BÁO CÁO TỔNG KẾTĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CỦA SINH VIÊNNĂM 2018 NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH HẰNG SỐ TỐC ĐỘ PHẢN ỨNGBOD CỦA HỒ THIỀN QUANG – HÀ NỘI

NGHIÊN CỨU KHOA HỌC SINH VIÊN NĂM HỌC 2017-2018
TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI

BÁO CÁO TỔNG KẾT
ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CỦA SINH VIÊN
NĂM 2018

NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH HẰNG SỐ TỐC ĐỘ PHẢN ỨNG
BOD CỦA HỒ THIỀN QUANG – HÀ NỘI
Sinh viên thực hiện: Hoàng Thị Len
Nguyễn Thị Chuyên
Nguyễn Thị Liên
Trần Thị Nhung

Nữ
Nữ
Nữ
Nữ

Lớp: Kỹ Thuật Môi Trường Giao Thơng K56
Khoa: Mơi Trường & An Tồn Giao Thơng
Giảng viên hướng dẫn: ThS. Bùi Lê Hồng Minh

Hà Nội, 04 – 2018

KHOA MƠI TRƯỜNG VÀ AN TỒN GIAO THƠNG

1


NGHIÊN CỨU KHOA HỌC SINH VIÊN NĂM HỌC 2017-2018

TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI

NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH HẰNG SỐ TỐC ĐỘ PHẢN ỨNG
BOD CỦA HỒ THIỀN QUANG – HÀ NỘI

BÁO CÁO TỔNG KẾT
ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CỦA SINH VIÊN
NĂM 2018

Thuộc lĩnh vực khoa học và công nghệ: KỸ THUẬT MƠI TRƯỜNG GT
Sinh viên thực hiện: Hồng Thị Len
Nguyễn Thị Chuyên
Nguyễn Thị Liên
Trần Thị Nhung
Dân tộc:

Kinh

Lớp:

Kỹ thuật môi trường giao thông K56

Năm thứ:

3

Số năm đào tạo:

Nữ
Nữ

Nữ
Nữ

4

Ngành học: Kỹ thuật môi trường giao thông
Giảng viên hướng dẫn: ThS. Bùi Lê Hồng Minh

KHOA MƠI TRƯỜNG VÀ AN TỒN GIAO THƠNG

2


NGHIÊN CỨU KHOA HỌC SINH VIÊN NĂM HỌC 2017-2018
TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI
THÔNG TIN VỀ KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI
1. Thông tin chung
Tên đề tài:“Nghiên cứu xác định hằng số tốc độ phản ứng BOD của hồ Thiền
Quang - Hà Nội ”.
Sinh viên thực hiện:
Hoàng Thị Len
Nguyễn Thị Chuyên
Nguyễn Thị Liên
Trần Thị Nhung

Nữ
Nữ
Nữ
Nữ

Lớp:
Kỹ thuật môi trường giao thơng
Khóa:
56
Khoa:
Mơi Trường & An Tồn Giao Thơng
Năm thứ:
3
Số năm đào tạo:
4 năm
Giảng viên hướng dẫn: ThS. Bùi Lê Hồng Minh
2. Mục tiêu đề tài
-

Góp phần đánh giá chất lượng nước của hệ thống hồ tại Hà Nội

-

Sơ bộ đánh giá bản chất BOD trong nước hồ Thiền Quang thông qua hằng
số tốc độ phản ứng

3. Kết quả nghiên cứu
-

Kết quả đánh giá chất lượng nước hồ Thiền Quang

-

Xác định được hằng số tốc độ phản ứng BOD đặc trưng của hồ Thiền
Quang

4. Đóng góp về mặt kinh tế- xã hội, giáo dục và đào tạo, an ninh quốc phòng và
khả năng áp dụng của đề tài:
Đề tài góp phần đánh giá bản chất của BOD trong nước hồ Thiền Quang nói
riêng và đánh giá chất lượng nước của hệ thống hồ tại Hà Nội nói chung.

KHOA MƠI TRƯỜNG VÀ AN TỒN GIAO THƠNG

3


NGHIÊN CỨU KHOA HỌC SINH VIÊN NĂM HỌC 2017-2018
6. Công bố khoa học của sinh viên từ kết quả nghiên cứu của đề tài (ghi rõ họ tên
tác giả, nhan đề và các yếu tố về xuất bản nếu có) hoặc nhận xét, đánh giá của cơ sở
đã áp dụng các kết quả nghiên cứu (nếu có):
Khơng

Ngày 12 tháng 04 năm 2018
Sinh viên chịu trách nhiệm chính
thực hiện đề tài
(ký, họ và tên)
Hoàng Thị Len

Nhận xét của người hướng dẫn về những đóng góp khoa học của sinh viên thực
hiện đề tài:
-

Các thành viên trong nhóm nghiên cứu khoa học: đồn kết, chăm chỉ và
thực hiện cơng việc nghiên cứu khoa học đúng tiến độ

-

Kết quả mà nhóm nghiên cứu khoa học được thì rất là sát với thực tế và
định hướng của đề tài

Xác nhận của trường đại học
(ký tên và đóng dấu)

Ngày 12 tháng 04 năm 2018
Người hướng dẫn
(ký, họ và tên)
ThS. Bùi Lê Hồng Minh

KHOA MÔI TRƯỜNG VÀ AN TỒN GIAO THƠNG

4


NGHIÊN CỨU KHOA HỌC SINH VIÊN NĂM HỌC 2017-2018

MỤC LỤC

DANH MỤC HÌNH.............................................................................................7
DANH MỤC BẢNG............................................................................................8
MỞ ĐẦU..............................................................................................................9
1.

