ĐẶT VẤN ĐỀ Môi trƣờng sống- cái nôi của nhân loại đang ngày càng ô nhiễm trầm trọng cùng với sự phát triển của xã hội. Bảo vệ môi trƣờng là mối quan tâm không chỉ một quốc gia nào, là nghĩa vụ của toàn cầu và của Việt Nam nói riêng. Quá trình công nghiệp hóa – hiện đại hóa đất nƣớc làm cho môi trƣờng tại các khu công nghiệp và đô thị lớn bị suy giảm nghiêm trọng, là mối nguy hại cho các cơ quan quản lý nhà nƣớc cũng nhƣ toàn thế dân cƣ trong khu vực. Ô nhiễm môi trƣờng nói chung và ô nhiễm môi trƣờng nƣớc do nƣớc thải công nghiệp nói riêng là một trong những vấn đề quan trong đặt ra cho nhiều quốc gia.
Cùng với sự phát triển của công nghiệp, môi trƣờng càng ngày càng tiếp nhận nhiều các yếu tố độc hại. Riêng nguồn nƣớc thải công nghiệp mạ đã có thành phần gây ô nhiễm trầm trọng nhƣ: crom, niken, đồng, kẽm, xianua, là một trong những vấn đề đang đƣợc quan tâm của xã hội. Hiện nay, tại nhiều cơ sở mạ, vấn đề môi trƣờng không đƣợc quan tâm đúng mức, chất thải sinh ra từ các quá trình sản xuất và sinh hoạt không đƣợc sử lý trƣớc khi thải ra môi trƣờng gây ô nhiễm môi trƣờng một cách nghiêm trọng. Thành phần của nƣớc thải theo quy trình chƣa xử lý và xả thẳng ra môi trƣờng có chứa kim loại nặng, cặn, sơn, dầu nhớt,… đã và đang ảnh hƣởng đến sức khỏe con ngƣời, ảnh hƣởng ô nhiễm trực tiếp đến nƣớc mặt và nƣớc ngầm, ảnh hƣởng đến cả quá trình xử lý nƣớc thải.
Tại xã Liên Hiệp huyện Phúc Thọ thành phố Hà Nội ngƣời dân đang mở các cơ sở mạ vừa và nhỏ, hầu hết các cơ sở chƣa hệ thống xử lý nƣớc thải đạt chuẩn của ngành công nghiệp mạ. Xã có tổng số diện tích 424 ha, tổng số dân 2652 ngƣời, số hộ sản xuất mạ kẽm có 142 hộ trên tổng số 1056 hộ. Để có một cái nhìn cụ thể về các vấn đề nghiêm trọng của việc không xử lý nƣớc thải mạ trƣớc khi thải ra môi trƣờng, em xây dựng đề tài: Đánh giá mức độ ảnh hƣởng của ngành công nghiệp mạ kẽm đến môi trƣờng nƣớc ngầm tại xã Liên Hiệp huyện Phúc Thọ thành phố Hà Nội. 1 CHƢƠNG 1 TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU 1.1 Tổng quan về nƣớc ngầm Nƣớc ngầm là một dạng nƣớc dƣới đất, tích trữ trong các lớp đất đá trầm tích bở rời nhƣ cặn, sạn, cát bột kết, trong các khe nứt, hang caxtơ dƣới bề mặt trái đất, có thể khai thác cho các hoạt động sống của con ngƣời".
Theo độ sâu phân bố, có thể chia nƣớc ngầm thành nƣớc ngầm tầng mặt và nƣớc ngầm tầng sâu. Đặc điểm chung của nƣớc ngầm là khả năng di chuyển nhanh trong các lớp đất xốp, tạo thành dòng chảy ngầm theo địa hình. Nƣớc ngầm đƣợc hình thành do nƣớc trên bề mặt ngấm xuống, do không thể ngấm qua tầng đá mẹ nên trên đó nƣớc sẽ tập trung trên bề mặt, tùy từng kiến tạo địa chất mà nó hình thành nên các hình dạng khác nhau, nƣớc tập trung nhiều sẽ bắt đầu di chuyển và liên kết với các khoang, túi nƣớc khác, dần dần hình thành mạch nƣớc ngầm lớn nhỏ, tuy nhiên việc hình thành nƣớc ngầm phụ thuộc vào lƣợng nƣớc ngấm xuống và phụ thuộc vào lƣợng nƣớc mƣa và khả năng trữ nƣớc của đất. Hiện nay nƣớc ngầm đƣợc sử dụng cho khoảng 2 tỉ ngƣời trên thế giới, đƣợc coi là một trong những nguồn tài nguyên thiên nhiên dễ sử dụng nhất.
