Công Nghệ Xử Lý Nước Thải Bằng Biện Pháp Sinh Học – PGS TS Lương Đức Phẩm

Trang 1

Due

PGS TS LƯƠNG ĐỨC PHẨM

Trang 2

NHŨNG CHỮ VIẾT TẮT VÀ GIẢI THÍCH

MỘT SỐ THUẬT NGỮ DÙNG TRONG SÁCH

ADN ‘ Axit dezoxyribonucleic ADP Adenozin diphosphat

Aeroten — Aerotank Bể phần ứng sinh học hiếu khí

AMP Adenozin monophosphat AOC Cacbon hitu co déng héa

AOX Hợp chất hữu cơ, dẫn xuất cla Halogen

ARN, Axit ribonucleic (théng tin)

ARN, Axit ribonucleic (van chuyén)

ATP -_ Ađenozin triphosphat

B Vị khuẩn

BOD Nhụ cầu oxi sinh hĩa (hay sinh học) `

CAG Than hoat tinh dang hat : CAP Than hoạt tính dạng bột

CBOD Nhu cau oxi héa sinh ở pha cacbon

cop Nhu cầu oxi hĩa học

DO © Oxi hịa tan

EU Những nước trong Liên hiệp châu Âu

FAO Tổ chức lương thực và nơng nghiệp của Liên hiệp quốc

LDso Liêu tối thiểu gây chết 50% động vật thí nghiệm

NBOD Nhu cầu oxi hĩa sinh ở pha nitơ

NTK Nitơ xác định theo Kjeldahl~ `

HC l Hidrocacbùa

ss - Chất rắn dang huyén phi, chat ran Io ling > TROD - Nhu cầu oxi lí thuyết

T-N Tổng số nitơ

TOC Cacbon hữu cơ tồn phần hay tổng cacbon hữu cơ

TS , — Tổng số chất rấn

T-P Tổng số phospho

PA WHO Analift

Anapulse hoặc UASB Anafiz Anafinx Biolite Biofor Biodrof Metan héa

Tinh khiết đùng cho phân tích

Tổ chức y tế thế giới

Bể tiếp xúc kị khí, bể lên men metan cĩ thiết bị trộn + cĩ phần lắng

Bể lên men kị khí hay lên men metan ở các lớp nền bàn cĩ đồng ngược lên

Sinh trưởng gắn kết trên giá đỡ hữu cơ dùng trong các lọc sinh học

kị khí,

Sinh trưởng gắn kết cố định trên 1 Op lo ling giả lơng dùng trong lọc sinh học kị khí

Vật liệu lọc bằng chất dẻo đạng hạt cĩ kích cỡ từ 1+ 4mm ding

trong các lọc sinh học

Bề (hoặc thiết bị) lọc hiếu khí cĩ đồng và khí dâng lên

(Biological dry Oxigenated filter) Loc sinh học hiến khí với oxi sạch Lên men metan hay xử lí kị khí

Metanten — methantank Bể hoặc thùng lên men metan hay bể phân ng sinh học kị khí Nitrazur Nitrazur N Nitrazur DN Oxiazur Sinh trưởng gắn kết (Sinh trưởng cố định hoặc màng sinh học)

Sinh trưởng lo ling

(Kĩ thuật bùn

: hoạt tính)

£

Turbocirculator ” Blotazur

Thiét bi (hay bé) nitro héa Thiét bj (hay bé) nitrat héa

Thiết bị (hay bể) khử nitrat ¬ Bề thay thiết bị) lọc sinh học được trộn oxi hoặc khơng khí vào nước trước khi lọc

Vị sinh vật (chủ yếu là vị khuẩn) sinh trưởng tạo thành màng gắn trên vật mang hay giá đỡ (thường là các vật liệu lọc) trong quá trình lọc nước thải

z

Vi sinh vat (chủ yếu là vi khuẩn) sinh trưởng đều khấp trong pha lỏng ở dạng lơ lửng, cĩ thể bám vào các hạt chất rắn huyển phù-

hoặc dạng hạt đưa vào pha lỏng ở đạng lơ lửng (giả lơng) Sinh trưởng lơ lửng cĩ thể áp dụng ở điều kiện kị khí và hiếu khí, được đùng nhiều ở hiếu khí và đồng nghĩa với xử lí bằng bùn hoạt tính - Bể lắng tuần hồn

Trang 3

MỤC Lục

Lời nĩi đầu

Những chữ viết tắt và giải thích một số thuật ngữ dùng trong sách

Mục lục

Phân thứ nhất

Trang

NHỮNG KHÁI NIỆM CƠ BẢN VÀ CƠ SỞ SINH HỌC TRONG CƠNG NGHỆ XỬ LÍ NƯỚC THÁI Chương I NƯỚC TỰ NHIÊN VÀ NƯỚC THÁI

1,1 Nước trong tự nhiên

1.1.1, Nước mặt

1.1.2 Nước ngầm 1.1.3 Nước biển

1.2 Ố nhiễm mơi trường nước và nước thải

1.2.1 Ơ nhiễm do nước chây tràn trên mặt đất 1.2.2 Nước sơng bị ơ nhiễm đo các yếu tổ tự nhiên

3: Ơ nhiễm đo nước thải 1.2.4 Hiện tượng nước bị ơ nhiễm

1.3 Các chất gây nhiễm bẩn nước

1.3.1 Các chất hữu cơ

1.3.1.1 Các chất hữu cơ dễ bị phân hủy

1.3.1.2 Các chất hữu cơ khĩ bị phân hủy

1.3.1.3 Một số hợp chất hữu cơ: cĩ độc tính cao trong mơi trường nước

1.3.2 Các chất võ cơ hi

1.3.2.1 Các chất chứa nitơ Các hợp chất chứa phospho

1.3.2.3 Các kim loại nang

1.3.2.4 Mội số chất võ cơ khác cần quan tâm ở trong nước

1.4 Những thơng số cơ bản đánh giá chất lượng nước

1.4.1 Độ pH 1.4.2 Hàm lượng các chất rắn Độ cứng 1.4.4, Maa 1.4.5 Độ đục

1.4.6, Oxi hịa tan (DO ~ Dissolved oxigen)

12 i2 13 14 14 15 lã 1s 15 16 19 20 20 20 20 22 22 24 24 27 35 35 35 36 36 36 37 1.8 Chương 11 21 2.2, 2.3, 2.4, 2.5 2.6 Chương HỊ 3.1 3.2

1.4.7 Chỉ số BOD (Nhu cầu oxi sinh hĩa ~ Biochemical oxigen Demand) 1.4.8 Chi s6 COD (Nhu cau oxi hĩa học ¬ Chemical oxigen Demand)

1.4.9 Chi s6N, P :

1.4.10 Ham lượng nitơ (Đ) 1.4.11 Ham lượng phospho (P)

1.412 Chỉ số LC¿, (Nơng độ thấp nhất &ây ức chế 50% sinh vật thí nghiệm) 1.4.13 Chỉ số vệ sinh (E — Coli)

Tiêu chuẩn TCVN về nước mặt, nước ngầm, giá trị giới hạn các thơng số và nơng độ các chất ơ nhiễm ở một số nước thải

CƠ SỞ SINH HỌC TRONG QUÁ TRÌNH LÀM SẠCH NƯỚC THAI Thanh phan sinh học của nước

2.1.1 Vi sinh vat

2.1.2 Động vật nguyên sinh (Protozoa hay Protozoobacteria) 2.1.3 Tảo (Algae hay Algobacteria)

Hệ vi sinh vật của nước thải

2.2.1 Vi khuẩn (Bacteria) `

3.2.2 Siêu vi khuẩn và thực khuẩn thé (Virus và Bacteriophage) 2.2.3 Nấm và các vi sinh vật khác

Các sinh vật gây bệnh cĩ ở trong nước Hoạt động sống của ví sinh Yật trong nước thải

24.1 Các quá trình phan hay hợp chất hữu cơ trong nước thai 2.4.1.1 Quá trình phân hủy hiếu khí

2.4.1.2 Q trình phân hủy kị khí

2.4.2 Chuyển hĩa lưu huỳnh (S) và ăn mơn kim loại Sinh trưởng của vì sinh vật

Quan hệ sống của giới thủy sinh và quá trình tự làm sạch của nước

CÁCPHƯƠNG PHÁP XỬ LÍ NƯỚC THÁI

Xử lí nước thải bằng phương pháp cơ học 3.1.1, Song chấn rác

3 12 Lưới lọc 3.1.3 Lắng cái

3.1.4 Cée loai bé ting:

3.1.5 Tách đấu mỡ 3.1.6.:Lọc cơ học

Xử lí nước thải bằng phương pháp hĩa Hí và hĩa học ˆ 3.2.1 Trung hịa

3.2.2 Keo tụ

3.2.3 Hấp phụ

Trang 4

i 3.3 Chương IV 41 43, 4.4 4.5 Chương Ý 5.4, 5.2 Chuong V1 6.1

Xử tí nước thải bằng phương pháp sinh học

3.3.1, Các quá trình sinh học chủ yếu dùng trong xử lí nước thải

3.3.1.1 Một số thuật ngữ hay gặp trong các quá trình sinh học xữ lí nước thải

3.3.1.2 Các quá trình sinh học chữ yếu trong xử lí nước thải 3.3.1.3, Sinh trưởng lơ lững — Bịn hoạt tính

3

3.3.2 Động học trong quá trình xử lí sinh học

,1.4, Sinh trưởng dính bám (cố định hay gắn kếU — Màng sinh học

Phần thứ hai

CÁC LOẠI HÌNH CƠNG NGHỆ TRONG DAY CHUYỂN XỬ LÍ NƯỚC THÁI QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ XỨ LÍ NƯỚC THẢI

Sơ đỗ cơng nghệ xử lí nước thải

4.1.1 Xử lí sơ bộ hay xử lí bậc Í

4.1.2, Xử H cơ bản hay xử lý bậc II 4.1.3 Xử lí bổ sung hay xử lí bậc Hi

, Xử lí bùn cặn

Điều hịa lưu lượng và nơng độ dong thải Điều hịa dịng thải bằng bề điều hịa Khử khuẩn nước sau khi đã xử lí cơ bản

4.4.1 Sát khuẩn bằng clo 4.4.2 Khử khuẩn bằng ozon 4.4.3 Khử khuẩn bằng tia tử ngoại

Chọn các phương án cơng nghệ xử lí nước thải

ĐIỀU KIỆN NƯỚC THÁI ĐƯA VÀO XỬ LÍ SINH HỌC VÀ CÁC CƠNG TRÌNH XỬ LÍ TRƠNG ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN

Các điều kiện nước thải đưa vào xử lí sinh học

Các cơng trình xử H sinh học nước thải trong điều kiện tự nhiên

8.2.1 Áo hồ sinh học

5.2.1a Ao hồ hiếu khí 5.2.1b Áo hế kị khí 5.2.1e Ao hồ hiếu — ki khf

5.2.1d Áo hồ ổn định xử lí bậc HI

5.2.1e Khả năng áp dụng ao hỗ sinh học

5.2.2 Cánh đồng tưới và bãi lọc

CÁC CƠNG TRÌNH HIẾU KHÍ NHÂN TẠO XỬ LÍ NƯỚC THÁI

DỰA TRÊN CƠ SỞ SINH TRƯỜNG LƠ LỮNG CỦA VI SINH VẬT

Bể phân ứng sinh học hiếu khí — Aeroten

6.1.1 Đặc điểm và nguyên lí làm việc của aeroten

6.1

Céc yếu tố ảnh hưởng đến kha nang làm sạch nước thải của aeroten

185 105 105 107 109 115 117 121 121 122 122 124 125 127 129 130 132 133 134 137 137 139 139 139 141 142 145 146 146 ASL 151 152 153

6.1.3 Phân loại aeroten

6.1.4 Tính tốn thiết kế, van hanh va kiém sodt aeroten 6.1.5 Cung cấp oxi cho aeroten

6.2 Mương oxi hĩa (oxidation ditch)

Sĩ Chương VII CÁC CƠNG TRÌNH HIẾU KHÍ NHÂN TẠO DỰA TRÊN CƠ SỞ SINH TRƯỞNG DINH BAM CUA VI SINH VAT

7.1 Loc sinh hoc (Biofilter)

7.1.1 Loe sinh học cĩ lớp vật Hiéu khong ngap trong nuéc {Loc nhé giot) 7.1.2 Lọc sinh học với lớp vật liệu ngập trong nước

_7,1.3 Lọc sinh bọc với lớp vật liệu là các hạt cố định 7.1.3.1 Biofor

7.1.3.2 Biodrof 7.1.3.3 Oxiaznr 7.1.3.4 Nirazur

7.1.4 Dia quay sinh hoc RBC (Rotating biological contactors)

ˆ` Chương VI XÙ LÍ NUỐC THÁI BẰNG PHƯƠNG PHÁP SINH HỌC KỊ KHÍ

8.1, Xử lí nước thải bằng phương pháp kị khí với sinh trưởng lơ lũng

8.1.1 Xử lí bằng phương pháp riếp xức kị khí

§.1.2 Xử lí nước thải ở lớp bin ki khí với dịng hướng lên

8.2 Xử lí nước thải bằng phương pháp kị khí với sinh trưởng gắn kết

8.2.1 Lọc kị khí với sinh trưởng gắn kết trên giá mang hữu cơ

§.2.2 Xử lí nước thai bằng lọc kị khí với vật liệu giả lỏng trương nở: ANAFLUX

8.3 Hồ kị khí l 8.4: Một số điều lưu ý về lên men mêtan và tính tốn bể phần ứng lên men mêtan

8.5 Thu khí sinh học từ rác thải sinh hoat

8.6, Khử nitơ và phospho trong nước thải

8.6.1 Khử nitơ trong nước thải bằng biện pháp sinh học 8,6.2; Khử phospho bằng biện pháp sinh học

Phần thứ ba

£ 'CƠNG NGHỆ XỬ LÍ MỘT SỐ DẠNG NƯỚC THÁI:

Ấ- - Chương IX XỬ LÍ NƯỚC THÁI ĐƠ THỊ

~ 91 xử lí sinh học : làm sạch BOD trong nước thải đơ thị

9.1.1: Xử H nước thải đơ thị với bùn hoạt tính tải trọng thấp khơng qua lang 1)

9.1.2 Xử lí với bùn hoạt tính và bể ổn định sinh học

9.1.3 Trạm xử lí với bể lắng bậc I (lấng 1) 9.1.3.1 Bể lắng bậc 1

9.1.3.2 Xử 1ï cơ bản bằng aeroten và lắng 2

9.1.3.3 Trạm xử lí với lọc sinh học

9.1.4 Xử lí sinh học : kết hợp aeroten với lọc sinh học

Trang 5

9.2 Loai bé nitrat sinh hoc thà 9.2.1 Loại bỏ nitrat bằng bùn hoạt tính 9 Loại bỏ nitrat bằng màng sinh học

9.3 Loai bé phosphat bằng phương pháp sinh học

9.3.1 Phương pháp hai bac

9.3.2 Phương pháp ba bậc

9.3.3 Phương pháp bốn hay năm bậc

Chương X XỬ LÍ NƯỚC THÁI CỦA CƠNG NGHIỆP GIẤY

19.1 Nước thải trong cơng nghiệp giấy 10.1.1 Sản xuất bột giấy

10.1.2 Sân xuất giấy từ bột giấy (xeo giấy)

10.1.3 So dé quy trình cơng nghệ sẵn xuất giấy 18-2 Nước thải của cơng nghiệp giấy

10.3 Xử tí nước thải của các xí nghiệp sân xuất giấy

10.3.1.- Giảm thiểu ơ nhiễm

10.3.2 Các phương pháp xử lí nước thải trong cơng nghiệp giấy

10.3.2.1 Xử lí nước thải của cơng đoạn sẵn xuất bột giấy 10.3.2.2 Xử lí nước thải của nhà mầy sản xuất giấy vã cactơng

10.3.2.3 Giới thiện hai quy trình xử lí nước thải giấy ở Hà Lan

Chương XI, XỬ LÍ NƯỚC THÁI CỦA CƠNG NGHIỆP ĐỆT NHUỘM

11.1 Sơ dé cong nghệ sân xuất hàng đệt nhuộm

11.2 Nhu cầu về nước và nước thai trong xi nghiép dét nhuém

11.3 Xử lí nước thải đệt nhưộm

11.3.1 Xử lí nước thải đệt nhuộm kết hợp phương pháp hĩa lí và sinh học

11.3.1.1 Xử lí sơ bộ 11.3.1.2 Xử lí co ban 11.3.1,3 Xử lí bậc 3

Chương XII XỬ LÍ NUỘC THÁI CƠNG NGHIỆP LIÊN HỢP CHẾ BIẾN THỊT

12.1 Xí nghiệp giết mổ (lị mổ)

12.1.1 Đặc trưng nước thải lồ mổ 12.1.2, Thu hồi protein từ nước thải lồ mổ

12.1.3 Xử lí nước thải

12.1.4 Giới thiệu quy trình xử lí nước thải-lị-mổ &-Oberding(CHLB Đức) 12.2 Nước phân và nước rửa chuồng trại chăn nuơi _—

12.3 Nước thải của cơng nghiệp thuộc da

12.3.1 Sơ đồ nguyên lí quy trình cơnế nghệ thuộc da

12.3.2 Nước thải trong cơng fighiệp thuộc đa 12.3.3 Xử lí nước thải thuộc đa

Chương XIII XỬ LÍ NƯỚC Ơ NHIỄM DAU MO

13.1 Giới thiện sơ lược về đầu mơ và ư nhiễm dâu mơ 13.2 Các nguên nước thải :

13.3, Phân hủy sinh học (hay oxi hĩa sinh học) các chất hữu cơ cĩ trong nước thải đầu mơ

10 228 228 230 231 231 232 233 236 236 236 237 237 238 240 240 241 242 242 245 248 248 250 253 254 ` 254 254 255 2:9 * 259 259 259 260 260 263 264 264 266 269 272 272 274 278 EN

Chương XIV XỬ LÍ NƯỚC THÁI CỦA CƠNG NGHIỆP RƯỢU BIA VÀ SẲN XUẤT NẤM M

14.1 Cơng nghệ rượu cơn a

14.1.1 Xử lí nước thải ở các nhà máy rượu cổn đùng nguồn nguyên liệu tĩnh bột

14.4.2 Xử lí nước thải của nhà máy rượa từ rỉ đường

14.2 Nước thải của nhà máy bia So

14.2.1 Quy trình cơng nghệ sản xuất bia và các nguồn nước thải

14.2.2 Xử Hí nước thải ở nhà máy bia

C

Chương XV XÙ LÍ NƯỚC THÁI TRONG CƠNG NGHIỆP SẲN XUẤT CÁC CHẾ PHẨM SINH HỘI

15.1, Quy trình bể hiếu khí kết hợp với kĩ thuật bin hoạt tính

15.2 Quy trình cơng nghệ sit dung lọc sinh học kết hợp với bữn hoạt tính

15.3 Quy trình cơng nghệ xử lí nước thải của các nhà máy sản xuất Hzin ‘itamin, enzim ) Sản xuất các chế phẩm sinh học (axit amin, vi 5

Be bang cơng nghệ tổng hợp hĩa học hay chiết rút từ thực vật, động vật

308

Chương XVI XÙ LÍ NƯỚC THÁI TRONG CƠNG NGHIỆP SỮA, ĐƯỜNG, BỘT VÀ Đỗ HOP RAU Qua

16.1 Các xỉ nghiệp cơng nghiệp sản xuất chế biến sữa

16.2 Cơng nghiệp đường, bột Xử lí nước thải của nhà máy đường

16.2.1 Cơng nghiệp đường, bột

16.2.2 Xử lí nước thải của nhà máy đường

16.3 Cơng nghiệp chế biến khoai sẵn, tink bot

16.4 Nhà máy tỉnh bột

16.5 Nước thãi từ các xí nghiệp thực phẩm khác 16.6 Cơng nghiệp đồ hộp rau quả

Phụ lục

Phụ lục 1 : Các sơ đồ mơ tả vịng tuần hồn cacbon, nÌ1Ø, phospho trong tự nhiên

và sinh tổng hợp protein

Phụ lục 2 : Chất lượng nước đối với nuơi trồng thủy sản Tài liệu tham khảo

Trang 6

wre

Phần thứ nhất

NHŨNG KHÁI NIỆM CƠ BẢN VÀ CƠ SỞ SINH HỌC TRONG CƠNG NGHỆ XỬ LÍ NƯỚC THÁI

hương /

NƯỚC TỰ NHIÊN VÀ NƯỚC THÁI

1.1 NƯỚC TRONG TỰ NHIÊN Nước trong tự nhiên bao gềm tồn bộ các đại dương,

biển, vịnh, sơng, suối, ao,hổ, nước ngấm, băng tuyết, hơi Ẩm trong đất và trong khơng khí Giân 94% nước trên Trái Đất là nước mặn, nếu tính cả nước nhiễm mặn thì tỉ lệ này lên tới khoảng 97,5% Nước ngọt chiếm một tÍ lệ rất nhỏ (2 — 3%)

+ 'Nước đĩng vai trị rất quan trọng trong việc điểu hịa khí hậu và cho sự sống trên Trái

Đất Nước là dung mơi lí tưởng để hịa tan, phân bố các chất vơ cơ, hữu cơ, làm nguồn định : đưỡng cho giới thủy sinh cũng như động, thực vật trên cạn, cho thế giới vi sinh vật và cả

can người Nước giúp cho các tế bào sinh vật trao đổi chất định dưỡng, tham gia vào các

phần ứng hĩa sinh và cấu tạo tế bào mới Cĩ thể nĩi rằng ở đâu cĩ nước là cĩ sự sống và ngược lại Nhu cầu về nước sinh hoạt của người dân đơ thị khoảng 10Ơ — 1501ft/ngày để cung cấp cho ăn uống, tắm, giặt, làm cơng tác vệ sinh Ngồi như cấu sinh hoạt, nước cịn - cung cấp cho tưới tiêu thủy lợi, cho các ngành cơng nghiệp chế biến nơng sản, chế biến các sân phẩm khác như luyện kim, đệt sợi, giấy Nĩi chung, nhụ cầu về nước ngày càng lớn

Nước đùng cho sinh hoạt, trong sản xuất nơng nghiệp, cơng nghiệp, dịch vụ Sau khi

được sử dụng đều trở thành nước thải, bị õ nhiễm với các mức độ khác nhan và lại được đưa

trở lại các nguồn nước và nếu khơng xử lí đàm sạch) thì sẽ làm ơ nhiễm mơi trường Hơn

nữa, hàng năm nạn phá rừng trên tồn cầu rất lớn làm cho lớp thực vật che phủ, đất bị suy giảm, lượng nước ngọt càng dễ bay hơi và mức nước ngẩm bị hạ xuống Như vậy, số lượng nước ngọt từ các ao hồ, sơng ngồi và một phần nước ngầm bị kiệt dân và chất lượng nước

cũng bị suy giảm ¬

Nước trong từ nhiên được tuân hồn theo chủ trình sau (hình 1,1)

Theo chu trình tuần hồn, nước ngọt được chu chuyển qua quá trình bốc hoi va mua

(thường là ngắn theo hàng năm) Với chủ trình này lượng nước được bảo tồn, nhưng nước

được biến từ đạng lơng sang hơi và rấn (băng tuyết), hoặc từ nơi này sang nơi khác ở các thủy vực: biển và đại đương, nước mặt (sơng suối, ao hổ) và nước ngắm

12

Hi nước trong

Bốc bơi từ đất liên c¬ khơng khí

70.000 kmê ees 43,000 km?

fe `

Usenet ag

Ya KH

GYAN, ⁄ 2 Vie ⁄ Mưa trên đất liên Mưa trên biển

110.000 km® 390.000 km2 Boe hơi từ biển

480,000 kmŠ

Hình 1.1 Chu trình nước tồn cầu hàng năm

1.1.1 Nước mặt Đây là khái niệm chung chỉ các nguồn nước trên mặt đất, bao gồm ở đạng động (chây) như sơng, suối, kênh, rạch và dang tĩnh hoặc chảy chậm như ao, hồ, đâm, - phá v.v Nước mặt cĩ nguồn gốc chính là nước chảy trần do mưa hoặc cũng cĩ thể từ nước ngắm chảy ra do áp suất cao hay dw thừa độ Ẩm trong đất cũng như dư thừa số lượng trong các tầng nước ngâm

Nước chảy vào các sơng luơn ở trạng thái động, phụ thuộc vào lưu lượng và mùa trong năm Chất lượng nước phụ thuộc nhiều vào các lưu vực Nước qua vùng đá vơi, đá phấn thì nước trong và cứng Nước chảy qua vùng đá đất cĩ tính thấm kém thì nước đục và mềm

Các hat mịn hữu cơ hoặc vơ cơ bị cuốn theo khĩ sa lắng Nước chảy qua rừng rậm nước trong và chứa nhiều chất hữu cơ hịa tan Nạn phá rừng tràn lan làm cho nước cuốn trơi hầu "hết các thành phần trong đất

Nước cứng thường giấu các ion canxi và magiê, pH cao (thường lớn hơn 7) Nước cĩ pH

3Ÿ thấp hơn 7 thường là nước mềm Khi chảy qua các lưu vực sơng ở đồng bằng, nước cĩ nhiều 'Ê =-=r phù sa, chứa nhiều tạp chất hữu cơ (humie), một số tạp chất chứa ion kim loại, đặc biệt là ° nhơm và sắt Nước ở vùng này cĩ độ mặn cao, điển hình nhất là nước ở lưu vực sơng Hồng

Vào mùa mưa 7 _

s¿ - Nước ở ao hồ, đầm phá về mùa mưa được bổ sung và chay trần, về nguyên tac cĩ thể coi

là đồng chây chậm, thời gian lưu lớn Nước này cĩ độ đục thấp, hàm lượng các chất hữu cơ

thấp thường được sử dụng làm nguồn nước sinh hoạt Trường hợp nước Ở các thủy vực này

lưu quá lâu cĩ thể xây ra hiện tượng, phát triển của rong tảo làm giảm chất lượng nguồn

hước, Các lồi thủy thực vật phát triển khi chết, bị phân rã làm ơ nhiễm nước Ở đây chưa

kế tới các lồi rong tảo cĩ độc tính gây bệnh cho người và động vật

Trang 7

Ơ NHIỄM MƠI TRƯỜNG NƯỚC VÀ NƯỚC THÁI

Nư ổi thà a ì ân hồn của thủy quyển và đặc biệt qua

Ệ it đối thành phần trong quá trình tụ a thiy qi ‘ igt ae oon người Như vậy nước bị ơ nhiễm đo các tạp chất cĩ nguồn gốc từ thiên

ng : a - :

1.1.2 Nước ngâm, Nước ngắm tồn tại ở các tầng hoặc túi trong lịng đất Chất lượng nước ngầm phụ thuộc vào một loạt yếu tố: chất lượng nước mưa, thời gian tổn tại, bản chất „lốp đất đá nước thấm qua hoặc chứa tầng nước Thơng nhau, như ở vùng núi đá, vùng ven đơ thị, vùng cơng nghiệp hữu cơ và vị sinh vật, giàu các ion vơ cơ Nước ngầm ở các thường nước ngầm chứa ít tạp chấy vùng khác cĩ thành phần kh:

v.v Nước ngắm vũng ven bị _đễ bị nhiễm mặn,

lêđ Và con người, và ho

fc nguồn nước trong tự nhiên hoặc nước sử dung cho bat ky mét mục đích nao cing

ita một lượng các tạp chất vơ cơ và hữu cơ hịa tan Các hợp chất ays tùy ore an Ì 1a tal 5 ể là cá hất dinh dưỡng cho cây ất đi Ỡ trồng và động vật hoặc ngược 8 6 i re la 2 She doe hat, Nuée chay au bi i i ớc chảy qua núi rừng vào các địng s ào các đị uối rồi đổ vào các đồng sơng ra ¢ :

bế và, Quá nình này ria ả Quá trình này rửa trơi các khống c¡ h 4 ay ri i A áng chất cĩ ất cĩ trong đất đá, đất đá, cuối đá, cuốn theo các lá cây rừng theo các lá cả

fn ct Pa ếu tố rửa trơi cĩ thể cĩ những chất độc Trong quá trình phát triển oe nen eng hiệp "cơn nghiệp hiện đại cũng như tốc độ đơ thị hĩa như vũ bão hiện nay d an án

lụng nước ngày càng nhiều và lượng nước thải ngày càng xà: pute thal 6 ne 2 it hit à thà hần vi sinh vật Nếu khơng kiểm sodt dug : › Sait dich ử lí thích hợp hee te bee nee t sẽ ảnh hưởng rất xấu đến mơi trường xấu đết ¡ trường sống nĩi chung, Xét cho cùng ơ sống I 2 ùng 6

na ơi trường nước hiện nay trên thế giới đều do hoạt động của con người, trong đĩ chủ

mm ỹ

Nước ngắm là nguơn tài nguyên quý giá cung cấp cho các vùng đơ thị, cơng nghiệ tưới tiêu thủy lợi, đạc biệt là các vùng trồng cây cơng nghiệp tập trung, như cay ca phê

Tay Nguyén

1.1.3 Nước biển, Nước biển tương đối đồng đều về thành phần, đặc biệt là giàu muối NaCl, vì vậy nước biển được gọi là nước mặn Khoảng 3/4 bể mặt Trái Đất được che phủ bởi nước biển Cĩ thể phân theo tỉ lệ muối hịa tan từ mức độ lớn tới nhỏ là nước mặn ở cá, vùng biển và đại đương; nước lợ ở Vùng các cửa sơng và ven biển; nước ngọt ở sơng ngồi, a

hồ Thành phân chủ yếu của nước biển là các ionˆCÍ”, SO z2, €03?, S03”, Na*,cat?, Mgt? Nước biển thích hợp với các lồi thủy hải sản nước mặn, là mơi trường sống quan trong cha

nhiễu giới sinh vat -

:

