Khả năng tự làm sạch của nước mặt
Đề tài: Khả năng tự làm sạch của nguồn nước
Nhóm 8
MỤC LỤC
DANH MỤC HÌNH..................................................................................................................2
LỜI GIỚI THIỆU.....................................................................................................................2
A. TỔNG QUAN......................................................................................................................4
B. NỘI DUNG..........................................................................................................................5
I. Hiện trạng..........................................................................................................................5
1. Thế giới.........................................................................................................................5
1.1. Sông Citarum, Indonesia........................................................................................5
1.2. Sông Yamuna, Ấn Độ............................................................................................6
1.3. Sông Mê Kông.......................................................................................................6
2. Việt Nam.......................................................................................................................6
2.1. Sông Hồng.............................................................................................................6
2.2. Sông Bạch Đằng....................................................................................................7
2.3. Sông An Cựu .........................................................................................................7
2.4. Sông Sài Gòn.........................................................................................................8
2.5. Sông Thị Vải..........................................................................................................9
2.6. Sông Nhuệ - Đáy...................................................................................................9
II. Các yếu tố ảnh hưởng đến khả năng tự làm sạch của dòng chảy ..................................10
1. Nồng độ oxy hòa tan ..................................................................................................10
2. Loại chất hữu cơ ........................................................................................................12
3. Lực sinh học ...............................................................................................................12
3.1. Vi khuẩn...............................................................................................................12
3.2. Tảo.......................................................................................................................12
3.3. Động vật nguyên sinh..........................................................................................13
3.4. Giáp xác...............................................................................................................13
4. Các chất độc ...............................................................................................................14
5. Các đặc tính vật lý của dòng chảy .............................................................................14
6. Sự pha loãng ..............................................................................................................14
7. Các điều kiện thời tiết khí hậu ...................................................................................14
8. Sự lắng đọng ..............................................................................................................14
9. Nhiệt độ ......................................................................................................................14
10. Điều kiện mặt cắt sông .............................................................................................14
III. Quá trình tự làm sạch của nguồn nước.........................................................................15
1. Quá trình tự làm sạch của nước ngầm........................................................................15
1.1. Quá trình lọc .......................................................................................................15
1.2. Cơ chế hấp thụ ....................................................................................................15
1.3. Các quá trình hóa học .........................................................................................15
1.4. Cơ chế loại trừ vi khuẩn, virus ............................................................................15
1.5. Cơ chế pha loãng .................................................................................................15
2. Quá trình tự làm sạch nước mặt..................................................................................16
2.1. Quá trình xáo trộn nước thải với nước nguồn......................................................18
2.2. Quá trình khoáng hóa các chất hữu cơ nhiễm bẩn trong nguồn nước.................18
IV. Các vấn đề môi trường khi nguồn nước không có khả năng tự làm sạch ....................19
1. Nước và sinh vật nước................................................................................................19
Môn: Quản lý tài nguyên nước
1
Đề tài: Khả năng tự làm sạch của nguồn nước
Nhóm 8
1.1. Nước.....................................................................................................................19
1.2. Sinh vật nước.......................................................................................................19
2. Đất và sinh vật đất.......................................................................................................20
2.1. Đất........................................................................................................................20
2.2. Sinh vật đất..........................................................................................................21
3. Không khí....................................................................................................................21
V. Biện pháp làm tăng khả năng làm sạch của nước..........................................................21
1. Thông gió dòng sông .................................................................................................21
2. Bổ sung nước cho sông trong thời kỳ lưu lượng thấp ................................................21
3. Bảo vệ lớp phủ thực vật trên toàn lưu vực .................................................................22
4. Thường xuyên nạo vét dông rạch để khơi thông dòng chảy.......................................22
VI. Đề xuất..........................................................................................................................22
1. Đối với người dân, cơ sở sản xuất kinh doanh...........................................................22
2. Đối với nhà quản lý môi trường..................................................................................24
C. KẾT LUẬN........................................................................................................................25
TÀI LIỆU THAM KHẢO......................................................................................................26
DANH MỤC HÌNH
Hình 1: Sự thay đổi DO theo khoảng cách về phía hạ lưu tính từ điểm nhận nước thải........11
Hình 2: Một số loài tảo tiêu biểu............................................................................................13
Hinh 3: Phân chia các vùng của dòng chảy theo khả năng tự làm sạch của nguồn nước.......16
LỜI GIỚI THIỆU
Trái đất là một hành tinh xanh với ba phần tư được bao phủ bởi nước. Nước là yếu tố
quyết định đến sự tồn tại và phát triển của môi trường sống. Lịch sử tiến hóa của loài người
bắt đầu từ nước và nước chính là thành phần quan trọng nhất cấu thành cơ thể con người trung bình cơ thể một người có khoảng 50 lít nước. Nếu xét về cấu trúc phân tử riêng biệt,
nước được xem là một dung môi lý tưởng để hòa tan, phân bố các hợp chất vô cơ và hữu cơ
tạo điều kiện thuận lợi cho việc phát triển thế giới thủy sinh, phát triển các loài thủy sản và
cả các loài động thực vật trên cạn. Sự vận chuyển của nước trên bề mặt Trái Đất là nguyên
nhân chính hình thành nên địa mạo của địa cầu.
Môn: Quản lý tài nguyên nước
2
Đề tài: Khả năng tự làm sạch của nguồn nước
Nhóm 8
Chúng ta có thể thấy rằng các nền văn hóa, thực phẩm, phong cách sống của một địa
phương gắn kết chặt với điều kiện khí hậu của nơi ấy, trong khi nguồn nước tự nhiên là bảo
đảm cho cân bằng về khí hậu của một khu vực.
Do đó trong số các thành phần cơ bản của môi trường tự nhiên, nước là một loại tài
nguyên thiên nhiên quý giá song nó lại có giới hạn.
Con người chúng ta sử dụng nước trong hầu hết các hoạt động hàng ngày, từ phục vụ
sinh hoạt gia đình như ăn uống, vệ sinh, chăm sóc sức khỏe đến sản xuất nông nghiệp, lâm
nghiệp, thủy sản, công nghiệp và cả đến giao thông vận tải. Nguồn tài nguyên quan trọng
này đã tạo dựng nên xã hội loài người với sự đa dạng về xã hội, văn hóa và tôn giáo tín
ngưỡng ở khắp mọi nơi.
Là nguồn động lực cho các hoạt động kinh tế của con người, song nước cũng gây ra
những hiểm họa ghê gớm. Những rủi ro từ nước như hạn hán, có thể là nguyên nhân làm cho
một nền văn minh suy tàn; hoặc những trận lũ lụt, lũ quét có thể gây ra những thiệt hại lớn
về người và của.
Nước ngọt là một yếu tố không thể thiếu trong việc phát triển kinh tế xã hội của mọi
quốc gia. Chúng ta có thể thấy rằng những nền văn minh xuất hiện sớm nhất trong lịch sử
nhân loại đều tập trung bên cạnh những con sông lớn, chẳng hạn nền văn minh sông Nile (Ai
Cập), nền văn minh Lưỡng Hà (hai con sông Euphrates và Tigris - Iraq), nền văn minh Ấn Hằng (Ấn Độ), ở nước ta có nền văn minh sông Hồng... Nguyên nhân là do các dân tộc ở
gần nguồn nước có được nguồn nước sạch dồi dào phục vụ cho sinh hoạt, giao thông thuận
tiện, điều kiện sản xuất thuận lợi, điều kiện khí hậu thích hợp cho sự phát triển nói chung.
Cũng như một số tài nguyên khác, như đất và không khí…nước có khả năng tự làm sạch.
Chức năng này có vai trò quan trọng , góp phần cân bằng sinh thái. Khả năng tự làm sạch
của nước sẽ diễn ra không đạt kết quả khi trong nước thải có chứa các chất độc hại đối với
sự sống của các sinh vật; quá trình tự làm sạch của nước chỉ diễn ra khi các chất độc hại
trong nước bị tiêu tan hoặc pha loãng hay lý do nào khác.
Trong quá trình phát triển không ngừng của xã hội, loài người đã đạt được nhiều thành
tựu to lớn trong các lĩnh vực kinh tế xã hội với một trình độ khoa học kỹ thuật hiện đại,
nhưng đồng thời cũng gây ra nhiều hậu quả nghiêm trọng cho môi trường sinh thái. Đó là
lượng chất thải khổng lồ mà con người thải bỏ vào môi trường. Lượng chất thải này lớn hơn
nhiều so với lượng mà các quá trình tự nhiên của các hệ sinh thái có thể đồng hóa được; do
đó đưa đến tình trạng giảm nhỏ nồng độ oxy trong các dòng chảy, các chất độc hại đi vào
nguồn nước và các đại dương…
Những lượng chất thải do các hoạt động của con người tạo ra làm cho môi trường mất đi
một ít khả năng nuôi dưỡng sự sống, một số loài bị tiêu diệt và chính con người cũng phải
chịu sự hủy hoại sinh học. Sự suy giảm các quần thể đã làm cho tính đa dạng trong các hệ
Môn: Quản lý tài nguyên nước
3
Đề tài: Khả năng tự làm sạch của nguồn nước
Nhóm 8
sinh thái ảnh hưởng đến sức khỏe con người. Và chính con người đã khai thác các nguồn lợi
tự nhiên đến mức cạn kiệt tạo ra những biến đổi bất lợi về nhiều mặt.
Nếu như chúng ta không có các biện pháp kịp thời để duy trì và phục hồi khả năng tự
làm sạch của môi trường nói chung cũng như khả năng tự làm sạch của nước nói riêng, thì
con người sẽ phải gánh chịu hậu quả vô cùng nghiêm trọng do chúng ta gây ra.
A. TỔNG QUAN
Nước thải được pha loãng với nước nguồn tiếp nhận đến một khoảng nào đó thì được
xáo trộn hoàn toàn với nước nguồn. Ở những điều kiện bình thường, trong nguồn nước sẽ
diễn ra một chu trình kín của sự cân bằng giữa sự sống của các loài động thực vật và vi sinh
vật. Sự sống của chúng có quan hệ tương hỗ lẫn nhau.
Khi nguồn nước bị ô nhiễm bởi nước thải sinh hoạt và công nghiệp, sẽ tạo thành một
lượng dư chất gây phá vỡ chu trình. Sự ô nhiễm quá mức sẽ làm cho nhiều chất hữu cơ trở
nên không ổn định, làm cho cơ chế cân bằng của sinh vật, sự cung cấp ôxy... diễn ra không
bình thường. Tuy nhiên, tiếp theo một khoảng cách nào đó về hạ nguồn, tuỳ thuộc lượng các
chất gây ô nhiễm, lưu lượng nước nguồn, các điều kiện thuỷ động của dòng chảy..., những
chu trình bình thường sẽ được phục hồi trở lại. Sự phục hồi này được gọi là sự tự làm sạch.
Môn: Quản lý tài nguyên nước
4
Đề tài: Khả năng tự làm sạch của nguồn nước
Nhóm 8
Khi các chất ô nhiễm là những muối vô cơ hòa tan được xả vào nước (như NaCl, KCl...)
sẽ không diễn ra một sự thay đổi nào rõ rệt ngoại trừ sự pha loãng tự nhiên tăng lên liên tục
khi con sông tăng dần thể tích trong quá trình chảy ra biển do sự đổ vào của các sông nhánh
và sự tăng lên của tổng diện tích vùng tập trung nước. Hầu hết các muối của acid vô cơ
thuộc loại này mặc dù đôi khi những thay đổi hóa học cũng có thể diễn ra do chúng tác dụng
với những chất khác có trong nước sông. Tuy vậy điều đó cũng không gây nên sự phá hoại
chất vô cơ mà chỉ gây ra sự chuyển hóa nó từ dạng hòa tan trong nước sang dạng hòa tan
bùn cặn ở đáy sông. Nếu điều kiện thay đổi thì lượng kẽm đã kết tủa lại được chuyển từ bùn
cặn vào dạng hòa tan trong nước.
Ngược lại khi một dòng sông bị ô nhiễm bởi các chất hữu cơ (nước thải cống rãnh và
nhiều chất thải công nghiệp khác), nó sẽ tự khôi phục lại trạng thái trong sạch ban đầu bởi
các quá trình tự nhiên. Tiến trình tự làm sạch phụ thuộc vào các tính chất hóa học, lý học,
thủy học và đặc biệt là yếu tố sinh học của nguồn nước. Ví dụ hiện tượng pha loãng, lắng
cặn và ánh sáng mặt trời là các yếu tố xác định việc “làm sạch” các chất ô nhiễm trong nước
thải. Tuy nhiên quá trình quan trọng hơn cả của quá trình tự làm sạch là sự phân hủy hiếu
khí các chất hữu cơ bởi vi sinh vật. Những vi khuẩn này sử dụng chất hữu cơ làm thức ăn,
phân tích các hợp chất phức tạp tạo thành các sản phẩm cuối cùng đơn giản hơn và ít độc
hại.
Lượng chất hữu cơ của một dòng chảy có thể bị đồng hóa bởi vi khuẩn giới hạn bởi
lượng oxy hòa tan sẵn có trong nguồn nước. Do đó, quá trình này phụ thuộc vào tốc độ tiêu
thụ oxy của quá trình oxy hóa sinh hóa và tốc độ hòa tan của oxy trong khí quyển vào nguồn
nước, và phụ thuộc ít hơn vào các quá trình khác như sự quang hợp và việc oxy hóa các chất
lắng đọng dưới đáy thủy vực. Trong trường hợp tất cả lượng oxy hòa tan bị tiêu thụ hết,
trạng thái yếm khí sẽ xuất hiện và quá trình tự làm sạch sẽ không thể diễn ra.
B. NỘI DUNG
I. Hiện trạng
1. Thế giới
1.1. Sông Citarum, Indonesia
Mặc dù trông giống một hố rác lớn nhưng thật ra con sông Citarum ở Tây Java,
Indonesia là nguồn cung cấp nước chủ yếu cho nông nghiệp và sinh hoạt.
Con sông bị ô nhiễm nặng do hoạt động con người và đời sống thủy sinh. Hậu quả làm
khả năng tự làm sạch của dòng sông giảm dần, dòng sông trở thành con sông chết.
Môn: Quản lý tài nguyên nước
5
Đề tài: Khả năng tự làm sạch của nguồn nước
Nhóm 8
Vào tháng 12/2008, Ngân hàng Phát triển Châu Á đã phê duyệt khoảng vay 500 triệu
USD để làm sạch con sông nhưng sẽ mất rất nhiều năm để con sông chết trở về với cuộc
sống.[1]
1.2. Sông Yamuna, Ấn Độ
Sông Yamuna, phụ lưu lớn nhất của sông Hằng là một trong những dòng sông ô nhiễm
nhất trên thế giới, nơi 58% chất thải của thủ đô New Delhi đổ xuống.
