Giải thích các quá trình có thể xảy ra khi nước thải sinh hoạt từ các hộ gia đình chảy trực tiếp xuống sông Tô Lịch

Đề tài 14 : Trên quan điểm nhà hóa học mơi trường, giải thích q trình xảy nước thải sinh hoạt từ hộ gia đình chảy trực tiếp xuống sơng Tơ Lịch MỤC LỤC Phần I: Đặt vấn đề………………………………………………………….3 Phần II: Các nguồn nước thải tác động đến sông Tô Lịch…………………4 Phần III: Phân tích nước thải sinh hoạt từ hộ gia đình chảy trực tiếp xuống sơng Tơ Lịch…………………………………………………………5 Khái quát, thành phần nước thải sinh hoạt……………………5 Quy chuẩn kĩ thuật quốc gia giới hạn tối đa thành phần ô nhiễm nước thải sinh hoạt………………………………… Hiện trạng chất lượng hệ thống nước sơng Tơ Lịch……………….7 Phần IV: Các q trình xảy xả trực tiếp nước thải sinh hoạt từ hộ gia đình xuống sơng Tơ Lịch……………………………………… 10 1 Quá trình phân hủy hợp chất hữu tác động vi khuẩn 10 Quá trình oxi hóa NH4+ thành NO3- nước……………… 13 Q trình oxi hóa chất khử nước…………………… 13 Quá trình tác dụng với ion kim loại nặng – rác thải khu công nghiệp xung quanh khu vực thải xuống sông Tô Lịch…… 13 Các trình khác……………………………………………… 14 Phần V: Tác hại việc xả nước thải sinh hoạt trực tiếp từ hộ gia đình xuống sơng Tơ Lịch……………………………………………………… 14 Phần VI: Hiện trạng xử lí số biện pháp giảm thiểu……………… 15 Phần VII: Đề xuất giải pháp……………………………………………… 15 Phần VII: Kết luận, nhận xét……………………………………………… 16 Tài liệu tham khảo………………………………………………………….18 BÀI LÀM I.Đặt vấn đề Ơ nhiễm mơi trường vấn đề nóng toàn cầu, đặc biệt quốc gia phát triển Ở nước ta, vấn đề môi trường trở nên cấp bách, môi trường nước ngày trở nên nghiêm trọng Tại thành phố Hà Nội, vấn đề đáng lo ngại ô nhiễm môi trường nước, đặc biệt môi trường nước hệ thống sông Tô Lịch nước thải từ nhiều nguồn chưa qua xử lí xả trực tiếp xuống sông, gây nên hệ lụy lâu dài Trong đó, đặc biệt phải kể đến nước thải sinh hoạt từ hộ gia đình, làm cho chất lượng nước sông ngày kém, môi trường xung quanh sống người bị suy giảm nhiều Dựa sở đó, nhóm chúng em thực báo cáo với chủ đề: “Trên quan điểm nhà hóa học mơi trường, giải thích q trình xảy nước thải sinh hoạt từ hộ gia đình chảy trực tiếp xuống sông Tô Lịch.” II Các nguồn nước thải tác động đến sông Tô Lịch (Người thực : Cao Khánh Ly) Sông Tô Lịch sông nhỏ chảy địa phận thủ đô Hà Nội, có chiều dài khoảng 14 km, chảy qua địa phận quận, huyện: Ba Đình, Cầu Giấy, Đống Đa, Thanh Xn, Hồng Mai, Thanh Trì Hình ảnh sơng Tơ Lịch đồ Từ nhiều năm nay, sức ép q trình thị hóa, quy hoạch xây dựng không đồng với thiếu ý thức người dân sống ven sơng làm cho lịng sơng bị thu hẹp, hành lang bảo vệ bị lấn chiếm nhiều đoạn, chất lượng nước sông bị ô nhiễm nghiêm trọng nước thải sinh hoạt nước thải công nghiệp chưa qua xử lý xả trực tiếp xuống sơng Ngun nhân dẫn đến tình trạng nhiễm do: Sơng Tơ Lịch sơng tiếp nhận nguồn nước thải thành phố Hà Nội, mật độ nước thải đổ sông lớn Một số nguồn nước thải mà ta thống kê là: Bệnh viện Lao, Bệnh viện Nhi Thuỵ Điển, Bệnh viện Phụ Sản, bệnh viện Giao Thông, nhà máy Giầy Thượng Đình, nhà máy Cao Su Sao Vàng, nhà máy Bóng đèn, nhà máy Bia Hà Nội, nhà máy Nhựa Đại Kim, nhà máy Sơn Tổng Hợp Đặc biệt, nguồn nước thải sinh hoạt triệu dân nội thành (khách sạn, nhà hàng, khu chợ…) với sở sản xuất nhỏ len lỏi qua hệ thống cống thoát nước đổ hệ thống sông Tô chiếm tỷ lệ cao không phần độc hại III Phân tích nước thải sinh hoạt từ hộ gia đình chảy trực tiếp xuống sông Tô Lịch (Người thực : Vũ Thúy Loan, Nguyễn Thu Hiền ) Khái quát, thành phần nước thải sinh hoạt - Khái niệm : Nước thải sinh hoạt loại nước thải phát sinh từ hoạt động sinh hoạt hàng ngày tắm giặt, rửa, vệ sinh… cộng đồng dân cư như: khu vực đô thị, trung tâm thương mại, khu vực vui chơi giải trí, quan cơng sở,… - Thành phần nước thải sinh hoạt : chất hữu ( cacbohydrat, protein, dầu mỡ,…) , chất dinh dưỡng ( photpho, nito) , chất rắn vi trùng, vi sinh vật gây bệnh Quy chuẩn kĩ thuật quốc gia giới hạn tối đa thành phần ô nhiễm nước thải sinh hoạt TT Thông Số pH BOD5 (20 độ C) Đơn vị mg/l Giá Trị C A 5-9 30 B 5-9 50 Tổng chất rắn lơ lửng (TSS) mg/l Tổng chất rắn hịa tan Sunfua (tính theo H2S) Amoni (tính theo N) Nitrat (NO3-) (tính theo N) mg/l Dầu mỡ động, thực vật Tổng chất hoạt động bề mặt 10 Photphat (PO43-) (tính mg/l theo P) Tổng Coliforms 11 mg/l mg/l mg/l mg/l 50 100 500 1000 10 30 50 10 20 10 10 3000 5000 mg/l MPN/ 100ml Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia nước thải sinh hoạt QCVN 14/ 2008/BTNMT Trong đó: - Cột A quy định giá trị C thông số ô nhiễm làm sở tính tốn giá trị tối đa cho phép nước thải sinh hoạt thải vào nguồn nước dùng cho mục đích cấp nước sinh hoạt (có chất lượng nước tương đương cột A1 A2 Quy chuẩn kĩ thuật quốc gia chất lượng nước mặt) - Cột B quy định giá trị C thơng số nhiễm làm sở tính toán giá trị tối đa cho phép nước thải sinh hoạt thải vào nguồn nước không dùng cho mục đích cấp nước sinh hoạt (có chất lượng nước tương đương cột B1 B2 Quy chuẩn kĩ thuật quốc gia chất lượng nước mặt vùng nước biển ven bờ) Quy chuẩn kĩ thuật quốc gia chất lượng nước mặt QCVN 08/2008/BTNMT Hiện trạng chất lượng hệ thống nước sông Tô Lịch Nguồn : Cơng ty TNHH MTV Thốt nước Hà