Biển đĩng vai trị quan trọng trong chu trình tuần hồn nước tồn cầu Thành phần hĩa học của nước tự nhiên được giới thiệu ở bang 1.1

u-là từ nước thải

1⁄2.1 Ơ nhiễm do nước chảy tràn trên mặt đất ¬ or

Nước chảy trần trên mặt đất do mưa hoặc do thốt nước từ tưới “ coe mene Ie i iém nướ hồ Nước đồng ruộng cuốn theo thuốc bảo vệ ụ

yến nhân gây ơ nhiễm nước sơng, 3 n Wa lat ene ee it 6 nhu nước mưa, lũ lụt cùng

ồn (kể cả phân hữu cơ và phân hĩa học), cũng nh ‘ 1G ue é âm chây màu cuốn theo các chất mầu mỡ của đất, như mùn, phù sa, các-vi sinh vật của

Bang 1.1 THÀNH PHẦN HĨA HỌC TRONG NƯỚC TỰ NHIÊN

Nước biển Nước sơng, hồ, đảm Thanh phan

Nong d6: mg/i ao các nguồn nước

Cée ion chính Clo (cr") 1

1.2.2 Nước sơng bị ơ nhiễm do các yếu tố tự nhiên

:

¡ ahié ăn và 3 lễ ầy vào sâu

Natri (Na*) 2

Nước ở vùng cửa sơng thường bị nhiễm mặn và cĩ thể chuyển ð nhiễm này en

a

an ớc ở ũ hiểm phèn cĩ thể theo kênh rạch chuyển 6 nhiễm sang

one Oe) 3

g dat liên Nước ở các vùng nhiễm p oa 2 ủa thành phần cấu tạo đất hoặc

Magie (Mg) 4

khác Các yếu tố tự nhiên cịn phải kể đến ảnh hưởng của thần P ii la hoạt động

Canxi (Ca”*) 3

an cảnh địa lí của từng khu vực Thí dụ: ving cĩ quặng Khoảng pans tal Tha oat 49

Kali (K*) 6

nước ở các vũng này sẽ bị ơ nhiễm do ảnh hưởng của nham thạch, ag san

Bicacb, 5

7

- h

Cung 65) 3

-2.3 O nhiém do nuéc thai - tốt tiêu Seem tah 9

Nước thải là nước đã qua sử dụng vào các mục đích, như sinh hoạt, dịch vụ, tưới trOTHÍ (Sự

`

- Thơág thường nước thải được'phân loại theo

Các nguyên tố

y lợi, chế biến cơng nghiệp, chăn nuơi v.v

Microgam/t vi lượng Microgam/ tiên gốc phát sinh ra chúng ¬

din cuba sâm

Bo (B) 4.500 2

To

“Nước thải sinh hoạt Nước thải sinh hoạt hay là nước trường hee sơ quan kho vui

Silic (Si) 5.000 Too

13.100

ớc sau khi sử dụng từ các hộ gia đình, bệnh viện, khách sạn, trường học, ›

Flo (P) 1.400 as

100 Hơi giải trí

để bị

Nits G9 4

230 ự

ate ầ 6 cĩ hàm lượng lớn các chất hữu cơ đễ bị

äc đi i ớ t là trong đĩ cĩ hàm lượng -

No Œ) b

ae

hy tee cho, moi vn chat béo) các chất vơ cơ sinh dưỡng (phosphat, nitơ), cùng

Molipden (M 6

1

h hủy (hidrateacbon, protein, > Kem (2) me 7 20

1 khuẩn (cĩ thể cĩ cả vi sinh vat gay bệnh), trứng giun, sán v.v ! “aa ise

Mee §

Ham lượng các chất gây ơ nhiễm trong nước thai sinh hoạt phụ thuộc Dàn giá

Mangan (Mn) 9

g, chất lượng bữa ăn, lượng nước sử dụng và hệ thống tiếp nhận nước thải

Trang 8

chính xác, cần phải khảo sất đặc điểm nước thải từng vùng đân cư, như ở đĩ thị, nơng thơn,

miễn núi, đồng bằng, khu du lịch Để cĩ thể dễ tính tốn người ta ước tính số lượng nước đùng cho một người trong ngày là 100 — 150 lít và kể cẢ chuồng trại chăn nuơi là

250 lit/ngudi/ngay

— Nước thải cơng nghiệp Nước thải từ các xí nghiệp sản xuất cơng nghiệp, thủ cơng nghiệp, giao thơng vận tải gọi chung là nước thải cơng nghiệp Nước thải loại này khơng cĩ đặc điểm chung mà phụ thuộc vào các quy trình cơng nghệ của từng loại sản phẩm Nước

thải từ các cơ sở chế biến nơng sản, thực phẩm và thủy sản (đường, sữa, bột, tơm cá, rượu

bia ) cĩ nhiên chất hữu cơ đễ bị phân hủy; nước thải của nhà máy thuộc da chứa nhiều kim loại nặng, sulfua; nước thải của xí nghiệp làm acquy cĩ nồng độ axit và chì cao v.v

Nĩi chung, nước thải của các ngành cơng nghiệp hoặc các xí nghiệp khác nhau cĩ thành

phần hố học và hĩa sinh là rất khác nhau

— Nước thấm qua: Đĩ là nước mưa thấm vào lệ thống ống bằng nhiều cách khác nhau, qua các khớp nối, các ống cĩ khuyết tật hoặc thành của hố ga hay hố xí

~ Nước thải tự nhiên: Nước mưa được xem như nước thải tự nhiên ở những thành phố hiện đại, chúng được thu gom theo một hệ thống thốt riêng

~ Nước thải đơ thị: Nước thải đơ thị là một thuật ngữ chung chỉ chất lơng trong hệ thống cống thốt của một thành phố, đĩ là hỗn hợp của các loại nước thải kế trên

Các tính chất đặc trưng của nước thải sinh hoạt, nước thải cơng nghiệp và nước thải đơ thị được trình bày ở bảng 1.2 và thành phần của chúng ở bảng 1.3, 1.4

1.2.4 Hiện tượng nước bị ơ nhiễm Nước bị ơ nhiễm hay nước nhiễm bẩn cĩ thể quan sất được bằng cảm quan qua các hiện tượng khác thường như sau: thay đổi mầu sắc (nước

“nở hoa”), cĩ mùi vị lạ, đục v.V

— Mầu sắc: Nước tự nhiên sạch khơng mầu Nhìn sâu vào bể đẩy nước sạch ta cĩ cảm

giác nước cĩ mầu xanh nhẹ đo sự hấp thụ chọn lọc các bước sĩng nhất định của ánh sáng Nước cĩ rong tảo phát triển cĩ mầu xanh đậm hơn Nước cĩ màu vàng do nhiễm sắt, màu vàng bẩn do nhiễm axit humic cĩ trong mùn Nước thải làm cho nước cĩ mầu nâu đen hoặc đen Mỗi loại nước thải đều cĩ những mâu sắc khá đặc trưng, nhưng đa số trường hợp auc nhiễm bẩn nặng đều cĩ mầu nâu hoặc đen

— Mùi vị: Nước sạch Khơng cĩ mùi vị, khi nhiễm bẩn cĩ mùi vị lạ Thí dụ: mùi thối, vị tanh, chất Trong nước thải chứa nhiều tạp chất hĩa học và làm cho nước cĩ mùi vị lạ đặc trưng Quá trình phân giải các chất hữu cơ cĩ trong nước cứng lầm cho nước cĩ mùi vị khác thường

~ Độ trơng Nướ»-‹e đhiên sạch khơng cĩ tạp chất thường rất trong, khi bị nhiễm bẩn,

các loại nướ- ‹dấi thường bị đục: độ trong giảm và độ đục tăng Độ đục do các chất lơ lửng

gave Các chất lơ lửng cĩ kích thước rất khác nhau ở đạng keo hoặc phân tấn thỏ

16

-|* Cá nguơn gốc vơ cơ

Bảng 1.2 CÁC TÍNH CHẤT VẬT LÍ, HĨA HỌC VÀ SINH HỌC ĐẶC TRƯNG CỦA ˆ NƯỚC THÁI VÀ NGUỒN GỐC CỦA CHÚNG (Metcalf và Eddy, 1991)

Tinh chat Nguồn phát sinh ~ CAC TINH CHAT VAT LÍ

2 Mầu Các chất thải sinh hoạt và cơng nghiệp, sự phân rã tự nhiên các chất hữu cơ,

Mùi Sự thối rữa nước thải và các chất thải cơng nghiệp

Chat ran Cấp nước cho sinh hoạt, các chất thải sinh hoạt và sản xuất, xĩi modn đất, đồng thấm, chảy vào hệ thống cống

Nhiệt độ Các chất thải sinh hoạt và sản xuất

~ THÀNH PHẦN HĨA HỌC:

+ Cĩ nguồn hữu cơ, l

Cacbonhidrat

Mỡ, dầu, dầu nhờn

Thuốc trừ sâu

Các chất thải sinh hoạt, thương mại và sản xuất Các chất thải sinh hoạt, thương mại và sân xuất

Chất thải nơng nghiệp

Phenol Chất thải cơng nghiệp

Protein Các chất thải sinh hoạt và thương mại

Các chất hoạt động bể mặt Các chất thải sinh hoạt và sản xuất Các chất khác Phân rã tự nhiên các chất hữu cơ

Độ kiểm Nước thải sinh hoạt, cấp nước sinh hoạt, sự thấm của nước ngầm Clorua Cấp nước sinh hoạt, các chất thải sinh hoạt, sự thấm của nước ngầm,

các chất làm mềm nước Các kim loại nặng Các chất thải cơng nghiệp

Nhơ Các chất thải sinh hoạt và nơng nghiệp

pH Các chất thải cơng nghiệp

Phospho Các chất thải sinh hoạt và cơng nghiệp

Lưu huỳnh Cấp nước sinh boạt, nước thải sinh hoạt và cơng nghiệp

Các hợp chất độc Các chất thải cơng nghiệp ma + Các moi, `

' HạŠ Phân hủy các chất thải sinh hoạt ⁄ CH - Phân hủy các chất thải sinh hoạt

Oxi

- Cp Ho ~inb hoat, sự thấm của nước bể mặt HANH PHAN SINH HOC

Các động vật Các đồng nước hở và nhà máy xử lí

Thực vật Các dịng nước hở và nhà máy xử lí

Sinh vật nguyên sinh, Virut | Các chất thải sinh hoạt và nhà máy xử 1í các chất thải'sinh hoạt

Trang 9

Bảng 1.3 ' THÀNH PHẨN NƯỚC THÁI SINH HOẠT PHÂN TICH THEO CAC à ~

Ngành cộng nghiệp Chất ư nhiễm trong nước thải Nơng độ (mg/l) ` PHƯƠNG PHÁP CUA APHA (GTZ, 1989) i /

~ Mồ lợn Chất rắn lơ lừng 71?

Mức độ ư nhiễm

Nito hữu cơ 122

Các chất (mgft)

1045

° Nang Trung binh Thấp BOD, / § < 3 ~ Hén hop Chất rần lơ lừng 929 Téng chất rắn 1000 - 500 : 20 Nite hau oo 304 0: Chất rấn hịa tan 700 : 350 12 BoD, 2240 4 300 150 8 : r Chất rần khơng tan 120

Thuộc đa Tổng chất rắn tan 6000 ~ 8000 Téng chat rén lo limg 600 350

: :

8 4 BOD, 900

Chat ran lang mg/l 12 | Bop " 300 200 100

NaCl 3000

$ 9

5 Tổng độ cứng .1600

Oxi hịa tan 9

50 25 Sunfua 120 Tổng nitơ 85 - 2 10 Protein 1008 N~hiu co 35 20 ˆ ọ 1s Crom _» 30=.70 .N ~ amoniae 50 3 : 0 N-NO, 61 0.05 Nước đục đo: N~NG; 0Á 0.20

+ Lẫn bụi và các hĩa chất cơng nghiệp

01 “ ‘ ˆ an cA 4 tết tảa chà Z

Clorua 175 100

+ Các chất hịa tan vào nước, rồi sau đĩ kết tủa thành các hat ran

15

Do kiém (mg CaCO;/l) 200 100

+ Đất hịa vào nước ở dạng hật phân tần v.v :

50

Chat béo 40 20

-._ Các đạng hạt vật chất lơ lửng thường hấp thụ các ion kim loại độc vì các vì sinh vat Téng phospho (mg P/l) - 8 0

„(rong đồ cĩ lồi gây bệnh) Nếu lọc nước khơng kỹ sẽ ảnh hưởng xấu đến người và động Bảng 1.4 THĂNH PHẦN NƯỚC THÁI CỦA MỘT SỐ NGÀNH CƠNG NGHIỆP

svat sit dung

Độ đục càng lớn thì khả năng ánh sáng qua nước bị giảm dẫn đến quá trình quang hợp

khí ảnh hưởng đến đời sống.của nhiều động, thực vật thủy sinh, trong đố cĩ vỉ sinh vật tong nước bị yếu, nổng độ oxi hịa tan trong nước nhỏ và mơi trường trong nước trở nên kị

.‹¡ — Một số hiện tượng khác thường: “Nước nở hoa”: nước vẫn bình thường nhưng quan Sắt thấy nước như cĩ cánh hoa nở trong nước, là do nước giàu chất đỉnh đưỡng, đặc biệt là 4 ham lượng 1S cao làm €ho tảo “bùng nổ” sinh trưởng và phát triển Nhiều trường hợp Le

€ nước vẫn bình thường, nhưng thấy tơm cá đờ đẫn, thở ngáp trên mặt nước, thậm chí bị chết hàng loạt, cĩ khi cả các loại bèo, đặc biệt là bèo tấm, bị chết một số hoặc tồn bộ v.v ing trường hợp này cĩ thể là đo nước đã bị nhiễm độc cao các khí hịa tan; các ion kim

nặng, các hợp chất phenol, các chất bảo vệ thực vật, phân hĩa học hoặc cũng cĩ thể là

hầm lượng quá cao các chất hữu -eơ (kế cả các chất dễ bị phân hủy cĩ giá trị đỉnh lưỡng), oxi hịa tan nhỏ hoặc khơng cĩ trong sĩi trường nước `

io +

Ngành cơng nghiệp Chất ơ nhiễm trong nước thải Néng 46 (mg/l) Chế biến sữa "Tổng chất rắn 4.516

Chất rấn lơ lùng 560 ` NHơ hữu cơ 73:2

Natri 807 Canxi £ Kali a 116 Phospho 39 BOD, 1.890 kê mổ — Mỗ trau, bồ Chất rần lơ lửng ` 820 Nitơ hữu cơ ; 154

BOD, 996

1.3 CÁC CHẤT GÂY NHIỄM BẤN NƯỚC: Cĩ rat nhiéu chat soy 4 nhiễm nước, cĩ

phan ching thanh 9 loai-nhy sau : ;

Trang 10

— Các chất hữu co dé bi phân hủy, chủ yếu do tác nhân sinh học (vi sinh vat) quản gỗ Chất này bên trong nước, tùy thuộc vào mơi

trường nĩ cĩ thể tổn tại từ vài tad)

ak Vài tuân

— Các kim loại nặng đến vài tháng và cĩ thể tích lũy trong cơ thể rong tảo, tơm cá và trong

chất sa lắng Coe ton oo PCP.tén tại'trodg phổi, đạ dày, ruột trong cơ thể động vật và người, gây độc ch

_ mình hơ hấp, Đối với thực vật nĩ km hãm quá tình quang hợp PCP độc đổi với cá, đặc be

1à ở dạng mandi natri với nồng độ 70 ug/1 đã giết chết một số lồi cá Liêu gây chết 50% số động vật thí nghiệm của hợp chất PCP là 27 mg/kg thé trong đối với chuột, Tổ chức tế hể

_ giới WHO Quy định hàm lượng 24 - trielorophenol và PCP đối với nước uống là <1 vn

Đối với nước nuơi trồng thủy sản, FAO quy định nơng độ các hợp chất phenol: <5 1 asi

với họ Satmonid (cá hồi) và Cyprinid (cá chép) SỐ —

~ Dâu m#, các chất hoạt động bé mat

~ Các chất cĩ mui hoặc mau

— Các chất rắn — Các chất phĩng %4 — Các vị sinh vật

1.3.1, Các chất hữu cơ Dựa vào đặc điểm đễ bị phân hủy do ví sinh vật cĩ trong nước,

~ Các chất bảo vệ thực vật (Pesticide)

sad ai ghan các chất hữu cơ thành bai nhĩm: _ Các chất bảo vệ thực vật là các hợp chất hữu cơ tổng hợp cĩ cấu trúc hĩ

Hiện nay cĩ khoảng hơn một vạn chất Trong thành phan ‘hoa hoc sta ching peli hoe

-hidro con cĩ lưu huỳnh, phospho, clo, nitơ Chúng cĩ độc tính “hoặc tác động tiêu ove tế :

quá trình sinh trưởng của cơ thể sinh vật Ngồi ra chúng cịn cĩ đặc tính lình động tơ và tích lũy Những hợp chất này kể cả các ung thu y kế cả các sản phẩm phân hủy của chúng sả ee cĩ thể là tác nhân gây

4

1.3.1.1 Các chất bữu cơ dễ bị phân hủy: Đĩ là các hợp chất protein, hidratcacbon, chất béo nguồn gốc động vật và thực vật Đay là các chất gây ơ nhiễm chính cố nhiễu

trong nước thải sinh hoạt, nước thải từ các xí nghiệp chế biến thực phẩm Trong thành

phần các chất hữu cơ từ nước thải các khu đân cư cĩ khoảng 40 — 60% protein, 25 —

50% hidrat cacbon, 10% chất béo Các hợp chất này chủ yếu làm suy giảm oxi hịa tan trong

nước dẫn đến suy thối tài nguyên thủy sản và làm giảm chất lượng nước cấp sinh hoạt

Tùy theo tác động lên các đối tượng,người ta chia các chất bã

1.3.1.2 Các chất hữu cơ khĩ bị phân hủy, Các chất loại này thude các chất hữu cơ cĩ “Thuốc diệt sau (insect! ”

các chất bảo vệ thực vật thành:

vịng thơm (hidrocacbua của dau khf, các chất đa vịng ngưng tự, các hợp chất clo hữu cơ,

et sâu (insecticide); phospho hitu co "Trong số các chất nay cĩ nhiều hợp chất là các chất hữu cơ tổng

hợp Hầu hết chúng là các chất cĩ độc tính đối với sinh vật và con người Chúng tơn lưu lâu

đài trong mơi trường và cơ thể sinh vật gây độc tích lấy, ảnh hưởng nguy hại đến cuộc sống

:

Thudc diét cd (herbicide);

- Thuốc chống vi khuẩn (bactericide);

" -

"Thuốc điệt nấm mối icide): “Trong nguồn nước tự nhiên hầm lượng các chất hữu cơ rất thấp, Ít cĩ ảnh hưởng

đến méc (fungicide); nước sinh hoạt, nuơi trơng thủy sân và tưới tiêu thủy lợi Khi bị ơ nhiễm thì hàm lượng các

chất hữu cơ cĩ trong nước sẽ tang rất cao ,

“Thuốc diệt lồi gậm nhấm (endenticide) v.v

họp _ pte vệ thực vật hiện nay được dùng nhiều trong nơng nghiệp, thường là các BI - của Pp ospho hữu co, clo hữu cơ, cacbonat, phenoxiaxetic và pirethroid tổng hợp _ h các chất này đều cĩ độc tính cao đối với người và động vật Nhiễu chất trong

hong cơ Re 1b oS cĩ độ bên vững cao trong mơi trường và khả năng tích lũy

| b inh vat E 4 cé quy dinh cu thé vé ham lw y dink cu tl ơng cho phép các chất bảo vệ é ba lực vật cĩ trong nước uống và FAO quy định nồng độ cho phép các chất bảo vệ thực vật cĩ trong nước nuơi trồng thủy sản: hàm lượn, a “

hữu cơ < 0,2 gf y m lượng tổng cộng của clo hữu cơ < 0,1ug/1 và phospho 1.3.1.3 Một số hợp chất hữu cø cĩ độc tính cao frong mơi trường nước ˆ

Các hợp chất hữu cơ cĩ độc tính cao thường khĩ bị phân hủy bởi vị sinh vật Trong tự nhiên chúng khả bên vững, eĩ khả năng tích lãy và lưu giữ lâu đài trong mơi trường,

gây & nhiễm lâu đài làm ảnh hưởng xấu đến hệ sinh thái Chúng cũng cĩ thể tích lũy trong

cơ thể thủy sinh, gây ngộ độc lâu đài hoặc là tác nhân gây những bệnh hiểm nghèo cho

động vats cũng như con người (nếu như ăn phải các nguồn thủy sinh, như tơm, cá, mực )

Các chất

hữa cơ gây độc thường là polyclorophenol (PCP), polyclorobipheny! (CB),

cde hidro cacbua đa vịng ngưng tụ, hợp chất dị vịng N và O Các chất này thường

cĩ trong nước thải

cơng nghiệp và nguồn nước ở các vùng nơng, lâm nghiệp sử dụng nhiền thuốc

trừ sâu, thuốc kích thích sinh trưởng cây trồng, các chất làm rụng lá, diệt cổ v.v

mẻ ta hợp chất eacbuahiaro Các hợp chất này thường là thành phần chủ yếu của dâu , khí đốt Thành phần chủ yếu là cacbon và hidro với các dạng hợp chất no, khơng no

mạch vịng, mạch nhánh và

~ Các hop chat phenol Phenol và các dẫn xuất cha phenol cĩ nhiễu trong nước

thải g, mạch nhánh và thuộc họ thơm

cơng nghiệp hĩa học Phenol làm cho nước cĩ mùi hãng néng, cĩ tính độc

cao gây tác hạ

cho hệ sinh thái, làm ảnh hưởng đến sức khơe và đời sống của giới sinh Vật

;

Hà ă š giới sit Pa 2 tha ›

Lot ane nam thé giái sử dụng tới 25 ty thing ddu mé (1 thing = 150 lit) với ước tính cĩ

éu tấn bị thất thốt do rị rỉ, vỡ đấm tâu chuyên chở gây ơ nhiễm mơi trường

PCP (Pentaclorophenol) ~ Chất cĩ dang tinh thể khơng mầu, là dẫn xuất của hidrocacbu:

Nhiễm độc đầu làm giả 6 giảm số lượng, chất lượng thủy sản, cĩ thé làm i đi ủy sỉ

thơm chứa clo (C¿HCIaO), độ tan 2g1ðờ 20°C đùng làm chất diệt nấm, khử khuẩn và bá

: pm eve cere

phát triển khơng bình thường hoặc phá hoại cả hệ thống sinh thái

20°

Trang 11

~ Xà phàng và chất tay rita (detergent)

Xà phịng là những muối của axít béo bậc cao, như natri stearat, được sử dụng như tác

nhân làm sạch Trong nước cứng, xà phịng thường kết tủa thành muối canxi và magie, hiệu quả làm sạch bị mất Xà phịng thường cĩ pH cao hơn 7, đễ phá hủy các sợi cĩ nguồn là protein động vật, như len, tơ tầm Xà phịng vào hệ thống nước thải cĩ thể làm thay đổi pH của nước, cùng với khả năng tạo váng bọt làm giảm khả năng hịa tan oxi của nước Xà

phịng cịn cĩ khả nang sat khuẩn nhẹ, một chừng mực nào đĩ cĩ tác dụng kìm hãm sinh

trưởng của hệ ví sinh vật trong nước Nhìn chung xà phịng khơng phải là tác nhân cơ bản gây ơ nhiễm nước

o, đồng thời khơng tạo ra muối * và Mg `”) Các chất tẩy rửa cĩ bể mặt nhỏ, được dùng nhiều

n tán, tuyển đổi v.v

Các chất tẩy rửa tổng hợp cĩ khả năng làm sạch ca khơng hịa tan như xà phịng gặp nước cứng (muối của Ca” hoạt tính bế mặt cao, hịa tan tốt trong nước và cố sức căng

trong sinh hoạt như Xà phịng và trong cơng nghiệp làm tác nhân pha:

Các chất tẩy rửa thường cĩ 10 + 30% là các chất hoạt động bể mặt, 12% các chất phụ gia và một số chất độc khác

Sân lượng các chất tẩy rửa sản xuất hàng năm trên thế giới vào khoảng trên 25 triệu tấn Các chất hoạt động bể mặt (ABS) vào nước tạo huyền phù bên vững dưới đạng keo, làm

giảm hoạt tính của màng sinh học trong các phin lọc nước cũng như bùn hoạt tính Các

chất tẩy rửa khi cĩ trong nước thải sẽ làm cho nước tạo một khối bọt lớn vừa gây cảm giác khĩ chịu vừa làm giảm khả năng khuếch tấn khí vào nước Như vậy, các chất tẩy rửa là nguồn gây ơ nhiễm nước rất đáng quan tâm Bản thân chúng ít cĩ độc tính đối với người và

động vật, nhưng gây Ơ nhiễm nước làm giảm chất lượng của nước, đặc biệt là nước uống

Ngồi ra, chúng làm cho thực vật trong nước phát triển Khi polyphosphat phân hủy trong nước tạo thành các đạng lon phosphat, là nguồn dinh dưỡng cho các lồi thực vat thay sinh bậc thấp này:

P3078 + 2H20 = 2HPO¿2 + HạPO4 nguồn phosphat đình dưỡng, chờ

thực vật bạc thấp trong nước

~ Tanin và lignin: Tanin va lignin là hai loại hợp chất cĩ nguồn gốc thực vật Tanjn cĩ nhiều trong nước thải của nhà máy th

sản xuất giấy Các chất này làm cho

vật thủy sinh và gây suy giảm chất lượng nước c

nước cĩ mầu nâu, hoặc đen, cĩ độc tính đối với sinh ấp cho thủy lợi, sinh hoạt và du lịch

Tanin va lignin vao loại tương đối khĩ bị phân hãy sinh học

on vơ cơ cĩ nồng độ cao trong nước tự nhiên,

nước biển Trong nước thải cĩ một lượng khá lớn các chất vơ cơ tùy thuộc vào các nguồn

nước thải Ngồi ra, trong nước thải cơng nghiệp cịn cĩ thể cĩ chứa các lon vơ cơ cĩ độc tính cao như Hg, Pb, Cá, As, Sb, Cr, Những chất này thường được gọi là kim loại nặng

Trong nước hợp chất chứa nitơ thường tổn tại ở 2 dang jtrat, nitrit) Cac dang nay 14 các khâu trong

hợp phần của protein 1.3.2 Các chất vơ co Cac i

1.3.2.1 Các chất chúa nữơ

hợp chất hữu cơ, amoniac và dạng oxi hĩa (a

chuỗi phân hủy hợp chất chứa nitơ hữu cơ, thí dụ: protein và 22

uộc đa Lignin cĩ nhiều trong nước thải các xí nghiệp ˆ thành niữị =) at

đặc biệt là [CƠ nh niit CNO2) rồi kết hợp với một số chất khác cĩ thể tạ ị é 20

Vi khuẩn nitrat héa Protei in Nitromonas i Nitrobacter

(phan hayy > NH

vi khuẩn phân nitrat hĩa NO; NOF

NO > `

Nướng 3 NO => NO — NạO —> N; †

- nước + ¬ 4

ube mdi be <e ta hau hết các hợp chất nitơ hữu cơ, amoniac hoặc NHỤVOH, thì chứ 6 i iém NH, trong nwéc sé gay độc với cá và sinh vật khác trong nướ ee — Nếu trong nước cĩ hị i “eet .,

; ý Ợ chất 7 ay ` tu

_ : :

ian di hon ợp N chủ yếu là nitrit (NO 2) là nước đã bị ơ nhiễm một thời ~ Nếu nước chứa chủ yếu là |

- chủ yếu là hợp chất nitơ ở đi itrat

hay da két théc, T ic nitrat chi bén ở điệu kiện hiéu the ke eae ta th

hoe tants tuy vậy, các niữzat chỉ bền ở điều kiên hiếu khĩ khi đ điêu ke —_

hoặc Xí KHÍ các nữa để bị khử thành N;O, NO và nhớ phân từ tách khơi nước họy sào

m N é Nếu nitat ở trong nước cao cĩ thể Bây ngộ độc với su ể 2 ọ + , * ,

¬ vn mu hop ở đường tiêu hĩa, nitrat sẽ biến thành nitrit

g.cau thanh chất khơng vận chuyển oxi, gây bệnh thiếu máu)

tách khỏi nước: bay-vào ười (vì khi vào cơ thể, với và chất này sẽ kết hợp với

NH Mu (NH;) Amoniac ở trong nước tổn tại dan, 1 aNĨ¿, (NH¿)2SO¿ ) tùy thuộc vào pH của nước, vì số là:

cĩ trong nước cùng với phosphat thúc đẩy quá trình | MA a " cao hơn các ion amon (NH‡) Với nồng độ 0,01 ane mầu, nồng độ 0,2 + 0,5 mg/1 đã gây độc cấp tính me

ig: NH3 vi NH (NH,OH,

một bazo yéu, NH; hoic NH} lưỡng của nước, Tính độc của NH; NH3 da gay déc cho cá qua đường

Trong nước mặt tự nhiê ù

- : at tu ‘n: ving khong 6 nhiễm cĩ n ;

nước ngầm ham 1 a ié Pde tha eae

nghiệp chế mm ượng này cao hơn nhiều; trong nước thải sinh hoạt, : fee pe fo i ến thực phẩm, sản xuất hĩa chất cĩ hàm lượng amon tới 10 100 mg noes

