Tài liệu Nghiên cứu ảnh hưởng của biện pháp sục khí cưỡng bức đến khả năng xử lý chất hữu cơ trong nước sông tô lịch

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN ----------------------- Nguyễn Việt Hoàng NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA BIỆN PHÁP SỤC KHÍ CƯỠNG BỨC ĐẾN KHẢ NĂNG XỬ LÝ CHẤT HỮU CƠ TRONG NƯỚC SÔNG TÔ LỊCH LUẬN VĂN THẠC SĨ Hà Nội – Năm 2016 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN ----------------------- Nguyễn Việt Hoàng NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA BIỆN PHÁP SỤC KHÍ CƯỠNG BỨC ĐẾN KHẢ NĂNG XỬ LÝ CHẤT HỮU CƠ TRONG NƯỚC SÔNG TÔ LỊCH Chuyên ngành: Khoa học môi trường Mã số: 60440301 LUẬN VĂN THẠC SĨ NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS. TSKH. Nguyễn Xuân Hải Hà Nội – Năm 2016 LỜI CẢM ƠN Để có thể hoàn thiện được nội dung của luận văn thạc sĩ khoa học, ngoài sự nỗ lực không ngừng của bản thân, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành và sâu sắc nhất tới quý thầy cô bộ môn Thổ nhưỡng nói riêng và toàn thể thầy cô Khoa Môi trường, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội nói chung đã luôn quan tâm và tận tình giảng dạy, truyền đạt những kiến thức bổ ích và vô cùng quý báu cho tôi trong suốt thời gian theo học tại trường. Tôi xin được gửi lời cảm ơn chân thành và tri ân sâu sắc tới PGS.TSKH. Nguyễn Xuân Hải, người đã trực tiếp hướng dẫn, luôn luôn sát sao, động viên, nhắc nhở kịp thời và tạo mọi điều kiện thuận lợi nhất cho tôi trong suốt thời gian thực hiện nghiên cứu phục vụ cho luận văn. Tôi xin trân trọng cảm ơn TS. Nguyễn Hữu Huấn cùng các cán bộ thuộc Phòng Thí nghiệm Khoa Môi trường, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên – ĐHQGHN đã hỗ trợ và giúp đỡ tôi hết sức nhiệt tình trong quá trình phân tích và vận hành thiết bị thực nghiệm để tôi có thể thuận lợi hoàn thành luận văn của cá nhân mình. Cuối cùng, tôi xin dành lời cảm ơn chân thành tới toàn thể gia đình, bạn bè và đồng nghiệp, những người vẫn luôn quan tâm, giúp đỡ, động viên tôi và đồng thời cũng là chỗ dựa tinh thần vững chắc giúp tôi hoàn thành tốt nhiệm vụ được giao trong suốt thời gian học tập và quá trình nghiên cứu thực hiện luận văn thạc sĩ khoa học vừa qua. TÁC GIẢ Nguyễn Việt Hoàng MỤC LỤC MỞ ĐẦU .........................................................................................................................1 CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU ....................................3 1.1. Tổng quan về sông Tô Lịch....................................................................................3 1.1.1. Vị trí địa lý, đặc điểm địa hình..........................................................................3 1.1.2. Hệ thống thoát nước thải lưu vực sông Tô Lịch ...............................................4 1.1.3. Thực trạng ô nhiễm nguồn nước sông Tô Lịch .................................................6 1.2. Tổng quan về ô nhiễm các hợp chất hữu cơ trong nước sông ..........................12 1.2.1. Phân loại các hợp chất hữu cơ .......................................................................12 1.2.2. Ô nhiễm chất hữu cơ trong nước sông ............................................................15 1.3. Các phương pháp xử lý chất hữu cơ trong nước sông ......................................17 1.3.1. Phương pháp sinh học.....................................................................................17 1.3.2. Phương pháp hóa lý ........................................................................................17 1.3.3. Công nghệ ứng dụng trong xử lý chất hữu cơ trong nước thải ......................18 1.3.4. Khả năng tự làm sạch của nguồn nước mặt ...................................................20 1.4. Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước ........................................................25 CHƯƠNG 2. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .......................28 2.1. Đối tượng nghiên cứu ...........................................................................................28 2.1.1. Chất lượng nguồn nước sông Tô Lịch ............................................................28 2.1.2. Hệ thiết bị sục khí ............................................................................................29 2.2. Phạm vi nghiên cứu ..............................................................................................30 2.3. Phương pháp nghiên cứu .....................................................................................30 2.3.1. Phương pháp lấy mẫu và bảo quản mẫu ........................................................32 2.3.2. Phương pháp phân tích phòng thí nghiệm ......................................................34 2.3.3. Phương pháp thực nghiệm ..............................................................................35 CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU ..................................................................38 3.1. Chất lượng nguồn nước sông Tô Lịch ................................................................38 3.1.1. Kết quả phân tích chất lượng nước sông Tô Lịch mùa khô ............................38 3.1.2. Kết quả phân tích chất lượng nước sông Tô Lịch mùa mưa ...........................42 3.2. Ảnh hưởng của độ sâu sục khí đến nồng độ oxy hòa tan trong nước ..............48 3.2.1. Mô đun 1 – sục khí ở độ sâu 0,25 m................................................................48 3.2.2. Mô đun 2 – sục khí ở độ sâu 2 m.....................................................................50 3.2.3. Mô đun 3 – sục khí ở độ sâu 4 m.....................................................................52 3.2.4. Diễn biến của nồng độ oxy hòa tan trong nước theo thời gian ......................53 3.3. Ảnh hưởng của phương pháp sục khí đến hiệu quả xử lý chất hữu cơ ...........58 KẾT LUẬN, KIẾN NGHỊ ..........................................................................................64 TÀI LIỆU THAM KHẢO...........................................................................................66 PHỤ LỤC .....................................................................................................................71 DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1. Thông tin chính về các sông thuộc khu vực trung tâm TPHN ...................................... 4 Bảng 2. Lưu lượng xả nước thải khu vực trung tâm TPHN ....................................................... 8 Bảng 3. Phân vùng các tiểu KTT nước dọc theo sông Tô Lịch ................................................ 10 Bảng 4. Hàm lượng và thải lượng một số chất ô nhiễm thải vào sông Tô Lịch ....................... 11 Bảng 5. Ảnh hưởng của nhiệt độ và độ cao đến nồng độ oxy hòa tan trong nước .................. 