Khả năng tự làm sạch của nguồn nước

Những lượng chất thải do các hoạt động của con người tạo ra làm cho môi trường mất đi một ít khả năng nuôi dưỡng sự sống, một số loài bị tiêu diệt và chính con người cũng phải chịu sự hủy hoại sinh học

MỤC LỤC

DANH MỤC HÌNH

LỜI GIỚI THIỆU

A TỔNG QUAN

B NỘI DUNG

I Hiện trạng

1 Thế giới

1.1 Sông Citarum, Indonesia

1.2 Sông Yamuna, Ấn Độ

1.3 Sông Mê Kông

2 Việt Nam

2.1 Sông Hồng

2.2 Sông Bạch Đằng

2.3 Sông An Cựu

2.4 Sông Sài Gòn

2.5 Sông Thị Vải

2.6 Sông Nhuệ - Đáy

II Các yếu tố ảnh hưởng đến khả năng tự làm sạch của dòng chảy

1 Nồng độ oxy hòa tan

2 Loại chất hữu cơ

3 Lực sinh học

3.1 Vi khuẩn

3.2 Tảo

3.3 Động vật nguyên sinh

3.4 Giáp xác

4 Các chất độc

5 Các đặc tính vật lý của dòng chảy

6 Sự pha loãng

7 Các điều kiện thời tiết khí hậu

8 Sự lắng đọng

9 Nhiệt độ

10 Điều kiện mặt cắt sông

III Quá trình tự làm sạch của nguồn nước

1 Quá trình tự làm sạch của nước ngầm

1.1 Quá trình lọc

1.2 Cơ chế hấp thụ

1.3 Các quá trình hóa học

1.4 Cơ chế loại trừ vi khuẩn, virus

1.5 Cơ chế pha loãng

2 Quá trình tự làm sạch nước mặt

2.1 Quá trình xáo trộn nước thải với nước nguồn

2.2 Quá trình khoáng hóa các chất hữu cơ nhiễm bẩn trong nguồn nước

IV Các vấn đề môi trường khi nguồn nước không có khả năng tự làm sạch

1 Nước và sinh vật nước

1.1 Nước

1.2 Sinh vật nước

2 Đất và sinh vật đất

2.1 Đất

2.2 Sinh vật đất

3 Không khí

V Biện pháp làm tăng khả năng làm sạch của nước

1 Thông gió dòng sông

2 Bổ sung nước cho sông trong thời kỳ lưu lượng thấp

3 Bảo vệ lớp phủ thực vật trên toàn lưu vực

4 Thường xuyên nạo vét dông rạch để khơi thông dòng chảy

VI Đề xuất

1 Đối với người dân, cơ sở sản xuất kinh doanh

2 Đối với nhà quản lý môi trường

C KẾT LUẬN

TÀI LIỆU THAM KHẢO

DANH MỤC HÌNH Hình 1: Sự thay đổi DO theo khoảng cách về phía hạ lưu tính từ điểm nhận nước thải

Hình 2: Một số loài tảo tiêu biểu

Hinh 3: Phân chia các vùng của dòng chảy theo khả năng tự làm sạch của nguồn nước

LỜI GIỚI THIỆU

Trái đất là một hành tinh xanh với ba phần tư được bao phủ bởi nước Nước là yếu tố

quyết định đến sự tồn tại và phát triển của môi trường sống Lịch sử tiến hóa của loài người

bắt đầu từ nước và nước chính là thành phần quan trọng nhất cấu thành cơ thể con người

-trung bình cơ thể một người có khoảng 50 lít nước Nếu xét về cấu trúc phân tử riêng biệt,

nước được xem là một dung môi lý tưởng để hòa tan, phân bố các hợp chất vô cơ và hữu cơ

tạo điều kiện thuận lợi cho việc phát triển thế giới thủy sinh, phát triển các loài thủy sản và cả

các loài động thực vật trên cạn Sự vận chuyển của nước trên bề mặt Trái Đất là nguyên nhân

chính hình thành nên địa mạo của địa cầu

Chúng ta có thể thấy rằng các nền văn hóa, thực phẩm, phong cách sống của một địaphương gắn kết chặt với điều kiện khí hậu của nơi ấy, trong khi nguồn nước tự nhiên là bảođảm cho cân bằng về khí hậu của một khu vực.

