CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.Cơ sở lý luận và pháp lý của đề tài 1. Cơ sở lý luận của đề tài Ô nhiễm môi trường nước? Ô nhiễm môi trường nước là sự thay đổi thành phần và chất lượng nước không đáp ứng cho các mục đích sử dụng khác nhau, vượt quá tiêu chuẩn cho phép và có ảnh hưởng xấu đến đời sống con người và sinh vật. Nước trong tự nhiên tồn tại dưới nhiều hình thức khác nhau: nước ngầm, nước ở các sông hồ, tồn tại ở thể hơi trong không khí. Nước bị ô nhiễm nghĩa là thành phần của nó tồn tại các chất khác, mà các chất này có thể gây hại cho con người và cuộc sống các sinh vật trong tự nhiên.
Nước ô nhiễm thường là khó khắc phục mà phải phòng tránh từ đầu. Trong quá trình sinh hoạt hàng ngày, dưới tốc độ phát triển như hiện nay con người vô tình làm ô nhiễm nguồn nước bằng các hóa chất, chất thải từ các nhà máy, xí nghiệp. Các đơn vị cá nhân sử dụng nước ngầm dưới hình thức khoan giếng, sau khi ngừng không sử dụng không bịt kín các lỗ khoan lại làm cho nước bẩn chảy lẫn vào làm ô nhiễm nguồn nước ngầm. Các nhà máy xí nghiệp xả khói bụi công nghiệp vào không khí làm ô nhiễm không khí, khi trời mưa, các chất ô nhiễm này sẽ lẫn vào trong nước mưa cũng góp phần làm ô nhiễm nguồn nước.
Hiến chương châu Âu về nước đã định nghĩa: "Ô nhiễm nước là sự biến đổi nói chung do con người đối với chất lượng nước, làm nhiễm bẩn nước và gây nguy hiểm cho con người, cho công nghiệp, nông nghiệp, cho động vật nuôi và các loài hoang dã" [28]. - Ô nhiễm nước có nguồn gốc tự nhiên: do mưa, tuyết tan, gió bão, lũ lụt đưa vào môi trường nước các chất thải bẩn, các sinh vật có hại kể cả xác chết của chúng. - Ô nhiễm nước có nguồn gốc nhân tạo: quá trình thải các chất độc hại chủ yếu dưới dạng lỏng như các chất thải sinh hoạt, công nghiệp, nông nghiệp, giao thông vào môi trường nước. n 5 - Theo bản chất các tác nhân gây ô nhiễm, người ta phân ra các loại ô nhiễm nước: ô nhiễm vô cơ, hữu cơ, ô nhiễm hóa chất, ô nhiễm sinh học, ô nhiễm bởi các tác nhân vật lý.
- Ô nhiễm nước mặt, ô nhiễm nước ngầm và biển. Nguyên nhân gây ô nhiễm nước Xét về nguyên nhân ô nhiễm nước có thể do tự nhiên hay nhân tạo. Ô nhiễm nước từ nguyên nhân tự nhiên là do mưa, tuyết tan, lũ lụt, gió bão… hoặc do các sản phẩm hoạt động sống của sinh vật, kể cả xác chết của chúng. Cây cối, sinh vật chết đi, chúng bị vi sinh vật phân hủy thành chất hữu cơ.
Một phần sẽ ngấm vào lòng đất, sau đó ăn sâu vào nước ngầm, gây ô nhiễm hoặc theo dòng nước ngầm hòa vào dòng lớn. Lụt lội có thể làm nước mất sự trong sạch, khuấy động những chất dơ trong hệ thống cống rãnh, mang theo nhiều chất thải độc hại từ nơi đổ rác và cuốn theo các loại hoá chất trước đây đã được cất giữ. Nước lụt có thể bị ô nhiễm do hoá chất dùng trong nông nghiệp hoặc do các tác nhân độc hại ở các khu phế thải. Ô nhiễm nước do các yếu tố tự nhiên (núi lửa, xói mòn, bão, lụt,…) có thể rất nghiêm trọng, nhưng không thường xuyên, và không phải là nguyên nhân chính gây suy thoái chất lượng nước toàn cầu.
Ô nhiễm nhân tạo là ô nhiễm gây ra bởi chính những hoạt động của con người trong như sinh hoạt, hoạt động công nghiệp nhất là đối với những con sông chảy qua các thành phố, các khu đô thi lớn đông dân cư. Trong cuộc sống phát sinh nước thải sinh hoạt từ các hộ gia đình, bệnh viện, khách sạn, cơ quan trường học, chứa các chất thải trong quá trình sinh hoạt, vệ sinh của con người đổ thải vào các dòng sông mà chưa hề qua bất cứ một phương pháp xử lý nào. Thành phần cơ bản của nước thải sinh hoạt là các chất hữu cơ dễ bị phân hủy sinh học (cacbohydrat, protein, dầu mỡ), chất dinh dưỡng (photpho, nitơ), chất rắn và vi trùng. Tùy theo mức sống và lối sống mà lượng nước thải cũng như tải lượng các chất có trong nước thải của mỗi người trong một ngày là khác nhau.
Ở các thành phố lớn và các khu đô thị đông dân cư do mức sống cao nên lượng nước thải và tải lượng thải càng cao hơn so với các vùng khác, khiến cho những con sông có lưu vực chảy qua thành phố lớn luôn có mức ô nhiễm cao hơn. Đối với các thành phố lớn, nơi tập trung các cơ sở sản xuất công nghiệp, tiểu thủ công nghiệp, giao thông vận tải, bệnh viện nên lượng nước thải công nghiệp đổ n 6 vào các con sông luôn có lưu lượng và tải lượng chất ô nhiễm lớn. Khác với nước thải sinh hoạt hay nước thải đô thị, nước thải công nghiệp không có thành phần cơ bản giống nhau, mà phụ thuộc vào ngành sản xuất công nghiệp cụ thể. Ví dụ: nước thải của các xí nghiệp chế biến thực phẩm thường chứa lượng lớn các chất hữu cơ; nước thải của các xí nghiệp thuộc da ngoài các chất hữu cơ còn có các kim loại nặng, sulfua,.
Người ta thường sử dụng đại lượng PE để so sánh một cách tương đối mức độ gây ô nhiễm của nước thải công nghiệp với nước thải đô thị. Đại lượng này được xác định dựa vào lượng thải trung bình của một người trong một ngày đối với một tác nhân gây ô nhiễm xác định. Các tác nhân gây ô nhiễm chính thường được sử dụng để so sánh là COD, BOD5, SS. Ngoài các nguồn gây ô nhiễm chính như trên thì còn có các nguồn gây ô nhiếm nước khác như từ y tế hay từ các hoạt động sản xuất nông, lâm, ngư nghiệp của con người [28].
Các thông số chính để đánh giá chất lượng nước sông Để đánh giá chất lượng nước trên bất cứ một con sông nào cũng phải căn cứ vào các chỉ tiêu vật lý, hóa học và sinh học của nó các yếu tố đó bao gồm: Nhiệt độ, độ pH, tổng chất rắn lơ lửng (TSS), độ ô xy hòa tan (DO), nhu cầu oxy hóa học (COD), nhu cầu ô xy sinh học (BOD), các hợp chất của ni tơ (NH4+, NO2-, NO3-), Clorua, hàm lượng kim loại nặng, Coliform. Các giá trị của những chỉ tiêu này được so sánh với tiêu chuẩn cho phép về giá trị giới hạn của nước mặt được quy định tại bộ quy chuẩn kỹ thuật quốc gia (QCVN 08:2008/BTNMT). Nhiệt độ Nhiệt độ nước có ảnh hưởng tới sự hòa tan oxy, đến khả năng tổng hợp quang hóa của tảo và các thực vật thủy sinh. Trong ao hồ, nhiệt độ nước chính là hàm số của độ sâu.
Hoạt động của con người cũng có thể làm tăng nhiệt độ của nước và có thể gây ra các tác động sinh thái nhất định. Thông số nhiệt độ được dung để tính các dạng độ kiềm, để nghiên cứu mức độ bão hòa của oxy, cacbonat, tính toán độ muối và các hoạt động thí nghiệm khác. Thông số nhiệt độ rất cần thiết khi chuyển các đại lượng đo đạc hiện trường về điều kiện tiêu chuẩn. pH pH là đơn vị đặc trưng cho nồng độ [H3O+] có trong nước và có thang đơn vị từ 0 đến 14.
pH là một trong những thông số quan trọng được sử dụng thường xuyên n 7 nhất trong hóa nước, dùng để đánh giá mức độ ô nhiễm của nguồn nước, chất lượng nước thải, đánh giá độ cứng của nước, sự keo tụ, khả năng ăn mòn…và trong nhiều tính toán về cân bằng axit – bazơ. Giá trị pH chỉ ra mức độ axit (khi pH < 7) hay bazơ (khi pH > 7) thể hiện ảnh hưởng của hóa chất khi xâm nhập vào môi trường nước. Sự thay đổi giá trị pH trong nước có thể dẫn tới những thay đổi về thành phần các chất trong nước do quá trình hòa tan hoặc kết tủa hoặc thúc đẩy hay ngăn chặn những phản ứng hóa học, sinh học xảy ra trong nước. Hàm lượng chất rắn Chất rắn tồn tại trong nước có thể do: Các chất vô cơ ở dạng hòa tan (các muối) hoặc các chất không tan như đất đá ở dạng huyền phù.
Các chất hữu cơ như các vi sinh vật (vi khuẩn, tảo, động vật nguyên sinh…) và các chất hữu cơ tổng hợp như phân bón, chất thải công nghiệp… - Chất rắn tổng (TS - Total Solid) Hàm lượng chất rắn tổng là trọng lượng khô tính bằng mg của phần còn lại sau khi bay hơi 1 lít mẫu nước trên nồi cách thủy rồi sấy khô ở nhiệt độ 1030C – 1050C cho đến khi trọng lượng không đổi và có đơn vị là mg/l. - Tổng chất rắn lơ lửng (TSS - Total Suspended Solid) Hàm lượng chất rắn lơ lửng là trọng lượng khô của phần rắn còn lại trên giấy lọc sợi thủy tinh khi lọc một lít mẫu nước qua phễu rồi sấy khô ở 1030C – 1050C tời khi có trọng lượng không đổi và có đơn vị là mg/l. Tổng chất rắn hay chất rắn lơ lửng đều ảnh hưởng đến chất lượng nước trên nhiều phương diện. Chất rắn ảnh hưởng đến chất lượng nước khi sử dụng cho sinh hoạt, cho sản xuất, cản trở hoặc tiêu tốn nhiều hóa chất trong quá trình xử lý.
Hàm lượng chất rắn trong nước thấp sẽ hạn chế sinh trưởng hoặc cản trở sự sống của thủy sinh. Ở hàm lượng cao các chất rắn làm ức chế quá trình trao đổi chất của vi sinh vật do hiện tượng “khô cạn sinh lý”. Oxy hòa tan (DO) DO là hàm lượng oxy hoà tan có trong một lít nước (đơn vị mg/l hay ppm) ở điều kiện nhiệt độ và áp suất xác định. Hàm lượng oxy hoà tan là một trong những chỉ tiêu quan trọng nhất của nước mặt.
Oxy có mặt trong nước do được hoà tan từ n 8 oxy không khí, đồng thời oxy còn sinh ra từ các phản ứng tổng hợp quang hoá của tảo và các thuỷ thực vật trong nước. Độ hoà tan của oxy phụ thuộc vào các yếu tố: nhiệt độ, áp suất khí quyển, đặc tính của nước, chế độ thuỷ động, đặc điểm địa hình. Phân tích DO cho ta đánh giá mức độ ô nhiễm nước do các chất hữu cơ dễ phân huỷ sinh học và kiểm tra quá trình xử lý nước thải. Hàm lượng oxy hoà tan trong nước ảnh hưởng trực tiếp tới đời sống thuỷ sinh.