2.3.1. Phơng pháp thu thập tài liệu
Đây là phơng pháp thu thập những số liệu, dữ liệu có sẵn liên quan đến nội dung đề tài. Để hoàn thành khóa luận này chúng tôi đã sử dụng nguồn tài liệu sẵn có nh sau:
• Từ các Giáo trình giảng dạy của các trờng Đại học.
• Từ các báo cáo chuyên đề của Tỉnh Nghệ An.
2.3.2. Phơng pháp thu mẫu
Việc lấy mẫu, bảo quản và phân tích mẫu nớc thực hiện theo các quy định, tiêu chuẩn hiện hành, hiện tại áp dụng các tiêu chuẩn sau:
+ Tiêu chuẩn TCVN 5992-1995 (ISO 5667-2: 1991): Chất lợng nớc_ lấy mẫu. Hớng dẫn kỹ thuật lấy mẫu.
+ Tiêu chuẩn TCVN 5993-1995 (ISO 5667-3: 1985): Chất lợng nớc_lấy mẫu. Hớng dẫn bảo quản và xử lý mẫu.
2.3.3. Các phơng pháp phân tích chỉ tiêu hóa, lý
Các chỉ tiêu chúng tôi tiến hành phân tích tại phòng thí nghiệm của tổ Hóa Sinh - Khoa Sinh Học- Đại học Vinh với sự hớng dẫn, giúp đỡ nhiệt tình của giáo viên hớng dẫn, các kỹ thuật viên phòng thí nghiệm.
Các chỉ tiêu và phơng pháp phân tích đợc trình bày trong bảng sau:
Bảng 2.1: Phơng pháp phân tích các chỉ tiêu
STT Các chỉ tiêu
phân tích Đơn vị Phơng pháp phân tích
1 Màu nớc - Cảm quan
2 Mùi nớc - Cảm quan
3 Nhiệt độ - Máy đo nhiệt độ
4 pH - Máy đo pH
5 TSS mg/l PP trọng lợng
6 DO mg/l PP Winkler
7 BOD5 mg/l Hiệu số DO
8 COD mg/l PP Permanganat iot thiosunphat 9 NH4+ mg/l PP so màu với Nessler 10 PO43- mg/l PP so màu với Molybdate+Sncl2
2.3.4. Phơng pháp xử lý số liệu
Phơng pháp tính tổng, tính giá trị trung bình.
CHƯƠNG 3
KếT QUả NGHIÊN CứU Và THảO LUậN 3.1. Hiện trạng ô nhiễm nớc Kênh thải số 3
3.1.1. Một số chỉ tiêu thủy lý của Kênh
* Màu sắc: của nớc trong Kênh do các chất hữu cơ trong xác động, thực vật phân rã, các chất rắn, chất lơ lửng quyết định. Qua khảo sát nớc của kênh có màu nâu, một số vị trí còn là nơi tập kết cả rác thải nên nớc trở nên đen đậm, hai bên cây cối um tùm. Có những vị trí do lợng bùn đáy quá lớn, chất thải ứ đọng nên dòng chảy chậm, nớc ở những vùng này có màu xám.
* Mùi nớc: thông thờng nớc tự nhiên không có mùi, nhng do nớc thải của Kênh bị ứ đọng, lại thêm chất thải đổ vào nên các mẫu nớc ở đây thờng có mùi hôi, thối. Nhiều nơi nớc thải từ khu chăn nuôi của các hộ gia đình xả thải trực tiếp ra Kênh nên nớc có mùi thối nồng nặc. Vào những khoảng thời gian từ 17h chiều đến 22h đêm, lúc này do nhu cầu sinh hoạt của ngời dân lợng nớc xả thải ra lớn đi qua những cống rãnh xả thải từ hộ gia đình vào kênh mùi nồng bốc lên rất khó chịu.
* Nhiệt độ: của nớc trong Kênh phụ thuộc vào nhiệt độ không khí và nhiệt của các nguồn thải mà nó tiếp nhận. Nớc thải mà kênh tiếp nhận chủ yếu là nớc thải sinh hoạt, thêm vào đó thời gian thực hiện đề tài vào mùa đông và mùa xuân nên nhiệt độ nớc trong kênh tơng đối thấp. Nhiệt độ nớc đo đợc dao động từ 19 - 23,5oC.
Qua khảo sát, nhận định cảm quan về màu và mùi cho thấy nớc thải Kênh đã bị ô nhiễm hữu cơ. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
3.1.2. Một số chỉ tiêu thủy hóa của Kênh số 3
Tiêu chuẩn áp dụng đánh giá mức độ ô nhiễm: QCVN 08: 2008-Bộ TNMT - Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia về chất lợng nớc mặt.
Các chỉ tiêu đợc chúng tôi tiến hành thu mẫu và phân tích 3 đợt: Đợt 1 tháng 10 năm 2009. Đợt 2 tháng 12 năm 2009 và đợt 3 tháng 03 năm 2010
Bảng 3.1: Kết quả phân tích các chỉ tiêu
Các chỉ tiêu
Đơn vị
Địa điểm nghiên cứu QCVN 08: 2008
Đ1 Đ2 Đ3 Đ4 A1 A2 B1 B2 Nhiệt - 21,5 20 21 20 kqđ kqđ kqd kqđ pH - 7,0 7,5 6,9 7,5 6-8,5 6-8,5 5,5-9 5,5-9 TSS mg/l 70 100 90 85 20 30 50 100 DO mg/l 3,84 2,34 2,00 3,51 ≥ 6 ≥ 5 ≥ 4 ≥ 2 BOD5 mg/l 53 93 79 61 4 6 15 25 COD mg/l 87 127 110 98 10 15 30 50 NH4+ mg/l 5,64 8,22 9,30 6,32 0,1 0,2 0,5 1,0 PO43- mg/l 1,86 2,00 2,32 1,94 0,1 0,2 0,3 0,5
Ghi chú: Kqđ: Không quy định.
A1: Sử dụng tốt cho mục đích cấp nớc sinh hoạt và các mục đích khác nh A2, B1, B2.
A2: Dùng cho mục đích cấp nớc sinh hoạt nhng phải áp dụng công nghệ xử lý phù hợp; bảo tồn động thực vật thực vật thủy sinh hoặc các mục đích sử dụng nh loại B1, B2.
B1: Dùng cho mục đích tới tiêu thủy lợi hoặc các mục đích sử dụng khác có yêu cầu chất lợng nớc tơng tự hoặc các mục đích sử dụng nh loại B2.
B2: Giao thông thủy lợi và các mục đích sử dụng khác với yêu cầu nớc chất lợng thấp.
Hình 3.1: Hàm lợng DO và TSS nớc thải của Kênh số 3
Hình 3.2: Hàm lợng BOD5 và COD nớc thải của Kênh số 3
Hình 3.3: Hàm lợng NH4+ và PO43- nớc thải của Kênh số 3
Nhận xét:
Từ bảng 3.1 và các hình 3.1, hình 3.2, hình 3.3 cho thấy:
Tại vị trí Đ2 là địa điểm có bãi rửa xe trên đờng Trà lân, trớc cổng số nhà 13 khối 13 phờng Trờng Thi, hàm lợng TSS tại đây cao nhất vợt 2 lần QCVN cột B1. Nguyên nhân có thể là do các trong quá trình rửa xe bùn, bụi đợc rửa
trôi cùng nớc rửa và thải vào kênh. Cũng tại vị trí này, COD đạt 127 mg/l vợt 4,23 lần cột B1 QCVN 08: 2008
Tại vị trí lấy mẫu cách nhà văn hóa khối 7 phờng Bến Thủy 50 m, một số hộ gia đình chăn nuôi lợn xả thải chất thải từ khu vực chăn nuôi trực tiếp vào kênh gây ô nhiễm nghiêm trọng. Các chỉ tiêu NH4+, PO43- đều rất cao. Cụ thể NH4+ 9,30 mg/l vợt 18,6 lần, PO43 2,32 mg/l vợt 7,83 lần cột B1 QCVN. Tại các vị trí thu mẫu khác cũng rất cao, nh điểm Đ2 hàm lợng NH4+ là 8,22 mg/l, PO43-: 2,00 mg/l, điểm Đ4 có NH4+: 6,32 mg/l, PO43-: 1,94 mg/l đều vợt gấp nhiều lần QCVN cột B1.
Giá trị DO tại các vị trí đều thấp, thấp nhất là tại vị trí Đ3 với 2,00 mg/l và cao nhất là Đ1 với 3,84 mg/l. Hàm lợng COD, BOD5 đều cao gấp nhiều lần QCVN cột B1. Cao nhất là ở vị trí Đ2 với COD: 127 mg/l, BOD5: 93 mg/l và thấp nhất là điểm Đ1 COD: 87 mg/l, BOD5: 53 mg/l.
3.1.3. Tổng lu lợng trung bình nớc thải của Kênh số 3
Lu lợng nớc thải của Kênh đợc xác định sơ bộ nh sau. Chúng tôi xác định chiều rộng (d), chiều cao (h) mực nớc trong Kênh thải, rồi xác định thời gian (t) của vật nổi là mẩu giấy thả trên kênh thải chảy qua chiều dài (l) 1 m tại bốn vị trí:
- Đ1: Sau nhà máy Bia-Sài Gòn Nghệ An
- Đ2: Trớc cổng SN 13- khối 13- P. Trờng Thi (sau bãi rửa xe đờng Trà Lân).
- Đ3: Cách nhà văn hóa Khối 7, P. Bến Thủy khoảng 50 m. - Đ4: Cuối Kênh thải.
Sau đó xác định vận tốc bề mặt trung bình của vật nổi Wbm = l/ t (m/s) Khi đó: Vận tốc trung bình của dòng Wtb = 0,8 x Wbm (m/s)
(0,8 là hệ số thực nghiệm). [7] Lu lợng nớc thải của Kênh: Q = A x Wtb (m3/s) [7] (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
= A x Wtb x 86400 (m3/ng.đ) Với A (m2) : tiết diện của dòng chảy.
Kết quả thu đợc nh sau:
Bảng 3.2: Kết quả xác định lu lợng nớc thải Kênh số 3
Địa điểm Dài(m) Rộng(m) Cao(m) Thời gian(s) Wbm
(m/s) (mA2) Đ1 1 1,0 0,15 6 0,1667 0,15 Đ2 1 2,5 0,03 112 0,0089 0,075 Đ3 1 2,5 0,05 60,08 0,0166 0,125 Đ4 1 2,0 0,25 7 0,1429 0,5 Trung bình 0,0838 0,2125
Lu lợng nớc trung bình trong ngày đêm của Kênh thải số 3: Q = Wbm x 0,8 x A x 86400
= 0,0838 x 0,8 x 0,2125 x 86400 = 1.230 (m3/ ngày.đêm) Nh vậy, lợng nớc thải trung bình của Kênh tơng đối thấp.
3.1.4. Nhận định về mức độ ô nhiễm của Kênh
- Độ pH: là thớc đo nồng độ iôn hyđro trong nớc, là chỉ tiêu cho biết quá trình sinh học, hoá học đang diễn ra trong thuỷ vực. pH quyết định tính ổn định của nớc nh tính ăn mòn, khả năng gây đóng cặn... Qua kết quả phân tích ở bảng 3.1, ta thấy trị số pH của các điểm thu mẫu nhìn chung trung tính, dao động từ 6,9 - 7,5.
- Chất rắn lơ lửng TSS (Total Suspended Solids): là thành phần vật lý đặc trng quan trọng nhất của nớc thải. Bao gồm các chất rắn nổi, lơ lửng, keo và tan. Qua kết quả phân tích thu đợc cho thấy, hàm lợng chất rắn lơ lửng dao động từ 70 - 100 mg/l, trung bình là 86,25 mg/l, vợt QCVN 08: 2008 (cột B1) 1,725 lần.
- Một trong những chỉ tiêu quan trọng nhất của nớc là hàm lợng oxy hòa tan DO (Dissolved oxygen), vì oxy không thể thiếu đợc đối với tất cả các sinh vật sống trên cạn cũng nh dới nớc. Oxy duy trì quá trình trao đổi chất, sinh ra năng lợng cho sự sinh trởng, sinh sản và tái sản xuất. Là thông số rất quan trọng đánh giá mức độ ô nhiễm của nguồn nớc, đặc biệt là ô nhiễm hữu cơ. Tại các
điểm nghiên cứu, hàm lợng oxy hòa tan đều rất thấp (< 4 mg/l) cho thấy quá trình oxy hóa trong Kênh diễn ra mạnh.
- Nhu cầu oxy hóa học COD (Chemical oxygen demand): COD là lợng oxi cần thiết cho quá trình oxi hóa toàn bộ các chất hữu cơ có trong mẫu nớc thành CO2 và H2O. Hàm lợng COD đợc sử dụng rộng rãi để biểu thị hàm lợng chất hữu cơ trong nớc thải và mức độ ô nhiễm nớc tự nhiên. Hàm lợng COD trong Kênh đợc khảo sát dao động từ 87 - 127 mg/l, trung bình 105,5 mg/l cao gấp 3,5 lần so với tiêu chuẩn nớc mặt B1.
- Chỉ số BOD5 (nhu cầu oxy sinh hóa- Biochemical oxygen Demand) là l- ợng oxy cần thiết để oxy hóa các chất hữu cơ có trong nớc bởi vi sinh vật hoại sinh, hiếu khí. Quá trình diễn ra nh sau:
Chất hữu cơ + O2 → CO2 + H2O
Quá trình này đòi hỏi thời gian dài do phải phụ thuộc vào bản chất các chất hữu cơ, các chủng loại vi sinh vật, nhiệt độ nguồn nớc cũng nh một số chất có tính độc có trong nớc. Bình thờng 70% nhu cầu oxi đợc sử dụng trong 5 ngày đầu, 20% trong 5 ngày tiếp theo và 99 % ở ngày thứ 20 và 100 % ở ngày thứ 21 [7]. Hàm lợng BOD5 trong 5 ngày ở 20oC của Kênh thải số 3 dao động từ 53-93 mg/l, trung bình là 71,5 mg/l vợt 4,8 lần Cột B1 QCVN 08: 2008. ở đây, tỷ lệ BOD: COD > 1/2 do nớc trong Kênh thải này chủ yếu là nớc thải sinh hoạt nên thành phần chứa nhiều các hợp chất dễ phân hủy sinh học hơn nên chỉ số BOD5
tơng đối cao. Vì thế có thể khẳng định nớc thải trong kênh đã bị ô nhiễm hữu cơ.
- Hàm lợng Nitơ và Photpho đều rất cao, vợt tiêu chuẩn cho phép nớc mặt loại B, cho thấy nguy cơ gây phú dỡng cho thủy vực tiếp nhận nớc thải. Cụ thể NH4+ dao động từ 5,64 đến 9,30 mg/l trung bình 7,37 mg/l vợt cột B1 QCVN 08: 2008 đến 14,74 lần; PO33- dao động từ 1,86 -2,32 mg/l.
Nh vậy, có thể khẳng định nớc thải Kênh số 3 đã bị ô nhiễm. Nhìn chung chất lợng nớc trong Kênh đang bị suy giảm với hàm lợng oxy hòa tan DO thấp, các chỉ tiêu BOD5, COD, NH4+, PO43- đều cao hơn tiêu chuẩn nớc mặt giới hạn B1.
3.2. ảnh hởng Kênh thải số 3 đến môi trờng và dân c xung quanh
Nớc bị ô nhiễm ảnh hởng rất lớn đến môi trờng, hệ sinh thái và có thể ảnh hởng trực tiếp hay gián tiếp đến con ngời.
Nớc thải trong Kênh số 3 với hàm lợng Nitơ và photpho tơng đối cao làm tăng thêm chất dinh dỡng, kích thích sự phát triển của tảo, tăng quá trình quang hợp làm giảm oxy hòa tan và suy giảm chất lợng nớc. Gây nguy hại cho vùng thủy vực sông Lam nơi tiếp nhận nớc của Kênh thải số 3, làm ảnh hởng chất l- ợng nớc và hệ sinh vật nơi đây. Qua chuỗi thức ăn tích lũy vào cơ thể ngời, ảnh hởng sức khỏe. Ngoài ra, nớc thải của Kênh bị ô nhiễm còn ảnh hởng tới môi tr- ờng đất, do các chất bẩn tích tụ, lắng đọng ngấm vào đất lâu dần còn gây suy thoái nguồn nớc ngầm. Khi ngời dân khai thác sử dụng nguồn nớc ngầm bị ô nhiễm gây ngứa, viêm da, viêm mắt, các bệnh tiêu chảy, đờng tiêu hóa.
Kênh thải số 3 vẫn cha có nắp đậy nên một số vị trí còn là nơi chứa đựng rác thải do một số hộ gia đình thải ra gây ảnh hởng mĩ quan cho cảnh quan đô thị thành phố. Trong Kênh xảy ra các quá trình phân hủy của các hợp chất trong nớc cũng nh rác thải tạo ra các khí gây mùi khó chịu, ảnh hởng chất lợng môi trờng không khí nơi đây. Bên cạnh đó một số hộ còn xả thải trực tiếp nớc thải từ khu vực chăn nuôi vào kênh gây mùi nồng nặc rất khó chịu.
Hiện tại Kênh thải số 3 vẫn cha gây ảnh hởng gì nghiêm trọng lớn đến sức khỏe ngời dân, môi trờng và hệ sinh thái xung quanh. Những ảnh hởng mà nó gây ra chủ yếu là những khó chịu về mùi. Theo những hộ dân xung quanh dọc theo tuyến kênh này thì vào những ngày nóng bức mùi hôi thối bốc lên từ kênh thải nồng nặc, nhiều nhà phải đóng cửa che rèm mà tình hình vẫn không đợc cải thiện.
Nh vậy, nhìn chung chất lợng nớc thải trong Kênh đang bị ô nhiễm. Mặc dù cha đến mức nghiêm trọng nhng chất lợng nớc ngày một xấu đi và một khi nhịp độ phát triển kinh tế - xã hội của 2 phờng Trờng Thi và Bến Thủy ngày một tăng thì vấn đề nớc thải của Kênh sẽ ảnh hởng rất lớn đến cảnh quan môi
trờng đô thị, ảnh hởng sinh hoạt ngời dân và gây hậu quả nghiêm trọng cho hệ sinh thái vùng sông Lam nếu không đợc xử lý kịp thời.
3.3. Biện pháp xử lý
Đối với nớc thải Kênh số 3 mức độ ô nhiễm cha cao, lu lợng trung bình lại thấp (1.230 m3/ng.đ). Vì vậy nếu áp dụng các phơng pháp hóa học để xử lý sẽ rất tốn kém, khó vận hành mà lại không thiết thực.
Trớc hiện trạng đó và qua khảo sát, nhận thấy khu vực cuối kênh thải này là vùng ít dân c, đất rộng lớn tiếp giáp sông Lam nên đề tài xin giới thiệu một số giải pháp xử lý phù hợp nhất với mức độ ô nhiễm của nớc thải Kênh, điều kiện kinh tế và điều kiện tự nhiên của vùng.
3.3.1. Giải pháp 1: Xử lý trong hệ đất ngập nớc kiến tạo (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Theo định nghĩa về Wetland (đất ngập nớc) ghi tại điều 1 của Công ớc RAMSAR: "Đất ngập nớc bao gồm: những vùng đầm lầy, đầm lầy than bùn, những vực nớc bất kể là tự nhiên hay nhân tạo, những vùng ngập nớc tạm thời hay thờng xuyên, những vực nớc đứng hay chảy, là nớc ngọt, nớc lợ hay nớc mặn, kể cả những vực nớc biển có độ sâu không quá 6 m khi triều thấp" [6].
Ngoài các hệ thống đất ngập nớc tự nhiên, trong công nghệ xử lý nớc bằng đất ngập nớc còn có hệ thống đất ngập nớc nhân tạo, hệ thống này có thể đợc phân thành ba nhóm chính theo mô hình dòng chảy, đó là:
• Các hệ thống chảy trên bề mặt (Free water surface - FWS).
• Các hệ thống dòng chảy ngang dới mặt đất (Horizontal subsurface flow - HSF).