nguyên nhân gây ô nhiễm nước mặt các đại lượng đặc trưng đánh giá chất lượng nước

Trường ĐH Nông Lâm Thái Nguyên Bài Tiểu Luận Nguyên nhân gây ô nhiễm nước mặt Các đại lượng đặc trưng đánh giá chất lượng nước. Họ tên sinh viên: Lê Tùng Giang. Lớp: K9-KHMT. Trường: ĐH Nông Lâm Thái Nguyên. I. Mở đầu: Bài tiểu luận Hóa Môi trường 1 Trường ĐH Nông Lâm Thái Nguyên Nước – 1 trong yếu tố quan trọng nhất không thể thiều được trong cuộc sống của con người, tất cả các loài sinh vật khác trên Trái Đất (TĐ). Có nước thì có sự sống. TĐ được bao phủ chủ yếu bởi nước chiếm tới 70% diện tích TĐ, và với lượng nước chúng ta có được khoảng 1,83 tỉ Km 3 , trong đó 97,4% là nước mặn có trong các đại dương, còn lại khoảng 2,6% là nước ngọt tồn tại chủ yếu ở dạng băng tuyết của 2 cực, và trên các ngọn núi cao, chỉ có khoảng 0,3% nước ngọt trên thế giới sử dụng được làm nước uống. Tuy nhiên với sự bùng nổ dân số, sự phát triển của khoa học công nghệ, con người chỉ chú trọng đến phát triển kinh tế xã hội mà đã quên mất việc bảo vệ môi trường là vô cùng quan trọng. Cũng như không khí và ánh sáng, nước không thể thiếu được trong đời sống con người và sinh vật. Trong quá trình hình thành sự sống trên TĐ thì nước và MT nước đóng vai trò quan trọng. Nước tham gia vào vai trò tái sinh thế giới hữu cơ (quá trình quang hợp). Trong quá trình trao đổi chất nước đóng vai trò trung tâm. Những phản ứng lý hóa học diễn ra với sự tham gia bắt buộc của nước. Nước là dung môi của nhiều chất và đóng vai trò dẫn đường cho các muối đi vào cơ thể. Việc cung cấp nước uống sẽ là một trong những thử thách lớn nhất của loài người trong vài thập niên tới đây. Nước được sử dụng trong CN từ lâu như là nguồn nhiên liệu (cối xay nước, máy hơi nước, nhà máy thủy điện), là chất trao đổi nhiệt. Cùng với sự phát triển của cuộc sống , nguồn nước đang ngày càng bị ô nhiễm do các hoạt động sống của con người, các ngành sản xuất CN không ngừng thải vào nguồn nước những chất thải khó phân hủy và có ảnh hưởng tới các sinh vật và chính con người. Với nhu cầu sử dụng nước ngày càng tăng và sự phát triển không ngừng của cuộc sống, dẫn đến nguồn nước ngày nay đang thiếu, bị ô nhiễm do các hoạt động sống của con người , các ngành sản xuất công nghiệp không ngừng thải vào nguồn nước những chất thải khó phân hủy và có ảnh hưởng tới các sinh vật và chính con người. II. Nội dung: 1. Các nguyên nhân gây ô nhiễm nước mặt: 1.1. Nguyên nhân nhân tạo: 1.1.1. Nước thải đô thị (NTĐT): Là loại nước thải tạo thành do sự gộp chung nước thải sinh hoạt (nước thải phát sinh 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), nước thải của các cơ sở thương mại, công nghiệp nhỏ trong khu đô thị. Thành phần cơ bản của NTĐT 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. 