23 Bảng 6. Độ bão hòa oxy trong nước (độ muối 0 ppt) ............................................................... 25 Bảng 7. Vị trí quan trắc và lấy mẫu nước khu vực sông Tô Lịch ............................................. 32 Bảng 8. So sánh kết quả phân tích chất lượng nước mùa khô ................................................. 42 Bảng 9. So sánh kết quả phân tích chất lượng nước mùa mưa ................................................ 47 Bảng 10. Chất lượng nước sông Tô Lịch trong hai mùa khô và mùa mưa .............................. 48 DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1. Sông Tô Lịch, đoạn chảy qua Nguyễn Trãi, Thanh Xuân, Hà Nội ................................ 3 Hình 2. Các khu tiêu thoát và sông thoát nước thải khu vực trung tâm TPHN ......................... 5 Hình 3. Cống xả thải từ các hộ sinh hoạt vào lưu vực sông Tô Lịch ......................................... 7 Hình 4. Tỷ lệ xả NTSH của khu vực trung tâm TPHN vào các KTT .......................................... 9 Hình 5. Tỷ lệ các loại nước thải của khu vực trung tâm TPHN ............................................... 10 Hình 6. Tỷ lệ đóng góp thải lượng theo nguồn thải của một số chất ô nhiễm thải vào sông Tô Lịch ........................................................................................................................................... 12 Hình 7. Ảnh hưởng của ô nhiễm do các chất hữu cơ tới chất lượng dòng sông ...................... 22 Hình 8. Ảnh hưởng của nhiệt độ và độ sâu đến hàm lượng oxy hòa tan.................................. 24 Hình 9. Mô hình hệ thiết bị sục khí........................................................................................... 29 Hình 10. Sơ đồ trình tự, phương pháp nghiên cứu ................................................................... 31 Hình 11. Vị trí lấy mẫu quan trắc sông Tô Lịch ....................................................................... 33 Hình 12. Thiết bị lấy mẫu tầng nước kiểu ngang ..................................................................... 34 Hình 13. Sơ đồ hệ thiết bị sục khí ............................................................................................. 36 Hình 14. Giá trị pH và DO của các mẫu quan trắc sông Tô Lịch trong mùa khô ................... 38 Hình 15. Giá trị COD của các mẫu quan trắc sông Tô Lịch trong mùa khô ........................... 39 Hình 16. Nồng độ một số chỉ tiêu ô nhiễm N tại các điểm quan trắc trên sông Tô Lịch trong mùa khô .................................................................................................................................... 41 Hình 17. Nồng độ PO43- và Pts tại các điểm quan trắc trên sông Tô Lịch mùa khô................. 42 Hình 18. pH và DO các mẫu nước quan trắc sông Tô Lịch trong mùa mưa ........................... 43 Hình 19. Giá trị COD của các mẫu quan trắc sông Tô Lịch vào mùa mưa ............................. 44 Hình 20. Nồng độ của một số chỉ tiêu ô nhiễm N tại các điểm quan trắc sông Tô Lịch trong mùa khô ............................................................................................................................................ 45 Hình 21. Nồng độ PO43- và Pts tại các điểm quan trắc sông Tô Lịch mùa mưa ....................... 46 Hình 22. Mô đun 1 - Ảnh hưởng của chiều sâu sục khí đến DO trong nước ........................... 