CÔNG NGHỆ xử lý nước THẢI BẰNG CÔNG NGHỆ SINH học PGS TS LƯƠNG đức PHẨM

Nội dung chủ yếu của cuốn sách là các quá trình công nghệ xử lí dựa trên cơ sở hoạt động của vì sinh vật có trong nước thải để loại bỏ các chất bẩn ô nhiễm chủ yếu là các chất hữu cơ.. C

} CONGNGHE ~

(ỨLÍ Luaa THAI

NHỮNG KHÁI NIỆM CƠ BẢN VÀ CƠ SỞ SINH HỌC TRONG CÔNG NGHỆ XỦ LÍ NƯỚC THÁI

Chương / 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 Ô nhiễm môi trường nước và nước thải

1.2.1 Ô nhiễm do nước chảy trần trên mặt đất

1.2.2 Nước sông bị 6 nhiễm do các yếu tố tự nhiên

1.2.3 6 nhiễm đo nước thải

1.2.4, Hiện tượng nước bị ð nhiễm

1.3 Các chất gây nhiễm bẩn nước

1.3,1 Các chất hữu cơ

1.3.1.1 Các chất hữu cơ dé bj phan hủy

1.3.1.2 Các chất hữu cơ khó bị phân hủy 1.3.1.3 Một số hợp chất hữu cơ có độc tính cao trong môi trường nước

1.3.2 Các chất vô cơ

1.3.2.1 Các chất chứa nitg 1.3.2.2 Các hợp chất chứa phospho

1.3,2.3 Cac kim loại nặng

1.3.2.4 Một số chất vô cơ khác cần quan tâm ở trong nước

1.4 Những thông số cơ bản đánh giá chất lượng nước

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

Bể lên men kị khí hay lên men metan ở các lớp nền bùn có đòng 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 lớp lơ lửng giả lông dùng trong lọc sinh học kị khí

Vật liệu lọc bằng chất đẻo dạng hạt có kích cỡ từ 1 + 4mm dùng trong các lọc sinh học

Bề (hoặc thiết bị) lọc biếu khí có dòng và khí dâng lên

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

Metanten — methantank Bể hoặc thùng lên men metan hay bể phản ứng sinh hoc ki khí

Thiết bị (hay bể) nitro hóa

Thiết bị (hay bể) nitrat hóa Thiết bị (hay bể) khử nitrat

Bể (hay thiết bị) lọc sinh học được trộn oxi hoặc không khí vào

Vi sinh vật (chủ yếu là vi 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

Vi sinh vật (chủ yếu là vi khuẩn) sinh trưởng đều khấp trong pha

lông ở đạng lơ lửng, có thể bám vào các hạt chất rắn huyền phù: hoặc dạng hạt đưa vào pha lỏng ở dạng lơ lửng (giả lỏng) Sinh trưởng lơ lửng có thể áp dụng ở diéu kiện ki khí và hiếu khí, được dùng nhiêu ở hiếu khí và đồng nghĩa với xử lí bằng bùn hoạt tính

Bể lắng tuần hoàn

Bề tuyển nổi

Thuvientailieu.net.vn owe Ld wos

NHUNG CHU VIET TAT VA GIA] THICH:

MOT SO THUAT NGU DUNG TRONG SACH

Aeroten — Aerotank Bế phan tng sinh hoc hiéu khi

AOC ; Cacbon hữu cơ đồng hóa

AOX , Hợp chất hữu cơ, dẫn xuất của Halogen

ARN, Axit ribonucleic (thong tin)

B —— Vi khuẩn

BOD Nhu cầu oxi sinh hóa (hay sinh học)

CAP Than hoạt tính đạng bột

CBOD Nhu cầu oxi hóa sinh ở pha cacbon

EU Những nước trong Liên hiệp châu Âu

FAO : Tổ chức lương thực và nông nghiệp của Liên hiệp quốc

_LDạo Liễu tối thiểu gây chết 50% động vật thí nghiệm

NBOD Nhu cầu oxi hóa sinh ở pha nitơ

NTK Nitơ xác định theo Kjeldahl

LỜI NÓI ĐẦU

“Con hấy nghe

Nỗi buồn của hành tính héo khô,

- của rừng cây lạnh ngắt, của chim mông quê đặt ” Đấy là tiếng lòng não ruột của nhà thơ Thổ Nhĩ Kì - Nadim Hikmet nói về môi -

trường sống của hành tỉnh với người con thân yêu và đường nhự nói với toàn thể chúng 14

Môi trường sống quanh ta dang cạn kiệt và Trái Đất dang héo hat Hay ctu lấy môi trường

sống ngay từ bây giờ, không sẽ là quá muộn ?

Trong môi trường sống nói chung , vấn dé bảo vệ và cung cấp nước sạch cho sự

sống của muôn loài sinh vật là vô cầng quan trọng Đồng thời với việc bảo vệ và cung cấp

nguồn nước sạch, việc thải và xử lí nước bị ô nhiễm trước khi đổ vào nguồn là một vấn để

bức xúc đối với toàn thể loài người Trong quá trình công nghiệp hóa hiện đại hóa đất nước, chúng ta cũng không ngoài khung cảnh chung này :

Trên cơ sở các bài giảng “Công nghệ sinh học trong xử lí nước, rác thải” cho các lớp cao học, sinh viên sinh học ở một số Viện và Trường đại học có chuyên ngành nghiên ˆ cứu về môi trường, tác giả đã biên soạn cuốn sách “Công nghệ xử lí nước thải bằng biện pháp sinh học ”, nhằm đáp ứng nhà cầu đào tạo và góp phân giải quyết những tình huống môi trường đã và đang diễn ra trong thực tế đời sống sinh hoại và sản xuất của cộng đồng

Nội dung chủ yếu của cuốn sách là các quá trình công nghệ xử lí dựa trên cơ sở

hoạt động của vì sinh vật có trong nước thải để loại bỏ các chất bẩn ô nhiễm (chủ yếu là

các chất hữu cơ) Ngoài ra, cuốn sách cũng giới thiệu sơ giản một số phương pháp khác

(cơ học, hóa lí, hóa học) để xử lí nước thải

` Cuốn sách cân cho sinh viên các năm cuối về môi trường và những aL quan tâm

đến vấn đề nước thải tham khảo Cuốn sách cung cấp những kiến thức cơ bản về nguồn

gốc , thành phân của nước thải và từ các biện pháp xử Ìí chung nhất có thể giúp chúng ta

sáng tạo ra những biện pháp xử lí phù hợp với điều kiện thực tiễn hoạt động cụ thể

Chuyên môn này là lĩnh vực mới và cuốn sách xuất bản lần đâu nên không thể tránh khỏi những thiếu sót Mong sự dóng sóp ý kiên của bạn đọc để lần tái bản sau cuốn

sách được hoàn chỉnh hơn -

Thư từ xin gửi về Nhà xuất bản Giáo đục - 81 Trần Hưng Đạo - Hà Nội

Tác giả

Thuvientailieu.net.vn owe Ld wos

PGS TS LUONG DUC PHAM

CÔNG NGHỆ Xử LÍ NUOC THEl

BANG BIỆN PHáP SINH HỌC

` (Tái bản lần thứ nhất)

NHÀ XUẤT BẢN GIÁO DỤC

1.4.11 Ham lugng phospho (P)

1.4.12 Chi s& LC, (Néng do thấp nhất gây ức chế 50% sinh vật thí nghiệm) 1.4.13 Chi s6 vé sinh (B - Coli)

Tiêu chuẩn TCVN về nước tặt, nước ngắm, giá trị giới hạn các thơng số và nồng độ các chất ư nhiễm ở một số nước thải

CƠ SỞ SINH HỌC TRONG QUÁ TRÌNH LÀM SẠCH NƯỚC THẢI

Thành phân sinh học của nước 2.1.1 Ví sinh vật ; sO

2.1.2 Động vật nguyên sinh (Protozoa hay Protozoobacteria)

2.1.3 Tao (Algae hay Algobacteria)

Hệ vi sinh vat cia netic thai 2.2.1 Vi khudn (Bacteria)

2.2.2 Siêu ví khuẩn và thực khuẩn thể (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 vỉ sinh vật trong nước thải 2.4.1 Các quá trình phân hủy hợp chất hữu cơ trong nước thải ,

2.4.1.1 Quá trình phân hủy hiếu khí

2.4.1.2 Quá trình phân bủy kị khí 2.4.2 Chuyển hĩa lưu huỳnh (S) và ăn mịn kim loại Sinh trưởng của vỉ sình vật

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

CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÍ NƯỚC THÁI

Xử lí nước thải bằng phương pháp cơ học

3.1.1 Song chấn rác

3.1.2 Lưới lọc

3.1.3 Lắng cát

3.1.4, Các loại bể lắng 3.1.5 Tách dầu mỡ 3.1.6 Lọc cơ học

Xử lí nước thải bằng phương pháp hĩa lí và hĩa học

3.2.1 Trung hịa

3.2.2 Keo tụ 3.2.3 Hấp phụ

3.2.4 Tuyển nổi 3.2.5 Trà đổi ion

3.2.6 Khử khuẩn

Thuvientailieu.net.vn owe Ld wos

§.1

§.2

Chương VÌ

6.1

Xử lí 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 gập trong các quá trình sinh học xử lí nước thải 3.3.1.2 Các quá trình sinh học chủ yếu trong xử lí nước thải

3.3.1.3 Sinh trưởng lơ lửng — Bùn hoạt tinh 3.3.1.4 Sinh trưởng đính bám (cố định hay gắn kết — Màng sinh học 3.3.2 Động học trong quá trình xử lí sinh học

Phần thứ hai CÁC LOẠI HÌNH CÔNG NGHỆ TRONG DÂY CHUYỀN XỬ LÍ NƯỚC THÁI

QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ XỬ LÍ NƯỚC THẢI

Sơ đỏ công nghệ xử lí nước thải

4.4.3: Khử khuẩn bằng tia tir ngoai

Chọn các phương án công nghệ xử lí nước thải

ĐIỀU KIỆN NƯỚC THẢI ĐƯA VÀO XỬ LÍ SINH HỌC VÀ

CÁC CÔNG TRÌNH XỬ LÍ TRONG DIEU KIỆN TỰ NHIÊN

Các điều kiện nước thải đưa vào xử lí sinh học

Các công trình xử lí sinh học nước thải trong điều kiện tự nhiên

5.2.1 Ao hồ sinh học _

5.2.1a Ao hồ hiểu khí

§.2.1b Ao hé ki khí 5.2.le Ao hồ hiếu — kị khí

Thuvientailieu.net.vn owe Ld wos

6.1.3 Phân loại aeroten -

6.1.4 Tính toán thiết kế, vận hành và kiểm soát aeroten

6.1.5 Cung cấp oxi cho aeroten 6.2 Mương oxi hóa (oxidation ditch)

Chương VH CÁC CÔNG TRÌNH HIẾU KHÍ NHÂN TẠO DỰA TRÊN CƠ SỞ SINH TRƯỞNG

DÍNH BÁM CỦA VI SINH VẬT 7.1, Lọc sinh học (Biofilter) 7.1.1 Lọc sinh học có lớp vật liệu không ngập trong nước (Lọc nhỏ giọt)

7.1.2 Lọc sinh học với lớp vật liệu ngập trong nước

7.1.3, Lọc sinh học với lớp vật liệu là các hạt cố định

7.1.3.1 Biofor 7.1.3.2 Biodrof

7.1.3.3 Oxiazur 7.1.3.4 Nitrazur 7.1.4 Đĩa quay sinh học RBC (Rotating biological contactors)

Chương VIII XỬ LÍ NƯỚC THÁI BẰNG PHƯƠNG PHÁP SINH HỌC KỊ KHÍ

8.1 Xử lí nước thải bằng phương pháp kị khí với sinh trưởng lơ lửng 8.1.1 Xử lí bằng phương pháp tiếp xúc kị khí

&.1.2 Xử lí nước thải ở lớp bùn kị khí với dòng hướng lén 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 8.2.2 Xử lí nước thải bằng lọc kị khí với vật liệu giả lỏng trương nở: ANAFLUX

8.3 Hồ kị khí

§.4 Một số điều lưu ý về lên men mêtan và tính toán bể phản 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 5.6.2 Khử phospho bằng biện pháp sinh học

Phần thứ ba CÔNG NGHỆ XỬ LÍ MỘT SỐ DẠNG NƯỚC THẢI Chương IX XỬ LÍ NƯỚC THÁI ĐÔ THỊ

9.1 Xử H sinh học : làm sạch BOD trong nước thải 46 thị 9.1.1 Xử lí nước thải đô thị yới bùn hoạt tính tải trọng thấp (không qua lắng 1)

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

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

9.1.3.1 Bể ling bac I 9.1.3.2 Xử lí 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 aeroren với lọc sinh học

Thuvientailieu.net.vn owe Ld wos

9,2 Loại bỏ nitrat sinh hoc 9.2.1 Loại bỏ nitrat bằng bùn hoạt tính 9.2.2 Loại bỏ nitrat bằng màng sinh học 9,3 Loại bỏ phosphat bằng phương pháp sinh học 9.3.1 Phương pháp hai bậc

