghiên cứu một số đặc trƣng hóa học nhƣ độ muối, các hợp chất dinh dƣỡng vô cơ (Photpho, Nitơ), hàm lƣợng kim loại nặng của nƣớc dằn và bùn dằn tàu trong tàu chở hàng ở cảng Hải Phòng. 2
  14. Luận văn thạc sỹ Nguyễn Thị Hạnh CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN 1.1. Nƣớc dằn tàu Vật dằn đƣợc định nghĩa là bất kỳ chất lỏng hoặc rắn nào đƣợc mang trên tàu để điều chỉnh sự ổn định hoặc để duy trì sự cân bằng trong giới hạn chấp nhận đƣợc. Trƣớc những năm 1880 tàu thuyền đã sử dụng các vật cứng nhƣ đá, cát, kim loại để dằn tàu, nhƣng việc sử dụng các vật thể cứng đó thật sự không thuận tiện. Gần đây, khi công nghệ và kỹ thuật phát triển với sự ra đời của tàu vỏ thép và công nghệ bơm, nƣớc đã đƣợc đƣa vào thay cho các vật thể rắn trên để dằn tàu. Sử dụng nƣớc có ƣu điểm là dễ dàng bơm vào và ra khỏi các két nƣớc dằn mà không đòi hỏi nhiều nhân lực. Nƣớc dằn tàu đặc biệt quan trọng ở những tàu mang ít hoặc không mang hàng hóa. Khi tàu đầy hàng, sự ổn định của tàu chủ yếu đƣợc thực hiện bởi hàng hóa. Nhƣng khi tàu không có hàng hoặc ít hàng, sức nổi của hàng hóa sẽ làm tăng sự bất ổn định của tàu. Thực chất, bơm nƣớc dằn tàu là hình thức đƣa thêm trọng lƣợng vào phần thấp hơn của tàu, làm tăng trạng thái ổn định bằng cách kéo trọng lực trung tâm xuống thấp hơn trung tâm của sức nổi. Nƣớc dằn tàu đƣợc sử dụng để đảm bảo sự ngăn nắp, tính tiện dụng và ổn định của tàu trong suốt quá trình bốc dỡ hàng hóa ở cảng và ở biển; bao gồm việc giữ tàu đủ sâu trong nƣớc để đảm bảo hiệu quả và hoạt động cánh quạt bánh lái và để tránh mũi nổi lên từ nƣớc, đặc biệt là ở các vùng biển nặng.[ 17, 20, 42, 55] Hình 1.1: Mặt cắt ngang của khoang chở hàng. 3
  15. Luận văn thạc sỹ Nguyễn Thị Hạnh Nƣớc dằn tàu còn có vai trò bù đắp cho phần nhiên liệu tiêu hao trong quá trình vận chuyển của tàu. Tàu Viễn Dƣơng sử dụng nƣớc dằn tàu để duy trì trạng thái ổn định, cân bằng, độ bền cấu trúc của tàu. Thông thƣờng, các tàu sẽ bơm nƣớc dằn tàu vào ba khoang chứa khi dỡ hàng hóa tại cảng và bơm ra khi chất hàng hóa tại một cảng khác. Ngoài ra, các tàu này bơm nƣớc dằn tàu vào để gia tăng trọng lƣợng khi đi băng qua các cầu và bơm nƣớc dằn tàu ra ngoài nhằm giảm trọng lƣợng khi đi vào những sông cạn, hoặc vào những kênh.[17, 54, 56] Hình 1.2: Hoạt động bơm và xả nước dằn của tàu thuyền Nguồn: CSIRO Australia, 2008 Thông thƣờng nƣớc dằn tàu chảy vào trong hệ thống đƣờng ống, vào khoang hàng thông qua một van gọi là “van thông biển” [17]. Khi các tàu bơm nƣớc ra tất cả các nƣớc dằn sẽ theo ra, tuy nhiên vẫn còn một phần đáng kể nƣớc thƣờng chứa nồng độ rất cao các chất bùn vẫn lắng trong các khoang chứa. Phần nƣớc này gọi là nƣớc dằn tàu không thể bơm ra hay còn gọi là bùn lắng.[20] 1.2. Kiểm soát và quản lý nƣớc dằn tàu 1.2.1. Trên thế giới: Trải qua nhiều thiên niên kỷ, các loài thuỷ sinh đƣợc phân tán ra toàn bộ các biển và đại dƣơng dựa theo dòng chảy hoặc bám dính vào các vật trôi nổi trên biển. Tuy nhiên, do các rào cản tự nhiên nhƣ nhiệt độ, độ ẩm, đất liền ngăn cản quá trình phân tán của các loài thuỷ sinh nên chúng ta đã có đƣợc một hệ sinh thái đa dạng, đặc 4