Do đó trong số các thành phần cơ bản của môi trường tự nhiên, nước là một loại tài nguyênthiên nhiên quý giá song nó lại có giới hạn

Con người chúng ta sử dụng nước trong hầu hết các hoạt động hàng ngày, từ phục vụ sinhhoạt gia đình như ăn uống, vệ sinh, chăm sóc sức khỏe đến sản xuất nông nghiệp, lâm nghiệp,thủy sản, công nghiệp và cả đến giao thông vận tải Nguồn tài nguyên quan trọng này đã tạodựng nên xã hội loài người với sự đa dạng về xã hội, văn hóa và tôn giáo tín ngưỡng ở khắpmọi nơi

Là nguồn động lực cho các hoạt động kinh tế của con người, song nước cũng gây ra nhữnghiểm họa ghê gớm Những rủi ro từ nước như hạn hán, có thể là nguyên nhân làm cho một nềnvăn minh suy tàn; hoặc những trận lũ lụt, lũ quét có thể gây ra những thiệt hại lớn về người vàcủa

Nước ngọt là một yếu tố không thể thiếu trong việc phát triển kinh tế xã hội của mọi quốcgia Chúng ta có thể thấy rằng những nền văn minh xuất hiện sớm nhất trong lịch sử nhân loạiđều tập trung bên cạnh những con sông lớn, chẳng hạn nền văn minh sông Nile (Ai Cập), nềnvăn minh Lưỡng Hà (hai con sông Euphrates và Tigris - Iraq), nền văn minh Ấn - Hằng (ẤnĐộ), ở nước ta có nền văn minh sông Hồng Nguyên nhân là do các dân tộc ở gần nguồnnước có được nguồn nước sạch dồi dào phục vụ cho sinh hoạt, giao thông thuận tiện, điều kiệnsản xuất thuận lợi, điều kiện khí hậu thích hợp cho sự phát triển nói chung

Cũng như một số tài nguyên khác, như đất và không khí…nước có khả năng tự làm sạch.Chức năng này có vai trò quan trọng , góp phần cân bằng sinh thái Khả năng tự làm sạch củanước sẽ diễn ra không đạt kết quả khi trong nước thải có chứa các chất độc hại đối với sự sốngcủa các sinh vật; quá trình tự làm sạch của nước chỉ diễn ra khi các chất độc hại trong nước bịtiêu tan hoặc pha loãng hay lý do nào khác

Trong quá trình phát triển không ngừng của xã hội, loài người đã đạt được nhiều thành tựu

to lớn trong các lĩnh vực kinh tế xã hội với một trình độ khoa học kỹ thuật hiện đại, nhưngđồng thời cũng gây ra nhiều hậu quả nghiêm trọng cho môi trường sinh thái Đó là lượng chấtthải khổng lồ mà con người thải bỏ vào môi trường Lượng chất thải này lớn hơn nhiều so vớilượng mà các quá trình tự nhiên của các hệ sinh thái có thể đồng hóa được; do đó đưa đến tìnhtrạng giảm nhỏ nồng độ oxy trong các dòng chảy, các chất độc hại đi vào nguồn nước và cácđại dương…

Những lượng chất thải do các hoạt động của con người tạo ra làm cho môi trường mất đi một ít khả năng nuôi dưỡng sự sống, một số loài bị tiêu diệt và chính con người cũng phải chịu

sự hủy hoại sinh học Sự suy giảm các quần thể đã làm cho tính đa dạng trong các hệ sinh thái

ảnh hưởng đến sức khỏe con người Và chính con người đã khai thác các nguồn lợi tự nhiên đến mức cạn kiệt tạo ra những biến đổi bất lợi về nhiều mặt.

Nếu như chúng ta không có các biện pháp kịp thời để duy trì và phục hồi khả năng tự làm sạch của môi trường nói chung cũng như khả năng tự làm sạch của nước nói riêng, thì con người sẽ phải gánh chịu hậu quả vô cùng nghiêm trọng do chúng ta gây ra

A TỔNG QUAN

Nước thải được pha loãng với nước nguồn tiếp nhận đến một khoảng nào đó thì được xáo trộn hoàn toàn với nước nguồn Ở những điều kiện bình thường, trong nguồn nước sẽ diễn ra một chu trình kín của sự cân bằng giữa sự sống của các loài động thực vật và vi sinh vật Sự sống của chúng có quan hệ tương hỗ lẫn nhau

