Đặt vấn đề Nƣớc là khởi nguồn của sự sống trên trái đất, đồng thời cũng là nguồn để duy trì sự sống tiếp tục tồn tại nơi đây. Sinh vật không có nƣớc sẽ không thể sống nổi và con ngƣời nếu thiếu nƣớc cũng sẽ không tồn tại. Theo thống kê của Liên Hiệp Quốc, thì tình trạng thiếu nƣớc nguyên nhân do nguồn tài nguyên nƣớc trên thế giới phân bổ không đồng đều, gia tăng dân số nhƣng nguồn nƣớc lại giảm, sự lãng phí nƣớc tăng cùng với mức sống của ngƣời dân tăng lên do sử dụng quá nhiều thiết bị gia dụng, nƣớc bị thất thoát nghiêm trọng, chỉ số 55% lƣợng nƣớc khai thác đƣợc sử dụng một cách thật sự, 45% còn lại bị thất thoát, rò rỉ trong các hệ thống phân phối hoặc bị bay hơi trong tƣới tiêu. Nƣớc là nguồn tài nguyên thiên nhiên không thể thiếu đƣợc trong đời sống hàng ngày của con ngƣời cũng nhƣ trong các hoạt động kinh tế của xã hội.
Hiện nay, ngoài việc nghiên cứu sử dụng hợp lý nguồn tài nguyên nƣớc, việc nghiên cứu nâng cao chất lƣợng nƣớc cấp sinh hoạt cần phải đƣợc chú trọng, đặc biệt là việc nƣớc cấp sinh hoạt cho đồng bào và chiến sĩ vùng núi cao. Hà Giang là một tỉnh miền núi biên giới ở phía Bắc của Tổ quốc, có vị trí chiến lƣợc đặc biệt quan trọng. Đây là một trong những nơi có lƣợng mƣa lớn nhất trong cả nƣớc, tuy nhiên, do địa hình chia cắt, núi đá tai mèo nên lƣợng nƣớc sinh thủy thấp, do đó đây cũng là nơi có tới 4 huyện vùng cao núi đá là Đồng Văn, Mèo Vạc, Yên Minh và Quản Bạ thƣờng xuyên thiếu nƣớc về mùa khô. Địa hình phức tạp, nhiều dãy núi cao nguy hiểm, việc dẫn, giữ nƣớc và khai thác tài nguyên nƣớc trong khu vực tỉnh Hà Giang là tƣơng đối khó khăn.
Thời gian thiếu nƣớc sinh hoạt thƣờng kéo dài từ tháng 10 cuối năm n 2 trƣớc đến tháng 4 năm sau. Để có nƣớc sinh hoạt, ngƣời dân phải đi bộ hàng chục km và hứng nƣớc nửa ngày mới đủ nƣớc sinh hoạt dùng trong 4-5 ngày cho gia đình. Nƣớc chủ yếu chỉ đƣợc dùng để uống và nấu ăn một cách rất hạn chế; nƣớc sinh hoạt trong mùa khô càng thiếu thốn hơn. Đối với khu vực biên giới, nguồn cung cấp nƣớc chính vẫn là nƣớc suối với đặc điểm: lƣu lƣợng dòng chảy nhỏ, không ổn định, bị tác động rõ rệt bởi các yếu tố lũ quét, mƣa bão,.
Đặc biệt chất lƣợng nƣớc luôn biến động giữa ngày mƣa và không mƣa, và khó kiểm soát do một phần lƣu vực bổ cập nƣớc từ nƣớc ngoài. Các hoạt động khai thác khoáng sản trái phép vùng đầu nguồn các suối đã làm cho nồng độ nhiều chất ô nhiễm nhƣ SS, CN-, Fe, Mn, Zn, Cu, Pb, Cd,. tăng lên rõ rệt. Mặt khác địa hình núi cao, phân bố dân cƣ không tập trung và nguồn điện thiếu thốn.
Đây là những yếu tố rất bất lợi cho việc cung cấp nƣớc khu vực biên giới phía Bắc, nhất là cho các đơn vị quân đội. Xuất phát từ vấn đề đó, đƣợc sự nhất trí của nhà trƣờng và ban chủ nhiệm khoa Môi trƣờng, dƣới sự hƣớng dẫn của cô giáo PGS.TS Đỗ Thị Lan em tiến hành thƣ̣c hiê ̣n đề tài : “Đánh giá hiện trạng ô nhiễm nước suối Tà Vải tại tỉnh Hà Giang và đề xuất công nghệ xử lý nước để cấp cho sinh hoạt”. Mục tiêu của đề tài + Sơ lƣợc về điều kiện tự nhiên kinh tế xã hội tỉnh Hà Giang và khu vực suối Tà Vải Đánh giá thực trạng môi trƣờng nƣớc suối Tà Vải tỉnh Hà Giang Xác định nguồn gây ô nhiễm nƣớc suối Tà Vải + Đề xuất công nghệ xử lý nƣớc suối để cấp cho sinh hoạt. Yêu cầu của đề tài + Khảo sát thực trạng môi trƣờng nƣớc suối Tà Vải tỉnh Hà Giang n 3 + Đánh giá một cách trung thực, khách quan chất lƣợng nguồn nƣớc suối Tà Vải tỉnh Hà Giang + Số liệu, tài liệu phân tích phải chính xác, đầy đủ đảm bảo cơ sở pháp lý và tính khách quan + Đề xuất công nghệ xử lý nƣớc để cấp cho sinh hoạt 1.
Ý nghĩa của đề tài 1. Ý nghĩa thực tiễn - Đánh giá hiện trạng môi trƣờng nƣớc suối Tà Vải tỉnh Hà Giang để có những dự báo về chất lƣợng, lƣu lƣợng và để có thể sử dụng cho mục đích sinh hoạt của ngƣời dân tại đây. - Đề xuất công nghệ xử lý nƣớc để cấp cho sinh hoạt phù hợp với địa phƣơng và có tính khả thi cao. Ý nghĩa học tập - Nâng cao kiến thức, kỹ năng tổng hợp, phân tích số liệu và rút ra những kinh nghiệm thực tế phục vụ cho công tác sau này.
- Tạo cơ hội vận dụng lý thuyết vào thực tế, cách thức tiếp cận và thực hiện một đề tài. - Là nguồn tài liệu trong học tập và nghiên cứu khoa học. - Nâng cao nhận thức của bản thân về môi trƣờng. n 4 Phần 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2.1 Cơ sở khoa học của đề tài 2.1 Khái niệm và ý nghĩa của tài nguyên nước 1.
Khái niệm tài nguyên nƣớc Tài nguyên nƣớc nói chung đƣợc phân loại theo môi trƣờng thành phần gọi là “tài nguyên môi trƣờng” gồm có: Tài nguyên môi trƣờng đất, tài nguyên khí hậu, tài nguyên năng lƣợng, tài nguyên khoáng sản, tài nguyên nƣớc [8]. Tài nguyên nƣớc gồm có: nƣớc trên bề mặt và nƣớc dƣới đất. Ý nghĩa của tài nguyên nƣớc Đối với mỗi quốc gia nƣớc cũng nhƣ đất đai, rừng, khoáng sản… đều là tài nguyên vô cùng quý báu. Nƣớc có thể đáp ứng cho các nhu cầu sinh hoạt, hoạt động công nghiệp, nông nghiệp, giao thông vận tải, du lịch… Trong sinh hoạt muốn sống, tồn tại và phát triển con ngƣời cần có nƣớc, nƣớc là một nhu cầu cáp thiết và không thể tách rời trong mọi hoạt động sống của chúng ta.
Trong nông nghiệp nguồn nƣớc của các con sông còn chủ động tƣới cho 32,01% tổng diện tích đất canh tác trên toàn quốc. Nguồn nƣớc sông còn là nguồn cung cấp điện năng dồi dào của đất nƣớc, nó đem lại lợi ích to lớn về kinh tế và chính trị [8].2 Khái niệm về môi trường, ô nhiễm môi trường, ô nhiễm môi trường nước - Khái niệm môi trƣờng: “Môi trƣờng 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 ngƣời và sinh vật. - Khái niệm ô nhiễm môi trƣờng: n 5 “Ô nhiễm môi trƣờng là sự biến đổi của các thành phần môi trƣờng không phù hợp với quy chuẩn kỹ thuật môi trƣờng và tiêu chuẩn môi trƣờng gây ảnh hƣởng xấu đến con ngƣời và sinh vật” [3]. - Khái niệm ô nhiễm môi trƣờng nƣớc: “Ô nhiễm nƣớc là sự thay đổi theo chiều xấu đi của các tính chất vật lý - hóa học - sinh học của nƣớc, với sự xuất hiện các chất lạ ở thể lỏng, rắn làm cho nguồn nƣớc trở nên độc hại với con ngƣời và sinh vật.
