chất lượng nước và ô nhiễm nguồn nước

Chấtlượng nước và sự ô nhiễm nguồnnước Chấtlượng nước Chấtlượng nước được đánh giá thông qua nồng độ (hàm lượng) các tác nhân hóa – lý, sinh họccó trong nướcqua cáctiêuchuẩnquyđịnh cho từng mục đích sử dụng 9 Nướccôngnghiệp: nướclàmlạnh, nướcnăng lượng, nước công nghệ,… 9 Nướccấp cho sinh hoạt: ănuống, tắmgiặt 9 Nướcphụcvụ nông nghiệp, nuôi trồng thủysản 9 Nướcphụcvụ du lịch, giao thông Sự nhiễmbẩnnguồnnước z Contaminant Các chấthóahọccónồng độ cao hơnnồng độ nền (background levels) mà chưa gây nên thiệthại. z Pollutant Các chấthóahọccónồng độ cao hơnnồng độ nền (background levels) mà có gây nên thiệthại. Dấuhiệu đặctrưng củanguồnnướcbị ô nhiễm 9 t/c lý họcthayđổi: độ mặn, độ trong, xuấthiện mùi, màu, các chấtnổi, cặnlắng,… 9 Thay đổithànhphầnhóahọc: pH, hợpchấthữu cơ, vô cơ, giảmDO,… Phân loạinướcthải Theo nguồngốcphátsinh 9 Nướcthảisinhhoạt  Từ hộ gia đình, khách sạn, trường học, …  Hàm lượng cao các chấthữucơ không bềnsinhhọc (proteins, mỡ); chấtdinhdưỡng (N, P), vi trùng, chấtrắn, mùi  Chất độchại: chấttẩyrửa, thuốc nhuộm,… 9 Nướcthảisảnxuất (công, nông nghiệp): phụ thuộc vào ngành SX, nguyên liệu, sảnphẩm 9 Nướcthảido nướcmưachảytràn Theo tính chấtcủanguồnthải 9 Nguồn điểm 9 Nguồnkhôngđiểm Nguồngâyô nhiễmnước Nguồntự nhiên 9 Nướcmưa, tuyếtchứamộtsố hạtkhoángtừ khí quyển 9 Nướcmặtchảyqua đấtsẽ mang theo những chấtchứa trong đất(hóachất, chấtrắn, vi sinh vật) Nguồn do con người 9 Xây dựng và khai thác quặng 9 Nướcthảicôngnghiệp 9 Rò rỉ hoặcbể bồnchứahoặc ống dẫndầu 9 Nướcmưachảyqua cácđôthị mang theo chấtthải 9 Nướcròrỉ từ các bãi xử chôn lấprácthải (landfill), các trạmxử lý nước 9 Từ ô nhiễmkhí Các tác nhân gây ô nhiễmnguồnnước Nhóm các chấthữucơ 9 Các chấthữucơ không bềnsinhhọc: cacbonhydrat, proteins, chấtbéo,…(khudâncư, KCN chế biếnthựcphẩm) 9 Các chấthữucơ bềnsinhhọc: hydrocacbon thơm, h/c Clo hữucơ (PCP, PCB, DDT…); độctínhcao, thờigiantồnlưu dài → Hàm lượng oxy hòa tan (DO) giảm Thông sốđánh giá chung các chấthữucơ 9 Tổng cacbon hữucơ (TOC): là tỷ lệ giữakhốilượng cacbon so vớikhốilượng h/c 9 Nhu cầuoxy lýthuyết(ThOD): lượng O 2 cần để OXH 1 chất (dựavàoptpư) 9 Nhu cầuoxy hóahọc(COD) 9 Nhu cầuoxy sinhhóa(BOD) Các tác nhân gây ô nhiễmnguồnnước (tt) Các chấtvôcơ 9 Kim loạinặng: chì (Pb), thủy ngân (Hg), asen (As), crom (Cr), Niken (Ni),… 9 Muốivàkhívôcơ hòa tan: NH 4 + , NO 2 - , NO 3 _ , SO 4 2- 9 Chấtrắn không hòa tan (chấtrắnlơ lửng) Các chấtcómùi(vôcơ, hữucơ) 9 Các chấthữucơ 9 NướcthảiCN hóachất, chế biếndầumỡ 9 Sảnphẩmphânhủy Màu 9 Chấthữucơ bị phân rã 9 Sắt, mangan dạng keo/hòa tan 9 Nướcthảicôngnghiệp (crom, tannin, lignin,…) Vi trùng Các chất