Đề tài Xác định Cu, Pb, Zn, Cd trong Sol khí PM-10 (Phần 1)

Nội dung text: Đề tài Xác định Cu, Pb, Zn, Cd trong Sol khí PM-10 (Phần 1)

1. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH ĐỀ TÀI NCKH CẤP SINH VIÊN XÁC ĐỊNH Cu, Pb, Zn, Cd TRONG SOL KHÍ PM - 10 MÃ ĐỀ TÀI: SV2010 - 75 THUỘC NHÓM NGÀNH: KHOA HỌC KỸ THUẬT NGƯỜI CHỦ TRÌ: NGUYỄN THỊ BÍCH SÁNG NGƯỜI THAM GIA: NGUYỄN THỊ TRÀ MY NGUYỄN THỊ NGỌC THẢO ĐƠN VỊ: KHOA CN HÓA VÀ THỰC PHẨM S K C 0 0 2 8 5 4 THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH THÁNG 03, 2011
2. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HCM  ĐỀ TÀI NCKH CẤP SINH VIÊN XÁC ĐỊNH Cu, Pb, Zn, Cd TRONG SOL KHÍ PM-10 MÃ SỐ: SV2010-75 THUỘC NHÓM NGÀNH: KHOA HỌC KỸ THUẬT NGƯỜI CHỦ TRÌ : NGUYỄN THỊ BÍCH SÁNG NGƯỜI THAM GIA : NGUYỄN THỊ TRÀ MY NGUYỄN THỊ NGỌC THẢO ĐƠN VỊ : KHOA CN HÓA VÀ THỰC PHẨM TP. HỒ CHÍ MINH – 3/2011
3. LỜI NÓI ĐẦU Môi trường sống-cái nôi của nhân loại đang ngày càng ô nhiễm trầm trọng do con người. Cùng với sự phát triển của xã hội,môi trường đang từng bước bị hủy diệt là mối quan tâm không chỉ riêng một quốc gia nào. Bảo vệ môi trường là nghĩa vụ của cộng đồng toàn cầu và của Việt Nam nói riêng. Không khí có ý nghĩa vô cùng to lớn với con người và sinh vật. Hiện trạng môi trường không khí ở nước ta,đặc biệt là trong các khu công nghiệp và đô thị lớn: Thành phố Hồ Chí Minh, Hà Nội, Hải Phòng, Đồng Nai đang là mối lo ngại cho các cơ quan quản lý nhà nước về mặt môi trường cũng như toàn thể dân cư trong khu vực. Phần lớn các nhà máy xí nghiệp chưa có hệ thống xử lý ô nhiễm không khí hoặc có nhưng hoạt động không hiệu quả và mang tính chất đối phó. Bên cạnh đó với đặc điểm của một nền công nghiệp,tiểu thủ công nghiệp mang tính chất sản xuất nhỏ,công nghệ lạc hậu,thiếu thốn nguyên vật liệu nên thải vào môi trường một khối lượng bụi, hơi khí độc,và mùi hôi khổng lồ, gây ảnh hưởng không những cho công nhân trực tiếp sản xuất mà ngay cả dân cư khu vực lân cận cũng chịu ảnh hưởng đáng kể. Việc xây dựng đất nước trên cơ sở công nghiệp hóa, hiện đại hóa cùng với mức độ gia tăng đáng kể các khu vực đô thị, khu dân cư, không có quy hoạch đồng bộ, tổng thể và thiếu hợp lý lại càng gây phức tạp thêm cho công tác quản lý và khống chế ô nhiễm từ nguồn thải, các phương tiện giao thông công cộng ít hoặc không thuận tiện cho việc đi lại của nhân dân cùng với hiện trạng quy hoạch về mạng lưới các tuyến đường không đáp ứng nhu cầu của thực tế đã góp phần rất lớn gây ô nhiễm môi trường không khí ở các khu đô thị lớn như Tp.HCM, Hà Nội đặc biệt là giờ cao điểm thường xảy ra kẹt xe. Trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật Tp.HCM là một trong những trường có khuôn viên rộng vào bậc nhất thành phố, là cái nôi đào tạo lực lượng giáo viên nghề và số lượng lớn kỹ sư trẻ cho đất nước. Góp phần làm nên thành công đó thì môi trường học tập là yếu tố quan trọng quyết định hàng đầu, trong đó có môi trường không khí. Đó là lý do để chúng em thực hiện đề tài này nhằm đánh giá mức độ ô nhiễm không khí, đặc biệt là kim loại nặng trong sol khí PM10 trong khuôn viên trường. Để từ đó, góp phần nâng cao nhận thức của sinh viên về môi trường mà chúng ta đang hằng ngày học tập. Nội dung đề tài bao gồm những hiện trạng sol khí PM10 hiện nay trên Thế giới, Việt Nam, khuôn viên trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật Tp.HCM, những tác hại của kim loại nặng như Cd, Pb, Cu, Zn Đề tài không tránh khỏi những thiếu sót. Nhóm NCKH xin chân thành cảm ơn sự quan tâm theo dõi và mong nhận được nhiều ý kiến đóng góp của quý thầy cô và các bạn. Nhóm NCKH xin tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến TS. Nguyễn Văn Sức đã tận tình hướng dẫn chúng em hoàn thành đề tài này. Tập thể nhóm NCKH
4. Báo cáo nghiên cứu khoa học GVHD: TS. Nguyễn Văn Sức Mục lục Chương 1 3 GIỚI THIỆU CHUNG 3 1.1. Đặt vấn đề: 3 1.2. Sự cần thiết của đề tài: 3 1.3. Mục đích của đề tài: 3 1.4. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu: 3 1.5. Các phương pháp nghiên cứu: 4 1.6. Tổng quan bụi PM-10: 4 1.6.1. Định nghĩa: 4 1.6.2. Nguồn gốc: 4 1.6.3. Ảnh hưởng: 5 1.6.4. Tình hình ô nhiễm bụi PM10: 6 1.7. Tổng quan về chì: 8 1.7.1. Đặc tính của chì: 8 1.7.2. Ứng dụng của chì: 9 1.7.3. Các nguồn phát sinh chì: 10 1.7.4. Độc tính của chì đối với con người: 11 1.8. Tổng quan về Cadimi: 12 1.8.1. Đặc tính của Cadimi: 12 1.8.2. Ứng dụng của Cadimi: 13 1.8.3. Các nguồn phát sinh Cadimi: 13 1.8.4. Độc tính của Cadimi đối với con người: 13 1.9. Tổng quan về đồng: 14 1.9.1. Đặc tính của đồng: 14 1.9.2. Ứng dụng của Cu: 14 1.9.3. Nguồn gốc Cu: 15 1.9.4. Tính chất độc hại của kim loại Cu đối với con người: 15 1.10. Tổng quan về kẽm: 15 1.10.1. Đặc tính của kẽm (Zn): 15 1.10.2. Ứng dụng của kẽm: 15 Chương 2 17 GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ 17 2.1. Lý thuyết phương pháp cực phổ: 17 2.2. Các bước tiến hành thí nghiệm: 18 2.2.1. Nguyên tắc: 18 2.2.2. Hóa chất: 18 2.2.3. Dụng cụ: 18 2.2.4. Lấy mẫu: 19 2.3. Xử lý mẫu: 19 2.4. Công thức tính toán và xử lý số liệu thống kê: 19 2.4.1. Công thức tính nồng độ: 19 2.4.2. Công thức xử lý số liệu thống kê: 20 2.5. Kết quả và thảo luận: 20 2.5.1. Nồng độ bụi: 20 2.5.1.1. Phòng thí nghiệm công nghệ môi trường: 20 2.5.1.2. Phòng thầy trưởng khoa:TS Nguyễn Văn Sức: 21 2.5.1.3 Phòng bộ môn công nghệ hóa học và thực phẩm: 22 2.6. So sánh với tiêu chuẩn Việt Nam: 23 Trang 1
5. Báo cáo nghiên cứu khoa học GVHD: TS. Nguyễn Văn Sức 2.7. Xây dựng đường chuẩn Zn, Cd, Pb, Cu: 24 2.7.1. Đường chuẩn kẽm Zn: 24 2.7.2. Đường chuẩn Cd: 25 2.7.3. Đường chuẩn Pb: 25 2.7.4. Đường chuẩn Cu: 26 2.8. Kết quả nồng độ Zn, Cd, Pb, Cu: 27 2.8.1. Phòng thí nghiệm Công Nghệ Môi Trường: 27 2.8.2. Phòng bộ môn Công nghệ hóa học và thực phẩm: 27 2.8.3. Phòng thầy trưởng khoa: TS. Nguyễn Văn Sức: 27 2.9. So sánh với tiêu chuẩn Việt Nam: 29 2.10. Nhận xét và giải thích: 30 Chương 3 31 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 31 3.1. Kết luận: 31 3.2. Kiến nghị: 31 TÀI LIỆU THAM KHẢO 32 Trang 2
6. Báo cáo nghiên cứu khoa học GVHD: TS. Nguyễn Văn Sức Chương 1 GIỚI THIỆU CHUNG 1.1. Đặt vấn đề: Ô nhiễm không khí là sự có mặt một chất lạ hoặc một sự biến đổi quan trọng trong thành phần không khí, làm cho không khí không sạch hoặc gây ra sự tỏa mùi, có mùi khó chịu, giảm tầm nhìn xa do bụi. Hiện nay, ô nhiễm khí quyển là vấn đề thời sự nóng bỏng của cả thế giới chứ không phải riêng của một quốc gia nào. Môi trường khí quyển đang có nhiều biến đổi rõ rệt và có ảnh hưởng xấu đến con người và các sinh vật. Hàng năm con người khai thác và sử dụng hàng tỉ tấn than đá, dầu mỏ, khí đốt. Đồng thời cũng thải vào môi trường một khối lượng lớn các chất thải khác nhau như: chất thải sinh hoạt, chất thải từ các nhà máy và xí nghiệp làm cho hàm lượng các loại khí độc hại tăng lên nhanh chóng. Và nồng độ các kim loại nặng trong không khí cũng ngày một cao. Nó gây ảnh hưởng không nhỏ đến sức khỏe con người khi hít phải chúng. Xác định nguồn gốc phát sinh các kim loại độc hại là rất quan trọng để phòng ngừa ô nhiễm và bảo vệ sức khỏe con người. 1.2. Sự cần thiết của đề tài: Vì trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật thành phố Hồ Chí Minh nằm gần trục đường giao thông, ngã tư Thủ Đức ( phương tiện giao thông lưu thông nhiều ). Cộng với trong trường đã và đang thi công nhiều công trình. Nên việc xác định hàm lượng kim loại nặng trong không khí trong trường là rất cần thiết; để đảm bảo an toàn sức khỏe cho toàn thể cán bộ công nhân viên, giảng viên, sinh viên của trường. Và để có cơ sở đề ra chính sách cải thiện chất lượng môi trường khi nồng độ kim loại nặng trong không khí vượt quá hàm lượng cho phép. 1.3. Mục đích của đề tài: Xác định hàm lượng kim loại nặng: Cu. Pb, Zn, Cd trong không khí trong Sol khí pM-10. 1.4. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu: Đối tượng nghiên cứu:  Kim loại Cu, Pb, Zn, Cd.  Sol khí M-10. Phạm vi nghiên cứu:  Đề tài chỉ thực hiện trong phạm vi khuôn viên trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Tp. Hồ Chí Minh ( lấy mẫu tại một số phòng ban ). Trang 3
7. Báo cáo nghiên cứu khoa học GVHD: TS. Nguyễn Văn Sức 1.5. Các phương pháp nghiên cứu:  Phương pháp thực nghiệm: Đây là phương pháp quan trọng nhất trong toàn bộ quá trình thực hiện đề tài, toàn bộ thí nghiệm đều được làm trong phòng thí nghiệm một cách khoa học và theo một logic nhất định nhằm bảo đảm kết quả mang lại chính xác nhất, khách quan nhất và ít sai số nhất.  Phương pháp cực phổ.  Phương pháp đồ thị: Sử dụng đồ thị để biểu đạt các số liệu đã qua xử lý để có được cái nhìn toàn diện, trực quan hơn, qua đó có những nhận xét đánh giá đúng đắn để có hướng đi khoa học.  Phương pháp so sánh: Các kết quả xác định phải được so sánh với tiêu chuẩn chất lượng không khí xung quanh của Việt Nam, hay WHO; để có thể biết được môi trường không khí đó có đạt chuẩn hay không, có ảnh hưởng sức khỏe người dân hay không. 1.6. Tổng quan bụi PM-10: 1.6.1. Định nghĩa: PM10 là những hạt bụi sol khí có kích thước nhỏ hơn 10µm(phần nghìn mm). Chúng phát tán từ những chất rắn không phân hủy được lơ lửng trong không khí. Có thể là đám đất cát vương vãi, có thể là những mẫu thức ăn vụn chưa phân rã, và dĩ nhiên còn là những đám rác thải chồng chất chưa được chôn lấp, sau nữa là khói của các nguồn xe cộ, nhà máy, bếp than tổ ong gây ra những ảnh hưởng đặc biệt nghiêm trọng cho con người. 