9.3.2 Phương pháp be bậc

9.3.3 Phương pháp bốn hay năm bậc

Chương X XỬ LÍ NƯỚC THÁI CỦA CÔNG NGHIỆP GIẤY

10.1 Nước thải trong công nghiệp giấy 10.1.1 Sản xuất bột giấy

` 10.1.2, Sản xuất giấy từ bội giấy (xeo giấy) 10.1.3 Sơ đổ quy trình công nghệ sản xuất giấy 10.2 Nước thải của công nghiệp giấy

19.3 Xử lí nước thải của các xí nghiệp sản xuất giấy

10.3.1 Giảm thiểu ô nhiễm 10.3.2 Các phương pháp xử 1í nước thải trong công nghiệp giấy

10.3.2.1 Xử lí nước thải của công đoạn sản xuất bột giấy

10.3.2.2 Xử lí nước thải của nhà máy sản xuất giấy và cactông

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

Chương XI XỬ LÍ NƯỚC THÁI CỦA CÔNG NGHIỆP DỆT NHUỘM

11.1 Sơ đỏ công nghệ sản xuất hàng đệt nhuộm

11.2 Nhu câu về nước và nước thải trong xí nghiệp đệt nhuộm

11.3 Xử lí nước thải dệt nhuộm

11.3:1 Xử lí nước thải đệt nhuộm kết hợp phương pháp hóa lí và sinh học

11.3.1.1 Xử lí sơ bộ 11.3.1.2 Xử lf cơ bản

11.3.1.3 Xử lí bậc 3

4

Chuong XH XUL{ NUGC THAI CONG NGHIEP LIEN HOP CHẾ BIẾN THIT

12.1 Xí nghiệp giết mổ (lò mổ) `

12.1.1 Đặc trưng nước thải jd mổ

12.1.2 Thu hồi protein từ nước thải lò mổ 12.1.3 Xử lí nước thải

12.1.4 Giới thiệu quy trình xử lí nước thải lò mổ ở Oberding (CHI.B Đức) 12.2 Nước phân và nước rữa chuồng trại chăn nuôi

12.3 Nước thải của công nghiệp thuộc da

12.3,1 Sơ đồ nguyên lí quy trình công nghệ thuộc da

12.3.2 Nước thải trong công nghiệp thuộc da

12.3.3 Xử lf nước thải thuộc da ‘ Chương XI XỬ LÍ NƯỚC Ô NHIỄM DẦU MỎ

13.1 Giới thiệu sơ lược về dâu mỏ và ö nhiễm dầu mỏ 13,2 Các nguồn nước thải

13.3 Phân hủy sinh học (hay oxi hóa sinh học) các chất hữu cơ có trong nước thải dầu mỗ

10

Thuvientailieu.net.vn owe Ld wos

14.2.2 Xử lí nước thải ở nhà máy bia

Chương XV XỨ LÍ NƯỚC THÁI TRONG CÔNG NGHIỆP SẢN XUẤT CÁC CHẾ PHẨM SINH HỌC

15.1 Quy trình bể hiếu khí kết hợp với kĩ thuật bùn hoạt tính 15.2 Quy trình công nghệ sử dụng lọc sinh học kết hợp với bùn hoạt tính 15.3 Quy trình công nghệ xử lí nước thải của các nhà máy sản xuất lízin 15.4 Sản xuất các chế phẩm sinh học (axit min, vitamin, enzim ,)

bằng công nghệ tổng hợp hóa học hay chiết rút từ thực vật, động vật Chương XVI XỦ LÍ NƯỚC THÁI TRONG CÔNG NGHIỆP SỮA, ĐƯỜNG, BỘT VÀ ĐỒ HỘP RAU QUẢ

16.1 Các xí nghiệp công nghiệp sản xuất chế biến sữa

16.2 Công nghiệp đường, bột Xử lí nước thải của nhà méy đường

16.2.1 Công nghiệp đường, bột —, 16:2.2 Xử Ií nước thải của nhà máy đường 16.3 Công nghiệp chế biến khoai sắn, tính bột

16.4 Nhà máy tinh bột

16.5, Nước thải từ các xí nghiệp thực phẩm khác

16.6 Công nghiệp đô hộp rau quả

Phụ lục

Phụ lục 1 : Các sơ đồ mó tả vòng tuần hoàn cacbon, nitơ, phospho trong tự nhiên

và sinh tổng hợp protein Phụ lục 2 : Chất lượng nước đối với nuôi trồng thủy sản

Tài liệu tham khảo

Thuvientailieu.net.vn owe Ld wos

LL

Phan thứ nhất

NHỮNG KHÁI NIỆM CƠ BẢN VÀ CƠ SỞ SINH HỌC

TRONG CÔNG NGHỆ XỬ LÍ NƯỚC THÁI

Chương /

NƯỚC TỰ NHIÊN VÀ NƯỚC THÁI - `

1.1 NƯỚC TRONG TỰ NHIÊN Nước trong tự nhiên bao gồm toàn bộ các đại dương,

biển, vịnh, sông,suối, ao,hồ, nước ngầm, băng tuyết, hơi ẩm trong đất và trong không khí

Gân 94% nước trên Trái Dat là nước mặn, nếu tính cả nước nhiễm mặn thì tỉ lệ này lên tới

khoảng 97,5% Nước ngọt chiếm một tỉ lệ rất nhỏ (2 — 34) ‘

Nước đóng vai trò rất quan trọng trong việc điều hòa khí hậu và cho sự sống trên Trái Đất Nước là dung môi lí tưởng để hòa tan, phân bố các chất vô cơ, hữu eơ, làm nguồn dính

dưỡng cho giới thủy sinh cũng như động, thực vật trên cạn, cho thế giới vi sinh vật và cả

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

phản ứng hóa sinh và cấu tạo tế bào mới Có thể nói rằng ở đâu có nước là có sự sống và

ngược lại Nhu cầu về nước sinh hoạt cửa người dân đô thị khoảng 100 — 150lit/ngay dé

cung cấp cho ăn uống, tắm, giặt, làm công tác vệ sinh Ngoài nhu cầu sinh hoạt, nước còn - cung cấp cho tưới tiêu thủy lợi, cho các ngành công nghiệp chế biến nông sản, chế biến các

sản phẩm khác như luyện kim, đệt sợi, giấy Nói chung, nhu cầu về nước ngày càng lớn

Nước dùng cho sinh hoạt, trong sản xuất nông nghiệp, công nghiệp, dịch vụ Sau khi được sử dụng đều trở thành nước thải, bị ô nhiễm với các mức độ khác nhau và lại được đưa

trở lại các nguồn nước và nếu không xử lí (làm sạch) thì sẽ làm ô nhiễm môi trường Hơn

nữa, hàng năm nạn phá rừng trên toàn cầu rất lớn làm cho lớp thực vật che phủ đất bị suy

giảm, lượng nước ngọt càng để bay hơi và mức nước ngầm bị hạ xuống Như vậy, số lượng

nước ngọt từ các ao hồ, sông ngòi và một phần nước ngầm bị kiệt dần và chất lượng nước

cũng bị suy giảm

Nước trong tự nhiên được tuần hoàn theo chu trình sau (hình 1.1) Theo chu trình tuân hoàn, nước ngọt được chu chuyển qua quá trình bốc hơi và mưa : (thường là ngắn theo hàng năm) Với chu trình này lượng nước được bảo toàn, nhưng nước

được biến từ dạng lỏng sang hơi và rấn (băng tuyết), hoặc từ nơi này sang nơi khác ở các

thủy vực: biển và đại dương, nước mặt (sông suối, ao hồ) và nước ngầm

12

Thuvientailieu.net.vn owe Ld wos

Hink 1.1 Chu trình nước toần cầu hàng năm:

1.1.1 Nước mặt Đây là khái niệm chung chỉ các nguồn nước trên mặt đất, bao gồm ở

dạng động (chảy) như sông, suối, kênh, rạch và dạng tĩnh hoặc chảy chậm như ao, hồ, đầm,

phá v.v Nước mặt có nguồn gốc chính là nước chảy tràn do mưa hoặc cũng có thể từ nước

ngắm chảy ra do áp suất cao hay dư thừa độ ẩm trong đất cũng như dư thừa số lượng trong

các tầng nước ngầm

Nước chảy vào các sông luôn 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 vôi, đá phấn thì

nước trong và cứng Nước chảy qua vùng đá đất có tính thấm kém thì nước đục và mềm

Các hạt mịn hữu cơ hoặc vô cơ bị cuốn theo khó sa lắng Nước chảy qua rừng rậm nước

trong và chứa nhiều chất hữu cơ hòa tan Nạn phá rừng tràn lan làm cho nước cuốn trôi hầu

hết các thành phần trong đất

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

thấp hơn 7 thường là nước mềm Khi chảy qua các lưu vực sông ở đồng bằng, nước có nhiều

phù sa, chứa nhiều tạp chất hữu cơ (humic), một số tạp chất chứa ion kim loại, đặc biệt là

nhôm và sắt Nước ở vùng này có độ mặn cao, điển hình nhất là nước ở lưu vực sông Hồng

Nước ở ao hồ, đầm phá về mùa mưa được bổ sung và chảy tràn, về nguyên tắc có thể coi -

là dòng chảy chậm, thời gian lưu lớn Nước này có 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 có thể xảy ra hiện tượng phát triển của rong tảo làm giảm chất lượng nguồn

nước Các loài thủy thực vật phát triển khi chết, bị phân rã làm ô nhiễm nước Ở đây chưa

kể tớt các loài rong tảo có độc tính gây bệnh cho người và động vật

13

Thuvientailieu.net.vn owe Ld wos

1.1.2 Nước ngầm Nước ngầm tồn tại ở các tâng hoặc túi trong long đất Chất lượng

nước ngầm phụ thuộc vào một loạt yếu tố: chất lượng nước mưa, thời gian tồn tại; bản chất

lớp đất đá nước thấm qua hoặc chứa tầng nước Thông thường nước ngâm chứa Ít tạp chất

hữu cơ và vi sinh vật, giàu các ion vô cơ Nước ngầm ở các vùng khác có thành phần khác

nhau, như ở vùng núi đá, vàng ven đô thị, vùng công nghiệp v.v Nước ngầm vùng ven biển

Nước ngầm là nguồn tài nguyên quý giá cung cấp cho các vùng đô thị, công nghiệp,

tưới tiêu thủy lợi, đặc biệt là các vùng trồng cây công nghiệp tập trung, như cây cà phê ở

1.1.3 Nước biển Nước biển tương đối đồng đều vẻ thành phần, đặc biệt là giàu muối

NaCl, vi vậy nước biển được gọi là nước mặn Khoảng 3/4 bề mặt Trái Đất được che phủ bởi

nước biển Có thể phân theo tỉ lệ muối hòa tan từ mức độ lớn tới nhỏ là nước mặn ở các

vùng biển và đại đương; nước lợ ở vùng các cửa sông và ven biển; nước ngọt ở sông ngồi, ao

hô Thành phân chủ yếu của nước biển là các ion'CÍ”, SO 22, CO3, SiO32, Na† ,Ca?2, Mg!?

Nước biển thích hợp với các loài thủy hải sản nước mặn, là môi trường sống quan trọng của

nhiều giới sinh vật

Biển đóng vai trò quan trọng trong chu trình tuần hoàn nước toàn cầu

Thành phần hóa học của nước tự nhiên được giới thiệu ở bảng 1.1

Bảng 1.1 THÀNH PHẦN HÓA HỌC TRONG NƯỚC TỰ NHIÊN

Nước biển: Nước sóng, hồ, đầm

1.2 Ô NHIỄM MÔI TRƯỜNG NƯỚC VÀ NƯỚC THÁI

Nước bị thay đổi thành phần trong quá trình tuần hoàn của thủy quyển và đặc biệt qua

sử dụng của con người Như vậy nước bị ô nhiễm do các tạp chất có nguồn gốc từ thiên

Các nguồn nước trong tự nhiên hoặc nước sử dụng cho bất kỳ một mục đích nào cũng đều chứa một lượng các tạp chất vô cơ và hữu cơ hòa tan Các hợp chất này, tùy giới hạn hàm lượng hòa tan, có thể là các chất đinh đưỡng cho cây trồng và động vật hoặc ngược lại

là các chất độc hại Nước chảy qua núi rừng vào các dòng suối rồi đổ vào các dòng sông ra biển cả Quá trình này rửa trôi các khoáng chất có trong đất đá, cuốn theo các lá cây rừng

Trong các yếu tố rửa trôi có thể có những chất độc Trong quá trình phát triển của nền nông

nghiệp, công nghiệp hiện đại cũng như tốc độ đô thị hóa như vũ bão hiện nay dẫn tới việc

sử dụng nước ngày càng nhiều và lượng nước thải ngày càng lớn Trong nước thải có chứa nhiều chất hữu cơ, vô cơ và thành phần vi sinh vật Nếu không kiểm soát được nước thải, không xử lí thích hợp sẽ ảnh hưởng rất xấu đến môi trường sống nói chung Xét cho cùng ô nhiễm môi trường nước hiện nay trên thế giới đều do hoạt động của con người, trong đó chủ yếu là từ nước thải

