MỞ ĐẦU 1.1 Đặt vấn đề Nước là khởi nguồn của sự sống trên trái đất, đồng thời cũng là nguồn để duy trì sự sống cho loài người và sinh vật tại nơi đây. Con người mỗi ngày cần 250 lít nước cho sinh hoạt, 1.500 lít nước cho hoạt động công nghiệp và 2.000 lít cho hoạt động nông nghiệp. Nước chiếm 99% trọng lượng sinh vật sống trong môi trường nước và 70% trọng lượng cơ thể con người. Ngoài chức năng tham gia vào chu trình sống trên, nước còn là chất mang năng lượng (thuỷ năng), chất mang vật liệu và tác nhân điều hoà khí hậu, thực hiện các chu trình tuần hoàn vật chất trong tự nhiên.
Không chỉ góp phần lớn làm thay đổi diện mạo và phát triển thế giới tự nhiên, nước còn là mối liên hệ chặt chẽ đối với đời sống xã hội, con người, hầu hết trong các lĩnh vực kinh tế và vấn đề sức khỏe. Hiện nay, theo thống kê của Liên Hiệp Quốc, thì tình trạng thiếu nước nguyên nhân do nguồn tài nguyên nước trên thế giới phân bổ không đồng đều, tình trạng gia tăng dân số, sự lãng phí nước tăng cùng với mức sống của người dân tăng lên do sử dụng quá nhiều thiết bị gia dụng, nước bị thất thoát nghiêm trọng, chỉ 55% lượng nước khai thác được 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 tưới tiêu. Vì vậy, ngoài việc nghiên cứu sử dụng hợp lý nguồn tài nguyên nước, việc nghiên cứu nâng cao chất lượng nước, nước cấp sinh hoạt cần phải được đặc biệt chú trọng. Toàn bộ Trung đoàn quân số khoảng 1000 người nhưng chỉ có một nguồn nước duy nhất là 01 giếng nước trong trung đoàn, do đó việc cung cấp nước là thiếu so với nhu cầu của Trung đoàn 877.
Trên địa bàn gần với Trung đoàn 877 có suối Tà Vải, với lưu lượng nước ổn định, tuy nhiên nước suối còn nhiều chất hữu cơ, rác, cây mục nên để có thể khai thác sử dụng thêm làm nước sinh hoạt thì cần phải qua xử lý. 2 Trung đoàn 877 thuộc Bộ Chỉ huy quân sự tỉnh Hà Giang có nguồn cấp nước chủ yếu từ suối Tà Vải. Suối Tà Vải có lưu lượng nước tối thiểu 2m3/s, địa hình dốc. Trường chỉ huy quân sự tỉnh Hà Giang trực thuộc Bộ chỉ huy quân sự tỉnh Hà Giang nằm tại phường Ngọc Hà, thị xã Hà Giang.
Trường được thành lập với mục đích huấn luyện số lượng chiến sĩ mới hàng năm bổ sung quân số cho tỉnh Hà Giang từ 500 đến 800 chiến sĩ. Sinh hoạt của các học viên ở đây được chính quyền địa phương là Ban chỉ huy quân sự tỉnh Hà Giang và UBND tỉnh rất quan tâm, tuy vậy do điều kiện địa hình đóng quân ở khu vực khó khăn, đời sống của các chiến sĩ còn nhiều vất vả, nhất là nhu cầu về nguồn nước sạch. Cả trường hiện nay chỉ có 1 nguồn nước giếng khoan duy nhất tuy nhiên trữ lượng nước giếng ít và chất lượng nguồn nước kém, nước giếng thường vàng, có mùi hôi tanh nhiều, hơn nữa trữ lượng lại ít nên không đủ nhu cầu sử dụng của đơn vị. Qua đó thấy rõ nguồn nước sạch với một khối lượng ổn định khoảng 50 m3/h là nhu cầu cấp thiết để phục vụ cho sinh hoạt, đời sống hàng ngày cho các chiến sĩ tại Trung đoàn 877 và Trường chỉ huy quân sự tỉnh Hà Giang.
Xuất phát từ vấn đề đó, được sự nhất trí của nhà trường và ban chủ nhiệm khoa Môi trường, dưới sự hướng dẫn của Thầy giáo TS. Trần Hải Đăng tôi tiến hành thực hiện đề tài “Nghiên cứu ứng dụng công nghệ xử lý nước suối bằng màng lọc UF(Utrafiltration) để cấp cho sinh hoạt – ứng dụng tại Trung Đoàn quân đội 877 – Bộ Chỉ Huy quân sự Tỉnh Hà Giang” 1. Mục tiêu của đề tài 1.Mục tiêu tổng quát + Ứng dụng công nghệ xử lý nước sông suối bằng màng lọc UF(Utrafiltration) tại Trung Đoàn quân đội 877 3 1. Mục tiêu cụ thể + Sơ lược về điều kiện tự nhiên kinh tế xã hội tỉnh Hà Giang và khu vực suối Tà Vải.
Hiện trạng môi trường nước suối Tà Vải tỉnh Hà Giang Nghiên cứu sử dụng màng lọc UF(Utrafiltration) để xử lý nước sông suối Tả Vải 1. Ý nghĩa của đề tài 1. Ý nghĩa thực tiễn - Góp phần đánh giá chất lượng nước suối Tà Vải tỉnh Hà Giang và ứng dụng công nghệ xử lý nước suối Tà Vải bằng màng lọc để cấp cho sinh hoạt. - Nâng cao nhận thức, tuyên truyền và giáo dục về bảo vệ môi trường cho cộng đồng dân cư.
Ý nghĩa học tập và nghiên cứu khoa học - Nâng cao kiến thức chuyên môn, 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. - Kết quả của đề tài là cơ sở, là nguồn tài liệu trong học tập và nghiên cứu khoa học tiếp theo về nước suối Tà Vải tại tỉnh Hà Giang. 4 Phần 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2.
Cơ sở khoa học của đề tài 2. Cơ sở lý luận 2. Khái niệm và ý nghĩa của tài nguyên nước 1. Khái niệm tài nguyên nước Tài nguyên nước là các nguồn nước mà con người sử dụng hoặc có thể sử dụng vào những mục đích khác nhau.
Nước được dùng trong các hoạt động nông nghiệp, công nghiệp, dân dụng, giải trí và môi trường. Hầu hết các hoạt động trên đều cần nước ngọt.[8] Nước bao phủ 71% diện tích của trái đất trong đó có 97% nước trên Trái đất là nước muối, chỉ 3% còn lại là nước ngọt nhưng gần hơn 2/3 lượng nước này tồn tại ở dạng sông băng và các mũ băng ở các cực. Phần còn lại không đóng băng được tìm thấy chủ yếu ở dạng nước ngầm và chỉ một tỷ lệ nhỏ tồn tại trên mặt đất và trong không khí.[14] Nước còn đưa vào cơ thể con người nhiều nguyên tố cần thiết cho sự sống như iốt (I), sắt (Fe), Flo(F), kẽm (Zn), đồng (Cu)…Tuy nhiên nước bẩn cũng có thể đưa vào cơ thể nhiều loại vi khuẩn gây bệnh. Nước bẩn chứa nhiều các chất độc hại như chì (Pb), thủy ngân (Hg), thạch tín (Asen), thuốc trừ sâu, các hóa chất gây ung thư khác.