Nội, năm 2012  Nước thải sinh hoạt từ hộ gia đình xả trực tiếp xuống sơng Tô Lịch với ô nhiễm hữu cơ, coliforms dầu mỡ Hàm lượng kim loại nặng, F- , CN- , nằm mức cho phép  Kết quan trắc nước sông Tô Lịch Trung tâm Quan trắc phân tích tài ngun mơi trường - Sở TN&MT Hà Nội tiến hành năm 2013 cho thấy: Lượng ơxy hịa tan (DO) thấp lần so với tiêu chuẩn; Lượng ơxy hóa học nước (COD), ôxy sinh học nước (BOD5), khuẩn coliform nước, tổng chất rắn lơ lửng (TSS), tổng dầu, mỡ, hàm lượng amoni (NH4+)… vượt tiêu chuẩn cho phép nhiều lần Nước sơng chuyển thành màu đen, có váng, cặn lắng mùi hôi Đặc biệt, mức độ ô nhiễm trầm trọng cuối nguồn Hình ảnh khúc sơng Tơ Lịch bị nhiễm nặng IV.Các q trình xảy xả trực tiếp nước thải sinh hoạt từ hộ gia đình xuống sơng Tơ Lịch (Người thực : Vũ Thúy Loan, Nguyễn Thu Hiền) Hình ảnh số cửa cống thải nước thải sinh hoạt trực tiếp sông Tô Lịch khúc sông khu vực Đường Láng – Quận Đống Đa – Tp Hà Nội ( 11h30 ngày 12/10/2019 ) Quá trình phân hủy hợp chất hữu tác động vi khuẩn : a) Các chất hữu dễ bị phân hủy sinh học : chất đường, protein, chất béo, dầu mỡ động thực vật  Nhóm vi khuẩn dị dưỡng :  Vi khuẩn hiếu khí (aerobe) : Cần oxi hòa tan phân hủy chất hữu để chúng sinh trưởng : {CH2O} + O2 → CO2 + H2O  Đây hình thức tiêu hao oxy phổ biến nước nhiễm bẩn nước thải sinh hoạt  Vi khuẩn kị khí (anaerobes) : Chỉ hoạt động mơi trường khơng có oxi, sử dụng ion nitrat (NO3-) ion sunfat (SO42-) thay oxi 10  {CH2O} + NO3- → CO2 + NO2- + H2O  {CH2O} → axit hữu + CO2 + H2O + E {CH2O} → CH4 + CO2 + E  Sự phân hủy hợp chất hữu làm xuất axit humic fulvic làm nước số nơi có màu vàng  Trong điều kiện yếm khí (trong nước cống, lớp bùn) sunfat bị vi sinh vật (nhóm vi khuẩn khử sunfat: Desulfovibrio, Desulfotomaculum, Desulfobacter v.v ) khử dạng sunfua (S2-) kết hợp với proton thành sunfua hydro (H2S) theo sơ đồ tổng quát sau:  {CH2O} + SO42- + vi sinh → S2- + H2O + CO2 S2- + 2H+ → H2S  Khí H2S loại khí nguồn gốc lưu huỳnh hữu vào khơng khí bề mặt nước thải cống, phần khí bị tích tụ hốc bề mặt nhám cống bị vi khuẩn Thiobacillus ferrooxidans oxy hoá thành H2SO4 Axit gây xâm thực vật liệu, mặt 11 khác khí H2S sunfua hữu mercaptan (CH4S) dễ phát tán môi trường xung quanh, gây mùi hơi, khó chịu độc hại cho người Sơ đồ trình hình thành sunfua ngưng tụ thành axit sunfuric vòm ống nước  H2S + 2O2 → H2SO4  Nhóm vi khuẩn tự dưỡng : Một số phản ứng chuyển hóa Nitơ vi khuẩn :  Phản ứng Nitrit hóa NO3- thành NO2- (Phản ứng khử Nitrat) : 2NO3- + {CH2O} → 2NO2- + CO2 + H2O  Phản ứng khử NO3- , NO2- thành N2 dẫn tới tuần hồn