ô nhiƠm môi tr−ờng
ị ô nhiƠm môi tr−ờng n−ớc
1. Định nghĩa và nguyờn nhõn
ễ nhiễm n−ớc là sự cú mặt của một chất ngoại lai trong mụi tr−ờng n−ớc tự nhiên dù chất đú cú hại hay khụng. Khi vợt quỏ một ng−ỡng nào đú thỡ chất đú sẽ trở nờn độc hại đối với con ng−ời và sinh vật.
Hiến chơng chõu Âu định nghĩa :
ễ nhiễm n−ớc là một biến đổi núi chung do con ng−ời gõy ra đối với chất l−ỵng n−ớc, làm ụ nhiễm nớc và gõy nguy hại đối với việc sử dụng của con ng−ời, cho công nghiƯp, nông nghiƯp, nuôi cỏ, nghỉ ngơi, giải trớ, cũng nh đối với cỏc động vật nuụi, cỏc loài hoang dạ..
Việc thải cỏc chất thải hoặc nớc thải sẽ gõy ụ nhiễm vật lý, húa học, hữu cơ, nhiệt, phúng xạ. Việc thải đú phải khụng gõy nguy hiểm đối với sức khỏe cộng đồng và phải tớnh đến khả năng đồng húa cỏc chất thải đú của nớc (khả năng pha loÃng, tự làm sạch...). Những hoạt động kinh tế, xà hội của cỏc cộng đồng, những biƯn pháp xư lý n−ớc đúng vai trũ rất quan trọng trong vấn đề nà
ễ nhiễm nguồn n−ớc có thể cú nguồn gốc tự nhiờn hay nhõn tạ
− Ô nhiễm nguồn n−ớc cú nguồn gốc tự nhiờn là do m−a : N−ớc m−a rơi xuống
mặt đất, mỏi nhà, đờng phố, đụ thị, khu cụng nghiệp... kộo theo cỏc chất bẩn xuống sụng hồ ; hoặc cỏc sản phẩm hoạt động sống của sinh vật, vi sinh vật kể cả xỏc chết của chúng tan vào n−ớc. ễ nhiễm này cũn đ−ỵc gọi là ụ nhiễm khụng xỏc định nguồn gốc. Cỏc hoạt động nỳi lửa, bÃo, lụt cú thể là nghiờm trọng nh−ng không th−ờng xuyờn và khụng phải là nguyờn nhõn chớnh gõy ra sự suy thoỏi chất l−ỵng n−ớc toàn cầụ
ễ nhiễm nhõn tạo : chủ yếu do xả nớc thải từ cỏc vùng dân c−, khu công
nghiệp, hoạt động giao thụng vận tải, thuốc trừ sõu, diệt cỏ, phõn bún trong nụng nghiệp.
Cỏc dạng gõy ơ nhiƠm theo thời gian có thĨ diƠn ra hc th−ờng xuyờn hoặc tức thời do sự cố rủi rọ
Bảng 17 : Tải l−ợng tỏc nhõn ụ nhiễm do con ng−ời đ−a vào mụi trờng
STT Tỏc nhõn ụ nhiễm Tải l−ỵng (g/ng−ời/ngày)
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 20 5
BOD (nhu cầu ụxy sinh học) COD (nhu cầu ụxy hoỏ học) Tỉng chất sắt
Chất rắn lơ lửng
Rỏc vụ cơ (kớch thớc > 0,2mm) Dầu mỡ
KiỊm (theo CaCO3) Cl (Cl−
)
Tỉng Nitơ (theo N) Nitơ hữu cơ Amoni tự do Nitrit (NO )2− Nitrat (NO )3− Tổng P P vụ cơ P hữu cơ Kali (theo K2O)
Vi khuẩn (trong 100ml n−ớc thải) Coliform Fecal streptococus Salmonella typhosa Đơn bào Trứng giun sán Siêu vi khẩn (virus) 45−54 1,6 − 1,9 ì BOD520 170 − 220 70 − 145 5 − 15 10 − 30 20 − 30 4 − 8 6 − 12 0,4 tổng N 0,6 tổng N − − 0,8 − 4 0,7 tổng P 0,3 tổng P 2,0 − 6,0 109− 1010 106− 109 105− 106 10 − 104 Đến 103 Đến 103 102 − 104
Đặc điểm cơ bản của nớc thải sinh hoạt là trong đú cú hàm lợng cao cỏc chất hữu cơ khụng bền vững, dễ bị phân hđy sinh học (carbonhydrat, protein, mỡ), chất dinh d−ỡng (phụtpho, nitơ) và chất rắn, cỏc siờu vi khuẩn.