Khi nguồn nước bị ô nhiễm bởi nước thải sinh hoạt và công nghiệp, sẽ tạo thành một lượng

dư chất gây phá vỡ chu trình Sự ô nhiễm quá mức sẽ làm cho nhiều chất hữu cơ trở nên không

ổn định, làm cho cơ chế cân bằng của sinh vật, sự cung cấp ôxy diễn ra không bình thường Tuy nhiên, tiếp theo một khoảng cách nào đó về hạ nguồn, tuỳ thuộc lượng các chất gây ô nhiễm, lưu lượng nước nguồn, các điều kiện thuỷ động của dòng chảy , những chu trình bình thường sẽ được phục hồi trở lại Sự phục hồi này được gọi là sự tự làm sạch

Khi các chất ô nhiễm là những muối vô cơ hòa tan được xả vào nước (như NaCl, KCl ) sẽkhông diễn ra một sự thay đổi nào rõ rệt ngoại trừ sự pha loãng tự nhiên tăng lên liên tục khicon sông tăng dần thể tích trong quá trình chảy ra biển do sự đổ vào của các sông nhánh và sựtăng lên của tổng diện tích vùng tập trung nước Hầu hết các muối của acid vô cơ thuộc loạinày mặc dù đôi khi những thay đổi hóa học cũng có thể diễn ra do chúng tác dụng với nhữngchất khác có trong nước sông Tuy vậy điều đó cũng không gây nên sự phá hoại chất vô cơ màchỉ gây ra sự chuyển hóa nó từ dạng hòa tan trong nước sang dạng hòa tan bùn cặn ở đáy sông.Nếu điều kiện thay đổi thì lượng kẽm đã kết tủa lại được chuyển từ bùn cặn vào dạng hòa tantrong nước

Ngược lại khi một dòng sông bị ô nhiễm bởi các chất hữu cơ (nước thải cống rãnh và nhiềuchất thải công nghiệp khác), nó sẽ tự khôi phục lại trạng thái trong sạch ban đầu bởi các quátrình tự nhiên Tiến trình tự làm sạch phụ thuộc vào các tính chất hóa học, lý học, thủy học vàđặc biệt là yếu tố sinh học của nguồn nước Ví dụ hiện tượng pha loãng, lắng cặn và ánh sángmặt trời là các yếu tố xác định việc “làm sạch” các chất ô nhiễm trong nước thải Tuy nhiênquá trình quan trọng hơn cả của quá trình tự làm sạch là sự phân hủy hiếu khí các chất hữu cơbởi vi sinh vật Những vi khuẩn này sử dụng chất hữu cơ làm thức ăn, phân tích các hợp chấtphức tạp tạo thành các sản phẩm cuối cùng đơn giản hơn và ít độc hại

Lượng chất hữu cơ của một dòng chảy có thể bị đồng hóa bởi vi khuẩn giới hạn bởi lượng oxy hòa tan sẵn có trong nguồn nước Do đó, quá trình này phụ thuộc vào tốc độ tiêu thụ oxy của quá trình oxy hóa sinh hóa và tốc độ hòa tan của oxy trong khí quyển vào nguồn nước, và phụ thuộc ít hơn vào các quá trình khác như sự quang hợp và việc oxy hóa các chất lắng đọng dưới đáy thủy vực Trong trường hợp tất cả lượng oxy hòa tan bị tiêu thụ hết, trạng thái yếm khí sẽ xuất hiện và quá trình tự làm sạch sẽ không thể diễn ra

B NỘI DUNG

I Hiện trạng

1 Thế giới

1.1 Sông Citarum, Indonesia

Mặc dù trông giống một hố rác lớn nhưng thật ra con sông Citarum ở Tây Java, Indonesia

là nguồn cung cấp nước chủ yếu cho nông nghiệp và sinh hoạt

Con sông bị ô nhiễm nặng do hoạt động con người và đời sống thủy sinh Hậu quả làm khảnăng tự làm sạch của dòng sông giảm dần, dòng sông trở thành con sông chết

Vào tháng 12/2008, Ngân hàng Phát triển Châu Á đã phê duyệt khoảng vay 500 triệu USD để làm sạch con sông nhưng sẽ mất rất nhiều năm để con sông chết trở về với cuộc sống.[1]

1.3 Sông Mê Kông

Sông Mê Kông chảy qua địa phận 6 quốc gia, bắt nguồn từ vùng núi cao tỉnh Thanh Hải, băng qua Tây Tạng theo suốt chiều dài tỉnh Vân Nam (Trung Quốc), qua các nước Myanmar, Thái Lan, Lào, Campuchia trước khi chảy vào Việt Nam

Sông Mê Kông được đánh giá là dòng sông có lịch sử lâu đời, có hệ sinh thái đa dạng, phong phú Ngoài ra, Mê Kông còn là dòng sông có trữ lượng cá nước ngọt rất lớn và chủng loại rất đa dạng, đặc biệt là có các loại cá quý hiếm

Tuy nhiên hiện nay nguồn tài nguyên của sông Mê Kông là các nguồn lợi thủy sản, đặc biệt là trước áp lực thiếu nguồn điện phục vụ cho công cuộc phát triển kinh tế và lượng nước phục vụ cho nông nghiệp mà các quốc gia đang phải đối mặt, nên sông Mê Kông đã oằn mình gánh chịu những tác động của con người lên dòng chảy, làm mất đi tính tự nhiên vốn có của nó

Những tác động này của các quốc gia, đặc biệt là các quốc gia ở thượng nguồn đã biến sông Mê Kông thành dòng sông chết

Nếu không có những giải pháp kịp thời để làm tăng khả năng tự làm sạch của sông, khôi phục dòng sông chết thì cuộc sống của hàng triệu người mà bao đời nay gắn liền với dòng sông Mê Kông sẽ bị ảnh hưởng, những nét văn hóa của nhiều dân tộc sẽ chỉ còn trong quá khứ.Trong đó, quốc gia ở hạ lưu là Việt Nam sẽ chịu tác động nặng nhất [2]

2 Việt Nam

2.1 Sông Hồng

Kết quả phân tích nước sông Hồng của Sở Tài nguyên - Môi trường Lào Cai của cho thấy,mẫu phân tích ngày 23.1.2010, chỉ tiêu COD, BOD5 có hàm lượng vượt so với tiêu chuẩn là 1,03 và 1,25 lần 8 mẫu lấy từ ngày 7-19.2, hàm lượng COD, BOD5 có xu hướng tăng, riêng ngày 18.2 hàm lượng COD vượt tới 2,7 lần

Kết quả phân tích chỉ tiêu TSS mẫu nước ngày 24.2 là 2.160 mg/l, tương đương với 2,16 kg/m3 tăng hơn 20 lần so với tiêu chuẩn Nguyên nhân có thể do các đập đầu nguồn tháo nước,

xả đáy làm cho dòng nước lưu thông tăng, thành phần nước có chứa nhiều hàm lượng cặn lơ lửng

Các nhà khoa học cảnh báo lượng nước thiếu hụt, dòng chảy suy kiệt sẽ khiến sông Hồng đứng trước nguy cơ trở thành dòng sông chết nếu chúng ta không làm tốt công tác bảo vệ nguồn nước, ngăn chặn tình trạng xả thải làm gia tăng mức độ ô nhiễm

Dòng chảy suy kiệt, khả năng tự làm sạch của dòng sông sẽ dần biến mất tùy theo mức độ [3]

2.2 Sông Bạch Đằng

Hàng năm, sông Bạch Đằng tiếp nhận từ nguồn ven bờ khoảng 10,5 nghìn tấn COD, 4,4 nghìn tấn BOD, gần một nghìn tấn nitơ tổng số, 343 tấn phospho tổng số, gần 15 nghìn tấn TSS và khoảng 6 tấn kim loại nặng các loại Khu vực có đóng góp lượng thải lớn nhất là quận Hồng Bàng và huyện Thủy Nguyên của thành phố Hải Phòng Nguồn thải chủ yếu vào sông Bạch Đằng là nguồn sinh hoạt của dân cư, tiếp đến là chăn nuôi và công nghiệp Dự báo đến năm 2020, tải lượng thải các chất ô nhiễm đưa vào sông Bạch Đằng sẽ tăng từ 1,7 đến 2,4 lần.Tiến hành tính toán cân bằng khối lượng của các chất ô nhiễm trong sông Bạch Đằng qua các quá trình lắng đọng, phân hủy, khuếch tán, quang hợp và trao đổi nước, nhận thấy khả năng tự làm sạch của sông Bạch Đằng khá tốt, trong đó quá trình trao đổi nước có vai trò quyếtđịnh đến khả năng tự làm sạch của thủy vực Tuy nhiên, khả năng phân hủy các chất hữu cơ trong nước có dấu hiệu suy giảm

