CHƯƠNG 2 : ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.3.4 Phương pháp bố trí thí nghiệm
- Nước thải: Mẫu nước thải sử dụng là mẫu nước tại Cầu Lủ
- Hóa chất sử dụng:
Axit sunfuric H2SO4 (98%),
Natri hydroxit NaOH,
48
Sắt(III) clorua FeCl3.6H2O (99%),
Hydro peroxid H2O2 (30%)
Bình phản ứng được làm bằng thủy tinh chịu nhiệt Bomex thể tích 1000 ml.
Đong chính xác 600 ml nước thải và sử dụng dung dịch H2SO4 3N và NaOH 1N để điều chỉnh pH của nước thải đến giá trị khảo sát rồi cho vào bình phản ứng.
Hình 2.5: Mơ hình thí nghiệm
Thêm các tác nhân cần thiết (dung dịch H2O2 30% và dung dịch FeCl3, dung dịch axit oxalic) vào bình phản ứng.
Khuấy trên máy khuấy từ với tốc độ cốđịnh 100 vòng/phút.
Thời gian một đợt phản ứng kéo dài khoảng 90 phút với tần suất lấy mẫu là 10 phút/lần.
Bình phản ứng được đặt trực tiếp dưới ánh sáng mặt trời. Các thí nghiệm
được thực hiện lúc 11 giờtrưa.
Do quy mơ thí nghiệm nhỏ và thực hiện trong khoảng thời gian ngắn nên chấp nhận các yếu tố bất định như hệ thí nghiệm vận hành theo mẻ, khơng có q trình tuần hồn nước, khơng có lớp trầm tích đáy và tạm thời bỏ qua các yếu tố địa hình cũng như kết cấu của hệ thống thốt nước trong thực tế.
49
Thí nghiệm 1: Xác định thời gian phản ứng tối ưu Giá trị pH = 3. Nồng độ Fe3+ (30%)cốđịnh là: 12 mg/l, Axit oxalic: 60 mg/l. Nồng độ H2O2 (30%)là: 60 mg/l; Tốc độ khuấy là 100 vòng/phút; Nồng độCOD ban đầu là 250 ± 10 mg/l. Thí nghiệm 2: Xác định nồng độ axit oxalic tối ưu
Với giá trị pH = 3. Nồng độ Fe3+ cốđịnh là: 12 mg/l, Nồng độ H2O2 là: 60 mg/l. Tốc độ khuấy là 100 vòng/phút. Thời gian khuấy là 90 phút Nồng độ COD là 250 ± 10 mg/l. Thí nghiệm 3: Xác định pH tối ưu
Nồng độ Fe3+ cốđịnh là: 12 mg/l,
Nồng độ H2O2 là: 60 mg/l.
Axit oxalic: 60 mg/l.
Tốc độ khuấy là 100 vòng/phút.
Nồng độCOD đầu vào là 250 ± 10 mg/l. Thí nghiệm 4: Xác định liều lượng H2O2 tối ưu
Với giá trị pH = 3.
Nồng độ Fe3+cố định là: 12 mg/l,
Tốc độ khuấy là 100 vòng/phút Thời gian 90 phút
50
Từ 4 thí nghiệm trên bố trí thí nghiệm 5: Xác định liều lượng Fe3+ thích hợp nhất để xử lý ô nhiễm CHC Giá trị pH = 4. Nồng độ H2O2 là: 180 mg/l. Axit oxalic: 60 mg/l. Tốc độ khuấy là 100 vòng/phút. Thời gian 80 phút. Nồng độCOD đầu vào là 125 ± 10 mg/l. 2.3.5 Phương pháp thống kê
Sử dụng một số nhóm hàm thơng dụng và cơ bản như, toán học, thống kê…trong excel để thống kê lại các số liệu. Sử dụng excel để vẽ các biểu đồ, diễn giải các số liệu thu thập được để xử lý kết quả thí nghiệm.
