b) Các kim loại nặng [18], [19]

Đồ Án Tốt Nghiệp Đại Học Khóa 2010 – 2014



Trường Đại Học Bà Rịa – Vũng Tàu



Chì (Pb): Chì có trong nước thải của các cơ sở sản xuất pin, acqui, luyện kim, hóa

dầu. Chì còn được đưa vào môi trường nước từ nguồn không khí bị ô nhiễm do khí

thải giao thông. Chì có khả năng tích lũy trong cơ thể, gây độc thần kinh, gây chết

nếu bị nhiễm độc nặng.

Những biểu hiện của ngộ độc chì cấp tính như nhức đầu, dễ bị kích thích, và

nhiều biểu hiện khác nhau liên quan đến hệ thần kinh. Khi bị nhiễm độc lâu dài đối

với con người có thể bị giảm trí nhớ, giảm khả năng hiểu, giảm chỉ số IQ, thiếu

máu, chì cũng được biết là tác nhân gây ung thư phổi, dạ dày và u thần kinh đệm.

Nhiễm độc chì có thể gây tác hại đối với khả năng sinh sản, gây sẩy thai, … Hàm

lượng cho phép trong nước uống đóng chai là 10 µg/l (QCVN 6 – 1:2010/BYT),

trong nước ngầm là 10 µg/l (QCVN 09:2008/BTNMT).

Thủy ngân (Hg): Thủy ngân là kim loại được sử dụng trong nông nghiệp (thuốc

chống nấm) và trong công nghiệp (làm điện cực). Trong tự nhiên, thủy ngân được

đưa vào môi trường từ nguồn khí núi lửa. Ở các vùng có mỏ thủy ngân, nồng độ

thủy ngân trong nước khá cao. Nhiều loại nước thải công nghiệp có chứa thủy ngân

ở dạng muối vô cơ của Hg(I), Hg(II) hoặc các hợp chất hữu cơ chứa thủy ngân.

Thủy ngân là kim loại nặng rất độc đối với con người, đặc biệt độc hại là

methyl thủy ngân. Vào thập niên 50, 60, ô nhiễm thủy ngân hữu cơ ở vịnh

Minamata, Nhật Bản, đã gây tích lũy Hg trong hải sản. Hơn 1000 người đã chết do

bị nhiễm độc thủy ngân sau khi ăn các loại hải sản đánh bắt trong vịnh này. Đây là

một trong các sự cố môi trường nghiêm trọng nhất trong lịch sử hiện đại.

Thủy ngân dễ bay hơi ở nhiệt độ thường nếu hít phải sẽ rất độc đến hệ thần

kinh, hệ tiêu hóa, phổi, thận có thể gây tử vong. Trẻ em khi bị ngộ độc sẽ bị co giật,

phân liệt, … Hàm lượng thủy ngân cho phép trong nước uống đóng chai là 6µg/l

(QCVN 6 – 1:2010/BYT), trong nước ngầm là 1µg/l (QCVN 09:2008/ BTNMT).

Crôm (Cr): Tồn tại ở 2 dạng hóa trị 3 và 6 tuy nhiên ở hóa trị 6 crôm gây ảnh hưởng

xấu đến con người. Gây loét dạ dày, ruột non, viêm gan, viêm thận, ung thư phổi …



Ngành Công Nghệ Kỹ Thuật Hóa Học



27



Khoa Hóa Học và Công Nghệ Thực Phẩm



Đồ Án Tốt Nghiệp Đại Học Khóa 2010 – 2014



Trường Đại Học Bà Rịa – Vũng Tàu



Hàm lượng cho phép trong nước uống đóng chai là 50 µg/l (QCVN 6 –

1:2010/BYT), trong nước ngầm là 50 µg/l (QCVN 09:2008/BTNMT).

Asen (As): Asen trong các nguồn nước có thể do các nguồn gây ô nhiễm tự nhiên

(các loại khoáng chứa asen) hoặc nguồn nhân tạo (luyện kim, khai khoáng ...) Asen

thường có mặt trong nước dưới dạng asenit (AsO 33-), asenat (AsO43-) hoặc asen hữu

cơ (các hợp chất loại methyl asen có trong môi trường do các phản ứng chuyển hóa

sinh học asen vô cơ).

Asen và các hợp chất của nó là các chất độc mạnh (cho người, các động vật

khác và vi sinh vật), nó có khả năng tích lũy trong cơ thể và gây ung thư. Độc tính

của các dạng hợp chất asen: As(III) > As(V) > Asen hữu cơ.

As hóa trị 3 độc hơn rất nhiều so với hóa trị 5. Liều lượng gây chết người

khoảng 50 – 300 mg nhưng phụ thuộc vào từng người. Con người bị nhiễm độc

asen lâu dài qua thức ăn hoặc không khí dẫn đến bệnh tim mạch, rối loạn hệ thần

kinh, rối loạn tuần hoàn máu, rối loạn chức năng gan, thận. Ngộ độc asen cấp tính

có thể gây buồn nôn, khô miệng, khô họng, rút cơ, đau bụng, ngứa tay, ngứa chân,

rối loạn tuần hoàn máu, suy nhược thần kinh, … Hàm lượng cho phép trong nước

uống đóng chai là 10 µg/l (QCVN 6 – 1:2010/BYT), trong nước ngầm là 50 µg/l

(QCVN 09:2008/BTNMT).