Với nƣớc ngầm, con ngƣời đã sử dụng hàng ngàn năm nay phục vụ cho nhu cầu sinh hoạt và sản xuất. Ƣớc tính, lƣợng sử dụng nƣớc ngầm trên thế giới vào khoảng 982km3 một năm. Trong đó, nƣớc ngầm cung cấp phân nửa lƣợng nƣớc uống trên toàn cầu, và chiếm giữ 38% lƣợng nƣớc tƣới tiêu. Riêng tại Việt Nam, nƣớc sử dụng cho sinh hoạt thì 70% nƣớc bề mặt và 30% nƣớc ngầm.
Đồng thời, theo thống kê của Viện Sức khỏe nghề nghiệp và môi trƣờng (Bộ Y tế) năm 2013, nƣớc ta có khoảng 17,2 triệu ngƣời (tƣơng đƣơng 21,5% dân số) đang sử dụng nguồn nƣớc sinh hoạt từ giếng khoan mà chƣa qua xử lý. Nƣớc không thể thiếu đƣợc trong đời sống con ngƣời từ sinh hoạt cá nhân cho tới hoạt động sản xuất. Nhƣng không phải nguồn nƣớc nào cũng sử dụng đƣợc, tùy theo mục đích sử dụng khác nhau mà yêu cầu hàm lƣợng các chất trong nƣớc phải khác nhau. Mặt khác, phần lớn nƣớc thải từ các nhà máy, các cơ sở xi mạ đã đổ trực tiếp vào cống thoát nƣớc chung hoặc kênh rãnh tự tạo mà không qua xử lý triệt để, đã gây ô nhiễm cục bộ trầm trọng nguồn nƣớc.
Nồng độ chất độc có hàm lƣợng các ion kim 2 loại nặng, nhƣ crôm, niken, đồng. đều cao hơn nhiều so với tiêu chuẩn cho phép; một số cơ sở mạ điện tuy có hệ thống xử lý nƣớc thải nhƣng chƣa chú trọng đầy đủ đến các thông số công nghệ của quá trình xử lý để điều chỉnh cho phù hợp khi đặc tính của nƣớc thải thay đổi. Chính điều này đã và đang gây ô nhiễm cực nghiêm trong nếu không đƣợc xử lý và khăc phục.2 Sơ lƣợc về công nghê mạ 1.1 ông nghệ mạ Công nghệ mạ là nghề tạo ra trên bề mặt kim loại hay phi kim loại một lớp kim loại khác, với mục đích để bảo vệ ăn mòn cho kim loại hoặc tạo ra các tính chất khác cho bề mặt vật mạ: bóng, sáng, cứng, từ tính, trang sức. Phƣơng pháp mạ điện đƣợc phát hiện lần đầu tiên vào năm 1800 bởi giáo sƣ Luigi Brungnatelli tạo một lớp phủ bên ngoài kim loại khác.
Tuy nhiên lúc đó ngƣời ta không quan tâm lắm đến phát hiện của Luigi Brungnatelli mà mãi sau này, đến năm 1840, khi các nhà khoa học Anh đã phát minh ra phƣơng pháp mạ với xúc tác Xyanua và lần đầu tiên phƣơng pháp mạ điện đƣợc đƣa vào sản xuất với mục đích thƣơng mại thì công nghiệp mạ chính thức phổ biến trên thế giới. Sau đó là sự phát triển của các công nghệ mạ khác nhƣ: mạ niken, mạ đồng, mạ kẽm, … Những năm 1940 của thế kỷ XX đƣợc coi là bƣớc ngoặc lớn đối với ngành mạ điện bởi sự ra đời của công nghiệp điện tử. Ngày nay, cùng với sự phát triển vƣợt bậc của ngành công nghiệp hóa chất và sự hiểu biết sâu rộng về lĩnh vực điện hóa, công nghiệp mạ điện cũng phát triển tới mức độ tinh vi. Sự phát triển của công nghệ mạ điện đóng vai trò rất quan trọng trong sự pháttriển không chỉ của ngành cơ khí chế tạo mà còn của rất nhiều ngành công nghiệp khác.
