Tài liệu N13_qtmt_10cmt_ô nhiễm nước

4.1. GIỚI THIỆU: 4.1.1. Thủy Quyển: Nước là một trong những thứ quý giá nhất. Nước được sử dụng cho nhiều việc và là nền tảng của sự sống. Uống nước rất quan trọng, không có nước thì không có sinh vật nào tồn tại được, nước còn dùng cho vệ sinh cá nhân. Nông nghiệp và công nghiệp sử dụng một lượng nước lớn để cung cấp cho chúng ta thực phẩm và nhiều loại hàng hoá tiêu dùng. Ngoài ra, nước là môi trường sống của cá,loại thực phẩm mà chúng ta ăn hàng ngày. Không thể làm cạn kiệt nước vì nước được tuần hoàn thông qua các chu trình thủy văn. Tuy nhiên, nước có thể bị giảm chất lượng dẫn đến có hại hoặc thậm chí gây chết người. Ô nhiễm nguồn nước đã ảnh hưởng đến sông, hồ và đại dương. 97% nước trên thế giới ở các đại dương. chỉ 2,5% nước trên thế giới là nước ngọt. Tuy nhiên, 75% nước ngọt thuộc vào vùng băng tuyết. Chỉ có 1% nước ngọt trong hồ, sông, đất và 24% là nước ngầm. Nhu cầu sử dụng nước tăng theo dân số ngày càng tăng. Trong năm 1975, tổng lượng nước sử dụng trên toàn cầu dưới 4000 km 3 mỗi năm và dự kiến sẽ tăng lên khoảng 6000 km3 mỗi năm vào năm 2000. Việc tìm kiếm nguồn nước ngọt để đáp ứng nhu cầu ngày càng khó khăn, và duy trì chất lượng nước đã trở thành một vấn đề. Mặc dù nguồn nước không phải là vấn đề toàn cầu, nhưng phải duy trì lượng nước sạch tại 1 lượng yêu cầu. 4.1.2. Ô nhiễm nước: Các khu định cư và ngành công nghiệp từ lâu đã tập trung dọc theo sông, cửa sông và vùng ven biển do ưu thế thương mại đường biển. Con người sử dụng nước dẫn đến sự suy thoái chất lượng nước bằng việc thải các chất gây ô nhiễm khác nhau vào nước. Trong lịch sử, ô nhiễm nước không phải là một vấn đề lớn. Sông và biển có cơ chế tự làm sạch, nhưng ô nhiễm nước trở thành vấn đề khi nó vượt quá tải trọng có thế cúa nước. Chất ô nhiễm nước có thể là tác nhân sinh học, lý học hay hóa học ở mức độ cao có khả năng gây hại cho sinh vật sống, bao gồm cả con người. Chất lượng nước quyết định mục đích sử dụng của nó. Ví dụ, chất lượng nước cần thiết cho công nghiệp phụ thuộc vào quá trình công nghiệp liên quan. nước bị ô nhiễm có thể sử dụng cho một số quy trình nhưng không thể dùng cho các quy trình khác. Ô nhiễm nguồn nước có thể là một mối nguy hiểm nghiêm trọng đến sức khỏe. Chúng ta có thể bị bệnh do uống hay bơi lội trong nước bị ô nhiễm. Mối nguy hiểm sinh học của nước bao gồm vi khuẩn gây bệnh, virus và ký sinh trùng, trong khi hóa chất nguy hiểm bao gồm nitrat, chì, thạch tín và chất phóng xạ. Mối quan tâm lớn nhất là loại bỏ các chất có hại cho sức khỏe con người trong nước. Từ quan điểm y tế cộng đồng, hầu hết tác nhân gây ô nhiễm nước là do vi sinh vật. Tác nhân gây bệnh có thể lây truyền qua nước bao gồm các bệnh nhiễm trùng đường ruột (lỵ, bệnh tả, bệnh thương hàn) và bệnh viêm gan truyền nhiễm và bại liệt. Ở các nước phát triển châu Âu và Bắc Mỹ, nguồn cung cấp nước thường được xử lý từ những sinh vật, nhưng các nước đang phát triển thì vẫn gặp khó khăn trong việc xử lý nước ô nhiễm gây bệnh như sốt thương hàn, dịch tả. Tuy nhiên, ở các nước phát triển, bệnh liên quan đến nước vẫn là mối đe dọa và nguồn cung cấp nước thường xuyên được kiểm tra phân coliform, sự hiện diện của nó cho thấy sự hiện diện của phân thải trong nước. Nguồn cung cấp nước cũng nên được loại bỏ các hóa chất độc hại như thuốc trừ sâu, thuốc trừ sâu, kim loại nặng và chất phóng xạ. Một hình thức ô nhiễm lý học nguồn nước phổ biến là ô nhiễm nhiệt. Ngành công nghiệp sử dụng nước cho mục đích làm mát và nước này sau đó được trả lại có nhiệt độ cao hơn môi trường xung quanh. Các nhà máy điện là tác nhân chính của việc này vì sử dụng một lượng lớn nước bề mặt nhằm ngưng tụ hơi nước làm các tuabin quay để sản xuất điện. Sau đó nước nóng được đổ trở lại sông, hồ, cửa sông và biển. Cá rất nhạy cảm với nhiệt độ và chỉ cần tăng một vài độ có thể gây hậu quả nghiêm trọng đến các sinh vật trong nước. Vì lý do này, nhiệt độ của nước giảm bên trong tháp làm mát tại nhà máy điện trước khi thải ra ngoài. Bảng 4.1 Hóa chất gây ô nhiễm chủ yếu trong thủy quyển Chất ô nhiễm Chất phóng xạ Nguồn Thải ra từ ngành công nghiệp hạt nhân, vận chuyển hạt nhân và thử nghiệm hạt nhân Nhận xét Ảnh hưởng đến môi trường và sức khỏe nhất. Thường gây tranh cãi Chất hữu cơ Thuốc diệt cỏ, trừ sâu trong nông nghiệp.Công nghiệp và xả thải.tràn dầu từ tai nạn chở dầu. Kim loại nặng Từ công, nông nghiệp, chất thải đô thị và hộ gia đình. Acid Nước thoát ra từ khai thác mỏ.Chất thải công nghiệp và lắng đọng acid Chất dinh dưỡng Phân nông nghiệp và nước thải. Nhiều chất hóa học được thải ra(dầu khí hydrocarbon, thuốc trừ sâu, chất tẩy rửa…)Gây hại đến con người và thủy sinh. Nhiều kim loại có thể gây hại đến sức khỏe của con người và thủy sinh(thủy ngân, chì, cadmium…) Có thể gây hại cho thủy sinh(acid sulfuric, acid nitric) vì chứa nhiều kim loại độc Có thể gây ra hiện tượng phú dưỡng (ví dụ các hợp chất P và N ). Nitrat có thể ảnh hưởng đến sức khỏe con người Nguồn chính của ô nhiễm nước là: nước thải, nước thải công nghiệp, và sự cố tràn dầu. Các chất gây ô nhiễm nước và nguồn nước chính được liệt kê trong Bảng 4.1. Nhiều trong số những chất gây ô nhiễm được thải liên tục vào nước hàng ngày, các thông báo này không liên tục nhưng rất được thế giới quan tâm. Ví dụ điển hình là tai nạn phóng xạ từ các nhà máy tái chế hạt nhân Sellafield ở Anh vào Biển Ailen , thử nghiệm hạt nhân của Pháp ở Thái Bình Dương và tai nạn chở dầu Exxon Valdez. 4.1.3. Nhu cầu oxy hóa sinh học –BOD: Nước thải vào một con sông hoặc biển từ ống nước thải có thể được coi như một nguồn điểm ô nhiễm, nồng độ ô nhiễm giảm về phía hạ lưu so với nguồn do pha loãng. Các chất ô nhiễm hữu cơ trong nước thải gây ô nhiễm cụ thể. Vi khuẩn trong nước làm giảm ô nhiễm hữu cơ, quá trình này sử dụng oxy hòa tan (DO). Số lượng oxy cần thiết để phân hủy chất hữu cơ trong một đơn vị thể tích nước được gọi là nhu cầu oxy sinh hóa (BOD). BOD như một sự đánh giá ô nhiễm hữu cơ và thường được kiểm tra trong chất thải nhà máy xử lý nước và các phòng thí nghiệm chất lượng nước. Nếu ô nhiễm hữu cơ nhiều thì BOD cao, DO thấp sẽ ảnh hưởng nhiều đến thuỷ sinh. Sự phân hủy ô nhiễm hữu cơ bắt đầu ngay sau khi nước thải vào sông và gần với nguồn điểm ô nhiễm là khu vực ô nhiễm có BOD cao và thấp DO. Vùng hạ lưu có DO cao và BOD thấp do các chất hữu cơ đã bị phân hủy sinh học khá nhiều. Tuy nhiên, vấn đế sẽ xảy ra khi lượng chất ô nhiễm hữu cơ quá cao so với khả năng tự làm sạch của nước.Nếu nước sử dụng hết DO để phân hủy chất hữu cơ sẽ dấn đến thiếu oxy và thủy sinh sẽ chết. BOD sẽ được thảo luận chi tiết hơn ở mục 4.7. 4.1.4. Hiện tượng phú dưỡng: Sự gia tăng nồng độ các chất dinh dưỡng trong nước được gọi là hiện tượng phú dưỡng. Chất dinh dưỡng là những yếu tố cần thiết cho sự phát triển của cuộc sống sinh vật (C, N, P, K, S và một số kim loại vi lượng). Hiện tượng phú dưỡng là một quá trình tự nhiên và mong muốn. Tuy nhiên, hoạt động của con người có thể làm tăng nồng độ chất dinh dưỡng dẫn đến hiện tượng phú dưỡng hóa, một vấn đề lớn trong nhiều lĩnh vực. Nước thải và phân bón nông nghiệp có chứa hàm lượng cao N và P, thải vào trong nước sẽ làm tăng lượng thực vật phiêu sinh còn gọi là tảo nở hoa. Tảo trở nên dày đặc dẫn đến ánh sáng không thể xâm nhập vào nước và tảo ở dưới bề mặt sẽ chết do không có ánh sáng. Tảo phân hủy oxy hòa tan làm cá thiếu oxy cũng bắt đầu chết. Hiện tượng phú dưỡng thường gặp ở hồ giàu dinh dưỡng. Gần đây, thế giới đang quan tâm đến tính trạng phú dưỡng của vùng biển ven bờ ở vùng nhiệt đới do nước thải có khả năng gây thiệt hại đến các rạn san hô. Hiện tượng phú dưỡng có thể được giải quyết bằng cách đảm bảo rằng nước thải đổ vào nước không chứa hàm lượng chất dinh dưỡng quá mức. Điều này có thể đạt được bằng cách sử dụng các phương pháp tiên tiến xử lý nước thải có khả năng loại bỏ chất dinh dưỡng. P dễ kiểm soát hơn N, vì P là tác nhân hạn chế sự phát triển của tảo và được ứng dụng nhiều trong các công trình xử lý nước thải. Mặt khác, hầu hết N bắt nguồn từ các nguồn khác như cấp thoát nước. Xử lý nước thải bậc ba bằng keo tụ tạo bông có khả năng loại bỏ P trong nước thải, nhưng hầu hết các nhà máy xử lý nước thải không sử dụng xử lý bậc ba (xem Phần 4.1.9)mặc dù hiệu quả nhưng đắt tiền. Bảng 4.2 cho thấy các mối lien hệ giữa tình trạng dinh dưỡng của nước và một số thông số đo lường được. Bảng 4.2 Tiêu chuẩn phú dưỡng cho hồ và hồ chứa Tham số Tổng N (µg/L) Tổng P (µg/L) Do ở đáy (%bão hòa) Diệp lục (µg/L) Động vật phiêu sinh(gCm-2d-1) 4.1.5 Nghèo dinh dưỡng <200 <10 >80 <4 7-25 Trung bình 200-500 10-20 10-80 4-10 75-250 Giàu dinh dưỡng >500 >20 <10 >10 350-700 Axit hóa Quá trình axit hóa của nước ngọt đã diễn ra trong hơn một thế kỷ, nhưng nó chỉ được công nhận là một vấn đề ô nhiễm nước lớn kể từ cuối những năm 1960. Điều tra về xu hướng pH trong sông, hồ ở Thụy Điển, Na Uy, Canada và Mỹ cho thấy độ pH giảm trong vòng 40 năm qua và độ pH trong một số hồ kém đệm có thể thấp khoảng 4-4.5. Nguyên nhân của sự axit hóa là sự lắng đọng của mưa axit và điều này được trình bày trong phần 2.1. Quá trình axit hóa có thể gây ra các kim loại độc hại, chẳng hạn như nhôm, được rửa trôi thành dung dịch. Một phương pháp để đảo ngược quá trình axit hóa của một hồ nước bằng cách bón vôi, nhưng đây chỉ là một giải pháp tạm thời. Một nguồn axit trong nước bề mặt là hệ thống thoát nước mỏ từ mỏ lưu huỳnh mang than, sắt, chì, kẽm và đồng. Nước thoát từ các mỏ than dưới lòng đất và bề mặt đặc biệt có tính axit do sự hiện diện của pyrite( FeS2) trong các vỉ than. Pyrit phản ứng với nước và không khí trong sự hiện diện của một số vi khuẩn để sản xuất axit sunfuric : 2FeS2 + 702 + 2H20 + 2FeS04 + 2H2S04 Ví dụ 4.1 Một mẫu nước sông đã được phân tích và nồng độ các ion Ca 2+ và CO32- tìm thấy là 30 và 0,25 mgL-1 , tương ứng. Tính toán mức độ bão hòa đối với canxit. K sp = 8,7˟ 10-9 mol2 L-2 cho canxit. Sự cân bằng giữa muối và các ion hòa tan được xác định bởi các sản phẩm hòa tan, K sp. Cho canxit khoáng cân bằng có thể được mô tả bởi: Nơi (s) biểu thị pha rắn. Các sản phẩm của các ion hòa tan đo thực tế trong dung dịch được gọi là (IAP) ion sản phẩm hoạt động. Đối với các trường hợp ở trên, nồng độ được chuyển thành đơn vị mol L-1 bằng cách chia khối lượng ion tương ứng và sau đó IAP được tính toán: Mối quan hệ giữa IAP và Ksp có thể được sử dụng để đánh giá trạng thái của một dung dịch: IAP> Ksp, dung dịch là bão hòa và muối sẽ kết tủa. IAP = Ksp, có sự cân bằng giữa dung dịch bão hòa và muối. IAP< Ksp, dung dịch chưa bão hòa và muối hòa tan. Trong trường hợp trên, IAP (3.19* 19-9 ) < Ksp (Ksp=8.7* 10-9 ) và dung dịch chưa bão hòa. Do đó canxit sẽ hòa tan. Mức độ bão hòa = IAP/Ksp= 3.19*10-9/8.7*10-9=0.37 Quá trình oxy hóa của ion sắt (Fe2+) và ion sắt (Fe3+) sắt sản xuất axit sulfuric hơn: Hệ thống thoát nước của mỏ được kiểm soát bằng cách niêm phong mỏ bị bỏ rơi, kiểm soát hệ thống thoát nước và xử lý hóa học liên quan đến bón vôi. Đất phèn cũng có thể hoạt động như một nguồn axit dưới điều kiện môi trường thích hợp. Đất phèn rất giàu pyrite ( FeS 2) và chúng có xuất hiện ở đầm lầy và đồng bằng ven biển. Khi hệ thống thoát nước mang oxy vào các loại đất của pyrit được oxy hóa thành sulfuric axit theo phản ứng tương tự như trên cho hệ thống thoát nước mỏ axit. Độ pH của nước có thể giảm xuống thấp hơn 4 và mức độ nhôm độc hại được thả vào dung dịch, đặt ra một mối nguy hiểm đáng kể cho đời sống thủy sinh. Đất phèn được tìm thấy chủ yếu ở vùng nhiệt đới, ví dụ tốt nhất được biết đến là đồng bằng Bangkok ở Thái Lan nơi đất phèn chiếm khoảng 600 000 ha. Ảnh hưởng của ô nhiễm môi trường có tính axit bao gồm:    4.1.6 Sự hủy diệt của đời sống thủy sinh. pH dưới 4, hầu hết các dạng sống ở các vùng nước bề mặt chết. Tăng ăn mòn. Điều này có thể có ảnh hưởng đến tàu thuyền, các cấu trúc được xây dựng dưới nước ( ví dụ như cầu tàu ) và hệ thống đường ống dẫn nước. Thiệt hại đối với cây trồng nông nghiệp. Nếu độ pH của nước tưới giảm xuống dưới 4.4, kim loại độc hại cho các nhà máy có thể được rửa trôi vào dung dịch. Độ mặn Trong khi hầu hết nước trên thế giới là nước muối (tức là nước biển), trong nước ngọt độ mặn không đáng kể. Tuy nhiên, nước ngọt có thể trở thành nước muối do:      Nước thải công nghiệp có xu hướng chứa hàm lượng cao các muối vô cơ được hình thành bởi các quá trình công nghiệp khác nhau. Nước trong đường thoát nước có chứa muối được sử dụng để làm tan chảy băng tuyết trên đường cao tốc. Tưới tiêu hòa tan muối từ đất Nước biển xâm nhập vào sông khi triều cao và dòng chảy thấp. Nước mặn từ các giếng dầu và mỏ đôi khi chảy vào nước ngọt. Độ mặn trong nước ngọt có thể gây ra một số vấn đề:    4.1.7 Nước mặn không thích hợp là một nguồn nước uống. Độ mặn có thể ảnh hưởng xấu đến sinh vật dưới nước trong vùng nước ngọt bởi vì, không giống như các dạng sinh vật biển, chúng thường không thích nghi với độ mặn cao. Độ mặn trong nước tưới có thể ảnh hưởng xấu đến tăng tưởng thực vật và sản xuất cây trồng. Ô nhiễm ven biển: Các thành phần của nước biển là khá khác so với các vùng nước ngọt (xem Bảng 4.4); nước biển là một dung dịch điện phân cô đặc có chứa ion nồng độ cao. Hơn nữa, nước biển có khả năng chống lại sự thay đổi pH khi bổ sung axit hoặc kiềm hơn nước ngọt do khả năng đệm lớn hơn của nó. Mặc dù cho đến nay nguồn tích trữ nước lớn nhất trong thủy quyển, khả năng của đại dương đối với chất thải hấp thụ không phải là vô hạn và có bằng chứng về ô nhiễm nước biển trên toàn thế giới. Tuy nhiên, các vùng ven biển là nơi bị ảnh hưởng tồi tệ nhất. Vùng nước biển nhận cả hai nguồn thải nước thải trực tiếp và sông bị ô nhiễm. Ô nhiễm môi trường của các vùng ven biển từ lâu đã là một vấn đề lớn trên toàn thế giới và các vấn đề đang gia tăng. Ô nhiễm môi trường ven biển đặc biệt nghiêm trọng ở các nước đang phát triển, nơi mà nước thải và chất thải khác được thải ra vùng nước cửa sông và ven biển mà không cần xử lý trước. Thông thường, các chất thải chứa đầy chất thải hữu cơ có hàm lượng chất dinh dưỡng cao. Mật độ dân số ở các vùng ven biển, ngay cả ở những khu vực cho đến thời gian gần đây vẫn có thể được coi là xa hoặc nguyên sơ, đã tăng lên do sự mở rộng của du lịch như một nguồn thu ngoại tệ lớn ở nhiều quốc gia đang phát triển. Ảnh hưởng của ô nhiễm môi trường ven biển trên sức khỏe cộng đồng là một mối quan tâm nghiêm túc như thủy sản là nguồn chính và ưu tiên về dinh dưỡng trong các nước này. Tăng ô nhiễm vùng nước ven biển đe dọa sử dụng cho cả du lịch và sản xuất thủy sản. Ô nhiễm môi trường ven biển mang theo những mối đe dọa như sau:   Hiện tượng phú nhưỡng. Xả nước thải có lượng chất dinh dưỡng cao có thể tạo ra tảo nở hoa và dẫn đến khử oxy trong vùng nước ven biển. Phân hủy các chất hữu cơ sử dụng oxy và nén DO xuống mức có thể dẫn đến cái chết của cá và các sinh vật khác trong cả trang trại nuôi cá ven biển và đánh bắt thủy sản, làm giảm năng suất biển tổng thể và giảm nguồn cung cấp thực phẩm. Tích lũy sinh học của các kim loại độc hại. Kim loại độc hại thải ra trong nước thải có thể được sinh học tập trung trong hải sản, đặc biệt là động vật có vỏ như sò, do đó đưa ra một mối nguy hiểm sức khỏe cho người ăn hải sản.   4.1.8 Ô nhiễm vi sinh vật. Việc xả nước thải để nước biển ven bờ mang theo nó là các mối đe dọa của ô nhiễm vi sinh vật của nước và hải sản. Mức độ ngày càng tăng của vi khuẩn E.coli trong vùng nước ven biển đã được tương quan với các dấu hiệu bệnh về tiêu hóa và da trong người đã tắm tại vùng nước đó. Tiêu thụ thủy sản bị ô nhiễm là một vấn đề sức khỏe cộng đồng quan trọng ở các nước đang phát triển. Tuy nhiên, sự bùng phát của ngộ độc thực phẩm thủy sản, đặc biệt là động vật có vỏ, không phải là hiếm ngay cả ở các nước phát triển, bằng chứng là cảnh báo công khai đưa ra theo thời gian. Thủy triều đỏ. Tiềm năng đóng góp ô nhiễm độc hại ven bờ của tảo nở hoa, hay còn gọi là thủy triều đỏ, là một mối lo lắng nghiêm trọng trong khu vực ven biển của nhiều nước đang phát triển. Thủy triều đỏ là do sự hiện diện của một loại tảo cụ thể, một loài đặc biệt quan trọng ở Đông Á là Pyrodinium bahamense var. compressa. Thủy triều đỏ chịu trách nhiệm cho nhiều cái chết hơn hai thập kỉ qua, chủ yếu là trong số những người ăn động vật có vỏ từ vùng hỗ trợ nở hoa của tảo độc. Một lời giải thích có thể đã được đề xuất cho sự xuất hiện ngày càng tăng của thủy triều đỏ là sự thay đổi trong tỷ lệ N và P trong nước thải và tăng tải trọng chất dinh dưỡngcó thể đã góp phần vào một sự thay đổi trong sự thống trị loài thực vật phù du trong nước, với loài tảo độc hại hơn di dời những tảo này. Ô nhiễm nước ngầm Nước ngầầm từ lầu đã được dùng như một nguồần nước uồống và ngày hồm nay nó vầẫn quan trọng. Tại Myẫ, khoảng 50% dần sồố phụ thuộc vào nguồần n ước uồống là nước ngầầm . Nh ư nước ngầầm đang bị cồ lập từ bềầ mặt, hầầu hềốt mọi người cứ cho rằầng nước ngầầm t ương đồối tnh khiềốt và khồng gầy ồ nhiềẫm. Mặc dù hầầu hềốt nước ngầầm vầẫn có chầốt lượng cao, ở một sồố nơi nó đang trở thành ngày càng khó để duy trì độ tnh khiềốt của nước ngầầm. Nguồần gầy ồ nhiềẫm nước ngầầm bao gồầm: - ở nước mặn xầm nhập. Tập trung nguồần nước ngầầm có thể gầy ra mực nước giảm, cho phép nước biển xầm nhập vào nội địa gầy ồ nhiềẫm tầầng nước ngầầm. - ở bãi rác. Rò rỉ hóa chầốt từ thành phồố cồng nghiệp và bị lầốp đầầy đầốt có thể xầm nhập qua đầốt qua nước ngầầm gầy ồ nhiềẫm. Phương pháp kiểm soát ồ nhiềẫm này bao gồầm sử dụng lót để ngằn chặn rò rỉ và một hệ thồống thu nước thải mà rỉ từ bãi rác. - ở bể chứa ngầầm. Tại Bằốc Myẫ 1,4 triệu thùng chứa ngầầm chứa xằng và chầốt độc hại. Rò rỉ chỉ có một vài lít có thể có hậu quả nghiềm trọng vềầ chầốt lượng n ước ngầầm. - ở Nồng nghiệp. Một sồố hoạt động nồng nghiệp đóng góp vào ồ nhiềẫm n ước mặt đầốt: phần bón và thuồốc trừ sầu , thủy lợi, hoạt động chằn nuồi động vật. Nước thải nồng nghiệp có thể thầốm qua đầốt và làm ồ nhiềẫm nguồần nước ngầầm. - ở bể tự hoại. Bể tự hoại thường được sử dụng trong các cộng cộng nồng thồn khồng thong với hệ thồống cồống rãnh. Thậm chí theo phần tch trong một n ước phát triển gầy ồ nhiềẫm 147 nước Myẫ có hơn 20 triệu b ể tự hoại. Rò r ỉ t ừ bể t ự hoại được thiềốt kềố xầốu và hoạt động kém có thể gầy ồ nhiềẫm nước ngầầm với các chầốt dinh dưỡng, các chầốt độc hại và vi khuẩn. - ở giềống dầù. Giềống dầầu bị bỏ có thể gầy ồ nhiềẫm nước ngầầm với ngầm n ước muồối khi vỡ vỏ bọc . - ở đường thoát nước. Muồối sử dụng trền những con đường để kiểm soát tuyềốt, hóa chầốt từ do tai nạn tràn dầầu và các chầốt khác trền đường cuồối cùng được rửa sạch và thoát ra vào nước ngầầm. . trong một sồố cách gầy ồ nhiềẫm Nước ngầầm khác nhau từ bềầ m ặt n ước biển Vầẫn còn các nguồần khác bao gồầm các bãi thải phóng xạ, chầốt thải khai thác khoáng sản và khai qu ật xầy dựng. Vi khuẩn phần hủy các chầốt ồ nhiềẫm là rầốt chậm so với bềầ mặt nước biển do sự vằống mặt của vi khuẩn hiềốu khí. trong nước ngầầm do thiềốu oxy. Ngoài ra, dù tồốc đ ộ dòng ch ảy của nước ngầầm thầốm đá rầốt là chậm so với lưu lượng nước mặt và ồ nhiềẫm khồng có thể được pha loãng hoặc phần tán một cách dềẫ dàng. Tuy nhiền, đá và đầốt có thể lọc một sồố ồ nhiềẫm 4.1.9 xử lý nước thải Cồng tác phòng chồống bệnh liền quan đềốn nước là nguyền nhần chính cho ph ương pháp kiểm soát ồ nhiềẫm nước. Trong thời Trung cổ ở chầu Âu, nước thải được thải ra đường phồố và để lại đó. Ở Anh, xả nước thải ra sồng đã được bằốt đầầu vào khoảng nằm 1810. Trong Cách mạng cồng nghiệp, nhiềầu con sồng ồ nhiềẫm n ặng và d ịch t ả d ịch b ệnh tr ở nền ph ổ biềốn. Hệ thồống thoát nước đầầu tền trền thềố giới đã được cài đặt trong Hamburg, Đ ức, vào nằm 1843 và hệ thồống thoát nước đầầu tền tại thị trường Myẫ xầy dựng vào nằm 1855. B ộ lọc đầầu tền được giới thiệu tại Anh vào đầầu những nằm Thềố kỷ 19 nhưng điềầu này đã khồng thoát khỏi tác nhần gầy bệnh. Nằm 1875 các hồầ đầầu tền Đạo luật y tềố đã được thồng qua ở Anh, làm cho chính quyềần địa phương chịu trách nhiệm để xử lý nước thải. Hành động này nói rằầng nước thải từ vi khuẩn nguy hiểm được xử lí miềẫn phí, nhưng các cồng nghệ cầần thiềốt để đạt được điềầu này là chưa có. Luật phòng chồống ồ nhiềẫm sồng đã đ ược thồng qua trong Vương quồốc Anh vào nằm 1876, cầốm xả trực tềốp chầốt th ải cồng nghi ệp ra sồng. Các ngành cồng nghiệp đã được yều cầầu để xả chầốt thải của họ vào hệ thồống cồống rãnh và thị trầốn hội đồầng chịu trách nhiệm xử lý nước thải. Ở Myẫ, nhà máy xử lý nước th ải đầầu tền được xầy dựng trong những nằm 1870 và 1910 khoảng 10% n ước th ải ở Myẫ đã được xử lí. Kyẫ thuật khử trùng lầần đầầu tền được giới thiệu vào đầầu thềố kỷ 20 ở Anh và sử dụng rộng rãi của họ đã giảm đáng kể sự xuầốt hiện của bệnh từ nước . Ngày nay, ở nhiềầu nước phát triển, gầần 100% nước thải được xử lý và nhiềầu nước đã ban hành vềầ mặt pháp lý chầốt lượng nước tều chuẩn (xem phụ lục 111). Tuy nhiền, ở nhiềầu nước đang phát triển, x ử lý nước thải là gầần như khồng tồần tại và nước thải được thải ra vào các nguồần nước, gầy ra vầốn đềầ ồ nhiềẫm nguồần nước nghiềm trọng. nước thải từ các hộ gia đình và các ngành cồng nghiệp được nhận xử lí ở các nhà máy xử lí được thiềốt kềố đặc biệt. Một sồố ngành cồng nghiệp có thể có các nhà máy xử lý nước thải được thiềốt kềố riềng để làm giảm các chầốt ồ nhiềẫm cụ thể . Sau khi xử lí , xả nước thải vào một nguồần nước (sồng, hồầ, biển). X ử lý n ước thải được phần loại thành ba loại: bậc 1 bậc hai bậc ba, theo thứ tự tằng dầần khả nằng thanh lọc. Ở xử lý sơ cầốp. Đầy là xử lí thồ sơ nhầốt mà có thể loại bỏ hầầu hềốt các chầốt rằốn trong nước và vừa giảm BOD. Nước thải vào nhà máy thồng qua một loạt các màng để lọai bỏ các đồối tượng nổi lớn. Tiềốp theo, nước thải đi vào một buồầng nơi cát, đá và đá mạt được xử lí bằầng trọng lực kéo xuồống đáy của buồầng. hạt sạn được xử lý tại một bãi chồn lầốp. Nước thải sau đó đi vào bể lằống mà chầốt rằốn lơ lửng lằống xuồống. để tạo thành một bùn liệu được thu thập và xử lý. Hóa học phụ gia có thể được sử dụng để giúp cho quá trình bồầi lằống diềẫn ra tồốt hơn. Chính xử lí loại bỏ khoảng 60% các chầốt rằốn và khoảng 35% cặn. Đầy là ph ương pháp xử lí loại phổ biềốn nhầốt mà nhà máy hay sử dụng xử lí nhầốt. Ở xử lý thứ cầốp. Này sử dụng quá trình sinh học để loại bỏ thềm vật chầốt và tềốp tục giảm cặn. Thứ hai xử lí thường sử dụng quá trình bùn hoạt tnh, mặc dù Jilters nhỏ giọt cũng được sử dụng. Nước thải được đưa vào một bể hiềốu khí, nơi nó được trộn với khồng khí và với kích hoạt bùn tái chềố từ các bể lằống tềốp theo. Các nước thải vầẫn còn trong b ể trong vài giờ và vi khuẩn hiềốu khí, tự nhiền trong bùn, phá vỡ các chầốt ồ nhiềẫm h ữu cơ trong n ước thải. Nước thải chảy qua bể lằống nơi bùn lằống ra. Một sồố bùn này được tái chềố vào bể hiềốu khí. Hầầu hềốt bùn được đưa đềốn một bể bùn nơi mà nó được xử lý bằầng vi khuẩn kỵ khí, trong đó tềốp tục suy giảm bùn. Metan được sản xuầốt trong bể phần hu ỷ và nó là m ột trong hai bị đồốt cháy rhoặc được sử dụng làm nhiền liệu trong nhà máy. Bùn được sau đó sầốy khồ và xử lý bằầng cách chồn lầốp. Trong bể lọc sinh học, nước thải được phun lền bềầ mặt bồần, bể chứa nguyền liệu lớn nghiền cứu (đá, mảnh gạch, vv.) Vi sinh vật tạo thành video trền các tài liệu phần tch nước và tều thụ chầốt dinh dưỡng từ nước thải nhỏ giọt thồng qua các đáy hồầ. Khoảng 90% chầốt rằốn và cặn có thể được giảm bằầng cách xử lý thứ cầốp. bậc 3 ho ặc cao cầốp điềầu trị. Xử lí bậc 3 được thiềốt kềố tềốp tục giảm nồầng độ các chầốt ồ nhiềẫm c ụ th ể trong các chầốt thải nước. Nhiềầu quá trình có sằẫn tùy thuộc vào các chầốt gầy ồ nhiềẫm để được loại bỏ. Điềầu trị bậc 3 có thể loại bỏ các chầốt rằốn lơ lửng, giải thể các hợp chầốt hữu cơ, chầốt dinh dưỡng hòa tan (phồốt pho và nitơ) và kim loại nặng. Phương pháp liền quan đềốn các b ộ l ọc cát, than bộ lọc, lọc điện, thẩm thầốu ngược, trao đổi ion và việc sử dụng hóa chầốt phụ gia như chầốt đồng tụ (phèn) và oxy hóa (ozone,hydrogen peroxide). Một sồố các quá trình này có thể khá tồốn kém. Xử lí bậc 3 có thể loại bỏ hơn 95% của các chầốt ồ nhiềẫm trong n ước thải, nhưng nó khồng được sử dụng rộng rãi trong các nhà máy xử lý nước th ải. Bầốt k ể lo ại xử lí được sử dụng, xử lý nước thải là cuồối cùng xử lí bằầng khí clo trước khi thải ra mồi trường. Này tều diệt vi khuẩn gầy bệnh. Hiệu quả của quy trình xử lý sơ cầốp và thứ cầốp được sử dụng rộng rãi trong nhà máy xử lý nước thải được tóm tằốt trong bảng 4.3. Nước vào và ra của nhà máy xử lý nước thải được phần tch cho một sồố các thồng sồố sau trong chương này. trong sồố các quy trình xử lý phải được thiềốt kềố đặc biệt cho các lo ại n ước thải được nhiềầu người hỏi và do đó nó là cầần thiềốt để biềốt loại và Nồầng độ các chầốt ồ nhiềẫm trong nước thải mà là để được xử lí Ngoài ra, nó là cầần thiềốt để xác định rằầng n ước thải xử lý đáp ứng một cách hợp pháp ban hành tều chuẩn và có thể được thải ra một cách an toàn vào mồi trường. Nhiềầu quá trình yều cầầu kiểm soát chặt cheẫ các điềầu kiện ho ạt động (Ví dụ pH) và nó có thể là cầần thiềốt để thực hiện phần tch ở nhiềầu giai đoạn trong quá trình xử lí. Một nhà máy xử lý nước thải hiện đại có thể có liền tục, cồng cụ phần tch được cài đặt. 4.1.10 Xử lý nước uống Tính trung bình, mỗi người ở Mỹ sử dụng từ 300 đến 400 lít nước nội địa mỗi ngày (uống, giặt giũ, nấu ăn, rửa nhà vệ sinh, tưới vườn). Khoảng 8% lượng nước ngọt toàn cầu được sử dụng cho mục đích sinh hoạt. Nước sinh hoạt là chủ yếu rút ra từ nước ngầm và nước mặt. nước ngầm,chiết xuất từ các tầng ngậm nước dưới mực nước ngầm, từ lâu đã là một nguồn nước quan trọng. Giếng vẫn còn được sử dụng để bơm nước ngầm trong nhiều cộng đồng nông thôn. Mặc dù nước ngầm thường có chất lượng cao hơn so với nước mặt, nhưng nó cũng dễ bị ô nhiễm môi trường (xem Phần 4.1.8). Nước nội địa cho sử dụng nói chung cần phải được xử lý để phù hợp với tiêu chuẩn nước uống quốc gia (xem Phụ lục 111). Khoảng 60% lượng nước sử dụng được trả lại cho các con sông như nước thải. Trong vùng có đông dân số và các hoạt động công nghiệp đáng kể, sự đóng góp của nước thải vào tổng lưu lượng sông có thể là cao, đặc biệt là trong mùa khô.Do đó, nước thải xả vào một con sông có thể được thêm vào hạ lưu và phục vụ như một nguồn nước sinh hoạt cho cộng đồng. Nói cách khác, chất thải của một người có thể ảnh hưởng tới nước uống của người khác. vì vậy, duy trì chất lượng nước là vô cùng quan trọng để bảo vệ sức khỏe cộng đồng. Nói chung, nước để sử dụng trong nước đầu tiên được lưu trữ trong hồ chứa, nơi cặn có thể lắng được, nhằm cải thiện độ trong của nước.Sau đó, nước được xử lý trong một nhà máy xử lý nước trước khi vàonguồn cấp nước đô thị. Cách xử lí khác nhau tùy thuộc vào chất lượng các nguồn nước, nhưng nó thường được lọc và xử lý hóa chất (ví dụ như clo, flo). Trong một số địa điểm nơi có rất ít nguồn nước ngọt, người ta thực hiện lấy nước biển khử muối và phân tích nước được thực hiện thường xuyên tại các nhà máy xử lý nước để đảm bảo về mặt pháp lý theo tiêu chuẩn được ban hành. Do vấn đề công cộng (thường được coi là không có cơ sở) về chất lượng nước sinh hoạt, và sự phản đối với khẩu vị của nước khử trùng bằng clo, nhiều người thích uống nước khoáng đóng chai. Phân tích nước được thực hiện thường xuyên tại các nhà máy đóng chai nước khoáng, và các nhà cung cấp được yêu cầu xác định thành phần của nước. Mặc dù cả nước khoáng đóng chai và nước nội địa ở các nước đang phát triển thướng là an toàn để uống , đã có trường hợp ô nhiễm đặc biệt không được chú ý trong các phòng thí nghiệm kiểm soát chất lượng. Điều này không ngạc nhiên, xem xét rằng khoảng 1000 chất có thể có mặt trong nước công cộng , phòng thí nghiệm thường lọc các chất ô nhiễm ra khỏi nước, nước cũng có thể ô nhiễm trong suốt thời gian phân bố. Ví dụ, mối quan tâm đáng kể đã đượcbày tỏ trong quá khứ là ô nhiễm chì trong nước uống. Nguồn nhiễm chì là do đường ống dẫn nước và nhà cửa, đường ống dẫn trong tòa nhà, hàn chì trong ống đồng và vòi nước bằng đồng. Ngày nay, ô nhiễm chì trong nước uống chủ yếu là một vấn đề trong các tòa nhà cũ. nước cũng có thể được vô tình bị ô nhiễm trong quá trình xử lí cẩu thả, và như vậy sự cố đã được báo cáo cho cả nước đóng chaivà nước nội địa. 4.1.1 1 Phân tích nước Phân tích nước có thể liên quan đến một số mẫu sau đây: nước bề mặt từ hồ, sông, biển, nước ngầm, nước uống, nước trong công nghiệp ,nước thải đô thị và nước của lò hơi. Nồng độ lớn ion trong một số vùng nước bề mặt được liệt kê trong Bảng 4.4. Chất lượng nước thường xuyên theo dõi qua nước thải và nước tưới cây. phương pháp đã được phát triển cho phân tích một loạt các chất vô cơ và hữu cơ được gọi là các kỹ thuật phân tích. các phương pháp phân tích này đã được hình thành thông qua các ngành công nghiệp nước và được gọi là phương pháp chuẩn. Phương pháp mà có thể dễ dàng thực hiện bằng cách sử dụng thiết bị cơ bản được đưa ra trong cuốn sách này, và một số trong số là phỏng theo phương pháp tiêu chuẩn. Có rất nhiều dụng cụ phân tích nước có sẵn trên thị trường. Những dụng cụ này chủ yếu dựa trên sự đo màu và phương pháp điện, đây là cách thông dụng. Hầu hết các phương pháp thử nghiệm liên quan đến việc bổ sung các thuốc thử dạng viên hoặc dạng bột, sau đây là bảng tham khảo: Những thuốc thử này được sử dụng cách thông dụng giống như những phương pháp chuẩn nhưng được cung cấp thêm lượng dùng. Các nhà sản xuất phát triển cho các bộ dụng cụ kiểm tra thêm thuận tiện và dễ dàng sử dụng. Một ví dụ là bộ kiểm tra Hach (xem tài liệu tham khảo trong Hach được liệt kê dưới đây). Một số bộ dụng cụ khác bao gồm các đầu dò di động cho pH, nhiệt độ và oxy hòa tan. Đầu dò cầm tay dựa trên điện cực ion chọn lọc ngày càng phát triển phù hợp với một loạt các thành phần hóa học. Các phương pháp được thảo luận ở đây rất thích hợp cho mọi loại mẫu nước, nhưng ta giả định cho rằng hầu hết các mẫu sẽ là mẫu nước mặt thu thập từ sông, hồ, vùng nước ven biển hoặc nước thải. Bạn cũng có thể áp dụng các phương pháp phân tích này cho nước máy và nước khoáng đóng chai. 4.1.12 lấy mẫu và lưu trữ Khối lượng mẫu được thu thập sẽ phụ thuộc vào số lượng của phương pháp phân tích sẽ được thực hiện. Nếu một phân tích toàn diện của nước được thực hiện, 2 L mẫu phải được thu thập. Nếu một hoặc một vài chất phân tích sẽ được xác định, khối lượng nhỏ hơn có thể được thỏa đáng tùy thuộc vào khối lượng cần thiết cho việc kiểm tra. Nhựa hoặc chai thủy tinh có thể được sử dụng, tùy thuộc và chất phân tích. Trong một số trường hợp ta có thể thu thập các mẫu cần thiết trong một số chai khác nhau. phân tích oxy hòa tan đòi hỏi chai riêng biệt. Bạn nên nhớ rằng các mẫu mà bạn thu thập chỉ đại diện cho 1 địa điểm và 1 thời gian lấy mẫu. Các thành phần của mẫu cũng có thể thay đổi trong quá trình vận chuyển và lưu trữ, chủ yếu là do các phản ứng sinh hóa và bề mặt. Hãy chắc chắn làm theo các thủ tục được đề nghị cho mỗi chất phân tích.\ Mẫu nước bề mặt là dễ dàng thu thập nhất. Mẫu thu thập tại độ sâu yêu cầu thu đặc biệt, trong đó có một số loại (Ruttner, Kemmerer, Dussart, Valas, Watt, vv.) Phổ biến nhất lấy mẫu là mẫu Van Dorn , thể hiện trong hình 4.1. các mẫu chứa trong một xylanh PVC có hai van cao su ở đầu và cuối ống. Hai van được nối với nhau bằng một ống cao su và cũng có một chuỗi gắn liền với chúng. Trước khi ngâm trong nước hai van được kéo ra và các dây được gắn vào một khóa trang bị bên ngoài xi lanh. Xi lanh, mở ở cả hai đầu, được hạ xuống đến độ sâu mong muốn bằng dây chia vạch. Một kim loại được theo dây.tấn công các khóa và theo hai van cao su để đóng xi lanh. Các mẫu sau đó được kéo lên khỏi mặt nước và mẫu chuyển giao cho một chai để lưu trữ. Nó cũng có thể lấy mẫu từ độ sâu khác nhau bằng cách bơm nước qua một ống nhựa hạ xuống đến độ sâu mong muốn. Thông thường bạn sẽ được thu thập mẫu ngay tại chỗ, hoặc gần đó hay nước bề mặt. Lấy chai mẫu sạch, đổ đầy nước tinh khiết trong phòng thí nghiệm vào chai.làm khô chai và sau đó rửa sạch nhiều lần với mẫu nước thu thập. Cuối cùng ghi nhãn vào chai chứa mẫu, và mang nó đến phòng thí nghiệm để phân tích. Các chai cần được lấp đầy từ từ để tránh sự hỗn loạn và bong bóng khí. Khi lấy mẫu nước từ các giếng và vòi nước, máy bơm hoặc máy nên để chạy đủ lâu để lấy đủ mẫu đại diện. Tùy vào vật liệu chai, chất bảo quản và thời gian lưu trữ là được đưa ra trong Bảng 1.4.. Tốt nhất, các mẫu nên được phân tích càng sớm càng tốt, nhưng điều này thường khó được thực hiện. Một số thủ tục bảo quản đã được khuyến cáo cho các mẫu chất dinh dưỡng khi họ không thể được phân tích kịp thời là: - Làm Lạnh - làm chậm lại, nhưng cũng không loại trừ vi khuẩn và phản ứng hóa học, tốc độ phản ứng tại t 4o C bằng khoảng một phần tư tốc độ phản ứng ở 25oC. - Đông lạnh - điều này làm giảm các phản ứng hóa học và vi khuẩn thậm chí hơn nữa. -Bổ sung các axit ~ giảm độ pH giảm đáng kể vi khuẩn hoạt động. -Bổ sung chất diệt khuẩn - nhiều giống vi khuẩn đã được sử dụng để loại bỏ hoàn toàn các hoạt động của vi sinh vật; chloroform và thủy ngân (II) clorua là phổ biến nhất. 4.1.13 Lọc: Thường được sử dụng trong phân tích nước để tách các thành phần hoà tan có mặt trong chất lơ lững. Tuy nhiên, lọc có thể gặp một vài vấn đề:    Các chất không hoà tan đi qua lọc. Nguyên tắc để lọc mẫu là cho mẫu qua giấy lọc có kích thước lổ là 0.45 pm, các thành phần qua lọc là chất hoà tan. Định nghĩa này trong thực tế thì nó độc đoán và không chính xác bởi vì keo và các polime có thể có thể đi qua lọc cùng với các chất thực sự hoà tan. Nhiểm bẩn. các chất trong vật liệu lọc có thể hoà tanvaof mẫu trong quá trình lọc. điều này là vấn đề khi phân tích vết kim loại trong mẫu tương đối sạch. Các loại lọc thường được rửa bằng acid trước khi lọc, để loại bỏ bất kì kim loại gây nhiểm bẩn từ vật liệu lọc. Hấp phụ. Một vài chất phân tích có thể hấp phụ trên vật liệu lọc hoặc đơn vị lọc. ví dụ, một số kim loại có thể hấp phụ trên tường của vật liệu lọc thuỷ tinh. Hướng dẫn lọc được nêu ra trong các thí nghiệm thích hợp. Bộ locj nên đưa về điều kiện ban đầu bằng cánh rửa, đầu tiên rửa nước sau đó với một số mẫu cần được loại bỏ. sau đó lọc mẫu thích hợp. All-glass Millipore filter holder và bình chân không thì thích hợp nhất để phân tích hàm lượng vết khi không có tổn hao do hấp phụ. Tuy nhiên, các thiết bị khác có thể phù hợp cho phân tích chung. Trong hình 4.2 chân không được áp dụng bằng cách nối bình với 1 máy bơm không khí hoặc 1 cái bơm hút nước và bật máy bơm nước hoặc hút nước trước khi kết nối với bình. Khi lọc xong, các ống nối nên được ngắt trước khi tắt bơm. Với phân tích kim loại, mẫu phải được acid hoá sau khi lọc. acid hoá trước lọc có thể làm hoà tan 1 số kim loại đó không phải là dd đúng trong mẫu. do đó kết quả phân tích sẽ không đại diện cho điều kiện thực địa. lọc được khuyến cáo khi đó nó cần thiết cho lưu trữ mẫu trong thời gian dài vì nó loại bỏ vật liệu sinh học lớn có thể là nguyên nhân can thiệp vào phản ứng với chất phân tích trong quá trình lưu trữ. 4.1.14 câu hỏi và vấn đề: 4.1.15 đề xuất cho dự án: 1. biên soạn nhiều thông tin về nước thải và xử lí nó trong khu vực của bạn( thị xã/ thành phố) gồm: Thành phần nước thải. Tỉ lệ xả lượng nước thải. Công nghệ xử lí Tiêu chuẩn quốc gia/ địa phương về nước thải. Phân loại, nếu có thể thì định lượng nước thải theo nguồn: nước thải sinh hoạt, công nghiệp, nông nghiệp. bạn có thể có được thông tin hữu ích từ các công trình xử lí ở địa phương, và chính quyền địa phương. Nếu đầy đủ thông tin bạn có thể tính toán tỉ lệ xả của từng chất ô nhiểm. bạn có thể thăm các công trình địa phương và xem quy trình xử lí nước thải. xem xét công nghệ xử lí, tiêu chuẩn và chiến lược quản lí. Biên soạn các dữ liệu mà bạn đã tập hợp thành các dạng trực quan hấp dẫn và dẽ hiểu( bảng biểu, biểu đồ, bảng xếp hạng,..) và chuẩn bị báo cáo phát hiện của bạn. bạn có thể trình bài kết quả nghiên cứu của bạn trong cuộc hội thảo và thảo luận thêm với các sinh viên của bạn. 2. thực hiện 1 cuộc khảo sát toàn diện về chất lượng nước mặt trong các bước nêu ra trong chương này. Bạn có thể xem xét phân tích 2 mẫu, hoặc 3 mẫu mỗi lần và báo cáo trung bình của phép đo. Điều này sẽ cung cấp cho bạn 1 số ý tưởng về việc làm thế nào để diển tả phân tích của bạn. nhập kết quả thành 1 bảng. cũng ghi màu sắc, mùi, và bất kỳ những gì quan sát được. 3. thực hiện phân tích chi tiết của nguồn nước thải bằng cách sử dụng pp được mô tả trong chương này và nhập kết quả của bạn thành 1 bản. 4. lấy mẫu và phân tích nước cấp từ 1 số ngôi nhà trong khu vực của bạn. ngoài ra, phân tích nước khoáng đóng chai khác nhau trên thị trường. so sánh chất lượng nướ cấp thành phố và nước khoáng đóng chai.