MỞ ĐẦU Hiện nay vấn đề ô nhiễm môi trƣờng đang ngày gia tăng và đang đƣợc sự quan tâm của nhiều ngành, nhất là đối với việc ô nhiễm nguồn nƣớc mặt. Một trong các dạng hợp chất gây nên sự ô nhiễm nguồn nƣớc phải nói đến các hợp chất chứa nitơ và photpho là các chất dinh dƣỡng đối với thực vật, ở nồng độ thích hợp chúng tạo điều kiện cho cây cỏ, rong tảo phát triển. Amoni, nitrat, photphat là các chất dinh dƣỡng thƣờng có mặt trong các nguồn nƣớc tự nhiên [1]. Nếu nhƣ hàm lƣợng Nitơ và photpho có trong nƣớc xả thải ra sông, hồ quá mức sẽ gây ra một hiện tƣợng ô nhiễm, điển hình là hiện tƣợng phú dƣỡng hóa kích thích sự phát triển nhanh của rong, rêu, tảo, lục bình,.
làm tăng các chất lơ lửng, chất hữu cơ, làm giảm lƣợng oxi trong nƣớc, gây ảnh hƣởng không tốt đến chất lƣợng nƣớc và hệ sinh thái trong nƣớc, làm bẩn nguồn nƣớc. Nhƣ vậy chất dinh dƣỡng là điều kiện tiên quyết gây ra hiện tƣợng phú dƣỡng. Trong đó hàm lƣợng N-P là yếu tố chính quan trọng nhất, bởi hai nguồn này là cơ sở vật chất ban đầu, là xuất phát điểm quyết định chất lƣợng môi trƣờng nƣớc, bởi nó quyết định đến sự sinh sôi phát triển của tảo. Nƣớc giàu chất dinh dƣỡng làm cho thực vật quang hợp và phát triển mạnh, sinh ra lƣợng sinh khối lớn.
Khi chúng chết đi thì tích tụ lại ở đáy hồ, phân hủy từng phần tiếp tục giải phóng các chất dinh dƣỡng nhƣ CO2, photpho, nitơ, canxi…[2]. Ngày nay, hiện tƣợng phú dƣỡng đã trở nên khá phổ biến ở hầu hết các nƣớc trên thế giới. Qua thời gian, nguy cơ ô nhiễm ngày càng tăng dần, qua báo chí và truyền thanh ở Việt Nam từ hơn hai năm qua, tình trạng ô nhiễm nguồn nƣớc đƣợc thấy ở hầu hết sông ngòi Việt Nam, đặc biệt ở những nơi có phát triển trọng điểm. Lƣu vực sông Nhuệ - Đáy nằm ở hữu ngạn sông Hồng.
Lƣu vực này có nhiều phụ lƣu sông lớn chảy qua nên chất lƣợng nƣớc hai con sông Nhuệ - 2 Đáy đang chịu tác động mạnh mẽ của các hoạt động kinh tế-xã hội. Hai con sông ô nhiễm trầm trọng nhất là sông Nhuệ và sông Tô Lịch với hàm lƣợng DO hầu nhƣ triệt tiêu, sông Nhuệ (đoạn Hà Đông) còn không đạt tiêu chuẩn cho phép loại B vì các thông số chất hữu cơ và phú dƣỡng quá lớn. Lƣu vực sông Nhuệ - Đáy đang đứng trƣớc nhiều nguy cơ và thách thức, nổi bật trong số đó là vấn đề chất lƣợng môi trƣờng nƣớc của hai con sông huyết mạch trong lƣu vực, sông Nhuệ và sông Đáy [3]. Sông Đáy nguyên là một phân lƣu lớn của sông Hồng.
Do ảnh hƣởng của đập Đáy nên đoạn thƣợng nguồn (từ sau đập Đáy đến Ba Thá dài 71 km) của sông Đáy đang bị ô nhiễm nghiêm trọng gần nhƣ là một sông chết. Lƣợng nƣớc chủ yếu cung cấp cho sông Đáy lấy từ các sông nhánh đổ vào, trong đó quan trọng nhất là sông Tích, sông Bôi, sông Đào và sông Nhuệ [3]. Do từ thƣợng nguồn, sự ô nhiễm lan tỏa rất nhanh kết hợp với tình trạng ô nhiễm tại trung và hạ nguồn làm ô nhiễm nặng cả dòng sông Đáy nguy cơ biến sông Đáy trở thành “dòng sông chết”. Chính vì vậy, việc nghiên cứu xác định chất lƣợng nƣớc cho dòng sông Đáy là vô cùng cấp thiết.
