Chương 1: TỔNG QUAN 1. Các khái niệm 1) Nước nhiễm mặn Nước nhiễm mặn là nguồn nước có chứa hàm lượng lớn các chất muối hòa tan (chủ yếu là NaCl) vượt qua ngưỡng cho phép. Thông thường, nguồn nước nhiễm mặn chủ yếu do quá trình xâm nhập của nước biển vào sâu trong đất liền, khiến cho nguồn nước ở các sông, hồ, ao, suối. bị nhiễm muối.
[29] 2) Xâm nhập mặn Xâm nhập mặn là quá trình làm tăng độ muối (chủ yếu là NaCl) trong nước ngọt và thu hẹp không gian của các thể chứa nước ngọt. XNM ở vùng ven biển xảy ra khi cột thuỷ áp của nước ngầm hạ thấp xuống dưới mực nước biển, do thay đổi về điều kiện cân bằng nước ngầm tự nhiên hay do quá trình khai thác sử dụng nước ngầm quá mức khiến cho mực nước ngầm hạ thấp, dẫn đến sự dịch chuyển của biển mặn về phía đất liền. [3] 3) Tổng chất rắn hòa tan (TDS) Bao gồm khoáng chất, muối hoặc kim loại tồn tại trong một khối lượng nước nhất định, đơn vị biểu thị thường là mg/l hoặc ppm. TDS được lấy làm cơ sở ban đầu để xác định mức độ sạch của nguồn nước.
TDS tồn tại dưới dạng các ion âm và ion dương, do nước luôn có tính hoà tan rất cao nên nó thường có xu hướng lấy các ion từ các vật mà nó tiếp xúc. Phân loại nước theo tổng độ khoáng hóa. Phân loại Giới hạn TDS (mg/l) STT 1 Siêu ngọt <200 2 Ngọt 200-1000 3 Lợ 1000-3000 4 Hơi mặn 3000-10000 5 Mặn 10000-35000 6 Muối (nước biển) >35000 3 do an 1. Tình hình thiệt hại của xâm nhập mặn ở đồng bằng sông Cửu Long Mùa khô năm 2019-2020 được xem là năm có tình hình hạn mặn phức tạp và cực đoan nhất trong những năm gần đây (so với năm 2016) gây ảnh hưởng lớn đến khoảng 80000 ha diện tích cây ăn trái đồng bằng sông Cửu Long (ĐBSCL), hàng trăm ngàn hộ dân dọc các con sông lớn và các dòng kênh phải lâm vào cảnh thiếu nước sinh hoạt, tưới tiêu trầm trọng, hàng ngàn hecta trồng lúa của người dân bị ảnh hưởng do xâm nhập mặn vào sâu trong đất liền.
Một báo cáo thiệt hại thực tế tại một số ĐBSCL được thống kê như sau: - Tỉnh Cà Mau + Về sản xuất: Diện tích tôm lúa bị thiệt hại 30 -70% là 3.756,96ha; Trên 70% là 12. Diện tích lúa Đông Xuân bị thiệt hại: 10. Diện tích rau màu bị thiệt hại > 70%: 3,6ha. + Về nước sinh hoạt: tổng số hộ dân bị thiếu nước là 3568 hộ và đến cuối mùa khô là khoảng 13500 hộ.
+ Tình hình sụt lún ven bờ kênh: Hiện tượng khô hạn kéo dài khiến cho lượng nước trên các kênh khô cạn không còn phản áp, gây ra hiện tượng sụp lở đất các tuyến đường giao thông nông thôn với 887 điểm (21. - Tỉnh Bến Tre: 104,7 ha lúa Thu Đông (30 – 70%) bị thiệt hại; 5000 ha lúa Đông Xuân sinh trưởng và phát triển chậm. Toàn bộ người dân trên địa bàn tỉnh đều bị ảnh hưởng do nước sinh hoạt bị nhiễm mặn. - Tỉnh Trà Vinh: Thiệt hại 624ha lúa Đông Xuân (30 - 70%: 461ha, >70%: 163ha); Tổng số hộ dân bị thiếu nước sinh hoạt là 8.
- Tỉnh Vĩnh Long: Tổng số hộ dân bị ảnh hưởng nhiễm mặn nguồn nước sinh hoạt là: 66. - Tỉnh Kiên Giang: Thiệt hại hoàn toàn 172ha lúa mùa (huyện An Minh), 1.503ha lúa Đông Xuân (30 - 70%). - Tỉnh Sóc Trăng: Thiệt hại 1.000 ha lúa Đông Xuân (30 - 70%: 773ha, >70%: 227ha). [34] 4 do an Hình 1.
Một dòng sông tại Gò Công, Tiền Giang. Nguyên nhân chính một phần là do năm 2020 là năm chịu sự ảnh hưởng sự mạnh dần lên của hiện tượng El Nino từ đầu mùa mưa năm 2019 làm giảm sút mưa xuống khu vực Đông Nam Á. Từ năm 2019, những số liệu từ các trạm quan trắc lưu vực sông Mekong cho thấy, lượng mưa bằng 60-70% tổng lượng mưa trung bình nhiều năm khiến nước sông Mekong giảm thấy rõ. Nhưng nguyên nhân đa phần đến từ các hồ chưa nước thuộc các đập thủy điện trên thượng nguồn sông Mekong (Trung Quốc) tích nước tối đa khiến dòng chảy về hạ lưu ít hơn.
Làm các sông hồ gần hạ nguồn có mực nước hạ thấp chưa từng thấy trong lịch sử thậm chí nhiều sông lộ rõ đáy ngay cả trong mùa lũ năm 2019. Tất cả những điều trên đã báo hiệu cho một mùa khô kiệt vào năm 2020 và thật vậy nước mặn đã xâm nhập vào sâu đất liền, vượt mức năm hạn lịch sử 2016. Số liệu thực tế cho thấy, năm nay nước mặn có nồng độ 3000 ppm đã vượt khoảng 100 km theo sông Hậu chạm vào Cái Răng, Cần Thơ, trong khi năm 2016 nơi đây chỉ ghi nhận độ mặn với nồng độ 2000 ppm ở thời điểm trễ hơn năm nay. Như một quy luật tất yếu cho vùng châu thổ và bằng phẳng như ĐBSCL, nước sông càng giảm thấp chừng nào thì nước biển mang nước mặn vào sâu trong nội địa chừng nấy để bù đắp lại sự thiếu hụt đó.
Nhiều vùng cửa sông, ta có thể thấy thì nước vẫn đầy ắp, nhưng thực chất chúng là các khối nước mặn chát. Còn đi sâu vào các con rạch, con kênh trong nội địa, nước ròng không vào tới được, thì chúng cạn trơ đáy, đặc biệt các nơi có các công trình ngăn mặn – giữ ngọt. Một vấn đề khác xảy ra khi thiếu nước sông sinh hoạt thì việc khai thác nước ngầm của người dân sẽ gia tăng nhưng chúng là có hạn và dĩ nhiên là không đủ dẫn đến một hậu quả khác xảy ra. Khô hạn làm đất mất nước, co ngót mạnh, tạo nhiều lỗ hỏng dưới đất, nhiều công trình đường xá, nhà cửa bị mất sức chống đỡ gây ra hiện tượng lún sụt, sạt lỡ kinh hoàng.
5 do an Hình 1. Sạc lở ở tuyến đường tỉnh 873 (Gò Công, Tiền Giang). Vì thế, ĐBSCL đang đứng các vấn đề nan giải cần phải giải quyết trong các tháng mùa khô xảy ra hạn mặn mà chúng ta cần đặt biệt lưu ý vào những biến đổi ngày càng khắc nghiệt của môi trường qua từng năm. Thứ nhất, nguồn nước ngọt ngày càng cạn dần, việc khai thác rất khó khăn.
Thứ hai, nước mặn xâm nhập ngày càng sâu vào đất liền và sớm hơn dự báo gây ra rất nhiều vấn đề cho người nông dân. Thứ ba, chất lượng nước giảm sút và mức độ ô nhiễm độc hại cả về vật lý, hóa học và sinh học cao (phân động vật, rác thải sinh hoạt, chất thải công nghiệp). Thứ tư, nhu cầu dùng nước sinh hoạt và sản xuất tăng lên đáng kể. Cảnh người dân lấy nước sạch (Gò Công, Tiền Giang).
Các phương pháp xử lý nước nhiễm mặn 1. Phương pháp chưng cất nhiệt Quy trình hoạt động của hệ thống chưng cất được dựa trên phương pháp dân gian được sử dụng từ xa xưa, nước mặn (có lượng TDS> 2000) được đưa vào bể chứa, được phân tán đồng đều trên toàn bộ diện tích thu bức xạ mặt trời (làm bốc hơi nước). Nhờ có năng lượng mặt trời làm nóng nước, nước sẽ bay hơi và sau đó ngưng tụ lại phía bên trong tấm panel bằng nhựa composite bao quanh, như hình 1.4 Những giọt nước tinh khiết thu được sẽ chảy xuống máng thu nước ngọt và theo vòi chảy ra ngoài. Sản phẩm thu được là nước tinh khiết cũng như đã loại bỏ được hầu hết các vi khuẩn và các mầm bệnh, do đó cũng loại bỏ được các bệnh truyền nhiễm qua môi trường.
Tổng quan hệ thống khử mặn bằng công nghệ chưng cất. Phương pháp trao đổi ion Khử muối bằng phương pháp trao đổi ion tức là lọc nước qua bể lọc (hoặc cột lọc) có chứa các hạt nhựa ion hoạt tính. Do kết quả trao đổi các cation của muối hòa tan trong nước với các ion H+ của hạt cationit, các muối hòa tan trong nước biến thành các axit tương ứng: RH + NaCl → RNa + HCl (1.1) 2RH + Na2SO4 → 2RNa + H2SO4 (1.2) 2RH + Ca(HCO3)2 → R2Ca + 2CO2↑ + 2H2O (1.3) 7 do an Sau đó chúng ta cho nước đã được khử cation ở Bể H-Cationit, qua bể lọc OH- anionit, các hạt anionit sẽ hấp thụ từ nước các anion của các axit mạnh như Cl -, SO42- (Khí cacbonic được khử ra khỏi nước bằng làm thoáng trước khi cho vào bể OH-anionit) và nhả vào nước một số lượng tương đương anion OH-.5) Phương pháp này có thể sục rửa và hoàn nguyên theo chu kỳ, đảm bảo nước đầu ra đạt tiêu chuẩn. Tuy nhiên nhược điểm là chi phí cao, khó vận hành.
Các tiêu chuẩn đánh giá chất lượng nước Các tiêu chuẩn áp dụng cho hệ thống xử lý nước quy mô cụm dân cư phải thỏa mãn nhu cầu về nước sạch cho người dân, cũng như tuân theo chất lượng và số lượng theo Quy định của nhà nước Việt Nam. Hơn nữa, hệ thống này phải có hiệu quả kinh tế cao và phù hợp với điều kiện hoàn cảnh của từng cụm dân cư. Trong khuôn khổ nghiên cứu này được thực hiện so sánh dựa trên 6 tiêu chuẩn được đề xuất bởi Wright et al. (2014) [24]: - Tiêu chuẩn 1: Đảm bảo cung cấp lượng nước sạch: 0.
- Tiêu chuẩn 2: Chất lượng nước: tuân theo Quy chuẩn QCVN 02:2009/BYT, bổ sung thêm. Tổng chất rắn hòa tan tối đa (TDS) 1. - Tiêu chuẩn 3: Hiệu quả thu hồi nước: Cực đại (trên 90%). - Tiêu chuẩn 4: Năng lượng tiêu thụ: mặt trời và điện lưới.
- Tiêu chuẩn 5: Chi phí đầu tư và vận hành thấp nhất. - Tiêu chuẩn 6: Có khả năng bảo trì bởi công nhân vận hành địa phương. Nhu cầu nước ăn uống (Tiêu chuẩn 1) Chiến lược Quốc gia cấp nước sạch và vệ sinh nông thôn đã được Thủ tướng Chính phủ phê duyệt tại quyết định 104QĐ/TTG ngày 25/08/2000 đặt ra mục tiêu đến 2020 “tất cả dân cư sử dụng nước sạch đạt tiêu chuẩn quốc gia với số lượng ít nhất 60/lít/người/ngày”. Số người trong một hộ gia đình thường có khoảng 2-4 người.
Như vậy, để cung cấp lượng nước sạch đủ cho một hộ gia đình là vào tầm khoảng 0. Trong nghiên cứu này, tiêu chuẩn 1 được đo và xác định bằng công thức tính lưu lượng nước: 8 do an Tổng lượng nước lọc (lít) Lưu lượng nước (lít/giờ) = (1.6) thởi gian lọc (giờ) 1. Chất lượng nước (Tiêu chuẩn 2) Hiện nay, Quy chuẩn quốc gia về chất lượng nước sạch ăn uống, sinh hoạt đã nêu rõ trong QCVN 01:2009/BYT mức giới hạn các chỉ tiêu chất lượng đối với nước sạch để ăn uống, sinh hoạt, nước dùng cho các cơ sở để chế biến thực phẩm.