Các nội dung nghicn cứu của đề tài bao gồm:
□ Điều tra, phân tích và đánh giá đặc điểm các nguồn thải có khả năng gây ô nhiễm H2S trên sông Tô Lịch •
□ Phân tích một số các thông số ô nhiễm liên quan đến sự hình thành và phát thải khí Hydrosulíua trong nước và trầm tích sông (theo 2 mùa, mùa khô và mua mưa). □ Đề xuất một số biện pháp giảm thiểu sự phát thải Hydrosulfua từ nước sông Tô
Lịch - Hà Nội .
2.3. Phuong pháp nghiên cứu
Gồm các bước sau:
Bước 1: Tham khảo tài liệu đã có về khu vực nghiên cứu và chọn lựa khu vực nghiên cứu.
Bước 2: Thu thập các thông tin về môi trường và ô nhiễm môi trường.
Bước 3: Điều tra hiện trạng khu vực có ô nhiễm nước và phát thải mui ảnh hường đến người dân và lay mẫu.
Bước 4: Phân tích, đánh giá và kết luận, kiến nghị.
2.3.1. Phương pháp thu thập, phân tích, tổng hợp tài liệu, số liệu.
Các số liệu thu thập bao gồm các thông tin về vấn đề nghiên cứu như các số liệu, tài liệu nghiên cứu về chất lượng môi trường nước sông Tô Lịch. Các nguồn số liệu này có thể được thu thập tại các báo cáo tổng kết đề tài, niên giám thống k ê ,....
2.3.2. Phương pháp nghiên cứu thực địa
Trong khuôn khổ thực hiện của luận văn để đánh giá sự phát thải Hydro sulfua từ nước sông Tô Lịch. Mầu nước được lấy dựa theo TCVN 5996 - 1995 (Chắt lượng nước lấy mẫu, Hướng dẫn lấy mẫu nước ở sông và suối). Thông tin về địa điểm lấy mẫu được mô tả ở bảng 5 và hình 5.
Bảng 5. Thông tin chung về v í trí lấy mẫu nước sông Tô Lịch
TT KHM Địa điểm lấy mẫu Toạ độ Ghi chú
1 NI
Nước sông Tô Lịch tại vị trí đầu cống thoát nước mưa- cách
cầu HQV 300m; cách bờ lm
105°48’20”E 21°02’40”N
Nơi tiếp nhận nước thải (chủ yếu là nước thài sinh hoạt, dịch vụ công cộng nước đen, nhiều rác.
2 N2
Nước sông Tô Lịch tại vị trí cách cầu giấy 100 m về hướng
ngã tư sở
105°47’59”E 21°01’43”N
Tiếp nhận nước thài sinh hoạt, nước đen, nhiều rác.
3 N3
Nước sông Tô Lịch tại vị trí cầu Trung Hòa trôn đường Trần Duy Hung
105°47’16”E 21°00’57”N
Nhận nước cùa một số mương nước thải sinh hoạt mùi xú uế rất nặng.
4 N4 Nước sông Tô Lịch tại vị trí (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Cầu mới ngã tư Sở
105°46’04”E 21°00’8” N
Nhận nuớc cùa một số mương như mương cống vị, mương Trung kính, Hào Nam mùi xú uế rất nặng
5 N5 Nước sông Tô Lịch tại vị trí cầu Khương Đình
105°45’38” E 20°57’28” N
Nhận nước thải sinh hoạt, nước thài từ khu dân cư (chợ), nước đen, nặng mùi.
6 N6 Nước sông Tô Lịch tại vị trí cầu Dậu.
105°45’08” E 20°57’28” N
Tiếp nhận nước thải cùa một số khu đô thị, nước đen.
7 N7 Nước sông Tô Lịch tại ví trí cầu Sơn
105°44’23” E 20°56’22’'N
Nhận nước thài cùa một số nhà máy (NM sơn. NM cơ khí...) nước xanh rêu.
8 N8 Nước sông Tô Lịch tại ví trí đập Thanh Liệt
105°44’05” E
20°56’18” N Có dấu hiệu cùa cá sống được
Hình 5. Sơ đồ các vị t r í lấy mẫu nước và trầm tích trên sôn g Tô Lịch
2.3.3. Phương pháp lấy mẫu và bảo quản mẫu
Các mẫu nước được lấy vào mùa khô (3/2008), và mùa mưa ở tầng mặt, độ sâu trung bình 50 cm. Mỗi mẫu lấy 2 lít đựng trong chai polyetylen sạch.