Đặt vấn đề.....................................................................................................9

2.

Mục đích nghiên cứu.....................................................................................9

3.

Đối tượng và phương pháp nghiên cứu.........................................................9

4.

Bố cục đề tài................................................................................................10

CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG HỒ TẠI HÀ NỘI.....................11
1.1. Điều kiện tự nhiên của Hà Nội................................................................11
1.1.1. Vị trí địa lý......................................................................................11
1.1.2. Khí hậu............................................................................................11
1.2. Hệ thống hồ tự nhiên tại Hà Nội.............................................................11
1.3. Nguyên nhân...........................................................................................14
1.3.1. Nguồn tự nhiên...............................................................................15
1.3.2. Nguồn nhân tạo...............................................................................15
1.4. Ảnh hưởng của một số thông số ô nhiễm tại các hồ tới môi trường và sức
khỏe con người........................................................................................................15
1.4.1. Các kim loại nặng...........................................................................15
1.4.2. Các hợp chất hữu cơ........................................................................16
1.4.3. Vi sinh vật trong nước thải..............................................................16
CHƯƠNG 2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU..............................................17
KHOA MÔI TRƯỜNG VÀ AN TỒN GIAO THƠNG

5

NGHIÊN CỨU KHOA HỌC SINH VIÊN NĂM HỌC 2017-2018
2.1. Động học phản ứng BOD.......................................................................17
2.2. Lựa chọn đối tượng nghiên cứu..............................................................20
2.3. Phương pháp nghiên cứu........................................................................21
2.3.1. Quy trình lấy mẫu và bảo quản.......................................................21
2.3.2. Phương pháp xác định BOD...........................................................21
2.4. Các phương pháp xác định hằng số tốc độ phản ứng của BOD..............23
2.4.1. Phương pháp tạm thời (Ramallho, 1983) [Nguồn:3].......................23
2.4.2. Phương pháp bình phương nhỏ nhất của Metcalf Eddy..................24
2.4.3. Phương pháp đồ thị Thomas...........................................................25
2.4.4. Phương pháp khác biệt theo ngày của Ramallho.............................26
2.4.5. Phương pháp lặp.............................................................................27
2.4.6. Phương pháp của Fujimoto.................................................................
2.5. Lựa chọn phương pháp xác định hằng số tốc độ phản ứng của BOD [3] 29
CHƯƠNG 3. THỰC NGHIỆM XÁC ĐỊNH HẰNG SỐ TỐC ĐỘ PHẢN ỨNG
BOD CỦA HỒ THIỀN QUANG HÀ NỘI..................................................................30
3.1. Thời gian và địa điểm lấy mẫu................................................................30
3.2. Kết quả phân tích chất lượng nước hồ Thiền Quang...............................30
3.3. Tính hằng số tốc độ phản ứng kBOD của hồ Thiền Quang........................31
KẾT LUẬN.........................................................................................................35
TÀI LIỆU THAM KHẢO................................................................................36

KHOA MƠI TRƯỜNG VÀ AN TỒN GIAO THƠNG

6


NGHIÊN CỨU KHOA HỌC SINH VIÊN NĂM HỌC 2017-2018

DANH MỤC HÌNH

Hình 1. Một số hồ trên địa bàn Hà Nội
Hình 2. Đường cong lý tưởng nhu cầu oxy sinh hóa pha cacbon
Hình 3. Đường cong nhu cầu oxy sinh hóa pha cacbon và pha nitơ
Hình 4. Hình biểu đồ Moore
Hình 5. Hình minh họa phương pháp Thomas
Hình 6. Hình minh họa phương pháp Ramallho
Hình 7. Hình đồ thị minh họa phương pháp Fujimoto
Hình 8. Hình ảnh lấy mẫu nước tại hồ Thiền Quang
Hình 9. Đồ thị xác định các thơng số động học theo phương pháp Thomas

KHOA MÔI TRƯỜNG VÀ AN TỒN GIAO THƠNG

7


NGHIÊN CỨU KHOA HỌC SINH VIÊN NĂM HỌC 2017-2018

DANH MỤC BẢNG
Bảng 1. So sánh sự biến động diện tích mặt nước một số hồ tại Hà Nội
Bảng 2. Một số giá trị điển hình của k20
Bảng 3. Lựa chọn dung tích mẫu theo hàm lượng BOD dự kiến
Bảng 4. Chỉ số BOD của hồ Thiền Quang trong 5 ngày
Bảng 5. Bảng biểu thị mối liên hệ giữa thời gian và BODt
Bảng 6. Kết quả thí nghiệm BOD của hồ Thiền Quang trong 5 ngày
Bảng 7. Kết quả thí nghiệm BOD của hồ Thiền Quang theo ngày

KHOA MÔI TRƯỜNG VÀ AN TỒN GIAO THƠNG

8

NGHIÊN CỨU KHOA HỌC SINH VIÊN NĂM HỌC 2017-2018

MỞ ĐẦU
1. Đặt vấn đề
Hiện nay, cùng với sự tiến bộ của khoa học và cơng nghệ thì nền kinh tế đất
nước trong nửa sau thế kỉ XX đã phát triển rất nhanh. Sự phát triển mà người ta gọi là
“Thần kỳ” đã làm cho chất lượng cuộc sống của con người tăng lên rõ rệt. Nhưng bên
cạnh đó đã xuất hiện khơng ít những vấn đề tiêu cực gây ảnh hưởng đến tồn xã hội
đặc biệt là ơ nhiễm mơi trường. Trong đó, ơ nhiễm nước mặt với các loại tác nhân có
độc tính cao như kim loại nặng, vi sinh vật gây bệnh… ngày càng lan rộng và thậm chí
xâm lấn vào cả nước ngầm. Đây là một trong những thực trạng đáng lo ngại nhất của
sự hủy hoại môi trường tự nhiên.
Đối với Hà Nội, thủ đô của đất nước, hệ thống hồ tự nhiên đóng vai trị quan
trọng trong việc tiếp nhận, điều hịa nước và khí hậu, tạo cảnh quan, là nơi vui chơi
giải trí cho người dân. Tuy nhiên, hiện nay diện tích hồ đang bị thu hẹp nhanh chóng,
số cịn lại thì đều trong mức báo động bởi sự ô nhiễm, một số thông số như COD,
BOD, Coliform, sắt,… ở các hồ đều vượt quá quy định cho phép.

KHOA MƠI TRƯỜNG VÀ AN TỒN GIAO THÔNG

9


NGHIÊN CỨU KHOA HỌC SINH VIÊN NĂM HỌC 2017-2018
Đề tài “Nghiên cứu xác định hằng số tốc độ phản ứng BOD của hồ Thiền
Quang Hà Nội” được nhóm sinh viên thực hiện nhằm phân tích chất lượng nước để từ
đó đề xuất các giải pháp cải thiện chất lượng nước phù hợp.

2. Mục đích nghiên cứu

+ Góp phần đánh giá chất lượng nước của hệ thống hồ tại Hà Nội
+ Sơ bộ đánh giá bản chất của BOD trong nước hồ Thiền Quang thông qua hằng
số tốc độ phản ứng

3. Đối tượng và phương pháp nghiên cứu
 Đối tượng nghiên cứu: Hồ Thiền Quang
 Phương pháp nghiên cứu: nghiên cứu lý thuyết và tiến hành thí nghiệm, cụ thể:
- Thu thập thông tin, tài liệu về vấn đề ô nhiễm nước mặt tại hồ Thiền Quang.
- Lấy mẫu, và phân tích trong phịng thí nghiệm.
- Phân tích đánh giá tổng hợp từ các số liệu đã thu được và tính hằng số tốc độ
phản ứng BOD

4. Bố cục đề tài
Mở đầu
Chương 1: Tổng quan về hệ thống hồ tại Hà Nội
Chương 2: Phương pháp nghiên cứu.
Chương 3: Thực nghiệm xác định hằng số tốc độ phản ứng BOD của hồ Thiền
Quang Hà Nội
Kết luận
Tài liệu tham khảo

KHOA MÔI TRƯỜNG VÀ AN TỒN GIAO THƠNG

10


NGHIÊN CỨU KHOA HỌC SINH VIÊN NĂM HỌC 2017-2018

CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG HỒ TẠI HÀ NỘI
1.1. Điều kiện tự nhiên của Hà Nội

1.1.1. Vị trí địa lý
Nằm chếch về phía Tây Bắc của trung tâm vùng đồng bằng châu thổ sơng Hồng,
Hà Nội có vị trí từ 20°53' đến 21°23' vĩ độ Bắc và 105°44' đến 106°02' kinh độ Đông;
tiếp giáp với các tỉnh Thái Nguyên, Vĩnh Phúc ở phía Bắc; Hà Nam, Hịa Bình phía
Nam; Bắc Giang, Bắc Ninh và Hưng n phía Đơng; Hịa Bình, Phú Thọ phía Tây.
Sau đợt mở rộng địa giới hành chính vào tháng 8 năm 2008, thành phố có diện tích
3.324,92 km2, nằm ở cả hai bên bờ sơng Hồng, nhưng tập trung chủ yếu bên hữu ngạn.
Địa hình Hà Nội thấp dần theo hướng từ bắc xuống nam và từ Tây sang Đơng với
độ cao trung bình từ 5-20m so với mực nước biển. Nhờ phù sa bồi đắp, 3/4 diện tích tự
nhiên của Hà Nội là đồng bằng, nằm ở hữu ngạn sông Đà, hai bên sông Hồng và chi
lưu các con sơng khác. Phần diện tích đồi núi phần lớn thuộc các huyện Sóc Sơn, Ba
Vì, Quốc Oai, Mỹ Đức, với các đỉnh núi cao như Ba Vì (1.281m), Gia Dê (707m),
Chân Chim (462m), Thanh Lanh (427m), Thiên Trù (378m)… Khu vực nội thành có
một số gị thấp như gị Đống Đa, núi Nùng.

KHOA MƠI TRƯỜNG VÀ AN TỒN GIAO THƠNG

11


NGHIÊN CỨU KHOA HỌC SINH VIÊN NĂM HỌC 2017-2018
1.1.2. Khí hậu
Khí hậu hà Nội tiêu biểu cho vùng Bắc Bộ với đặc điểm của khí hậu nhiệt đới ẩm
gió mùa, với sự khác biệt rõ ràng giữa mùa nóng và mùa lạnh.
Nhiệt độ trung bình mùa đơng là 17,2oC (lúc thấp xuống tới 2,7oC). Trung bình
mùa hạ là 29,2oC (lúc cao nhất lên tới 43,7 oC). Nhiệt độ trung bình cả năm là 23,2 oC,
lượng mưa trung bình hàng năm là 1.800mm.
1.2. Hệ thống hồ tự nhiên tại Hà Nội
Hà Nội được biết đến là “đô thị ao hồ”, đã tạo nên một vẻ đẹp đặc hữu của một
vùng đất kinh kỳ với lịch sử hơn 1000 năm văn hiến. Với không gian xanh và mặt

