CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ Ô NHIỄM NƯỚC, CƠ SỞ TÀI LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Tổng quan về nước mặt Nước mặt bao gồm các nguồn nước trong các hồ chứa, sông, suối. Do kết hợp từ các dòng chảy trên bề mặt và thường xuyên tiếp xúc với không khí nên các đặc trưng của nước mặt là: - Chứa khí hòa tan, đặc biệt là oxy. - Chứa nhiều chất rắn lơ lửng (riêng trường hợp nước trong các ao hồ, đầm lầy chứa chất rắn lơ lửng và chủ yếu ở dạng keo). - Có hàm lượng chất hữu cơ cao.
- Có sự hiện diện của nhiều loại tảo. Vai trò của nước Nước là tài nguyên đặc biệt quan trọng, là thành phần thiết yếu của sự sống và môi trường, quyết định sự tồn tại và phát triển bền vững của đất nước, là điều kiện để khai thác, sử dụng tài nguyên khác, là tư liệu không thể thay thế được của các ngành kinh tế khác. Theo thống kê, con người mỗi ngày cần 250 lít nước cho sinh hoạt và 1500 lít cho hoạt động công nghiệp và 2000 lít nước cho hoạt động nông nghiệp. Ví dụ: để sản xuất 1 tấn giấy cần 250 tấn nước, 1 tấn đạm cần 600 tấn nước và 1 tấn chất bột cần 1000 tấn nước.
Có thể nói rằng: sự sống của con người và mọi sinh vật trên trái đất đều phụ thuộc vào nước. Đặc điểm nguồn nước mặt: Nước mặt là nguồn nước có mặt thoáng tiếp xúc với không khí và thường xuyên tiếp nhận nước bổ sung từ nước mưa và nước ngầm tầng nông, nước thải ra từ các khu dân cư, các vùng sản xuất nông nghiệp và công nghiệp.Vì vậy chất lượng nước mặt thay đổi nhiều từ vùng này qua vùng khác, từ mùa này qua mùa khác trong năm, thậm chí từ ngày này qua ngày khác trong tháng, trong tuần. Đối với nước trong các dòng chảy, do sự vận chuyển của nước mà sự xáo trộn giữa các lớp nước được thực hiện nên sự phân bố nhiệt độ, nồng độ các chất hòa tan tương đối đồng đều trong toàn bộ mặt cắt ngang. Nhìn chung chất lượng nước mặt phụ thuộc vào nhiều yếu tố như cấu trúc địa chất, địa hình, địa mạo, các hoạt động khác nhau của con người, thảm thực vật và sói mòn bề mặt trái đất.và hiện tượng ô nhiễm không khí.
Các loại ô nhiễm nước [3] Có nhiều cách phân loại ô nhiễm nước. Hoặc dựa vào nguồn gốc gây ô nhiễm, như ô nhiễm do công nghiệp, nông nghiệp hay 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 vật lý Các chất rắn không tan khi thải vào nước làm tăng lượng chất lơ lửng, tức làm tăng độ đục của nước. Các chất này có thể là gốc vô cơ hay hữu cơ, có thể được vi khuẩn ăn. Sự phát triển của các vi khuẩn và các vi sinh vật khác lại càng làm tăng tốc độ đục của nước và làm giảm độ xuyên thấu của ánh sáng. Nhiều nước thải công nghiệp có chứa các chất có màu, hầu hết là màu hữu cơ, làm giảm giá trị sử dụng của nước về mặt y tế cũng như thẩm mỹ.
Ngoài ra các chất thải công nghiệp còn chứa nhiều hợp chất hóa học như muối sắt, mangan, clo tự do, hydro sulfua, phenol. làm cho nước có vị không bình thường. Các chất amoniac, sulfua, cyanua, dầu làm nước có mùi lạ. Thanh tảo làm cho nước có mùi bùn, một số sinh vật đơn bào làm nước có mùi tanh của cá.
Ô nhiễm sinh học của nước Ô nhiễm nước sinh học do các nguồn thải đô thị hay công nghiệp bao gồm các chất thải sinh hoạt, phân, nước rửa của các nhà máy đường, giấy.Sự ô nhiễm về mặt sinh học chủ yếu là do sự thải các chất hữu cơ có thể lên men được, chất thải sinh hoạt hoặc công nghiệp có chứa cặn bã sinh hoạt, phân tiêu, nước rửa của các nhà máy đường, giấy, lò sát sinh. Sự ô nhiễm sinh học thể hiện bằng sự nhiễm bẩn do vi khuẩn rất nặng. Các bệnh cầu trùng, viêm gan do siêu vi khuẩn tăng lên liên tục ở nhiều quôc gia chưa kể đến các trận dịch tả. Các nước thải từ lò sát sinh chứa một lượng lớn mầm bệnh.
Các nhà máy chế biến thực phẩm, sản xuất đồ hộp, thuộc da, lò mổ, đều có nước thải chứa protein. Khi được thải ra dòng chảy, protein nhanh chóng bị phân hủy cho ra acid amin, acid béo, acid thơm, H2S, nhiều chất chứa S và P. có tính độc và mùi khó chịu. Mùi hôi của phân và nước cống chủ yếu là do indol và dẫn xuất chứa methyl.
Ô nhiễm hóa học do chất vô cơ Do thải vào nước các chất nitrat, phosphat dùng trong nông nghiệp và các chất thải do luyện kim và các công nghệ khác như Zn, Mn, Cu, Hg là những chất độc cho thủy sinh vật. Đó là chì được sử dụng là chất phụ gia trong xăng và các kim loại khác như đồng, kẽm, chrom, nickel, cadnium rất độc đối với sinh vật thủy sinh. Sự ô nhiễm nước do nitrat và phosphat từ phân hóa học cũng đáng lo ngại. Phân bón làm tăng năng suất cây trồng và chất lượng của sản phẩm.
Nhưng các cây trồng chỉ được khoảng 30 – 5 40% lượng phân bón, lượng dư thừa sẽ vào các dòng nước mặt hoặc nước ngầm, sẽ gây hiện tượng phì nhiêu hóa sông hồ, gây yếm khí ở các lớp nước ở dưới. Ô nhiễm do các chất hữu cơ tổng hợp Ô nhiễm này chủ yếu do hydrocarbon, pesticides, chất tẩy rửa. Hydrocarbons (CxHy) Hydrocarbons là các hợp chất của nguyên tố cacbon và hydrogen. Chúng ít tan trong nước nhưng tan nhiều trong dầu và các dung môi hữu cơ.
Chúng là một trong những nguồn ô nhiễm của nền văn minh hiện đại. Vấn đề hết sức nghiêm trọng ở những vùng nước lợ và thềm lục địa có nhiều cá. Sự ô nhiễm bởi các hydrocarbon là do các hiện tượng khai thác mỏ dầu, vận chuyển dầu trên biển và các chất thải bị nhiễm xăng dầu. Các tai nạn đắm tàu chở dầu là tương đối thường xuyên.
Các vực nước ở đất liền cũng bị nhiễm bẩn bởi các hydrocarbon. Sự thải của các nhà máy lọc dầu, hay sự thải dầu nhớt xe tàu là do vô ý vãi xăng dầu. Tốc độ thấm của xăng dầu lớn gấp 7 lần của nước, sẽ làm các lớp nước ngầm bị ô nhiễm. Chất tẩy rửa: Bột giặt tổng hợp và xà bông Bột giặt tổng hợp phổ biến từ năm 1950.
Chúng là các chất hữu cơ có cực (polar) và không có cực (non-polar). Có 3 loại bột giặt: anionic, cationic và nonionic. Bột giặt anionic được sử dụng nhiều nhất, nó có chứa TBS (tetrazopylène bebzensulfonate), không bị phân hủy sinh học. Xà bông là tên gọi chung của muối kim loại với acid béo.
Ngoài các xà bông natri và kali tan được trong nước, thường dùng trong sinh hoạt, còn các xà bông không tan thì chứa calci, sắt, nhôm. sử dụng trong kỹ thuật (các chất bôi trơn, sơn, verni. Pesticides (nông dược) Các nông dược hiện đại đa số là các chất hữu cơ tổng hợp. Thuật ngữ pesticides là do từ tiếng Anh pest là loài gây hại, nên pesticides còn gọi là chất diệt dịch hay chất diệt họa.