Khi n−ớc thải sinh hoạt cha đợc xử lý đ−a vào kờnh, rạch, sụng, hồ, biển sẽ gõy ụ nhiễm nguồn n−ớc với các biĨu hiƯn chính là :
− Gia tăng hàm lợng chất rắn lơ lửng, độ đục, mà
Gia tăng hàm l−ỵng chất hữu cơ, làm giảm ụxy hũa tan trong n−ớc, cú thể gõy
chết tụm, cá...
− Gia tăng hàm lợng cỏc chất dinh d−ỡng dẫn tới sự phú d−ỡng hóa, gây hiƯn
t−ỵng “n−ớc nở hoa” ảnh h−ởng tới phỏt triển thuỷ sản, nớc sinh hoạt và cảnh quan môi tr−ờng.
− Gia tăng vi khuẩn, đặc biệt vi khuẩn tả, lỵ, th−ơng hàn ảnh hởng đến sức
khỏe con ng−ờị
− Tạo điều kiện phõn hủy chất hữu cơ do vi sinh vật, gõy mựi thối khú chị
Bảng 18 : Các tỏc nhõn ụ nhiễm điển hỡnh trong nớc thải cỏc ngành cụng nghiệp
Cơng nghiƯp (1) Chất ơ nhiƠm chính (2) Chất ô nhiƠm phơ (3)
* Chế biến sữa BOD, pH, SS (chất rắn lơ lửng) Màu, tổng P, N, TOC, T0
*Chế biến đồ hộp, rau quả đụng lạnh
BOD, COD, pH, SS, TDS Màu, tỉng P, N, TOC, T0
* Chế biến bia r−ỵu BOD, pH, SS, N, P, chất rắn có thĨ lắng TDS, màu, độ đục, bọt nỉi * Chế biến thịt BOD, ph, SS, chất rắn cú thể lắng, dầu mỡ, độ đục 4 NH+, TDS, màu, P (1) (2) (3)
* Xay bột BOD, SS, To COD, pH, TOC, TDS * Luyện thép Dầu mỡ, pH, NH4+, CN− , phenol, SS, Fe, Sn, Cr, Zn, To Clo, SO24−, To * Cơ khớ COD, dầu mỡ, SS, CN− , Cr, Zn, Cu, Cd
* Thuộc da BOD5, COD, SS, màu, kim loại nỈng, NH4+, dầu mỡ, phenol, sulfua
N, P, TDS, tổng coliform
* Xi măng COD, pH, SS Cromat, P, Zn, sulfua, TDS * Sản xuất kính COD, pH, SS BOD, cromat, Zn, Cu, Cr,
Fe, Sn, NO3− TDS * Sản xuất phõn hoỏ học − Phõn đạm NH4+, TDS, NO3− , SO42− , urê pH, PO43− , SO42− , Zn, hợp chất hữu cơ
− Phân lân TDS, F, pH, P, SS Al, Fe, Hg, N, SO24−, Uranium * Hóa chất hữu
cơ
DOB, COD, pH, TSS, TDS, dầu nỉi
Độ đục, Clo hữu cơ, P, kim loại nặng, Phenol, To * Hóa chất vụ cơ Độ acid, độ kiềm, tổng chất rắn,
SS, TDS, Cl , SO− 24−,pH
BOD5, COD, TOC, pheno F, Silicat, CN−
, kim loại nặng, To
* Hóa dầu NH4+, BOD, Cr, COD, dầu, pH, phenol, SS, TDS, sulfua, To
Cl, CN−
, Pb, N, P, TOC, Zn, độ đơc.