1.2.1 Ô nhiễm do nước chảy tràn trên mặt đất

Nước chảy trần trên mặt đất do mưa hoặc do thoát nước từ tưới tiêu đồng ruộng là nguyên nhân gây ô nhiễm nước sông, hồ Nước đồng ruộng cuốn theo thuốc bảo vệ thực vật, phân bón (kể cả phân hữu cơ và phân hóa học), cũng như nước mưa, lũ lụt cùng nước ngầm chảy tràn cuốn theo các chất mâu mỡ của đất, như min, pha sa, các vi sinh vật của đất vào các nguồn nước

1.2.2 Nước sông bị ô nhiễm do các yếu tố tự nhiên

Nước ở vùng cửa sông thường bị nhiễm mặn và có thể chuyển ô nhiễm này vào sâu trong đất liên Nước ở các vùng nhiễm phèn có thể theo kênh rạch chuyển ô nhiễm sang các vùng khác Các yếu tố tự nhiên còn phải kể đến ảnh hưởng của thành phần cấu tạo đất hoặc hoàn cảnh địa lí của từng khu vực Thí dụ: vùng có quặng khoáng sản, núi lửa hoạt động v.v nước ở các vùng này sẽ bị ô nhiễm do ảnh hưởng của nham thạch, khoáng sản

1.2.3 Ô nhiễm do nước thải

Nước thải là nước đã qua sử dụng vào các mục đích, như sinh hoạt, dịch vụ, tưới tiêu thủy lợi, chế biến công nghiệp, chăn nuôi v.v Thông thường nước thải được phân loại theo nguồn gốc phát sinh ra chúng

— Nước thải sinh hoạt Nước thải sinh hoạt hay là nước thải từ khu dân cư bao gồm nước sau khi sử dụng từ các hộ gia đình, bệnh viện, khách sạn, trường học, cơ quan, khu vui chơi giải trí

- Đặc điểm của nước thải sinh hoạt là trong đó có hàm lượng lớn các chất hữu cơ dễ bị phân hủy (hidratcacbon, protein, chất béo), các chất:vô cơ sinh đưỡng (phosphat, nito), cùng

với vi khuẩn (có thể cớ cả ví sinh vật gây bệnh), trứng giun, sắn v.v -

Hàm lượng các chất gây ô nhiễm trong nước thải sinh hoạt phụ thuộc vào điều kiện sống, chất lượng bữa ăn, lượng nước sử dụng và hệ thống tiếp nhận nước thải Để đánh giá

15

Thuvientailieu.net.vn owe Ld wos

chính xác, cần phải khảo sát đặc điểm nước thải từng vùng dân cư, như ở đô thị, nông thôn,

miền núi, đồng bằng, khu du lịch Để có thể dễ tính toán người ta ước tính số lượng

nước dùng cho một người trong ngày là 100 — 150 lít và kể cá chuồng trại chăn nuôi là

~ Nước thải cồng nghiệp Nước thải từ các xí nghiệp sản xuất công nghiệp, thủ công

nghiệp, giao thông vận tải gọi chung là nước thải công nghiệp Nước thải loại này không có

đặc điểm chung mà phụ thuộc vào các quy trình công nghệ của từng loại sản phẩm Nước

thải từ các-cơ sở chế biến nông sản, thực phẩm và thủy sản (đường, sữa, bột, tôm cá, rượu

bia ) có nhiều chất hữu cơ dễ bị phân hủy; nước thải của nhà máy thuộc da chứa nhiều kim

loại nặng, sulfua; nước thải của xí nghiệp làm acquy có nồng độ axit và chì cao v.V

Nói chung, nước thải của các ngành công nghiệp hoặc các xí nghiệp khác nhau-có thành

‘phan hoá học và hóa sinh là rất khác nhau

— Nước thấm qua: Đó là nước mưa thấm vào bệ thống ống bằng nhiều cách khác nhau, qua các khớp nối, các ống có 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 thoát riêng

~ Nước thải đô thị: Nước thải đô thị là một thuật ngữ chung chỉ chất lỏng trong hệ

thống cống thoát của một thành phố, đó là bốn hợp của các loại nước thải kể trên

Các tính chất đặc trưng của nước thải sinh hoạt, nước thải công nghiệp và nước thải đô

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 ó nhiễm Nước bị ô nhiễm hay nước nhiễm bẩn có thể quan sát được bằng cảm quan qua các hiện tượng khác thường như sau: thay đổi mầu sắc (nước

“nở hoa”), có mùi vị lạ, đục v.v

- Mầu sắc: Nước tự nhiên sạch không mầu Nhìn sâu vào bể dây nước sạch ta có cảm giác nước có mầu xanh nhẹ do sự hấp thụ chọn lọc các bước sóng nhất định của ánh sáng Nước có rong tảo phát triển có mầu xanh đậm hơn Nước có màu vàng do nhiễm sắt, màu vàng bẩn đo nhiễm axit humic có trong mùn Nước thải làm cho nước có tmầu nâu đen hoặc đen Mỗi loại nước thải đều có những mầu sắc khá đặc trưng, nhưng đa số trường hợp nước

nhiễm bần nặng đều có mầu nâu hoặc đen

- Mùi vị: Nước sạch Èhông có mùi vị, khi nhiễm bẩn có mùi vị lạ Thí dụ: mùi thối,

vị-tanh, chát Trong nước thải chứa nhiều tạp chất hóa học và làm cho nước có mùi vị lạ đặc trưng Quá trình phân giải các chất hữu cơ có trong nước cứng làm cho nước có mùi vị

- Bắng 1.2 CÁC TÍNH CHẤT VẬT LÍ, HÓA HỌC VÀ SINH HỌC ĐẶC TRƯNG CỦA

- NƯỚC THÁI VÀ NGUỒN GỐC CỦA CHÚNG (Metcalf và Eddy, 1991)

~ CÁC TRNH CHẤT VẬT LÍ

Méu ˆ Các cbất thải sinh hoạt và công nghiệp, sy phản rã tự nhiên các chất

hữu cơ

Mii Sự thối rữa nước thải và các chất thải công nghiệp

Chat rin Cấp nước cho sinh hoạt, các chất thải sinh hoạt và sản xuất, xói

mòn đất, đòng thấm, chảy vào hệ thống cống -

Nhiệt độ Các chất thải sinh hoạt và sản xuất

- THANH PHAN HÓA HỌC:

+ Có nguồn hữu cơ

Chất thải công nghiệp Các chất thải sinh hoạt và thương mại

Các chất thải sinh hoạt và sản xuất Phân rã tự nhiên các chất hữu cơ

Nước thải sinh hoạt, cấp nước sinh hoạt, sự thấm của nước ngắm

Cấp nước sinh hoạt, các chất thải sinh hoạt, sự thấm của nước ngầm,

các chết làm mềm nước

Các chất thải công nghiệp

Sinh vật nguyên sinh, Virut

Nitơ Các chất thải sinh boạt và nông nghiệp

Phospho Céc chit thai sinh hoạt và công nghiệp

Lưu huỳnh Cấp nước sinh hoạt, nước thải sinh hoạt và công nghiệp

Các hợp chất độc Các chất thải công nghiệp

HS Phân hủy các chất thải sinh hoạt

CH, Phân hủy các chất thải sinh hoạt

Oxi Cấp nước sinh hoạt, sự thấm của nước bề mặt

*

Bảng 1.3 THANH PHAN NƯỚC THAI SINH HOẠT PHÂN TÍCH THEO CÁC

PHƯƠNG PHÁP CỦA APHA (GTZ, 1989)

Nude duc do:

+ Lẫn bụi và các hóa chất công nghiệp

+ Các chất hòa tan vào nước, rồi sau đó kết tủa thành các hạt rấn

+ Đất hòa vào nước ở dạng hạt phân tán v.v

Các dạng hạt vật chất lơ lửng thường hấp thụ các ion kim loại độc vì các ví sinh vật (trong đó có loài gây bệnh) Nếu lọc nước không kỹ sẽ ảnh hưởng xấu đến người \ và động vật sử dụng

Độ dục càng lớn thì khả năng ánh sáng qua : nước bị giảm dẫn đến quá trình quang hợp: trong nước bị yếu, nồng độ oxi hòa tan trong nước nhỏ và môi trường trong nước trở nên kị khí ảnh hưởng đến đời sống của nhiều động, thực vật thủy sinh, trong đó có vi sinh vật

— Một số hiện tượng khác thường “Nước nở hoa”: nước vẫn bình thường nhưng quan sát thấy nước như có cánh hoa nở trong nước, là đo nước giàu chất dinh dưỡng, đặc biệt là

hàm lượng phospho cao làm cho tảo “bùng nổ” sinh trưởng và phát triển Nhiều trường hợp

khác nước vẫn bình thường, nhưng thấy tôm cá đờ đẫn, thở ngáp trên mặt nước, thậm chí bị chết hàng loạt, có khi cả các loại bèo, đặc biệt là bèo tấm, bị chết một số hoặc toàn bộ v.v Những trường hợp này có thể là do nước đã bị nhiễm độc cao các khí hòa tan, các ion kim loại nặng, các hợp chất phenol, các chất bảo vệ thực vật, phân hóa học hoặc cũng có thể là

do hàm lượng quá cao các chất hữu cơ (kế cả các chất để bị phân hủy có giả trị dinh dưỡng), oxi hòa tan nhỏ hoặc không có trong môi trường nước

1.3 CAC CHAT GAY NHIEM BAN NƯỚC Có rất nhiều chat gay 6 nhiễm nước, có

thể phân chúng thành 9 loại như sau :

— Các chất hữu cơ bền vững, khó bị phân hủy

19

Thuvientailieu.net.vn owe Ld wos

— Các chất hữu cơ đễ bị phân hủy, chủ yếu do tác nhân sinh học (vi sinh vat)

1.3.1 Các chất hữu cơ Dựa vào đặc điểm dễ bị phân hủy do vi sinh vật có trong nước,

ta có thể phân các chất hữu cơ thành hai nhóm:

1.3.1.1 Các chất hữu cơ dễ bị phân hủy: Đó là các hợp chất protein, hidratcacbon, chất béo nguồn gốc động vật và thực vật Đây là các chất gây ô nhiễm chính có nhiều 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 dân cư có khoảng 40 — 60% protein, 25 —- 50% hidrat cacbon, 10% chất béo Các hợp chất này chủ yếu làm suy giảm oxi hòa tan trong nước dẫn đến suy thoái tài nguyên thủy sản và làm giảm chất lượng nước cấp sinh hoạt

1.3.1.2 Các chất hữu cơ khó bị phán hủy Các chất loại này thuộc các chất hữu cơ có vòng thơm (hidrocacbua của dầu kh, các chất đa vòng ngưng tụ, các hợp chất clo hữu cơ, phospho hữu cơ Trong số các chất này có nhiều hợp chất là các chất hữu cơ tổng hợp Hầu hết chúng là các chất có độc tính đối với sinh vật và con người Chúng tồn lưu lâu dài trong môi trường và cơ thể sinh vật gây độc tích lũy, ảnh hưởng nguy hại đến cuộc sống

‹ Trong nguồn nước tự nhiên hàm lượng các chất hữu cơ rất thấp, ít có ảnh hưởng đến

nước sinh hoạt, nuôi trồng thủy sản và tưới tiêu thủy lợi Khi bị ô nhiễm thì hàm lượng các

chất hữu cơ có trong nước sẽ tăng rất cao

1.3.1.3 Một số hợp chất hữu cơ có độc tính cao trong môi irường nước

Các hợp chất hữu cơ có độc tính cao thường khó bị phân hủy bởi vi sinh vật Trong tự

nhiên chúng khá bên vững, có khả năng tích lũy và lưu giữ lâu dài trong môi trường, gây Ô

nhiễm lâu dài làm ảnh hưởng xấu đến hệ sinh thái Chúng cũng có thể tích lũy trong cơ thể

thủy sinh, gây ngộ độc lâu dài hoặc là tác nhân gây những bệnh hiểm nghèo cho động vật cũng như con người (nếu như ăn phải các nguồn thủy sinh, như tôm, cá, mực ) Các chất hữu cơ gây độc thường là polyclorophenol (PCP), polyclorobipheny! (PCB), céc hidro cacbua đa vòng ngưng tu, hgp chat di vong N va O Cac chat nay thường có trong nước thải công nghiệp và nguồn nước ở các vùng nông, lâm nghiệp sử dụng nhiều thuốc trừ sâu, thuốc kích thích sinh trưởng cây trồng, các chất làm rụng lá, diệt cỏ v.v

- Các hợp chất phenol Phenol va các dẫn xuất của phenol có hiểu trong nước thải công nghiệp hóa học Phenol làm cho nước có mùi hăng nồng, có tính độc cao gây tác hại cho hệ sinh thái, làm ảnh hưởng đến sức khỏe và đời sống của giới sinh vật

PCP (Pentaclorophenol) ¬ Chất có dang tinh thể không màu, là dẫn xuất của hidrocacbua thơm chứa clo (C2HCIzO), độ tan 2 g/1 ở 20°C dùng làm chất điệt nấra, khử khuẩn và bảo

20

Thuvientailieu.net.vn owe Ld wos

'

quản -gỗ Chất này bên trong nước, tùy thuộc vào môi trường nó có thể tồn tại từ vài tuần