Ha Lan quy dinh ham hy : nn

- ‘ 1 ‘ong amon t) ớ ê

a, quy định cho nước nuơi cá: nơng độ amor ne 02 mel G6 wa

vi „8 mg/1 đối với họ cá Cyprinid (cá chép)

g/1 là nước ơ nhiễm nặn,

n < 0,2 mg/1 đối với cá họ: Salmonid (cá hồi) + Nitrat ( NO; ) Ni 3 ) Nitrat là sản phẩm cuối cù a sa i i ầ

ca chin Moa, fitrat là s ar cùng của quá trình phân hủy cá ữ

Nhanh , ng chất thải của người và động vật, thực vật Trong nước tự n a ate ve g nhé hon 5 mg/l Ving bj ơ nhiễm đo chất thải ho ham feo 2°

trong nước trên 10m n g/l, Iam cho rong tảo đễ phát triểi › c phân bĩn hài n hầm lượng nitrat i nước sinh hoạt và nuơi trồng thủy sản Prat Biển, gây ảnh hưởng xấu đến chất lượng

Ban than nit nitrat khơng phải là chất cĩ độc tính, nhưng ở trong cơ thể nĩ bị chị és n ải là ĩ M { chuyển hĩa

các chất cĩ khả năng gay ung thu minh ofe hep exe nitrazo a Hàm lượng NOs 1 hye 3 trong nước cao, nếu uối ớt ải sẽ | | so 3 : , ng phải sẽ gây bệnh thi a é chee ae naemoglobingemia, blue baby) do chitc nang cia heemogiobi vo iim Nguyện

giảm chức năng của haemoglobin là đo lượng nitrat tang trong cơ thé =

Theo quy định của W Ậ HO, ni: i 5

hod 5 Ne f , Hitrat cé tron,

Nguyên

g nước uống khơng quá 10-.mg/1 (tính theo nito)

23

Trang 12

123.2.2 Các bợp chất chúa phospho Phospho cĩ trong nước thường ở các

dang, ortho —

phosphat - muéi phosphat cia axit phosphoric HyPO 4, HPO 7, POF tir céc loai phan bĩn

hoặc cơ thể động vật, đặc biệt là tơm cá thối rữa; các polyphosphat từ các chất tẩy rửa: pyrometaphosphat Naz(PO¿)s: tripolyphosphat NasP30j9, pyrophosphat NagP207 Tất

cả các dạng polyphosphat déu cĩ thể chuyến hĩa về orthophosphat trong mơi trường nước,

đặc biệt» ở điều kiện mơi trường aXit và ở nhiệt độ cao (nhất là gần điểm sơi)

Ngồi TA, wong nude cdn cĩ các hợp chat phospho hitu co

Nơng độ phosphat «ng nguồn nước khơng Ơ nhiễm thường nhỏ hơn 0,01 mg/l, ở vùng sơng ngồi nhiễm nước thải siah hoạt và nơng nghiệp lèn tới trên 0,5 mg/1 Phosphat cĩ

nhiều trong phân động vat va người; ong nước thải của các nhà máy chế biến phân lân, các

xí nghiệp chế biến thực phẩm, đặc biệt là chế biến thủy sẵn

Bản phân phosphat khơng phải là chất gây độc, nhưng quá cao trong nước sẽ làm cho nước “nở hoa”, làm giảm chất lượng nước

Các nước EU quy định đối với nước sinh hoạt nồng độ orthophosphat thap hon 2,18

ma/l (~ 5 mg/l P2Os)

1.3.2.3 Các kim loại nặng Hầu hết các kim loại nặng đều cĩ độc tính cao đối với

người và động vat "Trong nước thải cơng nghiệp thường cĩ các kim loại nặng là chi (Pb),

thủy ngân (Hg), Crom (Cr), Cadimi (Cd), Asen (As)

— Chi (Pb) Chi t6n tai 6 2 dang ion cĩ hĩa trị + 2 và +4 Muối chì cĩ hĩa trị +2 là hay gặp nhất và cĩ độ bên cao nhất,

Chì là kim loại nặng cĩ độc tính đối với não và cĩ khả năng tích lũy lâu đài trong cơ thể Nhiễm độc cĩ thể gây chết người Các hợp chất hữu cơ chứa chì độc gấp 100 lần so với

hợp chất vơ cơ chứa chì

Trong mơi trường nước, tính năng của hợp chất chì được xác định chủ yếu thơng qua độ

tan của nĩ Đệ tan của chì phụ thuộc vào pH, pH tăng thì độ tan giảm và phụ thuộc vào các :

yếu tố khác như độ muối (hàm lượng ion khác) của nước, điều kiện oxi hĩa khử Chì trong nước máy cĩ nguồn gốc tự nhiên chiếm tỉ trọng khiêm tốn, chủ yếu là từ đường ống dẫn,

các thiết bị tiếp xúc cĩ chứa chì Hàm lượng chì phụ thuộc vào pH, độ cứng, nhiệt độ, thời -

gian tiếp xúc Dạng tốn tại của chì trong nước là dang cĩ hĩa trị 2, với nồng độ trên 0,1 mg/1 nĩ kìm hãm quá trình oxi hĩa vi sinh các hợp chất hữu cơ và đầu độc các sinh vat bac

thấp trong nước và nếu nồng độ đạt tới 0,5 mg/l thi kim ham qué trinh oxi héa amoniac : thành nitrat (nitrification) Cũng như phần lớn các Kim loại nặng, chì được tích tụ lại trong cơ thể thực vật sống trong nước Với các loại thực vật bậc cao, hệ số làm giàu cĩ thể lên đến |

100 lần và ở loại bèo cĩ thể đạt tới trên 46 ngàn lần Các vi sinh vật bậc thấp bị ảnh hưởng Ì xấu ngay cả ở nồng độ 1 ~ 30 ug/l Chì cĩ khả năng bị hấp phụ tốt trên các chất sa lắng Chì ¿

cĩ thể thâm nhập vào cơ thể người qua thức ăn, nước uống và hít thở, chủ yếu do thức ăn kế ï

cả thơng qua da Chúng được tích tụ ở trong xương, ít gây độc cấp tính trừ trường hợp liéu 4

lượng rất cao Nguy hiểm hơn cả là sự tích lũy lâu đài trong cơ thể với lượng nhỏ trong thời gian đài Trẻ sơ sinh, trẻ em dưới sấu tuổi và phụ nữ cĩ mang là đối tượng nhạy cảm nhất :

với độc tố chì Cơ chế tác dụng độc là sự kìm hãm hoạt động của các enzym trong, quá trình ẳ

24

en ot ca hong a Ban đâu chúng được liên kết lơng lẻo với hồng cầu và được thai ci với tỉ lệ thấp, phần lớn chúng được vận chuyể à tí i x

re ” ; ge va n đến và tích tụ lại t

tĩc Triệu chứng thể hiện nhiễm độc chì a triệu ch ện 6 ì là mệt mơi, ăn khơi ơi, ăn k i đâu, nĩ tác động A ắ lên cả hệ thần kinh trung ương và ngoại vi hố ngon, dau dân, nĩ lác động

Chì cĩ trong nước thải các xí lệp sả ‘t pi 1 i

xăng pha chủ ee ic xí nghiệp sẵn xuất pin, acquy, luyện kim, hĩa dầu, trong khí

Trong nước khơng 6 nhiễm thường tĩ : i :

: g cố một lượng chì rất nhỏ ở d: ết: nước bị khoảng 0,03 ug/1, nước sơng hồ từ 1 đến 50 ngữ ing vá: nước biện

Trên cơ sở liệu chịu đựng của cơ thể là 3,5 pg/kg, trong nuéc uống quy định cho hầm

lượng chì là 10 — 40 HgÄ, trong nước sinh hoat theo TCVN 18 0,05 mg/l :

és on gay chét 50% (LC59) cá thí nghiệm nuơi 96 giờ của chi là 1-27 mg/l Chi trong nube age xác định bằng phương pháp quang phổ hấp phụ nguyên tử hoặc bằng hương _ pháp sơ mẫu với thuốc thử điđúzon trong cloroform ở bước sĩng 510 nm ‘ , °

~Thily ngắn (Hg)

Thủy ngân vơ cơ và hữu cơ đều là các chất độc mạnh đối với sĩ chất š i Ố nuối tien Hết và Hơn" nạ ¡ với sinh vật Thủy ngân cĩ tạo

Hg 18 kim loai & dang léng dưới điều kiện nhiệt độ thường, cĩ áp suất hơi đáng kế wrong lớp vỏ Trái Đất, thủy ngân chiếm tỉ trọng khoảng 5.10”, Do khả nang bay hơi cao, ; ty nen phân bố rộng khắp Trong đất khơng ơ nhiễm, nồng độ thủy ngân vào khoảng

oe bone nho thủy ngào, T cia nh 5 lmg/kg, trong dầu mơ và khí tự nhiên cũng cĩ chứa 6 9 Thủy ngân được sử dụng làm vật liệu điện cực, nhiệt kế, áp trong một số thiết bị khác Nĩ cồn được sử đụ glà 6 t bị khác Ợ ụng làm vật liệu hàn răng ở dạng hỗn hối lieu | raed dung hoa hung ới voi

bạc Trong một vài trường hợp, muối của thủy ngân được ding làm xúc tức sẵn xuất PỰC,

xúc tác thủy ngân trên chất mang than hoạt tính; i 6 i

wit clo, bot nity, g than hoat tính; chế tạo pin, trong cơng nghiệp điện hĩa

Hợp chất thủy ngân cĩ độ tan khác nhau: Ợ Ộ : oxit va sunfua thủy ngân hẩ oxit \ š

HgCl, tan tét (66g/1 ở 20°C) ` Pin

Nơng độ thủy ngân tron 5 a Sc ma

„ Nơng độ g g nước ngầm, nước mặt thấp, thường nhơ hon 0,5 ĩ

me lộ tại ở đạng kim loại hoặc hĩa trị 2 Trong mơi trường nước giàu di thị chủ M

ạng hĩa trị 2, trong nước ít oxi và pH > 5 thì tén tai 6 dang kim loai “ igh Ove nese rae An khả năng tự làm sạch của các nguồn nước ngay ở mức nồng độ 18

.- Quá trình ' trần trao đối chất của cơ thể vi sinh vật bị rối loan d d at bị a u kim ham hoạt độ ìm hã fg i

enzym khi cĩ mặt thủy ngân Một số vi sinh vật l ặ Mộ At cĩ khả năng chuyển hĩa hợp cĩ khả ng chuyển chất thủy £ thủy ngân ngà o wae dang methyl, làm tăng thêm tính độc của nĩ Tảo và một số vì sinh vat trong 2 Ắ : iến cĩ khả năng tích lấy thây ngân với hệ số 500 — 100.000 lần Hàm lượng thủy gân trong một số lồi cá biển cĩ thể tới 20 mg Hg/1kg Thủy ngân cĩ thể bị hấp phụ trên các hạt lơ lửng và sa lắng

mona, fay ngan tham nhập vào cơ thể người từ nguồn thức ăn trong khoảng 2 — 20 gay, thy theo các vùng khác nhau Độc tính của thủy ngân phụ thuộc vào dạng hợp 25

Trang 13

chất hĩa học: thủy ngân hĩa trị 2 độc hơn hĩa trị 1, hợp chất hữu cơ độc hơn chất vơ cơ và

phụ thuộc vào độ tan, tức là sự phân bố của chúng trong mơi trường nước `

Độc tính của thủy ngân là do tác đụng kìm hãm hoạt động của enzym, vì nĩ kết hợp với

nhém sulfhydryl cia protein Ngồi ra nĩ cịn phá hoại màng sinh học và làm giảm hàm lượng axit ribonucleic trong tế bào Đối tượng thủy ngân gây hại là thận và hệ thần kinh trung ương, cĩ thể gây chết người trong một số trường hợp đặc biệt Ngộ độc do thủy ngân

thể hiện sự mất khả năng tập trung, tính tình thất thường

Thủy ngân methyl là hợp chất rất độc do khả năng hịa tan tốt trong mỡ, thể hiện Ở sự co lại của vùng mật, thính giác kém, mất trí nhớ Nơng độ quy định trong nước uống theo WHO và phần lớn các quốc gia là 1ugi

Liễu gây chết 50% (LCso) đối với cá thí nghiệm nuơi trong 96 giờ của thủy ngân là 33 ~ 400 pg/l Nơng độ cho phép cha WHO đối với thủy ngân trong nước ống là 1 ¿rg/1, nước

nuơi cá tối đa là 5 Hợ/1l Tiêu chuẩn Việt nam (TCVN 1995) là 0,001 mg/i đốt với nước ngầm và nước mát

Xác định thủy ngân trong nước bằng phương pháp quang phổ hấp phụ nguyên tử hoặc ` bằng phương pháp so mẫu với chất chỉ thị là ditizon trong cloroform ở bước sĩng 492 nm

~ Asen (As) Asen 1a chat cực độc, cĩ khả năng tích lũy và cĩ thể gây ung thư

Nước tự nhiên cĩ vết Às vào khoảng dưới 10 ng/1 WHO quy định: nước uống cĩ nồng

a6 Asen $50 pg/l FAO quy dinh cho nuéc nudi cd < 25 pg/l i

Asen là nguyên tố bán dẫn, tồn tại ở nhiêu dạng thù hình khác nhau Asen dang kim loại cĩ màu xám và là dạng bên nhất, các dạng khác là loại 4 kim cĩ độ bền khơng cao

Trong tự nhiên chúng tổn tại ở đạng hợp chất với lưu huỳnh: realgar (AsqSq), auripigment (As2S3), asenkies (FeAsS), cobaltit (Co, Fe) AsS hoặc hợp kim với đồng và antimon Trong

đất đá, phụ thuộc vào điểu kiện địa chất, hầm lượng Asen vào khoảng 5 ~ 10 mg/kg mẫu khơ Asen thâm nhập vào nước đo quá trình hịa tan, phong hĩa từ đất đá, từ các nguồn thải

cơng nghiệp hoặc lắng đọng từ khí quyển Một số nguồn nước ngắm cĩ hàm lượng cao là do

hịa tan từ các nguồn đất, quặng tự nhiên Sự thâm nhập của Asen vào cơ thể người do nguồn nước và thức ăn gần bằng nhau, do khơng khí khơng đáng kể Một số sản phẩm cĩ chứa thành phần Asen : hợp kim đồng+thiếc (đồng đổ), một số chất trừ sâu và bảo quản gỗ

“Trong nước chứa nhiều oxi, Asen tồn tại ở dạng hĩa trị 5, rất, hiếm ở đạng asenat (1Ð

Trong nước chứa ít oxi (giếng ngầm, sâu) Asen tổn tại ở dạng asenat (H1) và Asen kim loạ Một vài dạng hợp chất hữu cơ của Asen cũng tơn tại trong nước

Với nồng độ lớn hơn 0,76 mg/1, Asen cĩ tác động kìm hãm khả năng tự làm sạch của © các nguồn nước, 6 ~ 10 mg/l natri asenit đủ giết chết các loại thực vật bậc cao nhưng lại kích thích sự phát triển của tảo và nấm Lồi nhuyễn thể thân mềm, vỏ cứng (trai, hén, sd, ốc), cá và thủy thực vật cĩ khả năng tích tụ Asen trong cơ thể, riêng lồi thực vật cĩ thể tiếp

tục chuyển hĩa Asen thanh dang hop chat Asen khác Nhìn chung Asen hĩa Hị 3 cĩ độc

tính cao hơn loại hĩa trị 5; tay nhiên, trong cơ thể nĩ cĩ thể bị khử về hĩa trị 3 Các hợp chất Asen với lưu huỳnh ít độc hơn đo độ tan thấp và đễ bị hấp phụ trở lại trong đất Asen 26

(11) oxit là cHất độc mạnh cĩ thể là Ũ Ộ ạn àm chết người với liề / - fi ' ủ gây ra qua đường thần kinh, đau đầu, bơng dc wees Tần mạ, Tính độc của Asen

Asen đi é i a A

mẻ on ‘ Ans ve ‘ ace liệt vào danh sách các chất gây ung thư đa và các dang ung thu dc a ¡ tương quan giữa mức độ ung thư với ha : 6 tuổi tắc trong cộng đồng sử dụng nước cĩ hàm lượng Asen cao mm ltang Aen trong nude va

Nội ộ tối đa) é ủ ;

‘i wee x no cho phép trong sử dụng nước sinh hoạt của WHO và các quốc gia khá ch cnn à 0, 1 mg/đ "t0nø/) TCVN - 95 cho phép nồng độ tối đa của Ase nh 0, 05

g nước sinh hoạt và nước ngầm, nước biển ở bãi tắm là 0,05 mg/l mam ons

Asen được xác định bằng quang phổ hấp phụ nguyên tử "

— Crom (Cr) Crom cĩ tính độc cao đối với mí

và động vat

Crom VI (hĩa trị 6) độc hơn Cr TỊ (Hĩa trị 3)

Nơng độ cho phép của WHO đối với ig )- DRED † ¡ với Cr là 0,05 ớ

Œr VỊ trong nước sinh hoạt là 0,05 mg/l melt trong nude tống meyn _—

Crom được xác định bằn, F gC inh_bang phương pi ươ: há! 2 uang phé phat 1 tir, t

: 1 8 P quang phố p¡ xạ nguyên tử, phương pháp kích — Cậimi (Cả) Cađimi được sữ đụng tro cơ C ung trong cong nghié; C ghiệp mạ son va | va ầ lam chat 6n din hat 6n định trong cong nghiệp e hất dẻo Do vậ y, nĩ cĩ thể cĩ trong các loại nước thải và đặc biệt cao ở nước thải cơng nghiệp ở các xí nghiệp loại này, f

Cá và Sn” nh * - A +

tường gà tống da Bo Đến th nhạy cảm với Cađimi Cađimi xâm nhập vào cơ thể qua

: › p từ khơng khí, đặc biệt là qua khĩi á Cađimi tí

thận và xương Ngưỡng gây tác hại của Cadimi là 200 nạn SENSE Es Gadimi tích My ở

Caảđimi là chất gây độc với người WHO quy định Cd trong q nước uốn ¡ đa là 0,0 : n y y rong th tống 8 tối là 0,005

Cađimi được phân tích bằng phương pháp hấp phụ nguyên tử .1:3.2.4 Một số chất vơ cơ khác cần quan tâm ở trong nước

—lon sulphat (S077 ) Các nguồ

- , guốn nước tự nhiên, đặc biệt là nước bị 5 nổng độ suiphat cao, Nước ở vùng cĩ mơ thạch cao “ng nhức học vice ——

và nước thải cơng nghiệp cĩ nhiều sulphat động chim hn yah oe aa pat

Ke at it i '

ngờ oe bee cnet ft doc hai nhất ở trong nước Tuy vậy, khi nước cĩ nổng độ ion Nước số xơng sọ a 2a bem tháo, mất nước, gây ra vị khĩ chịu cho đồ ăn thức uống Se ety tee ny là Tà N oO s Ay sét gi duong Ong va cong trinh bé tong, néu ding tưới tien

sae bal â “ay ng dic biệt là sẽ ảnh hưởng tới việc hìnhthành HạS trong nướ

ju, nhiệm độc đối với cá, gây hiện tượng đĩng cặn cứng trong nồi dun, ®

Vị khuẩn

$072 42 + hợp chất hữu cơ + hop chat he HH T25”? + HạO + CO; 2H

S2? +2m+ „vị khuẩn kị Khí HS

27

Trang 14

Người ta cũng quy định cho nước thủy lợi cĩ hàm tượng sulphat tối đa là '1ooo mgi1-

( Mi) -

+ Clorua (CI) Vi man trong nude do jon CI tao ra Nước cĩ»aAm lượng NaCl khoảng 250 mg/l gây cảm giác mặn Nếu là muối của Ca” và Mg”” thì nồng độ 4o đến 1000 mg/

Ps At x Z Z1 3% 2 ~ + +: Z

cũng khơng cĩ vị mặn Nước cĩ hàm lượng cao các lon CÍ, Na” và Bo” cổ te hại đối với

duéi 142 mg/l thi cay tréng khong bị Âđ yên g rong cây trồng EAO quy định: nếu néng 46 Cl”

xấu, trên 355 mg/1 gây tác hại nặng đối với cây trồng

—Xianua (CN )

nic (HCN), muối cĩ độ bên rất kém; Gốc xianua (CN ) tồn tại ở dạng muối của axit xia g Với một số cation cia Fe, Cu, Zn,

yéu hon ca mudi của axit cacbonic Khí HCN cĩ vi dan:

Ag, An nĩ tạo thành những phức chất cĩ độ bên cao, điển bình là các hợp chất

[Ee(CN)g]” và [Fe(CN)ÏT Xianua kết hợp với đường trong hoa qua, cf gay ra vị đắng

trong các loại hạt táo, anh đào, mơ, đào và sẵn

mạ, thấy luyện (chiết) vàng, bạc từ KCN, NaCN được sử dụng rộng rãi trong cơng nghệ luyện kim Tùy thuộc vào dạng

quặng và cố mật trong nước thải của quá trình luyện cốc,

nước thải; nống độ giới hạn cho phép đối với xianua từ 0,1 — 2 mg/l

Trữ Zn(CN); và AgCN cĩ độ tan thấp, các hợp chất khác của nĩ cĩ độ tan rất tốt, ví dụ độ tan của NACN là 367 g/1, KCN là 400 g/l tai 20°C :

Xianua tổn tại trong nước ở dạng anion CN”, HCN hay dạng hợp chất với kim loại,

thường với tổng nồng độ nhỏ hơn 10ug/1 Xianua tự do cĩ tính độc cao hơn sơ với dang hợp chất Tính độc cao của xianua trước hết là do khả năng tạo phức bên với các loại enzym cố

chứa sắt Nĩ cũng cĩ thể tấn cơng vào liên két disulfid trong mach của phân tử protein Do sự phong tổa enzym chứa SẤt cytochrom ~— oxidaza dẫn đến quá tình ngừng hơ hấp

Nơng độ cho phép đối với xianua trong nước EU là 50 pgí1 -

— Hidrosunfua (HạS)

Hidrosunfua (HạS) dưới điều kiện thơng thường ở trạng thái khí khơng màu và rất độc, cĩ mùi trứng thối ở nồng độ thấp Độ hịa tan của nĩ ở trong nước rất thấp và cĩ tính chất của một axit yếu Trong mơi trường axit và trung tính chúng tổn tại ở đạng HạS và HS, trong vùng pH cao chủ yếu tổn tại ở dạng S ” Muối sunfua kiểm (Na, K) dé tan, muối

sunfua của kim loại nặng khĩ tan (phụ thuộc vào pH) Muối sunfua kiểm khơng cĩ mầu, các

muối khác cĩ màu: mầu đen (chì, đồng, sắt), vàng (cadimi, hình thành đo quá trình khử của muối asen), hồng nhạt (nangan), đỏ nước nống được WHO quy định là 70ug/1; các

¥

(thủy ngân) Trong nudc, néng 46 của HạS thấp,

sunfat (quá trình vi sinh yếm kh?), phan hay axit amin cĩ chứa lưu huỳnh (nước thải b phốt, bể lắng, nguồn nước lặng) Hợp chất sunfua kim loại là nguồn nguyên liệu chính củ

mangan Chất thấi của quá trình chế biến quặng vàng, bạc

quá trình luyện kim: sắt, đồng,

ø hợp chất sunfua của các kim loại trêi chứa hàm lượng Tất lớn sunfua asen, sắt Hàm lượn:

cĩ thể chiếm tới trên 90% của tỉnh quặng

28 H ` » ae :

; QS duge hình thành chủ yếu trong mơi trường nước yếm khí Trong đồng chảy cũng cĩ

£ ta +, te ~

thé phat hiện được H;Š những chỉ ở vùng tiếp giáp với mơi trường yếm khí Trong nước

giầu oxi và thống, HạS hấu như khơng tổn tại vì nĩ chuyển hĩa thành lưu huỳnh (S), sunfat

do phản ứng với oxi và một phần được giải hấp thụ vào khơng khí Mơi trường nước cĩ pH thấp thuận lợi cho quá trình này

Khơng cĩ số liệu về độc tính của HạS trong mơi trường nước đối vé “~ khốc con

người và vi vay khơng cĩ chỉ tiêu về hàm lượng cho phép Giới han- Tiện về mùi và vị

ngưỡng Bọc ễ nước là 0,05 — 0,1 mg/1 và tiêu chuẩn chh“ế cho nước sinh hoạt là dưới

«tg cẩm nhận về mùi và vị

- Sắt (Fe)

on ng bos es fe qu tình ch ng a tn, chỉ ợn là lo

Fe đD thấm vào ee nad PCs thơng chuyển hĩa thành dạng tan, chủ yếu là loại ‘ a ớc ngầm Hầm lượng sắt tro svớc ngâm rất khác nhau tùy theo từng

vùng, thường trong khoảng 0,5 — 50 mg/1 Trong nước sinh hoạt, sất cồn cĩ nguồn gốc từ

chất keo tụ sắt, ăn mịn thép và ống gang dẫn nước Sắt là mọt nguyên tố trong thành phần dinh dưỡng của cơ thể Lượng sắt cẩn thiết cho cơ thể phụ thuộc vào tuổi tác, giới tính, trung bình khoảng 10 — 50 mg/ngày Để hạn chế sự tích lũy trong cơ thể, mức sử dụng của cơ thể được xác định là 0,8 mg/kg thể trọng trong ngày, lượng sắt được tính cho tất cả từ

các nguồn: thức ăn, nước uống Lượng sắt trong nước uống được tính là đĩng gĩp khoảng

10%, tức là khoảng 2mg/l sẽ khơng gây ảnh hưởng độc hại đến sức khỏe Nước ngầm thiếu oxi cĩ thể chứa tới 5 — 7 mgFe“"/1 vẫn trong và khơng cĩ màu Khi tiếp xúc với oxi (khơn

khÕ, sắt (II) 14p tite bi oxi hĩa tạo ra Fe(OH)x, chất khĩ tan cĩ mầu vàng nhạt Sự tồn tại

của sắt trong nước thúc đẩy sự phát triển của lồi “vi khuẩn sắt”, chúng sử dụng năng lượn, oxi hĩa sắt (ID) thành sắt (ID), xác của chúng tạo thành các lớp màng mỏng phủ lên bể mặt

ống dẫn nước Sắt 1) trong vùng nước chua phèn khĩ tạo thành hidroxit sắt mà chúng tốn -tại ở dạng phức chất với các chất hữu cơ tan, nhất là với axit humic, fulvic ngay cả khi tiếp

túc với khơng khí Những hợp chất này ợ y cĩ độ bên cao vi cĩ é, à cĩ é à 4 tan dang Fe(II) à cĩ thể bị quang phân tạo thành sất

- Sat kết tủa ở đạng hidroxit gây ố bẩn quần áo khi giặt và các dụng cụ trong gia đình với

hồng độ lớn hơn 0,3 mg/1 Mùi và vị của sắt hầu như khơng cảm nhận được ở mức 0,3 mg/l Nơng độ 1 — 3mg/l trong nước giếng yếm khí cĩ thể chấp nhận cho mục đích sinh hoạt về phương điện tính độc hại Tuy vậy, về mặt cảm quan thì yêu cầu nồng độ thấp hơn, nĩ “khơn, AT :

hơng những làm 6 bẩn quần áo, dụng cụ mà cả các loại thức ăn, rau quả khi nấu nướng,

gây mùi tanh khĩ chịu cho đồ uống, phản ứng với tanin từ các nguồn rau, quả, chè gây màu

mực đen Tiêu chuẩn giới hạn cho phép của các nước EU là 0,2mg/l, cha WHO 18 0,3 mg/l ~ Mangan (Mn)

- Mangan cũng là nguyên tố hay gặp trong nước ngâm, thường cùng tồn tại với sắt Trong

Trang 15

nh hoat Tuy vay oxi hĩa nos ene ân á cụ SẼ

o kết tủa, làm ố bẩn quần áo, dung 9 và cĩ vị khĩ chịu hơn

-kiện Khác nghiệt hơn, VỐN ớ âm và nước mặt khơng thống khí cĩ thể đạt tới hàm 4 bam = Néng dd mangan tan trong nước ngắm và ng thể động vật a ety trồng (chè,

đố

> se là nguyên tố ví lượng i sêu vào các wa ime in out cho sơ thể 1a 30 ~ 50 pg/kg thé trong va phy en a kem và yếu tố: đạn ấu tố: ø cần thị : 2 mat déng thdi của các kim loại khác nø ¡ của các kí ¡ khác như sắt và đồng ÌT' ; Ạ

Ong vat non cé t td co mat đồng ời ta quan sát được tính độc của mangan dong vat n > thu mangan Ida Ngudi ta q nee adh mangan, tuỳ VY:

đối với hệ thần kinh của céfig~ mơ tiếp xúc thời gian đài với but ona 8 ước sec chưa cĩ đủ bằng chứng tin cậy vẻ lï e của nĩ đối với con người do sử ns ms Thy ra

: š ay ot s i

hoạt chứa mangan Liễu lượng mangan vàư hể tới 20mg/ngầy cũng khơng và người những tác hại đáng kể nào Cho rằng một người lồnđựa vào cơ the mng/kg thể trong đĩ nặng 60 kg thì mỗi đơn vị khối lượng của người đĩ ching | số mangan và với hệ số an

Cho rằng lượng nước sử dụng hàng ngày đĩng Hán ép là 0 4 mg/l Những kết qa nghién