51
CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN
3.1 Đánh giá chất lượng môi trường nước sông Tô Lịch
3.1.1 Kết quả phân tích chất lượng nước sơng Tơ Lịch mùa khô
Thông số pH và DO
Kết quả đo nhanh giá trị pH và DO của 12 mẫu quan trắc sơng Tơ Lịch được thể hiện trên hình 3.1.
Hình 3.1: Giá trị pH và DO của các mẫu quan trắc sông Tô Lịch trong mùa
khô
Giá trị pH của các mẫu nước quan trắc dao động trong khoảng từ 7,31 – 7,54
trong đó giá trị pH trung bình là khoảng 7,38. Có thể thấy nước sơng Tơ Lịch có tính trung tính đến kiềm nhẹ vì đa phần nước thải ra sông là nước thải sinh hoạt hằng ngày của dân cư thành phố, nước thải sản xuất hay công nghiệp chiếm phần nhỏ.
Giá trị DO của các mẫu nước quan trắc đều rất thấp, dao động từ 0,4 – 0,69
mg/l. Giá trị DO trung bình chỉ đạt 0,55 mg/l, hồn tồn khơng đáp ứng được điều kiện về mơi trường sinh sống của các lồi động thực vật thủy sinh hay tôm cá.
0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 1,1 1,2 7,15 7,20 7,25 7,30 7,35 7,40 7,45 7,50 7,55 7,60
HQV CGY TDH NTI CKD CLU CDU TTL STL NTL CVD TYS
D O m g/ L pH pH DO
52 Tổng chất rắn lơ lửng (TSS)
Khi xả nước thải chưa xử lý vào nguồn nước, các chất lơ lửng sẽ lắng xuống đáy nguồn và khi tốc độ dòng chảy trong nguồn khơng lớn lắm thì các chất đó sẽ lắng ở ngay cạnh cống xả. Các chất hữu cơ của cặn lắng bị phân hủy bởi vi khuẩn. Nếu lượng cặn lắng lớn và lượng oxy trong nước nguồn không đủ cho quá trình phân hủy hiếu khí thì oxy hồ tan của nước nguồn cạn kiệt. Lúc đó q trình phân giải yếm khí sẽ xảy ra và sản phẩm của nó là chất khí H2S, CO2, CH4. Các
chất khí khi nổi lên mặt nước lôi kéo theo các hạt cặn đã phân hủy, đồng thời các bọt khí vỡ tung và bay vào khí quyển. Chúng làm ơ nhiễm cả nước và khơng khí xung quanh. Bởi vậy TSS có ý nghĩa quan trọng về mơi trường.
Hình 3.2: Giá trị TSS của các mẫu quan trắc sông Tô Lịch trong mùa khô
Giá trị TSS trung bình của sơng Tơ Lịch vào mùa khơ là 507,2 mg/L. Giá trị này cao gấp 10,14 lần so với QCVN 08-MT:2015/BTNMT loại B1. Giá trị TSS cao nhất là tại TTL đạt 579,6 mg/L và khơng có giá trị TSS nào quan trắc được đạt quy chuẩn.
Nhu cầu oxy hóa học (COD)
Các hợp chất hữu cơ đặc biệt là hợp chất hữu cơ dễ phân hủy là dạng ô nhiễm rất điển hình có trong nước thải sinh hoạt nói chung và nước thải sơng Tơ Lịch nói riêng. Thơng số COD được chọn làm giá trị đại diện cho mức độ ô nhiễm
0 100 200 300 400 500 600 700
HQV CGY TDH NTI CKD CLU CDU TTL STL NTL CVD TYS
53
hữu cơ của nước sơng Tơ Lịch, kết quả phân tích các mẫu quan trắc được thể hiện
trên Hình 3.3.
Hình 3.3: Giá trị COD của các mẫu quan trắc sông Tô Lịch trong mùa khô
Giá trị COD của các mẫu nước quan trắc trong mùa khô dao động trong khoảng 111,07 – 150,28 mg/l trong đó giá trị COD trung bình đạt khoảng 127,9 mg/l, cao gấp khoảng 4,26 lần QCVN. Trong số các mẫu phân tích, giá trị COD đạt cao nhất tại điểm quan trắc Nguyễn Trãi – NTI. Thực tế cho thấy khu vực này thường xuyên có sự họp chợ và tập trung đông đúc các quán ăn dịch vụ mà điển hình là chợ tạm Ngã Tư Sở và khu Trung tâm thương mại Royal City, qua đó có thể giải thích cho sự chênh lệch về giá trị ô nhiễm giữa các điểm quan trắc. Diễn biến giá trị COD của các điểm quan trắc dọc theo dịng chảy có chiều hướng giảm dần về phía hạ lưu.
Nhu cầu oxy sinh hóa (BOD)
Nhu cầu oxy sinh hóa (BOD) được xác định dựa trên kinh nghiệm phân tích đã được tiến hành tại nhiều phịng thí nghiệp chuẩn, trong việc tìm sự liên hệ giữa nhu cầu oxy đối với hoạt động sinh học hiếu khí trong nước thải hoặc dịng chảy bị ô nhiễm. Kết quả phân tích thơng số BOD của các mẫu quan trắc được thể hiện trên
Hình 3.4. 0 0 20 40 60 80 100 120 140 160
HQV CGY TDH NTI CKD CLU CDU TTL STL NTL CVD TYS
54
Hình 3.4: Giá trị BOD của các mẫu quan trắc sông Tô Lịch trong mùa khô
Giá trị BOD của các mẫu nước quan trắc trong mùa khô dao động trong khoảng 68 – 123,5 mg/l trong đó giá trị BOD trung bình đạt khoảng 90,21 mg/l, cao
gấp khoảng 6 lần QCVN cho phép. Trong số các mẫu phân tích, giá trị BOD đạt cao nhất tại điểm quan trắc Cầu Dậu– CDU.
Các chất dinh dưỡng (N, P)
Đặc trưng nước thải trên sông Tô Lịch chủ yếu là nước thải sinh hoạt, do vậy mà hàm lượng các chất dinh dưỡng N và P trong nước sông thường rất cao. Kết quả phân tích các thơng số ơ nhiễm như NH4+, NO3-, PO43- được thể hiện trên các Hình 3.5, Hình 3.6 và Hình 3.7.
Nồng độ N – NH4+ trong nước sông Tô Lịch vào mùa khô dao động trong khoảng 23,52 – 55,07 mg/l, giá trị trung bình khoảng 48,98 mg/l cao hơn rất nhiều lần so với quy định trong QCVN 08:2015/BTNMT cột B1 (0,5 mg/l). Vị trí quan trắc có giá trị ơ nhiễm NH4+ cao điển hình là vị trí sau Đập Thanh Liệt với nồng độ
NH4+ lên đến 55,07 mg/l. Có thể giải thích điều này bởi đây là nơi bắt đầu xả nước từ sơng Tơ Lịch sang phía sơng Nhuệ và tùy thuộc vào mực nước hiện tại mà đập sẽ được mở hay đóng. Vào mùa khô, mực nước trên sông Tô Lịch thường rất thấp nên chu kỳ đóng mở đập sẽ kéo dài. Thời điểm lấy mẫu tại vị trí này trên thực tế trùng
0 20 40 60 80 100 120 140
HQV CGY TDH NTI CKD CLU CDU TTL STL NTL CVD TYS
55
với lúc đập hiện không xả nước, thêm vào đó vị trí lấy mẫu là tại cầu Tó nằm trên trục đường chạy qua nghĩa trang Văn Điển vì vậy nên mới có sự gia tăng về nồng độ ô nhiễm NH4+.