1.1.2. Nước thải sản xuất: Bài tiểu luận Hóa Môi trường 2 Trường ĐH Nông Lâm Thái Nguyên Gồm: nước thải công nghiệp, tiểu thủ công nghiệp, giao thông vận tải, chế biến nông sản thực phẩm, nuôi trồng thủy sản và khai thác khoáng sản. Nguồn nước thải do hoạt động nông nghiệp chứa đựng các hóa chất trừ sâu, diệt cỏ, bảo quản hoa quả, kích thích sinh trưởng đang gia tăng. Các nhà máy giấy thải ra nước có chứa nhiều glucid dễ dậy men. Một nhà máy trung bình làm nhiễm bẩn nước tương đươngvới một thành phố 500.000 dân. Các nhà máy chế biến thực phẩm, sản xuất đồ hộp, thuộc da, lò mổ, đều có nước thải chứa protein. Khi được thải ra dòng chảy, protein nhanh chóng bị phân hủy cho ra acid amin, acid béo, acid thơm, H2S, nhiều chất chứa S và P, có tính độc và mùi khó chịu. Nhiễm độc chì (Saturnisne) : Ðó là chì được sử dụng làm chất phụ gia trong xăng và các chất kim loại khác như đồng, kẽm, chrom, nickel, cadnium rất độc đối với sinh vật thủy sinh. Thủy ngân dưới dạng hợp chất rất độc đối với sinh vật và người. Tai nạn ở vịnh Minamata ở Nhật Bản là một thí dụ đáng buồn, đã gây tử vong cho hàng trăm người và gây nhiễm độc nặng hàng ngàn người khác. Nguyên nhân ở đây là người dân ăn cá và các động vật biển khác đã bị nhiễm thuỷ ngân do nhà máy ở đó thải ra. Sự ô nhiễm do các chất khoáng là do sự thải vào nước các chất như nitrat, phosphat và các chất khác dùng trong nông nghiệp và các chất thải từ các ngành công nghiệp. Trong giai đoạn đẩy mạnh CN hoá, HĐH, nhiều chính sách thu hút đầu tư. Bởi vậy, nhiều nhà máy, công ty, cơ sở dịch vụ đã và đang được xây dựng và phát triển. - Trước đây, do nhận thức về MT, năng lực về khoa học - công nghệ và tài chính hạn chế, nên nhiều cơ sở sản xuất chưa có hệ thống kiểm soát ô nhiễm, hoặc có nhưng kém hiệu quả, nên nguy cơ gây ô nhiễm môi trường và tác động đến sức khỏe cộng đồng là đáng lo ngại. Hầu hết các cơ sở sản xuất và kinh doanh đều tập trung đầu tư cải thiện chất lượng sản phẩm, nâng cao hiệu quả sản xuất và năng lực kinh doanh, mà chưa quan tâm thích đáng đến công tác bảo vệ môi trường, xử lý nước thải. - Ngày nay, hầu hết nước thải ở các vùng đô thị đều được xử lý ở các nhà máy xử lý nước thải, tuy nhiên phải chú ý đến lượng bùn, sản phẩm từ các quá trình xử lý nước thải tạo ra. Lượng bùn này có thể chứa các chất hữu cơ còn tiếp tục phân hủy một cách chậm chạp, các chất hữu cơ khó phân hủy cũng như các kim loại nặng. Việc thải không hợp lý các nguồn nước thải có thể dẫn đến những vấn đề nghiêm trọng. Khi thải nước thải ra ngoài khơi sẽ dẫn đến việc hình thành lớp bùn thải dạng cặn ở các cửa sông và thềm lục địa Nhiều cơ sở sản xuất có khả năng gây ô nhiễm môi trường trước đây nằm ở vị trí xa các khu dân cư, nhưng nay đã nằm xen kẽ và rất gần khu dân cư, nên nguy cơ tác động đến sức khỏe cộng đồng ngày càng gia tăng. Đặc biệt, một số cơ sở sản xuất và Bài tiểu luận Hóa Môi trường 3 Trường ĐH Nông Lâm Thái Nguyên chế biến cà phê, cao su… nằm ở đầu nguồn các sông, suối, nên nguy cơ gây ô nhiễm các nguồn nước mặt cũng đáng lo ngại. Các chất gây ô nhiễm nước dạng vô cơ - Các loại phân bón hóa chất vô cơ: đây là các loại hóa chất được bổ sung vào đất, rất cần thiết cho sự phát triển của cây trồng. Một phần phân bón đưa vào đất không được cây trồng hấp thụ hết sẽ bị rửa trôi vào môi trường nước, gây ô nhiễm môi trường nước, gây nhiễm bẩn nghiêm trọng, các hồ nhỏ sẽ trở thành vùng đầm lầy. - Các khoáng axit là vấn đề lớn trong môi trường nước tương tự như vấn đề mưa axit. ở các mỏ than khi không còn khai thác, sẽ có một khối lượng lớn các chất thải đi vào nguồn nước ở địa phương. - Các nguyên tố vết trong nước là những nguyên tố có rất ít trong nước, chỉ nhỏ hơn vài ppm, chúng thường là các kim loại như Pb, Cd, Hg, Se,… hoặc các á kim như Se, Sb… một số là chất dinh dưỡng cho cơ thể sống của ĐTV. Chỉ cần ở mức độ rất thấp, khi ở nồng độ cao chúng lại là những chất gây nhiễm độc rất mạnh.  Kiểm soát các nguồn nước thải là công việc hết sức cần thiết nhằm giảm thiểu ô nhiễm nước. Đặc biệt, các kim loại nặng và các chất hữu cơ khó phân hủy sinh học cần phải được kiểm soát chặt chẽ ngay tại nơi có khả năng sử dụng nguồn nước thải hay ở những dòng chảy nước thải đã xử lý dùng để tưới tiêu, tái sinh vào hệ thống nước hay đưa vào mạch nước ngầm.  Như vậy, các chất ô nhiễm hữu cơ (BOD 5 , COD), tổng chất rắn lơ lửng và tổng coliform là các vấn đề cần quan tâm giải quyết. 1.1.3. Các chất hữu cơ tổng hợp: Các chất như nhiên liệu, chất dẻo, chất hóa dẻo, chất màu, thuốc trừ sâu, phụ gia thực phẩm và được phẩm,… Các chất này thường rất độc và khá bền sinh học, đặc biệt là các cacbuahyđrô thơm, chúng gây ô nhiễm nặng nề cho các nguồn nước. Các chất BVTV tác động lên môi trường do những tính chất của chúng như dễ bay hơi, dễ hòa tan trong nước và dung môi. Mặt khác chúng thường rất bền đối với quá trình biến đổi sinh học. HC BVTV thường được sử dụng bằng cách phun dưới dạng sương mù hay bụi nên chúng trực tiếp đi vào môi trường không khí, từ đó rất dễ xâm nhập vào cơ thể sinh vật, hoặc đi vào đất, từ đất chúng đi vào nước rồi phân hủy tại đó. Các chất tẩy rửa là những chất có hoạt tính bề mặt cao, hòa tan tốt trong nước và có sức cằn bề mặt nhỏ. Chúng được sử dụng trong nhiều ngành công nghiệp hoặc trong sinh hoạt gia đình. Chất hoạt động bề mặt là những chất tham gia làm giảm sức căng bề mặt chất lỏng và huyền phù bền với các hạt cáu ghét, nhờ đó mà chất bẩn tách khỏi sợi vải. Chất hoạt động bề mặt có trong thành phần nước thải sẽ gây trở ngại cho quá trình xử lý Bài tiểu luận Hóa Môi trường 4 Trường ĐH Nông Lâm Thái Nguyên nước thải do những hạt huyền phủ nhỏ bền vững dưới dạng keo và làm giảm hoạt tính của các tầng lớp sinh học, cũng như bùn hoạt tính. Chất phụ gia là thành phần bổ sung vào chất tẩy rửa, chất phụ gia kết hợp với Ca 2+ , Mg 2+ và phản ứng với nước để tạo môi trường kiềm tối ưu cho chất hoạt động bề mặt. các chất phụ gia hay sử dụng nhất là polyphốtphát. Polyphốtphát bị thủy phân nhanh tạo thành HPO 4 2- , H 2 PO 4 - (là chất dinh dưỡng cho thực vật bậc thấp trong nước nên gây hiện tượng ô nhiễm nước tạo điều kiện phát triển nhanh các loài rong rêu trong nước). Các hợp chất hữu cơ tổng hợp khác đều là những chất tiêu thụ oxi bởi chúng không bền và có xu hướng oxi hóa thành các dạng đơn giản hơn. Do đó ảnh hưởng đến hàm lượng oxi hòa tan DO của nước. 1.2. Nguyên nhân tự nhiên: 1.2.1. Nước chảy tràn: Khi có mưa, nước chảy tràn qua các cánh đồng canh tác sẽ mang vào nguồn nước mặt các chất dinh dưỡng (từ phân bón), hóa chất bảo vệ thực vật… Do chưa có hệ thống thu gom nước mưa và hệ thống xử lý nước thải tập trung, nên nước chảy tràn qua các khu dân cư, đô thị, cơ sở sản xuất công nghiệp, có thể làm ô nhiễm nguồn nước do chất rắn, dầu mỡ, hóa chất, vi khuẩn phân 1.2.2. Các yếu tố tự nhiên: Lũ lụt, xói mòn đất vào mùa mưa; nhiễm mặn vào mùa khô là các yếu tố tự nhiên ảnh hưởng đến chất lượng nước các sông. Các chất cặn lắng trong nước: quá trình sói mòn đất tự nhiên sẽ tăng lượng cặn lắng trong nước. Đây là một dạng ô nhiễm chủ yếu trong các nguồn nước bề mặt. Ngoài ra, cũng cần thấy rằng, các hoạt động khai thác cát sạn trên các sông và các hoạt động khai thác khoáng sản đầu nguồn sông cũng là những hoạt động nhân tạo đóng góp đáng kể vào sự ô nhiễm các nguồn nước mặt. 2. Các đại lượng đặc trưng cho việc đánh giá chất lượng nước mặt: 2.1. Các chỉ tiêu vật lý: 2.1.1. Độ pH. Sự thay đổi pH dẫn tới sự thay đổi thành phần hóa học của nước (sự kết tủa, sự hòa tan, cân bằng carbonat…), các quá trình sinh học trong nước. Giá trị pH của nguồn nước góp phần quyết định phương pháp xử lý nước. 2.1.2. Nhiệt độ. Nhiệt độ của nước là một đại lượng phụ thuộc vào điều kiện môi trường và khí hậu. Bài tiểu luận Hóa Môi trường 5 Trường ĐH Nông Lâm Thái Nguyên Sự thay đổi nhiệt độ phụ thuộc vào từng loại nước. 2.1.3. Màu sắc. Nước nguyên chất không có màu. Màu sắc gây nên bởi các tạp chất trong nước (thường là do chất hữu cơ (chất mùn hữu cơ – acid humic), một số ion vô cơ (sắt…), một số loài thủy sinh vật… 2.1.4. Độ đục. Độ đục của nước là mức độ ngăn cản ánh sáng xuyên qua nước. Độ đục của nước có thể do nhiều loại chất lơ lửng bao gồm các loại có kích thước hạt keo đến nhữnghệ phân tán thô gây nên như các chất huyền phù, các hạt cặn đất cát, các vi sinh vật. Nó cũng chưa nhiều thành phần hoá học : vô cơ, hữu cơ Độ đục cao biểu thị nồng độ nhiễm bẩn trong nước cao. Nó ảnh hưởng đến quá trình lọc vì lỗ thoát nước sẽ nhanh chong bị bịt kín. Khử trùng bị ảnh hưởng bới độ đục. 2.1.5. Tổng hàm lượng chất rắn (TS). Các chất rắn trong nước có thể là những chất tan hoặc không tan. Các chất này bao gồm cả những chất vô cơ lẫn các chất hữu cơ. Tổng hàm lượng các chất rắn (TS) là lượng khô tính bằng mg của phần còn lại sau khi làm bay hơi 1 lít mẫu nước trên nồi cách thủy rồi sấy khô ở 105oC cho tới khi khối lượng không đổi (mg/L). 2.1.6. Tổng hàm lượng chất rắn lơ lửng (SS). Các chất rắn lơ lửng (các chất huyền phù) là những chất rắn không tan trong nước. Hàm lượng các chất lơ lửng (SS) là lượng khô của phần chất rắn còn lại trên giấy lọc sợi thủy tinh khi lọc 1 lít nước mẫu qua phễu lọc rồi sấy khô ở 105oC cho tới khi khối lượng không đổi. (mg/L). 2.1.7. Tổng hàm lượng chất rắn hoà tan (DS). Các chất rắn hòa tan là những chất tan được trong nước, bao gồm cả chất vô cơ lẫn chất hữu cơ. Hàm lượng các chất hòa tan (DS) là lượng khô của phần dung dịch qua lọc khi lọc 1 lít nước mẫu qua phễu lọc có giấy lọc sợi thủy tinh rồi sấy khô ở 105oC cho tới khi khối lượng không đổi.(mg/L). DS = TS – SS. 2.1.8. Tổng hàm lượng các chất dễ bay hơi (VS) 2.2. Chỉ tiêu hóa học Bài tiểu luận Hóa Môi trường 6 Trường ĐH Nông Lâm Thái Nguyên 2.2.1. Độ kiềm toàn phần Là tổng hàm lượng các ion HCO3-, CO32-, OH- có trong nước. Độ kiềm trong nước tự nhiên thường gây nên bởi các muối của acid yếu, đặc biệt là các muối carbonat và bicarbonat. 2.2.2. Độ cứng của nước Độ cứng của nước gây nên bởi các ion đa hóa trị có mặt trong nước. Chúng phản ứng với một số anion tạo thành kết tủa. Trên thực tế vì các ion Ca2+ và Mg2+ chiếm hàm lượng chủ yếu trong các ion đa hóa trị nên độ cứng của nước xem như là tổng hàm lượng của các ion Ca2+ và Mg2+ . 2.2.3. Hàm lượng oxigen hòa tan (DO) Oxigen hòa tan trong nước (DO) không tác dụng với nước về mặt hóa học. Hàm lượng DO trong nước phụ thuộc nhiều yếu tố như áp suất, nhiệt độ, thành phần hóa học của nguồn nước, số lượng vi sinh, thủy sinh vật… Hàm lượng DO có quan hệ mật thiết đến các thông số COD và BOD của nguồn nước. Nếu trong nước hàm lượng DO cao, các quá trình phân hủy các chất hữu cơ sẽ xảy ra theo hướng háo khí (aerobic), còn nếu hàm lượng DO thấp, thậm chí không còn thì quá trình phân hủy các chất hữu cơ trong nước sẽ xảy ra theo hướng yếm khí. Nếu hàm lượng DO quá thấp, thậm chí không còn, nước sẽ có mùi và trở nên đen do trong nước lúc này diễn ra chủ yếu là các quá trình phân hủy yếm khí, các sinh vật không thể sống được trong nước này nữa. Khi DO xuống đến khoảng 4 – 5 mg/L, số sinh vật có thể sống trong nước giảm. 2.2.4. Nhu cầu oxigen hóa học (COD) Nhu cầu oxigen hóa học (COD) là lượng oxigen cần thiết (cung cấp bởi các chất hóa học) để oxid hóa các chất hữu cơ trong nước. Chất oxid hóa thường dùng là KMnO4 hoặc K2Cr2O7 và khi tính toán được qui đổi về lượng oxigen tương ứng ( 1 mg KMnO4 ứng với 0,253 mgO2). (mg O2/l) 2.2.5. Nhu cầu oxigen sinh hóa (BOD) Nhu cầu oxigen sinh hóa (BOD) là lượng oxigen cần thiết để vi khuẩn có trong nước phân hủy các chất hữu cơ trong điều kiện hiếm khí. (đơn vị tính cũng là mgO2/L). Trong môi trường nước, khi quá trình oxi hóa sinh học xảy ra thì các vi khuẩn sử dụng oxigen hòa tan để oxid hóa các chất hữu cơ và chuyển hóa chúng thành các sản phẩm vô cơ bền như CO2, CO32-, SO42-, PO43- và cả NO3 2.2.6. Một số chỉ tiêu hóa học khác trong nước - Các hợp chất clorur: Bài tiểu luận Hóa Môi trường 7 Trường ĐH Nông Lâm Thái Nguyên - Fe - Các hợp chất sulfat 2.3. Các chỉ tiêu vi sinh của nước Trong nước thiên nhiên có nhiều loại vi trùng, siêu vi trùng, rong tảo và các loài thủy vi sinh khác. Tùy theo tính chất, các loại vi sinh trong nước có thể vô hại hoặc có hại. Nhóm có hại bao gồm các loại vi trùng gây bệnh, các loài rong rêu, tảo…Nhóm này cần phải loại bỏ khỏi nước trước khi sử dụng. Chúng có thể tác động tích cực hay tiêu cực vào nguồn nước tuỳ vào chủng loại. III. Kết luận: Nước là yếu tố quan trọng không thể thiếu trong cuộc sống con người. Từ các nguyên nhân gây ô nhiễm nước mặt trên. Em thấy hiện trạng chất lượng nước đang dần bị ô nghiễm. Vì vậy cần có các biện pháp nhằm phòng ngừa, kiểm soát, xử lý các hoạt động có ảnh hưởng đến môi trường nước mặt. Như sử dụng các biện pháp; tổ chức chính trị, kinh tế, khoa học công nghệ, giáo dục truyền thông, luật pháp chính sách. Các nhà quản lý kiện toàn bộ máy nhà nước. Nhằm đưa ra các biện pháp mạnh mẽ, sự can thiệp của các cơ quan có thẩm quyền của nhà nước. Các nhà quản lý cần quan tâm tới việc kiểm soát chất lượng nước. Cần có các biện pháp để nâng cấp, cải tạo cho chất lượng nước. Bảo vệ rừng, kiểm soát xói mòn đất, kiểm soát chất thải từ đô thị, nông nghiệp, công nghiệp, thủy sản, do giao thông thủy, các khu công nghiệp và sự cố tràn dầu. Vận động tuyên truyền cho các nhà máy, xí nghiệp, mọi người, các hộ gia đình về vấn đề ô nhiễm môi trường nước. Bài tiểu luận Hóa Môi trường 8 . Nông Lâm Thái Nguyên Bài Tiểu Luận Nguyên nhân gây ô nhiễm nước mặt Các đại lượng đặc trưng đánh giá chất lượng nước. Họ tên sinh viên: Lê Tùng Giang. Lớp: K9-KHMT. Trường: ĐH Nông Lâm Thái Nguyên. I nguồn nước những chất thải khó phân hủy và có ảnh hưởng tới các sinh vật và chính con người. II. Nội dung: 1. Các nguyên nhân gây ô nhiễm nước mặt: 1.1. Nguyên nhân nhân tạo: 1.1.1. Nước thải ô. hưởng đến chất lượng nước các sông. Các chất cặn lắng trong nước: quá trình sói mòn đất tự nhiên sẽ tăng lượng cặn lắng trong nước. Đây là một dạng ô nhiễm chủ yếu trong các nguồn nước bề mặt. Ngoài