Kết quả tính toán khả năng tiếp nhận chất thải và sức tải của sông Bạch Đằng cho thấy, khả năng tiếp nhận của sông đối với nhóm chất dinh dưỡng (NH4, NO2 và phosphat) và TSS là không còn, nghĩa là hàm lượng hiện tại của chúng trong nước đã vượt quá giới hạn cho phép trong QCVN 10:2008 Đối với nhóm chất hữu cơ (đại diện là BOD và COD) khả năng tiếp nhận tương ứng là 2,0 và 5,3 tấn/ngày So với lượng thải ra hàng ngày, thì thủy vực đã quá tải đối với nhóm thông số này từ 5-6 lần Đối với nhóm kim loại nặng, đáng chú ý là kẽm đã quá tải 2,38 lần, những thông số khác vẫn nằm trong khả năng tải của thủy vực [4]

2.3 Sông An Cựu

Trong thời gian gần đây, mỗi khi đi dọc hai bờ sông An Cựu, thành phố Huế, dễ dàng nhận

ra một điều: dòng sông “nắng đục mưa trong” của xứ Huế nay đã và đang bị ô nhiễm nặng nề Nước sông đen đặc, bốc mùi hôi thối, rác nổi lềnh bềnh cả một đoạn dài Dòng sông đã mặc nhiên trở thành “cái túi” đựng nước thải và rác của rất nhiều hộ dân sinh sống tại đây Người ta

vô tư vứt rác xuống sông Theo quan sát, tại đường Đặng Văn Ngữ, phường Vạn An, thành phố Huế, rất nhiều hộ dân có nhà làm sát mép sông hầu như không có hố xí tự hoại và coi con sông như một nhà vệ sinh chung

Nước thải từ những hàng thực phẩm cộng với một lượng lớn rác không tiêu hủy được như chai nhựa, nilon tất cả đều theo một cống thoát nước đổ ra sông Không chỉ có rác và nước thải, một lượng lớn cỏ dại và bèo cũng đang phát triển mạnh dọc các bờ kè Do nước xuống thấp, dòng chảy bị thu hẹp, ở một số nơi, lòng sông bị lộ thiên tạo điều kiện cho cỏ dại phát triển.

Hiện sông An Cựu còn đang bị bèo hoa dâu và cỏ dại lấn chiếm, ngăn chặn dòng chảy Bèohoa dâu bám vào làm cản trở dòng chảy khiến cho việc lưu thông giảm đi rất nhiều hậu quả làm khả năng tự làm sạch cũng bị mất đi.[5]

2.4 Sông Sài Gòn

Sở Khoa học và Công nghệ TPHCM phối hợp với Phân viện Khí tượng thủy văn và Môi trường phía Nam (Bộ Tài nguyên và Môi trường) vừa công bố kết quả nghiên cứu về tổng lượng chất thải trên hệ thống sông Sài Gòn Theo đó, TPHCM và tỉnh Bình Dương có lượng chất thải ra sông Sài Gòn nhiều nhất Điều này khiến cho nguồn nước ở đây có nguy cơ không thể tự làm sạch Sông Sài Gòn đứng trước một cái chết được dự báo nếu như không có những biện pháp “cấp cứu” kịp thời

Kết quả phân tích cho thấy, trong 70.000m³ nước thải có khoảng 13,9 tấn TSS, 14,3 tấn COD, 6,8 tấn BOD, 1,9 tấn Nitơ tổng và 248kg Phốt pho tổng Kết quả quan trắc chất lượng nguồn nước sông Sài Gòn của Chi cục Bảo vệ môi trường TPHCM cũng khẳng định, từ năm

2000 đến nay, nồng độ các chất như pH, DO, BOD, COD, dầu có xu hướng tăng 1,1 - 2 lần/năm Cá biệt, nồng độ Coliform tăng 3 - 71 lần/năm và càng về hạ lưu thì chất lượng nguồn nước càng xấu