* NhiƯt điƯn BOD, Cl2, dầu, pH, SS, To Cu, Fe, TDS, Zn
Bảng 19 : Thành phần n−ớc thải của một số ngành cụng nghiệp
Ngành cụng nghiệp Chất ô nhiƠm trong n−ớc thải Nồng độ (mg/l)
* Chế biến sữa * Lò mỉ − Mổ heo − Hỗn hợp * Thuộc da Tỉng chất rắn Chất rắn lơ lửng (SS) Nitơ hữu cơ
Natri (Na) Canxi (Ca) Kali (K) Phospho (P) BOD5 − Chất rắn lơ lửng (SS)
Nitơ hữu cơ BOD5
− Chất rắn lơ lửng (SS)
Nitơ hữu cơ BOD5
− Chất rắn lơ lửng (SS)
Nitơ hữu cơ BOD5 − Tỉng chất rắn tan BOD5 NaCl Tỉng độ cứng Sulfua Protein Crom 4.516 560 73,2 807 112 116 59 1890 820 154 996 717 154 1054 929 324 2240 6000−8000 9000 3000 1600 120 1000 30−70
Theo cỏc tỏc nhõn gõy ụ nhiễm để phõn biệt : ụ nhiễm vụ cơ, ụ nhiễm hữu cơ, ụ nhiễm húa chất, ụ nhiễm vi sinh vật, cơ học hay vật lý, ụ nhiễm phúng xạ.
Theo vị trớ khụng gian để phõn biệt : ô nhiƠm sông, ô nhiƠm hồ, ô nhiƠm biĨn, ô nhiễm n−ớc ngầm...
2. Quản lý và chống ụ nhiƠm các vực n−ớc
Cấp n−ớc tập trung cùng hƯ thống thoát nớc đụ thị, khu cụng nghiệp là một trong cỏc điều kiện cơ bản của vệ sinh mụi tr−ờng. Từ đõy nảy sinh yờu cầu phải bảo vƯ đợc cỏc nguồn n−ớc không bị ụ nhiễm bởi nớc thải sinh hoạt và cụng nghiệp.
Nguy cơ ụ nhiễm môi tr−ờng n−ớc đang diễn ra trờn quy mụ toàn cầ Ngay từ năm 1963, Tổ chức Y tế Thế giới đà nhấn mạnh : đặc điểm của ụ nhiễm do húa chất, thậm chí với hàm l−ỵng rất nhỏ là tỏc động chậm khụng nhận thấy ngay nh−ng lại mang tính mãn tính, phổ biến rộng khắp, cho nờn nhiệm vụ quan trọng là phải cú biện phỏp phũng ngừa. ở nhiều n−ớc, kể cả cỏc n−ớc công nghiƯp phát triĨn cịng ch−a khắc phơc đ−ợc cỏc nguy cơ mắc bệnh truyền nhiễm do vi khuẩn đ−ờng ruột có đ−ờng trun bƯnh chđ u bằng n−ớc.
N−ớc Anh là nớc đầu tiờn đề cập đến vấn đề quản lý và chống ụ nhiễm cỏc vực n−ớc. HiƯn nay, hầu nh− tất cả cỏc nớc phỏt triển đều coi cụng tỏc quản lý tốt cỏc vực n−ớc và chống ụ nhiễm nớc là cần thiết. Cỏc luật về vệ sinh mụi tr−ờng chống ô nhiƠm cho các vực n−ớc đã ra đời ở quy mụ quốc gia, vựng và toàn thế giớ
Căn cứ vào chất l−ỵng n−ớc ngn cđa các vực n−ớc tự nhiên mà ta xỏc định cỏc tiờu chuẩn cho phộp thải nớc thải vào cỏc nguồn n−ớc nà Nhỡn chung, hiện nay đà xõy dựng loại tiờu chuẩn liờn quan đến môi tr−ờng n−ớc nh− sau :
− Tiêu chuẩn chất l−ỵng n−ớc nguồn dựng cho cỏc mục đớch nh− : cấp n−ớc cho
dân c− ở đụ thị, nụng thụn ; cho từng lĩnh vực hoạt động sản xuất nụng nghiệp, cụng nghiệp ; nguồn nớc dựng để vui chơi, giải trớ, thể thao, nuụi trồng thủy sản...
− Tiêu chuẩn chất l−ỵng n−ớc cấp trực tiếp (sau khi xư lý n−ớc nguồn) cho từng
đối t−ợng trờn. Vớ dụ : cấp nớc cho ăn uống, sinh hoạt, cụng nghiệp thực phẩm ; cấp n−ớc cho công nghiƯp dƯt : tẩy, nhuộm...
− Tiêu chuẩn chất l−ỵng n−ớc cđa dòng n−ớc thải cho phộp xả vào cỏc l−u vực
n−ớc tự nhiờn (sụng, hồ, biển).
Nguyờn tắc quản lý chống ô nhiễm n−ớc là “kẻ gõy ụ nhiễm, kẻ ấy phải xư lý (thanh toỏn chi phớ do ụ nhiễm). Cỏc luật lệ đều phải thể hiện đợc nguyờn tắc nà
3. Cỏc loại tiờu chuẩn và chỉ tiờu đỏnh giỏ chất l−ỵng n−ớc hay mức độ ụ nhiễm nớc
Khi nói về chất l−ỵng nớc dựng vào cỏc mục đích khác nhau, ta th−ờng dùng thuật ngữ chỉ tiờu chất l−ỵng n−ớc”.
Khi nói về n−ớc thải hay ụ nhiễm n−ớc thì dựng thuật ngữ mức độ ụ nhiễm n−ớc.
Để xỏc định chất l−ợng hay mức độ ụ nhiễm n−ớc phải sư dơng các tham số chất l−ợng mụi trờng n−ớc, bao gồm :
− Các tham số vật lý : nhiệt độ, màu, mựi, vị, độ dẫn điƯn, độ phóng xạ...
− Các tham số hóa học : độ pH, lợng chất lơ lửng, cỏc chỉ số BOD, COD, DO, dầu
mỡ, clorua, sulfat, kim loại nặng, amụn, nitrit, nitrat, phụtphat, cỏc nguyờn tố vi l−ợng, thuốc trừ sõu, chất tẩy rửa và nhiều chất độc khác.
− Các tham số sinh học : Coliform, Streptococcus, tổng số vi khuẩn hiếu khớ, kỵ
khí...
ĐĨ đỏnh giỏ mức độ ụ nhiễm mụi tr−ờng n−ớc, các thụng số hay chỉ tiờu trờn đ−ỵc sư dơng phỉ biến là :
− Chất lơ lưng (SS)
− Nhu cầu ụxy sinh học (BOD) − Nhu cầu ụxy húa học (COD).
Chất lơ lửng là chất khụng tan trong n−ớc và đợc xỏc định bằng cỏch lọc một mẫu n−ớc qua giấy lọc tiêu chuẩn. Cặn thu đợc trờn giấy lọc sau khi sấy ở 105oC cho đến khi khối l−ợng khụng đổi thỡ đem cõn xỏc định khối l−ỵng − đó đ−ợc gọi là l−ợng chất lơ lửng trong mẫu n−ớc phân tích.
