PHẦN MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết và mục tiêu của đề tài Trong vài thập kỷ gần đây, môi trường toàn cầu có nhiều biến đổi theo chiều hướng ngày càng xấu thêm. Hiện tượng băng tan ở hai đầu cực và trái đất nóng lên đang là vấn đề lớn được cả thế giới quan tâm. Ô nhiễm môi trường khí quyển, thủng tầng ôzôn do lượng khí thải ngày càng tăng là nguyên nhân chủ yếu gây nên hiện tượng này.
Vấn đề ô nhiễm độc tố kim loại nặng cũng như dư lượng hóa chất bảo vệ thực vật trong lương thực, thực phẩm do môi trường nước bị ô nhiễm bởi lượng chất thải công nghiệp cũng như hóa chất bảo vệ thực vật ngày càng tăng cũng đang là vấn đề được nhiều quốc gia quan tâm. Vì vậy, mục tiêu phát triển bền vững và bảo vệ môi trường trái đất trong thế kỷ 21 là mục tiêu chung của toàn nhân loại. Việt Nam cũng đang trong thời kỳ đổi mới và hội nhập; thời kỳ đẩy mạnh công nghiệp hóa - hiện đại hóa với nhịp độ ngày càng cao, nhằm đưa nước ta cơ bản thành nước công nghiệp vào năm 2020. Sự phát triển với quy mô lớn ở nhiều lĩnh vực cả về số lượng, tốc độ, chất lượng,…; đặc biệt là lĩnh vực công nghiệp đã và đang gây nên những tác động toàn diện tới môi trường.
Tình trạng ô nhiễm môi trường không khí, môi trường đất và nước đã làm suy giảm đa dạng sinh học, ảnh hưởng đến chất lượng cuộc sống. Vấn đề này đã và đang được các cấp lãnh đạo, các ngành và toàn xã hội quan tâm nghiên cứu, tìm giải pháp khắc phục. Tỉnh Phú Yên, sau hơn 10 năm thực hiện “Quy hoạch tổng thể kinh tế - xã hội thời kỳ 1996 - 2010” và “từ 2011 - 2015”, đã tạo nên bức tranh về sự thay đổi hiện trạng kinh tế theo hướng thiết lập cơ cấu công - nông - dịch vụ; đời sống vật chất và tinh thần của nhân dân không ngừng được cải thiện, ngày một tốt hơn. Vấn đề đặt ra là bên cạnh những thành tựu kinh tế - xã hội mà tỉnh Phú Yên đã đạt được, thì những hậu quả về môi trường có những ảnh hưởng đáng kể đến hệ sinh thái và sức khỏe cộng đồng.
Những nguồn thải được tạo ra trong quá trình hoạt động của các khu công nghiệp đã phát tán ra môi trường bằng nhiều con đường, gây ảnh hưởng trực tiếp đến khu vực lân cận. Vì vậy, việc nghiên cứu một số vấn đề liên 1 quan đến nguồn phát thải tại các khu công nghiệp của tỉnh Phú Yên và tìm ra nguyên nhân để tìm cách phòng ngừa và khắc phục là hết sức cần thiết và cấp bách. Để góp phần xác định và làm rõ những vấn đề đặt ra ở trên, đề tài “Nghiên cứu sự lan truyền và phạm vi ảnh hưởng của một số nguồn phát thải có khả năng gây ô nhiễm môi trường từ hoạt động của các khu công nghiệp ở tỉnh Phú Yên” đã được thực hiện. Đây là một phần trong chương trình nghiên cứu về hiện trạng môi trường của tỉnh Phú Yên.
