Luận văn Thạc sĩ Sinh học: Đánh giá chất lượng nguồn nước cấp sinh hoạt tại trạm bơm Bến Than nhà máy nước Tân Hiệp

Chia sẻ: Lavie Lavie | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:79

Thêm vào BST

Báo xấu

215
lượt xem 44
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Luận văn Thạc sĩ Sinh học: Đánh giá chất lượng nguồn nước cấp sinh hoạt tại trạm bơm Bến Than nhà máy nước Tân Hiệp đánh giá chất lượng nước sông Sài Gòn tại trạm bơm Nhà máy nước Tân Hiệp một cách đầy đủ nhất, giúp các nhà hoạch định chính sách, các nhà quản lý thuận lợi hơn trong việc quản lý chất lượng nguồn cấp nước, để bảo đảm cung cấp hệ thống nước máy tốt nhất về mặt sức khỏe cho cộng đồng.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Luận văn Thạc sĩ Sinh học: Đánh giá chất lượng nguồn nước cấp sinh hoạt tại trạm bơm Bến Than nhà máy nước Tân Hiệp

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH ----------------------------------------- NGUYỄN THỊ THANH NGỌC ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG NGUỒN NƯỚC CẤP SINH HOẠT TẠI TRẠM BƠM BẾN THAN NHÀ MÁY NƯỚC TÂN HIỆP LUẬN VĂN THẠC SĨ SINH HỌC Thành phố Hồ Chí Minh – 2010
MỞ ĐẦU Đặt vấn đề Nguồn nước sạch gắn liền với mọi hoạt động sống của con người, mỗi người nhu cầu nước cấp cho sinh hoạt ngày đêm lên đến 0,2 m3. Nước ngọt là tài nguyên có tái tạo, nhưng sử dụng phải cân bằng nguồn dự trữ và tái tạo, để tồn tại và phát triển sự sống lâu bền. Con người, động - thực vật sẽ không tồn tại được nếu thiếu nước. Tuy nhiên, nước cũng gây các bệnh lý thậm chí tử vong cho con người khi bị nhiễm bẩn, bão lụt, hạn hán. Các chuyên gia sức khỏe thế giới cho biết: Nước sinh hoạt không an toàn và hệ thống vệ sinh tồi tàn là nguyên nhân làm cho 4.000 trẻ em chết mỗi ngày (Theo điều tra của TTO ngày 15-04-2007). Giới chuyên môn cũng nhấn mạnh thêm rằng việc xóa bỏ đói nghèo, phổ cập giáo dục tiểu học và giảm tỷ lệ tử vong ở trẻ sẽ rất khó khăn nếu không giải quyết vấn đề nước sạch. Nước sạch cho người dân là nhu cầu chính đáng. Ở nước ta, 62,5% lượng nước (khoảng 570 tỉ m3) là từ lãnh thổ các quốc gia khác ở thượng lưu chảy vào. Lượng nước tạo ra trong lãnh thổ Việt Nam chỉ khoảng 325 tỉ m3/năm, chiếm 37,5% còn lại. Vậy lượng nước không thật dồi dào, đặc biệt là trong mùa khô, khi các quốc gia ở thượng nguồn sử dụng nhiều nước. Trữ lượng nước ngầm nước ta cũng ở mức trung bình so với các nước trên thế giới. Ở các thành phố lớn như Hà Nội, Hải Phòng, TP.Hồ Chí Minh, tỉ lệ người dân được cấp nước sạch mới đạt từ 60-70%, còn ở nông thôn tỉ lệ người dân được dùng nước hợp vệ sinh mới chỉ đạt 30-40% [16]. Do vậy đi cùng với sự bùng nổ dân số thì nhu cầu về nước ngày càng tăng lên nên nhà nước ta đã có chủ trương lấy nước sông Sài Gòn và sông Đồng Nai cung cấp cho sinh hoạt ở thành phố Hồ Chí Minh. Hiện có khoảng 1,5 triệu người dân sử dụng nước sạch đã qua xử lí từ các nhà máy nước lấy nguồn nước thô từ sông Sài Gòn. Bên cạnh đó với tốc độ đô thị hóa, công nghiệp hóa nhanh chóng đã đẩy nhanh mức độ phát triển các khu công nghiệp – các khu chế
xuất thì sông Sài Gòn hiện đang hứng chịu nhiều nguồn gây ô nhiễm từ hoạt động của các doanh nghiệp và việc xả thải từ sinh hoạt. Do vậy việc đánh giá chất lượng nước sông Sài Gòn tại trạm bơm nhà máy nước Tân Hiệp nhằm tìm nguồn cấp nước an toàn và bền vững là điều cần thiết. Ở Việt Nam việc đánh giá chất lượng nước được tiến hành theo từng chỉ số lý, hóa, sinh riêng biệt. Trong khi đó ở nước ngoài, ở các nước Châu Âu và Bắc Mỹ việc xếp loại chất lượng nước được tiến hành theo một thang bậc nhất định, rồi từ đó người ta hướng dẫn loại nước nào thì sử dụng cho việc gì. Tuy nhiên, các thang bậc đánh giá chất lượng nước trên thế giới thì không thống nhất, có nước sử dụng thang đánh giá là 4 – 5 bậc, có nước sử dụng thang đánh giá là 6 – 7 bậc. Chúng tôi sẽ tiến hành đánh giá chất lượng nguồn nước sông Sài Gòn cấp cho nhà máy nước Tân Hiệp tại trạm bơm theo thang 6 bậc của Viện Hàn Lâm khoa học Liên Xô cũ đã được nhiều người công nhận để xác định các chỉ số thủy lý, hóa của nước, đồng thời xác định cấu trúc các vi sinh vật thông qua các chỉ số cụ thể, từ đó sử dụng tổng hợp các chỉ số lý-hoá-sinh đó để đánh giá và xếp loại chất lượng nguồn nước cấp sinh hoạt. Vì vậy chúng tôi chọn đề tài “ Đánh giá chất lượng nguồn nước cấp sinh hoạt tại trạm bơm Bến Than nhà máy nước Tân Hiệp” để giúp cho việc tham khảo khi đánh giá chất lượng nước. Đối tượng nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu là nước sông Sài Gòn với các tính chất thủy lý, hóa, sinh. Phạm vi nghiên cứu Vùng nước sông Sài Gòn tại trạm bơm đặt tại xã Hoà Phú, huyện Củ Chi. Mục tiêu nghiên cứu
Đánh giá chất lượng nước sông Sài Gòn tại trạm bơm nhà máy nước Tân Hiệp một cách đầy đủ nhất, giúp các nhà hoạch định chính sách, các nhà quản lý thuận lợi hơn trong việc quản lý chất lượng nguồn cấp nước, để bảo đảm cung cấp hệ thống nước máy tốt nhất về mặt sức khỏe cho cộng đồng.
Chương 1 TỔNG QUAN 1.1. Đặc điểm điều kiện tự nhiên [16] 1.1.1. Vị trí địa lý : Huyện Củ Chi có tọa độ địa lý từ 10o53’ đến 10o10’vĩ độ Bắc và từ 106o22’ đến 106o40’ kinh độ Đông, nằm ở phía Tây Bắc TP.Hồ Chí Minh, với 434,70 km2 diện tích tự nhiên, bằng 20,74% diện tích toàn Thành Phố. Phía Bắc giáp huyện Trảng Bàng tỉnh Tây Ninh. Phía Đông giáp tỉnh Bình Dương. Phía Nam giáp huyện Hóc Môn, TP.Hồ Chí Minh. Phía Tây giáp tỉnh Long An. Về hành chánh, hiện nay huyện bao gồm thị trấn Củ Chi và 20 xã là: Phú Mỹ Hưng, An Phú, An Nhơn Tây, Trung Lập Thượng, Trung Lập Hạ, Nhuận Đức, Phạm Văn Cội, Phước Thạnh, Thái Mỹ, Phước Hiệp, Phước Vĩnh An, Phú Hòa Đông, Trung An, Tân An Hội, Tân Thạnh Tây, Tân Thạnh Đông, Tân Thông Hội, Tân Phú Trung, Hòa Phú, Bình Mỹ. Thị trấn Củ Chi là trung tâm kinh tế - chính trị - văn hóa của huyện, cách trung tâm Thành phố 50km về phía Tây Bắc theo đường xuyên Á. 1.1.2. Địa hình, địa mạo: Địa hình huyện Củ Chi nằm trong vùng chuyển tiếp giữa miền Tây nam bộ và miền Đông nam bộ, với độ cao giảm dần theo 2 hướng Tây bắc – Đông nam và Đông bắc – Tây nam. Độ cao trung bình so với mặt nước biển từ 8m – 10m.
Hình 1.1: Bản đồ hành chính huyện Củ Chi 1.1.3. Khí hậu: Huyện Củ Chi nằm trong vùng có khí hậu nhiệt đới gió mùa, mang tính chất cận xích đạo. Khí hậu chia thành hai mùa rõ rệt, mùa mưa từ tháng 5 đến tháng 11, mùa khô từ tháng 12 đến tháng 4 năm sau, với đặc trưng chủ yếu là: Nhiệt độ tương đối ổn định, cao đều trong năm và ít thay đổi, trung bình năm khoảng 26,6oC. Lượng mưa trung bình năm từ 1.300 mm – 1770 mm, tăng dần lên phía Bắc theo chiều cao địa hình, mưa phân bổ không đều giữa các tháng trong năm, mưa tập trung vào tháng 7,8,9; vào tháng 12, tháng 1 lượng mưa không đáng kể.
Độ ẩm không khí trung bình năm khá cao 79,5% cao nhất vào tháng 7,8,9 là 80 – 90%, thấp nhất vào tháng 12, tháng 1 là 70%. 1.1.4. Thủy văn: Huyện Củ Chi có hệ thống sông, kênh, rạch khá đa dạng, với những đặc điểm chính: Sông Sài Gòn chịu chế độ ảnh hưởng dao động bán nhật triều, với mực nước triều bình quân thấp nhất là 1,2m và cao nhất là 2,0 m. Các hệ thống kênh rạch tự nhiên khác, đa số chịu ảnh hưởng trực tiếp chế độ thủy văn của sông Sài Gòn như Rạch Tra, Rạch Sơn, Bến Mương … Riêng chỉ có kênh Thầy Cai chịu ảnh hưởng chế độ thủy văn của sông Vàm Cỏ Đông. 1.1.5. Tình hình xâm nhập mặn: Theo Viện Kỹ thuật tài nguyên nước và môi trường, vào mùa khô trong kỳ hạn hán nước nguồn sông Sài Gòn về ít, xâm nhập mặn tăng mạnh đột biến. Khu vực Củ Chi tại kênh An Hạ, kênh Xáng, kênh A, B, C bị nhiễm mặn 1-2‰, vùng kênh C ngoài cống độ mặn 2-3‰, trong cống độ mặn 0,5‰. Dự báo trong những năm tới, triều cường đỉnh, ranh mặn 4‰ có thể tiến sâu hơn so với hiện nay 5-10 km, mặn xâm nhập sâu và lâu, ảnh hưởng đến các hoạt động kinh tế và nông nghiệp. 1.2. Đặc điểm tài nguyên thiên nhiên [16] 1.2.1 Tài nguyên đất : Tổng diện tích đất tự nhiên của huyện Củ Chi là 434,70 km2, gồm 3 nhóm đất chính sau: Nhóm đất phù sa: Thành phần cấp hạt sét là chủ yếu (45-55 %). Chứa các chất dinh dưỡng về mùn, đạm, lân và kali rất giàu. Nhóm đất xám: Tầng đất thường rất dày, thành phần cơ giới nhẹ, cấp hạt cát trung bình và cát mịn chiếm tỉ lệ rất cao (40 - 55%), cấp hạt sét chiếm 21 – 27%.
Nhóm đất đỏ vàng: Đặc điểm chua, độ no bazơ thấp, khả năng hấp thụ không cao, khoáng sét phổ biến là Kaolinit, axit mùn chủ yếu là fuvic, chất hòa tan dễ bị rửa trôi. 1.2.2. Tài nguyên nước : Nguồn nước của huyện chủ yếu là nước ở các sông, kênh, rạch, hồ, ao. Tuy nhiên, phân bố không đều tập trung ở phía Đông của huyện (Sông Sài Gòn) và trên các vùng trũng phía Nam và Tây Nam với chiều dài gần 300 km cả hệ thống, đa số chịu ảnh hưởng của chế độ bán nhật triều. Theo các kết quả điều tra khảo sát về nước ngầm trên địa bàn huyện Củ Chi cho thấy, nguồn nước ngầm khá dồi dào và đang giữ vị trí quan trọng trong việc cung cấp nước cho sản xuất và sinh hoạt của người dân. 1.2.3. Tài nguyên rừng : Theo số liệu thống kê, năm 2003 diện tích đất lâm nghiệp có rừng của huyện là 319,24 ha, trong đó rừng tự nhiên 139,27 ha chiếm 43,63% diện tích đất có rừng; rừng trồng 179,97 ha, chiếm 56,37% diện tích đất có rừng. Rừng tự nhiên chủ yếu ở các khu bảo tồn, khu di tích lịch sử nên trữ lượng hạn chế. 1.2.4. Tài nguyên khoáng sản : Tài nguyên khoáng sản trên địa bàn huyện gồm có các loại chủ yếu sau: · Mỏ Cao Lanh: có trữ lượng khoảng 5 triệu tấn phân bố chủ yếu ở Rạch Sơn. · Than bùn ở Tam Tân, trữ lượng khoảng 0,5 triệu tấn. · Sạn sỏi ở Bầu Chứa, trữ lượng cấp B khoảng 0,8 triệu tấn. Ngoài ra, còn có mỏ đất sét làm gạch ngói và đá xây dựng nhưng với trữ lượng không đáng kể. 1.3. Tình hình dân sinh kinh tế [16]
1.3.1. Tình hình dân sinh Khu dân cư Hòa Phú, xã Hòa Phú, Củ Chi với diện tích 9,07 km2. Dân số hiện trạng là 7.840 người, mật độ dân số trung bình là 864 người/km2. Dân cư của xã sống tập trung đông đúc ở hầu hết tuyến đường của xã, và dọc theo bờ sông Sài Gòn. 1.3.2. Kinh tế 1.3.2.1. Nông nghiệp Trồng trọt và chăn nuôi là những ngành sản xuất chính của nhiều hộ gia đình trong xã với năng suất ổn định và tăng dần qua các năm. 1.3.2.2. Công nghiệp Cơ cấu kinh tế của huyện hiện nay là: Công nghiệp – Tiểu thủ công nghiệp, Nông nghiệp, Thương mại – Dịch vụ. Hiện nay trên địa bàn huyện có 2 Khu công nghiệp và 3 Cụm công nghiệp đang hoạt động là:  Khu công nghiệp Tây Bắc Củ Chi có diện tích 380 ha, nằm trên địa bàn thị trấn Củ Chi, xã Tân An Hội và xã Trung Lập Hạ. Hiện đã hoàn thành giai đoạn 1 với diện tích cho thuê là 127 ha, thu hút 23 doanh nghiệp vào đầu tư.  Khu công nghiệp Tân Phú Trung có diện tích 543 ha, nằm trên địa bàn xã Tân Phú Trung và xã Tân Thông Hội. Hiện có 47 doanh nghiệp đã đầu tư sản xuất kinh doanh tại đây.  Cụm công nghiệp Tân Qui - Khu A, có diện tích 65 ha, thuộc xã Trung An. Hiện có 5 doanh nghiệp đang hoạt động nằm xen kẽ dân cư với diện tích 14,27 ha.  Cụm công nghiệp Tân Qui – Khu B có diện tích 97 ha, thuộc xã Tân Thạnh Đông. Hiện có 16 doanh nghiệp đầu tư với diện tích 61 ha, trong đó có 12 doanh nghiệp đang hoạt động.  Cụm công nghiệp cơ khí Samco có diện tích 99 ha, thuộc xã Tân Thạnh Đông và xã Hoà Phú.
1.3.2.3. Dịch vụ, thương mại Thương mại có vị trí quan trọng trong quá trình tái sản xuất xã hội, là cầu nối giữa sản xuất và tiêu dùng. Nó có vai trò điều chỉnh quan hệ cung cầu. Dịch vụ bao gồm các hoạt động kinh tế, xã hội không trực tiếp tạo ra các sản phẩm vật chất. Danh mục các hoạt động dịch vụ ngày càng được mở rộng: vận tải hành khách, du lịch, giáo dục, y tế, bảo hiểm.... 1.4. Lịch sử hình thành nhà máy nước Tân Hiệp [13] Vào những năm cuối thập niên 80, Tp Hồ Chí Minh đứng trước yêu cầu bức thiết về nước sinh hoạt và phát triển công nghiệp, đặc biệt là các khu vực phía Tây và Tây nam của thành phố (quận 6, 8, 10, 11, huyện Bình Chánh). Trong khi đó việc phát triển nguồn nước từ nước ngầm là không thể giải quyết kịp thời và cũng đã tới mức giới hạn. Các nhà quy hoạch tìm và cố gắng tạo sự bức phá về cấp nước. Vấn đề này nổi lên hai khó khăn là về công suất và nguồn nước. Nếu làm nhà máy có công suất 320.000m3/ngày thì đáp ứng được yêu cầu, nhưng hơi cao so với khả năng và trình độ của ta tại thời điểm đó, nếu hạ xuống thì không kịp đà phát triển. Vì vậy vẫn giữ công suất 320.000m3/ngày trong tiền dự án. Về nguồn nước, nếu lấy nguồn nước sông Đồng Nai sẽ thuận lợi hơn, nhưng lấy nước sông Sài Gòn thì sẽ tăng độ an toàn về cấp nước, nên dự án đã chọn nguồn nước sông Sài Gòn và nhà máy nước Tân Hiệp được ra đời từ đó. Dự án Hệ thống cấp nước sông sài Gòn giai đoạn 1 xây dựng nhà máy nước Tân Hiệp, gồm 4 hạng mục chính: trạm bơm nước thô công suất 320.000m3/ngày đặt tại xã Hòa Phú huyện Củ Chi; Tuyến ống nước thô đường kính D1500mm dài 9.093m đưa nước thô từ Hòa Phú về Tân Hiệp; Nhà máy xử lý nước công suất 300.000m3/ ngày đặt tại xã Tân Hiệp, huyện Hóc Môn; Tuyến ống nước sạch đường kính D1500mm dài 11.283 đưa nước sạch từ nhà máy Tân Hiệp về đến điểm đầu của mạng lưới cấp nước thành phố tại ngã 3 Tây Thạnh, quận Tân Bình.
Từ tháng 7/2004, nhà máy nước Tân Hiệp chính thức phát nước. Ban đầu với sản lượng 150.000m3/ ngày đã giải tỏa một phần cơn khát nước của người dân khu vực quận 5, 6, 8, Bình Tân, và huyện Bình Chánh [15]. 1.5. Hiện trạng hoạt động của sông Sài gòn [16] Việc chất lượng nguồn nước sông Sài Gòn nhất là đoạn trạm bơm nước của Nhà máy nước Tân Hiệp ngày càng bị ô nhiễm là thực tế đáng lo ngại. Chi cục Bảo vệ môi trường TPHCM đã xác định chính xác nguồn nước thải ô nhiễm xuất phát từ nước thải sinh hoạt và công nghiệp từ khu dân cư sống dọc lưu vực và cụm công nghiệp Tân Quy (thải ra rạch Bà Bếp). Nguồn nước thải này chứa đựng hàm lượng lớn tải lượng ô nhiễm với các chất ô nhiễm chủ yếu là BOD5, COD, Mn, NH3, Coliform do cụm công nghiệp Tân Quy chưa có hệ thống xử lý nước thải tập trung. Không dừng lại đó, sông Sài Gòn cũng đang phải tiếp nhận lượng lớn nước thải ô nhiễm sinh hoạt và công nghiệp chưa qua xử lý của khu công nghiệp Tân Phú Trung, bãi rác Phước Hiệp, khu dân cư và cơ sở chăn nuôi huyện Củ Chi và Hóc Môn (thông qua rạch Tra và rạch Bà Hồng); khu dân cư và công nghiệp của thị xã Thủ Dầu Một và huyện Bến Cát tỉnh Bình Dương (xả ra sông Thị Tính). Các con rạch này chỉ cách trạm bơm Bến Than Nhà máy nước tân Hiệp, phục vụ sinh hoạt người dân TPHCM từ 1 – 14 km về phía thượng và hạ nguồn. Do đó, chất lượng nguồn nước ngày càng xấu. Trung bình nồng độ các chất ô nhiễm tăng 1 – 5 lần. 1.6. Nước tự nhiên và ô nhiễm nguồn nước 1.6.1. Nước tự nhiên 1.6.1.1. Thành phần hóa học của nước tự nhiên Nước tự nhiên chiếm khoảng 1% tổng lượng nước trên trái đất, gồm nước sông hồ, nước bề mặt và nước ngầm [3]. Đặc điểm của loại nước này phụ thuộc vào đặc điểm khí hậu, địa chất, địa mạo và vị trí thủy vực. Các nguồn nước tự nhiên không nối liền nhau nên thành phần của nó có thể không giống nhau giữa các lưu vực và giữa các vị trí trong từng lưu vực.
 Các ion hòa tan Hầu hết các acid, bazơ và muối vô cơ đều tan trong nước tự nhiên. Trong nước sông hồ nồng độ HCO3- là cao nhất (58 mg/l), tiếp sau đó là Ca2+ (15 mg/l), Silic (13,1 mg/l), SO42- (11 mg/l), Cl- (8 mg/l). Sự hòa tan các ion trong nước chính là yếu tố quyết định độ mặn của nước. Nồng độ các ion hòa tan tỷ lệ thuận với độ dẫn điện (Ec) [5] . Thành phần hóa học trung bình của nước sông hồ được trình bày ở bảng [1.1]. Bảng 1.1: Thành phần hóa học trung bình của nước sông hồ [3] (nguồn Morel F. M. M , 1983 ) Thành phần % trọng lượng Thành phần % trọng lượng CO32- 35,2 Ca 2+ 20,4 SO42- 12,4 Mg2+ 3,4 Cl- 5,7 Na+ 5,8 SiO2 11,7 K+ 2,1 NO3- 0,9 Fe(AlO2)3 2,7  Các khí hòa tan Hầu hết các chất khí có trong khí quyển đều có thể hòa tan hoặc phản ứng với nước, trừ khí metan (CH4) [3], [6].  Oxy hòa tan (DO) Oxy là khí hòa tan trong nước nhưng không tác dụng với nước về mặt hóa học. Oxy cần cho quá trình trao đổi chất, có ý nghĩa lớn đối với quá trình tự làm sạch của dòng sông. Độ hòa tan của oxy trong nước phụ thuộc nhiều vào nhiệt độ và áp suất của môi trường [3]. Trong nước ngọt oxy hòa tan DO (ở điều kiện 00C và 1at) bằng 14,6 mg/l và DO (ở 350C) bằng 7 mg/l, người ta thường lấy DO (ở 250C, 1at) bằng 8 mg/l [3].
Trong điều kiện nguồn nước không bị ô nhiễm các chất hữu cơ không bền, giá trị oxy hòa tan (DO) thường gần bằng giá trị oxy hòa tan ở mức bảo hòa. Theo Đặng Kim Chi (2006) [3] nếu nguồn nước bị ô nhiễm các chất hữu cơ có khả năng oxy hóa bằng sinh học (chỉ số BOD cao), khi đó do hoạt động tiêu thụ oxy của các vi khuẩn hàm lượng oxy trong nước sẽ giảm. Khi lượng oxy trong nước thấp (< 2ppm), các vi khuẩn sẽ lấy oxy của các hợp chất chứa oxy để oxy hóa SO42- H2S S ..., nước sẽ không có oxy và vùng đó sẽ trở thành vùng yếm khí. Trong nước, oxy tham gia chủ yếu vào các quá trình sau: - Oxy hóa các chất hữu cơ bằng các vi sinh vật: vi sinh vật ( CH2O ) + O2 CO2 + H2O - Oxy hóa các hợp chất nitơ bằng các vi sinh vật, ví dụ: vi sinh vật + NH4 + 2O2 2H+ + NO3- + H2O - Oxy hóa các chất hóa học khác, ví dụ: 4Fe2+ + O2 + 10 H2O 4Fe(OH)3( r ) + 8H+ 2SO32- + O2 SO42- Mức tiêu thụ oxy trong nước bởi các chất ô nhiễm được biểu thị qua chỉ số BOD (nhu cầu oxy hóa sinh học ) hay COD ( nhu cầu oxy hóa học ).  Khí Cacbonic (CO2) trong nước [3], [6] Khí CO2 đóng vai trò rất quan trọng trong nước, CO2 phản ứng với nước tạo ra các ion bicacbonat (HCO3-) và cacbonat (CO32-) và tham gia vào quá trình cân bằng hóa học trong nước do khống chế ổn định pH trong nước, đồng thời ảnh hưởng tới sự tạo phức trong nước. Ngoài ra, CO2 còn tham gia vào hoạt động quang hợp của thực vật và quá trình lắng đọng của các trầm tích cacbonat trong nước. CO2 dễ hòa tan trong nước, độ hòa tan của CO2 trong nước tăng theo chiều tăng của nhiệt độ.
Khi CO2 tan vào nước ta có phản ứng sau: pH < 5 CO2 + H2O H2CO3 pH ≥ 5 H2CO3 H+ + HCO3- pH ≥ 8 - HCO3 H+ + CO32- Như vậy, khi pH = 8,3 trong nước chủ yếu là CO32-, khi pH = 5 trong nước chủ yếu là H2CO3 (CO2). Ở lớp trầm tích, CO2 tham gia phản ứng: CaCO3 + CO2 + H2O Ca(HCO3)2 Ca2+ + 2HCO3- Quá trình này dẫn đến làm thay đổi pH của môi trường.  Các chất rắn [6] Các chất rắn bao gồm các thành phần vô cơ, hữu cơ và sinh vật được phân thành hai loại dựa theo kích thước: - Chất rắn đi qua được giấy lọc: là chất rắn có đường kính ≤ 10-6 m trong đó gồm: chất rắn dạng keo có kích thước từ 10-9 đến 10-6 m và chất rắn hòa tan có kích thước nhỏ hơn 10-9 m - Chất rắn không qua được giấy lọc: là chất rắn có đường kính lớn hơn 106m. Ngoài ra, dựa theo độ bay hơi của nhiệt độ sấy 103 – 1050C có thể phân chất rắn thành chất rắn bay hơi và chất rắn không bay hơi.  Các chất hữu cơ [6] Các chất hữu cơ là các chất có nguyên tử cacbon (C) tạo liên kết C – H trong phân tử. Trong nguồn nước tự nhiên không ô nhiễm, hàm lượng chất hữu cơ rất thấp. Tuy nhiên, nếu nước bị ô nhiễm do chất thải sinh hoạt, chất thải công
nghiệp, chất thải nông nghiệp ... thì nồng độ chất hữu cơ trong nước sẽ tăng cao. Dựa vào khả năng bị phân hủy do vi sinh vật trong nước, có thể phân chất hữu cơ thành hai nhóm: - Các chất hữu cơ dễ bị phân hủy sinh học: đường (cacbohydrat), chất béo, protein, dầu mỡ thực, động vật ... Trong môi trường nước các chất này dễ bị vi sinh vật phân hủy tạo ra khí cacbonic và nước. - Các chất hữu cơ khó bị phân hủy sinh học: các hợp chất clo hữu cơ như: DDT, Lindane, Aldrine, polyclorobiphenyl – PCB, dioxin..., các hợp chất đa vòng ngưng tụ như: pren, naphtalen, anthraxen .... Hầu hết các chất này có độc tính cao, khó bị vi sinh vật phân hủy, bền vững trong môi trường nên có khả năng gây tác hại lâu dài cho đời sống sinh vật và sức khỏe con người. 1.6.1.2. Thành phần sinh học trong nước tự nhiên Theo Lê Quốc Hùng (2006) [6] trong nước tự nhiên các loài sinh vật chủ yếu là vi khuẩn, nấm, siêu vi trùng, tảo, cây cỏ, động vật nguyên sinh, động vật đa bào, các loài nhuyễn thể và các loài động vật có xương sống. 1.6.1.3. Chất lượng nước Chất lượng nước là đặc trưng hàm lượng các chất hòa tan trong nước, phục vụ yêu cầu dùng nước cụ thể theo tiêu chuẩn và đối tượng sử dụng nước. Tùy theo mục đích sử dụng mà người ta đưa ra các tiêu chuẩn chất lượng nước khác nhau về mức độ sao cho phù hợp với nhu cầu sử dụng. QCVN 08: 2008/ BTNMT: Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng nước mặt, thể hiện ở bảng 1.2 Tuy nhiên, Viện sinh học các thủy vực nội địa thuộc viện Hàn lâm khoa học Liên Xô cũ đã đưa ra thang đánh giá 6 bậc để đánh giá chất lượng nước, thể hiện ở bảng 1.3.
Trên cơ sở bảng đánh giá chất lượng nước, Viện sinh học các thủy vực nội địa thuộc viện Hàn lâm khoa học Liên Xô cũ mới đưa ra bảng hướng dẫn sử dụng các loại nước, thể hiện ở bảng 1.4. Bảng 1.2: QCVN 08: 2008/ BTNMT: Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng nước mặt (trích), [14] Stt Thông số Đơn vị Giá trị giới hạn A1 A2 B1 B2 1 pH 6 - 8,5 6 - 8,5 5,5 - 9 5,5 - 9 2 DO mg/l ≥6 ≥5 ≥4 ≥2 3 COD mg/l 10 15 30 50 4 BOD5 ( 200C ) mg/l 4 6 15 25 5 Chất rắn lơ lững(TSS) mg/l 20 30 50 100 6 N- NH4+ mg/l 0,1 0,2 0,5 1 7 Chì mg/l 0,02 0,02 0,05 0,05 8 Asen mg/l 0,01 0,02 0,05 0,1 9 Cadimi mg/l 0,005 0,005 0,01 0,01 10 Coliform MPN/100ml 2500 5000 7500 10000 Chú thích: A1, A2: áp dụng cho nước cấp sinh hoạt phải thông qua xử lý theo qui định. B1, B2: áp dụng cho các mục đích khác. Cho nông nghiệp và thủy sản có qui định riêng. Bảng 1.3: Bảng đánh giá chất lượng nước (Theo X. M. Drachev ) Nguồn: “Viện sinh học các thủy vực nội địa thuộc Viện Hàn lâm khoa học Liên Xô cũ ” ( Bổ sung phần số loài động thực vật ở Việt Nam ) [12]. Loại nước
Polysaprobe 2 Polysaprobe 1 Oligosaprobe Mesosaprobe Mesosaprobe Nhiễm bẩn Tính chất Sơ nhiễm Catarobe Rất sạch Rất bẩn Sạch (3) (5) (1) (2) (6) Bẩn α β Chất lơ lững 1-3 4 – 10 11 – 19 20 - 50 51 - > 100 ( mg/l ) 100 Độ trong ( cm ) > 30 30 – 20 19 – 3 2-1 10 Oxygen demand 1,9 (mg/l) COD, Chemical Oxygen demand 1 2 3 4 5 - 15 > 15 (mg/l) Đạm amonia 0,05 0,1 0,1- 0,3 0,4 - 1 1,1 - 3 >3 (mg/l) Dầu hỏa (mg/l) 0 0,1- 0,2 0,3 1 2 3 Tổng chất độc so với lượng 0 0,1 – 9 1 - 5,9 6 - 10,9 11 - 20 20 cho phép (lần) Coli tite 100 - 10 < 10 - 1 5.105 > 5.106 > 1000 5.105 - 5.106 - 10.106 10.106 Trứng 0 0 1–3 10 500 1000 2 heminthos/m Thực động vật 100-140 140- 100-79 100-70
1.6.2. Ô nhiễm nguồn nước Ô nhiễm nguồn nước là sự thay đổi thành phần và tính chất của nước gây Loại nước Dạng sử dụng Nước Tắm Sử Thủy Sử Vận Tưới uống rửa thể dụng sản dụng tải trong dục trong nói trong thủy gia nghệ sinh chung công xây đình thuật hoạt và nghiệp dựng công thể nghề cảng nghiệp thao nuôi thực phẩm Rất sạch Hoàn Hoàn Hoàn Hoàn Hoàn Hoàn Hoàn Catarobe toàn toàn toàn toàn toàn toàn toàn (1) dùng dùng dùng dùng dùng dùng dùng được được được được được được được Sạch Dùng Dùng Oligoarprobe được được (2) Sơ nhiễm Dùng Còn Còn Còn Còn Còn Còn α được dùng dùng dùng dùng dùng dùng Mesosaprobe Phải được được được được được được (3) xử lý Nhiễm bẩn Không Không Không Không Không Không Không β dùng dùng dùng dùng dùng dùng dùng Mesosaprobe được được được được được được được (4) Bẩn Tuyệt Tuyệt Tuyệt Tuyệt Tuyệt Tuyệt Polysaprobe đối đối đối đối đối đối 1 không không không không không không (5) dung dung dung dung dung dung Rất bẩn Không Không Không Không Không Không Polysaprobe dùng dùng dùng dùng dùng dùng 2 được được được được được được (6) nữa nữa nữa nữa nữa nữa ảnh hưởng đến hoạt động sống bình thường của con người và sinh vật.
Theo hiến chương Châu Âu thì: “Sự ô nhiễm nước là một biến đổi chủ yếu do con người gây ra đối với chất lượng nước, làm ô nhiễm nước và nguy hại cho việc sử dụng, cho công nghiệp, nông nghiệp, nuôi cá, nghỉ ngơi - giải trí, cho động vật nuôi cũng như các loài hoang dại” [7]. Có nhiều tác nhân gây ô nhiễm nguồn nước, có thể có nguồn gốc tự nhiên như: núi lửa, lũ lụt, xói mòn, xâm nhập mặn, phong hóa... hay nguồn gốc nhân tạo do các hoạt động của con người trong sinh hoạt, sản xuất công nghiệp, nông nghiệp, xây dựng công trình thủy lợi, giao thông vận tải, dịch vụ du lịch....đã sản sinh ra các chất gây ô nhiễm nguồn nước [3], [6], [7]. 1.6.2.1. Các chất gây ô nhiễm nước  Các chất hữu cơ  Các chất hữu cơ dễ bị phân hủy sinh học Theo Lê Quốc Hùng (2006) [6] trong nước thải từ khu dân cư, khu công nghiệp chế biến thực phẩm có chứa các chất gây ô nhiễm cacbohydrat, protein, chất béo...Các hợp chất này có phân tử lớn không thể thấm qua màng vi sinh nên quá trình phân huỷ hợp chất hữu cơ do vi sinh gồm: thủy phân cacbohydrat thành đường hòa tan, phân tử protein thành các acid amin, chất béo thành acid béo mạch ngắn, và phân hủy sinh học hiếu khí chuyển các chất hữu cơ này thành khí cacbonic và nước. Nếu phân hủy kỵ khí thì sản phẩm cuối cùng là các acid hữu cơ, rượu và các khí cacbonic, mêtan, hydro sulphua. Sơ đồ phân hủy sinh học các chất hữu cơ: Phân hủy hiếu khí: + O2 hòa tan trong nước Chất hữu cơ H2O + CO2 + Năng lượng Vi sinh hiếu khí Phân hủy kỵ khí: Vi sinh kỵ khí Chất hữu cơ CH4 + acid hữu cơ
Trong nước thải sinh hoạt, có đến 60 - 80% tổng các chất hữu cơ kém bền, dễ bị phân hủy sinh học. Trong đó có 40 - 60% là protêin, 25 - 50% cacbohydrat và khoảng 10% là chất béo. Trong chất rắn từ nước thải sinh hoạt, chất hữu cơ chiếm 55% trong tổng chất rắn, 75% trong chất rắn lơ lững và 45% trong chất rắn hòa tan.  Các chất hữu cơ bền vững Đây là các chất hữu cơ bền vững, khó bị vi sinh vật phân hủy, có độc tính cao đối với sinh vật và con người. Chúng có khả năng tồn lưu trong môi trường và trong cơ thể sinh vật nên có tính tích lũy qua chuỗi thức ăn, gây tác hại lâu dài đến đời sống sinh vật và từ sinh vật chuyển vào con người. Các chất này thường có trong nước thải công nghiệp lọc hóa dầu, sản xuất bột giấy, nhuộm... và nước chảy tràn từ các vùng nông nghiệp sử dụng thuốc trừ sâu, thuốc diệt cỏ...[6].  Các chất vô cơ  Các loại phân bón, hóa chất vô cơ [3], [6] Đây là các hóa chất có thành phần chủ yếu là cacbon, hydro, oxy, các nguyên tố N, P, K dưới dạng các hợp chất vô cơ, hữu cơ và các nguyên tố vi lượng khác. Chúng được bổ sung vào đất dưới dạng phân bón phức tạp, do một phần đưa vào bị rửa trôi theo nước, bốc hơi vào khí quyển hoặc chuyển hóa thành các dạng khác và tồn lưu trong môi trường. Việc dư thừa các chất dinh dưỡng vô cơ sẽ gây nên hiện tượng “phú dưỡng” trong nước bề mặt là nguyên nhân của sự phát triển nhanh ở một số loài thực vật bậc thấp như tảo, rong, rêu và các thực vật thân mềm trong nước, trên lớp bề mặt của nguồn nước, ảnh hưởng tới sự cân bằng sinh học của nước. Các thực vật phát triển do hiện tượng phú dưỡng sau khi chết đi sẽ phân hủy trong nước tạo ra một lượng lớn các hợp chất hữu cơ. Những chất hữu cơ này trong quá trình oxy hóa sẽ tiêu thụ một lượng lớn oxy hòa tan trong nước, gây nên hiện tượng thiếu oxy làm xuất hiện các quá trình khử khiến cho nồng