Nhu cầu ụxy sinh học − BOD là l−ợng ụxy cần thiết để ụxy húa sinh hóa (bởi các vi sinh vật hiếu khớ) cỏc chất bẩn hữu cơ trong n−ớc trong một khoảng thời gian xỏc định. Nú đặc tr−ng cho lợng chất hữu cơ dễ bị phõn hủy bởi cỏc vi sinh vật hiếu khí. Thơng th−ờng đối với n−ớc thải sinh hoạt, để phõn hủy hết cỏc chất bẩn hữu cơ, đũi
hỏi thời gian 20 ngày − BOD20 hay BOD toàn phần. Thực tế, chỉ xỏc định BOD5
t−ơng ứng với 5 ngày đầu mà thụ
Nhu cầu ụxy húa học − COD là l−ợng ụxy cần thiết để ụxy húa cỏc chất bẩn vụ cơ có trong n−ớc. Đại lợng này đặc tr−ng cho tất cả cỏc chất bẩn vụ cơ cú trong n−ớc.
Trờn cơ sở chất l−ỵng n−ớc cđa các l−u vực n−ớc tự nhiờn, đỏp ứng yờu cầu cần thiết phỏt triển kinh tế − xà hội, tiờu chuẩn gõy hại cho sức kh con ng−ời cđa các sinh vật sống trong nớc mà cỏc quốc gia đ−a ra bảng tiờu chuẩn chất l−ỵng n−ớc cđa qc gia mình.
Bảng 20 : Túm tắc cỏc phơng phỏp xử lý n−ớc thải
Chất bẩn Các ph−ơng phỏp xử lý
Dầu hoặc mỡ Kim loại nặng
Thu dầu mỡ, thu vớt bọt Kết tđa hc trao đỉi ion
Sulfua
Chất hữu cơ dễ phõn hủy sinh hoỏ (BOD)
Chất hữu cơ bền vững (COD) Nitơ
Phôtpho
Chất hữu cơ hũa tan
Kết tđa hc sơc khí
Ph−ơng phỏp sinh học hiếu khớ (bựn hoạt hóa, lọc sinh học...)
Ph−ơng phỏp sinh học kỵ khớ (bể mờtan...) bơm xuống lũng đất.
Hấp phơ bằng than, bơm xuống lũng đất. Hồ sục khí nitrat hóa, khư nitrat trao đỉi ion. Kết tủa bằng vụi, bằng muối sắt, nhụm... Trao đổi ion, bỏn thấm, điện thấm...
4. ễ nhiễm n−ớc và quản lý chất l−ỵng n−ớc ở ViƯt Nam
ViƯt Nam có tài nguyên n−ớc khỏ phong phỳ, cụng nghiệp húa và đụ thị hóa ở n−ớc ta tuy ch−a phát triĨn nh−ng nhiều vựng đụ thị và khu cụng nghiệp đà bị ụ nhiễm.
Hầu hết cỏc xớ nghiệp cụng nghiệp và cỏc thành phố lớn của n−ớc ta đỊu đ−ợc xõy dựng trờn bờ cỏc con sụng lớn và gần biển. N−ớc thải ch−a đ−ợc xử lý đổ trực tiếp ra biển. Ngoài việc thăm dũ và khai thỏc khoỏng sản, giao thụng vận tải thủy cũng là nguồn gõy ụ nhiƠm môi tr−ờng n−ớc đỏng kể. Cho đến cuối năm 1991, l−ợng dầu thụ khai thỏc trờn thềm lục địa nớc ta lờn đến 9 triệu tấn, riờng năm 1992 cú khoảng 170.000 tấn n−ớc thải từ cỏc giàn khoan đỉ vào biĨn n−ớc tạ
Hoạt động cụng nghiệp hàng năm của n−ớc ta đã đ−a khoảng 290.000 tấn cỏc chất thải độc hại vào mụi tr−ờng n−ớc. Với tốc độ phỏt triển kinh tế ngày càng tăng, tớnh đến sau năm 1995, con số này đà lờn đến 350.000 tấn.
Khu cụng nghiệp Việt Trỡ (bao gồm khu Lõm Thao và BÃi Bằng) hàng năm cỏc xớ nghiệp đà thải vào sụng Hồng khoảng 2.000 tấn H2SO4, 542 tấn H, 45 tấn H2S, 2.000 tấn COD, 326 tấn lignin.
Nhà mỏy phõn đạm Bắc Giang hàng năm thải vào sụng Thơng 20 tấn dầu mỡ, 2,5 tấn As, 212 tấn H2S, 447 tấn N, 126 tấn P, 1,219 tấn cặn lơ lửng.
Thành phố Hải Phũng mỗi năm thải vào mụi tr−ờng khoảng 70 tấn dầu mỡ, 18 tấn acid, 92 tấn Cl−, 17,6 tấn kim loại và 13.940 tấn cặn lơ lửng.
Hà Nội hàng ngày cú khoảng 300.000 m3 nớc thải đ−a vào mụi trờng và hàng
năm thải ra khoảng 3.600 tấn chất hữu cơ, 317 tấn dầu mỡ, hàng chục tấn kim loại
nặng, dung mụi và cỏc chất độc hại khỏc. Hàm lỵng BOD5 trong cỏc sụng hồ ở Hà
Nội dao động từ 14 − 140mg/l, SS 60 − 350mg/l, DO 0 − 7,9mg/l ; Cu2+ 0,03 −
Khu vực thành phố Hồ Chí Minh Biờn Hũa là một trung tõm cụng nghiệp lớn
nhất n−ớc tạ L−ỵng nớc thải trung bỡnh là 5.000.000 m3/ngà Mỗi năm khu cụng
nghiệp này thải vào mụi tr−ờng n−ớc 795,8 tấn dầu mỡ, 45.691 tấn SS, 323,2 tấn dung môi, 103 tấn phenol, 68,5 tấn lignin, 99.600 tấn chất hữu cơ, 65 tấn H2S, 4.045 tấn N, 763 tấn P, 80,7 tấn acid, 4.715 tấn kiỊm, hàng chơc tấn kim loại nặng và cỏc chất độc hại khỏc. Kết quả là hầu hết cỏc kờnh rạch ở thành phố Hồ Chớ Minh bị ụ nhiƠm nỈng nỊ : BOD5 : 80 − 120mg/l, COD : 214 − 596mg/l, NH3 : 21 − 35mg/l.
NhiỊu loại thuốc bảo vệ thực vật đà đ−ỵc sư dơng ở n−ớc ta từ 15.000 − 20.000 tấn thuốc/năm. Lợng phõn N.P.K đ−ỵc sư dơng trung bỡnh là 73,5 kg/ha canh tỏc. Khi sư dơng cho nông nghiƯp, l−ỵng thc trừ sõu và phõn húa học d− thừa sẽ theo n−ớc chảy vào cỏc thủy vực và nguồn n−ớc làm ụ nhiễm nguồn n−ớc.
Kết quả kiĨm tra chất l−ỵng n−ớc ở một số l−u vực, dũng sụng lớn ở n−ớc ta trong thời gian qua cho thấy chất l−ỵng n−ớc ở nhiỊu nơi có nhiỊu biến đổi, ụ nhiễm trầm trọng về chất hữu cơ và kim loại nặng.
Bảng 21 : Hàm l−ỵng kim loại nặng hũa tan trong n−ớc sông Hồng
Hàm l−ỵng (mg/l) Chỉ tiêu Địa điểm Zn As Cu Chỉ tiêu cho phép Hà Nội Sơn Tõy Trung Hà < 10 ì 10−3 202,5 ì 10−3 47.10−3 90.10−3 < 50 ì 10−3 210 ì 10−3 − − < 10 ì 10−3 − 41.9 ì 10−3 43.5 ì 10−3
N−ớc biĨn vùng ven bờ và cưa sụng : nguồn gõy ụ nhiễm mụi tr−ờng biĨn cđa n−ớc ta chđ u là từ sụng tải ra, từ cỏc khu cụng nghiệp, thành phố đụng dõn c, thăm dũ và khai thỏc dầu khớ, giao thụng trờn biển.
Bảng 22 : Chất l−ỵng n−ớc ven bờ ở một số