Kết quả khảo sát thực tế cho thấy, hiện nay trên tiểu lưu vực sông Sài Gòn có 27 KCN và CCN đang hoạt động (TPHCM: 11, Bình Dương: 16) Theo quy hoạch phát triển côngnghiệp của các tỉnh-thành, đến năm 2020 cả tiểu lưu vực sông Sài Gòn có khoảng 39 Khu chế xuất – khu công nghiệp (TPHCM: 19, Bình Dương 20), nhưng đáng lo là các ngành nghề thu hút đầu tư vẫn chủ yếu là dệt nhuộm, may mặc, cơ khí, thực phẩm, giấy, gỗ, nhựa, hóa chất… Đây là những ngành sản xuất và tiêu thụ khá nhiều nước và thải ra lượng lớn nước thải có hàm lượng chất ô nhiễm cao

KCX-Lưu vực sông Sài Gòn còn là nơi tiếp nhận lượng lớn nước thải sinh hoạt của hơn 6 triệu dân và tỷ lệ dân số đang tăng 2%-4%/năm Dự báo đến năm 2020, tổng lượng chất thải trên sẽ tăng 4–5 lần, nguy cơ “giết” chết sông Sài Gòn

2.5 Sông Thị Vải

Sông Thị Vải bắt đầu ô nhiễm nghiêm trọng từ năm 1994 Kết quả quan trắc mới đây cho thấy COD vượt từ 24 đến 45 lần và BOD vượt 110 lần so với tiêu chuẩn cho phép Nhiều năm qua, không còn các hoạt động đánh bắt hải sản dọc theo sông và các khu vực nuôi trồng bị

thiệt hại nặng do tôm cá chết 5 khu chế xuất nằm dọc theo sông Thị Vải thuộc tỉnh Bà Vũng Tàu gồm: Mỹ Xuân A, Mỹ Xuân A2, Mỹ Xuân B1, Phú Mỹ I, Cái Mép.

Rịa-Kết quả khảo sát sông Thị Vải cho thấy hàm lượng khí độc NH3 và H2S trong thủy vực sông rất cao so với ngưỡng thích hợp cho điều kiện phát triển bình thường của các loài thủy sản Cụ thể, giới hạn cho phép NH3 trong môi trường nước phải nhỏ hơn 0,5 mg/lít và H2S nhỏhơn 0,005 mg/lít, nhưng thực tế trên sông Thị Vải hiện NH3 đang ở mức 1,73 mg/l và H2S ở mức 0,8 mg/l Hàm lượng ô xy trong nước cũng rất thấp 1,2 mg/lít (ngưỡng cho phép để duy trì sự sống 5 mg/lít)

Kết quả khảo sát thực tế cho thấy nước sông Thị Vải ô nhiễm nặng và mất đi khả năng tự làm sạch, nhất là nồng độ DO thấp, có nơi bằng 0 Nguyên nhân ô nhiễm là do nước thải từ cáckhu công nghiệp thuộc 2 tỉnh Đồng Nai và Bà Rịa – Vũng Tàu.[6]

2.6 Sông Nhuệ - Đáy

Trung bình mỗi ngày 2 con sông này phải tiếp nhận khoảng 800.000m3 nước thải

Kết quả quan trắc cho thấy, nước sông bị ô nhiễm chủ yếu bởi các chất hữu cơ, dinh dưỡng, chất rắn lơ lửng, mùi hôi, độ màu và vi khuẩn, đặc biệt vào mùa khô Ô nhiễm nước sông lưu vực này có chiều hướng ngày càng tăng Nguyên nhân của tình trạng ô nhiễm trầm trọng tại cả ba lưu vực sông này là nước thải công nghiệp, nước thải sinh hoạt, nước thải làng nghề, nước thải y tế, hoạt động khai thác khoáng sản, hoạt động nông nghiệp và nuôi trồng thủy sản, v.v

Hiện tại, với tổng lượng nước thải công nghiệp khoảng 100.000m3/ngày đêm, Hà Nội đangđứng đầu danh sách 6 tỉnh về lượng nước thải đổ ra sông Nhuệ - Đáy Mặt nước ở các sông của nội thành Hà Nội bị ô nhiễm nghiêm trọng, các đoạn sông Nhuệ nhận nước từ sông Tô Lịch cũng có dấu hiệu bị ô nhiễm Các giá trị COD, BOD5 vượt quá tiêu chuẩn từ 3- 5 lần Nước sông màu đen, có váng, cặn lắng và có mùi tanh

Chất lượng nước của 2 sông Nhuệ - Đáy đã được cảnh báo ở mức độ ô nhiễm trung bìnhđến ô nhiễm nặng, nặng nhất là từ Cống Thần, Đồng Quan chảy về phía Hà Nội, Hà Đông Còn theo dự báo của Viện Khoa học Công nghệ Việt Nam, tải lượng ô nhiễm vào lưu vựcsông Nhuệ từ đập Thanh Liệt sẽ tăng lên gần 16% trong khoảng thời gian từ 2005 đến 2010 Sông Nhuệ là con sông mẹ, tiếp nhận 500.000m3 nước thải mỗi ngày từ bốn con sông thoátnước của Hà Nội: Tô Lịch, Kim Ngưu, Lừ, Sét (qua đập Thanh Liệt, Thanh Trì, Hà Nội) Kết quả giám định của Viện Quy hoạch thủy lợi, Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn cho thấy,tại cầu Tó, nơi nhận nước thải lớn nhất tại sông Tô Lịch, hàm lượng các chất hóa học đều vượtgiới hạn B (giới hạn độc hại của tiêu chuẩn 5942 - tiêu chuẩn dùng để đánh giá mức độ ô nhiễm của một nguồn nước mặt) nhiều lần Lượng NO2 có lúc đạt 0,508 mg/lít (vượt giới hạn

B 10 lần); lượng NH4+ là 2,005 mg/l (gấp đôi giới hạn B); lượng Coliform, loại vi khuẩn có trong phân từ 110.000 - đến 330.000 mpn/100 ml (vượt quá giới hạn B 33 lần)

Ở sông Đáy, mức độ ô nhiễm mang tính cục bộ, trong đó nặng nề nhất là đoạn cầu Hồng Phú (Phủ Lý, Hà Nam - hợp lưu của sông Nhuệ, Đáy và sông Châu Giang) Tại đây, nước sông

bị ô nhiễm hữu cơ cao Các thông số như BOD5, COD, các hợp chất Nitơ và Coliform đều không đạt TCCP Tình trạng này diễn ra tương tự tại đoạn hợp lưu của sông Hoàng Long đổ vào sông Đáy (cầu Gián Khẩu - Gia Viễn - Ninh Bình) và xu hướng ô nhiễm ngày một gia tăngvới lượng nước thải được dự báo tăng 1,2 lần ở Hà Nội và 1,9 lần ở Hà Tây trong vòng 3 năm nữa

Trong bản báo cáo môi trường quốc gia 2006 chỉ rõ, từ nay đến 2010, nếu chúng ta không

có những biện pháp hợp lý bảo vệ môi trường như xử lý nước thải trước khi đổ vào sông, chất lượng nước sông Nhuệ - Đáy sẽ tiếp tục xấu đi, nồng độ BOD tăng khoảng 1,2 -1,5 lần, tổng nito tăng từ 1,2 - 1,85 lần, tổng photpho tăng đến hơn hai lần, tổng coliform tăng từ 1,3 - 2 lần.[11]

II Các yếu tố ảnh hưởng đến khả năng tự làm sạch của dòng chảy

1 Nồng độ oxy hòa tan

Tùy theo lượng chất hữu cơ thải ra trong dòng chảy, lượng oxy sẽ biến đổi như biểu thịtrong hình 1:

Hình 1: Sự thay đổi DO theo khoảng cách về phía hạ lưu tính từ điểm nhận nước thải

Nếu trong nước có nồng độ oxy hòa tan lớn (điều kiện háo khí) thì hoạt động của nhóm vi sinh vật háo khí được đẩy mạnh, quá trình phân hủy chất hữu cơ diễn ra nhanh và tạo ra các sản phẩm cuối cùng ít độc hại Trong trường hợp này ta có sơ đồ chuyển hóa dưới tác dụng của vi khuẩn:

Carbon hữu cơ + O2 → CO2

Hydro hữu cơ + O2 → H2O

Nitơ hữu cơ + O2 → NO3-

Lưu huỳnh hữu cơ + O2 → SO42-

Phospho hữu cơ + O2 → PO43+

Ngược lại nếu nồng độ oxy thấp hoặc không có thì việc phân hủy chất hữu cơ do nhóm vikhuẩn yếm khí thực hiện, sản phẩm tạo ra có mùi hôi và có tính độc hại

