ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
CAO MINH SÁNG
KHẢO SÁT CHẤT LƯỢNG NƯỚC THẢI CỦA MỘT
SỐ KHU CÔNG NGHIỆP TRÊN LƯU VỰC SÔNG
SÀI GÒN – ĐỒNG NAI Chuyên ngành: SINH THÁI HỌC
Mã số chuyên ngành: 604260
mọi điều kiện thuận lợi cho tôi trong suốt quá trình học tập và hoàn
thành luận v
ăn tốt nghiệp này.
Xin cảm ơn thầy, PGS.TS. Nguyễn Phước Dân - Trưởng khoa Môi
trường, trường Đại học Bách khoa TP. HCM, một người đáng kính trong
công việc cũng như trong cuộc sống. Thầy đã tận tình giúp đỡ và tạo mọi
điều kiện cho em trong suốt quá trình làm luận văn.
Tiến sĩ Đào Thanh Sơn, cùng toàn thể các anh, chị em trong phòng
Độc học - Viện Môi trường và Tài nguyên đã tận tình hướng dẫn và giúp
đỡ tôi thự
c hiện thí nghiệm độc học.
ThS. Bùi Mạnh Hà, CN Thủy, Phòng thí nghiệm hóa phân tích –
Trung tâm Kiểm định và Khảo nghiệm bảo vệ thực vật phía nam, đã tận
tình hướng dẫn và giúp đỡ tôi thực hiện phân tích mẫu bằng hệ thống
GC/MS.
ThS. Võ Thị Kiều Thanh, cán bộ Phòng Công nghệ biến đổi Sinh
học, Viện Sinh Học Nhiệt Đới TP. HCM, đã tận tình hướng dẫn tôi
ii
phương pháp phân tích số liệu độc học và các tài liệu trong quá trình
thực hiện luận văn.
Các cô, các anh chị trong các phòng thí nghiệm của Khoa Môi
trường - trường ĐH Bách Khoa TP. HCM đã nhiệt tình giúp đỡ tôi trong
quá trình thu mẫu và phân tích mẫu.
Xin gửi lới cảm ơn tới bạn bè, các anh chị em trong lớp cao học
Sinh thái K19 đã cùng trao đổi, động viên và giúp đỡ tôi trong suốt quá
trình học tập.
Cuối cùng xin chân thành cảm ơn bố, mẹ, các em và người thân đã
luôn ở bên cạ
nh động viên, giúp đỡ tôi trong suốt quá trình học tập và
hoàn thành luận văn này.
MỤC LỤC
Trang
Trang phụ bìa i
Lời cảm ơn ii
Lời cam đoan iv
Mục lục v
Danh mục các ký hiệu, các chữ viết tắt vii
Danh mục các bảng ix
Danh mục các hình vẽ, đồ thị x
Tóm tắt xii
MỞ ĐẦU 01
Chương 1. TỔNG QUAN 03
1.1. Sơ lược về nước thải 03
1.1.1. Phân loại nước thải 03
1.1.1.1. Phân loại theo nguồn gốc phát sinh 03
1.1.1.2. Phân loại theo quan điểm quản lý môi trường 07
1.1.2. Đặc điểm nước thải các khu công nghiệp nghiên cứu 07
1.1.2.1. Khu công nghiệp Amata 07
1.1.2.2. Khu công nghiệp Hố Nai 08
1.1.2.3. Khu công nghiệp Tân Bình 09
1.1.2.4. Khu công nghiệp Tân Tạo 10
1.1.2.5. Khu công nghiệp Trảng Bàng 11
1.1.3. Các chỉ tiêu đánh giá nước thải công nghiệp 12
1.1.3.1. Các chất hữu cơ 12
1.1.3.2. Các chất vô cơ 12
1.1.3.3. Hàm lượng chất rắn 13
1.1.3.4. Hàm lượng ôxy hòa tan DO (Dissolved Oxygen) 13
vi
1.1.3.5. Nhu cầu ôxy sinh hóa BOD (Biochemical Oxygen Demand) 14
3.1. Kết quả phân tích chỉ tiêu lý – hóa 38
3.2. Kết quả phân tích kim loại nặng 44
3.3. Kết quả đánh giá độc tính 47
3.4. Đánh giá độc tính nước thải 48
3.5. Kết quả phân tích các EDC 50
Chương 4. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 58
4.1. Kết luận 55
4.2. Kiến nghị 55
TÀI LIỆU THAM KHẢO
PHỤ LỤC
vii
CÁC TỪ VIẾT TẮT TRONG LUẬN VĂN
APHA
BPA
BOD
CETASD
COD
COHIBA
DDT
DO
EC
ELISA
ER-CALUX
FTU
GC-MS
GC-MS/MS
: International Organization for Standardization
: Japan Environment Agency
: Khu công nghiệp
: Liquid chromatography tandem mass spectrometer
: Lithuanian Waste Water Management Regulation
: Lethal concentration
: Limit concentration to the Environment
