HIỆN TRẠNG MÔI TRƯỜNG NƯỚC - CÁC PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH Ô NHIỄM NGUỒN NƯỚC
GVHD : Th.s Nguyễn Văn Nam SVTH : TỔ HIỆN TRẠNG MÔI TRƯỜNG NƯỚC CÁC PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH Ô NHIỄM NGUỒN NƯỚC I MỞ ĐẦU Cuộc sống Trái Đất bắt nguồn từ nước Tất sống Trái Đất phụ thuộc vào nước vịng tuần hồn nước: + Nước chiếm 99% trọng lượng thể sinh vật + Chiếm 44% trọng lượng thể.cần cho tất hoạt động hàng ngày người + tham gia vào sản xuất cải vật Người ta tính rằng: Để sản xuất giấy phải dùng hết 250 nước, sản xuất phân đạm phải cần 600 nước, sản xuất chất bột phải cần 1.000 nước + Nước tham gia vào chu trình tuần hồn vật chất tự nhiên, điều hịa khí hậu Như vậy, nước có vai trị quan trọng phát triển kinh tế xã hội môi quốc gia giới II HiỆN TRẠNG MÔI TRƯỜNG NƯỚC TRÊN THẾ GiỚI II.1 Sự phân bố nguồn nước giới Với tổng diện tích bề mặt 510 triệu km2, Trái Đất bao phủ nguồn tài nguyên nước phong phú, bề mặt đại dương chiếm 70,8% với tổng lượng nước 1.370.223 km3 (chiếm 97%) Một phần nhỏ nước (dưới 3%) lượng nước cung cấp cho nhu cầu sử dụng nước người Trong tổng số nước tồn dạng băng 2,25%, nước sông suối ao hồ 0,02%, nước đất khoảng 0,58%, nước khí khoảng 0,001% - Như lượng nước đươc sử dụng cho mục đích người khoảng 0,3% tổng lượng nước TĐ dạng nước Trong phần thực tế dùng khoảng 1% 99% với kĩ thuật người không vươn tới nước bị nhiễm - II.2 Hiện trạng môi trường nước giới a Môi trường tài nguyên nước giới phân bố không ngày bị suy giảm, cạn kiệt • • Nguồn tài nguyên nước giới phân bổ không đồng Ví dụ châu Á với 60% dân số giới chiếm 30% trữ lượng nước toàn cầu Do dân số giới gia tăng nhanh, nguồn nước lại giảm Theo dự báo, dân số giới tăng tới tỷ người vào năm 2025; lượng nước trung bình cho người dân năm giảm đến gần 1/3 nguồn nước sử dụng năm tới LHQ dự báo, với đà sử dụng nước nay, 20 năm tới, giới có 1,8 tỷ người sống vùng hoàn toàn thiếu nước tỷ người khác sống vùng khó đáp ứng nhu cầu nước Sự lãng phí nguồn nước tăng mức sống người dân tăng lên sử dụng nhiều thiết bị gia dụng • Tình hình sử dụng nước có chênh lệch lớn quốc gia giới • Theo thống kê LHQ người Ơxtrâylia tiêu thụ bình qn 1.000 lít nước sạch/ngày, người Mỹ tiêu thụ 300-400 lít/ngày, người châu Âu tiêu thụ 100-200 lít Trong đó, người dân số nước phát triển tiêu thụ bình qn vài lít nước sạch/ngày Mức tiêu dùng nước tăng lượng nước thải lớn Ở nước phát triển, 90% nước thải sinh hoạt 60% nước thải công nghiệp đổ vào mặt nước, không qua xử lý Ngành nông nghiệp sử dụng tới 70% lượng nước khai thác giới tỷ lệ cịn tăng thêm 17% 20 năm tới • Hiện để đáp ứng nhu cầu sinh hoạt sản xuất người nhiều nơi trái đất người sử dụng hết nguồn nước mặt khai thác nguồn nước ngầm So với thập kỷ trước lượng nước ngầm khai thác tăng lên 30 lần đầu kỷ XXI tăng thêm 1/3 b.Chất lượng môi trường nước nói chung bị nhiễm trầm trọng - Chất lượng nước bị ô nhiễm nghiêm trọng, nồng độ Nitrat sông giới cao nhiều lần so với tiêu chuẩn, nồng độ photpho, thuốc sâu, độ chua vượt giới hạn cho phép Hầu hết sông giới bị ô nhiễm nặng ví dụ như: + Anh Quốc: Đầu kỷ 19, sơng Tamise Nó trở thành ống cống lộ thiên vào kỷ Các sơng khác có tình trạng tương tự trước người ta đưa biện pháp bảo vệ nghiêm ngặt + Nước Pháp rộng hơn, nhiều sông rộng lớn, cuối kỷ 18, sông lớn nước ngầm nhiều nơi khơng cịn dùng làm nước sinh hoạt nữa, 5.000 km sông Pháp bị ô nhiễm mãn tính + Hoa Kỳ: Vùng Đại hồ bị ô nhiễm nặng, hồ Erie, Ontario đặc biệt nghiêm trọng + Ở Trung Quốc hầu hết sông bị ô nhiễm nặng hoạt động công nghiệp nước phát triển Hiện nay, nước phát triển, nơi có tốc độ tăng trưởng cơng nghiệp thị hóa nhanh lại thiếu vốn kĩ thuật xử lý chất thải, vấn đề ô nhiễm nước ngầm trở nên trầm trọng Ở hầu phát triển, mức độ ô nhiễm cao Trên giới có nhiều nước vùng lãnh thổ sử dụng nước ngầm bị nhiễm asen cách trầm trọng như: Tây Bengal (Ấn Độ), Băngladesh, Đài Loan, Alaska, số vùng Achentina, Canađa, Mỹ Nồng độ asen nhiều nơi vượt giới hạn cho phép WHO (10 g/l) Manikaganj, Harirampar, Faridpur, Gopalganj (Bangladesh) có 19 mẫu 14 vượt q tiêu chuẩn cho phép Bangladesh (50 g/l), riêng vùng Harirampar mẫu 100 g/l Nồng độ cao asen tìm thấy lên tới 1000 g/L Cịn phía tây nam Đài Loan nồng độ asen trung bình từ 147671 g/L người dân sử dụng nước bị bệnh đen chân (blackfoot) - Việt Nam năm gần tình trạng nhiễm nguồn nước trở thành vấn đề quan trọng Ô nhiễm nước diễn hầu khắp tỉnh thành đặc biệt Hà Nội thành phố Hồ Chí Minh – nơi có mức độ tập trung công nghiêp dân cư đông nước II.3 Hậu - Trước tình trạng khai thác sử dụng nước nay, nguồn tài nguyên nước giới Việt Nam bị cạn kiệt suy giảm nghiêm trọng - Ô nhiễm nước mặt: sông, hồ, đất ngập nước nguồn thải công nghiệp hóa chất nơng nghiệp Mức độ phú dưỡng hồ nội địa tăng, số vùng cửa sông bị ô nhiễm dầu, kim loại nặng, thuốc trừ sâu Nước ngầm địa bàn khu dân cư tập trung bị ô nhiễm nước thải chất thải sinh hoạt không thu dọn xử lý - Bình quân nước đầu người liên tục giảm, thiếu nước vấn đề mang ý nghĩa toàn cầu Hiện có 1,1 tỷ người giới khơng có nước sử dụng Mỗi năm có triệu người chết bệnh liên quan đến nước ( dịch tả, ung thư, bệnh truyền nhiễm…do nguồn nước bị ô nhiễm mức) Thiếu nước việc phân chia nguồn nước không đồng dẫn đến chiến tranh, xung đột, căng thẳng quốc gia LHQ cảnh báo có đến 300 "điểm nóng" giới có nguy xảy chiến tranh liên quan đến việc phân chia nguồn nước Căng thẳng tăng cao khu vực thiếu nước trầm trọng Trung Đông, khu vực khô cằn giới, LHQ đánh giá nguy hiểm sống cịn quốc gia Ixraen, Libăng, Gicđani, Xyri Palextin lại phụ thuộc vào nguồn nước sông Jourdain, mà Ixraen ngang nhiên tuyên bố nguồn tài nguyên chiến lược, bảo vệ quân đội nước Tại Nam Á, Ấn Độ Pakixtan đề phịng gần nửa kỷ tranh chấp nguồn nước ngầm quý giá nằm dọc thung lũng màu mỡ Indus Tại Bắc Phi, Xênêgan Môritani thường xuyên va chạm với việc phân chia nguồn nước sông Sénégal - phương pháp xác định ô nhiễm nước g Xác định DO Khái niệm Cách xác định DO lượng oxy hòa tan nước cần thiết cho hô hấp thủy sinh DO sử dụng thông số để đánh giá mức độ ô nhiễm chất hữu nguồn nước Xác định DO hai phương pháp: - Phương pháp Winkler (còn gọi phương pháp cải tiến azid) Phương pháp sử dụng cho mẫu nước cống đặc, mẫu nước sông - Phương pháp điện cực điện cực màng nhạy với oxy máy đo Đây phương pháp sử dụng phổ biến phương pháp xác định ô nhiễm nước h Xác định độ cứng Khái niệm: Nước cứng nước có chứa ion kim loại kiềm thổ có hố trị Ca2+, Mg2+, Nước tự nhiênđược coi cứng chứa ba mili đương lượng gam cation canxi (Ca2+) magie (Mg2+) lít Người ta chia độ cứng tạmthời độ cứng vĩnh cửu Cách xác định: - Xác định độ cứng phương pháp chuẩn độ Complexon - Xác định độ cứng phương pháp Tính tốn theo hàm lượng Ca, Mg phương pháp xác định ô nhiễm nước m Xác định BOD Khái niệm: BOD lượng oxi cần thiết để vi sinh vật oxi hóa phần hợp chất hữu có nước Đây thông số để đánh giá mức độ ô nhiễm nước Giá trị BOD lớn có nghĩa mức độ nhiễm nước ngày cao.Chỉ số dùng làm sở cho việc thiết kế vận hành trạm xử lí nước thải nước ô nhiễm.Trong thực tế thường xác định BOD sau ngày, kí hiệu Cách xác định Xác định BOD cách phân tích hàm lượng oxi hòa tan (DO) Ngày việc đo BOD thực phương pháp chai đo BOD Oxitop phương pháp xác định ô nhiễm nước l Xác định COD Khái niệm COD lượng oxi cần thiết để oxi hóa hợp chất hữu có nước COD số quan trọng dùng để đánh giá hàm lượng chất hữu nước thải ô nhiễm nước tự nhiên Cách xác định Xác định COD thường sử dụng hai phương pháp: - Phương pháp dùng Kali pemanganat - Phương pháp Kali bicromat Phương pháp xác định ô nhiễm nước Các phương pháp sinh học Sinh vật có mặt mơi trường nước nhiều dạng khác nhau, bên cạnh sinh vật có ích, có nhiều nhóm sinh vật gây bệnh truyền bệnh cho sinh vật người Trong số này, đáng ý lọa vi khuẩn, siêu vi khuẩn, ký sinh trùng gây bệnh loại ký sinh trùng gây bệnh tả, bệnh thương hàn, sốt rét, siêu vi khuẩn viêm gan B, siêu vi khuẩn viêm não Nhật Bản, trứng giun…Nguồn gây ô nhiễm chủ yếu phân rác, nước thải sinh hoạt, xác chết thực vật, nước thải bệnh viện…Xác định tất vi sinh vật gây bệnh có nước thải nước bị ô nhiễm việc làm phức tạp tốn Để đánh giá chất lượng nước góc độ tác nhân ô nhiễm sinh học, người ta thường dùng số Coliform Đây số phản ánh số lượng vi khuẩn Coliform nước thường không gây bệnh cho động vật người , để biểu cho nước nhiễm ta dùng Escherichia ( Ecoli ) Vì người ta thường chọn vi sinh vật thị vi sinh vật đường ruột E.coli Chỉ cần qua số E.coli kết luận nước bị nhiễm phân với mức độ qua có khơng có vi khuẩn gây bệnh đường ruột Để xác định số E.coli chuẩn E.coli ta dùng phương pháp vi sinh vật học phịng thí nghiệm kiểm tra vệ sinh, phương pháp màng lọc, phương pháp lên men phương pháp xác định nhanh Phương pháp lên men Vincent Là phương pháp dùng phổ biến nước ta, phương pháp dựa đặc điểm E.coli: + Phát triển mơi trường nước dày có axit phenic 420C + Lên men đường Iactoza sinh + Sinh indol Phương pháp xác định nhanh E.coli Đây phương pháp đơn giản thực trường Phương pháp dựa vào tính đặc hữu nhóm vi khuẩn coli gọi chung coliform Trong nhóm có số lồi có khả lên men lactoza nuôi cấy 35 – 370C 48 sinh axit, aldehyt sinh khí Có số lồi vi khuẩn phát triển 42 – 44,50C lên men lactoza, số có E.coli Xác định nhiễm dịng chảy nước phương pháp sinh học Cơ sở khoa học Một biện pháp đơn giản để đánh giá chất lượng dòng chảy thu thập phân tích sinh vật thị (các thủy côn trùng thủy sinh vật khác) Phương pháp tốn chi phí khơng phức tạp lắm, giúp ta xác định toàn cảnh chất lượng thủy vực Tuy nhiên tiến hành phương pháp cần phải ý vấn đề sau: Do biện pháp thiết kế để tiến hành cách nhanh chóng, đơn giản, nên có thay đổi lớn chất lượng nguồn nước phát cách xác Những thay đổi nhỏ chất lượng nguồn nước hay việc xác địng nguồn ô nhiễm không thuộc lãnh vực khảo sát qui trình Đánh giá chất lượng nguồn nước động vật không xương sống kích thước lớn (macroinvertebrates) Macroinvertebrates từ để sinh vật khơng xương sống quan sát mắt thường Ở thủy vực nước chúng thường dạng côn trùng (hay ấu trùng chúng), giáp xác, nhuyễn thể, ốc, loại trùng loại khác Nhưng hầu hết dòng chảy, số lượng ấu trùng côn trùng chiếm đa số, sinh vật hữu dụng việc đánh giá chất lượng nguồn nước Các loài macroinvertebrates quan hệ mật thiết với môi trường sống chúng Do đó, chất lượng dịng chảy thay đổi, chúng thời gian lâu để hồi phục lại cấu trúc quần thể ban đầu Vì vậy, việc xác định lồi diện dịng chảy, biết chất lượng dịng chảy thời điểm khảo sát Dụng cụ cần thiết Mặc dù có nhiều phương pháp thu mẫu khác nhau, dụng cụ thu mẫu thường sử dụng vó lưới kéo Các dụng cụ liệt kê sau: + Một lưới kéo nylon có diện tích foot vng + Một xoong đĩa giấy + Tài liệu phân loại macroinvertebrates + Một biểu mẫu báo cáo kết Khi mẫu thu đưa lên khỏi mặt nước, đặt lên bề mặt đĩa giấy xoong để dễ quan sát, sau phân thành nhóm thu thập số liệu nói phần diễn giải số liệu thu thập điền vào biểu báo cáo Nếu sau phân tích, đánh giá chất lượng nguồn nước xấu (bị ô nhiễm nặng - trung bình) cần phải tiến hành lấy thêm mẫu để xác định nguồn gây ô nhiễm Các bước tiến hành sau: Bước 1: Lấy mẫu cách điểm thu mẫu cũ phía thượng nguồn khoảng mi (1,6 km) Bước 2: Nếu kết phân tích cho thấy mức ô nhiễm xếp mức xấu, lặp lại bước Nếu mức ô nhiễm xếp mức (trung bình - tốt) ta chuyển sang bước Bước 3: Lấy mẫu phía hạ nguồn điểm vừa lấy mẫu (với khoảng cách nhặt hơn) đến phát điểm bắt đầu suy giảm chất lượng nguồn nước Nguồn gây ô nhiễm gần với điểm này, tiến hành khảo sát lại nguồn thải khu vực để xác định nguyên nhân Các nhóm macroinvertebrates dùng để thị mức nhiễm mơi trường: + Nhóm nhạy cảm với nhiễm (sẽ biến hay suy giảm số lượng nghiêm trọng nguồn nước bị nhiễm) + Nhóm trung gian (xuất khu vực bắt đầu bị ô nhiễm) + Nhóm chịu nhiễm (hiện diện khu vực ô nhiễm) Lưu ý qui trình dành cho nghiên cứu khơng chun sâu, cung cấp thơng tin tương đối xác Việc áp dụng qui trình đạt kết sau: Đánh giá nhanh, chỗ chất lượng nguồn nước Từ đó, tiến hành thêm nghiên cứu thượng nguồn để xác định vấn đề gây ô nhiễm Dụng cụ chi phí q trình nghiên cứu thấp tổ chức nghiên cứu phi lợi nhuận tự trang trải Những người nghiên cứu không chuyên lấy mẫu phân tích cách có hiệu ... cần có biện pháp đánh giá xác định ô nhiễm nước Các phương pháp xác định nhiễm nước Các phương pháp hóa lý a Xác định màu sắc nước Khái niệm Cách Đất đai xác Và định CN đồng cỏ TB Nước tự nhiên... cứng vĩnh cửu Cách xác định: - Xác định độ cứng phương pháp chuẩn độ Complexon - Xác định độ cứng phương pháp Tính tốn theo hàm lượng Ca, Mg phương pháp xác định ô nhiễm nước m Xác định BOD Khái... meter) Cách xác? ?ịnh phương pháp xác định ô nhiễm nước g Xác định DO Khái niệm Cách xác định DO lượng oxy hòa tan nước cần thiết cho hô hấp thủy sinh DO sử dụng thông số để đánh giá mức độ ô nhiễm