49 Hình 23. Mô đun 2 - Ảnh hưởng của chiều sâu sục khí đến DO trong nước ........................... 50 Hình 24. Mô đun 3 - Ảnh hưởng của áp suất sục khí đến DO trong nước ............................... 52 Hình 25. Xu thế biến đổi DO theo thời gian sục khí đối với mô đun 1 .................................... 54 Hình 26. Xu thế biến đổi DO theo thời gian sục khí đối với mô đun 2 .................................... 55 Hình 27. Xu thế biến đổi DO theo thời gian sục khí đối với mô đun 3 .................................... 55 Hình 28. Xu thế biến đổi DO tầng mặt của hệ sục khí ............................................................. 56 Hình 29. Xu thế biến đổi DO tầng đáy của hệ sục khí ............................................................. 57 Hình 30. Xu thế diễn biến giá trị COD theo thời gian sục khí trong mô đun 1........................ 58 Hình 31. Xu thế diễn biến giá trị COD theo thời gian sục khí trong mô đun 2........................ 59 Hình 32. Xu thế diễn biến giá trị COD theo thời gian sục khí trong mô đun 3........................ 60 Hình 33. Diễn biến giá trị COD tầng mặt theo thời gian của hệ sục khí ................................. 61 Hình 34. Diễn biến giá trị COD tầng đáy theo thời gian của hệ sục khí ................................. 62 DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT Ý nghĩa Từ viết tắt BOD Nhu cầu oxy sinh hóa COD Nhu cầu oxy hóa học DO Oxy hòa tan HTTN Hệ thống thoát nước KTT Khu tiêu thoát NTBV Nước thải bệnh viện NTSH Nước thải sinh hoạt NTSX Nước thải sản xuất TPHN Thành phố Hà Nội MỞ ĐẦU Ngày nay, trong thời kỳ mà quá trình công nghiệp hóa, hiện đại hóa diễn một cách nhanh chóng và mạnh mẽ hơn theo từng ngày, song song với đó là quá trình đô thị hóa trên toàn lãnh thổ Việt Nam nói chung và mở rộng phát triển TPHN nói riêng, nhu cầu về sử dụng nước cho các hộ dân sinh, tổ chức, doanh nghiệp, cơ sở sản xuất…ngày một gia tăng, kéo theo đó là mức xả nước thải sinh hoạt, nước thải sản xuất và các loại nước thải dịch vụ khác cũng tăng lên. Chính bởi lẽ đó mà chất lượng môi trường nước đang ngày càng bị suy thoái một cách nghiêm trọng, đặc biệt là các nguồn nước mặt, nơi trực tiếp tiếp nhận các dòng ô nhiễm thải vào. Những nguồn gây ô nhiễm trực tiếp trên các hệ thống thoát nước đang ngày càng xuất hiện nhiều, đa dạng về nguồn gốc và khó kiểm soát [15; 16; 32]. Nằm trong khu vực trung tâm TPHN, bốn con sông đóng vai trò như là hệ thống kênh cấp I cho hệ thống thoát nước gồm có: sông Tô Lịch, Sông Lừ, sông Sét và sông Kim Ngưu. Theo đánh giá chung, tất cả các dòng sông này đều đang bị ô nhiễm nặng do tải lượng lớn từ các chất hữu cơ, vô cơ, vi sinh vật… Các con sông trong khu vực trung tâm TPHN đều có mầu đen đặc (do hàm lượng chất hữu cơ cao trong nước), bốc mùi hôi thối (mùi khí hyđrosunfua – H2S) và gây ảnh hưởng trực tiếp tới vệ sinh môi trường, cảnh quan đô thị cũng như sức khoẻ của người dân sinh sống quanh khu vực và trên toàn địa bàn TPHN [5; 8; 15; 16; 27; 28; 35]. Nước sông Tô Lịch trước đây do có hàm lượng dinh dưỡng đối với cây trồng cao nên vẫn thường được tái sử dụng trong sản xuất nông nghiệp. Tuy nhiên, chất lượng nước sông Tô Lịch trong thời gian gần đây đã thể hiện tính ô nhiễm nặng cả về phương diện chất hữu cơ, kim loại nặng và vi sinh vật [22; 29; 31]. Chất lượng nước trên sông Tô Lịch không đáp ứng