MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU
Phân tích hàm lượng COD trong nước sông
Phân tích sự ảnh hưởng của ion Cl - , NO 2 - , Fe 2+ đối với việc khảo sát hàm lượng COD trong nước sông.
NHIỆM VỤ NGHIÊN CỨU
Nghiên cứu tổng quan về nước
Nghiên cứu các cơ sở lí luận của phương pháp nghiên cứu, phân tích COD trong nước
Khảo sát hàm lượng COD trong mẫu nước ở Sông Sài Gòn, Kênh Tẻ, Kênh Thị Nghè, Kênh Tàu Hũ h
Nghiên cứu sự ảnh hưởng của các ion Cl - , NO 2 - , Fe 2+ đối với việc khảo sát hàm lượng COD trong nước sông
Trong bài viết này, chúng tôi sẽ nhận xét và phân tích kết quả hàm lượng COD trong nước sông, đồng thời đánh giá sự ảnh hưởng của các ion Cl-, NO2- và Fe2+ đến hàm lượng COD Các mẫu chuẩn đã được khảo sát sau khi thực hiện các thí nghiệm cần thiết Kết quả cho thấy sự biến đổi đáng kể của hàm lượng COD dưới tác động của các ion này, từ đó cung cấp cái nhìn sâu sắc về chất lượng nước sông và các yếu tố ảnh hưởng đến nó.
ĐỐI TƯỢNG VÀ KHÁCH THỂ NGHIÊN CỨU
Nước Sông Sài Gòn qua một số địa điểm lấy mẫu, nước ở một số kênh trong hệ thống kênh rạch của thành phố
Hàm lượng COD trong nước ở những địa điểm trên đây.
PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
Nghiên cứu tài liệu và hệ thống kiến thức
Phân tích và tổng hợp
Sử dụng phương pháp hồi lưu kín, dựa trên phép chuẩn độ thể tích để phân tích hàm lượng COD trong nước
Nghiên cứu sự ảnh hưởng của một số ion trong nước tới hàm lượng COD trong nước.
GIỚI HẠN CỦA ĐỀ TÀI
Nước Sông Sài Gòn đoạn gần ngã ba Sông Sài Gòn và rạch Bến Nghé (ngay cột cờ)
Nước Sông Sài Gòn đoạn ngã ba Sông Sài Gòn và Kênh Tẻ
Nước ở Kênh Tàu Hũ đoạn chân cầu Nguyễn Văn Cừ
TỔNG QUAN VỀ MÔI TRƯỜNG NƯỚC
NGUỒN NƯỚC TOÀN CẦU [3]
Theo đánh giá của Shiklomanov (1993) tổng khối lượng nước toàn bộ trên thế giới ước tính được 1.454.000.000 km 3
Diện tích nước mặt chiếm một phần lớn bề mặt Trái Đất, với hơn 97% lượng nước toàn cầu là nước mặn Chỉ khoảng 3% là nước ngọt, chủ yếu tập trung ở hai cực, trong khi lượng nước ngọt có sẵn trong lòng đất chỉ chiếm khoảng 1%, bao gồm nước ở sông, suối, ao, hồ, nước ngầm và băng tuyết.
Nguồn nước trong tự nhiên luôn được luân hồi theo chu trình thủy văn:
• Biển và đại dương: 1.370.322.000 km 3
• Khí ẩm trong đất: 75.000 km 3
• Hơi nước trong khí quyển: 14.000 km 3
Như vậy chỉ khoảng 215.000 km 3 tức là gần 1/7000 tổng lượng nước có vai trò quan trọng là bảo tồn sự sống trên hành tinh.
TÀI NGUYÊN NƯỚC Ở VIỆT NAM [7]
Việt Nam là một trong những quốc gia sở hữu nguồn tài nguyên nước phong phú với hệ thống sông ngòi dày đặc Nước ta có khoảng 2500 con sông dài từ 10km trở lên và hàng năm nhận trung bình 634 tỷ m³ nước mưa Trong số đó, 316 tỷ m³ nước hình thành dòng chảy sông ngòi, với 34% tương đương 107 tỷ m³ là dòng chảy sông Bên cạnh đó, Việt Nam còn tiếp nhận nguồn nước từ các nước láng giềng như Trung Quốc và Lào.
Lượng mưa tại Việt Nam rất lớn nhưng phân bố không đồng đều, chủ yếu tập trung vào mùa mưa từ tháng 4 đến tháng 11 Sự phân bố tài nguyên nước không đồng nhất và biến động phức tạp theo thời gian đã gây ra nhiều khó khăn trong việc khai thác và sử dụng nước.
Nước dưới lòng đất là một nguồn tài nguyên nước quan trọng của Việt Nam, đã được sử dụng từ lâu cho sinh hoạt và các hoạt động kinh tế Mặc dù tỷ lệ sử dụng nước dưới đất trong nông nghiệp còn nhỏ so với nước mặt, nhưng nó lại rất hiệu quả, đặc biệt ở những vùng khô hạn Các vùng trồng bông, cà phê và hồ tiêu ở Tây Nguyên chủ yếu phụ thuộc vào nước dưới đất Tổng quan, nguồn nước dưới đất ở Việt Nam rất phong phú và phân bố rộng rãi.
Tài nguyên nước của Việt Nam bao gồm nước mặt và nước ngầm, tuy nhiên, sự phân bố không đều và lượng mưa dư thừa trong năm đã dẫn đến nhiều vấn đề nghiêm trọng như lũ lụt và hạn hán Điều này cho thấy tầm quan trọng của việc quản lý và khai thác tài nguyên nước một cách bền vững để bảo vệ môi trường và cải thiện đời sống sản xuất.
Ý NGHĨA VÀ TẦM QUAN TRỌNG CỦA NƯỚC [11]
Nước là tài nguyên thiết yếu cho sự sống, môi trường và phát triển kinh tế xã hội, đóng vai trò quan trọng trong lịch sử nhân loại Ngoài việc duy trì sự sống, nước còn hỗ trợ nhiều ngành kinh tế như nông nghiệp, công nghiệp, giao thông vận tải đường thủy, nuôi trồng và đánh bắt thủy sản, cũng như phát triển du lịch sinh thái Hơn nữa, dòng chảy của các hệ thống sông suối còn cung cấp nguồn năng lượng lớn, góp phần thúc đẩy ngành thủy điện.
1.3.1 Vai trò c ủa nước đối với sự sống
Nước là yếu tố thiết yếu cho sự sống, với nhu cầu hàng ngày của con người khoảng 1,83 lít Nó đóng vai trò quan trọng trong việc vận chuyển thức ăn và tham gia vào các phản ứng sinh hóa học trong cơ thể Nước chiếm từ 60% đến 90% khối lượng cơ thể của sinh vật, và có thể lên đến 98% ở một số cây mọng nước như nha đam hay động vật ruột khoang như sứa.
Nước là thành phần thiết yếu có mặt trong tất cả các bộ phận của cơ thể sinh vật, với tỷ lệ khác nhau giữa các mô Cụ thể, mô xương chứa ít nước hơn so với mô cơ, trong khi mô máu có hàm lượng nước cao nhất.
Nước là nguyên liệu cho cây quang hợp để tạo ra hợp chất hữu cơ
Nước là phương tiện để vận chuyển chất hữu cơ và vô cơ trong cây, vận chuyển máu và chất dinh dưỡng ở động vật
Nước còn giữ vai trò tích cực trong việc phát tán nòi giống của các sinh vật và là môi trường sống của nhiều loài sinh vật
Nước tham gia vào quá trình trao đổi chất, năng lượng và điều hòa nhiệt độ cơ thể
Nước là yếu tố thiết yếu cho sự sống, với nhu cầu trung bình khoảng 150 lít/ngày cho mỗi người Sự phát triển của cuộc sống hiện đại càng làm tăng nhu cầu sử dụng nước Ngoài việc đáp ứng nhu cầu sinh hoạt, nước còn đóng vai trò quan trọng trong việc chăm sóc sức khỏe, như uống đủ nước, tắm, và sử dụng nước khoáng nóng để chữa bệnh.
1.3.2 Vai trò c ủa nước đối với cơ thể con người
Nhiều người lầm tưởng rằng không ăn sẽ chết, nhưng thiếu nước còn nguy hiểm hơn Nước quan trọng hơn cả protein, chất béo và vitamin, vì cơ thể có thể sống đến hai tháng mà không ăn, nhưng chỉ sống không quá một tuần nếu không uống nước Chất lỏng chiếm 60-70% trọng lượng cơ thể, giúp vận chuyển dinh dưỡng và tham gia vào quá trình tiêu hóa Nước là dung môi cho các phản ứng hóa học và trao đổi chất, giữ cho phế nang ẩm ướt và là chất bôi trơn cho khớp xương Tuy nhiên, không phải ai cũng biết cách uống nước hợp lý; uống quá nhiều có thể gây áp lực cho thận, trong khi uống quá ít dẫn đến da khô, tóc gãy và sỏi thận Thiếu nước có thể xảy ra do tiêu chảy, nôn mửa, sốt cao và xuất huyết, gây ra tình trạng mất nước nghiêm trọng.
Nước là yếu tố thiết yếu cho sự phát triển của cơ thể, giúp loại bỏ các chất thừa và độc hại Việc hấp thụ nước thường xuyên là cần thiết để bù đắp lượng nước mất qua da, phổi và thận.
Mặt khác, nước giúp con người chống lại sự nóng bức Nếu mất 10%- 20% lượng nước trong cơ thể, con người có thể chết
1.3.3 Vai trò c ủa nước với sản xuất nông nghiệp
Trong sản xuất nông nghiệp, nước đóng vai trò quyết định, được coi là yếu tố hàng đầu với câu nói "nhất nước, nhì phân, tam cần, tứ giống" Thiếu nước hoặc nguồn nước bị ô nhiễm có thể dẫn đến thảm họa như nạn đói và bệnh tật Cụ thể, để sản xuất 1kg lúa cần tới 750kg nước, trong khi 1kg thịt cần 7,5kg nước Đối với ruộng lúa cấy 2 vụ, lượng nước cần thiết là từ 14.000 đến 25.000 m³/ha, và các cây trồng khác cũng cần khoảng 5.000 m³/ha Hiện nay, con người sử dụng đến 80% nguồn nước ngọt cho sản xuất nông nghiệp.
1.3.4 Vai trò c ủa nước với sản xuất công nghiệp
Các hoạt động công nghiệp phụ thuộc mạnh mẽ vào việc khai thác và sử dụng nguồn nước để phục vụ sản xuất Lượng nước tiêu thụ trong ngành công nghiệp biến động tùy thuộc vào quy mô và trình độ sản xuất Một số ngành công nghiệp tiêu tốn nhiều nước bao gồm khai khoáng, nhiệt luyện, sản xuất bột giấy và giấy, dệt nhuộm, thuộc da, sản xuất phân bón, cao su, và chế biến lương thực thực phẩm.
Nước không chỉ được sử dụng để làm lạnh động cơ và tạo hơi nước quay tuabin, mà còn đóng vai trò quan trọng trong việc hòa tan chất màu và tham gia vào các phản ứng hóa học Ngoài ra, nước với áp lực lớn còn được ứng dụng trong sản xuất than, dầu mỏ và lưu huỳnh Chẳng hạn, để sản xuất 1 tấn nhôm, cần đến 1.400m³ nước và 1 tấn dầu.
1 tấn thép cần 600m 3 , 1 tấn nhựa cần 500m 3
Nước sử dụng trong công nghiệp thường được thải bỏ dưới dạng nước thải, chứa nhiều chất ô nhiễm như chất rắn lơ lửng, vi trùng và các tác nhân độc hại, gây nguy hiểm cho môi trường và sức khỏe con người Chẳng hạn, việc khai thác 17.700 tấn quặng Bauxit mỗi năm tại Bảo Lộc - Lâm Đồng tiêu tốn hàng trăm mét khối nước và dẫn đến việc thải ra hàng chục đến hàng trăm nghìn tấn bùn đất, làm ô nhiễm nghiêm trọng nguồn nước sông Đồng Nai.
1.3.5 Nước đối với giao thông vận tải
Giao thông đường thủy đóng vai trò quan trọng trong hệ thống vận tải, với các sông, kênh, biển và hồ tạo điều kiện thuận lợi cho việc di chuyển hàng hóa Đồng bằng sông Cửu Long, với mật độ sông ngòi dày đặc, và thành phố Hồ Chí Minh sở hữu 800km kênh rạch, là minh chứng cho tiềm năng phát triển giao thông đường thủy Vận tải biển không chỉ có chi phí thấp, chỉ bằng 1/10 so với đường hàng không và 1/2 đến 1/3 so với đường bộ, mà còn góp phần thúc đẩy nền kinh tế đất nước, khẳng định vai trò thiết yếu của giao thông vận tải trong phát triển kinh tế.
Các hoạt động giao thông thủy và dịch vụ cảng đang gây ô nhiễm môi trường nước thông qua việc xả thải dầu cặn, chất thải dầu mỡ khoáng và chất thải sinh hoạt Thêm vào đó, các sự cố tràn dầu do tai nạn chìm tàu chở dầu cũng là một nguyên nhân nghiêm trọng ảnh hưởng đến chất lượng nước.
1.3.6 Nước cho sự phát triển du lịch và giải trí
Việt Nam sở hữu nhiều danh lam thắng cảnh thiên nhiên được UNESCO công nhận, bao gồm các hồ chứa nước và thác nước, điều này đã thúc đẩy sự phát triển của ngành du lịch Trong quá trình phát triển du lịch, nhu cầu sử dụng nước không lớn so với các hoạt động khác, nhưng lại đòi hỏi chất lượng nước cao.
Ví dụ về một số địa điểm du lịch nổi tiếng như: Vịnh Hạ Long, bãi biển Nha
Trang, Vũng Tàu và các đảo nổi tiếng cùng với sự phát triển đa dạng của du lịch sông nước chứng tỏ vai trò quan trọng của nước trong ngành du lịch Việt Nam và toàn cầu.
Các hoạt động du lịch gây ra áp lực lên môi trường nước, chủ yếu do việc thải bỏ chất thải từ du khách và các doanh nghiệp du lịch vào nguồn nước.
1.3.7 S ử dụng nước để phát điện
HÓA HỌC NƯỚC SÔNG
CÁC NGUỒN CUNG CẤP NƯỚC CHO SÔNG [3]
Có hai nguồn cung cấp nước cho sông là nguồn nước trên mặt đất và nước ngầm
- Nước mặt: sông, suối, ao, hồ, biển
- Nước ngầm: mạch nông, mạch sâu, giếng phun
Nguồn nước mặt chủ yếu ở sông, hồ chứa, biển
Nguồn nước và hơi nước trong không khí ngưng tụ tạo thành các dòng sông, trong khi nước ngầm chảy lộ thiên cũng góp phần vào hệ thống này Việt Nam có lượng mưa trung bình hàng năm khoảng 2000mm, phân bố tương đối đồng đều so với nhiều quốc gia khác Hệ thống sông ngòi phong phú và đa dạng, nhưng do địa hình hẹp từ Trường Sơn ra biển Đông, độ dốc lớn và ít hồ tự nhiên cũng như nhân tạo, dẫn đến sự phân bố nước không đều trong năm.