Các mẫu nước được lấy và bảo quản theo TCVN 6663 - 14:2000.
2.3.4. Phương pháp phân tích các mẫu nước
Bảng 6. Các phương pháp phân tích chất lượng nước
STT Thông số P hương pháp phân tích
1 pH 6492-1999 Xác định độ pH
2 TSS 4560-1988 Xác định hàm lượng cặn
3 TDS 6053- J 995 Đo tổng chất rắn hòa tan 4 COD 6491-í 999 Xác định nhu cầu oxv hóa học
5 BOD 6001-1995 Xác định nhu cầu oxy sinh hóa sau 5 ngày - Phương pháp cấy và pha loãng
6 H2S 4567-1988 Phương pháp xác định sunphua và sunphat
7 n h4 5988-1995 Xác định amoni - Phương pháp chưng cất và chuẩn độ
8 DO 4564-1988 Phương pháp xác định độ oxy hòa tan (nước thải) 9 Fe 6177-1996 Xác định sắt bằng phương pháp trắc phổ dùng thuốc
thừ 1.10 phenantrolin. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
2.3.5. Phương pháp phân tích dự báo phát thải H2S
Công thức dùng để tính toán lượng H2S phát thải trong đường ống với các tham số đưa vào tính toán lấy từ những kết quả thu được và nguồn thông tin xác thực tin cậy. Dự báo và tính toán lượng H2S phát thải theo công thức tính tốc độ phát thải của khí trên một đơn vị thể tích. [24]
Hình 6. Sơ đồ mô tả phương pháp nghiên cứu
'Cfiọn KRii Vực ngKíén cứu'
TTiii trĩập 'tàVỉiệu lìèri quan ■ >pícdỊhTivKtr^quaiTtrẵc"' Bước 2 Tài liệu TV — T --- Tài liệu t l' ~ ♦
Đánh giá • Phân tích mẫu
N
y
^ấy mẫu và bảo quản mẫu . .Tdug Jiọỉi.và.xử.lý.stì'Jiệw Bước 3 Bước 4 Kết luận Kiến nghị
2.3.6. Phương pháp phân tích hàm lượng H2S trong dung dịch
Cách phân tích hàm lượng sunphua (H2S) dựa vào phản ứng của các muối suníua với lượng iot d ư , sau đó chuần độ lại lượng iot du bằng muối thiosulphat. Cụ thê như sau:
2.3.6.1. Lấy mẫu
Lấy mẫu theo TCVN 4556-88. Thể tích mẫu lấy để xác định sunfua không nhỏ hơn 200ml. Mầu nước lấy để xác định suníiia được lấy riêng và nếu không phân tích ngay phải cố định sunfua bàng dung dịch chì axetat hoặc dung dịch cadmi axetat 10%.
2.3.6.2. Xác định smựua
> Ngicyên tắc
Xác định H2S và muối của nó tạo thành kết tủa CdS, PbS. Hòa tan kết tủa bàng dung dịch iot. Sau đó chuẩn độ lượng iot dư bằng thiosunfat.
> Yếu tổ cản trở
Khi có mặt xyanua đến 120 mg/lít không cản trở xác định. > Dụng cụ và thuốc thừ
Bình nón, burét, pipet;
Axitclohidric tinh khiế, dung dịch 1:1; Cadmi axetat dung dịch 10%;
Natri thiosunfat, dung dịch 0,0IN; Iot, dung dịch 0,01 N;
Tinh bột, dung dịch 0,5 %
> Cách tiến hành
• Xác định sơ bộ
Lấy một lượng nước có chứa từ 5 -ỉ- 20 mg suníìia. Thêm vào đấy một lượng đủ cadmi axetat. Đe yên cho tới khi kết tủa lắng xuống. Lọc kết tủa và rửa tủa cẩn thận bàng nước nóng. Kết tủa sau khi lọc rửa chuyển vào bình nón, dung tích 250 ml. Thêm vào đó 25 -4- 50 ml dung dịch iot 0,01 N vá axit hóa dung dịch đó bằng 5 ml axit clohidric.
Chuẩn độ lượng iot dư băng natri thiosunfat 0,01 N (ghi số ml) > Tính kết quả
Hàm lượng H2S (x) tính băng mg/1 theo công thức: (a-b).0,17 . 1000
X = ---— 2—--- V Trong đó:
a - lượng dung dịch iot 0,01 N, ml; b - Lượng dung dịch natri thiosunfat, mi; V - thể tích nước lấy để phân tích, ml;
0.17 - số mg H2S tương đương với 1 ml dung dịch iot 0.01 N. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
2.3.6.3. Tinh toán phát thài H ĩS
Dự báo và tính toán phát thải H2S được tính theo công thức tính tốc độ phát thải khí này trên một đơn vị thể tích [) 5; 18]
R/ns = a X 0.86 X Trong đó: ( (0.86 X <1 + 0.2 X F*) X (* X /C , _ 1— T T — 2*3) Rhỉs = tốc độ phát thải của H2S ( z f)/h ) in.
a = chỉ số phụ cho hệ số tổng lượng trao đổi trong nước thải p = chì số phụ cho hệ số nồng độ bão hòa trong nước thải Phân số H2S(trongnước) lién quan đến tổng sunphit
r _ ỊJ c __ [H2 £(trongi»Kjc)] _ _______ ị_______ - 2 (tr o n g n u ớ c ) - [ h 25( u .,i1bi j + [ H S ] - ( i + i 0 (PH- P Ka>) Trong đó Ka = 1.26 X 10^~7^ F = u X g Q-°-5) X d j - ° s) Trong đó: u = vận tốc dòng chảy m/s g = gia tốc trọng trường (9.81 m/s2)
dm = độ sâu thủy lực (sâu ngập nước) = diện tích mặt cắt / chiều rộng c w = nồng độ sunphit hòa tan trong thể lỏng (gS/m3)
Ca H2S = nồng độ H2S hòa tan trong thể khí (gS/m3)
Hc H2S c» = hằng số I ỉenry cho H2S (trong nước sạch)
CHƯƠNG 3
K ÉT QUẢ NGHIÊN c ứ u VÀ TH Ả O LUẬN
3.1. Một số đặc điểm về điều kiện tự nhiên, chế độ thủy văn, thòi tiết và khí hậu ảnh
hưởng đến đặc tính và chế độ dòng chảy sông Tô Lịch
3.1.1. Đặc điểm th ủy văn
Sự hình thành và diến biến dòng chảy của hệ thống sông Tô Lịch phụ thuộc chủ yếu vào chế độ mua, nước thải (do sinh hoạt và sản xuất) trên lưu vực. Do lưu vực hệ thống sông Tô Lịch nằm kẹp giữu sóng Hồng và sông Nhuệ nên quá trình tiêu thoát nước trên hệ thống sông Tô Lịch chủ yếu theo hai hướng là thoát nước ra sông Nhuệ và sông Hồng.
Như vậy, về tổng thể sóng Tô Lịch tiếp nhận nước thải ở khu vực thượng nguồn từ các quận Ba Đình, c ầ u Giấy, Đống Đa, Thanh Xuân và một phần quận Hai Bà Trưng. Khu vực hạ lưu tiếp nhận nước thải của quận Hoàng Mai, các xã Thịnh Liệt, Tam Hiệp, Tứ Hiệp, Vĩnh Quỳnh, Đông Mỹ (Thanh Trì).
Nguồn cấp nước chù yếu cho hệ thống sông Tô Lịch là nước mưa, nước thải sinh hoạt và sản xuất. Dọc theo sóng Tô Lịch có rất nhiều cống xả (xem bảng 8) khi mực nước tại đập Thanh Liệt nhỏ hơn 3,5 m thì nước sông Tô Lịch sẽ thoát qua sông Nhuệ, khi mực nước lớn hơn 3,5 m đập Thanh Liệt đóng lại, nước ứ đọng hoặc dồn ngược chảy về hồ Yên Sở. Tại đây, hệ thống bơm chủ động bơm ra sông Hồng, tiêu thoát nước cho nội thành. Như vậy, đoạn sông Tô Lịch từ ngã ba Nhà máy Sơn cho tới vị trí tiếp giáp hồ Yên Sở (đoạn cuối cùng của sông sét và sông Kim Ngưu) có chế độ thủy văn 2 chiều. Tuy nhiên, từ khi có trạm bơm Yên Sở, phần lớn dòng chảy đoạn này theo hướng Đône về phía hô Yên Sở.
3.1.2. Đ ịa hìnli, địa mạo
> Địa hình lưu vực sông Tô Lịch
Địa hình tự nhiên lưu vực hệ thống sông Tô Lịch khu vực nội thành được chia làm ba bậc địa hình chính: Bề mặt cớ độ cao hơn 8 m; bề mặt có độ cao từ 5-8 m; bề mặt cao dưới
Bề mặt địa hình có độ cao lớn hơn 8m chiếm 10% diện tích nội thành, trước đây được phân bố chủ yếu ở khu vực quận Hoàn Kiếm, chạy dài từ Yên Phụ tới càng Hà Nội và một
phẩn chạy dọc theo trục đường Hoàng Hoa Thám, đường Bưởi, c ầ u Giấy... bề mặt địa hình có độ dốc thay đổi từ 1-3°, độ nghiêng thấp dần từ Bắc xuống Nam.
Be mặt địa hình có độ cao từ 5-8 m chiếm hầu hết diện tích phần phía Nam, Tây Nam nội thành đạt xấp xi 50% điện tích lưu vực. Độ đốc trung bình 1-2°, tạo nên các dải đất cao bao lấy sông hồ. Bề mặt trũng của khu vực được phân bố rộng ở phía Tây quận Ba Đình, phía Nam quận Hai Bà Trưng và đường Bưởi, c ầ u Giấy... bề mặt địa hình có độ dốc thay đổi từ 1-3°, nghiêng thấp dần từ Bắc xuống Nam.
Bề mặt địa hình dưới 5m chiếm 40% diện tích nội thành. Phần lớn bề mặt địa hình này trùng với các khu vực phân bố đầm, hồ và hệ thống sông ngòi hiện tại. Be mặt địa hình dưới 5m thường gặp ở Trúc Bạch, Hoàn Kiếm.
Như vậy có thể thấy với địa hình chênh lệch không lớn từ vùng đàu nguồn đến cuối nguồn, khả năng lắng đọng và thoát nước chậm sẽ là nguyên nhân cần quan tâm trong sự hình thành H2S.
3.1.3. Thời tiết và khí hậu
Lưu vực sông Tô Lịch nằm trong điều kiện khí hậu nhiệt đới gió mùa, đặc trưng cho đồng bằng Bắc Bộ với 2 mùa chủ yếu: mùa nóng từ tháng 4 đến tháng 10 với đặc điểm là nóng ẩm mưa nhiều, hướng gió thịnh hành là Đông Nam; Mùa lạnh bắt đầu từ tháng 11 và thường kết thúc vào tháng 3 năm sau với đặc điểm là lạnh và khô, ít mưa, hướng gió thịnh hành là Đông Bắc.
Với sự phân chia các mùa rõ rệt như trên tạo cho sông Tô Lịch có những đặc điêm riêng về chế độ thủy văn dóng chảy và chất lượng nguồn nước, v ề mùa khô mực nước sông thấp, nhiều đoạn nuớc cạn đến đáy sông, lưu lượng dòng chẩy rất thấp khoảng 0.35 m/s. v ề mùa mưa, lượng nước sông thường dâng cao sau mỗi trận mưa do nước từ các nguồn khác nhau đổ về.