Pesticides được phân tách thành các nhóm sau: - Thuốc sát trùng (insecticides) - Thuốc diệt nấm (fongicides) - Thuốc diệt cỏ (herbicides) - Thuốc diệt chuột (diệt gậm nhấm = rodenticides) - Thuốc diệt tuyến trùng (nematocides) Các nông dược tạo nên một nguồn ô nhiễm quan trọng cho các vực nước. Nguyên nhân gây ô nhiễm là do các nhà máy thải các chất cặn bã ra sông hoặc do việc 6 sử dụng các nông dược trong nông nghiệp, làm ô nhiễm nước mặt, nước ngầm và các vùng cửa sông, bờ biển. Sử dụng nông dược mang lại nhiều hiệu quả trong nông nghiệp nhưng cũng gây ra tác động xấu đến môi trường sinh thái. Tổng quan chung về hệ thống công trình thủy lợi An Kim Hải [5] An Kim Hải là hệ thống công trình thuỷ lợi thuộc đồng bằng ven biển Bắc bộ nằm kẹp giữa hai triền đê hữu sông Cấm và tả Lạch Tray, là hệ thống liên tỉnh Hải Phòng, Hải Dương được hình thành từ năm 1936 có diện tích 36.với tọa độ:Từ 200 30’39” đến 210 01’15” vĩ độ Bắc và Từ 1060 23’39” đến 1070 08’39” kinh độ Đông.
Kênh (sông) An Kim Hải là trục chính tưới tiêu kết hợp của Hệ thống Thủy lợi An Kim Hải. Tổng chiều dài của kênh tính từ cống Bàng Lai – Quảng Đạt đến cống Cái Tắt là 54,7 km. Kênh được hình thành trên cơ sở cải tạo hệ thống sông rạch tự nhiên và đào mới một số đoạn nên mặt cắt không đồng nhất: trên toàn tuyến có nơi cao trình đáy ở khá thấp từ - 4,0 m đến - 5,0 m nhưng cũng có nhiều đoạn rất nông, cao trình đáy kênh chỉ ở mức từ - 0,1 m đến -1,0 m. Chiều rộng đáy kênh có chỗ chỉ trên dưới 10 m nhưng cũng có chỗ rộng trên 50 m.
Hệ thống Thủy lợi An Kim Hải được cấp nguồn chính từ 6 cống đầu mối sau đây: - Sông Rạng: các cống Bàng Lai và Quảng Đạt (do tỉnh Hải Dương quản lý). - Đê tả sông Lạch Tray: cống Tỉnh Thủy và cống Nhu Kiều. - Đê hữu sông Cấm: cống Kim Sơn và cống Bãi Mắm. - Ngoài ra trong hệ thống còn có 21 cống dưới đê tả Lạch Tray và dưới đê hữu sông Cấm lấy nước bổ sung vào hệ thống khi độ mặn cho phép, đồng thời kết hợp tiêu nước gồm: Tỉnh Thủy 3, Trạm Bạc, Thanh Mai, Kiều Thượng, Văn Xá 2, Kiều Hạ 1, Kiều Hạ 2, Đầm Quan, Tiên Sa, Xích Thổ, Hoàng Mai 1, Hoàng Mai 2, Tự chảy Hải An, Đầm Ma, Chùa Minh, Rộc Vầu, Lê Xá 1, Lê Xá 2, Lê Xá 3, Đồng Cống, An Hồng 2.
Hệ thống công trình thủy lợi An Kim Hải, được tiêu qua 5 cống đầu mối sau đây: - 3 cống tiêu ra sông Lạch Tray gồm Cái Tắt, An Đồng (cống luồn), Hoàng Lâu. - Cống Song Mai tiêu ra sông Cấm. - Cống Phi Trường A tiêu ra biển. 7 - Ngoài ra trên hệ thống còn có 21 cống dưới đê tả Lạch Tray và hữu sông Cấm tưới tiêu kết hợp; 10 cống tiêu ra đê tả Lạch Tray và hữu sông Cấm gồm Tỉnh Thủy 1, Tỉnh Thủy 2, Độc Lập, Hòa Bình, Hoàng Mai 3, Lò Ngói, An Hồng 1, cống Đông, Xi phông Hải An, Ra ga số 1 Hải An.
Cũng như các hệ thống ven biển vùng Bắc bộ khác, An Kim Hải chịu tác động chung là ảnh hưởng trực tiếp chế độ thuỷ triều vịnh Bắc bộ.