Đặt vấn đề Cùng với sự phát triển mạnh mẽ của các khu công nghiệp là sự tăng nhanh hàm lƣợng kim loại nặng trong các nguồn nƣớc thải, đã làm ảnh hƣởng nghiêm trọng đến sức khỏe của con ngƣời và có nguy cơ mất cân bằng hệ sinh thái. Vấn đề loại bỏ các kim loại nặng từ nƣớc thải và nƣớc thải công nghiệp đã trở thành vấn đề rất nghiêm trọng để duy trì chất lƣợng nƣớc. Có nhiều phƣơng pháp đƣợc áp dụng nhằm tách các ion kim loại nặng ra khỏi môi trƣờng nƣớc nhƣ : phƣơng pháp hóa lý (phƣơng pháp hấp thụ, phƣơng pháp trao đổi ion…), phƣơng pháp sinh học, phƣơng pháp hóa học,… trong đó phƣơng pháp hấp phụ bằng các vật liệu hấp phụ giá thành thấp, thân thiện với môi trƣờng nhƣ các vật liệu có nguồn gốc tự nhiên, các chất thải nông nghiệp đã đƣợc xử lý, hoạt hóa là biện pháp khá hiệu quả có ý nghĩa về kinh tế và môi trƣờng. Vỏ trai cánh mỏng (Cristaria Bialata) có khả năng loại bỏ một số kim loại nặng khi đƣợc hoạt hóa.
Một trong các phƣơng pháp đƣợc dùng phổ biến để làm giảm hàm lƣợng chất hữu cơ trong nƣớc thải có nhiễm kim loại nặng là sử dụng cacbon đã đƣợc hoạt hóa từ các nguyên liệu nhƣ xơ dừa, bã mía, vỏ trấu, vỏ ốc, vỏ ngao, vỏ trai…. làm vật liệu hấp phụ. Việc nghiên cứu tách Cr6+ từ vỏ trai để ứng dụng làm vật liệu hấp phụ ion kim loại nặng và một số hợp chất hữu cơ trong nƣớc để làm giảm khả năng gây ô nhiễm môi trƣờng, đồng thời tạo ra một loại vật liệu hấp phụ có giá thành thấp, xuất phát từ nguồn nhiên liệu thiên nhiên. Vì vậy tôi chọn đề tài :“Nghiên cứu tận dụng vỏ trai cánh mỏng (Cristaria Bialata) xử lý Crom trong nước thải ô nhiễm bằng phương pháp hấp phụ cột.
- Nghiên cứu đặc điểm của vỏ trai cánh mỏng: nguồn nguyên liệu, đặc điểm khả năng hấp thụ. - Nghiên cứu ảnh hƣởng của chiều cao lớp vật liệu tới khả năng hấp thụ Cr6+ của vỏ trai cánh mỏng. Yêu cầu của đề tài - Nắm chắc Quy chuẩn Việt Nam QCVN 40: 2011/BTNMT: Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia về nƣớc thải công nghiệp. - Thông qua nghiên cứu, xác định vật liệu vỏ trai dùng để xử lý đƣợc Crom bao nhiêu và thời gian bao nhiêu là tối ƣu nhất.
Ý nghĩa khoa học và thực tiễn Ý nghĩa khoa học - Kết quả nghiên cứu sẽ xác định đƣợc vỏ trai cánh mỏng(Cristaria bialata) hấp thụ Cr6+ ô nhiễm trong nƣớc thải. - Vận dụng và phát huy nhƣng kiến thức đã học tập vào nghiên cứu. - Nâng cao kiến thức, kĩ năng và rút ra những kinh nghiệm thực tế phục vụ cho nghiên cứu này. - Nâng cao khả năng tự học tập, nghiên cứu và tìm tài liệu.
- Bổ sung tƣ liệu cho học tập. Ý nghĩa thực tiễn - Ngăn ngừa nguy cơ ô nhiễm nguồn nƣớc. - Đây là một giải pháp công nghệ xử lý nƣớc thải trong điều kiện tự nhiên, thân thiện với môi trƣờng, đạt hiệu suất cao, chi phí thấp và ổn định, đồng thời góp phần đảm bảo giảm thiểu ô nhiễm môi trƣờng và cho phép tái sử dụng nƣớc thải sau xử lý trong nông nghiệp. n 4 CHƢƠNG II TỔNG QUAN TÀI LIỆU NGHIÊN CỨU 2.
Cơ sở khoa học. Ô nhiễm nước và nước thải. Ô nhiễm nƣớc là sự thay đổi thành phần và chất lƣợng nƣớc không đáp ứng cho các mục đích sử dụng khác nhau, vƣợt quá tiêu chuẩn cho phép và làm ảnh hƣởng xấu đến con ngƣời và đời sống sinh vật. Nƣớc trong tự nhiên tồn tại dƣới nhiều hình thức khấc nhau: nƣớc cống, nƣớc ở các sông hồ, tồn tại ở thể hơi trong không khí.
Nƣớc bị ô nhiễm nghia là trong thành phần của nó tồn tại các chất khác, mà các chất này có thể gây hại cho con ngƣời và đời sống sinh vật trong tự nhiên. Nƣớc ô nhiêm thƣờng là khó khắc phục mà phải phòng tránh từ đầu. Trong qua trình sinh hoạt hằng ngày, dƣới tốc độ phát triển nhƣ hiện nay của con ngƣời đã vô tình làm ô nhiễm nguồn nƣớc bằng nhiều cách khác nhau nhƣ nƣớc thải từ các khu công nghiệp, nhà máy. các hóa chất thuốc trừ sâu, diệt cỏ có trong vỏ hộp không đƣợc mang đi phân hủy mà chôn dƣới lòng đất lâu ngày bị nhiễm vào nguồn nƣớc.
Các văn bản có liên quan Công tác quản lý nhà nƣớc về môi trƣờng phải đƣợc dựa trên các văn bản pháp luật, pháp quy của các cơ quan quản lý nhà nƣớc. Từ năm 1993 đến nay đã có các văn bản hành chính sau trong lĩnh vực quản lý nhà nƣớc về môi trƣờng (BVMT): - Hiến pháp năm 1992. - Nghị định 25/2013/NĐ-CP ngày 29 tháng 3 năm 2013 của Chính phủ và các Thông tƣ hƣớng dẫn về thu phí bảo vệ môi trƣờng đối với nƣớc thải. - Nghị quyết số 41/NQ - TW của Bộ Chính trị về Bảo vệ Môi trƣờng trong thời kì đẩy mạnh công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nƣớc.
n 5 - Luật Bảo vệ Môi trƣờng số 55/2014/QH13;do Quốc hội nƣớc CHXHCN Việt Nam thông qua ngày ngày 01/1/2015. - Luật Tài nguyên nƣớc số 17/2012/QH 13 do Quốc hội nƣớc CHXHCN Việt Nam thông qua ngày ngày 21/6/2012. - Nghị định 19/2015/NĐ - CP ngày 14/2/2015 của Chính phủ quy định chi tiết và hƣớng dẫn thi hành một số điều của Luật Bảo vệ môi trƣờng. - Nghị định số 117/2009/NĐ-CP ngày 31/12/2009 của Chính phủ về xử lý vi phạm pháp luật trong lĩnh vực bảo vệ môi trƣờng.
- Nghị quyết liên tịch số 01/2005 NQLT - HPN - BTNMT ngày 07/01/2005 về việc phối hợp hành động bảo vệ môi trƣờng phục vụ phát triển bền vững. -Nghị định số 179/2013/NĐ-CP ngày 14/11/2013 của Chính phủ quy định về xử phạt vi phạm hành chính trong lĩnh vực bảo vệ môi trƣờng. - Nghị định số 80/2014/NĐ-CP về thoát nƣớc và xử lý nƣớc thải đối với các tổ chức, cá nhân và hộ gia đình trên phạm vi cả nƣớc. - Quyết định số 22/2006/QĐ - BTNMT Về việc bắt buộc áp dụng Tiêu chuẩn Việt Nam về môi trƣờng.
- Thông tƣ số 07/2007/TT - BTNMT ngày 03 tháng 07 của Bộ trƣởng Bộ Tài nguyên và Môi trƣờng hƣớng dẫn phân loại và quyết định danh mục cơ sở gây ô nhiễm môi trƣờng cần phải xử lý. - QCVN 08: 2008/BTNMT quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia về chất lƣợng nƣớc mặt. - Quy chuẩn Việt Nam QCVN 14: 2008/BTNMT: Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia về nƣớc thải sinh hoạt. Cơ sở lý luận Nƣớc là khởi nghiệp của sự sống của vi sinh vật trên Trái Đất, không có nƣớc thì không có sự sống.
