Tài liệu Nghiên cứu tận dụng vỏ trai cánh mỏng cristaria bialata hấp thụ phốt phát po43 và một số kim loại nặng ô nhiễm trong nước thải

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM LƯƠNG ĐỨC ANH Tên đề tài: NGHIÊN CỨU TẬN DỤNG VỎ TRAI CÁNH MỎNG (CRISTARIA BIALATA) HẤP THỤ PHỐT PHÁT (PO43-) VÀ MỘT SỐ KIM LOẠI NẶNG Ô NHIỄM TRONG NƯỚC THẢI LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC MÔI TRƯỜNG Chuyên ngành: Khoa học môi trường Thái Nguyên, 2018 ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM LƯƠNG ĐỨC ANH Tên đề tài: NGHIÊN CỨU TẬN DỤNG VỎ TRAI CÁNH MỎNG (CRISTARIA BIALATA) HẤP THỤ PHỐT PHÁT (PO43-) VÀ MỘT SỐ KIM LOẠI NẶNG Ô NHIỄM TRONG NƯỚC THẢI Mã số ngành: 8 44 03 01 Chuyên ngành: Khoa học môi trường LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC MÔI TRƯỜNG Người hướng dẫn khoa học: TS. Trần Thị Phả Chữ ký phòng QLĐTSĐH Chữ ký khoa chuyên môn Thái Nguyên, 2018 Chữ ký giáo viên hướng dẫn i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận văn này là trung thực và chưa được sử dụng để bảo vệ một học vị nào. Nội dung đề tài này là những kết quả nghiên cứu, những ý tưởng khoa học được tổng hợp từ công trình nghiên cứu, các công tác thực nghiệm, các công trình sản xuất do tôi trực tiếp tham gia thực hiện. Tôi xin cam đoan, các thông tin trích dẫn trong luận văn đều đã được chỉ rõ nguồn gốc. Thái Nguyên, ngày 15 tháng 11 năm 2018 Tác giả Lương Đức Anh ii LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành được bài luận văn thạc sỹ, em xin gửi lời cảm ơn chân thành nhất đến tất cả quý thầy cô, những người đã cho em những kiến thức cơ bản, những bài học, những kinh nghiệm quý báu để em có thể hình dung được một cách khái quát những gì cần làm khi bước vào kì thực tập này cũng như áp dụng những kiến thức trong quá trình thực tập và viết chuyên đề. Đặc biệt em xin cảm ơn TS.Trần Thị Phả, người đã tận tình hướng dẫn em trong suốt thời gian thực tập cũng như hoàn thiện luận văn. Sự chỉ bảo tận tình và chu đáo của cô giúp em hoàn thành bài báo cáo tốt hơn, giúp em nhận ra sai xót cũng như tìm hướng đi đúng khi em gặp khó khăn bối rối. Kế tiếp, em cũng xin cảm ơn đến Khoa Khoa học môi trường đã cho em cơ hội thực tập tại Khoa và xin cảm ơn tất cả các thầy cô đã tạo điều kiện giúp đỡ em trong suốt quá trình thực tập và cho em những lời khuyên để em có thể hoàn thành bài báo cáo thực tập một cách tốt hơn. Do thời gian thực tập có hạn và kiến thức của còn nhiều hạn chế nên bài luận văn em thực hiện này khó tránh khỏi sai xót nhất định. Em mong thầy cô thông cảm và cho em những ý kiến để em có thể rút được nhiều kinh nghiệm hơn cho bản thân để tiếp sau đây em có thể làm việc được tốt hơn. Em xin chân thành cảm ơn ! Thái Nguyên, ngày 15 tháng 11 năm 2018 Tác giả Lương Đức Anh iii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN LỜI CẢM ƠN MỤC LỤC DANH MỤC CÁC BẢNG DANH MỤC CÁC HÌNH CÁC MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT MỞ ĐẦU ........................................................................................................... 1 1.1. Đặt vấn đề.................................................................................................... 1 1.2. Mục tiêu, yêu cầu và ý nghĩa của đề tài ...................................................... 2 1.2.1. Mục tiêu nghiên cứu................................................................................. 2 1.2.2. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn.................................................................. 2 Chương 1 ........................................................................................................... 3 TỔNG QUAN TÀI LIỆU NGHIÊN CỨU ..................................................... 3 1.1. Cơ sở pháp lý .............................................................................................. 3 1.1.1. Khái niệm về ô nhiễm nước và nước thải ................................................ 3 1.1.2 . Các văn bản có liên quan ........................................................................ 3 1.2. Cơ sở lý luận ............................................................................................... 4 1.2.1. Một số khái niệm về môi trường, ô nhiễm môi trường nước, đánh giá chất lượng nước ............................................................................... 5 1.2.2. Khái niệm nước thải, nguồn nước thải và đặc điểm nước thải công nghiệp .......................................................................................... 8 1.3. Tổng quan tình hình nghiên cứu thuộc lĩnh vực của đề tài ở trong nước và trên thế giới............................................................................ 10 1.3.1. Trong nước ............................................................................................. 10 1.3.2. Nước ngoài ............................................................................................. 12 iv Chương 2: ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ................................................................................... 15 2.1. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu............................................................. 15 2.1.1. Đối tượng ............................................................................................... 15 2.1.2. Phạm vi nghiên cứu ................................................................................ 15 2.2. Địa điểm, thời gian nghiên cứu ................................................................. 16 2.2.1. Địa điểm nghiên cứu .............................................................................. 16 2.2.2 .Thời gian nghiên cứu ............................................................................. 16 2.3. Nội dung nghiên cứu ................................................................................. 16 2.4. Phương Pháp nghiên cứu .......................................................................... 16 2.4.1. Phương pháp thiết kế thí nghiệm ........................................................... 16 2.4.2. Phương pháp phân tích trong phòng thí nghiệm .................................... 22 2.4.3. Phương pháp xây dựng đường chuẩn..................................................... 22 2.4.4. Phương pháp xử lí số liệu ...................................................................... 23 Chương 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN ......................... 24 3.1. Đặc điểm hấp phụ của vỏ trai cánh mỏng (Critaria Bialata) .................... 24 3.2. Nghiên cứu các chế độ của hệ xử lý cột liên tục với khả năng hấp phụ Phốt phát (PO43-) của vỏ trai cánh mỏng ...................................... 26 3.2.1. Ảnh hưởng của chiều cao cột đầu vào ................................................... 26 3.2.2. Nghiên cứu ảnh hưởng của nồng độ đến khả năng hấp phụ PO43của vỏ trai cánh mỏng ......................................................................... 28 3.2.3. Nghiên cứu ảnh hưởng của lưu lượng đầu vào đến hiệu quả xử lý PO43- của vỏ trai .................................................................................. 30 3.2.4. Nghiên cứu ảnh hưởng của khối lượng vật liệu hấp phụ đến khả năng hấp phụ PO43- .............................................................................. 31 3.3. Nghiên cứu ảnh hưởng các chế độ của hệ xử lý cột liên tục (tốc độ dòng vào, chiều cao lớp vật liệu, nồng độ Cr6+, Cd2+) ........................ 35 3.3.1. Nghiên cứu chế độ của chiều cao lớp vật liệu đến quá trình hấp thụ .... 35 v 3.3.2. Nghiên cứu chế độ của hệ xử lý cột liên tục tốc độ dòng vào ............... 38 3.3.3. Ảnh hưởng của nồng độ Cadimi (Cd2+) đến khả năng hấp phụ của vỏ trai cánh mỏng ................................................................................ 40 3.3.4. Ảnh hưởng của hàm lượng vỏ trai đến khả năng xử lý Cd2+ ................. 43 3.3.5. Ảnh hưởng của thời gian trộn đến hiệu suất xử lý Cd2+ của vỏ trai cánh mỏng ........................................................................................... 45 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ....................................................................... 48 1. Kết luận ...................................................................................................... 48 2. Kiến nghị ...................................................................................................... 49 TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................. 50 vi DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1: Tải lượng tác nhân ô nhiễm do con người đưa vàomôi trường nước ................................................................................................. 9 Bảng 2.1: Bảng số liệu để xây dựng đường chuẩn ......................................... 23 Bảng 3.1: Tốc độ dòng vào Phốt phát (PO43-) trước và sau khi nghiên cứu ................................................................................................. 26 Bảng 3.2: Ảnh hưởng của nồng độ đến khả năng hấp phụ PO43- của vỏ trai.................................................................................................. 28 Bảng 3.3: Ảnh hưởng của lưu lượng đến khả năng hấp phụ PO43-của vỏ trai cánh mỏng ............................................................................... 30 Bảng 3.4: Bảng kết quả thí nghiệm ảnh hưởng của khối lượng vật liệu hấp thụ đến khả năng hấp thụ........................................................ 32 Bảng 3.5: Kết quả thí nghiệm ảnh hưởng của độ dày vỏ trai đến hiệu suất xử lý PO43- bằng bột vỏ trai ................................................... 34 Bảng 3.6: Chiều cao lớp vật liệu của hệ thống xử lý cột liên tục Crom trước và sau khi nghiên cứu .......................................................... 37 Bảng 3.7: Chiều cao lớp vật liệu của hệ thống xử lý cột liên tục Cadimi trước và sau khi nghiên cứu .......................................................... 38 Bảng 3.8: Tốc độ dòng vào Crom trước và sau khi nghiên cứu ..................... 40 Bảng 3.9: Tốc độ dòng vào Cadimi trước và sau khi nghiên cứu................... 40 Bảng 3.10: Bảng kết quả thí nghiệm 1 ảnh hưởng của nồng độ Cadimi (Cd2+) đến khả năng hấp phụ của vỏ trai cánh mỏng .................... 41 Bảng 3.11: Nồng độ Cadimi trước và sau khi nghiên cứu thí nghiệm 2 ảnh hưởng của hàm lượng vỏ trai đến khả năng xử lý Cd2+ ...............43 Bảng 3.12: Bảng kết quả thí nghiệm 3 ảnh hưởng của thời gian trộn đến hiệu suất xử lý Cd2+ của vỏ trai cánh mỏng .................................. 46 vii DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 2.1. Quá trình xử lý vỏ Trai làm vật liệu hấp phụ .................................. 17 Hình 2.2. Vỏ trai và bột vỏ trai ....................................................................... 17 Hình 2.3. Cấu tạo cột thí nghiệm .................................................................... 20 Hình 2.4. Biểu đồ thể hiện đường chuẩn PO43- ............................................................23 Hình 3.1. Cấu trúc vỏ Trai .............................................................................. 25 Hình 3.2. Biểu đồ thể hiện sự thay đổi nồng độ đầu vào ảnh hưởng đến hiệu suất xử lý PO43- bằng bột vỏ trai (%) ..................................... 29 Hình 3.3. Biểu đồ thể hiện sự ảnh hưởng của lưu lượng đầu vào đến hiệu suất xử lý PO43- bằng bột vỏ trai ................................................... 30 Hình 3.4. Biểu đồ thể hiện ảnh hưởng của độ dày vỏ trai ảnh hưởng đến hiệu suất xử lý PO43- bằng bột vỏ trai ........................................... 32 Hình 3.5. Biểu đồ thể hiện sự ảnh hưởng của thời gian phối trộn đến hiệu suất xử lý PO43 bằng bột vỏ trai ................................................... 34 Hình 3.6. Ảnh hưởng yếu tố chiều cao cột lọc đến quá trình hấp phụ ........... 36 Hình 3.7. Ảnh hưởng yếu tố nồng độ Ion Cadimi đầu vào đến quá trình hấp phụ ......................................................................................... 38 Hình 3.8: Biểu đồ thể hiện hàm lượng Cd2+ sau thí nghiệm 1 ảnh hưởng của nồng độ Cadimi (Cd2+) đến khả năng hấp phụ của vỏ trai cánh mỏng....................................................................................... 41 Hình 3.9: Biểu đồ thể hiện hàm lượng Cd2+ sau thí nghiệm 2 ảnh hưởng của hàm lượng vỏ trai đến khả năng xử lý Cd2+ ........................ 44 Hình 3.10: Biểu đồ thể hiện hàm lượng Cd2+ sau thí nghiệm 3 ảnh hưởng của thời gian trộn đến hiệu suất xử lý Cd2+ của vỏ trai cánh mỏng ............................................................................................. 46 viii DANH MỤC CÁC TỪ 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 1 MỞ ĐẦU 1.1. Đặt vấn đề Hiện nay môi trường đã trở thành vấn đề chung của toàn nhân loại và được cả thế giới quan tâm. Nằm trong khung cảnh chung đó của toàn thế giới, đặc biệt là ở khu vực châu Á - Thái Bình Dương, châu Phi, môi trường ở Việt Nam của chúng ta hiện nay đang xuống cấp từng ngày, nguy cơ mất cân bằng sinh thái. Có rất nhiều vấn đề hiện nay rất được quan tâm đó là sự cạn kiệt các nguồn tài nguyên, phá rừng. Làm ảnh hưởng tới chất lượng cuộc sống và sự phát triển bền vững của đất nước. Trong quá trình sinh hoạt hàng ngày, dưới tốc độ phát triển như hiện nay con người vô tình làm ô nhiễm nguồn nước bằng các hóa chất, chất thải từ các nhà máy, xí nghiệp. Các đơn vị cá nhân sử dụng nước ngầm dưới hình thức khoan giếng sau khi ngưng không sử dụng không bịt kín các lỗ khoan lại làm cho nước bẩn chảy lẫn vào làm ô nhiễm nguồn nước ngầm. Các nhà máy xí nghiệp xả khói bụi công nghiệp vào không khí làm ô nhiễm không khí, khi trời mưa, các chất ô nhiễm này sẽ lẫn vào trong nước mưa cũng góp phần làm ô nhiễm nguồn nước. Trong các phương pháp xử lý nước thải, phương pháp hấp thụ được phổ biến vì có nhiều nguyên vật liệu có khả năng hấp thụ để xử dụng trong phương pháp này. Vỏ trai cánh mỏng là một trong những nguyên liệu đó, loại vật liệu này rất phổ biến ở Việt Nam, đặc biệt ở vùng ven biển. Để thấy được khả năng hấp thụ của vỏ trai cánh mỏng đối với anion phốt phát và một số kim loại nặng trong nước thải nên tôi chọn đề tài:“Nghiên cứu tận dụng vỏ trai cánh mỏng(Cristaria bialata) hấp thụ phốt phát(PO43-) và một số kim loại nặng ô nhiễm trong nước thải” nhằm đảm bảo nước thải sau xử lý đạt quy chuẩn nước thải Việt Nam, góp phần giảm thiểu ô nhiễm môi trường xung quanh. 2 1.2. Mục tiêu, yêu cầu và ý nghĩa của đề tài 1.2.1. Mục tiêu nghiên cứu - Xác định các yếu tố ảnh hưởng của hệ xử lý cột đến khả năng xử lý PO43-, Crom, cadimi của vỏ trai cánh mỏng. - Đánh giá hiệu quả xử lý PO43-, Crom, cadimi của vỏ trai cánh mỏng 1.2.2. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn 1.2.2.1. Ý nghĩa khoa học Kết quả nghiên cứu sẽ xác định được vỏ trai cánh mỏng(Cristaria bialata) hấp thụ phophat (PO43-)và một số kim loại nặng ô nhiễm trong nước thải . 1.2.2.2. Ý nghĩa thực tiễn Ngăn ngừa nguy cơ ô nhiễm nguồn nước. Đây là một giải pháp công nghệ xử lý nước thải trong điều kiện tự nhiên, thân thiện với môi trường, đạt hiệu suất cao, chi phí thấp và ổn định, đồng thời góp phần đảm bảo giảm thiểu ô nhiễm môi trường và cho phép tái sử dụng nước thải sau xử lý trong nông nghiệp. 3 Chương 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU NGHIÊN CỨU 1.1. Cơ sở pháp lý 1.1.1. Khái niệm về ô nhiễm nước và nước thải Trong quá 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. 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 là có 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. Nước ô nhiễm thường là khó khắc phục mà phải phòng tránh từ đầu. Theo tiêu chuẩn Việt Nam 5980-1995 và ISO 6107/1-1980: Nước thải là nước được thải ra sau khi đã sử dụng hoặc được tạo ra qua một quá trình công nghệ và không còn giá trị trực tiếp đối với quá trình đó. QCVN 08-MT:2015/BTNMT quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng nước mặt. 1.1.2 . Các văn bản có liên quan - Luật Bảo vệ Môi trường số 55/2014/QH13;do Quốc hội nước CHXHCN Việt Nam thông qua ngày ngày 01/1/2015. - Luật Tài nguyên nước số 17/2012/QH 13 do Quốc hội nước CHXHCN Việt Nam thông qua ngày ngày 21/6/2012. - Nghị định 25/2013/NĐ-CP ngày 29 tháng 3 năm 2013 của Chính phủ và các Thông tư hướng dẫn về thu phí bảo vệ môi trường đối với nước thải. 4 - Nghị quyết số 41/NQ - TW của Bộ Chính trị về Bảo vệ Môi trường trong thời kì đẩy mạnh công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước. - Nghị định 19/2015/NĐ - CP ngày 14/2/2015 của Chính phủ quy định chi tiết và hướng dẫn thi hành một số điều của Luật Bảo vệ môi trường. - Nghị định số 155/2016/NĐ-CP ngày 18/11/2016 của Chính phủ về xử lý vi phạm pháp luật trong lĩnh vực bảo vệ môi trường. - Nghị quyết liên tịch số 01/2005 NQLT - HPN - BTNMT ngày 07/01/2005 về việc phối hợp hành động bảo vệ môi trường phục vụ phát triển bền vững. - Nghị định số 80/2014/NĐ-CP về thoát nước và xử lý nước thải đối với các tổ chức, cá nhân và hộ gia đình trên phạm vi cả nước. - Thông tư số 07/2007/TT - BTNMT ngày 03 tháng 07 của Bộ trưởng Bộ Tài nguyên và Môi trường hướng dẫn phân loại và quyết định danh mục cơ sở gây ô nhiễm môi trường cần phải xử lý. - QCVN 08-MT:2015/BTNMT Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia về chất lượng nước mặt. - Quy chuẩn Việt Nam QCVN 14: 2008/BTNMT: Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia về nước thải sinh hoạt. - Quyết định số 22/2006/QĐ - BTNMT Về việc bắt buộc áp dụng Tiêu chuẩn Việt Nam về môi trường. 1.2. Cơ sở lý luận Nước là khởi nghiệp của sự sống của vi sinh vật trên Trái Đất, không có nước thì không có sự sống. Tài nguyên nước là tài nguyên quan trọng hàng đầu phục vụ cho con người, nhưng cùng với đó nước cũng kéo theo những mối nguy hiểm hàng đầu với những thảm họa tự nhiên như lũ lụt, bão, hạn hán… Vấn đề tài nguyên nước là vấn đề không chỉ một quốc gia vì nước không riêng nơi nào là không cần đến. 5 1.2.1. Một số khái niệm về môi trường, ô nhiễm môi trường nước, đánh giá chất lượng nước "Môi trường bao gồm các yếu tố tự nhiên và yếu tố vật chất nhân tạo quan hệ mật thiết với nhau, bao quanh con người, có ảnh hưởng tới đời sống, sản xuất, sự tồn tại, phát triển của con người và thiên nhiên." (Theo Điều 1, Luật Bảo vệ Môi trường của Việt Nam). Môi trường sống của con người theo chức năng được chia thành các loại: Môi trường tự nhiên bao gồm các nhân tố thiên nhiên như vật lý, hoá học, sinh học, tồn tại ngoài ý muốn của con người, nhưng cũng ít nhiều chịu tác động của con người. Đó là ánh sáng mặt trời, núi sông, biển cả, không khí, động, thực vật, đất, nước... Môi trường tự nhiên cho ta không khí để thở, đất để xây dựng nhà cửa, trồng cấy, chăn nuôi, cung cấp cho con người các loại tài nguyên khoáng sản cần cho sản xuất, tiêu thụ và là nơi chứa đựng, đồng hoá các chất thải, cung cấp cho ta cảnh đẹp để giải trí, làm cho cuộc sống con người thêm phong phú. Môi trường xã hội là tổng thể các quan hệ giữa người với người. Đó là những luật lệ, thể chế, cam kết, quy định, ước định... ở các cấp khác nhau như: Liên Hợp Quốc, Hiệp hội các nước, quốc gia, tỉnh, huyện, cơ quan, làng xã, họ tộc, gia đình, tổ nhóm, các tổ chức tôn giáo, tổ chức đoàn thể,... Môi trường xã hội định hướng hoạt động của con người theo một khuôn khổ nhất định, tạo nên sức mạnh tập thể thuận lợi cho sự phát triển, làm cho cuộc sống của con người khác với các sinh vật khác. Ngoài ra, người ta còn phân biệt khái niệm môi trường nhân tạo, bao gồm tất cả các nhân tố do con người tạo nên, làm thành những tiện nghi trong cuộc sống, như ôtô, máy bay, nhà ở, công sở, các khu vực đô thị, công viên nhân tạo... Môi trường theo nghĩa rộng là tất cả các nhân tố tự nhiên và xã hội cần thiết cho sự sinh sống, sản xuất của con người, như tài nguyên thiên nhiên, không khí, đất, nước, ánh sáng, cảnh quan, quan hệ xã hội... 6 Môi trường theo nghĩa hẹp không xét tới tài nguyên thiên nhiên, mà chỉ bao gồm các nhân tố tự nhiên và xã hội trực tiếp liên quan tới chất lượng cuộc sống con người. Ví dụ: môi trường của học sinh gồm nhà trường với thầy giáo, bạn bè, nội quy của trường, lớp học, sân chơi, phòng thí nghiệm, vườn trường, tổ chức xã hội như Đoàn, Đội với các điều lệ hay gia đình, họ tộc, làng xóm với những quy định không thành văn, chỉ truyền miệng nhưng vẫn được công nhận, thi hành và các cơ quan hành chính các cấp với luật pháp, nghị định, thông tư, quy định. Tóm lại, môi trường là tất cả những gì có xung quanh ta, cho ta cơ sở để sống và phát triển. Khái niệm về ô nhiễm môi trường: Ô nhiễm môi trường là sự biến đổi của các thành phần môi trường không phù hợp với quy chuẩn kỹ thuật môi trường và tiêu chuẩn môi trường gây ảnh hưởng xấu đến con người và sinh vật.[4] Chất gây ô nhiễm là những nhân tố làm cho môi trường trở thành độc hại, gây tổn hại hoặc có tiềm năng gây tổn hại đến sức khỏe, sự an toàn hay sự phát triển của con người và sinh vật trong môi trường đó. Chất gây ô nhiễm có thể là chất rắn (như rác) hay chất lỏng (các dung dịch hóa học, chất thải của dệt nhuộm, rượu, chế biến thực phẩm), hoặc chất khí (SO2 trong núi lửa phun, NO2 trong khói xe, CO từ khói đun…), các kim loại nặng như chì, đồng… cũng có khi nó vừa ở thể hơi vừa ở thể rắn như thăng hoa hay ở dạng trung gian.  Khái niệm về ô nhiễm môi trường nước Ô nhiễm môi trường nước là sự thay đổi theo chiều xấu đi các tính chất vật lí, hóa học, sinh học của nước, với sự xuất hiện các chất lạ ở thể lỏng, thể rắn làm cho nguồn nước trở nên độc hại đối với con người và vi sinh vật. Làm giảm đa dạng sinh vật trong nước. 7 Ô nhiễm nước là sự biến đổi chủ yếu do con người gây ra đối với chất lượng nước làm ô nhiễm nước và gây nguy hại cho việc sử dụng, cho nông nghiệp, công nghiệp, nuôi cá, nghỉ ngơi, giải trí, cho động vật nuôi và các loài hoang dã. Có nhiều cách phân loại ô nhiễm nước. Hoặc dựa vào nguồn gốc gây ô nhiễm như ô nhiễm do công nghiệp, nông nghiệp, sinh hoạt. Hoặc dựa vào môi trường nước như ô nhiễm nước ngọt, ô nhiễm biển và đại dương. Hoặc dựa vào tính chất của ô nhiễm như ô nhiễm sinh học, hóa học hay vật lý. Ô nhiễm môi trường nước có nguồn gốc tự nhiên: do sự nhiễm mặn, nhiễm phèn, do gió bão, lũ lụt. Nước mưa rơi xuống mặt đất, nhà cửa, đường phố, đô thị, khu công nghiệp kéo theo các chất bẩn xuống sông hồ, sản phẩm của hoạt động sống của sinh vật, vi sinh vật kể cả xác chết của chúng… Sự ô nhiễm này còn được gọi là ô nhiễm không xác định được nguồn. Ô nhiễm môi trường nước có nguồn gốc nhân tạo: chủ yếu là do nước thải của các khu dân cư, hoạt động nông nghiệp (thuốc trừ sâu, thuốc diệt cỏ…), khu công nghiệp, hoạt động giao thông vận tải. - Đánh giá chất lượng nước Theo Escap (1994), chất lượng nước được đánh giá bởi các thông số, các chỉ tiêu đó là: * Các thông số lý học, ví dụ như: + Nhiệt độ: Nhiệt độ tác động tới các quá trình sinh hóa diễn ra trong nguồn nước tự nhiên. Sự thay đổi về nhiệt kéo theo các thay đổi về chất lượng nước, tốc độ, dạng phân hủy các hợp chất hữu cơ, nồng độ oxy hòa tan. + pH: Là chỉ số thể hiện độ axít hay độ bazơ của nước, là yếu tố môi trường ảnh hưởng tới tốc độ phát triển và giới hạn sự phát triển của vi sinh vật trong nước. Trong lĩnh vực cấp nước, pH là yếu tố cần phải xem xét trong quá trình đông tụ hóa học, sát trùng, làm mềm nước, kiểm soát sự ăn mòn. Trong hệ thống xử lý nước thải bằng quá trình sinh học thì pH phải được khống chế 8 trong phạm vi thích hợp đối với các loài vi sinh vật có liên quan, pH là yếu tố môi trường ảnh hưởng tới tốc độ phát triển và giới hạn sự phát triển của vi sinh vật trong nước. * Các thông số hóa học, ví dụ như: + BOD: Là lượng oxy cần thiết cung cấp để vi sinh vật phân hủy các chất hữu cơ trong điều kiện tiêu chuẩn về nhiệt độ và thời gian. + COD: Là lượng oxy cần thiết để oxy hóa các hợp chất hóa học trong nước. + Các yếu tố kim loại nặng: Các kim loại nặng là những yếu tố mà tỷ trọng của chúng bằng hoặc lớn hơn 5 như: Asen, Cacdimi, Sắt, Mangan…ở hàm lượng nhỏ nhất định chúng cần cho sự sinh trưởng và phát triển của đông, thực vật nhưng khi hàm lượng tăng thì chúng sẽ trở thành độc hại đối với sinh vật và con người thông qua chuỗi mắt xích thức ăn. + NO3: Là sản phẩm cuối cùng của sự phân hủy các hợp chất có chứa Nitơ có trong nước thải. * Các thông số sinh học, ví dụ như: Coliform: Là nhóm vi sinh vật quan trọng trong chỉ thị môi trường, xác định mức độ nhiễm bẩn của nguồn nước về mặt sinh học. 1.2.2. Khái niệm nước thải, nguồn nước thải và đặc điểm nước thải công nghiệp - Khái niệm về nước thải Theo Tiêu chuẩn Việt Nam 5980-1995 và ISO 6107/1-1980: Nước thải là nước đã thải ra sau khi đã sử dụng hoặc được tạo ra trong một quá trình công nghệ và không còn giá trị trực tiếp với quá trình đó. - 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 9 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. Tải lượng trung bình của các tác nhân gây ô nhiễm nước chính là do con người đưa vào môi trường trong một ngày được nêu trong bảng 1.1: + Nước thải công nghiệp: 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. Bảng 1.1: Tải lượng tác nhân ô nhiễm do con người đưa vàomôi trường nước TT Tải lượng (g/người/ngày) Tác nhân ô nhiễm 1 BOD5 45 - 54 2 COD (1,6 - 1,9) x BOD5 3 Tổng chất rắn hòa tan (TDS) 170 - 220 4 Tổng chất rắn lơ lửng (TSS) 70 - 145 5 Clo (Cl- ) 4-8 6 Tổng Nitơ (tính theo N) 6 - 12 7 Tổng Photpho (tính theo P) 0,8 - 4 (Nguồn: Dư Ngọc Thành, 2011) [9] + 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 10 làm ô nhiễm nguồn nước do chất rắn, dầu mỡ, hóa chất, vi trùng.(Dư Ngọc Thành, 2008). + 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. - Đặc điểm của nước thải công nghiệp Nước thải thải từ các nhà máy, cơ sở sản xuất công nghiệp, tiểu thủ công nghiệp, làng nghề…. Thành phần, tính chất cơ bản của nước thải công nghiệp phụ thuộc vào từng ngành công nghiệp cụ thể. Nước thải công nghiệp thường chứa nhiều hóa chất độc hại như kim loại nặng (As, Hg, Cd,Pb…), các chất khó phân hủy sinh học (phenol, dầu mỡ…) và các chất hữu cơ dễ phân hủy sinh học từ các cơ sở sản xuất thực phẩm. 1.3. Tổng quan tình hình nghiên cứu thuộc lĩnh vực của đề tài ở trong nước và trên thế giới 1.3.1. Trong nước  Vỏ trai cánh mỏng (Cristaria bialata) hấp phụ một số kim loại ô nhiễm trong nước thải: Hiện nay, phương pháp hấp phụ là một trong những kĩ thuật xử lý chất thải, làm sạch môi trường được ứng dụng rộng rãi nhất. Phương pháp này có ưu điểm là khả năng làm sạch cao, chất hấp phụ sau khi sử dụng đều có khả năng tái sinh nên làm hạ giá thành xử lý. Nhiều lĩnh vực môi trường như xử lý