Cađimi (Cd): Cađimi được biết gây tổn hại đối với thận và xương ở liều lượng cao,

gây xương đau nhức trở nên giòn và dễ gãy… Hàm lượng cho phép trong nước

uống đóng chai là 3 µg/l (QCVN 6 – 1:2010/BYT), trong nước ngầm là 5µg/l

(QCVN 09:2008/BTNMT).

Đồng (Cu): Đồng hiện diện trong nước do hiện tượng ăn mòn trên đường ống và

các dụng cụ thiết bị làm bằng đồng hoặc đồng thau. Các loại hóa chất diệt tảo được

sử dụng rộng rãi trên ao hồ cũng làm tăng hàm lượng đồng trong nguồn nước. Nước



Ngành Công Nghệ Kỹ Thuật Hóa Học



28



Khoa Hóa Học và Công Nghệ Thực Phẩm



Đồ Án Tốt Nghiệp Đại Học Khóa 2010 – 2014



Trường Đại Học Bà Rịa – Vũng Tàu



thải từ nhà máy luyện kim, xi mạ, thuộc da, sản xuất thuốc trừ sâu, diệt cỏ hay phim

ảnh cũng góp phần làm tăng lượng đồng trong nguồn nước.

Đồng không tích lũy trong cơ thể nhiều đến mức gây độc. Ở hàm lượng 1 – 2

mg/l đã làm cho nước có vị khó chịu, và không thể uống được khi nồng độ cao từ 5

– 8 mg/l. Tiêu chuẩn nước uống và nước sạch đều quy định hàm lượng đồng nhỏ

hơn 2 mg/l.

Kẽm (Zn): Kẽm ít khi có trong nước, ngoại trừ bị ô nhiễm từ nguồn nước thải của

các khu khai thác quặng. Chưa phát hiện kẽm gây độc cho cơ thể người, nhưng ở

hàm lượng > 5 mg/l đã làm cho nước có màu trắng sữa. Tiêu chuẩn nước uống và

nước sạch đều quy định hàm lượng kẽm < 3mg/l.

Sắt (Fe): Do ion sắt hai dễ bị oxy hóa thành hydroxyt sắt ba, tự kết tủa và lắng nên

sắt ít tồn tại trong nguồn nước mặt. Đối với nước ngầm, trong điều kiện thiếu khí,

sắt thường tồn tại ở dạng ion Fe2+ và hoà tan trong nước. Khi được làm thoáng, sắt

hai sẽ chuyển hóa thành sắt ba, xuất hiện kết tủa hydroxyt sắt ba có màu vàng, dễ

lắng. Trong trường hợp nguồn nước có nhiều chất hữu cơ, sắt có thể tồn tại ở dạng

keo (phức hữu cơ) rất khó xử lý. Ngoài ra, nước có độ pH thấp sẽ gây hiện tượng ăn

mòn đường ống và dụng cụ chứa, làm tăng hàm lượng sắt trong nước.

Sắt không gây độc hại cho cơ thể. Khi hàm lượng sắt cao sẽ làm cho nước có

vị tanh, màu vàng, độ đục và độ màu tăng nên khó sử dụng. Tiêu chuẩn nước uống

và nước sạch đều quy định hàm lượng sắt nhỏ hơn 0,5 mg/l.

Niken (Ni): Niken ít khi hiện diện trong nước, ngoại trừ bị ô nhiễm từ nguồn nước

thải của ngành điện tử, gốm sứ, ắc quy, sản xuất thép. Đối với một số gia súc, thực

vật, vi sinh vật, niken được xem là nguyen tố vi lượng, còn đối với cơ thể con người

điều này chưa rõ ràng. Người ta chưa quan sát thấy hiện tượng ngộ độc niken qua

đường tiêu hóa từ thức ăn và nước uống. Tiếp xúc lâu dài với niken gây hiện tượng

viêm da và có thể xuất hiện dị ứng ở một số người. Ngộ độc niken qua đường hô



Ngành Công Nghệ Kỹ Thuật Hóa Học



29



Khoa Hóa Học và Công Nghệ Thực Phẩm



Đồ Án Tốt Nghiệp Đại Học Khóa 2010 – 2014



Trường Đại Học Bà Rịa – Vũng Tàu



hấp gây khó chịu, buồn nôn, nếu kéo dài sẽ ảnh hưởng đến phổi, hệ thần kinh trung

ương, gan thận nhồi máu cơ tim, ung thư… Tiêu chuẩn nước uống và nước sạch đều

quy định hàm lượng niken nhỏ hơn 0,02 mg/l [7].

c) Nồng độ pH



pH của nước thải có một ý nghĩa quan trọng trong quá trình xử lý. Các công

trình xử lý nước thải áp dụng các quá trình sinh học làm việc tốt khi pH nằm trong

giới hạn từ 7 – 7,6. Như chúng ta đã biết môi trường thuận lợi nhất để vi khuẩn phát

triển là môi trường có pH từ 7 – 8. Các nhóm vi khuẩn khác nhau có giới hạn pH

hoạt động khác nhau. Ví dụ vi khuẩn nitrit phát triển thuận lợi nhất với pH từ 4,8 –

8,8 còn vi khuẩn nitrat với pH từ 6,5 – 9,3. Vi khuẩn lưu huỳnh có thể tồn tại trong

môi trường có pH từ 1 – 4.

