Tài liệu đánh giá hiện trạng môi trường nước sông kỳ cùng trên đoạn chảy qua huyện tràng định tỉnh lạng sơn

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM --------------------- CHU THỊ HƯƠNG TRÀ Tên đề tài: “ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG MÔI TRƯỜNG NƯỚC SÔNG KỲ CÙNG TRÊN ĐOẠN CHẢY QUA HUYỆN TRÀNG ĐỊNH - TỈNH LẠNG SƠN” KHOÁ LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Hệ đào tạo : Chính quy Chuyên ngành : Khoa học môi trường Khoa : Môi trường Khoá học : 2010 - 2014 Giáo viên hướng dẫn : Th.S. Nguyễn Ngọc Sơn Hải Thái Nguyên, năm 2014 LỜI CẢM ƠN Kết thúc bốn năm học tập, nghiên cứu và rèn luyện trong mái trường đại học, bản thân em đã tiếp thu được nhiều kiến thức bổ ích về chuyên môn và khoa học. Trong đợt thực tập tốt nghiệp này em đã tiến hành nghiên cứu và viết đề tài với tiêu đề: “ Đánh giá hiện trạng môi trường nước sông Kỳ Cùng trên đoạn chảy qua huyện Tràng Định - tỉnh Lạng Sơn’’. Trong thời gian thực tập và làm báo cáo tốt nghiệp, em xin chân thành cảm ơn thầy giáo Th.S. Nguyễn Ngọc Sơn Hải và PGS.TS. Nguyễn Ngọc Nông đã tận tình hướng dẫn, giúp đỡ em hoàn thành đề tài này. Bên cạnh đó, em cũng xin giử lời cảm ơn đến ban giám đốc và toàn thể các cán bộ nhân viên phòng Tài nguyên Môi Trường huyện Tràng Định. Nhân dịp này em cũng xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến các thầy cô giáo trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên, những người đã trực tiếp giảng dạy, truyền đạt những kiến thức bổ ích cho em, đó chính là những nền tảng cơ bản, những hành trang vô cùng quý giá cho sự nghiệp tương lai của em sau này. Trong quá trình trực tập và làm báo cáo, vì chưa có kinh nghiệm thực tế và thời gian hạn hẹp nên không thể tránh khỏi những thiếu sót. Kính mong nhận được sự góp ý, nhận xét từ phía các thầy cô và các bạn để khóa luận này được hoàn thiện hơn. Em xin chân thành cảm ơn ! Thái nguyên, ngày 26 tháng 05 năm 2014 Sinh viên Chu Thị Hương Trà DANH MỤC HÌNH Trang Hình 4.1: Biểu đồ giá trị COD, BOD5, TSS tại điểm quan trắc đoạn chảy qua huyện Tràng Định đợt 1 năm 2012. .............................................................. 29 Hình 4.2: Biểu đồ giá trị COD, BOD5, TSS tại điểm quan trắc đoạn chảy qua huyện Tràng Định đợt 1 năm 2013. .............................................................. 30 Hình 4.3: Biểu đồ giá trị COD, BOD5, TSS tại điểm quan trắc đoạn chảy qua huyện Tràng Định đợt 1 năm 2014. .............................................................. 31 Hình 4.4: Giá trị BOD5 tại điểm quan trắc đoạn chảy qua huyện .................. 32 Hình 4.5: Giá trị COD tại điểm quan trắc đoạn chảy qua huyện ................... 32 Hình 4.6: Giá trị TSS tại điểm quan trắc đoạn chảy qua huyện ..................... 33 Hình 4.7: Giá trị Fe tại điểm quan trắc đoạn chảy qua huyện Tràng Định qua các năm 2012, 2013, 2014 ............................................................................ 33 Hình 4.8. Giá trị COD, BOD5, TSS của nước thải bệnh viện Đa Khoa Tràng Định ............................................................................................................. 36 Hình 4.9. Giá trị COD, BOD5, TSS của nước thải nhà máy giấy .................. 37 DANH MỤC BẢNG Trang Bảng 3.1. Phương pháp phân tích các thông số trong phòng thí nghiệm ....... 20 Bảng 4.1: §Æc tr−ng dßng ch¶y của sông Kỳ Cùng....................................... 25 Bảng 4.2: Kết quả quan trắc chất lượng nước sông Kỳ Cùng tại huyện Tràng Định đợt 1 năm 2012 .................................................................................... 28 Bảng 4.3: Kết quả quan trắc chất lượng nước sông Kỳ Cùng tại huyện Tràng Định đợt 1 năm 2013 .................................................................................... 29 Bảng 4.4: Kết quả phân tích chất lượng nước sông Kỳ Cùng Đoạn chảy qua huyện Tràng Định tỉnh Lạng Sơn đợt 1 năm 2014 ........................................ 30 Bảng 4.5: Bảng tổng hợp kết quả quan trắc chất lượng nước sông Kỳ Cùng đợt 1 năm 2012, 2013, 2014 đoạn chảy qua huyện Tràng Định .................... 31 Bảng 4.6: Kết quả phân tích môi trường nước thải bệnh viện Đa Khoa huyện Tràng Định ................................................................................................... 35 Bảng 4.7: kết quả phân tích môi trường nước thải nhà máy giấy huyện Tràng Định ............................................................................................................. 36 DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT Từ viết tắt PGS - TS Th.S TCCP TSS Diễn giải Phó giáo sư – Tiến sĩ Thạc sỹ Tiêu chuẩn cho phép Thông số các chất lơ lửng DO TNMT Ôxi hòa tan Tài nguyên môi trường BVMT BVTV Bảo vệ môi trường Bảo vệ thực vật KCN TCN MTBE Khu công nghiệp Trước công nguyên Metyl tert - butyl ete CN - TTCN Công nghiệp - Tiểu thủ công nghiệp MỤC LỤC Trang PHẦN 1. MỞ ĐẦU ....................................................................................... 1 1.1.Đặt vấn đề ................................................................................................ 1 1.2. Mục đích của đề tài ................................................................................. 2 1.3. Ý nghĩa của để tài…………………………………………………...........2 1.4. Yêu cầu của đề tài .................................................................................. 2. PHẦN 2. TỔNG QUAN TÀI LIỆU ............................................................. 3 2.1. Cơ sở khoa học của đề tài. ....................................................................... 3 2.1.1. Cơ sở lý luận. ....................................................................................... 3 2.1.2. Cơ sở pháp lý........................................................................................ 5 2.2. Khái quát về chất lượng nước .................................................................. 6 2.2.1. Giới thiệu chung về nước...................................................................... 6 2.2.2. Tài nguyên nước và vai trò của nước đối với đời sống và phát triển kinh tế - xã hội ....................................................................................................... 8 2.2.3. Ô nhiễm nước và ảnh hưởng của ô nhiễm nước đến đời sống và sản xuất .............................................................................................................. 10 2.3. Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước về chất lượng nước ............. 11 2.3.1. Vấn đề ô nhiễm môi trường nước trên thế giới ................................... 11 2.3.2. . Vấn đề ô nhiễm môi trường nước tại Việt Nam ................................ 13 PHẦN 3. ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ............................................................................................................ 17 3.1. Đối tượng, phạm vi nghiên cứu ............................................................. 17 3.1.1. Đối tượng nghiên cứu ......................................................................... 17 3.1.2. Phạm vi nghiên cứu ............................................................................ 17 3.2. Địa điểm và thời gian nghiên cứu .......................................................... 17 3.2.1. Địa điểm ............................................................................................. 17 3.2.2. Thời gian ............................................................................................ 17 3.3. Nôi dung nghiên cứu ............................................................................. 17 3.3.1. Khái quát chung về hệ thống sông Kỳ Cùng ....................................... 17 3.3.2. Đánh giá hiện trạng môi trường nước sông Kỳ Cùng đoạn chảy qua huyện Tràng Định ........................................................................................ 17 3.3.3. Các nguồn gây ô nhiễm môi trường nước sông Kỳ Cùng.................... 17 3.3.4. Đề suất một số giải pháp giảm thiểu, khắc phục ô nhiễm môi trường nước sông Kỳ Cùng trên đoạn chảy qua huyện Tràng Định .......................... 17 3.4. Phương pháp nghiên cứu ....................................................................... 18 3.4.1. Phương pháp thu thập, phân tích và tổng hợp tài liệu thứ cấp ............. 18 3.4.2. Phương pháp xử lý số liệu .................................................................. 18 3.4.3. Phương pháp tổng hợp so sánh, đối chiếu với QCVN 08: 2008 /BTNMT, QCVN 40:2011/BTNMT, QCVN 28:2010/BTNMT ................... 18 3.4.4. Phương pháp khảo sát thực tế, lấy mẫu phân tích trong phòng thí nghiệm ......................................................................................................... 18 PHẦN 4. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN .......................... 22 4.1. Đặc điểm chung về điều kiện tự nhiên, kinh tế, xã hội huyện Tràng Định, tỉnh Lạng Sơn ............................................................................................... 22 4.1.1. Vị trí địa lý ......................................................................................... 22 4.1.3. Khí hậu ............................................................................................... 22 4.2. Khái quát về hệ thống lưu vực sông Kỳ Cùng........................................ 23 4.2.1 Điều kiện tự nhiên của lưu vực sông Kỳ Cùng..................................... 23 4.2.2. Điều kiện Kinh tế- xã hội của lưu vực sông Kỳ Cùng ......................... 25 4.3. Đánh giá hiện trạng môi trường nước sông Kỳ Cùng đoạn chảy qua huyện Tràng Định ........................................................................................ 28 4.4. Các nguồn gây ô nhiễm môi trường nước sông Kỳ Cùng....................... 34 4.4.1. Nguồn thải sinh hoạt, bệnh viện.......................................................... 34 4.4.2. Nguồn thải công nghiệp ...................................................................... 36 4.4.3. Nguồn thải nông nghiệp...................................................................... 37 4.5. Đề xuất một số giải pháp giảm thiểu, khắc phục ô nhiễm môi trường nước sông Kỳ Cùng trên đoạn chảy qua huyện Tràng Định................................... 38 4.5.1. Giải pháp giảm thiểu ô nhiễm nước thải ............................................. 38 4.5.2. Giải pháp tuyên truyền giáo dục và xã hội hóa công tác BVMT ......... 40 PHẦN 5. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .................................................... 42 5.1. Kết luận ................................................................................................. 42 5.2. Đề nghị .................................................................................................. 42 TÀI LIỆU THAM KHẢO.......................................................................... 43 1 PHẦN 1 MỞ ĐẦU 1.1.Đặt vấn đề Nước là thành phần chủ yếu của môi trường sống, quyết định sự thành công trong các chiến lược, quy hoạch, kế hoạch phát triển kinh tế - xã hội, bảo đảm quốc phòng an ninh quốc gia. Hiện nay nguồn tài nguyên thiên nhiên quý hiếm và quan trọng này đang phải đối mặt với nguy cơ ô nhiễm và cạn kiệt. Nhu cầu phát triển kinh tế nhanh với mục tiên lợi nhuận cao, con người đã cố tình bỏ qua các tác động đến môi trường một cách trực tiếp hoặc gián tiếp. Nguy cơ thiếu nước, đặc biệt là nước ngọt và nước sạch là một hiểm họa lớn đối với sự tồn vong của con người cũng như toàn bộ sự sống trên trái đất. Do đó con người cần phải nhanh chóng có các biện pháp bảo vệ và sử dụng hợp lý nguồn tài nguyên nước. Lưu vực sông Kỳ Cùng hàng năm cung cấp hàng trăm triệu mét khối nước để phục vụ sản xuất và đời sống sinh hoạt của nhân dân và có chức năng cân bằng hệ sinh thái và cảnh quan thiên nhiên toàn khu vưc. Tuy nhiên trong quá trình khai thác nguồn tài nguyên thiên nhiên để phát triển kinh tế, lưu vực sông Kỳ Cùng trở nên ô nhiễm. Sự ô nhiễm đó đã và đang ảnh hưởng rất lớn đến đời sống sản xuất và sinh hoạt của người dân quanh khu vực sông Kỳ Cùng. Huyện Tràng Định nằm trên bờ sông Kỳ Cùng. Tại đây nước thải phát sinh từ các hoạt động sản xuất công nghiệp, nông nghiệp, nước thải y tế và nước thải sinh hoạt hầu hết đều được trực tiếp hay gián tiếp vào con sông này. Mặc dù nước thải của các nhà máy đã được qua xử lý nhưng chất lượng vẫn không đạt tiêu chuẩn chất thải. Nhiều sông suối tiếp nhận nước thải công nghiệp, khai thác khoáng sản, sinh hoạt đã bị nhiễn hợp chất hữu cơ và kim loại nặng trước khi hợp lưu với sông Kỳ Cùng, kéo theo chất lượng môi trường nước của dòng sông này sau các điểm hợp lưu và đoạn chảy qua huyện Tràng Định bị ô nhiễm, không đảm bảo sử dụng cho mục đích sinh hoạt, chỉ dùng cho tưới tiêu thủy lợi và các mục đích giao thông thủy lợi. Chính vì vậy, việc xem xét, đánh giá chất lượng nước sông Kỳ Cùng, xác định các nguồn ô nhiễm và dự báo các nguồn ảnh hưởng của các hoạt 2 động kinh tế xã hội của huyện Tràng Định đến môi trường nước là rất quan trọng. Xuất phát từ những vấn đề trên, được sự đồng ý của ban giám hiệu nhà trường, ban chủ nhiệm khoa Môi trường trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên, dưới sự hướng dẫn của thầy giáo Th.S Nguyễn Ngọc Sơn Hải và PGS.TS Nguyễn Ngọc Nông, em đã thực hiện đề tài : “ Đánh giá hiện trạng môi trường nước sông Kỳ Cùng trên đoạn chảy qua huyện Tràng Định tỉnh Lạng Sơn’’ nhằm làm tiền đề cho việc xem xét, giải quyết các vấn đề môi trường và làm cơ sở để đề ra các biện pháp cải thiện chất lượng nước, đáp ứng nhu cầu cấp nước cho huyện Tràng Định. 1.2. Mục đích của đề tài Đánh giá hiện trạng môi trường nước sông Kỳ Cùng trên đoạn chảy qua huyện Tràng Định tỉnh Lạng Sơn. Xác định những nguyên nhân gây suy thoái môi trường nước sông Kỳ Cùng trên đoạn chảy qua huyện Tràng Định và các sự cố môi trường nước. Đề xuất các biện pháp giảm thiểu, khắc phục tình trạng ô nhiễm môi trường nước sông Kỳ Cùng trên đoạn chảy qua huyện Tràng Định tỉnh Lạng Sơn. 1.3. Ý nghĩa - Ý nghĩa trong học tập vào trong nghiên cứu khoa học Kết quả nghiên cứu của đề tài là những thông tin khoa học về môi trường nước sông kỳ Cùng trên đoạn chảy qua huyện Tràng Định, tỉnh Lạng Sơn, bổ sung thêm những hiểu biết về chất lượng nước và những nguồn gây ô nhiễm môi trường nước sông kỳ Cùng. - Ý nghĩa thực tiễn Từ kết quả của đề tài giúp ta đưa ra các biện pháp khắc phục nhằm cải thiện môi trường nước sông Kỳ Cùng đoạn chảy qua huyện Tràng Định nói riêng và chất lượng môi trường nước nói chung. 1.4. Yêu cầu của đề tài Đánh giá chính xác, trung thực, khách quan về hiện trạng môi trường nước sông Kỳ Cùng đoạn chảy qua huyện Tràng Định tỉnh Lạng Sơn. Các kết quả phân tích phải được so sánh với tiêu chuẩn, quy chuẩn môi trường Việt Nam. Các kiến nghị đưa ra phải thực tế, có tính khả thi và phù hợp với điều kiện ở địa phương. 3 PHẦN 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2.1. Cơ sở khoa học của đề tài. 2.1.1. Cơ sở lý luận. 2.1.1.1. Một số khái niệm về môi trường, ô nhiễm môi trường, ô nhiễm môi trường nước, tiêu chuẩn môi trường. - Khái niệm môi trường: “ Môi trường bao gồm các yếu tố tự nhiêm và vật chất nhân tạo bao quanh con người, có ảnh hưởng đến đời sống, sản xuất, sự tồn tại, phát triển cảu con người và sinh vật ” (Luật Bảo vệ môi trường 2005) [6]. - Khái niệm ô nhiễm môi trường: “ Ô nhiễm môi trường là sự biến đổi các thành phần môi trường không phù hợp với các tiêu chuẩn môi trường, gây ảnh hưởng xấu đến con người và sinh vật” (Luật bảo vệ môi trường 2005) [6]. - Khái niệm ô nhiễm môi trường nước: “ Ô nhiễm nước là sự thay đổi theo chiều xấu đi của các tính chất vật lý – hóa học – sinh học của nước, với sự xuất hiện các chất lạ ở thể lỏng, rắn làm cho nguồn nước trở nên độc hại với con người và sinh vật. Làm giảm độ đa dạng sinh học trong nước. Xét về tốc độ lan truyền và quy mô ảnh hưởng thì ô nhiễm nước là vấn đề đáng lo ngại hơn ô nhiễm đất” (Hoàng Văn Hùng, 2008) [3]. - Khái niệm về tiêu chuẩn môi trường: Theo khoản 5 điều 3 Luật Bảo vệ môi trường Việt Nam năm 2005: “Tiêu chuẩn môi trường là giới hạn cho phép các thông số về chất lượng môi trường xung quanh, về hàm lượng các chất gây ô nhiễm trong chất thải được cơ quan nhà nước có thẩm quyền quy định làm căn cứ đề quản lý và bảo vệ môi trường”. [6] 2.1.1.2. Đánh giá chất lượng nước. Theo Escap (1994) [15] , chất lượng nước được đánh giá bởi các thông số, các chỉ tiêu đó là: - Các thông số lý học: 4 + Nhiệt độ: Nhiệt độ tác động tới các quá trình sinh hóa diễn ra trong nguồn nước tự nhiên, sự thay đổi về nhiệt độ sẽ kéo theo các thay đổi về chất lượng nước, tốc độ, dạng phân hủy các hợp chất hữu cơ, nồng độ ôxy hòa tan. + pH: Là chỉ tiêu thể hiện axit hay bazơ của nước, là yếu tố môi trường ảnh hưởng đến tốc độ phát triển và sự giới hạn phát triển của vi sinh vật trong nước. Trong lĩnh vực cấp nước, pH là yếu tố phải xem xét trong quá trình đọng tụ hóa học, sát trùng làm mềm nước, kiểm soát sự ăn mòn. Trong hệ thống xử lý nước thải bằng quá trình sinh học thì pH phải được khống chế trong phạm vi thích hợp đối với các loại vi sinh vật có liên quan. - Các thông số hóa học: + BOD: Là lượng oxy cần thiết cung cấp để vi sinh vật phân hủy các chất hữu cơ trong điểu kiện tiêu chuẩn về nhiệt độ và thời gian. + COD: là lượng oxy cần thiết để oxy hóa các hợp chất hóa học trong nước. + NO2: Là sản phẩm cuối cùng của sự phân hủy các chất có chứa nitơ trong nước thải. + Các yếu tố KLN: Các kim loại nặng là những yếu tố mà tỷ trọng của chúng lớn hơn 5 như Asen, Cacdimi, Fe, Mn v.v… ở hàm lượng nhỏ nhất định chúng cần thiết cho sự phát triển và sinh trưởng của động vật, thực vật nhưng khi hàm lượng tăng thì chúng sẽ trở thành độc hại đối với sinh vật và con người thông qua chuỗi mắt xích thức ăn. - Các thông số sinh học: + Coliform: Là nhóm vi sinh vật quan trọng trong chỉ thị môi trường, xác định mức độ ô nhiễm bẩn về mặt sinh học của nguồn nước. 2.1.1.3. Khái niệm nước thải và nguồn nước thải. - Khái niệm nước thải: “ Nước thải là nước đã được thải ra sau khi đã sử dụng hoặc được tạo ra trong một quá trình công nghệ và không có giá trị trực tiếp đối với quá trình đó” (QCVN 08:2008) - Khái niệm nguồn nước thải: Thông thường nước thải được phân loại theo nguồn gốc phát sinh ra chúng: 5 + Nước thải sinh hoạt: là nước thải từ các khu dân cư, khu vực hoạt động thương mại, khu vực công sở, trường học và các cơ sở tương tự khác. + Nước thải công nghiệp (nước thải sản xuất): là nước thải từ các nhà máy đang hoạt động hoặc trong đó nước thải công nghiệp là chủ yếu. + Nước thải tự nhiên: nước mưa được xem như nước thải tự nhiên ở những thành phố hiện đại, chúng được thu gom theo hệ thống riêng. + Nước thải đô thị: nước thải đô thị là một thuật ngữ chung chỉ chất lỏng trong hệ thống cống thoát của một thành phố, thị xã; đó là hỗn hợp của các loại nước thải trên. 2.1.2. Cơ sở pháp lý - Luật Bảo vệ môi trường, năm 2005. - Luật Tài nguyên nước năm 2012. - Nghị định số 80/2006/NĐ-CP ngày 09/08/2006 của Chính phủ về việc quy định chi tiết hướng dẫn thi hành một số điều của luật bảo vệ môi trường. - Nghị định số 21/2008/NĐ-CP ngày 28/02/2008 của Chính phủ sửa đổi bổ xung nghị định 80/2006/NĐ-CP về việc quy định chi tiết hướng dẫn thi hành một số điều của Luật Bảo vệ môi trường. - Nghị định 120/2008/NĐ-CP ngày01/12/2008 của Chính phủ về quản lý lưu vực sông. - Quyết định số 22/2006/QĐ-BTNMT ngày 18/12/2006 của Bộ Tài nguyên và Môi trường về việc bắt buộc áp dụng Tiêu chuẩn Việt Nam về môi trường. - Quyết định số 16/2008/QĐ-BTNMT ngày 31/12/2008 của Bộ Tài nguyên và Môi trường ban hành Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về môi trường. - Quyết định số 64/2003/QĐ-TT ngày 22/04/2003 của thủ tướng Chính phủ về việc phê duyệt “kế hoạch xủ lý triệt để các cơ sở gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng”. - QCVN 08: 2008/BTNMT, quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng nước mặt. - QCVN 40: 2011/BTNMT, quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải công nghiệp. 6 - QCVN 28: 2010/BTNMT, quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải y tế 2.2. Khái quát về chất lượng nước 2.2.1. Giới thiệu chung về nước Nước là yếu tố quyết định đến sự tồn tại và phát triển của môi trường sống. Nước là một loại tài nguyên thiên nhiên quý giá và có hạn, là động lực chủ yếu chi phối mọi hoạt động dân sinh kinh tế của con người. Nước được sử dụng rộng rãi trong sản xuất nông nghiệp, thủy điện, giao thông vận tải, chăn nuôi, thuy sản v.v… Nước là loại tài nguyên có thể tái tạo được và cần phải sử dụng một cách hợp lý để duy trì khả năng tái tạo của nó. Trên hành tinh chúng ta nước tồn tại dưới những dạng khác nhau: Nước trên trái đất, ngoài đại dương, ở các sông suối, hồ ao, các hồ chứa nhân tạo, nước ngầm, trong không khí, băng tuyết và các dạng liên kết khác. Tổng lượng nước trên trái đất vào khoảng 1.386 triệu km3 trong đó nước trong đại dương (nước mặt) vào khoảng 1.338 triệu km3 chiếm 96,5%. Nước ngọt trên trái đất chiếm tỷ lệt rất nhỏ, chỉ vào khoảng 2,5%. Và trong tổng lượng nước ngọt trên trái đất thì 68% là băng và sông băng; 30% là nước ngầm; nguồn nước mặt như nước trong các sông hồ, chỉ chiếm khoảng 93.100 km3 , bằng 1/150 của 1% của tổng lượng nước trên trái đất. Nước trên trái đất tồn tại trong 1 khoảng không gian gọi là thủy quyển. Nước vận động trong thủy quyển qua những con đường vô cùng phức tạp cấu tạo thành vòng tuần hoàn nước còn gọi là chu trình thủy văn. Vòng tuần hoàn nước không có điểm bắt đầu nhưng chúng ta có thể bắt đầu từ các đại dương. Nước bốc hơi từ các đại dương và lục địa trở thành một bộ phận của khí quyển. Hơi nước được vận chuyển vào bầu không khí, bốc lên cao cho đến khi chúng ngưng tụ và rơi trở lại mặt đất hoặc mặt biển. Lượng nước rơi xuống mặt đất một phần bị giữ lại bởi cây cối, chảy tràn tràn