đến vài tháng và có thể tích lũy trong cơ thể rong tảo, tôm cá và trong chất sa lắng ,

PCP tồn tại trodg phổi, dạ đày, ruột trong cơ thể động vật và người, gây độc cho chu

trình hô hấp Đối với thực vật nó kìm hãm quá trình quang hợp PCP độc đối với cá, đặc biệt

Ja & dang muối natri với ndng 46 70 pg/l da giét chét mot số loài cá Liều gây chết 50% số

động vật thí nghiệm của hợp chất PCP là 27 mg/kg thế trọng đối với chuột Tổ chức y tế thế

giới WHO duy định hàm lượng 2,4 - triclorophenol và PCP đối với nước uống là < 1 g/l

Đối với nước nuôi trồng thủy sản, FAO quy định nồng độ các hợp chat phenol: < 5 mg/I đối

vớt họ Salmonid (cá hồi) và Cyprinid (cá chép)

— Các chất bảo vệ thực vật (Pesticide)

Các chất bảo vệ thực vật là các hợp chất hữu cơ tổng hợp có cấu trúc hóa hoc da dang,

Hiện nay có khoảng hơn một vạn chất Trong thành phần hóa học của chúng ngoài cacbon,

.hidro còn có lưu huỳnh, phospho, clo, nitơ Chúng có độc tính hoặc tác động tiêu cực lên

quá trình sinh trưởng của cơ thể sinh vật Ngoài ra chứng còn có đặc tính linh động, tro và

tích lũy Những hợp chất này kể cả các sản phẩm phân hủy của chúng có thể là tác nhân gây

ung thư

Tùy theo tác động lên các đối tượng,người ta chia các chất bảo vệ thực vật thành:

Thuốc diệt sâu (insecticide);

Thuốc điệt cỏ (herbicide);

Thuốc chống vi khuẩn (bactericide); - Thuốc diệt nấm mốc (fungicide);

Thuốc diệt loài gậm nhất (endenticide) v.v

Là

Các chất bảo vệ thực vật hiện nay được dùng nhiều trong nông nghiệp, thường là các

hợp chất của phospho hữu cơ, clo hữu cơ, cacbonat, phenoxiaxetic và pirethroid tổng hợp -

Hầu hết các chất này đều có độc tính cao đối với người và động vật Nhiều chất trong

chúng, đặc biệt là clo hữu cơ có độ bền vững cao trong môi trường và khả năng tích lũy

trong cơ thể sinh vật WHO đã có quy định cụ thể về hàm lượng cho phép các chất bảo vệ

thực vật có trong nước uống và FAO quy định nồng độ cho'phép các chất bảo vệ thực vật có

trong nước nuôi trồng thủy sản: hàm lượng tổng cộng của clo hữu cơ < 0,1ug/1 và phospho

' hữu cơ < 0,2 g1 :

- Các hợp chất cacbuahidr Các hợp chất này thường là thành phần chủ yếu của dầu

mỏ, khí đốt Thành phần chủ yếu là cacbon và hidro với các dạng hợp chất no, không no,

mạch vòng, mạch nhánh và thuộc họ thơm

Hàng năm, thế giới sử dụng tới 25 tỷ thùng dầu mỏ (1 thùng = 150 lít) với ước tính có

10 triệu tấn bị thất thoát đo rò rỉ, vỡ đắm tầu chuyên chở gây ð nhiễm môi trường

Nhiễm độc dầu làm giảm số lượng, chất lượng“thủy sản, có thể làm động vật thủy sinh

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

21

Thuvientailieu.net.vn owe Ld wos

- Xà phòng va chdt tdy rita (detergent)

Xà phòng là những muối của axít béo bậc cao, như natri stearat, được sử dụng như tắc nhân làm sạch Trong nước cứng, xà phòng thường kết tủa thành muối canxi và magiê, hiệu

quả làm sạch bị mất Xà phòng thường có pH cao hơn 7, dễ phá hủy các sợi có nguồn là

protein động vật, như len, tơ tầm Xà phòng vào hệ thống nước thải có thể làm thay đổi pH

của nước, cùng với khả năng tạo váng bọt làm giảm khả năng hòa tan oxi của nước Xà

phòng còn có khả năng sát khuẩn nhẹ, một chừng mực nào đó có tác dụng kìm hãm sinh

trưởng của hệ vi sinh vật trong nước Nhìn chung xà phòng không phải là tác nhân cơ bản

gây ô nhiễm nước `

Các chất tẩy rửa tổng hợp có khả năng làm sạch cao, đông thời không tạo ra muối không hòa tan như xà phòng gặp nước cứng (muối của Ca“” và Mg””) Các chất tẩy rửa có

hoạt tính bể mặt cao, hòa tan tốt trong nước và có sức căng bẻ mặt nhỏ, được dùng nhiều

trong sinh hoạt như xà phòng và trong công nghiệp làm tác nhân phân tán, tuyển nổi v.v

Các chất tẩy rửa thường có 10 + 30% là các chất hoạt động bề mặt, 12% các chất phụ

Sản lượng các chất tẩy rửa sản xuất hàng nãm trên thế giới vào khoảng trên 25 triệu tấn

Các chất hoạt động bế mặt (ABS) vào nước tạo huyền phù bền vững dưới dạng keo, làm

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

chất tẩy rửa khi có trong nước thải sẽ làm cho nước tạo một khối bọt lớn vừa gây cảm giác

khó chịu vừa làm giảm khả năng khuếch tán khí vào nước Như vậy, các chất tẩy rửa là

nguồn gây ô nhiễm nước rất đáng quan tâm Bản thân chúng ít có độc tính đối với người và

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

Ngoài ra, chúng làm cho thực vật trong nước phát triển Khi polyphosphat phân hủy trong

nước tạo thành các dạng ion phosphat, là nguôn dinh dưỡng cho các loài thực vật thủy sinh

bậc thấp này:

PO +2HạO= 2HPO22 + H;PO¿ ot

nguồn phosphat dinh dưỡng cho

thực vật bậc thấp trong nước

— Tanin và lignin Tanin và lignin là hai loại hợp chất có nguồn gốc thực vật Tanin có nhiều trong nước thải của nhà máy thuộc da Lignin có nhiều trong nước thải các xí nghiệp sản xuất giấy Các chất này làm cho nước có mầu nâu, hoặc đen, có độc tính đối với sinh

vật thủy sinh và gây suy giảm chất lượng nước cấp cho thủy lợi, sinh hoạt và du lịch

Tanin va lignin vào loại tương đối khó bị phân hủy sình học: '

1.3.2 Các chất vô cơ Các ion vô cơ có nồng độ cao trong nước tự nhiên, đặc biệt là nước biển Trong nước thải có một lượng khá lớn các chất vô cơ tùy thuộc vào các nguồn nước thải Ngoài ra, trong nước thải công nghiệp còn có thể có chứa các ion vô cơ có độc tính cao như Hg, Pb, Cd, As, Sb, Cr, Những chất này thường được gọi là kim loại nặng

1.3.2.1 Các chất chứa nữtơ Trong nước hợp chất chứa nitơ thường tồn tại ở 3 đạng:

hợp chất hữu co, amoniac vi dang oxi hóa (nitrat, nitrit) Các dạng này là các khâu trong chuỗi phân hủy hợp chất chứa nitơ hữu cơ, thí du: protein va hep phần của protein

22

Thuvientailieu.net.vn owe Ld wos

NOj —_Y khuẩn phản niat h6a_, NOS — NO —> NạO —> Nạ 7

— Nếu nước chứa hầu hết các hợp chất nitơ hữu cơ, amoniac hoặc NHạOH, thì chứng tỏ nước mới bị ô nhiễm NH; trong nước sẽ gây độc với cá và sinh vật khác trong nước `

không khí Nếu nitrat ở trong nước cao có thể gây ngộ độc với người (vì khi vào cơ thể, với

điều kiện thích hợp ở đường tiêu hóa, nitrat sẽ biến thành nitrit và chất này sẽ kết hợp với _hồng.câu thành chất không vận chuyển oxi, gây bệnh thiếu máu)

+ Amoniac (NH3) Amoniac ở trong nuéc tén tai dang: NH, va NH} (NH,OH,

NH,4NO3, (NH4)280, ) tity thige vao pH cia nuéc, vi né 14 mot bazo yéu, NH; hoac NH}

có trong nước cùng với phosphat thúc đẩy quá trình phú dưỡng của nước Tính độc của NHạ cao hơn các ion amon (NHj) Với nồng độ 0,01 mg/1 NHạ đã gây độc cho cá qua đường máu, nồng độ 0,2 + 0,5 mg/1 đã gay doc cấp tính

Trong nước mặt tự nhiên: vùng không ô nhiễm có hàm lượng amon (< 0,05 ppm); trong nước ngầm hàm lượng này cao hơn nhiều; trong nước thải sinh hoạt, nước thải từ các xí nghiệp chế biến thực phẩm, sản xuất hóa chất có hàm lượng amon tới 10 + 100 mg/I

Ở Hà Lan quy định hàm lượng amon trong nước mặt trên 5 mg/I là nước ô nhiễm nặng FAO quy định cho nước nuôi cá: nồng độ amon < 0,2 mg/I đối với cá họ Salmonid (cá hồi)

và 0,8 mg/1 đối với họ cá Cyprinid (cá chép)

+ Nitraf (NÓ; ) Nitrat là sản phẩm cuối cùng của quá trình phân hủy các hợp chất hữu

cơ chứa N có trong chất thải của người và động vật, thực vật Trong nước tự nhiên, nồng độ nitrat thường nhỏ hơn 5 mg/I Vùng bị ô nhiễm đo chất thải hoặc phân bón hàm lượng nitrat trong nước trên lÔmg/1, làm cho rong tảo dễ phát triển, gây ảnh hưởng xấu đến chất lượng nước sinh hoạt và nuôi trồng thủy sản

Bản thân nitrat không phải là chất có độc tính, nhưng ở trong cơ thể nó bị chuyển hóa

thành nitrit (NO?) rồi kết hợp với một số chất khác có thể tạo thành các hợp chất nitrozo là các chất có khả năng gây ung thư

Hàm lượng NO trong nước cao, nếu uống phải sẽ gây bệnh thiếu máu, làm trẻ xanh xao (methaemoglobinaemia, blue baby) do chức năng của haemoglobin bị giảm Nguyên nhân làm giảm chức năng của haemoglobin là do lượng nitrat tăng trong cơ thể

Theo quy định của WHO, nitrat có trong nước uống không quá 10 mgj/1 (tính theo nitơ) hoặc 45 mg NOz/1

23

Thuvientailieu.net.vn owe Ld wos

1.3.2.2 Cée hợp chất chứa phospho Phospho có trong nước thường ở các dạng ortho ~

phosphat — muối phosphat của axit phosphoric H;PO +, HPO 7 PO ? từ các loại phân bón

hoặc cơ thể động vật, đặc biệt là tôm cá thối rữa; các polyphosphat từ các chất tẩy rửa:

pyrometaphosphat Na;(PO¿)s, tripolyphosphat NasPzOno, pyrophosphat Na4P,07 Tat ca

các dạng polyphosphat đều có thể chuyển hóa về orthophosphat trong môi trường nước, đặc

biệt là ở điều kiện môi trường axit và ở nhiệt độ cao (nhất là gần điểm sôi)

Ngoài ra, trong nước còn có các hợp chất phospho hữu cơ

Nồng độ phosphat trong nguồn nước không Ô nhiễm thường nhỏ hơn 0,01 mgíI, ở vùng

sông ngòi nhiễm nước thải sinh hoạt và nông nghiệp lên tới trên 0,5 mg/l Phosphat cé

nhiều trong phân động vật và người, trong nước thải của các nhà máy chế biến phân lân, các

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

Bản phân phosphat không 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 thấp hơn 2,18

mg/l (~ 5 mg/l, POs)

1.3.2.3 Các kim loại nặng Hảu hết các kim loại nặng đều có độc tính cao đối với

người và động vật Trong nước thải công nghiệp thường có các kim loại nặng là chì (Pb),

thủy ngân (Hg), Crom (Cr), Cadimi (Cd), Asen (A3)

— Chì (Pb) Chì tồn tại ở 2 dạng ion có hóa trị + 2 và +4 Muối chì có hóa trị +2 là hay

gặp nhất và có độ bền cao nhất

Chì là kim loại nặng có độc tính đối với não và có khả năng tích lũy lâu dài trong cơ

thể Nhiễm độc có thể gây chết người Các hợp chất hữu cơ chứa chì độc gấp 100 lần so với

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

tan của nó Độ 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 iọn khác) của nước, điều kiện oxi hóa khử Chì trong

nước máy có nguôn gốc tự nhiên chiếm tỉ trọng khiêm tốn, chủ yếu là từ đường ống dẫn,

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

gian tiếp xúc Dạng tồn tại của chì trong nước là dạng có hóa trị 2, với nồng độ trên 0,l

mg/I nó kìm hãm quá trình oxi hóa vi sinh các hợp chất hữu cơ và đầu độc các sinh vật bậc

thấp trong nước và nếu nồng độ đạt tới 0,5 mg/1 thì kìm hãm quá trình oxi hóa 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 có thể lên đến

