CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan về nước mặt ô nhiễm hữu cơ Ô nhiễm nước là hiện tượng những yếu tố bên trong và bên ngoài môi trường nước tác động vào môi trường nước làm thay đổi tính chất tự nhiên của nước. Khi vượt quá giới hạn nào đó, sẽ có ảnh hưởng xấu đến sinh vật và môi trường xung quanh. Ô nhiễm nước chịu tác động bởi ba yếu tố: vật lý, hóa học, sinh học. Ba yếu tố này có tác động đồng thời cũng có khi tác động riêng lẻ.
Sự ổn định trạng thái nước trong điều kiện tự nhiên là rất mong manh, hay nói cách khác môi trường nước là rất nhạy cảm với các yếu tố bên ngoài và có khả năng lan truyền rất nhanh [1]. Ô nhiễm nước tự nhiên có thể xảy ra do những nguồn gây ô nhiễm: Ô nhiễm từ các biến động của tự nhiên, chủ yếu là do mưa. Nước mưa rửa trôi bầu không khí bị ô nhiễm, rơi trên mái các nhà, đường phố, khu chăn nuôi, bệnh viện, … kéo theo những chất ô nhiễm và thải vào môi trường nước, trong đó có hiện trượng mưa axit thường gây ra những hậu quả rất nghiêm trọng nhất. Ngoài ra, sự ô nhiễm cũng có thể do hình thành hóa chất và biến thành mùn, địa hình và địa chất đầu nguồn, hồ hoặc mật độ phân tầng hồ chứa, … Ô nhiễm nguồn nước tự nhiên do tác động của hoạt động sống con người.
Sự gây ra ô nhiễm nước do tác động của con người là thường xuyên và rất đa dạng. Những tác động có thể là hiện tượng thải chất thải, nước thải, dòng thải nông nghiệp (hóa chất thuốc trừ sâu) vào môi trường nước, sự cố tràn, bệnh dịch, do sự phát triển đô thị và đất đai [2]. Sự ô nhiễm hữu cơ Nguồn nước ô nhiễm hữu cơ là nguồn nước bị nhiễm bởi các hợp chất hữu cơ, khi vượt ngưỡng giới hạn cho phép có nguy cơ gây ảnh hưởng xấu đến sinh vật và môi trường xung quanh. Trong đó các hợp chất hữu cơ có thể là tự nhiên hay nhân tạo.
Các hợp chất hữu cơ tự nhiên (NOM - Natural organic matter) trong các con sông, hồ nước là một hỗn hợp không đồng nhất của các hợp chất hữu cơ phức tạp, nó hiện diện trong nước ở hình thức dạng hạt keo và hòa tan. NOM chủ yếu gồm các chất humic, chẳng hạn như: axit humic và axit fulvic, …Đây là những hợp chất hữu cơ hòa tan 5 (DOM Dissolved Organic Matter) rất khó khăn để loại bỏ chúng bằng các phương pháp xử lý thông thường. DOM có thể hoạt động như chất nền cho sự phát triển của vi khuẩn trong hệ thống phân phối. Do đó, việc khử trùng nước trước khi cấp nước là rất cần thiết.
Các hợp chất hữu cơ nhân tạo có hai loại là các chất hữu cơ không bền sinh học và các chất hữu cơ bền sinh học: - Các chất hữu cơ không bền sinh học (các chất tiêu thụ oxy): carbonhydrat, protein, chất béo, … là các chất hữu cơ dễ bị phân huỷ sinh học thường có mặt trong nước thải sinh hoạt, nước thải đô thị , nước thải công nghiệp chế biến thực phẩm. Trong nước thải sinh hoạt, có khoảng 60 - 80% lượng chất hữu cơ thuộc loại dễ bị phân huỷ sinh học. - Các chất hữu cơ bền sinh học: hydrocarbon thơm, hợp chất Clo hữu cơ (PCP, PCB, DDT, …), các hợp chất này có độc tính cao, thời gian tồn lưu lâu dài trong môi trường và tích lũy sinh học trong cơ thể sinh vật. Chúng hiện diện trong nước thải công nghiệp, nước chảy tràn từ đồng ruộng (có chứa nhiều thuốc trừ sâu, diệt cỏ, kích thích sinh trưởng…).
