Luận văn Thạc sĩ Hóa học: Nghiên cứu và khảo sát một số thành phần dinh dưỡng trong mẫu nước thuộc thôn Đông Cao, xã Tiến Xuân, huyện Thạch Thất, Hà Nội

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:93

Thêm vào BST

Báo xấu

20
lượt xem 4
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục tiêu nghiên cứu của luận văn nhằm xây dựng đường chuẩn xác định hàm lượng NH4 + , NO2 - , NO3 - , PO4 3- . Xác định hàm lượng các chỉ số NH4 + , NO2 - , NO3 - , T - P, PO4 3- , trong nước thuộc thôn Đông Cao, Xã Tiến Xuân, Huyện Thạch Thất, Hà Nôi liên tục theo thời gian. Mời các bạn cùng tham khảo!

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Luận văn Thạc sĩ Hóa học: Nghiên cứu và khảo sát một số thành phần dinh dưỡng trong mẫu nước thuộc thôn Đông Cao, xã Tiến Xuân, huyện Thạch Thất, Hà Nội

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM VŨ TỐNG CHUNG NGHIÊN CỨU KHẢO SÁT VÀ PHÂN TÍCH MỘT SỐ THÀNH PHẦN DINH DƯỠNG TRONG MẪU NƯỚC THUỘC THÔN ĐÔNG CAO, XÃ TIẾN XUÂN, HUYỆN THẠCH THẤT, HÀ NỘI LUẬN VĂN THẠC SĨ HOÁ HỌC Thái Nguyên - 2013 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM VŨ TỐNG CHUNG NGHIÊN CỨU VÀ KHẢO SÁT MỘT SỐ THÀNH PHẦN DINH DƯỠNG TRONG MẪU NƯỚC THUỘC THÔN ĐÔNG CAO, XÃ TIẾN XUÂN, HUYỆN THẠCH THẤT, HÀ NỘI Chuyên ngành: Hoá phân tích Mã số: 60.440.118 LUẬN VĂN THẠC SĨ HOÁ HỌC Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: PGS. TS. Lê Lan Anh Thái Nguyên - 2013 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
LỜI CẢM ƠN Với lòng biết ơn sâu sắc, tôi xin chân thành cảm ơn cô PGS.TS. Lê Lan Anh. Người đã giao đề tài và tận tình hướng dẫn, tạo điều kiện cho tôi hoàn thành luận văn này. Tôi xin chân thành cảm ơn TS. Lưu Thị Nguyệt Minh đã giúp đỡ chỉ bảo thân tình và tạo mọi điều kiện tôi trong quá trình nghiên cứu và làm thực nghiệm. Tôi cùng xin gửi lời cám ơn tập thể nhân viên, cán bộ phòng Hóa Phân Tích – Viện Hóa Học – Viên Khoa học Công Nghệ Việt Nam đã luôn tạo điều kiện, hướng dẫn và giúp đỡ tôi trong suốt quá trình tôi làm thực nghiêm. Cuối cùng , tôi xin cám ơn đến những người thân yêu trong gia đình luôn động viên, ủng hộ trong suôt quá trình thực hiện khoá luận tốt nghiệp này. Thái nguyên, ngày 08 tháng 04 năm 2013 Học Viên Vũ Tống Chung Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan: đề tài ―Nghiên cứu khảo sát và phân tích một số thành phần dinh dưỡng trong mẫu nước thuộc thôn Đông Cao, Xã Tiến Xuân , huyện Thạch Thất, Hà Nội” là do bản thân tôi thực hiện. Các số liệu, kết quả trong đề tài là trung thực và chưa có ai công bố trong một công trình nào khác. Nếu sai sự thật tôi xin chịu trách nhiệm. XÁC NHẬN CHỦ TỊCH HỘI Thái nguyên, tháng 04 năm 2013 ĐỒNG CHẤM ĐIỂM Tác giả luận văn Vũ Tống Chung PGS.TS LÊ HỮU THIỀNG XÁC NHẬN CỦA TRƢỞNG KHOA HÓA HỌC TS.NGUYỄN THỊ HIỀN LAN Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
i MỤC LỤC Trang Trang bìa phụ Lời cảm ơn Lời cam đoan Mục lục ............................................................................................................... i Danh mục bảng................................................ Error! Bookmark not defined. Danh mục hình ................................................................................................. iii Danh mục các ký hiệu viết tắt .......................................................................... iv MỞ ĐẦU .......................................................................................................... 1 Chƣơng 1: TỔNG QUAN ............................................................................... 3 1.1. Nguyên nhân gây ô nhiễm nguồn nước .................................................. 