CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ NƯỚC CẤP 1.1 CÁC THÔNG SỐ ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG NƯỚC NGUỒN CUNG CẤP CHO MỤC ĐÍCH SINH HOẠT 1.1 Các chỉ tiêu về lý học Độ pH của nước: Định nghĩa về mặt toán học: pH = -logH+. pH là thông số đánh giá chất lượng nguồn nước, nó quyết định đến tính axit, bazơ cũng như khả năng hòa tan của các chất tan trong nước, sự thay đổi của pH dẫn tới sự thay đổi thành phần hóa học của nước (sự kết tủa, sự hòa tan, cân bằng cacbonat,…), các quá trình sinh học trong nước. pH dưới 7 là có tính axit và độ pH trên 7 có tính bazo. pH được xác định bằng máy đo pH hoặc bằng phương pháp chuẩn độ.
Nhiệt độ (0C): Nhiệt độ của nước có ảnh hưởng đến độ pH, đến các quá trình hóa học và sinh học 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). Độ màu của nước: Nước nguyên chất không có màu. Màu sắc gây nên bởi các tạp chất trong nước (thường là do chất hữu cơ: chất mùn hữu cơ, acid humic; một số ion như sắt…; một số loài thủy sinh vật).
Độ màu thường được xác định bằng phương pháp so màu với các dung dịch chuẩn là Clorophantinat Coban. Đơn vị Pt – Co. Độ đục: Độ đục gây nên bởi các hạt rắn lơ lửng trong nước. Các chất lơ lửng trong nước có thể có nguồn gốc vô cơ, hữu cơ hoặc các vi sinh vật, thủy sinh vật có kích thông thường từ 0,1 – 10m.
Độ đục làm giảm khả năng truyền sáng của nước, ảnh hưởng tới quá trình quang hợp. Độ đục được đo bằng máy đo độ đục (đục kế – turbidimeter). Đơn vị đo độ đục theo các máy do Mỹ sản xuất là NTU (Nephelometric Turbidity Unit). SVTH: Hồ Thị Hải MSSV: 107108028 4 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS Trần Thị Tường Vân Tổng hàm lượng chất rắn (TS): Các chất rắn trong nước có thể là những chất tan hoặc không tan, bao gồm cả những chất vô cơ lẫn các chất hữu cơ.
Tổng hàm lượng các chất rắn (TS) là lượng khô tính bằng mg của phần còn lại sau khi làm bay hơi 1 lít mẫu nước trên nồi cách thủy rồi sấy khô ở 1050C cho tới khi khối lượng không đổi (đơn vị tính bằng mg/l). Tổng hàm lượng chất rắn lơ lửng (SS): Các chất rắn lơ lửng (các chất huyền phù) là những chất rắn không tan trong nước. Hàm lượng các chất lơ lửng (SS) là lượng khô của phần chất rắn còn lại trên giấy lọc sợi thủy tinh khi lọc 1 lít nước mẫu qua phễu lọc rồi sấy khô ở 105 0C cho tới khi khối lượng không đổi. Đơn vị tính là mg/l.
Tổng hàm lượng chất rắn hòa tan (DS): Các chất rắn hòa tan là những chất tan được trong nước, bao gồm cả chất vô cơ lẫn chất hữu cơ. Hàm lượng các chất hòa tan (DS) là lượng khô của phần dung dịch qua lọc khi lọc 1 lít nước mẫu qua phễu lọc có giấy lọc sợi thủy tinh rồi sấy khô ở 1500C cho tới khi khối lượng không đổi. Đơn vị tính là mg/l. DS = TS – SS.
Tổng hàm lượng các chất dễ bay hơi (VS): Hàm lượng các chất rắn lơ lửng dễ bay hơi (VSS) là lượng mất đi khi nung lượng chất rắn huyền phù (SS) ở 5500C cho đến khi khối lượng không đổi (thường được qui định trong một khoảng thời gian nhất định). Hàm lượng các chất rắn hòa tan dễ bay hơi (VDS) là lượng mất đi khi nung lượng chất rắn hòa tan (DS) ở 550 0C cho đến khi khối lượng không đổi (thường được qui định trong một khoảng thời gian nhất định).2 Các chỉ tiêu về hóa học Độ kiềm toàn phần: Là tổng hàm lượng các ion HCO3, CO32-, OH- có trong nước. Độ kiềm trong nước tự nhiên thường gây nên bởi các muối của acid yếu, đặc biệt các muối carbonat và bicarbonat SVTH: Hồ Thị Hải MSSV: 107108028 5 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS Trần Thị Tường Vân Độ cứng của nước: Là tổng hàm lượng của các ion Ca2+ và Mg2+. 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. Hàm lượng oxigen hòa tan (DO): Là lượng oxy hoà tan trong nước cần thiết cho sự hô hấp của các sinh vật nước. DO trong nước phụ thuộc nhiều yếu tố như áp suất, nhiệt độ, thành phần hóa học của nguồn nước, số lượng vi sinh, thủy sinh vật… Khi DO xuống đến khoảng 4 – 5 mg/l, số sinh vật có thể sống trong nước giảm mạnh.
Nếu hàm lượng DO quá thấp nước sẽ có mùi và trở nên đen do trong nước lúc này diễn ra chủ yếu là các quá trình phân hủy yếm khí, các sinh vật không thể sống được trong nước này nữa. Nhu cầu oxigen hóa học (COD - nhu cầu oxy hóa học): Là lượng oxy cần thiết để oxy hoá các hợp chất hoá học trong nước bao gồm cả vô cơ và hữu cơ. COD giúp phần nào đánh giá được lượng chất hữu cơ trong nước có thể bị oxid hóa bằng các chất hóa học (tức là đánh giá mức độ ô nhiễm của nước). COD được khi xác định bằng phương pháp KMnO4 hoặc K2Cr2O7.
Đơn vị mg/l Nhu cầu oxigen sinh hóa (BOD - nhu cầu oxy sinh hoá): Là lượng oxigen cần thiết để vi khuẩn có trong nước phân hủy các chất hữu. BOD dùng để xác định mức độ nhiễm bẩn của nước. Đơn vị mg/l Một số chỉ tiêu hóa học khác trong nước: Sắt: chỉ tồn tại dạng hòa tan trong nước ngầm dưới dạng muối Fe 2+ của HCO3-, SO42-, Cl-…, còn trong nước bề mặt, Fe2+ nhanh chóng bị oxid hóa thành Fe3+ và bị kết tủa dưới dạng Fe(OH)3. Nước thiên nhiên thường hcứa hàm lượng sắt lên đến 30 mg/l.
Với hàm lượng sắt lớn hơn 0,5 mg/l nước có mùi tanh khó chịu, làm vàng quần áo khi giặt… Các cặn kết tủa của sắt có SVTH: Hồ Thị Hải MSSV: 107108028 6 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS Trần Thị Tường Vân thể gây tắc nghẽn đường ống dẫn nước. Trong quá trình xử lý nước, sắt được loại bằng phương pháp thông khí và keo tụ. Các hợp chất Clorua: Clor tồn tại trong nước dưới dạng Cl-. Nói chung ở mức nồng độ cho phép thì các hợp chất clor không gây độc hại, nhưng với hàm lượng lớn hơn 250 mg/l làm cho nước có vị mặn.
Nước có nhiều Cl - có tính xâm thực ximăng. Các hợp chất Sulfat: Ion SO42- có trong nước do khoáng chất hoặc có nguồn gốc hữu cơ. Với hàm lượng lớn hơn 250 mg/l gây tổn hại cho sức khỏa con người. Ở điều kiện yếm khí, SO42- phản ứng với chất hữu cơ tạo thành khí H2S có độc tính cao.3 Các chỉ tiêu về sinh học Coliform: Là chỉ số cho biết số lượng các vi khuẩn gây bệnh đường ruột trong mẫu nước.
Không phải tất cả các vi khuẩn coliform đều gây hại. Tuy nhiên, sự hiện diện của vi khuẩn coliform trong nước cho thấy các sinh vật gây bệnh khác có thể tồn tại trong đó.coli: Là chỉ số cho biết số lượng các vi khuẩn gây bệnh đường ruột trong mẫu nước. Sự có mặt của E.Coli trong nước chứng tỏ nguồn nước đã bị ô nhiễm bởi phân rác, chất thải của người và động vật và như vậy cũng có khả năng tồn tại các loại vi trùng gây bệnh khác.Coli nhiều hay ít tùy thuộc mức độ nhiễm bẩn của nguồn nước. Đặc tính của khuẩn E.Coli là khả năng tồn tại cao hơn các loại vi khuẩn, vi trùng gây bệnh khác nên nếu sau khi xử lý nước, nếu trong nước không còn phát hiện thấy E.Coli thì điều đó chứng tỏ các loại vi trùng gây bệnh khác đã bị tiêu diệt hết.
Việc xác định số lượng E.Coli thường đơn giản và nhanh chóng nên loại vi khuẩn này thường được chọn làm vi khuẩn đặc trưng trong việc xác định mức độ nhiễm bẩn do vi trùng gây bệnh trong nước. Đơn vị VK/100ml 1.2 TIÊU CHUẨN NƯỚC NGUỒN SVTH: Hồ Thị Hải MSSV: 107108028 7 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS Trần Thị Tường Vân Để đánh giá chất lượng nước sông, nước ngầm…. Bộ Tài Nguyên và Môi Trường đã đưa ra các quy chuẩn quy định giá trị giới hạn các thông số chất lượng nước mặt, nước ngầm. Các quy chuẩn này áp dụng để đánh giá và kiểm soát chất lượng của nguồn nước, làm căn cứ cho việc bảo vệ và sử dụng nước một cách phù hợp.
Sau đây là một số quy chuẩn Việt Nam hiện hành có liên quan về chất lượng nước nguồn (bảng 1.1: QCVN 08:2008/ BTNMT_Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng nước mặt Giá trị giới hạn Đơn TT Thông số A B vị A1 A2 B1 B2 1 pH mg/l 6-8.5-9 2 Ôxy hòa tan (DO) mg/l 6 5 4 2 Tổng chất rắn lơ lửng 3 mg/l 20 30 50 100 (TSS) 4 COD mg/l 10 15 30 50 5 BOD5 (200C) mg/l 4 6 15 25 Amoni (NH+4) (tính 6 mg/l 0.5 1 theo N) 7 Clorua (Cl-) mg/l 250 400 600 - 8 Florua (F-) mg/l 1 1.5 2 Nitrit (NO-2) (tính 9 mg/l 0.05 theo N) Nitrat (NO-3) (tính 10 mg/l 2 5 10 15 theo N) 11 Asen (As) mg/l 0.05 SVTH: Hồ Thị Hải MSSV: 107108028 8 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS Trần Thị Tường Vân 13 Đồng (Cu) mg/l 0.5 2 16 Thủy ngân (Hg) mg/l 0. Coli 20 50 100 200 100m l MPN / 18 Coliform 2500 5000 7500 10000 100m l (Nguồn: Ban soạn thảo quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng nước Bộ Tài Nguyên và Môi Trường, ban hành ngày 31/12/2008) Ghi chú: Việc phân hạng nguồn nước mặt nhằm đánh giá và kiểm soát chất lượng nước, phục vụ cho các mục đích sử dụng nước khác nhau: A1 – Sử dụng tốt cho mục đích cấp nước sinh hoạt và các mục đích khác như loại A2, B1 và B2. A2 – Dùng cho mục đích cấp nước sinh hoạt nhưng phải áp dụng công nghệ xử lý phù hợp; bảo tồn dạng thực vật thủy sinh, hoặc các mục đích sử dụng như loại B1,B2. B1 – Dùng cho mục đích tưới tiêu thủy lợi hoặc các mục đích sử dụng khác có yêu cầu chất lượng nước tương tự hoặc các mục đích sử dụng như loại B2.
B2 – Giao thông thủy và các mục đích khác vì yêu cầu nước chất lượng thấp.2: QCVN 09:2008/ BTNMT_Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng nước ngầm SVTH: Hồ Thị Hải MSSV: 107108028 9 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS Trần Thị Tường Vân TT Thông số Đơn vị Giá trị giới hạn 1 pH - 5.01 13 Crom VI (Cr6+) mg/l 0.