Chương 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1. Cơ sở khoa học của đề tài - Khái niệm môi trường Môi trường 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 người và sinh vật. - Khái niệm hoạt động bảo vệ môi trường: Hoạt động bảo vệ môi trường là hoạt động giữ gìn, phòng ngừa, hạn chế các tác động xấu đến môi trường; ứng phó sự cố môi trường; khắc phục ô nhiễm, suy thoái, cải thiện, phục hồi môi trường; khai thác, sử dụng hợp lý tài nguyên thiên nhiên nhằm giữ môi trường trong lành. - Khái niệm phát triển bền vững: Phát triển bền vững là phát triển đáp ứng được nhu cầu của hiện tại mà không làm tổn hại đến khả năng đáp ứng nhu cầu đó của các thế hệ tương lai trên cơ sở kết hợp chặt chẽ, hài hòa giữa tăng trưởng kinh tế, bảo đảm tiến bộ xã hội và bảo vệ môi trường.
- Khái niệm nước: Nước là một hợp chất hóa học của oxy và hidro, có công thức hóa học là H2O. Với các tính chất lí hóa đặc biệt (như tính lưỡng cực, liên kết hiđrô và tính bất thường của khối lượng riêng) nước là một chất rất quan trọng trong nhiều ngành khoa học và trong đời sống. Nước trên trái đất chiếm 97% là nước mặn, 3% là nước ngọt, tuy chiếm tỷ lệ % nhỏ trong tổng lượng nước nhưng lại có vai trò cô cùng quan trọng với cuộc sống mọi sinh vật trên Trái Đất. LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 4 Bên cạnh nước "thông thường" còn có nước nặng và nước siêu nặng.
Ở các loại nước này, các nguyên tử hiđrô bình thường được thay thế bởi các đồng vị đơteri và triti. Nước nặng có tính chất vật lý (điểm nóng chảy cao hơn, nhiệt độ sôi cao hơn, khối lượng riêng cao hơn) và hóa học khác với nước thường. - Khái niệm nước sạch: Nước sạch là nước không màu, không mùi, không vị, có thể chứa các yếu tố vật lý hóa học và vi sinh trong mức độ cho phép không gây ảnh hưởng tới sức khỏe con người. Đáp ứng các chỉ tiêu theo quy định của Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia về chất lượng nước sinh hoạt - QCVN 02:2009/BYT do Bộ Y tế ban hành ngày 17/6/2009.
- Cấu tạo và tính chất của phân tử nước: Phân tử nước bao gồm hai nguyên tử hidro và một nguyên tử oxy. Về mặt hình học thì phân tử nước có góc liên kết là 104,45°. Do các cặp điện tử tự do chiếm nhiều chỗ nên góc này sai lệch đi so với góc lý tưởng của hình tứ diện. Chiều dài của liên kết O- H là 96,84 picomet.
Phân tử nước có tính lưỡng cực và liên kết hidro (Tổng quan về nước, 2013). * Các tính chất hóa lý của nước: Cấu tạo của phân tử nước tạo nên các liên kết hidro giữa các phân tử là cơ sở cho nhiều tính chất của nước. Nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ sôi của nước đã được Anders Celsius dùng làm hai điểm mốc cho độ bách phân Celcius. Cụ thể, nhiệt độ nóng chảy của nước là 0 độ Celcius, còn nhiệt độ sôi (760 mm Hg) bằng 100 độ Celcius.
Nước là một dung môi tốt nhờ vào tính lưỡng cực. Tính hòa tan của nước đóng vai trò rất quan trọng trong sinh học vì nhiều phản ứng hóa sinh chỉ xẩy ra trong dung dịch nước. Nước tinh khiết không dẫn điện. Mặc dù vậy, do có tính hòa tan tốt, nước hay có tạp chất pha lẫn, thường là các muối, tạo ra các ion tự do trong dung dịch nước cho phép dòng điện chạy qua.
LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 5 Về mặt hóa học, nước là một chất lưỡng tính, có thể phản ứng như một axit hay bazơ. Khi phản ứng với một axit mạnh hơn thí dụ như HCl, nước phản ứng như một chất kiềm: HCl + H2O ↔ H3O+ + Cl- Với ammoniac nước lại phản ứng như một axit: NH3 + H2O ↔ NH4+ + OH- 1. Cơ sở pháp lý về vấn đề nghiên cứu * Văn bản Luật - Luật tài nguyên nước số 17/2012/QH13 ngày 21 tháng 6 năm 2012; - Luật Bảo vệ môi trường năm 2014; * Văn bản dưới Luật - Nghị định số 201/2013/NĐ-CP ngày 27/11/2013 của Chính phủ quy định chi tiết thi hành một số điều của Luật tài nguyên nước; - Nghị định số 19/2015/NĐ-CP ngày 14/2/2015 của Chính phủ quy định chi tiết thi hành một số điều của Luật Bảo vệ môi trường; - Thông tư số 47/2017/TT-BTNMT ngày 07/11/2017 của Bộ Tài nguyên và Môi trường quy định về giám sát khai thác, sử dụng tài nguyên nước; - Thông tư số 73/2017/TT-BTNMT ngày 29/12/2017 của Bộ Tài nguyên và Môi trường ban hành hệ thống chỉ tiêu thống kê ngành tài nguyên và môi trường; - Thông tư số 50/2015/TT-BYT ngày 11/12/2015 của Bộ Y tế Quy định việc kiểm tra vệ sinh, chất lượng nước ăn uống, nước sinh hoạt. * Một số văn bản khác - Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng nước sinh hoạt QCVN 02:2009/BYT; - Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng nước ăn uống QCVN 01:2009/BYT (đối với nước dùng để ăn uống, nước dùng cho các cơ sở chế biến thực phẩm); LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 6 - Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia về chất lượng nước mặt QCVN 08- MT:2015/BTNMT; - TCVN 6492:2011 Chất lượng nước - Xác định pH.
Cơ sở thực tiễn 1. Tình hình sử dụng nước trên thế giới và Việt Nam Tài nguyên nước là nguồn tài nguyên thiên nhiên có thể tái tạo nhưng cũng có thể bị cạn kiệt tùy vào tốc độ khai thác của con người và khả năng tái tạo của môi trường. Tuy nhiên, việc sử dụng khai thác nguồn tài nguyên này gây ra những hậu quả ảnh hưởng nghiêm trọng tới nguồn tài nguyên nước. Các số liệu cho thấy con người đang sử dụng nước sạch nhanh hơn mức thiên nhiên có thể cung cấp.
Nhiều hệ sinh thái trên trái đất đang dần tiến tới mức suy thoái hoặc bị biến đổi, nguyên nhân là do sự gia tăng dân số và phát triển kinh tế. Vào năm 2050, với các mô hình sản xuất và tiêu dùng tiêu tốn nhiều tài nguyên thiên nhiên hơn hiện nay, cộng với đó là sự gia tăng dân số thế giới dự kiến chạm tới ngưỡng 9,6 tỉ người, chúng ta sẽ phải cần tới 3 trái đất mới đáp ứng được thói quen sinh hoạt và mức tiêu dùng như hiện tại. Khủng hoảng nước là nguy cơ hàng đầu trong thập kỷ tới, sẽ có 33 quốc gia phải đối mặt với tình trạng căng thẳng về nước vào năm 2040 [Theo cuộc khảo sát hàng năm của Diễn dàn Kinh tế Thế giới]. Nhu cầu sử dụng nước trên thế giới Nhu cầu nước càng ngày càng tăng theo đà phát triển của nền công nghiệp, nông nghiệp và sự nâng cao mức sống của con người.
Nhu cầu về nước trong công nghiệp: Sự phát triển càng ngày càng cao của nền công nghiệp trên toàn thế giới càng làm tăng nhu cầu về nước, đặc biệt đối với một số ngành sản xuất như chế biến thực phẩm, dầu mỏ, giấy, luyện kim, hóa chất., chỉ 5 ngành sản xuất này đã tiêu thụ ngót 90% tổng lượng nước sử dụng cho công nghiệp. LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 7 Nhu cầu về nước trong nông nghiệp: Sự phát triển trong sản xuất nông nghiệp như sự thâm canh tăng vụ và mở rộng diện tích đất canh tác cũng đòi hỏi một lượng nước ngày càng cao. Người ta ước tính được mối quan hệ giữa lượng nước sử dụng với lượng sản phẩm thu được trong quá trình canh tác như sau: để sản xuất 1 tấn lúa mì cần đến 1.500 tấn nước, 1 tấn gạo cần đến 4.000 tấn nước và 1 tấn bông vải cần đến 10. Nhu cầu về nước sinh hoạt và giải trí: Theo sự ước tính thì các cư dân sinh sống kiểu nguyên thủy chỉ cần 5-10 lít nước/người/ngày.
Ngày nay, do sự phát triển của xã hội loài người ngày càng cao nên nhu cầu về nước sinh hoạt và giải trí ngày cũng càng tăng theo nhất là ở các thị trấn và ở các đô thị lớn, nước sinh hoạt tăng gấp hàng chục đến hàng trăm lần nhiều hơn. Ngoài ra, còn rất nhiều nhu cầu khác về nước trong các hoạt động khác của con người như giao thông vận tải, giải trí ở ngoài trời như đua thuyền, trượt ván, bơi lội, ., nhu cầu này cũng ngày càng tăng theo sự phát triển của xã hội. Theo đánh giá của Viện nguồn lực Thế giới (WRI), tình trạng cạn kiệt nguồn nước mặt sẽ xảy ra ở 167 quốc gia vào năm 2020, 2030, 2040 và 33 quốc gia phải đối mặt với tình trạng căng thẳng về nước vào năm 2040. Báo cáo của UN-Water cũng dự đoán, đến năm 2050 sẽ có từ 4,8 đến 5,7 tỷ người sống trong những khu vực khan hiếm nước trong khoảng thời gian ít nhất một tháng mỗi năm (tăng 3,6 tỷ so với hiện nay).
Cho dù những công trình chứa nước và nhiều đập nước được xây dựng tưởng chừng như là biện pháp có thể giải quyết được những khó khăn này, nhưng thực tế thì những công trình này có những hạn chế nhất định trong quá trình vận hành và sử dụng, như sự nứt vỡ, chảy tràn. Chất lượng nước cũng đang trở nên kém đi. Nguồn nước bị tiếp nhận quá nhiều chất phú dưỡng dẫn đến sự phát triển của mầm bệnh và tảo phú dưỡng. Ngành công nghiệp và đô thị hóa cũng là một nguồn gây ra ô nhiễm nguồn nước do nước thải từ công nghiệp và dân sinh.
LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail. Nhu cầu sử dụng nước ở Việt Nam Việt Nam nằm trong vùng nhiệt đới ẩm có lượng mưa trung bình năm khoảng 1940-1960mm (tương đương tổng lượng nước khoảng 640 tỷ m3/năm), thuộc số quốc gia có lượng nước mưa vào loại lớn trên thế giới. (Bộ Tài nguyên và Môi trường - Báo cáo tại Hội thảo ngày nước thế giới năm 2017) Tuy nhiên, lượng mưa của Việt Nam phân bố rất không đều theo không gian và thời gian; Lượng mưa tập trung chủ yếu trong 4-5 tháng mùa mưa (chiếm 75-85% tổng lượng mưa năm), lượng mưa trong mùa khô chỉ chiếm 15- 25%. Khu vực có lượng mưa lớn là các khu vực phía Đông Trường Sơn thuộc vùng Bắc Trung Bộ, Trung Trung Bộ, Tây Nguyên và khu vực trung du, miền núi Bắc Bộ.
Tổng lượng dòng chảy hàng năm khoảng 830-840 tỉ m3. Tuy nhiên, xét về nguồn nước nội địa, Việt Nam chỉ đạt mức trung bình kém của thế giới với 3.296m3/người/năm, ít hơn mức bình quân toàn cầu (4.