Do đó, nước dung cho cuộc sống phải đủ về số lượng và đảm bảo an toàn chất lượng. Con người cần phải biết xử lý các nguồn cung cấp nước để đảm bảo an toàn về chất lượng cho mọi nhu cầu sinh hoạt và sản xuất công, nông nghiệp cho chính mình, đồng thời giải quyết hậu quả của chính mình.[7] - Khái niệm nước mặt Tài nguyên nước mặt: Là nước phân bố trên mặt đất, nước trong các đại dương, sông, suối, ao hồ, đầm lầy. Đặc điểm của tài nguyên nước mặt chịu 5 ảnh hưởng lớn từ điều kiện khí hậu và các tác động khác do hoạt động kinh tế của con người, nước mặt dễ bị ô nhiễm và thành phần hóa lý của nước thường bị thay đổi, khả năng hồ phục trữ lượng của nước nhanh nhất ở vùng thường có mưa. Ý nghĩa của tài nguyên nước Nước cung cấp vào hoạt động sản xuất đảm bảo an ninh lương thực cho xã hội: Nước tưới tiêu, nước làm ruộng… Nước tạo ra năng lượng điện để cung cấp cho hoạt động nền kinh tế thông qua việc sử dụng động lực hay năng lượng dòng chảy của các con sông làm quay các tuốc bin nước và máy phát điện, đây là nguồn năng lượng sạch và chiếm 20% lượng điện của thế giới, đồng thời hạn chế được giá thành nhiên liệu và chi phí nhân công.[8] Làm ổn định địa tầng.
Khái niệm về môi trường, ô nhiễm môi trường, ô nhiễm môi trường nước, nước sạch, nước suối. 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 ô nhiễm môi trường: “Ô nhiễm môi trường là sự biến đổi của các thành phần môi trường không phù hợp với quy chuẩn kỹ thuật môi trường và tiêu chuẩn môi trường gây ảnh hưởng xấu đến con người và sinh vật” [3]. Khái niệm ô nhiễm môi trường nước: “Ô nhiễm nước là sự thay đổi theo chiều xấu đi của các tính chất vật lý - hóa học - sinh học của nước, với sự xuất hiện các chất lạ ở thể lỏng, rắn làm cho nguồn nước trở nên độc hại với con người và sinh vật.
Làm giảm độ đa dạng sinh học trong nước. Xét về tốc độ lan truyền và quy mô ảnh hưởng thì ô nhiễm nước là vấn đề đáng lo ngại hơn ô nhiễm đất” (Hoàng Văn Hùng, 2008). 6 Theo 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, nuôi cá, nghỉ ngơi, giải trí, cho động vật nuôi và các loài hoang dã” (Lê Văn Khoa và cs, 2001). - Nguồn gốc gây ô nhiễm nước Nguồn gốc gây ô nhiễm nước có thể là do tự nhiên hay nhân tạo.
+ Ô nhiễm nước có nguồn gốc 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. + Ô nhiễm nước có nguồn gốc nhân tạo: Từ sinh hoạt, từ các hoạt động công nghiệp. Các xu hướng chính thay đổi chất lượng nước khi bị ô nhiễm là: + Giảm độ pH của nước ngọt do bị ô nhiễm bởi: H2SO4, HNO3 từ khí quyển, tăng hàm Lượng SO42- và NO3- trong nước. + Tăng hàm lượng các muối trong nước bề mặt và nước ngầm do chúng đi vào môi trường nước cùng với chất thải, từ khí quyển và từ các chất thải rắn.
+ Tăng hàm lượng các chất hữu cơ, trước hết là các chất khó bị phân hủy bằng con đường sinh học (các chất hoạt động bề mặt, thuốc trừ sâu…) + Giảm nồng độ oxi hòa tan trong nước tự nhiên do các quá trình oxy hóa có liên quan với quá trình Eutrophication các nguồn chứa nước và khoáng các hợp chất hữu cơ. + Tăng hàm lượng các ion trong nước trước hết là NO3-, PO43-,… + Giảm độ trong của nước: Tăng khả năng nguy hiểm của ô nhiễm nước tự nhiên do các nguyên tố đồng vị phóng xạ. Khái niệm nước sạch: “Nước sạch là nước đảm bảo các chỉ tiêu như: nước trong, không màu, không mùi lạ, không chứa các mầm bệnh và các chất độc hại.