Bảo vệ nguồn nước

Bảo vệ nguồn nước GIỚI THIỆU YẾU TỐ TĂNG DÂN SỐ KINH TẾ Ô NHIỄM YẾU TỐ CỐ ĐỊNH NGUỒN NƯỚC NGUỒN ĐẤT NHU CẦU TĂNG TRONG ĐIỀU KIỆN GIỚI HẠN CỦA CÁC NGUỒN MÔI TRƯỜNG HUỶ HOẠI MÂU THUẪN VÙNG QUỐC GIA CÁC NƯỚC Chương I : SỰ PHÂN BỐ NƯỚC TRONG TỰ NHIÊN 1.1. Nguồn nước 1.1.1. Nguồn nước dưới đất Ý nghĩa - Cho cấp nước trong sinh hoạt , xây dựng , nó tương đối ít bị ô nhiễm , sạch , hầu hết các nguồn cấp đều lấy nước ngầm, phù hợp ở những ,vùng xa vùng nước mặt. - Làm ổn định địa tầng. Sự hình thành - Mưa thấm xuống, được giữ lại tại các tầng đất xốp. - Bổ cập của sông, hồ Mưa NƯỚC NGẦM KHÔNG ÁP NƯỚC NGẦM CÓ ÁP Thổ nhưỡng Cát Sét Cát, sỏi sét Q Q Các dạng tồn tại của nước dưới đất - Nước ở thể hơi - Nước ở thể bám chặt - Nước ở thể màng mỏng - Nước mao dẫn - Nước trọng lực: Nước tạo dòng chảy có áp ; Nước tạo dòng chảy không áp. Chất lượng nước dưới đất (NDĐ) - Phụ thuộc vào sự hình thành và dạng tồn tại. Chất lượng ndđ có liên quan mật thiết với cấu trúc và thành phần hoá học của tầng chứa nước. - Hàm lượng khoáng cao, càng sâu hàm lượng khoáng càng cao. - Nghèo chất dinh dưỡng và chất hữu cơ, giảm dần theo chiều sâu . - Xâm nhập của vi khuẩn ít Trữ lượng nước dưới đất : Bảng 1.1. Trữ lượng nước toàn cầu được xét qua bảng sau Phạm vi Khối lượng 103 km3 Độ khoáng hoá g/l Khả năng sử dụng <1000 m 1000- 6000 m Tổng các loại nước dưới đất khác 4000 Khoáng 5000 60.000 Nước ngọt TDS <1 Nước mặn TDS =30 - 40 Phù hợp cho nhu cầu sinh hoạt ,tưới tiêu ,SXCN Phần lớn dùng cho CN hoá học ,nước khoáng 1.1.2. Nguồn nước mặt Sự hình thành - Do mưa rơi xuống mặt khác do cấu trúc bề mặt trái đất do đó dòng chảy được hình thành và được lưu giữ laị. - Nước ngầm bổ cập Dạng tồn tại : Sông; suối; hồ Lượng nước mặt trong tự nhiên - Nước sông 21,1 .103 km3 - Hồ nước ngọt 91.103 km3 - Hồ nước mặn 85,4.103 km3 Chất lượng nước mặt - Bị tác động bởi điều kiện khí hậu, địa hình: nhiệt độ .. - Chất lượng nước thay đổi theo thời gian và theo không gian. - Hàm lượng chất hữu cơ và vi khuẩn tương đối cao - Dễ bị ô nhiễm do nguồn gốc tự nhiên và nhân tạo 1.1.3. Nước đại dương - 70,5 % bề mặt trái đất được bao phủ bởi đại dương - Nước đại dương đóng vai trò tạo sự cân bằng vật chất trong tự nhiên - Là nguồn dự trữ trong chu trình thuỷ văn toàn cầu - Tổng hợp khối lượng nước 1.338 x 105 km3 chiếm 96,5 % lượng nước trên toàn bộ hành tinh - Độ mặn lớn, trong đó lượng NaCl chiếm 77,8% 1.2. Sự tuần hoàn và cân bằng nước trong tự nhiên 1.2.1. Sự tuần hoàn nước trong tự nhiên : Quá trình tuần hoàn nước trong tự nhiên : - Đảm bảo cho sự phân bố tương đối đều và ổn định – sự sống trên trái đất - đóng vai trò vĩ đại nhất. - Động lực đảm bảo cho sự tuần hoàn này là năng lượng mặt trời Chu trình thuỷ văn toàn cầu hàng