trên mặt đất, thấm xuống đất, chảy trong đất và chảy vào các dòng sông. Phần lớn lượng nước bị giữ lại bởi các thảm thực vật và dòng chảy mặt sẽ quay trở lại bầu khí quyển qua con đường bốc hơi. Lượng nước ngấm trong 7 đất có thể thấm sâu hơn xuống những lớp đất bên dưới để cấp đất cho những tầng nước ngầm và sau đó thành các dòng suối hoặc chảy dần vào sông ngòi thành dòng chảy mặt và cuối cùng đổ ra biển hoặc bốc hơi vào khí quyển. Sự phân bố lượng nước theo không gian và thời gian không đồng đều. Trên trái đất có vùng lượng mưa khá phong phú, nhưng lại có những vùng rất khô hạn. Có những mùa rất nóng và có những mùa rất lạnh. Trữ lượng nước hàng năm không phải là vô tận, sự biến đổi của nó nằm trong giới hạn nào đó và không phụ thuộc vào mong muốn của con người. Như vậy, tuy nguồn nước trên thế giới là rất lớn, nhưng nước ngọt – nước cần cho hoạt động dân sinh kinh tế của con người lại có trữ lượng nhỏ. Khi sự phát triển dân sinh kinh tế còn ở mức thấp, nước chỉ mới được coi là môi trường cần thiết cho sự sống của con người. Trong quá trình phát triển, càng ngày càng có sự mất cân đối giữa nhu cầu dung nước và nguồn nước. Dưới tác động của các hoạt động kinh tế xã hội, nguồn nước ngày càng có nguy cơ bị suy thoái và cạn kiệt trong khi đó nước là một loại tài nguyên quý cần được bảo vệ và quản lý. Các luật nước ra đời và cùng với nó ở mỗi quốc gia đều có một tổ chức để quản lý nghiêm ngặt loại tài nguyên này. [4] Nước mặt là nước trong sông, hồ hoặc nước ngọt trong vùng đất ngập nước. Nước mặt được bổ xung một cách tự nhiên bởi giáng thủy và chúng mất đi khi chảy vào đại dương, bốc hơi và thấm xuống đất. Lượng giáng thủy này được thu hồi bởi các lưu vực, tổng lượng nước trong hệ thống này tại một thời điểm cũng tùy thuộc vào một số yếu tố khác. Các yếu tố này như khả năng chứa của các hồ, vùng đất ngập nước và các hồ chứa nhân tạo, độ thấm của đất bên dưới các thể chứa nước này, các đặc điểm của dòng chảy mặt trong lưu vực, thời lượng giáng thủy và tốc độ bốc hơi địa phương. Tất cả các yếu tố này đều ảnh hưởng đến tỷ lệ mất nước. Các hoạt động của con người có thể tác động lớn hoặc đôi khi phá vỡ các yếu tố này. Con người cũng thường tăng khẳ năng trữ nước bằng cách xây dựng các bể chứa và giảm trữ nước bằng cách tháo khô các vùng đất ngập nước. Con người cũng làm tăng lưu lượng và vận tốc của dòng chảy mặt ở các khu vực lát đường và dẫn nước bằng các kênh. 8 Tổng lượng nước tại một thời điểm là vấn đề cần quan tâm. Một số đối tượng sử dụng nước có nhu cầu nước theo vụ. Ví dụ, trong mùa hè cần rất nhiều nước để phục vụ cho nông nghiệp hoặc phát điện,nhưng trong mùa mưa thì không cần nước, vì vậy để cung cấp nước tốt cho mùa hè thì cần một hệ thống trữ nước trong suốt năm và xả nước trong một khoảng thời gian ngắn. Các đối tượng sử dụng nước khác có nhu cầu dùng nước thường xuyên như nhà máy điện cần nguồn nước để làm lạnh. Để cung cấp nước cho các nhà máy điện, hệ thống nước mặt chỉ cần đủ trong các bể chứa khi dòng chảy trung bình nhỏ hơn nhu cầu nước của nhà máy. Nước tự nhiên có thể được tăng cường thông qua việc cung cấp từ các nguồn nước mặt khác bởi các kênh hoặc đường ống dẫn nước. Cũng có thể bổ cấp nhân tạo từ các nguồn khác được liệt kê ở đây, tuy nhiên, số lượng không đáng kể. Con người có thể làm cho nguồn nước cạn kiệt (với nghĩa không thể sử dụng) bởi ô nhiễm. Brasil được đánh giá là quốc gia có nguồn cung cấp nước ngọt lớn nhất thế giới, sau đó là Nga và Canada. [10] 2.2.2. Tài nguyên nước và vai trò của nước đối với đời sống và phát triển kinh tế - xã hội Nước là một dạng tài nguyên đặc biệt, là một trong các nhân tố quyết định sự sống trên trái đất. Nhà triết học Hy Lạp cổ đại Emepdocles (490-430 TCN) cho rằng có 4 yếu tố khởi nguyên cấu tạo nên mọi vật là khí trời, nước, lửa và đất. Các nền văn minh lớn của nhân loại cũng đều nảy nở trên các dòng sông lớn – Văn minh Lưỡng Hà ở Tây Á, văn minh Ai Cập ở hạ lưu sông Nil, văn minh sông Hằng ở Ấn Độ, văn minh Hoàng Hà ở Trung Quốc, văn minh sông Hồng ở Việt Nam vv … Nước là tài nguyên vật liệu quan trọng nhất của loài người và sinh vật trên trái đất. Con người mỗi ngày cần 250 lít nước cho sinh hoạt, 1.500 lít cho hoạt động công nghiệp và 2.000 lít cho hoạt động nông nghiệp. Nước chiếm 99% trọng lượng sinh vật sống trong môi trường nước và khoảng 70% trọng lượng cơ thể con người. Lượng nước con người sử dụng trong 1 năm khoảng 9 35.000 km3 , trong đó 8% cho sinh hoạt, 23% cho công nghiệp và 63% cho hoạt động nông nghiệp. [7] Đối với sự sống của con người và thiên nhiên, nước tham gia thường xuyên vào các quá trình sinh hóa trong cơ thể sống. Phần lớn của các phản ứng hóa học liên quan đến sự trao đổi chất trong cơ thể đều có dung môi là nước. Nhờ có tính chất này mà nước đã trở thành tác nhân mang sự sống đến cho trái đất. Đối với cơ thể sống, thì thiếu nước là 1 hiểm họa, thiếu ăn con người có thể sống được vài tuần, còn thiếu nước thì con người không thể sống nổi trong vài ngày. Nhu cầu sinh lý của con người 1 ngày cần ít nhất 1,83 lít nước vào cơ thể và có thể nhiều hơn tùy theo cường độ lao động và tính chất của môi trường xung quanh. Nước cho nhu cầu sản xuất công nghiệp rất lớn, để sản xuất ra 1 tấn giấy cần 250 tấn nước. 1 tấn đạm cần 600 tấn nước và 1 tấn chất bột cần 1.000 tấn nước. Nước dùng để làm nguội các động cơ, làm các tubin, là dung môi làm tan các hóa chất màu và các phản ứng hóa học. Mỗi nghành công nghiệp, mỗi loại hình sản xuất và mỗi công nghệ yêu cầu 1 lượng nước, loại nước khác nhau. Nước góp phần làm động lực thúc đẩy sự phát triển kinh tế. Nếu không có nước thì chắc chắn toàn bộ các hệ thống sản xuất công nghiệp. nông nghiệp…trên hành tinh này đều ngừng hoạt động và không tồn tại. Trong sản xuất nông nghiệp, dân gian ta có câu: “ Nhất nước, nhì phân, tam cần, tứ giống ”, qua đó chúng ta có thể thấy được tầm quan trọng hàng đầu của nước trong nông nghiệp. Theo FAO, tưới nước và phân bón là 2 yếu tố quyết định hàng đầu là nhu cầu thiết yếu, đồng thời có vai trò điều tiết các chế độ nhiệt, ánh sáng, chất dinh dưỡng, vi sinh vật, độ thoáng khí trong đất, là tốc độ tăng sản lượng lương thực vượt quá tốc độ tăng dân số thế giới. [16] Hoạt động du lịch, giao thông vận tải… cũng gắn liền với nguồn nước. Nước không những được dùng để cung cấp cho sinh hoạt, ăn, uống, tắm, giặt… mà còn là môi trường tốt để phát triển các loại hình du lịch. Giao thông đường thủy có vị trí đặc biệt quan trọng trong vận tải hàng hóa. Từ xa xưa, hoạt động thương mại phát triển đều gắn với sự sầm uất, tấp nập của các thương cảng. 10 Ngoài chức năng tham gia trực tiếp vào đời sống sản xuất, nước còn mang nhiều chức năng khác như là: môi trường sống của các loài sinh vật thủy sinh – đó là nguồn tài nguyên khổng lồ cuả con người, là chất mang tác nhân vật liệu vài tác nhân điều hòa khí hậu, thực hiện các chu trình tuần hoàn vật chất trong tự nhiên, duy trì cân bằng sinh thái, chức năng đệm và điều hòa các chất độc hại vv… Có thể nói sự sống của con người và mọi sinh vật trên trái đất phụ thuộc vào nước. [7] 2.2.3. Ô nhiễm nước và ảnh hưởng của ô nhiễm nước đến đời sống và sản xuất Trong hệ sinh thái các thủy vực nước ngọt luôn tồn tại các mối quan hệ qua lại giữa các sinh vật với nhau và với môi trường, tạo nên trạng thái cân bằng động, giữ cho trạng thái ít bị biến đổi đột ngột. Con người trong quá trình phát triển đã tác động nhiều đến trạng thái cân bằng theo hướng bất lợi. Con người đã xây dựng các đô thị lớn, các vùng dân cư, các trung tâm công nghiệp…bên những sông, hồ. Các chất thải ở các lĩnh vực khác nhau đi vào nước, ảnh hưởng xấu đến giá trị sử dụng mọi mặt của nước. Cân bằng sinh thái bị phá vỡ và nước bị ô nhiễm. Hậu quả chung của tình trạng ô nhiễm nước là tỉ lệ người mắc các bệnh cấp và mãn tính liên quan đến ô nhiễm nước như viêm màng kết, tiêu chảy, ung thư…ngày càng tăng. Người dân sinh sống quanh khu vực ô nhiễm ngày càng mắc nhiều loại bệnh tình nghi là do dùng nước bẩn trong mọi sinh hoạt. Ngoài ra ô nhiễm nguồn nước còn gây tổn thất lớn cho các nghành sản xuất kinh doanh, các hộ nuôi trồng thủy sản. Các nghiên cứu khoa học cũng cho thấy, khi sử dụng nước nhiễm asen để ăn uống, con người có thể mắc bệnh ung thư trong đó thường gặp là ung thư ngoài da. Ngoài ra, asen còn gây nhiễm độc hệ thống tuần hoàn khi uống phải nguồn nước có hàm lượng asen 0,1mg/l. Vì vậy, cần phải sử lý nước nhiễm asen trước khi dùng cho sinh hoạt và ăn uống. Người nhiễm chì lâu ngày có thể mắc bệnh thận, thần kinh, nhiễm Amoni, Nitrat, Nitrit gây mắc bệnh xanh da, thiếu máu, có thể gây ung thư. Metyl tert-butyl ete (MTBE) là chất phụ gia phổ biến trong khai thác dầu lửa có khả năng gây ung thư rất cao. Nhiễm Natri (Na) gây bệnh cao huyết áp, bệnh tim mạch, lưu huỳnh gây bệnh 11 về đường tiêu hóa, Kali, Cadimi gây bệnh thoái hóa cột sống, đau lưng. Hợp chất hữu cơ, thuốc trừ sâu, thuốc diệt côn trùng, diệt cỏ, thuốc kích thích tăng trưởng, thuốc bảo quản thực phẩm, phốt pho… gây ngộ độc, viêm gan, nôn mửa. Tiếp xúc lâu dài sẽ gây ung thư nghiêm trọng các cơ quan nội tạng. Chất tẩy trắng xenon peroxide, sodium percarbonate gây viêm đường hô hấp, oxalate kết hợp với calcium tạo ra calcium oxalate gây đau thận, sỏi mật. Vi khuẩn, ký sinh trùng các loại là nguyên nhân gây các bệnh đường tiêu hóa, nhiễm giun, sán. Kim loại nặng các loại: Titan, Sắt, Chì, cadimi, asen, Thủy ngân, Kẽm gây đau dây thần kinh, thận, hệ bài tiết, viêm xương, thiếu máu. 2.3. Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước về chất lượng nước 2.3.1. Vấn đề ô nhiễm môi trường nước trên thế giới Theo Korzun và các cộng sự (1978), lượng nước toàn cầu là khoảng 1386 triệu km3 , trong đó nước biển và đại dương chiếm tới 96,5%. Chỉ còn lại khoảng 3,5% lượng nước trong đất liền và trong khí quyển. Lượng nước ngọt mà con người có thể sử dụng được khoảng 35 triệu km3 , chiếm 2,53% lượng nước toàn cầu. Tuy nhiên trong tổng số lượng nước ngọt đó, băng và tuyết chiếm tới 24 triệu km3 và nước ngầm nằm ở độ sâu tới 600m so với mực nước biển chiếm 10.53% triệu km3 . Lượng nước ngọt trong các hồ chứa là 91.000 km3 và trong sông suối là 2120 km3 . Lượng mưa trung bình hàng năm trên bề mặt trái đất khoảng 800mm… Tuy nhiên sự phân bố mưa là không đồng đều giữa các khu vực trên thế giới, tạo nên những vùng mưa nhiều, dư thừa nước và những vùng mưa ít, thiếu nước. Vùng dư thừa nước là nơi lượng mưa cao, thỏa mãn được nhu cầu nước tiềm năng của thảm thực vật. Vùng thiếu nước là nơi mưa ít không đủ cho thảm thực vật phát triển. Nhìn chung, châu Phi, Trung Đông, miền Tây nước Mỹ, Tây Bắc Mehico, một phần của Chile, Argentina và phần lớn Australia được coi là những vùng thiếu nước. Nguồn nước trên các con sông là nguồn nước ngọt quan trọng, đáp ứng các nhu cầu nước của con người và sinh vật trên cạn. Theo Shiklomanov (1990), lưu lượng nước trên các dòng sông thông qua chu trình nước toàn cầu, thể hiện sự biến đổi nhiều hơn lượng nước chứa trong các hồ, lượng nước ngầm và các khối băng. 12 So với nguồn nước mặt, nguồn nước ngầm có trữ lượng lớn hơn rất nhiều so với nước của các con sông và hồ chứa. Đây là nguồn nước ngọt rất dồi dào của nhân loại. Nếu chúng ta biết bảo vệ và khai thác hợp lý thì nước ngầm sẽ cho chúng ta nguồn nước ngọt rất bền vững. Hiện nay đường thủy và sông ngòi nói chung ở châu Âu đều nhiễm độc, nhất là từ các hợp chất hữu cơ chứa clo. Nguyên nhân là dọc hai bên bờ sông có nhiều nhà máy, xí nghiệp hóa chất, như ở sông Ranh chẳng hạn. Ở Hà Lan người ta đã phát hiện ra loại nông dược độc hại và những chất vi ô nhiễm ( Micropolluant) trong nước uống bắt nguồn từ sông Ranh. Ô nhiễm nước uống do Nitrat (NO3-) từ nông nghiệp là một vấn đề nghiêm trọng. Nông nghiệp hiện đại ngày nay sử dụng quá nhiều phân hóa học ( nhất là phân đạm). Khoảng chừng 20 năm qua, lượng NO3- đã khuyếch tán trong đất và gây ô nhiễm nước, ngày càng nhiều nguồn nước có lượng NO3- quá mức quy định. Song điều nguy hiểm hơn nữa là ở vùng nông thôn thường có dư lượng thuốc bảo vệ thực vật quá cao. Tại các nguồn nước ở các khu công nghiệp thì nồng độ các chất có hại vượt quá liều lượng cho phép bao gồm các chất hữu cơ, vô cơ khó bị phân giải trong tự nhiên. Chúng có thể nổi trên mặt nước, lơ lửng hoặc lắng sâu trong đáy và tan trong nước. Ví dụ chỉ một giọt dầu cũng tạo diện tích váng 0,25 m3 trên mặt nước, tương tự một tấn dầu sẽ tạo váng 500 ha, dù lớp màng váng rất mỏng song vẫn gây hại với sinh vật thủy sinh. Ở các đô thị của các nước đang phát triển thì 95% cống rãnh không được xử lý nước thải và đã xả ra các cánh đồng lân cận. Thụy Sỹ là nước du lịch và vô cùng sạch sẽ. Song các con suối ngoài biên giới Thụy Sỹ thì lại là nguồn nước bị ô nhiễm hoàn toàn. Sông “ Danuyp xanh ” không còn là một hình ảnh thơ mộng , hiện nay với chiều dài 100 km từ Cremxo đến biên giới Slovakia, thực chất đã trở thành vùng nước chết về phương diện sinh học. Ở Hoa Kỳ, hàng năm ngành nông nghiệp đã sử dụng khoảng 400 nghìn kg thủy ngân trong các loại thuốc bảo vệ thực vật. Hiện nay hầu hết các quốc gia trên thế giới đều bị ô nhiễm nước ở các mức độ khác nhau. [10]