1.6.2. Nguồn gốc: Tác nhân ô nhiễm PM10 có nhiều trong nguồn khí thải đốt xăng dầu phát tán từ những chất rắn không phân hủy được, lơ lửng trong không khí. Nguồn gốc tự nhiên thường thấy như: phun núi lửa và thải vào không khí sunfuadioxit, hirosunfit và sunfit hữu cơ, cháy rừng với các khí cacbon monooxit (CO), cacbon doxit và các hạt tro, sấm chớp làm xuất hiện acid nitrit, quá trình phân hủy giải phóng amoniac, oxit nito, mêtan và CO2 Nguồn gốc ô nhiễm nhân tạo là nơi mà từ đó phát sinh chất gây ô nhiễm, có thể là một điểm, ví dụ: ống khói các nhà máy từ các khu công nghiệp, từ ống khói xe máy, xe ôtô, bụi đất từ quá trình hoạt động của các phương tiện giao thông, đốt cháy nhiên liệu hóa thạch, cháy rừng, đốt các sản phẩm nông nghiệp, đốt rác xây dựng. Trang 4
8. Báo cáo nghiên cứu khoa học GVHD: TS. Nguyễn Văn Sức 1.6.3. Ảnh hưởng: Một nhóm nghiên cứu quốc tế về tác hại của PM10 đến sức khỏe người dân Bangkok đã đi đến kết luận rằng cứ giảm được 10mg PM10 trong một mét khối không khí thì con số tử vong sẽ rút bớt 1-2% về bệnh tim mạch và 3-6% về bệnh đường hô hấp. [1] Các sol khí và bụi lơ lửng có tác dụng hấp thụ và khuyếch tán ánh sáng mặt trời, làm giảm độ trong suốt của khí quyển, nghĩa là giảm bớt tầm nhìn. Với nồng độ phần tử nhỏ là 0,1mg/m3 thì tầm nhìn xa chỉ còn 12km (trong đó tầm nhìn xa nhất là 36km, và nhỏ nhất là 6km). Việc giảm độ nhìn thấy sẽ gây nguy hiểm cho các phương tiện giao thông bộ, đường thuỷ và đường hành không. [2] Loại ô nhiễm này còn gây tác hại làm gỉ mòn kim loại do không khí ẩm ướt, làm bẩn nhà cửa, tranh ảnh, phù điêu tượng đài, đặc biệt là gây tác hại đối với thiết bị và mối hàn điện. Nhiều người mắc bệnh phổi mãn tính như viêm cuốn phổi, bụi phổi. Ở nồng độ 80µg/m3 đã bắt đầu gây bệnh. Chúng gây bệnh hen suyễn, viêm cuốn phổi, bệnh khí thủng và viêm cơ phổi.  Ở Việt Nam (tiêu biểu là Hà Nội): Bộ Y tế có thống kê các bệnh liên quan đến ô nhiễm không khí nhiều nhất tại Việt Nam, trong đó, có các bệnh viêm phổi (chiếm 4,16%), viêm họng và viêm amidan cấp tính (3,09%) và bệnh viêm phế quản và tiểu phế quản (3,06%). [3] Theo đó, tỷ lệ hộ mắc bệnh tại Hà Nội là 72,6%.Trong số đó, hộ có người mắc bệnh mạn tính chiếm 43%, cao nhất là ở quận Hoàng Mai, thấp nhất là quận Tây Hồ. Các bệnh có tỷ lệ mắc cao là bệnh tai mũi họng, viêm mũi dị ứng, hen phế quản, cảm cúm, viêm phổi, viêm phế quản, các bệnh ngoài da, bệnh về mắt. Đối với các bệnh cấp tính như cảm cúm, người sống trên 10 năm mắc bệnh chiếm tới 11,5%, sống dưới 3 năm là 6,8%. Xu hướng tuổi càng cao thì tỷ lệ mắc càng cao. [4] Quận Hoàng Mai có tỷ lệ mắc triệu chứng tắc mũi, chảy nước mũi, viêm họng cao nhất, thấp nhất là quận Hoàn Kiếm. Các bệnh về da liễu và mắt, quận Đống Đa mắc tỷ lệ cao nhất, tiếp đến là quận Hoàng Mai, Thanh Xuân, Hoàn Kiếm, Tây Hồ. Quận Hoàng Mai cũng đứng đầu bảng về tỷ lệ hộ gia đình cao nhất có người phải nằm viện hoặc nghỉ việc để điều trị bệnh do ô nhiễm không khí. Bác sĩ Đức cũng nêu, bệnh liên quan đến ÔNKK còn ảnh hưởng đến người thân, tạo nên chi phí gián tiếp do nghỉ học nghỉ làm khi người thân bị ốm. Đa số người dân được hỏi sau khi nghỉ ốm để điều trị bệnh hoặc có người thân bị ốm thì bị giảm khoảng 20% thu nhập và suy giảm về sức khỏe khoảng 20% so với trước khi bị bệnh. [5] Trang 5