Đặt vấn đề Tài nguyên nước là thành phần chủ yếu của môi trường sống. Hiện nay nguồn tài nguyên quan trọng này đang phải đối mặt với nguy cơ ô nhiễm và cạn kiệt. Nhu cầu phát triển kinh tế nhanh với mục tiêu lợi nhuận cao, con người đã cố tình bỏ qua các tác động đến môi trường một cách trực tiếp hoặc gián tiếp. Nguy cơ thiếu nước, đặc biệt là nước ngọt và nước sạch là một hiểm họa lớn đối với sự tồn vong của con người cũng như toàn bộ sự sống trên trái đất.
Do đó con người cần phải nhanh chóng có các biện pháp bảo vệ và sử dụng hợp lý nguồn tài nguyên nước. Lưu vực sông Cầu hằng năm cung cấp hàng trăm triệu mét khối nước để phục vụ sản xuất và đời sống sinh hoạt của nhân dân và có chức năng cân bằng hệ sinh thái và cảnh quan thiên nhiên toàn khu vực. Tuy nhiên trong quá trình khai thác nguồn tài nguyên thiên nhiên để phát triển kinh tế, lưu vực sông Cầu dần trở nên ô nhiễm. Sự ô nhiễm đó đã và đang ảnh hưởng rất lớn đến đời sống sản xuất và sinh hoạt của người dân trong khu vực sông Cầu.
Thành phố Thái Nguyên là một thành phố công nghiệp nằm trên bờ sông Cầu. Tại đây nước thải phát sinh từ các hoạt động sản xuất công nghiệp, nông nghiệp, khai thác khoáng sản và nước thải sinh hoạt hầu hết đều được thải trực tiếp hay gián tiếp vào con sông này. Mặc dù nước thải của các nhà máy đã qua hệ thống xử lý nhưng chất lượng vẫn không đạt tiêu chuẩn thải. Nhiều sông suối tiếp nhận nước thải công nghiệp, khai thác khoáng sản, sinh hoạt đã bị nhiễm hợp chất hữu cơ và kim loại nặng trước khi hợp lưu với sông Cầu, kéo theo chất lượng môi trường nước của dòng sông này sau các điểm hợp lưu và đoạn chảy qua thành phố Thái Nguyên bị ô nhiễm, không đảm bảo sử 2 dụng cho mục đích sinh hoạt, chỉ dùng cho tưới tiêu thủy lợi và các mục đích giao thông thủy.
Chính vì vậy, việc xem xét, đánh giá chất lượng nước sông Cầu, xác định các nguồn ô nhiễm và dự báo mức độ ảnh hưởng của các hoạt động kinh tế xã hội của thành phố Thái Nguyên đến môi trường nước là rất quan trọng. Xuất phát từ những vấn đề trên, được sự đồng ý của ban giám hiệu nhà trường, ban chủ nhiệm khoa Tài nguyên và Môi trường trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên, dưới sự hướng dẫn của cô giáo TS. Phan Thị Thu Hằng, em đã thực hiện đề tài: “Đánh giá chất lượng nước sông Cầu đoạn nhà máy giấy Hoàng Văn Thụ đến đập Thác Huống” nhằm làm tiền đề cho việc xem xét, giải quyết các vấn đề môi trường và làm cơ sở để đề ra các biện pháp cải thiện chất lượng nước, đáp ứng nhu cầu cấp nước cho thành phố Thái Nguyên. Mục đích đề tài Đánh giá hiện trạng môi trường nước sông cầu trên đoạn từ nhà máy giấy Hoàng Văn Thụ đến Đập Thác Huống.
Xác định nguyên nhân gây ô nhiễm môi trường nước sông nếu có. Đề xuất các biện pháp giảm thiểu khắc phục ô nhiễm nếu có và qua đó bảo vệ môi trường nước sông Cầu. Ý nghĩa của đề tài ∗ Ý nghĩa trong học tập và nghiên cứu khoa học: Giúp em có cô hội tiếp cận với cách thức thực hiện một đề tài nghiên cứu khoa học và vận dụng kiến thức đã học vào thực tế, trang bị cho em những kiến thức cơ bản về ô nhiễm môi trường nước, làm cơ sở cho đánh giá về tài nguyên nước mặt nói riêng và tài nguyên nước nói chung. ∗ Ý nghĩa trong thực tiễn: Giúp em có được những kiến thức và kinh nghiệm thực tế về nghiên cứu, đánh giá hiện trạng môi trường nước qua sự giúp đỡ hướng dẫn của cô giáo và các anh chị nơi em thực tập em có thêm 3 được thật nhiều kinh nghiệm và kiến thức bổ ích để trang bị cho con đường sau này.