năm BỐC HƠI BỀ MẶT NGƯNG TỤ TẠO MÂY MƯ A DÒNG CHẢY THẤ M Đại dương 1.938.106 Km3 40.103 Km3 Mưa lục địa 110.000 Km3 Mưa trên đại dương 390.103 Km3 Mây Bốc hơi từ đại dương 430.103 Km3 Dòng chảy ( mặt và ngầm) 40.000 Km3 Bốc hơi lục địa 70.103 Km3 - Trên thực tế, hiện nay trên thế giới mới chỉ khai thác 9.000 km3 (mạch + ngầm là 40.000 km3 - chưa được 1/4) - Mưa là giai đoạn bắt đầu trên chu trình thuỷ văn trên mặt đất, ảnh hưởng rất lớn đến cuộc sống con người. Mưa phâm bố không đều phụ thuộc vào: + Vị trí của từng khu vực đó + Đặc điểm địa hình, khí hậu (đồi núi xa mạc ,....) + Đặc điểm của thảm thực vật 1.2.2. Sự cân bằng nước trong tự nhiên : Lượng nước bổ cập Lượng nước mất đi Yếu tố luân chuyển Thể tích (km3 ) Lớp nước (mm) Thể tích (km3) lớp nước (mms) Lục địa ( F =148.628.000 km2) Mưa, tuyết (Pl) Dòng chảy (Rl) Bốc hơi (El) 108.400 720 37.300 71.100 250 470 Đại dương và biển ( Fb =361.455.000 km2 ) Mưa, tuyết (Pb) Dòng chảy (Rb) Bốc hơi (Eb) 411.600 37.300 448.900 Tổng cộng 557.300 1140 100 557.300 1240 Nguồn: Lvotvich , 1964 - Trên toàn bộ hành tinh P=E - Trong từng khu vực Pi =Ei  Ri Ri : lưu lượng điều chỉnh chu trình tuần hoàn (điều chỉnh sự cân bằng khu vực ) - Sự phân bố nước phụ thuộc thời gian và không gian - Trên lục địa: Kl =Rl / Pl gọi là hệ số dòng chảy - Nếu chỉ tính dòng chảy mặt thì Kl mặt =Rl mặt /Pl Hệ số dòng chảy bề mặt có ý nghĩa quan trọng tính toán thuỷ văn và tính toán thoát nước đồ thị và nó phụ thuộc vào: ` + Điều kiện địa lý + Đk địa chất + Đk thảm thực vật + Thay đổi theo không gian và thời gian. Sự phân bố nước trên lục địa: Bình quân đầu người : - Châu á : 4600 m3 /người năm -Việt Nam : 17.000 m3 /người năm - Thế giới : 9.000 m3 /người năm Sự phân phối không đều là vấn đề quan trọng, liên quan đến kinh tế, tranh chấp lãnh thổ .. Sự phân bố nước trên hành tinh Loại nước Diện tích phân bố 103 km2 Khối lượng 103 km3 % so với khối lượng toàn bộ % so với nước ngọt -Biển và đại dương -Nước ngầm -Nước thổ nhưỡng -Băng hà miền cực -Băng ngâm dưới đất -Hồ nước ngọt -Hồ nước mặn -Nước sông -Nước trong khí quyển - Loại khác: đầm lầy, sinh vật.... 361.300 134.800 82.000 16.227 21.000 1.236,4 822,3 148.800 510.000 1.338.000 23.100 (TL) 10.530 (MD) 16,5 24.064,1 300 91 85,4 21,1 12,9 96,50 0,76 0,001 1,74 0,022 0,007 0,006 0,0002 0,001 ---- 30,1 0,05 68,7 0,86 0,26 ---- 0,006 0,04 -Nước trong thuỷ quyển -Nước ngọt 510.000 148.800 1.385.985 35.029 100 2,53 ---- 100 1.3 Tài nguyên nước Việt Nam: 1.3.1 Các yếu tố hình thành và ảnh hưởng đến tài nguyên nước Việt Nam. a)Yếu tố khí hậu : -Nước ta là nước cận nhiệt đới , gần xích đạo  khí hậu ẩm nhiệt đới gió mùa . Do nhiệt độ cao , gần biển nên nắng lắm mưa nhiều , lượng mưa bình quân 1980mm/năm (634 tỉ m3 nước). - Lượng nước phân bố không đều: + Miền Bắc: mùa mưa từ tháng 5 đến tháng 10, chiếm 80%-85% Q năm + Tây Nguyên, Nam Bộ: Lượng mưa trong mùa mưa chiếm 90% Q năm. - Khí hậu rất dễ gây thiên tai ( do bờ biển kéo dài ) nên chịu ảnh hưởng của 2 vịnh Bắc Bộ và Thái Lan b) Địa hình : - Nước ta có địa hình dốc, núi kéo dài từ Bắc tới Nam .Các vùng hạ lưu sông lớn thấp. Hệ sinh thái khu vực Nam Bộ chưa thuần phục, vẫn chịu ảnh hưởng của thuỷ triều ( Miền Bắc do có đê ổn định ) - Miền trung bộ mật độ sông dày , dốc c) Dòng chảy ngoại lai : - Nguồn nước từ Trung Quốc , Lào ,..... - Trung bình là 142 tỷ m3/năm qua hệ thống sông Hồng và sông Mêkông chiếm 75% tổng lượng nước . d) Kinh tế - xã hội : - Nền văn minh nhân loại gắn liền với lưu vực các con sông lớn , nước ta văn minh dân tộc gắn liền với sông Hồng. 1.3.2 Trữ lượng tài nguyên nước ta ở Việt Nam : a) Dòng chảy mặt : - Lượng mưa rơi xuống nước ta là 634 tỷ m3 , với hệ số dòng chảy bề mặt K=0,5. -Lượng nước hình thành dòng chảy mặt là 317 tỷ m3; + Tạo thành dòng chảy sông 34%. + Chảy tràn bề mặt là 66%. - Dòng chảy sông phân thành 1 trong các lưu vực sông chính. + 2500 con sông dài trên 10 km + Tổng cộng 52000 km, trung bình dọc theo bờ biển 20 km có 1 cửa sông. + Mật độ sông: 0,5-2 km/km2 + Lưu vực lưu vực sông Mêkông là lớn nhất: Lượng nước hàng năm 551,3 Km3 Diện tích lưu vực là 810.000 Km2 b) Nước ngầm : - Khai thác chủ yếu ở tầng QA trong vùng kiến tạo Cacbonat và Bazan . - Phía Bắc khai thác ở độ sâu 50 đến 100 m , phía Nam là 100 đến 200 m . Ví dụ: ở Hà Nội hiện nay k/t Q  500.000 m3 / ngày . ( Tổng công ty liên doanh nước sạch 330 đến 350 nghìn m3 / ngày ). 1.3.3 Chất lượng nước : a) Dòng phù sa: Sông suối của nước ta chịu ảnh hưởng của lượng phù sa nên độ đục lớn: - TB hàng năm,tải ra biển 200 triệu tấn/năm riêng Sông Hồng 100 triệu tấn . - Độ đục: 50-400g/m3, Sông Hồng: 1.000 g/m3. b) Nước bị nhiễm mặn : - Đất phèn ở khu vực phía Nam . - Sông bị nhiễm mặn ở khu vực phía Bắc. c) Mực nước dao động lớn : Là nguyên nhân dẫn đến chất lượng nước không ổn định, gây khó khăn cho việc thiết kế và xây dựng hệ thóng CTN . d) Ô nhiễm nước : - Do nước phải sinh hoạt , sản xuất . - Do chất thải công nghiệp, do giao thông ( vận tải thuỷ ,...) .... 1.3.4 Các vấn đề về sử dụng và bảo vệ tài nguyên nước : Nguồn nước dồi dào: Trữ lượng nước lớn ~ 1 tỉ km3 nước. Trung bình 17.000 m3/người năm, gấp 3 lần hệ số đảm bảo nước trên thế giới. Các vấn đề bất cập: - Quy hoạch sử dụng nước . - Phòng chống thiên tai . - Chống ô nhiễm nguồn nước . - Nhiễm mặn nước mặn và ảnh hưởng dến nước ngầm . - Thể chế chưa chặt chẽ, nghiêm minh: Luật môi trường(1994); Tài nguyên nước (1998), văn bản dưới luật - Năng lực quản lý còn yếu 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 dCDI       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 giặt Loại khác Protein (65%) Cacbonhydrat (25%) Chất béo (10%) NƯỚC THẢI 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 :150250 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=19. 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 PHẦN VÀ TÍNH CHẤT N ư ớ c m ư a đợ t đ ầu các yếu tố tác động 6 - Chăn nuôi : Chất hữu cơ cao, chất dinh dưỡng: N, P cao f) Giao thông đường thuỷ: g) Xây dựng công trình thuỷ lợi: 2.2.2 Các quá trình gây ô nhiễm nguồn nước mặt: a) Các yếu tố vật lý  Cặn lắng : +Làm tích tụ các chất từ đầu miệng xả, phân huỷ khị khí, thiếu hụt O2 ; gây H2S có mùi và CH4 gây cháy +Cản trở dòng chảy và quá trình thoát nước +Gây chết cá .  Nhiệt độ : Tác động mạnh đến quá trình sinh hoá, t0 tăng 100C tốc độ quá trình sinh hoá tăng 2 lần ôxy hoá chất HC mạnh - T o cao Gây thiếu hụt ô xy Khuyếch tán O2 - to : Là yếu tố giới hạn:o nước thải 40o , t o nguồn  30o C Thuỷ điện, thuỷ lợi - Mất nước do bay hơi, thấm - Mất nước do hang hầm -Tác động chế độ thuỷ động học, thay đổi hệ sinh thái hạ lưu Giao thông đường thuỷ Tầu bè Cảng Chất thải Tác động dòng chảy Sinh hoạt Dầu mỡ Chế độ thuỷ văn Tàu bè ra vào Chất thải Va chạm, tràn dầu Sinh hoạt, dầu, mỡ NƯỚC THẢI: - Vật lý: nhiệt độ ,độ đục ,độ màu ,cặn... - Hoá học: Chất hữu cơ, dinh dưỡng, các chất độc hại - Sinh vật gây bệnh LẮNG CẶN VÙNG PHA LOÃNG VÙNG PHÂN HUỶ CHẤT HỮU CƠ VÙNG NỞ HOA VÙNG TÁI NHIỄM BẨN 7  Độ màu , độ đục : Cản trở quá trình quang hợp b)Các yếu tố chất hữu cơ: Đặc trưng COD, BOD Vi khuẩn phân huỷ chất hữu cơ, tiêu thụ ô xy làm thiếu hụt O2 tác động đến sự phát triển của các thành phần sinh vật khác trong nguồn nước. c)Các yếu tố về chất dinh dưỡng : d) Các chất độc hại : - Nhóm kim loại nặng : + Dễ xâm nhập vào chuỗi thức ăn. Nhu cầu của sinh vật đối với kim loại nặng rất nhỏ, nếu vượt quá yếu tố gây độc hại cho sinh vật . +ảnh hưởng đến các quá trình hoá học . +Con người rất dễ nhạy cảm với kim loại nặng. - Chất hữu cơ bền vững: Hoá chất bảo vệ thực vật ; Phenol; Chất dioxin Tích tụ lâu dài trong chuỗi thức ăn ảnh hưởng đến nút cuối cùng: con người . - Các chất ảnh hưởng đến bề mặt : +Phân tán nhanh, tạo thành màng trên mặt nước, cản trở quá trình trao đổi chất, năng lượng giữa các pha khí và nước và quá trình quang hợp. +Cản trở quá trình trao đổi chất của sinh vật e)Các loại vi khuẩn gây bệnh (Sinh vật và vi sinh vật gây bệnh): - Coliform: Sinh vật chỉ thị, chứng tỏ trong nước có vi khuẩn tả, lỵ, thương hàn - Trứng giun sán . - Động vật nguyên sinh gây bệnh . Các loại vi khuẩn gây bệnh xâm nhập vào nước mang mầm bệnh cho người ĐỘNG VẬT PHÙ DU CÁ BÉ (ĂN CỎ) TẢO, THỰC VẬT PHÙ DU CÁ LỚN (ĂN THỊT) N VÀ P N VÀ P DƯ THỪA TẢO BÙNG NỔ PHÁT TRIỂN GIA TĂNG SINH KHỐI CÁ LỚN (ĂN THỊT ) ĐỘNG VẬT PHÙ DU THỰC VẬT BẬC CAO PHÁT TRIỂN HẠN CHẾ MẤT CẢNH QUAN DÒNG CHẢY MỨC ỔN ĐỊNH MỨC DƯ THỪA TĂNG CHC GIẢM O2 MÀU, MÙI TẢO TÍCH TỤ(ĐỘC) 8 2.2.3 Các quá trình ô nhiễm nước ở dưới đất a) Từ nước bề mặt : - Ô nhiễm do nước thải  Nước ngầm mạch nông Nước ngầm mạch sâu - Rác, bãi rác nước rác dò rỉ  nước mặt, thấm vào đất . - Sản xuất nông nghiệp: Phân bùn thuốc trừ sâu . b) Khai thác và sử dụng giếng khoan - Khoan : (Khoan thăm dò, thi công giếng) - Lấp giếng: Không tuân thủ kỹ thuật - Khai thác nước : +Công suất động cơ lớn rung  phá vỡ nền G'  nước mặt xâm nhập + ống vách nứt , dò rỉ . c) Hệ thống thoát nước : Rò rỉ HTTN, Bể tự hoại ;Thấm lọc... 2.3 Các phương pháp đánh giá sự ô nhiễm nước : 2.3.1 Đánh giá trực tiếp : Mục đích: Có được thông tin nhanh về nguồn gốc gây ô nhiễm thông qua các chỉ tiêu ô nhiễm đặc trưng: Các chỉ tiêu vật lý, hoá học, sinh học...... a) Nhóm các chỉ tiêu vật lý : - Độ đục; SS; TDS; CND Độ màu; Mùi vị; Nhiệt độ b)Nhóm các chỉ tiêu sinh thái : - pH -DO Chỉ tiêu này quan hệ mật thiết với H2S (S2- ) , CO2 c) Nhóm các chỉ tiêu hữu cơ : Với mỗi loại nước khác nhau có tỷ lệ : và là khác nhau. d) Nhóm các chỉ tiêu dinh dưỡng : N, P e)Kim loại nặng : -Nước -Bùn COD OCrK 722 COD OMnK 4 BOD5 BOD5 COD OCrK 722 COD OMnK 4 BOD5 9 Thường đánh theo nhómchỉ tiêu này thông qua các nguyên tố: Pb , Cd,Cr,Ni, Hg,Zn,Cu,As . f) Các chất độc hại khác: - Phenol, CN - (xianua) (Nước thải công nghiệp luyện kim ,cơ khí hoá chất ,...sản xuất miến , cồn , rượu) - Hoá chất bảo vệ thực vật. g)Vi sinh vật gây bệnh : -Coliorm : -Trứng giun sán -Vi khuẩn kị khí : Wellchi 2.3.2 Đánh giá tổng hợp : Nguồn gây ô nhiễm làm thay đổi các quá trình sinh thái , thành phần sinh vật ,các yếu tố sinh hoá học ,..... Quá trình gây ô nhiễm có thể là quá trình lâu dài, vì thế phải dùng biện pháp tổng hợp để đánh giá, qua phương pháp này ta biết được nước có thể bị ô nhiễm không , có thể sử dụng được hay không . *Hiện nay người ta có thể đánh giá tổng hợp nguồn nước thông qua các chỉ tiêu hoá học tổng hợp. Từ đó phân loại chất lượng nước sử dụng: bẩn, rất bẩn, rất sạch , sạch, *Thông qua các chỉ tiêu thuỷ sinh vật chỉ thị: Mỗi vùng có một loại thuỷ sinh vật riêng đặc trưng  đó đánh giá mức độ ô nhiễm từng vùng . *Để đánh giá, cần căn cứ vào các chỉ số ô nhiễm đặc trưng (Chỉ thị ô nhiễm).Từ đó xác định: -Mức độ ô nhiễm . -Khả năng tự làm sạch. a)Các chỉ tiêu hoá học tổng hợp: Trạng thái chất lượng pH NH4+ mg/l NO3-mg/l PO43- mg/l Độ bão hoà oxy (%) COD mg/l BOD5 (mg/l) Nước rất sạch Nước sạch Nước hơi bẩn Nước bẩn Nước bẩn nặng Nước rất 7 8 7,58 6,09,0 5 9 4,0 9,5 3,010 <0,05 <0,4 <1,5 <3,0 5,0 5 <0,1 <0,3 <1.0 <4,0 <8,0 8 <0,01 <0,05 <0,1 <0,15 <0,3 0,3 100 100 5090 2050 5 20 <5 <2(6) <5(20) <10(50) <12(70) <15(10) 15(10) 2 <4 <6 <8 <10 10 10 bẩn b)Theo thuỷ sinh vật chỉ thị: Theo số loài suất hiện và tần suất suất hiện của sinh vật chỉ thị đánh giá được sự nhiễm bẩn . c) Theo các chỉ số tự làm sạch : I= Gvào /Gra Hoặc đánh giá qua hệ số K = K1. K2 .K3..... Kn (Ki: Hệ số chuyển hoá chất bẩn của từng chất) Hoặc đánh giá qua nănt suất sinh học P,(bộ các chỉ tiêu chỉ thị - mỗi quốc gia , mỗi vùng có 1 bộ chỉ tiêu riêng). Palixaplobe ( P )  -Mezoxaprobe ( -m )  -Olizoxaprobe ( O )  -Mezoxaprobe ( -m ) Cá Tôm Mỗi vùng có đặc điểm sinh thái riêng Chương 3 TỰ LÀM SẠCH NGUỒN NƯỚC 3.1. Quy luật cơ bản của quá trình tự làm sạch nguồn nước 3.1.1 Khái niệm chung a) Khái niệm Tự làm sạch là tổ hợp các quá trình tự nhiên như các quá trình thuỷ động lực, hoá học, vi sinh vật học, thuỷ sinh học, diễn ra trong nguồn nước mặt bị nhiễm bẩn nhằm phục hồi lại trạng thái chất lượng nước ban đầu b) Các vùng ô nhiễm và tự làm sạch nguồn nước - Vùng I: Xáo trộn nước thải với nước nguồn nhờ quá trình khuếch tán tạo tia. - Vùng II: Vùng pha loãng nước thải nhờ khuếch tán chất bẩn với nước nguồn. - Vùng III: Vùng xáo trộn hoàn toàn nhờ khuếch tán. - Vùng IV: Vùng phân huỷ hoặc chuyển hoá chất bẩn. Phục hồi trạng thái ban đầu (C4 TB ~Co). - Vùng V: Vùng chất lượng nước được phục hồi. Quá trình tự làm sạch bao gồm 2 quá trình: Xáo trộn, pha loãng: Chủ yếu tại vùng I và II Quá trình phân huỷ, chuyển hoá: Chủ yếu ở vùng III và IV 3.1.2 Quy luật lan truyền (mô hình toán ) của quá trình Quá trình khuếch tán các chất bẩn trong dòng chảy được mô tả: - C , t : Nồng độ chất bẩn và thời gian . Co C1Co CntC1MaxC0 Cnt I II III IV C2MaxC0 C3TB C0 Y X )(cF z C zy C yx C xz C y C x C t C DDDUUU ZYXZYX                                         (1) - UX Y,Z: Vận tốc dòng nhảy toàn phần theo các phương x,y,z ; Đặc trưng quá trình vận chuyển vật chất nhờ đối lưu. - DX ,Y, Z : Hệ số khuếch tán theo các phương x , y, z; đặc trưng quá trình vận chuyển chất nhờ gradien nồng độ và sự chảy rối. Một số trường hợp riêng: a) UY,UZ << UX (đối với sông có dòng chảy lớn):Ux  v; DY , DZ 0, DX= cosnt b) Đối với sông rộng hoặc hồ (có dòng chảy chủ đạo): Khuếch tán tịnh tiến theo phương x và khuyếch tán rối theo phương yUY, UZ > Dx, DZ  Sau khi nước thải và nước nguồn xáo trộn hoàn toàn thì các phương trình trên viết dưới dạng: dC/dt =F(C) F(C): Lượng chất phát sinh từ nguồn thải và quá trình biến đổi hoặc chuyển hoá trong nước. IrCF i )( Trong đó: ri : lượng chất sinh ra trong quá trình biến đổi thứ i I: Lượng chất được cung cấp từ nguồn nước thải 3.2 Quá trình pha loãng xáo trộn nước thải với nước nguồn 3.2.1 Quá trình pha loãng: Đặc trưng của quá trình là số lần pha loãng n: CngC CngC Q QQn NT NT