Ngoài ra pH còn ảnh hưởng đến quá trình tạo bông cặn của các bể lắng bằng

cách tạo bông cặn bằng phèn nhôm.

Nước thải sinh hoạt có pH = 7,2 – 7,6. Nước thải công nghiệp có pH rất khác

nhau phụ thuộc từng loại công nghiệp.

Các xí nghiệp sản xuất có thể thải ra nước thải có tính acid hoặc kiềm rất cao

chẳng những làm cho nguồn nước không còn hữu dụng đối với các hoạt động giải

trí như bơi lội, chèo thuyền mà còn làm ảnh hưởng đến hệ thủy sinh vật. Nồng độ

acid sulfuric cao làm ảnh hưởng đến mắt của những người bơi lội ở nguồn nước

này, ăn mòn thân tàu thuyền, hư hại lưới đánh cá nhanh hơn. Nguồn nước lân cận

một số xí nghiệp có thể có pH thấp đến 2 hoặc cao đến 11; Trong khi cá chỉ có thể

tồn tại trong môi trường có 4,5 < pH < 9,5.

Hàm lượng NaOH cao thường phát hiện trong nước thải ở các xí nghiệp sản xuất

bột giặt, thuộc da, nhuộm vải sợi ... NaOH ở nồng độ 25 ppm đã có thể làm chết cá

[25].

d)



Các tác nhân khác



Ngoài các tác nhân trên còn có các tác nhân khác như màu, mùi vị, … cũng

gây ra ô nhiễm cho nguồn nước



Ngành Công Nghệ Kỹ Thuật Hóa Học



30



Khoa Hóa Học và Công Nghệ Thực Phẩm



Đồ Án Tốt Nghiệp Đại Học Khóa 2010 – 2014



Trường Đại Học Bà Rịa – Vũng Tàu



Màu: Nước nguyên chất thì không có màu, tuy nhiên nước thải, nước ngoài thiên

nhiên thường có màu. Độ màu trong nước có nguồn gốc từ các hợp chất hữu cơ bị

phân hủy bởi vi sinh vật, các hợp chất keo sắt, các tác nhân gây màu như Crom

(Cr), sắt (Fe),… hay từ nước thải công nghiệp hoặc do sự phát triển của rong rêu,

tảo. Tiêu chuẩn về nước thải công nghiệp qui định độ màu của nước thải nhỏ hơn 70

mg/l Pt.

Mùi vị: Nước có mùi là do có nguồn gốc từ nước thải công nghiệp hóa chất, chế

biến thực phẩm, dầu mỡ. Sự phân hủy các hợp chất hữu cơ, các xác chết động vật

trong nước, do các chất khí, các muối khoáng hoà tan, các hợp chất vô cơ và vi sinh

vật. Nước có thể có mùi bùn, mùi mốc, mùi tanh, mùi Clo, mùi phenol. Vị mặn, vị

chua, vị chát, vị đắng.

Phương pháp xử lý



1.4.



Phương pháp xử lý nước thải nói chung và kim loại nặng nói riêng đều cần:

-



Đơn giản, rẻ tiền

Nguyên vật liệu dễ kiếm

Có thời gian xử lý ngắn

Hiệu quả xử lý cao (với chất thải chứa kim loại nặng)

Chất thải (kim loại nặng) trong nước thải đầu ra phải nhỏ hơn so với tiêu



-



chuẩn cho phép.

Tuổi thọ của vật liệu xử lý cao

Phương pháp đòi hỏi không gian xử lý nhỏ

Không gây ra chất ô nhiễm thứ cấp

Có thể hoàn nguyên lại chất quý hiếm (kim loại quý)

Nói chung là khó có phương pháp nào đáp ứng đủ những yêu cầu trên, thông



thường mỗi phương pháp chỉ đáp ứng đươc một phần. Tùy theo hoàn cảnh sử dụng

mà ta có thể lựa chọn phương pháp thích hợp, tối ưu nhất để sử dụng.

1.4.1.



Phương pháp xử lý cơ học



Trong nước thải thường chứa các chất không tan ở dạng lơ lửng. Để tách các

chất này ra khỏi nước thải, thường sử dụng các phương pháp cơ học như lọc qua

song chắn rác hoặc lưới chắn rác, lắng dưới tác dụng của trọng lực hoặc lực li tâm

và lọc để tách các chất không hòa tan ra khỏi nước thải. Phương pháp xử lý cơ học



Ngành Công Nghệ Kỹ Thuật Hóa Học



31



Khoa Hóa Học và Công Nghệ Thực Phẩm