Môn học kỹ thuật phân tích môi trường

Bài tiểu luận MÔN HỌC KỸ THUẬT PHÂN TÍCH MÔI TRƯỜNG Đề tài: TỔNG RẮN (Tổng chất rắn hòa tan và tổng chất rắn lơ lửng) GVHD:Phạm Thị Thanh Yên SVTH: Nhóm 5 1)Phan Thị Bông 2)Dương Huy Cường 3)Hoàng Như Quỳnh 4)Đỗ Thị Thảo MỤC LỤC MỞ ĐẦU Nước chiếm 70% diện tích quả đất. Trong lượng nước có mặt trên quả đất, nước đại dương chiếm khoảng 97%, nước đóng băng ở các cực quả đất chiếm khoảng 2%, còn lại khoảng 1% là “nước ngọt” (ao hồ, sông, nước ngầm…). Nước đóng vai trò rất quan trọng trong các hệ sinh học. Vì vậy việc đánh giá các thành phần trong nước là một việc làm quan trọng trong quá trình kiểm tra đánh giá chất lượng nước. Các thông số đánh giá chất lượng nước bao gồm: I.Các chỉ tiêu vật lý 1. Độ pH2. Nhiệt độ3. Màu sắc4. Độ đục 5. Tổng hàm lượng chất rắn (TS) 6. Tổng hàm lượng chất rắn lơ lững (SS)7. Tổng hàm lượng chất rắn hòa tan (DS)8. Tổng hàm lượng các chất dễ bay hơi (VS) II.Các chỉ tiêu hóa học 1. Độ kiềm toàn phần 2. Độ cứng của nước 3. Hàm lượng oxigen hòa tan (DO) 4. Nhu cầu oxigen hóa học (COD) 5. Nhu cầu oxigen sinh hóa (BOD) 6. Một số chỉ tiêu hóa học khác trong nướcIII.Các chỉ tiêu vi sinh của nước Từ đó ta thấy việc phân tích đánh giá hàm lượng tổng rắn là một chỉ tiêu quan trọng để dánh giá chất lượng nước. Phần I . TỔNG QUAN VỀ TỔNG RẮN 1.1.Khái niệm 1.1.1Tổng hàm lượng các chất rắn (TS) Các chất rắn trong nước có thể là những chất tan hoặc không tan. Các chất này bao gồm cả những chất vô cơ lẫn các chất hữu cơ. Tổng hàm lượng các chất rắn (TS : Total Solids) là lượng khô tính bằng mg của phần còn lại sau khi làm bay hơi 1 lít mẫu nước trên nồi cách thủy rồi sấy khô ở 105oC cho tới khi khối lượng không đổi (đơn vị tính bằng mg/L). 1.1.2.TDS - Tổng chất rắn hoà tan Tổng chất rắn hoà tan - Total Dissolved Solids (TDS) là tổng số các ion mang điện tích, bao gồm khoáng chất, muối hoặc kim loại tồn tại trong một khối lượng nước nhất định, thường được biểu thị bằng hàm số mi/L hoặc ppm (phân ngìn). TDS thường được lấy làm cơ sở ban đầu để xác định mức độ sạch/ tinh khiết của nguồn nước. Tổng rắn hòa tan (TDS/Total Dissolved Solids) không bao gồm tổng rắn không hòa tan (TSS/Total Suspended Solids) là tổng số chất vô cơ và hữu cơ (dạng phân tử, chất rắn bị ion hóa, chất rắn hòa tan hay hạt cực nhỏ lơ lửng không thể lọc được). Phần lớn TDS là calcium, phosphate, nitrates, sodium, potassium, một số chất độc hại công nghiệp, thuốc trừ sâu rầy v.v. Tuy nhiên, TDS không thể xem như hoàn toàn độc hại mà bao gồm cả những nguyên tố vi lượng cần thiết cho cơ thể. Chất rắn hòa tan (dissolved solids - DS): phần còn lại trong nước sau khi lọc tách chất rắn lơ lửng được xem là phần chất rắn hòa tan và được đánh giá thông qua thông số tổng chất rắn hòa tan (TDS).Tổng chất rắn hòa tan thường được xác định trực tiếp bằng cách làm bay hơi đến khô kiệt mẫu nước sau khi đã lọc bỏ chất rắn lơ lửng. Khối lượng phần cặn khô còn lại chính là TDS của nước. TDS thường được biểu diễn bằng đơn vị mg/L. 1.1.3.TSS-Tổng chất rắn lơ lửng Chất rắn lơ lửng (suspended solids – SS): chất rắn lơ lửng trong nước có thể là các hạt chất vô cơ, hữu cơ kể cả các hạt chất lỏng không trộn lẫn với nước. Các hạt có bản chất vô cơ có thể là các hạt đất sét, phù sa, hạt bùn,… Hạt có bản chất hữu cơ thường là sợi thực vật, tảo, vi khuẩn,… Chất rắn lơ lửng thường có trong nước mặt do hoạt động xói mòn nhưng ít có trong nước ngầm do khả năng tách lọc tốt của đất.Ngoài các hạt chất rắn lơ lửng có nguồn gốc tự nhiên, nhiều chất rắn lơ lửng xuất phát từ các hoạt động sinh hoạt, sản xuất của con ngườiThông thường chất rắn lơ lửng được xác định bằng cách lọc mẫu nước qua giấy lọc sợi thủy tinh (glass−fiber filter) có cỡ lỗ xốp khoảng 1,2 μm hoặc màng polycacbonat có cỡ lỗ xốp khoảng 1 μm, sau đó sấy khô phần không qua giấy lọc ở 103 đến 105°C đến khối lượng không đổi và cân để xác định chất rắn lơ lửng. Đơn vị biểu diễn: mg/L. 1.2.Nguồn gốc gây ra tổng rắn Một số chất rắn hòa tan từ các nguồn hữu cơ như lá, bùn, sinh vật phù du, và chất thải công nghiệp và nước thải. Các nguồn khác đến từ dòng chảy từ khu vực đô thị, muối đường được sử dụng trên đường phố trong mùa đông, và phân bón và thuốc trừ sâu được sử dụng trên những bãi cỏ và trang trại. Chất rắn hòa tan cũng đến từ các vật liệu vô cơ như đá và không khí có thể chứa calcium bicarbonate, nitơ, phốt pho sắt, lưu huỳnh, và khoáng chất khác. Nhiều người trong số các tài liệu này tạo thành muối, đó là các hợp chất có chứa cả kim loại và một phi kim loại. Muối hòa tan trong nước tạo thành các ion. Ion là những hạt có điện tích dương hoặc âm. Nước cũng có thể lấy các kim loại như chì hoặc đồng khi chúng đi qua các đường ống được sử dụng để phân phối nước cho người tiêu dùng. Chất rắn hoà tan đang nói đến ở đây tồn tại dưới dạng các ion âm và ion dương. Do nước luôn có tính hoà tan rất cao nên nó thường có xu hướng lấy các ion từ các vật mà nó tiếp xúc. Ví dụ, khi chảy ngầm trong lòng nói đá, nước sẽ lấy các ion Can-xi, các khoáng chất. Khi chảy trong đường ống, nước sẽ lấy các ion kim loại trên bề mặt đường ống, như sắt, đồng, chì (ống nhựa) Theo các quy định hiện hành của WHO, US EPA, và TCVN, TDS không được vượt quá 500 đối với nước tinh khiết và không vượt quá 1000 đối với nước sinh hoạt .TDS càng nhỏ chứng tỏ nước càng tinh khiết. Một số ứng dụng trong ngành sản xuất điện tử yêu cầu TDS không vượt quá 5. Tuy nhiên, điều ngược lại không phải luôn đúng. Nguồn nước có TDS cao chưa chắc đã không an toàn, có thể do nó chứa nhiều ion có lợi. Các loại nước khoáng thường không bị giới hạn về TDS. Chất rắn hòa tan trong nước khoáng bao gồm các ion vô cơ như đồng, kẽm, mangan, cyanua, thạch tín, thủy ngân, chì, fluor... Nếu vượt quá giới hạn cho phép, chúng có thể gây hại cho sức khỏe Vậy khi đo thấy chỉ số TDS cao, cần tiếp tục phân tích mẫu nước để xác định thành phần các ion chủ yếu và đối chiếu với các ứng dụng thực tế để quyết định có cần giảm TDS hay không. Ví dụ đối với nước dùng cho nồi hơi, nước cho máy giặt công nghiệp phải không có các ion can-xi, ma-giê, tránh tình trạng nổ lò hơi hoặc giảm tuổi tho máy giặt... Nếu TDS cao do nhiều ion can-xi, magiê, bắt buộc phải loại bỏ hết Đối với nước khoáng, cũng cần xác định thành phần khoáng để có biện pháp lựa chọn giữ lại hoặc giảm bớt. PHẦN 2. TỔNG RẮN TRONG NƯỚC THẢI 2.1.Khái niệm chất rắn trong nước thải Chất rắn trong nước thải bao gồm các chất rắn lơ lửng, chất rắn có khả năng lắng, các hạt keo và chất rắn hòa tan. Tổng các chất rắn (Total solid, TS) trong nước thải là phần còn lại sau khi đã cho nước thải bay hơi hoàn toàn ở nhiệt độ từ 103 ¸ 105oC. Các chất bay hơi ở nhiệt độ này không được coi là chất rắn. Tổng các chất rắn được biểu thị bằng đơn vị mg/L. Tổng các chất rắn có thể chia ra làm hai thành phần: chất rắn lơ lửng (có thể lọc được) và chất rắn hòa tan (không lọc được). Chất rắn lơ lửng là các hạt nhỏ (hữu cơ hoặc vô cơ) trong nước thải. Khi vận tốc của dòng chảy bị giảm xuống (do nó chảy vào các hồ chứa lớn) phần lớn các chất rắn lơ lửng sẽ bị lắng xuống đáy hồ; những hạt không lắng được sẽ tạo thành độ đục (turbidity) của nước. Các chất lơ lửng hữu cơ sẽ tiêu thụ oxy để phân hủy làm giảm DO của nguồn nước. Các cặn lắng sẽ làm đầy các bể chứa làm giảm thể tích hữu dụng của các bể này. Hàm lượng chất rắn lơ lửng phụ thuộc chủ yếu vào lượng nước sử dụng hàng ngày của một người. Lượng nước tiêu thụ càng lớn thì hàm lượng các chất rắn lơ lửng nói riêng và các chất gây ô nhiễm nói chung càng nhỏ và ngược lại. Tùy theo kích thước hạt, trọng lượng riêng của chúng, tốc độ dòng chảy và các tác nhân hóa học mà các chất lơ lửng có thể lắng xuống đáy, nổi lên mặt nước hoặc ở trạng thái lơ lửng. Để xác định hàm lượng các chất rắn có khả năng lắng (settable solid) ngưới ta dùng một dụng cụ thủy tinh gọi là nón Imhoff có chia vạch thể tích. Cho 1 lít nước thải vào nón Imhoff để cho lắng tự nhiên trong vòng 45 phút, sau đó khuấy nhẹ sát thành nón rồi để cho lắng tiếp trong vòng 15 phút. Sau đó đọc thể tích chất lơ lửng lắng được bằng các vạch chia bên ngoài. Hàm lượng chất rắn lơ lửng lắng được biểu thị bằng đơn vị mL/L. Chỉ tiêu chất rắn có khả năng lắng biểu diễn gần đúng lượng bùn có thể loại bỏ được bằng bể lắng sơ cấp. Ngoài các chất lắng được, trong nước thải còn chứa các tạp chất nổi (floating solid) có trọng lượng riêng nhỏ hơn trọng lượng riêng nước. Khi lắng các chất này nổi lên bề mặt công trình. Các chất rắn hòa tan (không lọc được bao gồm các hạt keo và các chất hòa tan. Các hạt keo có kích thước từ 0,001 ¸ 1 mm, các hạt keo này không thể loại bỏ bằng phương pháp lắng cơ học. Các chất hòa tan có thể là phân tử hoặc ion của chất hữu cơ hay vô cơ. Để xác định hàm lượng hữu cơ của các chất rắn lơ lửng người ta sử dụng chỉ tiêu VSS (volatile suspended solid) bằng cách đem hóa tro các chất rắn ở 550 ± 50oC trong 1 giờ. Phần bay hơi là các chất hữu cơ (VSS), phần còn lại sau khi hóa tro là các chất vô cơ FSS (Fixed suspended solid). Lưu ý hầu hết các muối vô cơ đều không bị phân hủy ở nhiệt độ dưới 825oC, chỉ trừ magnesium carbonate bị phân hủy thành MgO và CO2 ở nhiệt độ 350oC. Chỉ tiêu VSS của nước thải thường được xác định để biết rõ khả năng phân hủy sinh học của nó. 2.2. Nguồn gốc và ảnh hưởng của tổng rắn Do hoạt động tự nhiên và nhân tạo mà thành phần và chất lượng của nước trong môi trường có thể bị thay đổi. Sau một thời gian nước có thể tự làm sạch thông qua các quá trình tự nhiên như hấp phụ, lắng, lọc, tạo keo, phân tán, oxy hóa, khử, polime hóa, biến đổi dưới tác dụng của vi sinh vật... Khả năng tự làm sạch của nước chỉ đáng kể đối với các nguồn nước có lưu thông (sông, suối,...). Do trong điều kiện có dòng chảy oxy từ không khí mới có thể khuếch tán và hòa tan vào nước để tham gia vào quá trình phân hủy các chất ô nhiễm của vi sinh vật. Khi đưa một lượng quá nhiều chất gây ô nhiễm vào các nguồn nước tự nhiên, vượt quá khả năng tự làm sạch của nó thì nguồn nước đó sẽ bị ô nhiễm. Có nhiều chất gây ô nhiễm nước. Tác hại của những chất ô nhiễm không những phụ thuộc vào tính chất vật lý, hóa học mà còn phụ thuộc vào dạng tồn tại của chúng trong môi trường. Vì vậy, khi đánh giá về mức độ ô nhiễm nước, không những chỉ cần phân tích xác định sự có mặt của nguyên tố, hoặc hợp chất gây ô nhiễm mà còn phải xác định được dạng tồn tại của nó trong môi trường (speciation) 2.2.1. Các nguồn gây ô nhiễm Các nguồn gây ô nhiễm nước chủ yếu xuất phát từ quá trình sinh hoạt và hoạt động sản xuất của con người tạo nên (công nghiệp, thủ công nghiệp, nông ngư nghiệp, giao thong thủy, dịch vụ…). Ô nhiễm nước do các yếu tố tự nhiên (núi lửa, xói mòn, bão, lụt,...) có thể rất nghiêm trọng, nhưng không thường xuyên, và không phải là nguyên nhân chính gây suy thoái chất lượng nước toàn cầu. Các nguồn gây ô nhiễm nước thường gặp: • Nước thải sinh hoạt (domestic wastewater): là nước thải phát sinh từ các hộ gia đình, bệnh viện, khách sạn, cơ quan trường học, chứa các chất thải trong quá trình sinh hoạt, vệ sinh của con người.Thành phần cơ bản của nước thải sinh hoạt là các chất hữu cơ dễ bị phân hủy sinh học (cacbohydrat, protein, dầu mỡ), chất dinh dưỡng (photpho, nitơ), chất rắn và vi trùng. Tùy theo mức sống và lối sống mà lượng nước thải cũng như tải lượng các chất có trong nước thải của mỗi người trong một ngày là khác nhau. Nhìn chung mức sống càng cao thì lượng nước thải và tải lượng thải càng cao • Nước thải đô thị (municipal wastewater): là loại nước thải tạo thành do sự gộp chung nước thải sinh hoạt, nước thải vệ sinh và nước thải của các cơ sở thương mại, công nghiệp nhỏtrong khu đô thị. Nước thải đô thị thường được thu gom vào hệ thống cống thải thành phố, đô thị để xử lý chung. Thông thường ở các đô thị có hệ thống cống thải, khoảng 70 đến 90% tổng lượng nước sử dụng của đô thị sẽ trở thành nước thải đô thị và chảy vào đường cống. • Nước thải công nghiệp (industrial wastewater): là nước thải từ các cơ sở sản xuất công nghiệp, tiểu thủ công nghiệp, giao thông vận tải. Khác với nước thải sinh hoạt hay nước thải đô thị, nước thải công nghiệp hông c thành phần cơ bản giống nhau, mà phụ thuộc vào ngành sản xuất công nghiệp cụ thể. Ví dụ:nước thải của các xí nghiệp chế biến thực phẩm thường chứa lượng lớn các chất hữu cơ; nước thải của các xí nghiệp thuộc da ngoài các chất hữu cơ còn có các kim loại nặng, sulfua,... gây ô nhiễm nguồn nước • Nước chảy tràn (run-off, stormwater): nước chảy tràn từ mặt đất do mưa, hoặc do thoát nước từ đồng ruộng là nguồn gây ô nhiễm nước sông, hồ. Nước chảy tràn qua đồng ruộng có thể cuốn theo chất rắn (rác), hóa chất bảo vệ thực vật, phân bón. Nước chảy tràn qua khu dân cư,đường phố,cơ sơsản xuất công nghiệp, có thể làm ô nhiễm nguồn nước do chất rắn, dầu mỡ, hóa chất, vi trùng.Khối lượng và đặc điểm của nước chảy tràn phụ thuộc vào diện tích vùng mưa và thành phần, khối lượng chất ô nhiễm trên bề mặt vùng nước mưa chảy qua gây ô nhiễm môi trường nước. • Nước sông bị ô nhiễm do các yếu tố tự nhiên: nước sông vùng ven biển và có thể ở các vùng khác sâu hơn trong nội địa cũng có thể bị nhiễm mặn. Nước sông bị nhiễm mặn theo các kênh rạch đưa nước mặn vào các hồ chứa... gây nhiễm mặn các vùng xa bờ biển. Nước sông,kênh rạch bị nhiễm phèn có thể chuyển axit, sắt, nhôm... đến các vùng khác gây suy giảm chất lượng nước vùng bị tác động. Hoạt động của con người cũng góp phần gia tăng mức độ ô nhiễm do các yếu tố tự nhiên. 2.2.2.Các tác nhân gây ô nhiễm nước Hiện tượng tự nhiên (núi lửa, lũ lụt, xâm nhập mặn, phong hóa...) có thể là nguyên nhân gây ô nhiễm các nguồn nước, nhưng hoạt động của con người là nguyên nhân phổ biến và quan trọng nhất. Các hoạt động sinh hoạt, sản xuất công nghiệp, nông nghiệp, khai khoáng, xây dựng các công trình... của con người đã đưa ngày càng nhiều các chất thải vào các nguồn nước, gây suy giảm rõ rệt chất lượng nước tự nhiên ở tất cả các quốc gia trên thế giới.Có nhiều loại tác nhân khác nhau gây ô nhiễm nước, để tiện cho việc quan trắc và kiểm soát ô nhiễm nguồn nước, có thể phân chúng thành 10 nhóm cơ bản.a) Các ion vô cơ hòa tan Nhiều ion vô cơ có nồng độ rất cao trong nước tự nhiên, đặc biệt là trong nước biển.Trong nước thải đô thị luôn chứa một lượng lớn các ion Cl-, SO42-, PO43-, Na+, K+. Trong nước thải công nghiệp, ngoài các ion kể trên còn có thể có các chất vô cơ có độc tính rất cao như các hợp chất của Hg,Pb,Cd,As,Sb,Cr,F...• Các chất dinh dưỡng (N, P) Muối của nitơ và photpho là các chất dinh dưỡng đối với thực vật, ở nồng độ thích hợp chúng tạo điều kiện cho cây cỏ, rong tảo phát triển. Amoni, nitrat, photphat là các chất dinh dưỡng thường có mặt trong các nguồn nước tự nhiên, hoạt động sinh hoạt và sản xuất của con người đã làm gia tăng nồng độ các ion này trong nước tự nhiên. Amoni và amoniac (NH4+, NH3): nước mặt thường chỉ chứa một lượng nhỏ (dưới 0,05 mg/L) ion amoni (trong nước có môi trường axít) hoặc amoniac (trong nước có môi trường kiềm). Nồng độ amoni trong nước ngầm thường cao hơn nhiều so với nước mặt. Nồng độ amoni trong nước thải đô thị hoặc nước thải công nghiệp chế biến thực phẩm thường rất cao, có lúc lên đến 100 mg/L. Tiêu chuẩn Nitrat (NO3-): là sản phẩm cuối cùng của sự phân hủy các chất chứa nitơ có trong chất thải của người và động vật. Trong nước tự nhiên nồng độ nitrat thường nhỏ hơn 5 mg/L. Do các chất thải công nghiệp, nước chảy tràn chứa phân bón từ các khu nông nghiệp, nồng độ của nitrat trong các nguồn nước có thể tăng cao, gây ảnh hưởng đến chất lượng nước sinh hoạt và nuôi trồng thủy sản. Trẻ em uống nước chứa nhiều nitrat có thể bị mắc hội chứng methemoglobin (hội chứng “trẻ xanh xao”). Photphat (PO43-): cũng như nitrat, photphat là chất dinh dưỡng cần cho sự phát triển của thực vật thủy sinh. Nồng độ photphat trong các nguồn nước không ô nhiễm thường nhỏ hơn 0,01 mg/L. Nước sông bị ô nhiễm do nước thải đô thị, nước thải công nghiệp hoặc nước chảy tràn từ đồng ruộng chứa nhiều loại phân bón, có thể có nồng độ photphat đến 0,5 mg/L. Photphat không thuộc loại hóa chất độc hại đối với con người, nhiều tiêu chuẩn chất lượng nước không quy định nồng độ tối đa cho photphat. Mặc dù không độc hại đối với người, song khi có mặt trong nước ở nồng độ tương đối lớn, cùng với nitơ, photphat sẽ gây ra hiện tượng phú dưỡng (eutrophication, còn được gọi là phì dưỡng). •Sulfat(SO42-) Các nguồn nước tự nhiên, đặc biệt nước biển và nước phèn, thường có nồng độ sulfat cao. Sulfat trong nước có thể bị vi sinh vật chuyển hóa tạo ra sulfit và axit sulfuric có thể gây ăn mòn đường ống và bê tông. Ở nồng độ cao, sulfat có thể gây hại cho cây trồng •Clorua(Cl-) Là một trong các ion quan trọng trong nước và nước thải. Clorua kết hợp với các ion khác như natri, kali gây ra vị cho nước. Nguồn nước có nồng độ clorua cao có khả năng ăn mòn kim loại, gây hại cho cây trồng, giảm tuổi thọ của các công trình bằng bê tông,... Nhìn chung clorua không gây hại cho sức khỏe con người, nhưng clorua có thể gây ra vị mặn củanước do đó ít nhiều ảnh hưởng đến mục đích ăn uống và sinh hoạt.•Các kim loại nặng: Pb, Hg, Cr, Cd, As, Mn,...thường có trong nước thải công nghiệp. Hầu hết các kim loại nặng đều có độc tính cao đối với con người và các động vật khác. Chì (Pb): chì có trong nước thải của các cơ sở sản xuất pin, acqui, luyện kim, hóa dầu. Chì còn được đưa vào môi trường nước từ nguồn không khí bị ô nhiễm do khí thải giao thông. Chì có khả năng tích lũy trong cơ thể, gây độc thần kinh, gây chết nếu bị nhiễm độc nặng. Chì cũng rất độc đối với động vật thủy sinh. Các hợp chất chì hữu cơ độc gấp 10 – 100 lần so với chì vô cơ đối với các loại cá. Thủy ngân (Hg): thủy ngân là kim loại được sử dụng trong nông nghiệp (thuốc chống nấm) và trong công nghiệp (làm điện cực). Trong tự nhiên, thủy ngân được đưa vào môi trường từ nguồn khí núi lửa. Ở các vùng có mỏ thủy ngân, nồng độ thủy ngân trong nước khá cao. Nhiều loại nước thải công nghiệp có chứa thủy ngân ở dạng muối vô cơ của Hg(I), Hg(II) hoặc các hợp chất hữu cơ chứa thủy ngân. Thủy ngân là kim loại nặng rất độc đối với con người. Vào thập niên 50, 60, ô nhiễm thủy ngân hữu cơ ở vịnh Minamata, Nhật Bản, đã gây tích lũy Hg trong hải sản. Hơn 1000 người đã chết do bị nhiễm độc thủy ngân sau khi ăn các loại hải sản đánh bắt trong vịnh này. Đây là một trong các sự cố môi trường nghiêm trọng nhất trong lịch sử hiện đại. Thủy ngân cũng rất độc với các động vật khác và các vi sinh vật. Nhiều loại hợp chất của thủy ngân được dùng để diệt nấm mốc. Asen (As): asen trong các nguồn nước có thể do các nguồn gây ô nhiễm tự nhiên (các loại khoáng chứa asen) hoặc nguồn nhân tạo (luyện kim, khai khoáng...). Asen thường có mặt trong nước dưới dạng asenit (AsO33-), asenat (AsO43-) hoặc asen hữu cơ (các hợp chất loại methyl asen có trong môi trường do các phản ứng chuyển hóa sinh học asen vô cơ). Asen và các hợp chất của nó là các chất độc mạnh (cho người, các động vật khác và vi sinh vật), nó có khả năng tích lũy trong cơ thể và gây ung thư. Độc tính của các dạng hợp chất asen: As(III) > As(V) > Asen hữu cơ Khi các chất thải phân huỷ, các kim loại nặng và các chất độc hại trong nước có nguy cơ gây ra ác khối u và ung thư cho con người. Trong nước thải có rất nhiều vi trùng đặc biệt là vi trùng gây bệnh (tả, lỵ, thương hàn...) làm ảnh hưởng tới sức khoẻ của con người. Nước thải là môi trường phát triển cho các loài vi trùng và ký sinh trùng gây bệnh như (ruồi, muỗi...). Các chất rắn lơ lửng gây ra độ đục của nước, tạo sự lắng đọng cặn làm tắc nghẽn cống và đường ống, máng dẫn 2.2.3.Nguồn gốc ô nhiễm a). Nước bị ô nhiễm kim loại nặng Kim loại nặng có Hg, Cd, Pb, As, Sb, Cr, Cu, Zn, Mn, v.v... thường không tham gia hoặc ít tham gia vào quá trình sinh hoá của các thể sinh vật và thường tích luỹ trong cơ thể chúng. Vì vậy, chúng là các nguyên tố độc hại với sinh vật. Hiện tượng nước bị ô nhiễm kim loại nặng thường gặp trong các lưu vực nước gần các khu công nghiệp, các thành phố lớn và khu vực khai thác khoáng sản. Ô nhiễm kim loại nặng biểu hiện ở nồng độ cao của các kim loại nặng trong nước. Trong một số trường hợp, xuất hiện hiện tượng chết hàng loạt cá và thuỷ sinh vật. Nguyên nhân chủ yếu gây ô nhiễm kim loại nặng là quá trình đổ vào môi trường nước nước thải công nghiệp và nước thải độc hại không xử lý hoặc xử lý không đạt yêu cầu. Ô nhiễm nước bởi kim loại nặng có tác động tiêu cực tới môi trường sống của sinh vật và con người. Kim loại nặng tích luỹ theo chuỗi thức ăn thâm nhập và cơ thể người. Nước mặt bị ô nhiễm sẽ lan truyền các chất ô nhiễm vào nước ngầm, vào đất và các thành phần môi trường liên quan khác. Ðể hạn chế ô nhiễm nước, cần phải tăng cường biện pháp xử lý nước thải công nghiệp, quản lý tốt vật nuôi trong môi trường có nguy cơ bị ô nhiễm như nuôi cá, trồng rau bằng nguồn nước thải. b). Nước bị ô nhiễm vi sinh vật Sinh vật có mặt trong môi trường nước ở nhiều dạng khác nhau. Bên cạnh các sinh vật có ích có nhiều nhóm sinh vật gây bệnh hoặc truyền bệnh cho người và sinh vật. Trong số này, đáng chú ý là các loại vi khuẩn, siêu vi khuẩn và ký sinh trùng gây bệnh như các loại ký sinh trùng bệnh tả, lỵ, thương hàn, sốt rét, siêu vi khuẩn viêm gan B, siêu vi khuẩn viêm não Nhật bản, giun đỏ, trứng giun v.v... Nguồn gây ô nhiễm sinh học cho môi trường nước chủ yếu là phân rác, nước thải sinh hoạt, xác chết sinh vật, nước thải các bệnh viện v.v... Ðể đánh giá chất lượng nước dưới góc độ ô nhiễm tác nhân sinh học, người ta thường dùng chỉ số coliform. Ðây là chỉ số phản ánh số lượng trong nước vi khuẩn coliform, thường không gây bệnh cho người và sinh vật, nhưng biểu hiện sự ô nhiễm nước bởi các tác nhân sinh học. Ðể xác định chỉ số coliform người ta nuôi cấy mẫu trong các dung dịch đặc biệt và đếm số lượng chúng sau một thời gian nhất định. Ô nhiễm nước được xác định theo các giá trị tiêu chuẩn môi trường. Hiện tượng trên thường gặp ở các nước đang phát triển và chậm phát triển trên thế giới. Theo báo cáo của Ngân hàng thế giới năm 1992, nước bị ô nhiễm gây ra bệnh tiêu chảy làm chết 3 triệu người và 900 triệu người mắc bệnh mỗi năm. Ðã có năm số người bị mắc bệnh trên thế giới rất lớn như bệnh giun đũa 900 triệu người, bệnh sán máng 600 triệu người. Ðể hạn chế tác động tiêu cực của ô nhiễm vi sinh vật nguồn nước mặt, cần nghiên cứu các biện pháp xử lý nước thải, cải thiện tình trạng vệ sinh môi trường sống của dân cư, tổ chức tốt hoạt động y tế và dịch vụ cộng. c) Nước bị ô nhiễm bởi thuốc bảo vệ thực vật và phân bón hoá học Ô nhiễm nguồn nước bởi thuốc bảo vệ thực vật và phân bón hoá học là hiện tượng phổ biến trong các vùng nông nghiệp thâm canh trên thế giới. Trong quá trình sử dụng thuốc bảo vệ thực vật và phân bón hoá học, một lượng đáng kể thuốc và phân không được cây trồng tiếp nhận. Chúng sẽ lan truyền và và tích lũy trong đất, nước và các sản phẩm nông nghiệp dưới dạng dư lượng phân bón và thuốc bảo vệ thực vật. Tác động tiêu cực khác của sự ô nhiễm thuốc bảo vệ thực vật và phân bón là làm suy thoái chất lượng môi trường khu vực canh tác nông nghiệp như phú dưỡng đất, nước, ô nhiễm đất, nước, giảm tính đa dạng sinh học của khu vực nông thôn, suy giảm các loài thiên địch, tăng khả năng chống chịu của sâu bệnh đối với thuốc bảo vệ thực vật 2.3. Các phương pháp xử lý nước thải Nước thải chứa nhiều tạp chất khác nhau, do vậy XLNT là loại bỏ hoặc hạn chế những thành phần gây ô nhiễm để sau khi xử lý nước đạt tiêu chuẩn chất lượng ở mức chấp nhận được theo các chỉ tiêu đặt ra của TCVN. Theo yêu cầu chất lượng nước đạt được sau khi thải, các quá trình XLNT được nhóm thành các công đoạn: xử lý cấp I, cấp II và cấp III. [40]. 2.3.1. Tổng quát xử lý nước thải. Các cấp độ xử lý nước thải Xử lý cấp I: Gồm các quá trình xử lý sơ bộ và lắng, bắt đầu từ song hoặc lưới chắn rác, và kết thúc sau lắng cấp I. Công đoạn này có nhiệm vụ khử hoặc loại bỏ các vật rắn nổi có kích thước lớn và các tạp chất rắn có thể lắng ra khỏi nước thải để bảo vệ máy bơm và đường ống. Thường gồm các quá trình lọc qua song (hoặc lưới) chắn, lắng, tuyển nổi, tách dầu mỡ và trung hoà. Xử lý cấp II: Gồm các quá trình sinh học (đôi khi cả quá trình hoá học), có quá trình khử hầu hết các tạp chất hữu cơ hoà tàn có thể khử bằng con đường sinh học (khử BOD). Đó là các quá trình: hoạt hoá bùn, lọc sinh học, hay oxy hoá sinh học trong các hồ (hồ sinh học) và phân huỷ yếm khí. Tất cả các quá trình này đều sử dụng khả năng của các vi sinh vật chuyển hoá các chất thải hữu cơ về dạng ổn định và năng lượng thấp. Xử lý cấp III: Thường gồm các quá trình vi lọc, kết tủa hoá học và đông tụ, hấp thụ bằng than hoạt tính, trao đổi ion, thẩm gấu ngược, điện tích thấm, các quá trình khử các chất dinh dưỡng, clo hoá, ozon hoá. Theo bản chất quá trình làm sạch, người ta chia ra các phương pháp xử lý: Cơ học, hoá lý, hoá học, sinh học. Do nước thải chứa nhiều tạp chất không hoà tan và nhiều loại vi khuẩn gây bệnh nên cần phải được tách cặn và khử trùng trước khi xả vào nguồn tiếp nhận. 2.3.2. Có các phương pháp xử lý nước thải 1) Phương pháp cơ học. 2) Các phương pháp hoá lý. 3) Các phương pháp hoá học. 4) Các phương pháp sinh học. 2.3.3.Các biện pháp xử