100 lần và ở loại bèo có thể đạt tới trên 46 ngàn lần Các vị sinh vật bậc thấp bị ảnh hưởng ` xấu ngay cả ở nồng d6 1 — 30 pg/l Chì có khả năng bị hấp phụ tốt trên các chất sa lắng Chì

có thể thâm nhập vào cơ thể người qua thức ăn, nước uống và hít thở, chủ yếu đo thức ăn kể

cả thông qua da Chúng được tích tụ ở trong xương, ít gây độc cấp tính trừ trường hợp liều

lượng rất cao Nguy hiểm hơn cả là sự tích lũy lâu dài trong cơ thể với lượng nhỏ trong thời

gian dài Trẻ sơ sinh, trẻ em đưới sáu tuổi và phụ nữ có 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

24

Thuvientailieu.net.vn owe Ld wos

trao đổi chất của hồng cầu Ban đầu chúng được liên kết lỏng lẻo với hồng cầu và được thải

ra khỏi cơ thể với tỉ lệ thấp, phân lớn chúng được vận chuyển đến và tích tụ lại trong xương,

tóc Triệu chứng thể hiện nhiễm độc chì là mệt mỏi, ăn không ngon, đau đầu, nó tác động

lên cả hệ thần kinh trung ương và ngoại vi |

Chì có trong nước thải các xí nghiệp sản xuất pin, acquy, luyện kim, hóa dâu, trong khí

Trong nước không ô nhiểm thường có một lượng chì rất nhỏ ở dạng vết: nước biển

khoảng 0,03 hợ/1, nước sông hồ từ 1 đến 50 ng/1

Trên cơ sở liêu chịu đựng của cơ thể là 3,5 ug/kg, trong nước uống quy định cho hàm

lượng chì là 1O — 40 wg/1, trong nước sinh hoạt theo TCVN là 0,05 mg/l

Liéu gay chét 50% (LCso) c4 thf nghiém, nudi 96 gid cha chi 1a 1 ~ 27 mg/l Chi trong

nước được xác định bằng phương pháp quang phổ hấp phụ nguyên tử hoặc bằng phương

pháp so mầu với thuốc thử đỉtizon trong cloroform ở bước sóng 510 nm ‘

~Thiy ngân (Hạ)

Thủy ngân vô cơ và hữu cơ đều là các chất độc mạnh đối với sinh vật Thủy.ngân có tạo

Hg la kim loại ở dạng lỏng dưới điều kiện nhiệt độ thường, có áp suất hơi đáng kể

Trong lớp vỏ Trái Đất, thủy ngân chiếm tỉ trọng khoảng 5.10 7, Do kha nang bay hơi cao,

thủy ngân phân bố rộng khắp Trong đất không 6 nhiễm, nồng độ thủy ngân vào khoảng

0,02 — 0,5 mg/kg Than đá chứa 0, — 1mg/kg, trong đầu mỏ và khí tự nhiên cững có chứa

một lượng nhỏ thủy ngân Thủy ngân được sử dụng làm vật liệu điện cực, nhiệt kế, áp kế và

trong một số thiết bị khác Nó còn được sử dụng làm vật liệu hàn răng ở dạng hỗn hống với

bạc Trong một vài trường hợp, muối của thủy ngân được dùng làm xúc tác sản xuất PVC,

xúc tác thủy ngân trên chất mang than hoạt tính, chế tạo pin, trong công nghiệp điện hóa

xút — cÌo, bột giấy

Hợp chất thủy ngân có độ tan khác nhau: oxit và sunfua thủy ngân hầu như không tan,

- Nông độ thủy ngân trong nước ngầm, nước mặt thấp, thường nhỏ hơn 0,5 hg/1 Nó có

thể tôn tại ở dạng kim loại hoặc hóa trị 2 Trong môi trường nước giàu oxi thì chủ yếu ở

dạng hóa trị 2, trong nước ít oxi và pH > 5 thì tồn tại ở dạng kim loại

Thủy ngân kìm hãm khả năng tự làm sạch của các nguồn nước ngay ở mức nồng độ 18

hg/L Quá trình trao đổi chất cha cơ thể vi sinh vật bị rối loạn do sự kìm hãm hoạt động của

enzym khi có mặt thủy ngân Một số vi sinh vật có khả năng chuyển hóa hợp chất thủy ngân

vô cơ thành đạng methyl, làm tăng thêm tính độc của nó Tảo và một số vi sinh vật trong

nước biển có khả năng tích lũy thủy ngân với hệ số 500 — 100.000 lần Hàm lượng thủy

ngân trong một số loài cá biển có thể tới 20 mg Hg/1kg Thủy ngân có thể bị hấp phụ trên |

các hạt lơ lửng và sa lắng

Lượng thủy ngân thâm nhập vào cơ thể người từ nguồn thức ăn trọng khoảng 2 — 20

mg/ngày, tùy theo các vùng khác nhau Độc tính của thủy ngân phụ thuộc vào dạng hợp

25

Thuvientailieu.net.vn owe Ld wos

%

Thủy ngân methyl là hợp chất rất độc do khả năng hòa tan tốt trong mỡ, thể hiện ở sự

co lại của vùng mặt, thính giác kém, mất trí nhớ Nồng độ quy định trong nước uống theo WHO và phần lớn các quốc gia là 1ug/1

Liéu gây chết 50% (LCs) đối với cá thí nghiệm nuôi trong 96 giờ của thủy ngân là 33

— 400 pg/l Néng dd cho phép cia WHO d6i với thủy ngân trong nước tống là Í ng/1, nước nuôi cá tối đa là 5 uug/1 Tiêu chuẩn Việt nam (TCVN 1995) 1a 0,001 mg/l d6i với nước ngầm và nước mặt

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

— Asen (As) Asen là chất cực độc, có khả năng tích lũy và có thể gây ung thư

Nước tự nhiên có vết As vào khoảng dưới 10 ng/1 WHƠ quy định: nước uống có nông

độ Asen < 50 pg/l FAO quy định cho nước nuôi cá < 25 ug/1

Ásen là nguyên tố bán dẫn, tồn tại ở nhiều dạng thù hình khác nhau Asen dạng kim loại có màu xám và là đạng bền nhất, các đạng khác là loại á kim có độ bền không cao Trong tự nhiên chúng tồn tại ở dạng hợp chất với lưu huỳnh: realgar (As4Š4), auripigment

(AszSz), asenkies (FeAsS), cobaltit (Co, Fe) AsS hoặc hợp kim với đồng và antimon Trong

đất đá, phụ thuộc vào điểu kiện địa chất, hàm lượng Asen vào khoáng 5 — 10 mg/kg mẫu khô Asen thâm nhập vào nước do quá trình hòa tan, phong hóa từ đất đá, từ các nguồn thải công nghiệp hoặc lắng đọng từ khí quyển Một số nguồn nước ngầm có hàm lượng cao là do

hòa 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 không khí không đáng kể Một số sản phẩm có chứa thành phần Asen : hợp kim đồng+thiếc (đồng đỏ), một số chất trừ sâu và bảo quản gô Trong nước chứa nhiều oxi, Asen tồn tại ở ‘dang hóa trị 5, rất hiếm ở đạng asenat (TH)

“Trong nước chứa ít oxi (giếng ngầm, sâu) Ásen tồn tại ở dang asenat (III) va Asen kim loại Một vài dạng hợp chất hữu cơ của Asen cũng tồn tái trong nước

Với nông độ lớn hơn 0,76 mg/I, Asen có 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 Loài nhuyễn thể thân mềm, vố: cứng (trai, hến, sò, ốc), cá và thủy thực vật có khả năng tích tụ Asen trong cơ thể, riêng loài thực vật có thể tiếp tục chuyển hóa Asen thành dạng hợp chất Asen khác Nhìn chung Asen hóa trị 3 có độc

tính cao hơn loại hóa trị 5; tuy nhiên, trong cơ thể nó có thể bị khử về hóa trị 3 Các hợp

chất Asen với lưu huỳnh ít độc hơn do độ tan thấp và dễ bị hấp phụ trở lại trong đất Asen

26

Thuvientailieu.net.vn owe Ld wos

tuổi tác trong cộng đồng sử dụng nước có hàm lượng Ásen cao

Nồng độ tối đa cho phép trong sử dụng nước sinh hoạt của WHO và các quốc gia khác đối với Asen là 0,01 mg/1 (10wg/1) TCVN ~ 95 cho phép nồng độ tối đa của Asen là 0,05 mgii cho nước sinh hoạt và nước ngầm, nước biển ở bãi tắm là 0,05 mg/l

Asen được xác định bằng quang phổ hấp phụ nguyên tử

— Crom (Cr) Crom có tính độc cao đối với người và động vật

Crom VI (hóa trị 6) độc hơn Cr TỊI (hóa trị 3)

Nồng độ cho phép của WHO đối với Cr là 0,05 mg/l trong nước uống TCVN quy định

Cr VỊ trong nước sinh hoạt là 0,05 mg/1

Crom được xác định bằng phương pháp quang phổ phát xạ nguyên tử, phương pháp kích hoạt nơtron hoặc khối phổ

— Cadimi (Cd) Cađimi được sử dụng trong công nghiệp mạ, sơn và làm chất ổn định trong công nghiệp chất dẻo Do vậy, nó có thể có trong các loại nước thải và đặc biệt cao ở nước thải công nghiệp ở các xí nghiệp loại này

Cá và các loại thủy sinh rất nhạy cảm với Cađimi Cađimi xâm nhập vào cơ thể qua đường ăn uống, qua hô hấp từ không khí, đặc biệt là qua khói thuốc lá Cađimi tích lũy ở thận và xương Ngưỡng gây tác hại của Cađimi là 200 ug/1 :

Cađimi là chất gây độc với người WHO quy định Cd trong nước uống tối đa là 0,005 mg/l TCVN cho phép Cd c6 0,01 mg/l Cd c6 trong nước sinh hoạt và nước ngầm

Cadimi được phân tích bằng phương pháp hấp phụ nguyên tử

1.3.2.4 Một số chất vô cơ khác cần quan tâm ở trong nước

— Jon sulphat ( so7” ) Các nguồn nước tự nhiên, đặc biệt là nước biển và nước phèn có nồng độ sulphat cao Nước ở vùng có mỏ thạch cao, quặng chứa lưu huỳnh, nước mưa axit

và nước thải công nghiệp có nhiều sulphat

lon sulphat là hợp chất ít độc hại nhất ở trong nước Tuy vậy, khi nước có nồng độ ion sulphat cao có thể gây ra bệnh đi tháo, mất nước, gây ra vị khó chịu cho đồ ăn thức uống Nước có nồng độ sulphat cao gây sét gi đường ống và công trình bê tông, nếu dùng tưới tiêu

sẽ gây tác hại cho cây trồng đặc biệt là sẽ ảnh hưởng tới việc hìnhthành HS tròng nước, gây mùi khó chịu, nhiễm độc đối với cá, gây hiện tượng đóng cặn cứng trong nồi đun

S072 + hợp chất hữu cơ Rs? + HO + CO,

S24 247+ —¥i khuẩn kị khí _, HạS

27

Thuvientailieu.net.vn owe Ld wos

Người ta cũng quy định cho nước thủy lợi có hàm lượng sulphat tối đa là 1000 mgñ (& Mi) :

+ Clorua (Ci ) Vi man trong nuéc do ion Cl" tao ra Nude c6 ham lugng NaCl khoang

250 mg/1 gây cảm giác mặn Nếu là muối của Ca** va Mg`` thì nồng độ cao đến 1000 mg/

cũng không có vị mặn Nước có hàm lượng cao cdc ion Cl , Na” va Bo*? cé tac hại đối với

cây trồng FAO quy định: nếu nồng độ Cl duéi 142 mg/l thi cây trồng không bị ảnh hưởng

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

~ Xianua (CN) Gốc xianua (CN ) tồn tại ở dạng muối của axit xianic (HCN), muối có độ bền rất kém, yếu hơn cả muối của axit cacbonic Khí HCN có vị đắng Với một số cation của Fe, Cu, Zn, -

Ag, Au nó tạo thành những phức chất có độ bên cao, điển hình là các hợp chất

[Fe(CN)gl ” và [Fe(CN)g]” Xianua kết hợp với đường trong hoa quả, củ gây ra vị đắng

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

KCN, NaCN được sử dụng rộng rãi trong công nghệ mạ, thủy luyện (chiết) vàng, bạc từ quặng và có mặt trong nước thải của quá trình luyện cốc, luyện kim Tùy thuộc vào dạng

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

Trừ Zn(CN); và AgCN có độ tan thấp, các hợp chất khác của nó có độ tan rất tốt, ví dụ

độ tan của NaCN là 367 g/l, KCN là 400 g/1 tại 20C

Xianua tổn tại trong nước ở đạng anion CN’, HCN hay dang hop chat với kim loại, thường với téng néng d6 nhd hon 10p¢/1 Xianua ty do có tính độc cao hơn so với dang hop

chất Tính độc cao của xianua trước hết là do khả năng tạo phức bền với các loại enzyrn có

chứa sắt Nó cũng có thể tấn công vào liên kết disu]fid trong mạch của phân tử protein Do

sự phong tỏa enzym chứa sắt cytochrom — oxidaza dẫn đến quá trình ngừng hô hấp

Nồng độ cho phép đối với xianua trong nước uống được WHO quy định là 7Oug/1; các nước EU là 50 Hgíl

— Hidrosunfua (HS)

Hidrosunfua (HS) dưới điều kiện thông thường ở trạng thái khí không mầu và rất độc,

có mùi trứng thối ở nồng độ thấp Độ hòa tan của nó ở trong nước rất thấp và có tính chất

của một axit yếu Trong môi trường axit và trung tính chúng tổn tại ở dạng H;Š va HS,

trong vùng pH cao chủ yếu tồn tại ở dạng SẼ” Muối sunfua kiểm (Na, K) dễ tan, muối

sunfua của kim loại nặng khó tan (phụ thuộc vào pH) Muối sunfua kiểm không có màu, các

muối khác có màu: màu đen (chì, đồng, sắt), vàng (cađimi, asen), hồng nhạt (mangan), đỏ

(thủy ngân) Trong nước, nồng độ của H¿S thấp, hình thành do quá trình khử của muối

sunfat (quá trình vi sinh yếm khí), phân hủy axit amin có chứa lưu huỳnh (nước thải bể

phốt, bể lắng, nguồn nước lặng) Hợp chất sunfua kim loại là nguồn nguyên liệu chính của quá trình luyện kim: sắt, đồng, mangan Chất thải của quá trình chế biến quặng vàng, bạc

chứa hàm lượng rất lớn sunfua asen, sắt Hàm lượng hợp chất sunfua của các kim loại trên

có thể chiếm tới trên 90% của tinh quặng ˆ

28

Thuvientailieu.net.vn owe Ld wos

HS được hình thành chủ yếu trong môi trường nước yếm khí Trong dòng chảy cũng có

thể phát hiện được H;S nhưng chỉ ở vùng tiếp giáp với môi trường yếm khí Trong nước

giàu oxi và thoáng, HạS hầu như không tồn tại vì nó chuyển hóa thành lưu huỳnh (5), sunfat

do phan ứng với oxi và một phần được giải hấp thụ vào không khí Môi trường nước có pH

thấp thuận lợi cho quá trình này

Không có số liệu về độc tính của HạS trong môi trường nước đối với sức khỏe con

người và vì vậy không có chỉ tiêu về hàm lượng cho phép Giới hạn phát hiện về mùi và vị

của HS trong nước là 0,05 — 0,l mg/1 và tiêu chuẩn chung cho nước sinh hoạt là dưới

ngưỡng nồng độ cảm nhận về mùi và vị

— §ất (Fe)

Sắt là nguyên tố phân bố rộng trong đất, đá thường ở trạng thái có độ tan thấp Do các

phản ứng hóa học, các quá trình sinh học, chúng chuyển hóa thành đạng tan, chử yếu là loại

Fe (II) thấm vào nước ngầm Hàm lượng sắt trong nước ngầm rất khác nhau tùy thco từng

vùng, thường trong khoảng 0,5 — 50 mg/L Trong nước sinh hoạt, sắt còn có nguồn gốc từ

chất keo tụ sắt, ăn mòn thép và ống gang dẫn nước Sắt là một nguyên tố trong thành phần

đình dưỡng của cơ thể Lượng sắt cần thiết cho cơ thể phụ thuộc vào tuổi tác, giới tính,

trung bình khoảng 10 ~ 50 mg/ngày Dé 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 đóng góp khoảng

10%, tức là khoảng 2mg/1 sẽ không gây ảnh hưởng độc hại đến sức khỏe Nước ngầm thiếu

oxi có thể chứa tới 5 — 7 mgEe??/I vẫn trong và không có màu Khi tiếp xúc với oxi (không

khí), sắt (H) lập tức bị oxi hóa tạo ra Fe(OH)x, chất khó tan có màu vàng nhạt Sự tồn tại

của sắt trong nước thúc đẩy sự phát triển của loài “vi khuẩn sắt”, chúng sử dụng năng lượng

oxi hóa sắt (II) thành sắt (HI), xác của chúng tạo thành các lớp màng mỏng phủ lên bề mat

ống dẫn nước Sắt (IH) trong vùng nước chua phèn khó tạo thành hidroxit sắt mà chúng tôn

tại ở dạng phức chất với các chất hữu cơ tan, nhất là với axit humic, fulvic ngay cả khi tiếp

túc với không khí Những hợp chất này có độ bền cao và có thể bị quang phân tạo thành sắt

tan dang Fe(IE)

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

nồng độ lớn hơn 0,3 mg/1 Mùi và vị của sắt hầu như không cảm nhận được ở mức 0,3 mại

Nồng độ 1 ~ 3mg/1 trong nước giếng yếm khí có thể chấp nhận cho mục dích sinh hoạt về

phương diện tính độc hại Tuy vậy, về mặt cảm quan thì yêu cầu nồng độ thấp hơn, 06

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

gây mùi tanh khó 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/1, của WHO là 0,3 mg/l

~ Mangan (Mn)

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

đất đá chúng thường & dang ít tan, được chuyển hóa thành dang tan do phan ứng khử và vi

sinh vật thâm nhập vào nước ngầm Về tính chất hóa học, chúng có nhiều điểm tương đồng

29

Thuvientailieu.net.vn owe Ld wos

với sắt: oxi hóa với oxi, tạo kết tủa, làm ố bẩn quần áo, dụng cu sinh hoạt Tuy vay, oxi hóa

mangan (Ip với oxi cần điều kiện khắc nghiệt hơn, ví dụ ở pH > 9 và có vị khó chịu hơn

Nông độ mangan tan trong nước ngầm và nước mặt không thoáng khí có thể đạt tới hằm

lugng vai mg/l Mangan là nguyên tố ví lượng của cơ thể động vật và cây trồng (chè, đỗ

tương) Lượng cần thiết cho cơ thể là 30 - 50 pg/kg thể trọng và phụ thuộc nhiều vào các

yếu tố: đạng tồn tại, sự có mặt đồng thời của các kim loại khác như sắt và đồng Trẻ em và động vật non có tốc độ hấp thụ mangan lớn Người ta quan sát được tính độc của mangan đối với bệ thần kinh của công nhân mỏ tiếp xúc thời gian dài với bụi chứa mangan, tuy vay- chưa có đủ bằng chứng tin cậy về tính độc của nó đối với con người do sử dụng nước sinh hoạt chứa mangan.`Liểu lượng mangan vào cơ thể tới 20mg/ngày cũng không thấy gây ra những tác hại đáng kể nào Cho rằng một người lớn đưa vào cơ thể là 12mg/ngày và người

đó nặng 60 kg thì mỗi đơn vị khối lượng của người đó chịu một liéu 0,2 mg/kg thé trong Cho rằng lượng nước sử dụng hàng ngày đóng góp 20% của tổng số mangan và với hệ số an toàn là 3 lần thì hàm lượng mangan trong nước cho phép là 0,4 mg/I Những kết quả nghiên cứu trong phòng thí nghiệm về độc tính của mangan trên động Vật chỉ ra rằng với giới hạn

nông độ nhỏ hơn 0,5mg/ sẽ không gây ra tác hại về thân kinh hay độc tính nào khác

Tuy vậy, sự có mặt của mangan trong nước có hàm lượng kể trên gây ra mầu và mùi khó chịu như đối với sắt ở mức tệ hại hơn, có thể cảm nhận được ở mức nồng độ 0,I mg/l

Để an toàn về mặt màu, mùi, vị giá trị nồng độ được coi là an toàn khi nhỏ hơn 0,05 mg/l, nồng độ tiêu chuẩn của các nước EU là 0,03 mg/1, của Mi là 0,04 mg/l Ộ

— Nhôm (AI) Nhôm là nguyên tố dễ gặp và phân bố rộng, chiếm 8% của vỏ Trái Đất, là thành phần hóa học thông dụng trong đất, cây cối, tế bào động vật Nhôm được sử dụng làm chất keo tụ cho quá trình xử lí nước, đặc biệt là nước mặt (khoảng 70% lượng nước sinh hoạt ở Việt Nam) Nhôm thâm nhập vào cơ thể người qua con đường thức ăn và nước uống, khoảng 5%

có nguồn gốc từ nước uống

Nước được lắng trong bằng keo tụ nhôm chứa một lượng nhôm tồn dư nhất định Phụ thuộc vào pH của nước, lượng tồn dư này lớn ở vùng pH thấp do ion nhôm không thủy phân được nằm ở dạng AI?” và ở vùng pH cao do tao thanh hop chat aluminat Al(OH) 4 dé tan Trong vùng pH = 5,34 + 6,96 lượng tồn dư (độ tan) của nhôm là thấp nhất do nhôm hidroxit tồn tại là chủ yếu Độ tan của nhôm tăng vọt khi pH nhỏ hơn 5,2 và lớn hơn 7,5 Nếu keo tụ

ở vùng đó thì nước sẽ chứa nhiều nhôm hơn lượng cho phép theo quy định của EU Nếu quá trình Kĩ thuật xử lí nước không được khống chế chặt chế sẽ dẫn tới sự dư thừa nhôm trong đó

Nhôm tổn tại trong nước do quá trình chiết từ đất và đá, đặc biệt là các vùng mà nước

có dung lượng đệm thấp và nhiều mưa Nước mưa có chứa một phần axit là dung môi chiết rất tốt và kết quả là nước bẻ mặt của vùng đó chứa nhiều nhôm Những vùng đất chua vì vậy thường chứa nhiều ion nhôm và ion sắt, có thể lên tới nồng độ 0,6 mg/1, đặc biệt ở các vùng

có trồng rừng Những vùng có nguy cơ cao nhất là ở vùng ven biển, lưu vực sông phải hứng

chịu nhiễu gió và tiếp nhận thành phân sa lắng mang theo nhiều loại muối, chúng làm tăng

độ axit và thúc đẩy quá trình hòa tan nhôm từ đất đá

30

Thuvientailieu.net.vn owe Ld wos

ăn, đồ uống

Theo tổ chức sức khỏe thế giới (WHO) thì nhôm: 'có 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 nhôm trong cơ thể người chưa được nghiên cứu kĩ Trong những năm gần đây, kết quả nghiên cứu cho thấy nhiêu thông tin về tính độc của nhôm cần quan tâm có liên quan đến một số bệnh: đãng trí, phát âm không theo ý muốn, co giật và rối loạn cơ bắp (Parkinson) Những bệnh này được phát hiện nhiều ở vùng đất và nước chứa nhiều nhôm, sắt, silic, ít canxi, magiê

Bệnh đãng trí Alzheimer ở người chưa già (45 ~ 50 tuổi) là bệnh có liên quan với nồng

độ nhôm cao trong nước uống Bệnh tiến triển chậm Biểu hiện của bệnh ở việc chậm nhận thức, khó ghi nhớ trong việc tính toán và ngôn ngữ Giai đoạn cuối thể hiện ở việc không tự

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

cơ bấp một cách hữu hiệu Thời gian ù bệnh kéo dài từ 18 tháng 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 triện

Với thời gian và tuổi tác số người mắc hội chứng trên có thể tới 20%

Người ta cũng cho rằng hợp chất nhôm vô cơ ít được cơ thể hấp thụ và nhanh chóng thải .qua đường nước tiểu Hàm lượng nhôm quy định của nhiều quốc gia và WHO là 0,2 mg/

—EFlo(F)

Flo là nguyên tố có hàm lượng không nhỏ ở vỏ Trái Đất (0,3 g/kg) Hợp chất flo vô cơ

được.sử dụng trong quá trình chế tạo nhôm 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 món cá, uống nhiều chè thì nồng độ của flo trong cơ thể cao Trong

một vùng, ngoài thức ăn, không khí trong vùng cũng chứa hàm lượng đáng kể flo Flo cũng

là một thành phần trong thuốc đánh rang Nude tu nhiên cũng chứa một hàm lượng flo nhất định thường là nhỏ hơn 1,5 mg/l Một số nguồn nước ngầm có thé chia t6i 10 mg/l, ở những vùng chứa nhiều khoáng chất flo Nước ngầm ở miễn Trung Việt Nam so với các khu vực khác cũng hay nhiễm flo với nồng độ có thể tới 7 — 8 mg/l Flo là thành phần hóa học được một số quốc gia bổ sung vào nước sinh hoạt nhằm chống sâu răng

Vào thập niên 40, nhiều khảo sát, điều tra ở Mĩ cho thấy nước có chứa flo có tác dụng

ngăn ngừa bệnh sâu răng Kết quả của khảo sát cho thấy nếu hàm lượng flo trong nước vượt qua 1,5 mg/l sé dẫn tới bệnh đốm va gidn rang (dental fluorosis), voi ndng do 1,0 mg/l tác dụng chống sâu răng là tốt nhất,'dưới mức đó tác dụng sẽ hạn chế Nồng 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 hơn 0,6 mg/1 sẽ hạn chế bệnh răng ở trẻ em đang lớn và khoảng tối ưu là 1,0 mg/1 Một số nghiên cứu khác cho thấy, flo làm giảm quá trình xơ cứng động mạch ở người già, thúc đẩy quá trình phát triển xương