Xét riêng cho khu vực Đông Nam Á, sau chiến tranh thế giới lần thứ 2, một loạt các cơ sở mạ điện quy mô vừa và nhỏ đã phát triển mạnh mẽ và hoạt động một các độc lập. Sự phát triển lớn mạnh của những cơ sở mạ điện quy mô nhỏ này là do nhu cầu đáp ứng việc nâng cao chất lƣợng sản phẩm của ngành công nghiệp vừa và nhẹ. Tại Việt Nam, cùng với sự phát triển của ngành cơ khí, ngành công nghiệp mạ điện đƣợc hình thành từ khoảng 40 năm trƣớc và đặc biệt phát triển mạnh trong giai đoạn những năm 1970 – 1980. Các cơ sở mạ của Việt Nam hiện nay tồn tại một các độc lập hoặc đi liền với các cơ sở cơ khí, dƣới dạng công ty cổ phần, công ty tƣ nhân 3 và công ty liên doanh với nƣớc ngoài.
Các cơ sở này hầu hết có quy mô vừa và nhỏ, số ít có quy mô lớn, đƣợc tập trung ở các thành phố lớn với sản phẩm chủ yếu đƣợc mạ đồng, crom, kẽm, niken,. Ngoài ra các loại hình mạ điện đặc biệt nhƣ mạ cadimi, mạ thiếc, mạ chì, mạ sắt và mạ hợp kim cũng đƣợc phát triển để đáp ứng nhu cầu của các ngành công nghiệp hiện đại. Quá trình mạ đƣợc thực hiện ở các dây chuyền công nghệ cụ thể, phù hợp với tính chất, chức năng của lớp mạ. Trong mỗi lớp mạ có sử dụng các máy, thiết bị và hoá chất riêng thích hợp cho từng loại quy trình mạ.
Đặc điểm chung của các quy trình mạ kim loại là tiếp xúc với nhiều loại hoá chất, nhiệt độ cao, dòng điện lớn và dễ cháy nổ; trong môi trƣờng phát sinh nhiều bụi kim loại, hơi hoá chất gây ô nhiễm môi trƣờng. Lớp mạ có thể tạo ra bằng phƣơng pháp điện hoá hoặc hoá học trên nền kim loại hay phi kim loại; các lớp mạ thƣờng gặp: kẽm, thiếc, đồng, niken, crôm, vàng, hợp kim (Cu - Zn, Cu - Sn).; mỗi lớp có tính chất và phạm vi ứng dụng riêng 1.1 Hóa chất ngành mạ phổ biến hiện nay Hóa chất công nghiệp mạ có nhiều loại khác nhau từ các loại hóa chất làm phẳng bề mặt kim loại, phụ gia, khử tạp chất. + Axit Cloric – HCl Đây là loại hóa chất lỏng có màu vàng, mùi rất sốc, tan rất nhiều trong nƣớc và phát nhiệt. Trong thức tế, loại hóa chất này đƣợc dùng để rửa kim loại trƣớc khi đƣa vào hàn hoặc rửa chai lọ thủy tinh.
+ NaOH NaOH có dạng lỏng màu trắng đục, có tính tan nên dễ tan trong nƣớc, cồn và glycerin. Do hóa chất ở dạng lỏng nên rất thuận tiện trong việc vận chuyển, lƣu trữ, sử dụng cũng nhƣ dễ dàng phối trộn nhằm mang lại hiệu quả cao nhất. + Crom Loại hóa chất này rất đƣợc sử dụng phổ biến trong ngành xi mạ, có khả năng thụ động nhuộm vàng crom cho lớp mạ kẽm, mạ cadimi giúp cho bề mặt sản phẩm mạ đƣợc sáng bóng, có màu sắc bắt mắt và khả năng chống ăn mòn rất tốt. + Axit sunfuric Loại hóa chất này không màu, trong suốt và có khả năng tan đƣợc trong nƣớc.
Trong thực tế ngƣời ta dùng hóa chất này trong quá trình tẩy rỉ sét cho bề mặt kim loại đƣợc xi mạ. 4 + Hydro peroxide (H2O2) Đây là loại dung dịch trong suốt thƣờng đƣợc dùng trong tẩy trắng ngành dệt, sản xuất giấy, quá trình chế biến thực phẩm, dùng trong xử lý chất thải công nghiệp hoặc hóa chất tẩy rửa khác. + Acid Sulphuric (H2SO4) Là dung dịch trong suốt, không màu, tan trong nƣớc. Trong thực tế ngƣời ta sử dụng dùng làm phân bón, dệt may, luyện kim, giấy, thuốc nổ, rƣợu, chất tẩy sơn,… + Cautic Soda Flakes.