Hy vọng kết quả của nghiên cứu này sẽ đóng góp một phần nhỏ vào việc tạo lập cơ sở dữ liệu tin cậy, giúp cho việc hoạch định các giải pháp thiết thực về kiểm tra, kiểm soát, gìn giữ và bảo vệ môi trường ở các khu công nghiệp của tỉnh nhằm đưa kinh tế - xã hội địa phương ngày càng phát triển bền vững. Mục tiêu chính của đề tài Nhằm ứng dụng các quy trình đã xây dựng để phân tích hàm lượng 4 kim loại As, Cu, Mn, Cr trong mẫu nước thải và mẫu trầm tích; đánh giá sự dịch chuyển khí CO và kim loại nặng (As, Cr, Cu, Mn) trong môi trường nước, trầm tích; ngoài ra, mô hình hóa sự lan truyền khí CO và kim loại nặng (As, Cu, Mn, Cr), dự báo diễn thế môi trường, dựa vào một số phần mềm mô phỏng: Mapinfo, Matlab. Đối tượng và Nội dung nghiên cứu a. Đối tượng Đối tượng nghiên cứu được chọn xác định hàm lượng và sự thay đổi hàm lượng của các kim loại Cu, Mn, As và Cr trong các mẫu nước và trầm tích tại một số khu công nghiệp điển hình của tỉnh Phú Yên; khí thải CO trong quá trình xử lý hạt điều, túi nilon và đúc kim loại.
Nội dung nghiên cứu Trong phạm vi của đề tài, các nội dung chủ yếu đã được tập trung nghiên cứu bao gồm: tiến hành khảo sát, điều tra tình hình hoạt động (các mặt hàng sản xuất, nguồn nguyên vật liệu đầu vào, quy mô sản xuất, tình hình sử dụng công nghệ) tại các khu công nghiệp của tỉnh Phú Yên; xây dựng quy trình và phát triển phương pháp phân tích hàm lượng 4 kim loại đã chọn; áp dụng qui trình đã xác lập để phân 2 tích các mẫu thực tế; đánh giá hiện trạng môi trường ở các khu công nghiệp của tỉnh Phú Yên; lựa chọn đối tượng nghiên cứu sự lan truyền; mô hình hóa sự lan truyền và dự báo diễn thế môi trường. Kỹ thuật phân tích kích hoạt nơtron (NAA) thực hiện tại lò phản ứng hạt nhân Đà Lạt được sử dụng như công cụ chính để định lượng hàm lượng độc tố kim loại nặng có trong các mẫu môi trường (nước, trầm tích) thu thập được. Ngoài ra, một số phương pháp phân tích khác cũng đã được sử dụng nhằm mục đích so sánh, đối chiếu kết quả hoặc thu thập nhanh dữ liệu hiện trường. Các kỹ thuật phân tích đó bao gồm: phổ hấp thụ nguyên tử (AAS), đo nhanh một vài chỉ tiêu chất lượng môi trường không khí tại hiện trường (CO).
Như vậy, có hai phần cơ bản trong phạm vi của nghiên cứu này gồm: quan trắc và thu thập dữ liệu quan trắc để làm cơ sở dữ liệu đầu vào cho việc mô hình hóa bằng các thuật toán với sự hỗ trợ của các công cụ máy tính chuyên dụng. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài 3. Ý nghĩa khoa học Ứng dụng những kỹ thuật phân tích hiện có tại Viện Nghiên cứu hạt nhân để phân tích, đánh giá hiện trạng môi trường ở các khu công nghiệp của tỉnh Phú Yên. Từ đó, làm cơ sở để tham khảo trong việc giải thích và dự báo sự phân bố hàm lượng các kim loại nặng có trong trầm tích và nước.
Ứng dụng công cụ tin học (Mapinfo, Matlab) để mô phỏng quá trình lan truyền, phân bố và phạm vi ảnh hưởng của một số dạng chất ô nhiễm đặc trưng của khu công nghiệp An Phú. Ý nghĩa thực tiễn - Đưa ra những dẫn liệu cơ bản về tình hình ô nhiễm kim loại nặng ở khu công nghiệp An Phú, tỉnh Phú Yên sau một thời gian đi vào hoạt động. - Cung cấp cơ sở khoa học về sự lan truyền chất thải vào môi trường. - Góp phần cung cấp cơ sở khoa học định hướng qui hoạch vùng xả thải an toàn.