31

Thuvientailieu.net.vn owe Ld wos

Vì lý do đó nên biện nay có trên 250 triệu người sử dụng nước sinh hoạt có được bổ

sung thém flo Ở Mi trên một nửa số nguồn cấp nước tập trung được bổ sung Một số quốc

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

(cũ) và Brazil thì cấm Trong khi ở Ireland và Hy Lạp tất cả các nguồn nước cấp đều bổ

sung flo do nước tự nhiên chứa ít hơn 0,9 mø/1 thì ở các nước Tây Âu khác đã dừng hoặc

chưa bao giờ bổ sung flo vào nước, các nguôn nước được bổ sung ở đây nhỏ hơn L5, quyết

định đó có liên quan đến vấn để sức khỏe vì có mối tương quan giữa hàm lượng flo cao

trong nước với bệnh giòn xương |

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

định chặt chẽ hơn: 1,5 mg/I tại nhiệt độ 8 — 12C, trong khoảng 25 — 30°C thi néng độ cho

phép là 0,7 mg/1, do sự tác động của flo phụ thuộc vào nhiệt độ

— Đồng (Cu)

Đồng có hàm lượng khoảng 0,007% của vỏ Trái Đất Trong tự nhiên nó tổn tại dưới

dạng khoáng vật sunfua hay dạng oxi hóa (oxit, cacbonat), đôi khi ở dang kim loại Trong

đất, hàm lượng đồng có giá trị 2 - 100 mg/kg Tại một số vùng đất trồng nho, cà chua do sử

dụng chất bảo vệ thực vật, hàm lượng của đồng trong đất có thể đạt tới 600 mg/kg

Khoảng 50% lượng đồng dùng trong công nghiệp điện; điện tử, và 40% dùng để chế tạo

hợp kim Một số hợp chất của đồng được sử dụng làm chất màu trang trí, chất liệu trừ nấm,

mốc Trong nước sinh hoạt, đồng có nguồn gốc từ đường ống dẫn và thiết bị nội thất, nồng

độ của nó có thể đạt tới vài mg/1 nếu nước tiếp xúc lâu với các thiết bị đồng

Trong nước tự nhiên, đồng tồn tại ở hai trạng thái hóa trị+l và +Z thường với nồng độ

vài ug/1, trong nước biển 1 — 5 pig/l Déng tích tụ trong các hạt sa lắng và phân bố lại vào

môi trường nước ở đạng phức chất với các hợp chất hữu cơ tự nhiên tồn tại trong nước

Đồng rất độc đối với cá, đặc biệt là khi có thêm các kim loại khác như kẽm, cađimi và thủy

ngân

Đối với cơ thể người, đồng là một nguyên tố vi lượng cần thiết, tham gia vào quá trình

tạo hồng cẩu, bạch cầu và là thành phần của nhiều enzym trong cơ thể Cơ 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 có thì ở vùng nước có nồng độ đồng trên 3mg/1

Nông độ cho phép của đồng trong nước uống theo WHO là 2mg/l

— Niken (Ni)

Ham lượng niken trong vỏ Trái Đất chiếm khoảng 0,015% Trong hợp chất nó tồn tại ở

trạng thái hóa trị 2 trọng hợp chất với lưu huỳnh và hỗn hợp với oxit silic (SiD¿), asen và

antimon Khoáng vật quan trọng của niken là garnierit và pendlanit Trong than đá và một

số trầm tích cũng có chứa một hàm lượng nhỏ niken Khoảng 60 — 70% lượng niken được

dùng để phủ bề mặt kim loại khác hay chế tạo hợp kim Niken kim loại được sử dụng làm

chất xúc tác cho các phản ứng hóa học, hợp chất niken được sử dụng trong công nghệ mạ

Trong đất, hàm lượng niken có thể đạt 5 - 50 mg/kg Trong nước tự nhiên, hàm lượng niken

thường nhỏ hơn 0,02 mg/l; trong nước sinh hoạt (nước máy) do quá trình hòa tan từ các

thiết bị hàm lượng có thể đạt 1 mg/l Thức ăn hàng ngầy cũng có chứa niken, lượng xâm

nhập vào cơ thể từ 0,1 — 0,3 mg/ngày Nước thải của các quá trình công nghiệp chứa hầu hết

32

Thuvientailieu.net.vn owe Ld wos

lượng thải niken Khí thải của các cơ Sở sử dụng nhiên liệu than đá chứa niken và nó lắng đọng xuống đất và nước mặt Độ hòa tan của muối niken nhìn chung khá cao, khả năng thủy phân thấp, độ hòa tan tối thiểu nằm trong vùng pH z 9 Niken là kim loại có tính linh động cao trong môi trường nước, có khả năng tạo phức chất khá bên với các chất hữu cơ tự nhiên

và tổng hợp Nó được tích tụ trong các chất sa lắng, trong cơ thể thực vật bậc cao và một số

loại thủy sinh Niken có tính độc cao đối với cá, phụ thuộc vào chất lượng nước ở đó Nồng

độ trên 30 Hg/I gây tác hại cho các cơ thể sống bậc thấp trong nước

Đối với một số gia súc, thực vật, vỉ sinh vật, niken được xem là nguyên tố vi lượng, còn đối với cơ thể người điều đó chưa rõ ràng Nó có tác dụng hoạt hóa một số cenzym 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 có thể xuất hiện dị ứng ở một số người Ngộ độc niken qua đường hê hấp gây khó chịu, buồn nôn, đau đầu nếu kéo dài sẽ ảnh hưởng đến phổi, hệ thần kinh trung ương, gan và thận Kim loai va dang vô cơ của niken xâm nhập qua đường hô hấp có thể gây bệnh kinh niên Chất hữu cơ niken carbony]

có độc tính cao và gây ung thư (trong thí nghiệm với súc vật) Có một số kết quả cho thấy

niken gây ung thư phổi

Nồng độ cho phép trong nước uống được WHO quy định là 20ug/†; một số nước khác chỉ số này thấp hơn, ví dụ ở Đức là ¡ ng/1

Kẽm được sản xuất chủ yếu để làm lớp phủ bảo vệ sắt, thép và chế tạo hợp kim Nó cũng được làm nguyên liệu sản xuất pin, tấm in, chất ăn mòn trong ¡n vải, chất khử trong tinh chế vàng, bạc Một số hợp chất bữu cơ của kẽm sử dụng làm chất bảo vệ thực vật Kẽm

từ nước thải của quá trình sản xuất thâm nhập vào nguồn nước mặt Nước thải sinh hoạt chứa 0,1 - I mg kẽm/I Kẽm oxit, kẽm carbonat hầu nhưng không tan trong nước, trong khi kẽm clorua rất dễ tan (3,67 g/1 tại 20°C)

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

Kém là nguyên tố vi lượng và là thành phần của trên 7Ũ cnzym có trong cơ thể người

Nó có vai trò 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 có tác dụng 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 có quan sát thấy (ví dụ hàn hay nấu kẽm) Liều lượng kẽm lớn qua đường miệng gây hại dạ dày

Liêu lượng tối đa cho phép đối với người là lmg/1 kg thể trọng Mức độ cho phép trong nước uống, theo WHO là 3mg/I; EU từ 0,1 — 5 mg/l; Mĩ 5mgil

33

Thuvientailieu.net.vn owe Ld wos

— Bari (Ba)

Bari tồn tại trong nhiều hợp chất của lớp vỏ Trái Đất: bari sunfat, bari carbonat và là

một thành phần được ứng đụng trong công nghiệp (ví dụ dung dịch khoan dầu), trong đời

sống (y học) Bari có trong nước chủ yếu từ các nguồn tự nhiên và nguồn thâm nhập vào cơ

thể chủ yếu từ thức ăn, từ không khí rất nhỏ

Một số nghiên cứu về bệnh địch có chỉ ra mối tương quan giữa bệnh co thắt cơ tim và

hàm lượng bari trong nước uống, nhưng các nghiên cứu phân tích trên cộng đồng tại các địa

điểm không xác nhận kết quả trên Các nghiên cứu ngắn hạn trên số người tình nguyện cho

thấy, với nồng độ tới 10mg/1 nước, không gây ra bệnh co thắt cơ tìm nhưng làm tăng áp suất

máu trong tìm, ngay cả ở nồng độ bari thấp trong nước

WHO quy định nồng độ bari trong nước uống là 0,7 mg

— Bo (B)

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 rửa và công nghiệp Hợp chất của bo thâm nhập vào nước từ nguồn

nước thải công nghiệp và sinh hoạt Trong nước sinh hoạt hàm lượng của nó thường dưới

1mg/1, một số nguồn có nồng độ cao hơn là do nguồn gốc tự nhiên Lượng bo thâm nhập

vào cơ thể người được đánh giá từ 1 - 5 mg/ngay ©

Ruột hấp thụ nhanh và hầu hết axit boric, muối borat được thải ra qua thận Tiếp xúc

lâu dài với bo ở hàm lượng cao dễ gây viêm ruột nhẹ Quy định về hàm lượng bo trong nước

uống của WHO [a 0,3 mg/l

— Molipden (Mo)} :

Nông độ molipden trong nước thường nhỏ hơn 10 g/l, tuy nhiên trong vùng khai thác

quặng có thể lên tới 200 ug/1 Hàm lượng molipden trong thức ăn hàng ngày của một người

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

300 ng đối với người lớn Molipden không được xếp vào chất gây ung thư qua đường miệng

- Với nồng độ 200 ug/1 trong nước uống không quan sát thấy hiệu ứng gây bệnh trong thời

gian đánh giá là hai năm Nông độ giới hạn của molipden trong nước uống theo WHO là

70ugi1

— Antimon (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 Nồng độ trong nước sinh hoạt thường nhỏ hơn 4hg/I Còn

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

chức nghiên cứu bệnh ung thư quốc tế IARC (International Agency for Research on

Cancer), antimon trioxit duge xép vao danh muc chất có kbả nang gây ung thu cho người,

Dựa trên cơ sở tính toán sức chịu đựng của cơ thể và phần đóng góp của nước là 19%

thì nồng độ antimon cho phép trong nước uống là 0,003 mg/1, giá trị này dưới mức định

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

0,005 mgíl, ứng với khả năng phân tích định lượng ,

34

Thuvientailieu.net.vn owe Ld wos

1.4 NHỮNG THÔNG SỐ CƠ BẢN ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG NƯỚC

Đánh giá chất lượng cũng như mức độ ô nhiễm nước cần dựa vào một số thông số cơ bản so sánh với các chỉ tiêu cho phép về thành phần hóa học và sinh học đối với từng loại nước sử dụng cho các mục đích kbác nhau

Các thông số cơ bản để đánh giá chất, lượng nước là: độ pH, mầu sắc, độ đục, hàm lượng chất rắn, các chất lơ lửng (huyền phù), các kim loại nặng, oxi hòa tan v.v và đặc biệt

là hai chỉ số COD và BOD Ngoài các chỉ số hóa học trên, cần phải lưu ý đến các chỉ tiêu sinh học, đặc biệt là chỉ số E.coii

- 1⁄4.1 Độ pH là một trong những chỉ tiêu xác định đối với nước cấp và nước thải Chỉ số này cho thấy cản thiết phải trung hòa hay không và tính lượng hóa chất cần thiết trong quá trình xử lí đông keo tụ, khử khuẩn

Sự thay đổi trị số pH làm thay đổi tác quá trình hòa tan hoặc keo tụ, làm tăng, giầm vận tốc của các phản ứng hóa sinh xdy Ta trong nước

Chất rắn ở trong nước làm trở ngại cho việc sử dụng và lưu chuyển nước, làm giảm chất

lượng nước sinh boạt và sản xuất, gây trở ngại cho việc nuôi trồng thủy sản

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

~ Chat ran qua lọc có đường kính hạt nhỏ hơn lpm, trong đó có chất rắn dạng keo có kích thước từ 10 Š đến 10 ”m và chất rắn hòa tan các! ion và phân tử hòa tan)

- Chất rắn không qua lọc có đường kính trên 10 Sm (lum): Các hạt là xác rong tảo, vi

‘ sinh vật có kích thước 10” ~ 10 Ếm ở dạng lơ lửng; các sạn, cát nhỏ có kích thước trên

+ Tổng chất rắn (T5) được xác định bằng trọng lượng khô phần còn lại sau khi chọ bay hơi 1l mẫu nước trên bếp cách thủy rồi sấy khô ở 103 °C cho đến khi trọng lượng không đổi Don vi tính bằng mg (hoặc g/])

+ Chất rắn lơ ling ở dạng huyền pha (SS), Ham lượng các chất huyền phù (SS) là trọng lượng khô của chất rắn còn lại trên giấy lọc sợi thủy tỉnh, khi lọc 1! mẫu nước qua phễu lọc

Gooch rồi sấy khô ở 103 — 105°C tới khi trọng lượng không đổi Đơn vị tính là mg hoặc g/

+ Chất rắn hòa tan (DS) Hàm lượng chất.rắn hòa tan chính là hiệu số của tổng chất

rắn với huyền phù: DS = TS - SS

Don vi tinh bang g hoac mg/l

Thuvientailieu.net.vn owe Ld wos

-+ Chất rắn bay hơi (VS) Hàm lượng chất rắn bay hơi là trọng lượng mất đi khi nang

lượng chất rắn huyển phù 5S ở 550°C trong khoảng thời gian xác định Thời gian này phụ