Với các lý do trên chúng tôi đã chọn đề tài: “Nghiên cứu xác định một số thành phần dinh dưỡng sông Đáy”. Với đề tài trên chúng tôi tiến hành nghiên cứu các nội dung nhƣ sau: * Đánh giá chất lƣợng nƣớc trên sông. + Xây dựng đƣờng chuẩn xác định hàm lƣợng NH4+, NO2-, NO3-, PO43- + Xác định hàm lƣợng các chỉ số NH4+, NO2-, NO3-, T-N, T-P, PO43- trong nƣớc trên sông. + Nhận xét, đánh giá các kết qủa thu đƣợc.
* Đánh giá tải lƣợng dinh dƣỡng và nguy cơ phú dƣỡng trên sông. * Rút ra kết luận. 3 Chƣơng 1 TỔNG QUAN 1. Hiện trạng ô nhiễm nguồn nƣớc mặt 1.
Hiện trạng phú dưỡng trong môi trường nước trên thế giới Phú dƣỡng lần đầu tiên đƣợc coi là một vấn đề ô nhiễm trong các hồ tự nhiên và hồ chứa nƣớc nhân tạo ở Châu Âu và Bắc Mỹ, từ đó đến nay, hiện tƣợng này đã phổ biến trên phạm vi toàn cầu. Một nghiên cứu mới đây của ILEC/Viện nghiên cứu hồ Biwa cho thấy tại khu vực châu Á - Thái Bình Dƣơng, 54% hồ hoặc hồ chứa bị phú dƣỡng. Tỷ lệ này tại châu Âu, châu Phi, Bắc và Nam Mỹ là 53, 28, 48 và 41 %, tƣơng ứng [4]. Nguồn thải từ các đô thị (công nghiệp, sinh hoạt) đã đóng góp một lƣợng đáng kể các chất dinh dƣỡng đổ vào hệ thống các sông hồ.
Nƣớc thải công nghiệp ở các ngành sản xuất khác nhau với thể tích nƣớc thải và mức độ xử lý nƣớc thải khác nhau là nguồn dinh dƣỡng cho các thủy vực. Ví dụ, ngành chế biến thực phẩm và ngành công nghiệp thƣờng có nƣớc thải chứa nhiều nitơ và phốtpho… Tại các đô thị, bột giặt chứa phốtpho từ nƣớc thải sinh hoạt là một trong số những nguồn phốtpho rất quan trọng đổ vào các thủy vực. Theo Zaimes và Schultz, 2002 [5], lƣợng các chất dinh dƣỡng đổ vào các hệ thủy văn có nguồn gốc từ nông nghiệp lớn hơn lƣợng dinh dƣỡng có nguồn gốc từ nguồn thải điểm. Ở Mỹ, vào những năm đầu thập niên 1980, đất trồng trọt, đồng cỏ và đất đồi đã góp phần chuyển tải 68% tổng P từ nguồn thải phân tán tới môi trƣờng nƣớc mặt [6].
Ở Châu Âu, khoảng 37-82% tổng nitơ và 27-38% tổng phốtpho đƣợc chuyển tải vào môi trƣờng nƣớc mặt từ các hoạt động nông nghiệp. Trong 270 dòng sông đƣợc quan trắc ở Đan Mạch, 94% tổng nitơ và 52% tổng phốtpho có nguồn gốc từ nguồn thải phân tán, chủ yếu từ các hoạt động nông nghiệp. Nhƣ vậy, có thể thấy rằng các hoạt động của con ngƣời có ảnh hƣởng lớn tới quá trình chuyển tải các chất dinh dƣỡng từ đất vào môi trƣờng nƣớc mặt [6]. 4 Hai nguyên tố nitơ và phốtpho, đặc biệt là các muối đa lƣợng của nitơ và phốtpho [7], thƣờng là nguyên nhân chính gây ra hiện tƣợng phú dƣỡng làm bùng nổ sự phát triển thực vật, mà chủ yếu là các loại tảo độc hại và cỏ dại, nguyên tố P đƣợc công nhận là nguyên nhân cơ bản của hiện tƣợng phú dƣỡng [6].
Trong đó tỷ lệ T- N/T-P thấp (< 29) là yếu tố chủ đạo kích thích sự phát triển của các loài tảo trong khi tỷ lệ N-NO3-/ T-P thấp (< 5) đƣợc coi là yếu tố đáng tin cậy để dự báo sự nở rộ của vi khuẩn lam [8]. Theo quy định của Cục bảo vệ môi trƣờng Mỹ (US EPA- 1986) về chất lƣợng nƣớc mặt, hàm lƣợng photphat không đƣợc vƣợt quá 0,05 mgP/1 và tỷ lệ P:N:C vƣợt quá 1:16:100, thì sẽ gây ra hiện tƣợng phú dƣỡng nguồn nƣớc. Không chỉ ảnh hƣởng tới hệ sinh thái nƣớc ngọt, mà sự phát triển quá mức của nền công nghiệp hiện đại đã kéo theo những hậu quả nặng nề về môi trƣờng, làm thay đổi hệ sinh thái biển. Mặt khác, sự ô nhiễm nƣớc biển do các chế phẩm phục vụ nuôi tôm, dƣ lƣợng các loại thuốc kích thích, thuốc trừ sâu, thuốc bảo vệ thực vật.
góp phần làm tăng vọt tần suất xuất hiện thuỷ triều đỏ ở nhiều nơi trên thế giới. Ô nhiễm môi trƣờng biển, thuỷ triều đỏ còn ảnh hƣởng nghiêm trọng đến nền kinh tế biển, khi gặp những môi trƣờng thuận lợi nhƣ điều kiện nhiệt độ, sự ƣu dƣỡng của vực nƣớc. các loài vi tảo phát triển theo kiểu bùng nổ số lƣợng tế bào, làm thay đổi hẳn màu nƣớc, các nhà khoa học gọi đó là sự nở hoa của tảo hay “thuỷ triều đỏ”. Thuỷ triều đỏ phá vỡ sự cân bằng sinh thái biển, gây hại trực tiếp đối với sinh vật và con ngƣời.
Một số loài vi tảo sản sinh ra độc tố. Vì vậy, con ngƣời có thể bị ngộ độc do ăn phải những sinh vật bị nhiễm độc tố vi tảo, hiện tƣợng thủy triều đỏ ở một số vùng biển trên thế giới [6]. Ô nhiễm chất hữu cơ: trên thế giới có khoảng 10% số dòng sông bị ô nhiễm hữu cơ rõ rệt (BOD > 6,5 mg/l hoặc COD > 44 mg/l); 5% số dòng sông có nồng độ DO thấp (<55% bão hoà); 50% số dòng sông trên thế giới bị ô nhiễm hữu cơ nhẹ (BOD khoảng 3mg/l, COD khoảng 18mg/l) [9]. 5 Ô nhiễm do dinh dƣỡng: Khoảng 10% số con sông trên Thế giới có nồng độ nitrat rất cao (9 ÷ 25mg/l), vƣợt nhiều lần so với tiêu chuẩn nƣớc uống của WHO (10mg/1).
Khoảng 10% các con sông có nồng độ photpho từ 0,2 ÷ 2mg/1 tức cao hơn 20 ÷ 200 lần so với các con sông không bị ô nhiễm. Hiện nay trên Thế giới có 30 ÷ 40% số hồ chứa bị phú dƣỡng hoá. Trên 30% trong số 800 hồ ở Tây Ban Nha và nhiều hồ ở Nam Phi, Australia và Mehico cũng bị phú dƣỡng hoá. Tuy nhiên các hồ cực lớn nhƣ hồ Baikal (chứa 20% lƣợng nƣớc ngọt toàn cầu) chƣa bị phú dƣỡng [9].
Nhƣ vậy nguồn nƣớc mặt của chúng ta đang bị ô nhiễm rất nghiêm trọng và ảnh hƣởng rất lớn đến sức khoẻ của con ngƣời. Hiện trạng phú dưỡng trong môi trường nước ở Việt Nam Ngày nay, hiện tƣợng phú dƣỡng đã trở nên khá phổ biến ở hầu hết các nƣớc trên thế giới và Việt Nam cũng không ngoại lệ với 60% các sông, hồ và các vùng ven biển bị phú dƣỡng, xuất phát từ nhiều nguyên nhân, chủ yếu là do các nguồn nƣớc thải từ hoạt động công nghiệp, nông nghiệp, nuôi trồng thủy hải sản và sinh hoạt phần lớn đều không qua xử lý. Nguồn nƣớc mặt giàu dinh dƣỡng, đặc biệt là phốt pho và nitơ thƣờng dẫn đến hiện tƣợng phì dinh dƣỡng và dẫn đến những thay đổi bất lợi và làm mất cân bằng sinh thái ở các thủy vực [6]. Trên lãnh thổ Việt Nam có 2360 sông dài trên 10 km có dòng chảy thƣờng xuyên.
9 hệ thống sông có diện tích lƣu vực trên 1000 km2 đó là: Mê Kông, Hồng, Cả, Mã, Đồng Nai, Ba, Bằng Giang, Kỳ Cùng và Vũ Gia- Thu Bồn.