2.2. Ô nhiễm môi trường nước
2.2.3. Các tác nhân gây ô nhiễm nguồn nước
2.2.3.1. Các hợp hữu cơ
Theo khả năng chịu tác động của các yếu tố môi trường: ánh sáng, độ ẩm, nhiệt độ và các nhân tố vi sinh vật có thể phân loại các hợp chất hữu cơ thành hai loạichính sau đây:
a/ Các hợp chất hữu cơ không bền vững
Thuộc loại này bao gồm các loại cacbonhydrat, protêin, chất béo... Đây là các chất ô nhiễm phổ biến nhất trong nước thải sinh hoạt và nước thải công nghiệp chế biến thực phẩm: bột ngọt, các quá trình lên men, chế biến sữa và thịt cá...
+ Các cacbonhyđrat: các chất đường có chứa các nguyên tố C, N và O, một
số đường đơn và đường kép. Riêng polysacharit được chia làm hai loại dể bị phân hủy sinh học như tinh bột và khó bị phân hủy sinh học như cellulosa...
+ Các loại protêin: acid amin mạch dài.
+ Các chất béo: khả năng phân hủy vi sinh chậm. Nhìn chung các hợp chất hữu cơ có phân tử lớn không thể thấm qua các màng tế bào do đó cần có giai đoạn thủy phân sơ bộ (phân rã) thành các mạch ngắn hơn (quá trình phân hủy yếm khí).
b/ Sơ đồ sự phân hủy sinh học các hợp chất hữu cơ
- Quá trình phân hủy hiếu khí:
- Quá trình phân hủy kỵ khí:
c/ Tác động của sự ô nhiễm các chất hữu cơ không bền vững
Khi xâm nhập vào môi trường nước dưới tác động của các yếu tố vật lý của môi trường và các tác nhân vi sinh vật các hợp chất hữu cơ không bền vững sẽ bị phân hủy làm suy giảm nồng độ oxy hòa tan, tồn trữ và lưu đọng trong các lưu vực
ít xáo trộn sẽ tạo điều kiện cho các vi sinh vật yếm khí phát triển gây mùi khó chịu làm giảm giá trị sử dụng của nguồn nước.
Nếu nồng độ cao sẽ làm cạn kiệt nồng độ ô xy hòa tan gây ảnh hưởng xấu đến sự phát triển của hệ thủy sinh: phú dưỡng tạo điều kiện cho hệ thực vật nước phát triển mạnh; ảnh hưởng xấu đến sự phát triển của hệ động vật nước gây chết
cá.
d/ Các chất hữu cơ bền vững
Thường là các hợp chất hữu cơ có độc tính sinh học cao, khó bị phân hủy bởi các tác nhân vi sinh vật. Một số có tác dụng tích lũy và tồn lưu lâu dài trong
môi trường và trong cơ thể các loài thủy sinh vật nên gây ô nhiễm lâu dài, đồng thời có những tác động xấu đến hệ sinh thái nước và thậm chí đến sức khỏe của con người. Các chất polyclorophenol (PCP), polyclorobiphenyl (PCB), các loại hyđrocacbon đa vòng ngưng tụ, hợp chất dị vòng N hoặc O là các chất thuộc loại này.
Các hợp chất hữu cơ bền vững: bền vững dưới tác động của các yếu tố của môi trường vật lý và môi trường sinh học có thể phân loại thành các dạng có độc
tính sinh thái cao và ít độc. Các hợp chất hữu cơ như dầu, mở; các chất hoạt động
bề mặt, các loạithuốc trừ sâu và diệt cỏ...
Tác động mạnh đến hệ thủy sinh: hủy diệt với nồng độ cao ở nồng độ thấp tích tụ thông qua mối quan hệ dinh dưỡng gây ngộ độc đối với con người hoặc diệt chủng một số loài như chim và các loại côn trùng...
e/ Các hợp chất hữu cơ bền vững có độc tính sinh thái cao
+ Các hợp chất phenol: phenol và các dẫn xuất của phenol.
+ Các loại hóa chất bảo vệ thực vật hữu cơ: bao gồm các loại photpho hữu
cơ, clo hữu cơ, cacbanat, phenoxyaxetic, pyrethroid tổng hợp.
+ Tanin và lignin: các hóa chất có nguồn gốc từ thực vật.
+ Các hyđrocacbon đa vòng và ngưng tụ.
2.2.3.2. Các kim loại nặng
Chì (Pb) có độc tính đối với não, có thể gây chết người nếu bị nhiễm độc nặng. Chì có khả năng tích lũy lâu dài trong cơ thể. Trong nước sông hồ có lượng vết chì (độ 0,05-40 mg/l), nước biển không bị ô nhiễm nồng độ chì 0,03 mg/l.
Thủy ngân (Hg) rất độc đối với người và thủy sinh. Nồng độ cho phép của
thủy ngân trong nước uống là 0,001 mg/l. Thủy ngân gây rối loạn thần kinh, giảm trí nhớ, viêm răng lợi, rối loạn tiêu hóa. Đối với nữ gây rối loạn kinh nguyệt, nếu mang thai dể bị sẩy thai.
Asen (As) có trong nguồn nước thải công nghiệp khai thác quặng mỏ, sản xuất thuốc trừ sâu, thuộc da và từ quá trình xói mòn đất. As rất độc, dể dàng hấp thụ vào cơ thể qua ăn uống, hô hấp, qua da. As có khả năng gây ung thư da, phổi, xương và làm sai lệch nhiễm sắc thể...
Ngoài các kim loại nặng kể trên còn có các nguyên tố khác có độc tính rất cao như Cadimi, Selen, Crôm, Niken... là các tác nhân gây hại cho người và thủy sinh ngay ở nồngđộ thấp.
2.2.3.3. Các chất rắn
Các chất rắn có trong nước tự nhiên là do quá trình xói mòn, do nước chảy tràn từ đồng ruộng, do nước thải sinh hoạt và công nghiệp. Chất rắn có thể gây trở ngại cho việc nuôi trồng thủy sản, cấp nước sinh hoạt.
2.2.3.4. Màu
Màu nước trong tựnhiên và nước thải thường có nguồn gốc:
- Các chất hữu cơ dể phân hủy bởi các tác nhân vi sinh vật.
- Sự phát triển của một số loài thực vật nước: tảo, rong rêu.
- Có chứa các hợp chất sắt, mangan ở dạng keo.
- Có chứa các tác nhân gây màu: kim loại (Cr, Fe,...), các hợp chất hữu cơ tanin, lignin...
Màu thực của nước là màu do các chất hòa tan hoặc các chất ở dạng keo; màu bên ngoài (màu biểu kiến) do các chất lơ lửng của nước tạo nên.
2.2.3.5. Mùi
Mùi do các nguyên nhân:
- Có các chất hữu cơ từ cống rãnh khu dân cư, các xấ nghiệp chế biến thực phẩm.
- Có các sản phẩm từ sự phân hủy các xác chết động vật.
- Nước thải công nghiệp hóa chất, chế biến dầu mở.
Bảng 2.2. Một số chất gây mùi phổ biến
Chất có mùi Công thức hóa học Mùi
Amoniac NH3 Amoniac
Phân C8H5NHCH3 Phân
Hydrosunfua H2S Trứng thối
Sulfit hữu cơ (CH3)2S, CH3SSCH3 Bắp cải rửa
Mercaptan CH3SH, CH3(CH2)3SH Hôi
Amin CH3NH2, (CH3)3N Cá ươn
Diamin NH2(CH2)4NH Thịt thối
Clo Cl2 Nồng
Phenol C6H5OH Hắc
2.2.3.6. Các chất dinh dưỡng
Việc sử dụng dư thừa các chất dinh dưỡng vô cơ (phôtphat, muối amôn, urê, nitrat, kali...) trong quá trình sử dụng phân bón cho cây trồng sẽ gây nên hiện tượng phì dưỡng trong nước bề mặt. Hiện tượng phì dưỡng là hiện tượng dư thừa dinh dưỡng trong nước gây nên sự phát triển nhanh của một số loài thực vật bậc thấp như tảo, rong, rêu và các thực vật thân mềm trong nước, sẽ ảnh hưởng tới sự cân bằng sinh học trong nước. Các thực vật phát triển do hiện tượng phì dưỡng sau khi chết đi sẽ phân hủy trong nước tạo ra một lượng lớn các hợp chất hữu cơ. Các chất hữu cơ này trong quá trình oxy hóa sẽ tiêu thụ một lượng lớn oxy hòa tan
trong nước, gây nên hiện tượng thiếu oxy nghiêm trọng, gây chết sinh vật thủy sinh làm cho hồ biến thành vùng đầm lầy.