cho nước khụng thể sử dụng được trong hoạt động sản xuất và sinh hoạt của con người.
Việc thay đổi chất lượng và gõy ụ nhiễm nước do hoạt động của con người thường là:
− Giảm chất lượng của nước ngọt do ụ nhiễm bởi H2SO4, HNO3 từ khớ quyển, tăng hàm lượng SO42-, NO3- trong nước
− Tăng hàm lượng cỏc ion, Ca, Mg, Si, ... trong nước ngầm và nước sụng hồ do nước mưa hũa tan, phong húa cỏc quặng carbonat
− Tăng hàm lượng cỏc kim loại nặng trong nước tự nhiờn như Pb, Cd, Hg, As, Zn và PO43-NO3-, NO2-
− Tăng hàm lượng cỏc muối trong nước mặt và nước ngầm do nước thải cụng nghiệp, nước mưa, rỏc thải
− Tăng hàm lượng cỏc hợp chất hữu cơ do cỏc chất khú bị phõn hủy sinh học, thuốc trừ sõu,..
− Giảm nồng độ oxi hũa tan trong nước tự nhiờn do quỏ trỡnh oxi hũa tan cú liờn quan với quỏ trỡnh phỡ dưỡng (eutrophication) cỏc nguồn chứa nước và khoỏng húa cỏc hợp chất hữu cơ
− Giảm độ trong của nước
− Tăng khả năng nguy hiểm của ụ nhiễm nước tự nhiờn do cỏc nguyờn tố đồng vị phúng xạ
2. Một số chỉ tiờu đỏnh giỏ chất lượng nước thải 2.1. Độ pH:
Độ pH là một chỉ tiờu cơ bản để đỏnh giỏ chất lượng của nước cung cấp và nước thải. Nú là đại lượng đặc trưng cho tớnh chất của mụi trường lỏng và được thể hiện như sau:
− Mụi trường acid cú độ pH < 7
− Mụi trường trung tớnh (nước nguyờn chất) cú độ pH = 7 − Mụi trường kiềm cú độ pH > 7
Mụi trường cú độ pH càng gần 7, chất lượng mụi trường càng tốt. Mụi trường càng cú tớnh acid hoặc kiếm, chất lượng mụi trường càng xấu và càng ảnh hưởng tới cuộc sống của người, động vật, thực vật và cỏc vật liệu
2.2. Hàm lượng chất rắn:
Tổng lượng chất rắn là tớnh chất vật lớ đặc trưng quan trọng của nước thải, bao gồm: chất rắn nổi, chất rắn lơ lưng (huyền phự), chất rắn keo và chất rắn hũa tan
Theo kớch thước, cỏc loại chất rắn trong nước được chia ra
Loại chất rắn Kớch thước hạt, àm
Chất rắn tan ≤ 10-5 – 10-3
Chất rắn keo 10-3 - 1,2
Chất rắn lơ lửng 1,2 - ≥ 100
- Tổng lượng chất rắn TS (total solid): được xỏc định là phần cũn lại sau khi cho bay hơi mẫu nước thải trờn bếp cỏch thủy, sau đú sấy khụ ở nhiệt độ 103oC cho tới khi khối lượng khụng đổi, đơn vị tớnh mg/l
- Chất rắn lơ lửng, SS (Suspended Solid): là chất rắn ở dạng lơ lửng trong nước, được xỏc định bởi phần cũn lại trờn giấy lọc sợi thủy tinh khi lọc 1 lớt mẫu nước rồi sấy khụ ở nhiệt độ từ 103 – 105oC, tới khi khối lượng khụng đổi. Đơn vị mg/l
- Chất rắn tan DS (Disolved Solid): được xỏc định bằng hiệu số giữa tổng lượng chất rắn và chất rắn lơ lửng:
DS = TS – SS
2.3. Nồng độ oxy hũa tan:
Một trong những chỉ tiờu quan trọng nhất của nước là lượng oxy hũa tan, vỡ oxy khụng thể thiếu với tất cả cỏc cơ thể sống trờn cạn cũng như dưới nước. Nú duy trỡ quỏ trỡnh trao đổi chất, sinh năng lượng cho sự sinh trưởng, sinh sản và tỏi sản xuất. Nồng độ oxy hũa tan tối thiểu đối với cỏc loài cỏ hoạt động mạnh (cỏ hồi) là 5 – 8 mg/l, đối với loài cỏ cú nhu cầu oxy thấp (cỏ chộp) là 3mg/l.