-thuộc vào loại mẫu nước (nước cống, nước thải hoặc bùn) ,

Don vị tính là mg/1 hoặc phần trăm (%) của SS hay TS

Hàm lượng chất rắn bay hơi trong nước thường biểu thị cho chất hữu cơ có trong nước

+ Chất rắn có thể lắng Chất rắn có thể lắng là số mi phần chất rấn của 1 lít mẫu nước

đã lắng xuống đáy phễu sau một khoảng thời gian (thường là 1 giờ)

Đơn vị tính là m1/1

1.4.3 Độ cứng Nước tự nhiên thường được phân thành nước cứng và nước mềm

Độ cứng của nước thường không được coi là 6 nhiễm vì không gây hại cho sức khỏe con

người Nhưng độ cứng lại gây nên ảnh hưởng lớn đến công nghệ, như cáu cặn lò hơi, các

Trong nước thải không cần quan tâm đến thông số này

1.4.4 Mâu Nước có thể có mầu, đặc biệt là nước thải thường có mâu nâu đen hoặc đỏ -

~.Các chất hữu cơ trong xác động, thực vật phân rã tạo thành

— Nước có sắt và mangan ở dạng keo hoặc hòa tan

_— Nước có chất thải công nghiệp (crom, tanin, lignin)

Mu của nước được phân thành hai dạng; mầu thực do các chất hòa tan hoặc dang hat

keo; màu biểu kiến là mẫu của các chất lo lửng trong nude tạo nên Trong thực tế người ta

xác định mầu thực của nước, nghĩa là sau khi lọc bỏ các chất không tan Có nhiều phương pháp xác định mầu của nước, nhưng thường dùng ở đây là phương pháp so mầu với các dung

1.4.5 Độ đục - ˆ

Độ đục của nước do các hạt lơ lửng, các chất hữu cơ phân hủy hoặc do giới thủy sinh gây ra Độ đục làm giảm khả năng truyền ánh sáng trong nước, ảnh hưởng khả năng quang

hợp của các sinh vật tự đưỡng trong nước, gây giảm thẩm mĩ và làm giảm chất lượng của

nước khi sử dụng Vi sinh vật có thể bị hấp phụ bởi các hạt rắn lơ lừng sẽ gây khó khăn khi

Đơn vị chuẩn của độ đục là sự cản quang do 1 mg SiOz hda tan trong 1 | nudc cat gây

ra Đơn vị đo độ đục: 1 đơn vị độ đục = 1mg SiO¿/lít nước

Độ đục càng cao nước nhiễm bẩn càng lớn

Độ dục cũng có thể đo bằng số đo trên máy so mầu quang điện với kính lọc mầu đỏ có bước sóng 580 + 620 nm Cách tiến hành như sau: lấy nước trong quay 1i tam 3000 Ÿ 'phút trong vòng 10 + 15 phút, lấy dịch trong của nước đưa lên máy so mẫu, chỉnh máy về số

không Sau đó lấy các mẫu thử cho vào Cuvét và đo trên rnáy so mầu Số đo được biểu thi

36

Thuvientailieu.net.vn owe Ld wos

độ dục của mẫu thử Lưu ý: số đo được trên máy so mâu với bước sóng 600 + 620 nm càng lớn thì độ đục càng lớn và độ trong thì tính ngược lại

1.4.6 Oxi hòa tan (DO ~ Dissolyed oxigen)

Oxi hòa tan trong nước rất cần cho sinh vật hiếu khí Bình thường oxi hòa tan trong nước khoảng 8 - 10 mg/1, chiếm 70 — 85% khi oxi bão hòa Mức oxi hòa tan trong nước tự nhiên và nước thải phụ thuộc vào mức độ ô nhiễm chất hữu cơ, vào hoạt động của thế giới thủy sinh, các hoạt động hóa sinh, hóa học và vật lý của nước Trong môi trường nước bị ô nhiễm nặng, oxi được đùng nhiều cho các quá trình hóa sinh và xuất hiện hiện tượng thiếu

Sau đây là phương pháp lod của Winkler hay còn gọi là phương pháp cải tiến azid

¬ Nguyên lí của phương pháp:

Trong môi trường kiểm, Mn?? bị oxi hda tan trong nước oxi hóa đến Mn** dưới dạng

MnOs:

Mn*2 +2OH_ +30, = MnO, L +H,0

— Cách tiến hành phan tích:

Lấy 300 mi mẫu nước cho vào chai phân tích BOD 300 ml

Thêm 2ml dung dịch MnSO¿ và 2 ml dung dich

Đậy nút và lộn ngược chai 15 tần để trộn đều: dịch và phản ứng xảy ra hoàn toàn

Thêm cần thận 2ml H;SOx đặc 36N, cho chảy theo thành chai, rồi lại đậy nút và lộn ngược vài lần

Lấy 204 ml 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 Na;S2Ox 0,025 N đến khi

dung dịch mất mâu xanh và trở nên trắng ngà

~ Tính kết quả:

Lượng oxi hòa tan trong nước tính bằng số ml Na;S;Oa, 1ml dung dịch NazS+Os 0,025 N

tương dương với 0,2 mg DO và có thể tính

lượng oxi hòa tan (mg/1) tính theo công thức:

DO < (lXN) của Na2SzO¿ x8x 1000

Vị V2

Vị ~ Dung tích chai chứa mẫu nước

-V¿ ~ Thể tich cha MnSO, (ml) va KI (ml)

37

Thuvientailieu.net.vn owe Ld wos

Trong trường hợp này chai phận tích có-dung tích là 100 ml và 300 mi Khi cho mẫu' day chai thêm 1ml MnSO¿a và 1 mi KI đối với chai 100ml, và 2ml mỗi loại dung dịch này

đối với chai 300 ml

Nếu dùng chai phân tích có dung tích 100 snl thi Vj = 100 va V2 = 2

Nếu đùng chai phân tích có dung tich 300ml thi V, = 300 va V2 = 4

' _ Cách pha các dung dich phân tích:

+ Dung địch MnSO¿: hòa tan 100g MnSO¿.4H2O trong 200 m] nước cất sôi để đuổi hết

+ Dung dich KI: hda tan 100g KOH va 50g KI trong 200 mi nude cat soi

+ Hồ tỉnh bột 1%: 1g tính bột hòa tan trong 100 mì nước nóng, thêm vài giọt formaldehyt

+ H,SO, đậm đặc 36N dé nguyén

+ Hồ tinh bột 1% được thêm vai giot formaldehyt 7

+ Dung địch Na,S,0 0,02N: Hòa tan 6;205g Nay$,03.5H,0 trong nude cat méi s6i rồi

.làm lạnh bằng nước cất bố sung tới Ilít Có thể them 0,4g NaOH/ để bảo quản Dung dịch

Na;S;O+x được giữ trong chai mầu nâu

1.4.7 Chỉ số BOD (Nhu câu oxi sinh hóa — Biochemical oxigen Demand) -

Như cầu oxi sinh hóa hay là nhu cầu oxi sinh học thường viết tát là BOD, là lượng oxi cân thiết để oxi hóa các chất hữu cơ có trong nước bằng vi sinh vật (chủ yếu là vi khuẩn)

hoại sinh, biếu khí Quá trình này được gọi là quá trình oxi hóa sinh học

Quá trình này được tóm tắt như sau:

Chất hữu cơ + OQ, —— CO; + HạO

vi sinh vat tế bào mới (tăng sinh khối)

Quá trình này đòi hỏi thời gian dài ngày, vì 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 có độc

tính ở trong nước Bình thường 70% nhu cầu oxi được sử dụng trong 5 ngày đầu, 20% trong

5 ngày tiếp theo và 99% ở ngày thứ 20 và 100% ở ngày thứ 21

Xác định BOD được dùng rộng rãi trong kĩ thuật môi trường dé:

+ Tính gần đúng lượng oxi cân thiết oxi hóa các chất hữu cơ dễ phân hủy có trong

nước thải

+ Làm cơ sở tính toán kích thước các công trình xử lí

+ Xác định hiệu suất xử lí của một số quá trình

+ Đánh giá chất lượng nước sau khi xử lí được phép thải vào các nguồn nước Trong

thực tế, người ta không thể xác định lượng oxi cần thiết dé phân hủy hòàn toàn chất hữu cơ

38

Thuvientailieu.net.vn owe Ld wos

bằng phương pháp.sinh học, mà chỉ xác định lượng oxi cần thiết trong 5 ngày đầu ở nhiệt độ 20°C trong bóng tối (để tránh hiện 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

Trong nước thải thường có hàm lượng chất hữu cơ khá lớn và lượng oxi hòa tan không

đủ đáp ứng cho 5 ngày ở 20°C Để xác định BOD¿, thường dùng phương pháp pha loãng mẫu nước bằng cách bổ sung vào nước một số chất khoáng và làm bão hòa oxi hòa tan ˆ Dịch pha loãng được chuẩn bị ở chai miệng to Bão hòa oxi bằng cách thổi khí vào lit nước cất và lắc nhiều lân đến khi bão hòa oxi hòa tan sau đó thêm các dung địch như sau: + 1ml dung dịch đệm phosphat pH = 7,2 (hòa tan §,5g KH;PO¿, 21,75g K;HPOu, 33,4g

NazHPO„.7H;O, 1,7 g NHạCI trong nước cất, định mức tới 1 lít)

+ Im] magie sulfat (hòa tan 2,25g MgSOx.7H¿O trong 100m] nước cất)

+ 1ml canxi clorua (hòa tan 2,75g CaCl› trong 100 ml nước cất)

+ Iml FeCls (hòa tan 0,25g FeCI;.6H¿O trong nước cất định mức tới 11)

Cách xác định BOĐ;: Mẫu nước chứa trong lọ đầy, nút kín Trước khi phân tích cần trụng hòa về pH = 7 bằng H;SO¿ hoặc bằng NaOH 1N Nếu cần sẽ tiến hành pha loãng dựa vào chi sé BOD:

Nếu BOD trong khoang 1-6 mg 02/1 khong cần phải pha loãng

12 mg ©;/I pha loãng theo tỉ lệ : 1:1 (1phần nước + 1 phân địch pha loãng) _

30 mg oO, nha loãng theo tỉ lệ : 1:4 (Iphần nước + 4 phần dịch pha loãng)

60 mg Oz/1 pha loãng theo tỉ lệ : 1;9 (Iphần nước + 9 phần dịch pha loãng)

300 mg O¿z/1 pha loãng theo tỉ lệ : 2phần nước + 98 phần dịch pha loãng

600 mg O;z/I pha loãng theo tỉ lệ : Iphần nước + 99 phần dịch pha loãng

1200 mg O+/1 pha loãng theo tỉ lệ : 0,5 phần nước + 999,5 phần dịch pha loãng

Khi pha loãng cần hết sức chú ý không để oxi bị cuốn theo Mẫu nước (sau khi pha

loãng) được cho vào 2 chai phân tích BOD có dung tích 300ml, cho đầy, đậy nút kín Một chai để ủ 5 ngày trong tối ở 20°C Một chai đem xác định DO ở thời điểm ban đầu Chai ủ sau 5 ngày đem phân tích

Kết quả sẽ được tính như sau:

Đị-D;

BODs, mgO, /1=

Dị lượng oxi hòa tan sau khi pha loãng ở thời điểm ban dau phan tich (mg/l)

D; lượng oxi hòa tan sau 5 ngày ủ ở 20°C (mg/])

39

Thuvientailieu.net.vn owe Ld wos

Thể ch mẫu nước đem phân tích P: Hệ số pha loãng P=

* S® pha coang Thể tích mẫn nước đem phân tích + thể tích dịch pha loãng

Trường hợp phải bổ sung nguồn vi sinh vật vào mẫu thử (có thể là nguồn nước cống) để đảm bảo quá trình phân hủy các chất hữu cơ BOD, sẽ tính theo công thức:

F là tỉ số giữa thể tích địch bổ sung vì sinh vật trong mẫu và trong đối chứng

%(hay ml) dịch bổ sung vi sinh vật trong Dị

%(hay mi) dich bé sung vi sinh vật trong Bị

BOD, rat thich hợp cho các nước ôn đới và bây 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

có khí hậu nhiệt đới dùng chỉ số BODa: mẫu nước được ủ ở 30C trong 3 ngày, phân tích

DO ở thời điểm ban đầu và cuối khi ủ rồi tính ra BODạ Cũng có khi ding chỉ số BOD¿g — ủ mẫu thử 20 ngày ở 20°C để tính ra nhu cầu oxi cho phân hủy 90 ~ 95% các hợp chất hữu cơ

dễ bị phân hủy có trong nước

Nghiên cứu động học của phản ứng BOD đã chứng minh được rằng, hầu hết chúng là các phản ứng bậc một Điều đó có nghĩa là tốc độ của phản ứng tỉ lệ với lượng chất hữu cơ trong nước Nếu giả thiết L, là hàm lượng BOD ứng thời gian t và k là hằng số tốc độ phản ứng, khi đó có thể viết:

Tích phán được:

*~

at = ek = 19 Kt

trong dé: L, 1a ham lượng BOD ing véi thoi 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: