phân tích và đánh giá chất lượng các nguồn nước ngầm ở huyện phú vang tỉnh thừa thiên huế

Ta biết rằng, nguồn nước sinh hoạt bị ô nhiễm là nguồn gốc chủ yếu gây ra các bệnh tật, ảnh hưởng đến sức khoẻ và lao động của người dân, gây ra tình trạng suy dinh dưỡng ở trẻ em, ảnh h

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

ĐẠI HỌC HUẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM

PHẠM THỊ QUỲNH NHƯ

PHÂN TÍCH VÀ ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG CÁC NGUỒN NƯỚC NGẦM Ở HUYỆN

PHÚ VANG TỈNH THỪA THIÊN HUẾ

Chuyên ngành: Hóa phân tích

Mã số: 60 44 29

LUẬN VĂN THẠC SĨ HÓA HỌC

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC

PGS.TS NGÔ VĂN TỨ

Huế, năm 2013

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi Các số liệu và kết quả nghiên cứu nêu trong luận văn là trung thực, được các đồng tác giả cho phép sử dụng và chưa được công bố trong bất kỳ công trình nào khác.

Tác giả luận văn

Phạm Thị Quỳnh Như

Tôi xin chân thành cảm ơn thầy giáo PGS.TS Ngô Văn Tứ

đã tận tình hướng dẫn và giúp đỡ tôi trong suốt quá trình thực hiện luận văn, đồng thời đã bổ sung cho tôi nhiều kiến thức chuyên môn và kinh nghiệm quý báu trong nghiên cứu khoa học.

Tôi xin cảm ơn cán bộ và nhân viên Trung tâm Kiểm nghiệm Thuốc - Mỹ phẩm - Thực phẩm Thừa Thiên Huế đã tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tôi trong thời gian làm việc tại trung tâm để thực hiện đề tài.

Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến gia đình, bạn bè

đã động viên, giúp đỡ tôi trong quá trình học tập và hoàn thành luận văn này.

Chân thành cảm ơn!

Huế, tháng 10 năm 2013 Tác giả luận văn Phạm Thị Quỳnh Như

MỤC LỤC

Trang

TRANG PHỤ BÌA i

LỜI CAM ĐOAN ii

LỜI CẢM ƠN iii

MỤC LỤC 1

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT 4

TT 4

Tiếng Việt 4

Tiếng Anh 4

Viết tắt 4

1 4

2 4

3 4

4 4

5 4

6 4

7 4

8 4

9 4

10 4

11 4

12 4

13 4

14 4

15 4

16 4

17 4

18 4

DANH MỤC CÁC BẢNG 5

DANH MỤC CÁC HÌNH 6

MỞ ĐẦU 7

Chương 1 9

TỔNG QUAN 9

1.1 Đại cương về nước ngầm 9

1.1.1 Khái niệm về nước ngầm 9

1.1.2 Thành phần hóa học của nước ngầm 10

1.1.2.1 Các ion chính trong nước ngầm 10

1.1.2.2 Các hợp phần tồn tại với nồng độ lớn trong nước ngầm 10

1.1.2.3 Các hợp phần tồn tại với nồng độ nhỏ trong nước ngầm 11

1.1.2.4 Các khí hòa tan và ion hyđro trong nước ngầm 11

1.1.2.5 Các chất hữu cơ trong nước ngầm 11

1.2 Vai trò và ý nghĩa của nước đối với con người 11

1.3 Các nguồn ô nhiễm nước 13

1.3.1 Ô nhiễm nước do tự nhiên 13

1.3.2 Ô nhiễm nước do nhân tạo 14

1.4 Các thông số chất lượng nước và đánh giá 15

1.5 Sơ lược về huyện Phú Vang, tỉnh Thừa Thiên Huế 16

Chương 2 18

NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 18

2.1 Nội dung nghiên cứu 18

2.2 Phương pháp nghiên cứu 18

2.2.1 Phạm vi nghiên cứu 18

2.2.2 Chuẩn bị mẫu 18

2.2.3 Phương pháp đo/phân tích các thông số chất lượng nước 20

2.2.4 Phương pháp xử lý số liệu thực nghiệm 22

2.2.5 Phương pháp đánh giá chất lượng nước 22

Chương 3 22

KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 22

3.1 Kiểm soát chất lượng các phương pháp phân tích 22

3.1.2 Độ lặp lại 24

3.2 Đánh giá CLN ngầm huyện Phú Vang 25

3.2.1 pH 25

3.2.2 Độ cứng (tính theo CaCO3) 28

3.2.3 Tổng chất rắn lơ lững (TSS) 31

3.2.4 Nhu cầu oxi hóa học và sinh học 33

3.2.5 Nitrat 35

3.2.6 Tổng sắt tan 36

3.2.7 Tổng coliform 37

3.3 Đề xuất một số giải pháp cải thiện CLN cấp cho sinh hoạt 38

KẾT LUẬN 40

TÀI LIỆU THAM KHẢO 41

PHỤ LỤC

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT

6 Độ lệch chuẩn tương đối Relative Standard Devistion RSD

9 Nhu cầu oxi sinh học Biological Oxygen Demand BOD

11 Phân tích phương sai Analysis of Variation ANOVA

14 Tổ chức Y tế Thế giới World Health Organization WHO

15 Tổng chất rắn hòa tan Total Dissolved Solids TDS

16 Tổng chất rắn lơ lửng Total Suspended Solids TSS

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 2.1 Chi tiết về các mẫu nước giếng khoan 19

Bảng 2.2 Các phương pháp đo/phân tích chất lượng nước 20

Bảng 3.1 Kết quả xác định độ đúng của phương pháp phân tích 23

Bảng 3.2 Kết quả xác định độ lặp lại của phương pháp phân tích 24

Bảng 3.3 Giá trị pH trung bình của các mẫu nước giếng khoan ở 5 xã huyện Phú Vang 25

Bảng 3.4 Kết quả phân tích phương sai 2 yếu tố đối với thông số pH (*) 26

Bảng 3.5 Độ cứng trung bình của các mẫu nước giếng khoan ở 5 xã huyện Phú Vang 29

Bảng 3.6 Kết quả phân tích phương sai 2 chiều đối với thông số độ cứng (*) 30

Bảng 3.7 TSS trung bình của các mẫu nước giếng khoan ở 5 xã huyện Phú Vang.32 Bảng 3.8 COD của các mẫu nước giếng khoan ở 5 xã huyện Phú Vang 33

Bảng 3.9 BOD5 của các mẫu nước giếng khoan ở 5 xã huyện Phú Vang 33

Bảng 3.10 Nồng độ của các mẫu nước giếng khoan ở 5 xã huyện Phú Vang 35

Bảng 3.11 Hàm lượng sắt của các mẫu nước giếng khoan ở 5 xã huyện Phú Vang 36

DANH MỤC CÁC HÌNH

Hình 1.1 Sơ đồ tầng nước ngầm 9 Hình 3.1 Biến động pH nước giếng khoan theo tháng và theo xã ở vùng khảo sát.26 Hình 3.2 Biến động độ cứng nước giếng khoan theo tháng và theo xã ở vùng khảo sát 29 Hình 3.3 Đường hồi quy tuyến tính biểu diễn tương quan giữa pH và độ cứng 31 Hình 3.4 Biến động TSS nước giếng khoan theo tháng và theo xã ở vùng khảo sát 32 Hình 3.5 Biến động COD nước giếng khoan theo tháng và theo xã ở vùng khảo sát 34 Hình 3.6 Biến động BOD5 nước giếng khoan theo tháng và theo xã ở vùng khảo sát 35 Hình 3.7 Biến động nước giếng khoan theo tháng và theo thôn ở vùng khảo sát .36 Hình 3.8 Biến động tổng sắt tan trong nước giếng khoan theo tháng và theo xã ở vùng khảo sát 37 Hình 3.9 Biến động coliform nước giếng khoan theo tháng và theo xã ở vùng khảo sát 38

MỞ ĐẦU

Ngày nay, vấn đề nước sạch đang được sự quan tâm của tất cả các quốc gia trên thế giới, đặc biệt là ở các nước đang phát triển và chậm phát triển Hầu hết các nguồn nước ngọt trên thế giới nói chung và ở Việt Nam nói riêng đều bị ô nhiễm ở các mức độ nặng nhẹ khác nhau [5]

Năm 1990, kết quả nghiên cứu về: “Nguồn nước bền vững: Dân số và Tương lai của nguồn cấp nước tái tạo” cho thấy có hơn 350 triệu người sống ở các nước bị khan hiếm về nước (mỗi năm/ mỗi người được dưới 1700 m3 nước) Số người lâm vào hoàn cảnh này sẽ tăng lên gấp 8 lần vào năm 2025 tức khoảng từ 2,8 tỷ đến 3,3

tỷ người tương đương khoảng gần một nửa dân số thế giới [5]

Ta biết rằng, nguồn nước sinh hoạt bị ô nhiễm là nguồn gốc chủ yếu gây ra các bệnh tật, ảnh hưởng đến sức khoẻ và lao động của người dân, gây ra tình trạng suy dinh dưỡng ở trẻ em, ảnh hưởng lâu dài đến các thế hệ mai sau

Trước tình hình đó, Nhà nước ta đã ban hành Luật bảo vệ sức khoẻ nhân dân, luật bảo vệ môi trường và nhiều văn bản pháp quy về việc cung cấp nước sạch cho nông thôn, miền núi, thị trấn, thị xã; việc bảo vệ các nguồn nước, các hệ thống cấp nước, thoát nước, các công trình vệ sinh và thực hiện các quy định về vệ sinh công cộng ở nhiều địa phương còn bị hạn chế Nhiều vùng nông thôn còn rất khó khăn về nước uống và nước sinh hoạt Nguồn nước mặt trong kênh, rạch, ao, hồ ở nhiều nơi

bị ô nhiễm nặng Nguồn nước ngầm tại nhiều giếng khoan cũng bị mặn hoá, phèn hoá, trữ lượng nước bị cạn kiệt do bị khai thác quá mức

Huyện Phú Vang là một huyện đồng bằng ven biển và đầm phá của tỉnh Thừa

Thiên Huế, là vùng đất trũng, lượng mưa trung bình trong năm là 2500 – 3000 mm

Trong những năm gần đây Phú Vang đã và đang có những bước phát triển lớn, tốc độ

đô thị hóa nhanh chóng Tốc độ gia tăng dân số cũng khá cao Do đặc điểm tự nhiên, huyện thuộc hạ lưu của dòng sông Hương nên chịu ảnh hưởng nhiều nguồn ô nhiễm khác nhau của thành phố Huế như chất thải công nghiệp, chất thải sinh hoạt, chất thải bệnh viện,… Và các hoạt động kinh tế, sinh hoạt khác đang làm cho chất lượng nước ngọt của huyện Phú Vang bị suy giảm nghiêm trọng Vì vậy, các cấp lãnh đạo đều quan tâm giải quyết nguồn nước sạch cho nhân dân Phú Vang

Trong nhiều năm qua, những nghiên cứu về chất lượng nước ngầm ở khu vực này còn rất hạn chế nên thiếu thông tin để định hướng cho các giải pháp cung cấp nước an toàn cho cộng đồng trong khu vực Xuất phát từ những vấn đề trên, đề

tài: “Phân tích và đánh giá chất lượng các nguồn nước ngầm ở huyện Phú Vang

tỉnh Thừa Thiên Huế” được thực hiện nhằm mục đích góp phần xây dựng cơ sở dữ

liệu chất lượng nước ngầm và định hướng cho các giải pháp cung cấp nước an toàn cho cộng đồng trong khu vực

Chương 1 TỔNG QUAN1.1 Đại cương về nước ngầm

1.1.1 Khái niệm về nước ngầm

Trong nhân dân ta, thuật ngữ nước ngầm được sử dụng phổ biến để chỉ chung các loại nước dưới đất [21]

Theo tiêu chuẩn Việt Nam [20]: nước ngầm là nước được giữ trong địa tầng

Khi khoan hay đào vào tầng chứa nước sẽ gặp mực nước ngầm Mực nước

ấy gọi là mực nước xuất hiện và cũng chính là mực nước ổn định Đáy không thấm nước ở dưới gọi là đáy cách nước Khoảng cách từ đáy cách nước đến mặt nước ngầm gọi là bề dày tầng nước ngầm Phía trên tầng nước ngầm là phụ đới mao dẫn, trên nữa là đới không khí [21] Sơ đồ tầng nước ngầm được mô tả ở hình 1.1

Hình 1.1 Sơ đồ tầng nước ngầm

1 Đáy cách nước; 2 Tầng nước ngầm; 3 Đới không khí; 4 Nước mưa;

H – bề dày tầng nước ngầm; h – chiều sâu mực nước ngầm;

1.1.2 Thành phần hóa học của nước ngầm

Thành phần hóa học của nước ngầm phụ thuộc vào đất, đá nằm trong tầng chứa nước, đặc điểm của đất trồng, thành phần của nước thấm, nó cũng phụ thuộc vào các điều kiện khí hậu của từng nơi và khoảng cách đối với mặt đất [7], [8]

1.1.2.1 Các ion chính trong nước ngầm

Các ion chính của nước ngầm (theo cách phân loại thành phần hóa học nói chung) gồm có Cl-, 2-

1.1.2.2 Các hợp phần tồn tại với nồng độ lớn trong nước ngầm

Các hợp phần Nitơ thường gặp trong nước ngầm ở dạng

2

NO càng lớn hơn

-3

NO[6] Ngược lại ở nước ngầm tầng trên và gần mặt, do được bổ sung oxi của khí quyển và các nguồn nước ở bề mặt, môi trường là oxi hóa nên ở đây xảy ra quá trình oxi hóa các hợp chất của Nitơ và do đó tương quan của các ion này là -

Ion Mn2+ đôi khi cũng tồn tại trong nước ngầm với nồng độ khá lớn, phụ thuộc vào thành phần đất đá mà nước ngầm tiếp xúc [6].