được tiêu chuẩn chất lượng nước tưới về phương diện ô nhiễm kim loại nặng theo tiêu chuẩn nước tưới của WHO và có thể gây ô nhiễm đất, tích lũy trong sản phẩm nông nghiệp [30]; về phương diện các chất hữu cơ tồn dư như DDT (Dichloro Diphenyl Trichloroethane), PCB (Poly Chlorinated Biphenyl) cũng có dấu hiệu ảnh hưởng đến sự tích lũy của chúng trong chuỗi thức ăn. 1 Hiện nay, xử lý nước thải với các đặc tính ô nhiễm chất hữu cơ bằng biện pháp sinh học được coi là phương pháp thân thiện với môi trường và được ứng dụng nhiều ở các nước trên thế giới. Đây là công nghệ xử lý nước thải dựa trên hoạt động của vi sinh vật để phân hủy các chất hữu cơ có trong nước thải mang lại hiệu quả cao, chi phí hợp lý, dễ dàng vận hành. Khả năng phân hủy các hợp chất hữu cơ điển hình trong nước phụ thuộc rất nhiều vào đặc trưng hoạt động cũng như cơ chế sử dụng chất hữu cơ như một nguồn dinh dưỡng của các chủng vi sinh vật mà điển hình là các vi khuẩn hiếu khí và kị khí. Nhóm vi khuẩn hiếu khí sử dụng oxy hòa tan trong nước để phân hủy các hợp chất hữu cơ về dạng vô cơ chủ yếu là khí cacbonic, cùng với đó là năng lượng tạo thành và sự phát triển về sinh khối, do vậy việc đảm bảo nguồn oxy trong nước dồi dào để tạo thuận lợi cho quá trình sinh trưởng của các vi sinh vật là điều hết sức quan trọng. Phương pháp điển hình để đưa oxy từ khí quyển vào trong nước có thể kể đến là phương pháp sục khí sử dụng máy thổi hoặc máy nén không khí. Tuy nhiên, nồng độ oxy hòa tan trong nước bị chi phối bởi các yếu tố điển hình là nhiệt độ và áp suất, trong đó yếu tố nhiệt độ là yếu tố rất khó kiểm soát trong các hệ hở. Vì vậy, trong trường hợp muốn cải thiện hiệu suất của quá trình hòa tan oxy vào nước thường có thể lựa chọn phương án thay đổi áp suất sục khí, đạt được khi tiến hành sục khí ở các độ sâu khác nhau so với bề mặt của khối nước. Xuất phát từ những thực tiễn trên, với mục đích nghiên cứu khả năng ứng dụng phương pháp xử lý sinh học mà cụ thể là phương pháp sục khí ứng dụng trong xử lý thành phần hữu cơ trong nước sông đô thị, đề tài luận văn “Nghiên cứu ảnh hưởng của phương pháp sục khí cưỡng bức đến khả năng xử lý chất hữu cơ trong nước sông Tô Lịch” đã được tiến hành. Đề tài tập trung nghiên cứu các nội dung chính sau:  Đánh giá thực trạng ô nhiễm và chất lượng nguồn nước sông Tô Lịch.  Nghiên cứu ảnh hưởng của độ sâu sục khí đến khả năng hòa tan oxy vào nước.  Nghiên cứu ảnh hưởng của độ sâu sục khí đến khả năng xử lý chất hữu cơ trong nước sông Tô Lịch. 2 CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1. Tổng quan về sông Tô Lịch 1.1.1. Vị trí địa lý, đặc điểm địa hình Sông Tô Lịch là một con sông nhỏ chảy trong địa phận thủ đô Hà Nội; dòng chính sông Tô Lịch khi chảy qua các quận huyện như Thanh Xuân, Hoàng Mai và Thanh Trì còn được gọi là Kim Giang. Sông Tô Lịch là một đường bao của kinh đô Thăng Long xưa và là một cạnh của tứ giác nước Thăng Long. Tô Lịch vốn từng là một phân lưu của sông Hồng, đưa nước từ thượng lưu ở sông Hồng sang sông Nhuệ; đến đoạn trung lưu nó gặp hồ Tây (là dấu tích của đoạn sông Hồng cũ, nằm cạnh Quán Thánh) và một phần nước từ hồ Tây được cung cấp cho đoạn sông từ đó đến hạ lưu. Hình 1. Sông Tô Lịch, đoạn chảy qua Nguyễn Trãi, Thanh Xuân, Hà Nội Tuy nhiên, với sự phát triển nhanh chóng trong đời sống xã hội cùng với đó là các 3 chính sách quy hoạch của nhà nước, đoạn sông từ Cầu Gỗ đến Bưởi