¬ By >

tồn là 3 lần thì hầm lugng mangan trong nuér ~* + ằng với giới hạn cứu trong phịng thí nghiệm về độc tính zdã mangan trên động Tà Hào thắc nồng độ nhơ hơn 0,5mg/1 sẽ khơng say Fa tac hại về thần kinh hay độ su và mài

: ĩ mặt củ trong nước cĩ hàm lượng 5 3 kế trên gây ra mầu và mùi t A

ee Aye ne ete hai hon, cĩ thể cảm nhận được ở mức nồng độ 0,1 mg/l 5 chịu như đối với sắt ở mức tệ hại hon, thệ đc nổ 05 vi

Để an tồn về mãt mầu, mũi, vị giá trị nồng độ a , „VỊ i được coi là an tồn mm nhơ hon 0 ; Sos gi néng độ tiêu chuẩn của các nước BU 12 0,03 mg/l, của Mĩ là 0,0 mgi

với sắt oxi hĩa với oxi, ol mangan (if) vor oxi cẩn điể

~ Nhơm (AI) / ; SỐ

5 rd i ủa vơ Trái Đất, là thành phân a ên tố dễ à bố rộng, chiếm 8% của vỏ n ơm là nguyên tố dễ gặp và phân Ộ 8% 1 sat Keo te

héa hoe théng đụng trong đất, cây cối, tế bào động vật Nhơm được sử or ie coat 8 nd

cho quá trình xử Hí nước, đặc biệt là nước mật (khoảng 70% lượng ne Tơng ue

vào a hé ngudi qua con duéng t h Oi 3 hức ăn và n 8 Nam) Nhơm thâm nhập vào cơ t

cĩ nguồn gốc từ nước uống / tin Pn

Nước được lắng trong bằng keo tụ nhơm chứa một lượng nhơm no ng tây nhá

¡của ồ ày lớn ở và H thấp do ion nhơm F

+s ủa nước, lượng tồn dư này lớn ở vùng P h ny pe ‘aoe nằm Đnng AP vad vùng pH cao do tạo thành hợp chất aluminat ace Nhàn

xong vận ùng pH = 5,34 + 6,96 lượng tổn du (độ tan) c 3 ¢ 5 ủa nhơm là thấp ni i 1 à ấp 1 thấp nhất do nhơm Đến Keo Ta

vn ni là chả yếu Độ tan của nhơm tăng vọt khi pH nhỏ hơn 5,2 và lớn hơn 7,

ở vùng đĩ thì nước sẽ chứa nhiều nhơm hơn xa Sa dự thừa nhơm

sỉ ử lí nướ ơng được khống chế chặ ự

trình Kĩ thuật xử lí nước khơng đượ

trong đĩ ¬ ¬ te

ớ á trì iết từ đất và đá, đặc biệt là các vùng

ân tại trong nước do quá trình chiết tử ễ > A ca hàn ng lượng dem thấp và nhiêu mưa Nước mưa cĩ chứa một phần axit là ane me h

vơ

6 , 4 vế,

ty > € 4

vat woe kết quả là nước bể mặt của vùng đĩ chứa nhiều BH đạc anne

: 3 ứa nhiều ion nhom va ion sắt, cĩ £ iéu i 6m vai ` át cĩ thể lên tới nồng 24a lên tới n An Ẩ, độ 0,6 mgi, đã 6 đ é lãi hồng p vùi ee me Những vùng cổ nguy cơ cao nhất là ở vùng ven biến, lưu we oe am ed chịu nhiều giĩ và tiếp nhận thành phần sa lắng mang theo nhiều loại muốt,

độ axit và thúc đẩy quá trình hịa tan nhơm từ đất đá 30

theo quy định của EU Nếu quá

Nguồn nhơm chủ yếu đưa vao co :2¢ ia từ thức ăn, từ Š ~ 2Ú mạg/ngiy,T ae

thĩi quen ăn và uéng Vi du trove 28 chia nhiéu nh6m véi him lượng cao hơn nước từ 20 — 200 lần Nhơm cũng bị hịa tan từ các dụng cụ nấu nướng Các thức ấn cĩ vị chua: cà

chua, gia vị, đấm, axit, ‘vg xoong, nồi nhơm chứa khá nhiều nhơm Nếu dùng phin pha cà phê lầm bằng nha<, tơng độ nhơm trong đĩ cĩ thể tới 4,1 mg/l, trong dé 85% cĩ nguồn gốc từ phin '€- Miột số hộp đựng, giấy bao gĩi cũng làm tăng hàm lượng nhơm trong thức

ăn, để “Ong

Theo tổ chức sức khỏe thế giới (WHO) thì nhơm cĩ tính độc thấp với động vật nên lượng vào cơ thể cho phép tạm thời là 7mg/kg thể trọng trong một tuần (1988) Tuy vậy, việc trao đổi chất của nhơm trong cơ thể người chưa được nghiên cứu Kĩ Trong những năm gần đây, kết quả nghiên cứu cho thấy nhiều thơng tin về tính độc cơa nhơm cần quan tâm cĩ liên quan đến một số bệnh: đãng trí, phát âm khơng theo ý muốn, co giật và rối loạn cơ bấp (Parkinson) Những bệnh này được phát hiện nhiều ở vùng đất và nước chứa nhiều nhơm, sat, silic, it canxi, magié

Bệnh đãng trí Alzheimer ở người chưa già (45 — 5O tuổi) là bệnh cĩ liên quan với nồng độ nhơm cao trong nước uống Bệnh tiến triển chậm Biểu hiện của bệnh ở việc chậm nhận

thức, khĩ ghi nhớ trong việc tính tốn và ngơn ngữ Giai đoạn cuối thể hiện ở việc khơng tự

kiểm chế, điều khiển quá trình tiểu tiện, khơng tự sinh hoạt được vì khơng điều khiển được

cơ bắp một cách hữu hiệu Thời gian ủ bệnh kếo đài từ 18 thắng đến 19 năm, trung bình là 8

năm Ở Mĩ, số người ở giai đoạn bệnh nặng là 1,2 triệu, bệnh ở mức trung bình là 2,5 triệu Với thời gian và tuổi tác số người mắc hội chứng trên cĩ thể tới 20% ,

Người ta cũng cho rằng hợp chất nhơm vơ cơ ít được cơ thể hấp thụ và nhanh chĩng thải qua đường nước tiểu Hàm lượng nhơm quy định của nhiễu quốc gia va WHO 1a 0,2 mg/l

- #lo (F)

Flo là nguyên tố cĩ hàm lượng khơng nhỏ ở vỏ Trái Đất (0,3 g/kg) Hợp chất flo vơ cơ được sử dụng trong quá trình chế tạo nhơm và là sản phẩm của quá trình sản xuất phân lân

từ nguồn nguyên liệu apatit Sự thâm nhập flo vào cơ thể phụ thuộc vào điều kiện ngoại

cảnh: nếu thức ăn nhiều mĩn cá, uống nhiều chè thì nơng độ của flo trong cơ thể cao Trong

- một vùng, ngồi thức ăn, khơng khí trong vùng cũng chứa hàm lượng đáng kế flo Flo cũng

là một thành phần trong thuốc đánh răng Nước tự nhiên cũng chứa một hàm lượng flo nhất định, thường là nhỏ hơn 1,5 mg/L Một số nguồn nước ngầm cĩ thể chứa tới 10 mgil, ở những vùng chứa nhiều khống chất flo Nước ngầm ở miễn Trung Việt Nam so với các khu vực khác cũng hay nhiễm flo với nồng độ cĩ thể tới 7.— 8 mg/i Flo là thành phần hĩa học được một số quốc gia bổ sung vào nước sinh hoạt nhầm chống sâu rang

Vào thập niên 40, nhiều khảo sát, điều tra ở Mĩ cho thấy nước cĩ chứa flo cĩ tác dụng ngăn ngừa bệnh sâu răng Kết quả của khảo sát cho thấy nếu hàm lượng flo trong nước VƯỢt quá 1,5 mg/1 sẽ dẫn tới bệnh đốm va gidn rang (dental fluorosis), với nồng độ 1,0:mg/l tác

dụng chống sâu răng là tốt nhất, dưới mức đĩ tác dụng sẽ hạn chế Nơng độ flo giảm trong

nước dẫn tới sự gia tăng bệnh răng Nghiên cứu cũng đưa tới kết luận là nếu bổ sung flo vào

nước uống với nồng độ cao hon 0,6 mg/l sẽ hạn chế bệnh răng ở trẻ em đang lớn và khoảng

tối ưu là 1,0 mgđ Một số nghiên cứu khác cho thấy, flo làm giảm quá trình xơ cứng động

Trang 16

Vì lý do đĩ nên hiện nay cĩ trên 250 triệu người sử dụng nước sinh hoạt cĩ được bổ

sung thêm flo Ở MI trên một nửa số nguồn cấp nước tập rung được bổ sung Một số quốc -

gia khác như New Zealand, Canada, Australia cũng bổ sung flo vào nước, ngược lại Liên Xơ

(e#ị và Brazil thì cấm Trong khí ở Treland và Hy Lạp tất cả các nguồn nước cấp đều bổ

sung fl© do nước tự nhiên chứa ít hơn 0,9 mg/l thi ở các nước “Tây Âu khác đã dừng hoặc

chưa bao giờ +4 sung flo vào nước, các nguồn nước được bổ sung ở day nhỏ hơn 1%, quyết

định đĩ cĩ liên qua¬ đến vấn để sức khỏe vì cĩ mối tương quan giữa hàm lượng flo cao

trong nước với bệnh giồn avơng `

Ham lugng flo cho phép ở hầu sốt các quốc gia và WHO là 1,5 mg/1, Các nước EU quy

định chặt chế hơn: 1,5 mgii tại nhiệt độ s 12°C, trong khoảng 25 — 30°C thì nơng độ cho

phép là 0,7 mg/1, do sự tác động của flo phụ tusơc vào nhiệt độ ~ Đồng (Cu)

Đồng cĩ hàm lượng khoảng 0,007% của vơ Trái Đất Trong tự nhiên nĩ.tổn tại dưới, đạng khống vật sunfua hay dạng oxi hĩa (oxit, cacbonat), đơi khi ở đạng kim loại Trong đất, hàm lượng đồng cĩ giá trị 2 — 100 mg/kg Tại một số vùng đất trồng nho, cả chua đo sử dụng chất bảo vệ thực vật, hàm lượng của đồng trong đất cĩ thể đạt tới 600 mg/kg ˆ

Khoảng 50% lượng đồng dùng trong cơng nghiệp điện, điện tử, và 40% dùng để chế tạo hợp kia Một số hợp chất của đồng được sử đụng làm chất mầu trang trí, chất liệu trừ nấm,

mốc Trong nước sinh hoạt, đồng cĩ nguơn gốc từ đường ống dẫn và thiết bị nội thất, nơng - độ của nĩ cĩ thể đạt tới vài mg/1 nếu nước tiếp xúc lâu với các thiết bị đồng

Trong nước tự nhiên, đồng tên tại ở bai trạng thái héa tri+1 và +Z thường với nồng độ vài ngđ, trong nước biến 1 — 5 Hgi Đồng tích tụ trong các hạt sa lắng và phân bố lại vào mơi trường nước ở đạng phúc chất với các hợp chất hữu cơ tự nhiên tổn tại trong nước Đồng rất độc đối với cá, đặc biệt là khi cĩ thêm các kim loại khác như kẽm, cadimi va thủy

ngân :

Đối với cơ thể người, đồng là một nguyên tố vi lượng cần thiết, tham gia vào quá trình tạo hơng cầu, bạch cầu và là thành phdn cla nhiéu enzym trong co thé Co thể thiếu đồng sẽ ảnh hưởng đến sự phát triển, đặc biệt đối với trẻ em Từ các nguồn thức ăn, cơ thể tiếp nhận hàng ngày 1 — 3mg Khả năng hấp thụ đồng của người lớn khác trẻ em; ngộ độc do đồng hiếm xảy ra; tuy nhiên, nếu cĩ thì ở vùng nước cĩ nơng độ đồng trên 3mg/1

Nơng độ cho phép của đồng trong nước uống theo WHO là 2mgil

~ Niken (Ni)

ầm lượng niken trong vỏ Trái Đất chiếm khoảng 0,015% Trong hợp chất nĩ tồn tại Ở

trạng thái hĩa trị 2 trọng hợp chất với lưu huỳnh và hỗn hợp với oxit silic (SiO¿), asen và antimon Khống vật quan trọng của niken là garnierit và pendlanit Trong than đá và một

số trầm tích cũng cĩ chứa một hàm lượng nhơ niken Khoảng 60 ~ 70% lượng niken được dùng để phủ bể mặt kim loại khác hay chế tạo hợp kim Niken kim loại được st dung lam =

chất xúc tác cho các phần ứng hĩa học, hợp chất niken được sử dụng trong cơng nghệ mi Trong đất, hàm lượng niken cĩ thể đạt 5 — 50 mg/kg Trong nước tự nhiên, hàm lượng niken thuéng nhd hon 0,02 mg/l; trong nước sinh hoạt (nước máy) do quá trình hịa tan từ các

thiết bị hàm lượng cĩ thể đạt 1 mgii Thức ăn hàng ngày cũng cĩ chứa niken, lượng xam 4 nhập vào cơ thể từ 0,1 — 0,3 mg/ngày Nước thải của các quá trình cơng nghiệp chứa hầu hết 32

lượng thải niken Khí thải của các cợ sở sử dụng nhiên liệu than đá chứa niken và nĩ lắng đọng xuống đất và nước mại Độ hịa tan cha muối niken nhìn chung khá cao, khả năng thủy phân thấp, độ hịa tan tối thiểu nằm trong vùng pH z 9 Niken là kim loại cĩ tính linh động

cao trong mơi trường nước, cĩ khả năng tạo phức chất khá bên với các chất hữu cơ tự nhiên

và tổng hợp Nĩ được tích tụ trong các chất sa lắng, trong cơ thể thực vật bậc cao và một số loại thủy sinh Niken cĩ tính độc cao đối với cá, phụ thuộc vào chất lượng nước ở đĩ Nồng

độ trén 30 pig/l gay tac hai cho các cơ thể sống bậc thấp trong nước

Đối với một số gia súc, thực vat, vi sinh vat, niken được xem là nguyên tố vi lượng, cịn

đối với cơ thể người điêu đĩ chưa rõ rằng Nĩ cĩ tác dụng hoạt hĩa một số enzym Người ta chưa quan sát thấy hiện tượng ngộ độc niken qua đường miệng từ thức ăn và nước uống Tiếp xúc lâu đài với niken gây hiện tượng viêm da và cĩ thể xuất hiện dị ứng ở một số

người Ngộ độc niken qua đường hơ hấp gây khĩ chịu, buồn nơn, đau đầu nếu kéo đài sẽ ảnh hưởng đến phổi, hệ thần kinh trung ương, gan và thận Kim loại và dạng vơ cơ của

`piken xâm nhập qua đường hơ hấp cĩ thể gây bệnh kinh niên Chất hữu cơ niken carbonyl cĩ độc tính cao và gây ung thư (rong thí nghiệm với súc vật) Cĩ một số kết quả cho thấy

niken gây ung thư phổi

Nơng độ cho phép trong nước uống được WHO quy định là 20ug/1l, một số nước khác chỉ số nãy thấp hơn, ví dụ ở Đức là 1 Høi1

— Kém (Zn)

Lớp vỏ Trái Đất chứa khoảng 0,012% kẽm, tổn tại chủ yếu trong khống vật, hợp chất

với lựa huỳnh và tổn tại cùng với khống vật chì, cađimi, bạc Hầm lượng kẽm trong đất

dao động từ 10 — 300 mg/kg, nồng độ trung bình trong nước biển và nước ngọt 1 — 10 pe/l,

trong nước ngầm ít khi vượt quá 50Hg/1 Tuy nhiên, trong nước máy nồng độ của nĩ cĩ thể

cao hơn do sự hịa tan từ các đường ống dẫn và thiết bị `

Kẽm được sản xuất chủ yếu để làm lớp phủ bảo vệ sắt, thép và chế tạo hợp kim, Nĩ

cũng được làm nguyên liệu sẵn xuất pin, tấm in, chất ăn mồn trong in vải, chất khử trong tỉnh chế vàng, bạc Một số hợp chất hữu cơ của kẽm sử dụng làm chất bảo vệ thực vật Kếm

từ nước thải của quá trình sản xuất thâm nhập vào nguồn nước mặt Nước thải sinh hoạt

chứa 0,1 — 1 mg kẽm/1 Kẽm oxit, kẽm carbonat hầu nhưng khơng tan trong nước, trong khi kẽm clorua rất dễ tan (3,67 g/l tai 20°C) :

Trong nước, kẽm tích tụ ở phần chất sa lắng, chiếm 45 — 60%, nhưng nến ở đạng phức chất thì cĩ thể tan trở lại và phân bố đều trong nước Một số thực vật và động vật cĩ khả năng tích tụ kẽm Nĩ gây độc đối với rong, tảo ở nồng độ rất thấp (1 ~ 4Hg/1)

_ Kẽm là nguyên tố vi lượng và là thành phần của trên 70 enzym cĩ trong cơ thể người

Nĩ cĩ vai trị quan trọng trong quá trình tổng hợp protein, cấu tạo và hoạt động của các màng sinh học cũng như hoạt động của các cơ quan cảm giác Kẽm cĩ tác đụng tốt cho việc _ chữa lành vết thương Thiếu kẽm dẫn tới kìm hãm phát triển cơ thể Người ta chưa quan sát

thấy sự gây độc do kẽm qua thức ăn và nước uống Tuy nhiên ngộ độc hơi kẽm cĩ quan sắt

thấy (ví dụ hàn hay nấu kẽm) Liêu lượng kẽm lớn qua đường miệng gây hại da day

Liêu lượng tối da cho phép đối với người là lmg/1 kg thé trọng Mức độ cho phép tong

nước uống, theo WHO là 3mg/l; BÚ từ 0,1 ~ 5 mg/l; Mĩ 5mgil

Trang 17

— Bari (Ba)

Bari tồn tại trong nhiều hợp chất của lớp vơ Trái Dat: bari sunfat, bari carbonat va 1a

một thành phần được ứng dụng trong cơng nghiệp (ví dụ dụng địch khoan dầu), trong đời sống ớ học) Bari €ư trong-nước;chủ yếu từ các nguồn tự nhiên và nguồn thâm nhập vào cơ -

thể chủ yến từ thức ăn, từ khơng khí rất nhỏ

Một số nghiên cứu về bệnh địch cĩ chỉ ra mối tương quan giữa bệnh co thất co tim va

hầm lượng bari trong nước uống, nhưng các nghiên cứu phairtich tr trên cộng đồng tại các địa điểm khơng xác nhận kết quả trên Các nghiên cứu ngắn hạn trên n Số người tình nguyện cho thấy, với nơng độ tới 10mg/1 nước, khơng gây ra bệnh cĩ thất cơ tìm nhưng làm tăng áp suấi -

máu trong tim, ngay cả ở nơng độ bari thấp trong nước

'WHO quy định nềng độ bari trong nước uống là 0,7 mgi1

— Bo (B) TỐ

Bo là nguyên tố sử dụng trong một số loại vật liệu tổ hợp và hợp chất được dùng trong

một số loại chất tẩy rữa và cơng nghiệp Hợp chất củá bo thâm nhập vào nước từ nguồn -:

nước thải cơng nghiệp và sinh hoạt Trong nước sinh hoạt hầm lượng của nĩ thường dưới

1mg/l, một số nguồn cĩ nồng độ cao hơn là đo nguồn gốc tự nhiên Lượng bo thâm nhập vào cơ thể người được đánh giá từ 1 — 5 mg/ngày ˆ

Ruột hấp thụ nhanh và hầu hết axit boric, muối borat duge o thai ra qua thận Tiếp xúc

lau đài với bo ở hàm lượng cao đễ gây viêm ruột nhẹ Quy định về hầm lượng bo trong nưới uống cha WHO 1a 0,3 mg/l

-Molipden (Mo)

Nơng độ molipden trong nước thường nhỏ hơn 10 ug, tuy nhiên trong vùng khai thác quặng cĩ thể lên tới 200 ng/i Hàm lượng molipden trong thức ăn bàng ngày của một người

vào khoảng 100ug/1 Molipden là nguyên tố vi lượng của cơ thể, mỗi ngày khoảng 100 >

300 ug đối với người lớn Molipden khơng được xếp vào chất gây ung thư qua đường miệng - Với nềng độ 200 Ug/1 trong nước uống khơng quan sát thấy hiệu ứng gây bệnh trong th

gian đánh giá là hai năm, Nơng độ giới han cha molipden trong nước uống theo WHO là

TOugl |

—Amtimon' (Sb}

Muối và phức chất của antimon là những hợp chất phát hiện được trong thức ăn và nước

uống thường với hàm lượng thấp Nơng độ trong nước sinh hoạt thường nhỏ hơn 4ng/1 Cịn

trong thức ăn chỉ khoảng 0,02 mg/ngày đối với khẩu phần thức ăn của người lớn Theo tổ

chức nghiên cứu bệnh ung thư quốc té IARC Cnternational Agency for Research on Cancer), antimon trioxit được xếp vào danh mục chất cĩ khả năng gây ung thư cho người,

nhưng antimon trisunfa thì khơng :

Dựa trên cơ sở tính tốn sức chịu đựng của cơ thể và phần đĩng gĩp của nước là 19%

thì nồng độ antimon cho phép trong nước uống là 0,003 mgi, giá trị này dưới mức định

lượng trong thực tiến hiện nay: Tổ chức sức khỏe thế giới đưa ra tiêu chuẩn tạm thời là

0,005 mg/1, ứng với khả năng phân tích định lượng

34 +

ˆ Tượng chất rắn, các chất lơ ling Canyén phù), các kim loại nặng, oxi hè

1.4 NHỮNG THƠNG SỐ CƠ BẢN ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG NƯỚC

Đánh giá chất lượng cũng như mức độ ơ nhiễm nước cẩn dựa vào một số thơng SỐ cơ

bản so sánh với các chỉ tiêu cho phép về thành phần hĩa học và sinh học đối với từng loại —— nước sử dụng cho các mục đích khác nhau

Các thơng số cơ bản để đánh giá chất lượng nước là: độ pH, mâu sắ

wong chat ra ; -v và đặc biệt -

là hai chỉ số COD và BOD Ngồi các chỉ số hĩa học trên, cần phải lưu ý đến các chỉ tiêu sinh học, đặc biệt là chỉ số £.coli : ị

- 1.4.1 Độ pH là một trong những chỉ tiêu xác định đối với nước cấp và nước thải Chỉ số số này cho thấy cần thiết phải trung hịa hay khơng và tính lượng hĩa chất cần thi ết đ tt

trình xử lí đơng keo tụ, khử khuẩn sermon au Sự thay đổi trị số pH làm thay đổi các quá trình hịa tan hoặc keo tụ, làm tăng, giảm vận tốc của các phản ứng hĩa sinh xẩy ra trong ước

1.4.2 Hàm lượng các chat ran Các chất rấn cĩ trong nước là:

— Các chất vơ cơ là dạng các muối hịa tan hoặc khơng tan như đất đá ở dạng huyền phù

; lơ ơ lũng

— Các chất hữu cơ nhữ xác các vì sinh vật, tao, động vật nguyên sinh, động thực vật phù đu các chất hữu cơ tổng hợp như phân bĩn, các chất thải cơng nghiệp

` Chất rắn ở trong nước làm trở ngại cho việc sử dụng và lưu chuyển nước, làm giảm chất lượng nước sinh hoạt và sản xuất, gây trở ngại cho việc nuơi trồng thủy sản

Chất rắn ở trong nước phân thành hai loại (theo kích thước hạt):

— Chat ran qua lọc cĩ qường kính hạt nhỏ hon lpm, trong đĩ cĩ chất rắn đạng keo cĩ kích thước từ 10” Ế đến 107 on va chat ran hịa tan -_ ion và phân tử hịa tan)

— Chất rắn khơng qua loc cĩ đường kính trên 10” om (pm): Các hạt là xác rong tảo, vi sink, vật cĩ kích thước 10° ~ 10 m ở dạng lơ lửng; các sạn, cát nhỏ cĩ kích thước trên

10 m cĩ thể lắng cặn

+ Tổng chất rắn (TS) được xác định bằng trọng lượng khơ phần cịn lại sau khi cho: bay

hơi 11 mẫu nước trên bếp cách thủy rồi sấy khơ ở 102°C cho đến khí trọng lượng khơng đổi Đơn vị tính bằng mg (hoặc g/))

+ Chất rắn lơ hing é dang huyén pha (SS) Ham lượng các chất huyền phù (SS) là trọng

lượng khơ của chất rần cịn lại trên giấy lọc sợi thủy tính, khi lọc 11 mẫu nước qua phễu lọc

Gooch rồi sấy khĩ ở 103 ~ 105C tới ,Khi trọng lượng khơng đổi Đơn vị tính là mg hoặc g1 + Chất rắn hịa tan (DS) Ham lượng chất rắn hịa tan chính là hiệu số của tổng “chất ăn với huyền phù: DS = TS — SS ,

Don vi tinh bing g hodc mg/l

Trang 18

độ đục của mẫu thử Lưu ý: số đo được trên máy so mầu với bước sĩng 600 + 620 nm càng

+ Chất rắn bay hơi (VS) Hầm lượng chất rấn bay hơi là trọng lượng mất đi khi nung lớn thì độ đục càng lớn và độ trong thì tính ngược lại „ lượng chất rấn huyền phù SS ở 550°C trong khoảng thời gian xác định Thời gian này phụ

thuộc vào loại mẫu nước (nước cống, nước thải hoặc bùn) Đơn vị tính là mg/1 hoặc phần trăm (%) của SS hay TS

Hàm lượng chất rấn bay hơi trong nước thường biểu thị + Chất rắn cĩ thể lắng Chất rắn cĩ thể lắng là số ml phần c đã lắng xuống đáy phêu sau một khoảng thời gian Qhường là 1 giờ)

1.4.6 Oxi hịa tan (DO — Dissolved oxigen)

Oxi hda tan trong nước rất cần cho sinh vật hiếu khí Bình thường oxi hịa tan trong nước khoảng 8 — 10 mg/1, chiếm 0 ~ 85% khi oxi bão hịa Mức oxi hịa tan trong nước tự ` nhiên và nước thải phụ thuộc vào mức độ ơ nhiễm chất hữu cơ, vào hoạt động của thế giới thủy sinh, các hoạt động hĩa sinh, hĩa học và vật lý của nước Trong mơi trường nước bị ơ

nhiệm nặng, oxi được dùng nhiều cho các quá trình hĩa sinh và xuất hiện hiện tượng thiếu

oxi trầm trọng - -

cho chất hữu cơ cĩ trong nước

hất rắn của 1 lít mẫu nước

Đơn vị tính là ml/1

1.4.3 Độ cứng Nước tự nhiên thường được phân thành nước cứng và nước mềm , ¡ là ơ nhiễm vì khơng gây hại cho sức khỏe con

ø lớn đến cơng nghệ, như cáu cặn lị hơi, các

_ Phân tích chỉ số oxi hịa tan (DO) là một trong những chỉ tiêu quan trọng đánh giá sự Ơ

Độ cứng cđa nước thường khơng được co nhiễm của nước và giúp ta để ra các biện pháp xử lí thích hợp người Nhưng độ cứng lại gây nên ảnh huge;

thiết bị cĩ gia nhiệt nước v.V

Trong nước thải khơng cần quan tâm đến thơng số này

Phan tich DBO cĩ 2 phương pháp thường dùng là: phương pháp 1od và phương phấp do oxi hịa tan trực tiếp bằng điện cực oxi với màng nhạy trên các máy do:

Sau day là phương pháp lod của Winkler hay cịn gọi là phương pháp cải tiến azid ,

1.4.4 Mẫu Nước cĩ thể cĩ mầu, đặc biệt là nước thải thường cĩ mâu nâu đen hoặc để — Nguyên lí của phương pháp:

, Trong mơi trường kiêm, Mn”” bị oxi hịa tan trong nước oxi hĩa đến Mn"” dưới dạng

nâu MnO¿:

~ Các chất hữu cơ tong xác động, thực vật phân rã tạo thành ~ Ll

~ Nước cĩ sắt và manga ở dạng keo hoặc hịa tan -

Mn*? +20H +502 = MnO, 4+H,0

_— Nước cĩ chất thải cơng nghiệp (crom, tanin, lignix)-

: ~ Cách tiến hành phân tích:

Mẫu của nước được phân thành hai dạng? mâu thực do các chất hịa tan hoặc dang hat

keo; mầu biểu kiến là mầu của các chát lờ lững trong nước tạo nên, Trong thực tế người ta

xás định mẫu thực của nước „gữ1a là sau khi lọc bỏ các chất khơng tan Cĩ nhiều phương

pháp xác định mau của ước, nhưng, thường đùng ở đây là phương pháp so mẫu với các đun; dịch chuẩn là ciz-ophantinat coban

cà Ư

Lấy 300 ml mẫu nước cho vào chai phan tich BOD 300 mi

Thêm 2ml dung dich MnSQ, va 2 ml dung dich 1

Đậy nút và lộn ngược chai 15 lần để trộn đều dịch và phản ứng xảy ra hồn tồn

12.5 Độ đục : ngược vài lần Thêm cần than 2ml H)SO, đặc 36N, cho chảy theo thành chai, rồi lại đậy nút và lộn Độ đục của nước do các hạt lơ lửng, các chất hữu cơ phân hủy hoặc do giới thủy sinh : -

gây ra Độ dục làm giảm khả năng truyền ánh sáng trong nước, ảnh hưởng khả năng quang

hợp của các sinh vật tự dưỡng trong nước, gây giảm thẩm mĩ và làm giảm chất lượng củ nước khi sử dụng Vì sinh vật cĩ thể bị hấp phụ bởi các hạt rin lơ lng sẽ gây khĩ khăn khi khử khuẩn