Bảng 7. Nhiệt độ, lượng mưa, lương bốc hơi tại khu vực nghiên cứu Tháng Nhiệt độ (°C) Lượng mưa (mm) Lượng bốc hoi (mm) 10/2007 27,4 28 93 11/2007 24,7 116 91 12/2007 18,3 1 77 1/2008 16,9 3 86 2/2008 21,9 25 51 3/2008 21,1 29 34 4/2008 23,4 98 68 5/2008 27,3 118 91 6/2008 30,2 211 100 7/2008 30,4 286 99 8/2008 29,2 330 78 9/2008 27,2 388 76 TB tháng 24,8 136,1 78,7 Tổng năm 1661 944 Nguồn : Trạm khí tượng Láng, 2008 1 Lượng mưa (mm) 10 11 12 1 2 3 4 5 6 7 B 9 T h án g
ĐỒ thị 1. Biến tliiên của/thiệt độ, lượng mưa, lương bốc hơi tại lưu vực sông Tô Lịcli
Dựa vào kết quả thu thập số liệu khu vực Hà Nội tại trạm Láng (2008) bảng 7 và đô thị 1, chúng tôi nhận thấy điểu kiện nhiệt độ, lượng mưa. chế độ ẩm có những đặc trưng (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
> Điểu kiện nhiệt độ ánh sáng
Tổng nhiệt độ (theo số liệu trạm Láng khu vực Hà Nội) ở lưu vực sông Tô lịch đạt 8500 - 8700°c. Chế độ nhiệt phân hóa thành 2 mùa rõ rệt, mùa hè đạt 5.300 - 5.400 °c. mùa đông đạt 3.200 - 2.200 °c . Nhiệt độ trung bình năm khoảng 24°c, nhiệt độ tháng trung bình cao nhất rơi vào tháng 6, 7 có ngày lên tới 30°c, tháng có nhiệt độ trung bình thấp nhất là tháng 1, số giờ nắng trung bình 1.640 giờ, lượng bức xạ trung bình 4.270 kcal/m2. Số giờ nắng trong ngày cũng thay đổi, các tháng 5, 6, 7, 8 số giờ nắng trong ngày nhiều hơn khoảng 3- 5 giờ so với các tháng còn lại.
> Lượng mưa và chế độ ẩm
Lượng mưa trung bình năm dao động từ 1.600 - 1.700mm, tháng có lượng mưa trung bình cao nhất trong năm là tháng 7, thấp nhất là tháng 1, lượng bốc hơi trung bình 938 mm/năm, độ ẩm không khí các tháng trong năm dao động từ 80 - 90%.
Lượng mưa hàng nãm khá lớn tuy nhiên phân bố không đều, 85 - 90% lượng mưa rơi vào mùa hè tập trung nhiéu vào tháng 7, 8. Mặt khác trong phạm vi xã có một số vùng trũng nên vào những tháng mưa lớn có thể gây ngập úng ảnh hưởng tới sản xuất. Vào mùa đông, nhiệt độ hạ kèm theo ít mưa có thể dẫn tới khô hạn cho những vùng đât cao không
chủ động tưới.
Theo sổ liệu khí tượng thu thập tại Trạm khí tượng Láng - Hà Nội từ tháng 10/2007 đến tháng 9/2008 cho thấy: trong giai đoạn này tổng lượng mưa đo được là 1.661mm, cao hơn so với cùng giai đoạn năm trước (1.265mm). Tổng lượng bốc hơi là 944mm, thấp hơn so với cùng giai đoạn năm trước (955mm). Nhiệt độ trung bình các tháng trong năm là
24,8°c.
Từ tháng 4 đến tháng 9 năm 2008 và tháng 11 năm 2007 mưa nhiều và nhiệt độ cao, đặc biệt là các tháng 6, 7, 8, 9 (lượng mưa cao nhất vào tháng 9 đạt 388mm). từ tháng 4 đến tháng 9 năm 2008 và tháng 10, 11 năm 2007 lượng mưa thường cao hơn lượng bốc hơi. Tháng 12 đến tháng 3 lá mùa khô, lượng mưa ít và nhiệt độ thấp. Lượng bốc hơi cao hơn lượng mưa.
> Các hiện tượng tlíờì tiết đặc biệt
Trong năm thời tiết có nhiều biến động, chịu ảnh hưởng trực tiếp của 5 - 7 cơn bão gây mưa to gió lớn ảnh hưởng đến chế độ dòng chảy cùa sông Tô Lịch. Điêu này có ý
nghĩa rât lớn trong việc giảm thiêu nồng độ các chất ô nhiễm trong nước sông và sự phát thải các khí độc.
Hìnlt 7. Sơ đồ khu vực nghiên cứu [4J
3.2. Các đặc điểm có liên quan đến sự phát thải H2S trên sông Tô Lịch
Chúng ta biết rằng khí H2S được hình thành có liên quan đến nguồn nước thải, vì vậy, yếu tố nguồn thải là điều quan tâm đầu tiên của chúng tôi.
3.2.1. Nguồn nưóc thải
Khi tiến hành điều tra. khảo sát thực địa toàn bộ tuyến sông Tô Lịch đoạn từ cống Bưởi đến đập Thịnh Liệt chúng tôi nhận thấy một số đặc điềm như sau: