2.1 CÁC CHỈ TIÊU ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG NƯỚC 2.1.1 các thông số đánh giá chất lượng nước Để đánh giá chất lượng nước, người ta đưa ra các chỉ tiêu về chất lượng nước như sau: a. Các chỉ tiêu vật lý cơ bản như: độ đục, độ màu, độ pH, độ nhớt, tính phóng xạ, nhiệt độ,... b. Các chỉ tiêu hóa học của nước như: chỉ tiêu về nhu cầu oxy hóa học COD, lượng oxy hòa tan DO, hàm lượng Cl, SO42, PO43, F, Fe2+, Mn2+, các hợp chất nito,... c. Các chỉ tiêu vi sinh: số vi trùng gây bệnh E.coli, các loại rong tảo, virut...
Trang 12.1 CÁC CHỈ TIÊU ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG NƯỚC
2.1.1 các thông số đánh giá chất lượng nước
Để đánh giá chất lượng nước, người ta đưa ra các chỉ tiêu về chất lượng nước như sau:
a Các chỉ tiêu vật lý cơ bản như: độ đục, độ màu, độ pH, độ nhớt, tính phóng xạ, nhiệt độ,
b Các chỉ tiêu hóa học của nước như: chỉ tiêu về nhu cầu oxy hóa học COD, lượng oxy hòa tan DO, hàm lượng Cl-, SO42-, PO43-, F-, Fe2+, Mn2+, các hợp chất nito,
c Các chỉ tiêu vi sinh: số vi trùng gây bệnh E.coli, các loại rong tảo,
virut
2.1.1 Các chỉ tiêu hóa lý
1.2.1.1 Giá trị pH
Giá trị pH là một trong những yếu tố quan trọng nhất để xác định nước về mặt hóa học pH là chỉ tiêu quan trọng đối với mỗi giai đoạn trong môi trường môi trường, là một chỉ tiêu cần phải kiểm tra đối với chất lượng nước pH là yếu
tố môi trường ảnh hưởng tới tốc độ phát triển và giới hạn sự sinh trưởng của sinh vật trong môi trường nước,sự thay đổi giá trị pH có thể dẫn tới sự thay đổi
về thành phần các chất trong nước do quá trình hòa tan hoặc kết tủa, thúc đẩy hay ngăn chặn phản ứng hóa học, sinh học xảy ra trong nước Và được định nghĩa bằng biểu thức:
pH = -lg [H+]
Khi pH =7 nước có tính trung tính
Trang 2 Khi pH <7 nước có tính axit
Khi pH >7 nước có tính kiềm
2.1.1.2 Chất rắn hòa tan
Trong những sự thay đổi về mặt môi trường, cơ thể con người có thể thích nghi ở một giới hạn Với nhiều người khi phải thay đổi chỗ ở, hoặc đi đây
đó khi sử dụng nước có hàm lượng chất rắn hòa tan cao thường bị chứng nhuận tràn cấp tính hoặc ngược lại tùy theo thể trạng mỗi người Tuy nhiên đối với dân địa phương, sự kiện trên không gây một phản ứng nào trên cơ thể Trong ngành cấp nước, hàm lượng chất rắn hòa tan được khuyến cáo nên giữ thấp hơn 500mg/l và giới hạn tối đa chấp nhận cũng chỉ đến 1000mg/l
2.1.1.3 Nhu cầu oxy hóa học(COD)
Nhu cầu oxy hóa học (COD) là lượng oxy tương đương của các cấu trúc hữu cơ trong mẫu nước bị oxy hóa bởi tác nhân hóa học có tính oxy hóa mạnh Đây là một phương pháp xác định vừa nhanh chóng vừa quan trọng để khảo sát các thông số của dòng nước và nước thải công nghiệp, đặc biệt trong các công trình xử lý nước thải Phương pháp này không cần chất xúc tác nhưng nhược điểm là không có tính bao quát đối với các hợp chất hữu cơ (thí dụ axit axetic)
mà trên phương diện sinh học thực sự có ích cho nhiều loại vi sinh trong nước Trong khi đó nó lại có khả năng oxy hóa vài loại chất hữu cơ khác nhau như celluloz mà những chất này không góp phần làm thay đổi lượng oxy trong dòng nước nhận ở thời điểm hiện tại
2.1.1.4 Chloride
Chloride là ion chính trong nước thiên nhiên và nước thải Vị mặn của Chloride thay đổi tùy theo hàm lượng và thành phần hóa học của nước Với mẫu chứa 25mgCl/l người ta đã có thể nhận ra vị mặn nếu trong nước có chứa ion
Na+ Tuy nhiên khi mẫu nước có độ cứng cao, vị mặn rất khó nhận biết dù có chứa đến 1000mgCl/l Hàm lượng Chloride cao sẽ gây ăn mòn các kết cấu ống
Trang 3kim loại Về mặt nông nghiệp Chloride gây ảnh hưởng xấu đến sự tăng trưởng của cây trồng
2.1.1.5 Sắt
Sắt là nguyên tử vi lượng cần thiết cho cơ thể con người để cấu tạo hồng cầu Vì thế sắt với hàm lượng 0,3mg/l là mức ấn định cho phép đối với nước sinh hoạt Vượt qua giới hạn trên, sắt có thể gây nên những ảnh hưởng không tốt
Sắt có mùi tanh đặc trưng, khi tiếp xúc với khí trời kết tủa Fe (III) hydrat hình thành làm nước trở nên có màu đỏ gạch không tốt cho người sử dụng
Cũng với lý do trên, nước có sắt không thể dùng cho một số ngành công nghiệp đòi hỏi chất lượng cao như tơ, dệt, thực phẩm, dược phẩm,…
Kết tủa sắt lắng đọng thu hẹp dần tiết kiệm hữu dụng của ống dẫn mạng lưới phân phối nước
2.1.1.6 Sulfate (SO 4 2- )
Sulfate thường gặp trong nước thiên nhiên và nước thải với hàm lượng từ vài cho đến hàng ngàn mg/l Những vùng đất sình lầy, bãi bồi lâu năm, sulfur hữu cơ bị khoáng hóa dần dần sẽ biến đổi thành sulfate Nước chảy qua các vùng đất mỏ mang nhiều sulfate sẽ có hàm lượng sulfate khá cao do sự oxy hóa quặng thiếc, quặng sắt
Sulfate là một trong những chỉ tiêu tiêu biểu của những vùng nước nhiễm phèn Vì natri sulfate và mangan sulfate có tính nhuận tràng nên trong nước uống, sulfate không được vượt quá 200mg/l
Sunfat là một chỉ tiêu tiêu biểu của vùng nước nhiễm phèn Sunfat cao, nước sẽ có vị chát, gây bệnh tiêu chảy, và gây xâm thực mạnh trên các công trình xây dựng Ngoài ra, sunfat sẽ kết hợp với ion Ca2+ để tạo thành cặn cứng bám trên thành các thiết bị trao đổi nhiệt
2.1.1.7 Các hợp chất florua
Trang 4Nước ngầm ở giếng sâu hoặc ở các vùng đất có chứa quặng apatic thường
có hàm lượng các hợp chất florua cao(2,0 đến 2,5 mg/l), tồn tại ở dạng cơ bản là canxi florua và magie clorua
Các hợp chất khá bền vững, khó bị phân hủy ở quá trình tự làm sạch Hàm lượng florua trong nước cấp ảnh hưởng đến việc bảo vệ răng Nếu thường xuyên dùng nước có hàm lượng florua lớn hơn 1,3 mg/l hoặc nhỏ hơn 0,7 mg/l đều dễ mắc bệnh về men răng
2.1.1.8 Sắt và mangan
Trong nước ngầm, sắt thường tồn tại ở dạng hóa trị II của các muối bicacbonat, sunfat, clorua hòa tan, đôi khi sắt tồn tại trong keo của axit humic hoặc keo silic Khi tiếp xúc với oxy hoặc các chất oxy hóa, sắt II bị oxy hóa thành sắt III và kết tủa thành bông cặn Fe(OH)3 có màu nâu đỏ Nước bề mặt thường chứa sắt III tồn tại ở dạng keo dạng hữu cơ, cặn hoặc huyền phù Nước thiên nhiên thường có sắt với hàm lượng tới 30 mg/l, đôi khi cao Với hàm lượng sắt lớn hơn 0,5 mg/l, nước có mùi tanh khó chịu, làm vàng quần áo khi giặt Các cặn sắt kết tủa làm tắc hoặc làm giảm khả năng vận chuyển của hệ thống dẫn nước
Cũng như sắt, mangan thường có trong nước ngầm với hàm lượng nhỏ hơn, ít khi vượt quá 2 mg/l Với hàm lượng mangan trong nước lớn hơn 0,05 mg/l sẽ gây trở ngại nhiều trong việc sử dụng giống như nước có chứa sắt ở hàm lượng cao
Sắt và mangan trong nước có thể bị oxy hóa theo các phản ứng sau:
Fe2+ Fe3+
Mn2+ Mn4+
Sắt II và mangan II có thể được khử khỏi nước bằng cách oxy hóa qua quá trình làm thoáng trao đổi khí sau đó tách Fe3+, Mn4+ không tan bằng quá trình lắng lọc:
2Fe(HCO3)2 + 0,5O2 + H2 2Fe(OH)3 + H2O
2.1.1.9 Độ cứng của nước
Trang 5Độ cứng của nước là đại lượng biểu thị hàm lượng các ion canxi, magie
có trong nước Trong xử lý nước thường phân biệt ba loại độ cứng: độ cứng toàn phần, độ cứng tạm thời và độ cứng vĩnh cửu Dùng nước có độ cứng cao có tác hại là các ion canxi, magie phản ứng với các oxit béo tạo ra các hợp chất khó hòa tan,trong sinh hoạt gây lãng phí xà phòng, trong sản xuất các muối canxi, magie kết tủa gây trở ngại cho quá trình sản xuất Khi tính theo hàm lượng CaCO3 trong nước, người ta chia làm ba loại:
- nước mềm có chứa ít hơn 50mg CaCO3/l
- nước thường có chứa đến 150 mg CaCO3/l
- nước cứng có chưa trên 300 mg CaCO3/l
2.1.1.10 Các hợp chất của nito
Các hợp chất của nito có trong nước là kết quả của quá trình phân hủy các hợp chất hữu cơ trong tự nhiên, trong các chất thải và trong các nguồn phân bón
mà con người trực tiếp hoặc gián tiếp đưa vào nguồn nước Các hợp chất này thường tồn tại dưới dạng amoniac, nitric, nitrat và cả dạng nguyên tố nito (N2)
Có thể mô tả quá trình sinh thành các hợp chất nito trong sinh quyển theo sơ đồ dưới đây:
Dựa vào sơ đồ trên ta có thể nói rằng, tùy theo mức độ có mặt của các hợp chất nito mà ta có thể biết được mức độ ô nhiễm nguồn nước Khi nước mới bị nhiễm bẩn bởi phân bón và nước thải, trong nguồn nước có NH3, NO2- và NO3- Sau một thời gian NH3, NO2- bị oxy hóa thành NO3- Như vậy:
- nếu nước chứa NH3 và nito hữu cơ thì coi như nước mới bị nhiễm bẩn
và nguy hiểm
- nếu nước chủ yếu có NO2- thì nước đã bị ô nhiễm thời gian dài hơn, ít nguy hiểm hơn
Trang 6- nếu nước chủ yếu là NO3- thì quá trình oxy hóa đã kết thúc.
Ở điều kiện yếm khí, NO3- sẽ bị khử thành N2 bay lên Amoniac là chất gây nhiễm độc trầm trọng cho nước, gây độc cho loài cá
Việc sử dụng rộng rãi các nguồn phân bón hóa học cũng làm cho hàm lượng amoniac trong nước tự nhiên tăng lên Trong nước ngầm và nước đầm lầy hay gặp nitrat và amoniac với hàm lượng cao Người ta đã phát hiện nếu trong nước uống có chứa hàm lượng cao NO3- thường gây bệnh xanh xao ở trẻ nhỏ và
có thể dẫn đến tử vong
Bảng giá trị giới hạn của các thông số chất lượng nước ngầm