Đồ án Đánh giá chất lượng và độc tính nguồn nước của một số lưu vực tiếp nhận nước thải công nghiệp bằng phương pháp sinh học

thực hiện đồ án tốt nghiệp này, em đã sưu tập tài liệu từ nhiều nguồn khác nhau như báo chí, internet và các báo cáo chuyên đề, đồ án cĩ liên quan trong lĩnh vực mơi trường, cùng với vốn kiến thức tích lũy được trong quá trình học tập em đã thực hiện xong đồ án tốt nghiệp của mình. Đồ án được hồn thành là nhờ cĩ sự chỉ dẫn tận tình của Thầy Trịnh Trọng Nguyễn và sự giúp đỡ, chia sẻ kiến thức của các bạn, em đã tự hồn thành xong đồ án tốt nghiệp của mình mà khơng sao chép theo tài liệu nào khác. Tp. Hồ Chí Minh, ngày 10 tháng 08 năm 2018 Sinh viên thực hiện Nguyễn Thị Ngọc Lan LỜI CẢM ƠN Trong suốt thời gian học tập chương trình đào tạo về chuyên ngành Kỹ Thuật Mơi Trường thuộc Viện Khoa Học Ứng Dụng HUTECH - Trường Đại Học Cơng Nghệ TP.HCM. (HUTECH), em xin gửi lời cám ơn chân thành đến quý Thầy Cơ Viện Khoa Học Ứng Dụng HUTECH đã tận tình chỉ bảo, truyền đạt những kiến thức quý báu trong suốt thời gian em học tập tại trường. Đồng thời em cũng gửi đến Thầy Trịnh Trọng Nguyễn lịng biết ơn sâu sắc, Thầy đã dành nhiều thời gian và cơng sức tận tình hướng dẫn em hồn thành đồ án tốt nghiệp một cách tốt nhất. Cuối cùng, xin cám ơn bạn bè đã nhiệt tình giúp đỡ, giành thời gian cùng nhau học tập, trao đổi kiến thức để hồn thành tốt đồ án tốt nghiệp. Mặc dù cố gắng hồn thành đồ án tốt nghiệp nhưng do khả năng, kiến thức và thời gian cĩ hạn nên em sẽ khơng tránh khỏi những sai sĩt. Kính mong sự thơng cảm và tận tình chỉ bảo của quý Thầy Cơ giúp em rút kinh nghiệm, hồn thiện và tự tin hơn khi ra trường. Tp. Hồ Chí Minh, ngày 10 tháng 08 năm 2018 Sinh viên thực hiện Nguyễn Thị Ngọc Lan MỤC MỤC LỜI CAM ĐOAN LỜI CẢM ƠN MỤC MỤC ............................................................................................................ I DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT ............................................................................ III DANH MỤC BẢNG ........................................................................................... VI DANH MỤC ĐỒ THỊ ...................................................................................... VII DANH MỤC HÌNH ............................................................................................ IX MỞ ĐẦU ................................................................................................................ 1 1. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI ................................................................... 1 2. MỤC TIÊU ..................................................................................................... 2 2.1. Mục tiêu tổng quát ................................................................................... 2 2.2. Mục tiêu cụ thể ........................................................................................ 3 3. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU ................................................ 3 3.1. Đối tượng nghiên cứu .............................................................................. 3 3.2. Phạm vi nghiên cứu ................................................................................. 3 4. Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN ..................................................... 3 4.1. Ý nghĩa khoa học ..................................................................................... 3 4.2. Ý nghĩa thực tiễn ...................................................................................... 3 5. TÍNH MỚI CỦA ĐỀ TÀI ............................................................................... 4 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU ............................................................. 4 1.1. Tổng quan về nước thải cơng nghiệp [30] .............................................. 5 1.1.1. Nguồn gốc phát sinh, phân loại nước thải cơng nghiệp ................... 5 1.1.2. Đặc tính nước thải cơng nghiệp........................................................ 5 1.1.3. Tính chất nước thải cơng nghiệp [32] .............................................. 8 1.2. Các chỉ tiêu đánh giá nước thải cơng nghiệp ....................................... 12 i 1.3. Tổng quan về 04 KCN trên địa bàn TP.HCM ....................................... 14 1.3.1. Khu cơng nghệ cao TP.HCM (Saigon High Tech Part – SHTP) [33] ................................................................................................................... 15 1.3.2. Khu chế xuất Linh Trung 1 [36] ..................................................... 18 1.3.3. Khu cơng ngiệp Tân Bình [37] ....................................................... 21 1.3.4. Khu cơng nghiệp Vĩnh Lộc ............................................................ 24 1.4. Các phương pháp thử nghiệm độc học nước ........................................ 28 1.4.1. Thử nghiệm độc cấp tính [7] .......................................................... 28 1.4.2. Thử nghiệm độc mãn tính .............................................................. 30 1.4.3. Thử nghiệm độc tĩnh [4] ................................................................. 32 1.4.4. Thử nghiệm độc động (liên tục) [4] .............................................. 32 1.5. Giới thiệu về vi khuẩn Nitrosomonas [18] ............................................ 32 1.5.1. Vi khuẩn Nitrosomonas .................................................................. 32 1.5.2. Các nghiên cứu về Nitrosomonas stercoris trong chỉ thị mức độ ơ nhiễm của mơi trường ................................................................................ 34 1.6. Các nghiên cứu liên quan về thử nghiệm độc tính nguồn nước ............ 35 1.6.1. Các nghiên cứu trên thế giới .......................................................... 35 1.6.2. Các nghiên cứu trong nước ............................................................ 39 1.6.3. Đánh giá tình hình nghiên cứu trong và ngồi nước ...................... 43 CHƯƠNG 2: NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ................. 47 2.1. Nội dung nghiên cứu ............................................................................. 47 2.1.1. Nội dung 1: Tổng hợp các tài liệu cĩ liên quan ............................. 47 2.1.2. Nội dung 2: Khảo sát, điều tra thực địa và lấy mẫu tại khu vực nghiên cứu ................................................................................................. 47 2.1.3. Nội dung 3: Đánh giá chất lượng nước thải tại một số KCN, KCX thơng qua các thơng số hĩa lý ................................................................... 47 2.1.4. Nội dung 4: Thử nghiệm động học và đánh giá độc tính tại một số KCN, KCX bằng vi khuẩn Nitrosomonas ................................................. 47 ii 2.1.5. Nội dung 5: Xác định nguyên nhân gây ra độc tính của nước thải cơng nghiệp ............................................................................................... 48 2.2. Phương pháp nghiên cứu ...................................................................... 48 2.2.1. Phương pháp biên tập, tổng hợp tài liệu ......................................... 48 2.2.2. Phương pháp lấy mẫu ..................................................................... 48 2.2.3. Phương pháp phân tích các chỉ tiêu hĩa lý ..................................... 48 2.2.4. Phương pháp thử nghiệm độc học nước ......................................... 51 2.2.5. Phương pháp phân tích và xử lý số liệu ......................................... 54 2.2.6. Phương pháp so sánh, đánh giá. ..................................................... 57 CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊM CỨU VÀ THẢO LUẬN ........................ 58 3.1. Diễn biến chất lượng nước tại nguồn tiếp nhận của các KCN ............. 59 3.1.1. Nhĩm chỉ tiêu vật lý ....................................................................... 59 3.1.2. Nhĩm chỉ tiêu ơ nhiễm hữu cơ ....................................................... 60 3.1.3. Nhĩm chỉ tiêu ơ nhiễm dinh dưỡng ................................................ 62 3.2. Đánh giá chất lượng nước dựa trên chỉ số độc học nước ..................... 64 3.2.1. Độc tính của nguồn nước ............................................................... 64 3.3. Xác định chỉ số tương quan giữa thơng số độc học và các thơng số khác ..................................................................................................................... 71 KẾT LUẬN – KIẾN NGHỊ ............................................................................... 74 1. KẾT LUẬN ................................................................................................... 75 2. KIẾN NGHỊ .................................................................................................. 76 TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................. 77 1. TIẾNG VIỆT ................................................................................................ 77 2. TIẾNG ANH ................................................................................................. 78 3. TRANG WED............................................................................................... 79 PHỤ LỤC .............................................................................................................. 1 iii DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT TT Từ viết tắt Tiếng Anh Tiếng Việt Biological Oxygen 1 BOD Nhu cầu oxy sinh học Demand 2 CLN Chất lượng nước 3 COD Chemical Oxygen Demand Nhu cầu oxy hĩa học 4 CN Cơng nghiệp 5 CNC Cơng nghệ cao 6 DO Dissolved Oxygen Oxy hịa tan Dissolved Oxygen Uptake 7 DOUR Tỉ lệ tiêu thụ oxy hịa tan Rate Nồng độ gây ảnh hưởng 8 EC50 Effective Concentration 50 50% Food and Agriculture Tổ chức Lương thực và 9 FAO Organization of the United Nơng nghiệp Liên Hiệp Nations Quốc 10 KCN Khu cơng nghiệp 11 KCX Khu chế xuất 12 KCNC Khu cơng nghệ cao Khu cơng nghiệp Nhơn 13 KCNNT Trạch 14 LC50 Lethal Concentration Nồng độ gây chết 50% Lowest Observed Effect Nồng độ thấp nhất cĩ phát 15 LOEC Concentration hiện ảnh hưởng 16 NMXLNT Nhà máy xử lý nước thải No Observed Effect Nồng độ cao nhất khơng gây 17 NOEC Concentration ảnh hưởng iv 18 QCVN Quy chuẩn Việt Nam Bể xử lý nước thải bằng 19 SBR Sequencing Batch Reactor phương pháp sinh học theo quy trình phản ứng từng mẻ 20 SHTP Saigon High Tech Part 21 SS Suspended Solids Chất rắn lơ lửng 22 TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam 23 TDS Total Dissolved Solids Tổng chất rắn hồ tan 24 TOC Total Organic Carbon Tổng carbon hữu cơ 25 TSS Total Suspended Solids Tổng chất rắn lơ lửng 26 TP.HCM Thành phố Hồ Chí Minh 27 TU Toxicity Units Đơn vị độc tính 28 VK Vi khuẩn 29 VSV Vi sinh vật v DANH MỤC BẢNG BẢNG 1.1: ĐẶC TÍNH NƯỚC THẢI CƠNG NGHIỆP CỦA MỘT SỐ LOẠI HÌNH SẢN XUẤT THƯỜNG GẶP.......................................................................................... 6 BẢNG 1.2: TIÊU CHUẨN VÀ ĐẶC TÍNH CỦA NƯỚC THẢI CỦA MỘT SỐ NGÀNH SẢN XUẤT: .................................................................................................... 7 BẢNG 1.3: MỘT SỐ CHẤT CĨ MÙI ........................................................................... 9 BẢNG 1.4: THÀNH PHẦN VÀ CHỈ TIÊU ĐÁNH GIÁ CỦA NƯỚC THẢI CƠNG NGHIỆP ........................................................................................................................ 12 BẢNG 1.5: GIÁ TRỊ C CỦA CÁC THƠNG SỐ Ơ NHIỄM TRONG NƯỚC THẢI CƠNG NGHIỆP ............................................................................................................ 13 BẢNG 1.6: TÍNH CHẤT NƯỚC THẢI KCN CAO TP.HCM .................................... 16 BẢNG 1.7: CÁC CHỈ TIÊU XỬ LÝ NƯỚC CỦA NHÀ MÁY XỬ LÝ NƯỚC THẢI: ....................................................................................................................................... 19 BẢNG 1.8: NGUỒN GÂY Ơ NHIỄM VÀ NƯỚC THẢI TẠI KCN TÂN BÌNH ...... 22 BẢNG 1.9: CHẤT LƯỢNG NƯỚC THẢI ĐẦU VÀO CỦA TRẠM XỬ LÝ NƯỚC THẢI ............................................................................................................................. 23 BẢNG 1.10: DANH SÁCH THỐNG KÊ CÁC NGÀNH NGHỀ ĐẦU TƯ................ 26 BẢNG 1.11: THÀNH PHẦN VÀ TÍNH CHẤT NƯỚC THẢI KCN VĨNH LỘC ..... 26 BẢNG 1.12: LC50 CỦA MỘT SỐ HĨA CHẤT ĐỐI VỚI CÁ TUẾ .......................... 29 BẢNG 1.13: ĐẶC ĐIỂM HÌNH THÁI, PHÂN BỐ VÀ MƠI TRƯỜNG SỐNG CỦA NITROSOMONAS ......................................................................................................... 33 BẢNG 2.1: CÁC PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH CHỈ TIÊU LÝ, HĨA ..................... 49 vi BẢNG 2.2: ĐIỀU KIỆN TIẾN HÀNH THỬ NGHIỆM ĐỘC TÍNH VỚI VI KHUẨN NITROSOMONAS ......................................................................................................... 53 BẢNG 2.3: THANG XẾP LOẠI CHỈ SỐ ĐỘC TÍNH NƯỚC ................................... 55 BẢNG 2.4: PHÂN LOẠI CÁC GIÁ TRỊ TƯƠNG QUAN ......................................... 57 BẢNG 3.1: KẾT QUẢ EC50 ......................................................................................... 69 BẢNG 3.2: TỔNG HỢP CHỈ SỐ TƯƠNG QUAN GIỮA CÁC THƠNG SỐ HĨA LÝ VÀ CHỈ SỐ ĐỘC HỌC ................................................................................................ 71 BẢNG 3.3: CÁC YẾU TỐ GÂY ĐỘC CHÍNH TẠI CÁC KCN ................................ 73 vii DANH MỤC ĐỒ THỊ ĐỒ THỊ 3.1: DIỄN BIẾN GIÁ TRỊ PH. ....................................................................... 59 ĐỒ THỊ 3.2: DIỄN BIẾN GIÁ TRỊ TSS. ..................................................................... 60 ĐỒ THỊ 3.3: DIỄN BIẾN COD. ................................................................................... 61 ĐỒ THỊ 3.4: DIỄN BIẾN TOC. ................................................................................... 61 ĐỒ THỊ 3.5: DIỄN BIẾN TỔNG NITƠ. ...................................................................... 63 + ĐỒ THỊ 3.6: DIỄN BIẾN NH4 . ................................................................................... 63 ĐỒ THỊ 3.7: DIỄN BIẾN ĐỘC TÍNH TẠI CÁC LƯU VỰC TIẾP NHẬN. .............. 65 BẢN ĐỒ 3.8: DIỄN BIẾN EC50 TẠI CÁC VỊ TRÍ LẤY MẪU.................................. 70 ĐỒ THỊ 3.9: TƯƠNG QUAN GIỮA CÁC THƠNG SỐ LÝ HĨA VÀ CHỈ SỐ ĐỘC HỌC VÀO THÁNG 05. ................................................................................................ 72 ĐỒ THỊ 3.10: TƯƠNG QUAN GIỮA CÁC THƠNG SỐ LÝ HĨA VÀ CHỈ SỐ ĐỘC HỌC VÀO THÁNG 06. ................................................................................................ 72 viii DANH MỤC HÌNH HÌNH1.1: KHU CƠNG NGHỆ CAO TP.HCM [33].................................................... 15 HÌNH 1.2: KHU CHẾ XUẤT LINH TRUNG. ............................................................ 18 HÌNH 1.3: KHU CƠNG NGHIỆP TÂN BÌNH. ........................................................... 21 HÌNH 1.4: KHU CƠNG NGHIỆP VĨNH LỘC ............................................................ 24 HÌNH 1.5: MÁY MICROTEST MODEL 500 (NGUỒN: [7]) .................................... 30 HÌNH 1.6: VI KHUẨN GIÁP XÁC DAPHNIA MAGNA. NGUỒN [7] ...................... 31 HÌNH 1.7: VI KHUẨN NITROSOMONAS (NGUỒN: THE MICROBE ZOO (BY YUICHI SUWA). .......................................................................................................... 33 HÌNH 2.1: THIẾT BỊ QUAN TRẮC DI ĐỘNG – MOBILAB3. ................................ 49 HÌNH 2.3: ĐIỆN CỰC CHỌN LỌC ION NH3 VÀ THIẾT BỊ AMMONITOR. ........ 51 HÌNH 2.4: THIẾT BỊ ĐO ĐỘC TÍNH CỦA NƯỚC - NITRITOX ............................. 51 HÌNH 2.5: SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA MÁY NITRITOX. ................... 52 HÌNH 3.1: BẢN ĐỒ PHÂN BỐ ĐỘC TÍNH THÁNG 5 VÀ THÁNG 6 CỦA KCX LINH TRUNG. ............................................................................................................. 67 HÌNH 3.2: BẢN ĐỒ PHÂN BỐ ĐỘC TÍNH THÁNG 5 VÀ THÁNG 6 TẠI KCN TÂN BÌNH. ............................................................................................................................ 67 HÌNH 3.3: BẢN ĐỒ PHÂN BỐ ĐỘC TÍNH THÁNG 5 VÀ THÁNG 6 CỦA KCNC.68 HÌNH 3.4: BẢN ĐỒ PHÂN BỐ ĐỘC TÍNH THÁNG 5 VÀ THÁNG 6 CỦA KCN VĨNH LỘC. ................................................................................................................... 68 ix MỞ ĐẦU 1. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI Với mục tiêu đẩy mạnh phát triển cơng nghiệp trong nước và thu hút đầu tư nước ngồi nhằm phát triển đất nước theo định hướng cơng nghiệp hĩa - hiện đại hĩa. Từ năm 1991, Chính phủ Việt Nam chủ trương xây dựng và phát triển các khu cơng nghiệp (KCN). Theo báo cáo của Vụ Quản lý các khu kinh tế (Bộ Kế hoạch và Đầu tư), tính đến hết 6/2017, Việt Nam cĩ 325 KCN được thành lập, với tổng diện tích đất tự nhiên là 94.900 ha [25]. Trong đĩ, Thành phố Hồ Chí Minh (TP. HCM) là một trong những địa phương đi đầu trong cả nước về phát triển cơng nghiệp, với 3 khu chế xuất (KCX) và 16 KCN được thành lập với tổng diện tích 4.532 ha; trong đĩ 17 KCX, KCN đã hoạt động thu hút 1.371 dự án đầu tư với số vồn gần 10 tỷ USD, tạo ra việc làm cho gần 290.000 lao động. Sản phẩm cơng nghiệp trong các KCX - KCN chiếm 40% kim ngạch xuất khẩu hàng cơng nghiệp của TP.HCM [26]. Sự phát triển cơng nghiệp tại TP. HCM khơng chỉ gĩp phần tăng trưởng nền kinh tế cho quốc gia mà gĩp phần cải thiện đời sống, làm tăng thu nhập và mức sống của người dân trong và ngồi địa phương. Tuy nhiên, sự phát triển của các ngành cơng nghiệp ngồi mặt tích cực là tăng sản phẩm, cải thiện đời sống của con người cịn kéo theo nhiều mặt tiêu cực, cụ thể là việc sử dụng cạn kiệt tài nguyên thiên nhiên, làm suy thối mơi trường. Thêm vào đĩ là sự ơ nhiễm mơi trường do khí thải và phế thải cơng nghiệp ngày càng tăng, đặc biệt là ơ nhiễm nước do nước thải cơng nghiệp, làm ảnh hưởng nghiêm trọng đến sức khỏe của người dân và gia tăng ơ nhiễm mơi trường. Theo Cơ quan điều tra các nguồn nước thải cơng nghiệp hiện nay cho biết, chỉ cĩ khoảng 60% nguồn thải cĩ hệ thống xử lý nước thải trước khi xả thải ra mơi trường, các nguồn thải cịn lại thì chỉ xử lý qua hệ thống sơ bộ, thậm chí là đổ thải 1 trực tiếp ra mơi trường. Chính điều này đã đĩng gĩp đến 80% làm cho tình trạng ơ nhiễm nguồn nước ngày càng xấu đi [27]. Các nguồn thải chưa qua xử lý của các KCN khi thải ra mơi trường tự nhiên đã mang theo nhiều hĩa chất độc hại từ các hoạt động sản xuất như: dệt nhuộm, sản xuất giấy, chế biến thủy hải sản, sản xuất phân bĩn [28]. Hiện nay, việc giám sát chất lượng nguồn thải tại các KCN đã được thực hiện, tuy nhiên việc giám sát mới chỉ dừng ở những chỉ tiêu nước lý hĩa cơ bản hay những nghiên cứu, khảo sát và đánh giá về chất lượng nước thải của các KCN cũng chỉ dựa trên các chỉ tiêu hĩa lý, kim loại nặng, vi sinh vật, trong khi đĩ các yếu tố gây độc, cũng như nguyên nhân gây độc trong nước thải cơng nghiệp vẫn chưa được quan tâm và nghiên cứu rộng rãi [29]. Các phương pháp sinh học dùng để đánh giá độc tính của nguồn nước hiện nay chủ yếu là sử dụng các sinh vật như: giáp xác, vi khuẩn phát quang, một số lồi cá Các phương pháp này cĩ hạn chế là tốn khá nhiều thời gian để theo dõi cũng như khơng đánh giá được độc tính của nguồn nước một cách liên tục. Một trong những phương pháp thử nghiệm độc học nhanh nhất hiện nay là sử dụng vi khuẩn Nitrosomonas với cơ chế độc tính dựa trên mức độ ức chế khả năng hơ hấp của lồi vi khuẩn này trong các mẫu nước. Với thời gian thử nghiệm rất ngắn, phương pháp này cĩ thể đánh giá được độc tính của nguồn nước một cách liên tục và tự động. Phương pháp này cũng phù hợp với thời điểm hiện nay bởi xu thế kiểm sốt chất lượng nước tự động là nhu cầu thiết yếu trong giai đoạn này. Với sự phát triển mạnh mẽ của các KCN, KCX tại TP. HCM hiện nay kèm theo đĩ là vấn đề nước thải chưa thực sự được giám sát một cách chặt chẽ và phù hợp. Do đĩ, việc “Đánh giá chất lượng và độc tính nguồn nước của một số lưu vực tiếp nhận nước thải cơng nghiệp bằng phương pháp sinh học” là vấn đề thiết yếu, cần thiết cho việc đánh giá độc tính tổng hợp của nước thải cơng nghiệp một cách chính xác nhằm cĩ những giải pháp rõ ràng cho nhĩm đối tượng này. 2. MỤC TIÊU 2.1. Mục tiêu tổng quát 2 Đánh giá chất lượng và độc tính của một số lưu vực kênh tiếp nhận nước thải cơng nghiệp đối với vi khuẩn Nitrosomonas bằng phương pháp sinh học 2.2. Mục tiêu cụ thể  Đánh giá CLNT tại nguồn tiếp nhận của các KCN qua các thơng số hĩa lý  Đánh giá độc tính của nước thải tại nguồn tiếp nhận của các KCN lên nhĩm vi khuẩn Nitrosomonas  Đánh giá nguyên nhân gây ra độc tính của nước thải tại một số KCN trên địa bàn TP. HCM thơng qua mối tương quan với các thơng số lý hĩa, nhĩm chỉ tiêu ơ nhiễm hữu cơ và dinh dưỡng. 3. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU 3.1. Đối tượng nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu là chủng vi khuẩn Nitrosomonas Stecoric được phân lập từ Cơng ty LAR của Đức và được chạy thích nghi tại Việt Nam. 3.2. Phạm vi nghiên cứu  Phạm vi nghiên cứu chỉ tập trung vào lưu vực tiếp nhận nguồn nước thải cơng nghiệp của 04 KCN trên địa bàn TP.HCM, bao gồm: KCX Linh Trung, KCN Cao TP.HCM, KCN Vĩnh Lộc, KCN Tân Bình.  Các chỉ tiêu chất lượng nước thải cơng nghiệp gồm các thơng số lý học (pH, TSS), thơng số ơ nhiễm hữu cơ (TOC, COD), chỉ tiêu dinh dưỡng (TN, Amoni) và chỉ số độc học (TOX).  Thời gian thực hiện nghiên cứu: 03 tháng. 4. Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN 4.1. Ý nghĩa khoa học Nghiên cứu này cung cấp phương pháp thử nghiệm độc học nhanh và phù hợp với xu hướng hiện nay. 4.2. Ý nghĩa thực tiễn  Cung cấp những thơng số chất lượng nước tại các KCN cho các nghiên cứu tiếp theo. 3  Đánh giá độc tính tại nguồn tiếp nhận nước thải của các KCN từ đĩ cĩ những giải pháp cụ thể hơn cho từng loại nước thải tại từng KCN. 5. TÍNH MỚI CỦA ĐỀ TÀI Đối tượng được sử dụng để đánh giá độc tính nước thải là vi khuẩn nitrosomonas, vi khuẩn này cĩ khả năng đánh giá độc tính của nước trong thời gian ngắn, liên tục dựa trên tốc độ tiêu thụ oxy của vi khuẩn nitrosomonas trong nước. 4 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1. Tổng quan về nước thải cơng nghiệp [30] 1.1.1. Nguồn gốc phát sinh, phân loại nước thải cơng nghiệp Nước thải cơng nghiệp là nước thải được sinh ra trong quá trình sản xuất cơng nghiệp, từ các cơng đoạn sản xuất và các hoạt động phục vụ cho sản xuất. Nước thải phát sinh từ quá trình sinh hoạt của các cán bộ cơng nhân viên trong cơng ty sản xuất cũng là một dạng của nước thải cơng nghiệp. Nước thải cơng nghiệp được chia làm 2 loại: - Nước bẩn: là nước thải sinh ra từ các quá trình sản xuất, xúc rửa máy mĩc thiết bị hay từ quá trình sinh hoạt của cơng nhân viên. Loại nước thải này chứa nhiều tạp chất, chất độc hại, ơ nhiễm. - Nước khơng bẩn: là loại nước sinh ra chủ yếu khi làm nguội thiết bị, giải nhiệt trong các trạm làm lạnh, ngưng tụ hơi nước hay nước rửa một số vật liệu sản xuất sạch... Loại nước này lấy nguồn từ nước sạch và nước phát sinh hầu như vẫn là nước sạch, cĩ chứa một ít bụi bẩn. 1.1.2. Đặc tính nước thải cơng nghiệp Do nước thải được sử dụng vào nhiều mục đích khác nhau trong quá trình sản suất như làm nguội sản phẩm, làm mát máy, vận chuyển nguyên vật liệu, làm dung mơi, các quá trình giặt, làm sạch khínên nước thải cơng nghiệp bị nhiễm bẩn bởi nguyên liệu rơi vãi, các hĩa chất tham gia sản xuất. Nước thải cơng nghiệp cĩ thể chứa chất tan, các chất vơ cơ, các chất hữu cơ, cĩ thể mang tính kiềm hoặc axit, khơng màu hoặc cĩ màu và cĩ thể chứa dầu mỡ cũng như các chất độc hại. Đặc tính của nước thải cơng nghiệp của mỗi loại hình sản xuất là khác nhau. Bảng dưới đây thể hiện đặc tính nước thải cơng nghiệp của một số loại hình sản xuất thường gặp: 5 Bảng 1.1: Đặc tính nước thải cơng nghiệp của một số loại hình sản xuất thường gặp STT Loại hình sản xuất cơng nghiệp Chỉ tiêu ơ nhiễm đặc trưng COD, BOD, SS, dung dịch Sulfit, NH3, 1 Giấy và bột giấy cặn hịa tan, vi khuẩn Thịt, sữa và các sản phẩm từ thịt pH, BOD, chất rắn hịa tan, cặn lắng, 2 sữa NH3, NO3, dầu mỡ, vi khuẩn pH, BOD, COD, SS, cặn hịa tan, Cl, dầu 3 Chế biến hải sản mỡ, vi khuẩn. 4 Trại chăn nuơi gia súc, gia cầm BOD, cặn hịa tan, N, P, vi khuẩn 5 Đường pH, BOD, COD, SS, NO3, vi khuẩn BOD, COD, N, chất hoạt động bề mặt, 6 Cao su S, phenol, dầu mỡ, Cr BOD, COD, SS, cặn hịa tan, màu, 7 Ngâm và gỗ tấm cacbon hữu cơ. BOD, COD, SS, màu, dầu mỡ, kim loại 8 Dệt nhuộm nặng (Cu, Zn, Cr, ) 9 Xi măng pH, SS, nhiệt, cặn hịa tan Kim loại nặng (Cu, Zn, Ni,), axit, SS, 10 Mạ điện cặn hịa tan 11 Nhựa và vật liệu tổng hợp BOD, COD, SS, nhiệt, kim loại nặng BOD, COD, SS, kiềm, màu, độ cứng 12 Thuộc và chế biến da NaCl, SO2, S, amoni, dầu mỡ, vi khuẩn pH, BOD, COD, SS, dầu mỡ, chất hoạt 13 Xà phịng và chất tẩy rửa động bề mặt 14 Hĩa chất hữu cơ, vơ cơ pH, BOD, COD, SS, cặn hịa tan, nhiệt pH, BOD, SS, cặn hịa tan, Cl, NH3, độ 15 Kính đục, nhiệt, phenol, dầu mỡ (Nguồn: [30]) 6 Đặc tính nước thải được xác định qua đo đạc, lấy mẫu phân tích. Đặc tính nước thải cho phép đánh giá mức độ ơ nhiễm của nước thải và là những thơng số cần thiết để lựa chọn phương pháp xử lý và thiết kế tính tốn các thiết bị xử lý. Bảng 1.2: Tiêu chuẩn và đặc tính của nước thải của một số ngành sản xuất: Tiêu chuẩn, Các chất gây ơ Nồng độ Ngành sản xuất m3/tấn SP nhiễm (kg/m3) Amoniac 0,5 Sau làm sạch Đồng 1,0 bằng đồng – 0,17 Nitric amoniac Tới 1 hydrocacbonat Amoniac: Amoniac 0,8 Với hơi Metanol và 1,17 0,1 ngưng tụ fomandehit Dioxit cacbon 0,16 Cacbamic (với hai cốc ngưng Amoniac 0,1 0,45 tụ) Cacbamit 1,0 Axit nitric (sau lị thổi – tận 0,06 Cacbon dioxit 0,16 dụng phế liệu) Canxi sunfat 3,0 Nitrat amoni (NH4NO3) (sau Canxi clorua 2,62 loại muối khống của nước 0,08 Magie clorua 1,56 bằng trao đổi ion) Natri clorua 5,46 Metanol (sản phẩm đáy hệ 1,0 Metanol 2,0 thống chưng luyện) Hạt rắn lơ lửng 20 – 24 Canxi clorua 110 – 120 Xơđa nung 8,0 – 10 Canxi sunfat 0,7 – 0,8 Natri clorua 50 – 60 7 Amoni hydroxit 0,1 – 0,12 Axit flosilic 0,1 Supephotphat kép: Axit photphoric 0,5 – 0,6 Sau sấy axit photphoric 0,06 – 0,08 Canxi sunfat 60 – 70 Các hạt lơ lửng 35 – 40 0,08 – 0,12 Axit photphoric 3 – 4 Sau tạo hạt Axit flosilic 23 – 25 Axit clohydric 12 – 13 Axit clohydric Đến 0,01 Axit sunfuric, axit Nitrobenzen 50 – 60 nitric và 1,0 – 2,0 nitrobenzen Axit ađipic HOOC – (CH2)4 – Nitric nitrat 5,0 8,0 COOH Natri oxalat 1,5 Nguồn: [31] 1.1.3. Tính chất nước thải cơng nghiệp [32] 1.1.3.1. Tính chất vật lý Tính chất vật lý của nước thải được xác định dựa trên các chỉ tiêu màu sắc, mùi, nhiệt độ và lưu lượng. a. Màu sắc - Màu của nước thải mới cĩ màu nâu hơi sáng, tuy nhiên thường cĩ màu xám vẩn đục. Màu sắc của nước thải sẽ thay đổi đáng kể nếu như bị nhiễm khuẩn, khi đĩ sẽ cĩ màu đen sẫm. - Ảnh hưởng: mất mỹ quan, nĩ cĩ thể làm cản trở khả năng khuếch tán của ánh sáng vào nguồn nước gây ảnh hưởng đến khả năng quang hợp của hệ thủy sinh thực vật. b. Mùi 8 Trong nước thải, mùi xuất hiện do các khí sinh ra trong quá trình phân hủy các hợp chất hữu cơ hay do một số chất được đưa thêm vào. Bảng 1.3: Một số chất cĩ mùi Chất cĩ mùi Cơng thức hĩa học Mùi Amoni NH3 Khai Phân C8H5NHCH3 Phân Hydrosunfua H2S Trứng thối Sunfua hữu cơ (CH3)2S, CH3SSCH3 Bắp cải thối rữa Mercaptan CH3SH, CH3(CN2)3SH Hơi Amin CH3NH2, (CH3)2N Cá ươn Diamin NH2(CH2)4NH Thịt thối Clo Cl2 Nồng Phenol C6H5-OH Phenol Nguồn: [32] c. Nhiệt độ: Nhiệt độ của nước thải thường cao hơn so với nguồn nước sạch ban đầu, do cĩ sự gia nhiệt vào nước từ các dụng cụ và máy mĩc sản xuất. 1.1.3.2. Tính chất hĩa học Tính chất hĩa học của nước thải được thể hiện qua các một số thơng số đặc trưng như độ kiềm, nhu cầu oxi sinh hĩa, nhu cầu oxi hĩa học, các chất khí hịa tan, các hợp chất N, 1.1.3.3. Đặc điểm sinh vật, VSV và độc tính sinh thái a. Đặc điểm sinh vật, vi sinh vật Vi sinh trong nước thải thường được phân biệt theo hình dạng. Vi sinh xử lý nước thải cĩ thể chia thành 3 nhĩm: vi khuẩn, nấm, động vật nguyên sinh. 9 Nước thải cĩ chứa nhiều vi sinh vật, trong đĩ cĩ nhiều VSV gây hại, các loại trứng giun. Người ta xác định sự tồn tại của một loại vi khuẩn đặc biệt là trực khuẩn E.coli để đánh giá độ bẩn sinh học của nước thải, xác định bằng tổng Coliform. b. Độc tính sinh thái Các chất và hữu cơ cĩ độc tính cao thường là các chất bền vững, khĩ bị vi sinh phân hủy. Một số cĩ tác dụng tích lũy và tồn lưu lâu dài trong mơi trường và trong cơ thể thủy sinh vật nên gây ơ nhiễm lâu dài, đồng thời tác hại đến hệ sinh thái nước, đĩ là chất policlophenol (PCP), policlobiphenyl (PCB), các hydrocacbon đa vịng ngưng tụ, hợp chất dị vịng N hoặc O. Các chất này thường cĩ trong nước thải cơng nghiệp và nguồn nước các vùng nơng, lâm nghiệp sử dụng nhiều thuốc trừ sâu, thuốc kích thích sinh trưởng, diệt cỏMột số chất tiêu biểu là: - Các hợp chất phenol Phenol và các dẫn xuất phenol cĩ trong nước thải cơng nghiệp. Sự xuất hiện của các hợp chất phenol trong nước là 1 trong các nguyên nhân làm cho nước cĩ mùi, đồng thời gây tác hại cho hệ sinh thái và sức khỏe con người. Giá trị LD50 của pentaclorophenol là 27 mg/kg đối với chuột. Một số phenol cĩ khả năng gây ung thư. Theo quy định của tổ chức Y tế Thế giới WHO, hàm lượng 2.4 - triclophenol và pentaclophenol trong nước uống khơng quá 1. Tiêu chuẩn nước th... biến nước tương. - Tính mới của đề tài: + Xác định được khả năng xử lý amoni của VSV Nitrosomonas cĩ giá thể trong nước thải cơng nghiệp chế biến nước tương. + Xác định khả năng áp dụng cơng nghệ xử lý nước thải cơng nghiệp chế biến nước tương bằng VSV Nitrosomonas cĩ giá thể. - Kết quả: Từ kết quả phân tích cho thấy hiệu suất xử lý amoni đạt đến 97% khi pH nằm trong khoảng 8 ÷ 8,5. Tuy nhiên, số liệu này được thực hiện tại phịng thí nghiệm nên khơng chính xác tuyệt đối và cĩ thể bị tác động, thay đổi bởi các yếu tố mơi trường bên ngồi như nhiệt độ, ánh sáng, thiết bị, dụng cụ, hĩa chất, sai số trong quá trình phân tích 1.6. Các nghiên cứu liên quan về thử nghiệm độc tính nguồn nước 1.6.1. Các nghiên cứu trên thế giới 35 Đánh giá độc tính trong nước thải cơng nghiệp xử lý bằng các quá trình sinh học sử dụng vi khuẩn phát quang của Diana C. Rodríguez - Loaiza , Omaira Ramírez - Henao, Gustavo A. Peđuela - Mesa [18]. Đối tượng của nghiên cứu là 2 mẫu nước thải: đầu tiên là nước từ việc rửa xe, thiết bị, thùng, và bao bì chứa các sản phẩm thịt. Thứ hai là từ nước ngưng tụ sinh ra khi chuyển đổi nguyên liệu thành bột, chất béo cho thức ăn động vật. Độc tính được đánh giá trước và sau xử lý để xác định hiệu quả hoạt động của hệ thống SBR (Gutierrez và cộng sự, 2002). Hệ thống SBR đã hoạt động trong 252 ngày, theo tám giai đoạn khác nhau để loại bỏ các chất hữu cơ và nitơ amoniac. Các sinh vật được sử dụng nhiều nhất để kiểm tra độc tính là vi khuẩn, cá, tảo, Daphnia, và Rotifera và thử nghiệm độc tính Microtox dựa trên mối quan hệ giữa sự giảm nhẹ ánh sáng của các vi khuẩn này (Bennett và Cubbage 1992, Jennings et al.2001) và độ độc của mẫu. Trong nghiên cứu này, các phép thử độc tính được thực hiện bằng cách sử dụng vi khuẩn phát quang V. fischeri, độc tính cĩ thể được phân loại là: độc hại cao nếu EC50 < 60%; độc hại nhẹ nếu 60% < EC50 < 82%; và khơng độc nếu EC50 > 82% hoặc khi độ luminance giảm (Arẳjo và cộng sự, 2005, Lanciotti và cộng sự, 2004, Movahedian và cộng sự, 2005). Kết quả cho thấy nước thải trước khi xử lý cĩ độc tính cao (EC50 < 60%). Cụ thể, nước rửa cho thấy EC50 là 18,1% trong khi nước ngưng tụ cĩ EC50 là 5,9%, + trong đĩ cho thấy cĩ nồng độ trung bình là 365,14 và 615,54 mg/l của N-NH4 và + pH là 6,11 và 9,64. Theo pKa, tỷ lệ NH3 đến NH4 phụ thuộc chủ yếu vào pH, mà nồng độ N-NH3 của nước rửa và nước ngưng tụ là ở 0,324 và 532,67 mg/l. Khi ammonia tự do lớn hơn 0,2 mg/l, nĩ gây ra tử vong ở một số lồi cá (Anthonisen 1976), do thiệt hại sinh lý liên quan đến nồng độ amoni cao. Từ đĩ, nếu nước thải chưa qua xử lý mà thải ra mơi trường sẻ gây ảnh hưởng cho nguồn tiếp nhận, do đĩ, Viện Hàn lâm Khoa học Quốc gia (NAS) ở Hoa Kỳ khơng cho phép các giá trị cao hơn 0,02 mg/l. Vì vậy, tỷ lệ độc tính cho hai loại nước được nghiên cứu cĩ thể được coi là cực kỳ cao. Trái ngược với thử nghiệm ban đầu, kết quả của mẫu nước thải sau khi xử lý cho thấy cĩ ít hoặc khơng cĩ độc tính (EC50 > 82%). 36 Từ những kết quả của nghiên cứu này, hệ thống SBR cĩ thể được xem là hiệu quả trong việc loại bỏ chất hữu cơ, nitơ, và làm giảm độc tính trong nước đã qua xử lý. Đánh giá độc tính của nước thải cơng nghiệp từ bang S. Paulo, Braxin, sử dụng thử nghiệm vi khuẩn ngắn hạn - (Petra S. Sanchez Maria I. Z. Sato Clarice M. R. B. Paschoal Maria N. Alves Eloisa V. Furlan Maria T. Martins) [23] Nghiên cứu này được tiến hành ở khu vực ABC và Barueri của Great Siio Paulo từ tháng 8/1984 đến 12/1986. Đối tượng nghiên cứu là nước thải của các ngành cơng nghiệp như luyện kim, cơ khí, điện tử, giấy, hĩa chất, dược phẩn và cơng nghiệp may. Mục tiêu của nghiên cứu này là để đánh giá mức độ độc cấp tính và đột biến của nước thải cơng nghiệp từ bang Sã Paulo sử dụng phương pháp sinh học ngắn hạn. Các mẫu nước thải cơng nghiệp và mẫu nước được phân tích độc cấp tính bởi hệ thống Microtox, một bài kiểm tra di động sử dụng Spirillum volutans, ức chế tăng trưởng của Pseudomonas fluorescens, và khảo nghiệm dehydrogenase; đối với đột biến, các mẫu này được phân tích bằng Salmonella typhimurium (Ames test), Escherichia coli WP2, và các xét nghiệm đột biến biến đổi Saccharomyces cerevisiae. Trong các thử nghiệm độc tính cấp tính được thực hiện trong nghiên cứu này, các bài kiểm tra của Microtox và S. volutans cho thấy độ nhạy cảm tốt và sự thích nghi của Daphnia similis cho thấy các thử nghiệm này cĩ tiềm năng hữu ích như các chỉ thị độc tính cho nước thải cơng nghiệp và các nguồn tiếp nhận nước. - Về thử nghiệm độc tính: dữ liệu thu được từ khu vực ABC, 78,9% số mẫu phân tích cho thấy cĩ một mức độ độc tính nhất định, thay đổi từ 1,1 đến 111 đơn vị độc hại (TU) khi phát hiện bởi S. volutuns và 52% các chất thải này được đánh giá là rất độc (TU > 4,0). Trong nhĩm các chất thải độc hại này, hầu hết là từ ngành cơng nghiệp hĩa chất (37%) và luyện kim (18,5%). Liên quan đến vùng Barueri, độc tính đã được phát hiện ở 80% trong 15 khu cơng nghiệp nước thải được phân tích bởi S. volutuns, 91,6% cũng cho thấy độc tính đối với Photobacterium 37 phosphoreum (hệ thống Microtox), với tỷ lệ lớn (72,7%) được phân loại là rất độc bài kiểm tra sinh học cuối cùng này. Từ vùng ABC, trong số 20 mẫu, 75% được cho thấy độc hại do S. volutuns khảo nghiệm, và từ vùng Barueri, 50% việc tiếp nhận nước được phân tích cũng được tìm thấy là độc hại bằng phương pháp khảo nghiệm này. - Thử nghiệm đột biến: Các đột biến định tính kết quả từ khu vực ABC tiết lộ rằng, trong số 60 ngành được nghiên cứu, 27 xuất hiện các chất thải đột biến (45%), 2 mẫu chất thải xuất hiện với đáp ứng cận biên (3,3%), và 31 khơng cĩ hoạt động đột biến phát hiện trong quá trình thải (51,4%). Xem xét các mẫu ở khu vực này, thấy được ngành dệt và luyện kim tỷ lệ cao nhất của các chất thải gây biến đổi gen, tương ứng 67% và 60%. Điện và dược phẩm khơng cĩ tính đột biến. Các xét nghiệm độc tính để đánh giá việc loại bỏ các chất ơ nhiễm trong quá trình xử lý nước thải và chất lượng nước tiếp nhận tại Argentina (Carlos E. Gĩmez Liliana Contento Andrés E. Carsen) [16] Mục tiêu của nghiên cứu này là sử dụng các xét nghiệm độc tính cấp độ chuẩn để đánh giá việc xử lý nước thải của ngành cơng nghiệp hĩa dầu và độc tính của các nước thải cơng nghiệp được xử lý khác nhau ở khu vực đơ thị Buenos Aires và vùng nước tiếp nhận. Các xét nghiệm cho mục tiêu đầu tiên sử dụng Daphnia Magna và Ceriodaphnia dubia; mục tiêu thử nghiệm thứ hai là sử dụng các khuẩn D. magna, Spirillum volutans, và Scenedesmus spinosus. Phân tích hĩa học cho thấy việc loại bỏ các hợp chất hydrocarbon thơm (benzene, toluene, ethylbenzen, xylene, styrene, và naphtalene) từ các dịng thải từ 77 đến 93%, nhưng việc loại bỏ độc tính thấp hơn đáng kể: nước thải khơng được xử lý rất độc và nước thải đã được xử lý rất độc đối với các đơn vị độc tính cấp tính (TUa ) > 3]. Các thơng số hố lý được đo theo các quy định hiện hành của Achentina cho thấy nước thải cơng nghiệp (ví dụ như từ ngành cơng nghiệp dệt và giấy) nằm trong khuơn khổ hướng dẫn đã được thiết lập, nhưng 25% mẫu ở mức vừa phải đến độc tính cao (TUa > 1,33). Tuy nhiên, đối với nguồn nước tiếp nhận, xét nghiệm độc tính ở mức vừa phải đến rất độc. Kết quả cho thấy nhu cầu bao gồm các xét nghiệm độc tính của nước xả thải, và các ảnh hưởng 38 của chúng đối với việc tiếp nhận nước của Argentina. 1.6.2. Các nghiên cứu trong nước Đánh giá độc tính của một số nước thải cơng nghiệp điển hình của các tác giả Đồn Đặng Phi Cơng và các cộng sự - Trường Đại học Bách khoa, ĐHQG - HCM (2006) [1] - Mục tiêu nghiên cứu: Nghiên cứu đánh giá độc tính một số ngành cĩ chiếm tỷ trọng lớn ở phía Nam và nước rỉ rác trên cơ sở đánh giá độc cấp tính và độc mãn tính. Các thơng số lựa chọn trong tiêu chuẩn này là COD, BOD5, nitơ và độc cấp tính. Các loại nước thải được lựa chọn bao gồm nước rỉ rác và một số ngành cơng nghiệp như: Dệt nhuộm, Chế biến mủ cao su, Sản xuất giấy, Sản xuất cồn rượu. - Phương pháp nghiên cứu: + Thí nghiệm độc tố học  Mẫu thử: các loại nước thải từ các nghành cơng nghiệp: dệt nhuộm, chế biến mũ cao su, sản xuất giấy và sản xuất cồn rượu được thử nghiệm độ độc cấp tính và mãn tính. Các cơng nghệ xử lý được lựa chọn bao gồm: (1) Khử BOD, (2) Khử BOD và nitrate hĩa, (3) Khử BOD và keo tụ, (4) Khử BOD và lọc Nano.  Sinh vật thử nghiệm: Vi khuẩn: Photobacterium phosphoreum, Vi tảo: Selenastrum capricornutum, Vi tảo: Selenastrum capricornutum, Cá chép: Cyprinus carpio. + Phương pháp thử nghiệm: Thử nghiệm độ độc cấp tính trên vi khuẩn – Thiết bị Microtox. Độ độc được đánh giá qua chỉ số EC50 - nồng độ chất thử tại đĩ khả năng phát quang của vi khuẩn bị giảm 50%. Chỉ số này được xác định ở các thời điểm 5 phút và 15 phút tính từ lúc vi khuẩn tiếp xúc với chất thử. Thử nghiệm độ độc trên vi tảo Selenastrum capricornutum. Từ các số liệu thực nghiệm, tính tốn tốc độ phát triển (growth rate), mức độ bị ức chế phát triển (% inhibition) của tảo ở các nồng độ nước thải khác nhau. Tính tốn giá trị EC50 - nồng độ nước thải tại đĩ tốc độ phát triển của tảo bị ức chế 50%. Giá trị EC50 càng thấp chứng tỏ độ độc cấp tính của nước thải càng cao. 39 - Thử nghiệm độ độc trên Vi giáp xác Ceriodaphnia cornuta. + Thử nghiệm độ độc cấp tính Từ số lượng sinh vật chết sau 48 giờ, tính tốn mức độ ức chế tỷ lệ sống của Ceriodaphnia cornuta trong mơi trường chứa nước thải ở các nồng độ khác nhau. Xác định giá trị LC50 - nồng độ nước thải tại đĩ tỷ lệ sống của sinh vật bị ức chế 50%. Thử nghiệm độ độc mãn tính Khả năng sinh sản của sinh vật trong mơi trường chứa chất thử nghiệm được so sánh với mẫu đối chứng nhằm xác định nồng độ thấp nhất cĩ phát hiện ảnh hưởng (LOEC - Lowest Observed Effect Concentration) và nồng độ cao nhất khơng gây ảnh hưởng (NOEC - No Observed Effect Concentration). Các giá trị LOEC và NOEC được xác định bằng phương pháp so sánh giá trị trung bình trong Hướng dẫn EPA -821 - R - 02- 013. + Thử nghiệm độ độc trên Cá chép Cyprinus carpio Từ số lượng sinh vật chết sau 48 giờ, tính tốn mức độ ức chế tỷ lệ sống của Cyprinus caprio trong mơi trường chứa nước thải ở các nồng độ khác nhau. Xác định giá trị LC50 - nồng độ nước thải tại đĩ tỷ lệ sống của sinh vật bị ức chế 50%. + Phương pháp phân tích các chỉ tiêu hố lý Các thơng số hĩa lý của các mẫu nước thải đem thử nghiệm độ độc được xác định theo APHA (1998). Các mẫu nước được để lắng trong thời gian 30 phút trước khi phân tích. - Kết quả: Kết quả thử nghiệm EC50, LC50 của các sinh vật thử nghiệm khác nhau cho thấy độ độc của nước thải khơng tỉ lệ thuận với nồng độ COD mà phụ thuộc nhiều vào nồng độ BOD, ammonia, nitric và TDS. Dựa vào kết quả nghiên cứu này cĩ thể đề xuất giá trị giới hạn COD cho tiêu chuẩn nước thải của ngành cơng nghiệp cụ thể. - Hạn chế: Khi qua cơng trình xử lý sinh học, COD trong các mẫu nước thải nhìn chung cịn khá cao (trên 100 mg/l). 40 - Nội dung và tính mới của đề tài: Đánh giá độc cấp tính và mãn tính của một số nước thải cơng nghiệp điển hình ở Việt Nam như dệt nhuộm, chế biến mủ cao su, sản xuất giấy, sản xuất cồn rượu và nước rỉ rác bằng việc nghiêm cứu mỗi mẫu nước thải trên các sinh vật thử nghiệm: Vi khuẩn: Photobacterium phosphoreum, Vi tảo: Selenastrum capricornutum, Cá chép: Cyprinus carpio. Từ đĩ so sánh độ nhạy cảm của các sinh vật trong từng mẫu nước thải và đánh giá được độc tính của các mẫu nước thải này. Đánh giá hiệu quả xử lý nước thải sản xuất bia dựa vào độc tính tác động trên chỉ thị sinh học Daphnia Magna của Nguyễn Khánh Hồng và các cộng sự (Tạp chí Đại học Cơng nghiệp) (2016) [5] - Mục tiêu nghiên cứu: Đánh giá hiệu quả xử lý nước thải Nhà máy sản xuất bia Sài Gịn - Hồng Quỳnh đĩng tại KCN Vĩnh Lộc tại TP.HCM thơng qua đánh giá tác động của nước thải lên khả năng gây chết Daphnia Magna, từ đĩ dự báo tác động của nước thải chưa hoặc đã được xử lý đối với hệ sinh thải của nguồn nước tiếp nhận. - Phương pháp nghiên cứu: + Lấy mẫu nước thải: Tám mẫu nước thải được thu nhận từ hố thu (4 mẫu nước thải thơ) và cửa đầu nối vào hệ thống thu gom nước thải tập trung KCN Vĩnh Lộc (4 mẫu nước sau khi qua hệ thống xử lý). Mẫu nước thải được thu nhận chứa trong bình nhựa 1000ml vận chuyển về phịng thí nghiệm và lưu trữ ở nhiệt độ 40C. + Thử nghiệm độc tính theo EPA 2002, phân tích COD theo TCVN 6491:1999, phân tích TSS theo TCVN 4560:1988, phân tích giá trị pH bằng phương pháp điện hĩa với máy OAKTTON pH 510 (USA). Daphnia Magna sử dụng trong phịng thí nghiệm được cung cấp bởi cơng ty Microbiotest (Vương quốc Bỉ). Nước tiến hành thử nghiệm được pha lỗng bằng cách sử dụng 10ml mỗi loại dung dịch gốc KCl; CaCl2.2H20, và MgSO4.7H20 trong 1 lít nước cấp 2 lần. 41 Số liệu thí nghiệm được xử lý bằng phần mềm Ecel (Vẽ biểu đồ) và phần mềm R (Tính giá trị trung bình; phương sai). - Kết quả: qua thử nghiệm cho thấy liều gây chết 50% (LD50) của nước thải trước xử lý trên sinh vật thử nghiệm sau 48h là 68,75% ± 21,65%. Trong khi đĩ tỉ lệ nước thải đã qua xử lý cho kết quả gây chết 50% sinh vật thử nghiệm sau 24 và 48h đều lớn hơn 100%. Thử nghiệm cũng cho thấy hệ thống xử lý nước thải sản xuất bia khảo sát đạt hiệu quả về mặt độc tính tác động lên hệ sinh thái mơi trường nguồn nước tiếp nhận. Ngồi các chỉ tiêu hĩa lý thơng thường, thử nghiệm độc tính bằng Daphnia Magna cĩ thể được sử dụng nhằm đánh giá độc tính của nguồn nước thải trước khi thải ra mơi trường. - Tính mới: Nghiên cứu chú ý đến tác dụng độc tính lên sinh vật phù du. Daphnia Magna là một loại sinh vật rất nhạy cảm với các chất độc hại, rất phù hợp sử dụng như một tác nhân sinh học trong thử nghiệm độc tính vì cĩ thời gian thế hệ ngắn, sinh sản nhanh, dễ dàng nuơi trong điều kiện phịng thí nghiệm. Ảnh hưởng nước thải từ khu cơng nghiệp Nhơn Trạch (KCNNT) lên cá sọc ngựa, danio rerio” của Võ Trung Liêm - Đào Thanh Sơn, STINFO Số 8/2012 [8] Trong nghiên cứu này, nước thải từ KCNNT sau xử lý được thu và tiến hành đo đạc các yếu tố lý hĩa như hàm lượng oxy hịa tan, pH, NH3, H2S và các kim loại nặng (Cd, Cu, Pb, Zn, Cr). Đồng thời nước thải ở các nồng độ khác nhau (10, 25, 50, 100% theo thể tích) được dùng để phơi nhiễm mãn tính với phơi và ấu trùng của cá sọc ngựa. Kết quả cho thấy hầu hết các yếu tố hĩa lý của nước đều nằm trong ngưỡng cho phép theo quy chuẩn xả thải Việt Nam (QCVN 24:2008/Cột B). Điều này được chứng minh thơng qua kết quả thí nghiệm độc học trong nghiên cứu được ghi nhận sau đây: phơi nhiễm trong nước thải khơng làm ảnh hưởng đáng kể đến tỷ lệ nở của phơi cá. Tuy nhiên, tỷ lệ sống sĩt của ấu trùng cĩ sự khác biệt và phụ thuộc vào nồng độ nước thải dùng trong phơi nhiễm, tỷ lệ nước thải càng cao, tỷ lệ sống sĩt 42 của ấu trùng càng thấp. Mặc dù độc tính nước thải từ KCNNT khơng nghiêm trọng như một số cơng bố của các tác giả, nhưng sự nguy hiểm của nước thải của KCNNT đã được thể hiện rõ qua tác động gây dị dạng lên ấu trùng cá trong thí nghiệm. Nghiên cứu sử dụng cơng cụ học đánh giá nguy cơ của nước thải cơng nghiệp đối với hệ sinh thái lưu vực sơng Sài Gịn - Đồng Nai - Đỗ Hồng Lan Chi (Viện Mơi trường và Tài nguyên, Đại học Quốc gia Tp.HCM [3] Nghiên cứu này nhằm phát triển và kiểm chứng các thử nghiệm độc học sinh thái với 1 lồi sinh vật địa phương nhằm phục vụ đánh giá nguy cơ đối với hệ sinh thái từ các nguồn ơ nhiễm khác nhau. Các thí nghiệm độc học cấp tính với C. cornuta được tiến hành trên các mẫu mơi trường khác nhau như bùn lắng, nước và đất từ ruộng lúa vừa được phun thuốc bảo vệ thực vật, nước thải đơ thị và cơng nghiệp. Độc tính khá cao được tìm thấy từ một số mẫu mơi trường. Phân tích các hệ số tương quan giữa kết quả phân tích độc học và phân tích hĩa học - kết quả phân tích ơ nhiễm đại lượng (phân tích lý hĩa) đã được thực hiện. Nĩi chung, các trả lời về độc tính của mẫu xét nghiệm của C.cornuta nhạy cảm hơn D.magna, nhưng trong đa số trường hợp thì C.cornuta nhạy cảm hơn D.magna. Kết quả nghiên cứu cho thấy bộ sinh vật thử nghiệm D. magna, C. cornuta, V.fischeri rất thích hợp như một cơng cụ đánh giá nguy cơ độc học đối với hệ sinh thái như lưu vực Sài Gịn - Đồng Nai nhằm phục vụ mục đích lâu dài quản lý tổng hợp nguồn nước. 1.6.3. Đánh giá tình hình nghiên cứu trong và ngồi nước 1.6.3.1. Các nghiên cứu ngồi nước Việc sử dụng vi khuẩn để đánh giá độc tính nước thải CN được các nhà nghiên cứu trên thế giới quan tâm và sử dụng như 1 cơng cụ đánh giá hiệu quả bởi việc cho kết quả nhanh, chính xác. Một số nhà nghiên cứu điển hình như: Petra S. Sanchez và các cộng sự (1988): Đánh giá độc tính của nước thải cơng nghiệp từ bang S. Paulo, Braxin, sử dụng thử nghiệm vi khuẩn ngắn hạn - (Daphnia similis, 43 Spirillum volutans, Photobacterium phosphoreum) , Carlos E. Gĩmez và cộng sự (2001): Các xét nghiệm độc tính để đánh giá việc loại bỏ các chất ơ nhiễm trong quá trình xử lý nước thải và chất lượng nước tiếp nhận tại Argentina - (Daphnia Magna và Ceriodaphnia dubia, Spirillum volutans, Scenedesmus spinosus), Anne Priac và cộng sự (2014): Đánh giá độc tính sinh thái của nước thải cơng nghiệp và kim loại nặng sử dụng Diphnia và rau diếp sativa [14], Diana C. Rodríguez - Loaiza và cộng sự (2016): “Đánh giá độc tính trong nước thải cơng nghiệp xử lý bằng các quá trình sinh học sử dụng vi khuẩn phát quang - Vibrio fischeri), Gaokar Rasika D * (Khoa VSV học, Cao đẳng Nghệ thuật và Khoa học, Ấn Độ ) (2018): Xử lý sinh học nước thải cơng nghiệp bằng vi khuẩn Alkaphilic, phân lập từ hệ sinh thái biển”, Các nghiên cứu tập trung vào việc sử dụng các vi khuẩn ngắn hạn như: vi khuẩn phát quang Vibrio fischeri, Spirillum volutans, Daphnia similis, Scenedesmus spinosus, Ceriodaphnia dubia, Daphnia Magna, Photobacterium phosphoreum, Vi khuẩn Alkaliphilic, và sử dụng thiết bị Microtox để đánh giá độc tính. Trong đĩ, thiết bị Microtox kết hợp với với việc sử dụng vi khuẩn phát quang và sử dụng vi khuẩn Daphnia Magna được sử dụng phổ biến. 1.6.3.2. Các nghiên cứu trong nước - Ưu, nhược điểm chung: Về ưu điểm, các nghiên cứu sử dụng VSV để đánh giá độc tính nước thải cơng nghiệp của những tác giả như: Đỗ Hồng Lan Chi (2006), Đồn Đặng Phi Cơng và các cộng sự (2009), Võ Trung Liêm - Đào Thanh Sơn (2012), Nguyễn Khánh Hồng (2016), cĩ những ưu điểm sau: Kích thước của chúng nhỏ bé (thường được đo bằng micromet), nên chúng dễ hấp thu nhiều, chuyển hĩa nhanh các chất cĩ trong nước thải để sinh trưởng nhanh và phát triển (các chất trong nước thải cĩ các thành phần phù hợp với sự phát triển và sinh sống của chúng). Từ đĩ VSV cĩ khả năng thích ứng mạnh và dễ phát sinh biến dị, đột biến, nên từ đĩ, ta cĩ thể xác định thành phần trong nước thải là như thế nào, cĩ độc tính hay khơng. Hơn nữa, sử dụng các VSV trong nghiên cứu đánh giá độc tính sẽ cho kết quả nhanh chĩng (tùy vào từng loại VSV khác nhau), đơn giản, khơng tốn nhiều thời gian  Thích hợp làm chỉ tiêu để đánh giá độc tính nước thải. 44 - Nhược điểm chung: Nhược điểm của các nghiên cứu: thời gian thử nghiệm lên các loại VK sẽ khác nhanh, tùy thuộc vào từng đối tượng nghiên cứu, phải tiến hành thử nghiệm trong nhiều thời điểm khác nhau, nhiều giờ, thậm chí phải tiến hành trong nhiều ngày. Bảng 1.14: Nhược điểm, hạn chế của từng nghiên cứu: Tên tác giả Nghiên cứu Hạn chế Thí nghiệm phải tiến hành trong nhiều thời điểm khác nhau từ 5, 15, 30 phút đối với vi khuẩn phát quang & thiết bị Microtox, hay liên tục Nghiên cứu sử dụng cơng cụ học trong thời gian dài khác đánh giá nguy cơ của nước thải cơng nhau như 24h, 48h. Đỗ Hồng Lan nghiệp đối với hệ sinh thái lưu vực Chi sơng Sài Gịn - Đồng Nai (Viện Mơi Cần phải xem xét ảnh trường và Tài nguyên, Đại học Quốc hưởng của pH sau khi gia TP.HCM (2006). điều chỉnh pH tối ưu và khơng điều chỉnh Phương pháp tổng hợp kết quả phức tạp và khác nhau cũng như nồng độ ơ nhiễm đo đạc được. Đồn Đặng Phi Đánh giá độc tính của một số nước COD cịn lại cao, sử dụng Cơng và các thải cơng nghiệp điển hình - Trường VSV thử nghiệm độc tính cộng sự (2009) Đại học Bách khoa, ĐHQG-HCM khơng cho hiệu quả cao. Võ Trung Liêm Ảnh hưởng nước thải từ khu cơng Chưa phân tích các thơng - Đào Thanh nghiệp Nhơn Trạch lên cá sọc ngựa - số hĩa học trong nước thải 45 Sơn,(2012) Danio rerio. (vd: thuốc trừ sâu, hợp chất gây rối loạn tiết tố ) Đánh giá hiệu quả xử lý nước thải Chưa chỉ ra hiệu ứng, tác Nguyễn Khánh sản xuất bia dựa vào độc tính tác dụng phụ của các chất cịn Hồng động trên chỉ thị sinh học Daphnia lại trong nước thải lên hệ Magna (2016) sinh thái thủy sinh. 46 CHƯƠNG 2: NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1. Nội dung nghiên cứu 2.1.1. Nội dung 1: Tổng hợp các tài liệu cĩ liên quan  Thơng tin kinh tế, xã hội và mơi trường của khu vực nghiên cứu.  Tài liệu về nước thải cơng nghiệp.  Tài liệu về QCVN nước thải cơng nghiệp và phương pháp lấy mẫu nước thải cơng nghiệp.  Phương pháp thử nghiệm độc học nước.  Thơng tin về khu vực lấy mẫu, nguồn xã thải của các KCN, KCX trong nội thành TP.HCM.  Các nghiên cứu liên quan về xây dựng chỉ số độc học, thử nghiệm độc học mơi trường nước của các tác giả trong và ngồi nước. 2.1.2. Nội dung 2: Khảo sát, điều tra thực địa và lấy mẫu tại khu vực nghiên cứu  Khảo sát, điều tra thực địa nhằm mục đích xác định vị trí lấy mẫu và những nguồn xả thải tại các vị trí lấy mẫu từ đĩ cĩ những đánh giá chính xác nhất cho những kết quả phân tích.  Các mẫu nước của khu vực nghiên cứu được lấy theo từng khu cơng nghiệp. 2.1.3. Nội dung 3: Đánh giá chất lượng nước thải tại một số KCN, KCX thơng qua các thơng số hĩa lý  Thơng số lý học: pH, TSS  Thơng số hữu cơ: COD, TOC +  Chỉ tiêu dinh dưỡng: TN, NH4 2.1.4. Nội dung 4: Thử nghiệm động học và đánh giá độc tính tại một số KCN, KCX bằng vi khuẩn Nitrosomonas 47 2.1.5. Nội dung 5: Xác định nguyên nhân gây ra độc tính của nước thải cơng nghiệp  Xác định chỉ số tương quan giữa độc tính nguồn nước với các thơng số lý hĩa;  Đánh giá nguyên nhân gây ra độc tính chính ở từng vị trí lấy mẫu. 2.2. Phương pháp nghiên cứu 2.2.1. Phương pháp biên tập, tổng hợp tài liệu Việc sử dụng phương pháp thu thập thơng tin là rất cần thiết và đem lại nhiều hiệu quả. Thơng tin sẽ được thu thập từ hai nguồn chính là:  Thơng tin thứ cấp: thu thập từ các cơ quan quản lý liên quan, các quy hoạch tổng thể phát triển KT - XH và các thơng tin khác do các cơ quan chuyên mơn đã thực hiện.  Thơng tin sơ cấp: được thu thập thơng qua những tài liệu khoa học đã được cơng bố, các thơng tin đã được đăng tải qua phương tiện thơng tin liên quan đến đánh giá độc tính nước thải cơng nghiệp. 2.2.2. Phương pháp lấy mẫu Phương pháp lấy mẫu dựa theo tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 6663 - 6:2008: Chất lượng nước - lấy mẫu - Phần 6: Hướng dẫn lấy mẫu ở sơng và suối [14]. Mẫu được lấy vào thời điểm tháng 05 và tháng 06, vào lúc từ 9h đến 1h. Mẫu được lấy tại 3 vị trí trên các nguồn tiếp nhận nước thải của các KCN, được chứa trong chai nhựa 2l. Sau khi lấy mẫu, các mẫu nước được vận chuyển và bảo quản theo tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 6663-3:2008 về Chất lượng nước - Lấy mẫu - Phần 3: Hướng dẫn bảo quản và xử lý mẫu [13]. 2.2.3. Phương pháp phân tích các chỉ tiêu hĩa lý Các thơng số lý hĩa được xác định bằng các thiết bị trong phịng phân tích nước di động – Mobilab3, hệ thống nằm trong dự án hợp tác nghiên cứu giữa Việt – Đức và được bàn giao cho trường Đại học Cơng nghệ TP.HCM (HUTECH). 48 Hình 2.1: Thiết bị quan trắc di động – Mobilab3. Các phương pháp xác định cụ thể cho từng thơng số lý hĩa được trình bày trong bảng 2.1: Bảng 2.1: Các phương pháp phân tích chỉ tiêu lý, hĩa TT Chỉ tiêu Phương pháp xác định 1 pH Đầu dị 2 COD (Nhu cầu oxy hĩa học) Phương pháp Azide cải tiến + 3 NH4 (Amoni) Phương pháp chọn lọc ion 4 TSS (Tổng chất rắn lơ lửng) Đầu dị 5 TOC (tổng cacbon hữu cơ) Phương pháp tro hĩa a. Thơng số pH Thơng số pH được xác định bằng cách sử dụng đầu dị, giá trị pH sẽ được đo trực tiếp tại vị trí lấy mẫu. b. Thơng số COD Phương pháp xác định COD được thực hiện theo phương pháp Azide cải tiến, cách tiến hành thí nghiệm theo phương pháp đun hồn lưu kín. - Rửa sạch ống nghiệm COD (16*100 mm). Sau đĩ lấy 2,5 ml thể tích mẫu thử và 1,5 ml dd 퐾2퐶푟2푂7 푣à 3,5 푚푙 퐻2푆푂4 푐ĩ 푥ú푐 푥á푐 vào ống nghiệm COD. Đem 49 gia nhiệt ống nghiệm COD vào tủ sấy trong 2h ở 1500C . Sau 2h, lấy ống nghiệm ra để nguội, đổ phần dung dịch ra bình nĩn. Tráng lại ống nghiệm bằng vài ml nước cất và trút sang bình nĩn. - Tiến hành chuẩn độ phần dung dịch trong erlen bằng FAS 0,1 M với chỉ thị ferroin cho đến khi dung dịch vừa chuyển màu từ xanh lục sang nâu đỏ, ghi nhận thể tích dung dịch chất chuẩn FAS (V1 ml) đã sử dụng. - Làm tương tự với mẫu thật 2 mẫu: mẫu trắng gia nhiệt và khơng gia nhiệt, nhưng thay mẫu thật bằng nước cất. c. Thơng số TSS Tổng chất rắn lơ lửng và độ đục của các mẫu nước được xác định bằng thiết bị Turbimax, thiết bị này hoạt động dựa trên nguyên tắc sử dụng chùm ánh sáng tán xạ trên các hạt, ánh sáng tác động đến sẽ được rải rác ở các gĩc độ khác nhau . Hình 2.2: Đầu dị TSS và Thiết bị Turbimax + d. Thơng số NH4 Amoni được xác định bằng máy AmMonitor - hãng LAR Process Analysers AG. Nguyên lý hoạt động của thiết bị này là sử dụng một điện cực cĩ tính chọn lọc ion. 50 Ưu điểm: AmMonitor hạn chế tối đa sử dụng hĩa chất, cho kết quá phân tích nhanh, cĩ độ chính xác cao, thời gian phân tích ngắn, phân tích trong khoảng rộng, độ chính xác cao, thời gian phân tích cực ngắn (30 giây), khơng sử dụng hĩa chất và chất xúc tác. Hình 2.3: Điện cực chọn lọc Ion NH3 và thiết bị AmMonitor. e. Thơng số TOC TOC là từ viết tắt của tổng carbon hữu cơ và là một phép đo được sử dụng để xác định lượng carbon trong một hợp chất hữu cơ. TOC được định nghĩa là tổng cacbon liên kết hữu cơ tồn tại trong nước, kể cả dạng tan và khơng tan, gồm cả cyanat, cacbon nguyên tố và thiocyanat (TCVN 6634:2000). Phân tích TOC sẽ đo được tổng lượng carbon trong các hợp chất và hàm lượng “carbon vơ cơ”. IC hay “hàm lượng carbon vơ cơ” bao gồm các muối axit carbon và carbon dioxide hịa tan. 2.2.4. Phương pháp thử nghiệm độc học nước 2.2.4.1. Phương pháp thực hiện Độc tính nguồn nước tại 04 KCN nội thành TP.HCM được đánh giá bằng lồi vi khuẩn Nitrosomonas và được ghi lại trên thiết bị NitriTox Hình 2.4: Thiết bị đo độc tính của nước - NitriTox 51 Nitrosomonas là một lồi vi khuẩn gram âm, cĩ dạng hình que hoặc hình quả lê với chiều dài từ 0,7 - 1,2 µm và chiều rộng từ 0,3 - 0,7 µm. Các tế bào của vi khuẩn Nitrosomonas cĩ khả năng chịu được độ mặn, nồng độ nitrit và amoni cao. Các điều kiện tăng trưởng tối ưu của vi khuẩn Nitrosomonas là pH từ 7,6 - 8,0 và nhiệt độ tối ưu là 25oC [28]. Trong thí nghiệm này vi khuẩn được nuơi thích nghi ở pH = 7,6 và được bổ sung dinh dưỡng liên tục. Nguyên lý hoạt động của máy Nitricox là đo sự ức chế suy giảm oxy của VSV (Nitrosomas ). Khi mẫu nước thải được bơm vào buồng phản ứng VSV bị ức chế trao đổi oxy, độ suy giảm này sẽ được đo bằng một đầu dị oxy. Việc xác định độc tính của nước được dựa trên sự ức chế quá trình hơ + - hấp của vi khuẩn nitrit hĩa (NH4  NO2 ), cụ thể là chủng vi khuẩn Nitrosomonas. Hình 2.5: Sơ đồ nguyên lý làm việc của máy NitriTox. Các mẫu nước thải trước khi đi vào hệ thống phản ứng với VSV thử nghiệm sẽ được làm bão hịa oxy bằng hệ thống sục khí trong khoảng 1-2 phút. Sau đĩ, nước thải sẽ được dẫn sang cột phản ứng (dung tích 20 ml) cĩ bố trí thanh khuấy từ để gia tăng khả năng tiếp xúc giữa VSV và nước thải, đồng thời giá trị DOo cũng được ghi nhận tại thời điểm ban đầu. Tiếp đến Biomass (3 ml – chiếm 15% cột phản ứng) sẽ 52 được bơm từ bể nuơi cấy sang cột phản ứng để xảy ra quá trình tiếp túc với nước thải. Sau 1 phút, giá trị DO1 được ghi nhận. Thí nghiệm được lặp lại trên các mẫu đối chứng là nước máy. Các điều kiện cụ thể của thí nghiệm được trình bày trong bảng 2.2. Bảng 2.2: Điều kiện tiến hành thử nghiệm độc tính với vi khuẩn Nitrosomonas TT Tiêu chí Thơng số 1 Kiểu thử nghiệm Độ độc cấp tính tĩnh 2 Nhiệt độ 24- 26 0C 3 Chiếu sáng Khơng 4 Thể tích giếng 20 ml Thể tích dung dịch thử nghiệm trong 5 3 ml mỗi giếng Số sinh vật thử nghiệm trong mỗi 6 3/4 giếng 7 Số giếng của mỗi nồng độ 1 8 Nồng độ thí nghiệm 100%, 75%, 50%, 20%, 10% Cung cấp thức ăn trong quá trình thử 9 Cĩ nghiệm 10 Mẫu đối chứng Nước máy 11 Thời gian thử nghiệm 1 phút Nồng độ tiêu thụ oxy trong thời gian 12 Dấu hiệu quan sát thử nghiệm 13 Thơng số tính tốn EC50 2.2.4.2. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình thử nghiệm độc học [21] Trị số pH: Trị số pH sẽ cho biết mơi trường nuơi cấy cĩ tính trung hịa, axit hay tính kiềm. Giá trị pH tốt nhất cho quá trình phát triển của Nitrosomonas stercoris là 7,6. Nếu mơi trường cĩ trị số pH thấp hoặc cao hơn giá trị pH này thì sẽ 53 làm chết hoặc ức chế hoạt động và quá trình phát triển của VSV ảnh hưởng đến phát triển của vi sinh. Lượng oxy hịa tan: Nitrosomonas stercoris sử dụng oxy để sống phát triển và oxy hĩa các chất hữu cơ cĩ trong nước. Vì vậy để đảm bảo hoạt động sống và phát triển của VSV cần cung cấp oxy liên tục bằng cách sụt khí. Việc sụt khí như vậy cịn tạo điều kiện để hồn trộn chất dinh dưỡng được cung cấp cho Nitrosomonas stercoris. Chất dinh dưỡng cho vi sinh vật: Thức ăn của Nitrosomonas stercoris là Nutrient solution – hỗn hợp giữa Amo... bàn TP. HCM 58 CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊM CỨU VÀ THẢO LUẬN 3.1. Diễn biến chất lượng nước tại nguồn tiếp nhận của các KCN 3.1.1. Nhĩm chỉ tiêu vật lý Các kết quả đo đạc giá trị pH và TSS tại các lưu vực tiếp nhận được trình bày trong đồ thị 3.1 và 3.2. Giá trị pH đo đạc đều nằm trong giới hạn cho phép theo tiêu chuẩn của cột B2 (5,5 – 9) - QCVN 08:2015/BTNMT. pH Tháng 5 pH Tháng 6 pH = 5,5 pH = 9 9,0 8,0 7,0 pH 6,0 5,0 VL 1 VL 2 VL 3 TB 1 TB 2 TB3 LT 1 LT 2 LT 3 CNC CNC CNC 1 2 3 KCN VL KCN TB KCX LT Khu CNC Vị trí lấy mẫu Đồ thị 3.1: Diễn biến giá trị pH. 59 Tháng 5 Tháng 6 100 500 400 300 200 mg/l 100 0 VL 1 VL 2 VL 3 TB 1 TB 2 TB3 LT 1 LT 2 LT 3 CNC CNC CNC 1 2 3 KCN VL KCN TB KCX LT Khu CNC Vị trí lấy mẫu Đồ thị 3.2: Diễn biến giá trị TSS. Giá trị TSS đo đạc dao động 115 - 460 mg/l vào thời điểm tháng 05 và 175 - 365 mg/l vào thời điểm tháng 06. Trong đĩ, KCX Linh Trung là khu vực cĩ giá trị TSS trung bình cao nhất (430 mg/l tại tháng 05 và 356,66 mg/l tại tháng 06) và KCN Vĩnh Lộc cĩ giá trị TSS trung bình thấp nhất vào tháng 05 (175 mg/l) và KCN Tân Bình vào thời điểm tháng 06 (238,33 mg/l). Giá trị TSS được sắp xếp theo giá trị giảm dần như sau: KCX Linh Trung > KCN Cao > KCN Tân Bình > KCN Vĩnh Lộc. Điều này cho thấy sự ơ nhiễm các chất cặn bẩn trong nước khá cao từ việc nước thải cơng nghiệp cũng như bị sự rửa trơi bề mặt tại những lưu vực này. 3.1.2. Nhĩm chỉ tiêu ơ nhiễm hữu cơ Giá trị COD và TOC đo đạc ở thời điểm tháng 05 và tháng 06 được trình bày trong đồ thị 3.3 và 3.4 60 Tháng 5 Tháng 6 QCVN 08:2015 - Cột B2 (50) 500 400 300 mg/l 200 100 0 VL 1 VL 2 VL 3 TB 1 TB 2 TB3 LT 1 LT 2 LT 3 CNC CNC CNC 1 2 3 KCN VL KCN TB KCX LT Khu CNC Vị trí lấy mẫu Đồ thị 3.3: Diễn biến COD. Tháng 5 Tháng 6 250 200 150 mg/l 100 50 0 VL 1 VL 2 VL 3 TB 1 TB 2 TB3 LT 1 LT 2 LT 3 CNC CNC CNC 1 2 3 KCN VL KCN TB KCX LT Khu CNC Vị trí lấy mẫu Đồ thị 3.4: Diễn biến TOC. Theo kết quả phân tích cho thấy, KCX Linh Trung là khu vực cĩ hàm lượng COD và TOC trung bình trong nước cao nhất. Cụ thể, hàm lượng TOC trong các 61 mẫu nước tại nguồn tiếp nhận của các KCN dao động trong khoảng từ 43,73 – 218,00 mg/l (tháng 5) và 22,03 – 178, 33 mg/l (tháng 6). Hàm lượng TOC trung bình cao nhất là 204, 44 mg/l (tháng 5) và 177, 11 mg/l (tháng 6) tại các vị trí lấy mẫu ở KCX Linh Trung và thấp nhất là 48,53 (tháng 5) - ở KCN Tân Bình và 53,58 mg/l (tháng 6) ở KCN Vĩnh Lộc. Khu vực tiếp nhận nước thải của KCN Vĩnh Lộc và KCN Tân Bình cĩ hàm lượng COD và TOC trong nước tương đối thấp. Giá trị TOC được sắp xếp theo thứ tự giảm dần: KCX Linh Trung > KCNC > KCN Tân Bình > KCN Vĩnh Lộc. Theo kết quả phân tích cho thấy, vào thời điểm tháng 5, giá trị COD dao động từ 93,87 đến 459,9 mg/l. Vào thời điểm lấy mẫu vào tháng 6, giá trị COD giao động từ 48,3 – 415,8 mg/l. Trong đĩ, nơi cĩ giá trị COD trung bình cao nhất là KCX LT với 372,4 mg/l và thấp nhất là KCN Tân Bình với giá trị là 122,71 mg/l. Giá trị COD trung bình sau 2 lần lấy mẫu tại các KCN được sắp xếp theo thứ tự giảm dần như sau: KCX Linh Trung > KCNC > KCN Vĩnh Lộc > KCN Tân Bình. 3.1.3. Nhĩm chỉ tiêu ơ nhiễm dinh dưỡng + Các giá trị đo đạc TN và NH4 trong tháng 05 và 06 được trình bày trong đồ thị 3.5 và 3.6. 62 Tháng 5 Tháng 6 250,00 200,00 150,00 mg/l 100,00 50,00 0,00 VL 1 VL 2 VL 3 TB 1 TB 2 TB3 LT 1 LT 2 LT 3 CNC CNC CNC 1 2 3 KCN VL KCN TB KCX LT Khu CNC Vị trí lấy mẫu Đồ thị 3.5: Diễn biến Tổng Nitơ. Diễn biến Amoni 25 20 15 mg/l 10 5 0 VL 1 VL 2 VL 3 TB 1 TB 2 TB3 LT 1 LT 2 LT 3 CNC CNC CNC 1 2 3 KCN VL KCN TB KCX LT Khu CNC Vị trí lấy mẫu Tháng 5 Tháng 6 QCVN 08:2012 - Cột B2 (0,9) + Đồ thị 3.6: Diễn biến NH4 . Giá trị TNb tại các vị trí lấy mẫu đều vượt QCVN 40:2011/BTNMT, (Cột B = 40 mg/l), dao động từ 122,32 - 240,4 mg/l vào tháng 05 và từ 75,77 - 215,48 mg/l 63 vào thời điểm tháng 06. Trong đĩ, giá trị TN trung bình cao nhất là 223,56 mg/l tại KCX Linh Trung và thấp nhất là 132,60 mg/l tại KCN Vĩnh Lộc vào tháng 05, vào thời điểm lấy mẫu vào tháng 06, giá trị TN trung bình cao nhất là 201,71 mg/l tại KCX Linh Trung và thấp nhất là 81,28 mg/l tại KCN Tân Bình. Tương tự, giá trị + NH4 dao động từ 4,44 – 21,4 mg/l (T5) và 4,26 – 16,46 mg/l (T6). Giá trị TN tại các KCN được sắp xếp theo thứ tự giảm dần như sau: KCX Linh Trung > KCNC > KCN Vĩnh Lộc > KCN Tân Bình và amoni là: KCX Linh Trung > KCNC > KCN Tân Bình > KCN Vĩnh Lộc. So sánh với kết quả phân tích amoni trung bình trong nước là 18,64 mg/l tại các hệ thống kênh rạch nội thành TP.HCM năm 2017 của tác giả Trịnh Trọng Nguyễn [11] thì nghiên cứu nghiên cứu này cho kết quả amoni trong nước tương đối thấp hơn, tuy nhiên vẫn chứa một hàm lượng amoni rất cao trong nước. Vấn đề này cho thấy, các hệ thống lưu vực tiếp nhận nước thải tại TP.HCM cĩ nguy cơ bị ơ nhiễm amoni trong thời gian tới. Ngồi ra, so với kết quả phân tích của Al-Ajlouni (2013) [15] thì amoni, cho kết quả thấp hơn so với nghiên cứu được đề cập đến. Đối với kết quả TN, thì lại cho kết quả cao hơn rất nhiều. 3.2. Đánh giá chất lượng nước dựa trên chỉ số độc học nước 3.2.1. Độc tính của nguồn nước Giá trị độc tính thử nghiệm thu được từ các mẫu nước vào thời điểm tháng 05 và tháng 06 được trình bày trong đồ thị 3.7. 64 Khơng cĩ độc Độc nhẹ Độc nặng Độc rất nặng Tháng 5 Tháng 6 100 80 60 40 Độ độc độc Độ (%) 20 0 VL 1 VL 2 VL 3 TB 1 TB 2 TB3 LT 1 LT 2 LT 3 CNC CNC CNC 1 2 3 KCN VL KCN TB KCX LT Khu CNC Vị trí lấy mẫu Đồ thị 3.7: Diễn biến độc tính tại các lưu vực tiếp nhận. Các kết quả thử nghiệm độc học với vi khuẩn Nitrososmonas stercoris cho thấy độc tính nguồn nước tại các nguồn tiếp nhận cĩ sự phân bố khơng đồng đều, trong 12 vị trí lấy mẫu vào tháng 05, cĩ 03 mẫu cho kết quả độc tính nặng (>50%) và 04 vị trí cho kết quả độc tính nhẹ (>25%), cịn lại là khơng cĩ độc tính (< 25%). Tương tự, trong tháng 06, cĩ 01 vị trí lấy mẫu cho kết quả độc rất nặng (>75%), 01 vị trí cho kết quả độc nặng (>50%), 03 kết quả cho kết độc nhẹ (>25%) cịn lại là khơng cĩ độc (<25%). KCX Linh Trung là nơi cĩ kết quả độc tính trung bình cao nhất (40%) sau 2 lần lấy mẫu, cả 03 vị trí lấy mẫu vào tháng 06 đều cho kết quả cĩ độc tính, trong đĩ vị trí LT1 là độc nhẹ (50%), LT3 là độc rất nặng (>75%). Tiếp đến là KCN Vĩnh Lộc và KCN Tân Bình, cĩ kết quả độc tính trung bình sau 02 lần lấy mẫu thấp hơn là 26,62% và 26,09%. Cụ thể, tại KCX Vĩnh Lộc, kết quả lấy mẫu vào tháng 05 đều cĩ độc tính, trong đĩ 02 vị trí VL1, VL2 là độc nhẹ 65 với các kết quả tương ứng là 38,85% và 35,23%, tại VL3 cho kết quả độc nặng (70,75%). Tuy nhiên, kết quả thử nghiệm độc tính vào tháng 06 lại khơng cĩ độc tính. Tại KCN Tân Bình, các kết quả thử nghiệm độc tính vào tháng 05 cĩ 02 trong 03 vị trí cĩ độc tính nặng, đĩ là TB1: 58,27% và TB2: 64,15%, vị trí cịn lại khơng cĩ độc tính. Sau cùng là KCNC, cĩ kết quả thử nghiệm độc tính trung bình thấp nhất: 24,90%, ở thời điểm lấy mẫu vào tháng 5, cĩ 2 trong 3 vị trí cĩ độc tính nhẹ, đĩ là CNC2 (38,85%) và CNC3 (35,23%), vị trí cịn lại khơng cĩ độc tính. Tại thời điểm lấy mẫu vào tháng 6, cĩ 2/3 vị trí cho kết quả độc tính nhẹ, đĩ là CNC1 (29,75%) và CNC2 (37,53%), vị trí cịn lại khơng cĩ độc tính. So sánh kết quả độc tính trung bình sau 02 lần lấy mẫu, thì kết quả độc tính trung bình tháng 05 cao hơn tháng 06. Giá trị độc tính tại các KCN được sắp xếp theo thứ tự giảm dần như sau: KCX Linh Trung > KCN Vĩnh Lộc > KCN Tân Bình > KCNC. So sánh kết quả thử nghiệm độc học trực tiếp trên nước thải CN của tác giả Đỗ Hồng Lan Chi (2006) [3] cho kết quả độc tính cao và rất cao chiếm thì thử nghiệm độc tính trong nghiên cứu này lại cho kết quả khơng cĩ độc tính và độc tính nhẹ là chiếm đa số. Nguyên nhân được nhận định là do các loại nước thải CN tại các KCN trong nghiên cứu này khi thải ra mơi trường tiếp nhận đã bị bị lỗng cũng như làm giảm tính độc. Tuy nhiên các mẫu nước vẫn cho kết quả độc nặng và rất nặng, điều này sẽ gây ảnh hưởng phần nào đến hệ sinh thái của các lưu vực này. Các kết quả phân bố độc tính trung bình tại các vị trí lấy mẫu được trình bày trong hình 3.1, 3.2, 3.3 và 3.4. 66 LT1 LT1 LT2 LT2 LT3 LT3 Hình 3.1: Bản đồ phân bố độc tính tháng 5 và tháng 6 của KCX Linh Trung. TB3 TB3 TB2 TB2 TB1 TB1 Hình 3.2: Bản đồ phân bố độc tính tháng 5 và tháng 6 tại KCN Tân Bình. 67 CNC3 CNC3 CNC2 CNC2 CNC1 CNC1 Hình 3.3: Bản đồ phân bố độc tính tháng 5 và tháng 6 của KCNC. VL1 VL2 VL2 VL1 VL3 VL3 Hình 3.4: Bản đồ phân bố độc tính tháng 5 và tháng 6 của KCN Vĩnh Lộc. Khơng cĩ độc Độc nhẹ Độc nặng Độc rất nặng Từ kết quả thử nghiệm độc tính tại các vị trí lấy mẫu, ta xác định được giá trị EC50 của các mẫu thử nghiệm như sau: 68 Bảng 3.1: Kết quả EC50 EC50 Khu Vị trí Tháng 05 Tháng 06 VL1 100 100 KCN Vĩnh Lộc VL2 100 100 VL3 73,1 100 TB1 72,98 100 KCN Tân Bình TB2 70,08 100 TB3 100 100 LT1 83,19 100 KCX Linh Trung LT2 100 83,67 LT3 100 18,16 CNC1 100 100 Khu Cơng nghệ Cao CNC2 100 100 CNC3 100 100 69 EC50 - Tháng 5 EC50 - Tháng 6 >100 >100 >100 100 >100 >100 >100 >100 100 >100 >100 >100 >100 >100 >100 >100 >100 >100 >100 83,19 83,67 80 73,1 72,98 70,08 50 60 Giá Giá EC trị 40 18,16 20 0 LT1 LT2 LT3 CNC1 CNC2 CNC3 VL1 VL2 VL3 TB1 TB2 TB3 KCX LT KCNC KCN VL KCN TB Vị trí lấy mẫu Bản đồ 3.8: Diễn biến EC50 tại các vị trí lấy mẫu. 70 Dựa vào biểu đồ 3.8, ta nhận thấy vào thời thời điểm lấy mẫu, các vị trí đều cho kết quả thử nghiệm về EC50 khá cao, chủ yếu là >100 (khơng cĩ độc hoặc ít độc). Duy nhất chỉ cĩ vị trí LT3, vào thời điểm lấy mẫu tháng 06 giá cĩ giá trị EC50 khá thấp (độc tính rất cao). 3.3. Xác định chỉ số tương quan giữa thơng số độc học và các thơng số khác Dựa vào kết quả đánh giá diễn biến chất lượng nước thơng qua các thơng số lý hĩa và độc tính của nguồn nước. Tiến hành xây dựng chỉ số quan giữa các thơng số này với nhau để xác định mối liên hệ giữa 02 nhĩm thơng số này, đồng thời xác định yếu tố gây ra độc tính của nguồn nước tại các KCN. Các kết quả xây dựng chỉ số tương quan được trình bày trong bảng 3.2 và biểu đồ 3.8 và 3.9: Bảng 3.2: Tổng hợp chỉ số tương quan giữa các thơng số hĩa lý và chỉ số độc học Thời điểm Khu COD TOC TN pH TSS Amoni lấy mẫu KCX Linh Tháng 5 0,627 0,718 -0,776 -0,921 -0,110 -1,00* Trung Tháng 6 -0,700 -0,747 -0,811 0,996 0,998* 0,312 Khu Cơng Tháng 5 0,989 0,973 0,110 -0,968 0,997 0,985 nghệ Cao Tháng 6 -0,223 -0,184 -0,461 -0,207 -0,339 -0,116 KCN Vĩnh Tháng 5 -0,629 0,766 0,850 0,996 0,998* 0,954 Lộc Tháng 6 -0,626 -0,989 -0,816 0,056 0,954 1,00* KCN Tân Tháng 5 -0.498 -0,263 0,636 -0,362 0,528 0,467 Bình Tháng 6 0,969 0,973 0,612 0,601 -0,099 0,790 Ghi chú: (*): Tương quan cĩ ý nghĩa ở mức 0,05 (-): Tương quan nghịch 71 COD TOC TN pH TSS Amoni KCX LT KCNC KCN VL KCN TB 1 ) 2 0,5 0 -0,5 Hệ số số Hệ tương quan (r -1 Vị trí lấy mẫu Đồ thị 3.9: Tương quan giữa các thơng số lý hĩa và chỉ số độc học vào tháng 05. COD TOC TN pH TSS Amoni KCX LT KCNC KCN VL KCN TB 1 ) 2 0,5 0 -0,5 Hệ số số Hệ tương quan (r -1 Vị trí lấy mẫu Đồ thị 3.10: Tương quan giữa các thơng số lý hĩa và chỉ số độc học vào tháng 06. Dựa vào bảng 3.2, đồ thị 3. 9 và 3.10 ta thấy ở mỗi vị trí lấy mẫu và thời điểm lấy vào tháng 05 và tháng 06, ta thấy độc tính nguồn nước cĩ mối tương quan khác nhau với từng thơng số lý hĩa. Mối tương quan tốt hay yếu tố gây ra độc tính tại từng vị trí được trình bày trong bảng 3.3. 72 Bảng 3.3: Các yếu tố gây độc chính tại các KCN Thời điểm lấy Yếu tố gây độc Chỉ số tương quan Khu mẫu chính (r2) KCX Linh Tháng 05 Amoni -1,00* Trung Tháng 06 TSS 0,998* Tháng 05 TSS 0,997 KCN Cao Tháng 06 Amoni -0,461 KCN Vĩnh Tháng 05 TSS 0,998* Lộc Tháng 06 Amoni 1,00* KCN Tân Tháng 05 TN 0,636 Bình Tháng 06 TOC 0,973 Dựa vào bảng 3.3 ta thấy, độc tính tại các KCN cho kết quả cĩ liên quan đến thơng số amoni và TSS. Bên cạnh đĩ độc tính cịn liên quan đến 2 thơng khác đĩ là TN và TOC. Cụ thể, vào tháng 5, cĩ 2/4 KCN cho kết quả độc tính cĩ liên quan đến TSS (50%), đĩ là KCN Cao và KCN Vĩnh Lộc, tuy nhiên vào tháng 6 lại chỉ cĩ KCX Linh Trung cho kết quả liên quan đến TSS. Về thơng số Amoni, vào tháng 5, cĩ KCX Linh Trung cho kết quả liên quan đến độc tính (25%), vào thời điểm tháng 6, cĩ 2/4 KCN đĩ là KCN Cao và KCN Vĩnh Lộc. Hai thơng số cịn lại là TN và TOC, cho kết quả cĩ liên quan đến độc tính là tại KCN Tân Bình. Từ đồ thị 3.7 và bảng 3.3, ta cĩ thể kết luận nguyên nhân dẫn đến độc tính tại các KCN. Nguyên nhân gây ra độc tính tại các KCN (3/4 khu) liên quan đến 2 thơng số TSS và amoni, cụ thể đĩ là KCNC, KCX Linh Trung, KCN Vĩnh Lộc. Tại KCN Tân Bình thì 2 thơng số gây nên độc tính là TN và TOC. Điều này giống với nghiên cứu của Trịnh Trọng Nguyễn [11] – độc tính nguồn nước tại các hệ thống kênh rạch nội thành TP.HCM cĩ liên quan đến amoni. Hay giống với nghiên cứu của Karl-Ulrich Rudolph và cộng sự (2015) thì độ độc cũng cĩ mối tương quan cao với TOC trong nước. Khác với nghiên cứu tác giả Nguyễn Khánh Hồng (2016) [9], độc tính trong nghiên cứu lại cho thấy sự liên quan giữa COD và độc tính. Điều này cho thấy, đối với 73 từng loại nước khác nhau thì độc tính cĩ những mối tương quan chặt chẽ với các thơng số khác nhau. Việc xác định yếu tố gây độc tính tại các nguồn tiếp nhận của các KCN sẽ giúp cho chúng ta cĩ những giải pháp thích hợp nhằm cải thiện chất lượng nguồn nước tại các khu vực này. 74 KẾT LUẬN – KIẾN NGHỊ 1. KẾT LUẬN Nguồn tiếp nhận nước thải của các KCN trên địa bàn TP.HCM hiện nay đang cĩ những dấu hiệu cho thấy sự ơ nhiễm do những ảnh hưởng các hoạt động xả thải của ngành cơng nghiệp tại các KCN, bên cạnh đĩ cịn bị ảnh hưởng bởi các hoạt động sinh hoạt của con người. Qua những nghiên cứu, khảo sát về nguồn tiếp nhận nước thải của 04 KCN trên địa bàn TP.HCM, tác giả đã nêu ra một số chỉ tiêu đánh giá diễn biến chất lượng nước thải cơng nghiệp tại các nguồn tiếp nhận, đồng thời tiến hành đánh giá độc tính nguồn nước bằng sinh vật thử nghiệm là vi khuẩn Nitrosomonas. Thơng qua các phương pháp nghiên cứu khác nhau, nghiên cứu đã đạt được một số kết quả đáng lưu ý. Hiện trạng mơi trường tại nguồn tiếp nhận của 04 KCN thơng qua quá trình khảo sát cho thấy hiện đang bị ơ nhiễm bởi các hoạt động xả thải thơng qua các cống xả tại các khư vực này. Diễn biến chất lượng nước thải tại nguồn tiếp nhận của các KCN được đánh giá thơng qua các thơng số lý học (pH, TSS), ơ nhiễm hữu cơ (TOC, COD) và dinh dưỡng + (TN, NH4 ). Sau 2 thời điểm lấy mẫu vào tháng 5 và tháng 6, các kết quả nghiên cứu cho thấy giá trị pH tại các lưu vực kênh nằm trong đạt quy chuẩn cho phép (pH = 5,5-9); các mẫu nước của 04 KCN đều cĩ hàm lượng TSS vượt quy chuẩn cho phép (>100 mg/l), cụ thể giá trị TSS dao động từ 115 đến 460 mg/l (tháng 5) và dao động từ 175 đến 365 mg/l (tháng 6); Giá trị COD vào thời điểm lấy mẫu dao động từ 93,87 đến 459,9 mg/l (tháng 5). Vào thời điểm lấy mẫu tháng 6, giá trị COD giao động từ 48,3 – 415,8 mg/l. Các nguồn tiếp nhận cĩ dấu hiệu ơ nhiễm hữu cơ được thể hiện qua hàm lượng TOC cao, dao động trong khoảng từ 43,73 – 218,00 mg/l (tháng 5) và 22,03 – 178, 33 mg/l (tháng 6). Ngồi ra, hầu hết các vị trí đều cĩ dấu hiệu ơ nhiễm TN, dao động từ 122,32 – 240,4 mg/l vào tháng 5 và từ 75,77 – 215,48 mg/l vào thời điểm tháng 6, các kết quả thử nghiệm Amoni cũng khá cao. Giá trị độc tính nguồn nước tại 04 KCN dao động từ 4,15 – 70,75% (tháng 5) và từ 1,27 – 77,82% tháng 6. Trong đĩ, vị trí VL3 (tháng 5) cho kết quả “độc tính nặng” và LT3 (tháng 6) cĩ giá trị độc tính cao nhất ở mức “độc tính rất nặng”. 75 Độc tính của nguồn nước của 04 KCN tại các nguồn tiếp nhận cĩ mối tương quan cao nhất với thơng số amoni, và TSS, chỉ số tương quan nằm trong khoảng -1,00 đến 1,00 đối với thơng số Amoni và từ 0,997 – 0,998 đối với thơng số TSS, bên cạnh đĩ cịn cĩ 2 thơng số khác đĩ là TN (0,636) và TOC (0,973). 2. KIẾN NGHỊ Với kết quả đánh giá diễn biến chất lượng nước tại nguồn tiếp nhận của 04 KCN cho thấy hầu hết các nguồn tiếp nhận đã và đang bị ơ nhiễm do đĩ cần sớm thực hiện các giải pháp cải thiện chất lượng nước thải cũng như thực hiện các giải pháp quản lý kiểm sốt các nguồn thải gây ơ nhiễm. Nghiên cứu đã xác định được mối tương quan cao giữa độc tính và hàm lượng Amoni, TSS tại nguồn tiếp nhận của các KCN nên trước mắt cần quan trắc chặt chẽ thơng số này để đánh giá độc tính của nguồn nước thải tại đây. Do thời gian cĩ hạn nên việc nghiên cứu chỉ dừng lại ở các thơng số lý – hĩa như pH, TSS chỉ tiêu ơ nhiễm hữu cơ TOC, COD, chỉ tiêu dinh dưỡng: TN, Amoni, cịn một số thơng số quan trọng khác như BOD, DO, kim loại nặng,... Các chỉ tiêu này cĩ thể là một trong những nguyên nhân gây ra độc tính tại nguồn tiếp nhận của các KCN mà nghiên cứu này chưa đề cập đến. Bên cạnh đĩ, mẫu nước chưa lấy vào những thời điểm triều lên hay triều xuống, hay chưa lấy vào thời điểm khác nhau giữa mùa mưa và mùa khơ nên kết quả đánh giá diễn biến chất lượng nước thải tại cũng như độc tính tại nguồn tiếp nhận của các KCN cịn hạn chế. Do đĩ, cần bổ sung thêm các thơng số khác ở các nghiên cứu tiếp theo cũng như việc đánh giá thơng qua diễn biến triều lên và xuống hay việc lấy mẫu vào thời điểm mùa mưa và mùa khơ. 76 TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. TIẾNG VIỆT [1]. Đồn Đặng Phi Cơng (2009). Đánh giá độc tính của một số nước thải cơng nghiệp điển hình. Tạp chí phát triển trên KH& CN, Tập 12, Số 02-2009. Trường Đại học Bách khoa, ĐHQG-TP.HCM, 34 – 36. [2]. Đỗ Hồng Lan Chi (2005). Sử dụng một số chỉ tiêu độc học sinh thái để đánh giá độc tính nước thải để đánh giá độc tính nước thải cơng nghiệp xả ra thủy vực TP.HCM và đối chiếu với bộ tiêu chuẩn 2001. [3]. Đỗ Hồng Lan Chi (2006). Nghiên cứu sử dụng cơng cụ học đánh giá nguy cơ của nước thải cơng nghiệp đối với hệ sinh thái lưu vực sơng Sài Gịn - Đồng Nai. Tạp chí Phát triển Khoa học và Cơng nghệ, tập 9, số 1 – 2006. [4]. Đỗ Hồng Lan Chi (2015). Độc học sinh thái. NXB Đại Học Quốc Gia TP.HCM, 27. 10 [5]. Nguyễn Khánh Hồng và các cộng sự (2016). Đánh giá hiệu quả xử lý nước thải sản xuất bia dựa vào độc tính tác động trên chỉ thị sinh học Daphnia Magna. Tạp chí Đại học Cơng nghiệp, Số 1 (22), 37 – 38. [6]. Hàn Thị Thanh Huyền (2011). Đánh giá chất lượng nước sơng Phú Lộc dựa trên các chỉ thị sinh tảo. Trung tâm Thơng tin – Học liệu, Đại học Đà Nẵng. [7]. Ngơ Thị Thanh Huyền và Đào Thanh Sơn (2014). Ảnh hưởng của nước thải sinh hoạt ở TP.HCM lên vi giáp xác Daphnia Magna. Suối nguồn tri thức. STINFO SỐ 1 & 2 – 2014, pp. 49-51. Trung tâm thơng tin Khoa học và Cơng nghệ TP.HCM, 23 - 26. [8]. Võ Trung Liêm và Đào Thanh Sơn (2012). Đánh giá độc tính nước thải khu cơng nghiệp Nhơn Trạch. Stinfo. Số 8 – 2012, 38. [9]. Thái Văn Nam (2007). Nghiên cứu xây dựng chỉ số độc học nước cho thủy vực TP.HCM. Trường Đại học Cơng nghệ TP.HCM, 43. [10]. Nguyễn Thị Nga (2012). Nghiên cứu đề xuất mơ hình quản lý nguồn thải gây ơ nhiễm mơi trường nước sơng Nhuệ đoạn chảy qua Hà Nội. Luận văn Thạc sĩ khoa học. Trường Đại học KHTN (ĐHGQ Hà Nội), 30- 33. [11]. Trịnh Trọng Nguyễn (2017). Đánh giá chất lượng và độc tính của nước mặt thuộc 05 hệ thống kênh rạch nội thành, TP.HCM sử dụng vi khuẩn NITROSOMONAS 77 STERCORIS. Luận văn Thạc sĩ ngành Mơi trường. Trường ĐH Cơng nghệ TP.HCM. [12]. Tổng cục Mơi trường (2008). TCVN 6663-3:2008 - Chất lượng nước - lấy mẫu - phần 3: Hướng dẫn bảo quản và xử lý mẫu, 43. [13]. Tổng cục Mơi trường (2008). TCVN 6663-3:2008 - Chất lượng nước - lấy mẫu - phần 10: Hướng dẫn lấy mẫu nước thải. 2. TIẾNG ANH [14]. Anne Priac, Amandine Poupeney, Coline Druart and Grégorio Crini* (2014) - Ecotoxicity Evaluation of Industrial Discharge Waters and Metallic Solutions using Two Organisms (Lactuca sativa and Daphnia magna). [15]. Al-Ajlouni (2013) Evaluation of Wastewater Discharge from Hospitals in Amman –JORDAN. nternational Journal of Basic & Applied Sciences;Aug2013, Vol. 13 Issue 4, p44. [16]. Carlos E. Gĩmez, Liliana Contento Andres E. Carsen (2001) - Toxicity tests to evaluate the removal of pollutants in wastewater treatment and reception water quality in Argentina. [17]. Da Li, Xia Jiang, Jinzhi Wang, Kun Wang and Binghui Zheng (2017). Effect of Sewage and Industrial Effluents on Bacterial and Archaeal Communities of Creek Sediments in the Taihu Basin, 5. [18]. Diana C. Rodríguez-Loaiza, Omaira Ramírez-Henao, Gustavo A. Peđuela-Mesa (2016) - Assessment of toxicity in industrial wastewater treated by biological processes using luminescent bacteria. [19]. Ferdinand Friedrichs and et al (2016). Occurrence of Nitrification Inhibition in Vietnam’s Industrial Zones. VNU Journal of Science: Natural Sciences and Technology, vol. 32, No. 1S, pp. 159 - 168. [20]. Ferdinand Friedrichs and et al (2016). Real-time toxicity screening identifies industrial polluters. World Water, vol 39, issue 5, pp. 25-29. [21]. LAR Process Analyzers AG (2011). Operation Manual Online Toxicity Analyzer Using Nitrifies. [22]. Nakagawa Tatsunori and Takahashi Reiji (2015). Nitrosomonas stercoris sp. nov., a Chemoautotrophic Amoni-Oxidizing Bacterium Tolerant of High 78 Ammonium Isolated from Composted Cattle Manure. Microbes Environ, No. 30 (3), pp. 221-227. [23]. Maria IZ Sato Clarice, MRB Pascal, Maria N. Alves, Eloisa V. Furlan, Maria T. Martins) (1988) - To assess the toxicity of industrial wastewater from the state of S. Paulo, Brazil, using short-term microbial testing. [24]. United States Environmental Protection Agency (2002). Nitrification. Prepared by AWWA with assistance from Economic and Engineering Services, Inc. 3. TRANG WED [25]. https://vi.wikipedia.org/wiki/Khu_cơng_nghiệp_Việt_Nam. [26]. xuat-khu-cong-nghiep-thu-hut-duoc-nguon-von-dau-tu-lon [27]. https://geysers.com.vn/tin-tuc/tin-tuc-su-kien/thuc-trang-nguon-nuoc-o-nhiem-o- tphcm-hien-nay.html [28]. nuoc/Xa-thai-gay-o-nhiem-va-mot-so-van-de-trong-quan-ly-5587 [29]. https://123doc.org/document/2529117-khao-sat-chat-luong-nuoc-thai-cua-mot- so-khu-cong-nghiep-tren-luu-vuc-song-sai-gon-dong-nai.htm. [30]. [31]. nghiep [32]. [33]. [34]. thung-lung-siilcon-cua-khu-vuc-2017102913245817.htm [35]. https://123doc.org/document/3956980-bao-cao-thuc-tap-tham-quan-nha-may-xu- ly-nuoc-thai-khu-cong-nghe-cao-q9-tphcm.htm [36]. theo-dinh-huong-khu-cong-nghiep-xanh-39136/ [37]. tap-trung-khu-cong-nghiep-tan-binh-59434/ [38]. https://www.tanimex.com.vn/index.php?option=com_content&view=article&id= 31&Itemid=133&lang=en 79 [39]. khu-cong-nghiep-tan-binh-bang-cong-cu-tin-hoc-1115/ [40]. https://moitruonglighthouse.com/xu-ly-nuoc-thai-cong-nghiep.html 40 [41]. Biological Waste Treatment Expert [online], viewed 03/04/2017, from: why-is-this-test-important. [42]. che-xuat-linh-trung-1495 [43]. [44]. nghiep-vinh-loc-thanh-pho-ho-chi-minh-37084/ [45]. cao-hieu-qua-quan-ly-moi-truong-tai-khu-che-xuat-linh-trung-ii-thanh-49877/ [46]. trung-ii.html. [47]. [48]. 80 PHỤ LỤC A. PHỤ LỤC 1: KẾT QUẢ PHÂN TÍCH LÝ HĨA ............................................ 1 B. PHỤ LỤC 2: KẾT QUẢ PHÂN TÍCH CHỈ TIÊU Ơ NHIỄM HỮU CƠ VÀ VÀ DINH DƯỠNG ........................................................................................................ 2 C. PHỤ LỤC 3: KẾT QUẢ THỬ NGHIỆM ĐỘC TÍNH ................................... 3 D. PHỤ LỤC 4: HÌNH ẢNH LẤY MẪU VÀO THÁNG 5 VÀ THÁNG 6 ........ 6 A. PHỤ LỤC 1: KẾT QUẢ PHÂN TÍCH LÝ HĨA Thơng KCX Linh Trung KCN Cao KCN Vĩnh Lộc KCN Tân Bình Tháng số LT1 LT2 LT3 CNC1 CNC2 CNC3 VL1 VL2 VL3 TB1 TB2 TB3 COD 453,60 459,90 378,00 287,70 268,80 98,91 114,24 116,97 114,03 112,35 93,87 109,83 5 pH 6,75 6,87 7,04 6,83 6,78 6,94 6,60 6,60 6,70 6,80 7,10 7,09 TSS 420 460 410 380 365 320 115 270 125 115 315 255 COD 371,70 415,80 329,70 48,30 77,91 283,50 127,89 113,61 115,08 131,46 173,67 110,25 6 pH 6,62 6,65 6,79 6,77 6,78 6,88 6,64 6,7 6,66 6,7 7,16 7,06 TSS 365 365 340 175 240 305 275 325 270 215 255 245 PL - 1 B. PHỤ LỤC 2: KẾT QUẢ PHÂN TÍCH CHỈ TIÊU Ơ NHIỄM HỮU CƠ VÀ VÀ DINH DƯỠNG Vị trí TOC TN N-NH4 Tháng Khu lấy mẫu ×1 ×2 ×3 TB ±SD ×1 ×2 ×3 TB ±SD ×1 KCX LT1 216,00 218,00 220,00 218,00 2,00 49,10 50,90 49,20 49,73 1,01 8,34 Linh LT2 219,00 214,00 214,00 215,67 2,89 53,50 47,80 49,50 50,27 2,93 18,00 Trung LT3 180,00 177,00 182,00 179,67 2,52 53,60 51,10 55,10 53,27 2,02 21,40 CNC1 137,00 141,00 143,00 140,33 3,06 43,30 39,10 15,00 32,47 15,27 10,60 Khu CNC2 128,00 123,00 118,00 123,00 5,00 36,30 35,30 14,20 28,60 12,48 12,50 CNC Tháng CNC3 47,10 51,10 46,00 48,07 2,68 38,40 38,00 13,50 29,97 14,26 4,44 5 KCN VL1 54,40 57,40 49,60 53,80 3,93 23,90 26,50 21,60 24,00 2,45 6,42 Vĩnh VL2 55,70 48,40 48,90 51,00 4,08 21,00 24,80 22,80 22,87 1,90 5,31 Lộc VL3 54,30 54,10 56,00 54,80 1,04 24,70 23,50 26,00 24,73 1,25 8,16 KCN TB1 53,50 53,10 51,20 52,60 1,23 20,60 20,60 25,00 22,07 2,54 5,93 Tân TB2 44,70 43,80 42,70 43,73 1,00 34,10 33,50 37,40 35,00 2,10 8,09 Bình TB3 52,30 49,50 46,00 49,27 3,16 21,40 20,40 22,50 21,43 1,05 6,30 Tháng KCX LT1 177,00 175,00 183,00 178,33 4,16 38,50 38,60 39,80 38,97 0,72 4,78 6 Linh LT2 198,00 197,00 193,00 196,00 2,65 41,90 41,20 43,20 42,10 1,01 16,46 PL - 2 Trung LT3 157,00 163,00 151,00 157,00 6,00 34,30 31,70 34,50 33,50 1,56 12,89 CNC1 23,00 21,20 21,90 22,03 0,91 9,83 6,00 6,85 7,56 2,01 3,05 Khu CNC2 37,10 38,10 37,00 37,40 0,61 13,10 12,30 13,40 12,93 0,57 7,65 CNC CNC3 135,00 130,00 130,00 131,67 2,89 32,60 33,20 33,40 33,07 0,42 5,90 CNC4 127,00 117,00 116,00 120,00 6,08 39,50 38,80 35,10 37,80 2,36 6,61 KCN VL1 60,90 55,00 55,00 56,97 3,41 20,20 20,00 20,60 20,27 0,31 4,26 Vĩnh VL2 54,10 52,20 56,10 54,13 1,95 20,00 19,10 19,60 19,57 0,45 5,44 Lộc VL3 54,80 48,90 45,20 49,63 4,84 19,50 19,30 19,40 19,40 0,10 8,64 KCN TB1 62,60 57,80 57,30 59,23 2,93 28,30 24,60 26,80 26,57 1,86 7,74 Tân TB2 82,70 75,70 78,70 79,03 3,51 42,80 42,60 44,70 43,37 1,16 12,01 Bình TB3 52,50 48,20 48,80 49,83 2,33 21,50 48,20 48,80 39,50 15,59 10,06 A. PHỤ LỤC 3: KẾT QUẢ THỬ NGHIỆM ĐỘC TÍNH Khu vực lấy Tháng 5 Tháng 6 Vị trí Nồng độ (%) mẫu Giá trị (%) ± 푆퐷 Giá trị (%) ± 푆퐷 100 62,04 1,93 42,74 2,93 75 39,99 2,48 X X KCX Linh LT 1 50 35,98 1,91 X X Trung 25 11,06 1,34 X X 10 9,94 1,61 X X LT 2 100 32,69 3,03 51,99 2,32 PL - 3 75 X X 46,31 0,91 50 X X 45,96 2,91 25 X X 31,36 4,48 10 X X 14,11 3,58 100 23.85 1,83 77,82 1,96 75 X X 66,26 2,58 LT 3 50 X X 64,42 3,44 25 X X 53,39 1,41 10 X X 45,09 1,31 CNC 1 100 21,23 2,43 29,70 2,29 KCN Cao CNC 2 100 22,38 4,75 37,53 1,40 CNC 3 100 4,15 0,8 3,94 4,67 VL 1 100 38,85 2,48 1,27 1,37 VL 2 100 35,23 3,14 3,51 3,12 100 70,75 2,64 10,11 0,93 KCN Vĩnh Lộc 75 44,18 4,87 X X VL 3 50 33,99 0,52 X X 25 24,71 4,51 X X 10 21,22 1,23 X X 100 58,27 2,44 2,45 0,48 75 53,36 3,85 X X TB 1 50 46,84 2,15 X X 25 29,77 3,89 X X KCN Tân Bình 10 1,38 0,51 X X 100 64,15 3,36 9,84 2,92 TB 2 75 54,09 1,55 X X 50 44,87 2,75 X X PL - 4 25 25,04 4,85 X X 10 5,24 0,37 X X TB 3 100 20,14 2,15 1,67 0,95 PL - 5 A. PHỤ LỤC 4: HÌNH ẢNH LẤY MẪU VÀO THÁNG 5 VÀ THÁNG 6 Hình 1: Nước tại nguồn tiếp nhận khu vực KCX Linh Trung – suối Hình 2: Nước tại nguồn tiếp nhận khu vực KCX Linh Cái (LT1), nước khá nơng, cĩ cống xả thải nên chia nước thành 2 màu Trung (LT1) đen và xám rõ rệt PL - 6 Hình 3: Nước tại nguồn tiếp nhận KCX Linh Trung 1, cĩ cống đang Hình 4: Nước tại nguồn tiếp nhận KCX Linh Trung 1, cĩ xả thải, nước cĩ màu đen sậm, cĩ mùi hơi (vị trí LT2, cống xả phía cống đang xả thải (LT2, cống xả phía bên trái). bên phải) PL - 7 Hình 5, 6: Nước tại nguồn tiếp nhận KCX Linh Trung 1, cĩ cống đang xả thải ( LT3) PL - 8 Hình 7: Nước tại nguồn tiếp nhận KCNC – sơng Gị Cơng (CNC3 – Hình 8: Nước tại nguồn tiếp nhận KCNC (CNC3 – Tháng Tháng 5), nước cĩ màu nâu, đục. 6), nước cĩ màu nâu, đục. PL - 9 Hình 9: Nước tại nguồn tiếp nhận KCNC (CNC2 – Tháng 5), nước cĩ Hình 10: Nước tại nguồn tiếp nhận KCNC (CNC2 – Tháng màu nâu, cĩ cống xả thải và cĩ nhiều ván đục nổi trên mặt nước. 6), nước cĩ màu đen, cĩ nhiều ván đục nổi trên mặt nước PL - 10 Hình 11, 12: : Nước tại nguồn tiếp nhận KCNC (CNC1 – Tháng 5) và tháng 6 (cĩ mưa), nước sâu, cĩ màu đen. PL - 11 Hình 13: Nước tại nguồn tiếp nhận KCN Vĩnh Lộc- rạch Cầu Sa Hình 14: Nước tại nguồn tiếp nhận KCN Vĩnh Lộc- rạch Cầu Sa (Tháng 5 – VL1) (Tháng 6 – VL1) PL - 12 Hình 15, 16: Nước tại nguồn tiếp nhận KCN Vĩnh Lộc- rạch Cầu Sa (Tháng 5 – VL2) PL - 13 Hình 17, 18: Nước tại nguồn tiếp nhận KCN Vĩnh Lộc- rạch Cầu Sa (Tháng 5 – VL3 và tháng 6) PL - 14 Hình 19, 20: Nước tại nguồn tiếp nhận KCN Tân Bình – kênh Tham Lương (Tháng 5 và tháng 6 – TB1) PL - 15 Hình 21, 22: Nước tại nguồn tiếp nhận KCN Tân Bình – Kênh Tham lương (Tháng 5 và tháng 6 – TB2) PL - 16 Hình 23, 24: Nước tại nguồn tiếp nhận KCN Tân Bình – Kênh Tham Lương (Tháng 5 và tháng 6 – TB3) PL - 17 PL - 18