Làm giảm độ đa dạng sinh học trong nƣớc. Xét về tốc độ lan truyền và quy mô ảnh hƣởng thì ô nhiễm nƣớc là vấn đề đáng lo ngại hơn ô nhiễm đất” (Hoàng Văn Hùng, 2008). Theo hiến chƣơng châu Âu về nƣớc đã định nghĩa: “Ô nhiễm nƣớc là sự biến đổi nói chung do con ngƣời đối với chất lƣợng nƣớc, làm nhiễm bẩn nƣớc và gây nguy hiểm cho con ngƣời, cho công nghiệp, nông nghiệp, nuôi cá, nghỉ ngơi, giải trí, cho động vật nuôi và các loài hoang dã” (Lê Văn Khoa và cs, 2001). - Khái niệm nƣớc sạch: “Nƣớc sạch là nƣớc đảm bảo các chỉ tiêu nhƣ: nƣớc trong, không màu, không mùi lạ, không chứa các mầm bệnh và các chất độc hại”.
- Khái niệm nƣớc suối: “Nƣớc suối là nƣớc thiên nhiên, chảy qua các tầng địa chất có chứa một số nguyên tố, khí tự nhiên hay hợp chất khoáng”[11]. - pH : là chỉ số đo độ hoạt động của các ion hiđrô (H+) trong dung dịch và vì vậy là độ axít hay bazơ của nó. Trong các hệ dung dịch nƣớc, hoạt độ của ion hiđrô đƣợc quyết định bởi hằng số điện ly của nƣớc (Kw) = 1,008 × 10−14 ở 25 °C) và tƣơng tác với các ion khác có trong dung dịch. Do hằng số điện ly này nên một dung dịch trung hòa có pH xấp xỉ 7.
Các dung dịch nƣớc có giá trị pH nhỏ hơn 7 đƣợc coi là có tính axít, trong khi các giá trị pH lớn hơn 7 đƣợc coi là có tính kiềm [7]. n 6 - Fe : Trong nƣớc sắt thƣờng tồn tại ở dạng ion, sắt có hoá trị 2 (Fe2+) là thành phần của các muối hoà tan nhƣ: Fe(HCO3)2 ; FeSO4… hàm lƣợng sắt có trong các nguồn nƣớc phân bố không đồng đều. Nƣớc có hàm lƣợng sắt cao, làm cho nƣớc có mùi tanh và có màu vàng, gây ảnh hƣởng không tốt đến chất lƣợng nƣớc ăn uống sinh hoạt và sản xuất[11]. - Màu : Nƣớc thiên nhiên thƣờng không màu, màu của nƣớc mặt chủ yếu do chất mùn, các chất hòa tan, keo hoặc do thực vật thối rữa.
Sự có mặt của một số ion kim loại (Fe, Mn), tảo, than bùn và các chất thải công nghiệp cũng làm cho nƣớc có màu[11]. - Tổng chất rắn lơ lửng ( TSS ) : khối lƣợng tổng chất rắn đƣợc giữ lại thông qua bộ lọc[7]. - Độ đục: độ đục của nƣớc bắt nguồn từ sự hiện diện của một số chất lơ lửng có kích thƣớc thay đổi từ dạng phân tán thô đến dạng keo, huyền phù (kích thƣớc 0,1 – 10mm). Trong nƣớc các chất gây đục thƣờng là: đất sét, chất hữu cơ, vô cơ, thực vật và các vi sinh vật bao gồm các loại phiêu sinh động vật[7].
- Amoni: Amoni có công thức hóa học NH3, là chất khí không màu và có mùi khai. Trong nƣớc, Amoni tồn tại dƣới 2 dạng là NH3 và NH4+. Tổng NH3 và NH4+ đƣợc gọi là tổng Amoni tự do. Đối với nƣớc uống, tổng Amoni sẽ bao gồm amoni tự do, monochloramine (NH2Cl), dichloramine (NHCl2) và trichloramine[7].
- Asen: Asen trong nƣớc có nguồn gốc tự nhiên và nó đƣợc giải phóng ra từ trầm tích vào nƣớc ngầm do các điều kiện thiếu ôxy của lớp đất gần bề mặt[11]. - Mn: Mangan là một kim loại màu trắng bạc, có kí hiệu Mn và có số hiệu nguyên tử 25. Nó đƣợc tìm thấy ở dạng tự do trong tự nhiên (đôi khi kết hợp với sắt), và trong một số loại khoáng vật. Các trạng thái oxi hóa phổ biến n 7 nhất của Mangan là +2, +3, +4, +6 và +7.
Trong đó, trạng thái ổn định nhất là Mn+2. Mangan là kim loại tƣơng đối hoạt động.