Carbon hữu cơ → CH4, CO2

Nitơ hữu cơ → NH3

Lưu huỳnh hữu cơ → H2S

Phospho hữu cơ → PH3

Tại điểm xả nước thải, nhu cầu oxy cho việc phân hủy các chất hữu cơ vượt quá tốc độ hòatan của oxy từ khí quyển vào nguồn nước, do đó nồng độ oxy hòa tan sẽ giảm đi

Tại một điểm nào đó ở hạ lưu, tốc độ hòa tan oxy khí quyển vào nguồn nước cân bằng vớitốc độ tiêu thụ oxy của các vi sinh vật Tại điểm tới hạn này lượng oxy hòa tan trong nguồnnước bị suy giảm lớn nhất

Sau điểm này, nồng độ oxy hòa tan tăng lên từ từ cho tới giá trị bão hòa

Tiến trình này cũng phụ thuộc vào nhiệt độ Trong mùa hè nhiệt độ cao lượng oxy hòa tan vào nước thấp hơn vào mùa đông, điều này có nghĩa là việc phân hủy các chất ô nhiễm trong mùa hè sẽ sử dụng hết lượng oxy của dòng chảy chỉ trong một khoảng thời gian ngắn và tiếp theo đó sẽ là giai đoạn yếm khí Thêm vào đó, tốc độ oxy hóa các chất hữu cơ sẽ nhanh hơn ở nhiệt độ cao hơn, khi đó quá trình tự làm sạch vì vậy sẽ diễn ra nhanh hơn.[7]

2 Loại chất hữu cơ

Tốc độ tự làm sạch của nước phụ thuộc vào tính chất của chất hữu cơ gây ô nhiễm Cónhững chất hữu cơ dễ dàng bị phân hủy như protein, đường, chất béo và cũng có những chấtkhó phân hủy như lignin, cenlulo Những chất hữu cơ clo hóa như DDT, BHC (benzen hecxaclorua) có tính bền sinh học cao nên tồn tại khá lâu trong nước Các chất mùn là những chất

hữu cơ phức tạp rất bền đối với sự phân hủy sinh học nên thường tồn tại dưới dạng bùn cặnmàu đen hay nâu đen [7]

3 Lực sinh học

3.1 Vi khuẩn

Vi khuẩn là loại vi sinh vật quan trọng nhất trong việc phân rã các chất hữu cơ và là tácnhân thu gom có hiệu quả chất hữu cơ trong dung dịch loãng Vi khuẩn oxy hóa chất hữu cơ cóthể tự cung cấp đủ năng lượng nhằm tổng hợp những phần tử hữu cơ phức tạp cần cho sự hìnhthành các tế bào mới Sự hấp thụ thức ăn của vi khuẩn diễn ra trên toàn bộ bề mặt của nó Mỗi

vi khuẩn có một diện tích bề mặt rất lớn so với trọng lượng của nó Diện tích bề mặt của vikhuẩn khô là 62.500 m2/kg, trong khi đó ở người chỉ có 0,168 m2/kg [7]

3.2 Tảo

Tảo không phân rã chất hữu cơ Dưới tác dụng của ánh sáng mặt trời, tảo và các loài thựcvật sống trong nước sử dụng CO2 hòa tan và các thành phần dinh dưỡng thực vật để thực hiệnquá trình quang hợp tạo ra oxy Bằng cách này tảo có vai trò thúc đẩy quá trình phân hủy háokhí [7]

Hình 2: Một số loài tảo tiêu biểu

3.3 Động vật nguyên sinh

Các động vật nguyên sinh trong nước không chỉ tiêu thụ các chất hữu cơ chết mà còn sửdụng cả tảo và vi khuẩn làm thức ăn cho mình, do đó góp phần giữ sự cân bằng sinh học thíchhợp trong dòng chảy [7]

3.4 Giáp xác

Giáp xác có vai trò tương tự động vật nguyên sinh Giáp xác sử dụng tảo và động vậtnguyên sinh làm thức ăn Giun sử dụng bùn cặn lắng đọng ở đáy sông làm thức ăn nên giungiữ vai trò lớn trong quá trình phân hủy chất lắng đọng [7]