Oxy là loại khớ hũa tan trong nước, khụng tỏc dụng với nước về mặt húa học. Độ hũa tan của nú phụ thuộc vào cỏc yếu tố như ỏp suất, nhiệt độ và cỏc đặc tớnh của nước (thành phần húa học, vi sinh, thủy sinh sống trong nước, ... ). Nồng độ bóo hũa của oxy trong nước ở nhiệt độ từ 35 – 0oC khoảng 8 – 15mg/l.
Cỏc nguồn nước mặt do cú bề mặt thoỏng tiếp xỳc trực tiếp với khụng khớ nờn thường cú hàm lượng oxy hũa tan cao. Sự quang hợp và hụ hấp của thủy sinh cũng làm thay đổi hàm lượng oxy hũa tan trong nước mặt. Cỏc nguồn nước ngầm thường cú hàm lượng oxi hũa tan thấp do cỏc phản ứng oxy húa khử xảy ra trong lũng đất tiờu hao hết oxy.
Khớ thải, cỏc chất thải sử dụng oxy cú trong nguồn nước, quỏ trỡnh oxy húa sẽ làm giảm nồng độ oxy hũa tan trong cỏc nguồn nước trờn, thậm chớ cú thể đe dọa sự sống cỏc loài cỏ cũng như cuộc sống dưới nước. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Việc xỏc định thụng số về hàm lượng oxy hũa tan cú ý nghĩa quan trọng trong việc duy trỡ điều kiện hiếu khớ của nước tự nhiờn và phõn hủy hiếu khớ trong quỏ trỡnh xử lớ nước thải. Mặt khỏc, hàm lượng oxy hũa tan cũn là cơ sở của phộp phõn tớch xỏc định nhu cầu oxy sinh húa. Đú là thụng số quan trọng để đỏnh giỏ mức độ ụ nhiễm của nước thải đụ thị, ngoài ra oxy cũn là yếu tố quan trọng trong kiểm soỏt sự ăn mũn của sắt thộp, đặc biệt là hệ thống đường ống phõn phối nước.
2.4. Nhu cầu oxy sinh húa (BOD – Biochemical Oxygen demand):
Nhu cầu oxy sinh húa là chỉ tiờu thụng dụng nhất để xỏc định mức độ ụ nhiễm nước thải đụ thị và chất thải hữu cơ của cụng nghiệp, là thụng số cơ bản để đỏnh giỏ mức độ ụ nhiễm nguồn nước đụ thị và khu cụng nghiệp
BOD : lượng oxy tớnh bằng mg hoặc g dựng để oxy húa cỏc chất hữu cơ nhờ vi khuẩn hiếu khớ ở điều kiện 20oC.
BOD cú ý nghĩa biểu thị lượng cỏc chất hữu cơ trong nước, cú thể bị phõn hủy bằng cỏc vi sinh vật
Trong thực tế, khụng thể xỏc định lượng oxy cần thiết để phõn hủy hoàn toàn chất hữu cơ vỡ quỏ tốn thời gian (20 ngày) nờn chỉ xỏc định lượng oxy cần thiết trong 5 ngày đầu ở nhiệt độ ủ 20oC, được kớ hiệu BOD5, khoảng 70 – 80% cỏc chất hữu cơ đó bị oxy húa. Đơn vị tớnh là mg/l
2.5. Nhu cầu oxy húa học (COD – Chemical oxygen demand):
Chỉ số COD: là lượng oxy cần thiết tớnh bằng gam hoặc mg cho quỏ trỡnh oxy húa học cỏc chất hữu cơ trong mẫu nước thành CO2 và H2O
Chỉ số COD biểu thị lượng chất hữu cơ cú thể oxi húa bằng húa học, bao gồm cả lượng và chất hữu cơ khụng thể bị oxy húa bằng vi sinh vật, do đú giỏ trị COD cao hơn BOD (COD/BOD >1)
Phộp phõn tớch COD cú ưu điểm cho kết quả nhảnh (khoảng 3h) nờn đó khắc phục được nhược điểm của phộp đo BOD.
Ngoài COD và BOD, người ta cũn dựng một vài thụng số khỏc để đo hàm lượng cỏc chất hữu cơ trong nước như: tổng carbon hữu cơ (total organic carbon, TOC) và nhu cầu oxy theo lớ thuyết (Theoritical oxygen demand, thOD. TOC chỉ được dựng khi hàm lượng cỏc chất hữu cơ trong nước rất nhỏ.) thOD chớnh là lượng oxy cần thiết để oxy húa hoàn toàn phần hữu cơ trong chất thải thành carbonic, nước và chỉ cú thể tớnh được khi viết cụng thức húa học của cỏc chất hữu cơ. Vỡ thành phần của nước thải rất phức tạp nờn khụng thể tớnh được nhu cầu oxy theo lớ thuyết. Trong thực tế, thụng số này cú thể tớnh gần đỳng trờn cơ sở thụng số COD. Từ đú ta cú thể thấy luụn cú dóy :
thOD > COD > BOD cuối > BOD5
2.6. Cỏc chất dinh dưỡng:
2.6.1 Hàm lượng nitơ trong nước:
Nitơ và Phosphor là những nguyờn tố chớnh cần thiết cho cỏc sinh vật nguyờn sinh và thực vật phỏt triển, chỳng được biết tới như những chất dưỡng hoặc kớch thớch sinh học. Nitơ cú thể tồn tại ở cỏc dạng chớnh: nitơ hữu cơ, amoniac, nitrit, nitrat
Nitơ là nguyờn tố chớnh xõy tựng tế bào, tổng hợp protein, nờn số liệu về chỉ tiờu nitơ rất cần thiết để xỏc định khả năng cú thể xử lớ một loại nước thải nào đú bằng cỏc quỏ trỡnh sinh học.Trong trường hợp khụng đủ Nitơ, cú thể bổ sung thờm để chất thải đú trở nờn cú khả năng xử lớ bằng phương phỏp sinh học.
Chỉ tiờu hàm lượng nitơ trong nước cũn được xem như là chất chỉ thị tỡnh trạng ụ nhiễm của nước vỡ NH3 tự do là sản phẩm phõn hủy cỏc chất protein. Ở điều kiện hiếu khớ xảy ra quỏ trỡnh oxy húa theo trỡnh tự: Protein NO3- NO2- NH3
Nitơ khụng chỉ gõy ra cỏc vấn đề phỡ dưỡng (Eutrophication, phỡ hoặc vượt quỏ 45mg NO3/l) cũng cú thể gõy ra mối đe dọa nghiờm trọng đối với sức khỏe con người, loại vi khuẩn ở ruột cú thể chuyển húa nitrat thành nitrit. Nitrit cú ỏp lực với hồng cầu trong mỏu mạnh hơn oxy, kết hợp với oxy sẽ tạo thành methemoglobin. Hợp chất này gõy ra bệnh xanh xao, thiếu mỏu và cú thể tử vong.
2.6.2. Hàm lượng Phosphore trong nước:
Phosphor là một trong những nguyờn tố chớnh gõy ra sự bựng nổ của tảo (phỡ dưỡng) trong một số nguồn nước mặt. Phosphor trong nước và nước thải thường tồn tại ở nhiều dạng. Chỉ tiờu phospho cú ý nghĩa quan trọng trong cấp nước (kiểm soỏt sự hỡnh thành cặn rỉ và ăn mũn, xử lớ nước thải bằng cỏc phương phỏp sinh học).
2.6.3. Hàm lượng Sulfat trong nước:
Ion sulfat thường cú trong nước dựng để sinh hoạt cũng như nước thải. Lưu huỳnh là một nguyờn tố cần thiết cho tổng hợp protein và được giải phúng trong quỏ trỡnh phõn hủy chỳng. Sulfat bị khử sinh học trong điều kiện kị khớ theo phản ứng sau:
Vi khuẩn kỵ khớ
Chất hữu cơ + SO42- S2- + H2O + CO2
S2- + 2H+ H2S
Khớ H2S thoỏt vào khụng khớ trờn bề mặt nước thải trong cống . Một phần H2SO4
tớch tụ ở hốc bề mặt nhỏm của ống dẫn và cú thể bị oxy húa sinh học thành H2SO4. Acid này sẽ ăn mũn cỏc ống dẫn. Mặt khỏc khớ H2S gõy ra mựi hụi thối và độc hại cho cụng nhõn làm việc ở cỏc nhà mỏy xử lớ nước thải.
Hàm lượng sulfat cao trong nước sẽ ảnh hưởng tới việc hỡnh thành H2S gõy mựi khú chịu, nhiễm độc đối với cỏc loài cỏ. Khi nước ở trong ống dẫn cú chứa sulfat ở hàm lượng cao sẽ cú tỏc động làm thuốc tẩy nhẹ đối với ruột người, vỡ vậy nồng độ giới hạn của SO42- trong nước cấp cho sinh hoạt cần ớt hơn 250mg/l. Ngoài ra nú cũng là nguyờn nhõn gõy đúng cặn cứng trong cỏc nồi đun và thiết bị trao đổi nhiệt.
2.6.4. Chỉ tiờu vi sinh của nước:
Nước là một phương tiện lan truyền cỏc nguồn bệnh, trong thực tế cỏc bệnh lõy lan bằng đường nước là một nguyờn nhõn chớnh gõy ra bệnh, tử vong. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Chỉ tiờu vi sinh của nước thường được biểu thị bằng nồng độ của vi khuẩn chỉ thị, là những vi khuẩn dạng trực khuẩn hay coliform.
Coliform được đặc trưng bởi E.coli và Streptococcus. Chỳng sống trong đường ruột của người và được thải ra với số lượng lớn trong phõn người và cỏc động vật mỏu
núng khỏc (trung bỡnh khoảng 50 triệu coliform trong 100ml). Nước thải sinh hoạt chưa qua xử lớ thường chứa > 3tr coli/100ml. Tiờu chuẩn của cỏc loại nước uống
≤ 1 coliform/100ml
2.6.5. Cỏc kim loại nặng:
Hầu hết kim loại nặng tồn tại trong nước ở dạng ion cú nguồn gốc phỏt sinh do con người, bao gồm: arsen, bari, cadmi, crom, đồng, chỡ, thủy ngõn, niken, selen, bạc và kẽm (do cỏc nhà mỏy sơn, mực in), thủy ngõn và kẽm (do thuốc trừ sõu), ... do chỳng khụng thể phõn hủy nờn cỏc kim loại nặng thường tớch tụ trong cỏc chuỗi thức ăn của hệ sinh thỏi. Quỏ trỡnh này bắt đầu với nồng độ thấp của cỏc loại vật thể nặng tồn tại trong nước hoặc cặn lắng, sau đú tớch tụ nhanh trong động vật, thực vật. Cuối cựng đến sinh vật bậc cao nhất trong chuỗi thức ăn cú nồng độ kim loại nặng đủ lớn để gõy ra độc hại. Trường hợp nhiễm độc hàng loạt đầu tiờn trong lịch sử hiện đại là bệnh Minamata xảy ra vào năm 1956 ở Nhật Bản do ngư dõn ở vựng vịnh Minamata ăn phải cỏ cú hàm lượng thủy ngõn cao do nhà mỏy sản xuất phõn bún đó thải nước thải cú chứa thủy ngõn vào vịnh Minamata gõy nờn.
2.6.6. Cỏc thuốc bảo vệ thực vật:
Cỏc thuốc trừ dịch thực vật bao gồm: thuốc trừ sõu (insecticide), thuốc trừ nấm (fungicide), thuốc diệt cỏ (herbicide), thuốc diệt tảo (algicide). Mặc dự vậy trong thực tế, thuật ngữ thuốc bảo vệ thực vật thường được hiểu và gọi là thuốc trừ sõu
+ Thuốc trừ sõu gồm:
- Cỏc hydrocarbon clo húa: eldrin, toxaphen, ĐT dieldrin, heptaclo, methoxycor, lindane.
- Cỏc phosphore hữu cơ: diazinon, malathion, parathion, ... + Thuốc diệt cỏ gồm:
- Carbamat
- Cỏc hydrocarbon clo húa...
+ Thuốc diệt nấm gồm: đồng sulfat, ferbam, ... + Thuốc diệt tảo chủ yếu là cỏc hợp chất đồng
Rất nhiều cỏc loại thuốc trừ sõu trước đõy như DDT, toxaphene, và dieldrin là cỏc hợp chất hydrocarbon clo húa, chỳng là một hợp chất bền. Cỏc nhuyễn thể ăn bằng cỏch lọc một lượng nước lớn, vỡ vậy người ta thấy chỳng chứa một hàm lượng DDT cao hơn hàng triệu lần so với hàm lượng DDT trong mụi trường nước xung quanh. Sản lượng
DDT trong những năm 60, khoảng 10000 tấn/năm. Thời gian bỏn phõn hủy của DDT cú thể tới 20 năm, do đú mặc dự trờn thực tế, thuốc DDT đó bị cấm sử dụng ở nhiều nước nhưng một lượng lớn thuốc này sẽ vẫn cũn trong mụi trường nhiều năm về sau. Trong lỳc đú cú dấu hiệu cho thấy, cỏc hệ sinh thỏi được phục hồi khi khụng sử dụng thờm thuốc DDT nữa. Số lượng cỏc loài chim ở Mỹ đó tăng lờn đỏng kể từ khi người ta ngừng sử dụng thuốc trừ sõu DDT.
Từ đầu những năm 59, đó cú những nghiờn cứu bắt đầu xỏc định bản chất của cỏc vấn đề chất lượng nước do cỏc thuốc bảo vệ thực vật của nụng nghiệp gõy ra. Nước từ cỏc vựng đất canh tỏc nụng nghiệp đó là một nguồn gốc chớnh gõy ra sự nhiễm bẩn thuốc trừ sõu ở mức thấp đối với nước mặt.
2.6.7. Dầu mỡ:
Dầu mỡ là chất lỏng khú tan trong nước, tan trong cỏc dung mụi hữu cơ. Dầu mỡ cú thành phần húa học rất phức tạp. Độc tớnh và tỏc động sinh thỏi của dầu mỡ phụ thuộc vào từng loại dầu. Dầu thụ cú chứa hàng ngàn phõn tử khỏc nhau nhưng phần lớn là cỏc hydrocarbon cú số carbon từ 4 – 26. Trong dầu thụ cũn cú cỏc hợp chất lưu huỳnh, nitơ, kim loại (như vanadi). Cỏc loại dầu nhiờn liệu sau khi tinh chế (dầu DO, FO) và một số sản phẩm dầu mỡ cũn chứa cỏc chất độc như hydrocarbon thơm đa vũng (PAH), polyclobiphenyl (PCB), kim loại (chỡ). Do đú dầu mỡ cú độc tớnh cao và tương đối bền vững trong mụi trường nước.
Cuộc sống của hầu hết cỏc loài động, thực vật đều bị tỏc động xấu do nước bị ụ nhiễm dầu mỡ. Cỏc loài thủy sinh và cõy ngập nước do dầu mỡ ngăn cản quỏ trỡnh hụ hấp, quang hợp và cung cấp dinh dưỡng. Cỏc loài tảo kộm nhạy cảm với tỏc động trực tiếp của dầu so với cỏc loài thủy sinh khỏc, tuy nhiờn tảo nhạy cảm với cỏc tỏc động thứ cấp trong điều kiện nguồn nước ụ nhiễm dầu, một số loài tảo cú khả năng phỏt triển mạnh.
Hàng loạt sự kiện tràn dầu trờn thế giới (vụ tàu Exon Valdez ở Alaska năm 1989 gõy tràn 48000 m3 dầu thụ, ...), ở Việt Nam (tàu Humanity gõy tràn hàng trăm tấn dầu FO trờn sụng Lũng Tàu năm 1990 và vụ tàu Neptune Ariens năm 1994 gõy tràn 1500 tấn dầu nhiờn liệu trờn sụng Đồng Nai gõy thiệt hại cho hằng trăm hecta ruộng tụm và ruộng lỳa), ... đó chứng minh cho tỏc động nghiờm trọng của dầu mỡ đối với mụi trường.
2.6.8. Màu:
Nước tự nhiờn cú thể cú màu do cỏc lớ do sau: - Cỏc chất hữu cơ trong cõy cỏ bị phõn ró
- Nước cú chất thải cụng nghiệp (chứa crom, tanin, ...)
Màu thực của nước là màu được tạo nờn do cỏc chất hũa tan hoặc ở dạng hạt keo. Màu bờn ngoài của nước là màu do cỏc chất lơ lửng trong nước tạo nờn. Trong thực tế người ta xỏc định màu thực của nước sau khi đó lọc bỏ cỏc chất khụng hũa tan
2.6.9. Mựi:
Nước cú mựi do nguyờn nhõn:
- Cú chất hữu cơ từ cống rónh, khu dõn cư, xớ nghiệp chế biến thực phẩm. - Cú nước thải cụng nghiệp húa chất chế biến dầu mỡ
- Cỏc sản phẩm từ sự phõn hủy cõy cỏ, rong tảo, động vật.
(adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});