Yêu cầu của đề tài Đánh giá chính xác, trung thực, khách quan về hiện trạng môi trường nước sông Cầu đoạn chảy trên đoạn từ nhà máy giấy Hoàng Văn Thụ đến Đập Thác Huống. Các kết quả phân tích phải được so sánh với tiêu chuẩn, quy chuẩn môi trường Việt Nam. Các kiến nghị đưa ra phải thực tế, có tính khả thi và phù hợp với điều kiện ở địa phương. 4 PHẦN 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2.
Cơ sở khoa học của đề tài 2. Một số khái niệm liên quan - Khái niệm môi trường: Theo khoản 1 điều 3 Luật Bảo Vệ Môi Trường Việt Nam năm 2005 [11], môi trường được định nghĩa như sau: “Môi trường bao gồm các yếu tố tự nhiên và vật chất nhân tạo bao quanh con người, có ảnh hưởng đến đời sống, sản xuất, sự tồn tại, phát triển của con người và sinh vật”. - Khái niệm ô nhiễm môi trường: Theo khoản 6 điều 3 Luật Bảo Vệ Môi Trường Việt Nam năm 2005 [11]: “Ô nhiễm môi trường là sự biến đổi các thành phần môi trường không phù hợp với các tiêu chuẩn môi trường, gây ảnh hưởng xấu đến con người và sinh vật” - Khái niệm ô nhiễm môi trường nước: “Ô nhiễm nước là sự thay đổi theo chiều xấu đi của các tính chất vật lý - hóa học - sinh học của nước, với sự xuất hiện các chất lạ ở thể lỏng, rắn làm cho nguồn nước trở nên độc hại với con người và sinh vật. Làm giảm độ đa dạng sinh học trong nước.
Xét về tốc độ lan truyền và quy mô ảnh hưởng thì ô nhiễm nước là vấn đề đáng lo ngại hơn ô nhiễm đất” (Hoàng Văn Hùng, 2008) [6]. - Khái niệm về tiêu chuẩn môi trường: Theo khoản 5 điều 3 Luật Bảo Vệ Môi trường Việt Nam năm 2005 [11]: “Tiêu chuẩn môi trường là giới hạn cho phép các thông số về chất lượng môi trường xung quanh, về hàm lượng của chất gây ô nhiễm trong chất thải được cơ quan nhà nước có thẩm quyền quy định làm căn cứ để quản lý và bảo vệ môi trường”. Đánh giá chất lượng nước Đánh giá chất lượng nước thông qua các chỉ tiêu hóa, lí như: pH, DO,COD, BOD5, NH4+, NO3- , PO43-, TSS,.đây là những chỉ tiêu chiếm tỉ lệ cao trong các nguồn nước bị ô nhiễm. * Tính chất vật lý của nước ô nhiễm - Màu sắc Nước tự nhiên sạch thì không màu, nếu nhìn xuống sâu ta có cảm giác màu xanh nhẹ, đó là do sự hấp thụ chọn lọc các bước sóng nhất định của ánh sáng mặt trời.
Ngoài ra, màu xanh còn gây nên do sự hiện diện của tảo trong trạng thái lơ lửng. + Màu xanh đậm hoặc xuất hiện vàng bọt màu trắng đó là biểu hiện của trạng thái thừa dinh dưỡng hoặc phát triển quá mức của thực vật nổi (Phytoplankton) và sản phẩm phân hủy thực vật đã chết. Trong trường hợp này dẫn tới sự gia tăng nhu cầu oxy hòa tan bởi các vi sinh vật phân hủy và gây nên sự ô nhiễm do thiếu oxy. + Màu vàng bẩn do quá trình phân hủy các chất hữu cơ làm xuất hiện acid humic (acid mùn) hòa tan vào nước có màu vàng bẩn.
Tất cả các màu sắc đều tác động bởi số lượng, chất lượng của ánh sáng mặt trời chiếu theo chiều sâu và do đó ảnh hưởng tới hệ sinh thái nước. Nước thải của các nhà máy, mò lổ có nhiều màu sắc khác nhau, nhiều màu sắc do hóa chất gây nên rất độc đối với sinh vật. - Mùi và vị Nước cất không có mùi, còn vị tự nhiên là do sự hiện diện của các chất hòa tan ở lượng nhỏ. Khi mùi và vị trở nên khó chịu lúc đó bắt đầu triệu chứng ô nhiễm.
Mùi có 2 nguồn gốc: + Do sản phẩm phân hủy các chất hữu cơ trong nước. Ví dụ như nước thải sinh vật trôi nổi (plankton) đã chết hoặc xác sinh vật khác. 6 + Do nước thải công nghiệp có chứa những hóa chất khác nhau mà mùi vị của nước sẽ đặc trưng cho từng loại. Mùi vị tự nhiên của nước chủ yếu do hợp chất của clorua, của lưu huỳnh với natri (Na), magie (Mg), kali (K), sắt (Fe).
- Độ đục Nước tự nhiên thường bị vẫn đục do những hạt keo lơ lửng. Các hạt lơ lửng có thể là sét, mùn, vi sinh vật. Độ đục làm giảm cường độ ảnh sáng chiếu qua và giảm khả năng sử dụng của nước. Nước ở gần các khu công nghiệp bị vẩn đục vì trong nước có: + Lẫn bụi và các hóa chất công nghiệp.
+ Hòa tan và sau đó kết tủa các hóa chất ở dạng rắn. + Làm phân tán các hạt chất do cân bằng điện tích của các phức hệ hấp phụ đất bị phá vỡ. Độ vẩn đục là dấu hiệu nhỏ của ô nhiễm nước. Tuy nhiên, nếu trong sinh hoạt mà không loại bỏ nó đi thì dễ dẫn đến các bệnh đường ruột… - Nhiệt độ Nhiệt độ ảnh hưởng đến độ pH, đến các quá trình hóa học và sinh hóa xảy ra trong nước.
Nhiệt độ phụ thuộc rất nhiều vào môi trường xung quanh, vào thời gian trong ngày, vào mùa trong năm. Nhiệt độ cần được xác định tại chỗ (tại nơi lấy mẫu). Nguồn gốc gây ô nhiễm nhiệt chủ yếu từ: + Nước thải các nhà máy nhiệt điện dùng nước để làm mát các turbin (thường thường nguồn nước thải này có nhiệt độ cao hơn từ 10 - 150C so với nhiệt độ nước đưa vào làm nguội máy lúc ban đầu). + Nước thải từ các nhà máy sản xuất phân bón thường có nhiệt độ khoảng 500C.
Nhiệt độ thấp hay cao có ảnh hưởng nhất định đến tốc độ phát triển của cây trồng và quá trình sinh trưởng của sinh vật trong nước * Tính chất hóa học của nước ô nhiễm - Độ cứng của nước: Độ cứng của nước gây nên bởi các ion đa hóa trị có mặt trong nước. Chúng phản ứng với một số anion tạo thành kết tủa. Các ion hóa trị 1 không gây nên độ cứng của nước. Trên thực tế vì các ion Ca2+ và Mg2+ chiếm hàm 7 lượng chủ yếu trong các ion đa hóa trị nên độ cứng của nước xem như là tổng hàm lượng của các ion Ca2+ và Mg2+.
Đơn vị đo độ cứng được dùng khác nhau ở nhiều nước. - DO: Oxigen hòa tan trong nước không tác dụng với nước về mặt hóa học. Hàm lượng DO trong nước phụ thuộc nhiều yếu tố như áp suất, nhiệt độ, thành phần hóa học của nguồn nước, số lượng vi sinh vật, thủy sinh vật… Hàm lượng oxigen hòa tan là một chỉ số đánh giá “tình trạng sức khỏe” của nguồn nước.