Đơn vị chuẩn của độ đục là sự cần quang đo 1 mg SiO¿ hịa tan trong 1 1 nước cất gây

Lấy 204 m1 dung dịch (tương ứng với 200ml mẫu nước) cho vào bình tam giác, thêm 3-4 giọt chỉ thị hồ tỉnh bột và chuẩn độ bằng dung địch tiosulfat NazS2Os 0,025 N đến khi

dụng địch mất mầu xanh và trở nên trắng ngà

~ Tinh két qua:

Lượng oxi hịa tan trong nước tính bằng số mì NazS2Os, Imli dung dich NaaS;Ox 0,025 N ra Đơn vị đo độ duc: 1 don vị độ đục = lng SiO2/lft nước - tương đương với 0,2 mg DO và cổ thể tính

lượng oxi hịa tan (mg/1) tính theo cơng thức: = (mix N) cia Na»8,03 x8x 1000

- Mị—VW;

Độ đục càng cao nước nhiễm bắn càng lớn

Độ đục cũng cĩ thể đo bằng số đo trên máy so mầu quang điện với kính lọc mầu đồ cĩ bước sĩng 580 + 620 nm Cách tiến hành như sau: lấy nước trong quay lí tâm 3000 Ÿ 'phút trong vịng 10 + 15 phút; lấy dịch trong của nước đưa lên máy so mẫu, chỉnh máy về số khơng Sau đĩ lấy các mẫu thử cho vào Cuyết và đo trên máy so mẫu Số đo được biển thị

DO

Vị ~ Dung tích chai chứa mẫu nước

V¿ ~ Thể tích của MnSO¿ (ml) va KI (ml) 36

Trang 19

Trong trường hợp này chai phân tích cĩ dung tích 12 100 mi va 300 mi Ki cho mẫu:

đây chai thêm 1ml MnSO¿ và 1 ml KI đối với chai 100ml, và 2ml mỗi loại dung dich nay đối với chai 300 ml

bằng phương pháp sinh học, mà chỉ xác định lượng oxi cần thiết trong 5 ngày đầu ở nhiệt độ 20C trong bĩng tối (để tránh biện tượng quang hợp ở trong nước) Chỉ số này được gọi là

BOD; Chỉ số này được dùng ở hầu hết các nước trên thế giới w

Nếu dù ếu dùng chai pi hai phân tích cĩ di ích cĩ dung tich 100 mi thi Vị = 100 và Vạ = 2 ích 10 ì Vị = à V¿ =2 Trong nước thải thường cĩ hàm lượng chất hữu cơ khá lớn và lượng oxi hịa tan Ỷ 9 1 hịa tan khĩ khơng

đủ đáp ứng p ung cho 5 ngày & 20°C Dé xdc dinh BOD¿, thường dùng phương pháp pha lỗng ch ở 20°C Để i ong di

Nếu dùng chai phân tích cĩ dung tích 300ml thì Vị = 300 va V2 = 4

mẫu nước bằng cách bổ sung vào nước một số chat khodng va lam bio héa oxi hda.tan

~ Cách pha các dung dịch phân tích: Dịch pha lỗng được chuẩn bị ở chai miệ 3o bịa oxi bà a

+ Dung dich MaSO,: hda tan 100g MaSO,.4H2O trong 200 mĩ nước cất sơi để đuổi hết uớc cất và ắc nhiều ân đến khi bão hịa ond hịa tan san để than, các dung dc nh ng

oxi và lọc dung địch - : an sau đĩ thêm các dung dịch như sau: + Dung dịch KĨ: hịa tan 100g KOH và 50g KĨ trong 200 mì nước cất sơi

+ Hồ tỉnh bột 1%: lg tỉnh bột hịa tan trong 100 mÌ nước nĩng, thêm vài giọt

formaldehyt ma - 7

+ Iml dung dịch đệm phosphat pH = 7,2 (hịa tan 8,5¢ KH;PO¿, 21,75g KạHPOa, 33,4g Na2HPO¿.7H2O, 1,7 g NHACI trong nước cất, định mức tới 1 HẠ) "

+ 1ml magie sulfat (hịa tan 2,25g MgSO,.7H,0 trong 100ml nuée cat)

+ HaSOa đậm đặc 36 N để nguyên + Im]l canxi clorua (hịa tan 2,758 CaCl, trong 100 mi nước cất)

+ Hồ tính bột 1% được them vai giot formaldehyt ; + Im FeCl, (hda tan 0,25g FeCl;.6H 0 trong nước cất định mức tới 11)

"Cách Yến định BOD;: Mẫu nước chứa trong lọ đầy, nút kín Trước khi phân tích cần trung hịa về pH = 7 H2SO, hoặc 2SOx hoặc bằng NaOH 1N N: bà & aa ã: vào chỉ số BOP: — SB lếu cần sẽ tiến hành pha lỗng dựa

+ Dung dịch NazS¿O; 0.02N: Hịa tan 6;205g NazSzOs.5H¿O trong nước cất mới sơi rồi

làm lạnh bằng nước cất bổ sung tới 1lit Co thể thêm 0,4g NaOHI1 để bảo quản Dung dịch

Naz§2Os được giữ trong chai mầu nâu

1.4.7 Chỉ số BOD (Nhu cầu oxi sinh hĩa — Biochemical oxigen Demand)

Nhu cầu oxi sinh hĩa hay là nhu cẩu oxi sinh học thường, viết tắt là BOD, là lượng oxi cân thiết để oxi hĩa các chất hữu cơ cĩ trong nước bằng ví sinh vật (chủ yếu là vi khuẩn)

hoại sinh, hiếu khí Quá trình này được gọi là quá trình oxi hĩa sinh học

Nếu BOD trong khoảng 1~6 ne Stet pha lỗng

12 mg O2/] pha lỗng theo tỉ lệ : 1:1 (1phần nước + Ï phần dich pha lỗng) 30 mg O¿2/I pha lỗng theo tỉ lệ : 1:4 (1phần mm

¿ch pha lỗng)

Quá trình này được tĩm tất như sau: 60 mg O2/1 pha lỗng theo tỉ lệ : 1:9 (1phần nước + 9 phần địch pha Tăng)

Chất ita co + Oy > CO, +H,0 300 mg O2/1 pha lỗng theo tỉ lệ : 2phần nước + 98 phdn dịch pha lỗng

vị sinh vật tế bào mới (tăng sinh khối) 600 mg O2/1:pha lỗng theo tỉ lệ : Iphần nước + 99 phần dich pha lỗng

Quá trình này địi hỏi thời gian đài ngày, vĩ phải phụ thuộc vào bản chất của chất hữu

cơ, vào các chủng loại vi sinh vật, nhiệt độ nguồn nước, cũng như vào một số chất cĩ độ

tính ở trong nước Bình thường 70% như cầu oxi được sử đụng trong 5 ngày đầu, 20% tron 5 ngày tiếp theo và 99% ở ngày thứ 20 và 100% ở ngày thứ 21

1200 mg O2/1 pha lỗng theo tỉ lệ : 0,5 phần nước + 999,5 phần dịch pha lỗng Khi pha lỗng cần hết sức chú ý khơ Ê oxi bị cuối a

so : ý khơng để oxi bị cuốn theo Mẫu: nước khi lỗng) được cho vào 2 chai phan tich BOD cĩ dung tích 300ml, cho day, day wa ki Not

ch ¡ để ai để ủ 5 ngày trong tối ở 20°C Một chai đem xác định ĐO ở thời điểm ban đâu Chai a ư ` m 9, z

Xác định BOD được dùng rộng rãi trong Kĩ thuật mơi trườn, để: i g ig Tong B a 8 sau 5 ngày đem phân tích ` + Tính gần đúng lượng oxi cần thiết oxi hĩa các chất hữu cơ đễ phân hủy cĩ tron, Kết quả sẽ được tính như sau:

nước thải :

+ Làm cơ sở tính tốn kích thước các cơng trình xử lÍ BODs,mgO, /1= Đị—D;¿ + Xác định hiệu suất xử lí của một số quá tình

+ Đánh giá chất lượng nước sau khi xử lí được phép thải vào các nguồn nước Tron; thực tế, người ta khơng thé xác định lượng oxi cần thiết để phân hủy hồn tồn chất hữu c

Đi lượng oxi hịa tan sau khi pha lỗng ở thời điểm ban đầu phân tích (mg/) D¿ lượng oxi hịa tan sau 5 ngay i & 20°C (mg/l)

Trang 20

P: Hệ số pha lỗng P : ãng P= = "Thể tícH mẫu nước đem phân tích Tin a x

#80 P 5 Thể tích mẫu nước đem phân tích + thể tích địch pha lỗng

Trường hợp phải bổ sung nguồn vi sinh vật vào mẫu thử (cĩ thể là nguồn nước cống) để 26

đâm bảo quá trình phân hủy các chất hữu cơ BODz sẽ tính theo cơng thức:

(Đị =Dz)~Œ\ -Bz)F

BOD.(mg/l) = E

Tìị ca Ðạ chỉ số DO trước và sau khi ủ (mg/1) của mẫu nước pha lỗng giống như cơng : thức trên 2

B, va By chỉ số DO truĩe và sau khi & (mg/l) của mẫu nước pha lỗng cĩ cấy thêm ị nguồn vi sinh vật

F 1à tỉ số giữa thể tích dịch bổ sung vi sinh vật trong mẫu và trong “đối chứng ?

%(hay ml) địch bể sung vi sinh vật trong Dị

——_ — ———————————

%(hay mi) dich bé sung vi sinh vat trong By

BOD, rat thich hợp cho các nước ơn đới và bay giờ gần như là chỉ số chuẩn dùng để xác định sự ð nhiễm của nước, đặc biệt là nước thải, ở khắp trên thế giới Hiện nay ở các nước cĩ khí hậu nhiệt đới đùng chỉ số BODa: mấu nước được đ ở 30°C trong 3 ngày, phan tich ĐO ở thời điểm ban đầu và cuối khi ủ rồi tính ra BODa Cũng cĩ khi dùng chỉ số BOD¿o - đ mẫu thử 20 ngày ở 20C để tính ra nhụ cầu oxi cho phân hỗy 90 — 95% các hợp chất hữu cơ đễ bị phân hủy cĩ trong nước +

Nghiên cứu động học của phân ứng BOD đã chứng minh được rằng, hấu hết chúng là

các phân ứng bậc một Điều đĩ cĩ nghĩa là tốc độ của phản ứng tỉ lệ với lượng chất hữu cơ

trong nước Nếu giả thiét L, 1à hàm lượng BỌĐ ứng thời gian t và k là hằng số tốc độ phản

ứng, khi đĩ cĩ thể viết: `

al, -

dt ~~ KL,

Tich phan duge: , in|, = -kt

L

Ee ws okt 2 197K

‘Oo

trong đĩ: L, 14 ham lugng BOD tng với thời diém t= 0 (nghia 1a tổng BOD hay BOD cuối

cùng của pha cacbon)

Mối quan hệ giữa k (cơ số e) và K (cơ số 10) như sau: k K=— 2,303 40

Lượng BOD cịn lại ở thời điểm t sẽ bằng: L= Lye

cịn lượng BOD đã bị ví khuẩn sử dụng đến thời điểm t bất kỳ sẽ bằng:

BOP, = Y, = Lọ ~ bự = Lạ (1 — e EF9ŒĐ

Các mối quan hệ phụ thuộc của biểu thức (® và (**) được mình họa trên hình 1.2

‘Hang số tốc độ k của phản ứng BOD là thơng số biểu thị tốc độ phân hủy sinh học các chất hữu cơ trong nước thải, vì khi k tăng, tốc độ sử đụng oxi tăng, mặc dù tổng BOD cuối cùng khơng thay đối Tốc độ phụ thuộc vào nhiều yếu tố như bản chất của chất thải, khả năng phân hãy chất thải của ví sinh vật và nhiệt độ l ,

Le BOD cén lai so 1D t

+ "Thời gian (ngày) a)

Hình 12a

BOD,

[ _Lo= BOD cuối cùng pha cacbon “

7 ——————- ||

Oxida | _BOPs

sit dung '

BOD,= Lọ(1 - e™)

œ|_————~-—— t Đỷ “Thời gì gian (ngày) à:

Hình 1.2b: Đường cong lí tường nhủ cầu oxi hĩa pha các bon

a— BOD cồn lại; b ~ Lượng oxi đã tiêu thụ

41

Trang 21

Tốc độ phân hủy sinh học chất thải tăng khi nhiệt độ tăng Để biểu thị mối quan hệ giữa nhiệt độ và hằng số tốc độ phản ứng k người ta thường sử dụng cơng thức et do 8 6 sau:

- ke kao g(t = 20) trong đĩ:

kạo — hằng số tốc độ phân ứng ở nhiệt độ chudn 20°C (xem bang 1.5) k — hằng số tốc độ ở nhiệt độ TC;

6 — hệ số nhiệt độ (thường lấy bằng 1,047)

————

NBOD - Như cầu oxi

sinh h6a pha nite

man fT Poo EzT— mm]

CBOD - Nhu c&u oxi sinh héa pha cachon

oboe een 16 20 19 : "Thời gian (ngày) Hình 1.3 Đường cong nhà cầu oxi sinh hĩa pha cacbon và pha nito

‘

Õ trên ta đã giả thiết chi cĩ quá trình oxi hĩa sinh học phần cacbon của chất thải, hêm nhu cầu oxi sinh hĩa do quá trình oxi hĩa các hợp cha

nhưng cũng cĩ khả năng tăng t

itơ Như vậy thực tế đường cong BOD sẽ cĩ hai phá: pha cacbon và pha nitợ như trên hình 2

nito ậ u

1.3 Điều cần chú ý là nhu cầu oxi sinh hĩa pha aitơ (NBOD) bắt đầu trong Khoảng ngày thứ 5 đến 8, vì vậy quá trình nitrat hĩa khơng ảnh "hưởng tới kết quả a t f nenis hàn ,

tích BOD; Khi phân tích phương trình phân ứng oxi hĩa các hợp chất chứa ni p

xác định-lượng oxi tiêu tốn cho quá trình nitrat hĩa

Bang 1.5 MỘT SỐ GIÁ TRI DIEN HINH CUA kyo

k Mẫu 20 0,35 +0,70 Nước cống Nước cống đã xử lí tốt 0,10 + 0,25

Nước sơng bị ơ nhiễm 0,10~ 0,25

42

BOD biểu thị một cách gián tiếp lượng chất hữu cơ cĩ trong nước cĩ thể bị phân hủy bang vi sinh vật BOD được sử dụng rộng rãi trong kĩ thuật mơi trường nhằm xác định gần đúng lượng oxi cần thiết để phân hủy các chất hữu cơ bằng biện pháp sinh học cĩ trong nước thải Đồng thời cũng dựa vào chỉ số này để tính tốn được hiệu suất xử lí của q trình, làm cơ sở cho tính tốfi thiết kể cơng trình và tiêu chuẩn hĩa nước thải (xem nước sau xử lí cĩ thể đổ vào các nguồn nước hay khơng)

Phương pháp phân tích BOD cĩ một số hạn chế:

— Yêu cầu vi sinh vật trong mẫu phân tích cần phải cĩ nồng độ các tế bào sống đủ lớn

và các vị sinh vật bố sung phải được thích nghi với mơi trường

—~ Nếu nước thắt cĩ-các chất độc hại phải xử lí sơ bộ loại bơ bớt các chất đĩ, sau đĩ mới cĩ thể tiến hành phân tích, đồng thời cần chú ý giảm ảnh hưởng của các vi khuẩn nitrat hĩa

— Thời gian phân tích quá đài (5 ngày hoặc 2 ngày) Vì vậy, trong nghiên cứu hoặc

trong giám sắt q trình xử lí người ta cần xác định hệ số tỉ lệ giữa COD và BOD, rồi tiến

hành phân tích COD trong quá trình l

1.4.8 Chỉ số COD (Nhu cầu oxi hĩa học —- Chemical oxigen Demand)

Chỉ số này được dùng rộng rãi để đặc trưng cho hàm lượng chất hữu cơ của nước thải và sự ơ nhiễm của nước tự nhiên

COD là lượng oxi cần thiết cho quá trình oxi hĩa tồn bộ các chất hữu cơ cĩ trong mẫu

nước thành CO; và nước,

Để xác định COP người ta thường sử dụng một chất oxi hĩa mạnh trong mơi trường

axit Chất oxi hĩa hay được dùng là kali bfcromat (K;CrzO,)

Chất hữu cơ + KaCraO; + H* — 894 CĨ; + HạO + 2Œ? + 2K+ Lượng bicromat dư được chuẩn độ bằng dung dịch muối Mohr ~ Fe(NH¿); (SOa)a Với chất chỉ thị là dung dịch Ferroin:

Cr07? + Fe 4H" —› Cr? + Fe*Ư + HạO

Chỉ thị chuyển từ mẫu xanh lam sang mầu đỏ nhạt

Cách xác định COD:

Lấy 2Bml mẫu nước cho vào bình cĩ sinh hàn hồi lưu, rồi thêm HgSO, (nếu trong mẫu

nước cĩ hàm lượng 10mgCT /1 lít thì thêm 0,1 ø HgSO¿) và 10 mi dụng dịch K„CraO; 0,25

| N va vai hat thay tinh

Lap ống sinh hàn với nút thủy tính nhám Thêm- vào từ từ 30ml HạSO¿ đặc cĩ chứa

Ag SO, qua phan cudi Sng sinh han va lac déu dịch hỗn hợp trong khi thêm axit + Dun hồi lưu trong 2 giờ

Để nguội và tráng sinh hàn hồi lưu bằng nước cất

Trang 22

Chuẩn Bicromat dư : - Các nh ác phương pháp phân tích những chỉ số này xem các tài liệu phân tích chuyên để liên ~ : ⁄

Pha lỗng dịch hỗn hợp bằng nước cất tới khoảng 150ml Để nguội quan đến lĩnh vực này Thơng thường phân tích ŒN — NHạ) theo phương pháp Kjeldahl, bing dich mudi Mohr voi chi thi Ferroin

“Tiến hành song song với mẫu trắng (20ml nước cất) ; anh Ngồi COD và BOD i D va người ta cịn dùng một số thơng số khác do hị 4

Tinh két qua: hữu cơ cĩ trong nước, như: ` ° 9 hàm lượng các chất (a~b)N 8000

số ml mẫu thir — Tổng số cacbon hữu cơ (TỌC ~ Total Organic carbon) COD (mg/) =

a: Số ml dung dich mudi Mobr ding để chuẩn độ mẫu trắng — Nhu cầu oxi theo lý thuyết (Th OD ~ Theoretical oxigen Demand)

b: Số mi dụng địch muối Mohr đùng để chuẩn độ mẫu thử g TOC chi được đùng khi hàm lượng các chất hữu cơ rất nhỏ trong nước ThƠD chính là i ùng khi hà lượng oxi cần thiết để oxi hĩa hồn tồn các chất hữu cơ cĩ trong nước thành CO, và HạO

oe ThOD chi tính được giá trị khi biết rõ cơng thức hĩa học của các chất hữu cơ Vì thành

phần của nước thải rất phức tạp nên khơng thể tính được ThOD chính xác, vì vậy chỉ cĩ thể

tính gần đúng dựa vào giấ trị COD Các thơng số này cĩ độ lớ © ThO

/ ự i g số này cĩ độ lớn như sau: ThOD

BOD ys > BOD >en»

N: nồng độ đương lượng cha dung dich mudi Mohr

Các dung dịch hĩa chất:

cân 12,259g KaCrạO¿ đã sấy khơ 2 giờ ở 103°C, hịa tan 3 + Dung dich kali bicromat:

vào nước cất, thêm nước cho tới 1 lít,

+ Axit sulfuric déc cĩ Agz3Ox; thêm 22g AgaSOx cho 1 chải 9 lít HạSOa

+ Dung dịch muối Mohr 0,1N: hda 33g Fe(NH4)2(SO4)2-6H 29 tỉnh khiết vào nước cất,

(Chuẩn lại dụng dịch mat

1.4.19 Hàm lượng nitơ (N) Mục 1.3.2.1 ở trên đã để cập đến hợp chất chứa N cĩ trong nước thải thường là các hợp chất protein và các sản phẩm phản ấy: amon, nitrat,

nitít Chúng cĩ vai trị quan trọng trong hệ sinh thái nước Trong nước rất cần thiết cĩ một lượng nitơ thích hợp, đặc biệt là trong nước thải, mối quan hệ giữa BOD; với N và P cĩ ảnh

hưởng rất lớn đến sự bình thành và khả năng oxi hĩa của bùn hoạt tính Vì vậy, trong xử lí

nước thải cùng với các chỉ số trên người ta cân xác định chỉ số tổng nitơ (tổng — N)

thêm 20ml H;SO¿ đặc, để nguội rồi thêm nước cho đủ Lift Mohr bang dung dịch KyCr,07- Chuẩn trước khi dùng)

+ Chỉ thị ferroin: hịa tan 1/735g chất 1,10 — phenanthrolindihidrat cùng với 695 mg

FeSO,.7H¿O trong nước và thêm nước tới 100ml

+ AgazSOa; loại tinh dùng cho phan tích hĩa học (PA) Hơn nữa cũng cĩ khi phải xác định các chỉ số N — NHạ, NO; và NO2 để đánh giá mức độ và giai đoạn phân hơy chất hữu cơ trong nước thải, đồng thời để ra các biện pháp khử nitrat nếu quá lượng cho phếp và tạo điêu kiện cho các vi khuẩn phân nitrat hĩa hoạt động

chuyển ion này về nitơ phân tử co + HgSOu; loại tỉnh ding cho phân tích hĩa học (PA)-

COD vai BOD déu là các chỉ số định lượng chất hữu cơ trong nước cĩ khả năng bi oxi hĩa, nhưng hai chỉ số này khác nhau về ý nghĩa COD cho thấy tồn bộ chất hữu cơ (và ¢

các nhĩm võ cơ cĩ tính khử) cĩ trong nước bị oxi hĩa bằng tác nhân hĩa học BOD chỉ thị hiện các chất hữu cơ-đễ bị phân hủy sinh học, nghĩa là các chất hữu cơ cĩ thể bị oxi hồ

bằng vị sinh vật cĩ ở trong nước Do vậy, chỉ số COD luơn luơn lớn hon BOD va ti sé COD:

BOD bao giờ cũng lớn hơn 1 Tỉ số càng cao, đặc biệt là tới 34— 4— 5 cĩ thể là tron nước bị nhiễm các chất cĩ độc tính kìm hãm vi sinh vat phat triển và hoạt động, cũng cĩ kh

vi sinh vat bị chết Như vậy, BOD sẽ rất thấp hoặc cĩ khi gần tới khơng Do đĩ trong nhiề

trường hợp khơng thể suy từ COD ra BOD hoặc n§ược lại Tà

Trong trường hợp các nguồn nước tự nhiên và nước thải khơng cĩ chất độc và tương đố ổn định về thành phân, như nước thải sinh hoạt và nước thải cơng nghiệp thực phẩm cùng một số ngành khác ta cĩ thể xác định qua thực nghiệm được một hệ số chuyển đổi từ COD ra BOD và ngược lại, Vì vậy, cĩ thể sử dụng giá trị của phép đo COD là chỉ số chất hữu cơ bị phân hãy trong q trình xử lí nước thải

sả Các phương pháp phân tích chúng ta cĩ thể tham khảo ở các sách chuyên để về lĩnh vực

này :

1.4.11 Ham-luong phospho (P)

Phospho tồn tại ở trong nước với các dạng H;POa¿, HPO¿?, PO¿”, các polyphosphat

- m.- và phospho hữu cơ Đây là một trong những nguồn định dưỡng cho thực vật

: lưới nước, gây ơ nhiễm và gĩp phần thúc đẩy hiện tượng phú đưỡng ở các thủy vực SỐ Hàm lượng phospho cĩ thể là thừa trong nước thải làm cho các loại tảo, các loại thực vật lớn phát triển mạnh làm gây tắc thủy vực Hiện tượng tảo sinh trưởng mạnh (hiện tượng nước nở hoa”) đo nước thừa đỉnh dưỡng, thực chất là hàm lượng P ở trong nước cao Sau đĩ tảo và vi sinh vật bị tự phân, thối rữa làm nước bị ơ nhiễm thứ cấp, thiếu oxi hịa tan và làm

1.4.9, Chỉ số N, P cho tơm cá bị chết

so Trong nước thải người ta thường xác định hầm lượng P — tổng số để xác định tỉ số ; Ds: N :P nhằm chọn kĩ thuật bùn hoạt tính thích hợp cho q trình xử lí, Ngồi Ta cũng cĩ thể xác lập tỉ số giữa P và N để đánh giá mức dinh dưỡng cĩ trong nước :

Cân xác định tổng N, tổng P hoặc các dạng N ~ NHạ, N — NO, N ~ NOa hod

orthophosphat để chọn phương án làm sạch các ion này hoặc cân đối dinh duGng trong thuat bin hoat tinh

Trang 23

1.4.12 Chi sé LCsq (Néng d6 thdp nhất gây ức chế 50% sinh vật thí nghiệm)

Phương pháp thử độc tính của nước đối với sinh vật thí nghiệm dựa trên nguyên lý các šn đời sống sinh vật nuơi trong nước, như cá hoặc bèo

chất độc cĩ trong nước ảnh hướng đế

tấm, cũng cĩ khi dùng để nuơi dưỡng động vật (dùng sinh vật thử là chuột trắng), giáp xác,

vị tảo hay vi khuẩn

va sau khi xir 1) nham x4c dinh sy nguy hiểm của

Thử độc tính của nước thải (trước 1í sinh học và đưa ra tiêu chuẩn

nước thải đối với hệ sinh thái nước, nghiên cứu khả nãng xử

chất lượng nước cho giới thủy sinh

Các sinh vật thí nghiệm thường là các chẳng rất nhạy cảm với các chất làm

được nhân giống để cĩ sự đồng đều về sinh trưởng nghiệm với các nổng độ

thải thấp nhất ảnh hưởng đến sinh trưởng cha 50% sinh vat thf nghiệm 7 _ Chỉ số này được gọi là

Observed Effect Concentration)

Khoảng hơn chục năm gần đây phương aequinoctialis dé khao sat đặc tính sinh học vệ mơi trường Thụy Điển cho phép (1990),

hành tiêu chuẩn hĩa phương pháp với Lemna gibba G3

tấm khác, nhưng phải cĩ sự hiệu chỉnh Bèo được giữ giống, nhân giống và nuơi thí nghiệm trên cá

được bổ sung các chất K;HPOa,

nghiệm nước thải được pha lỗng với nhữn

(Semistatic) với pH địch nuơi từ 6,3 — 7,5, nhiệt độ nuơi 24 — 30°C,

Qua chi số LCso cho phép xác định chế đến sinh vật thí nghiệm, đồng thời cũng €

để ra các biện pháp tiếp theb: xác định các chất gây độc ;

chất độc : 1.4.13 Chi s6 vé sinh (E.coli)

Trong nước thải, đặc biệt là nưi lịch, địch vụ, khu chãn nuơi v.v n phân súc vật Trong đ

đường tiêu hĩa, như tả, lị thương han, các vì khuẩn gây ngộ độc thực phẩm

Trong ruột người,

trú, chủ yếu là vi khuẩn Các vi khuẩn này thường cĩ ở trong phân Vị khuẩn đường ruột gồm 3 nhĩm:

—Nhém Coliform đặc trưng 1a Escherichia coli (E.coli) — Nhém Streptococcus đặc trưng là Streptococcus faecalis _~Nhém Clostridium dac trung 1a Clostridium perfringens

46

nhậy cảm đối với những chất cĩ độc tính, õ nhiễm nước Các đối tượng này phải là đồng thuần chủng,

sau đĩ được đưa vào các địch thí

pha lỗng của nước thải Sau 96 giờ nuơi, xác định nồng độ nước LCso hay LOEC (nơng độ thấp nhất gây ức chế ~ Lowesst pháp thử độc tính với bèo tấm nhiệt đới Lemna

của nước thải cơng nghiệp đã được Ủy ban bảo

sau đĩ Hội thử nghiệm và vật liệu Mĩ đã tiến Cũng cĩ thể dùng các chủng bèo

e mơi trường dinh đưỡng

MgSO,, NaNO;, Na;CO;, HạBO; va khi nuơi thí

ø tỉ lệ khác nhau Chế độ nuơi bán tĩnh -

được nồng độ nước thải thấp nhất gây tác dụng ức

ho sơ bộ về độc tính của nước thải để cĩ thể xử lí hấp phụ hoặc loại bỏ các

ĩc thải sinh hoạt, nước thải bệnh viện, nước thải vùng d hiểm nhiều vi sinh vật cĩ sẵn ở trong phân người ví ĩ cĩ thể cĩ nhiều lồi vi khuẩn gây bệnh, đặc biệt là các bệnh về

động vật cĩ vú khác khơng kế lứa tuổi cĩ những nhĩm ví sinh vật cứ

E.coli được" Í ` `

coli con m oe ng mi phân lập từ phân người năm 1885, lúc đấu cĩ tên là Bacterium oe lane tha - Thực ra coii chỉ là một lồi của trực khuẩn đường ruột Ngồi ra cồn cĩ

Ai tort i tay Bản ở e

lồi chính ; - phe Bacterium paracoli, Aerohatter, Enterobacter, Xbelsilla © day cĩ hai

ann At : va Aerobacter aerogenes CA ina ji are:

các đặc điểm hĩa sinh, nhưng cũng cĩ điểm at này rất giống nhau về hình thai va

Nhĩm trực khuẩn đường ` i :