- Góp phần vào việc quản lý nguồn thải và bảo vệ môi trường tại khu công nghiệp An Phú nói riêng và các khu công nghiệp ở tỉnh Phú Yên nói chung. 3 - Cung cấp cơ sở dữ liệu để các cấp quản lý của tỉnh Phú Yên nắm bắt được hiện trạng môi trường và sự ảnh hưởng của nguồn thải đối với các khu công nghiệp sau một thời gian đi vào hoạt động. - Các bước nghiên cứu thực hiện trong đề tài làm cơ sở để xây dựng kế hoạch điều tra đánh giá phạm vi và mức độ ảnh hưởng của các khu công nghiệp trong những năm tiếp theo. Những nghiên cứu về ô nhiễm môi trường 1.
Tình hình nghiên cứu trên thế giới [54, 55, 56, 62, 63, 70, 71, 77, 87, 88, 90, 92, 95, 99, 100, 103, 104] Trong một vài thập kỷ trở lại đây, việc nghiên cứu sự ô nhiễm, hiện tượng rửa trôi, hoặc sự phân tán vào môi trường của các dạng kim loại nặng có trong nước thải chưa qua xử lý hoặc xử lý không triệt để của các khu công nghiệp đã và đang thu hút được sự quan tâm của các nhà khoa học hàng đầu ở Việt Nam và trên thế giới. Đa phần các nghiên cứu tập trung vào việc quan trắc đánh giá hàm lượng và sự phân bố của các kim loại nặng độc đó theo lưu vực. Ngoài ra, cũng có một vài học giả tập trung nghiên cứu vào sự lan truyền, sa lắng hoặc chuyển hóa giữa các dạng tồn tại khác nhau của chất sau khi được xả thải vào môi trường. Các kết quả nghiên cứu thu được từ thực nghiệm có thể được kiểm chứng và mô phỏng lại với sự hỗ trợ của các công cụ máy tính hiện đại.
Minteq là một trong số những công cụ điển hình đó. Nhóm nghiên cứu của tác giả T.Tawfik đã sử dụng mô hình visual Minteq để ước đoán sự tồn tại thông qua việc tính toán hoạt độ của các dạng ion khác nhau của một số kim loại điển hình trong hoạt động sản xuất công nghiệp Al, Mn, Cu, Pb và Zn. Tác giả đã sử dụng mô hình này để mô hình hóa tương tác giữa các chất nhiễm bẩn trong nước với trầm tích hoặc đặc tính của lưu vực với tính chất hóa-lý của chất thải trong môi trường tồn tại; ví dụ: sự ảnh hưởng của nước ngầm đối với sự chuyển hóa và lan truyền của chất thải rắn. Thông qua mô hình này tác giả cũng đã tính toán được hoạt độ của các ion ở trạng thái cân bằng giữa các dạng hấp phụ và hòa tan và pha rắn cân bằng của chúng.
Đồng thời xem xét tương tác của kim loại với các anion chính như Cl-, SO42-, HCO3- và CO32-. Bên cạnh đó một số tác giả khác lại nghiên cứu khả năng di chuyển của các nguyên tố vết ở các đối tượng khác nhau: nhóm tác giả Apodaca L. 2000, đã nghiên cứu sự xuất hiện, sự vận chuyển và sự hiện hữu của các nguyên tố vết của lưu vực sông Blue, 5 tỉnh Summit, Colorado; nhóm tác giả Edmunds W. 1996 đã nghiên cứu sự di động của asen trong nước ngầm ở khu vực khai thác mỏ vàng Ghana: mối liên quan đến sức khoẻ con người; nhóm tác giả Feng X.; Ni J đã nghiên cứu sự di động của một vài nguyên tố vết độc hại chứa nhiều trong than ở Guizhou, Trung Quốc.
