1
Chương II :
Ô NHIỄM NƯỚC
2.1 Sự hình thành nước trong tự nhiên :
2.1.1 Các yếu tố hình thành chất lượng nước tự nhiên :
Chia làm 2 nhóm :
Tác động trực tiếp Tác động gián tiếp
( Hình thành chất lượng nước tự nhiên )
- Nham thạch - Khí hậu
- Đất - Địa hình
- Sinh vật (sinh vật sống ) - Chế độ thuỷ văn
- Con người - Địa chất
a) Nham thạch ( Khoáng vật ):
Nhờ quá trình măcma hoá-nham thạch phun lên mặt, thành phần chủ yếu:
- Muối : Cacbonat, Sunphát, Clorua
- Khoáng vật sét
- Khoáng vật phong hoá
Quá trình hoà tan khoáng vật đặc trưng bằng biểu thức :
dX/dt =K. S. (CS - Ct )
K: là hệ số hoà tan.
S:diện tích tiếp xúc giữa nước và khoáng vật
t: thời gian .
CS , CT: nồng độ bão hoà và nồng độ khoáng vật trong nước tại thời điểm t
Quá trình này quyết định thành phần khoáng của nước
( Ngoài ra còn có MN , SI , Al....)
b) Đất :
Đất trồng có nguồn gốc từ nham thạch, được hình thành thông qua quá trình sinh - địa
- hoá. Đất cung cấp chất hữu cơ và dinh dưỡng cho nước thiên nhiên thông qua quá
trình rửa trôi bề mặt(xác động thực vật).
C) Sinh vật
Đóng vai trò quan trong chuỗi thức ăn, phản ánh chất lượng nước.
Vi khuẩn :
+Chuyển hoá chất hữu cơ từ xác động vật, thực vật thành dạng đơn giản
+Các VK sắt , Mn , .... ( VK tích tụ kim loại)
+VK quang năng giải phóng O2 và tổng hợp sinh khối tạo chất .
Thực vật : Là nguồn cung cấp ôxy trong nước. Điều chỉnh CO2 và O2 trong nước;
Làm tăng hàm lượng chất hữu cơ.
d) Khí hậu :
2
-Xác định tính cân bằng động trong nước .
-Là điều kiện cho các quá trình pha loãng, hoà tan chất hữu cơ trong nước.
- ảnh hưởng đến quá trình sống của VSV, động thực vật trong nước.
- Hướng chuyển động của nước ngầm , nhiệt độ dòng chảy ...
e) Địa hình : Điều kiện địa hình ảnh hưởng rất lớn đến quá trình rửa trôi, xói mòn
(quyết định khả năng cuốn trôi muối, chất hữu cơ vào trong nước) , ảnh hưởng đến
chất lượng nước, tốc độ dòng chảy , thời gian tiếp xúc giữa nước và đất , tốc độ thấm ,
tốc độ hình thành đầm lầy ,....
f) Chế độ thuỷ văn: Tác động đến trữ lượng nước, thành phần, tính chất nước (Biến
động theo mùa)
2.1.2.Các quá trình hình thành chất lượng nước :
a) Quá trình vật lý :
Khuyếch tán phân tử (khuyếch tán tĩnh): Do chênh lệch mật độ, các phân tử từ
khoáng vật , nham thạch , đất được vận động và vận chuyển vào nước nhờ gradien
nhiệt độ. Quá trình này được mô tả bằng hai định luật của Fix:
2
2
X
C
t
C
dX
dC
DI
I: Lượng vật chất chuyển qua một đơn vị diện tích
C:Nồng độ vật chất
t:Thời gian vận chuyển
D:Hệ số khuyếch tán = 10-6 đến 10-5 cm2/s
x: Chiều dài dịch chuyển
Khuyếch tán rối do dòng chảy rối : do chế độ thuỷ lực thay đổi, tạo thành dòng
chảy rối dẫn đến sự xáo trộn vật chất trong dòng chảy.
Phương trình KT rối cũng giống khuyếch tán phân tử, tuy nhiên hệ số D là hệ số KT
rối.
Quá trình khuếch tán đối lưu: cả khối vật chất chuyển động, hoà tan
Quá trình lắng đọng
b) Các quá trình hoá học (trao đổi vật chất):
- Thuỷ phân, ô xy hoá - khử, hấp thụ , trao đổi ion, kiềm hoá, keo tụ ....
- Quá trình thuỷ phân và ô xy hóa- khử có vai trò quan trọng quyết định chất lượng
nước.
c) Quá trình hấp thụ và tích tụ sinh học:
Sự tham gia của vi sinh vật trong chu trình thức ăn, các quá trình đông tụ sinh học
khác ,....
3
2.1.3 Đặc điểm chất lượng nước thiên nhiên :
a) ổn định về thành phần ion :
Ion (mg/l) nước biển nước sông hồ
Cl - 19.340 8
Na+ 10.770 6
SO42- 2.712 11
Mg2+ 194 4
Ca2+ 412 15
K+ 399 2
HCO3- 140 58
b) ổn định về chế độ khí : CO2 -O2
-Phần lớn nước thiên nhiên có oxi bão tuy nhiên tại một số thời điểm có thể dư thừa
hoặc thiếu hụt; Nguồn gốc: Quang hợp, thâm nhập từ bề mặt...
- CO2 : Nguồn gốc :Không khí; quá trình hô hấp của vi sinh vật; quá trình nitơ
Ngoài ra còn có 1 số khí khác như H2S, NH4 ...
c) Độ đục, độ màu : Mang tính chất thời điểm ; Thay đổi theo mùa
2.2 Sự nhiễm bẩn nước :
2.2.1 Nguồn gốc và các tác nhân gây ô nhiễm nước :
Ô nhiễm nước là sự biến đổi chất lượng nước so với trạng thái nước ban đầu,
không phù hợp với điều kiện sử dụng do các yếu tố tác động bên ngoài .
Các yếu tố tác động :
- Yếu tố tự nhiên :Khí hậu, thời thiết, thiên tai , các yếu tố địa hình , địa chất , sự
vận động của vỏ trái đất .
- Yếu tố nhân tạo ra con người :
* Xả chất thải vào nguồn nước: nước thải ,chất thải rắn .
* Do hoạt động kinh tế xã hội khác: Ngăn sông, đắp đập làm kìm hãm quá trình tự
làm sạch và phục hồi trạng thái chất lượng nước ban đầu.
a) Nước thải sinh hoạt :
NƯỚC THẢI TỪ CÁC NGÔI NHÀ
Nước thải phân
Nước tiểu
Nước thải nhà bếp
Nước tắm
gi
ặ
t
Loại khác
Protein
(65%)
Cacbonhydrat
(25%)
Ch
ất béo
(10%)
NƯỚC
TH
Ả
I
Nước (99,9%) Các chất rắn (0,1%)
Chất hữu cơ (50-70%) Chất vô cơ ( 30-50%)
Cát Kim loại
Muối
4
Đặc tính nước thải xả vào môi trường (Người / ngày đêm):
-Cặn lơ lửng (SS) :35-60 g/người - ngày đêm, Cặn hữu cơ chiếm 55-65 %
- Hàm lượng chất hữu cơ cao:
BOD5 chưa lắng: 30 35 g/người-ngđ, đã lắng: 25-30 g/ng.ngđ.
- Chứa nhiều nguyên tố dinh dưỡng:N, P, K...
N = 8g/ng,ngđ; P = 1.5 - 1.8 g/ng,ngđ
- Tiêu chuẩn thải nước:
+Các nước tiên tiến: 200 500 l/ng,ngđ
+Các đô thị Việt Nam: 100 200 l/ng,ngđ
+Nông thôn: 50 100 l/ng,ngđ
Hàm lượng các chất ô nhiễm trong nước cống:
BOD5 :150250 mg/l
Cặn lơ lửng : 200 290 mg/l
Tổng Nitơ : 35-100 mg/l
Tổng P : 10-20mg/l
Coliform/100 ml: a 104 b 108 MPN/100 ml a,b=19.
b) Nước thải bệnh viện:Thành phần, tính chất gần giống nước thải sinh hoạt
Tính cho 1 giường bệnh:
SS :130 g/ng; BOD5:70 g/ng; Nitơ amoni:16g/ng; Clorua:18g/ng
Nồng độ nước thải:
Nồng độ
Chỉ tiêu
min trung bình Max
pH 6,2 7,4 8,1
SS (mg/l) 100 160 220
BOD5 (mg/l) 110 150 250
COD 140 200 300
coliform, MPN/100ml 106 107 109
C )Nước thải sản xuất công nghiệp: Nước thải khai khoáng ,luyện kim dầu , công
nghiệp thực phẩm,dệt giấy cơ khí .. Chia làm 2 loại:
Nước thải sản xuất bẩn: Thành phần, tính chất phụ thuộc vào điều kiện ,lĩnh vực
,thành phần nguyên vật liệu, sản phẩm. Thành phần nước thải CN không ổn định,
tính nguy hại cao.
Nước thải quy ước sạch: có thể dùng lại
5
c) Nước mưa:
- Nhìn chung trong nước mưa:
SS = 400 - 3000 mg/l
BOD5 = 8 - 180 mg/l
- Thay đổi theo vị trí : BOD5
+Rơi qua mái 12 mg/l
+Rơi xuống sân 15 mg/l
+ Đường phố 35 69 mg/l
- Lượng chất bẩn tích tụ trong nước đợt đầu sau thời gian t được xác định theo công
thức:
M=MMAX (1- e-Kz.t )
Trong đó:
+ MMAX :lượng chất bẩn có thể tích tụ lớn nhất phụ thuộc vào cấp đô thị :
Đô thị cấp cao, mật độ dân số thấp MMAX = 10 20 kg/ha )
Khu hành chính thương mại Mmax = 100 140 kg/ha .
Khu công nghiệp với trục đường lớn MMAX =200 250 kg/ha
+ KZ :Hệ số động học tính luỹ chất bẩn, phụ thuộc vào cấp độ đô thị
KZ = 0,2 0,5 /ngày
+ t: Thời gian tích luỹ chất bẩn ,ngày.
d) Nước thải sản xuẩt nông nghiệp: chủ yếu là do chăn nuôi , trồng trọt
-Trồng trọt : Do bón phân, sử dụng hợp chất diệt sâu , cỏ
Nước chứa chất hữu cơ, dinh dưỡng (N, P) cao , hoá chất BVTN
LOẠI ĐÔ THỊ, CẤP ĐÔ THỊ, MÔI TRƯỜNG KHÔNG KHÍ
THỜI GIAN GIỮA HAI TRẬN MƯA, THỜI GIAN MƯA
CƯỜNG ĐỘ MƯA, ĐIẠ HÌNH ...
NƯỚC MƯA
THÀNH PH
ẦN
VÀ TÍNH
CH
ẤT
Nước mưa đợt đầu
các
yếu
tố
tác
độn
g