Luận án tiến sĩ: Nghiên cứu sự lan truyền ô nhiễm môi trường từ khu công nghiệp ở Phú Yên

Luận án tiến sĩ môi trường nghiên cứu hoá phân tích nghiên cứu sự lan truyền và phạm vi ảnh hưởng của một số nguồn phát thải có khả năng, phân tích chuyên sâu, xây dựng mô hình lý

• Tác giả: Trương Minh Trí
• Người hướng dẫn: PGS. Nguyễn Ngọc Tuấn
• Trường học: Viện Năng Lượng Nguyên Tử Việt Nam
• Chuyên ngành: Môi Trường
• Đề tài: Nghiên Cứu Ô Nhiễm Môi Trường Từ Nguồn Phát Thải Khu Công Nghiệp Tại Phú Yên
• Loại tài liệu: Luận Án Tiến Sỹ
• Năm xuất bản: 2014
• Địa điểm: Đà Lạt

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM ĐOAN
• DANH MỤC HÌNH
• DANH MỤC BẢNG
• DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT VÀ KÝ HIỆU
• PHẦN MỞ ĐẦU
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
• 1.1. Những nghiên cứu về ô nhiễm môi trường
• 1.1.1. Tình hình nghiên cứu trên thế giới
• 1.1.2. Tình hình nghiên cứu trong nước
• 1.1.3. Một số yếu tố ảnh hưởng đến sự tích lũy và lan truyền chất ô nhiễm
• 1.1.3.1. Yếu tố pH
• 1.1.3.2. Yếu tố độ dẫn điện (EC)
• 1.1.3.3. Một số thông số khác
• 1.1.4. Sự khuếch tán chất ô nhiễm vào môi trường
• 1.2. Tình hình hoạt động chung của các KCN ở Việt Nam
• 1.2.1. Sự hình thành
• 1.2.2. Quy mô phát triển
• 1.2.3. Xu thế phát triển
• 1.2.4. Áp lực môi trường từ hoạt động ở các KCN
• 1.3. Hiện trạng nước thải tại các khu công nghiệp ở Việt Nam
• 1.3.1. Đặc trưng nước thải ở các Khu công nghiệp
• 1.3.2. Tình hình ô nhiễm nước mặt do nước thải ở các khu công nghiệp
• 1.3.3. Xu thế diễn biến tổng lượng nước thải và lượng các chất thải gây ô nhiễm nước từ các khu công nghiệp
• 1.4. Ô nhiễm không khí và đất từ hoạt động phát thải của các khu công nghiệp
• 1.5. Đặc điểm, quy hoạch hoạt động của các khu công nghiệp ở tỉnh Phú Yên
• 1.5.1. Đặc điểm của khu công nghiệp An Phú
• 1.5.1.1. Vị trí địa lý
• 1.5.1.2. Quy hoạch hoạt động chủ yếu
• 1.5.2. Đặc điểm của khu công nghiệp Đông bắc Sông Cầu
• 1.5.2.1. Vị trí địa lý
• 1.5.2.2. Quy hoạch hoạt động chủ yếu
• 1.5.3. Đặc điểm của khu công nghiệp Hòa Hiệp
• 1.5.3.1. Vị trí địa lý
• 1.5.3.2. Cơ cấu ngành công nghiệp dự kiến đầu tư
• 1.5.4. Tình hình hoạt động của các cơ sở sản xuất tại các KCN của tỉnh Phú Yên
• 1.6. Một số công cụ máy tính ứng dụng trong nghiên cứu sự khuếch tán các chất ô nhiễm trong môi trường
• 1.6.1. Phần mềm Mapinfo
• 1.6.2. Phần mềm Matlab
• 1.7. Phân tích kích hoạt nơtron (NAA)
• 1.7.1. Phương trình kích hoạt nơtron
• 1.7.2. Sự lựa chọn các thông số thời gian trong phân tích kích hoạt
• 1.7.3. Độ nhạy của phương pháp kích hoạt nơtron
• 1.7.4. Các kỹ thuật phân tích kích hoạt nơtron
• 1.7.4.1. Phân tích kích hoạt nơtron dụng cụ (INAA)
• 1.7.4.2. Phân tích kích hoạt nơtron có xử lý hoá (RNAA)
• 1.7.5. Các nguyên nhân gây ra sai số trong quá trình phân tích kích hoạt
• 1.7.6. Phương pháp định lượng trong phân tích kích hoạt
• 1.7.7. Những ưu khuyết điểm của phương pháp NAA
• 1.8. Phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử (AAS)
• 1.8.1. Giới thiệu chung
• 1.8.2. Cơ sở lý thuyết của phương pháp hấp thụ nguyên tử
• 1.8.2.1. Nguyên tắc của phương pháp
• 1.8.2.2. Sự xuất hiện phổ hấp thụ nguyên tử
• 1.8.2.3. Cường độ của vạch phổ hấp thụ
• 1.8.3. Các kỹ thuật chủ yếu và trang bị của phép đo
• 1.8.3.1. Thiết bị nguyên tử hóa
• 1.8.3.2. Nguồn bức xạ đơn sắc
• 1.8.3.3. Hệ thống đơn sắc
• 1.8.3.4. Các kỹ thuật đo và ghi phổ
• 1.8.4. Phương pháp phân tích định lượng bằng phép đo AAS
• 2. CHƯƠNG II: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 2.1. Đối tượng và nội dung nghiên cứu
• 2.2. Các kỹ thuật và phương pháp nghiên cứu
• 2.2.1. Các kỹ thuật thu gom, xử lý và bảo quản mẫu
• 2.2.2. Các kỹ thuật tách và làm giàu chất trước phân tích định lượng
• 2.2.3. Phân tích định lượng các kim loại Cu, Mn, As và Cr
• 2.2.4. Quan trắc một số thông số chất lượng không khí
• 2.3. Thiết bị, Dụng cụ và Hóa chất
• 3. CHƯƠNG III: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN
• 3.1. Nghiên cứu xây dựng qui trình phân tích Cu và Mn trong mẫu nước thải
• 3.1.1. Nghiên cứu điều kiện tối ưu tách làm giàu Cu và Mn trong mẫu nước
• 3.1.1.1. Ảnh hưởng của pH đến hiệu suất hấp thu Cu2+ và Mn2+
• 3.1.1.2. Ảnh hưởng của tốc độ chảy qua cột
• 3.1.1.3. Ảnh hưởng của lượng thuốc thử
• 3.1.1.4. Ảnh hưởng của hàm lượng các ion quan tâm
• 3.1.1.5. Khả năng hấp phụ của ion kim loại Cu2+ và Mn2+ trên than hoạt tính
• 3.1.1.6. Nghiên cứu sự giải hấp của phức ocxiquinolinat Cu2+, Mn2+ sau khi hấp phụ trên than hoạt tính
• 3.1.2. Qui trình phân tích Cu2+ và Mn2+ trong mẫu nước bằng RNAA
• 3.1.3. Kiểm tra độ tin cậy của qui trình phân tích Cu2+ và Mn2+ đã xác lập
• 3.1.3.1. Phân tích mẫu chuẩn Merck bằng phương pháp RNAA
• 3.1.3.2. Phân tích mẫu chuẩn Merck bằng phương pháp AAS
• 3.2. Nghiên cứu xây dựng qui trình phân tích As3+, As5+, Cr3+ và Cr6+ trong mẫu nước thải
• 3.2.1. Nghiên cứu tách làm giàu As3+, As5+, Cr3+ và Cr6+ trong mẫu nước
• 3.2.1.1. Ảnh hưởng của pH đến quá trình hấp phụ các phức As3+ - APDC và Cr6+ - APDC trên than hoạt tính
• 3.2.1.2. Ảnh hưởng của lượng thuốc thử
• 3.2.1.3. Ảnh hưởng của thời gian đến khả năng hấp phụ phức trên than hoạt tính
• 3.2.1.4. Khả năng hấp phụ của ion kim loại As3+ và Cr6+ trên than hoạt tính
• 3.2.1.5. Nghiên cứu ảnh hưởng của dung môi giải hấp đến hiệu suất tách As3+ và Cr6+
• 3.2.2. Qui trình phân tích As3+, As5+, Cr3+ và Cr6+ trong mẫu nước bằng phương pháp RNAA
• 3.2.3. Kiểm tra độ tin cậy qui trình phân tích As3+, As5+, Cr3+ và Cr6+ đã xác lập
• 3.2.3.1. Phân tích mẫu chuẩn Merck bằng phương pháp RNAA
• 3.2.3.2. Phân tích mẫu chuẩn Merck bằng phương pháp AAS
• 3.3. Nghiên cứu xây dựng qui trình phân tích Cu và Mn trong mẫu trầm tích bằng RNAA
• 3.3.1. Các bước tiến hành
• 3.4. Qui trình phân tích Cr và As trong mẫu trầm tích bằng phương pháp RNAA
• 3.4.1. Các bước tiến hành
• 3.5. Qui trình phân tích Cu, Mn, Cr và As trong mẫu trầm tích bằng phương pháp AAS
• 3.5.1. Các bước tiến hành
• 3.6. Đánh giá hiện trạng môi trường của 03 khu công nghiệp, tỉnh Phú Yên
• 3.6.1. Kết quả phân tích kim loại trong các mẫu nước thải
• 3.6.2. Kết quả phân tích kim loại trong các mẫu trầm tích
• 3.6.3. Kết quả xác định một số chất khí tại 03 khu công nghiệp của tỉnh Phú Yên
• 3.6.4. Lựa chọn đối tượng nghiên cứu mô phỏng sự lan truyền
• 3.7. Mô hình hóa sự lan truyền và phạm vi ảnh hưởng của các nguồn phát thải tại khu công nghiệp An Phú
• 3.7.1. Xây dựng tỷ lệ biến động As, Cr, Cu, Mn trong nước thải
• 3.7.1.1. Sự biến động hệ số tỷ lệ hàm lượng của các nguyên tố As, Cr
• 3.7.1.2. Sự biến động hàm lượng của As, Cr, Cu, Mn trong nước thải của khu công nghiệp An Phú, với yếu tố nền tại khu vực Xóm Bầu
• 3.7.2. Xây dựng hệ số làm giàu nguồn phát thải As, Cr, Cu, Mn trong trầm tích dựa vào nguyên tố nền
• 3.7.3. Bản đồ hóa sự lan truyền phát tán chất thải bằng phần mềm Mapinfo
• 3.7.4. Tính toán và biểu diễn sự lan truyền chất thải tại khu công nghiệp An Phú, tỉnh Phú Yên bằng phần mềm Matlab
• 3.7.4.1. Mô hình hóa sự lan truyền khí thải CO
• 3.7.4.2. Mô hình hóa sự lan truyền nước thải và dự báo diễn thế môi trường nước thải tại Khu công nghiệp An Phú, tỉnh Phú Yên
• KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO
• PHẦN PHỤ LỤC
• Phụ lục 1: Thống kê Tình hình hoạt động ở khu công nghiệp An Phú 10/2011
• Phụ lục 2: Địa điểm, vị trí lấy mẫu tại 3 khu công nghiệp của tỉnh Phú Yên
• Phụ lục 3: Bản đồ số hóa 03 Khu công nghiệp tỉnh Phú Yên bằng Mapinfo
• Phụ lục 4: Chương trình Matlab