Các hợp chất này là tác nhân gây ô nhiễm nguy hiểm, ngay cả khi có mặt với nồng độ rất nhỏ trong môi trường [2], [3].1 Tình trạng ô nhiễm nước trên thế giới Ở nhiều quốc gia trên thế giới, hiện trạng ô nhiễm môi trường nước rất quan ngại. Nguồn nước ở khu vực châu Á đang bị ô nhiễm nặng nề. Đặc biệt là tình hình ô nhiễm nước ở đới ôn hòa tại Châu Á. Đây là là “tụ điểm” của các nhà máy công nghiệp.
Vì khâu xử lý xả thải làm không kỹ càng lại được xả trực tiếp vào sông hồ. Điều này làm nguồn nước ở Châu Á bị ô nhiễm nặng nề hơn. Đây cũng chính là nguyên nhân khiến nước ở khu vực Châu Á bị ô nhiễm và có lượng vi khuẩn cao gấp 3 lần so với mức trung bình thế giới [4]. Các con sông ở lục địa châu Á là nơi ô nhiễm nặng nề nhất.
Hàm lượng chì trong các con sông này được tìm thấy cao hơn 20 lần so với các hồ chứa của các nước công nghiệp ở các châu lục khác. Số lượng vi khuẩn được tìm thấy ở những con sông này (từ chất thải của con người) rất cao, có thể gấp ba lần so với mức trung bình của thế giới. Ở Ireland, phân bón hóa học và nước thải là những chất gây ô nhiễm nước chính. 6 Philippin cũng là một trong những đất nước đứng trước đe dọa về nguồn nước bị ô nhiễm.
Nhiều bãi rác lộ thiên cùng thói quen sinh hoạt kém vệ sinh đã làm nguồn nước bị ô nhiễm trầm trọng. Tại châu Mỹ, có đến 40% các sông bị ô nhiễm và 46% môi trường nước không còn đủ khả năng để duy trì sự sống cho sinh vật. Lượng rác thải nhựa bị đổ ồ ạt ra đã gây nhiều hậu quả nghiêm trọng cho hệ sinh thái. [4] Theo báo cáo ô nhiễm môi trường nước của UNEP, có tới 60% dòng sông của châu Á – Âu – Phi bị ô nhiễm sinh vật và ô nhiễm hữu cơ Sự tác động của nền công nghiệp khiến nguồn nước trên toàn cầu đang bị đe dọa trầm trọng, những con số chỉ ra mức độ ô nhiễm đang tăng cao liên tục.
Việc công nghiệp hóa, lạm dụng tài nguyên nước & các yếu tố khác đang là nguyên nhân chính khiến cho thực trạng ô nhiễm môi trường nước trên thế giới rơi vào tình trạng đáng báo động.2 Tình trạng ô nhiễm nước ở Việt Nam Chất lượng nước mặt Việt Nam đã và đang đối diện với sự suy thoái nghiêm trọng. Trên tất cả 63 tỉnh thành, vấn đề ô nhiễm nước luôn là vấn đề nổi cộm, bức xúc. Chất lượng nước mặt của các sông ngòi kênh rạch đặc biệt ở các vùng đô thị và vùng công nghiệp bị suy thoái tới mức gần như biến chất và nguy hiểm đối với con người và sinh vật thủy sinh. Chất lượng nước các vùng nước ven biển cũng suy thoái rất trầm trọng: cửa biển sông Đốc (Cà Mau), vùng ven biển Hải Phòng và đặc biệt là chất lượng nước các vùng nước ven biển miền Trung dẫn đến thảm họa môi trường gây cá chết trong tháng 4 năm 2016 cho thấy ô nhiễm nước đã làm thay đổi chất lượng nước, chất lượng hệ sinh thái.
Thường khi chất lượng nước đã bị suy thoái đến mức như vậy, việc khôi phục rất khó khăn, tốn kém và đòi hỏi rất nhiều thời gian. Công nghiệp hóa và đô thị hóa nhanh trong khoảng ba thập kỷ vừa qua đã ảnh hưởng, gây ô nhiễm các vùng nước mặt, khiến chất lượng nước suy thoái mang tính rộng khắp, sâu sắc, điều đó cho thấy ô nhiễm nước đã gần như nằm ngoài vòng kiểm soát của con người. 7 Công nghiệp là ngành làm ô nhiễm nước quan trọng, mỗi ngành có một loại nước thải khác nhau. Khu công nghiệp Thái Nguyên có khi thải nước biến Sông Cầu thành màu đen, mặt nước sủi bọt trên chiều dài hàng cây số.
Khu công nghiệp Việt Trì có thời đoạn xả mỗi ngày hàng ngàn mét khối nước thải của nhà máy hoá chất, thuốc trừ sâu, giấy, dệt… xuống Sông Hồng làm nước bị nhiễm bẩn đáng kể. Khu công nghiệp Biên Hoà và các khu công nghiệp tại Tp.HCM tạo ra nguồn nước thải công nghiệp và sinh hoạt rất lớn. Các sông Tô Lịch, sông Sét, sông Kim Ngưu…trong thực tế đã trở thành một phần của hệ thống thoát nước thải của thành phố Hà Nội và nước sông trở nên đen sẫm và bốc mùi như nước cống. Các sông khác như sông Ngũ Huyện Khê (Bắc Ninh), sông Bưởi (Thanh Hóa), sông Nhuệ-Đáy (đoạn chảy qua Hà Tây, Hà Nam), sông Thị Vải (Đồng Nai), suối Bó Cá (Sơn La), sông Đa Độ (Hải Phòng), sông Gâm (Cao Bằng), hồ Nhất Bích Trì (Lạng Sơn), sông Nặm Cắt (Bắc Cạn), Ngòi Lao (Phú Thọ), suối nước Nà Bò (Lai Châu), …cũng đều nằm trong trình trạng báo động về mức độ ô nhiễm và đã được công bố trên phương tiện thông tin trong thời gian vừa qua [5].
Nông nghiệp là ngành sử dụng nhiều nước nhất dùng để tưới lúa và hoa màu, chủ yếu là ở đồng bằng sông Cửu Long và sông Hồng. Việc sử dụng nông dược và phân bón hoá học càng góp thêm phần ô nhiễm môi trường nông thôn. Nước dùng trong sinh hoạt của dân cư ngày càng tăng nhanh do tăng dân số và các đô thị. Nước cống từ nước thải sinh hoạt cộng với nước thải của các cơ sở tiểu thủ công nghiệp trong khu dân cư là đặc trưng ô nhiễm của các đô thị ở nước ta.3 Tác hại của ô nhiễm hữu cơ trong nước sinh hoạt Môi trường nước bị ô nhiễm khiến trong nước chứa nhiều tạp chất hơn.
Có thể kể đến những vấn đề trong nước như: nhiễm kim loại nặng, chứa nhiều hợp chất hữu cơ, vi khuẩn trong nước thải. Những vấn đề trên đều là nguyên nhân gây độc cho con người. Tích tụ hóa chất trong người quá nhiều còn gây nên một số bệnh lý nguy hiểm. Tại Việt Nam theo thống kê của Bộ Y tế và Bộ TN&MT, hiện mỗi năm, có khoảng 9.000 người tử vong, gần 250.000 người nhập viện vì bị tiêu chảy cấp, khoảng 200.000 người mắc bệnh ung thư mỗi năm mà một trong những nguyên nhân chính là do ô nhiễm nguồn nước [6].
8 Trong khi đó, WHO cũng từng cảnh báo về tình trạng suy dinh dưỡng ở trẻ em Việt Nam, khi tổ chức này đưa ra thông tin có tới 44% trẻ em Việt Nam bị nhiễm giun và 27% trẻ em dưới 5 tuổi bị suy dinh dưỡng mà nguyên nhân chính là do thiếu nước sạch và chất lượng nước kém, thiếu vệ sinh [6]. Hậu quả chung của tình trạng ô nhiễm nước là tỷ lệ người mắc các bệnh cấp tính, mạn tính liên quan đến ô nhiễm nước như viêm màng kết, tiêu chảy, ung thư… ngày càng tăng. Người dân sinh sống quanh khu vực ô nhiễm ngày càng mắc nhiều loại bệnh tình nghi là do dùng nước bẩn trong mọi sinh hoạt.