  16. Luận văn thạc sỹ Nguyễn Thị Hạnh thù tại mỗi vùng. Sau này, việc sử dụng nƣớc biển để làm nƣớc dằn tàu, việc đóng đƣợc những con tàu lớn hơn, chạy nhanh hơn để có thể đến bất kỳ nơi nào trên thế giới chỉ trong khoảng thời gian ngắn đã góp phần vào việc phá huỷ các rào cản tự nhiên, giúp các sinh vật có thể vƣợt qua đƣợc các rào cản đó để di chuyển sang môi trƣờng mới thông qua nƣớc dằn tàu. Khi gặp yếu tố thuận lợi, các sinh vật sống sót sau quá trình trên có thể tái tạo và phát triển một quần thể mới trong môi trƣờng mới và đôi khi gây hại cho hệ sinh thái sở tại. Ngƣời ta còn e ngại rằng một số bệnh truyền nhiễm nhƣ dịch tả cũng có thể đƣợc vận chuyển qua đƣờng nƣớc dằn tàu. Có nhiều minh chứng về việc nhiều loại sinh vật lạ có thể gây ảnh hƣởng đến hệ sinh thái, kinh tế, và sức khoẻ của con ngƣời khi đƣợc đƣa đến môi trƣờng có con ngƣời sinh sống. Phản ứng lại mối đe doạ từ các loài thuỷ sinh xâm nhập, Hội nghị của Liên Hiệp Quốc về môi trƣờng và phát triển trong chƣơng trình làm việc tại Rio de Janeiro năm 1992 đã kêu gọi IMO và các hội đồng quốc tế khác tập trung vào vấn đề vận chuyển nƣớc dằn tàu chứa các sinh vật thuỷ sinh nguy hiểm. Hội nghị cấp cao về phát triển bền vững (WSSD) tổ chức tại Johannesburg từ ngày 26/8 đến 4/9 năm 2002 đã tái khẳng định lại chƣơng trình làm việc và trong kế hoạch thực thi của WSSD đã kêu gọi đẩy nhanh việc phát triển các biện pháp nhằm ngăn chặn các loài thuỷ sinh xâm nhập qua nƣớc dằn tàu và thúc đẩy IMO hoàn thành "Công ƣớc về nƣớc dằn tàu của IMO". Các nƣớc thành viên của IMO đã xây dựng hƣớng dẫn kiểm soát và quản lý nƣớc dằn tàu nhằm giảm thiểu việc chuyển các sinh vật thủy sinh có hại và mầm bệnh. IMO đã tích cực thực hiện các biện pháp quy định để giảm thiểu sự thay đổi loài bằng cách áp dụng Công ƣớc quốc tế về kiểm soát và quản lý của nƣớc dằn tàu và trầm tích trong năm 2004, Công ƣớc này sẽ có hiệu lực sau 12 tháng. Tính đến tháng 8/2012, Công ƣớc về kiểm soát và quản lý nƣớc dằn tàu (Ballast Water Management - BWM) đã đƣợc 35 quốc gia phê chuẩn với đội tàu tổng cộng chiếm 27,95% tổng dung tích đội tàu thƣơng mại thế giới. [17, 20] 1.2.2. Tại Việt Nam Thông tin từ Văn phòng IMO tại Việt Nam, trên 80% lƣợng hàng hóa thƣơng mại vận chuyển đến các quốc gia đều do ngành Vận tải biển đảm nhận. Với cƣờng độ hoạt động nhƣ vậy, vận tải biển làm phát sinh nhiều vấn đề ảnh hƣởng đến môi 5
  17. Luận văn thạc sỹ Nguyễn Thị Hạnh trƣờng, gây ô nhiễm cục bộ. Một trong những vấn đề quan trọng và chủ yếu nhất gây tác động đến hệ sinh thái, đời sống sinh vật bản địa, nền kinh tế là nƣớc dằn tàu đi theo tàu vào cảng khi tàu nhập cảnh vào quốc gia nào đó. Theo thống kê của IMO thì hàng năm các tàu biển nạp vào và thải ra lƣợng nƣớc dằn tàu khoảng 10 tỷ tấn. Trong số đó, lƣợng nƣớc đƣợc xử lý làm sạch chỉ khoảng 60% (chủ yếu các nƣớc tiên tiến), còn lại không đƣợc xử lý nhƣng lại xả ra biển. Theo ƣớc tính của IMO, trong quá trình thải, nạp nƣớc dằn các thành phần hóa học của nƣớc biển và hơn 3.000 loài sinh vật khác nhau đƣợc vận chuyển từ vùng biển này sang vùng biển khác trên thế giới và theo đó là những vi trùng, vi khuẩn, nhuyễn thể nhỏ, bào xác, ấu trùng theo tàu vào các nƣớc đang phát triển hoặc kém phát triển, và Việt Nam ta cũng nằm trong nhóm các nƣớc này. Trong khi đó, hệ thống quản lý nƣớc dằn tàu của ta còn rất hạn chế, chƣa có những quy định nghiêm ngặt cho vấn đề xử lý cũng nhƣ xả nƣớc dằn tàu. Đến ngày 4 tháng 11 năm 2009 tại Việt Nam đã áp dụng BWM năm 2004.[ 20] Tính đến thời điểm hiện nay, Việt Nam cũng quan tâm nhiều hơn đến việc quản lý và xử lý nƣớc dằn tàu trƣớc khi thải ra ngoài môi trƣờng. Đã có một vài công trình nghiên cứu về nƣớc dằn tàu nhƣng chủ yếu là ở lĩnh vực sinh học nhƣ công trình nghiên cứu khảo sát thành phần loài phiêu sinh động vật ngoại lai trong nƣớc dằn tàu tại các cảng thuộc thành phố Hồ Chí Minh của tác giả Nguyễn Việt Quốc trên 200 mẫu nƣớc dằn tàu (từ 2008- 2009)[20] hay nghiên cứu khảo sát tình hình quản lý nƣớc dằn tàu tại hệ thống cảng Thành phố Hồ Chí Minh của tác giả Trần Thị Ngọc Tuyền (2010) [17]. 1.3. Thành phần chính của nƣớc dằn tàu 1.3.1. Sinh vật IMO ƣớc tính rằng 10 tỷ tấn nƣớc đƣợc di chuyển trên toàn thế giới mỗi năm. Ƣớc tính có khoảng 7.000 đến 10.000 loài sinh vật đƣợc mang trong những khoang chứa nƣớc dằn tàu trên toàn thế giới mỗi ngày[20]. Chúng là các vi khuẩn, vi sinh vật, động vật không xƣơng cỡ nhỏ, trứng, nang bào tử và ấu trùng của nhiều loài khác nhau. Vấn đề trở nên phức tạp bởi thực tế là hầu nhƣ tất cả những loài sinh vật biển đều có vòng đời bao gồm một giai đoạn phù du hoặc trải qua nhiều giai đoạn. Nhƣng loài này khi trƣởng thành có thể sống gắn chặt với đáy biển, và cũng không thể chui qua cửa hút của bơm nƣớc dằn tàu. Thế nhƣng, ở giai đoạn phù du, chúng vẫn có khả 6
  18. Luận văn thạc sỹ Nguyễn Thị Hạnh năng di chuyển xa nhở chui vào đƣợc két nƣớc dằn của tàu và đƣợc mang đi khắp nơi trên thế giới. Danh sách các loài gây hại xuất hiện trên các vùng nƣớc mà trƣớc đây chúng không hề có mặt tại đó đang ngày càng dài ra. Hàng trăm ví dụ về ảnh hƣởng nghiêm trọng và to lớn của chúng đối với hệ sinh thái, sức khoẻ con ngƣời trên toàn cầu và nên kinh tế thế giới đã đƣợc nêu ra. [20, 42] Ở Mỹ, loài Dreissena Polymorpha đã xâm nhập 40% vùng nội thuỷ của Mỹ, gây ảnh hƣởng đến hệ sinh thái của vùng nội thuỷ của Mỹ. Từ năm 1989 đến năm 2000, ngƣời Mỹ đã tiêu tốn khoảng 1 tỷ USD để khắc phục việc này.[20] Ở Úc, loài tảo bẹ châu Á (trƣớc đây chỉ có ở châu Á) Undaria Pinnatifida đã nhanh chóng chiếm vùng nƣớc mới và thay thế gần nhƣ toàn bộ quần thế sinh vật sống tại đáy biển. Ở Biển Đen, các giống sứa Bắc Mỹ Mnemiopsis di cƣ theo nƣớc dằn tàu đến Biển Đen, có lúc đã đạt đến mật độ 1kg/m2. Chúng đã làm suy kiệt các loài sinh vật phù du tại Biển Đen đến mức huỷ hoại toàn bộ ngành thuỷ sản Biển Đen. Ở một số nƣớc khác, các loài tảo nhỏ, tảo lạ, thuỷ triều đỏ (các loài trùng roi độc hại) đã xâm nhập vào cơ thể các loài động vật nuôi có vỏ cứng (sò). Khi ăn phải gây tê liệt, thậm chí gây tử vong. [20, 47, 55] A B Hình 1.3: Mô hình đời sống và khả năng được vận chuyển qua nước dằn tàu của con trai – A, và tôm Panda – B. Những loài sinh vật biển xâm lƣợc là một trong bốn mối đê dọa lớn nhất đối với đại dƣơng toàn cầu. Không giống nhƣ những hình thức của ô nhiễm môi trƣờng biển, 7
  19. Luận văn thạc sỹ Nguyễn Thị Hạnh nhƣ tràn dầu, những nơi này có thể đƣợc dọn sạch trở lại, tác động của những loài sinh vật biển xâm chiếm hầu nhƣ không phục hồi đƣợc. [20] Hình 1.4: Ô nhiễm dầu và hệ sinh thái biển 1.3.2. Thành phần hóa học chung của nƣớc dằn tàu 1.3.2.1. Độ muối Độ muối của nƣớc biển là đại lƣợng đặc trƣng định lƣợng cho lƣợng các chất khoáng rắn hoà tan (các muối) trong nƣớc biển. Bảng 1.1: Thành phần chủ yếu của nước biển (theo Bruevích) [7] Mặc dù độ muối nƣớc biển có thể biến đổi trong những giới hạn khá rộng, nhƣng tỉ lệ khối lƣợng giữa các thành phần chính của nó hầu nhƣ không đổi ở mọi 8
  20. Luận văn thạc sỹ Nguyễn Thị Hạnh vùng biển trên thế giới, trừ các vùng cửa sông, đầm phá, vùng vịnh kín và các biển kém trao đổi nƣớc với đại dƣơng [6]. Từ quy luật này có thể dễ dàng suy ra rằng để xác định độ muối nƣớc biển (đƣợc coi tƣơng đƣơng với tổng nồng độ 11 thành phần chính), chỉ cần xác định chính xác hàm lƣợng một thành phần chính nào đó, rồi bằng các tính toán đơn giản theo mối quan hệ đã biết sẽ xác định đƣợc giá trị độ muối. Do ion Clorua có mặt trong nƣớc biển với nồng độ lớn nhất và có thể xác định một cách nhanh chóng và chính xác bằng các phƣơng pháp hoá học đơn giản, có thể xác định độ muối thông qua hàm lƣợng clorua nhƣ sau: Độ muối nƣớc biển là trọng lƣợng cặn khô tính bằng gam (cân trong chân không) của một kilogam nƣớc biển, với điều kiện tất cả các halogen trong đó đƣợc thay thế bằng lƣợng Clo tƣơng đƣơng, những muối cacbonat đƣợc thay bằng oxit và các chất hữu cơ bị phân huỷ.[6] Độ muối đƣợc đo bằng đơn vị PSU (đơn vị độ muối thực tế), là một đơn vị căn cứ vào tính chất của nƣớc biển. Nó tƣơng đƣơng với phần nghìn (%o) hoặc g/kg. Độ muối trung bình trong các đại dƣơng trên toàn cầu là 35,5 PSU, thay đổi từ dƣới 15 PSU ở cửa sông đến hơn 40 PSU trong Biển Chết.[58] 1.3.2.2. Độ dinh dưỡng Nghiên cứu các hợp chất dinh dƣỡng vô cơ trong nƣớc biển rất có ý nghĩa đối với các nghiên cứu hoá học biển, sinh học biển và môi trƣờng. Các nghiên cứu về quá trình sản xuất sơ cấp trong biển đã chỉ ra rằng, nhu cầu sử dụng Cacbon, Silic, Nitơ và Photpho vô cơ trong quang hợp của thực vật nổi (Phytoplankton) có tỷ lệ (tính theo khối lƣợng) là C:Si:N:P = 42:28:7:1, lớn hơn nhiều so với tỷ lệ tồn tại tự nhiên của chúng trong nƣớc biển. Chính vì vậy, ba nguyên tố P, N, Si, nhất là P và N đƣợc coi là chỉ tiêu giới hạn quang hợp trong biển. Việc sử dụng các chất dinh dƣỡng vô cơ trong quang hợp của thực vật biển để tạo nên sản phẩm sơ cấp là khâu quan trọng bậc nhất trong chu trình chuyển hoá vật chất và năng lƣợng trong hệ sinh thái biển.[7] Photpho Photpho (P) là một yếu tố thiết yếu đối với sự sống. Sinh vật sống bao gồm cả con ngƣời sở hữu một lƣợng nhỏ và yếu tố này rất quan trọng trong quá trình sản sinh năng lƣợng cho tế bào[7]. Trong nƣớc biển Photpho có 4 dạng tồn tại là Photpho hữu cơ lơ lửng (Phcll), Photpho hữu cơ hoà tan (Phcht), Photpho vô cơ lơ lửng (Pvcll) và 9
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

TL.01: Bộ Tiểu Luận Triết Học
207 tài liệu
1474 lượt tải
THÔNG TIN
TRỢ GIÚP
HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG
Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2022-2032 TaiLieu.VN. All rights reserved.

 

Đồng bộ tài khoản
2=>2