Vào mùa mưa, tình trạng ngập úng do nước thừa xảy ra, trong khi mùa khô lại thiếu nước cho nông nghiệp, công nghiệp và sinh hoạt Để khắc phục vấn đề này, nhà nước đã đầu tư xây dựng nhiều hồ chứa lớn nhằm điều tiết nước và phục vụ cấp nước cho dân dụng và công nghiệp Về chất lượng, nước sông ở Việt Nam thường bị ô nhiễm do chảy qua nhiều vùng đất khác nhau, mang theo tạp chất, độ đục cao trong mùa lũ, cùng với lượng chất hữu cơ và vi trùng lớn Ngược lại, các hồ lớn nằm xa khu dân cư thường có chất lượng nước tốt hơn Trong khi đó, các ao hồ nhỏ ở nông thôn dù có hàm lượng cặn thấp nhưng độ màu lại rất cao, chứa nhiều hợp chất phù du, hữu cơ và rong tảo.
Việt Nam có khoảng 3.000 km bờ biển, dẫn đến việc nước biển làm mặn các quãng sông sâu vào đất liền từ 20 đến 30 km Nước ngầm tại các vùng đồng bằng ven biển cũng bị nhiễm mặn do ảnh hưởng của nước biển thẩm thấu sâu, có nơi lên tới 100 km vào trong đất liền.
Nguồn nước mặt có thể bị ô nhiễm do:
- Các chất thải của người và động vật trực tiếp hay gián tiếp thải vào
- Các chất thải công nghiệp thải vào
- Các chất thải trong quá trình bảo vệ thực vật
- Các hóa chất sử dụng trong nông nghiệp
Chất lượng nước mặt chịu ảnh hưởng từ nhiều yếu tố, bao gồm sự phát triển công nghiệp và đô thị trong lưu vực, hiệu quả quản lý nguồn nước thải, cũng như các điều kiện thủy văn, tốc độ, hình dạng và công suất dòng chảy, cùng với thời tiết và khí hậu của khu vực.
Bảng 2.1 Thành phần các chất gây ô nhiễm nguồn nước mặt
Các chất hòa tan d< 0,0001 μm Đất sét
Chất thải hữu cơ, vi sinh vật
Silicat SiO 2 Chất thải sinh hoạt hữu cơ
Cao phân tử hữu cơ Virut 0, 03 - 0, 3 μm
NH 4 + , SO 4 2- , Cl - , PO 3 3- … Các chất khí CO2, O 2 ,
Các chất hữu cơ Các chất mùn h
Nước mưa, nước mặt và hơi nước ngưng tụ thẩm thấu vào lòng đất tạo thành nguồn nước ngầm, được giữ lại trong các lỗ hổng và khe nứt của lớp đất đá, hình thành tầng ngậm nước Khả năng ngậm nước phụ thuộc vào độ rỗng và độ nứt của đất đá; các loại đất sét và hoàng thổ không ngậm nước Trong quá trình thấm, nước ngầm loại bỏ tạp chất và vi trùng, nhưng cũng hòa tan nhiều kim loại, dẫn đến nước ngầm ít đục và chỉ số vi trùng thấp Tuy nhiên, nước ngầm có thể chứa tạp chất hòa tan do điều kiện địa tầng và thời tiết, đặc biệt ở vùng phong hóa tốt và khi lượng mưa lớn, dễ dẫn đến ô nhiễm Ngoài ra, hoạt động của con người như chất thải, hóa chất và phân bón cũng góp phần làm ô nhiễm nguồn nước ngầm Ở Việt Nam, nước ngầm tại vùng đồng bằng ven biển có hàm lượng muối cao, trong khi nước ngầm ở khu vực khai thác thường có hàm lượng sắt, canxi và magiê vượt mức cho phép Nước ngầm trong các tầng nứt nẻ đá vôi thường có chất lượng tốt, và nước ngầm mạch sâu được bảo vệ bởi các tầng địa chất phía trên, ít bị ô nhiễm bởi tạp chất hữu cơ và vi trùng.
Nước ngầm do tiếp xúc rất tốt và lâu với các nham thạch trong đất nên thường có độ khoáng hóa cao
Nước ngầm tồn tại trong các tầng địa chất với thành phần hóa học đa dạng, do đó khi nước ngầm chảy ra sông, nó sẽ làm biến đổi thành phần hóa học của nước sông.
2.2 ĐẶC ĐIỂM CHUNG CỦA HÓA HỌC NƯỚC SÔNG [7]
Thành phần hóa học của nước sông được quyết định bởi đặc tính vốn có của con sông ấy Đặc tính ấy gồm các yếu tố sau:
• Nguồn nước cung cấp cho sông
• Cấu tạo địa chất của lưu vực sông
• Khí hậu của khu vực sông
• Tốc độ dòng chảy của sông…
Thành phần hóa học của nước sông bị ảnh hưởng bởi hoạt động của con người trong quá trình sử dụng nước Ở từng khu vực cụ thể, thành phần hóa học của nước sông thường đồng đều do nước chảy liên tục, giúp trộn lẫn các chất hiệu quả Tuy nhiên, sự biến đổi thành phần hóa học của toàn bộ con sông rất phức tạp, vì sông chảy qua nhiều khu vực với đặc điểm thổ nhưỡng, khí tượng thủy văn và khí hậu khác nhau.
2.2.1 Thành ph ần hóa học của nước sông
Nước tự nhiên chứa các hợp chất hữu cơ và vô cơ, tồn tại dưới nhiều dạng như ion, khí hòa tan, hoặc ở dạng rắn và lỏng Sự phân bố của các hợp chất này quyết định tính chất của nước, bao gồm nước ngọt, nước lợ, nước mặn, cũng như độ dinh dưỡng, độ cứng, và tình trạng ô nhiễm của nước.
Các ion trong môi trường nước bao gồm axit, bazơ và muối hòa tan, tạo thành các ion có thành phần được thể hiện trong các bảng dưới đây.
Bảng 2.2 Các ion đa lượng có mặt trong nước [3]
Bảng 2.3 Các ion vi lượng trong môi trường nước [3]
Thành phần Nồng độ (àg/l)
2.2.2 Các khí hòa tan trong nước
Trong môi trường nước, hầu hết các khí đều có khả năng hòa tan, ngoại trừ khí metan (CH4) Hàm lượng các chất khí hòa tan trong nước phụ thuộc vào nhiều yếu tố khác nhau.
Bản chất của chất khí
Cường độ của các quá trình quang hợp trong nước
Thành phần của các nguồn nước bổ sung cho sông
Áp suất riêng phần của các chất khí trên bề mặt nước
Trong các khí đó, đáng chú ý nhất là: khí O2, CO 2 ,
Oxy là một loại khí có độ hòa tan thấp trong nước và không phản ứng hóa học với nước Nó đóng vai trò quan trọng trong quá trình trao đổi chất Độ hòa tan của oxy trong nước chịu ảnh hưởng lớn từ nhiệt độ và áp suất môi trường Trong nước, nồng độ oxy tự do hòa tan chỉ đạt khoảng 8-10ppm (mg/lít), thấp hơn nhiều so với trong không khí Mức độ bão hòa oxy hòa tan là yếu tố cần được chú ý trong các nghiên cứu về môi trường nước.
DO vào khoảng 14-15ppm trong nước sạch ở 0 0 C Nhiệt độ càng tăng thì DO càng giảm và bằng 0 ở 100 0 C
Nhìn chung về mùa hạ, hàm lượng oxi trong nước sông vào khoảng 6-8 mg/l vì nhiệt độ cao
Về mùa đông, hàm lượng oxi tăng lên ít, khoảng 8-12 mg/l vì nhiệt độ của nước thấp
Hàm lượng oxi trong nước còn phụ thuộc vào nguồn sinh vật sống trong nước, phụ thuộc vào khí hậu của khu vực sông chảy qua h
Khí CO2, mặc dù chỉ chiếm 0,03% trong khí quyển, lại có vai trò cực kỳ quan trọng trong nước Khi hòa tan trong nước, CO2 tạo ra các ion bicacbonat (HCO3-) và cacbonat, góp phần vào nhiều quá trình sinh học và hóa học cần thiết cho sự sống dưới nước.
CO 3 2- Nồng độ CO2 trong nước phụ thuộc vào pH: pH thấp, CO2 ở dạng khí, ở pH = 8-
), pH lớn hơn 10 ở dạng cacbonat (CO3 2-
Sự tồn tại của CO2, HCO3- và CO32- trong nước theo tỉ lệ nhất định tạo thành trạng thái cân bằng, quyết định sự ổn định của nước và ngăn chặn hiện tượng xâm thực cũng như lắng cặn muối cacbonat CO2 tự do và hidrocacbonat đóng vai trò quan trọng trong hoạt tính quang hợp của thực vật xanh, cung cấp thức ăn và oxy cho môi trường nước, thiết yếu cho sự sống của cá và các động vật thủy sinh khác.
Về mùa đông, hàm lượng CO2 cao vì sinh vật trong nước ít hoạt động nên lượng
CO 2 tiêu thụ ít, đồng thời nguồn nước cung cấp cho nước sông về mùa đông là nước ngầm thường có nhiều khí CO2
Vào mùa hè, nhiệt độ tăng cao và sự hoạt động của các sinh vật diễn ra mạnh mẽ, dẫn đến hàm lượng CO2 trong nước giảm đáng kể, chỉ còn khoảng 1-3 mg/l, thậm chí có lúc nước không còn CO2 Do đó, các sinh vật phải lấy CO2 từ không khí để duy trì sự sống.
Hàm lượng ion H + trong nước sông phụ thuộc nhiều vào mùa vụ
Giá trị pH của hầu hết các con sông trong mùa đông từ 6,8 – 7,8 còn trong mùa hạ cao hơn từ 7,8 – 8,8
Các con sông nhận nước từ các đầm lầy thường có độ pH thấp, dưới 6 Trong khi đó, vào mùa hè, độ pH của các con sông ở khu vực nhiệt đới có thể tăng lên đến 9.
2.2.4 Các ch ất rắn lơ lửng
Các chất rắn bao gồm các thành phần vô vơ, hữu cơ và sinh vật được phân thành 2 loại dựa vào kích thước:
Chất rắn không thể lọc được: là loại có đường kính ≤ 10 -6 m ví dụ: chất rắn dạng keo, chất rắn hoà tan (các ion và phân tử hoà tan)
Chất rắn có thể lọc: loại này có đường kính > 10 -6 m ví dụ như: tảo, hạt bùn, sạn…
2.2.5 Các ch ất hữu cơ
Dựa vào khả năng bị phân huỷ do vi sinh vật trong nước, ta có thể phân làm hai nhóm:
Ô NHIỄM MÔI TRƯỜNG NƯỚC
Ô NHIỄM NƯỚC DO TÁC ĐỘNG CỦA CON NGƯỜI [7]
Khi con người bắt đầu phát triển nông nghiệp và chăn nuôi, các đồng ruộng hình thành chủ yếu ở vùng đồng bằng màu mỡ gần các lưu vực sông, nơi tài nguyên dồi dào đáp ứng nhu cầu cư dân ít ỏi Tuy nhiên, sự xuất hiện của cuộc cách mạng công nghiệp đã nhanh chóng thay đổi tình hình, dẫn đến sự tập trung dân cư đông đúc tại các đô thị Điều này đã làm gia tăng tác động của con người lên nguồn nước, đặc biệt là ở những khu vực gần công nghiệp và đô thị Với sự phát triển mạnh mẽ về dân số và sản xuất, các tác động này ngày càng gia tăng, làm biến đổi các chu trình tự nhiên trong thuỷ quyển Nguồn nước có nguy cơ bị ô nhiễm do nhiều hoạt động của con người.
3.1.1 Sinh ho ạt của con người
Nước thải sinh hoạt ở các đô thị chủ yếu phát sinh từ khu dân cư và các công trình công cộng, với đặc điểm nổi bật là hàm lượng chất hữu cơ không bền vững (BOD5) cao, tạo điều kiện cho sự phát triển của vi khuẩn gây bệnh Ngoài ra, nước thải còn chứa nhiều nguyên tố dinh dưỡng, có khả năng dẫn đến hiện tượng phì dưỡng trong nguồn nước Lượng chất bẩn trong nước thải sinh hoạt tại các thành phố được thể hiện qua chỉ số gam/người/ngày, như đã nêu trong bảng 4.1.
Bảng 3.1 Lượng chất bẩn trong nước thải sinh hoạt của thành phố
1 Hàm lượng cặn lơ lửng
3.1.2 Các ho ạt động công nghiệp
Nước thải sản xuất từ các nhà máy rất đa dạng và phức tạp, chịu ảnh hưởng bởi loại hình sản xuất, công nghệ và nguyên vật liệu sử dụng Trong nước thải này, ngoài cặn lơ lửng, còn có nhiều tạp chất hóa học như chất hữu cơ (axit, este, phenol, dầu mỡ, chất hoạt tính bề mặt), chất độc (xianua, arsen, thủy ngân, muối đồng), chất gây mùi, muối khoáng và một số đồng vị phóng xạ.
Dầu và các sản phẩm dầu gây ra tác động nghiêm trọng đến nguồn nước, vì chúng hình thành lớp màng mỏng trên bề mặt nước, ngăn cản quá trình hòa tan oxy.
Các sản phẩm dầu tạo ra nhũ tương bền vững, có khả năng hòa tan một phần trong nước Nước thải từ các nhà máy giấy chứa nhiều hợp chất hóa học như kiềm, este, cồn, và axit sunfuric, cùng với lượng cặn và xơ sợi lớn Chẳng hạn, nước thải của Công ty Giấy Bãi Bằng (Phú Thọ) có hàm lượng cặn lơ lửng từ 130 đến 400mg/l, trong đó xơ sợi chiếm gần 100mg/l Những tạp chất rắn này lắng đọng tại khu vực cống xả nước thải vào sông hồ, dẫn đến hiện tượng yếm khí và nghiêm trọng hơn là tình trạng thiếu oxy trong nguồn nước.
Muối kim loại nặng hoà tan trong nước có thể xâm nhập vào cơ thể sinh vật thông qua chuỗi thức ăn, gây cản trở quá trình sinh hoá của các cơ thể sống.
3.1.3 Các ho ạt động nông nghiệp
Nước từ đồng ruộng và nước thải từ chuồng trại chăn nuôi gây ô nhiễm nghiêm trọng cho sông hồ Thành phần khoáng chất trong nước phụ thuộc vào đặc tính đất, chế độ tưới và cấu trúc hệ thống tiêu Lượng muối hòa tan có thể đạt từ 1 đến 200 tấn/ha Việc sử dụng phân bón hóa học dẫn đến lượng lớn nitơ và photpho trôi vào nguồn nước, gây ra hiện tượng phì dưỡng trong nước.
Các hợp chất hữu cơ chứa clo như DDT, Andrin, Endosulfan, và các loại thuốc diệt cỏ và nấm, có tính bền vững cao và tốc độ phân hủy trong nước rất chậm Chúng dễ dàng tích tụ trong bùn và cơ thể các sinh vật thủy sinh, đồng thời tan trong mỡ động vật nước Mặc dù nồng độ DDT trong nước thấp, nhưng do quá trình tích lũy qua chuỗi thức ăn, nồng độ này có thể tăng lên hàng ngàn lần ở các sinh vật bậc cao.
3.1.4 H ồ chứa nước và các hoạt động thuỷ điện
Xây dựng đập thủy điện không chỉ mang lại lợi ích về năng lượng mà còn giúp điều hòa dòng chảy và cung cấp nước Tuy nhiên, việc này cũng gây ra sự thay đổi trong chế độ dòng chảy ở hạ lưu, làm giảm khả năng tự làm sạch của sông và tăng nguy cơ nhiễm mặn.
Ngoài nhu cầu sinh hoạt hàng ngày, nước còn đóng vai trò quan trọng trong nhiều lĩnh vực như giao thông vận tải và giải trí Các hoạt động giải trí ngoài gia đình, chẳng hạn như bơi lội, đua thuyền, câu cá và trượt băng, đều hướng đến việc sử dụng nước Tuy nhiên, những hoạt động này cũng góp phần gây ô nhiễm cho các sông hồ.
Ô NHIỄM MÔI TRƯỜNG NƯỚC DO YẾU TỐ TỰ NHIÊN [1]
Ô nhiễm môi trường nước có nguồn gốc tự nhiên, chủ yếu từ mưa và tuyết tan Khi nước mưa rơi xuống các bề mặt như đất, mái nhà, đường phố và khu công nghiệp, nó có thể mang theo lượng lớn chất thải động vật từ các khu chăn nuôi Những chất bẩn này sau đó chảy xuống sông, hồ, gây ô nhiễm nguồn nước, đồng thời các sản phẩm từ hoạt động phát triển sinh vật, vi sinh vật và xác chết của chúng cũng góp phần làm ô nhiễm môi trường nước.
Khi các yếu tố phèn hóa trong đất tiếp xúc với nước, chúng sẽ giải phóng ra các chất độc hại, gây ô nhiễm nguồn nước Nguồn nước này trở nên giàu ion độc như Al 3+, Fe 2+, SO 4 2- và có pH thấp, điều này gây nguy hiểm cho hầu hết các sinh vật khi pH dưới 4 Chẳng hạn, cá có thể bị nổ mắt khi pH xuống dưới 3,8, trong khi rễ cây lúa có nguy cơ bị thối nếu nồng độ Al 3+ vượt quá 600 - 800 ppm.
Nước mặn, do thủy triều hoặc các mỏ muối hòa lẫn, làm tăng nồng độ Cl- và Na+ trong nước Khi nồng độ muối vượt quá 1g/l, vi sinh vật bắt đầu bị ảnh hưởng; ở mức trên 4g/l, cây trồng cũng bị tác động; và khi nồng độ đạt trên 8g/l, hầu hết thực vật sẽ chết, trừ các loài thực vật rừng ngập mặn.
3.2.3 Ô nhi ễm nguồn nước do vi khuẩn gây bệnh
Trong môi trường nước, có sự hiện diện của nhiều vi khuẩn và trứng giun sán Ngành môi trường phân loại ô nhiễm vi trùng thành ba nhóm chính.
Nhóm Coliform: đại diện là E.Coli
Nhóm Steptococci đặc trưng là Steptococcus faecalis
Nhóm Clostridia khử sulphit đặc trưng là Clostridium perfringens
Phân người và động vật có chứa rất nhiều vi trùng gây bệnh là nguyên nhân gây bệnh đường ruột
3.2.4 Ô nhi ễm nguồn nước do kí sinh trùng
Các chất độc hại như phenol, phốt pho hữu cơ và clo hữu cơ thường có mặt trong nước thải công nghiệp và nông nghiệp, gây nguy hiểm cho sức khỏe con người, bao gồm cả nguy cơ ung thư Những hợp chất này có độc tính cao khi hòa tan trong nước và có khả năng tích lũy trong cơ thể thủy sinh vật, như cá Tiêu chuẩn an toàn cho thủy sản quy định clo hữu cơ không vượt quá 0,1 g/l và phốt pho hữu cơ không quá 0,2 g/l Việc tiêu thụ cá nhiễm độc có thể dẫn đến ngộ độc cho con người, làm nổi bật tầm quan trọng của việc kiểm soát ô nhiễm nước.
3.2.5 Ô nhi ễm các chất vô cơ
Ô nhiễm nước do các ion và nguyên tố độc tính cao như thủy ngân, chì, cadimi, brom, clo, và asen là một vấn đề phổ biến Những kim loại nặng này thường xuất phát từ nước thải công nghiệp trong các lĩnh vực luyện kim, sản xuất ắc-qui, linh kiện điện tử và công nghệ cao.
3.2.6 Ô nhi ễm các chất rắn
Môi trường nước bị ô nhiễm bởi các chất rắn từ đất hoặc nước chảy tràn trên bề mặt hay từ nước thải công nghiệp- nước thải sinh hoạt
3.2.7 Ô nhi ễm mùi của môi trường nước
Môi trường nước tinh khiết không có mùi, nhưng khi bị ô nhiễm, nước thường phát sinh mùi hôi do sự phân giải yếm khí của các chất hữu cơ, tạo ra các hợp chất như H2S, FeS, và CH4 Ngoài ra, mùi còn có thể xuất phát từ các hóa chất và dầu mỡ trong nước thải công nghiệp Sự phân giải yếm khí của xác bã động vật và rác thải đóng vai trò quan trọng trong việc hình thành mùi hôi này.
3.3 HI ỆN TƯỢNG NƯỚC BỊ Ô NHIỄM [7]
Màu sắc của nước phản ánh mức độ ô nhiễm, với nước sạch tự nhiên thường không màu Khi nhìn sâu vào nước, màu xanh nhẹ xuất hiện do sự hấp thụ chọn lọc các bước sóng ánh sáng mặt trời và sự hiện diện của tảo lơ lửng Màu xanh đậm hoặc váng trắng cho thấy tình trạng thừa dinh dưỡng hoặc sự phát triển quá mức của thực vật nổi và phân huỷ thực vật chết Nước có màu vàng bẩn thường xuất hiện do axit humic, trong khi nước thải từ các nhà máy và lò mổ có nhiều màu sắc khác nhau, nhiều trong số đó chứa hóa chất độc hại cho sinh vật nước.
Nước thải công nghiệp thường chứa nhiều hợp chất hóa học, dẫn đến nước có vị không tốt và màu sắc đặc trưng Các thành phần như muối sắt, mangan, clo tự do, hidrosunfua, phenol và hidrocacbon không no góp phần làm biến đổi chất lượng nước Ngoài ra, quá trình phân giải các chất hữu cơ, rong và tảo cũng tạo ra những sản phẩm làm thay đổi vị nước.
Mùi nước là một chỉ số quan trọng phản ánh mức độ ô nhiễm, do sự hiện diện của các chất gây mùi như amoniac, phenol, clo tự do, sunfua và xianua Ngoài ra, mùi còn liên quan đến các hợp chất hữu cơ như dầu mỡ, rong tảo và chất hữu cơ đang phân hủy Một số vi sinh vật như động vật đơn bào Dinobryon và tảo Volvox cũng góp phần làm nước có mùi tanh cá Hơn nữa, các sản phẩm phân hủy protein trong nước thường tạo ra mùi hôi thối.