phóng xạ Mộtsố chấtcómùi Xốc đặctrưngC 6 H 5 OHPhenol NồngCl 2 Clo ThịtthốiNH 2 (CH 2 ) 4 NHDiamin Cá ươnCH 3 NH 2 , (CH 3 ) 3 NAmin HôiCH 3 SH, CH 3 (CN 2 ) 3 SHMercaptan Bắpcảirữa(CH 3 ) 2 S, CH 3 SSCH 3 Sunfua hữucơ Trứng thốiH 2 SHydrosunfua PhânC 8 H 5 NHCH 3 Phân KhaiNH 3 Ammoni MùiCông thứcChấtcómùi Sự biến đổicủacáctácnhângâyô nhiễmtrongmttự nhiên Phụ thuộcvàocácyếutố 9 Phương thức đưachất ô nhiễmvàomt: dạng nguồn, lưu lượng, thành phầncủachất ô nhiễm 9 t/c vậtlý, hóahọccủachấtô nhiễm: độ tan, dạng tồntại, t/c dễ/khó phân hủy 9 Điềukiệnmôitrường mà chất ô nhiễm được đưavào: diện tích bề mặt, độ sâu, pH, dòng chảy, nồng độ các chất khác,… 9 Sự chuyểnchấtô nhiễmgiữa các loài sinh vậtqua dây truyềnthựcphẩm Khả năng tự làm sạch của nguồnnước Là khả năng khửđượccácchấtbẩn trong nguồn nước, thể hiệnqua 2 quátrình 9 Quá trình xáo trộn (pha loãng) giữanướcthảivới nguồnnước 9 Quá trình khoáng hóa các chấthữucơ nhiễmbẩn → nồng độ chất nhiễmbẩngiảm Cường độ quá trình tự làm sạch phụ thuộc: 9 Tốc độ dòng chảy 9 Điềukiệnlàmthoáng, độ sâu nguồnnước 9 Thành phần, t/c củanguồnnước,… Các thông sốđánh giá chấtlượng nước Các thôn g s ố đánh g iá m ứ c đ ộ ô nhiễmnước z pH z CO 2 , Bicarbonate và Carbonate z Độ acid và Độ kiềmSắt z Độ cứng Các chỉ tiêu vi sinh z Hàm lượng Oxy hòa tan (DO) z Hàm lượng Oxy sinh hóa (BOD) z Hàm lượng Oxy hóa học(COD) z Các h/c Nitơ: NH 3 , NO 2 - , NO 3 - z Sulfide và Hydrogen Sulfide z Chấtrắn(tổng, lơ lửng và hòa tan) z Nhiệt độ pH z pH: là chỉ số biểudiễnnồng độ củaion hydro z Cấpnước: pH ảnh hưởng đến 9 Qt keo tụ hóa học 9 Qt khử trùng 9 Làm mềm, kiểmsoáttínhănmòncủanước z Xử lý nướcthải 9 pH tối ưuchoqt xử lý sinh học 9 Qt keo tụ nướcthải 9 Làm khô bùn, qt OXH Đohoạt độ ion hydro z Thiếtbị: điệncựchydro H 2 O → H + + OH - z Hằng số phân ly z Do [H 2 O] rấtlớnvàgiảmrấtítdo bị phân ly → K n = [H + ][OH - ] z Đốivớinước tinh khiết, ở 20 0 C thì [H + ][OH - ] =10 -14 ][ ]][[ 2 OH OHH K −+ = pH z pH thấp(acid) 9 Kim loạicókhuynhhướng hòa tan 9 Cyanide và sulfide thì độc hơn cho cá 9 Ammonia ít độc hơn cho cá z pH cao (base) 9 KL có khuynh hướng kếttủadưới dạng hydroxides và oxides. Tuy nhiên, nếupH trở nên quá cao, một số kếttủabắt đầu hòa tan trở lạido sự hình thành của các hydroxyde complexes 9 Cyanide và sulfide thì độc hơn cho cá 9 Ammonia ít độc hơn cho cá pH (tt) HCN ↔ H + + CN - (độc) (ít độc) H 2 S ↔ 2H + + S 2- (độc) (ít độc) NH 4 + ↔ NH 3 + H + (NH 3 + H 2 O ↔ NH 4 + + OH - ) (ít độc) (độc) pH thấp pH cao Độ hòa tan củamộtsố KL kếttủadạng hydroxides theo pH pH (tt) 9 Nước sông tự nhiên không ô nhiễm: pH = 6.5 - 8.5 9 Nước ngầmtự nhiên không ô nhiễm: pH = 6.0 - 8.5 9 Nước mưa sạch: pH ~ 5.7 do CO 2 hòa tan 9 Mưa acid: pH ≤ 5 9 Nướccấp: pH = 6 - 9 Tầmquantrọng củapH z Quá trình keo tụ hóa học: kếttủaAl(OH) 3 và Fe(OH) 3 z Kiểmsoátsựănmòn z Quá trình kếttủacáckimloạinặng: Zn 2+ , Pb 2+ ,… z Hoạt động sinh học: hầuhếtVSV thíchmtacid hơn (pH = 6,5 – 8) z Quá trình clo hóa trong khử trùng Cl 2 + H 2 O → H + OCl - + H + + Cl - Cl 2 , HOCl và OCl - có hoạttínhmạnh ở pH thấp Độ acid củanước 9 Độ acid: đolường mộtlượng acid được dùng để trung hòa dung dịch 9 Nướctự nhiên: Do sự hiệndiệncủa các acid yếu: CO 2 , H 2 PO 4 - , H 2 S, proteins, acid béo,… 9 Nước ô nhiễm: HCl, H 2 SO 4 ,… [...]... Volatile Solid) : Tổng chất rắn bay hơi TS (Total Solid) : Tổng chất rắn Hàm lượng chất rắn trong nước (tt) Tổng lượng chất rắn (TS) Là trọng lượng khô (mg) của phần còn lại sau khi cho bay hơi mẫu, sấy khô ở 1030C đến khối lượng không đổi Tổng chất rắn lơ lửng (TSS) Lọc mẫu, sấy khô phần trên giấy lọc đến khối lượng không đổi ở 103 – 1050C Tổng chất rắn hòa tan (TDS) = TS – TSS Hàm lượng chất rắn bay hơi... qt OXH Nồng độ trong mt nước không cao Nitrate Phân hủy VS các CHC chứa Nitơ Nguồn phân bón nhân tạo dư thừa Hợp chất chứa Nitơ (tt) Nguồn nước chứa hầu hết Nitơ dạng hữu cơ, NH3 và NH4OH → nước mới bị ô nhiễm Nguồn nước chứa chủ yếu NO2- → đã bị ô nhiễm một thời gian dài hơn Nguồn nước chứa chủ yếu NO3- → qt OXH đã kết thúc Tuy nhiên, NO3- chỉ bền trong điều kiện hiếm khí Hợp chất chứa Nitơ (tt) N (mg/l)... toàn bộ lượng NH3 - N nói trên? Xử lý NH3 Lưu ý pH 8,3 → tốc độ xử lý NH3 là lớn nhất Nếu [NH3]> 15mg/L → bổ sung vôi Nhiệt độ giảm → tốc độ giảm Khử trùng bằng Cl2 Tỷ lệ khối lượng Cl2 : NH3- N = 7,6 Chất rắn (Solid) Nguồn gốc của chất rắn trong nước Các chất vô cơ hòa tan (muối) hoặc các chất không tan Các chất hữu cơ Hàm lượng chất rắn trong nước Mẫu TDS TSS VSS FSS VDS TFS TVS TS FDS Hàm lượng chất. .. ra bởi CO2 và các axit vô cơ Nguồn nước mang tính axit ↔ đặc điểm ăn mòn và kinh phí cho việc kiểm soát và loại bỏ nguồn gây ăn mòn vật liệu Nhân tố ăn mòn trong nước mặt: phổ biến là CO2, trong công nghiệp là các axit vô cơ Xử lý nước thải bằng pp sinh học, pH = 6 – 9,5 Trong lĩnh vực cấp nước, việc xác định độ axit → quyết định phương pháp xử lý, loại và lượng hóa chất sử dụng Nước thải công nghiệp... trong nước ở t0, p nhất định Chất lượng nước DO (mg/L) Tốt > 8.0 Hơi ô nhiễm 6.5-8.0 Ô nhiễm trung bình 4.5-6.5 Ô nhiễm nặng 4.0-4.5 Ô nhiễm rất nặng < 4.0 Lưu ý Nồng độ oxi hòa tan bão hòa trong nước theo t0 0oC : 14.7 mg/L, 25oC : 8.3 mg/L 35oC : 7.0 mg/L DO (tt) Giá trị DO phụ thuộc vào Quá trình quang hợp của các loài thủy sinh Sự chuyển hóa oxi khí quyển thông qua bề mặt nước