Bài giảng: Độc học sinh thái

Chia sẻ: Nguyễn Trung Dũng | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:14

Thêm vào BST

Báo xấu

234
lượt xem 60
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Độc chất học là môn nghiên cứu sự tồn lưu chuyển hóa và độc tính của chất độc trong môi trường và trong cơ thể sinh vật...

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng: Độc học sinh thái

Sinh thái công nghiệp – khu công thá nghiệp sinh thái thá Khu công nghiệp Hệ tự nhiên Công viên/rừng Công nghiệp 1 Nguyen Thi Van Ha, 2 Nguyen Thi Van Ha, 4/2008 4/2008 ĐỊNH NGHĨA – KHÁI NIỆM ĐỊNH NGHĨA – KHÁI NIỆM Ñoäc chaát hoïc laø moân nghieân cöùu söï toàn löu chuyeån hoaù vaø ñoäc Tính đoäc của một chaát khoâng chæ tuøy thuoäc vaøo thaønh phaàn hoùa tính cuûa chaát ñoäc trong moâi tröôøng vaø trong cô theå sinh vaät. hoïc, ñoäc tính cuûa caùc chaát oâ nhieãm maø coøn tuøyt huoäc vaøo lieàu löôïng vaø tuyeán tieáp xuùc. Söï toàn löu chuyeån hoaù vaø ñoäc tính cuûa chaát ñoäc trong moâi tröôøng ñöôïc nghieân cöùu qua “ñoäc hoïc sinh thaùi” (ecotoxicology) Nhaø hieàn trieát Hy Laïp Paracelsus - moät ngaønh cuûa ñoäc chaát hoïc. theá gian kia chaát gì laø khoâng ñoäc? Taát caû ñeàu laø ñoäc ñaâu coù chaát gì khoâng! Chæ lieàu löôïng ñònh ra chaát ñoäc Vaø chaát naøo khoâng ñoäc maø thoâi! Khi ñoäc hoïc trôû thaønh ngaønh khoa hoïc, caàn phaûi ñònh löôïng Nguyen Thi Van Ha, 3 Nguyen Thi Van Ha, 4 4/2008 4/2008 1
Các Rủi Ro Gây Nguy Hiểm Các Hoá Chất Môi Trường 1. Các rủi ro vật lý: Hóa chất có hại cho sinh vật sống có thể gồm 4 nhóm: •Cháy Nhóm 1: Các kim loại/ Các chất vô cơ •nổ Kim loại và các kim loại nặng: •bỏng Đồng - Cu 2. Các rủi ro hóa học: Kẽm - Zn •Sự hít thở Chì - Pb •Sự hấp thụ do: Thuỷ ngân - Hg -Tiếp xúc qua da Cadimi - Cd -Ăn, uống Pb, Hg, Cd là ba kim loại nặng quan trọng và các kim loại khác Sự rủi ro ~ Nguy cơ có hại. Các chất vô cơ: Mức độ nguy hiểm ~ Các đặc tính của chất → Nồng độ Nitrat ~ NO3- , Clorua ~ Cl-, Nhôm ~ Al Ví dụ: Dioxin đối với Saccharin ; Cả hai đều gây ung thư. Nguyen Thi VanFlorua ~ F-, Natri ~ Na, Asen ~ As 5 6 Nguyen Thi Van Ha, Ha, 4/2008 4/2008 Các Hoá Chất Môi Trường Các Hoá Chất Môi Trường Hóa chất có hại cho sinh vật sống có thể gồm 4 nhóm: Hóa chất có hại cho sinh vật sống có thể gồm 4 nhóm: Nhóm 2: Các loại thuốc trừ sâu Nhóm 4: Các chất hữu cơ tổng hợp •Thuốc bảo vệ thực vật : DDT, Parathion •Các chất Polyclorua biphenyl – PCBs. •Thuốc diệt nấm : PCP, HCB •Thuốc diệt cỏ : 2, 4-D, 2, 4, 5-T, Paquat, có tính luân hồi •Các hợp chất hữu cơ đa vòng thơm ~ PAHs •Thuốc hun (thuốc xông) : CH3Br, EDB (Etylen đi bromua) Styren, Dioxin, và các loại khác Nhóm 3: Dung môi và các chất dễ bay hơi • Các dẫn xuất của hydrocacbon halogen: TCE, CCl2, Vinyl clorua, PCE •Các hydrocacbon vòng thơm như Benzen hay Toluene 7 8 Nguyen Thi Van Ha, Nguyen Thi Van Ha, 4/2008 4/2008 2