của sông Tô Lịch nay đã bị lấp, chỉ còn lại một vài dấu tích như ở Thụy Khuê và do đó, Tô Lịch không còn thông với sông Hồng nữa. Dòng chảy của đoạn sông đã bị lấp này theo lộ trình từ bên cạnh phố Cầu Gỗ ngược lên phía Tây Bắc tới Hàng Lược, men theo phía dưới đường Phan Đình Phùng rồi chảy dọc theo hai phố Thụy Khuê và Hoàng Hoa Thám ngày nay ra đến đầu đường Bưởi nằm ở phía Nam Hoàng Quốc Việt. Đoạn sông còn lộ thiên ở Thụy Khuê đó còn được gọi là mương Thụy Khuê, nối từ cống Đõ chạy tới cống ngầm dưới lòng chợ Bưởi rồi đổ ra sông Tô Lịch ngày nay. Đoạn mương Thụy Khuê đó đã được bắt đầu cống hóa từ năm 2011. Ngày nay, sông Tô Lịch bắt đầu từ phường Nghĩa Đô thuộc quận Cầu Giấy (phía Nam đường Hoàng Quốc Việt), chảy cùng hướng với đường Bưởi, đường Láng, đường Khương Đình và đường Kim Giang về phía Nam, Tây Nam rồi ngoặt sang phía Đông Nam và đổ ra sông Nhuệ ở đối diện làng Hữu Từ thuộc xã Hữu Hòa, huyện Thanh Trì. 1.1.2. Hệ thống thoát nước thải lưu vực sông Tô Lịch Hệ thống lưu vực sông Tô Lịch bao gồm khu vực thượng nguồn nằm ở phía Tây và Tây Bắc của trung tâm TPHN, khu vực trung lưu nằm trong trung tâm và khu vực hạ nguồn nằm ở phía Nam và Đông Nam của TPHN, diện tích lưu vực là khoảng 77,5 km2 [15]. Bảng 1. Thông tin chính về các sông thuộc khu vực trung tâm TPHN Tên sông Chiều dài Chiều rộng Độ sâu (km) (m) (m) Diện tích khu tiêu thoát (ha) Tô Lịch 13,5 30 – 45 3–4 6.820 Kim Ngưu 12,2 25 – 30 3–4 1.800 Sét 6,7 10 – 30 3–4 580 Lừ 5,8 20 – 25 2–4 560 Lưu lượng (×103 m3/ngày) 660 – 710 Nguồn: Ủy ban Nhân dân TPHN, 2005 [15] 4 Hình 2. Các khu tiêu thoát và sông thoát nước thải khu vực trung tâm TPHN 5 Lưu vực thoát nước sông Tô Lịch được phân chia thành 8 khu tiêu thoát nước nhỏ, trong đó có 4 con sông thoát nước chính đóng vai trò như là mạng lưới kênh thoát nước thải cấp I là các sông Tô Lịch, sông Lừ, sông Sét và sông Kim Ngưu với tổng chiều dài các sông là 38,2 km, chiều rộng trung bình từ 10 – 45 m [15]. Các sông thoát nước thải trong lưu vực sông Tô Lịch hiện nay có nhiệm vụ dẫn nước thải và nước mưa của khu vực trung tâm TPHN tiêu thoát theo hai hướng: thoát nước vào sông Hồng và thoát nước vào sông Nhuệ.  Thoát nước vào sông Hồng Sông Hồng nhận hầu hết lượng tiêu thoát nước của lưu vực sông Tô Lịch thông qua cụm công trình đầu mối Yên Sở với trạm bơm Yên Sở có công suất thiết kế 90 m3/s.  Thoát nước vào sông Nhuệ Hiện nay, Công ty thoát nước Hà Nội vẫn đang khai thác vận hành Đập Thanh Liệt, duy trì mức xả tối đa với công suất là 30 m3/s (khi mực nước sông Nhuệ thấp dưới 3,5m). Do mực nước sông Nhuệ thường phải duy trì ở mức nước khá cao để phục vụ mục đích tưới tiêu trong nông nghiệp nên về lâu dài hướng tiêu thoát nước này chỉ được coi là hướng tiêu thoát phụ [15]. 1.1.3. Thực trạng ô nhiễm nguồn nước sông Tô Lịch Từ nhiều năm nay, dưới sức ép của quá trình đô thị hóa, quy hoạch xây dựng không đồng bộ cùng với sự thiếu ý thức của người dân sống ven sông đã làm cho diện tích sông Tô Lịch bị thu hẹp, hành lang bảo vệ bị lấn chiếm ở nhiều đoạn, chất lượng nước sông bị ô nhiễm nghiêm trọng do mỗi ngày có khoảng 382.000 m³ nước thải sinh hoạt và nước thải công nghiệp [4] xả vào sông. Qua khảo sát trong năm 2015 của Viện Nghiên cứu Cấp thoát nước và Môi trường, Công ty Cổ phần Tiến bộ Quốc tế và Sở Tài nguyên và Môi trường Hà Nội tại 15 điểm xả cho thấy, nước thải từ các cống xả nhỏ có BOD5 dao động từ 90 mg/L – 179 mg/L, giá trị trung bình là 128 mg/L; hàm lượng chất rắn lơ lửng (TSS) dao động từ 53 mg/L – 110,5 mg/L và trung bình là 86 mg/L; nitơ amoni (N-NH4+) dao động từ 30,8 mg/L – 6 41,2 mg/L và trung bình là 37 mg/L. Sự dao động này phụ thuộc vào đặc điểm nguồn thải (chung cư, nhà hàng, công trình công cộng, nhà văn phòng…), cấu tạo tuyến cống thoát nước, tình trạng hoạt động của bể tự hoại… Ngoài các thông số ô nhiễm nêu trên, kết quả khảo sát còn cho thấy, nước thải có P-PO43- dao động trong khoảng 1,2 mg/L – 5 mg/L, COD từ 250 mg/L – 400 mg/L, tổng dầu mỡ trung bình là 4,1 mg/L và coliform lớn hơn 1,1×105 MPN/100 mL. Hình 3. Cống xả thải từ các hộ sinh hoạt vào lưu vực sông Tô Lịch Năm 2002, lượng nước thải khu vực trung tâm TPHN xả vào sông Tô Lịch là khoảng 290.000 m3/ngày, đến năm 2013 tăng lên khoảng 1,3 lần đạt 382.000 m3/ngày. Tổng lượng nước thải của khu vực trung tâm TPHN xả vào hệ thống kênh thoát nước cấp I trong năm 2002 là 429.000 m3/ngày, đến năm 2013 tăng lên khoảng 1,8 lần đạt mức xấp xỉ 795.000 m3/ngày. Sở dĩ tổng lưu lượng nước thải của khu vực trung tâm TPHN có mức độ gia tăng cao hơn so với lượng nước thải xả vào sông Tô Lịch là do khu vực trung tâm TPHN trong giai đoạn này đang quy hoạch mở rộng phát triển về phía Tây – Nam với việc mở rộng và nâng cấp quận Hoàng Mai không thuộc KTT vào 7 sông Tô Lịch (Bảng 2) [4]. Bảng 2. Lưu lượng xả nước thải khu vực trung tâm TPHN Đơn vị: m3/ngày Năm Lưu vực và KTT 2002 2004 2005 2008 2009 2013 KTT Tô Lịch Trung tâm TPHN Trung tâm TPHN Trung tâm TPHN Trung tâm TPHN Trung tâm TPHN KTT Tô Lịch KTT Lừ KTT Sét KTT Kim Ngưu KTT Hoàng Liệt Trung tâm TPHN Nước thải Nước thải Nước thải sinh hoạt sản xuất bệnh viện 187.780 261.060 9.160 140.003 8.643 37.005 92.983 12.529 291.163 236.049 14.572 62.392 156.772 21.125 490.910 5.959 368 1.575 3.958 533 12.393 Tổng 290.000 429.000 450.000 458.000 660.000 ÷ 710.000 750.000 382.011 23.583 100.972 253.712 34.187 794.466 Nguồn: Nguyễn Hữu Huấn, 2015 [4] Tổng lưu lượng xả nước thải sinh hoạt năm 2013 của khu vực trung tâm TPHN là khoảng 291.163 m3/ngày đêm, trong đó lưu lượng xả thải vào KTT sông Tô Lịch là nhiều nhất, chiếm tới 48,1% so với tổng lưu lượng xả nước thải sinh hoạt của toàn khu vực. Lượng xả nước thải sinh hoạt tương ứng vào sông Kim Ngưu là 31,9%, sông Sét là 12,7%, sông Lừ là 3,0% và KTT Hoàng Liệt là 4,3% (Hình 4) [4]. Tổng lượng nước thải của khu vực trung tâm TPHN năm 2013 xấp xỉ 795.000 m3/ngày, trong đó lượng nước thải sản xuất bao gồm nước thải công nghiệp và nước thải kinh doanh dịch vụ là 490.410 m3/ngày. Lượng nước thải công nghiệp ước tính năm 2011 là 100.000m3/ngày và chỉ có khoảng 30% là được xử lý [32]. Ước tính trong năm 2013, lưu lượng xả nước thải công nghiệp của khu vực trung tâm TPHN là khoảng 117.774 m3/ngày và nước thải dịch vụ là 337.136 m3/ngày. Tỷ lệ đóng góp các loại hình nước thải khu trung tâm TPHN được mô tả trong Hình 5, trong đó tỷ lệ nước thải dịch vụ là cao nhất, chiếm tới 47%, sau đó là nước thải sản xuất chiếm 36,6%, nước thải công 8 nghiệp chỉ đóng góp 14,8 % và nước thải bệnh viện có tỷ lệ đóng góp thấp nhất chỉ là 1,6% so với tổng lưu lượng xả thải [4]. Hình 4. Tỷ lệ xả NTSH của khu vực trung tâm TPHN vào các KTT Nguồn: Nguyễn Hữu Huấn, 2015 [4] Sông Tô Lịch: KTT sông Tô Lịch được chia nhỏ thành 8 tiểu KTT và được xả vào 7 đoạn sông. Tổng lưu lượng nước thải xả vào sông Tô Lịch năm 2013 ước tính xấp xỉ 382.000 m3/ngày đêm, trong đó lượng NTSH là khoảng 140.000 m3/ngày đêm, NTSX là khoảng 236.000 m3/ngày đêm và NTBV là khoảng 6.000 m3/ngày đêm (bao gồm cả hướng thoát nước từ hạ lưu sông Lừ) (Bảng 2). Phân vùng và đặc điểm các tiểu KTT nước của tiểu lưu vực sông Tô Lịch theo các đoạn sông được mô tả trong Bảng 3. Sông Kim Ngưu: Tổng lưu lượng nước thải xả vào sông Kim Ngưu năm 2013 ước tính xấp xỉ 254.000 m3/ngày đêm, trong đó lượng NTSH là khoảng 93.000 m3/ngày đêm, NTSX là khoảng 157.000 và NTBV là khoảng 4.000 m3/ngày đêm (Bảng 2). Sông Sét: Tổng lưu lượng nước thải xả vào sông Sét năm 2013 ước tính xấp xỉ 101.000 m3/ngày đêm, trong đó lượng NTSH là khoảng 37.000 m3/ngày đêm, NTSX là khoảng 62.000 m3/ngày đêm và NTBV là khoảng 2.000 m3/ngày đêm (Bảng 2). 9 Sông Lừ: Tổng lưu lượng nước thải xả vào thượng lưu sông Lừ năm 2013 ước tính xấp xỉ 24.000 m3/ngày đêm, trong đó lượng NTSH là khoảng 9.000 m3/ngày đêm, NTSX là khoảng 14.500 m3/ngày đêm và NTBV là khoảng 500 m3/ngày đêm (Bảng 2). Hình 5. Tỷ lệ các loại nước thải của khu vực trung tâm TPHN Nguồn: Nguyễn Hữu Huấn, 2015 [4] Bảng 3. Phân vùng các tiểu KTT nước dọc theo sông Tô Lịch Đoạn sông HQV - CGY CGY - TDH TDH - NTI NTI - CKD CKD - CLU CLU - CDA CDA - DTL Tổng Diện tích (km2) 6,64 2,27 7,95 0,66 0,92 0,76 8,07 27,27 Dân số (1.000 người) 202,123 60,473 290,727 178,16 246,69 205,57 170,742 787,108 Tỷ lệ tiêu thoát Tải lượng Chiều trên 1 km chiều dài sông NTSH dài (1.000 (1.000 (1.000 m3) (km) (km2/km) người/km) m3/km) 35,952 2 3,32 101,1 18,0 10,756 2,2 1,03 27,5 4,9 51,712 2,3 3,46 126,4 22,5 3,169 1,3 0,51 13,7 2,4 4,388 1,8 0,51 13,7 2,4 3,657 1,5 0,51 13,7 2,4 30,370 2,4 3,36 71,1 12,7 140,003 13,5 2,02 58,3 10,4 Nguồn: Nguyễn Hữu Huấn, 2015 [4] 10 Ghi chú: HQV: Hoàng Quốc Việt CGY: Cầu Giấy TDH: Trần Duy Hưng NTI: Nguyễn Trãi CKD: Cầu Khương Đình CLU: Cầu Lủ CDA: Cầu Dậu DTL: Đập Thanh Liệt Nước trên sông Tô Lịch thực chất là loại nước thải hỗn hợp giữa NTSH, NTSX và NTBV, chất lượng nước sông Tô Lịch hiện nay đã không đáp ứng được yêu cầu về chất lượng cho nước tưới. Thêm vào đó, HTTN thải của khu vực trung tâm TPHN là HTTN kết hợp tiêu thoát cho cả NTSH, NTSX, NTBV và nước mưa, do vậy chất lượng nước trên sông Tô Lịch không chỉ phụ thuộc vào lưu lượng nước thải, tính chất và thành phần của nước thải mà còn có sự phụ thuộc theo mùa [4]. Chất lượng nước trên sông Tô Lịch bị ô nhiễm chủ yếu là do nguồn NTSX, ngoại trừ thông số Pts bị chi phối bởi nguồn NTSH. Tổng thải lượng COD của nước thải xả vào sông Tô Lịch là 79 tấn/ngày, trong đó phát sinh do nguồn NTSX là 51 tấn/ngày và do nguồn NTSH là 28 tấn/ngày. Tỷ lệ đóng góp thải lượng chất ô nhiễm của nguồn NTSX chiếm từ 64,6% (đối với thông số thải lượng COD) đến 95,4 % (đối với thông số thải lượng TSS) (Bảng 4; Hình 6) [4]. Bảng 4. Hàm lượng và thải lượng một số chất ô nhiễm thải vào sông Tô Lịch Thông Hàm lượng chất ô nhiễm (mg/L) số NTSH NTSX Tô Lịch Thải lượng chất ô nhiễm (tấn/ngày) NTSH NTSX Tô Lịch BOD5 100 57,9 109,3 14,0 27,8 41,8 COD 200 115,7 206,8 28,0 51,0 79,0 TSS 50 28,9 396,1 7,0 144,3 151,3 Nts 20 11,6 28,7 2,8 8,2 11,0 Pts 4 2,3 1,8 0,56 0,14 0,7 Nguồn: Tổng hợp [4, 34] Tổng thải lượng chất ô nhiễm tính theo COD trong sông Tô Lịch là 96,3 tấn/ngày, trong đó phần lớn nằm trong nước sông là 79 tấn/ngày, phần năm trong lượng bùn trầm 11