MỤC LỤC
Chương 1 GIỚI THIỆU...........................................................................................1
1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ..............................................................................................1
1.2 Mục tiêu của đề tài nghiên cứu:.................................................................2
1.3 Đối tượng nghiên cứu:.................................................................................2
1.4 Nội dung nghiên cứu....................................................................................2
Chương 2. LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU.....................................................................4
A. Tổng quan............................................................................................................4
B. Nội dung ..............................................................................................................5
I. Hiện trạng..........................................................................................................5
1. Thế giới...........................................................................................................5
2. Việt Nam.........................................................................................................6
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
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.........................................................................................................15
10. Điều kiện mặt cắt sông................................................................................15
III. Quá trình tự làm sạch của nguồn nước......................................................15
1. Quá trình tự làm sạch của nước ngầm...........................................................15
2. Quá trình tự làm sạch nước mặt....................................................................16
IV. Các vấn đề môi trường khi nguồn nước không có khả năng tự làm sạch
..............................................................................................................................20
1. Nước và sinh vật nước...................................................................................20
2. Đất và sinh vật đất.........................................................................................21
3. Không khí......................................................................................................22
V. Biện pháp làm tăng khả năng làm sạch của nước......................................23
1. Thông gió dòng sông.....................................................................................23
2. Bổ sung nước cho sông trong thời kỳ lưu lượng thấp...................................23
3. Bảo vệ lớp phủ thực vật trên toàn lưu vực....................................................23
4. Thường xuyên nạo vét dông rạch để khơi thông dòng chảy.........................23
Chương 3. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU......................................................24
3.Phương pháp nghiên cứu:...............................................................................24
3.1Phương pháp luận:.....................................................................................24
3.2 Phương pháp thực tế:................................................................................25
Chương 4. DỰ KIẾN KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC....................................................26
KẾ HOẠCH THỰC HIỆN....................................................................................27
DỰ TRÙ KINH PHÍ..............................................................................................28
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 sốố loài tảo têu biểu……1
Hinh 3: Phân chia các vùng của dòng chảy theo khả năng tự làm sạch của nguồn nước
.................................................................................................................................... 17
Chương 1 GIỚI THIỆU
1.1
ĐẶT VẤN ĐỀ
Trái đất là một hành tinh xanh với ba phần tư được bao phủ bởi
nước.Nước lá yếu tố quyết định sự tồn tại và phát triển của môi trường sống.
Lịch sử tiến hóa của loài người được 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 dung môi lý tưởng để hòa tan, phân phối 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 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.
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 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 hằng
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 một quốc gia. Chúng ta có thể thấy rằng những nền văn minh xuất
hiện sớm nhất trong lịch sử nhân loại đều tập trng 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,
1
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 rất quan trọng gớp 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 nươc 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 kyc 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 họat 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 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 pahir gánh chịu hậu quả vô cùng
nghiêm trọng do chúng ta gây ra.
1.2 Mục tiêu của đề tài nghiên cứu:
Nghiên cứu quá trình tự làm sạch nguồn nước tại các ao, hồ.
Khả năng xử lý ô nhiễm của thực vật thủy sinh.
Dựa vào thực nghiệm, kết quả nghiên cứu các thông số đánh giá mức độ
ô nhiễm và tự là sạch về trạng thái ban đầu của ao nuôi.
Giúp người dân áp dụng những giải pháp phù hợp để khắc phục tình hình
ô nhiễm môi trường ở các ao nuôi trồng thủy sản hiện nay.
2
Việc nghiên cứu đề tài giúp em được biết rõ và củng cố lạ kiến thức thực
nghiệm để áp dụng cho tương lai.
1.3 Đối tượng nghiên cứu:
Các nguồn nước tại các ao, hồ.
1.4 Nội dung nghiên cứu
Khảo sát một số ao, hồ và phân tích đánh giá khả năng tự làm sạch
nguồn nước bởi một số thực vật thủy sinh trong ao, hồ.
Thu thập số liệu tại hiện trường, nguồn gây ô nhiễm, tính chất nước
thải của các ao, hồ.
Lấy mẫu phân tích 6 chỉ tiêu: PH, SS, COD,BOD5, NO3-N.
Xác nhận nguyên nhân chủ yếu ảnh hưởng đến môi trường khu vực
đang nghiên cứu.
Thu thập các phương pháp xử lý nước thải trong điều kiện tự nhiên.
Dựa vào các thông số đã phân tích được đê nghiên cứu, so sánh đánh
giá khả năng tự làm sạch của một sô ao, hồ tại địa phương từ đó có biện pháp
xử lý cho nguồn nước thải phù hợp.
3
Chương 2. LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU
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 kỳ 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 kỳ. 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 ô xy,… dienx ra không bình thường. Tuy nhiên, tiếp
theo một khoảng cách nào đó về hạ nguồn, tùy thuộc các chất gây ô nhiễm,
lưu lượng nước nguồn, các điều kiện thủy động của dòng chảy,…những chu
kỳ bình thường sẽ phục hồi trở lại. Sự phục hổi này được gọi là sự tự làm
sạch.
Khi các chất ô nhiễm là những muối vô cơ hòa tan được xã 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 đỗ vào của các sông nhánh và sự tăng lên của tổng
diện tích vùng tập trung nước. Hầu hét, 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 ddieuf kiện thay
đổi thì lượng kẽm đã kết tủa lại được chuyenr 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 cong nghiệp khác ), nó sẽ tự khôi phục lại
trạng thái trong sạch ban đầu bởi các quá trình tự nhiên. Tiến trình tự làm
4
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 sinh vật. Những vi khuẩn này
được sử dụng chất hữu cơ làm thức ăn, phân tích các chất phức tạp tạo thành
các sản phẩm cúi 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 ô xy hòa tan sẵn có trong nguồn nước. Do đó, quá trình
này phụ thuộc vào tốc dộ tiêu thụ ô xy hòa tan bị tiêu thụ hết, trạng thái yếm
khí sẽ xuất hiện và quá trình tự làm sạch sẽ không dễ diễn ra.
B. NỘI DUNG
I. Hiện trạng
1. Thế giới
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.
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]
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]
5
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
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, BOD 5 có
hàm lượng vượt so với tiêu chuẩn là 1,03 và 1,25 lần. 8 mẫu lấy từ ngày 719.2, hàm lượng COD, BOD5 có xu hướng tăng, riêng ngày 18.2 hàm lượng
COD vượt tới 2,7 lần.
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...
6
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]
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]
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
7
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, 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]
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 KCX-KCN 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
8
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.
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 NH 3 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 NH 3 trong môi
trường nước phải nhỏ hơn 0,5 mg/lít và H 2S nhỏ hơn 0,005 mg/lít, nhưng
thực tế trên sông Thị Vải hiện NH 3 đang ở mức 1,73 mg/l và H 2S 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]
Sông Nhuệ - Đáy
Trung bình mỗi ngày 2 con sông này phải tiếp nhận khoảng 800.000m 3
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
9
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 100.000m 3/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 500.000m 3 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 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 NO 2
có lúc đạt 0,508 mg/lít (vượt giới hạn B 10 lần); lượng NH 4+ 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.
10
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:
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
11
Hydro hữu cơ + O2 → H2O
Nitơ hữu cơ + O2 → NO3Lưu huỳnh hữu cơ + O2 → SO42Phospho hữu cơ + O → PO 3+
2
4
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
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
12
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 m 2/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]
13
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]
14
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]
15
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]
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 SO42-, 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
16
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 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.
17
- Xem thêm -