Đại lượng liên quan đến đánh giá độc tính Đại lượng liên quan đến đánh giá độc tính 2. Nồng độ ảnh hường *** LD50 Lethal Concentration 1. Liều lượng ảnh hường *** LD50 Lethal Dose Nồng độ gây chết 50% số động vật thí nghiệm Liều lượng gây chết 50% số động vật thí nghiệm 3. Liều lượng chấp nhận tối đa trong ngày ADI Accepted Daily Intake là liều lượng tối đa cho phép tiếp nhận trong ngày (mg/Kg) Sucrôza LD50~ 29,700mg/kg 4. Dư lượng tối đa cho phép MRL Maximum Residue Limít là nồng độ tối đa cho phép của Xianua LD50 ~ 96.4mg/kg, LD50 của PCBs là 1 mg/Kg chất đang xem xét tồn dư trong thực phẩm hay đối tượng xem xét (mg/Kg) Giá trị LD50 khác nhau đối với từng lòai động vật, thậm chí đối với từng giới tính và tuổi tác Kim lọai Thức ăn MPC- UÙc 1997 trong cùng lòai động vật (mg/Kg troïng löôïng töôi) Giá trị LD50 càng nhỏ độc tính càng cao Á As Gan gaø 2 Caùc loïai thöùc aên 1 Các chất có độc tính cấp III được xem là có độc tính thấp không gây độc nhất là độc cấp tính Cd Chocolate 0.5 Rau 0.1 Cấp độc LD50 (mg/Kg) – chuột Thòt 0.05 Qua tiêu hóa Qua da Ñaäu phoäng 0.05 Dạng rắn Dạng Dạng rắn Dạng Luùa/luùa mì 0.1 lỏng lỏng Hg Taát caû thöùc aên/caù 0.03/0.5 IA (rất độc) 4000 4/2008 4/2008 Đại lượng liên quan đến đánh giá độc tính Đánh Giá Độc Tính qua mức độ gây ung thư 5. Khả năng phân hủy hoặc thời gian phân hủy,= lượng thời gian sử dụng để phân hóa Đánh giá mức độ gây ung thư có năm cấp từ A tới E DT50 = 50% gốc của nó; DT90 = 90% gốc của nó Ví dụ DT50 của Cd là 150 năm của ĐT là 40 năm A – có dấu hiệu rõ ràng gây ung thư cho người, Asen, Dioxin, PAHs B –Chì, có khả năng làm chất gây ung thư (propable carcinogen) Ví dụ: Đánh giá thuốc trừ sâu bằng DT50 C – Chất có lẽ gây ung thư (posible less than probable) DT50 Ngày Mức độ * E –không có dấu hiệu rõ ràng gây ra ung thư < 20 Không quá bền D –không được phân loại, không có chứng cứ đầy đủ gây ung thư 21 – 90 Độ bền vừa phải > 90 Rất bền Ví dụ liều lượng an tòan của chì trong máu cho người là 10 ug Pb/100ml máu, 50ug/100ml sẽ gây tổn thương trung tâm thần kinh và phát triển dị tật 11 12 Nguyen Thi Van Ha, Nguyen Thi Van Ha, 4/2008 4/2008 3
Đánh Giá Độc Tính Đánh Giá Liều Lượng Hấp Thu Phương trình ước tính liều lượng hấp thu khi xuất hiện độc tính trong môi trường LD50: được sử dụng để đánh giá độ độc của chất (hóa học) Lượng lấy vào ＝Cexp x CR x FI x AF/BW Các con đường phân bố / tuyến tiếp xúc (Động vật/ Con người) C exp – nồng độ trung bình tiếp xúc Da biểu bì / Da CR – cường độ tiếp xúc Sự hít thở/ Sự hô hấp FI – Tỉ lệ lấy thu vào Ăn, uống / thông qua dạ dày AF – Tỉ lệ hấp thụ BW – Trọng lượng cơ thể Các ảnh hưởng có hại của các hoá chất có thể gây ra tác hại cho tất cả các sinh vật sống và khu vực cư trú trong các hệ sinh thái → Nguy cơ ô nhiễm sinh thái 13 14 Nguyen Thi Van Ha, Nguyen Thi Van Ha, 4/2008 4/2008 Thử vi khuẩn phát quang Những phép thử độc tính - Các loài ở biển có độ nhạy cảm cao hơn các loài nước ngọt và cho - - Vi khuẩn phát quang - V. fischeri phát ra ánh sáng một cách tự nhiên. phép đưa ra 4 loài sinh vật kiểm nghiệm để quan trắc nước và bùn ở Enzyme là một loại vi khuẩn phát ra ánh sáng gây xúc tác cho phản ứng sau: của sông: vi khuẩn biển Vibrio fischeri, sự nảy mầm của tảo, thí FMNH2 + O2 + R-CO-H FMN + R-COOH + H2O + Light (490 nm) nghiệm độc tính lên động vật 2 mảnh vỏ C.gigas và loài giáp xác C.arenarium (Pháp). - Sự phát quang sinh học của vi khuẩn V. fischeri tương ứng với sự chuyển hóa - Thöû caù loøng tong Rasbora sp. , thöû teùp gaïo Macrobrachium của tế bào. Một chất độc sẽ gây thay đổi tình trạng tế bào với những mức độ lanchesteri, thöû caù baûy maøu Poecilia reticulata, caù cheùp Cyprinus khác nhau như: vách tế bào, màng tế bào, dây chuyền vận chuyển điện tử, enzymes xúc tác, cấu tạo huyết tương. Nhưng tất cả những trường hợp thay carpio đổi này thì tương ứng với sự suy giảm phát quang sinh học. Sự suy giảm - Thử rận nước ánh sáng được đo bằng máy đo ánh sáng để đo sự phát quang. b. Nguyên tắc thử nghiệm: - Phương pháp thử gọi là TM test với thiết bị Microtox Analyser model 500 ( ISO, 1998 ). - Vi khuẩn phát quang Vibrio fischerii NRR-11177 - Nguyên lý thử nghiệm: là kiểm soát quá trình trao đổi chất của vi sinh vật phát quang thời gian ngắn 5 – 15 phút, Nhiệt độ ở 15 – 270C. 15 16 Nguyen Thi Van Ha, Nguyen Thi Van Ha, 4/2008 4/2008 4
Yếu tố ảnh hưởng đến nồng độ chất độc trong MT Yếu tố ảnh hưởng đến nồng độ chất độc trong MT Phöông thöùc ñöa chaát oâ nhieãm vaøo moâi tröôøng Phöông thöùc ñöa chaát oâ nhieãm vaøo moâi tröôøng • Daïng nguoàn thaûi: nguoàn ñieåm vaø khoâng ñieåm • Daïng nguoàn thaûi: nguoàn ñieåm vaø khoâng ñieåm • Löu löôïng chaát thaûi • Löu löôïng chaát thaûi • Thaønh phaàn chaát thaûi ñoäc haïi • Thaønh phaàn chaát thaûi ñoäc haïi Tính chaát vaät lyù cuûa chaát oâ nhieãm Tính chaát vaät lyù cuûa chaát oâ nhieãm • Ñoä tan • Ñoä tan • Tæ troïng • Tæ troïng • Daïng toàn taïi • Daïng toàn taïi 17 18 Nguyen Thi Van Ha, Nguyen Thi Van Ha, 4/2008 4/2008 Yếu tố ảnh hưởng đến nồng độ chất độc trong MT Yếu tố ảnh hưởng đến nồng độ chất độc trong MT • Tính chaát hoaù hoïc cuûa chaát oâ nhieãm • Ñieàu kieän thuyû vaên, khí töôïng ngọai cảnh nhöï chuyeån hoaù • Tính chaát sinh hoaù (khaû naêng chuyeån hoaù) cuûa chaát thaûi ñoäc haïi hoaù hoïc töông töï nhö söï chuyeån hoaù sinh hoïc goàm coù: thuyû • Tính toàn löu trong moâi tröôøng (caùc yeáu toá aûnh höôûng ñeán toàn löu phaân, acid hoaù, söï khöû vaø caùc phaûn öùng quang xuùc taùc, vaø trong moâi tröôøng laø soá laàn vaø lieàu löôïng ñöa vaøo moâi tröôøng, ñaëc phaân huyû sinh vaät tính cuûa ñoäc chaát, tính haáp thuï vaø haáp phu, söï bay hôi, quaù trình • Söï quang phaân giaûi tích luyõ sinh hoïc, ñieàu kieän ngoaïi caûnh…) • Thuyû phaân • Ñaëc ñieåm taùc duïng sinh hoïc (tích luyõ sinh hoïc cuûa chaát ñoäc ôû caùc • Söï chuyeån hoaù do vi sinh vaät moâ cô theå, thöôøng bò aûnh höôûng bôûi tính öa môõ cuûa hoaù chaát, vaän • Ñoä pH toác bieán döôõng, baùn sinh cuûa hoaù chaát trong sinh vaät) 19 20 Nguyen Thi Van Ha, Nguyen Thi Van Ha, 4/2008 4/2008 5
Phân lọai hiệu ứng gây độc Đánh giá độc tính của chất không gây ung thư • • Phân lọai dựa theo điểm cuối (endpoint) gồm hiệu ứng gây ung Chất không gây ung thư là chất gây đầu độc cơ thể nhưng không thư và hiệu ứng không gây ung thư gây khối u • Ví dụ chì gây khối u thận hay thiếu cân trẻ sơ sinh, thiếu • Ngưỡng tác dụng là mức liều lượng hay nồng độ mà dưới chúng máu, tăng huyết áp giảm IQ thì tác động gây hại đ/v tế bào chưa phát hiện • Phân lọai dựa theo cơ quan tiêu điểm (thận đ/v Cd, Tủy đ/v Ví dụ liều lượng an tòan của chì trong máu cho người là 10 ug Pb/100ml máu, benzen, phổi đ/v paraquat) 50ug/100ml sẽ gây tổn thương trung tâm thần kinh và phát triển dị tật • Mức tác dụng không quan sát được, NOEL, non-observed effect • Phân lọai theo tác dụng tức thời hay tác dụng chậm: level, hay NOAEL, non-observed adverse effect level. • Độc mãn tính, tác dụng gây hại nếu hàng ngày hóa chất đưa vào trong cơ thể phần lớn thời gian sống của động vật thực nghiệm • Mức tác dụng nhỏ nhất có thể quan sát được LOEL là liều nhỏ • độc cấp tính, tác dụng gây hại trong thời gian ngắn sau 24 h tiếp xúc nhất có thể tác dụng gây độc đến mức có thể quan sát được • Độc bán tính cấp, gây hại nếu hàng ngày đưa vào cơ thể trong khỏang thời • Liều tiếp nhận hàng ngày có thể chấp nhận được, ADI, gian dưới 10% thời gian sống của động vật thực nghiệm Acceptable Daily Intake • Phân lọai theo dạng phục hồi và không phục hồi • Phân lọai theo tác động cục bộ (axít hay bazơ) hay hệ thống (CO, CN, kim lọai nặng…) 21 22 Nguyen Thi Van Ha, Nguyen Thi Van Ha, 4/2008 4/2008 Đánh giá rủi ro đối với chất độc không gây ung thư Ví dụ đánh giá ADI • Quy trình của USEPA gồm 4 bước • ADI được WHO và nhiều quốc gia sử dụng như tiêu chuẩn thực • b1: xác định tuyến tiếp xúc phẩm và thức uống • B2: xác định RfD • B3: xác định liều lượng tiếp xúc (Cexp) • biết NOAEL của chuột là 0.2mg/kg cân nặng/ngày, hãy xác • B4: xác định chỉ số nguy hại = Cexp/RfD định tiêu chuẩn As trong nước uống của người • Ví dụ nước giếng khu vực bị ảnh hưởng của nước thải xi mạ nên bị ô nhiễm CN • ADI = 0.2/10 x10 = 0.002 mg/ngày, mỗi ngày mỗi người uống với nồng độ 0.03 mg/L, Ni=0.01mg/L, Cr(III)= 0.15mg/L. Một người nặng 60 kg 2L nước vậy tiêu chuẩn As trong nước uống là 0.001mg/L. mỗi ngày uống 2L nước từ giếng này thì liệu tác hại có ở mức chấp nhận không? • Liều lượng CN = 0.03mg/L x 2L/ngày/60 kg = 0.001mg/kg.ngày • Ở Mỹ dùng RfD (liều tham chiếu – Reference Dose) • RfD = LOAEL/K Chất độc Nồng độ Liều lượng Chỉ số RfD • K = hệ số an tòan có tính đến độ nhạy cảm cộng đồng (=10) x hệ số an mg/kg.ngày mg/L mg/kg.ngày nguy hại 1.10-3 CN- 0,03 0,02 0,05 tòan ngọai suy từ động vật ra người (=10) x hệ số an tòan ngọai suy tự độc 3,3.10-4 Ni 0,01 0,02 0,017 bán tính ra độc cấp tính (=10) x hệ số an tòan ngọai suy từ LOEL đến 5.10-3 Cr 0,05 1 0,005 NOAEL (=10) x hệ số điều chỉnh từ 1-10 Tổng 0,072 • Ví dụ LOAEL của Lindane khi thử nghiệm độc bán tính cấp qua đường tiêu hóa của chuột là 5 mg/Kg. ngày. Xác định RfD cho Ha, ười ng Nguyen•ThiChỉ số nguy hại nhỏ hơn 1 rất nhiều nên chấp nhận được 23 24 Nguyen Thi Van Van Ha, 4/2008 • RfD = 5/(10x10x10x10x5) = 10-4mg/Kg.ngày 4/2008 6
Đánh giá độc tính của chất gây ung thư • Chất gây ung thư là chất có khả năng thay đổi cấu trúc ADN của tế bào gây thay đổi chức năng của ADN, màng tế bào bị thay thế và không kiểm sóat được sự phân bào nên tạo ra khối u • Phân lọai chất ung thư dựa vào quan hệ liều lượng – đáp ứng của OÂ NHIEÃM NÖÔÙC và PHÂN TÍCH chúng SINH THÁI ĐỐI VỚI CÔNG TRÌNH Đánh giá mức độ gây ung thư có năm cấp từ A tới E A – có dấu hiệu rõ ràng gây ung thư cho người, Asen, Dioxin, PAHs XỬ LÝ NƯỚC THẢI B –Chì, có khả năng làm chất gây ung thư (propable carcinogen) C – Chất có lẽ gây ung thư (posible less than probable) E –không có dấu hiệu rõ ràng gây ra ung thư D –không được phân loại, không có chứng cứ đầy đủ gây ung thư • Ví dụ As gây ung thư da, phổi, Ni Cr gây ung thư phổi và có độc tính gen, Vynyl chlorua gây ung thư gan… 25 26 Nguyen Thi Van Ha, Nguyen Thi Van Ha, 4/2008 4/2008 M öa Tuyeát Baõo Luõ luït 3.1 CAÙC NGUOÀN GAÂY OÂ NHIEÃM NÖÔÙC Nhieãm pheøn, maën TÖÏ NHIEÂN NGUOÀÀN GAÂY OÂ NHIEÃM MOÂI NGUO TRÖÔØNG NÖÔÙC TRÖ NG NÖ NHAÂN TAÏO Giao thoâng Noâng nghieäp Coâng nghieäp Sinh hoaït Nguyen Thi Van Ha, 27 Nguyen Thi Van Ha, 28 4/2008 4/2008 7
3.1.1 NÖÔÙC THAÛI SINH HOAÏT 3.1 CAÙC NGUOÀN GAÂY OÂ NHIEÃM NÖÔÙC Heä soá (g/ngöôøi/ngaøy) Toåång: 3.110.000 m3 nöôùc thaûûi / ngaøøy To ng: tha nga Chaát oâ nhieãm Nöôù c thaû i sinh hoaï t ñoâ thò 1 Chaát raén lô löûng (SS) 70 – 145 32% 2 Amoni (N-NH4) 3,6 - 7,2 Nöôù c thaû i beä n h vieä n 3 Toång Nitô (N) 6 – 12 4 Toång Phospho 0,6 - 4,5 64% Nöôù c thaû i saû n xuaá t 4% töø caù c khu coâ n g Nguoàn : Rapid Environmental Assessment, WHO, 1995. 5 BOD5 45 – 54 nghieä p 6 COD (dicromate) 85 – 102 7 Daàu ñoäng thöïc vaät 10 – 30 Nguyen Thi Van Ha, 29 Nguyen Thi Van Ha, 30 Hình 1.3 Ước tính tổng lượng nước thải hàng ngày (Việt Nam) 4/2008 4/2008 3.1.2. NÖÔÙC CHAÛY TRAØN 3.1.1 NÖÔÙC THAÛI SINH HOAÏT Thaønh phaàn Caùc thoâng soá Nguoàn oâ nhieãm Chaát oâ nhieãm Noàng ñoä (mg/l) TT Caùc chaát dinh Nitô, Phospho Raùc thaûi sinh hoaït, caùc loaïi phaân döôõng boùn cho caây troàng, vöôøn coû, caùc 1 BOD5 (200 C) 450-540 chaát voâ cô bò phaân huûy 2 Chaát raén lô löûng (SS) 700-1450 deã phaân huûy COD, BOD Phaân ñoäng vaät, daàu môõ, laù caây bò sinh hoïc vaø Thuoác dieät coû, tröø phaân huûy vaø raùc thaûi. 3 Toång Nitô (theo N) 60-120 chaát beàn vöõng saâu, dieät coân Thuoác tröø saâu vaø dieät coân truøng truøng,Hydrocacbon trong NN, coâng vieân, gia ñình. 4 Toång Photpho (theo P) 20 Caùc chaát voâ cô Chaát raén lô löûng. Chaát Buïi vaø raùc thaûi vaø caùc nguoàn töø saûn raén khoâng tan, kim xuaát noâng nghieäp. 5 Vi sinh (MPN/100ml) loaïi naëng. Toång Coliform 106-109 Vi khuaån Toång coliform, Phaân ñoäng vaät, vi khuaån ñaát vaø caùc Fecal coliform 105-106 coliform phaân vaø caùc chaát thaûi sinh hoaït töø gia ñình. Tröùng giun saùn 103 Nguyen Thi Van Ha, m beänh khaùc. maà Nguyen Thi Van Ha, 31 32 4/2008 4/2008 8
3.1.2. NÖÔÙC CHAÛY TRAØN 3.1.3. NÖÔÙC THAÛI COÂNG NGHIEÄP Taùc nhaân oâ nhieãm % nguoàn TT % khoâng TT Nöôùc thaûi saûn xuaát caùc coâng ty deät – nhuoäm - may COD 30 70 pH SS COD BOD5 Tổng P Tổng N Toång Phospho 34 66 – 120 1.029 280 – – Toång Nitô 10 90 – 306 655 340 – – Fecal coliform 10 90 Pb 43 57 – 15 2.460 1.220 – – Cu 59 41 – 25 1.558 814 – – Cad 84 16 – 11 557 262 – – Cl 50 50 Zn 30 70 – 21 343 75 – – Ar 95 5 – – – – 34 Nguyen Thi Van Ha, 33 Nguyen Thi Van Ha, 6.350 2.857 Hg 4/2008 98 2 4/2008 3.1.3. NÖÔÙC THAÛI COÂNG NGHIEÄP 3.1.3. NÖÔÙC THAÛI COÂNG NGHIEÄP pH SS COD BOD5 NÖÔÙC THAÛI SAÛN XUAÁT GIAÁY – 76 405 273 NÖÔÙC THAÛI pH SS COD BOD5 CHEÁ BIEÁN 7,54 258 831 432 – 333 501 270 THUÛY - HAÛI SAÛN – 577 660 356 – 138 308 185 – 1.070 2.182 1.200 – 443 811 54 – 280 829 482 pH SS COD BOD5 – 1.960 2.360 1.251 – 284 346 166 SAÛN XUAÁT NÖÔÙC CHAÁM, – 1.520 2.190 1.024 – 2.070 4.646 2.786 GIA VÒ – 405 425 199 – 13.000 8.821 4.726 Nguyen Thi Van Ha, 35 Nguyen Thi Van Ha, 36 4/2008 4/2008 9
3.1.3. NÖÔÙC THAÛI COÂNG NGHIEÄP 3.1.3. NÖÔÙC THAÛI COÂNG NGHIEÄP SS COD BOD5 pH SS COD BOD5 Tổng P Tổng N chế biến 114 6.570 3.150 5,8 117 1.215 569 6,72 3,66 thực – 565 2.344 1.266 – – phẩm, Sản 66 206 125 bánh kẹo – 465 3.053 174 – – xuất 59 70 40 – 365 4.462 2.677 – – bia – 62 81 36 rượu – 148 260 140 – – – 226 1.626 189 – – 40 60 31 SS COD BOD5 SS COD BOD5 sản xuất dược Nước thải phẩm và thiết 1.875 21.493 7.523 chế biến gỗ 960 1.029 183 bị y tế 92 748 318 Nguyen Thi Van Ha, 37 Nguyen Thi Van Ha, 38 4/2008 4/2008 1. PHÖÔNG PHAÙP CÔ HOÏC 1 Song chaén raùc 2 Löôùi loïc 3 Beå laéng caùt 4 Beå ñieàu hoøa PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC THẢI 5 Beå laéng 6 Beå vôùt daàu môõ 7 Beå loïc 8 Taùch caùc haït baèng löïc ly taâm vaø löïc neùn Nguyen Thi Van Ha, 39 Nguyen Thi Van Ha, 40 4/2008 4/2008 10
2. PHÖÔNG PHAÙP HOÙA - LYÙ 3. PHÖÔNG PHAÙP SINH HOÏC 2 Nöôùc Chaát ñoâng tuï 1. Keo tuï 1. Phöông phaùp xöû lyù qua ñaát. 3 4 2. Tuyeån noåi 2. Caùnh ñoàng töôùi coâng coäng vaø caùnh ñoàng loïc. 1 5 Nöôùc thaûi 3. Haáp phuïÏ 3. Caùnh ñoàng töôùi noâng nghieäp. Nöôùc saïch 4. Haáp thuï 4. Hoà sinh vaät. 5. Trao ñoåi ion, Caën 6. Trích li, 7. Chöng caát, 8.Coâ ñaëc, 9. Keát tinh 10. trung hoaø Nguyen Thi Van Ha, 41 Nguyen Thi Van Ha, 42 11. oxy hoaù khöû 4/2008 4/2008 4. XÖÛ LÍ NÖÔÙC THAÛI TRONG CAÙC COÂNG TRÌNH NHAÂN TAÏO Nguyen Thi Van Ha, 43 Nguyen Thi Van Ha, 44 4/2008 4/2008 11
Nguyen Thi Van Ha, 45 Nguyen Thi Van Ha, 46 4/2008 4/2008 Đặc điểm sinh thái của các công Khái niệm trình làm sạch • Caùc heä sinh thaùi trong caùc coâng trình xöû lyù nöôùc thaûi laø heä sinh thaùi hôû (coù doøng naêng löôïng ñi Heä sinh thaùi trong caùc traïm xöû lyù nöôùc thaûi töø coâng trình xöû qua, coù ñaàu vaøo vaø ñaàu ra nhöng naêng löôïng lyù cô hoïc, xöû lyù sinh hoïc nhaân taïo cho ñeán khi xaû ra nguoàn tieáp nhaän ñöôïc coi laø heä sinh thaùi nhaân taïo. khoâng baûo toaøn (chuû yeáu laø heä sinh thaùi töï Heä sinh thaùi trong caùc coâng trình xöû lyù sinh hoïc töï nhieân nhieân). nhö soâng, hoà, keânh, möông…ñöôïc xem xeùt nhö moät heä sinh • Giöõa caùc tieåu heä sinh thaùi trong töøng coâng trình thaùi töï nhieân. laøm saïch coù ranh giôùi roõ raøng. Heä sinh thaùi trong caùc traïm xöû lyù nöôùc thaûi, sau ñoù nguoàn xaû vaø cho tôùi vò trí tröôùc ñöôïc laøm saïch trôû laïi thì ñöôïc goïi laø heä sinh thaùi nhaân taïo keát hôïp töï nhieân. Nguyen Thi Van Ha, 47 Nguyen Thi Van Ha, 48 4/2008 4/2008 12
Yếu tố điều khiển • Caùc yeáu toá ñieàu khieån döôùi taùc ñoäng cuûa con ngöôøi coù taùc duïng • Ví duï: Trong traïm xöû lyù nöôùc thaûi, heä sinh thaùi cuûa caùc laøm caân baèng heä sinh thaùi. coâng trình laøm saïch sinh hoïc coù thaønh phaàn sinh hoïc – ÔÛ tieåu heä sinh thaùi (b) caùc yeáu toá ñieàu khieån laø cöôøng ñoä thoåi khí O2, toác ñoä khuyeách taùn vì caùc yeáu toá naøy ñaûm baûo cho heä sinh thaùi laøm vieäc oån khoâng roõ neùt. Caùc tieåu heä tröôùc chuaån bò naêng löôïng ñònh vaø caân baèng. cho caùc tieåu heä sau hoaït ñoäng oån ñònh. Trong traïm xöû – Trong tieåu heä sinh thaùi (c), caùc yeáu toá ñieàu khieån laø lieàu löôïng chaát khöû truøng vaø thôøi gian tieáp xuùc. Khi giaûm löôïng vi khuaån thì seõ gaây aûnh lyù nöôùc thaûi thöôøng bao goàm caùc coâng ñoaïn cô baûn sau: höôûng tôùi söï oån ñònh cuûa heä sinh thaùi tieáp sau noù. – Tieåu heä sinh thaùi (d) laø tieåu heä sinh thaùi keá tieáp cuûa (b), taïi ñaây caùc thaønh phaàn naêng löôïng bò tieâu hoa do quaù trình Nitrat, Nitrít hoùa cuõng nhö caùc a – Xöû lyù cô hoïc b – Xöû lyù sinh hoïc baäc 1 quaù trình khí phoát phaùt. – Tieåu heä sinh thaùi (e) coù caùc yeáu toá ñieàu khieån laø ñieàu kieän khuaáy troän, c – Khöû truøng d – Xöû lyù sinh hoïc baäc cao hôn (xöû lyù trieät ñeå) nhieät ñoä vaø löôïng caën vaøo beå. – Tieåu heä sinh thaùi (f) laø heä sinh thaùi töï nhieân. Caùc yeáu toá töï nhieân ñoùng e – Xöû lyù buøn, caën f – Töï laøm saïch taïi nguoàn vai troø quan troïng, yeáu toá ñieàu khieån cuûa con ngöôøi khoâng roõ reät. Nguyen Thi Van Ha, 49 Nguyen Thi Van Ha, 50 4/2008 4/2008 Dòng năng lượng trong HST của công trình xử lý nước thải Chú thích • Trong caùc coâng trình xöû lyù cô hoïc (CTXLCH) • E: Doøng naêng löôïng ñi vaøo heä thoáng O1 H1 T1 • L: Doøng naêng löôïng ñeán caùc coâng trình xöû lyù cô hoïc • R: Doøng naêng löôïng ñeán caùc coâng trình xöû lyù caën • Trong caùc coâng trình xöû lyù sinh hoïc (CTXLSH) CTXLCH E L CTXLSH • O1: Doøng W duøng ñeå oxi hoùa caùc hôïp chaát höõu cô thaønh CO2 vaø H2O • T1: Phaàn W duøng trong quaù trình toång hôïp teá baøo vi sinh vaät. Khöû truøng • B1: Phaàn W duøng ñeå chuyeån hoùa caùc phaàn höõu cô töø coâng trình laøm saïch sinh hoïc sang T2 H2 pha raén ôû caùc coâng trình laéng cô hoïc tieáp sau ñoù. O1 B1 • H1: Naêng löôïng duøng trong quaù trình hoâ haáp cuûa vi sinh vaät • Trong caùc coâng trình xöû lyù buøn caën (CTXLC) • T2: Naêng löôïng toång hôïp neân sinh khoái cuûa teá baøo • H2: Naêng löôïng duøng trong quaù trình hoâ haáp R CTXLC • B2: Phaàn naêng löôïng ñöôïc giöõ laïi trong caùc coâng trình xöû lyù buøn caën ñeå boå sung cho giai ñoaïn tieáp theo. Xaû B2 Nguyen Thi Van Ha, 51 Nguyen Thi Van Ha, 52 4/2008 4/2008 13
Công trình làm sạch sinh học Các bậc dinh dưỡng tự nhiên • Trong caùc coâng trình naøy, quaù trình xöû lyù nöôùc thaûi ñöôïc dieãn ra • Chaát höõu cô laø nhöõng chaát baån coù trong nöôùc thaûi toàn taïi döôùi daïng caùc hôïp chaát höõu cô deã bò oxi hoùa sinh hoùa, nhöõng chaát naøy laø nguoàn cung caáp naêng löôïng vôùi söï tham gia tích cöïc cuûa caùc loaøi vi sinh vaät, taûo… ban ñaàu - naêng löôïng sô caáp nguyeân. • Caùc thaønh phaàn sinh thaùi bao goàm: caùc vi khuaån, taûo, truøng roi, • Sinh vaät tieâu thuï ôû baäc dinh döôõng 1: bao goàm caùc loïai vi khuaån naám, xaï khuaån, thaûo truøng vaø moät soá caùc loaïi aáu truøng lôùn, caùc loaïi thöïc vaät baäc caùc vi sinh vaät naøy tham gia vaøo quaù trình chuyeån hoùa caùc hôïp chaát höõu cô ngay cao, caùc loaøi toâm, caù … Caùc vi sinh vaät vaø xaï khuaån tham gia vaøo trong baûn thaân nöôùc thaûi. quaù trình phaân huûy chaát höõu cô vaø giaûi phoùng ra CO2, caùc loaøi taûo • Sinh vaät tieâu thuï ôû baäc dinh döôõng 2: bao goàm caùc loaïi nguyeân sinh ñoäng vaät, laïi söû duïng CO2 ñeå quang hôïp vaø giaûi phoùng O2 cho hoaït ñoäng truøng roi, thaûo truøng. Caùc vi sinh vaät naøy tham gia vaøo quaù trình chuyeån hoùa caùc hôïp chaát höõu cô trong quaù trình oxi hoùa caùc chaát baån höõu cô trong caùc coâng cuûa caùc loaøi vi sinh vaät khaùc. trình xöû lyù sinh hoïc. • Trong moät soá tröôøng hôïp ñaëc bieät, moät soá loaøi taûo luïc coù khaû naêng • Sinh vaät tieâu thuï ôû baäc dinh döôõng 3: bao goàm caùc loaïi giun, aáu truøng, boï … phaân huûy caùc hôïp chaát höõu cô beàn vöõng, hoã trôï cho quaù trình laøm Caùc heä naøy toàn taïi döôùi daïng maøng vi sinh vaät (trong beå biophin) vaø döôùi daïng saïch nöôùc thaûi. buøn hoïat tính (trong beå aeroten). • Söï hình thaønh caùc heä sinh thaùi naøy phuï thuoäc chuû yeáu vaøo caùc yeáu toá con ngöôøi • Ngoaøi vi khuaån vaø taûo, trong caùc coâng trình laøm saïch töï nhieân coøn trong vai troø ñieàu khieån lieàu löôïng buøn hoaït tính tuaàn hoøan, thaønh phaàn tính toàn taïi nhieàu loaøi truøng roi, thaûo truøng, giun… Caùc loaøi naøy cuõng chaát cuûa nöôùc thaûi, cöôøng ñoä thoåi khí vaø möùc ñoä xaùo troän. ñoùng vai troø quan troïng trong vieäc xöû lyù nöôùc thaûi vaø giöõ moái caân baèng sinh thaùi trong quaù trình xöû lyù. Nguyen Thi Van Ha, 53 Nguyen Thi Van Ha, 54 4/2008 4/2008 VSV THAM GIA QUAÙ TRÌNH PHAÂN HUYÛ HÔÏP CHAÁT HÖÕU CÔ KÒ KHÍ VSV THAM GIA QUAÙ TRÌNH PHAÂN HUYÛ HÔÏP CHAÁT HÖÕU CÔ HIEÁU KHÍ VSV CxHyOzN + (x+y/4-z/3-3/4)O2 ------> xCO2 + (y-3)/2 H2O + NO3 + ΔH R-CH(NH2)-COOH R-CO-COOH+ NH3 R-COOH + CO2 (1) VSV CH3–CH(NH2)–COOH +2CH2(NH2)–COOH +2H2O CxHyOzN + O2 + NH3 --------->C5H7NO2 + H2O + CO2 + ΔH 3CH3–COOH+3NH3 +CO2 (2) VSV C5H7NO2 + 5 O2 CO2 + NH3 + 2H2O + ΔH ----------> 3CH3 - −CH(NH2) – COOH + 2CH2(NH2) – COOH 2 CH3 – CH2 –COOH +CH3–COOH+3NH3 (3) NH3 + O2 ----------> HNO2 + O2 ----------> HNO3 CH3 – COOH CH4 + CO2 (4) 4H2 + CO2 CH4 + 2 H2O (5) 4CH3 – OH 3CH4 + CO2 + H2O (6) Nguyen Thi Van Ha, 55 Nguyen Thi Van Ha, 56 4/2008 4/2008 14