CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN
3.3. Đánh giá sơ bộ nguyên nhân chất lượng nước mưa không đạt tiêu chuẩn
Kết quả khảo sát chất lượng nước mưa hai đợt tháng 11-12 năm 2015và tháng 4-5 năm 2016 cho thấy: các thông số pH, chỉ số pecmanganat, vi sinh vật có nhiều mẫu không đạt tiêu chuẩn so với QCVN 01:2009/BYT; còn lại các thông số khác đều đạt tiêu chuẩn. Qua phân tích hệ thống thu nước và cách thu của người dân có thể thấy các nguyên nhân sau:
3.3.1. Nguyên nhân ảnh hưởng đến giá trị pH
a. Sự thay đổi giá trị pH của nước mưa trong các bể lưu chứa
Cách lưu chứa nước của người dân đa phần là lưu trong bể xây bằng gạch và xi măng, tỷ lệ loại bể này là 85/90 mẫu khảo sát chiếm 94,5%, đây là nguyên nhân chính làm tăng giá trị pH của nước mưa trong bể lưu chứa. Ngoài ra mái thu bằng bê tông có tỷ lệ là 13/90 mẫu khảo sát chiếm 14,4% tổng số loại mái thu nước. Xi măng trong mái thu và trong bể lưu chứa nước mưa khi tiếp xúc với nước mưa có tính axit nhẹ sẽ bị hòa tan vào nước là thay đổi pH của nước. Trong xi măng một phần canxi tồn tại ở dạng CaO, Ca(OH)2 khi tiếp xúc với nước tạo ra ion OH- là nguyên nhân trực tiếp làm tăng pH theo phản ứng:
CaO + H2O Ca(OH)2
Ca(OH)2 Ca2+ + 2OH-
Khi thời gian tiếp xúc ngắn hoặc diện tích tiếp xúc với bề mặt xi măng nhỏ sẽ có tác dụng làm tăng pH trong nước mưa vốn đã có tính axit nhẹ. Giá trị pH trong nước mưa trước khi vào hệ thống thu có pH trong khoảng 4,5 – 7,3, giá trị pH thay đổi lớn trong các trận mƣa khác nhau (theo số liệu quan trắc của Viện Khí tƣợng thủy văn Trung ương năm 2012 và 2013). Khi nước mưa được lưu chứa trong các bể chứa bằng inox và nhựa, giá trị pH trong mẫu nước mưa ít thay đổi, duy trì ở giá trị thấp.
Giải pháp để khắc phục nước mưa có giá trị pH thấp là cho nước mưa tiếp xúc với các vật liệu tự nhiên có tác dụng làm tăng pH khi tiếp xúc với nước như đá vôi hay các vật liệu có tính chất tương tự.
Luận văn thạc sĩ Khoa học
55
b. Kết quả đánh giá biến thiên giá trị pH trong các loại bể lưu chứa trên mô hình thí nghiệm
Mô hình thí nghiệm theo dõi sự thay đổi giá trị pH của nước mưa trong các bể chứa nước bằng các vật liệu khác nhau. Kết quả đo giá trị pH trong ba loại bể nước mƣa xem phụ lục 5. Kết quả biến thiên của giá trị pH thể hiện trên hình 15.
Hình 15. Sự biến thiên giá trị pH theo thời gian chứa trong một số loại bể
0 2 4 6 8 10 12 14
0 20 40 60 80 100
pH
Thời gian chứa (ngày)
Bể Inox Bể ốp gạch Bể chát xi măng
Luận văn thạc sĩ Khoa học
56
a. Bể chát xi măng b. Bể ốp gạch men
Hình 16. Mô hình bể nước mưa chát xi măng và ốp gạch men
Hình 15 cho thấy giá trị pH của nước mưa trong ba loại bể lưu chứa theo thời gian: giá trị pH của nước mưa trong bể inox ít thay đổi theo thời gian; trong bể chát xi măng giá trị pH tăng cao, nước trong bể xuất hiện lớp màng trắng trên mặt nước và có xuất hiện một lớp cát mỏng dưới đáy bể (hình 16 trái); trong bể ốp gạch men, giá trị pH có tăng nhưng tăng chậm hơn so với bể chát bằng xi măng, nước trong và không có cặn kết tủa ở đáy. Qua sự biến thiên giá trị pH trong các loại bể lưu chứa nước mưa trên có thể thấy: giá trị pH trong các mẫu nước mưa thu được của các hộ dân là do vật liệu làm bể (xi măng) đã phản ứng với nước mưa làm cho giá trị pH của nước mưa trong các bể lưu chứa tăng.