Tổng cộng đã có 17 tỉ Rs (tiền Ấn) tương đương 369 triệu USD được chi cho việc làm
sạch Yamuna cũng như sông Hằng nhưng tất cả nổ lực dường như vô hiệu, chính phủ cuối
cùng đành buông tay. Khả năng tự làm sạch của sông Yamuna mất hoàn toàn.[1]
1.3. Sông Mê Kông
Sông Mê Kông chảy qua địa phận 6 quốc gia, bắt nguồn từ vùng núi cao tỉnh Thanh Hải,
băng qua Tây Tạng theo suốt chiều dài tỉnh Vân Nam (Trung Quốc), qua các nước
Myanmar, Thái Lan, Lào, Campuchia trước khi chảy vào Việt Nam
Sông Mê Kông được đánh giá là dòng sông có lịch sử lâu đời, có hệ sinh thái đa dạng,
phong phú. Ngoài ra, Mê Kông còn là dòng sông có trữ lượng cá nước ngọt rất lớn và chủng
loại rất đa dạng, đặc biệt là có các loại cá quý hiếm.
Tuy nhiên hiện nay nguồn tài nguyên của sông Mê Kông là các nguồn lợi thủy sản, đặc
biệt là trước áp lực thiếu nguồn điện phục vụ cho công cuộc phát triển kinh tế và lượng nước
phục vụ cho nông nghiệp mà các quốc gia đang phải đối mặt, nên sông Mê Kông đã oằn
mình gánh chịu những tác động của con người lên dòng chảy, làm mất đi tính tự nhiên vốn
có của nó.
Những tác động này của các quốc gia, đặc biệt là các quốc gia ở thượng nguồn đã biến
sông Mê Kông thành dòng sông chết.
Nếu không có những giải pháp kịp thời để làm tăng khả năng tự làm sạch của sông, khôi
phục dòng sông chết thì cuộc sống của hàng triệu người mà bao đời nay gắn liền với dòng
sông Mê Kông sẽ bị ảnh hưởng, những nét văn hóa của nhiều dân tộc sẽ chỉ còn trong quá
khứ. Trong đó, quốc gia ở hạ lưu là Việt Nam sẽ chịu tác động nặng nhất. [2]
2. Việt Nam
2.1. Sông Hồng
Kết quả phân tích nước sông Hồng của Sở Tài nguyên - Môi trường Lào Cai của cho
thấy, mẫu phân tích ngày 23.1.2010, chỉ tiêu COD, BOD5 có hàm lượng vượt so với tiêu
chuẩn là 1,03 và 1,25 lần. 8 mẫu lấy từ ngày 7-19.2, hàm lượng COD, BOD5 có xu hướng
tăng, riêng ngày 18.2 hàm lượng COD vượt tới 2,7 lần.
Môn: Quản lý tài nguyên nước
6
Đề tài: Khả năng tự làm sạch của nguồn nước
Nhóm 8
Kết quả phân tích chỉ tiêu TSS mẫu nước ngày 24.2 là 2.160 mg/l, tương đương với 2,16
kg/m3 tăng hơn 20 lần so với tiêu chuẩn. Nguyên nhân có thể do các đập đầu nguồn tháo
nước, xả đáy làm cho dòng nước lưu thông tăng, thành phần nước có chứa nhiều hàm lượng
cặn lơ lửng...
Các nhà khoa học cảnh báo lượng nước thiếu hụt, dòng chảy suy kiệt sẽ khiến sông
Hồng đứng trước nguy cơ trở thành dòng sông chết nếu chúng ta không làm tốt công tác bảo
vệ nguồn nước, ngăn chặn tình trạng xả thải làm gia tăng mức độ ô nhiễm.
Dòng chảy suy kiệt, khả năng tự làm sạch của dòng sông sẽ dần biến mất tùy theo mức
độ. [3]
2.2. Sông Bạch Đằng
Hàng năm, sông Bạch Đằng tiếp nhận từ nguồn ven bờ khoảng 10,5 nghìn tấn COD, 4,4
nghìn tấn BOD, gần một nghìn tấn nitơ tổng số, 343 tấn phospho tổng số, gần 15 nghìn tấn
TSS và khoảng 6 tấn kim loại nặng các loại. Khu vực có đóng góp lượng thải lớn nhất là
quận Hồng Bàng và huyện Thủy Nguyên của thành phố Hải Phòng. Nguồn thải chủ yếu vào
sông Bạch Đằng là nguồn sinh hoạt của dân cư, tiếp đến là chăn nuôi và công nghiệp. Dự
báo đến năm 2020, tải lượng thải các chất ô nhiễm đưa vào sông Bạch Đằng sẽ tăng từ 1,7
đến 2,4 lần.
Tiến hành tính toán cân bằng khối lượng của các chất ô nhiễm trong sông Bạch Đằng
qua các quá trình lắng đọng, phân hủy, khuếch tán, quang hợp và trao đổi nước, nhận thấy
khả năng tự làm sạch của sông Bạch Đằng khá tốt, trong đó quá trình trao đổi nước có vai
trò quyết định đến khả năng tự làm sạch của thủy vực. Tuy nhiên, khả năng phân hủy các
chất hữu cơ trong nước có dấu hiệu suy giảm
Kết quả tính toán khả năng tiếp nhận chất thải và sức tải của sông Bạch Đằng cho thấy,
khả năng tiếp nhận của sông đối với nhóm chất dinh dưỡng (NH4, NO2 và phosphat) và TSS
là không còn, nghĩa là hàm lượng hiện tại của chúng trong nước đã vượt quá giới hạn cho
phép trong QCVN 10:2008. Đối với nhóm chất hữu cơ (đại diện là BOD và COD) khả năng
tiếp nhận tương ứng là 2,0 và 5,3 tấn/ngày. So với lượng thải ra hàng ngày, thì thủy vực đã
quá tải đối với nhóm thông số này từ 5-6 lần. Đối với nhóm kim loại nặng, đáng chú ý là
kẽm đã quá tải 2,38 lần, những thông số khác vẫn nằm trong khả năng tải của thủy vực. [4]
2.3. Sông An Cựu
Trong thời gian gần đây, mỗi khi đi dọc hai bờ sông An Cựu, thành phố Huế, dễ dàng
nhận ra một điều: dòng sông “nắng đục mưa trong” của xứ Huế nay đã và đang bị ô nhiễm
nặng nề. Nước sông đen đặc, bốc mùi hôi thối, rác nổi lềnh bềnh cả một đoạn dài. Dòng
sông đã mặc nhiên trở thành “cái túi” đựng nước thải và rác của rất nhiều hộ dân sinh sống
tại đây. Người ta vô tư vứt rác xuống sông. Theo quan sát, tại đường Đặng Văn Ngữ,
Môn: Quản lý tài nguyên nước
7
Đề tài: Khả năng tự làm sạch của nguồn nước
Nhóm 8
phường Vạn An, thành phố Huế, rất nhiều hộ dân có nhà làm sát mép sông hầu như không
có hố xí tự hoại và coi con sông như một nhà vệ sinh chung.
Nước thải từ những hàng thực phẩm cộng với một lượng lớn rác không tiêu hủy được
như chai nhựa, nilon... tất cả đều theo một cống thoát nước đổ ra sông. Không chỉ có rác và
nước thải, một lượng lớn cỏ dại và bèo cũng đang phát triển mạnh dọc các bờ kè. Do nước
xuống thấp, dòng chảy bị thu hẹp, ở một số nơi, lòng sông bị lộ thiên tạo điều kiện cho cỏ
dại phát triển.
Hiện sông An Cựu còn đang bị bèo hoa dâu và cỏ dại lấn chiếm, ngăn chặn dòng chảy.
Bèo hoa dâu bám vào làm cản trở dòng chảy khiến cho việc lưu thông giảm đi rất nhiều hậu
quả làm khả năng tự làm sạch cũng bị mất đi.[5]
2.4. Sông Sài Gòn
Sở Khoa học và Công nghệ TPHCM phối hợp với Phân viện Khí tượng thủy văn và Môi
trường phía Nam (Bộ Tài nguyên và Môi trường) vừa công bố kết quả nghiên cứu về tổng
lượng chất thải trên hệ thống sông Sài Gòn. Theo đó, TPHCM và tỉnh Bình Dương có lượng
chất thải ra sông Sài Gòn nhiều nhất. Điều này khiến cho nguồn nước ở đây có nguy cơ
không thể tự làm sạch. Sông Sài Gòn đứng trước một cái chết được dự báo nếu như không
có những biện pháp “cấp cứu” kịp thời.
Kết quả phân tích cho thấy, trong 70.000m³ nước thải có khoảng 13,9 tấn TSS, 14,3 tấn
COD, 6,8 tấn BOD, 1,9 tấn Nitơ tổng và 248kg Phốt pho tổng. Kết quả quan trắc chất lượng
nguồn nước sông Sài Gòn của Chi cục Bảo vệ môi trường TPHCM cũng khẳng định, từ năm
2000 đến nay, nồng độ các chất như pH, DO, BOD, COD, dầu có xu hướng tăng 1,1 - 2
lần/năm. Cá biệt, nồng độ Coliform tăng 3 - 71 lần/năm và càng về hạ lưu thì chất lượng
nguồn nước càng xấu.
Kết quả khảo sát thực tế cho thấy, hiện nay trên tiểu lưu vực sông Sài Gòn có 27 KCXKCN và CCN đang hoạt động (TPHCM: 11, Bình Dương: 16). Theo quy hoạch phát triển
công nghiệp của các tỉnh-thành, đến năm 2020 cả tiểu lưu vực sông Sài Gòn có khoảng 39
Khu chế xuất – khu công nghiệp (TPHCM: 19, Bình Dương 20), nhưng đáng lo là các
ngành nghề thu hút đầu tư vẫn chủ yếu là dệt nhuộm, may mặc, cơ khí, thực phẩm, giấy, gỗ,
nhựa, hóa chất…
Đây là những ngành sản xuất và tiêu thụ khá nhiều nước và thải ra lượng lớn nước thải
có hàm lượng chất ô nhiễm cao.
Lưu vực sông Sài Gòn còn là nơi tiếp nhận lượng lớn nước thải sinh hoạt của hơn 6 triệu
dân và tỷ lệ dân số đang tăng 2%-4%/năm. Dự báo đến năm 2020, tổng lượng chất thải trên
sẽ tăng 4–5 lần, nguy cơ “giết” chết sông Sài Gòn.
Môn: Quản lý tài nguyên nước
8
Đề tài: Khả năng tự làm sạch của nguồn nước
Nhóm 8
2.5. Sông Thị Vải
Sông Thị Vải bắt đầu ô nhiễm nghiêm trọng từ năm 1994. Kết quả quan trắc mới đây
cho thấy COD vượt từ 24 đến 45 lần và BOD vượt 110 lần so với tiêu chuẩn cho phép.
Nhiều năm qua, không còn các hoạt động đánh bắt hải sản dọc theo sông và các khu vực
nuôi trồng bị thiệt hại nặng do tôm cá chết. 5 khu chế xuất nằm dọc theo sông Thị Vải thuộc
tỉnh Bà Rịa-Vũng Tàu gồm: Mỹ Xuân A, Mỹ Xuân A2, Mỹ Xuân B1, Phú Mỹ I, Cái Mép.
Kết quả khảo sát sông Thị Vải cho thấy hàm lượng khí độc NH3 và H2S trong thủy vực
sông rất cao so với ngưỡng thích hợp cho điều kiện phát triển bình thường của các loài thủy
sản. Cụ thể, giới hạn cho phép NH3 trong môi trường nước phải nhỏ hơn 0,5 mg/lít và H2S
nhỏ hơn 0,005 mg/lít, nhưng thực tế trên sông Thị Vải hiện NH3 đang ở mức 1,73 mg/l và
H2S ở mức 0,8 mg/l. Hàm lượng ô xy trong nước cũng rất thấp 1,2 mg/lít (ngưỡng cho phép
để duy trì sự sống 5 mg/lít).
Kết quả khảo sát thực tế cho thấy nước sông Thị Vải ô nhiễm nặng và mất đi khả năng tự
làm sạch, nhất là nồng độ DO thấp, có nơi bằng 0. Nguyên nhân ô nhiễm là do nước thải từ
các khu công nghiệp thuộc 2 tỉnh Đồng Nai và Bà Rịa – Vũng Tàu.[6]
2.6. Sông Nhuệ - Đáy
Trung bình mỗi ngày 2 con sông này phải tiếp nhận khoảng 800.000m3 nước thải.
Kết quả quan trắc cho thấy, nước sông bị ô nhiễm chủ yếu bởi các chất hữu cơ, dinh
dưỡng, chất rắn lơ lửng, mùi hôi, độ màu và vi khuẩn, đặc biệt vào mùa khô. Ô nhiễm nước
sông lưu vực này có chiều hướng ngày càng tăng. Nguyên nhân của tình trạng ô nhiễm trầm
trọng tại cả ba lưu vực sông này là nước thải công nghiệp, nước thải sinh hoạt, nước thải
làng nghề, nước thải y tế, hoạt động khai thác khoáng sản, hoạt động nông nghiệp và nuôi
trồng thủy sản, v.v...
Hiện tại, với tổng lượng nước thải công nghiệp khoảng 100.000m3/ngày đêm, Hà Nội
đang đứng đầu danh sách 6 tỉnh về lượng nước thải đổ ra sông Nhuệ - Đáy. Mặt nước ở các
sông của nội thành Hà Nội bị ô nhiễm nghiêm trọng, các đoạn sông Nhuệ nhận nước từ sông
Tô Lịch cũng có dấu hiệu bị ô nhiễm. Các giá trị COD, BOD5 vượt quá tiêu chuẩn từ 3- 5
lần. Nước sông màu đen, có váng, cặn lắng và có mùi tanh.
Chất lượng nước của 2 sông Nhuệ - Đáy đã được cảnh báo ở mức độ ô nhiễm trung bình
đến ô nhiễm nặng, nặng nhất là từ Cống Thần, Đồng Quan chảy về phía Hà Nội, Hà Đông.
Còn theo dự báo của Viện Khoa học Công nghệ Việt Nam, tải lượng ô nhiễm vào lưu
vực sông Nhuệ từ đập Thanh Liệt sẽ tăng lên gần 16% trong khoảng thời gian từ 2005 đến
2010.
Sông Nhuệ là con sông mẹ, tiếp nhận 500.000m3 nước thải mỗi ngày từ bốn con sông
thoát nước của Hà Nội: Tô Lịch, Kim Ngưu, Lừ, Sét (qua đập Thanh Liệt, Thanh Trì, Hà
Nội). Kết quả giám định của Viện Quy hoạch thủy lợi, Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông
thôn cho thấy, tại cầu Tó, nơi nhận nước thải lớn nhất tại sông Tô Lịch, hàm lượng các chất
Môn: Quản lý tài nguyên nước
9
Đề tài: Khả năng tự làm sạch của nguồn nước
Nhóm 8
hóa học đều vượt giới hạn B (giới hạn độc hại của tiêu chuẩn 5942 - tiêu chuẩn dùng để
đánh giá mức độ ô nhiễm của một nguồn nước mặt) nhiều lần. Lượng NO2 có lúc đạt 0,508
mg/lít (vượt giới hạn B 10 lần); lượng NH4+ là 2,005 mg/l (gấp đôi giới hạn B); lượng
Coliform, loại vi khuẩn có trong phân từ 110.000 - đến 330.000 mpn/100 ml (vượt quá giới
hạn B 33 lần).
Ở sông Đáy, mức độ ô nhiễm mang tính cục bộ, trong đó nặng nề nhất là đoạn cầu Hồng
Phú (Phủ Lý, Hà Nam - hợp lưu của sông Nhuệ, Đáy và sông Châu Giang). Tại đây, nước
sông bị ô nhiễm hữu cơ cao. Các thông số như BOD5, COD, các hợp chất Nitơ và Coliform
đều không đạt TCCP. Tình trạng này diễn ra tương tự tại đoạn hợp lưu của sông Hoàng
Long đổ vào sông Đáy (cầu Gián Khẩu - Gia Viễn - Ninh Bình) và xu hướng ô nhiễm ngày
một gia tăng với lượng nước thải được dự báo tăng 1,2 lần ở Hà Nội và 1,9 lần ở Hà Tây
trong vòng 3 năm nữa.
Trong bản báo cáo môi trường quốc gia 2006 chỉ rõ, từ nay đến 2010, nếu chúng ta
không có những biện pháp hợp lý bảo vệ môi trường như xử lý nước thải trước khi đổ vào
sông, chất lượng nước sông Nhuệ - Đáy sẽ tiếp tục xấu đi, nồng độ BOD tăng khoảng 1,2
-1,5 lần, tổng nito tăng từ 1,2 - 1,85 lần, tổng photpho tăng đến hơn hai lần, tổng coliform
tăng từ 1,3 - 2 lần. [11]
II. Các yếu tố ảnh hưởng đến khả năng tự làm sạch của
dòng chảy
1. Nồng độ oxy hòa tan
Tùy theo lượng chất hữu cơ thải ra trong dòng chảy, lượng oxy sẽ biến đổi như biểu thị
trong hình 1:
Môn: Quản lý tài nguyên nước
10
Đề tài: Khả năng tự làm sạch của nguồn nước
Nhóm 8
Hình 1: Sự thay đổi DO theo khoảng cách về phía hạ lưu tính từ điểm nhận nước thải
Nếu trong nước có nồng độ oxy hòa tan lớn (điều kiện háo khí) thì hoạt động của nhóm
vi sinh vật háo khí được đẩy mạnh, quá trình phân hủy chất hữu cơ diễn ra nhanh và tạo ra
các sản phẩm cuối cùng ít độc hại. Trong trường hợp này ta có sơ đồ chuyển hóa dưới tác
dụng của vi khuẩn:
Carbon hữu cơ + O2 → CO2
Hydro hữu cơ + O2 → H2O
Nitơ hữu cơ + O2 → NO3Lưu huỳnh hữu cơ + O2 → SO42Phospho hữu cơ + O2 → PO43+
Ngược lại nếu nồng độ oxy thấp hoặc không có thì việc phân hủy chất hữu cơ do nhóm
vi khuẩn yếm khí thực hiện, sản phẩm tạo ra có mùi hôi và có tính độc hại.
Carbon hữu cơ → CH4, CO2
Nitơ hữu cơ → NH3
Lưu huỳnh hữu cơ → H2S
Phospho hữu cơ → PH3
Môn: Quản lý tài nguyên nước
11
Đề tài: Khả năng tự làm sạch của nguồn nước
Nhóm 8
Tại điểm xả nước thải, nhu cầu oxy cho việc phân hủy các chất hữu cơ vượt quá tốc độ
hòa tan của oxy từ khí quyển vào nguồn nước, do đó nồng độ oxy hòa tan sẽ giảm đi.
Tại một điểm nào đó ở hạ lưu, tốc độ hòa tan oxy khí quyển vào nguồn nước cân bằng
với tốc độ tiêu thụ oxy của các vi sinh vật. Tại điểm tới hạn này lượng oxy hòa tan trong
nguồn nước bị suy giảm lớn nhất.
Sau điểm này, nồng độ oxy hòa tan tăng lên từ từ cho tới giá trị bão hòa.
Tiến trình này cũng phụ thuộc vào nhiệt độ. Trong mùa hè nhiệt độ cao lượng oxy hòa
tan vào nước thấp hơn vào mùa đông, điều này có nghĩa là việc phân hủy các chất ô nhiễm
trong mùa hè sẽ sử dụng hết lượng oxy của dòng chảy chỉ trong một khoảng thời gian ngắn
và tiếp theo đó sẽ là giai đoạn yếm khí. Thêm vào đó, tốc độ oxy hóa các chất hữu cơ sẽ
nhanh hơn ở nhiệt độ cao hơn, khi đó quá trình tự làm sạch vì vậy sẽ diễn ra nhanh hơn.[7]
2. Loại chất hữu cơ
Tốc độ tự làm sạch của nước phụ thuộc vào tính chất của chất hữu cơ gây ô nhiễm. Có
những chất hữu cơ dễ dàng bị phân hủy như protein, đường, chất béo... và cũng có những
chất khó phân hủy như lignin, cenlulo... Những chất hữu cơ clo hóa như DDT, BHC (benzen
hecxa clorua)... có tính bền sinh học cao nên tồn tại khá lâu trong nước. Các chất mùn là
những chất hữu cơ phức tạp rất bền đối với sự phân hủy sinh học nên thường tồn tại dưới
dạng bùn cặn màu đen hay nâu đen. [7]
3. Lực sinh học
3.1. Vi khuẩn
Vi khuẩn là loại vi sinh vật quan trọng nhất trong việc phân rã các chất hữu cơ và là tác
nhân thu gom có hiệu quả chất hữu cơ trong dung dịch loãng. Vi khuẩn oxy hóa chất hữu cơ
có thể tự cung cấp đủ năng lượng nhằm tổng hợp những phần tử hữu cơ phức tạp cần cho sự
hình thành các tế bào mới. Sự hấp thụ thức ăn của vi khuẩn diễn ra trên toàn bộ bề mặt của
nó. Mỗi vi khuẩn có một diện tích bề mặt rất lớn so với trọng lượng của nó. Diện tích bề mặt
của vi khuẩn khô là 62.500 m2/kg, trong khi đó ở người chỉ có 0,168 m2/kg. [7]
3.2. Tảo
Tảo không phân rã chất hữu cơ. Dưới tác dụng của ánh sáng mặt trời, tảo và các loài
thực vật sống trong nước sử dụng CO 2 hòa tan và các thành phần dinh dưỡng thực vật để
thực hiện quá trình quang hợp tạo ra oxy. Bằng cách này tảo có vai trò thúc đẩy quá trình
phân hủy háo khí. [7]
Môn: Quản lý tài nguyên nước
12
Đề tài: Khả năng tự làm sạch của nguồn nước
Nhóm 8
Hình 2: Một số loài tảo tiêu biểu
3.3. Động vật nguyên sinh
Các động vật nguyên sinh trong nước không chỉ tiêu thụ các chất hữu cơ chết mà còn sử
dụng cả tảo và vi khuẩn làm thức ăn cho mình, do đó góp phần giữ sự cân bằng sinh học
thích hợp trong dòng chảy. [7]
3.4. Giáp xác
Giáp xác có vai trò tương tự động vật nguyên sinh. Giáp xác sử dụng tảo và động vật
nguyên sinh làm thức ăn. Giun sử dụng bùn cặn lắng đọng ở đáy sông làm thức ăn nên giun
giữ vai trò lớn trong quá trình phân hủy chất lắng đọng. [7]
Môn: Quản lý tài nguyên nước
13
Đề tài: Khả năng tự làm sạch của nguồn nước
Nhóm 8
4. Các chất độc
Sự có mặt của bất kỳ các chất độc nào (kim loại nặng, cyanua, fenol...) cũng sẽ làm giảm
khả năng tự làm sạch của dòng chảy do chúng tiêu diệt hoặc ngăn cản sự phát triển của các
vi sinh vật. Tác hại của chất độc trong trường hợp này phụ thuộc vào bản chất của chất độc
và nồng độ của nó trong nước. [7]
5. Các đặc tính vật lý của dòng chảy
Tốc độ, lưu lượng, độ sâu, đặc tính đáy (sỏi, cuội, cát...), độ nhám lòng kênh dẫn… của
dòng chảy đều là những yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ khuếch tán oxy từ không khí vào nước
gây ảnh hưởng đến quá trình tự làm sạch của nước. [7]
6. Sự pha loãng
Khi chất độc được xả vào dòng chảy thì sự pha loãng có vai trò quan trọng trong việc
làm giảm mức độ ô nhiễm tạo điều kiện cho quá trình hoạt động phân hủy của các vi sinh
vật hiếu khí. Nước pha loãng có thể đến từ các nguồn khác nhau như nước ngầm, nước từ
các sông nhánh, nước tiêu trong khu vực, đặc biệt trong thời gian có mưa. [7]
7. Các điều kiện thời tiết khí hậu
Ánh nắng mặt trời thúc đẩy quá trình quang hợp tạo oxy nên có vai trò thúc đẩy nhanh
sự tự làm sạch. Hoạt động của gió có tác dụng làm tăng quá trình khuếch tán oxy từ khí
quyển vào nước tạo điều kiện tốt cho sự phân hủy háo khí. [7]
8. Sự lắng đọng
Bùn cặn ở đáy dòng chảy được tạo ra do sự sa lắng của các chất lơ lửng trong nước thải
và do sự đông tụ của các chất keo, sự tạo thành các mùn không tan. Sự oxy hóa những chất
lắng đọng này có thể diễn ra trong một thời gian dài. Chất lắng đọng bùn cặn do nhu cầu oxy
cao có thể tác động xấu đến sự tự làm sạch do thiếu oxy hòa tan.
Quá trình phân hủy yếm khí trong lớp bùn cặn này thường kèm theo sự tạo khí làm bùn
cặn bị đẩy nổi lên mặt nước. [7]
9. Nhiệt độ
Nhiệt độ có ảnh hưởng lớn đến tốc độ các phản ứng sinh hóa nên là một yếu tố ảnh
hưởng đến tốc độ tự làm sạch của dòng chảy.[7]
10. Điều kiện mặt cắt sông
Sông rộng nhưng nông sẽ tạo điều kiện cho oxy thâm nhập nhiều hơn từ không khí vào
nước và làm tăng khả năng tự làm sạch của nước[7]
Môn: Quản lý tài nguyên nước
14
Đề tài: Khả năng tự làm sạch của nguồn nước
Nhóm 8
III. Quá trình tự làm sạch của nguồn nước
1. Quá trình tự làm sạch của nước ngầm
1.1. Quá trình lọc
Một trong những cơ chế suy giảm nồng độ chất ô nhiễm trong nước ngầm được giải
thích là do tác dụng lọc của các lớp đất trong quá trình ô nhiễm thấm xuống. Tác dụng lọc
này có thể loại trừ được các chất lơ lửng, các chất dạng hạt, các kết tủa tạo ra bởi các phản
ứng hóa học.
1.2. Cơ chế hấp thụ
Hấp thụ được xem là một cơ chế chủ yếu trong quá trình làm giảm chất ô nhiễm nước
ngầm. Các hạt sét, các oxyt và hydroxyt kim loại đóng vai trò chất hấp thụ. Hầu hết cácchất
gây ô nhiễm đều bị hấp thụ với các điều kiện thích hợp, ngoại trừ clorua nói chung và nitrat,
sulfat (với mức độ ít hơn).
1.3. Các quá trình hóa học
Hiện tượng kết tủa hóa học trong nước ngầm có thể xảy ra ở nơi các ion thành phần có
mặt với nồng độ đủ lớn, lúc này tích số ion của chúng lớn hơn tích số hòa tan của các hợp
chất tạo thành. Cơ chế kết tủa có thể loại trừ được các ion kim loại như Ca, Mg, Ba, Cd, Cu,
Fe, Pb, Hg, Mo, Ra, Zn... và các anion SO 42-, HCO3-, CN-, F-... Trong vùng khô hạn, nơi độ
ẩm của các lớp đất gần trên bề mặt nhỏ thì kết tủa hóa học là một cơ chế chủ yếu làm giảm
nồng độ ô nhiễm.
1.4. Cơ chế loại trừ vi khuẩn, virus
Các loại vi khuẩn, virus trong nước có khuynh hướng di chuyển qua màng xốp (như đất)
chậm hơn so với nước, ngoài ra chúng còn phải cạnh tranh với các vi sinh vật đất, vì vậy
chúng sẽ bị loại một phần lớn khi đi qua chỉ 1m đất với điều kiện đất đó chứa những lượng
sét và bùn đủ lớn.
Hầu hết các vi sinh vật gây bệnh đều không thể phát triển trong môi trường đất được, vì
vậy cuối cùng chúng đều bị tiêu diệt. Thời gian tồn tại của chúng tùy thuộc vào các điều kiện
môi trường.
1.5. Cơ chế pha loãng
Các chất gây ô nhiễm nước ngầm khi chảy qua môi trường xốp sẽ bị pha loãng nồng độ
do sự phân tán thủy động diễn ra với mức độ vi mô lẫn vĩ mô. Cơ chế pha trộn này gây nên
hiện tượng lan dọc và lan rộng sang bên cạnh chất ô nhiễm có trong nước ngầm, vì thế thể
Môn: Quản lý tài nguyên nước
15
Đề tài: Khả năng tự làm sạch của nguồn nước
Nhóm 8
tích bị tác động tăng lên, nồng độ giảm theo khoảng cách lan truyền và sẽ làm giảm mức độ
ô nhiễm môi trường.
2. Quá trình tự làm sạch nước mặt
Khả năng tự làm sạch của nước mặt được thể hiện qua 2 quá trình [9]:
•
Qúa trình xáo trộn (pha loãng ) thuần tuý lý học giữa nước thải với nguồn nước.
•
Quá trình khoáng hoá các chất hữu cơ nhiễm bẩn trong nguồn nước.
Do hai quá trình trên nồng độ các chất ô nhiễm đưa vào nguồn nước sau một thời gian sẽ
giảm xuống đến một mức nào đó.
Đối với nguồn nước có dòng chảy (sông) nước thải được pha loãng với nguồn nước và
theo dòng chảy đổ ra biển hay một nơi nào đó.
Khi sự ô nhiễm diễn ra bởi quá nhiều chất hữu cơ thì sẽ thấy rõ và phân biệt được
các vùng ô nhiễm và vùng phục hồi. Mỗi vùng được đặc trưng bởi các điều kiện hoá lý, sinh
mà có thể quan sát kiểm tra đánh giá được.
Hinh 3: Phân chia các vùng của dòng chảy theo khả năng tự làm sạch của nguồn nước
Môn: Quản lý tài nguyên nước
16
Đề tài: Khả năng tự làm sạch của nguồn nước
Nhóm 8
Các vùng đó là: [8]
Vùng phân huỷ: Được hình thành ngay sau nguồn nước thải và được biểu hiện bởi độ
đục và màu đen của nước. ở đây sẽ diễn ra sự phân huỷ kỵ khí; sự tiêu thụ ôxy tăng nhanh,
xuất hiện CO2 và NH4. Các dạng sinh vật bậc cao, đặc biệt là cá sẽ bị chết hoặc là chúng
phải rời đi nơi khác. Nấm có thể hình thành và xuất hiện thành khối màu nâu trắng hoặc màu
xám như những chiếc đũa nhỏ và chìm xuống; vi khuẩn xuất hiện ít hơn nấm. Trong cặn
lắng có một loài ấu trùng roi; loài này nuốt cặn và thải cặn ra ở dạng ổn định và lại được các
sinh vật khác sử dụng.
Vùng phân huỷ mạnh: Vùng này thấy rất rõ khi nước bị ô nhiễm nặng và đặc trưng
bởi sự vắng mặt ôxy hoà tan, diễn ra sự phân huỷ kỵ khí. Do kết quả của sự phân huỷ cặn,
các bọt khí và bùn cặn có thể xuất hiện trên mặt nước tạo thành váng màu đen. Nước sẽ có
màu xám đen và có mùi hôi thối của các hợp chất chứa lưu huỳnh. Các vi sinh vật chủ yếu là
vi khuẩn kỵ khí, nấm hầu như đã biến mất; các loài động vật bậc cao cũng rất ít, chỉ có một
ít loài ấu trùng, côn trùng...
Vùng phục hồi: ở vùng này nhiều chất hữu cơ đã lắng đọng xuống ở dạng cặn. Cặn bị
phân huỷ kỵ khí dưới đáy hoặc trong dòng nước chuyển động. Vì nhu cầu tiêu thụ ôxy của
nước nhỏ hơn tốc độ làm thoáng bề mặt nên tình trạng được cải thiện, nước được trong hơn.
Lượng CO2, NH4 giảm và ôxy hoà tan, NO2- , NO3- tăng lên. Vi khuẩn có xu hướng giảm về
số lượng vì việc cung cấp thức ăn bị giảm, chúng chủ yếu là loài hiếu khí. Nấm xanh, tảo
xuất hiện đã sử dụng các hợp chất chứa nitrơ và CO2 rồi giải phóng ôxy giúp cho việc làm
thoáng và hoà tan ôxy mạnh mẽ hơn. Tiếp theo, nhu cầu tiêu thụ ôxy giảm; các loài khuê tảo
cũng ít hơn; xuất hiện các loài nguyên sinh động vật, nhuyễn thể, các thực vật nước; quần
thể cá cũng ổn định dần và tìm thức ăn trong vùng này.
Vùng nước trong: ở đây dòng chảy đã trở lại trạng thái tự nhiên và có các loài phù du
thông thường của nước sạch. Do ảnh hưởng của độ phì dưỡng do ô nhiễm trước đây cho nên
các loài phù du sẽ xuất hiện với số lượng lớn. Nước trở lại trạng thái cân bằng ôxy - lượng
ôxy hoà tan lớn hơn lượng ôxy tiêu thụ - trạng thái ban đầu của nước đã được phục hồi hoàn
toàn.
Trong quá trình phục hồi, coliforms và các sinh vật gây bệnh cũng đã giảm về số lượng
vì môi trường không thuận lợi cho chúng và xuất hiện những sinh vật chủ đạo. Tuy nhiên
một số loài gây bệnh còn tồn tại trong vùng nước trong, do đó có thể nước vẫn còn bị ô
nhiễm bởi vi khuẩn gây bệnh và không thể dùng cho ăn uống, sinh hoạt nếu không được sử
lý.
Khả năng tự làm sạch của nước sẽ diễn ra không đạt kết quả khi trong nước thải có chứa
các chất độc hại đối với sự sống của các sinh vật; quá trình tự làm sạch của nước chỉ diễn ra
khi các chất độc hại trong nước bị tiêu tan hoặc pha loãng hay lý do nào khác. Vì vậy cần
phải giám sát chặt chẽ hàm lượng các chất độc hại trong nước thải
Môn: Quản lý tài nguyên nước
17
Đề tài: Khả năng tự làm sạch của nguồn nước
Nhóm 8
Để xác định mức độ cần thiết làm sạch nước thải trước khi cho xả ra nguồn nước, cần
đánh giá chính xác khả năng tự làm sạch của nguồn nước bằng cách tiến hành nghiên cứu
cẩn thận về thuỷ văn, thuỷ sinh và thành phần hoá lý của nguồn nước ...
2.1. Quá trình xáo trộn nước thải với nước nguồn
Khi xác định mức độ xáo trộn giữa nước thải với nước sông không lấy toàn bộ lưu lượng
nước sông để tính vì ở khía cạnh cống xả quá trình xáo trộn chưa thể đạt hoàn toàn chỉ đạt
mà chỉ đạt hoàn toàn ở một khoảng cách nào đó xa cống xả. mặt khác, tỉ lệ giữa lưu lượng
nước thải và lưu lượng nước nguồn càng lớn thì khoảng cách từ cống xả đến điểm tính toán
(là nơi đã thực hiện quá trình xáo trộn hoàn toàn) sẽ càng lớn[9].
Sự tương quan giữa lưu lượng nguồn và lưu lượng nước thải là yếu tố quan trọng trong
quá trình làm sạch gọi là hệ số pha trộn n.[10]
Trong đó :
Q: Lưu lượng nước nguồn tham gia vào quá trình xáo trộn (m3/s)
q: Lưu lượng nước thải xả vào nguồn (m3/s)
C: Hàm lượng bẩn của nước thải (mg/l)
Cng: Hàm lượng bẩn của nước nguồn (mg/l)
Cgh: Hàm lượng giới hạn của hỗn hợp nước thải với nguồn nước sau khi xáo trộn kỹ
(mg/l)
Thực tế thì không phải tất cá lưu lượng nước nguồn tham gia vào quá trình xáo trộn mà
chỉ một phần nào đó thôi. Phần nước nguồn tham gia vào quá trình được đặc trưng bởi hệ số
xáo trộn.
2.2. Quá trình khoáng hóa các chất hữu cơ nhiễm bẩn trong nguồn
nước
Chất hữu cơ trong nước thải là môi trường cho các loại vi khuẩn phát triển. Xử lý nước
thải có nhiệm vụ là: tách các chất bẩn hữu cơ, các chất dinh dưỡng và khử trùng nước thải.
Quá trình khoáng hóa các chất hữu cơ nhờ oxy hóa sinh hóa xảy ra theo 2 giai đoạn:
• Oxy hóa các hợp chất chứa C thành CO2 và nước
• Oxy hóa các hợp chất chứa N thành nitrit và sau đó thành nitơrat
Qúa trình khoáng hóa các hợp chất trong điều kiện hiếu khí thực tế là quá trình tiêu thụ
oxy hòa tan từ khí quyển vào nước thải.[9]
Môn: Quản lý tài nguyên nước
18
Đề tài: Khả năng tự làm sạch của nguồn nước
Nhóm 8
IV. Các vấn đề môi trường khi nguồn nước không có khả
năng tự làm sạch
Khi nước mất dần khả năng tự làm sạch, trở thành dòng sông chết, hàm lượng chất thải
không được đồng hóa sẽ kéo theo các hậu quả về ô nhiễm môi trường, ảnh hưởng đến đời
sống của con người và của động thực vật.
1. Nước và sinh vật nước
1.1. Nước
Nước ngầm: Mất đi khả năng tự làm sạch, các cặn lơ lửng trong nước mặt, các chất thải
nặng lắng xuống đáy sông, sau khi phân huỷ thấm xuống mạch nước bên dưới (nước ngầm)
qua đất, làm biến đổi tính chất của loại nước này theo chiều hướng xấu (do các chất chứa
nhiều chất hữu cơ, kim loại nặng…)
Nước mặt: Khi mất cân bằng lượng chất thải ra môi trường nước (rác thải sinh hoạt, các
chất hữu cơ,…) và các sinh vật tiêu thụ lượng chất thải này (vi sinh vật, tảo,…) làm cho các
chất hữu cơ, chất rắn lơ lửng,… không được phân huỷ, vẫn còn lưu lại trong nước với khối
lượng lớn, dẫn đến việc nước dần mất đi sự tinh khiết ban đầu, làm chất lượng nguồn nước
bị suy giảm nghiêm trọng.
1.2. Sinh vật nước
Khi khả năng tự làm sạch mất đi, gây ô nhiễm nước sẽ ảnh hưởng trực tiếp đến các sinh
vật nước, đặc biệt là vùng sông, do nước chịu tác động của ô nhiễm nhiều nhất. Nhiều loài
thuỷ sinh do hấp thụ các chất độc trong nước, thời gian lâu ngày gây biến đổi trong cơ thể
nhiều loài thuỷ sinh, một số trường hợp gây đột biến gen, tạo nhiều loài mới, một số trường
hợp làm cho nhiều loài thuỷ sinh chết.
Đại dương tuy chiếm ¾ diện tích trái đất, nhưng cũng không thể không chịu tác động bởi
việc nước bị ô nhiễm, mà một phần sự ô nhiễm nước đại dương là do các hoạt động của con
người như việc khai thác dầu, rác thải từ người đi biển,… gây ảnh hưởng không nhỏ đến đại
dương và các sinh vật đại dương, làm xuất hiện nhiều hiện tượng lạ, đồng thời làm cho nhiều
loài sinh vật biển không có nơi sống, một số vùng có nhiều loài sinh vật biển chết hàng loạt,
…
Hiện tượng thủy triều đen: Tình trạng chất lượng nước hồ giảm đột ngột nghiêm
trọng và tình trạng cá chết hàng loạt trong nhiều ngày kể từ thập niên 1970. Hiện tượng này
được các nhà khoa học gọi tên là “thủy triều đen”. Phân tích các mẫu nước hồ lấy từ nhiều
nước trên thế giới cho thấy hiện tượng “thủy triều đen” thường xảy trong hồ nước vào mùa
thu. Khi đó, chất hữu cơ dưới đáy hồ bắt đầu phân hủy dưới tác dụng của các vi sinh vật,
làm thiếu ôxy dưới đáy hồ, giảm hàm lượng pH và tăng nồng độ các gốc axít kali nitrat. Chu
Môn: Quản lý tài nguyên nước
19
Đề tài: Khả năng tự làm sạch của nguồn nước
Nhóm 8
kỳ này làm tăng tình trạng thiếu ôxy trong nước làm giảm khả năng tự làm sạch của nước và
lây lan hợp chất sunfua, biến nước hồ có màu đen và mùi hôi. Trong quá trình thay đổi chất
lượng nước, các hoạt động của con người như thải chất thải công nghiệp và sinh hoạt vào hồ
cũng có thể tạo ra “thủy triều”.
Thủy triều đỏ: Mặt khác, sự ô nhiễm nước góp phần làm tăng vọt tần suất xuất hiện
thuỷ triều đỏ ở nhiều nơi trên thế giới và ở Việt Nam. Không chỉ ảnh hưởng nghiêm trọng
đến nền kinh tế biển, thuỷ triều đỏ còn làm mất cân bằng sinh thái biển, ô nhiễm môi trường
biển.
Khi gặp những môi trường thuận lợi như điều kiện nhiệt độ, sự ưu dưỡng của vực nước...
các loài vi tảo phát triển theo kiểu bùng nổ số lượng tế bào, làm thay đổi hẳn màu nước. Các
nhà khoa học gọi đó là sự nở hoa của tảo hay “thuỷ triều đỏ”. Thuỷ triều đỏ phá vỡ sự cân
bằng sinh thái biển, gây hại trực tiếp đối với sinh vật và con người. Một số loài vi tảo sản
sinh ra độc tố. Vì vậy, con người có thể bị ngộ độc do ăn phải những sinh vật bị nhiễm độc
tố vi tảo. Thuỷ triều đỏ là tập hợp của một số lượng cực lớn loài tảo độc có tên gọi
Alexandrium fundyense. Loài tảo này có chứa loại độc tố saxintoxin, đã giết chết 14 con cá
voi trên vùng biển Atlantic, vào năm 1987.
2. Đất và sinh vật đất
2.1. Đất
Nước bị ô nhiễm mang nhiều chất vô cơ và hữu cơ thấm vào đất gây ô nhiễm nghiêm
trọng cho đất.
Nước ô nhiễm thấm vào đất làm :
• Liên kết giữa các hạt keo đất bị bẻ gãy, cấu trúc đất bị phá vỡ.
• Thay đổi đặc tính lý học, hóa học của đất.
• Vai trò đệm, tính oxy hóa, tính dẫn điện, dẫn nhiệt của môi trường đất thay đổi
mạnh.
• Thành phần chất hữu cơ giảm nhanh làm khả năng giữ nước và thoát nước của đất bị
thay đổi.
Một số chất hay ion có trong nước thải ảnh hưởng đến đất :
• Quá trình oxy hóa các ion Fe2+ và Mn2+ có nồng độ cao tạo thành các axit không tan
Fe2O3 và MnO2 gây ra hiện tượng “nước phèn” dẫn đến đóng thành váng trên mặt đất (đóng
phèn)
• Canxi, magie và các ion kim loại khác trong đất bị nước chứa axit cacbonic rửa trôi
thì đất sẽ bị chua hóa
Môn: Quản lý tài nguyên nước
20
- Xem thêm -