Tóm tắt

I. Giới thiệu về ô nhiễm môi trường tại Phú Yên

Nghiên cứu ô nhiễm môi trường từ nguồn phát thải khu công nghiệp tại Phú Yên đã chỉ ra rằng tình trạng ô nhiễm đang gia tăng đáng kể. Các nguồn phát thải từ các khu công nghiệp không chỉ ảnh hưởng đến chất lượng không khí mà còn tác động đến nguồn nước và đất. Theo báo cáo, tình trạng ô nhiễm không khí và nước tại Phú Yên đang ở mức báo động, với nhiều chất thải độc hại như kim loại nặng và hóa chất công nghiệp. Việc nghiên cứu này nhằm mục đích đánh giá tác động môi trường từ các hoạt động công nghiệp, từ đó đưa ra các biện pháp bảo vệ môi trường hiệu quả.

1.1. Tình hình ô nhiễm tại các khu công nghiệp

Các khu công nghiệp tại Phú Yên, như An Phú và Hòa Hiệp, đã được xác định là những nguồn phát thải chính gây ô nhiễm. Nước thải từ các khu công nghiệp này chứa nhiều chất độc hại, ảnh hưởng đến chất lượng nước mặt và sức khỏe cộng đồng. Theo số liệu thu thập được, hàm lượng kim loại nặng như As, Cu, Mn, và Cr trong nước thải vượt mức cho phép, gây ra ô nhiễm nước nghiêm trọng. Việc đánh giá tình trạng ô nhiễm này là cần thiết để có những biện pháp khắc phục kịp thời.

II. Phân tích các nguồn phát thải

Nghiên cứu đã chỉ ra rằng các nguồn phát thải từ khu công nghiệp chủ yếu bao gồm nước thải, khí thải và chất thải rắn. Chất thải công nghiệp thường chứa nhiều hóa chất độc hại, ảnh hưởng đến môi trường xung quanh. Việc phân tích các nguồn phát thải này giúp xác định rõ ràng các tác nhân gây ô nhiễm. Đặc biệt, các chất thải từ quá trình sản xuất hạt điều và đúc kim loại là những nguồn chính gây ô nhiễm. Các biện pháp quản lý chất thải cần được thực hiện nghiêm ngặt để giảm thiểu tác động đến môi trường.

2.1. Đánh giá tác động của chất thải

Đánh giá tác động môi trường từ các chất thải công nghiệp là một phần quan trọng trong nghiên cứu này. Các mẫu nước và trầm tích đã được phân tích để xác định hàm lượng kim loại nặng. Kết quả cho thấy, hàm lượng As, Cu, Mn, và Cr trong các mẫu nước thải vượt mức cho phép, gây ra ô nhiễm nước nghiêm trọng. Điều này không chỉ ảnh hưởng đến hệ sinh thái mà còn đến sức khỏe của người dân sống xung quanh khu vực. Cần có các biện pháp giảm thiểu ô nhiễm hiệu quả để bảo vệ môi trường và sức khỏe cộng đồng.

III. Biện pháp giảm thiểu ô nhiễm

Để giảm thiểu ô nhiễm môi trường, cần thực hiện các biện pháp cụ thể như cải thiện quy trình sản xuất, xử lý chất thải hiệu quả và áp dụng công nghệ xanh. Các biện pháp giảm thiểu ô nhiễm cần được thực hiện đồng bộ và có sự phối hợp giữa các cơ quan chức năng và doanh nghiệp. Chính sách bảo vệ môi trường cần được tăng cường, bao gồm việc kiểm soát chặt chẽ các nguồn phát thải và khuyến khích các doanh nghiệp áp dụng công nghệ sạch. Việc này không chỉ giúp bảo vệ môi trường mà còn nâng cao chất lượng cuộc sống cho người dân.

3.1. Chính sách và quy định

Chính sách môi trường cần được điều chỉnh để phù hợp với tình hình thực tế tại Phú Yên. Cần có các quy định rõ ràng về quản lý chất thải và xử lý ô nhiễm. Các doanh nghiệp cần được khuyến khích áp dụng công nghệ tiên tiến trong sản xuất để giảm thiểu phát thải khí và chất thải độc hại. Việc thực hiện các chính sách này sẽ góp phần bảo vệ môi trường và phát triển bền vững cho tỉnh Phú Yên.

Nội dung chính

Tổng quan luận án

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" được tác giả Trương Minh Trí thực hiện dưới sự hướng dẫn khoa học của PGS. Nguyễn Ngọc Tuấn. Luận án được bảo vệ năm 2014 tại Viện Năng lượng nguyên tử Việt Nam, thuộc chuyên ngành Hóa phân tích.

Tính cấp thiết và khoảng trống nghiên cứu

Trong tiến trình đẩy mạnh công nghiệp hóa và hiện đại hóa, sự phát triển của các khu công nghiệp (KCN) tại Việt Nam mang lại tăng trưởng kinh tế nhưng đồng thời tạo ra áp lực lớn đối với môi trường sinh thái và sức khỏe cộng đồng. Tỉnh Phú Yên, sau giai đoạn thực hiện "Quy hoạch tổng thể kinh tế - xã hội thời kỳ 1996 - 2010" và bước vào giai đoạn "2011 - 2015", đã hình thành các KCN tập trung phục vụ chuyển dịch cơ cấu kinh tế. Tuy nhiên, hoạt động phát thải từ các cơ sở sản xuất tại đây làm nảy sinh nguy cơ ô nhiễm môi trường nước, đất, trầm tích và không khí.

Tại thời điểm nghiên cứu, trên địa bàn tỉnh Phú Yên chưa có công trình khoa học nào công bố về sự lan truyền, phát tán và phạm vi ảnh hưởng của các chất ô nhiễm từ hoạt động công nghiệp vào môi trường. Do đó, việc xây dựng quy trình phân tích độ tin cậy cao, kết hợp quan trắc thực địa và ứng dụng công cụ mô hình hóa số để đánh giá sự phân tán chất ô nhiễm là một yêu cầu cấp bách.

Mục tiêu nghiên cứu

Luận án xác định các mục tiêu cụ thể như sau:

1. Ứng dụng các quy trình đã xây dựng để phân tích hàm lượng 4 kim loại gồm Asen (As), Đồng (Cu), Mangan (Mn), Crôm (Cr) trong mẫu nước thải và mẫu trầm tích.
2. Đánh giá sự dịch chuyển của khí Cacbon mônôxít (CO) trong không khí và các kim loại nặng (As, Cr, Cu, Mn) trong môi trường nước, trầm tích tại các KCN tỉnh Phú Yên.
3. Mô hình hóa sự lan truyền khí CO và các kim loại nặng (As, Cu, Mn, Cr), dự báo diễn thế môi trường dựa trên các phần mềm MapInfo và Matlab.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

• Đối tượng nghiên cứu:
  • Hàm lượng và sự biến đổi hàm lượng của các kim loại Cu, Mn, As (bao gồm dạng tồn tại As3+, As5+) và Cr (bao gồm dạng tồn tại Cr3+, Cr6+) trong mẫu nước thải và trầm tích.
  • Khí thải CO phát sinh từ các hoạt động xử lý hạt điều, sản xuất túi nilon tái chế và đúc kim loại.
• Phạm vi không gian: Tập trung khảo sát tại 03 KCN trên địa bàn tỉnh Phú Yên: KCN An Phú (Thành phố Tuy Hòa), KCN Đông Bắc Sông Cầu (Thị xã Sông Cầu) và KCN Hòa Hiệp (Huyện Đông Hòa). Trong đó, KCN An Phú và hệ thống tiếp nhận dòng thải (hồ Bầu Sen, mương dẫn qua Thành phố Tuy Hòa đổ ra cửa sông Đà Rằng) được chọn làm đối tượng trọng tâm để tính toán mô hình hóa.
• Phạm vi thời gian: Dữ liệu quan trắc thực nghiệm và điều tra thực tế được thu thập qua các đợt khảo sát từ tháng 9/2009, tháng 3/2010, tháng 10/2010 đến tháng 10/2011.

---

Tổng quan tài liệu và vị trí của luận án

Tình hình nghiên cứu trên thế giới

Tác giả đã tổng hợp các nghiên cứu quốc tế về cơ chế tích lũy, sa lắng, hòa tan và lan truyền của các nguyên tố vết độc hại trong môi trường:

• Nhóm nghiên cứu của T. Tawfik sử dụng mô hình Visual MINTEQ để tính toán hoạt độ, cân bằng pha rắn - lỏng và dạng tồn tại của các ion kim loại (Al, Mn, Cu, Pb, Zn) trong tương tác giữa nước và trầm tích, cũng như ảnh hưởng của các anion chính như $\text{Cl}^-$, $\text{SO}_4^{2-}$, $\text{HCO}_3^-$, $\text{CO}_3^{2-}$.
• Nhóm tác giả Apodaca L. (2000) nghiên cứu sự xuất hiện, vận chuyển và hiện hữu của các nguyên tố vết tại lưu vực sông Blue, bang Colorado, Hoa Kỳ.
• Nhóm nghiên cứu của Edmunds W. (1996) khảo sát tính di động của asen trong nước ngầm tại khu vực khai thác mỏ vàng ở Ghana và các tác động liên quan đến sức khỏe con người.
• Nhóm tác giả Feng X. và Ni J. phân tích sự di động của các nguyên tố vết độc hại phát sinh từ nguồn than đá tại Quý Châu (Guizhou), Trung Quốc.

Tình hình nghiên cứu trong nước

Tại Việt Nam, các hướng tiếp cận mô hình hóa và quan trắc chất ô nhiễm đã được một số tác giả triển khai:

• Ngô Phương Thanh nghiên cứu khả năng gạn lọc và di chuyển của các chất ô nhiễm trong môi trường đất ngập nước ven sông Sài Gòn.
• Nguyễn An Hồ Quỳnh Dao khảo sát sự dịch chuyển sol-gel silica bằng phương pháp phổ dao động.
• Trần Thị Ngọc Triều và Lê Song Giang ứng dụng phương pháp sai phân hữu hạn và thể tích hữu hạn giải phương trình chuyển động 2 chiều và phương trình vận tải 3 chiều để mô phỏng lan truyền chất ô nhiễm từ bè cá trên sông Hậu đoạn qua Long Xuyên.
• Lê Song Giang nghiên cứu "Mô hình số cho dòng chảy 3 chiều nước nông"; kết hợp cùng Nguyễn Thị Phương phát triển mô hình toán số 3 chiều tính toán lan truyền khói bụi trên địa hình phức tạp bằng phương pháp thể tích hữu hạn và kiểm chứng với lời giải giải tích.
• Nguyễn Thống áp dụng phần mềm SWMM (Storm Water Management Model) để nghiên cứu sự lan truyền chất bẩn hòa tan từ sông rạch ô nhiễm và nước rỉ rác vào tầng nước ngầm.
• Phạm Ngọc Dũng và Bùi Tá Long thuộc Viện Tài nguyên Môi trường thực hiện mô phỏng lan truyền chất sử dụng phần mềm ANSYS.

Khoảng trống luận án lựa chọn giải quyết

Các công trình trước đây tại Việt Nam chủ yếu tập trung vào các đô thị lớn hoặc các lưu vực sông trọng điểm phía Bắc và phía Nam. Tại khu vực Nam Trung Bộ, đặc biệt là tỉnh Phú Yên, chưa có nghiên cứu kết hợp giữa kỹ thuật phân tích hạt nhân độ nhạy cao với các công cụ tin học (MapInfo, Matlab) để giải quyết đồng thời bài toán xác định dạng hóa học, đánh giá hiện trạng ô nhiễm kim loại nặng và mô phỏng sự lan truyền không gian của các nguồn thải công nghiệp.

---

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Cơ sở lý thuyết về các yếu tố ảnh hưởng và chất ô nhiễm

Luận án tổng kết các yếu tố chi phối quá trình lan truyền, tích lũy và chuyển hóa chất ô nhiễm trong môi trường:

• Yếu tố pH và độ dẫn điện (EC): pH ảnh hưởng trực tiếp đến tính tan, trạng thái cân bằng axít - bazơ, quá trình tạo bông cặn, hoạt tính độc chất và điện tích bề mặt hạt keo đất. Độ dẫn điện (EC) phản ánh nồng độ muối hòa tan ($\text{NaCl}$, $\text{KCl}$, $\text{SO}_4^{2-}$, $\text{NO}_3^-$, $\text{PO}_4^{3-}$).
• Cơ chế hấp phụ và keo tụ: Quá trình hấp phụ của hạt đất phụ thuộc vào mùn, hydroxit sắt và oxit silicic theo nghiên cứu của Bemmelen; phân loại thành 5 dạng theo Gedroiz (hấp phụ sinh học, cơ học, vật lý, hóa học và lý hóa).
• Các thông số chất lượng nước: Nhu cầu oxy sinh hóa (BOD), nhu cầu oxy hóa học (COD), chất rắn lơ lửng (SS/TSS).
• Đặc tính độc học của các chất khảo sát:
  • Cacbon mônôxít (CO): Sản phẩm cháy không hoàn toàn của nhiên liệu chứa cacbon.
  • Asen (As): Tồn tại chủ yếu dưới dạng $\text{As}^{3+}$ và $\text{As}^{5+}$; trong đó $\text{As}^{3+}$ có độc tính cao gấp khoảng 60 lần $\text{As}^{5+}$.
  • Crôm (Cr): Tồn tại dạng $\text{Cr}^{3+}$ và $\text{Cr}^{6+}$; trong đó $\text{Cr}^{6+}$ có tính độc cao đối với sinh vật.
  • Mangan (Mn) và Đồng (Cu): Xuất hiện từ quá trình mạ, sản xuất hóa chất, tẩy trắng, bảo quản gỗ và luyện kim.
• Tiêu chuẩn và quy chuẩn đối chiếu: QCVN 40:2011/BTNMT (nước thải công nghiệp), QCVN 09:2008/BTNMT (nước ngầm), QCVN 39:2011/BTNMT (nước tưới tiêu), QCVN 02:2009/BYT (nước sinh hoạt), TCVN 5945:2005.

+-------------------------------------------------------------------------------+
|                             PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU                            |
+---------------------------------------+---------------------------------------+
|        PHÂN TÍCH THỰC NGHIỆM          |        MÔ HÌNH HÓA VÀ TIN HỌC         |
+---------------------------------------+---------------------------------------+
| - Phân tích kích hoạt nơtron (NAA):   | - Phần mềm MapInfo:                   |
|   + INAA (dụng cụ)                    |   + Xây dựng cơ sở dữ liệu địa lý     |
|   + RNAA (có xử lý hóa học)           |   + Số hóa ranh giới KCN và điểm lấy  |
| - Chiếu xạ tại Lò phản ứng hạt nhân   |     mẫu                               |
|   Đà Lạt (thông lượng ~10^13 n/cm2.s) |   + Biểu diễn trực quan phân bố ô     |
| - Phân tích quang phổ hấp thụ nguyên  |     nhiễm                             |
|   tử (AAS): F-AAS và ETA-AAS          | - Phần mềm Matlab:                    |
| - Tách và làm giàu hóa học:           |   + Giải phương trình vận tải khuếch  |
|   + Than hoạt tính                    |     tán 2D và 3D                      |
|   + Thuốc thử 8-hydroxyquinolin       |   + Tính toán phân bố trường nồng độ  |
|   + Thuốc thử APDC                    |     khí CO và kim loại nặng theo mặt  |
| - Quan trắc nhanh khí trường: CO      |     cắt đứng và ngang                 |
+---------------------------------------+---------------------------------------+

Phương pháp phân tích thực nghiệm

1. Phương pháp phân tích kích hoạt nơtron (NAA):
   • Thực hiện tại Lò phản ứng hạt nhân Đà Lạt với thông lượng nơtron nhiệt khoảng $10^{13}\text{ n/cm}^2\cdot\text{s}$.
   • Kỹ thuật bao gồm phân tích kích hoạt nơtron dụng cụ (INAA) và phân tích kích hoạt nơtron có xử lý hóa học (RNAA).
   • Đo phổ gamma của các đồng vị phóng xạ sinh ra: $^{76}\text{As}$, $^{51}\text{Cr}$, $^{56}\text{Mn}$, $^{66}\text{Cu}$ trên hệ phổ kế gamma đơn kênh và đa kênh bán dẫn.
2. Phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử (AAS):
   • Sử dụng các kỹ thuật F-AAS (ngọn lửa) và ETA-AAS (không ngọn lửa) để phân tích đối chứng, kiểm tra độ tin cậy của quy trình RNAA.
3. Kỹ thuật tách và làm giàu mẫu:
   • Sử dụng than hoạt tính làm chất hấp phụ pha rắn kết hợp các thuốc thử tạo phức hữu cơ: 8-hydroxyquinolin (oxine) cho $\text{Cu}^{2+}$ và $\text{Mn}^{2+}$; Amoni pyrrolidin dithiocacbamat (APDC) cho $\text{As}^{3+}$, $\text{As}^{5+}$, $\text{Cr}^{3+}$, $\text{Cr}^{6+}$.
   • Tối ưu hóa các điều kiện: pH môi trường, tốc độ dòng qua cột, nồng độ thuốc thử, thời gian tiếp xúc và dung môi giải hấp.