: micellar electrokinetic chromatography
viii
MACE
MS Excel
NOEC
ND
NP
NPEO
NTCN
NTSH
OECD
OP
OPEO
OSPAR
ppm
ppb
ppt
Pt-Co
QCVN
SPME-HPLC
: Suspended solid
: Thành phố Hồ Chí Minh
: Tiêu chuẩn Việt Nam
: Toxic Units
: United Kingdom Environment Agency
: United States Environmental Protection Agency
: World Wildlife Fund
: Yeast estrogen screening
ix
DANH MỤC CÁC BẢNG
Trang
Bảng 1.1. Lưu lượng nước thải trong 1 số ngành công nghiệp 05
Bảng 1.2. Tính chất đặc trưng của nước thải một số ngành công
nghiệp 06
Bảng 1.3. Kết quả phân tích nước thải sau xử lý KCN Amata 2010 08
Bảng 1.4. Kết quả phân tích nước thải sau xử lý KCN Hố Nai 2010 09
Bảng 1.5. Kết quả phân tích nước thải sau xử lý KCN Tân Bình 2008 10
Bảng 1.6. Kết quả phân tích nước thải sau xử lý KCN Tân Tạo 2008 11
Bảng 1.7. Kết quả phân tích nước thải sau xử lý KCN Trảng Bàng 2010 12
Bảng 2.1. Tọa độ KCN thu mẫu 27
Bảng 2.2. Giới hạn định lượng và giới hạn phát hiện của kim loại 31
Bảng 3.1. Kết quả thí nghiệm độc học trên nước thải các KCN 48
Bảng 3.2. Đơn vị độc tính trong nước thải của các KCN 50
Bảng 3.3. Phân loại độ độc cho mẫu nước thải 50
Bảng 3.4. Kết quả phân tích các EDC trong mẫu nước thải các KCN 51
Bảng 3.5. Nồng độ các EDC trong nước thải các KCN và giới hạn tối đa cho
phép thải vào môi trường theo LWWMR 55
Hình 3.6. Kết quả phân tích độ đục trong mẫu nước thải KCN 44
Hình 3.7. Kết quả phân tích Nitơ tổng trong mẫu nước thải KCN 44
Hình 3.8. Kết quả phân tích đồng (Cu) trong mẫu nước thải KCN 46
Hình 3.9. Kết quả phân tích kẽm (Zn) trong mẫu nước thải KCN 47
Hình 3.10. Kết quả phân tích chì (Pb) trong mẫu nước thải KCN 47
Hình 3.11. Kết quả phân tích các EDC mẫu nước thải đầu vào KCN 52
xii
TÓM TẮT
Sông Sài Gòn – Đồng Nai là một trong những con sông quan trọng bậc nhất
khu vực phía Nam, không những là nơi cung cấp nước sinh hoạt mà còn là nơi dự
trữ sinh quyển đa dạng sinh học của cả khu vực miền Đông Nam Bộ.
Tuy nhiên, đây cũng là điểm xả cuối cùng của nước thải các khu công nghiệp
trước khi thoát ra biển. Trong những năm gần đây chất lượng nước sông ngày
càng báo động, một trong những lý do là chất lượng nước thải ngày càng phức
tạp, đa dạng về chủng loại thành phần do những ngành nghề mới sinh ra, sử dụng
những hóa chất mới, công nghệ mới. Vì thế những chỉ tiêu hóa, lý dùng đánh giá
chất lượng nước (pH, COD, BOD, SS, …) chưa thể hiện hết “bản chất” ô nhiễm
của nước sông mà cần đến những chỉ tiêu phân tích hóa chuyên sâu (các EDC,
thuốc trừ sâu,…) và độc tính nước thải sinh ra.
Bằng việc phân tích các chất gây rối loạn nội tiết EDC (bằng phương pháp
LC/MS), đánh giá độc tính cấp EC50 (trên cá sọc ngựa) và các chỉ tiêu hóa lý
thông thường của 5 mẫu nước thải (đầu vào, ra) của 5 khu công nghiệp có nguồn
thải chảy vào sông Sài Gòn – Đồng Nai gồm: Amata, Hố Nai, Tân Bình, Trảng
Bàng, Tân Tạo, chúng tôi xác định được rằng tất cả các mẫu nước thải đầu vào
đều gây độc cho vi sinh vật thí nghiệm, đặc biệt nước thải đầu vào KCN Trảng
Bàng và Tân Tạo đều gây độc với hàm lượng nhỏ (EC50 đo được lần lượt 9.3 và
15.66 %). Các EDC đều hiện diện trong tất cả các mẫu nước thải đầu vào. Qua
khảo sát nước thải đầu ra về cơ bản không gây độc tính cho sinh vật thử nghiệm.
Với việc khảo sát đặc tính chất lượng nước thải KCN trước khi xã thải ra
sông Sài Gòn – Đồng Nai, nghiên cứu phần nào làm rõ hiện trạng ô nhiễm, giúp
1
MỞ ĐẦU
Trong hệ thống sông ngòi Việt Nam thì hệ thống sông Sài Gòn - Đồng Nai
có vai trò quan trọng trong chiến lược phát triển kinh tế - xã hội của 12 tỉnh,
thành mà nó chảy qua. Đặc biệt trên hệ thống sông này có 4 địa phương là Bình
Dương, Thành phố Hồ Chí Minh, Đồng Nai, Bà Rịa - Vũng Tàu là hạt nhân của
vùng kinh tế trọng điểm phía Nam và là đầu tàu kinh tế của cả nước, chiếm hơn
54% giá trị sản xuất công nghiệp và hơn 60% kim ngạch xuất khẩu của cả nước.
Điều này cho thấy tầm vóc và vị trí của các tỉnh thuộc lưu vực sông Sài Gòn -
Đồng Nai đối với nền kinh tế của nước nhà (Viện Môi trường & Tài nguyên, Đại
học Quốc gia TP.HCM). Bên cạnh vai trò sản xuất kinh tế, sông Sài Gòn – Đồng
Nai còn là nguồn cung cấp nước sinh hoạt chủ yếu cho 8 triệu dân thành phố Hồ
Chí Minh và các vùng lân cận. Tuy nhiên chất lượng nước Sông Đồng Nai và
Sông Sài Gòn được đánh giá là đang suy giảm về chất lượng do các hoạt động xả
thải trên thượng nguồn, như các hoạt động sản xuất công nghiệp, nông nghiệp,
khu dân cư xung quanh và cả các trạm xử lý nước thải tập trung. Có nhiều nguyên
nhân gây ra sự ô nhiễm môi trường trên lưu vực sông Sài Gòn - Đồng Nai, trong
đó nguyên nhân đầu tiên phải kể đến là nước thải từ các khu công nghiệp chưa
qua xử lý được xả ra sông. Theo Bộ Tài nguyên và Môi trường, hiện có khoảng
51 khu công nghiệp đang hoạt động trên lưu vực Sông Sài Gòn - Đồng Nai, trong
số này mới chỉ có 21 khu công nghiệp có hệ thống xử lý nước thải. Các nguồn
thải chưa qua xử lý của các khu công nghiệp khi thải ra môi trường tự nhiên đã
mang theo nhiều hóa chất độc hại từ các hoạt động sản xuất như: dệt nhuộm, sản
xuất giấy, chế biến thủy hải sản, sản xuất phân bón.
Đến nay đã có nhiều nghiên cứu, khảo sát về chất lượng nước thải của các
khu công nghiệp thông qua các chỉ tiêu lý, hóa, kim loại nặng, vi sinh vật. Tuy
nhiên các chỉ tiêu đó chỉ chưa thể hiện được đầy đủ mức độ ô nhiễm của nước
thải đặc biệt tác động của chúng lên môi trường sinh thái. Do đó đề tài: “Khảo
2
nhiễm bẩn nước và gây nguy hiểm cho con người, cho cho công nghiệp, cho nông
nghiệp, nuôi cá, nghỉ ngơi, giải trí, cho động vật nuôi và các loài hoang dã”.
Theo Tiêu chuẩn Việt Nam 5980-1995 và ISO 6107/1-1980: Nước thải là
nước đã được thải ra sau khi đã sử dụng hoặc được tạo ra trong một quá trình
công nghệ và không còn giá trị trực tiếp đối với quá trình đó.
Ngoài ra nước thải còn được định nghĩa: là chất lỏng được thải ra sau quá
trình sử dụng của con người và đã bị thay đổi tính chất ban đầu của chúng.
1.1.1. Phân loại nước thải
1.1.1.1. Phân loại theo nguồn gốc phát sinh
Dựa vào nguồn gốc phát sinh có thể phân nước thải thành các loại sau:
Ø Nước thải sinh hoạt: Nước thải sinh hoạt là nước thải phát sinh từ các hoạt
động sinh hoạt của các cộng đồng dân cư như: khu vực đô thị, trung tâm thương
mại, khu vực vui chơi giải trí, cơ quan công sở. Thông thường, nước thải sinh
hoạt của hộ gia đình được chia làm hai loại chính: nước đen và nước xám. Nước
đen là nước thải từ nhà vệ sinh, chứa phần lớn các chất ô nhiễm, chủ yếu là: chất
hữu cơ, các vi sinh vật gây bệnh và cặn lơ lửng. Nước xám là nước phát sinh từ
quá trình rửa, tắm, giặt, với thành phần các chất ô nhiễm không đáng kể. Các
thành phần ô nhiễm chính đặc trưng thường thấy ở nước thải sinh hoạt là BOD5,
COD, Nitơ và Phốt pho. Trong nước thải sinh hoạt, hàm lượng N và P rất lớn, nếu
không được loại bỏ thì sẽ làm cho nguồn tiếp nhận nước thải bị phú dưỡng –một
hiện tượng thường xảy ra ở nguồn nước có hàm lượng Nitơ và Phốtpho cao, trong
đó các loài thực vật thủy sinh phát triển mạnh rồi chết đi, thối rữa, làm cho nguồn
nước trở nên ô nhiễm.
4
Trong đô thị: Nước thải sinh hoạt thường trộn chung với nước thải sản xuất
và gọi chung là
nước thải đô thị. Nếu tính gần đúng, nước thải đô thị gồm khoảng 50% là nước
thải sinh hoạt, 14% là các loại nước thấm, 36% là nước thải sản xuất.
Lưu lượng nước thải đô thị phụ thuộc rất nhiều vào điều kiện khí hậu và các
vào nhiều yếu tố. Lưu lượng nước thải của các xí nghiệp công nghiệp được xác
định chủ yếu bởi đặc tính sản phẩm được sản xuất.
Bảng 1.1. Lưu lượng nước thải trong 1 số ngành công nghiệp
[4][7]
Ngành công nghiệp Tính cho
Lưu lượng
nước thải
1. Sản xuất bia
2. Tinh chế đường
3. Sản xuất bơ sữa
4. Sản xuất xà phòng và chất tẩy rửa
5. Sản xuất nước khoáng và nước chanh
6. Nhà máy đồ hộp rau quả
7. Giấy
8. Giấy trắng
9. Giấy không tẩy trắng
10. Dệt sợi nhân tạo
11. Xí nghiệp tẩy trắng
1 l bia
1 tấn củ cải đường
1 tấn sữa
-
-
1 tấn sản phẩm
-
1 tấn
1 tấn
1 tấn sản phẩm
1 tấn sợi
nghệ sản xuất hoặc điều kiện môi trường.
Căn cứ vào thành phần và khối lượng nước thải mà lựa chọn công nghệ và các
kỹ thuật xử lý. Sau đây là 1 số số liệu về thành phần nước thải của 1 số ngành
công nghiệp
Bảng 1.2. Tính chất đặc trưng của nước thải một số ngành công nghiệp
[4][7]
Các chỉ tiêu Chế biến
sữa
Sản xuất
thịt hộp
Dệt sợi tổng
hợp
Sản xuất
clorophenol
BOD
5
(mg/l)
COD (mg/l)
TSS (mg/l)
SS (mg/l)
Nitơ (mgN/l)
Photpho (mgP/l)
pH
Nhiệt độ (
o
C)
Dầu mỡ (mg/l)
Clorua (mg/l)
Phenol (mg/l)
-
-
-
4300
5400
53000
1200
0
0
7
17
-
27000
140
Ø Nước thải là nước mưa: Đây là lọai nước thải sau khi mưa chảy tràn trên
mặt đất và lôi kéo các chất cặn bã, dầu mỡ, khi đi vào hệ thống thóat nước.
Những nơi có mạng lưới cống thoát riêng biệt: mạng lưới cống thoát nước thải
riêng với mạng lưới cống thoát nước mưa. Nước thải đi về nhà máy xử lý gồm:
nước sinh hoạt, nước công nghiệp và nước ngầm thâm nhập, nếu sau những trận
7
mưa lớn không có hiện tượng ngập úng cục bộ, nếu có nước mưa có thể tràn qua
nắp đậy các hố ga chảy vào hệ thống thoát nước thải. Lượng nước thâm nhập do
thấm từ nước ngầm và nước mưa có thể lên tới 470m3/ha.ngày. Nơi có mạng
cống chung vừa thoát nước thải vừa thoát nước mưa. Đây là trường hợp hầu hết ở
các thị trấn, thị xã, thành phố của nước ta. Lượng nước chảy về nhà máy gồm
nước thải sinh hoạt, nước thải công nghiệp, nước ngầm thâm nhập và một phần
nước mưa.
Ø Nước thải nông nghiệp: là nước thải sử dụng sau tưới tiêu trong hoạt động
sản xuất nông nghiệp. Đặc trưng cơ bản của loại nước này là có chứa các dư
(Cột B)
pH mg/l 6.9 5.5-9
TSS mg/l 22 100
COD mg/l 50 100
BOD
5
mg/l 22 50
N – NH
3
11.7 5
Coliform MNP/100 ml 1100 5000
Fe mg/l KPH 5
Pb mg/l KPH 0.5
Cd mg/l KPH 0.01
Hg mg/l KPH 0.01
Zn mg/l 0.008 3
KPH: Không phát hiện
(Nguồn: Kết quả quan trắc môi trường KCN Amata 2008)
1.1.2.2. Khu công nghiệp Hố Nai
KCN Hố Nai (Huyện Trảng Bom) hiện có 86 doanh nghiệp đang hoạt động
với tổng lượng nước thải toàn KCN là 2.865 m
3
/ngày.đêm. Tuy nhiên KCN cũng
đã đầu tư xây dựng nhà máy xử lý nước thải tập trung với công suất thiết kế 4.000
m
3
/ngày.đêm.
Nước thải của KCN Hố Nai bao gồm nước thải trong quá trính sản xuất công
nghiệp, nước mưa và nước thải sinh hoạt. Toàn bộ nước thải sẽ được gom về nhà
(Nguồn: Kết quả quan trắc môi trường KCN Hố Nai 2008)
1.1.2.3. Khu công nghiệp Tân Bình
Nhu cầu sử dụng nước: tổng lượng nước phục vụ cho sinh hoạt và sản xuất
của KCN Tân Bình hiện nay khoảng 136.083 m
3
/quý (Nguồn: phòng thu phí môi
trường – CCBVMT).
Tổng lượng nước thải: theo ước tính hiện nay, tổng lượng nước thải của KCN
Tân Bình khoảng 1.512m
3
/ngày đêm.
10
Nước thải từ KCN Tân Bình chủ yếu phát sinh từ các nguồn sau:
− Nước thải sinh hoạt từ các hoạt động của KCN
− Nước thải công nghiệp tạo ra từ các quá trình sản xuất khác nhau của các
nhà máy, xí nghiệp trong khu công nghiệp.
Bảng 1.5. Kết quả phân tích nước thải sau xử lý KCN Tân Bình 2008
[10]
Thông số
QCVN 24/2009
Cột A Cột B
pH mg/l 7.1 6-9 5.5-9
TSS mg/l 7.2 50 100
COD mg/l 18 50 100
BOD
5
mg/l 7 30 50
Coliform MNP/100 ml 4600 3000 5000
COD mg/l 76 50 100
BOD
5
mg/l 37 30 50
Coliform MNP/100 ml 3800 3000 5000
Fe mg/l 2.32 1 5
Pb mg/l KPH 0.1 0.5
Cd mg/l KPH 0.05 0.01
KPH: Không phát hiện
(Nguồn: Báo cáo điều tra công nghiệp 2010 –HEPA)
1.1.2.5. Khu công nghiệp Trảng Bàng
Khu công nghiệp Trảng Bàng là KCN có quy mô và diện tích lớn nhất trên
địa bàn Tỉnh Tây Ninh. KCN Trảng Bàng thu hút gần 140 nhà máy, xí nghiệp
hoạt động tại đây, với lưu lượng nước thải là 12800 m
3
/ngày.
Nước thải phát sinh từ KCN Trảng Bàng với nhiều ngành nghề khác nhau,
nên có các tính chất khác nhau. Nước thải KCN có từ các nguồn sau:
− Nước thải là nước mưa chảy tràn
− Nước thải sinh hoạt
− Nước thải công nghiệp
12
Toàn bộ nước thải trong KCN sẽ được gom và xử lý tại nhà máy xử lý nước
thải tập trung của KCN có công suất 5.000m
3
/ngày đêm, sau đó sẽ được xả trực
tiếp vào sông Vàm Cỏ đoạn chảy qua địa bàn Tỉnh Tây Ninh.
Bảng 1.7. Kết quả phân tích nước thải sau xử lý KCN Trảng Bàng 2010
càng giảm. Hàm lượng các chất hữu cơ thường được xác định thông qua chỉ tiêu
cơ bản là TOC (Total Organic Carbon).
Copyright: Tài liệu đại học ©