Tài nguyên nƣớc là tài nguyên quan trọng hàng n 6 đầu phục vụ cho con ngƣời, nhƣng cùng với đó nƣớc cũng kéo theo những mối nguy hiểm hàng đầu với những thảm họa tự nhiên nhƣ lũ lụt, bão, hạn hán… Vấn đề tài nguyên nƣớc là vấn đề không chỉ một quốc gia vì nƣớc không riêng nơi nào là không cần đến.1 Một số khái niệm cơ bản về môi trường,ô nhiễm môi trường. Khái niệm về môi trƣờng: Theo khoản 1 Điều 3 Luật Bảo vệ môi trƣờng năm 2005 của Việt Nam, môi trƣờng đƣợc định nghĩa nhƣ sau: môi trƣờng là hệ thống các yếu tố vật chất tự nhiên và nhân tạo có tác động đối với sự tồn tại và phát triển của con ngƣời và sinh vật.[4] Khái niệm về ô nhiễm môi trƣờng: Theo khoản 8 Điều 3 Luật Bảo vệ môi trƣờng Việt Nam năm 2015: Ô nhiễm môi trƣờng là sự biến đổi của các thành phần môi trƣờng không phù hợp với quy chuẩn kỹ thuật môi trƣờng và tiêu chuẩn môi trƣờng gây ảnh hƣởng xấu đến con ngƣời và sinh vật.[4] Chất gây ô nhiễm là những nhân tố làm cho môi trƣờng trở thành độc hại, gây tổn hại hoặc có tiềm năng gây tổn hại đến sức khỏe, sự an toàn hay sự phát triển của con ngƣời và sinh vật trong môi trƣờng đó. Chất gây ô nhiễm có thể là chất rắn (nhƣ rác) hay chất lỏng (các dung dịch hóa học, chất thải của dệt nhuộm, rƣợu, chế biến thực phẩm), hoặc chất khí (SO2 trong núi lửa phun, NO2 trong khói xe, CO từ khói đun …), các kim loại nặng nhƣ chì, đồng … cũng có khi nó vừa ở thể hơi vừa ở thể rắn nhƣ thăng hoa hay ở dạng trung gian. Khái niệm về suy thái môi trƣờng: n 7 Theo khoản 9 Điều 3 Luật Bảo vệ môi trƣờng Việt Nam năm 2015[4]: Suy thoái môi trƣờng là sự suy giảm về chất lƣợng và số lƣợng của thành phần môi trƣờng, gây ảnh hƣởng xấu đến con ngƣời và sinh vật.
Trong đó Theo khoản 2 Điều 3 Luật Bảo vệ môi trƣờng Việt Nam năm 2015[4]: Thành phần môi trƣờng là yếu tố vật chất tạo thành môi trƣờng 5 gồm đất, nƣớc, không khí, âm thanh, ánh sáng, sinh vật và các hình thái vật chất khác. Khái niệm về ô nhiễm môi trƣờng nƣớc Ô nhiễm môi trƣờng nƣớc là sự thay đổi theo chiều xấu đi các tính chấtvật lí, hóa học, sinh học của nƣớc, với sự xuất hiện các chất lạ ở thể lỏng, thể rắn làm cho nguồn nƣớc trở nên độc hại đối với con ngƣời và vi sinh vật. Làm giảm đa dạng sinh vật trong nƣớc. Hiến chƣơng Châu Âu [18] định nghĩa: “Ô nhiễm nƣớc là sự biến đổi chủ yếu do con ngƣời gây ra đối với chất lƣợng nƣớc làm ô nhiễm nƣớc và gây nguy hại cho việc sử dụng, cho nông nghiệp, công nghiệp, nuôi cá, nghỉ ngơi, giải trí, cho động vật nuôi và các loài hoang dã.” Có nhiều cách phân loại ô nhiễm nƣớc.
Hoặc dựa vào nguồn gốc gây ô nhiễm nhƣ ô nhiễm do công nghiệp, nông nghiệp, sinh hoạt. Hoặc dựa vào môi trƣờng nƣớc nhƣ ô nhiễm nƣớc ngọt, ô nhiễm biển và đại dƣơng. Hoặc dựa vào tính chất của ô nhiễm nhƣ ô nhiễm sinh học, hóa học hay vật lý. Ô nhiễm môi trƣờng nƣớc có nguồn gốc tự nhiên: do sự nhiễm mặn, nhiễm phèn, do gió bão, lũ lụt.
Nƣớc mƣa rơi xuống mặt đất, nhà cửa, đƣờng phố, đô thị, khu công nghiệp kéo theo các chất bẩn xuống sông hồ, sản phẩm của hoạt động sống của sinh vật, vi sinh vật kể cả xác chết của chúng… Sự ô nhiễm này còn đƣợc gọi là ô nhiễm không xác định đƣợc nguồn. n 8 Ô nhiễm môi trƣờng nƣớc có nguồn gốc nhân tạo: chủ yếu là do nƣớc thải của các khu dân cƣ, hoạt động nông nghiệp (thuốc trừ sâu, thuốc diệt cỏ…), khu công nghiệp, hoạt động giao thông vận tải.