P , g ruột được gọi chung là nhĩ j

Nhém nay ¢6 E.coli, paracoli, Kbelsilla aerogenes & nhém Coliform hay Coliaergenes

E.coli nvoi ơi trườ 4 :

tường nà Tho, trên mơi trường cĩ pepton sinh Indol cĩ mùi thối, Aerobacter trên mơi

thành nhớt trên 5 sinh Indol, sinh axetoin cĩ mùi thơm và làm cho mơi trường đặc đến, t n mặt mơi trường Kbelsilla gần gì an sỹ : ng dac eeu, lạo -

Iactozơ, nhưng rất chậm ila gan giống như vi khuẩn trên, chỉ lên mien được Việc xác đi 2 dar et :

vi khuẩm say hi “a mà si vi sinh vật cĩ ở trong phân bị hịa tan vào nước, kể cả các ,

tấn gây bệnh rất khĩ khăn và phức tạp Trong các nhĩm vi sĩ j li nàng:

ta thường chọn E.coli làm vị sinh vật chỉ thị cho chi tiêu vệ sinh vai oe trong phân người

_ » E.coli dai diện cho nhĩm vi khuẩi

- coli đạ ệ n quan trọng nhất trong việc đánh giá mứ sinh (cĩ nhiễm phận hay khơng) và nĩ cĩ đủ các tiêu chuẩn lí tưởng cho Vị sinh vật HN

— Nĩ cĩ thể xác định theo cáo á

- ` j xác định theo phương pháp phân tích vi sinh vật h ở các phịng thí nghiệm và cĩ thể xác định sơ bộ trong điều kiện thực địa 9 thơng thường ÿ

Việc xác dinh coliform dé đăng hệ sed 5m vi si

Streptococcus edn phai thời gi be ơn ác nhĩm vi sinh vật khác Thí dụ: khi xác định

¢ gian ổn định nhiệt lầu-bơn Xác định C/osfridiwm tiến hành ở

Ỡ,

80°C va lén men bại lần, nèn rất khĩ thực hiện ` ~ :

Dé x4c-di walt 4 3 đã : ae

tang sitesi và an trước hết là dùng phương pháp lên men dựa trên khả năng đồng hĩa và mannit sẽ tạo thà it và sỉ i (si i) ở nhỉ h

np rosso ds: a ành axit và sinh khí (sinh hơi) ở nhiệt độ 43 ~ 44°C: Phản

on at

glucozo ————» axit lactic + axit sucxinic + axit axetic + COa + HạO

inde cà HÀ lun “e Sone mâu thử được biểu diễn bằng chỉ số coli (coli ~ Chi số cọh là số lượng tế bào coli cĩ trong 1 don vi thể tích hoặc đơn vị khối lượng eo độ colÙi là số đơn vị thể tích hoặc đơn vi khối lượng của mẫu thử cĩ một tế bào

1000

thân độ roi F chỉ số coli Thí dụ: - chuẩn độ coli của mẫu nước là 2: ộ oe 5 0, cĩ nghĩa là 250 mi nước cĩ 1 tế bào coli và như vậy chỉ ĩ nghĩ: % 4 £ é =

Giữa chỉ số coli và chuẩn độ coH cĩ mối quan hệ:

+86 coli sé 1A: so 1 sẽ là: 356 = 4, như vậy 1lft mẫu nước cĩ 4 trực khuẩn đường ruột này, it ma ớ

Ph ¬-

quấn nhỉ phe len men theo Vincent là phương pháp dùng phổ biến ở nước ta để xác định da day sồ A hence pháp dựa trên đặc điểm của E.coli phát triển tốt trên mơi trường dịch

: axit phenic, ở 42C lêi tị 3 sinh hơi einh mda °

Đĩ pepton - € lên men đường lactozơ và sinh hơi, sinh indol trên mơi trường

Trang 24

con dàng phương pháp Kessler Swenarton cấy trên mơi trường lactoZơ — mật bị — pepton ở 44°C trong 24 — 48 giờ theo đối sinh hơi Muốn phân tích sâu hơn để xác định thành phần trong nhĩm vị khuẩn đường ruột, người ta tiếp tục nuơi cấy mẫu trên

các mơi trường đặc hiệu, như mơi trường Endo, mơi trường Simons

Ngồi ra,

Hutton tVG, năm 1985 cĩ để ra phương pháp xác định nhanh sự cĩ mặt nhĩm trực

khuẩn đường Tuột shự sau:

Mẫu phân tích

Cấy vào mơi trường chọn lọc cĩ lactozơ

Nuơi ở 35 — 37C 7

(Khơng (Sinh hơi) sinh hơi)

Âm tính Đương tính if

khơng nhiễm phân

Cĩ thể nhiễm phân

giữ ở 44 ~ 45°C

(Khơng

(Sink hei) sinh hơi)

Âm tính

khơng nhiễm phân Cĩ thể xác

định bổ sung Streptococcus va Clostridium

Duong tinh

Khẳng định nhiễm phân

2 4g, ^

Cũng cĩ thể xác định £ coli theo cách sau: lấy 0,1 mi đã pha lỗng 10” — 10" lan (06

khi cịn phải pha lỗng tiếp theo) cho vào mơi trường agaz — eosin — metylen Giữ ở 37C +

19C trong 48 giờ Sau đĩ soi trên kính hiển vi, dém s6 E.coli trong 100m] mẫu nước

“Eiêu chuẩn cđa WHO quy định nước đạt vệ sinh: khơng quá 10 té bao coli trong 100ml

nước; của Việt Nạm < 20/100ml nước

48

1.5 TIÊU CHUẨN VIET NAM (TCVN) VE NUGC MAT, NƯỚC NGAM, GIA TRI

GIGI HAN CAC THONG S6 VA NONG BO CAC CHAT O Ơ NHIỄM Ở MỘT SỐ NƯỚC THÁI

Bang 1.6 TIÊU CHUAN CHẤT LƯỢNG NƯỚC MẶT - ~ TCVN 8942 - 1995,

Giá trị giới hạn STT Thơng số Đơn vị - A B 1 2- 3 4 5 1 pH 6-85 | 55-9 2 BOD, (20°C) mg/l <4 <25 3 cop mgft > 10 > 35

4 Oxi hịa tan _ mg/l 26 22

5 Chat rin lơ lửng mg/l 20 80 6 Asen mail 0,05 0,1 3 Bari mgđ 1 4 § Cadimi mgA 0,01 0,02 9 Chì mgiI 0,05 0,1 10 Crem (VD) mg/h 605 | 0,05 11 Crom (III) mg/l 0,1 1Ĩ 12 Đơng mg/l 0,1 1 13 Kem mgi 1 2 14 Mangan mgii 0,1 0,8 l§ Niken mg/l 0,1 „1 16 Sất me/l I 2 17 “Thủy ngân mg/l 0,001 0,002 18 Thiée mgA 1 2

19 Amoniac (tinh theo N) mg/l 0,05 1

20 Florua ang/t 1 1,5

21 Nitrat (tinh theo N) mg/l 10 15°

22 Nitrit (tinh theo N) mg/l “0,04 0,05

23 Xianua mg/l 0,01 0,05

24 Phenol (Tổng số) mg/l 0,001 0,02 25 Dâu, mỡ me/l khơng 0,3 26 Chat tdy rita mg/l 0,5 6,5

27 Coliform | MPN/l00mi | 5000 | 10.000

28 “Tổng hĩa chất bảo vệ thực vật (trừ DDT) mg/l 0,15 0,15

29 DDT mgđ 0,01 0,01

30 Tổng hoạt độ phĩng xạ œ Bal 0,1 01

31 Tổng hoạt độ phĩng xạ 8 Ba/l 10 1,0

Chủ thích: = Cột Á áp dụng đối với nước mặt cĩ thể dùng làm nguồn cấp nước sinh hoạt (nhưng phải qua

q trình xử lí theo quy định)

~ Cột B áp đụng đối với nước mặt đùng cho các mục đích khác Nước dàng cho nơng nghiệp và nuơi trồng thủy sản cĩ quy định riêng

-ị.49

Trang 25

Bang 1.7 TIEU CHUAN CHAT LUGNG NUGC NGAM ~ TCVN 5944 ~ 1995 GIA TRI GIOI HAN CHO PHEP CUA CAC THONG S6 VA NONG DO CÁC CHẤT Ơ NHIỄM TRONG NƯỚC NGẦM

STT Thơng số Đơn vị Giá trị giới hạn

I pH 6,5 ~ 8,5

2 Màu Pt- Co 5-50

3 (tính theo CaCO;) be eens me 7 300 - 500

4 Chat rin tổng số me/l 750 ~ 1500 5 Asen mai 0,0 6 Cadimi mại 0,01 7 Clorua mg/l 200 ~ 600 § Chì mại 0,05 9 Crom (VD mg/l 0,05 10 Xianua mạ/ 0,01 11 Đồng mg/l 1,0 12 Florua me/l 1,0 13 Kém me/l 5,0 14 Mangan mg/l 0,1 - 0,5 15 Nitrat mgi 45 l6 Phenolat mg/l 0,001 17 Sắc mg/l 1-5 18 Sulfat mgfi 200 - 400 19 Thủy ngân mg/l 0,001 20 Selen mại 0,01 21 - Fecal coli MPN/100 mĩ khơng

22 Coliform MPN/100 mi 3

Bang 1.8 GIA TRI GIG] HAN CHO PHEP CUA CAC THONG 86 VA NONG ĐỘ

CÁC CHẤT Ơ NHIÊM TRONG NƯỚC BIEN VEN BỜ ~ TCVN 5943 = 1998

Giá trị giới hạn TT Thong số Đơn vị

Bãi tắm Nuơi thủy sẵn Các nơi ki

1 Nhiệt độ °c 30

2 | Mai khĩ chu

3 pH 6,5-8,5 6,5~8,5 6,5-8,5

4 Oxi hda tan mg/l 24 25 24

5 BOD,(20°C) mg/l x20 <10 <20 6 Chất rần lơ lặng mg/t 25 50 200

7 Asen ° mg/l 0,05 0,01 0,05

8 Amoniac (tính theo N) mgii G1 0,5 65 9 Cadimi maf! 0,005 0,005 0,01 10 Chì mg/l 01 0,05 61 i Crom (VI mg/l 0,05 0,05 _ 0,05 12 Crom (HD mg/l 01 0,1 0,2 3 Cle mgii 0,01 14 Đơng mg/i 0,02 0,01 0,02 l5 Florua mg/l 1,8 LS 1,5 16 Kẽm mgíi 01 0,01 61 1 Mangan mg/l 0.1 01 0,1 18 Sất mgii 0,1 -— 81 0,3

19 Thiy ngan mai 0,005 9,005 0,01

'20 Sulfua me/t 0,01 0,005 0,01 21 Xianua mg/i 0,01 0,01 9,02 22 Phenol tổng số mgii 6,001 0,001 0,002

23 Váng đầu mỡ mg/l Khong Khong ˆ 03

Trang 26

Bảng 1.9 NUGC THAI Cong NGHIỆP — TCVN 5945 ‹ — 1995

ẹ - - Chả thích: KPHĐ: khơng phát hiện đi

GIÁ TRỊ GIỚI HẠN C#“ THƠNG SỐ VÀ NỔNG ĐỘ CHẤT Ơ NHIÊM - à | ~ Đối với nước thải của một số mị ee oe đÌnh rong sác tieu chuẩm nen ghiệp đặc thù, giá trị các thơng số và nồng độ các chất thành u ộ sé gio gành cơng nghiệp Ồ lẹp đi đã lá trị cá 5 va nd Giá trị giới hạn i a ` - ~ Nước thải cơng nghiệp cĩ giá trị các h Nước thải x hiệp cĩ giá trị các thơng số và nỗng độ các chất thơ E : thành h phi pị ẳ ng hoặc nhỏ A 3 hơi

re | trị quy định trong cột A cé thể đồ vào các vực nước được dùng lầm nguơn cấp nước tình hop fe ahd hon eit ợ $ at

45

wipe | eye ¬

~ Nước thải cơ ải cơng nghiệp cĩ giá trị các thơng số và nổng độ các chất nhỏ bơn hoặc bằng giá trị quy định lệp cĩ giá trị cá š

_ a ‡ Hi

Nhiệt độ 7 “0

trong cột B chỉ được đổ vào các vực nước đù 4 ích mì

sản, trồng trọt : ng cho các mục đích giao thơng thủy, tưới tiên, bơi lội, nuơi thủy

2 pH

55-9 ce ~ Nước thải cơng nghiệp cĩ giá trị

các thơng số và nổ 3 SoD, (20°C) 50 oy i

trong cột B những khơng vược Quá giá Hị quy đình trong sạc c đc nhép để dào cức nơi quy

i quy dinh

— Nước thải iêp cĩ giá trị cái

ˆ ou

4 _ cop mall 100 - 400

song cột C TH thong được thép DAI biện ree 6 va néng dO các chất thành phần lớn hơn giá

trị quy định

5 Chất rắn lơ lửng ingil 100

¬ esa nhấp HỘ mẫu, phân th, tính toểm xác

6 Asen mg/l “0,1 -

wong cde TCVN tose tng phân tích, tính tốn, xác định từng thơng số và nồng độ cụ thể được quy định 7, Cadimi mg/l 0,02 0,5 “3 chi mei! * 0,5 1 9 Cio du mg/l 2 2 10 ‘Crom (VI) mg/l 041 05

11 Crom GID) mgii

1 - 2 12 Dâu mỡ khống mg/l 1 5 19 Đầu động thực vật mel! 10 30 14 Đăng mgii + 1 5 15 Kém rngjt 2 5 16 Mangan mg/l H 3 17 Niken mgii 1 2

18 Phospho hữu cơ mg/l

0,5 i 19 Phospho tổng số mg/l 6 8 20 Sất mg! 5 10 21 Tetracloetylen mg/l 9,1 01 22 Thiếc mại! 1 5 23 Thủy ngân - mg/l 0,005 0,01 24 Tổng nitơ mgii 60 60 25 “Tricloetylen mg/l 03 0,3 26 Amoniac (Tinh theo N) mg/l!

Trang 27

“chỉ thị quý giá cho nước, vì thấy cĩ mặt chúng cĩ nghĩa là bàn Row tinh thich hop véi co stát cĩ trong nước, chất lượng quá trình oxi hĩa và khơng cĩ mặt của các loại chất cĩ độc tính Trùng bánh xe chỉ thị cho hệ thống sinh học đã ậi ổn định

Nguyên sinh động vật an cdc lồi tao a v¡ khuẩn (kể cả vi khuẩn gây bệnh), ăn các ảnh vụn hữu cơ hoặc tự ăn lẫn nha Xích thước của nguyên sinh động vật cĩ thể.từ vài

mieromet tới vài milimet

Chương !ï

CƠ SỞ SINH HỌC TRONG QUÁ TRÌNH LÀM SẠCH NƯỚC THAI

Nguyên sinh động ãn tảo, ăn vi khuẩn Với đặc tính này người ta lợi dụng chúng để khử các vi khuẩz gây bệnh cĩ trong nước thải Trong quá trình xử lí nước thải ta thấy một số lồi đảng Vật nguyên sinh cĩ mặt trong bùn hoạt tinh Protozoa & bin được dùng như chỉ

sế quan trọng để đánh giá kết quả xử lí nước thải

2.1 THÀNH PHAN SINH HỌC CỦA NƯỚC Trong nước sạch, các sinh vật sone oe ít, thậm chí khơng cĩ Nước bị nhiễm bẩn các chất hữu cơ hoặc Vơ cơ sẽ thác a er Pp a

triển của giới thủy sinh Giới này sẽ thích nghỉ dẫn với các điều kiện z71› nhiệt độ, nơng : các: chất hĩa học cĩ trong nước

"Thành phần sinh học của nước cĩ vi sinh vật, ví rút nguyên sinh động vật, Song vit ie du, rong tảo, giun, sán, Quần thể sinh vat trea nude được gọi tên chung là giới thủy sinh và chúng cĩ quan hệ khang khit trong 4¢ sinh thái nước Cĩ nhiều hệ sinh thái nước,

như hệ sinh thái biển, hệ sinh thái cửa e2ng, hệ sinh thái hồ đầm v.v

Nước thải các loại thường »/ nhiễm bắn với mức độ khác nhau làm phá VÕ sự căn bằng ~~“ eta-hé sinh thái trong mộ: thời gian Sau khi được làm sạch thì sự cân bằng của hệ sinh thai

nước mới được xác lập trở lại

2.1.3 Tao (Algae hay Algobacteria) (Hinh 2.5) Tảo cịn được xếp vào giới thực vật

nổi của nước Hình 2.5 cho thấy một số tảo tìm thấy ở trong nước

Giới sinh vật này là loại tự dưỡng quang hợp Tảo và các thực vật trong nước khác cĩ

thể tạo thành một quân thể khổng lồ các chất hữu cơ từ các nguyên tố C, N, P bằng quang : hợp hay hĩa tổng hợp

Tảo là loại thực vật đơn giản nhất, khơng cĩ rễ, thân, lá Cĩ loại tảo với cấu trúc đơn +Ý bào, cĩ loại mọc nhánh dai Chúng là thực vật phù du, cĩ thể trơi nổi ở trong nước hay mĩc

- vào các giá đỡ (loại thực vật khác) Nhiều lồi tảo, như vị tảo cồn được xếp vào giới vi sinh “ vật, tảo lam được xếp vào nhĩm vị khuẩn lam

Tảo là sinh vật tự đưỡng (autotrophe) Chúng sử dụng CO¿ hoặc bicacbonat làm nguồn cacbon và nguồn nitơ, phospho vơ cơ để cấu tạo tế bào đưới tác dụng: của năng lượng ánh

Thanh phần sinh học của nước và đặc biệt của nước thải gồm cĩ: e - : sáng mặt trời, đồng thời thải ra oxi Quá trình quang hợp của tảo được biểu dién như sau: 2.1.1 Vi sinh vật (hình 2.]-2.3) Ví sinh vật là một giới sinh vật nhê bé, đơn bào, rất

đơng đúc trong tự nhiên Tế bào của chúng chỉ nhìn thấy được dưới kính biến vi phĩng đại |

từ 400 đến 1000 lần : -

Vi sinh vật gồm cĩ vi khuẩn, nấm mốc, nấm ren, xạ khuẩn, virut (siệu ví khuẩn), :

Chúng nhiễm vào nước do từ các nguồn: từ đất, từ nguồn thải sinh hoạt, nguồn thải bệnh viện, từ bụi trong khơng khí rơi vào, đặc biệt từ các nguồn phân người cũng như phân sức

vật Vi sinh vật-cĩ ở trong nước với vi khuẩn cĩ tỉ lệ là cao nhất Ở trong nước chúng sử: dụng các chất õ nhiễm làm nguồn đỉnh dưỡng để xây dựng tế bao mới phục vụ cho sn trưởng của chúng Vì vậy, trong nước thải số lượng vi sinh vat, chủ yếu đà vị khui n, ng

một nhiều lên Song, nước dần được làm sạch, nguồn định đưỡng của vi sinh vat can kiệt s

làm cho chúng bị chết và số lượng của chúng giảm

Vi khuẩn trong nước chủ yếu là các lồi dị đưỡng hoại sinh Các lồi này cĩ kha nan; phân hủy các chất hữu cơ, oxi hĩa các chất này thành các chất don giản, sản phẩm cud

cùng là CO¿ và nước Trong cơ thể sống cịn cĩ nhiều lồi ví khuẩn và virut gây bệnh ch

người, động vật và thực vật Trong nước, vi khuẩn chiếm đa số giới vi sinh vật, ngồi ra cịi

cĩ nấm men, nấm mốc, xạ khuẩn

CO; + PO¿” + NHỊ — BÉ Tế bào tảo mới (tăng sinh khối) + Oy

Trong nước gidu nguén N va P, dac biệt là P, sẽ là điều kiện rất tốt cho tảo phát triển

Nguồn CĨ¿ cĩ thể do ví sinh vật hoạt động trong nước, phân hủy các chất hữu cơ tạo thành

cung cấp cho tảo hoặc từ khơng khí

Tảo phát triển làm cho nước cĩ mầu sắc, thực chất là màu sắc của tảo

— Tảo xanh Aphanizomenon blosaquae, Anabaena microcisic làm cho nước cĩ mầu

xanh lạm ⁄ `

~ Tao Oscilatoria rubecens làm cho nước ngả mầu hồng

— Khuê tảo (Melosira, Navicula) làm cho nước cĩ màu vàng nâu Chrisophit lam cho nước cĩ mầu vàng nhạt

Tảo phát triển cịn gây cho nước cĩ nhiều mùi khĩ chịn, như mùi cổ, rùi mỡ ơi khét,

mùi thối Nĩi chung, tảo khơng gây độc, nhưng thân xác của chúng làm ách tắc cho bơm,

lọc, đường ống, làm giảm độ keo tụ lắng cặn và làm giảm chất lượng nước, đặc biệt về mầu a milli

2.1.2 Động vat nguyén sinh (Protozoa hay Protozoobacteria) (hinh 2.4) `

_ Gan đây mới phát hiện một số tảo độc, đặc biệt ở các vùng đầm lây tù hãm Tảo độc

4 ¡ khu sống trong nước là ¢ ne `

Trong nước, bền cạnh vi khuẩn, nhĩm động vật quan trọng sống 8 hát triển thường liên quan tới vùng cĩ bệnh viêm gan hoặc ung thu gan động vật nguyên sinh Chúng thuộc vào giới động vật sống trơi nổi của nước Chúng là chất

Trang 28

‘Tao xanh cé chat diép luc (clorophyl) Chất này đĩng vai trị quan trọng trong quá trình,

quang bợp- Cĩ thể đùng tảo xanh làm chỉ thị sinh học đánh giá chất lượng nước tự nhiên

Nhận dang tảo và phân loại chúng là việc làm khá phức tạp, cẩn địi hồi nhiều kinh nghiệm Bảng 2.1 cho phép sa nhận đạng tảo theo mùi, vị ˆ

Béng 2.1, NHAN DANG TAO THEO MUI VI

` —— Mũi tự nhiên | 3 4 4 số Vị tự 2 ï

Lớp tảo Tảo với Số | Tâovớisố | nạn | Cảmgiác lượng hạn I nên

lượng lớn

chế

1 2 3 4 5 Cyanophyceae :

Anabaena cơ, mốc thối ỉ sen hơi

Anabaenopsis cổ

Aphanizomenon od, mde thối ngọt khơ sen hơi Cilindrospermum cỏ hơi Gloeotrichia cơ Gomphosphaeria cĩ cổ ngọt Microcystis cỏ, mốc thối ngọt Anacystis hơi Nostos mốc thối hơi Oscillatoria cỏ mốc, thơm Rivularia cơ mốc Tảo lục: Actinastrum „ cỏ, mốc Ankistrodesmus cỏ, mốc

Chara xạ, hương mốc, thơm

Chlamydomonas mốc, cĩ tanh ngọt mềm hơi nhờn Chlorella mốc Cladaphora hoi Closterium cỗ Cosmarium cơ Dictosphaerium cổ sen tanh

Eudorina tanh ” Gloeocystis thối thuốc 56 1 2 3 4 5 Gonium tanh Hydrodictyom thối hồi

Nitella cơ cơ, thối chát đắng

Pandorina tanh Pediatrum cơ Scenedesmus cỏ Spirogyra cỏ Staurastrum cỏ Tribonnema tanh Ulothrix cơ

Volvox tanh tanh

Khuẩn tre:

Asterionella thom tanh cây mé hac

Cyclarela cỏ, thơm tanh,

cay mé hac

Diatoma thom Fraginaria cỏ, thơm mốc

cây mỏ hạc

Melosira cơ, thơm mốc mềm

cay mé hac nhờn Meridion ngọt ` Pleurosigma tanh

Stephanodiscus cỏ, thơm tanh mềm

cay md hac :

Synedra cổ mốc, tanh mềm nhờn

Tabellaria cỏ, thơm tanh mềm

cây mơ hạc nhờn

Bọ cườm:

Dinohryon cỏ tím tanh mềm tanh nhờn

Mallomonas cơ tím tanh

Synurd đưa chuột tanh chát đắng khơ

thối rắn đưa hấu mềm ˆ

Uroglenopsis đưa chuột tanh mềm

Tring mat:

* Euglena tanh ngọt

Đinophyceae:

Ceratium tanh thối chát đáng

hồi

Trang 29

2.2, HỆ Vĩ SINH VẬT CỦA NƯỚC THÁI

Phần lớn vi sinh vật xâm nhập vào nước là từ đất, phân, nước tiểu, các nguồn thải và từ bụi trong khơng khí rơi xuống Số lượng và chúng loại vi sinh vat trong nước phụ thuộc vào

nhiều yếu tố, nhất là những chất hữu cơ hịa tan trong nước, các chất độc, tia tử ngoại (cực tím), pH mơi trường, những yếu tố quyết định đến sinh trưởng và phát triển của vì sinh vậi

như các chất dinh dưỡng của chúng Nước càng bẩn, càng nhiều chất hữu cơ, nếu thích nghỉ

được và sinh trưởng thì sự phát triển của vi sinh vật càng nhanh

Trong nước cĩ rất nhiều loại vi sinh vat: vi khuẩn, nấm men, nấm mốc, xoắn thể, xạ khuẩn, virut, thực khuẩn thể, nhưng chủ yếu là vị khuẩn

Nĩi chung trong nước, số ví sinh vật khơng sinh bào tử chiếm uu thế (gần 87%), cịn trong bùn số vi sinh vật sinh bào tử lại chiếm ưu thế (gần 75%)

Nước sơng luơn thay đổi theo đồng chấy Vì vậy, hệ vị sinh vật và số lượng vị sinh vật

luơn thay đổi Ở vùng gần thành phố nước sơng cĩ số lượng vi sinh vật lớn, đồn ở phía xa thành phố chúng lại giảm số lượng nhanh Điều này được giải thích, vì nước sơng ở gần

thành phố được nhận một lượng nước thải từ nước sinh hoạt của dân cư, cống rãnh đơ thị rác rưởi chứa nhiều cặn bã hữu cơ kèm theo một số lớn vị sinh vật Dồng sơng càng chay

cing bi pha lỗng khi xa thành phố, lượng chất hữu cơ giảm dân và như.thế các chất dinh

dưỡng của vi sinh vật càng ngày càng cạn kiệt Thêm vào đĩ vì sinh vật cịn bị tiêu điệt bởi ánh sáng mặt trời cĩ tỉa tử ngoại, ví sinh vật đối kháng, nguyên sinh động vật ăn ví sinh vật,

thực khuẩn thể dung giải ví sinh vật / Nước biển cĩ số lượng vi sinh vật nhỏ hơn nước hổ ao, sơng ngịi Số lượng vi sinh vật ở gần bờ thường nhiều hơn ở xa bờ Mặc dù nổng độ muối của nước biển khá cao nhưng số lượng ví sinh vật trong đĩ khơng phải là ít Trong nước biển cĩ thể cĩ số lượng ví sinh vật dao động từ 35 đến vài nghìn tế bào trong I lit Ngồi các ví sinh vật ưa mặn cịn cĩ trực khuẩn sinh bao tit (Bacillus); Khơng sinh bao tit (Bacterium); cau khuẩn, niêm vi khuẩn, xạ khuẩn, nấm men, nấm mốc thì ít hơn

Nước mưa, tuyết, băng cĩ rất ít vÌ sinh vật

Nước giếng phun, nước ngắm, nước mạch cĩ số lượng vi sinh vật tương đối ít, bởi vì

nước đã thấm qua đất như là măng lọc rất tốt, nên hầu hết ví sinh vật bị giữ lại ở trong đất Nước thải, đặc biệt là nước thải sinh hoạt và nước thải của các xí nghiệp chế biến thực

phẩm, rất giàu các chất hữu cơ, vì vậy số lượng ví sinh vật trong nước là rất lớn q0 +10°

tế bào/ml) Trong số này chủ yếu là vi khuẩn, chúng đĩng vai trị phân hủy các chất hữu cơ,

cùng với các chất khống khác đùng làm vật liệu xây dựng tế bào đồng thời làm sạch nước thải Ngồi ra, cịn các vi sinh vật gây bệnh, đặc biệt là các bệnh đường ruột, như thươn,

hàn, tả, lị và các virut, thực khuẩn thể

2.2.1, Vi khuẩn (Bacteria) (hình 2.1) là sinh vật don bào, kích thước rất nhỏ từ 0,3 + 5m

(chỉ nhìn thấy ở kính hiển vi phĩng đại 1000 lần) Ví khuẩn cĩ hình cầu, hình que, hình sợ

xoắn Chúng đứng riêng rẽ hoặc xếp thành đơi, thành 4 tế bào hoặc hình thành khối với 8 t

bào, xếp thành chuỗi hoặc thành chùm Ví khuẩn sinh sản bằng cách chia đơi tế bào Nế

các điêu kiện về chất định dưỡng, oxi, pH và nhiệt độ mơi trường thích hợp thì thời gian thị hệ là 15 + 30:phút

38

Vi khuẩn đĩng vai trị quan trọng (cĩ thể nĩi là chủ yếu) trong quá trình pi hữu cơ, làm sạch nước thải, trong vịng tuần hồn vật chất

Theo phuong thite dinh duGng, vi khuan duge chia lam hai nhéin chiph:

Jo Vi khuẩn dị dưỡng (heterophe) Nhĩm ví khuẩn sày sử dụng các chất hữu cơ làm : nguồn cacbon dính dưỡng và nguồn năng lượng để hoạt động sống, xây đựng'tế bào, phát

triển ˆ —_ ; : ,

Cĩ ba loại vi khuẩn đị đưỡng: ˆ

+ Vi khuẩn hiếu khí (asrobe): cần oxi để sống, như quá trình ho hấp ở động vật bậc cao

- Ưxi cùng cấp cho quá trình oxi hĩa các chất hữu cơ theo phân ứng:

tăng sinh khối

Chất hữu bơ + Os _—>>—”, di khuẩn hiế kh 7 C2 + HạO + năng lượng

; + Vi Khuda ki kh (anaerobe): chúng cĩ thể sống và hoạt động ở điều kiện kị khí (khơng cần oxi của khơng khi), mà sử i ữ chất ni t để oxi hồ

oe ta g khí), mà sử dụng oxi trong những hợp chất nitrat, sulfat để oxi hĩa các

Chất hữu cơ + NOZ —> CO¿ + N + năng lượng

Chất Hữu cơ + SO2~ =>.CO; + HạS + năng lượng

Chất hữu cơ vây hữu cơ + CO¿ + H2O + năng lượng CH¿ + CO; + năng lượng

- + Vị khuẩn tùy nghi (facultative): loại này cĩ thể sống trong điều kiện cĩ hoặc khơng

s oxi ty do Chúng luơn cĩ mặt trong nước thải Năng lượng được giải phĩng một phần

lược sử dụng cho việc sinh tổng hợp hình thành tế bào mới, một phần thốt ra ở dang nhiệt

~ Vi khuẩn tự dưỡng (autotroph)

- Loại vi khuẩn này cĩ khá năng oxi hĩa chất vơ cơ để thu năng lượng và sử dụng CO

‘fam Benda cacbon cho quá trình sinh tổng hợp Trong nhĩm này cĩ vi khuẩn nitrat hĩa, “i sắt, ví khuẩn lưu huỳnh Các phản ứng oxi hĩa như sau: :

Ư Nitromonas: 2NH‡ +Q¿ ~>2NOZ +4H†+ 2H2O+ năng lượng

6 Nitrobacter: 2NO¿ +O¿ —->2NO3 + năng lượng

Các vi khuẩn sắt oxi hĩa sắt tan trong nước thành sắt khơng tan Feith +O > FC hơng tan) + Hang lượng

Cac vi khudn Leptothirix vi Crenothrix lầm kết tũa sắt thành sắt Fe(OH), cĩ màu vàng đỏ Các vi khuẩn lưu huỳnh cĩ khả năng chịu được pH thấp, oxi hĩa H;S thành axit

sunfuric (H)SO4) gay ăn mịn đường ống, các cơng trình xây dựng nigập trong nước

39

Trang 30

Hình 2.1 ¬ Hình thái vì khuẩn

a Cầu khuẩn: -1 Micrococcu$; 2 Štreptococcus; 3 Diplo va Tetracoccus; 4, Staphylococcus; 5 Sarcina

b Trực khuẩn; 6 Trực khuẩn khơng cĩ bào tử; 7 Trực khuẩn cĩ bào tử € Xoắn khuẩn: 8 Vibrio; 9 Spririllum; 10 Spirochaeta (xoan thé)

2.2.2 Siêu vi khuẩn và thực khuẩn thể

(Virut va Bacteriophage)

Siêu vi khuẩn (hay đúng hơn phải gọi là viru) là những sinh vật cực nhỏ (kích thước vào khoảng 20 + 100 nm), chi cĩ thể nhìn thấy ở dưới kính hiển vi điện tử Chúng là tác nhân gây r4 nhiều

bệnh hiểm nghèo cho con người, động vật và thực

vật Virut khơng thể sống độc lập mà phải kí sinh

vào tế bào chủ và lúc này mới thể biện đặc tính

sống của mình CHình thái virut xem hình 2.2)

Virut cĩ phần chính ở giữa là một loại axit

nucleic (ADN hoic ARN), thường là ARN wi

trong giới virut cĩ cấu tạo bằng ARN chiếm đa số) Phần ngồi là vỏ gọi là Capxit Nếu virut lớn

- cịn cĩ thêm vỏ ngồi: Vỏ giữ chức năng bảo vệ cĩ

cấu tạo bằng một loại protein đặc biệt Phần axit

nucleic bền trong rất quan trọng, nĩ giữ vai trd di

60

Hình 2.2 Hình thái của một sổ virut

truyền Khi vào tế bào chủ phân này quyết định việc tổng hợp nên các phân ti axit nucleic

xà vỏ bọc protein mới để phục vụ cho sinh sản

Mỗi virut cĩ một loại tế bào chủ tương ứng Virut bấm vào tế bào chủ rồi xâm nhập vào nội bào, phần axit nucleic được giải phĩng ra khỏi vỏ bọc Khí virut da ở trong tế bào chất, chúng nhanh chĩng vào nhân để bất đầu sinh sản 6 day virut bất tế bào vật chủ tổng hợp

* rạ các axit nucleic.mới theo khuơn axit nucleic virut từ ngồi vào Các nguồn vật liệu như

xit amin, các nucleotit và nguồn năng lượng của tế bào vật chủ đều phải phục vụ cho nhu âu của virut,

Sau khi tạo thành nhiều axit nucleic mới, tế bào vật chủ phải tiến hành tổng hợp các protein capxit để tạo hình cho các virut mới Các virut mới này sẽ phá vỡ màng tế bào vật chủ và được giải phĩng ra ngồi Kết quả là tế bào vật chủ bị chết và vơ vàn các virut con

được hình thành Quá trình này cĩ thể xây ra từ vài phút đến vài chục giờ Một virut qua quá trình sinh sân cĩ thể cho-từ 1000 đến 10.000, cĩ khitới 100.000 virut con, Đĩ là cơ chế

: gây bệnh, trong đĩ cĩ những bệnh truyền nhiễm của virut

Thực khuẩn thể là virut của vì khuẩn, cĩ khả năng làm tan các tế bào vi khuẩn rất ¬ nhanh Thực khuẩn cĩ hình đáng giống quả chùy, phân đuơi cán cĩ sợi mĩc để bám vào vỏ tế bào vi khuẩn, rồi làm tan một lỗ nhơ trên vơ tế bào, phần axit nucleic bên trong của virut

sẽ nhanh chĩng xâm nhập vào nội bào Quá trình hình thành các thực khuẩn thể mới tương tự như ở virnt nĩi chung, nhưng thường Xây ra rất nhanh, cĩ thể chỉ 15 + 20 phút

Trong nước thải thường cĩ những vì khuẩn gây bệnh chơ người và động vật, Kèm theo

'3'e6 cả những thực khuẩn thé tương ứng với từng loại vi khuẩn Cĩ trường hợp các tế bào vi

khuẩn chủ đã chết mà trong q trình phân tích ví sinh học khơng phải hiện được, nhưng

“thấy cĩ thực khuẩn thể tương ứng người ta cĩ thể kết luận được sự cĩ mặt của những vi khuẩn này cĩ trong nước thai : `

2.2.3 Nấm và các vi sinh vật khác

Các nhĩm vi sinh vật khác như: nấm men, nấm méc, xa khuẩn cĩ trong nước thải, nhưng ít hơn vi khuẩn Những nhĩm này phát triển mạnh trong vùng nước tà Chúng cũng là những vi sinh vật dị dưỡng và hiếu khí Các lồi nấm, kể cả vì nấm (trong đĩ cĩ nấm độc)

cĩ khả năng phân hủy các chất hữu cơ Nhiều lồi nấm phân hủy được xeniulozơ, hemixenlulozơ và đặc biệt là lignin Nấm men phân hủy các chất hữu cơ hạn chế hơn, nhưng chúng cĩ thể lên men được một số đường thành alcol, axit hữu cơ, glyxerin[ trong điều kiện kị khí và phát triển tăng sinh khối trong điều kiện hiếu khí

Vai trị của nấm, kể cả nấm mốc, nấm men, cũng như xạ khuẩn trong quá trình xử lí nước thải khơng quan trọng bằng vi khuẩn và thường khơng được quan tâm

Các giống nấm thường gập trong nước thải 1A Saprolegia va Leptomus Giống Leptomus cĩ lồi 1eptomus lacteus thường gây phiển hà trong việc thải nước Giống này sống :quanh năm ở sơng hồ, nhưng phát triển mạnh vào mùa đơng Điều kiện cần thiết cho phát lên cửa nĩ là sự cĩ mặt các chất hữu cơ cĩ trong nước Nĩ phát triển thành khối nhầy cùng vi khudn Sphaerotilus natans trong 90 + 120 phút và cĩ thể bịt kín hồn tồn các song ới chắn rác làm cần trở dịng chảy hoặc bịt kín các màng lọc khơng cho nước đi qua các hin loc

Trang 31

Hink 23a — Xa khudn 1 Soi; 2 Sot mang bao tit

Hinh 2.36 Méc Aspergillus cu a Bào tử đính; b Khuẩn tỉ cĩ vách ngăn với một số sợi mang cĩ đính bào ti; +

e Cuống đính bào tử; d Tế bào hình chai

62

FG ES Mucor Rhizopus Thamnidium- Rhizopus ——

Hinh 2.3 ¢ —~ Các mốc Mucor, Rhizopus va Thamnidium Mốc Rhizopus; a Bào tử nang; b Cuống bào tử nang

- 2.3 CÁC SINH VẬT GÂY BỆNH CĨ Ở TRONG NƯỚC Các sinh vật gây bệnh cho

:người và động, thực vật gồm cĩ vi khuẩn, các lồi nấm, virut, động vật nguyên sinh, giun,

sán nhưng chủ yếu là vi khuẩn và virut Ta thường xếp chung thành một nhĩm và gọi là

nhĩm sinh vật gây bệnh Những tác nhân gây bệnh cho người và động vật qua đường nước thường là các vi sinh vật gây bệnh đường ruột Đặc điểm của các vi sinh vật gây bệnh là sống ki sinh với tế bào vật chủ, phá vỡ tế bào chủ hoặc tiết ra các chất đọc tố làm chết

` vật chủ,

— Vị khuẩn Những vi khuẩn gây bệnh đường ruột hay gặp trong nước là: vi khuẩn t Vibrio cholera, vi khuẩn lị Disenteriae Shigella, vi khuẩn thương hàn và phĩ thương hần

Samonella typhos và S.paralyphos cũng như trực khuẩn đường ruột Escherichia (gay bénh cĩ điều kiện)

+ Vi khudn Samonella chỉ gây bệnh thương hàn (typho) ỡ người và vi khuẩn phĩ thương

“han (paratyphos) gây bệnh cả ở người và súc vật Vi khuẩn Szmonelia-rất phổ biến trong thiên nhiên, tổn tại trong động vật cĩ sừng, chĩ mèo, chim chuột và cả cá Vi khuẩn theo phân súc vật vào nước và xâm nhập vào người qua đường ăn trống Chúng cĩ thể sống trong

nước thải tới 40 ngày

+ Vi khuẩn lị Shigella chỉ gây bệnh ở người, theo phân vào nước, cùng với thực phẩm

hoặc nước tống nhiễm khuẩn qua đường ăn uống vào đại tràng phát triển rất:nhanh làm mỏng màng ruột, khi chết giải phĩng nội độc tố Độc tố thấm vào máu gây ảnh hưởng xấu đến thân kinh, phần ứng trở lại làm thương tổn ruột Do vậy, người bệnh đi ngồi ra máu và

“chất nhẩy như mũi So với lị amfíp số lần đi ngồi của người bệnh nhiêu hơn Vi khuẩn Shigella sống ở nước tới hàng tháng: ở nước cấp thành phố — I tháng, ở nước sơng —- 3

tháng và ở nước thải khoảng 1 tuần

+ Vi Khudn 14 Vibrio 1a dién hình tác nhân truyền nhiễm nhanh qua nước gây; bệnh

khủng khiếp, tỉ lệ tử vong khá cáo Vibrio ở nước gây bệnh cho tơm cá, cĩ lồi gây bệnh tÂ

người khi xâm nhập qua đường ăn uống sẽ phát triển trong đường tiêu hĩa, giải phĩng nội

lộc tố làm người bệnh vừa nơn mữa vừa đi ngồi như tháo cống, làm mất nước của cơ thể

há lớn (tới 301/ngày đếm)

Trang 32

Người ta cĩ thé thấy trong nước các virut sau:

+ Virut đường ruột:

* Virut Polyomyelit tac dụng lên thần kinh trung ương

* Virat ECHO gây nên bệnh đường ruột khơng trdm trong (di ia chay của trẻ em) Một ` gố loại huyết thanh cĩ thể truyền bệnh viêm màng não tăng bạch cầu :

* Caxsakie A va B cĩ thể gây nên viêm màng não bạch cầu, chứng đau cơ hay suy tim Các tác nhân gây viêm đạ dày — ruột non trẻ sơ sinh

: + Virut viêm gan: chỉ cĩ loại A cĩ thé truyền bệnh qua nước (cồn loại B do truyền qua

máu) Bệnh gây thành địch trong một số vùng nồng _+ Cae Adénovirus tac dong lên đường hơ hấp và mất, nhưng chúng cũng cĩ trong ruột

we

: ake oan ames gay ra bénh ja chảy thường nghiêm trọng với trẻ em Chúng được xem như _ ta ke gay ennai a chay từ 20 — 70% trường hợp đối với trẻ sơ sinh

+ Bệnh cúm mà Cât +4 bơi cĩ aa 2 boi cé thé truyén đến một các thể 3 - i ĩ rất nhiề nhớt mỗi, vì chúng rất hiếm €ơ ~ong ruột, y ° h ngẫu nhiên cĩ rất nhiều trong

đình 2.34 — Hình thái tế bào nấm men

+ Virut Reo cịn chưa biết rõ

Vi khuẩn Vibrio thường sống ở trong nước được khá lâu: ở nước cấp thành phố ~ Ì `

~ tháng, ở nước sơng — 3 tháng và trong nước thải tới 7 tháng Ở nước biển, phẩy khuẩn tả cịn

cĩ thể sống được lâu hơn, sinh sản với tốc độ nhanh hơn ở nước ngọt

+ Virut u nhú tạo ra các mụn cơm nhiễn»„ «ác bể bơi en ae trong việc truyền một số ‘bénh do virut cịn tranh nan, Neva on new is tne cha ue

trường hợp một nguồn nước gĩp phần vào các bệnh địch äo.ruy Nước luơn bị 3 nhiễm do - nước cống: hình như nguy cơ gây bệnh địch chỉ tổn tại trong bác kiên cực đại, nhưng ta cũng chưa biết rõ liều lượng nhiễm trùng nhỏ nhất Nếu virut cố trồng xước thì thine cĩ một lượng nhơ, do đĩ cần phải cơ đặc nước để phân tích : ` 8

+ Bệnh tụ huyết trùng 'Tularensi truyền từ người sang người hay từ súc vật sang người qua đường cơn trùng hút máu, nhưng qua nước cũng cĩ thể gĩp phần lan truyền bệnh này

+ Campylobacter cũng cĩ thể gây viêm ruột nghiêm trọng nhu Samonella Proteus

morgani gây bệnh ia chay nhat 1a ỡ trẻ em vao ma hé Proteus yulgaris gay bệnh ja chảy và chứng chảy mầu ruột (giống chút it sốt thương hàn)

— Các loại vi nấm

Histoplasma sulatim là tác nhân gay bénh Histoplasma Trừ những nghiên cứu đặc biệt,

+ Trực khuẩn mũ xanh thường cĩ trong nước thải Tụ cầu vàng gây f4 nhiều chứng bệni người ta chưa biết dịch bệnh cĩ nguồn gốc từ nước do cĩ nấm gây ra

ngồi da, ngộ độc thực phẩm thường cĩ trong nước, đặc biệt Ở bể bơi khi tháo nước mãi khơng đây đủ hoặc sát khuẩn khơng tốt

Ngồi các ví khuẩn gây bệnh điển hình vẻ đường ruột vừa để cập Ở trên, người ta cịn ï thấy các tác nhân gây bệnh Leptospira, lị amip, bại liệt ở trê em, sốt rét nước, tuÌarê, viêm ;

kết mạc Các tác nhân gây bệnh này thường ít gập hơn các vi khuẩn gây bệnh đường ruột

Vì vậy, đối với nước nĩi chung và cơng tác xử lí nước thải bảo vệ mơi trường nước, người ta ° thườn§ chú trọng đến chỉ số vệ sinh đường ruột, để ngăn chặn trước hết các bệnh truyền nhiễm qua đường tiêu hĩa Chỉ số này đã được đề cập tới ở Chương 1 œ&em mục 1.4.13)

— Amip

- Chúng cĩ thể sinh sống hơn một tháng trong nước dưới đạng u nang Tuy nhiên, chúng dé dang bj loai bổ bằng xử H ðzơn với lượng dư 0,4mg/1 sau 4 phút tiếp xúc Hai lồi vận chuyển theo nước cĩ tác dụng gây bệnh mạnh cho con người là: Entameba histolytica, tac nhân gây bệnh H nghiêm trọng, đơi khi chết người (dịch ở Chicago năm 1934) Negleria gruberi tác nhân gây viêm màng não truyền bằng đường nước, nhất là trong các bể bơi Sự chống đỡ của các vi sinh này đối với thuốc khử trùng lớn hơn so với nhiều vi khuẩn khác,

gay phúc tạp cho việc loại bỏ chúng, nhưng ta cĩ thể làm tăng chỉ số hiệu nghiệm của thuốc

~ Virut Ta tác nhân gây bệnh cực nhỏ, chỉ nhìn thấy dưới kính hiển vi điện tử và nĩ cĩ khử trùng thể chỉ sinh trưởng trong tế bào sống Một virut được cấu tạo bằng sự Hên kết một aXiL

nucleic và một protein, nĩ cĩ khả năng tách ra một cách hĩa học và ngay cả tỉnh thể hồ Hợp nhất cả hai cĩ thể sinh ra virut với tất cả tính chất sinh hoc Khi một tế bào sống bị tấn

cơng bằng một virut, nĩ tự biến đổi nhanh chồng với tính hồn thiện của nĩ thành một quần: thể hạt với các virut mới sẵn sàng nhiễm bệnh sang tế bào mới

~ Déng vat nguyên sinh

Giardia lambia là tác nhân gây bệnh viêm da day — ruột non từ nước cho nhiều người (ở Mĩ 4 — 22%) Sự chống đỡ lại thuốc khử trùng rất cao, nhất là dưới dạng kết nang

: Chúng được loại trừ dễ dàng bằng xử lí kết bơng với liểu lượng chất phản ứng tối ưu, tiếp theo là lọc nhanh qua cát

64

Trang 33

~ Các lồi giun sản (Xem hình 2.9

Nước cĩ thể vận chuyển nhiều gian kí sinh ở người và động vật Gian hoặc trứng giun

khơng bị triệt do khử trùng ở liêu lượng thuốc thơng thường, ngược lại kích thước của chúng nĩi chung đỗ lớn để cĩ thể lọc, loại bổ nguy cơ ơ nhiễm

: Các loại giuđ tiếp tục phát triển Ở nhiều vật chủ khác nhau:

+ Sán đây: đạng cầu bán kính 35 tím tạo nên nang & lon

+ San Saginat: trứng hình ơ van 25 x 35m, tạo thành các nang ở bị

+ Sán Echinococcus: trưởng thành ở chĩ, tạo các nang sấn ở cừu (nang nước), trứng cĩ kích thước 25 x 35km

+ San đầu giác larxs: sinh trưởng ởingười, trứng ơ van kích thước 45 x 70pm, phat triển trong nước, giải phĩng ra một phơi, nhiễm vào động vật thân giáp Cá ăn đ°zš vật thân

giáp, phơi sản trở thành ấu trùng (đài từ 8 đến 30mm) và cư trứ trong c~ x92 Cầc -

+ Sán lá gan phát triển ở người hay ở cừu Trứng cĩ re thre từ 70 - 130nm, phát

triển trong nước sinh ra một phơi tiêm mao nhiễm v3“ vợ thể của ốc màu chuyền thành ấu

trùng sán lá gan Nĩ bơi đến ẩn naw tren cỗ đ nước trước khi nhiễm vào cừu Nĩ cư trú

và lớn lên trong gan : ;

+ Sán máng: tên mam là eaistosma, gay nén mot bệnh nguy hiểm gọi là bệnh sán máng hay Schistosmase 2°* biệt phổ biến ở vùng khí hậu nĩng của Trái Đất Nĩ tồn tại ba loại sán kí sinh và "^* dang bệnh

“sáp ra86 Quang gây ra do S himatobium (Ai Cap, Chau Phi nhiệt đối, Madagascar); * Sén dutmg rat gay ra do S hematobium (Ai Cap, Chau Phi nhiét déi, Madagascar,’ Nam Phi) hoặc bằng 8 taponican (ving Can Đơng)

Chúng lớn rất nhanh trong mạch máu người Trứng cĩ đạng ơvan (50 x 150um) cĩ một

- mũi nhọn 254m Chúng bài tiết ra nước tiểu, phát triển trong nước tạo thành một phơi Ở đây nĩ chuyển thành ấu trùng cĩ đuơi quay trở lại nước và lại nhiễm vào con người qua đa hoặc màng nhầy ở miệng khi nống nước Thời gian sống của ấu trùng là hai ngày

Đấu tranh chống dịch bệnh này bằng cách phá các vật chủ trung gian nghĩa là ngành động vật thân mềm: phương pháp hĩa học (thuốc điệt động vật cĩ thân mềm), phương pháp

sinh học (thay đổi mơi trường sống của chúng) j Trong nước uống, các ấu trùng cĩ đuơi cĩ thể được loại bỗ bằng lọc qua cất mịn (1 nhất 0,35mmm) Nhưng trước hết là tác dụng cha clo hĩa trước và khử trùng kết thúc (bằng

clo hay ơzơn) đồng thời bảo đảm diệt các ấu trùng với điểu kiện phải tuân theo một liều lượng và thời gian tiếp xúc phù hợp:

+ Asearis lưmbricoit thường cĩ trong ruột non của người và lợn Trứng hình ơvan cĩ kích thước 50 x 7Ơum sinh trưởng trong nước hay đất ẩm tạo ra một phơi kích thước

0,3mm, nhiễm trùng trực tiếp vào người

+ Giun kim: thường cĩ ở trẻ con (trứng ơvan cĩ mặt bẹt 20 x 50m) Khơng sống trong nước 66 Trùng roi

Hinh 2.4 Đại điện động vật nguyên sinh tìm thấy trong nước ngọt và nước thải

Trang 34

"Tảo silic

TABELLARIA

Tảo lam "Tảo lam 'rảo lục

OSCILLATORIA SCBNEDESMUS CHLAMYDOMONAS

ASTERIONELLA

CHLORELLA Táo lam

MICROCYSTIS ããEiSEiiBBiimmame ULOTHRIX "Tảo lục ANKISTRODESMUS

Tảo lục biển Tảo silic CLADOPHORA CYCLOTELLA

NITZSCHIA APHANIZOMENON

Hình 2.5a Các lồi tảo tiêu biểu trong ao hồ xử lí nước thai

Hình 2.Sb Các lồi tảo tiêu biểu trong nước ngọt

Trang 35

10

+ Eustrongylus gay nhiễm trùng bằng đường nước tiểu Tring hinh elip (40° 60um) được đẩy ra do nước tiểu Phơi dài 0,25mm nhiễm trùng vào cá (vật chủ trung gian)

_ + Giun méc tá tràng (giun lươn): giun nhỏ dài 6 — 20mm, sống trong ruột khoan thủng

màng nhẩy và gây ra bệnh xuất huyết va ia chây rất đại dẳng (bệnh gian mĩc hay thiếu máu ở trẻ em) Trứng 30 x 60m phát triển trong nước cần cĩ một nhiệt độ tối thiểu là 22°C Phoi 0,2mm tạo ra một ấu trùng cĩ khả năng truyền qua đa để nhiễm sang người bệnh mới Phân đầu

+ Giun chỉ hút mầu người: loại giun này số8g trong mạch máu của phần trong cơ thể và

đặc biệt trong bọng đái gây nên bệnh đái ra máu và gây bệnh "chân voi", Truyền nhiễm

“pang mudi

- + Giun luon đường ruột Giun đài 2 — 3mm sống ở tá tràng Trứng phát triển trong

nước, sinh fa loại giun (giun lươn trong phân) đề vào trong nước, các ấu trùng tạo thành các

thể truyền nhiễm lại vào người qua đồ uống hay qua đa ị Giun đốt TUBIFEX

2.4 HOẠT ĐỘNG SỐNG CỦA VI SINH VẬT TRONG NƯỚC THÁI

Nước thải mới thường ít vị sinh vật, đặc biệt là nước thải cơng nghiệp qua cơng đoạn xử í nhiệt cĩ khí lúc đầu hầu như khơng cĩ vi sinh vật Nước thải trong hệ thống thốt nước qua một thời gian, db rat ngắn, cũng đủ cho vị sinh vật thích nghỉ, sinh sẵn và phát triển ang sinh khối (trừ những nước thải cĩ chất độc, ức chế hoặc diệt vi sinh vật, như các loại

nước thải cĩ hàm lượng cao các kim loại nặng, các chất hữu cơ và vơ cơ cĩ độc tính v.v ) Sau một thời gian sinh trưởng, chúng tạo thành quần thể vị sinh vật cĩ ở trong nước, đồng

hời kéo theo sự phát triển của các giới thủy sinh

(thực quần) giác miệng thực quần lỗ sinh duc

Quần thé vi sinh vật ở các loại nước thải là khơng giống nhau Mỗi loại nước thải cĩ hệ

i sinh vật thích ứng Song, nĩi chung vi sinh vật trong nước thải đều là vi sinh vật hoại sinh à dị dưỡng Chúng khơng thể tổng hợp được các chất hữu cơ làm vật liệu xây đựng tế bào mới cho chúng, trong mơi trường sống của chúng cần phải cĩ mật các chất hữu cơ để chúng hân hủy, chuyển hĩa thành vật liệu xây dựng tế bào, đồng thời chúng cũng phân hủy các

lợp chất nhiễm bẩn nước đến sân phẩm cuối cùng là CO; và nước hoặc tạo thành các loại

Khí khác (CHạ, HS, Indol, mercaptan, scatol, Nj v.v )

giác trên bụng

buồng trứng

Trong nước thải các chất nhiễm bẩn chủ yếu là các chất hữu cơ hịa tan, ngồi ra cịn cĩ

ác chất hữu cơ ở dang keo và phân tán nhỏ ở dạng lơ lửng, Các dang này tiếp xúc với bê mật tế bào vi khuẩn (trong nước thải vi khuẩn chiếm đã số trong hệ vi sinh vật} bằng cách - hấp phụ hay keo tụ sinh học, sau đĩ sẽ xây, ra quá trình di hĩa và đồng hĩa Quá trình đị hồa là quá trình phân hủy các chất hữu cơ cĩ khối lượng phân tử lớn, cĩ cấu trúc phân tử là

tach dai thành các hợp chất cĩ mạch ngắn, cĩ khối lượng thấp hoặc thành các đơn Vị cấu

hành, cĩ thể đi qua được màng vào trong tế bào để chuyển vào quá trình phân hủy nội bào hơ hấp hay oxi hĩa tiếp) hay chuyển sang quá trình đồng hĩa :

lỗ bài tiết

Như vậy, quá trình làm sạch nước thải gồm 3 giai đoạn sau:

Hình 2.6 Các đại diện giun sản tìm thấy trong nước ngọt và nước thải ~ Các hợp chất hữu cơ tiếp xúc với bể mặt tế bào vi sinh vat

71

Trang 36

6

— Khuếch tán và hấp thụ các chất ơ nhiễm nước qua màng bán thấm

vào trong tế bào vỉ

sinh vật `

Chất định dưỡng Trao đổi chất trung gian Các thành phân tế bào và

~ Chuyển hĩa các chất này trong nội bào để sinh ra năng lượng và

tổng hợp các vật liệu ident

chức năng của chúng

mới cho tế bào vị sinh Vật

: bon

Pal rixacarit — “Thành tế báo

Các giai đoạn nay 66 mối liên quan rất chặt chế Kết quả là nơng độ các

chất nhiễm ban

furein) 20%

nước giảm đẩn, đặc biệt là vùng gần tế bào vi sinh vật nồng độ

chất hữu cơ ơ nhiễm thấp

Mang

hon vùng Ở Xa Đổi với sản phẩm do tế bào vi sinh vật tiết ra thì

ngược lại Phân hủy các

Lipit

chất hữu cơ chủ yếu xây ra trong tế bào vị sinh vật:

10%

Cơ chế quá trình phân hủy các chất trong số bào vị sinh vật

tĩm tắt nhu sau:

se Finzi

— Hop chat bi oxi hĩa trước tiên là các hÌđratcacbon (đường bội

và một số chất hữu cơ

50% == ;

khác Nếu là tỉnh bột hấp phụ trên bể mặt tế bào ví sinh vat theo

cơ chế cảm ứng, tế bào vi NH} ˆ —— Nho oic

" Ribosom

sinh vật sẽ tiết ra hệ enzim amilaza thấy phân tỉnh bột thành đường

Đối với pgotein sẽ cĩ soy POT

mo - a ARN, ADN

enzim proteinaza xtc tac phan bby thanh cdc polypeptit, pepton,

axit amin và cuối cùng là

;

™ ARN;

2-4% +

_ cm DO Nào

NH} Déi với chất béo sẽ cĩ lipaza phân hãy thành các axit béo, giyxerin

Các sản phẩm là đường, rượu và một số chất hữu cơ bị oxi hĩa trong tế bào nhờ

hệ enzim oxi hĩa — khử

dehidrogenaza Các enzim này tách HY ra khỏi phan tit enzim kết hợp với

oxi tạo thành

nước Nhờ cĩ hidro va oxi 4 FONE nước các phân ứng oxi hĩa —

khử giữa các nguyên tử cacbon mới xảy ra được

: - `

On

3 ¬ấa 'sà 4 a 3 Hình 2.8

hha các quá ¡ chất ; ~ Đường, rượu và một SỐ chất hữu cơ khác là các sản phẩm đặc trưng của quá trình

oxi ình 2.8 Sơ đơ của các quá trình trao đổi chất tham gia vào sinh trưởng

hĩa nhờ vi sinh vật hiếu khí Các chất này khi phân hủy sé tao thành CO;

và HO Trun, tam cha duá trình oxi hĩa khứ hay là quá

trình hơ hấp trong tế bào vi sinh vật hiếu

khí là chu trình Krebs (chu trình tricacboxylic axit)

- Như vậy, quá trình chuyển hĩa vật chất trong tế bào vì sinh vật gồm hàng loạt các phản

ứng hĩa sinh với hai quả trình dị hĩa và đồng hĩa, chủ yếu là các phản ứng oxi hĩa — khử Mỗi phản ứng hĩa sinh đếu cĩ một enzim xúc tác thích ứng

; Phan ứng ai hĩa cất các chất hữu cơ mạch dài, phan chia các chất hữu”

- các đoạn đơn giản hơn kèm theo sự giải phĩng năng lượng sinh học

_ Phản ứng đồng hĩa thành các chất hữu cơ phức tạp từ các chất hợp phần đơn giản (các sân phẩm trung gian của quá trình dị hĩa) và cải vi an n cấp năng lượng sinh học thường lấy từ năng lượng được giải phĩng của các phản ứng dị hĩa) ve ¢ om

cơ phức tạp thành

Quá trình phân hũy hay quá trình

6

oxi hĩa khử khơng phải tất cả đều bị oxÌ

hĩa hồn tồn thành sản phẩm cuối cùng là CO; và HạO, một số sản phẩm trung

gian của quá trình này được tham gia vào quá trình đồng hĩa hay là quá trình sinh tổng hợp vật chất tế bào để hình

thành tế bà2 mới phục VỤ cho sinh

trưởng Đồng thời với quá trình đồng hĩa, trong tế bào cịn xây ra quá trình đị

hĩa (tự oxi hĩa) các chất liệu tế bào khi

Vai trị xúc tác sinh học cho tất cả các phan ứng hĩa sinh là thuộc về enzi

này do tế bào sinh ra Enzim cĩ thể đơn giản là một phân tử protein hoặc một protein kết hợp với một ion chất khống hoặc một chất hữu cơ cĩ khối lượng thấp (như vitamin nào đĩ) Enzim lam tang tốc độ phản ứng lên nhiều lần mà bản thân enzim khơng bị thay đổi Nhìn

chung, người ta chia thành 2 loại enzim : enzim ngoại bào và enzim nội bào Khi cơ chất

(hay chất nên) dính vào vỗ tế bào mà khơng thấm qua màng vào trong được, tế bào sẽ tiết ra enzim ngoại bào để phân cắt cơ chất sao cho cĩ thể vận chuyển qua màng được Enzim nội bào xúc tác các phân ứng di hĩa và đồng hĩa bên trong tế bào ‘ :

Enzim tham gia vào các phản ứng chuyển hĩa vật chất theo phương trình như sau:

m Các enzim

ˆ Hình 2.7, Sơ đỗ chuyển bĩa các chất bẩn hữu cơ

đã già tao ra vat liệu và năng lượng phục khi oxi hĩa sinh hĩa nước thải

vụ cho quá trình đồng hĩa 1 Chất bản khi xử lý 2 Chất bản bị giữ lại trên bê mặt lẾ

E + § > Œ@8§ 7 P + E

pao; 3 Các chất bẩn cịn lại trongnước

thâi sau khi xử lũ; (Bnzim) (Co chat) (Phức cơ chat

- "

Quá trình dị hĩa và đồng hĩa ở tế 4 Các chất bẩn bị oxi hĩa trực tiếp thành CO2,

HạO và Bị cơ chất (Sản phẩm

(Enim) ° sinh năng lượng; 5 Các chất bị đồng hĩa được tổng hợp úi

nzim) phân ứng) bào vi sinh vật trong nước thải tĩm tắt Ở - oe

an ;

tăng sinh khối; 6 Tự oxi hĩa vị sinh vật thành CƠa V/

"Trong tế bà 4 > : ¬

¬ cs

các hình 2.7 và 2.8 HạO đo men hở hấp rội bào; 7 Phần dư ofa vi sinh

vat totein về vitamin e pans ngan enzim, do đĩ tế bào ví sinh vật, đặc biệt là vi khuẩn rất giầu

: ại

`

72

Trang 37

Hoạt động các enzim chịu ảnh hưởng rất nhiều áo các tác nhân là pH, nhiệt độ và nồng độ của cơ chất cĩ trong nước, Mỗi một enzim cĩ trị số pH, nhiệt độ tối ưu riêng Trong nước thải các chất hữu cơ bị phân hãy đo boạt động sống của vị sinh vật Các phản ứng chuyển hĩa các chất hữu cơ là các phản ứng thủy phân bay các phần ứng oxi hĩa khử trong quá trình hở hấp của ví sinh vật Cĩ hai loại phản ứng hay hai quá trình phân hủy: phân hãy các chất hữu cơ hiếu khí nhờ các vi sinh vật hiếu khí cĩ oxi phan tử của khơng khí tham gia và phân hủy kị khí áo các vi sinh vat kị khí (khơng cần cĩ oxi của khơng khi)

ống Pseudomonas thường gặp ở hầu hết các loại nước thải, sau đĩ là Bacillus, Alcaligenes, Flavobacterium, Pseudomonas hau nhu cé thể đồng hĩa được mọi chất hữu cơ,

kế cả các hợp chất hữu cơ tổng hợp, như polyvinyl alcohol — PVA, va sống khá lâu tron; : mơi trường nước Vì vậy, giống này phải tính đến trước tiên trong quá trình phân hủ sắc chất hữu cơ của các cơng trình vệ sinh và nước thải Giống vi khuẩn Bacillus cũng tên tại

khá lâu trọng nước thải và phân hủy được nhiều dạng các hợp chất hữu cơ, đặc biệt B

protein và tỉnh bột Các giống vi khiẩn Aicaligenes và Flavobacterium ciing khá quan trọn, Cơ chất của các phần ứng hĩa sinh ở đây là các hợp chất hữu cơ hịa tan cổ trong nước gia như hai giống trên, ở nơi nào cĩ sự phân hủy protein là cĩ mặt hai giống này me

thải, được thể hiện bằng BOD Cĩ thể coi BOD là nguồn cơ chất cacbon của vi sinh vậ 7

trong nước thải Nĩ đĩng vai trị nguồn định dưỡng cacbon là chủ yếu, cũng cĩ thể cịn |

nguồn nitơ và phospho hữu cơ dinh đưỡng Do hoạt động sống của vi sinh vật các chất

nhiễm bẩn trong nước thải được làm sạch và đồng thời một phần sản phẩm phân hủy phụ

vụ cho vị sinh vật sinh trưởng và tăng sinh khối ;

Giống Pseudomonas là những trực khuẩn gram (—), chuyển động do cĩ tiên mao mọc ở

“một dau (hình 2.9) Trực khuẩn cĩ thể là hình que thẳng hoặc hơi cong khơng tạo thành

bào từ và phát triển ở điều kiện hiếu khí Nhiều lồi của giống này ưa lạnh nhiệt độ tối

thiểu là = 2 đến 5C, tối thích là 20 — 25°C Tất cả Pseudomonas déu c6 hoạt tính amilaza

và proteaza, déng fhdi-lén men duge nhiễu loại đường và tạo màng nhây pH mơi trườn dưới 5,5 sẽ kìm hấm vi khuẩn Pseudomonas phát triển và kim ham sinh tổng hợp prolesza - Nơng độ muối trong nước tới 5 — 6% thi-sinh trưởng của vi khuẩn này bị ngừng trệ , 2.4.1 Các quá trình phân hủy hợp chất hữu cơ trong nước thải

2.4.1.1 Quá trình phân hủy hiểu khí Các phân ứng xảy ra trong quá trình này là đ các vị sinh vật hoại sinh hiếu khí hoại động cần cĩ oxi của khơng khí để phân hủy các chất hữu cơ nhiễm bẩn vào trong nước

Theo Eckenfelder W.W va Conon D J (1961) qué trình phân hãy hiếu khí nước thả gồm 3 giai đoạn biểu thị bằng các phản ứng:

1 Oxi hĩa các chất hữu cơ:

C,HyO,+O2— 5 >CO; + HạO+AH

Các hợp chất hidratcacbon bi phân hủy hiếu khí chủ yếu theo phương trình này 2 Tổng hợp xây dựng tế bào: :

CHO, +O, 22 » Ts bio VSV + COz + H20 + CsH7NO, ~ AH

Day là phương trình sơ giản tĩm tắt quá trình sinh tổng hợp tạo thành tế bào vị sinh vậi / ink 2.9 — Pseudomonas mù “Tế bào Pseudomonas dưới kính hiển vi điện tử phĩng đại 20.000 lần :

3 Tự oxi hĩa chất liệu tế bào (tự phân hủy)

Vị khuẩn Baciius là trực khuẩn rất phổ biến trong tự nhiên (ở đất, nước và trên các loại thị he vat, như cổ khơ, khoai tây, rau quả v.v ) Hay gặp nhất là Bøcillus subirilis (trực khuẩn cổ i a

oai tây) và trực khuẩn cổ khơ (Bacillus mesentericus) được trình bay ở hình 2.10: C;gHNO; +50; —“ > 5C0 +2H20 +NHg + AH

“Trong 3 loại phản ứng AH là năng lượng được sinh ra hay hấp thu vào Các chi s6 x, y, Z thy thuộc dạng chất hữu cơ chứa cacbon bị oxi hĩa Đối với các hợp chất hữu cơ chứa N và

S cũng cĩ thể được theo kiểu các phương trình trên điểm của giống này là sinh bào tử, sống hiếu khí - Chúng cĩ hình que, gram đương đứng riêng rẽ hoặc kết thành chuối hoặc thành sợi Đặc (hoặc kị khí tùy tiện), thường sinh i ie proteaza va amilaza (chủ yếu là œ ~ amilaza) Hai lồi Bacillus nay cĩ nhiệt độ sinh trưởn,

ch hợp là 35 — 45°C (thường nuơi cấy ở 37°C), tối đa tới 60°C Ở mơi trường cĩ pH d i chúng ngừng phát triển ` 8 CƠ phì cưới

Các vị sinh vật hoại sinh cĩ trong nước thải hấu hết là các vị khuẩn hiếu khí, kị

hoặc kị khí tùy tiện Ta thấy các giống vi khudn nhu sau: Pseudomonds, Bacillus, Alcaligen Flavobacterium, Cytophaga, Micrococcus, Lactobacillus, Achromobacter, Spirochae ClostridiumD và 2 giống nhiễm từ phan Euterobacterium, Streptococcus Trong số này

Trang 38

tử: nhĩm chính và nhĩm phụ Nhĩm phụ — coenzim, là flavin — adenin — dinucleotid (FAD) Hệ thống enzim này rất quan trong, vi chúng xúc tác cho các phân ứng oxi hĩa khử

đảm bảo cho đời sống và phát triển của các vi khuẩn hiếu khí cĩ chuỗi hơ hấp nội bào Sản phẩm cuối cùng là CO¿ và nước Các enzim này thấy ở tất cả các tế bào vi khuẩn, trừ các vì

huần sống kị khí Nghiên cứu kỹ các biến đổi sinh học, thấy các tác nhân ảnh hưởng đến

tồn bộ quá trình phân hấy hiếu khí gồm cĩ: SỐ 5

— Phải đủ lượng oxi hịa tan ở trong nước để cung cấp cho đời sống vi sinh vật và các

phân ứng oxi hĩa — khử °

~ Các chất hữu cơ cĩ trong nước, trước hết là các chất hịa tan sẽ được phân hủy hoặc : được vi sinh vật sử dụng, sau đĩ mới đến các chất khĩ tan hoặc khơng tan (cdc chất này

cũng đần dân chuyển sang dang tan)

a ~ Han hét các vi khuẩn tham gia vào quá trình làm sạch là các thể hoại sinh, hiến khí va tra ấm, đặc biệt đà các phản ứng hĩa sinh xây ra ở các vi khuẩn là các phân ứng đo enZim

xúc tác Vì vậy, nhiệt độ xử lí nước thải ảnh hưởng rất lớn đến đời sống vi sinh vật và động

Hình 2.10 Bacillas subtlis a, Tế bào; b Khuẩn lạc

học các phần ứng cnzim Nhiệt độ thích hợp cho các q trình xử lí nước thải là 20 + 40°C,

tối ưu là 25 —- 35°C, nhiệt độ thấp nhất vào mùa đơng là 12°C

Ngồi hai lồi trên ching ta con gap Bacillus megaterium, B cereus, B licheniformis,

B sterothermophilus v.v ching đều là các vi khudn di dưỡng, hoại sinh Trong đĩ cĩ lồ hiểu khí, cĩ lồi kị khí tùy tiện Trong giống này cĩ lồi gây bệnh than ~ bệnh nguy hiể

đối với người và gia súc (8 anthracis) Oxi hịa tan để cung cấp cho các quá trình sống của

vi sinh vật trong nước, ngồi lượng

Trong nước thải sinh hoạt, nước thải của các xí nghiệp chế biến nơng sản, thực phani,

Ảo vn ảnh xà tí đạt k fad các cơng trình xử lí nước thải Cĩ như vậy mới thủy sân, các trại chăn nuơi rất giấu các chất hữu cƠ, gồm 3 nhĩm chất: protein 40 + 50%

- hiđratcacbon 50% và chất bếo 10% Protein là polyme của các axit amin, là nguồn đi

dưỡng chính cho vi sinh vat Hidrateacbon 1a cdc chất đường bột và xeniulozơ

Tỉnh bột

đường rất dễ bị phân hủy bởi vi sinh vật, cịn xenlulozơ bị phân hủy muộn hơn và tốc phân hủy cũng chậm hơn nhiêu Chất béo ít tan và vị sinh vat phân giải với tốc độ rất

châi Việc thay thế xà phịng bằng các chất tẩy rửa tổng hợp cũng làm giảm lượng chất béo trong nước thải Trong nước thải cĩ khoảng 20 + 40% hàm lượng các chất hữu co khơng phân hủy bởi vì sinh vật

Oxi cung cấp cho quá trình phân hủy chất hữu cơ cĩ thể chia thành hai pha (hay giải

‘doan): pha cacbon — phan hiy các hợp chất hiáratcacbon giống như quá trình hơ hấp nĩi .chung, giải phĩng ra năng lượng, CO; và nước cùng một số vật liệu tế bào; pha nitơ — phân

“hủy các hợp chất hữu cơ cĩ chứa N trong phân tử, như các chất protein các sản phẩm phân ủy trang gian (các peptit, pepton, các axit amin) và giải phĩng ra NHạ NHạ hay NHĨ là

Số lượng các vị sinh vật, chủ yếu là ví khuẩn, cĩ trong nước thải vào khoảng 107 + tế bào/ml Các vi sinh vật muốn phân hủy được các chất hữu cơ chúng phải cĩ khả nãi

sinh tổng hợp các enzim tương ứng Thí dụ: phân hủy các protein, vỉ sinh vật phải sinh

enzim proteaza, phân hủy tỉnh bột là các enzim thuộc ho amilaza Phân hủy chất bế - lipaza v.v Sản phẩm phân hủy 1à các chất đường đơn, các a4it amin, các axit béo, các

Chất bần Bop tồn cop Chất bắn BOD toan cop hữu cơ và năng lượng

phần phần

Quá trình phân hãy các chất hữu cơ xây ra ở bên ngồi tế bào do các enzim thủy p Benzen

115 3,07 Formaldehit 0,75 1,07

như amiláza phân hủy tính bột, proteaza phân hủy protein, lipaza phân hủy chất béo v

Toluen it 1,87 Axetat aldehit 1,068 1,82

thành các sẵn phẩm cĩ khối lượng phân tử thấp cĩ thể đi qua màng vào bên trong tế Keroxin—benzen

0,162 Butylic aldehit - 1,23 2,44

Quá trình này gọi là quá trình phân hủy ngoại bào Các chất này được tiếp tục

phân TH Metylen clorua 0 0,565 Axeton

L6 31

hoặc chuyển hĩa thành các chất vật liệu xây dựng tế bào mới Các quá trình này xã

ch

` Lay ond th cà mm * oroform 9 0,335 Axit axetic

0,86 1,065

trong tế bào thường g¢: là quá trình nội bào, trong đĩ cĩ quá trình OXi hĩa — khử

(t Cacbon el 6

, r1 TU cự vn eo ay OLA hấn nội bào” 2a sư 2

n clorua ý i i

một số tài liệu gọi quá trình này là “tơ hấp nội bào”) Quá trình oxi hĩa khử do hệ ciốt

cu 0,208 Axit formic 0,276 0,35

5 ⁄ Viniliden clorua 0 0,825 Axit butylic 14

1,78

nội bào xúc tác - Xitocrom và Xitocromoxidaza Các enzim oxi hĩa khử này gồm cĩ 2

76

Trang 39

Chat ban Be joan cop Chat ban a na cop ion Mã =7,5 + 8,6; nhưng các vi khuẩn nitrÏt — nitrat hĩa cĩ thể phát triển ở pH thấi ủng cẩn một lượng oxi hịa tan trong nước dưới giá trị | P- - Coa : g nước dưới giá trị tới hạn (nếu quá sẽ là tá

“ Mazut 0,33 3,33 Axit stearinoic ; 1,79 2,94 chế quá trình) ch —e

Benzen 0,11 3,54 Axit panminoic 2,03 2,87 Điều kiện chung cho các vi khúẩn đitrat hĩa là pH: 5,5 + 9 ‘1 ‘1 Stirol 1,60 3,07 Axit acrylic 0,83 1,33 pH<7 vi khuẩn phát triển “châm lai, oxi hịa +

PB ‘ ; + 9, nhung tét nhat 14 7,5, khi - oe a, : = am lại, oxi hịa tan cần là 0,5

i % as ©,

Metylstirol 158 -| 314 Xà phịng canifonic 12 22 Nhiều vi khuẩn, xã khuẩn, nấm mốc cĩ hoạt tính proteaza eu man hi aun ms đến 4< 2-Etylbutandien —1,3 0,55 3,285 Axit benzoic 1,61 1,97 đĩ cĩ cát Tồi thuộc các giống:vi khuẩn ð, ci

P uy duge protein, trong

tizopren) R Clostridium, E colt nhiều loại hy i jacillus, Proteus, Pseudomonas, Chromobacterium - | | , &.coli, , nhiéu loai xa khuan thuéc giống Streptomyces vk Acti " Rượu metylic 0,98 LS Dietylamin - 1,31 1,95 lồi nấm mốc thuộc các giống Aspergilius, PenicilHium và Actinomyces; nhiéu

Rugu etylic 1,82 2,08 Trietylamin 0,05 3,08 tạo thành là NHƒ ; › Rhizopus v.Y Sản phẩm

Rượu butylic ợ 1,43 2,60 Aniin 19 2,41 Quá trình chuyển hĩa nitơ x isi 5 no Es

Rượu N-oetylic 12 2,95 Metaacrylamit 09 7| 1,695 BH + * đo ví sinh vật được trình bày ở hình 2.11, á trì “

Rượu alylic 1,5 2,2 Sacarozơ 0,49 1,12 lai NI th ‘ ee cạo thành trong quá trình amon hĩa nhờ rất nhiễu lồi vi sinh vật, được các lồi vi khuẩn sử a 5 i Ø x a wee Diety! glyco! se? 127 Glucoze 0,34 092 se ate vat nd ns làm nguồn N dinh đưỡng, đồng hĩa để xây dựng tế bào mới, tảo và

c ực vật nổi khác cũng đù Ân ni n a ` To ,

Glixerin 0.86 123 Phenol L16—1,18 228 Ngồi ra NH nbd vi kk g ủng nguện nitơ này cùng với CO; và P để tiến hành quang hợp 4 tấn nitÈat hĩa én tha sa Bi ơi aa 'TrimetyÌpropan Khong phan hay — Orocrezol - 1,56 2,52 hĩa chuyển thành nitơ phân tử bay vào nem NO¿;, NO¿

hoặc bị vì khuẩn phản nitrat Metylbutadien 1,35 2,15 Pirocatesin 1,465 1,89 lu TỐ

Tributylphotphat 0,1 2,16 Hidroquinon 0,458 1,84

Tricrezinphotphat 13 22 Necalbutynaphtalin Nits hữu cđ (Protein, -

“Dự phân

Vinylaxetat 1 1,673 sunfat 0,07 0,09 peptit, exit amin.) ure [o :

1zobntylaxetat 2,05 22 Thuy Phin 7 de a Ding héa | Nits trong think phin TE bao vi khudn

ke at tua tien ‘ à z mae - tếbào vikhuẩn | “| chết

'Từ các axit amin và NHạ, vi sinh vật cĩ thể tổng hợp thành các protein mới, các enzl Nitrosomonas

Oxi héa ni inh

10a nội 8)

và tạo thành tế bào mới Lượng NHạ dư khơng được đùng hết cho việc xây dựng tế bào sĩ Ÿ¿ Nhưạt 0,

duge vi khudn Nitromonas chuyển thành nitrit (NO2) và từ nitrit chuyển thành niữ: hồn Nitris (NO2)

(NOš) nhờ vi khuẩn Niozobacter, sau đĩ nhờ các vi khuẩn phản nitrat hĩa chuyể Nitrobacter Kha niteat :

thành nitơ phan tit (Ny) bay vào khơng khí Pha nitơ này cũng cần phải cĩ oxi, tuy ran 02 Œ Sonitrfiomns, B.1 ichenifomis,

‡ 7 4 + 4 8 H ODSOI itrificans)

lượng oxi cung cấp cho các vi khuẩn nitrat hĩa này khơng bằng pha cacbon, song tổn ‘ 5 Nitrat (NO;) : wo = —— = 5 ; —3> — +r> NO -> lượng oxi cung cấp là lớn Các vi khuẩn khử nitrat cân điều kiện hiếu khí thấp (hiếu

anoxic) Do vậy, quá trình khử nitrat thành nitơ phân tử nhờ các vi khuẩn khử nitrat ở

kiện thiếu khí Đĩ là Achromobacter, Aerobacter, Alcaligenes, Bacillus, Brevibacteriui Flavobacterium, Lactobacillus, Micrococcus, Proteus, Pseudomonas, SpiriHum Những

khuẩn này đều là đi dưỡng cĩ khả năng khác nhau trong Sự khử nitrat theo 2 bước: — Chuyển hĩa nitrat thank nitrit

— Tạo ra nitơ oxit, dinitơ oxit va khf nito

Sản phẩm của bước sau là dạng khí cĩ thé được bay vào khí quyển Những ví kh nitrat hĩa rất mẫn cảm và chịu đựng

78

anoxic (thigu khi) Cacbon hữu cơ

⁄ỷ————————- Phan nitrat hĩa

Hinh 2.11 Chuyén héa cde hop chat nite trong xử Hf sink học,

2.4.1.2 Quá trình phân bảy kị khí

Phân hủy kị khí là những quá trình phân hủy các hợp chất hữu cơ và võ cơ trong điều

được nhiêu chất kìm ham, chúng hoạt động mạ khơng cĩ-oxi phân tử của khơng khí bởi các vi sinh vật kị khí ả 1 he

79

Trang 40

Cuối pha, axit hữu cơ và các chất tan cĩ chứa nitơ tiếp tục bị phân hủy thành các hợp

ất amon, amin, muối của axit cacbonic, một lượng nhỏ hỗn hợp khí COa, Nạ, CHạ, Hạ

'pH của mơi trường tăng lên và chuyển đến vùng trung tính và sang kiểm Mùi rất khĩ chịu

do trong hỗn hợp khí cĩ chứa HS, indol, scatol và mercaptan Qué trinh phan hay ki khí các hợp chất hữu cơ cĩ trong nước thải, rác thải hoặc các cặn

bùn, cặn thải gồm hai giai đoạn:

+ Giai đoạn thủy phân: dưới tác dụng của các enzim thấy phân do ví sinh vật tiết ra các

chất hữu cơ sẽ bị thủy phân — Hidratcacbon (kế cả các chất khơng hịa tan) phức tạp

thành các đường đơn giản; protein thành albumoz, peptơn, peptit, axit amin; chất béo (ipit) thanh glyxerin va cdc axit béo `

Ố pha kiểm — pha tạo khí CHạ, các sản phẩm thủy phân của pha axit làm cơ chất cho

n men metan và được tạo thành CO›, CHạ pH của pha này chuyển hồn toần sang kiểm ; - cass ` l hững amin tác dụng với COs thành muối cacbonat, tạo cho mơi trường cĩ tính đệm rất

khí: sản phẩm thủy phân sẽ tiếp tục bị phân giải và tạo thành sản ph ‘cao, thậm chí cho thêm nhiều axit vào mơi trường, nồng độ H” vẫn khơng thay đổi

+ Giai đoạn tạo ạo ra một số khí kh: cuối cùng là hỗn hợp các khí chủ yếu là CO¿ và CHạ Ngồi ra cịn t

như Hạ, Nạ, HạS và một ít muối khống

Các hidratcacbon bị phân hãy sớm nhất và nhanh nhất, hấu hết chuyển thành CHạ

CO, Các hợp chất hữu cơ hịa tan bi phan hay gần như hồn tồn: axit béo tự do được ph

hủy tới 80-90%, axit béo loai este được phan hiy 65-68% Riéng lignin là hớp chất hữu c khĩ phân giải nhất, nĩ là nguồn tgo ra min :

Qué trinh phan hiy cdc chat hitu co & diéu kién ki khi hay 14 lén men metan là một quá ảnh phức tạp Tham gia vào quá trình cĩ tới hàng trăm lồi vi khuẩn kị khí bắt buộc và

khơng bắt buộc Chúng cĩ thể tiến hành phân hủy cơ chất ở 3 thang nhiệt độ: 10-15°C; 30-40°C và trên 45°C,

Thời gian lên men là khá dài: với các điểu kiện tối ưu và ở nhiệt độ 45~55°C thời gian ‘

- a “Jén men cing khodng 10-15 ngày, các thang nhiệt độ thấp hơn — thời gian lên men tới

Quá trình phân hủy các chất hữu cơ trong điều kiện kị khí sinh ra sẵn phẩm cuối cùn/ “hằng tháng hoặc vài tháng

1à hỗn hợp khi, trong đĩ CH, (metan) chiếm tới 60-75% Vì vậy, quá trình này cồn đ

gọi là lên men metan Lên men metan gồm 2 pha điển hình: pha axit và pha kiêm ứng với giai đoạn phân hủy đã khảo sắt ở trên

~ Các vi khuẩn tham gia quá trình này được chia làm hai nhĩm: nhĩm vi khuẩn ‘khong

nh metan và nhĩm vi khudn sinh metan

+ Nhĩm ví khuẩn khơng sinh metan Nhĩm này gồm cĩ cả vi khuẩn kị khí và vi khuẩn

hí khơng bắt buộc (tùy tiện) Các vi khuẩn kị khí thường là gram (—), khơng sinh bào tử, hàn hủy polysacarit thành axit axetie, axit batyric và CO2, cĩ một số lồi cịn sinh ra Hạ

tình 2.12 trình bày tổng thể quá trình lên men metan

Chất hữu cơ phức tap (hidrat cacbon, protein, lipit)

Chất hữu cơ đơn giản

(Đường, peptit, axit amin)

|

‘Axit bay boi

(Propionic, butyric )

Khi cé mat xenlulozo, gap cdc loai sau day: Bacillus cereus, B megaterium, seudomonas aeruginosa, Pseudomonas riboflavina, Ps reptilorova, Leptespira biflexa, lcaligenes faecalis va Proteus vulgraris

Khi cĩ mặt tỉnh bột với hàm lượng cao, sẽ bất gặp các lồi Micrococcus candidus, M arians, M urea, Bacillus cereus, B megatgrium va Pseudomonas spp sinh trưởng và phát

lên

: Trường hợp trong mơi trường gidu protein, qudn thé vi sinh vat sé 14 Clostridium,

‘acillus cereus, B circulans, B sphaericus, B subtilis, Micrococcus varians, E coli, cdc ang coliforme va Pseudomonas spp

Dau béo thuc vat kich thich sinh truéng cdc giéng Bacillus, Micrococcus, Streptomyces, lcaligenes va Pseudomonas

“Trong số ví khuẩn phân hủy protein, cần chú ý đến giống Ciostridium Chúng cĩ khá hiểu trong nước thải chứa protein Các lồi thuộc giống này kị khí, phân hủy rất mạnh

Hình 2.12 Phân hãy chất hữu cơ trong điều kiện kị khi rotein va chia thanh 3 nhém: :

© pha axit, hidratcacbon (xenlulozo, hemixenlulozơ, tính bột, các loại đường, dextri

rất dễ bị phân hủy và tạo thành các axit hữu cơ cĩ phân tử lượng thấp (axit propioni

butyric, axétic ) Mot phan axit béo cũng chuyển thành axit hữu cơ Đặc trưng của pha là tạo thành axit, pH của mơi trường cĩ thể xuống dưới 5 và kèm theo mùi hơi thối

* Clostridium nhĩm I (Clostridium butylicum) phân hủy trực tiếp tỉnh bột, sinh axit xêtic chủ yếu là axit butylic ˆ

** Clostridium nhém II phan hiy protein sinh axit izovaleric và axit axetic