Hình 3.5: Giá trị NH4+ của các mẫu quan trắc sơng Tơ Lịch trong mùa khơ
Hình 3.6: Giá trị NO3-của các mẫu quan trắc sông Tô Lịch trong mùa khô
Nồng độ N – NO3- nhìn chung trên tồn bộ các vị trí quan trắc đều khá ổn định và sự dao động là không nhiều như NH4+. Khoảng dao động nồng độ NO3- từ
0 10 20 30 40 50 60
HQV CGY TDH NTI CKD CLU CDU TTL STL NTL CVD TYS
NH4+ (mg/L) QCVN 08:2015/BTNMT B1 0 2 4 6 8 10 12
HQV CGY TDH NTI CKD CLU CDU TTL STL NTL CVD TYS
56
0,96 - 7,20 mg/l trong đó giá trị trung bình được xác định là khoảng 3,69 mg/l. Có thể thấy một cách tương đối, nồng độ NO3- có chiều hướng tăng nhẹ theo hướng từ Bắc xuống Nam do địa hình khu vực này có đặc điểm trũng hơn; đối với nhánh sông rẽ sang hướng Đơng về phía trạm bơm n Sở thì nồng độ NO3- có giảm nhẹ do được pha lỗng bởi q trình nhập dịng với nước từ phía hồ n Sở.
Đối với chỉ tiêu PO43- khoảng dao động trong khoảng 1,27 – 3,31 mg/l và
giá trị trung bình là 2,41 mg/l cao gấp hơn 8 lần QCVN 08:2015/BTNMT cột B1. Giá trị PO43- cao nhất quan trắc được tại Hồng Quốc Việt, đây là các khu vực có sự họp chợ và tập trung đơng đúc dân cư qua lại.
Hình 3.7: Giá trị PO43- của các mẫu quan trắc trên sông Tô Lịch mùa khô
Clorua (Cl-)
Hàm lượng Clo cao sẽ gây ăn mòn các kết cấu ống kim loại. Về mặt nông nghiệp Clo gây ảnh hưởng xấu đến sự tăng trưởng của cây trồng. Có thể nhận thấy tất cả các điểm quan trắc đều có giá trị Clo đạt QCVN 08:2015/BTNMT. Giá trị Clo quan trắc được dao động từ 49,51 đến 107,56 mg/L, giá trị trung bình đạt 88,35
mg/L. 0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5
HQV CGY TDH NTI CKD CLU CDU TTL STL NTL CVD TYS
57
Hình 3.8: Giá trị Cl- của các mẫu quan trắc trên sông Tô Lịch mùa khô
Coliform
Về phương diện vi sinh vật, thông số được sử dụng để đánh giá là Coliform. Hầu hết các mẫu nước sông tại thời điểm lấy mẫu đều bị nhiễm Coliform, chỉ tiêu vi sinh này vượt giới hạn cho phép nhiều lần theo Quy chuẩn Việt Nam QCVN 08:2015 cột B1. Giá trị Coliform trung bình của sơng Tơ Lịch vào mùa khô là 60000 MPN/100ml. Giá trị này cao gấp 8 lần so với QCVN 08-MT:2015/BTNMT
loại B1.
Hình 3.9: Giá trị Coliform của các mẫu quan trắc trên sông Tô Lịch mùa khô
0 100 200 300 400 500 600 700
HQV CGY TDH NTI CKD CLU CDU TTL STL NTL CVD TYS
Cl- (mg/L) QCVN 08:2015/BTNMT B1 0 10000 20000 30000 40000 50000 60000 70000 80000
HQV CGY TDH NTI CKD CLU CDU TTL STL NTL CVD TYS
58
3.1.2 Kết quả phân tích chất lượng nước sông Tô Lịch mùa mưa
Thông số DO, pH
Kết quả đo nhanh hiện trường hai thông số DO và pH của 12 mẫu nước quan trắc trong mùa mưa được thể hiện trên hình 3.10.
So với mùa khơ, nhìn chung giá trị pH và DO của các mẫu nước quan trắc đều khơng có nhiều thay đổi đáng kể. Đối với thông số pH, khoảng dao động của các mẫu quan trắc là 7,23 – 7,93 (so với mùa khơ là 7,31 – 7,54) trong đó giá trị pH trung bình là 7,66 (so với mùa khô là 7,38). Đối với thông số DO, giá trị đo nhanh của các mẫu quan trắc trong mùa mưa vẫn nằm ở mức rất thấp, dao động trong khoảng 0,53-0,92mg/L.
Hình 3.10: Giá trị pH và DO các mẫu nước quan trắc sông Tô Lịch trong mùa
mưa
Tổng chất rắn lơ lửng (TSS)
Giá trị TSS trung bình của sơng Tơ Lịch vào mùa mưa là và 380,4 mg/L (so
với mùa khô là 507,2 mg/L). Giá trị này cao gấp 7,61 lần so với QCVN 08-
MT:2015/BTNMT loại B1. 0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1 6,80 7,00 7,20 7,40 7,60 7,80 8,00
HQV CGY TDH NTI CKD CLU CDU TTL STL NTL CVD TYS
DO
pH
59
Hình 3.11: Giá trị TSS các mẫu nước quan trắc sông Tô Lịch trong mùa mưa
Nhu cầu oxy hóa học (COD)
Kết quả phân tích COD của các mẫu quan trắc được thể hiện trên hình 3.12.
Kết quả cho thấy nhìn chung vào mùa mưa mức độ ô nhiễm chất hữu cơ của nước sông Tô Lịch là không nhiều, khoảng dao động của giá trị COD các mẫu quan trắc khá nhỏ, từ 94 – 148,4 mg/l và giá trị COD trung bình đạt 124,73 mg/l. Điểm quan
trắc Nguyễn Trãi với đặc điểm thường xuyên có sự họp chợ, cùng với đó là việc tập trung đông đúc dân cư với nhiều hoạt động vui chơi và ăn uống từ phía khu trung tâm thương mại VINCOM Royal City nên mẫu nước tại vị trí này có giá trị COD cao hơn so với các điểm còn lại (123,87 mg/l). Mẫu nước lấy tại trạm bơm Yên Sở có giá trị COD thấp nhất trong các mẫu quan trắc, chỉ 30,97 mg/l. Như đã đề cập ở trên, đây là vị trí có sự trộn dịng giữa nước từ hồ Yên Sở và dịng phân nhánh từ sơng Tơ Lịch và mật độ dân cư thưa thớt so với khu vực các quận nằm ở trung tâm thành phố nên gần như mức độ ô nhiễm không quá cao.
0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500
HQV CGY TDH NTI CKD CLU CDU TTL STL NTL CVD TYS
60
Hình 3.12: Giá trị COD của các mẫu quan trắc sông Tô Lịch vào mùa mưa
Nhu cầu oxy sinh hóa (BOD5)
Giá trị BOD5 trung bình của sơng Tô Lịch vào mùa mưa là 67,66 mgO2/L (so với mùa khô là 90,21 mgO2/L). Giá trị này cao gấp 4,51 lần so với QCVN 08-
MT:2015/BTNMT loại B1.
Hình 3.13: Giá trị BOD5 của các mẫu quan trắc sông Tô Lịch vào mùa mưa
Các chất dinh dưỡng (N, P)
Kết quả phân tích chỉ tiêu NH4+ của các mẫu quan trắc trong mùa mưa cho thấy khoảng dao động của nồng độ NH4+ trong nước là từ 5,43 – 27,07 mg/l và
0 20 40 60 80 100 120 140 160
HQV CGY TDH NTI CKD CLU CDU TTL STL NTL CVD TYS
COD (mg/L) QCVN 08:2015/BTNMT B1 0 10 20 30