Tài liệu Khảo sát hàm lượng do, bod trong nước sông ở một số điểm thuộc hệ thống kênh tàu hũ – bến nghé và kênh nhiêu lộc – thị nghè

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA HÓA HỌC  KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP TÊN ĐỀ TÀI: KHẢO SÁT HÀM LƯỢNG DO, BOD TRONG NƯỚC SÔNG Ở MỘT SỐ ĐIỂM THUỘC HỆ THỐNG KÊNH TÀU HŨ – BẾN NGHÉ VÀ KÊNH NHIÊU LỘC – THỊ NGHÈ GVHD : Ths. Trần Thị Lộc SVTH : Kiều Diễm Mi MSSV :35201041 Thành phố Hồ Chí Minh, tháng 5 năm 2013 MỤC LỤC MỤC LỤC 1 MỞ ĐẦU 0 CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ MÔI TRƯỜNG NƯỚC 2 1.1. TÀI NGUYÊN NƯỚC CỦA TRÁI ĐẤT [1] 2 1.2. TÀI NGUYÊN NƯỚC Ở VIỆT NAM [4] 3 1.3. TÀI NGUYÊN NƯỚC Ở THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH 4 1.3.1. Nước mặt 4 1.3.2. Nước dưới đất 4 1.4. TÀI NGUYÊN NƯỚC TRONG THẾ KỶ XXI [4] 5 1.4.1. Nhận thức về tài nguyên nước 5 1.4.2. Nguy cơ thiếu nước trong thế kỷ XXI 6 1.4.3. Tầm nhìn về nước thế kỉ XXI 6 CHƯƠNG 2. Ô NHIỄM MÔI TRƯỜNG NƯỚC 8 2.1. NGUỒN GỐC GÂY Ô NHIỄM NƯỚC [5] 8 2.1.1. Ô nhiễm nước do tác động của con người 8 2.1.2. Ô nhiễm môi trường nước do yếu tố tự nhiên 9 2.2. HIỆN TƯỢNG NƯỚC BỊ Ô NHIỄM [5] 10 2.2.1. Màu sắc 10 2.2.2. Mùi và vị 10 2.2.3. Độ đục 10 2.2.4. Nhiệt độ 11 CHƯƠNG 3. HÓA HỌC NƯỚC SÔNG 12 3.1. ĐẶC ĐIỂM CHUNG [3] 12 3.2. THÀNH PHẦN HÓA HỌC CHỦ YẾU CỦA NƯỚC SÔNG 12 3.3. TÍNH KHÔNG ĐỒNG ĐỀU VỀ THÀNH PHẦN HÓA HỌC CỦA NƯỚC SÔNG [3] 13 3.3.1. Tính không đồng đều của thành phần hóa học theo chiều dài của sông. 13 3.3.2. Tính không đồng đều của theo chiều rộng của sông. 3.4. SỰ Ô NHIỄM NƯỚC SÔNG [4] 14 14 3.5. ĐỘNG THÁI CỦA CÁC CHẤT KHÍ HÒA TAN VÀ CỦA ION H+ [3] 16 3.5.1. Động thái của các khí hòa tan 16 3.5.2 Động thái của ion H+ 17 3.6. CÁC CHẤT RẮN 17 3.7. CÁC CHẤT HỮU CƠ 18 CHƯƠNG 4. MỘT SỐ CHỈ TIÊU ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG NƯỚC VÀ PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH 19 4.1. CÁC CHỈ TIÊU VẬT LÍ VÀ PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH [11] 21 4.1.1. Nhiệt độ 21 4.1.2. Hàm lượng cặn 21 4.1.3. Độ màu 21 4.1.4. Mùi và vị của nước 22 4.1.5. Chất rắn lơ lửng 22 4.1.6. Độ đục 23 4.2 CÁC CHỈ TIÊU HÓA HỌC VÀ PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH [2] 23 4.2.1. Độ cứng của nước 23 4.2.2. Hàm lượng oxy hoà tan (DO) 23 4.2.3. Độ pH 24 4.2.4. Độ axit 24 4.2.5. Độ kiềm 25 4.2.6. Độ oxy hóa 25 4.2.7. Nhu cầu oxy sinh hóa trong 5 ngày 26 4.2.8. Nhu cầu oxy hóa học 27 4.2.9. Chỉ số Fe 27 4.2.10. Hàm lượng mangan 28 4.2.11. Các hợp chất của nitơ 28 4.2.12. Clorua (Cl-) 28 4.3. CÁC CHỈ TIÊU VỀ VI SINH VẬT [2] 28 4.3.1. Vi trùng và vi sinh vật 28 4.3.2. Phù du rong tảo 28 CHƯƠNG 5. XÁC ĐỊNH OXY HÒA TAN VÀ NHU CẦU OXY SINH HÓA 30 5.1. NGUYÊN TẮC LẤY MẪU VÀ BẢO QUẢN MẪU [10] 30 5.1.1. Đại cương 30 5.1.2. Mục đích lấy mẫu 30 5.1.3. Phương thức lấy mẫu 30 5.2. XÁC ĐỊNH OXY HÒA TAN TRONG NƯỚC 5.2.1. Ý nghĩa môi trường của oxy hoà tan 32 [5] 32 5.2.2. Xác định oxy hòa tan trong nước theo phương pháp chuẩn độ [12] Phương pháp azide (Winkler) 33 33 5.2.3. Xác định oxy hòa tan trong nước bằng phương pháp điện cực oxy hoà tan – máy đo oxy 37 5.3. XÁC ĐỊNH NHU CẦU OXY SINH HÓA NƯỚC [12] (BOD) TRONG 37 5.3.1. Ý nghĩa môi trường 37 5.3.2. Nguyên tắc 38 5.3.3. Các yếu tố ảnh hưởng 38 5.3.4. Dụng cụ và hóa chất 38 5.3.5. Tiến hành 39 CHƯƠNG 6. THỰC NGHIỆM 6.1. ĐỊA ĐIỂM VÀ THÔNG SỐ LẤY MẪU 40 40 6.1.1 Địa điểm 40 6.1.2 Các thông số của mẫu lúc lấy mẫu 42 6.2. XÁC ĐỊNH NỒNG ĐỘ DUNG DỊCH CHUẨN 6.2.1 Xác định chính xác nồng độ dung dịch Na 2 S 2 O 3 theo K 2 Cr 2 O 7 44 44 6.3. KẾT QUẢ KHẢO SÁT ẢNH HƯỞNG CỦA MỘT SỐ ION TRONG NƯỚC ĐẾN QUÁ TRÌNH XÁC ĐỊNH DO 45 Bảng 10. Kết quả khảo sát ảnh hưởng của các ion Fe3+, Fe2+, NO 2 ─ [6] 45 6.4. XÁC ĐỊNH DO TRONG NƯỚC BẰNG PHƯƠNG PHÁP WINKLER 47 6.4.1 Tiến hành 47 6.4.2 Kết quả 49 6.5. XÁC ĐỊNH BOD TRONG NƯỚC 6.5.1. Chuẩn bị nước pha loãng 53 53 6.5.2. Chuẩn bị mẫu 53 6.5.3. Kỹ thuật pha loãng: 53 6.5.4. Cách xác định 53 6.5.5. Kết quả 54 KẾT LUẬN CHUNG 59 TÀI LIỆU THAM KHẢO 61 MỞ ĐẦU 1.LÍ DO CHỌN ĐỀ TÀI Cùng với sự phát triển theo hướng công nghiệp hóa – hiện đại hóa đất nước là hàng nghìn các công ty xí nghiệp, công trình giao thông mọc lên, kéo theo những tác động bất lợi đến môi trường, trong đó có nguồn tài nguyên nước. Nước là tài nguyên vật liệu quan trọng nhất của loài người và sinh vật trên trái đất. Ngoài chức năng tham gia vào chu trình sống, nước còn là chất mang năng lượng (hải triều, thuỷ năng), chất mang vật liệu và tác nhân điều hoà khí hậu, thực hiện các chu trình tuần hoàn vật chất trong tự nhiên. Có thể nói sự sống của con người và mọi sinh vật trên trái đất phụ thuộc vào nước. Tuy nhiên hiện nay nguồn tài nguyên quý hiếm này đang đối mặt với nguy cơ ô nhiễm trầm trọng. Sự suy thoái chất lượng nước ảnh hưởng rất lớn đến mọi mặt đời sống xã hội. Vì vậy việc bảo vệ môi trường đã trở thành vấn đề cấp bách của toàn cầu. Để hiểu rõ hơn chất lượng nước thuộc hệ thống sông Sài Gòn, tôi chọn đề tài “Khảo sát hàm lượng DO, BOD trong nước sông ở một số điểm thuộc hệ thống kênh Tàu Hủ – Bến Nghé và kênh Nhiêu Lộc – Thị Nghè”. Hy vọng đề tài này sẽ đem đến người quan tâm cái nhìn chủ quan hơn về tình trạng ô nhiễm nước của kênh Tàu Hủ – Bến Nghé, kênh Nhiêu Lộc – Thị Nghè, cùng góp một phần công sức để bảo vệ nguồn tài nguyên quý giá này. 2. MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU Phân tích hàm lượng DO trong nước sông và hàm lượng BOD trong nước sông ở một số điểm thuộc hệ thống kênh Tàu Hủ – Bến Nghé và kênh Nhiêu Lộc – Thị Nghè. 3. NHIỆM VỤ NGHIÊN CỨU Nghiên cứu tổng quan về nước. Nghiên cứu các cơ sở lí luận của phương pháp nghiên cứu, phân tích DO và BOD trong nước. Nghiên cứu loại nước cần khảo sát. Nhận xét, phân tích, đánh giá kết quả hàm lượng DO và BOD sau khi đã làm thực nghiệm. 4. ĐỐI TƯỢNG VÀ KHÁCH THỂ NGHIÊN CỨU Nước sông thuộc kênh Tàu Hủ – Bến Nghé và kênh Nhiêu Lộc – Thị Nghè. 5. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Sử dụng phương pháp azide để phân tích lượng DO, BOD trong nước sông. 6. GIẢ THUYẾT KHOA HỌC Qua việc xác định hàm lượng DO, BOD trong nước sông, đánh giá chất lượng nước sau khi cải tạo một số khu vực dọc hai bờ kênh Tàu Hủ - Bến Nghé và kênh Nhiêu Lộc – Thị Nghè. 7. GIỚI HẠN ĐỀ TÀI Một số địa điểm thuộc kênh Tàu Hủ – Bến Nghé và kênh Nhiêu Lộc – Thị Nghè: cầu Rạch Cây, cầu Lò Gốm, cầu Chà Và, cầu Nguyễn Văn Cừ, cầu Khánh Hội, cầu Thị Nghè 1, cầu Khánh Dư, cầu Công Lý, cầu số 8, cầu số 1. CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ MÔI TRƯỜNG NƯỚC 1.1. TÀI NGUYÊN NƯỚC CỦA TRÁI ĐẤT [1] Khối lượng toàn bộ nguồn nước trên trái đất ước tính được 1.454.000.000 km3 . Diện tích nước mặt bao phủ đến ¾ bề mặt trái đất. Hơn 97% lượng nước toàn cầu là nước mặn. Còn khoảng 3% là nước ngọt lại tập trung ở 2 cực nên trong lòng đất chỉ còn khoảng 1% ở sông, suối, ao, hồ, nước ngầm, băng tuyết…. Theo F.Sargent, tổng lượng nước trên thế giới được phân bố như sau: Biển và đại dương: 1.370.322.000 km3 Nước ngầm: 60.000.000 km3 Băng: 26.660.000 km3 Hồ nước ngọt: 125.000 km3 Hồ nước mặn: 105.000 km3 Khí ẩm trong đất: 75.000 km3 Hơi nước trong khí quyển: 14.000 km3 Nước sông: 1.200 km3 Tuyết lục địa: 250 km3 Như vậy chỉ khoảng 215.000 km3 tức là gần 1/7000 tổng lượng nước có vai trò quan trọng là bảo tồn sự sống trên hành tinh. Lượng nước ngọt trên Trái Đất nói chung phân bố không đều theo không gian và rất biến đổi theo thời gian, tùy thuộc sự phân bố và biến đổi của lượng mưa. Bảng 1. Phân bố nước ngọt trên đầu người của một số quốc gia trên thế giới [4]. Quốc gia Lượng nước ngọt do mưa hàng Dân số (triệu người) Năm 1994 năm tính trên đầu người (103 m3) Năm 2025 Năm 1994 Năm 2025 Achenina 43,2 46,1 29,06 21,6 Băngladet 117,8 196,1 20,00 12,02 Braxin 150,1 230,3 46,30 30,18 Canada 29,1 38,3 99,69 75,74 1190,9 1526,1 2,35 1,83 Ai cập 57,6 97,3 1,02 0,60 Ấn Độ 913,6 1392,1 2,28 1,50 Inđonesia 189 275,6 13,32 9,17 Nhật Bản 124,8 121,6 4,38 4,50 Mexico 91,9 136,6 3,38 2,61 Nigieria 107,9 238,4 2,87 1,29 Anh 58,1 61,5 2,02 1,95 Mỹ 260,6 331,2 9,51 7,48 Việt Nam 72,0 102 12,10 8,70 Thổ Nhĩ Kỳ 60,8 90,9 3,34 2,23 Trung Quốc Theo bảng trên thì tiềm năng nguồn nước tính trên đầu người của nước ta nằm 1994 là 12100 m3/người và năm 2025 giảm xuống còn 8700 m3/người do dân số tăng lên. So với thế giới thì tài nguyên nước của nước ta tính trên đầu người dân cũng không phải quá lớn mà chỉ trên mức trung bình. 1.2. TÀI NGUYÊN NƯỚC Ở VIỆT NAM [4] Việt Nam là quốc gia có tài nguyên nước phong phú với mức bình quân trên đầu người hiện nay là 12000 m3/năm, nhưng 2/3 lượng nước nói trên lại phát sinh từ lãnh thổ các nước khác ở thượng lưu, như thượng lưu lưu vực sông Hồng, trung và thượng lưu vực sông Mê Kông. Vì thế, nguồn nước qua lãnh thổ Việt Nam còn phụ thuộc một phần vào tình hình khai thác và sử dụng nước của các nước nói trên. Bảng 2. Tài nguyên nước các sông chính ở Việt Nam (đơn vị tỷ m3). Diện tích Sông Sông Bằng Giang – Kỳ Cùng Tổng lượng nước (km3/năm) lưu vực Trong Ngoài (km2) nước vào 12.800 7,19 1,73 Toàn bộ 8,92 Sông Hồng – Thái Bình 168.700 93,0 44,00 137 Sông Mã – Sông Chu 28.400 15,76 4,34 20,1 Sông Cả 27.200 19,46 4,74 24,2 Sông Gianh 4.680 8,14 8,14 Sông Quãng Trị 2.660 4,68 4,68 Sông Hương 2.830 5,64 5,64 10.350 19,3 19,3 Sông Vị 1.260 2,36 2,36 Sông Trà Khúc 3.189 6,19 6,19 Sông An Lão 1.466 1,64 1,64 Sông Kone 2.980 2,58 2,58 Sông Kỳ Lộ 1.920 1,45 1,45 13.800 10,36 10,36 Sông Cái (Nha Trang) 1.900 1,9 1,9 Sông Cái (Phan Rang) 3.000 1,72 1,72 Sông Lũy 1.910 0,82 0,82 Sông Cái (Phan Thiết) 1.050 0,448 0,448 Sông Đồng Nai 44.100 29,2 1,4 30,6 Sông Mê Kông 795.000 20,6 500 520,6 Sông Thu Bồn Sông Ba 1.3. TÀI NGUYÊN NƯỚC Ở THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH 1.3.1. Nước mặt Là nguồn nước từ các sông lớn như sông Đồng Nai, Sài Gòn, Vàm Cỏ Đông với hệ thống kênh rạch dài khoảng 7880 km, tổng diện tích nước mặt 35500 ha. Nước mặt được khai thác phục vụ cho nhu cầu sinh hoạt, sản xuất. 1.3.2. Nước dưới đất Riêng địa bàn TPHCM, trữ lượng tiềm năng nước dưới đất tại các tầng chứa nước là: 2501059 m3/ ngày, hiện có trên 100.000 giếng khoan khai thác nước ngầm, 56,61% tổng lượng nước khai thác dùng cho mục đích sản xuất, còn lại dùng trong sinh hoạt. 1.4. TÀI NGUYÊN NƯỚC TRONG THẾ KỶ XXI [4] Để hiểu biết đầy đủ về tài nguyên và có phương thức sử dụng tài nguyên nước một cách hợp lý và hiệu quả nhất, con người cần phải có nhận thức đầy đủ về tài nguyên nước cũng như hiểu biết thực trạng của sử dụng nước cùng với các tầm nhìn về nước hiện nay và trong thập kỷ tới của thế kỷ XXI. 1.4.1. Nhận thức về tài nguyên nước Nước là nguồn tài nguyên vô cùng quan trọng, thiết yếu đối với thế giới sinh vật, với sự tồn tại và phát triển con người. Nước là nguồn tài nguyên hữu hạn, vì thế sử dụng phải luôn tiết kiệm, hạn chế các tổn thất và tránh các hành vi sử dụng làm lãng phí nguồn tài nguyên nước. Nước là nguồn tài nguyên có thể tái tạo và cần phải sử dụng nước hợp lý để duy trì khả năng tái tạo của tài nguyên nước. Nước là nguồn tài nguyên có giá trị kinh tế nên trong sử dụng phải coi nước là một loại hàng hóa và làm sao phát huy tối đa giá trị kinh tế nguồn tài nguyên nước. Đây là nhận thức mới được con người khẳng định trong vài thập kỉ gần đây. Trước đây con người sử dụng nước nhưng chưa hiểu giá trị kinh tế của tài nguyên nước, coi nước là tài nguyên có thể sử dụng tự do nhiều khi không phải trả tiền. Trong bối cảnh ngày nay, yêu cầu cho sử dụng nhiều nơi trên thế giới đã vượt quá khả năng của nguồn nước và tình trạng thiếu nước đang đe dọa sự tồn tại và phát triển của con người trong tương lai, thì con người mới thấy rõ giá trị kinh tế của nguồn tài nguyên nước và khẳng định rằng nước là một tài nguyên có giá trị kinh tế và trong sử dụng phải coi nước là dầu mỏ hay bất kỳ loại tài nguyên khoáng sản nào khác. Để tiến tới sử dụng bền vững tài nguyên nước trong thế kỷ tới, cần phải: + Tính đúng giá trị của nước khi cung cấp cho người dùng theo nguyên tắc người dùng phải trả đủ các chi phí khai thác và phân phối nước đồng thời có cơ chế hợp lí để người dùng có thể trả được các chi phí này. + Áp dụng nguyên tắc người gây ra ô nhiễm nước phải trả các chi phí khắc phục sự ô nhiễm do họ gây ra. Ở nước ta hiện nay, nhà nước còn bao cấp một phần chi phí quản lí cung cấp nước nên giá nước nói chung còn thấp hơn với giá trị thực của nó. Trong tương lai, chúng ta cũng phải dần dần xóa bỏ bao cấp trong giá nước và đưa nước trở thành hàng hóa đúng với giá trị thực của nó. Việc tính đúng và đủ giá trị của nước sẽ phát huy tối đa giá trị kinh tế của nước, giúp việc sử dụng nước tiết kiệm và hiệu quả hơn. 1.4.2. Nguy cơ thiếu nước trong thế kỷ XXI Tháng 3/1977 Hội nghị về Môi trường của Liên Hiệp Quốc đã cảnh báo: “Sau nguy cơ về dầu mỏ thì con người phải đương đầu với nguy cơ về nước”. Cựu thư ký Liên Hiệp Quốc Boustros Ghali đã từng nói: “ Các cuộc chiến tranh tới đây sẽ không phải là cuộc chiến tranh giành dầu mỏ mà là cuộc chiế tranh giành nguồn nước”. Theo Liên Hiệp Quốc, hiện nay có hơn 1 tỷ người trên thế giới không có nước sạch để dùng. Theo ông Klaus Toepfer, chủ tịch Chương trình Môi trường Liên Hiệp Quốc thì trong 10 năm tới, trừ Canada và các nước vùng Bắc Âu, tất cả các nước trên hành tinh này đều bị thiếu nguồn nước sạch. Hiện nay, trên thế giới có hơn 100 quốc gia và khu vực bị thiếu nước với mức độ khác nhau, trong đó có 43 quốc gia thiếu nước nghiêm trọng. Vùng thiếu nước trên Trái Đất chiếm tới 60% diện tích châu lục. Một hậu quả đáng ngại có thể xảy ra là thay vì nhập khẩu nước, các cường quốc sẽ đi chiếm các khu vực lân cận có nguồn nước mặt và nước ngầm. Liên Hiệp Quốc hiện đã liệt kê được ít nhất 300 vùng mà tranh chấp có thể xảy ra do biên giới chung là một dòng sông, hoặc do hai bên cũng có mạch nước ngầm chung. Ví dụ như vùng Trung cận đông, vùng sông Nin, nước có thể làm quan hệ giữa Ai Cập và Xudan căng thẳng hơn. 1.4.3. Tầm nhìn về nước thế kỉ XXI Do tính chất quan trọng của nước đối với phát triển của nhân loại trong tương lai nên tầm nhìn về nước là một chủ đề thường được thảo luận một cách rộng rãi trên các diễn đàn về nước quốc tế do Hội đồng nước thế giới chủ trì và tổ chức. Diễn đàn nước thế giới lần thứ nhất họp tại Marakech đã đưa ra khẳng định các nhận thức về nước và con đường đi tới để quản lí và sử dụng bền vững nguồn tài nguyên nước. Tháng 3/2000, tại diễn đàn nước thế giới lần thứ hai họp tại Hague, Hà Lan. “Tầm nhìn về nước thế giới trong thế kỷ 21” lại tiếp tục được thảo luận và một Bản tuyên bố Lahay về “Tầm nhìn về nước, cuộc sống và môi trường” đã được Hội nghị Bộ trưởng các nước thông qua với tiêu đề tổng quát là “Tiến tới một thế giới an ninh về nước trong thế kỷ 21”. Tuyên bố Lahay đã nêu lên mười thông điệp của tầm nhìn và một khung hành động nhằm đạt được an ninh về nước trong thế kỷ 21 với 6 chỉ tiêu mà thế giới cần đạt được là: + Có chính sách và chiến lược toàn diện về quản lý tổng hợp nguồn tài nguyên nước để đến năm 2005 thực hiện tại 75% số quốc gia và đến năm 2015 thực hiện tại tất cả các quốc gia trên thế giới. + Giảm một nửa tỉ lệ hiện nay số người có phương tiện vệ sinh vào năm 2015. + Giảm một nửa tỉ lệ hiện nay số người chưa được cấp đủ nước sạch với giá phải chăng vào năm 2015. + Tăng 30% khả năng tưới cho lương thực bằng công trình và bằng nước mưa vào năm 2015. + Giảm nguy hiểm do lũ lụt cho 50% số người sống trong vùng ngập lũ vào năm 2015. + Tất cả các quốc gia có tiêu chuẩn quốc gia về hệ sinh thái nước ngọt vào năm 2005 và chương trình cải thiện hệ sinh thái nước ngọt được thực hiện vào năm 2015. Đó cũng là các chỉ tiêu mà toàn cầu phải phấn đấu thực hiện để đảm bảo vệ nước trước mắt từ nay đến 2015. CHƯƠNG 2. Ô NHIỄM MÔI TRƯỜNG NƯỚC 2.1. NGUỒN GỐC GÂY Ô NHIỄM NƯỚC [5] 2.1.1. Ô nhiễm nước do tác động của con người 2.1.1.1 Sinh hoạt của con người Trong các đô thị, nước thải sinh hoạt được tạo thành từ các khu dân cư, các công trình công cộng. Đặc điểm nước thải sinh hoạt đô thị là hàm lượng các chất hữu cơ không bền vững tính theo BOD 5 cao, là môi trường cho các loài vi khuẩn gây bệnh. Trong nước thải chứa nhiều nguyên tố dinh dưỡng, có khả năng gây hiện tượng phì dưỡng trong nguồn nước. 2.1.1.2. Các hoạt động công nghiệp Thành phần nước thải sản xuất của các nhà máy xí nghiệp rất đa dạng và phức tạp, phụ thuộc loại hình sản xuất, dây chuyền công nghệ, thành phần nguyên vật liệu, chất lượng sản phẩm… Trong nước thải sản xuất, ngoài các loại cặn lơ lửng, còn có nhiều loại tạp chất hoá học khác nhau: các chất hữu cơ (axit, este, phenol, dầu mỡ, chất hoạt tính bề mặt…), các chất độc (xianua, arsen, thuỷ ngân, muối đồng…), các chất gây mùi, các loại muối khoáng và một số chất đồng vị phóng xạ. Dầu và các sản phẩm dầu có tác động nguy hiểm nhất đối với nguồn nước, chúng tạo thành màng mỏng trên mặt nước cản trở quá trình hoà tan oxy trong nguồn nước. Ngoài ra các sản phẩm dầu còn tạo thành các nhũ tương bền vững, tan một phần trong nước. Trong nước thải các nhà máy giấy ngoài các hợp chất hoá học như kiềm, este, cồn, axit sunfuric… còn có nhiều loại cặn và xơ sợi với hàm lượng rất lớn. Ví dụ hàm lượng cặn lơ lửng trong nước thải công ty Giấy Bãi Bằng (Phú Thọ) là 130 ÷ 400mg/l, trong đó lượng xơ sợi gần 100mg/l. Các tạp chất rắn này lắng đọng tại vùng cống xả nước thải vào sông hồ, gây nên hiện tượng lên men yếm khí và gây ra tình trạng thiếu hụt oxy nghiêm trọng trong nguồn nước. Các loại muối kim loại nặng hoà tan trong nước, theo con đường của chuỗi thức ăn xâm nhập vào cơ thể sống trong nguồn nước, chúng cản trở quá trình sinh hoá của cơ thể sinh vật. 2.1.1.3. Các hoạt động nông nghiệp Nước từ đồng ruộng và nước thải từ các chuồng trại chăn nuôi gây nhiễm bẩn đáng kể cho sông hồ. Thành phần khoáng chất trong nước dẫn từ hệ thống tiêu thuỷ phụ thuộc vào đặc tính đất, chế độ tưới, cấu tạo hệ thống tiêu… Lượng muối hoà tan trong nước có thể từ 1 đến 200 tấn/ha. Do việc sử dụng phân bón hoá học, một lượng lớn chất dinh dưỡng nitơ và photpho có thể trôi vào nguồn nước gây nên hiện tượng phì dưỡng trong nước. Các loại thuốc trừ sâu DDT, Andrin, Endosunphan, các loại thuốc diệt cỏ axit phenoxiaxetic, các loại thuốc diệt nấm hexaclorobenzen, pentaclorophennol… Là các chất bền vững, tốc độ phân huỷ trong nước rất chậm. Chúng có thể tích tụ trong bùn, tích tụ trong cơ thể thuỷ sinh vật, tan trong mỡ động vật nước… Số lượng DDT thường bài tiết ra ít hơn so với mức thu vào. Vì thế tuy nồng độ DDT trong nước thấp nhưng theo chuỗi thức ăn, sẽ tăng hàng ngàn lần trong các sinh vật bậc cao. 2.1.1.4. Hồ chứa nước và các hoạt động thuỷ điện Xây dựng các đập thuỷ điện có ý nghĩa lớn về mặt năng lượng và góp phần điều hoà dòng chảy, cung cấp nước. Nhưng mặt khác nó làm thay đổi chế độ dòng chảy ở hạ du, khả năng tự làm sạch ở sông bị giảm, nguy cơ nhiễm mặn tăng lên. Ngoài ra còn rất nhiều nhu cầu khác về nước: giao thông vận tải, giải trí… Ước tính ¼ số hoạt động giải trí ngoài gia đình đều hướng về nước (bơi lội, đua thuyền, câu cá, trượt băng…) các hoạt động này gây nên sự nhiễm bẩn nhất định đối với sông hồ. 2.1.2. Ô nhiễm môi trường nước do yếu tố tự nhiên Sự ô nhiễm có nguồn gốc tự nhiên là do mưa, tuyết tan. Nước mưa rơi xuống mặt đất, mái nhà, đường phố, khu công nghiệp, qua các khu chăn nuôi gia súc có thể chứa lượng lớn chất thải động vật… Mưa kéo theo các chất bẩn xuống sông, hồ, hoặc các sản phẩm của các hoạt động phát triển của sinh vật, vi sinh vật và xác chết của chúng gây ô nhiễm môi trường nước. 2.2. HIỆN TƯỢNG NƯỚC BỊ Ô NHIỄM [5] 2.2.1. Màu sắc Màu sắc của nước là biểu hiện của sự ô nhiễm. Nước tự nhiên sạch không màu, nếu nhìn sâu vào bề dày nước cho ta có cảm giác màu xanh nhẹ đó là do sự hấp thụ chọn lọc các bước sóng nhất định ánh sáng mặt trời. Ngoài ra màu xanh còn gây nên bởi sự hiện diện của tảo ở trạng thái lơ lửng. Màu xanh đậm, hoặc có váng trắng, đó là biểu hiện trạng thái thừa dinh dưỡng hoặc phát triển quá mức của thực vật nổi và sản phẩm phân huỷ thực vật chết. Nước có màu vàng bẩn do sự xuất hiện của axit humic. Nhiều loại nước thải của các nhà máy, công xưởng, lò mổ có nhiều màu sắc khác nhau. Nhiều loại màu sắc gây nên do hóa chất rất độc đối với sinh vật nước. 2.2.2. Mùi và vị Nước thải công nghiệp chứa nhiều hợp chất hóa học làm cho nước có vị không tốt và có màu đặc trưng, như các muối của sắt, mangan, clo tự do, hidrosunfua, các phenol và hidrocacbon không no. Các quá trình phân giải các chất hữu cơ, rong, tảo đều tạo nên những sản phẩm làm cho nước có vị khác thường. Mùi của nước là một đặc trưng quan trọng về mức độ ô nhiễm nước bởi các chất gây mùi như: amoniac, phenol, clo tự do, các sunfua, các xianua… Mùi của nước cũng gắn liền với nhiều hợp chất hữu cơ như dầu mỡ, rong tảo và các chất hữu cơ đang phân rã. Một số vi sinh vật làm cho nước có mùi như động vật đơn bào Dinobryon và tảo Volvox gây mùi tanh cá. Các sản phẩm phân huỷ protein trong nước gây mùi hôi thối. 2.2.3. Độ đục Một đặc trưng vật lí chủ yếu của nước thải sinh hoạt và các loại nước thải công nghiệp là độ đục lớn. Độ đục do các chất lơ lửng gây ra, những chất này có kích thước rất khác nhau, từ cỡ các hạt keo đến những thể phân tán thô. Nước bị đục là do lẫn bụi và các hóa chất công nghiệp, sự hoà tan và sau đó kết tủa các hóa chất ở dạng hạt rắn. Những hạt vật chất gây đục thường hấp phụ các kim loại độc và các vi sinh vật gây bệnh lên bề mặt của chúng. Mặt khác, độ đục lớn thì khả năng xuyên sâu của ánh sáng bị hạn chế nên quá trình quang hợp trong nước bị giảm nước trở nên yếm khí. 2.2.4. Nhiệt độ Nguồn gốc gây ô nhiễm nhiệt là do nước thải từ các bộ phận làm nguội của các nhà máy nhiệt điện, do việc đốt các nhiên liệu bên bờ sông hồ. Nước thải này có nhiệt độ cao hơn từ 10 – 15 oC so với nước đưa vào làm nguội ban đầu. Nhiệt độ nước tăng dẫn đến giảm hàm lượng oxy. Nhiệt độ tăng xúc tiến sự phát triển của các sinh vật phù du. Trong nước nóng ở ao hồ thường xảy ra hiện tượng “nở hoa” làm thay đổi màu sắc, mùi vị của nước. CHƯƠNG 3. HÓA HỌC NƯỚC SÔNG 3.1. ĐẶC ĐIỂM CHUNG [3] Thành phần hóa học của nước sông được quyết định bởi đặc tính vốn có của con sông ấy. Đặc tính ấy bao gồm các yếu tố sau: nguồn nước cung cấp cho sông, cấu tạo địa chất, khí tượng, thuỷ văn, tốc độ dòng chảy…. Ngoài ra, thành phần hóa học của nước sông còn được quyết định một phần bởi thái độ của con người trong quá trình sử dụng nước sông. Ở từng khu vực nhất định thì thành phần hóa học nước sông tương đối đồng đều do nước chảy liên tục khả năng trộn lẫn các chất rất cao. Còn sự biến đổi thành phần hóa học của cả con sông thì rất phức tạp vì sông chảy qua rất nhiều khu vực mà ở đó cả thổ nhưỡng, khí tượng thủy văn, khí hậu… đều rất khác nhau. 3.2. THÀNH PHẦN HÓA HỌC CHỦ YẾU CỦA NƯỚC SÔNG Gồm các hợp chất hữu cơ, vô cơ có thể tồn tại trong nước dưới dạng: ion hay hòa tan. Các ion trong môi trường nước: các axit, bazơ và muối hòa tan trong nước tạo nên các ion mà thành phần của nó thể hiện trong các bảng sau: Bảng 3. Các ion đa lượng có mặt trong nước [1] Thành phần Nước biển Sông và hồ Nồng độ mg/l Nồng độ mg/l Cl- 19340 8 Na+ 10770 6 SO 4 2- 710 11 Mg2+ 194 4 Ca2+ 412 15 K+ 399 2 HCO 3 - 140 58 Br- 65 - Sr2+ 9 - Bảng 4. Các ion vi lượng trong môi trường nước [1] Thành phần Nước biển Sông và hồ Nồng độ mg/l Nồng độ mg/l B 4500 10 Si 5000 13000 F 1400 100 N 250 230 P 35 20 Mo 11 1 Zn 5 20 Fe 3 670 Cu 3 7 Mn 2 7 Ni 2 0,3 Al 1 0 3.3. TÍNH KHÔNG ĐỒNG ĐỀU VỀ THÀNH PHẦN HÓA HỌC CỦA NƯỚC SÔNG [3] 3.3.1. Tính không đồng đều của thành phần hóa học theo chiều dài của sông. Độ dài các con sông rất khác nhau nhưng nhìn chung nước sông khác hẳn với các nguồn nước khác vì sông có độ dài lớn. Do đó, thành phần hóa học nước sông rất không đồng đều. Sự không đồng đều do các yếu tố: + Sông chảy qua các khu vực có cấu tạo địa chất, tình hình địa lí, thủy văn khác nhau. + Nguồn cung cấp nước cho sông dọc theo chiều dài của sông cũng khác nhau. + Hoạt động của sinh vật hai bên bờ sông dọc theo chiều dài của sông cũng khác nhau… 3.3.2. Tính không đồng đều của theo chiều rộng của sông. Tùy thuộc độ rộng của sông mà thành phần hóa học nước sông thay đổi nhiều hay ít. Thông thường các con sông có độ rộng lớn, tốc độ dòng chảy nhỏ thì sự khác biệt về thành phần hóa học nước sông theo chiều rộng là khá rõ rệt và ngược lại. Sự khác biệt về thành phần hóa học nước sông theo chiều rộng của sông do một số nguyên nhân sau: + Cấu tạo địa chất, thổ nhưỡng của hai bờ sông khác nhau. + Thành phần hóa học của các nguồn nước cung cấp cho sông ở hai bờ sông khác nhau + Hoạt động dân cư, khu công nghiệp … của hai bờ sông khác nhau. 3.4. SỰ Ô NHIỄM NƯỚC SÔNG [4] Khi đoạn sông có nước thải đổ vào thì nói chung chất lượng nước sông sẽ bị giảm sút. Nếu lượng ô nhiễm quá lớn thì sự pha loãng của nước sông cũng không đủ tránh cho nước sông khỏi tình trạng ô nhiễm. Khi có nguồn nước thải đổ vào thì các chất ô nhiêm hữu cơ sau khi pha loãng với nước sông, trong quá trình chảy xuống hạ du, chúng sẽ dần dần bị phá hủy sinh học của các vi khuẩn vi sinh vật có trong nước. Qúa trình phân hủy hóa khí sẽ tiêu tốn nhiều oxy nên hàm lượng oxy hòa tan trong đoạn sông sẽ bị biến đổi dọc theo chiều dòng chảy và dựa vào đường cong sút giảm oxy trong doạn sông ta có thể đánh giá mức độ ô nhiễm cũng như tìm ra khu vực nào bị ô nhiễm nhiều nhất. Nói chung, trong đoạn sông nêu trên có thể chia thành bốn vùng như hình 1.