Giải pháp để khắc phục sự tăng cao của giá trị pH của mẫu nước trong bể lưu chứa là giảm diện tích tiếp xúc của nước mưa với bề mặt xi măng, giảm thời gian tiếp xúc, hòa lẫn nước mưa có pH cao trong bể lưu chứa và mẫu nước mưa mới thu có giá
Luận văn thạc sĩ Khoa học
57
trị pH thấp hơn. Qua khảo sát thực tế, một số hộ dân có ốp gạch men lên thành và đáy bể (hình 29), những mẫu này đều có giá trị pH trong khoảng giới hạn cho phép của QCVN 01:2009/BYT.
3.3.2. Nguyên nhân ảnh hưởng đến chỉ số pecmanganat
Tùy theo điều kiện chất lượng không khí từng vùng mà nước mưa có thể hòa tan các chất ô nhiễm khác nhau nhưng về cơ bản nước mưa khá sạch. Theo các nghiên cứu đã công bố các chất hữu cơ có trong nước mưa thu được chủ yếu từ hệ thống thu và lưu chứa nước [16][20]. Bể mặt thu nước mưa luôn bị nhiễm bẩn bởi bụi, lá cây, sự phát triển của nấm mốc, các loại cây leo, phân của các động vật,... đây là nguyên nhân làm tăng hàm lượng hữu cơ trong nước mưa.
Qua khảo sát thực tế, nhiều hộ dân chỉ loại bỏ nước mưa đầu mùa mưa, không bỏ nước mưa đầu các trận mưa. Khoảng cách giữa các trận mưa là thời gian để cho bụi, các mảnh vụn hữu cơ, phân của các động vật,... bám vào mái thu và hệ thống dẫn nước. So sánh kết quả xét nghiệm chất lượng nước mưa của đợt khảo sát lần 1 và lần 2 tại hai huyện Đan Phƣợng và Phúc Thọ cho thấy chỉ số pecmanganat của lần khảo sát lần 2 giảm so với lần 1, do các mảnh tạp hữu cơ lắng cặn xuống đáy, một phần các chất hữu cơ bị vi sinh vật phân hủy.
Giải pháp thực tế đã được áp dụng ở các hộ dân là dùng bể lọc cát lọc nước mưa trước khi vào bể. Bể lọc kiểu này sẽ làm giảm lượng mảnh tạp hữu cơ có trong nước.Tuy nhiên, kiểu bể lọc này không lọc được những hạt có kích thước nhỏ và các chất hữu cơ hòa tan.Thực hiện loại bỏ nước mưa đầu trận sẽ làm giảm một lượng lớn các hợp chất hữu cơ đi vào trong bể lưu chứa. Thực tế khảo sát việc loại bỏ nước mưa đầu mùa và đầu trận mưa chỉ thực hiện bằng phương pháp thủ công. Nhiều trường hợp người dân bằng nhiều lý do khác nhau không loại bỏ nước đầu trận được sẽ làm cho lượng nước này vào trong bể chứa dẫn đến tăng chỉ số pecmanganat trong nước mưa thu đƣợc.
3.3.3. Nguyên nhân ảnh hưởng đến thông số vi sinh vật
Theo các tài liệu đã công bố, nước mưa khá sạch về vi sinh vật, nguyên nhân có mặt của vi sinh vật đến từ hệ thống mái thu và lưu chứa nước [14][16][20][21]. Bể mặt thu nước mưa luôn bị nhiễm bẩn bởi bụi, các mảnh vật chất hữu cơ, là nơi phát triển của rêu và các loại thực vật khác, đây là môi trường cho vi sinh vật phát triển. Các vi
Luận văn thạc sĩ Khoa học
58
sinh vật, đặc biệt là vi sinh vật gây bệnh còn đến từ chất thải của các loài động vật tiếp xúc với hệ thống thu và lưu chứa nước.
Qua khả sát thực tế các hệ thống thu và lưu chứa nước mưa của các hộ dân, nước trong các bể lưu chứa không được xử lý vi sinh vật, vi sinh vật chỉ được xử lý bằng phương pháp nhiệt trước khi sử dụng. Nước mưa đầu trận luôn chứa đựng nhiều các chất ô nhiễm và vi sinh vật, việc không loại bỏ lượng nước này sẽ làm cho lượng vi sinh vật đi vào bể lưu chứa tăng cao. Các vi sinh vật trong bể giảm dần qua thời gian lưu chứa do các chất hữu cơ trong bể giảm.