3 1.1.1. Nguồn gốc các chất ô nhiễm hữu cơ, N và P trong nước .................... 3 1.1.2. Sự chuyển hóa các chất ô nhiễm hữu cơ, N và P trong nước. ........... 12 1.1.3. Tác hại của các chất ô nhiễm chứa N, P và ô nhiễm hữu cơ ............. 14 1.1.4. Tiêu chuẩn đánh giá mức độ ô nhiễm các nguồn nước ..................... 17 1.2. Một số chỉ tiêu đánh giá chất lượng nước2........................................... 19 1.2.1. Chỉ số pH............................................................................................ 19 1.2.2 Độ dẫn điện ......................................................................................... 19 1.2.3. Hàm lượng amoni NH4+ .................................................................... 19 1.2.4. Hàm lượng nitrit NO2- ........................................................................ 20 1.2.5. Hàm lượng nitrat NO3- ....................................................................... 20 1.2.6. Hàm lượng P ...................................................................................... 20 1.3. Các phương pháp phân tích ................................................................... 21 1.3.1. Chỉ số pH............................................................................................ 21 1.3.2. Ion amoni (NH4+) ............................................................................... 21 1.3.3. Ion nitrit (NO2-) .................................................................................. 22 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
ii 1.3.4. Ion nitrat (NO3- ) ................................................................................ 23 1.3.5. Ion photphat (PO43-) tự do .................................................................. 25 1.3.6. Xác định photpho tổng số .................................................................. 25 1.4. Nguyên tắc của phương pháp trắc quang .............................................. 26 1.4.1. Nguyên tắc ......................................................................................... 26 1.4.2. Phương pháp đường chuẩn trong phép phân tích định lượng bằng trắc quang ...................................................................................... 26 1.4.3. Ưu nhược điểm của phương pháp trắc quang .................................... 28 Chƣơng 2: NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ................ 29 2.1. Địa điểm nghiên cứu ............................................................................. 29 2.1.1.Giới thiệu chung về lưu vực Đồng Cao [2]......................................... 29 2.1.2. Thí nghiệm mưa giả [2]...................................................................... 30 2.1.4. Số lượng mẫu lấy ............................................................................... 34 2.1.5. Ưu và nhược của hệ thí nghiệm mưa giả ........................................... 34 2.2. Thiết bị, dụng cụ, hoá chất thí nghiệm.................................................. 35 2.2.1. Thiết bị ............................................................................................... 35 2.2.2. Dụng cụ .............................................................................................. 35 2.2.3. Hoá chất ............................................................................................. 35 2.3. Quá trình thực hiện................................................................................ 39 2.3.1. Quan trắc hiện trường ........................................................................ 39 2.3.2. Phân tích tại phòng thí nghiệm .......................................................... 40 Chƣơng 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ................................................... 47 3.1. Xây dựng đường chuẩn xác định hàm lượng NH4+, NO2-, NO3-, PO43- trong mẫu nước ......................................................................................... 47 3.1.1. Xây dựng đường chuẩn của NH4+ ...................................................... 47 3.1.2. Xây dựng đường chuẩn của NO2- ...................................................... 49 3.1.3. Xây dựng đường chuẩn của NO3- ...................................................... 53 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
iii 3.1.4. Xây dựng đường chuẩn của PO43- ...................................................... 56 3.2. Thảo luận kết quả .................................................................................. 59 3.2.1. Kết quả phân tích lấy tại 18 điểm thuộc 6 nhóm sử dụng các cách bón phân bón khác nhau tại lưu vực Đông Cao ....................................... 59 3.2.2. Thảo luận kết quả phân tích ở lưu vực Đông Cao ............................. 63 KẾT LUẬN .................................................................................................... 73 TÀI LIỆU THAM KHẢO ........................................................................... 70 PHỤ LỤC ...................................................................................................... 75 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
ii DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1. Hàm lượng chất thải của con người do sinh hoạt đưa vào môi trường qua nuớc thải [6], [45] ........................................................................... 5 Bảng 1.2. Hàm lượng tác nhân ô nhiễm N, P trong nước thải sinh hoạt tại đô thị và nông thôn ở Ixrael [7], [43] ..................................................................... 6 Bảng 1.3. Các đặc tính trung bình của nước thải đô thị [4] ............................. 8 Bảng 1.4. Hàm lượng chất thải do hoạt động của con người [7] ...................... 9 Bảng 1.5. Một số đặc trưng của chất thải công nghiệp sữa [4]......................... 9 Bảng 1.6. Một số đặc trưng của chất thải công nghiệp hoá chất [4] ................. 9 Bảng 1.7. Tiêu chuẩn chất lượng nước mặt, trích TCVN 5942-1995 [31] .... 17 Bảng 1.8. Tiêu chuẩn nước thải sinh hoạt, trích TCVN 6772 - 2000 [ 31] .... 18 Bảng 1.9. Tiêu chuẩn nước thải công nghiệp, trích TCVN 5945 - 1995 [31] 18 Bảng 2.1: Đặc tính các ô thí nghiệm ............................................................... 31 Bảng 2.2 : Dụng cụ đựng mẫu, điều kiện và thời gian bảo quản mẫu ............ 39 Bảng 3.1. Dãy dung dịch chuẩn để xây dựng đường chuẩn xác định NH 4+ bằng hỗn hợp thuốc thuốc thử oxi hóa và phenat ........................................... 47 Bảng 3.2. Xử lý thống kê kết quả phân tích mẫu giả của amoni (NH4+-N/l) . 48 Bảng 3.3. Dãy dung dịch chuẩn để xây dựng đường chuẩn xác định NO2- - N/l bằng thuốc thử Azo - Dye ............................................................................... 50 Bảng 3.4. Tương quan giữa mật độ quang và nồng độ Nitrit (NO2- - N/l) ..... 50 Bảng 3.5 Xử lý thống kê kết quả phân tích mẫu giả của nitrit (NO2- - N/l) .. 51 Bảng 3.6. Dãy dung dịch chuẩn để xây dựng đường chuẩn xác định NO3- - N/l bằng thuốc thử Azo - Dye ............................................................................... 53 Bảng 3.7. Tương quan giữa mật độ quang và nồng độ Nitrat (NO3- - N/l) ..... 53 Bảng 3.8. Xử lý thống kê kết quả phân tích mẫu giả của NO3 - N/l............... 54 Bảng 3.9.Dãy dung dịch chuẩn để xây dựng đường chuẩn xác định photphat ......................................................................................................................... 57 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
Bảng 3.10. Tương quan giữa mật độ quang và nồng độ Photphat (PO43—P/l) ..... 57 Bảng 3.11. Xử lý thống kê kết quả phân tích mẫu giả của PO43—P/l ............. 58 Bảng 3.12. Kết quả phân tích hàm lượng N, P trên các ô 2, 7, 13 không sử dụng phân bón ................................................................................................. 60 Bảng 3.13 . Kết quả phân tích hàm lượng N, P trên các ô 4, 11, 17 sử dụng than sinh học.................................................................................................... 60 Bảng 3.14. Kết quả phân tích hàm lượng N, P trên các ô 1, 8, 16 sử dụng phân chuồng .................................................................................................... 61 Bảng 3.15. Kết quả phân tích hàm lượng N, P trên các ô 5, 9, 18 sử dụng phân chuồng + than sinh học. .................................................................................. 61 Bảng 3.16. Kết quả phân tích hàm lượng N, P trên các ô 3, 12, 15 sử dụng phân chuồng ủ ................................................................................................. 62 Bảng 3.17. Kết quả phân tích hàm lượng N, P trên các ô 6, 10, 14 sử dụng phân chuồng ủ + than sinh học........................................................................ 62 Bảng 3.18. Biểu diễn hàm lượng đạm bị rửa trôi trong các ô bón các loại phân khác nhau......................................................................................................... 70 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
iii DANH MỤC HÌNH Hình 1.1: Dạng của đường chuẩn.................................................................... 27 Hình 2.1 : Toàn cảnh lưu vực Đồng Cao [2]................................................... 29 Hình 2.2 : Sơ đồ vị trí các ô trí nghiệm giả mưa ............................................. 31 Hình 2.3 Thiết kế một ô giả mưa .................................................................... 33 Hình 3.1. Đường chuẩn xác định hàm lượng NH4+-N/l .................................. 48 Hình 3.2. Đường chuẩn xác định hàm lượng NO2—N/l .................................. 51 Hình 3.3. Đường chuẩn xác định hàm lượng NO3--N/l .................................. 54 Hình 3.4. Đường chuẩn xác định hàm lượng PO43—P/l .................................. 57 Hình 3.5. Sự biến thiên hàm lượng trung bình N-NH4+ và N-NO3- trong các ô mưa giả với các cách bòn phân khác nhau ...................................................... 64 Hình 3.6. Sự biến thiên hàm lượng trung bình N-NH4+, N – NO2- và N-NO3- trong các ô mưa giả với các cách bòn phân khác nhau ................................... 65 Hình 3.7. Sự biến thiên hàm lượng trung bình P-PO43- và P tổng trong các ô mưa giả với các cách bòn phân khác nhau ...................................................... 66 Hình 3.8 : Hàm lượng đạm bị rửa trôi với các ô có cách bón phân khác nhau tại lưu vực Đông Cao ...................................................................................... 71 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
iv DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VIẾT TẮT HCBVTV : Hóa chất bảo vệ thực vật VSV : Vi sinh vật UV – VIS: Ultraviolet - Visible – Spetrum (Phổ tử ngoại và khả kiến) Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
1 MỞ ĐẦU Vấn đề ô nhiễm các nguồn nước ngày càng trở nên nghiêm trọng do các chất thải từ nhiều hoạt động phát triển kinh tế gây ra. Đặc biệt vấn đề ô nhiễm dinh dưỡng đang làm cho chất lượng nước thay đổi theo chiều hướng bất lợi cả cho mục đích sử dụng nước và các hệ sinh thái nước. Một trong những hậu quả chính của ô nhiễm dinh dưỡng là hiện tượng phú dưỡng. Phú dưỡng hóa được định nghĩa như là sự làm giàu nước quá mức bởi những chất dinh dưỡng vô cơ cùng với dinh dưỡng có nguồn gốc thực vật. Thông thường đó là muối nitrat và photphat. Phốt pho là yếu tố chính gây sự phú dưỡng nước hồ [1]. Trong nước hồ bình thường, phốt pho là một yếu tố giới hạn phát triển chung cho sinh vật phù du bởi vì nó tồn tại ở nồng độ thấp dưới dạng hợp chất, sinh vật phù du có thể chỉ sử dụng PO43- hòa tan để phát triển. Phốt pho dạng hợp chất bị tảo hấp thụ, lại tiếp tục được tái sinh trở lại sinh vật phù du qua đường bài tiết từ cá, động vật nổi và các hoạt động của vi khuẩn. Đã có nhiều công trình nghiên cứu về hiện tượng phú dưỡng nước hồ và đưa ra các chỉ số đánh giá mức độ phú dưỡng nước [1]. Tiêu chuẩn đánh giá mức độ phú dưỡng nước hiện tại của cục Môi trường Mỹ áp dụng chủ yếu dựa vào các tham số về tổng lượng các muối phốt pho, muối nitơ ngoài ra còn có các tham số về chất diệp lục và độ trong suốt. Khi các tham số này vượt một ngưỡng nào đó thì có thể kết luận được mức độ phú dưỡng của nước. Nguyên nhân gây lên hiện tượng phú dưỡng trong nguồn nước ở các vùng nông thôn Việt Nam. Thứ nhất: Người dân nông thôn Việt Nam thường có thói quyen xây nhà cửa của mình bên cạnh các kênh mương, ao hồ và xả luôn rác thải, nước sinh hoạt hoặc đi cầu ngay trên các kênh mương đó. Thứ hai: Nguồn dinh dưỡng dư lớn khác tạo lên sự dư thừa là do các trang trại nuôi công nghiệp (đặc biệt là các trang trại nuôi tăng sản) chi phí Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
2 cho lao động dọn chuồng cao, những vùng nuôi gia súc ở xa vùng trồng trọt nơi mà chất thải chăn nuôi dễ bị dư thừa… Thứ ba: Truyền thống lâu đời của người Việt Nam là nền nông nghiệp. Để tăng sản lượng người dân đã lạm dụng bón phân hóa học, phun thuốc trừ sâu không theo tiêu chuẩn dẫn đến sự dư thừa các hàm lượng dinh dưỡng trên bề mặt nước. Thứ tư: Việc quản lí và khai thác rừng bị lơi lỏng không chặt chẽ dẫn tới tình trạng phá rừng bừa bãi không tuân theo một quy hoạch nhất định làm cho đất trên bề mặt bị rửa trôi, xói mòn [1]. Từ các nguyên nhân gây nên hiện tương phú dưỡng, chúng tôi đã tìm cách cách khắc phục để phục hồi các nguồn nước bị phú dưỡng hóa.Trong đề tài nghiên cứu chúng tôi quan tâm chủ yếu đến chất lượng dinh dưỡng bị tiêu hao, xói mòn từ đất vào nước do tác động tự nhiên (mưa, lũ) hoặc do con người (canh tác nông nghiệp hoặc hoạt động khác). Chính vì vậy chúng tôi đã chọn đề tài: ―Nghiên cứu và khảo sát một số thành phần dinh dưỡng trong mẫu nước thuộc thôn Đông Cao, xã Tiến Xuân , huyện Thạch Thất, Hà Nội”. Với đề tài trên chúng tôi tiến hành nghiên cứu các nội dung như sau: + Xây dựng đường chuẩn xác định hàm lượng NH4+, NO2-, NO3-, PO43-. + Xác định hàm lượng các chỉ số NH4+, NO2-, NO3-, T - P, PO43-, trong nước thuộc thôn Đông Cao, Xã Tiến Xuân, Huyện Thạch Thất, Hà Nôi liên tục theo thời gian. + Nhận xét, đánh giá các kết quả thu được. + Rút ra kết luận. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
3 Chƣơng 1 TỔNG QUAN 1.1. Nguyên nhân gây ô nhiễm nguồn nƣớc Nước là đối tượng chịu ảnh hưởng mạnh nhất của con người và môi trường, đã và đang bị sự ô nhiễm thêm ngày càng trầm trọng hơn. Nguyên nhân chính là dân số tăng nhanh đòi hỏi về nhu cầu lương thực và thực phẩm tăng theo cả về số lượng và tính đa dạng. Đối vời sản xuất nông nghiệp, gia tăng dân số còn kéo theo sự sụt giảm bình quân diện tích đất tính theo đầu người, tăng năng suất cây trồng trong năm đòi hỏi phải tăng đầu vào sử dụng nhiều phân bón và hóa chất. Cùng với đó nhiêu cầu dịch vụ và các ngành sản xuất phục vụ cho nhiêu cầu con người cũng tăng làm lượng nước thải đổ ra nhiều gây ô nhiễm cho vùng và các thành phố. Trong nước thải có chứa nhiều chất gây ô nhiễm, có thể chia thành các nhóm chính sau:  Nhóm nước thải sinh hoạt: từ các khu dân cư đô thị, trường học, bệnh viện...  Nhóm nước thải công nghiệp: từ các nhà máy hoá chất, dệt, nhuộm, luyện kim, giấy, chế biến nông sản, thực phẩm, các lò giết mổ gia súc...  Nhóm nước thải nông nghiệp: từ phân bón, hoá chất bảo vệ thực vật (HCBVTV) các trang trại, đồng ruộng... Các chất thải rất đa dạng và phức tạp, chúng tồn tại ở thể rắn, thể lỏng và thể khí. Bao gồm các kim loại và phi kim, các đơn chất và hợp chất, các chất vô cơ và hữu cơ, các chất độc, ít độc và không độc. Những chất thải này, qua các quá trình phong hóa, biến đổi tạo thành các ion đi vào nguồn nước, cả trong nước mặt, nước thải và nước ngầm. 1.1.1. Nguồn gốc các chất ô nhiễm hữu cơ, N và P trong nƣớc Một trong những nguyên nhân gây ô nhiễm nguồn nước là các ion dinh dưỡng chứa N và P, chúng đi vào nguồn nước từ những ion hay được sinh ra Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
4 do các quá trình phân hủy sinh học và hóa học. Các ion dinh dưỡng có mặt trong các nguồn nước chủ yếu do các nhóm chất thải sinh học, chất thải của công nghiệp thực phẩm và chất thải của nông nghiệp đặc biệt là phân bón. Trong thế kỉ này lượng phân bón sử dụng tăng nhanh chóng, ở Mỹ tới trên 40kg phân vô cơ/người hàng năm. Nông dân miền Nam nước ta lại có thói quyen bón phân quá liều, nhất là phân vô cơ đạm, lân, nitơ và photphat hoạt động khác nhau trong đất. Nitrat tương đối lưu động do ưu thế về điện tích âm hóa trị một trong dung dịch đất, vì thế chúng dễ dàng mất đi nếu thực vật chưa kịp hút lấy. Photpho bị kết tủa dưới dạng muối sắt, canxi, nhôm, sau đó chúng giải phóng rất chậm [1]. Tính tan của muối nitrat làm cho nông nghiệp trở thành nguồn nitơ chủ yếu làm ô nhiễm nguồn nước ngọt. Owens (1970) cho rằng nông nghiệp chiếm 71% khối lượng nitơ chảy xuống sông Great Ouse ở miền Trung nước Anh so với 6,2 % lượng photpho. Khoảng 50% lượng nitơ (200 – 250kg/ha) từ phân bón khoai tây ở Đông Mỹ bị mất do nước ngầm. Còn ở Đắclắc thì nông dân bón 600 kg N/ha cho cà phê đất đỏ vẫn không cho năng suất cao hơn 200 kg N/ha [1]. Lượng nitơ dư thừa này đã đổ vào hồ làm phú dưỡng hóa [1]. Nồng độ nitrat trong các sông luôn theo sát nồng độ trong các sông nhánh. Nitrat có ít vào mùa hè, thậm chí khi bón phân cho các loại cây cối đang phát triển, cây đã dùng hết lượng nitơ có khả năng sử dụng. Một lượng nhỏ nước dịch chuyển xuống phía dưới đất trong mùa hè do nước bốc hơi mạnh. Khi nước bay hơi kém đi vào mùa đông, nitrat bị lọc qua đất và lượng nitrat trong nước sông tăng lên. Tốc độ mất nitơ giảm một lần nữa vào cuối mùa đông do trữ lượng nitrat hòa tan bị cạn kiệt, nhiệt độ thấp đã làm nitrat hóa. Mức độ nitrat hàng năm ở sông theo sát mức độ sử dụng phân bón hàng năm trên lưu vực sông. Lượng phân bón này tăng nhanh chóng trong 2 thập kỉ Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
5 cuối. Trong 8 dải sông ở miền Trung nước Anh độ tăng hàng năm vào khoảng 0,07 – 0,22 mg/l. Ở vùng nông thôn và trồng trọt phía Đông nước Anh tăng khoảng 0,25 – 0,28 mg/l hàng năm [1]. Lượng photphat mất đi do lọc qua đất nông nghiệp không đáng kể, photphat mất đi chủ yếu do bị bào mòn rửa trôi. Việc trồng trọt trong nông nghiệp làm tăng độ bào mòn tự nhiên do đất thường để trống vài tháng mà lại có mưa lớn trong năm. Photpho mất vào nước tương đương 60% phân bón cho đất. Phần nhiều những photpho này này bị liên kết chặt chẽ với các hạt đất và không thể sử dụng được ngay cả khi chúng tới nước ngọt. Độ tan của photphat tăng lên khi các hạt đất trong nước tạo thành bùn kị khí. Nguồn dinh dưỡng khác tạo nên sự dư thừa này từ nông nghiệp là các trang trại nuôi, đặc biệt là khi tăng sản. Chi phí cho lao động don chuồng cao và những vùng nuôi gia súc lại ở xa vùng trồng trọt. Photpho do gia súc thải ra nhiều gấp 4 lần bình thường do người thải ra. Mặt khác chất thải sinh hoạt của con người, động vật và các trang trại chăn nuôi gia súc. Các hợp chất hữu cơ từ những nguồn này bị phân huỷ dưới tác dụng của vi sinh vật (VSV), làm cho nồng độ các ion dinh dưỡng tăng lên [24], [43]. Bảng 1.1. Hàm lƣợng chất thải của con ngƣời do sinh hoạt đƣa vào môi trƣờng qua nuớc thải [6], [45] STT Tác nhân gây ô nhiễm Hàm lƣợng (mg/l) 1 Tổng Nitơ (theo N) 612 Trong đó: N (hữu cơ) 40% (của tổng N) N (vô cơ) 60% (của tổng N) 2 Tổng photpho (theo P) 0,84 Trong đó: P (hữu cơ) 70% (của tổng P) Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
6 P (vô cơ) 30% (của tổng P) Do sinh hoạt của dân cư đô thị và nông thôn khác nhau, nên hàm lượng tác nhân ô nhiễm N và P trong nước thải cũng khác nhau Bảng 1.2. Hàm lƣợng tác nhân ô nhiễm N, P trong nƣớc thải sinh hoạt tại đô thị và nông thôn ở Ixrael [7], [43] Hàm lƣợng mg/ngƣời/ngày STT Tác nhân ô nhiễm Đô thị (1) Nông thôn (2) 1 Tổng nitơ (theo N) 5,18 7,00 2 Tổng photpho (theo P) 0,68 1,23 Trong đó: (l)- Số liệu lấy từ 62 đô thị (2,1 triệu dân), với lượng nước sử dụng trung bình là 100 lít/người /ngày. . . (2)- Số liệu bao gồm nước thải sinh hoạt và nước thải từ các chuồng trại chăn nuôi, tính trung bình từ 267 làng (96880 dân), lượng nước sử dụng trung bình là 250 lít/người/ngày. Nguồn nước thải đô thị chủ yếu là nước mưa và nước sinh hoạt gia đình đã qua sử dụng thải ra, một phần là nước thải của các cơ sở công nghiệp xen lẫn trong các khu dân cư đô thị. Tùy theo mức độ xử lí, nước thải công nghiệp sẽ được hòa vào hệ thống thoát nước chung hay hệ thống thoát nước riêng [4]. Khi nước thải công nghiệp đã xử lí đạt mức được phép thải vào hệ thống thoát nước chung, được gọi chung là nước thải đô thị [4]. Nước thải đô thị có các đặc tính trung bình chỉ ra ở bảng l .6. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
7 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
8 Bảng 1.3. Các đặc tính trung bình của nƣớc thải đô thị [4] Các tham số Hàm lƣợng Phần lắng gạn đƣợc pH 7,5  8,5 - Tách khô (mg/l) 1000  2000 10% Cặn lơ lửng (SS) (mg/l) 15  200 50  60% BOD5 (mg/l) 100  400 20  30% COD (mg/l) 300  1000 20  30% Tổng cacbon hữu cơ (TOC) (mg/l) 100  300 - Tổng nitơ Kjeldahl (NTK) (mg/l) 30  100 10% NH4+-N (mg/l) 20  80 0% NO2--N (mg/l)
9 điểm chung, mà phụ thuộc vào từng ngành sản xuất. Một số dữ liệu đưa ra trong các bảng dưới đây. Bảng 1.4. Hàm lƣợng chất thải do hoạt động của con ngƣời [7] STT Nguồn chất thải Chất ô nhiễm Hàm lƣợng 1 N tổng 6  12 mg/người/ngày Sinh hoạt NH4+ 60% của N tổng 2 N hữu cơ 73,2mg/l Chế biến sữa P 59,0mgl 3 Lò mổ trâu, bò N hữu cơ 154mg/l Bảng 1.5. Một số đặc trƣng của chất thải công nghiệp sữa [4] Thể tích BOD Huyền phù Phân xƣởng Lít nƣớc/lít sữa (mg/l) (MES) mg/l Sữa uống và sữa chua 1  25 120  300 50 Sữa bột và bơ 13 80  300 30 Cazein 24 400  500 100 Phomat 23 400  900 100 Nhà máy nhiều chức năng 26 300  750 120 Bảng 1.6. Một số đặc trƣng của chất thải công nghiệp hoá chất [4] Ngành công nghiệp Ô nhiễm NH3 1 4g NH4HCO3, 0,21g metanol Urê 0,10,5g/l NH3, 0,52g/l urê Supephotphat H2SO4, HF, SiF6H2; H3PO4, thạch cao, bùn H3PO4 SiO2, CaF2, Ca3(PO4)2 Công nghiệp dược Chất hữu cơ hoà tan, chất kháng sinh Thuốc tẩy, bột giặt ABS, LAS, tripolyphotphat, rượu no chứa sunfat, SO42- Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn