Tài liệu Nghiên cứu tận dụng vỏ trai cánh mỏng (cristaria bialata) hấp phụ photphat (po4 3 ) ô nhiễm trong nước thải

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM HOÀNG THỊ MAI HƯƠNG Tên đề tài: NGHIÊN CỨU TẬN DỤNG VỎ TRAI CÁNH MỎNG (CRISTARIA BIALATA) HẤP PHỤ PHOTPHAT (PO43-) Ô NHIỄM TRONG NƯỚC THẢI KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Hệ đào tạo : Chính quy Chuyên ngành : Khoa học Môi trường Khoa : Môi trường Khóa học : 2014 - 2018 Thái Nguyên, năm 2018 ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM HOÀNG THỊ MAI HƯƠNG Tên đề tài: NGHIÊN CỨU TẬN DỤNG VỎ TRAI CÁNH MỎNG (CRISTARIA BIALATA) HẤP PHỤ PHOTPHAT (PO43-) Ô NHIỄM TRONG NƯỚC THẢI KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Hệ đào tạo : Chính quy Chuyên ngành : Khoa học Môi trường Lớp : K46 - KHMT - N01 Khoa : Môi trường Khóa học : 2014 - 2018 Giảng viên hướng dẫn : TS. Trần Thị Phả Thái Nguyên, năm 2018 i LỜI CẢM ƠN Trong quá trình thực tập tốt nghiệp vừa qua, tôi đã nhận được sự giúp đỡ nhiệt tình của các cá nhân, tập thể để tôi hoàn thànhtốt khóa luận tốt nghiệp này. Trước tiên, tôi xin trân trọng cảm ơn ban Giám hiệu nhà trường, toàn thể các Thầy Cô giáo Khoa môi trường, chuyên nghành Khoa học môi trường đã truyền đạt cho tôi những kiến thức cơ bản và tạo điều kiện giúp đỡ tôi hoàn thành khóa luận. Đặc biệt tôi xin bày tỏ lòng cảm ơn sâu sắc tới TS.Trần Thị Phả đã dành nhiều thời gian trực tiếp hướng dẫn, chỉ bảo tận tình để tôi hoàn thành quá trình nghiên cứu và hoàn thành khóa luận. Cuối cùng, tôi xin chân thành cảm ơn gia đình, bạn bè, những người đã động viên và giúp đỡ tôi về tinh thần, vật chất trong suốt quá trình học tập và thực hiện đề tài. Do trình độ, kinh nghiệm thực tế bản thân có hạn, thời gian thực tập không nhiều vì vậy khoá luận của tôi không thể tránh khỏi những sai sót rất mong nhận được sự chỉ bảo của các thầy cô giáo, sự đóng góp ý kiến của các bạn sinh viên để bài khoá luận được hoàn thiện hơn. Xin chân thành cảm ơn! Thái Nguyên, ngày 07 tháng 06 năm 2018 Sinh viên Hoàng Thị Mai Hương ii DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 2.1. QCVN 08:2015/BTNMT: Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng môi trường nước mặt ........................................................................... 15 Bảng 2.2. QCVN 14:2008/BTNMT: Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng môi trường nước sinh hoạt .................................................................... 16 Bảng 4.1: Bảng số liệu để xây dựng đường chuẩn ......................................... 32 Bảng 4.2: Bảng kết quả thí nghiệm 1 .............................................................. 34 Bảng 4.3: Bảng kết quả thí nghiệm 2 .............................................................. 36 Bảng 4.4: Bảng kết quả thí nghiệm 3 .............................................................. 39 Bảng 4.5: Kết quả thí nghiệm 4 ...................................................................... 41 Bảng 4.6: Hiệu suất xử lý photphat (PO43-) qua các thí nghiệm ..................... 43 iii DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 4.3. Biểu đồ thể hiện đường chuẩn PO43- ............................................................ 33 Hình 4.4. Biểu đồ thể hiện sự thay đổi nồng độ đầu vào ảnh hưởng đến hiệu suất xử lý PO43- bằng bột vỏ trai ....................................................................................... 35 Hình 4.5. Biểu đồ thể hiện sự ảnh hưởng của lưu lượng đầu vào đến hiệu suất xử lý PO43- bằng bột vỏ trai ................................................................................................ 38 Hình 4.6. Biểu đồ thể hiện ảnh hưởng của độ dày vỏ trai ảnh hưởng đến hiệu suất xử lý PO43- bằng bột vỏ trai ....................................................................................... 39 Hình 4.7. Biểu đồ thể hiện sự ảnh hưởng của thời gian phối trộn đến hiệu suất xử lý PO43 bằng bột vỏ trai ........................................................................................ 42 iv DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT Kí hiệu từ Ý nghĩa từ BTNMT Bộ tài nguyên Môi trường CHXHCN Cộng hòa xã hội chủ nghĩa HTNT Hấp thụ nguyên tử KLN Kim loại nặng NĐ - CP Nghị định - Chính phủ NL Nhắc lại QCVN Quy chuẩn Việt Nam TB Trung bình TCCP Tiêu chuẩn cho phép TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam v MỤC LỤC DANH MỤC CÁC BẢNG................................................................................. i DANH MỤC CÁC HÌNH ................................................................................ iii DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT .............................................................. iv MỤC LỤC ......................................................................................................... v PHẦN 1. MỞ ĐẦU .......................................................................................... 1 1.1. Đặt vấn đề................................................................................................... 1 1.2. Mục tiêu của đề tài ..................................................................................... 2 1.2.1 Mục tiêu chung ......................................................................................... 2 1.2.2. Mục tiêu cụ thể ........................................................................................ 2 1.2.3. Yêu cầu của đề tài ................................................................................... 2 1.3. Ý nghĩa của đề tài ....................................................................................... 2 1.3.1. Ý nghĩa trong học tập và nghiên cứu khoa học ...................................... 2 1.3.2. Ý nghĩa trong thực tiễn ........................................................................... 3 PHẦN 2. TỔNG QUAN TÀI LIỆU ............................................................... 4 2.1. Cơ sở khoa học của đề tài .......................................................................... 4 2.1.1. Cơ sở lý luận ........................................................................................... 4 2.1.2. Cơ sở pháp lý ...................................................................................... 157 2.1.3. Một số quy chuẩn kỹ thuật về PO43- trong nước…..………………….17 2.2. Tình hình nghiên cứu trên thế giới và Việt Nam ................................... 168 2.2.1. Tình hình nghiên cứu trên thế giới .................................................... 1718 2.2.2. Tình hình nghiên cứu tại Việt Nam ...................................................... 20 2.3. Ô nhiễm photphat và một số phương pháp xử lý photphat hiện nay ..... 220 2.3.1. Ô nhiễm photphat .................................................................................. 21 2.3.2. Đặc điểm một số loại nước thải chứa PO43- ........................................ 212 2.3.3. Một số phương pháp xử lý photphat đang được sử dụng hiện nay..... 223 vi PHẦN 3. ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .............................................................................................................. 234 3.1. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu.......................................................... 234 3.1.1. Đối tượng nghiên cứu.......................................................................... 234 3.1.2. Phạm vi nghiên cứu ............................................................................. 234 3.2. Địa điểm và thời gian tiến hành ............................................................. 244 3.3. Nội dung nghiên cứu .............................................................................. 244 3.4. Phương pháp nghiên cứu........................................................................ 245 3.4.1. Phương pháp nghiên cứu thu thập số liệu thứ cấp .............................. 245 3.4.2. Phương pháp thiết kế thí nghiệm ........................................................ 245 3.4.3. Phương pháp lấy mẫu và phân tích ..................................................... 288 3.4.4. Phương pháp tổng hợp, xử lý số liệu .................................................. 289 PHẦN 4. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN ........................... 30 4.1. Đặc điểm hấp phụ của vỏ trai cánh mỏng (Critaria Bialata)....................30 4.2. Nghiên cứu các chế độ của hệ xử lý cột liên tục...................................... 32 4.2.1. Xây dựng đường chuẩn PO43- ............................................................... 32 4.2.2. Nghiên cứu ảnh hưởng của một số yếu tố đến quá trình xử lý nước thải chứa photphat (PO43-) bằng vỏ trai cánh mỏng ............................................... 33 4.3. Hiệu quả xử lý photphat (PO43-) bằng phân tích dung lượng hấp phụ..... 43 PHẦN 5. KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ........................................................... 44 5.1. Kết luận .................................................................................................... 44 5.2. Kiến nghị ................................................................................................ 455 TÀI LIỆU THAM KHẢO .......................................................................... 466 PHỤ LỤC 1 PHẦN 1 MỞ ĐẦU 1.1. Đặt vấn đề Như chúng ta đã biết cũng như đất, không khí và ánh sáng, nước cũng đóng một vai trò quan trọng tác động đến sự tồn tại và phát triển của các loài sinh vật và đời sống con người trên trái đất. Cùng với quá trình phát triển về kinh tế, xã hội, các cơ sở hạ tầng, giao thông, khoa học – công nghệ của loài người đang ngày một vượt bậc, các nguồn tài nguyên này đang dần bị suy giảm về tính chất. Có thể nói nguồn tài nguyên nước đóng vai trò đặc biệt quan trọng như: Phục vụ cho mục đích sinh hoạt của con người, trong sản xuất nông nghiệp, nhu cầu thiết yếu đối với cây trồng và các loài động vật, vi sinh vật... thế nhưng do xã hội ngày càng phát triển để tạo ra của cải vật chất đáp ứng nhu cầu sử dụng của con người đã dẫn đến môi trường nước ngày càng ô nhiễm. Nguyên nhân là do các loại chất thải của các khu công nghiệp, hoạt động sinh hoạt, các trang trại chăn nuôi, các loại phân bón và hóa chất bảo vệ thực vật... đã không được xử lý hoặc xử lý không triệt để dẫn đến nguồn nước ngầm và nguồn nước mặt trên các ao hồ, sông, suối... bị ô nhiễm nghiêm trọng ảnh hưởng đến môi trường sống của con người và sinh vật. Một trong những vấn đề ô nhiễm nguồn nước có thể kể đến như ô nhiễm kim loại nặng: Pb, Cd, As, Cr,.. ô nhiêm nước do vi sinh vật và ô nhiễm nước mặt. Ngoài những vấn đề ô nhiễm nước trên có thể kể đến một dạng ô nhiễm nước điển hình đó là ô nhiễm do PO43-, nguyên nhân gây nên dạng ô nhiễm này là do các hợp chất photphat được tìm thấy trong nước thải hay được thải ra trực tiếp vào nguồn nước mặt phát sinh từ: Thất thoát từ phân bón có trong đất, chất thải từ người và động vật, các hóa chất tẩy rửa... Để xử lý cho vấn đề ô nhiễm nguồn nước đã có rất nhiều các nghiên cứu khoa học, các công nghệ áp dụng trong xử lý nước thải đã được ứng dụng và xử lý rất triệt để. 2 Các vật liệu nguồn gốc tự nhiên đã được nghiên cứu và ứng dụng như: vỏ trấu, bã mía, xơ dừa, vỏ sò, xỉ than,… Trai cánh mỏng (Cristaria bialata) là một loài sinh vật phổ biến sinh sống ở các sông, hồ, đầm, ao trong vùng đồng bằng và trung du Bắc Bộ nước ta. Vỏ trai cánh mỏng có cấu tạo chính từ thành phần canxi cacbonat, với đặc điểm có hình elip dài, chiều dài có thể tới 23 - 25 cm, vỏ trai cánh mỏng có khả năng hấp phụ một số chất.[15] Từ những vấn đề nêu trên, đề tài: “Nghiên cứu tận dụng vỏ trai cánh mỏng (Cristaria bialata) hấp phụ photphat (PO43-) ô nhiễm trong nước thải” được tiến hành. 1.2. Mục tiêu của đề tài 1.2.1 Mục tiêu chung Nghiên cứa khả năng xử lý photpho (PO43-) trong nước thải ô nhiễm bằng bột vỏ trai cánh mỏng. 1.2.2. Mục tiêu cụ thể - Ngiên cứu đặc điểm hấp phụ của vỏ trai cánh mỏng. - Xác định được ảnh hưởng của các yếu tố như: Nồng độ (PO43-) đầu vào, tốc độ dòng vào, khối lượng lớp vật liệu hấp phụ, thời gian xử lý đến khả năng hấp phụ (PO43-) của bột vỏ trai. 1.2.3. Yêu cầu của đề tài - Thí nghiệm được bố trí và thực hiện trong phòng thí nghiệm, được theo dõi, ghi chép cụ thể. - Số liệu phải chính xác, khách quan. 1.3. Ý nghĩa của đề tài 1.3.1. Ý nghĩa trong học tập và nghiên cứu khoa học - Nâng cao kiến thức, kỹ năng và rút ra kinh nghiệm thực tế phục vụ công tác nghiên cứu sau này. - Vận dụng và phát huy các kiến thức đó vào thực tế. 3 - Bổ sung tư liệu cho học tập. 1.3.2. Ý nghĩa trong thực tiễn - Giới thiệu mô hình xử lý nước thải ô nhiễm photphat (PO43-) bằng bột vỏ trai cánh mỏng, có khả năng xử lý với hiệu suất cao. 4 PHẦN 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2.1. Cơ sở khoa học của đề tài 2.1.1. Cơ sở lý luận 2.1.1.1. Một số khái niệm  Khái niệm về môi trường Theo khoản 1 điều 3 Luật Bảo vệ Môi trường Việt Nam năm 2014, môi trường được định nghĩa như sau: “Môi trường là hệ thống các yếu tố vật chất tự nhiên và nhân tạo có tác động đối với sự tồn tại và phát triển của con người và sinh vật”.[1]  Khái niệm về ô nhiễm môi trường: “Ô nhiễm môi trường là việc chuyển các chất thải hoặc nguyên liệu vào môi trường đến mức có khả năng gây hại cho sức khỏe con người và sự phát triển của sinh vật hoặc làm giảm chất lượng môi trường sống”. Khái niệm nước thải Nước thải là “một dạng lỏng hòa tan hay trộn lẫn giữa nước (nước dùng, mước mưa, nước mặt, nước ngầm…) và chất thải từ sinh hoạt, sản xuất công nghiệp, nông nghiệp, thương mại, du lịch, vui chơi giải trí, giao thông vận tải…”[7]  Khái niệm hấp phụ Theo Wikipedia tiếng Việt: Hấp phụ, trong hóa học là quá trình xảy ra khi một chất khí hay chất lỏng bị hút trên bề mặt một chất rắn xốp hoặc là sự gia tăng nồng độ của chất này trên bề mặt chất khác. Chất khí hay hơi được gọi là chất bị hấp phụ (adsorbate), chất rắn xốp dùng để hút khí hay hơi gọi là chất hấp phụ (adsorbent) và những khí không bị hấp phụ gọi là khí trơ. Quá trình ngược lại của hấp phụ gọi là quá trình giải hấp phụ hay nhả hấp phụ.[22] 5 Phân loại hấp phụ: Người ta phân làm 2 loại hấp phụ: hấp phụ vật lý và hấp phụ hóa học. Hấp phụ vật lý: Các phân tử chất bị hấp phụ liên kết với những tiểu phân (nguyên tử, phân tử, các ion…) ở bề mặt phân chia pha bởi lực VanderWaals yếu. Đó là tổng hợp của nhiều loại lực khác nhau: Tĩnh điện, tán xạ, cảm ứng và lực định hướng. Các phân tử của chất bị hấp phụ và chất hấp phụ không tạo thành hợp chất hoá học (không tạo thành các liên kết hóa học) mà chất bị hấp phụ chỉ ngưng tụ trên bề mặt phân chia pha và bị giữ lại trên bề mặt chất hấp phụ. Do vậy, trong quá trình hấp phụ vật lý không có sự biến đổi đáng kể cấu trúc điện từ của cả chất hấp phụ và chất bị hấp phụ. Ở hấp phụ vật lý, nhiệt hấp phụ không lớn, năng lượng tương tác thường ít khi vượt quá 10 kcal/mol, phần nhiều từ 3 ÷ 5 kcal/mol và năng lượng hoạt hóa không vượt quá 1 kcal/mol. Hấp phụ hóa học: Xảy ra khi các phân tử chất hấp phụ tạo hợp chất hóa học với các phân tử chất bị hấp phụ. Lực hấp phụ hóa học khi đó là lực liên kết hóa học thông thường (liên kết ion, cộng hóa trị, liên kết phối trí…) Nhiệt hấp phụ hóa học tương đương với nhiệt phản ứng hóa học và có thể đạt tới giá trị 100 kcal/mol. Cấu trúc điện tử của cả chất hấp phụ và chất bị hấp phụ đềucó sự biến đổi sâu sắc, tạo thành liên kết hóa học. Hấp phụ hóa học gây ra bởi lực liên kết hóa học giữa bề mặt chất hấp phụ và phần tử chất bị hấp phụ, liên kết này bền, khó bị phá vỡ.[13] Trong thực tế, sự phân biệt hấp phụ vật lý và hấp phụ hóa học chỉ là tương đối vì ranh giới giữa chúng không rõ rệt. Trong một số quá trình hấp phụ xảy ra đồng thời cả hấp phụ vật lý và hấp phụ hóa học. Ở vùng nhiệt độ thấp xảy ra quá trình hấp phụ vật lý, khi tăng nhiệt độ khả năng hấp phụ vật lý giảm và khả năng hấp phụ hóa học tăng lên [6]. 6 Chất hấp phụ là chất mà phần tử ở lớp bề mặt có khả năng hút các phần tử của các pha khác nằm tiếp xúc với nó. Chất bị hấp phụ là chất bị hút ra khỏi pha thể tích đến tập trung trên bề mặt chất hấp phụ. Thông thường quá trình hấp phụ là một quá trình tỏa nhiệt.  Phương pháp hấp phụ động Hấp phụ động là kỹ thuật có nhiều ưu điểm trong thực tiễn ứng dụng, tuy vậy việc thiết kế đúng một hệ hấp phụ khá phức tạp, trong nhiều trường hợp cần phải tiến hành nghiên cứu dạng pilot trước khi thiết kế hệ hoạt động sản xuất. Một thiết bị chứa chất bị hấp phụ gọi là cột hấp phụ. Một dòng chất (lỏng, khí) chứa chất bị hấp phụ được đưa liên tục vào cột. Chất bị hấp phụ được giữ lại trong cột và chỉ xuất hiện ở phía đầu ra khỏi cột khi chất hấp phụ đã bão hòa dung lượng. Nếu theo dõi sự biến đổi của nồng độ chất hấp phụ theo thời gian, tức là theo dõi dải nồng độ theo thời gian (t = L/vc) sẽ nhận được đường cong thoát. Mục tiêu thực tiễn của nghiên cứu động lực hấp phụ là xác định (thiết kế) được thời gian hoạt động của một cột hấp phụ từ các số liệu thực nghiệm, đánh giá sự hao hụt dung lượng hấp phụ khi sử dụng phương pháp dòng chảy.  Một số yếu tố ảnh hưởng đến quá trình hấp phụ Hấp phụ là một quá trình phức tạp, nó chịu ảnh hưởng bởi một số yếu tố chính sau[7]: Ảnh hưởng của dung môi: hấp phụ trong dung dịch là hấp phụ cạnh tranh nghĩa là khi chất tan bị hấp phụ càng mạnh thì dung môi bị hấp phụ càng yếu. Độ xốp của chất hấp phụ: khi kích thước mao quản trong chất hấp phụ giảm thì sự hấp phụ từ dung dịch thường tăng lên. Nhưng đến một giới hạn nào đó, kích thước mao quản quá nhỏ sẽ cản trở sự đi vào của chất bị hấp phụ. 7 Nhiệt độ: khi tăng nhiệt độ sự phụ thuộc trong dung dịch giảm, tuy nhiên đối với những cấu tử tan hạn chế, khi tăng nhiệt độ, độ tan tăng làm cho nồng độ của nó trong dung dịch tăng lên, do vậy khả năng hấp phụ cũng có thể tăng lên. pH của môi trường: ảnh hưởng nhiều lên tính chất bề mặt của chất hấp phụ và chất bị hấp phụ trong dung dịch, nên cũng ảnh hưởng tới quá trình hấp phụ. Ngoài ra còn có các yếu tố khác như: nồng độ của chất tan trong dung dịch, áp suất đối với chất khí, quá trình hấp phụ cạnh tranh đối với các chất bị hấp phụ. - Khái niệm về nguồn nước  Nước mặt: Thủy quyển là một thành phần cơ bản của môi trường tự nhiên, bao gồm toàn bộ nước của các đại dương, sông, suối, ao, hồ, đầm, kênh rạch, nước ngầm, băng tuyết và hơi ẩm trong không khí. Khoảng 97% lượng nước trên thế giới là nước mặn. Nước ngọt chiếm tỉ lệ rất nhỏ khoảng 3% [21]. Nguồn nước tự nhiên dồi dào đảm bảo cho trái đất luôn được cân bằng về khí hậu. Nước là dung môi lý tưởng để hòa tan, phân bố các hợp chất vô cơ và hữu cơ, tạo điều kiện thuận lợi cho sự phát triển của thủy sinh và các động thực vật trên cạn. Nước cũng là môi trường thuận lợi cho giao thông đường thủy, thể thao và giải trí. Nước mặt bao gồm các nguồn nước ở sông, suối, ao, hồ, đầm, kênh rạch… Đặc điểm chung của các nguồn nước này phụ thuộc rất mạnh vào điều kiện khí hậu, địa hình từng khu vực. Nguồn nước mặt có tầm quan trọng hàng đầu trong việc cung cấp nước cho các mục đích khác của con người, đồng thời là nơi tiếp nhận một khối lượng khổng lồ các nguồn chất thải do sinh hoạt và các hoạt động sản xuất của con người thải ra.[20] 8  Nước ngầm Nước ngầm được dự trữ trong phần xốp của bề mặt trái đất hoặc trong các khe nứt từ đá. Nước này có khả năng di chuyển thành mạch ngầm. Mức nước ngầm phụ thuộc vào địa hình và lượng mưa của từng khu vực. Nước ngầm cũng là một nguồn nước quan trọng được dùng để cung cấp cho các nhu cầu sinh hoạt của con người cũng như phục vụ sản xuất công nghiệp. - Khái niệm về nguồn nước thải Thông thường nước thải được phân loại theo nguồn gốc phát sinh ra chúng:  Nước thải sinh hoạt: Là nước thải từ các khu dân cư, khu vực hoạt động thương mại, khu vực công sở, trường học và các cơ sở tương tự khác. Thành phần của nước thải sinh hoạt là chất hữu cơ dễ bị phân hủy sinh học, chất dinh dưỡng (N, P), chất rắn, vi trùng. Tùy theo mức sống và lối sống mà lượng thải cũng như tải lượng của các chất có trong nước thải của mỗi khu vực khác nhau là khác nhau. Nói chung, mức sống càng cao thì lượng thải càng cao.  Nước thải công nghiệp: là nước thải được sinh ra trong quá trình sản xuất công nghiệp từ các công đoạn sản xuất và các hoạt động phục vụ cho sản xuất như nước thải khi tiến hành vệ sinh công nghiệp hay hoạt động sinh hoạt của công nhân viên. Nước thải công nghiệp rất đa dạng, khác nhau về thành phần cũng như lượng phát thải và phụ thuộc vào nhiều yếu tố: loại hình công nghiệp, loại hình công nghệ sử dụng, tính hiện đại của công nghệ, tuổi thọ của thiết bị, trình độ quản lý của cơ sở và ý thức cán bộ công nhân viên.  Nước chảy tràn: là nước chảy từ mặt đất do mưa hoặc do thoát nước từ đồng ruộng, là nguồn gây ô nhiễm nước sông, hồ. Nước chảy tràn qua đồng ruộng có thể cuốn the các chất rắn, hóa chất bảo vệ thực vật, phân bón. Nước chảy tràn qua khu vực dân cư, đường phố, cơ sở sản xuất công nghiệp có thề làm ô nhiễm nguồn nước do chất rắn, dầu mỡ, hóa chất, vi trùng [12]. 9  Nước thải tự nhiên: Nước mưa được xem như là nước thải tự nhiên, ở những thành phố hiện đại chúng được thu gom theo hệ thống riêng.  Nước thải đô thị: là loại nước thải được tạo thành do sự gộp chung nước thải sinh hoạt, nước thải vệ sinh, nước thải từ các cơ sở thương mại, sản xuất công nghiệp nhỏ trong khu đô thị. Nước thải đô thị thường được thu gom vào hệ thống cống thải của thành phố, đô thị để xử lý chung. Thông thường ở các đô thị có hệ thống cống thải, khoảng 80-90% tổng lượng nước sử dụng của đô thị sẽ trở thành nước thải đô thị và chảy vào đường cống thải chung, nhìn chung nước thải đô thị có thành phần tương tự như nước thải sinh hoạt. Ô nhiễm nước là “Sự thay đổi thành phần và chất lượng nước không đáp ứng cho các mục đích sử dụng khác nhau, vượt quá tiêu chuẩn cho phép và làm ảnh hưởng xấu đến con người và đời sống sinh vật”.[7] Nước trong tự nhiên tồn tại dưới nhiều hình thức khác nhau: Nước cống, nước ở các sông hồ, tồn tại ở thể hơi trong không khí. Nước bị ô nhiễm nghĩa là trong thành phần của nó tồn tại các chất khác, mà các chất này có thể gây hại cho con người và đời sống sinh vật trong tự nhiên. Nước ô nhiễm thường là khó khắc phục mà phải phòng tránh từ đầu. Trong qua trình sinh hoạt hằng ngày, dưới tốc độ phát triển như hiện nay của con người đã vô tình làm ô nhiễm nguồn nước bằng nhiều cách khác nhau như nước thải từ các khu công nghiệp, nhà máy... các hóa chất thuốc trừ sâu, diệt cỏ có trong vỏ hộp không được mang đi phân hủy mà chôn dưới lòng đất lâu ngày bị nhiễm vào nguồn nước. - Nguồn gốc ô nhiễm  Nguồn gốc tự nhiên: Do mưa, tuyết tan, gió bão, lũ lụt đưa vào môi trường nước các chất thải bẩn, các sinh vật vi sinh vật gây hại kể cả xác chết của chúng. 10  Nguồn gốc nhân tạo: Quá trình thải các chất độc hại chủ yếu dưới dạng lỏng như các chất thải sinh hoạt, công nghiệp, nông nghiệp, giao thông vào môi trường nước. Theo bản chất các tác nhân gây ô nhiễm người ta có thể phân ra các loại ô nhiễm nước: Ô nhiễm vô cơ, hữu cơ, ô nhiễm hóa chất, ô nhiễm sinh học, ô nhiễm bởi các tác nhân vật lý.[6] 2.1.1.2. Một số tác nhân gây ô nhiêm nguồn nước  Các ion vô cơ hòa tan Nhiều ion vô cơ có nồng độ rất cao trong nước tự nhiên, đặc biệt là trong nước biển. Trong nước thải đô thị luôn chứa một lượng lớn các ion Cl, SO42-, PO43-, Na+, K+. Trong nước thải công nghiệp, ngoài các ion kể trên còn có thể có các chất vô cơ có độc tính rất cao như các hợp chất của Hg, Pb, Cd, As, Sb, Cr, F...  Các hợp chất chứa nitơ trong nước tự nhiên là chất dinh dưỡng cho thực vật. Nó thúc đẩy sự phát triển của vi sinh vật như vi khuẩn, nấm nước, tảo, thực vật nổi. Khi nhiều chất dinh dưỡng chúng sẽ phát triển dày đặc , khi chết đi chúng làm BOD cao, gây thiếu oxi trong nguồn nước, tạo mùi vị cho nước và hạn chế sử dụng nguồn nước cho mục đích khác. Nitơ ở trong nước tồn tại ở nhiều dạng khác nhau như nitrit, nitrat, amoni và các dạng hữu cơ. Nitơ có vai trò quan trọng trong hệ sinh thái nước, cần thiết cho đời sống sinh vật vì là một phần của protein. Tất cả các quá trình sống đều được các enzim điều chỉnh mà các enzim lại là những protein chứa nitơ. Do đó, nitơ ở một lượng thích hợp là cần thiết. Người ta đề cập đến ba dạng tồn tại chủ yếu của nitơ đó là: Nitrit, nitrat, amoni. Nitrit (NO2-),nitrat (NO3-), amoni (NH4+) là sản phẩm của quá trình trao đổi chất. Trong chu trình nitơ, các chất này có thể chuyển hóa qua lại lẫn nhau. Khi phân tích hàm lượng nitơ trong nước: Nếu nước chứa hầu hết các hợp 11 chất hữu cơ chứa nitơ ở dạng amoni và các amoni hydroxyt (NH4OH) thì chứng tỏ nước mới bị ô nhiễm. Amoniac trong nước sẽ ảnh hưởng độc hại đối với cá và vi sinh vật. Nếu nước chứa chủ yếu hợp chất nitơ ở dạng nitrit là nước đã bị ô nhiễm trong một thời gian dài. Nếu nước chứa chủ yếu hợp chất nitơ ở dạng nitrat chứng tỏ quá trình oxi hóa đã kết thúc. Nitrit là một sản phẩm trung gian trong cả hai quá trình: Oxi hóa NH3 thành nitrat và quá trình khử nitrat. Nitrat là thành phần tự nhiên của nước, là sản phẩm cuối cùng của sự phân hủy các hợp chất chứa nitơ trong nước. Tuy nhiên, các nitrat chỉ bền ở điều kiện hiếu khí. Trong điều kiện yếm khí, chúng nhanh chóng bị khử thành nitơ tự do tách ra khỏi nước, loại trừ sự phát triển của tảo và các thực vật khác sống dưới nước. Khi hàm lượng nitrat cao thì nó gây hiện tượng phú dưỡng làm cho thực vật phát triển nhanh, tiếp theo là chúng chết hàng loạt gây giảm DO và tăng BOD rồi bốc mùi các khí thối. Mặt khác, khi hàm lượng nitrat cao có thể gây độc hại đối với người vì khi vào cơ thể trong điều kiện thích hợp ở hệ tiêu hóa chúng sẽ chuyển hóa thành nitrit, kết hợp với hồng cầu tạo thành chất không vận chuyển oxi gây bệnh cho người như xanh xao, thiếu máu. Trẻ sơ sinh dưới 6 tháng tuổi rất dễ mắc bệnh vì trong cơ thể lượng enzim ức chế methemoglobin rất thấp. Methemoglobin là chất được tạo thành do hemoglobin trong tế bào máu bị oxi hóa, mà methemoglobin không có khả năng vận chuyển oxi nên gây ra triệu chứng xanh xao. Ngoài ra, còn gây bệnh ung thư dạ dày do nitrit tạo ra kết hợp với một amin thứ sinh (xuất hiện khi phân hủy mỡ hoặc protein trong dạ dày) tạo hợp chất nitro amin là hợp chất gây ung thư.  Hàm lượng photphat Photpho tồn tại trong nước với các dạng: H2PO4-, HPO42-, PO43-, polyphotphat như Na5P3O10 có nhiều trong các chất tẩy rửa, chất phụ gia trong thực phẩm và photpho hữu cơ có nhiều trong phân súc vật, trong nước 12 thải của một số ngành sản xuất phân lân và thực phẩm. Photpho bị kết tủa dưới dạng muối sắt, canxi, nhôm sau đó chúng được giải phóng rất chậm. Đây là nguồn dinh dưỡng cho thực vật dưới nước, chúng cũng gây ô nhiễm và góp phần thúc đẩy hiện tượng phú dưỡng ở các ao, hồ. Nguồn dinh dưỡng khác tạo nên sự dư thừa này từ nông nghiệp là các trang trại chăn nuôi, đặc biệt là nuôi tăng sản. Lượng photpho do gia súc thải ra gấp bốn lần lượng photpho do con người thải ra. Ngoài ra các ngành công nghiệp chế biến thực phẩm nói chung và những ngành công nghiệp len yêu cầu nhiều công đoạn rửa, nước thải chứa nhiều polyphotphat là thành phần chính của các chất tẩy rửa.[13] Các nguồn nước tự nhiên, đặc biệt nước biển và nước phèn, thường có nồng độ sulfat cao. Sulfat trong nước có thể bị vi sinh vật chuyển hóa tạo ra sulfit và axit sulfuric có thể gây ăn mòn đường ống và bê tông. Ở nồng độ cao, sulfat có thể gây hại cho cây trồng.  Các chất hữu cơ Các chất hữu cơ dễ bị phân hủy sinh học: Cacbonhidrat, protein, chất béo… thường có mặt trong nước thải sinh hoạt, nước thải đô thị, nước thải công nghiệp chế biến thực phẩm là các chất hữu cơ dễ bị phân huỷ sinh học. Chất hữu cơ dễ bị phân huỷ sinh học thường ảnh hưởng có hại đến nguồn lợi thuỷ sản, vì khi bị phân huỷ các chất này sẽ làm giảm oxy hoà tan trong nước, dẫn đến chết tôm cá. Các chất hữu cơ có độc tính cao thường là các chất bền vững, khó bị vi sinh vật phân huỷ trong môi trường. Một số chất hữu cơ có khả năng tồn lưu lâu dài trong môi trường và tích luỹ sinh học trong cơ thể sinh vật. Do có khả năng tích luỹ sinh học, nên chúng có thể thâm nhập vào chuỗi thức ăn và từ đó đi vào cơ thể con người.