nước đáng kể, các hồ Hà Nội đã đang và sẽ đóng góp lớn vào việc cải thiện khí hậu và
cân bằng thiên nhiên cho thành phố với quy mô dân số cũng như mật độ xây dựng
ngày càng tăng. Hệ thống hồ đóng góp vào việc tạo dựng nên m ột khu vực cảnh quan
phong phú, đa dạng, vừa có tính nhân tạo, vừa có tính tự nhiên hấp dẫn đối với dân cư
trong khu vực, du khách trong và ngoài nước. Trải qua bao thăng trầm, biến đổi ở mỗi
thời kỳ, mỗi giai đoạn khác nhau của lịch sử, số lượng ao hồ của Hà Nội cũng có
những biến đổi và đang có xu hướng giảm trong hai thập kỷ qua.
Theo nghiên cứu từ năm 2010- 2015, trên địa bàn Hà Nội đã có 17 hồ bị san lấp
hồn tồn và 7 hồ mới được bổ sung. Như vậy, theo thống kê chưa đầy đủ, hiện Hà
Nội có khoảng 110 hồ, với tổng diện tích khoảng 1.165ha. Trong đó, hồ Tây có diện
tích lớn nhất, khoảng 500 ha với chu vi là 18km, đóng vai trị quan trọng trong khung
cảnh đơ thị, ngày nay được bao quanh bởi nhiều khách sạn, biệt thự. Hồ Gươm nằm ở
trung tâm lịch sử của thành phố, khu vực sầm uất nhất, ln giữ một vị trí đặc biệt đối
với Hà Nội. Ngồi ra cịn nhiều hồ lớn nhỏ khác như Kim Liên, Thiền Quang, Trúc
Bạch, Văn Chương, Ba Mẫu, Bảy Mẫu…

KHOA MƠI TRƯỜNG VÀ AN TỒN GIAO THÔNG

12


NGHIÊN CỨU KHOA HỌC SINH VIÊN NĂM HỌC 2017-2018

Hình 1. Một số hồ trên địa bàn Hà Nội
Tuy nhiên, sau nhiều năm đơ thị hóa, diện tích ao hồ của Hà Nội đã bị giảm đi rất
nhiều, thậm chí có nhiều ao, hồ đã biến mất hoàn toàn do hoạt động san lấp, lấn chiếm
của con người và hiện tượng sạt lở tự nhiên hàng năm do không được kè bờ. Đáng báo
động là hiện tượng ô nhiễm nước ao, hồ và bồi lắng bùn đáy đang là vấn đề bức bách
cần sớm giải quyết. Thực tế, hầu hết các hồ đều có nước thải chảy vào, đảm bảo chức
năng điều hịa, nhưng lại chưa có hệ thống xử lý nguồn nước, nên đang bị ô nhiễm

nghiêm trọng. Hiện tượng các hồ bị tảo xanh, tảo độc diễn ra khá phổ biến.

KHOA MƠI TRƯỜNG VÀ AN TỒN GIAO THƠNG

13


NGHIÊN CỨU KHOA HỌC SINH VIÊN NĂM HỌC 2017-2018
Bảng 1. So sánh sự biến động diện tích mặt nước một số hồ tại Hà Nội
STT
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15

Tên Hồ
Hồ Tây
Hồ Giảng Võ
Hồ Đống Đa

Hồ Linh Quang
Hồ Ba Mẫu
Hồ Hố Mé
Hồ Thiền Quang
Hồ Thành Cơng
Hồ Thủ Lệ
Hồ Văn Chương
Hồ Hồn Kiếm
Hồ Bảy Mẫu
Hồ Trúc Bạch
Hồ Giám
Hồ Kim Liên
Tổng

1993
526
4,5
14,0
2,8
1,6
5
6,8
12,0
6,0
16,0
18,0
26,0
2,5
3,5
644,7

Diện tích (ha)
2001
516
4,5
14,0
1,8
4,5
1,6
5,5
6,1
9,9
5,2
12,0
18,0
19,0
0,8
618,9

2010
516
6,0
13,2
4,12
1,3
4,13
4,53
9,9
1,28
10,6

19,36
18,47
0,69
0,77
610,35

(Nguồn: Sở Giao thơng cơng chính Hà Nội, số liệu được chiết xuất từ ảnh viễn thám
Sport năm 2010)
Qua bảng trên, ta thấy không chỉ số lượng hồ của hà Nội bị mất dần mà ngay cả
diện tích từng hồ cũng bị thu hẹp dần theo thời gian. Trong giai đoạn 1993- 2001, tổng
diện tích các hồ giảm 25,8ha và năm 2001- 2010, diện tích giảm 8,55ha chủ yếu do sự
tác động của con người.
Theo báo cáo nghiên cứu của Trung tâm Nghiên cứu Môi trường và Cộng đồng
năm 2015 thì trong số 30 hồ trọng điểm được được phân tích, có tới 6 hồ ô nhiễm rất
nặng, 8 hồ ô nhiễm nặng, 11 hồ có dấu hiệu ơ nhiễm và chỉ có 5 hồ được đánh giá
không ô nhiễm.
Năm 2015 số lượng ao, hồ tại Hà Nội đã được kè toàn phần tăng lên và chất
lượng vệ sinh ở các bờ hồ khá tốt, trong đó có 82% hồ đã kè tồn phần có bờ được
đánh giá là sạch và khá sạch. Tuy nhiên, còn 14% chất lượng nước là bẩn và 4% rất

KHOA MƠI TRƯỜNG VÀ AN TỒN GIAO THƠNG

14


NGHIÊN CỨU KHOA HỌC SINH VIÊN NĂM HỌC 2017-2018
bẩn. Riêng với các ao hồ chỉ kè được một phần và chưa được kè, có đến 80% chất
lượng nước bẩn, trong đó có 52% là rất bẩn.
Cụ thể, trong số các ao, hồ bị ơ nhiễm và có dấu hiệu ơ nhiễm trên địa bàn 6
quận (Ba Đình, Hồn Kiếm, Đống Đa, Hai Bà Trưng, Cầu Giấy, Tây Hồ), quận Đống

Đa có số lượng ao, hồ mà nguồn nước bị ơ nhiễm nặng và rất nặng nhiều nhất. Đặc
biệt như hồ Văn Chương, hồ Linh Quang, hồ Hố Mẻ, hồ Ba Mẫu. Ngồi ra cịn các hồ
khác như hồ Đống Đa, hồ Giám, hồ Đắc Di, hồ Chùa Láng.
Tương tự, quận Ba Đình có 3 hồ ơ nhiễm nặng là hồ Bảy Gian, hồ Hữu Tiệp, hồ
Giảng Võ. Tại quận Hai Bà Trưng, nguồn gốc hồ Thiền Quang cũng được xác định ô
nhiễm rất nặng; hồ Quỳnh, hồ Cần, hồ cá Bác Hồ nước có dấu hiệu ơ nhiễm.
Quận Cầu Giấy có 2 ao, hồ nước bị ơ nhiễm là ao đối diện Nghĩa trang Mai Dịch
và hồ trung Kính Thượng. Khu vực ao Cầu, hồ Nghĩa Tân nước có dấu hiệu ô nhiễm.
Tại quận tây Hồ, nguồn nước hồ Tứ Liên cũng được xác định ô nhiễm nặng; ao dốc
Bao Bì, ao chùa Phổ Linh và ao Láng, nước có dấu hiệu ô nhiễm.
1.3. Nguyên nhân
Vấn đề ô nhiễm nguồn nước đang ngày càng trở nên nghiêm trọng đối với cả
nước nói chung và thủ đơ Hà Nội nói riêng. Có nhiều ngun nhân gây ơ nhiễm các hồ
nước như:
1.3.1. Nguồn tự nhiên
Quá trình bồi lắng là một trong những nguyên nhân tự nhiên gây ô nhiễm hệ
thống hồ. Nguyên nhân bồi lắng có nhiều nhưng chủ yếu vẫn là do lượng đất đá trôi
theo nước mưa, từ bờ và bồi lắng từ các cống thoát nước từ thành phố. Ngồi ra, q
trình bồi lắng cịn do lượng lớn rác thải sinh hoạt do người dân xung quanh đổ xuống
hồ. Q trình bồi lắng đã làm thu hẹp diện tích mặt hồ, điển hình là các hồ nằm trong
quận Đống Đa
1.3.2. Nguồn nhân tạo
+ Do sự gia tăng lượng dân cư sống quanh hồ và các hồ thường là tụ điểm vui
chơi giải trí của nhân dân nên hằng ngày có một lượng chất thải sinh hoạt
đáng kể được đổ xuống hồ (mỗi ngày cư dân Hà Nội thải ra khoảng
600.000m3 nước thải sinh hoạt với khoảng 250.000 tấn ra các sơng).
KHOA MƠI TRƯỜNG VÀ AN TỒN GIAO THƠNG

15

NGHIÊN CỨU KHOA HỌC SINH VIÊN NĂM HỌC 2017-2018
+ Do chất thải từ khu công nghiệp, phần lớn nước thải đều không được xử lý
mà đổ thẳng vào các ao, hồ (ước tính có khoảng 260.000m 3 chất thải cơng
nghiệp mỗi ngày và chỉ có khoảng dưới 10% lượng nước thải này được xử
lý trước khi xả ra). Ngay cả bệnh viện cũng không được trang bị hệ thống
xử lý nước thải triệt để (khoảng 7000m 3 nước thải mỗi ngày thì chỉ có 30%
là được xử lý).
+ Bên cạnh đó, thời tiết nắng nóng cũng là tác nhân thuận lợi để các loại lam,
tảo phát triển, khi chết chúng phân hủy gây mùi khó chịu.
1.4. Ảnh hưởng của một số thông số ô nhiễm tại các hồ tới môi trường và sức
khỏe con người
1.4.1. Các kim loại nặng
Các kim loại nặng có trong nước là cần thiết cho sinh vật và con người vì chúng
là những nguyên tố vi lượng mà sinh vật cần tuy nhiên với hàm lượng cao nó lại là
nguyên nhân gây độc cho con người, gây ra nhiều bệnh hiểm nghèo như ung thư, đột
biến. Đặc biệt nó chính là ngun nhân gây nên những làng ung thư. Các kim loại
nặng trong nước ảnh hưởng đến sức khỏe con người như: Ag+, Pb2+, Zn2+, Hg2+, As3+…
1.4.2. Các hợp chất hữu cơ
Các hợp chất hữu cơ tổng hợp bao gồm các chất màu, thuốc trừ sâu, thuốc kích
thích tăng trưởng, các phụ gia trong dược phẩm và thực phẩm. Các chất này thường
độc và có độ bền sinh học khá cao, đặc biệt là các hidrocacbon thơm gây ô nhiễm môi
trường mạnh, gây ảnh hưởng lớn đến sức khỏe con người. Đây chính là nguyên nhân
gây nhiễm độc mãn tính và các bệnh hiểm nghèo như bàng quang, ung thư phổi…
1.4.3. Vi sinh vật trong nước thải.
Vi sinh vật có hại trong nước có nguồn gốc từ chất thải sinh hoạt của con người
và động vật như virut gây nên bệnh tả, thương hàn và bại liệt. Nó chính là ngun
nhân gây nên các ổ dịch, lây lan các bệnh nguy hiểm, làm cho bệnh dịch ngày càng lan
rộng.

1.1
KHOA MƠI TRƯỜNG VÀ AN TỒN GIAO THƠNG

16


NGHIÊN CỨU KHOA HỌC SINH VIÊN NĂM HỌC 2017-2018
CHƯƠNG 2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.1. Động học phản ứng BOD
Quá trình oxi hóa sinh học xảy ra rất chậm và kéo dài. Trong khoảng thời gian 20
ngày, khoảng 95-99% các chất hữu cơ cacbon bị oxi hóa và trong 5 ngày đầu tiên có
khoảng 60-70% các chất hữu cơ bị oxi hóa. Nhiệt độ 20 0C là nhiệt độ trung bình trong
năm của các nước có khí hậu ơn hịa và nó cũng dễ được tái diễn lại trong tủ ấm nuôi
cấy vi sinh vật. Nếu tiến hành ủ mẫu ở các nhiệt độ khác nhau sẽ cho kết quả của BOD
khác nhau vì tốc độ phản ứng sinh học phụ thuộc vào nhiệt độ. Do vậy một số nước ở
khu vực nhiệt đới đã dùng thông số BOD 3( nghĩa là mẫu phân tích được ủ ở 300C trong
3 ngày).
Nghiên cứu động của phản ứng BOD đã chứng minh được rằng, hầu hết chúng là
phản ứng bậc 1. Điều đó có nghĩa là tốc độ của phản ứng tỷ lệ lượng chất hữu cơ có
trong nước. Nếu giả thiết Lt là hàm lượng BOD còn lại sau t ngày và k là hằng số tốc
độ phản ứng. Khi đó có thể viết:
= -kLt

(2.1)

Tích phân (2.1) được
= e-kt =10-Kt (2.2)
Trong đó: L0 là hàm lượng BOD ứng với thời điểm t=0 (nghĩa là tổng BOD hay
BOD cuối cùng của pha cacbon).
Mối quan hệ giữa k (cơ số e) và K (cơ số 10) như sau:

K=

(2.3)

Lượng BOD còn lại ở thời điểm t sẽ bằng:
Lt = L0.e-kt (2.4)
Còn lượng BOD đã bị vi khuẩn sử dụng đến thời điểm t bất kì sẽ bằng:
BODt= Yt= L0-Lt = L0(1-e-kt) (2.5)
Các mối quan hệ phụ thuộc của biểu thức (2.4) (2.5) được minh họa trong
hình 2.

KHOA MƠI TRƯỜNG VÀ AN TỒN GIAO THƠNG

17


NGHIÊN CỨU KHOA HỌC SINH VIÊN NĂM HỌC 2017-2018
Hằng số tốc độ k của phản ứng BOD là thông số biểu thị tốc độ phân hủy sinh học
các chất hữu cơ có trong nước thải. Vì khi k tăng, tốc độ sử dụng oxy tăng mặc dù tổng
BOD cuối cùng không thay đổi. Tốc độ phản ứng phụ thuộc vào nhiều yếu tố như bản
chất của chất thải, khả năng phân hủy chất thải của vi sinh vật và nhiệt độ

Đường cong lí tưởng nhu cầu oxy sinh hóa pha cacbon
a- BOD còn lại

b- Lượng oxy đã tiêu thụ

Tốc độ phân hủy sinh học chất thải tăng khi nhiệt độ tăng. Để biểu thị mối quan
hệ giữa nhiệt độ và hằng số tốc độ phản ứng k người ta thường sử dụng cơng thức sau:
k = k20.(T-20) (2.6)

KHOA MƠI TRƯỜNG VÀ AN TỒN GIAO THƠNG

18


NGHIÊN CỨU KHOA HỌC SINH VIÊN NĂM HỌC 2017-2018
Trong đó:
k20 : hằng số tốc độ phản ứng ở nhiệt độ chuẩn 200C
k : hằng số tốc độ ở nhiệt độ T0C
: hệ số nhiệt độ ( thường lấy là 1,047)

Hình 2. Đường cong nhu cầu oxy sinh hóa pha cacbon và pha nitơ
Ở trên ta đã giả thiết chỉ có q trình oxy hóa sinh học phần cacbon của chất thải,
nhưng cũng có khả năng tăng thêm nhu cầu oxy sinh hóa do q trình oxy hóa các hợp
chất nitơ. Như vậy thực tế đường cong BOD sẽ có 2 pha : pha cacbon và pha nitơ như
trên hình 3. Nhu cầu oxy sinh hóa pha nitơ (NBOD) bắt đầu trong khoảng từ ngày thứ
5 đến 8, vì vậy quá trình nitrat hóa khơng ảnh hưởng đến kết quả của thí nghiệm phân
tích BOD5. Khi phân tích phương trình phản ứng oxy hóa các hợp chất chứa nitơ cho
phép ta xác định lương oxy tiêu tốn cho quá trình nitrat hóa.
Bảng 1. Một số giá trị điển hình của k20
Mẫu

k(ngày-1)

-

Nước cống

0,35-0,70

-

Nước đã qua xử lí tốt

0,10-0,25

-

Nước sơng bị ơ nhiễm

0,10-0,25

KHOA MƠI TRƯỜNG VÀ AN TỒN GIAO THƠNG

19


NGHIÊN CỨU KHOA HỌC SINH VIÊN NĂM HỌC 2017-2018
Nguồn: [6]
2.2. Lựa chọn đối tượng nghiên cứu
Đề tài nghiên cứu xác định hằng số tốc độ phản ứng BOD của hồ Thiền Quang.
Hồ Thiền Quang nằm ở quận Hai Bà Trưng, được bao quanh bởi 4 con phố: Nguyễn
Du, Trần Bình Trọng, Trần Nhân Tơng và Quang Trung.

Hình 4. Hồ Thiền Quang

Trong bản đồ Hà Nội năm 1831 thì hồ có tên là Liên Thủy, rộng hơn hồ bây giờ:
phía tây giáp phố Yết Kiêu ngày nay, phía đơng ăn lấn vào vị trí phố Nguyễn Bỉnh
Khiêm, phía bắc tới phố Trần Quốc Toản và phía nam thì thơng với hồ Bảy Mẫu.

Quanh hồ có làng Liên Thủy ở phía bắc và tây, làng Thiền Quang ở phía đơng nam
(đầu phố Nguyễn Đình Chiểu), làng Quang Hoa ở tây nam và Pháp Hoa ở phía nam.
Thời Pháp thuộc, hồ bị lấp dần để xây phố và có hình dạng ổn định từ năm 1930. Năm
2003, Sở Giao thơng Cơng chính Hà Nội đã thực hiện kế hoạch tát nước, nạo vét lòng
hồ, kè lại bờ và đổ lại nước mới vào, giữ cho bầu khơng khí tại đây được trong sạch.
Ba phía vịng quanh hồ được xây các vườn hoa nhỏ, có khu đi vệ sinh, có ghế đá cho
KHOA MƠI TRƯỜNG VÀ AN TỒN GIAO THƠNG

20


NGHIÊN CỨU KHOA HỌC SINH VIÊN NĂM HỌC 2017-2018
dân ngồi nghỉ ngắm cảnh. Diện tích hồ ngày nay vào khoảng 5ha. [Nguồn:
Hồ_Thiền_Quang]
2.3. Phương pháp nghiên cứu
2.3.1. Quy trình lấy mẫu và bảo quản
Quá trình lấy mẫu và bảo quản mẫu theo hướng dẫn trong các tiêu chuẩn hiện
hành sau:
-

TCVN 6663- 1: 2011 (ISO 5667- 1: 2006) – Chất lượng nước – Lấy mẫu –
Phần 1: hướng dẫn lập chương trình lấy mẫu và kỹ thuật lấy mẫu.

-

TCVN 5994: 1995 (ISO 5667- 4: 1987) – Chất lượng nước – Lấy mẫu – Hướng
dẫn lấy mẫu ở hồ ao tự nhiên và nhân tạo.

-

TCVN 6663- 3: 2008 (ISO 5667- 3: 2003) – Chất lượng nước – Lấy mẫu –
Phần 3: Hướng dẫn bảo quản và xử lý mẫu.

2.3.2. Phương pháp xác định BOD
 Nguyên tắc:
Nhu cầu oxy sinh hóa BOD được xác định bằng một số phương pháp như:
phương pháp chai đo BOD Oxitop, phương pháp chuẩn độ, phương pháp đầu
dò điện cực,...
Ngày nay việc đo BOD được thực hiện bằng phương pháp chai đo BOD
Oxitop. Chai này được đặt trong tủ ni cấy với nhiệt đọ duy trì là 20 0C trong 5
ngày, BOD được tự động khi nhiệt độ đạt đến 20 0C. Giá trị BOD được ghi tự
động sau mỗi 24 giờ.
Nhu cầu oxy sinh hóa BOD được xác định bằng cách đo áp suất khác nhau
trong một hệ thống đo lưu lượng khép kín. Chỉ số BOD được thực hiện bằng
cách hịa lỗng mẫu nước thử với nước đã khử ion và bão hòa về oxy, thêm một
lượng cố định vi sinh vật mầm giống, đo lượng oxy hòa tan và đậy chặt nắp
mẫu thử để ngăn ngừa oxy khơng cho hịa tan thêm (từ ngồi khơng khí). Mẫu
thử được giữ ở nhiệt độ 20°C trong bóng tối để ngăn chặn quang hợp (nguồn bổ
sung thêm oxy ngồi dự kiến) trong vịng 5 ngày và sau đó đo lại lượng oxy hịa
KHOA MƠI TRƯỜNG VÀ AN TỒN GIAO THÔNG

21


NGHIÊN CỨU KHOA HỌC SINH VIÊN NĂM HỌC 2017-2018
tan. Khác biệt giữa lượng oxy hòa tan (DO) cuối và lượng DO ban đầu chính là
giá trị của BOD.
 Hóa chất – Thiết bị
+ Chất kiềm chế sự Nitrat hóa: Ally Thiourea, hoặc Alumina Trihydrate
ath ( ATH) (quan trọng với giải đo thấp từ 0-40 mg/l)

+ Chất hấp thụ CO2: KOH (45%)
+ Gói dinh dưỡng
+ Tủ ấm
+ Chai đo BOD chuyên dùng V = 600ml
+ Thanh khuấy từ
 Các bước tiến hành
 Lấy chính xác thể tích mẫu vào chai ủ màu hổ phách 600ml
Bảng 1. Bảng lựa chọn dung tích mẫu theo hàm lượng BOD dự kiến
BOD (mg/l)
0-40
0-80
0-200
0-400
0-800
0-2000
0-4000

Thể tích chọn (ml)
428
360
244
157
94
56
21-7

Giọt ATH
10
10
5

5
3
3
1

Kiểm tra giá trị pH của mẫu. Giá trị pH của oxy sinh hóa trong khoảng giữa pH
6,5 và 7,5. Nếu giá trị pH của mẫu cao hơn hoặc thấp hơn nên điều chỉnh lại. Nếu pH
cao dùng axit loãng HCl (1ml/l), pH thấp dùng dung dịch NaOH (1ml/l)
+ Cho lượng nước mẫu được xác định trước theo bảng trên
+ Cho thanh khuấy từ vào chai

KHOA MÔI TRƯỜNG VÀ AN TỒN GIAO THƠNG

22


NGHIÊN CỨU KHOA HỌC SINH VIÊN NĂM HỌC 2017-2018
+ Đặt nút Seal Cup lên mỗi chai, cho KOH vào trong lịng mỗi nút đó.
Tránh đề KOH rơi vào chai ủ
+ Đặt thiết bị trong tủ ấm (nguồn vào 220V) và bật tủ
2.4. Các phương pháp xác định hằng số tốc độ phản ứng của BOD
2.4.1. Phương pháp tạm thời (Ramallho, 1983) [Nguồn:3]
Phương pháp này liên quan đến việc sử dụng sơ đồ Moore, nó là một biểu đồ cho
thấy mối quan hệ giữa k, ΣBOD/L 0 và ΣBOD / ΣBOD×t (Hình 4). Biểu đồ của Moore
được xây dựng thơng qua các phương trình sau:
∑BOD/L0 = n – [10-k (10-nk-1) / (10-k-1)]
∑BOD/∑BOD×t = {n – [10-k (10-nk-1) / (10-k-1)} / [∑i-1i=1i.10-ik]
Trong đó:
BODt=BOD được ủ trong t ngày
n = Số ngày ủ để thử nghiệm loạt phân tích BOD nối tiếp

k = tốc độ BOD
L0 = BOD cuối cùng

KHOA MÔI TRƯỜNG VÀ AN TỒN GIAO THƠNG

23


NGHIÊN CỨU KHOA HỌC SINH VIÊN NĂM HỌC 2017-2018
Hình 1. Hình Biểu đồ Moore
Như vậy, thực hiện một loạt phép đo BOD liên tục theo thời gian (ngày) ta sẽ xác
định được các giá trị BODt tương ứng, từ đó xác định được ∑BOD/∑BOD×t. Dựa vào
biểu đồ Moore và giá trị ∑BOD/∑BOD×t vừa tính tốn được ta sẽ xác định được hằng
số tốc độ phản ứng k. Đồng thời biểu đồ Moore cũng cho phép ta xác định được giá trị
∑BOD/L0, từ đó cũng sẽ xác định được L0.
2.4.2. Phương pháp bình phương nhỏ nhất của Metcalf Eddy
Theo động học bậc nhất
dL/dt = - kLt
Trong đó:
Lt

= L0 - yt

yt = BODt
dy/dt = k (L0 – yt)
dy/dt = kL0 – kyt
Đây là một phương trình tuyến tính. Thơng qua việc sử dụng phương pháp
bình phương nhỏ nhất, các giá trị k & L 0 trong phương trình tuyến tính trên có thể
được tìm ra. Trong các phép tính, phương trình sau được sử dụng:
Sxx = n ∑yt2 – (∑ y)2

Sxy = n∑yt(dy/dt) – (∑yt) (∑dy/dt)
Độ dốc (-k) = Sxy/ Sxx
Đoạn cắt trên trục tung kL0= ∑ (dy/dt)/n + k∑(yt)/n
=>L0 = đoạn cắt trên trục trung/độ dốc.
2.4.3. Phương pháp đồ thị Thomas
Đây là một phương pháp gần đúng, nó được dựa trên phương trình sau:
(t/y)1/3= 1/(2,3 kL0)1/3+[(2,3k)2/3/6L01/3].
KHOA MƠI TRƯỜNG VÀ AN TỒN GIAO THÔNG

24


NGHIÊN CỨU KHOA HỌC SINH VIÊN NĂM HỌC 2017-2018
Vẽ đồ thị của (t/y)1/3 theo thời gian t sẽ cho giá trị (Hình 5)
Độ dốc (2,3 k)2/3 /6 L01/3
Đoạn cắt trên trục tung: 1 / (2,3 kL0)1/3
Từ đó, các thơng số động học được tính như sau:
k = 2,61×(độ dốc/đoạn cắt trên tục tung)
L0 = 1/ (2,3×k×đoạn cắt trên trục tung3)

Độ dốc

Đoạn cắt trên trục tung

Hình 1. Hình minh họa phương pháp thomas
2.4.4. Phương pháp khác biệt theo ngày của Ramallho
Theo phương trình bậc nhất:
y = L0 (1- 10-kt)

KHOA MƠI TRƯỜNG VÀ AN TỒN GIAO THƠNG

25