Nước thải sinh hoạt và công nghiệp thường có độ đục cao, chủ yếu do các chất lơ lửng có kích thước đa dạng, từ hạt keo đến các thể phân tán thô Độ đục này xuất phát từ bụi và hóa chất công nghiệp, cũng như sự hòa tan và kết tủa của các hóa chất dưới dạng hạt rắn Các hạt vật chất gây đục không chỉ hấp phụ kim loại độc hại mà còn vi sinh vật gây bệnh Hơn nữa, độ đục cao hạn chế khả năng xuyên sâu của ánh sáng, làm giảm quá trình quang hợp trong nước và dẫn đến tình trạng yếm khí.
Ô nhiễm nhiệt chủ yếu xuất phát từ nước thải của các bộ phận làm nguội trong nhà máy nhiệt điện và từ việc đốt nhiên liệu gần các sông hồ Nước thải này có nhiệt độ cao hơn từ 10 – 15 độ C so với nước ban đầu, dẫn đến giảm hàm lượng oxy trong nước Sự gia tăng nhiệt độ cũng thúc đẩy sự phát triển của sinh vật phù du, gây ra hiện tượng "nở hoa" trong nước, làm thay đổi màu sắc và mùi vị của nước ao hồ.
MỘT SỐ CHỈ TIÊU ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG NƯỚC
CÁC CHỈ TIÊU VẬT LÍ VÀ PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH [11]
Nhiệt độ là yếu tố quan trọng, nó quyết định loài sinh vật nào tồn tại và phát triển một cách ưu thế trong hệ sinh thái nước
Nhiệt độ nước thay đổi theo mùa và nguồn nước, dao động từ 4 - 40 oC và phụ thuộc vào độ sâu Nước ngầm có nhiệt độ ổn định từ 17 oC đến 20 oC Nhiệt độ nước được đo bằng nhiệt kế hoặc thiết bị đo nhiệt độ dã ngoại.
4.1.2 Độ màu Độ màu do các chất humic, các hợp chất keo của sắt, nước thải của một số ngành công nghiệp hay do sự phát triển mạnh của rong tảo trong các nguồn nước thiên nhiên tạo nên
Các hợp chất humic thường tạo nên màu nâu hoặc vàng cho nước, chúng có thể là các axit funvic C 10 H 12 O 5 , các axit hymatomelanic C 10 H 12 O 7 , các axit humic
C 10 H 18 O 10 hoặc các hợp chất humic C10H 18 O 5 … có thể giảm nồng độ của các hợp chất humic bằng các chất oxy hóa mạnh như Cl2, O 3 , KMnO 4 h
Màu nước có thể do sắt (màu nâu), mangan (màu đen) hoặc các chất lơ lửng như tảo (màu xanh lam, xanh lục), và có thể khử bằng phương pháp làm thoáng và lọc Độ màu được xác định bằng phương pháp so màu với dung dịch chuẩn, thường là dung dịch K2PtCl6 + CaCl2; 1 mg/l K2PtCl6 tương đương với 1 đơn vị chuẩn màu Ngoài ra, có thể sử dụng phương pháp trắc quang với các dụng cụ có đường kính khác nhau để so sánh với màu dung dịch chuẩn hoặc dùng các ống so màu.
Nước mặt luôn chứa một lượng cặn nhất định, bao gồm các hạt sét, cát và các hợp chất hữu cơ từ động, thực vật mục nát hòa tan trong nước Hàm lượng cặn trong cùng một nguồn nước thay đổi theo mùa, với mùa khô có ít cặn hơn và mùa lũ có nhiều cặn hơn Đối với nước ngầm, hàm lượng cặn chủ yếu là cát mịn, với giới hạn tối đa từ 30 đến 50 mg/l Trong khi đó, hàm lượng cặn của nước sông có thể dao động lớn, đôi khi lên tới 3000 mg/l.
4.1.4 Ch ất rắn lơ lửng
Việc xác định chất rắn lơ lửng là rất quan trọng trong nghiên cứu ô nhiễm nước, đặc biệt trong kiểm soát ô nhiễm dòng chảy, nơi tất cả chất rắn lơ lửng được xem là chất rắn lắng đọng Sự sa lắng này xảy ra nhờ quá trình keo tụ sinh học và hóa học, do đó, hàm lượng chất rắn lơ lửng có liên quan đến các chỉ số như BOD và COD Giới hạn tối đa cho phép của chất rắn lơ lửng trong nước là từ 5-20mg/l Để xác định lượng chất rắn lơ lửng, người ta thường lọc mẫu nước qua chén Gut và đo khối lượng chất rắn có trong nước lọc; lượng chất rắn lơ lửng được tính bằng hiệu giữa tổng lượng chất rắn trong mẫu nước không lọc và mẫu lọc.
Độ đục của nước là một chỉ tiêu quan trọng để đánh giá mức độ ô nhiễm, được đo bằng thiết bị "Đục kế Jackson" Thiết bị này xác định cường độ ánh sáng bị tán xạ bởi các hạt trong nước Độ đục được biểu thị bằng đơn vị NTU, với mức độ cho phép đối với nước uống là 5 NTU.
Nước tự nhiên có thể mang nhiều mùi vị khác nhau do sự hiện diện của các chất khí và chất hòa tan Những mùi này có thể bao gồm mùi đất, mùi tanh, mùi thối hoặc các mùi đặc trưng từ hóa chất hòa tan như clo, amoniac và hidro sunfua.
Các chất gây mùi có trong nước có thể chia thành 3 nhóm:
Các chất gây mùi vô cơ như NaCl và MgSO4 tạo ra mùi mặn, trong khi muối đồng mang lại mùi tanh Ngoài ra, các chất có tính kiềm hoặc axit, như Cl2 và ClO-, phát ra mùi clo, và H2S gây ra mùi trứng thối.
• Các chất gây mùi có nguồn gốc hữu cơ
• Các chất gây mùi từ các quá trình sinh hóa, các hoạt động của vi khuẩn, rong tảo như CH3-S-CH 3 gây mùi tanh cá, C 12 H 22 O, C 12 H 18 O 2 gây mùi tanh bùn, …
Chất gây mùi trong nước thường có thể được khử bằng các phương pháp như làm thoáng, lắng lọc, hoặc kết hợp với đông tụ và keo tụ Tuy nhiên, nhiều chất gây màu hòa tan trong nước lại khó xử lý bằng những phương pháp thông thường này.
4.1 7 Độ phóng xạ trong nước
Nước nhiễm phóng xạ thường xuất phát từ các nguồn nước thải, và phóng xạ có thể gây nguy hiểm cho sự sống Do đó, việc đánh giá chất lượng nước dựa trên chỉ tiêu phóng xạ là rất quan trọng.
CÁC CHỈ TIÊU VỀ HÓA HỌC VÀ PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH [11]
Nước trong tự nhiên được phân thành hai loại chính: nước cứng và nước mềm Nước cứng chứa hàm lượng canxi và magie hòa tan, nhưng độ cứng này không được xem là ô nhiễm và không gây hại cho sức khỏe con người Tuy nhiên, độ cứng của nước có ảnh hưởng đáng kể đến công nghệ và có thể dẫn đến những hậu quả kinh tế nghiêm trọng.
Thường phân biệt 3 loại độ cứng theo các ion kết hợp: độ cứng toàn phần, độ cứng cacbonat và độ cứng không cacbonat
Độ cứng cacbonat, hay còn gọi là độ cứng tạm thời, là độ cứng của nước do sự hiện diện của các muối cacbonat và bicacbonat Loại độ cứng này có thể được xử lý một cách dễ dàng bằng cách đun sôi nước.
Độ cứng không cacbonat của nước được hình thành từ các muối khác của canxi và magie, chẳng hạn như sunfat và clorua Loại độ cứng này vẫn tồn tại sau khi nước được đun sôi, do đó còn được gọi là độ cứng vĩnh cửu.
- Độ cứng toàn phần: là độ cứng của nước do chứa các muối cacbonat, bicacbonat và các muối khác như sunfat, clorua…
Độ cứng của nước có thể được phân loại theo đơn vị đo, cụ thể là số mg CaCO3 trong 1 lít nước Dựa trên tiêu chí này, nước được chia thành ba loại chính.
• Nước mềm là nước có hàm lượng các muối cacbonat của các kim loại hóa trị +2 quy đổi ra nhỏ hơn 50mg CaCO3/ l
• Nước cứng trung bình là nước có hàm lượng muối quy đổi xấp xỉ 150mg CaCO 3 /l
• Nước quá cứng là nước có hàm lượng muối quy đổi lớn hơn 300 mg CaCO3/l
Phương pháp xác định độ cứng của nước:
+ Phương pháp tính toán: phương pháp này dựa trên việc phân tích riêng lẻ Ca 2+ ,
Mg 2+ là yếu tố quan trọng trong việc tính độ cứng của nước, được biểu thị bằng mg/l CaCO3 Theo tiêu chuẩn quốc tế, độ cứng của nước uống không được vượt quá 500 mg/l tính theo CaCO3.
+ Phương pháp chuẩn độ bằng trilon B (EDTA: etylen điamin tetraaxetic và muối natri của nó) h
4.2.2 Hàm lượng oxy hòa tan (DO)
Oxy hòa tan trong nước đóng vai trò quan trọng trong quá trình trao đổi chất, giúp duy trì năng lượng cần thiết cho sự phát triển, sinh sản và tái sản xuất của các sinh vật sống trong môi trường nước.
Oxy hòa tan trong nước bị ảnh hưởng bởi áp suất, nhiệt độ, và thành phần của nguồn nước Khi áp suất tăng, độ hòa tan của oxy cũng tăng, trong khi nhiệt độ cao lại làm giảm độ hòa tan này Hàm lượng oxy hòa tan tuân theo định luật Henry, với nồng độ tới hạn thường là 8mg/l Chỉ số DO (độ hòa tan của oxy) rất quan trọng để duy trì điều kiện hiếu khí và xác định nhu cầu oxy sinh học.
Khi chỉ số DO thấp, trong nước có nhiều chất hữu cơ, dẫn đến nhu cầu oxy hóa học tăng lên tiêu thụ oxy trong nước nhiều
Khi chỉ số DO cao, sự hiện diện của rong tảo trong nước tăng lên, dẫn đến quá trình quang hợp và giải phóng nhiều oxy Mặc dù lượng oxy dồi dào không làm giảm chất lượng nước, nhưng nó có thể gây ăn mòn kim loại và phá hủy bê tông.
Có hai phương pháp xác định DO: Phương pháp Iot của Winkler và phương pháp sử dụng thiết bị điện với cực oxi
4.2.3 Độ pH Độ pH là một trong những chỉ tiêu cần kiểm tra đối với chất lượng nước cấp và nước thải Giá trị pH cho phép ta quyết định xử lý nước theo phương pháp thích hợp hoặc điều chỉnh lượng hóa chất trong quá trình xử lý nước như đông tụ hóa học, khử trùng hoặc trong xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học Sự thay đổi giá trị pH trong nước có thể dẫn tới những thay đổi về thành phần các chất trong nước do quá trình hòa tan hoặc kết tủa, hoặc thúc đẩy hay ngăn chặn những phản ứng hóa học, sinh học xảy ra trong nước
Độ pH trong nước ảnh hưởng đến hoạt động sinh học và các đặc tính như tính ăn mòn và hòa tan, đóng vai trò quan trọng trong việc quản lý chất lượng nước Việc kiểm soát pH là cần thiết để đảm bảo nước đạt yêu cầu kỹ thuật và chất lượng an toàn cho người tiêu dùng Độ pH cũng phản ánh tính chất của nước, cho biết nước có tính trung tính, axit hay kiềm.
4.2.4 Độ axit Độ axit biểu thị khả năng phóng thích proton H + của nước Độ axit của mẫu nước phần lớn do sự hiện diện của các loại axit yếu như axit cacbonic, axit tanic, axit humic bắt đầu từ phản ứng phân hủy các hợp chất hữu cơ gây ra, phần khác do sự thủy phân các muối của axit mạnh như sunfat nhôm, sắt tạo thành Đặc biệt, khi bị các axit vô cơ thâm nhập, nước sẽ có pH rất thấp
Nước thiên nhiên duy trì sự cân bằng giữa các ion bicacbonat, cacbonat và khí cacbondioxit hòa tan, mang đến cả tính axit và tính kiềm Tuy nhiên, khi bị ô nhiễm bởi axit vô cơ, muối axit từ khu vực hầm mỏ, đất phèn hoặc nước thải công nghiệp, pH của nước có thể giảm xuống dưới 7 một cách đáng kể.
Trong thực nghiệm, hai khoảng pH chuẩn được sử dụng để thể hiện sự khác biệt Khoảng pH đầu tiên tương ứng với điểm đổi màu của chất chỉ thị methyl da cam (từ 4,2 đến 4,5), đánh dấu sự chuyển biến từ ảnh hưởng của các axit vô cơ mạnh sang axit carbonic Khoảng pH thứ hai liên quan đến sự chuyển màu của chất chỉ thị phenolphtalein (từ 8,2 đến 8,4), cho thấy ảnh hưởng của nhóm carbonate trong dung dịch.
Độ axit trong nước, được thể hiện qua các phản ứng hóa học như CO + H2O → H2CO3 → H+ + HCO3− → H+ + CO32−, ảnh hưởng đáng kể đến chất lượng nước Khi pH giảm xuống 5, nước trở nên axit hơn, có khả năng gây ăn mòn các thiết bị chứa và đường ống dẫn nước Ngược lại, pH 8,3 cho thấy nước ít axit hơn, giúp bảo vệ các hệ thống dẫn nước khỏi sự ăn mòn.
4.2.5 Độ kiềm Đặc trưng bởi các muối của các axit hữu cơ như humat, bicacbonat, cacbonat,
Các muối axit yếu như borat và silicat có ảnh hưởng lớn đến độ kiềm của nước Một số axit hữu cơ như axit humic, khi ở dạng muối, có khả năng làm tăng độ kiềm Trong điều kiện tự nhiên thuận lợi, tảo có thể phát triển mạnh mẽ, thải ra lượng lớn cacbonat và bicacbonat, dẫn đến sự gia tăng pH có thể lên tới 9-10 Nguồn nước được xử lý bằng hóa chất chứa nhóm cacbonat cũng làm tăng giá trị pH Độ kiềm cao trong nước có thể ảnh hưởng đến sự sống của vi sinh vật và gây ra độ cứng trong nước Do đó, độ kiềm là chỉ tiêu quan trọng trong kiểm soát ô nhiễm nước, cần thiết để tính toán quá trình trung hòa hoặc làm mềm nước cũng như trung hòa axit sinh ra trong quá trình đông tụ.
CÁC CHỈ TIÊU VỀ VI SINH VẬT [17]
4.3.1 Vi trùng và vi sinh v ật
Nguồn nước thường bị ô nhiễm bởi vi trùng và vi khuẩn, dẫn đến nguy cơ mắc các bệnh truyền nhiễm nghiêm trọng như kiết lị, thương hàn, dịch tả và bại liệt Chỉ số côli chuẩn độ là tiêu chí quan trọng để xác định số lượng vi trùng và siêu vi trùng có trong 1ml nước, giúp đánh giá mức độ an toàn của nguồn nước.
Trong các nguồn nước mặt, đặc biệt là ao hồ, thường xuất hiện phù du rong tảo, gây ảnh hưởng xấu đến chất lượng nước Các loại tảo diệp lục và tảo đơn bào có thể lơ lửng hoặc bám vào đáy hồ, làm giảm hiệu quả xử lý nước Chúng không chỉ gây tắc nghẽn bể lọc và ống dẫn mà còn dẫn đến tình trạng thừa oxy, tạo ra các chất gây mùi, tăng nồng độ chất hữu cơ và sinh ra các chất độc hại trong nước.
CÁC PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH COD TRONG NƯỚC
PHƯƠNG PHÁP LẤY MẪU, VẬN CHUYỂN VÀ BẢO QUẢN MẪU [15]
Lấy mẫu là quá trình thu thập một thể tích mẫu nước phù hợp, sau đó xử lý và vận chuyển đến nơi phân tích, đảm bảo rằng chất lượng mẫu không bị thay đổi Việc này cần được thực hiện một cách cẩn thận và tuân thủ đúng các quy định kỹ thuật để mẫu nước vẫn giữ nguyên các đặc tính cơ bản của nó.
Chai thủy tinh bền vững hóa học với nút mài hoặc nút bấc đã tráng parafin, cùng với chai polyetylen có dung tích 250ml, 500ml, 1000ml, 2000ml và 5000ml, là lựa chọn lý tưởng cho việc lấy mẫu nước ở độ sâu từ 1 đến 20m.
Máy lấy mẫu chân không, giá có chân đế nặng có kẹp giữ chai, dây hạ xuống nước và gáo múc nước khi cần thiết
Tất cả các chai lọ dùng để lấy và bảo quản mẫu cần được rửa sạch bằng nước xà phòng, chất kiềm, axit hoặc hỗn hợp kali bicromat trong axit sunfuric, sau đó rửa lại bằng nước sạch và tráng bằng nước cất Trước khi lấy mẫu, cần tráng ít nhất một lần bằng nước tại vị trí lấy mẫu Đối với mẫu phân tích vi sinh, cần sử dụng bình riêng đã được tiệt trùng ở 175°C trong 1 giờ, và lưu ý không được lấy mẫu quá đầy.
5.1.2 Ti ến hành lấy mẫu
Muốn chọn chính xác điểm lấy mẫu cần quan tâm hai vấn đề sau:
- Lựa chọn nơi lấy mẫu (địa điểm lấy mẫu là mặt cắt nằm trong lưu vực sông, suối)
Để xác định điểm lấy mẫu chính xác, cần xem xét đặc điểm của nguồn nước, bao gồm quy trình sản xuất của nhà máy, chu kỳ nước thải và hệ thống xử lý hiện có Việc chọn vị trí lấy mẫu phải phù hợp với những yếu tố này để đảm bảo tính đại diện và chính xác của mẫu nước.
Nếu nhà máy có nhiều loại hình sản xuất, cần lấy mẫu riêng cho từng loại hình Sau đó, thực hiện lấy mẫu tại điểm tập trung của tất cả các loại hình sản xuất để đảm bảo tính đại diện và chính xác.
Nếu có hệ thống xử lí phải lấy trước và sau khi xử lý b) Ở sông phải lấy mẫu tại
Trên điểm thải 500m, 1000m; dưới điểm thải lấy theo dòng chảy ở những địa điểm khác nhau: 100m, 500m, 1000m Khi cần thiết phải lấy xa hơn nữa Độ sâu tốt nhất là
20 - 30 cm dưới mặt nước Lấy mẫu cách bờ từ 1,5 - 2 cm; có thể lấy ở cả bờ trái, bờ phải và giữa sông c) Ở hồ chứa nước, ao, đầm
Phải lấy mẫu ở những độ sâu và địa điểm khác nhau, không lấy mẫu ở những nơi có rong rêu mọc, không lấy mẫu trung bình ở hồ
- Lấy mẫu theo mùa: mùa khô và mùa mưa
Lấy mẫu theo giờ với khoảng cách 1 - 3 giờ giữa các lần lấy, dựa trên chu kỳ sản xuất trong một ca hoặc một ngày, bắt đầu tính từ thời điểm thải ra.
5.1.2.3 Tùy theo mục đích nghiên cứu mà lấy các loại mẫu sau
- Lấy mẫu đơn giản: khi chất lượng nước không thay đổi lấy mẫu một lần, tại một điểm mà ta có thể đánh giá đầy đủ chất lượng nước
Để lấy mẫu nước thải một cách hiệu quả, nếu khối lượng nước thải ổn định, có thể thực hiện việc lấy mẫu trung bình trong một ngày hoặc theo ca sản xuất, với tần suất mỗi giờ một lần Trong mỗi lần lấy mẫu, cần thu thập một thể tích nước nhất định vào một bình lớn, sau đó trộn đều và rút ra thể tích cần thiết để phân tích.
Khi nước thải được xả ra không đồng đều trong ngày, mẫu trung bình tỉ lệ được lấy bằng cách lấy mẫu tại cùng một điểm với khoảng thời gian cách đều nhau (1-3 giờ một lần) Mỗi lần lấy mẫu, khối lượng nước thải cần lấy sẽ tương ứng với lượng nước thải xả ra tại thời điểm đó Tất cả các mẫu này sau đó được đổ vào một bình lớn, trộn đều và rút ra một thể tích đủ để phân tích theo yêu cầu.
Mẫu nước được nghiên cứu phản ánh thành phần nước tại địa điểm cụ thể hoặc thành phần trung bình của nước thải trong khoảng thời gian nhất định Tuy nhiên, mẫu trộn không phù hợp để xác định các thành phần dễ thay đổi như pH và các chất khí hòa tan.
5.1.2.4 Dùng máy lấy mẫu chân không để lấy mẫu Đối với nước thải có chứa kim loại nặng như thủy ngân, chì…hoặc các chất nổi trên bề mặt như dầu mỡ…cần khuấy đều trước khi lấy mẫu
Tùy vào yêu cầu phân tích mà lấy lượng mẫu sao cho phù hợp với quy định đưa ra theo tiêu chuẩn lấy mẫu
Kèm theo mẫu cần có nhãn hoặc biên bản ghi rõ ràng:
+ Thời gian lấy mẫu (ngày, giờ, tháng, năm)
+ Tên người lấy mẫu, vị trí lấy mẫu (sơ đồ, hình ảnh)
+ Các dữ liệu về thời tiết, mực nước, dòng chảy, khoảng cách bờ, độ sâu
+ Các công trình liên hệ đến mẫu nước h
5.1.3 B ảo quản và vận chuyển mẫu
Thời gian vận chuyển từ nơi lấy mẫu đến phòng thí nghiệm càng ngắn thì kết quả càng chính xác, phải giữ mẫu ở chỗ tối và nhiệt độ thấp
Khi vận chuyển mẫu, cần bọc chai cẩn thận, sử dụng giấy mềm để chèn lót giữa các chai và đặt chúng vào hộp gỗ hoặc túi da để đảm bảo an toàn, tránh tình trạng đổ vỡ Để biết thêm về các điều kiện bảo quản và thời hạn lưu mẫu cho việc phân tích các chất cụ thể, vui lòng tham khảo phần phụ lục của tiêu chuẩn này.
Bảng 5.1: Phương thức bảo quản và thời gian lưu trữ mẫu [10]
Thời gian tồn trữ tối đa
Phương thức bảo quản Thời gian tồn trữ tối đa Độ cứng Không cần thiết
Canxi( Ca 2+ ) Không cần thiết
2 ml/l HCl, pH < 2 7 ngày Độ dẫn điện 4 0 C 28 giờ Cyanide 4 0 C, NaOH, pH>12 trong tối
24 giờ Độ acid, độ kiềm
4 0 C 24 giờ Phenol 4 0 C, H 2 SO 4 , pH