Nhiệt độ Độ mặn Áp suất... chuyển vào mô tế bào để duy trì sự sinh trưởng và phát triển của VSV Ứng dụng số liệu BOD Đánh giá tính chất nước thải sinh hoạt và nước thải công nghiệp Chỉ tiêu duy nhất xác định lượng chất hữu cơ có khả năng phân hủy sinh học Đánh giá khả năng tự làm sạch của nguồn nước Cơ sở chọn pp xử lý Cơ sở xác định kích thước thiết bị xử lý và hiệu quả xử lý Tính giá trị BOD – ví dụ Khi 1l mẫu nước được lấy... (VSS) Là trọng lượng mất đi sau khi nung Chất rắn lơ lửng không bay hơi (FSS) FSS = TSS - VSS TSS Gọi là chất rắn có thể lọc được Gồm: chất hữu cơ, khoáng chất, oxit kim loại, sulfides, tảo, vi khuẩn,… TSS góp phần vào độ đục của nước, giảm lượng ánh sáng truyền qua cần thiết cho quang hợp, giảm mỹ quan của nước Có thể loại bỏ bằng keo tụ tạo bông, lọc TDS Tổng chất rắn lơ lửng (TSS) & Tổng chất rắn hòa... trong nước (tt) TSS (Total Suspended Solid) : Tổng chất rắn lơ lửng VSS (Volatile Suspended Solid) : Chất rắn lơ lửng bay hơi FSS (Fixed Suspended Solid) : Chất rắn lơ lửng không bay hơi TDS (Total Dissolved Solid) : Tổng chất rắn hòa tan VDS (Volatile Dissolved Solid) : Chất rắn hòa tan bay hơi FDS (Fixed Dissolved Solid) : Chất rắn hòa tan không bay hơi TFS (Total Fixed Solid) : Tổng chất rắn không... 0,025N hết 2,9ml với chất chỉ thị là hồ tinh bột đến hết màu xanh Tính chỉ số DO của nước hồ trên Muốn tăng chỉ số DO của nước hồ lên 6mg/l, cần phải sục thêm bao nhiêu kg Oxi vào nước hồ đó? Nhu cầu oxi sinh hóa - BOD BOD: là lượng oxy cần thiết để VSV OXH các chất hữu cơ có khả năng phân hủy sinh học trong đk hiếu khí BOD → đánh giá mức độ ô nhiễm → khả năng tự làm sạch của nguồn nước Chú ý khi xác... học - COD Là lượng oxy cần thiết để OXH các chất hữu cơ thành CO2 và H2O dưới tác dụng của các chất OXH mạnh COD không cho biết phần chất hữu cơ có/không có khả năng phân hủy sinh học COD không cho biết tốc độ phân hủy sinh học Ưu điểm chính của phân tích COD Nhanh (2,5 – 3 giờ) COD (tt) COD > BOD Nhiều chất hữu cơ (lignin) khó bị OXH sinh học nhưng có thể bị OXH hóa học Một số chất vô cơ có thể bị . Chấtlượng nước và sự ô nhiễm nguồnnước Chấtlượng nước Chấtlượng nước được đánh giá thông qua nồng độ (hàm lượng) các tác nhân hóa – lý, sinh họccó trong nướcqua cáctiêuchuẩnquyđịnh. nhuộm,… 9 Nướcthảisảnxuất (công, nông nghiệp): phụ thuộc vào ngành SX, nguyên liệu, sảnphẩm 9 Nướcthảido nướcmưachảytràn Theo tính chấtcủanguồnthải 9 Nguồn điểm 9 Nguồnkhôngđiểm Nguồngâyô nhiễmnước Nguồntự. đổicủacáctácnhângâyô nhiễmtrongmttự nhiên Phụ thuộcvàocácyếutố 9 Phương thức đưachất ô nhiễmvàomt: dạng nguồn, lưu lượng, thành phầncủachất ô nhiễm 9 t/c vậtlý, hóahọccủachấtô nhiễm: độ tan, dạng