1.1.2.3 Các hợp phần tồn tại với nồng độ nhỏ trong nước ngầm

Hợp phần này thường bao gồm các nguyên tố như: Li, B, F, Ti, V, Cr, Mn,

Co, Ni, Cu, Zn, As, Br, Sr, Mo, I, Br, Pb… và cả Rb, Au, Hg Thông thường nồng

độ của mỗi nguyên tố này trong nước ngầm nói chung không quá 0,1 mg/L, nhưng cũng có trường hợp chúng có mặt trong nước ngầm ở nồng độ cao hơn vài chục hoặc vài trăm lần giới hạn trên [6], [7]

Quá trình tương tác nước với đất đá là quá trình cơ bản tạo thành các nguyên

tố trong nước ngầm Do vậy, thành phần đất đá có ý nghĩa quyết định đến đặc trưng định tính và định lượng của các nguyên tố Thông thường, ở nước ngầm có độ khoáng cao thì các nguyên tố có mặt nhiều hơn [6], [11]

1.1.2.4 Các khí hòa tan và ion hyđro trong nước ngầm

Chỉ ở nước ngầm gần mặt đất, nơi có sự liên hệ với khí quyển và nước ở các nguồn bề mặt mới có oxi hòa tan Nồng độ oxy hòa tan thay đổi từ 0 – 15 mg/L Tuy vậy, đôi khi cũng thấy oxi tự do ở nước ngầm sâu hàng trăm mét [6]

Các khí thường có trong nước ngầm là CO2, H2S, CH4, N2, một số khí trơ và cacbuahyđro nặng [6]

1.1.2.5 Các chất hữu cơ trong nước ngầm

Nguồn cung cấp chất hữu cơ cho nước ngầm là nước mưa, nước bề mặt, thổ nhưỡng, nước biển, bùn biển, đất đá, bùn dầu, mỏ dầu, than bùn… Nói chung, chất hữu cơ của nước ngầm có nguồn gốc từ bên ngoài, song cũng có thể chúng được phát sinh liên tục trong vỏ Trái Đất [6], [21]

Ở nước ngầm nằm không sâu, chất hữu cơ có nguồn gốc từ động vật và sản phẩm phân hủy của thực vật [6], [21]

Hiện nay người ta quan tâm nhiều hơn đối với một số hợp chất hữu cơ trong nước ngầm như: axit humic, bitum, phenol, axit béo, cacbon hữu cơ, nitơ hữu cơ và một số chất hữu cơ khác [6]

1.2 Vai trò và ý nghĩa của nước đối với con người

Nước là tài nguyên vô cùng quan trọng, là thành phần thiết yếu của sự sống quyết định đến sự tồn tại và phát triển của nhân loại Ba phần tư diện tích bề mặt Trái Đất là nước, nhưng nước ngọt chiếm tỷ lệ rất nhỏ (khoảng 0,01% tổng lượng nước trên Trái Đất) Mặc dù vậy nó lại đóng một vai trò quan trọng trong đời sống của con người [17], [32] Nước là yếu tố chủ yếu của hệ sinh thái, là nhu cầu cơ bản của mọi sự sống trên Trái Đất Ở đâu có nước ở đó có sự sống Nước là thành phần cấu tạo nên sinh quyển Với vai trò đặc biệt quan trọng như vậy, nước được xem như huyết mạch, là nhu cầu cơ bản của sự sống trên Trái đất Người ta có thể nhịn

ăn được nhiều ngày, nhưng không thể nhịn uống được 1 ngày Có thể nói sự sống của con người và mọi sinh vật trên Trái đất đều phụ thuộc vào nước [10]

Nước có ý nghĩa hết sức quan trọng đối với sự sống và sự phát triển của con người:Nước tái sinh chất hữu cơ, trong quá trình trao đổi chất nước có 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 nhiều muối đi vào cơ thể Nước đưa vào cơ thể những chất hòa tan như natri clorua, photphat, những nguyên

tố vi lượng cần thiết như iốt (I), sắt (Fe), đồng (Cu), kẽm (Zn), mangan (Mn), một vài khí độc như cacbon đioxit, khí metan, [16]

Nước đóng vai trò cực kì quan trọng trong sản xuất công nghiệp, nông nghiệp và sinh hoạt Đối với cây trồng, nước là nhu cầu thiết yếu, đồng thời còn có vai trò điều tiết các chế độ ánh sáng, nhiệt độ, chất dinh dưỡng, vi sinh vật, độ thoáng khí trong đất,…[16]

Nước chiếm 74% trọng lượng trẻ sơ sinh, 55 – 60% cơ thể nam trưởng thành, 50% cơ thể nữ trưởng thành Nước cần thiết cho sự tăng trưởng và duy trì cơ thể bởi

nó liên quan đến nhiều quá trình sinh hoạt quan trọng Muốn tiêu hóa, hấp thu sử dụng tốt lương thực, thực phẩm đều cần có nước [14]

Nước là tài nguyên, vật liệu quan trọng của con người và sinh vật trên Trái đất Con người mỗi ngày cần 250 lít nước cho sinh hoạt, 1.500 lít nước cho hoạt động công nghiệp và 2.000 lít nước cho hoạt động nông nghiệp… Ngoài chức năng tham gia vào chu trình sống trên, nước còn là chất mang năng lượng (hải triều, thủy

năng), chất mang vật liệu và tác nhân điều hòa khí hậu, thực hiện các chu trình tuần hoàn vật chất trong tự nhiên [5].

Ngày nay, với sự phát triển công nghiệp, đô thị và sự bùng nổ dân số đã làm cho nguồn nước tự nhiên bị hao kiệt và ô nhiễm trầm trọng Bên cạnh những lợi ích

mà nước mang lại thì nước còn là môi trường trung gian giúp cho việc lan truyền các dịch bệnh như thương hàn, lị, tả, bại liệt, viêm gan, các ký sinh trùng gây bệnh như giun, sán,…

Cuộc sống trên Trái Đất bắt nguồn từ nước Tất cả sự sống trên Trái đất đều phụ thuộc vào nước và vòng tuần hoàn nước Do đó, cần phải có biện pháp quản lý, bảo vệ và sử dụng tài nguyên nước một cách hợp lý để tránh làm cho nguồn nước bị

ô nhiễm Phải xem nước, bảo vệ nước và cung cấp nước là một chiến lược quốc gia Bảo vệ nước chính là bảo vệ sự sống của con người

1.3 Các nguồn ô nhiễm nước

Sự bùng nổ dân số cùng với tốc độ đô thị hóa, công nghiệp hóa nhanh chóng

đã tạo ra một sức ép lớn tới môi trường sống ở Việt Nam, đặc biệt là với việc nguồn nước sinh hoạt ngày càng trở nên thiếu hụt và ô nhiễm Các hoạt động gây ô nhiễm nước bao gồm: Các hoạt động tự nhiên và các hoạt động nhân tạo

1.3.1 Ô nhiễm nước do tự nhiên

Ô nhiễm nước do tự nhiên là do mưa, tuyết tan, lũ lụt, gió bão… hoặc do các hoạt động sống của sinh vật, kể cả xác chết của chúng Cây cối, sinh vật chết đi, bị

vi sinh vật phân hủy thành các chất hữu cơ rồi bị rửa trôi vào các lưu vực Các quá trình lý – hóa có thể bào mòn khoáng hình thành tự nhiên do kiến tạo địa tầng Chúng có thể đưa các chất ô nhiễm ngấm vào lòng đất, sau đó đi vào nước ngầm Lụt lội có thể cuốn theo nhiều chất ô nhiễm khác nhau từ vùng đô thị, nông thôn, khu canh tác nông nghiệp… vào các sông, suối, ao, hồ… và do vậy, gây ô nhiễm các lưu vực nước ngọt Ô nhiễm nước do các hoạt động tự nhiên có thể rất nghiêm trọng nhưng không thường xuyên và do đó, không phải là nguyên nhân chính gây suy thoái chất lượng nước (CLN) Hầu hết các nguồn gây ô nhiễm nước do tự nhiên đều là các nguồn không điểm (non-point sources) là các nguồn khó hoặc không xác định được vị trí và đặc điểm của chúng [14], [17]

1.3.2 Ô nhiễm nước do nhân tạo

Các nguồn ô nhiễm nước do nhân tạo thường là các nguồn ô nhiễm điểm (point sources) như: Nước thải sinh hoạt, nước thải đô thị và nước thải công nghiệp

a Nước thải sinh hoạt (domestic wastewater)

Nước thải sinh hoạt phát sinh từ các hộ gia đình, khách sạn, cơ quan, trường học chứa các chất thải từ quá trình sinh hoạt, vệ sinh của con người Thành phần cơ bản của nước thải sinh hoạt là các chất hữu cơ dễ bị phân hủy sinh học (cacbohyđrat, protein,…), chất dinh dưỡng (photpho, nitơ), chất thải rắn và vi trùng Tùy theo mức sống và lối sống mà lượng nước thải cũng như tải lượng các chất ô nhiễm (tính trên một người trong một ngày) là khác nhau Nhìn chung mức sống càng cao thì lượng nước thải và tải lượng thải các chất ô nhiễm càng cao [14], [17]

b Nước thải đô thị (municipal wastewater)

Nước thải đô thị là nước thải tạo thành do sự gộp chung nước thải sinh hoạt, nước thải vệ sinh và nước thải của các cơ sở thương mại, dịch vụ (khách sạn, nhà hàng, bệnh viện…) công nghiệp nhỏ trong khu đô thị Nước thải đô thị thường được thu gom vào hệ thống cống thải thành phố, đô thị để xử lý chung Thông thường ở các đô thị lớn có hệ thống cống thải và khoảng 70% đến 90% tổng lượng nước sử dụng sẽ trở thành nước thải đô thị và chảy vào đường cống [13] Nhìn chung, thành phần cơ bản của nước thải đô thị cũng gần tương tự nước thải sinh hoạt

c Nước thải công nghiệp (industrial wastewater)

Nước thải công nghiệp phát sinh từ các khu chế xuất, khu công nghiệp, cơ sở sản xuất công nghiệp, tiểu thủ công nghiệp, giao thông vận tải, nuôi trồng thủy sản… Khác với nước thải sinh hoạt và nước thải đô thị, nước thải công nghiệp không có thành phần cơ bản giống nhau, mà phụ thuộc vào ngành sản xuất công nghiệp cụ thể Thông thường, nước thải công nghiệp chứa nhiều chất ô nhiễm nguy hiểm hơn nước thải sinh hoạt và nước thải đô thị như các kim loại độc (Hg, Cd, Pb,

Cu, Ni, Cr…), các chất hữu cơ nguy hiểm… [14], [17], [30]

Trong nhiều trường hợp, người ta tách riêng nước thải y tế và coi nó là nước thải nguy hại Nước thải từ các cơ sở y tế gồm nước thải từ các phòng phẫu thuật, phòng xét nghiệm, phòng thí nghiệm, từ các nhà vệ sinh, khu giặt là, từ việc làm vệ sinh phòng… Nước thải y tế có khả năng lan truyền rất mạnh các vi khuẩn gây bệnh, nhất là đối với nước thải được xả ra từ những bệnh viện hay những khoa truyền nhiễm, lây nhiễm Ngoài ra, nước thải y tế có thể chứa các phế phẩm thuốc, chất khử trùng, các dung môi hóa học, dư lượng thuốc kháng sinh, các đồng vị phóng xạ… được sử dụng trong quá trình chẩn đoán và điều trị bệnh [14], [17], [30].

1.4 Các thông số chất lượng nước và đánh giá

Để đánh giá CLN, người ta phải phân tích các thông số CLN Dựa vào bản chất của các thông số CLN, người ta thường chia các thông số CLN như sau [17], [25]:

- Các thông số vật lý: màu, mùi, nhiệt độ, tổng chất rắn (TS), tổng chất rắn

hòa tan (TDS), độ đục (TUR), độ dẫn điện (EC)…

- Các thông số hóa học: oxi hòa tan (DO), nhu cầu oxi sinh hóa (BOD), nhu

cầu oxi hóa học (COD), tổng cacbon hữu cơ (TOC), độ mặn, độ cứng, pH,

- Các thông số vi sinh: tổng coliform (TC), Fecal coliform (FC),…

Để đánh giá CLN, dựa vào mục đích sử dụng nguồn nước và mục đích nghiên cứu mà người ta có nhiều cách khác nhau [12], [13], [17], [22], [24], [26], [28]:

(i) Đánh giá thông qua việc so sánh các thông số CLN xác định được với các tiêu chuẩn quy định (tiêu chuẩn quốc gia hoặc khu vực hoặc quốc tế); Chẳng hạn ở nước ta hiện nay, sử dụng Quy chuẩn Kỹ thuật Quốc gia về CLN mặt QCVN 08 : 2008/BTNMT và CLN ngầm QCVN 09 : 2008/BTNMT [3], [4]

(ii) Mô hình hóa CLN, tức là sử dụng các mô hình toán học để mô phỏng CLN hoặc ô nhiễm nước Phương pháp này đòi hỏi rất nhiều thông số “đầu vào” bao gồm các thông số thủy văn, hóa lý… nên khá phức tạp Mặt khác, phương pháp này thường chỉ áp dụng cho một số trường hợp như dòng sông không quá phức tạp

về địa hình, thủy văn… nên ít được áp dụng trong thực tế

(iii) Đánh giá CLN thông qua chỉ số CLN (WQI – Water Quality Index); Chẳng hạn, ở Việt Nam, sử dụng WQI được Tổng cục Môi trường ban hành theo Quyết định số 879/QĐ – TCMT ngày 01/07/2011 [19].

(iv) Đánh giá CLN thông qua các chỉ thị sinh học Phương pháp này thường gặp nhiều khó khăn trong việc lấy các mẫu sinh học (thực vật, động vật) nên cũng ít được áp dụng

1.5 Sơ lược về huyện Phú Vang, tỉnh Thừa Thiên Huế

Huyện Phú Vang là huyện trọng điểm của vùng đầm phá ven biển tỉnh Thừa Thiên Huế, có diện tích tự nhiên 279,87 km2, nằm về phía Đông Nam của tỉnh Thừa Thiên Huế giới hạn trong tọa độ địa lý từ 16019’35’’ đến 16034’35’’ độ vĩ Bắc và

107034’35’’ đến 107051’15’’ độ kinh Đông Đông giáp biển Đông, Nam giáp huyện Phú Lộc và huyện Hương Thủy, Tây giáp thành phố Huế, Bắc giáp huyện Hương Trà Huyện Phú Vang cách thành phố Huế 12 km về phía Đông Bắc Tổng dân số trung bình của huyện Phú Vang (năm 2010) là 182.094 người, chiếm 16% dân số toàn tỉnh Trong đó, nữ giới là 92.455 người chiếm 50,4% Mật độ dân số bình quân

618 người/km2, là huyện có mật độ dân số cao nhất tỉnh Tỷ lệ tăng dân số bình quân hàng năm là 12,83%

Hiện nay nhân dân huyện Phú Vang đang sử dụng các loại hình cấp nước cho sinh hoạt như sau:

- Nước máy được cấp vào từng nhà hoặc các vòi công cộng Hình thức này được cấp cho các khu dân cư thuộc thị trấn Thuận An, các khu gần nhà máy nước

và ven thành phố như: Phú Mậu, Phú Thượng, Phú Dương, …

- Nước giếng khơi, giếng khoan bằng tay và bơm điện ở các vùng ven biển, thôn xóm

- Bể hoặc lu chứa nước mưa ở tất cả các nơi

Các xã Phú Diên, Vinh An, Vinh Hà, Vinh Xuân… hiện đang sử dụng nguồn nước từ các giếng khơi, giếng khoan của từng hộ gia đình, chất lượng nước ở đây không được đảm bảo vì do nồng độ muối quá cao nhiễm mặn bởi nước biển xâm thực

Nguồn nước sinh hoạt chủ yếu của những người dân thuộc 5 xã Phú Xuân,

có chiều sâu 3 – 20m, vào mùa mưa thì các hộ gia đình ở những nơi này còn sử dụng nguồn nước mưa để sinh hoạt Nước mưa thường được hứng trong các bình chum, lu hoặc bể lọc đã xây dựng sẵn.

Do điều kiện địa lý tự nhiên, nằm ở vùng ven biển và đầm phá nên nước sinh hoạt ở các xã này đều bị nhiễm mặn Và là vùng chịu ảnh huởng của biến đổi khí hậu trực tiếp, bão và lũ lụt thường xảy ra nên chất lượng nước sạch khan hiếm rất nhiều Có nhiều hộ gia đình phải đi chở nước ở các khu vực có hệ thống cấp nước sạch về để sử dụng cho ăn uống

Theo số liệu điều tra, các hộ gia đình không có hệ thống cấp nước sạch thì các bệnh mắc phải đối với con em họ khi sử dụng nguồn nước lấy từ các giếng đào

và giếng khoan là các bệnh về đường tiêu hoá mà phổ biến nhất là tiêu chảy, kiết lỵ nặng nhất là thương hàn; các bệnh về giun sán thường mắc ở trẻ em; các bệnh về ngoài da như ghẻ, chốc lở, mụn nhọt, lang ben, nấm da do tắm giặt bằng nước bẩn hay do không có đủ nước sạch để dùng; các bệnh về mắt như mắt đỏ phổ biến nhất

là bệnh mắt hột [5]

Nguồn nước sinh hoạt không đảm bảo về chất lượng không những gây ra các loại bệnh tật mà còn gây một phần tổn thất về kinh tế cho người dân thuộc các xã này

Chương 2 NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1 Nội dung nghiên cứu

Xuất phát từ mục đích của đề tài, những nội dung nghiên cứu bao gồm:

(1) Khảo sát khu vực nghiên cứu để lựa chọn địa điểm lấy mẫu nước giếng khoan;(2) Kiểm soát chất lượng (qua kiểm tra độ đúng, độ lặp lại) của phương pháp phân tích một số thông số như -

3

NO ,

3-4

PO , độ cứng và tổng sắt tan (FeII,III);

(3) Tiến hành lấy mẫu và phân tích các thông số chất lượng nước trong 4 đợt (tháng 2, 4, 6, 8 năm 2013), gồm: nhiệt độ, chất rắn lơ lửng (TSS), độ dẫn điện (EC), pH, BOD5, COD, độ cứng tổng số, tổng sắt tan (FeII,III), -

3

N - NO ,

3-4

P - PO , tổng coliform;

(4) Đánh giá chất lượng nước dựa vào các thông số riêng biệt qua so sánh với QCVN 09 : 2008/BTNMT về chất lượng nước ngầm;

(5) Đề xuất một số giải pháp cải thiện chất lượng nước cho cấp sinh hoạt

2.2 Phương pháp nghiên cứu

Bảng 2.1 Chi tiết về các mẫu nước giếng khoan

TT Ký hiệu mẫu (Xã) Hộ dân Độ sâu giếng (m)

12 PL – 3 (Phú Lương) Nguyễn Viết Chơn 20

17 PL – 4 (Phú Lương) Võ Thị Thanh Hương 15

Trong đó: PX: xã Phú Xuân; PL: xã Phú Lương; PĐ: xã Phú Đa; VX: xã Vinh Xuân; PD: xã Phú Diên Con số đứng nối trong ký hiệu mẫu chỉ số thứ tự đợt

đi lấy mẫu.

- Quy cách lấy mẫu: Mẫu là nước giếng khoan, được lấy tại vòi nước, bơm hút nước và để chảy tự do 30 giây, rồi lấy mẫu [15]

- Tần suất lấy mẫu: 1 lần/2 tháng

- Thời điểm lấy mẫu: Đợt 1 ngày 27/02/2013

Đợt 2 ngày 26/04/2013Đợt 3 ngày 27/06/2013Đợt 4 ngày 26/08/2013

- Bảo quản mẫu: Mẫu đựng trong chai nhựa polietylen, mang về phòng thí nghiệm.

Quy cách lấy mẫu và bảo quản mẫu tuân theo các quy định trong tiêu chuẩn Việt Nam (TCVN 6000 : 1995 – Chất lượng nước – Lấy mẫu Hướng dẫn lấy mẫu nước ngầm)

2.2.3 Phương pháp đo/phân tích các thông số chất lượng nước

Quy cách đo các thông số tại hiện trường: Lấy một lượng mẫu khoảng 5 lít

để đo các thông số tại hiện trường bằng thiết bị xách tay; một phần mẫu (2,0 L) được bảo quản và đưa về phòng thí nghiệm để phân tích

Các phương pháp đo/phân tích các thông số chất lượng nước là các phương pháp tiêu chuẩn của Việt Nam và/hoặc quốc tế [1], [2], [23] (Bảng 2.2)

Bảng 2.2 Các phương pháp đo/phân tích chất lượng nước

2 pH (đơn vị pH) TCVN 6492:2011 Đo thế dùng điện cực thủy tinh

3 Độ dẫn điện EC

Khối lượng(TCVN 6625:2000)

Mẫu được lọc qua giấy lọc sợi thủy tinh 0,45 μm đã biết khối lượng, làm khô giấy lọc và cặn ở 105°C Cân giấy lọc đã sấy Hiệu số khối lượng giấy lọc trước và sau khi lọc, sấy cho biết giá trị SS

Bicromat - hồi lưu kín -

đo quang (SMEWW 5220D)

Oxi hóa các hợp chất hữu cơ bằng hỗn hợp bicromat và axit sulfuric trong cuvet đậy kín ở 150oC trong 2 giờ; đo độ hấp thụ quang ở 420 nm

6 BOD5 (mg/L) TCVN 6001-1:2008

Lượng CO2 sinh ra do vi sinh vật tiêu thụ oxi sẽ được hấp thụ bởi dung dịch KOH 45%, dẫn đến sự chênh lệch áp suất trong buồng mẫu Thiết bị sẽ đo sự chênh lệch áp suất này để tính toán cho ra kết quả

độ hấp thụ của phức này (ở bước sóng 880nm) để xác định nồng độ octophotphat

10 Độ cứng (CaCO3)

(mg/L)

TCVN 6224:1996 Chuẩn độ tạo phức canxi và magie

với dung dịch nước của muối đinatri của EDTA ở pH = 10 Dùng mođan đen 11 làm chỉ thị Chỉ thị này tạo

hợp chất màu đỏ hoặc màu tím với canxi và magie.

11 Tổng coliform

(MPN/100 mL) TCVN 6187-1:2009

(*) Các thông số từ 1 đến 3 đo tại hiện trường, các thông số còn lại được phân tích tại phòng thí nghiệm.

2.2.4 Phương pháp xử lý số liệu thực nghiệm

Áp dụng phần mềm Excel 2007 và Origin 8.0 để xử lý và kiểm tra các số liệu thực nghiệm, xây dựng phương trình hồi quy tuyến tính để định lượng và đánh giá tương quan, phân tích phương sai ANOVA…

2.2.5 Phương pháp đánh giá chất lượng nước

Chất lượng nước ngầm được đánh giá qua từng thông số riêng biệt bằng cách

so sánh các thông số chất lượng nước (giá trị TB ± ε ở p = 0,05) với các giá trị giới hạn được quy định trong QCVN 09 : 2008/BTNMT

Áp dụng phương pháp ANOVA 2 chiều để đánh giá ảnh hưởng yếu tố không gian và thời gian đến chất lượng nước vùng nghiên cứu

Chương 3 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN3.1 Kiểm soát chất lượng các phương pháp phân tích

Các phương pháp áp dụng để phân tích CLN trong nghiên cứu này là các phương pháp tiêu chuẩn của Việt Nam và/hoặc quốc tế Trước khi áp dụng để phân tích CLN huyện Phú Vang, chúng tôi tiến hành kiểm soát chất lượng các phương pháp phân tích của một số phương pháp thường mắc sai số lớn như: phép xác định

nitrat, photphat, tổng sắt tan và độ cứng Qua đánh giá độ đúng (bằng cách phân tích mẫu thêm chuẩn – spiked sample) và độ lặp lại của phương pháp phân tích.

Với CĐộ cứng = 20,0 10 × − 6 → RSDĐộ cứng = 10%

Với CTổng sắt tan =1,50 10 × −6 → RSDTổng sắt tan = 15%

Theo Horwitz [27], khi xác định nồng độ C trong nội bộ một phòng thí nghiệm thì RSD nhỏ hơn ½RSDH xác định theo phương trình (3.1) là chấp nhận

Trong đó, S là độ lệch chuẩn của các kết quả phân tích y1, y2, y3, y4 (n = 4);

x là trung bình số học của các kết quả phân tích (n = 4)

Kết quả xác định độ lặp lại của phương pháp xác định nitrat, photphat, độ cứng và tổng sắt tan (FeII,III) được nêu ở bảng 3.2

Bảng 3.2 Kết quả xác định độ lặp lại của phương pháp phân tích