Phương pháp mô hình hóa và phần mềm ứng dụng

• Phần mềm MapInfo: Dùng để số hóa bản đồ không gian 03 KCN, quản lý các lớp dữ liệu thuộc tính, vị trí tọa độ các nguồn xả thải của doanh nghiệp và vị trí các trạm quan trắc theo hệ tọa độ VN-2000.
• Phần mềm Matlab: Thiết lập thuật toán giải phương trình vi phân mô tả quá trình vận chuyển và khuếch tán chất ô nhiễm trong môi trường không khí (khí CO từ nguồn điểm/ống khói) và môi trường nước - trầm tích (As, Cr, Cu, Mn dọc theo kênh thoát nước). Mô hình phân bố trường vận tốc theo quy luật logarit và phương trình vận tải 3 chiều đầy đủ.

---

Nội dung chính theo từng chương

Chương I. Tổng quan

Chương này tổng kết lý thuyết về ô nhiễm công nghiệp, cơ chế vận chuyển chất ô nhiễm, tình hình hoạt động của các KCN tại Việt Nam và tỉnh Phú Yên, cùng cơ sở lý thuyết của các phương pháp phân tích và công cụ mô hình hóa.

1. Thực trạng KCN Việt Nam:
   • Đến cuối năm 2012, toàn quốc có 283 KCN thành lập với tổng diện tích 80.100 ha; 178 KCN đã đi vào hoạt động.
   • Tỷ lệ KCN có trạm xử lý nước thải tập trung đạt thấp (khoảng 43,3% tính đến thời điểm thống kê; đến tháng 9/2011 có 107/172 KCN hoạt động có trạm xử lý tập trung, đạt 62%). Nước thải từ nhiều ngành công nghiệp có hàm lượng chất rắn lơ lửng (SS), COD, BOD và kim loại nặng vượt quy chuẩn nhiều lần.

Quy mô diện tích tự nhiên (ha)	Số lượng KCN	Số KCN có đất công nghiệp cho thuê
Dưới 50 ha	15	34
Từ 50 đến dưới 100 ha	28	36
Từ 100 đến dưới 150 ha	32	43
Từ 150 đến dưới 200 ha	26	21
Từ 200 đến dưới 250 ha	17	18
Từ 250 đến dưới 300 ha	17	10
Từ 300 đến dưới 350 ha	16	10
Từ 350 đến dưới 400 ha	8	5
Từ 400 ha trở lên	28	9

2. Hiện trạng 03 KCN tại tỉnh Phú Yên:
   • KCN Hòa Hiệp: Diện tích 101,5 ha (Quyết định phê duyệt số 485/QĐ-BKHCNMT ngày 04/04/2000), có hệ thống xử lý nước thải tập trung công suất $2.000\text{ m}^3/\text{ngày đêm}$ hoạt động từ năm 2002/2007.
   • KCN Đông Bắc Sông Cầu: Diện tích 105,8 ha (phê duyệt năm 2001/2003), tập trung chế biến gỗ, giấy, tuyển quặng titan ($\text{TiO}_2$).
   • KCN An Phú: Diện tích 97 ha (Quyết định số 63/QĐ-UB ngày 15/01/2001). Tập trung 19 doanh nghiệp sản xuất đá granite, chế biến thủy sản, hạt điều, đúc kim loại, bao bì nilon tái chế. Tại thời điểm nghiên cứu, KCN An Phú chưa có trạm xử lý nước thải tập trung, nước thải xả trực tiếp theo kênh dẫn về hồ Bầu Sen, chảy qua trung tâm Thành phố Tuy Hòa và đổ ra sông Đà Rằng.

Chương II. Đối tượng và phương pháp nghiên cứu

Trình bày chi tiết về quy trình kỹ thuật lấy mẫu, hóa chất, thiết bị và các bước thực nghiệm:

• Kỹ thuật thu gom và bảo quản mẫu: Thu thập mẫu nước thải, trầm tích đáy theo đúng tiêu chuẩn kỹ thuật môi trường; mẫu khí được đo trực tiếp tại hiện trường và lấy mẫu qua hệ thống hấp thụ.
• Quy trình phân tích: Thiết lập hệ thống sắc ký cột sử dụng chất hấp phụ than hoạt tính biến tính để tách chọn lọc $\text{Cu}^{2+}$, $\text{Mn}^{2+}$ bằng 8-hydroxyquinolin và tách $\text{As}^{3+}/\text{As}^{5+}$, $\text{Cr}^{3+}/\text{Cr}^{6+}$ bằng APDC.
• Trang thiết bị nghiên cứu: Lò phản ứng hạt nhân Đà Lạt, đầu dò bán dẫn HPGe, hệ đo phổ gamma đa kênh, máy quang phổ hấp thụ nguyên tử AAS, thiết bị đo khí hiện trường.

+-------------------------------------------------------------------------------+
|                QUY TRÌNH THỰC NGHIỆM VÀ MÔ HÌNH HÓA TRONG LUẬN ÁN             |
+-------------------------------------------------------------------------------+
  [Mẫu thực tế (Nước thải, Trầm tích, Khí)] 

Chương III. Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Chương III bao gồm các nhóm kết quả thực nghiệm và tính toán mô phỏng chính:

1. Xây dựng và đánh giá quy trình phân tích RNAA:

   • Xác lập các điều kiện tối ưu để tách làm giàu $\text{Cu}^{2+}$, $\text{Mn}^{2+}$, $\text{As}^{3+}$, $\text{As}^{5+}$, $\text{Cr}^{3+}$, $\text{Cr}^{6+}$ trên cột than hoạt tính (khảo sát ảnh hưởng của pH, lưu lượng dòng chảy, hàm lượng thuốc thử, dung môi giải hấp).
   • Kiểm tra độ đúng và độ lặp lại của quy trình bằng mẫu chuẩn đa nguyên tố Merck, so sánh kết quả định lượng giữa phương pháp RNAA và AAS; kết quả cho thấy độ tương thích cao giữa hai phương pháp.
   • Đo phổ gamma nhận diện các đỉnh năng lượng đặc trưng của $^{56}\text{Mn}$ (chiếu ngắn kênh 7-1: $T_i=5\text{m}$, $T_d=2\text{h}$, $T_c=300\text{s}$) và $^{76}\text{As}$ ($T_i=1\text{h}$, $T_d=2\text{d}$, $T_c=600\text{s}$).

2. Đánh giá hiện trạng môi trường tại 03 KCN:

   • Tổng hợp kết quả phân tích hàm lượng kim loại (As, Cu, Cr, Mn) trong nước thải và trầm tích qua 3 đợt quan trắc.
   • Kết quả phân tích khí thải ($\text{SO}_2$, $\text{NO}_2$, $\text{CO}$) tại KCN Hòa Hiệp, KCN An Phú và KCN Đông Bắc Sông Cầu.
   • Đánh giá chỉ ra KCN An Phú có mức độ tích lũy kim loại nặng cao hơn, đặc biệt tại các điểm xả thải của doanh nghiệp tái chế nhựa, đúc kim loại và chế biến hạt điều.

3. Mô hình hóa sự lan truyền chất ô nhiễm tại KCN An Phú:

   • Xác định tọa độ vị trí lấy mẫu và tọa độ trọng tâm nguồn phát thải theo hệ tọa độ VN-2000.
   • Xây dựng tỷ lệ biến động và hệ số làm giàu của As, Cr, Cu, Mn trong nước thải và trầm tích dựa trên nguyên tố nền tại khu vực Xóm Bầu.
   • Ứng dụng MapInfo xây dựng bản đồ chuyên đề mô phỏng các vùng nồng độ chất ô nhiễm.
   • Ứng dụng Matlab mô phỏng sự lan truyền khí CO từ ống khói các doanh nghiệp theo phương đứng và phương ngang (độ cao $z = 1\text{ m}$ và $z = 25\text{ m}$).
   • Mô hình hóa sự lan truyền theo không gian 3 chiều của As, Cr, Cu, Mn trong dòng chảy kênh thải theo phương đứng và phương ngang (độ sâu $z = -2\text{ m}$), so sánh nồng độ tính toán từ mô hình Matlab với số liệu đo đạc thực nghiệm để dự báo diễn thế môi trường nước tiếp nhận.

---

Kết quả và những đóng góp mới

Đóng góp mới về mặt khoa học

1. Phát triển quy trình phân tích dạng kim loại bằng RNAA: Thiết lập thành công quy trình kết hợp kỹ thuật tách làm giàu pha rắn trên than hoạt tính với phương pháp kích hoạt nơtron hóa học (RNAA) để xác định đồng thời dạng vết và các trạng thái oxy hóa khác nhau ($\text{As}^{3+}/\text{As}^{5+}$, $\text{Cr}^{3+}/\text{Cr}^{6+}$, $\text{Cu}^{2+}$, $\text{Mn}^{2+}$) trong các ma trận mẫu môi trường phức tạp (nước thải công nghiệp, trầm tích đáy).
2. Ứng dụng công cụ mô hình hóa số trong đánh giá lan truyền: Ứng dụng thành công phần mềm Matlab giải hệ phương trình vận tải khuếch tán 3 chiều kết hợp hệ thông tin địa lý MapInfo để mô phỏng sự lan truyền trường nồng độ chất ô nhiễm khí (CO) và kim loại nặng (As, Cr, Cu, Mn), kiểm chứng độ tương thích giữa tính toán lý thuyết và thực nghiệm hiện trường.

Đóng góp mới về mặt thực tiễn

1. Cung cấp bộ cơ sở dữ liệu môi trường đầu tiên tại các KCN tỉnh Phú Yên: Đưa ra các dẫn liệu toàn diện về tải lượng và hiện trạng phân bố kim loại nặng (As, Cr, Cu, Mn) và khí thải tại 03 KCN (An Phú, Hòa Hiệp, Đông Bắc Sông Cầu).
2. Cảnh báo nguy cơ ô nhiễm môi trường: Chỉ rõ nguy cơ ô nhiễm kim loại nặng từ KCN An Phú do chưa có hệ thống xử lý nước thải tập trung, nước thải chảy qua khu dân cư Thành phố Tuy Hòa và đổ ra cửa sông Đà Rằng.
3. Cơ sở khoa học cho công tác quản lý và quy hoạch: Cung cấp tài liệu tham khảo cho các cơ quan quản lý nhà nước tỉnh Phú Yên trong việc quy hoạch vùng xả thải an toàn, thiết kế công suất trạm xử lý nước thải tập trung và xây dựng kế hoạch thanh kiểm tra môi trường định kỳ.

Kiến nghị và giải pháp đề xuất

• Khẩn trương đầu tư và đưa vào vận hành trạm xử lý nước thải tập trung tại KCN An Phú; giám sát chặt chẽ việc đấu nối xả thải của toàn bộ doanh nghiệp thứ cấp.
• Tăng cường kiểm soát khí thải tại các doanh nghiệp chế biến nhân hạt điều, tái chế phế liệu nhựa và đúc kim loại.
• Tiếp tục duy trì mạng lưới quan trắc định kỳ đối với các kim loại độc hại (đặc biệt là As và Cr) tại hồ Bầu Sen và hạ lưu sông Đà Rằng.

---

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

• Hạn chế:
  • Hoạt động sản xuất và công suất của các doanh nghiệp tại các KCN khảo sát không ổn định theo mùa vụ (phụ thuộc vào nguồn nguyên liệu thủy sản, nông sản), dẫn đến lưu lượng và nồng độ chất thải có sự dao động.
  • Mô hình mô phỏng lan truyền chất ô nhiễm tập trung chi tiết chủ yếu tại KCN An Phú; chưa mở rộng giải thuật 3 chiều cho toàn bộ hệ thống thoát nước của KCN Hòa Hiệp và KCN Đông Bắc Sông Cầu.
• Hướng nghiên cứu tiếp:
  • Mở rộng phạm vi mô phỏng cho các hợp chất hữu cơ độc hại bền vững và các kim loại vết khác.
  • Tích hợp mô hình số trị với các kịch bản biến đổi khí hậu và chế độ thủy văn phức tạp vùng cửa sông ven biển tỉnh Phú Yên.

---

Giá trị tham khảo

Luận án là tài liệu tham khảo chuyên môn cho các đối tượng sau:

• Nghiên cứu sinh và học viên cao học ngành Hóa phân tích, Hóa môi trường, Kỹ thuật hạt nhân: Tham khảo quy trình tách làm giàu vi lượng kim loại trên nền than hoạt tính, kỹ thuật chiếu xạ nơtron và đo phổ gamma tại lò phản ứng.
• Cán bộ nghiên cứu Khoa học Môi trường và Mô hình hóa: Tham khảo phương pháp thiết lập thuật toán trên Matlab để giải bài toán lan truyền chất ô nhiễm trong không khí và môi trường nước nông.
• Cơ quan quản lý nhà nước (Sở Tài nguyên và Môi trường tỉnh Phú Yên, Ban Quản lý các Khu kinh tế tỉnh Phú Yên): Sử dụng các số liệu thực chứng và bản đồ số hóa làm căn cứ phục vụ công tác quy hoạch, cấp phép xả thải và giám sát môi trường công nghiệp.

---

Câu hỏi thường gặp

1. Kỹ thuật phân tích chính được sử dụng trong luận án là gì?

Luận án sử dụng kỹ thuật phân tích kích hoạt nơtron (NAA) thực hiện tại Lò phản ứng hạt nhân Đà Lạt (bao gồm kỹ thuật phân tích kích hoạt nơtron dụng cụ - INAA và phân tích kích hoạt nơtron có xử lý hóa học - RNAA) làm công cụ chủ đạo để định lượng hàm lượng vết các kim loại Cu, Mn, As, Cr. Phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử (AAS) được sử dụng để phân tích đối chứng.

2. Tại sao KCN An Phú được lựa chọn làm đối tượng trọng tâm để mô hình hóa sự lan truyền?

KCN An Phú được chọn vì tại thời điểm nghiên cứu KCN này chưa có trạm xử lý nước thải tập trung, nước thải chứa cả hợp chất hữu cơ và kim loại nặng. Đồng thời, KCN nằm sát Thành phố Tuy Hòa với tuyến thoát thải chảy vào hồ Bầu Sen, đi qua mương dẫn ngang thành phố dài khoảng 5 km trước khi đổ ra hạ lưu sông Đà Rằng, tạo ra nguy cơ ảnh hưởng trực tiếp đến môi trường sống của cộng đồng dân cư.

3. Những phần mềm tin học nào được tác giả ứng dụng trong nghiên cứu?

Tác giả ứng dụng phần mềm MapInfo để số hóa bản đồ không gian, quản lý dữ liệu thuộc tính vị trí các nhà máy, điểm lấy mẫu và hiển thị vùng phân tán chất ô nhiễm; đồng thời sử dụng phần mềm Matlab để lập trình tính toán trường vận tốc và giải phương trình vận tải khuếch tán 3 chiều của khí CO và các kim loại nặng.

4. Quy trình làm giàu và tách pha nào được thiết lập để phân tích các dạng ion As và Cr?

Tác giả sử dụng phương pháp chiết pha rắn trên cột than hoạt tính kết hợp với thuốc thử Amoni pyrrolidin dithiocacbamat (APDC) ở các giá trị pH và điều kiện thực nghiệm tối ưu để tách chọn lọc và làm giàu các dạng $\text{As}^{3+}/\text{As}^{5+}$ và $\text{Cr}^{3+}/\text{Cr}^{6+}$ trước khi tiến hành phân tích định lượng bằng RNAA và AAS.

---

Kết luận

Luận án của tác giả Trương Minh Trí đã xây dựng và kiểm chứng thành công quy trình phân tích dạng vi lượng các kim loại nặng (As, Cr, Cu, Mn) trong mẫu nước thải và trầm tích bằng kỹ thuật RNAA kết hợp làm giàu trên than hoạt tính. Công trình đã cung cấp bộ số liệu toàn diện về hiện trạng phát thải tại 03 khu công nghiệp của tỉnh Phú Yên giai đoạn 2009 - 2011. Bằng việc kết hợp công cụ MapInfo và Matlab, luận án đã mô phỏng trực quan sự lan truyền không gian của khí CO và các kim loại độc hại từ KCN An Phú, đóng góp cơ sở khoa học phục vụ quản lý môi trường và quy hoạch xả thải bền vững tại địa phương.

Trích đoạn nội dung tài liệu

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.