N2 khí : 4NO3- + 5{CH2O} + 4H+ → 2N2 + 5CO2 + 7H2O  Phản ứng Nitrat hóa : 2NH4+ + 3O2 → 2NO2- + 4H+ + 2H2O + E (Vi khuẩn Nitromosnat) 12 NH3 + O2 → H+ + NO2- + H2O + E (Vi khuẩn Nitromosnat) NO2- + O2 → NO3- + E (Vi khuẩn Nitrobacter) b) Các chất hữu khó bị phân hủy sinh học : bền môi trường nước, có độc tính cao: - Photpho hữu (malthion, methyl parathion,…) - Clo hữu (lindane, aldrin, dieldrin, DDT, 2,4-D, 2,4,5-T,…) - Cacbamat (carbaryl, cacbofuran,…) - Phenoxyaxetic (2,4-D, 2,4,5-T,…) - Pyrethroid tổng hợp (allethrin, fenvalerate,…) Nhiều chất số đó, đặc biệt clo hữu bị phân hủy chậm mơi trường, có khả tích lũy thể sinh vật người Nhiều loại số hóa chất bảo vệ thực vật có chứa tác nhân gây ung thư  Q trình oxi hóa NH4+ thành NO3- nước Dễ đồng hóa với thực vật : VD : Tảo  NH4+ + 2O2 → NO3- + 2H+ + H2O  Gây tượng phì dưỡng hệ sinh thái nước  Làm cạn kiệt oxy nước  Gây độc hệ sinh vật nước  Tăng nguy ô nhiễm Nitrat Nitrit nước, ion đặc biệt gây độc hại cho sức khỏe người (ung thư) Q trình oxi hóa chất khử nước :  4Fe2+ + O2 + 10H2O → 4Fe(OH)3 (r) + 8H+  Làm xuất chất rắn màu nâu đỏ lắng đọng xuống đáy sông  2SO32- + O2 → 2SO424 Quá trình tác dụng với ion kim loại nặng – rác thải khu công nghiệp xung quanh khu vực thải xuống sông Tô Lịch : 13  Hợp chất sunfua dễ tạo thành muối với ion kim loại nặng thành hợp chất khó tan lắng xuống đáy vực nhận nước Trong q trình yếm khí nước thải bùn thải hữu có nguy hình thành khí H2S, ức chế hoạt tính vi sinh vật cơng trình xử lý Hg2+ + S2- → HgS(r)  Cu2+ + S2- → CuS(r)  Pb2+ + S2- → PbS(r)  Pb2+ + SO42- → PbSO4(r)  Cu2+ + OH- → Cu(OH)2 (r)   Tạo thành kết tủa lắng đọng xuống đáy sông, gây nên biến đổi màu sắc nước sông, gây độc hại cho loài sinh vật sống nước => Cá, tôm sinh sống sông Tô Lịch chết hàng loạt Các trình khác - Dầu mỡ có nước thải sinh hoạt tạo nên màng bề mặt nước làm giảm trao đổi oxy nước khơng khí Mặt khác, dầu có khối lượng phân tử lớn bám dính vào hạt lơ lửng cột nước lắng đọng xuống đáy sông, rạch làm ảnh hưởng tới sinh vật sống vùng đáy = > Làm thiếu oxy nước dẫn đến sinh vật sống nước chết - Mặt nước có màu nâu đen nước có hàm lượng vật chất hữu lớn với lưu thơng dịng chảy khơng có nên hàm lượng oxy hòa tan thấp (do phải tiêu hao để oxi hóa chất hữu có nước thải sinh hoạt đổ vào) - Nước có mùi khó chịu : phần xuất sản phẩm phân hủy chất hữu nước, phần thành phần có sẵn nước thải sinh hoạt : mùi phân C8H5CHCH3 , mùi trứng thối H2S , mùi cá ươn amin, mùi thịt thối điamin, V Tác hại việc xả nước thải sinh hoạt trực tiếp từ hộ gia đình xuống sông Tô Lịch (Người thực : Cao Khánh Ly) Đối với người 14 - Hậu chung tình trạng nhiễm nước tỉ lệ người mắc bệnh cấp mạn tính liên quan đến ô nhiễm nước viêm màng kết, tiêu chảy, ung thư, bệnh da… ngày tăng Người dân sinh sống quanh khu vực ô nhiễm ngày mắc nhiều loại bệnh tình nghi dùng nước bẩn sinh hoạt Đối với vi sinh vật sống nước - Sinh vật sống mơi trường nhiễm - Ngồi cịn xuất sinh vật lạ gây bệnh nguyên nhân bệnh lạ, ảnh hưởng đến sức khỏe người Đối với môi trường xung quanh - Ơ nhiễm khơng khí nặng nề, bốc mùi khó chịu ảnh hưởng đến hô hấp người sinh vật - Mặt nước đen, rác thải, xác động vật mặt nước làm mĩ quan mơi trường VI Hiện trạng xử lí số biện pháp giảm thiểu (Người thực : Vũ Thúy Loan , Cao Khánh Ly) Hiện trạng xử lí nước thải sông Tô Lịch : - Năm 2010, thực biện pháp: Bổ sung nước sông Tô Lịch nước sơng Hồng, giúp trì cân nước, giảm nồng độ ô nhiễm xây dựng trạm xử lý nước thải kết hợp với xử lý nước thải nguồn - Đặc biệt, thành phố tiến hành triển khai Dự án xây dựng, cải tạo, nâng cấp đường bờ sông Tô Lịch kết hợp với xử lý nguồn nước thải trước đổ vào sơng; mời chun gia nước ngồi khảo sát, nghiên cứu, hỗ trợ công nghệ xử lý ô nhiễm phù hợp - Tăng cường trồng xanh, tu sửa kè bờ, vườn hoa, bãi cỏ, đường dạo ven sông thường xun nạo vét lịng sơng Một số biện pháp khác : - Quy hoạch đồng hệ thống cấp nước khu thị cũ - Tìm cơng nghệ xử lý nước thải hiệu quả, lâu dài, tiết kiệm 15 chi phí - Thực biện pháp làm sông sản phẩm vi sinh kết hợp với thực vật thủy sinh (bèo Nhật Bản) mà không gây ảnh hưởng đến hệ sinh thái, tốc độ dòng chảy sức khỏe người - Tăng cường công tác tuyên nhằm cung cấp đầy đủ thông tin môi trường đến tất đối tượng nhân dân, đẩy mạnh việc giáo dục nhà trường để nâng cao hiểu biết cho học sinh - Kêu gọi nhân dân tham gia vào trình quản lí, giám sát đóng góp ý kiến, đề xuất vào việc xử lí nước nhiễm sơng Tơ Lịch VII Đề xuất giải pháp xử lí nước sơng Tô Lịch (Người thực : Cao Khánh Ly) -Thau rửa nước sông Tô Lịch nước sông Hồng - Xây dựng nhà máy xử lý nước thải nạo vét bùn sông Tô Lịch - Áp dụng công nghệ nước - Ngăn chặn nguồn nước thải chưa qua xử lý - Khơi thơng dịng chảy - Chính phủ cần đầu tư xây dựng dự án công trình xử lý nước thải để thu hút người dân tham gia, cần có sách phù hợp để thu hút vồn đầu tư nước VIII Kết luận, nhận xét: (Người thực : Vũ Thúy Loan, Cao Khánh Ly, Nguyễn Thu Hiền) - Nước thải sinh hoạt hộ gia đình đặc trưng nhiễm vô cơ, ô nhiễm hữu cơ, colifrom dầu mỡ Hàm lượng kim loại nặng, florua, sunfua, phenol, xianua nằm tiêu chuẩn cho phép - Qua kết phân tích q trình xảy xả trực tiếp nước thải sinh hoạt xuống sông Tô Lịch cho thấy :  Chủ yếu trình phân hủy hợp chất hữu tác động vi khuẩn 16  Bên cạnh cịn có q trình chuyển hóa Nitrat, q trình chuyển hóa thành Nitrit đặc biệt gây hại đến sức khỏe người  Khơng thể tách rời q trình tác dụng với ion kim loại nặng – rác thải khu công nghiệp xung quanh khu vực thải xuống sơng Tơ Lịch Các q trình đa phần làm xuất kết tủa màu, lắng đọng xuống đáy sơng, gây cản trở dịng nước chảy gây độc cho loài sinh vật sống nước  Một số hợp chất hữu cơ, đặc biệt clo hữu khó phân hủy phân hủy chậm mơi trường nước, tích tụ gây độc, số chất chứa tác nhân gây ung thư - Hệ : Sơng Tơ Lịch bị nhiễm nặng, nước có màu nâu đen, số nơi có màu vàng xuất sản phẩm phân hủy hữu cơ, axit humic fulvic; nước có mùi khó chịu ( phần ion có sẵn nước, phần sản phẩm phân hủy hữu cơ, đặc biệt hợp chất lưu huỳnh); kéo theo nhiễm khơng khí mơi trường xung quanh, gây mĩ quan đô thị; sinh vật nước chết hàng loạt, gia tăng ô nhiễm nước sông, tiềm ẩn nguy xuất vi khuẩn, vi sinh vật, virus gây bênh lạ; tác động trực tiếp đến sống sức khỏe hộ dân sống quanh khu vực lân cận 17 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] : PGS.TS Đặng Đình Bạch, giáo trình “Hóa học mơi trường” [2] : PSG.PTS Đặng Kim Chi, giáo trình “Hóa học mơi trường” [3] : Cơng ty TNHH MTV Thoát nước Hà Nội, năm 2012, “Báo cáo trạng nước sông Tô Lịch” [4] : Quy chuẩn kĩ thuật quốc gia chất lượng nước mặt QCVN08/2008/BTNMT [5] : Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia nước thải sinh hoạt QCVN 14/2008/BTNMT [6] : Trần Văn Ngân, Ngơ Thị Nga (2002), Giáo trình “Cơng nghệ xử lý nước thải” NXB Khoa học kỹ thuật, Hà Nội [7] : Nguyễn Xuân Hải, Nguyễn Hữu Huấn (2010), “Khả sinh khí H2S từ nước sơng” [8] : http://tapchimoitruong.vn/pages/article.aspx?item=%C3%94-nhi%E1%BB %85m-m%C3%B4i-tr%C6%B0%E1%BB%9Dng-s%C3%B4ng-T%C3%B4-L %E1%BB%8Bch:-Th%E1%BB%B1c-tr%E1%BA%A1ng-v%C3%A0-gi%E1%BA %A3i-ph%C3%A1p-38586 18 ... http://tapchimoitruong.vn/pages/article.aspx?item=%C3%94-nhi%E1%BB %85m-m%C3%B4i-tr%C6%B0%E1%BB%9Dng-s%C3%B4ng-T%C3%B4-L %E1%BB%8Bch:-Th%E1%BB%B1c-tr%E1%BA%A1ng-v%C3%A0-gi%E1%BA %A3i-ph%C3%A1p-385 86 18 ... cho chất lượng nước sông ngày kém, môi trường xung quanh sống người bị suy giảm nhiều Dựa sở đó, nhóm chúng em thực báo cáo với chủ đề: “Trên quan điểm nhà hóa học mơi trường, giải thích q trình... a) Các chất hữu dễ bị phân hủy sinh học : chất đường, protein, chất béo, dầu mỡ động thực vật  Nhóm vi khuẩn dị dưỡng :  Vi khuẩn hiếu khí (aerobe) : Cần oxi hòa tan phân hủy chất hữu để chúng