235 236
. ., , 1972. 366 .
16. . ., . ., . .
. ., , 1983. 192 .
17. . ., , 1982. 252 .
18. . ., , 1974. 320 .
19. 30 . ., 1989. 92 .
20. . .,
, 1987. 287 .
21. . .
. ., , 1983. 248 .
22. . . -
. ., , 1982. 310 .
23. . . . . .,
, 1984. 750 .
24. -
: 52.04. 7885.
. ., 1986. 59 .
25.
. -
, -
. 86. ., , 1987. 93 .
26. . ., . .
. : , 1985. 256 .
27. . ., . .
. .,
1984. 95 .
28. . . ., ,
1978. 423 c.
29. . ., . ., . .
. , , 1975. 268 .
2. Bảo vệ nớc lục địa
Chơng 1
sự phát triển các nghiên cứu
về bảo vệ ti nguyên nớc
1.1. Những luận điểm chung
Sử dụng hợp lý v bảo vệ ti nguyên thiên nhiên - nhiệm
vụ quan trọng nhất của thời đại. Những vấn đề sử dụng nớc,
đặc biệt ở các quốc gia với ti nguyên nớc hạn chế, đang l nỗi
lo đặc biệt. Hiểm họa không chỉ do sự cạn kiệt về lợng, m cả
do suy giảm chất lợng ở qui mô lớn, không cho phép sử dụng
ti nguyên hiện có, đang trở nên hiện thực.
Vì vậy, vấn đề sử dụng hợp lý ti nguyên thiên nhiên v
bảo vệ môi trờng đang đợc rất chú ý ở cấp quốc gia v pháp
lý. Thật vậy, ngay từ những năm đầu tiên tồn tại nh nớc Xô
viết, sở hữu quốc gia về nớc đã đợc đề ra, mở ra những khả
năng rộng lớn để sử dụng tổng hợp v có kế hoạch ti nguyên
nớc nhằm phát triển kinh tế quốc dân, đồng thời bảo vệ nớc
khỏi ô nhiễm v cạn kiệt.
Năm 1919, ở nớc Nga đã thnh lập Uỷ ban Trung ơng về
Bảo vệ nớc, với nhiệm vụ nghiên cứu các thủy vực tiếp nhận
nớc thải từ các xí nghiệp, tìm kiếm các biện pháp đấu tranh
chống ô nhiễm mọi nguồn nớc, kiểm tra v t vấn về mọi vấn
237 238
đề liên quan tới lm sạch nớc thải. Năm 1947, Hội đồng Bộ
trởng Liên Xô đã thông qua nghị định Về những biện pháp
loại trừ ô nhiễm v bảo tồn vệ sinh các nguồn nớc. Năm 1959,
Hội đồng Bộ trởng Liên Xô đã thông qua nghị định Về tăng
cờng kiểm soát nh nớc đối với sử dụng nớc ngầm v các
biện pháp bảo vệ nó, còn năm 1960, nghị định Về những biện
pháp lập lại trật tự sử dụng v tăng cờng bảo tồn ti nguyên
nớc ở Liên Xô. Tơng ứng với những nghị định ny, đã thnh
lập những cơ quan về bảo vệ ti nguyên nớc v xây dựng
những giải pháp giữ trong sạch các thủy vực.
Trong nhiệm vụ của các cơ quan thuộc Thanh tra Nh nớc
bao gồm việc thực hiện kiểm tra về sử dụng hợp lý ti nguyên
nớc của các xí nghiệp, tiến hnh các biện pháp bảo vệ thủy vực
khỏi ô nhiễm, bẩn v cạn kiệt; thống kê ti nguyên nớc mặt v
đảm bảo sử dụng một cách có kế hoạch; xây dựng cân bằng thủy
lợi v những phơng án sử dụng v bảo vệ ti nguyên nớc
tơng lai; những kế hoạch v nguyên tắc sử dụng tổng hợp ti
nguyên nớc v.v
Theo nghị định trên, việc xây
dựng v đa vo khai thác
những cơ sở công nghiệp chỉ đợc cho phép nếu tuân thủ ton
bộ các biện pháp bảo vệ nớc đảm bảo sự trong sạch của nguồn
nớc mặt.
Từ năm 1978, Tổng cục Khí tợng Thủy văn Liên Xô
chuyển đổi thnh Uỷ ban Nh nớc về Khí tợng Thủy văn v
Kiểm soát Môi trờng Thiên nhiên Liên Xô - ủy ban Nh nớc
về Khí tợng Thủy văn Liên Xô - đợc giao trách nhiệm nghiên
cứu các chỉ tiêu định tính v định lợng của nớc mặt v biến
đổi của chúng do ảnh hởng hoạt động kinh tế của con ngời.
Từ giữa những năm bảy mơi, Tiêu chuẩn Nh nớc Liên
Xô đã đề xuất hệ thống tiêu chuẩn trong lĩnh vực bảo vệ chất
lợng nớc.
Các cơ quan thanh tra vệ sinh của Bộ Y tế Liên Xô v các
nớc cộng hòa (các trạm vệ sinh - dịch tễ) thực hiện gìn giữ vệ
sinh các thủy vực dùng trong cung cấp nớc ăn, trong các mục
đích chữa bệnh v nghỉ dỡng cũng nh các mục đích khác.
Bộ Ng nghiệp, thông qua các cơ quan bảo ng, phải thực
hiện công tác thanh sát đối với các thủy vực có giá trị kinh tế
nghề cá.
Bộ Địa chất có chức năng kiểm soát việc sử dụng nớc
ngầm v bả
o vệ chúng khỏi cạn kiệt v ô nhiễm.
ở tất cả các nớc cộng ho thuộc Liên bang có các đạo luật
về bảo vệ thiên nhiên, trong đó vấn đề về bảo vệ nớc chiếm vị
trí quan trọng. Trong luật hình sự của các nớc cộng ho, việc
lm ô nhiễm các thủy vực đợc quy vo trách nhiệm hình sự.
Năm 1970, đã thông qua Cơ sở pháp chế về nớc của Liên
Xô v các nớc cộng ho liên bang. Bằng văn bản pháp chế ny
đã khẳng định rằng nớc tự nhiên l ti sản ton dân, sử dụng
hợp lý v bảo vệ chúng khỏi ô nhiễm l sự nghiệp quan trọng
quốc gia. Những xí nghiệp v tổ chức no có hoạt động lm ảnh
hởng đến trạng thái nớc phải có trách nhiệm tiến hnh các
biện pháp công nghệ, cải tạo đất - rừng, kĩ thuật nông nghiệp,
thủy công, vệ sinh v các biện pháp khác đảm bảo giữ nớc khỏi
ô nhiễm, bẩn v cạn kiệt, cũng nh cải thiện tình hình v chế
độ nớc. Các biện pháp bảo vệ nớc đợc bao hm trong kế
hoạch nh nớc về phát triển kinh tế quốc dân.
Chúng ta đang xây dựng v hon thiện những quy tắc bảo
vệ nớc trong khi sử dụng. Những quy chế bảo vệ nớc mặt
k
hỏi ô nhiễm bởi nớc thải hiện hnh cũng đang đợc thờng
xuyên điều chỉnh v hon thiện.
Khai thác ti nguyên nớc, ngy cng có nhiều xí nghiệp
trở nên liên quan lẫn nhau khi giải quyết các vấn đề kinh tế
239 240
nớc. Vì vậy, trong khi đánh giá sử dụng nớc mặt v nớc
ngầm hiện nay v trong tơng lai, trong khi tìm hiểu các vùng
thiếu ti nguyên nớc tạm thời v thờng xuyên, thì việc điều
chỉnh lại các cán cân nhu cầu nớc ở các vùng lãnh thổ có ý
nghĩa to lớn.
Cán cân nớc l cơ sở của các sơ đồ tổng thể, vùng v lu
vực về việc sử dụng tổng hợp v bảo vệ ti nguyên nớc cho mọi
thời kỳ.
Trong những năm 70, chúng ta đã thông qua hng loạt
những quyết sách nhằm tăng cờng bảo vệ thiên nhiên v một
số đối tợng nớc lớn.
Trong Chiến lợc ton cầu bảo vệ thiên nhiên thông qua
tại Đại hội đồng Liên minh Quốc tế về Bảo vệ Tự nhiên v Ti
nguyên Thiên nhiên, khóa 14, năm 1979 đã nêu: Mỗi dân tộc
v mỗi vùng trên thế giới cần tuyên bố công khai ở cấp cao nhất
chấp nhận những nghĩa vụ về bảo vệ thiên nhiên. Những nghĩa
vụ đó cần phải bao gồm việc đảm bảo phát triển chiến lợc quốc
gia hoặc khu vực về bảo vệ thiên nhiên v chơng trình thực
hiện nó. Một cách lý tởng, những nghĩa vụ về bảo vệ thiên
nhiên cần đợc đa vo hiến pháp quốc gia của đất nớc. Điều
ny đã phản ánh tại điều 18, Hiến pháp Liên Xô, trong đó viết:
Vì quyền lợi của các thế hệ hôm nay v tơng lai, ở Li
ên Xô
chấp nhận những biện pháp cần thiết để bảo vệ v sử dụng hợp
lý, có căn cứ khoa học đất v lòng đất, ti nguyên nớc, giới thực
vật v động vật, để gìn giữ sự trong sạch của không khí v nớc,
đảm bảo tái tạo của cải tự nhiên v cải thiện môi trờng xung
quanh con ngời. Tại điều 67, Hiến pháp Liên Xô đã ghi: Công
dân Liên Xô có trách nhiệm gìn giữ thiên nhiên, bảo vệ của cải
tự nhiên.
ở Liên Xô việc bảo vệ thiên nhiên l một bộ phận của chính
sách quốc gia, còn những biện pháp bảo vệ thiên nhiên l bộ
phận cấu thnh trong các kế hoạch nh nớc. Tuy nhiên, nếu
nh ở cấp độ lập pháp quốc gia, thái độ đối với các vấn đề bảo vệ
ti nguyên nớc đã đợc đề cao thích đáng, thì các cơ quan thực
thi không hiếm khi còn cha có những biện pháp cần thiết về
bảo vệ nớc khỏi ô nhiễm v cạn kiệt, để cho nảy sinh những
vấn đề nổi cộm nh về các biển Aral, Azov v Kaspi, các hồ Bai
can v Ladoga, lu vực sông Vonga v nhiều đối tợng nớc địa
phơng khác.
1.2. Ti nguyên nớc của Liên Xô
Khái niệm ti nguyên nớc bao gồm mọi loại nớc
ở trạng
thái tự do (không liên kết hóa học) của hnh tinh chúng ta:
nớc mặt v nớc ngầm, ẩm lợng trong đất, nớc băng h, hồ,
thủy vực nhân tạo đợc nhân loại sử dụng hay có thể sử dụng
với mức độ phát triển hiện có của lực lợng sản xuất.
Hiện nay, ti nguyên nớc chính ở nớc
ta l nớc ngọt mặt
v ngầm, có thể khai thác đợc.
Về ti nguyên nớc, nớc ta chiếm vị trí thứ nhất trên thế
giới. Tại Liên Xô, tổng trữ lợng nớc ngọt (không tính nớc
ngầm) đợc đánh giá cỡ 45.000 km
3
, ngoi ra, hng năm lại tái
tạo (tổng dòng chảy sông) khoảng 4.720 km
3
, trong đó 333 km
3
xâm nhập từ các nớc láng giềng. Tính trên một đầu ngời của
Liên Xô có 17,5 ngn m
3
nớc một năm, gần gấp đôi nhu cầu
dùng nớc trung bình ton cầu. Sự phân bố ti nguyên nớc
theo lãnh thổ nớc ta (theo vùng kinh tế) dẫn trong bảng 1.1.
Theo thể tích dòng chảy sông ngòi, Liên Xô nằm vo nhóm
các nớc
lớn trên thế giới, tuy nhiên, chỉ số đảm bảo nớc riêng
(trên một đơn vị diện tích) của lãnh thổ nớc ta thấp hơn 1,5 lần
so với trung bình
các nớc trên Trái Đất. Suất đảm bảo nớc
241 242
riêng lãnh thổ Liên Xô đợc ớc lợng 6 l/(s.km
2
), nếu tính trên
một đầu ngời thì trung bình có 55 m
3
/ngy. Phân bố ti
nguyên nớc mặt trên lãnh thổ Liên Xô rất không đồng đều.
Hơn 64 % thuộc về các lu vực Bắc Băng Dơng, 22 % - các lu
vực Thái Bình Dơng v hơn 13 % - các lu vực Đại Tây Dơng,
biển Kaspi v Azov. Trên phần châu Âu của Liên Xô, lãnh thổ
đông dân nhất của đất nớc, chỉ có khoảng 1/4 ti nguyên nớc.
Bảng 1.1. Ti nguyên nớc các vùng kinh tế ở Liên Xô năm 1980
Ti nguyên nớc (km
3
/năm)
Vùng kinh tế
Diện tích
(ngn km
2
)
Hình thnh tại chỗ Tổng
Phía bắc 1466,3 494 511,6
Tây bắc 196,5 47,7 89,4
Trung tâm 485,1 88,6 112,6
Trung tâm - hắc thổ 167,7 16,1 21,0
Vonga - Viaski 263,3 47,8 151,8
Cận Vonga 536,4 31,5 270
Bắc Capcazơ 355,1 44,0 69,3
Ural 824,0 122,7 129
Tây Xibia 2427,2 513 585
Đông Xibia 4122,8 1097 1132
Viễn Đông 6215,9 1538 1812
Cận Ban Tích 189,1 41,6 70,9
Bạch Nga 207,6 34,1 55,8
Tây nam 269,4 39,2 77,0
Phía nam 113,4 1,97 193,8
Đonhesk - Cận Đnhiep 220,9 11,2 65,9
Zacapcazơ 186,1 67,3 77,7
Kazacstan 2717,3 69,4 125,4
Trung á
1227,1 106,7 131,0
Monđavia 33,7 1,31 12,7
Bảng 1.2. Phân bố dòng chảy trung bình nhiều năm theo mùa
Dòng chảy mùa, % của dòng chảy
năm
Vùng
Xuân Hè - thu Đông
Phía nam Zavolja, cận Ural, phía
bắc v Trung tâm Kazacstan
90-95 4-8 1-2
Đông Xibia 70-80 15-25 5
Phía bắc phần châu Âu Liên Xô v
Cận Ban Tích
55-65 25-35 10-20
Tây v tây nam phần châu Âu Liên
Xô
30-50 30-35 20-35
Tây Xibia 45-55 35-45 10
Cực bắc v đông bắc Xiabia 40-50 45-55 5
Viễn Đông, Camtraka, Zabaican 30-40 55-65 5
Nh vậy, các vùng tây bắc, bắc v đông l những vùng đợc
đảm bảo nhất về mặt ti nguyên nớc, tỷ phần của các vùng đó
bằng gần một nửa lãnh thổ Liên bang v gần 80 % ton bộ ti
nguyên nớc. Trong phơng diện kinh tế, các vùng ny l
những vùng kém phát triển v ít dân c hơn.
Tổng dòng chảy của các sông lớn hay nhóm sông Liên Xô
trải qua nhiều năm không biến đổi đáng kể. Sự phân bố dòng
chảy theo mùa đặc trng bởi tỷ lệ khá ổn định so với dòng chảy
năm (bảng 1.2).
Với mục đích thoả mãn mọi nhu cầu về nớc của các lĩnh
vực
kinh tế quốc dân khác nhau, đặc biệt l ở các lu vực sông,
nơi sự phân bố nớc trong năm không đồng đều, ngời ta đã xây
dựng các hồ chứa. Chúng phục vụ cho việc điều tiết dòng chảy,
sử dụng cho thủy năng, tới, chống ngập v các mục đích khác.
Trong các hồ tập trung phần lớn trữ lợng nớc ngọt của
đất nớc. Tại Liên Xô thống kê đợc gần 3 triệu hồ, trong đó 95
243 244
% l hồ nớc ngọt. Tổng diện tích mặt hồ bằng gần 500 ngn
km
2
, hay khoảng 2 % lãnh thổ đất nớc. Chủ yếu l các thủy
vực không lớn.
Khi sử dụng ti nguyên nớc hồ, nhất thiết phải tính đến
các đặc điểm chế độ của nó: nớc hồ thuộc loại ti nguyên chậm
tái tạo. Trung bình đối với hồ lớn, tỷ phần nớc tái tạo hng
năm chỉ bằng 1,5 % tổng trữ lợng, mặc dù chỉ số ny biến đổi
trong phạm vi khá rộng. Thật vậy, đối với Baican nó chiếm 0,3
%, còn đối với hồ Chuđski v Pskovski gộp lại l 57 %. Ngoi ra,
cần tính đến một đặc điểm nữa của hồ - khả năng tích tụ của
chúng. Do xói lở v phát thải nớc thải vo hồ diễn ra sự lắng
đọng v tích tụ các sản phẩm khác nhau. Kết quả l hồ bị ô
nhiễm, thay đổi chế độ của chúng.
Cng ngy nớc ngầm cng khẳng định ý nghĩa kinh tế
nớc to lớn của nó. Theo số liệu của N. N. Phavorin, hng năm
trữ lợng nớc ngầm tái tạo ở nớc ta không lớn lắm - gần 900
km
2
v phân bố theo lãnh thổ rất không đồng đều. Tổng trữ
lợng nớc ngầm khai thác trên lãnh thổ Liên Xô bằng gần
7000 m
3
/s (biểu thị bằng công suất khai thác trong một đơn vị
thời gian).
Hiện nay, thể tích nớc ngầm sử dụng ở Liên Xô
đạt 5 6 %
trữ lợng dự báo. Khi sử dụng nớc ngầm, cần phải theo dõi tới
việc khai thác đúng đắn, không để cho sản lợng các giếng
khoan giảm đột ngột, sự hạ thấp mực nớc trong nó, sự thay đổi
thnh phần chất lợng, không để cho tạo thnh các phễu mặt
nớc - những hiện tợng ảnh hởng xấu đến việc cung ứng nớc
cho ton bộ lãnh thổ lân cận.
Vì nớc ngầm trong nhiều vùng l nguồn nuôi dỡng các
sông, nên khai thác nớc ngầm tất nhiên ảnh hởng tới chế độ
nớc mặt. Tất cả điều đó cần phải tính đến v phải khai thác
các
mặt nớc ngầm một cách đúng đắn.
Thông tin về trạng thái số lợng v chất lợng nớc tự
nhiên cần thiết để cho các chuyên gia thủy văn có thể nhận
đợc trong các ấn phẩm chuyên ngnh của Thủy bạ Quốc gia.
Trong các ấn phẩm ny đã tập trung mọi thông tin về chế độ
nớc mặt v nớc ngầm, cũng nh các dữ liệu về sử dụng chúng
bởi các ngnh kinh tế quốc dân khác nhau.
Nh vậy, những ấn phẩm của Thủy bạ Quốc gia cho phép
không chỉ thống nhất các thông tin
đợc tích luỹ về chế độ thủy
văn của đối tợng nớc, m còn sử dụng nó cho việc sử dụng
hợp lý, có kế hoạch v bảo vệ ti nguyên nớc.
Các thông tin thủy bạ về chế độ của các đối tợng nớc cho
phép:
- đa ra những quyết định về cải tạo việc sử dụng nớc v
bảo vệ ti nguyên nớc ở các tổ hợp sản xuất đang hoạt động, ở
các thnh phố v vùng nông thôn;
- lập v hiệu chỉnh các cán cân kinh tế nớc nh l các
những bộ phận riêng biệt của lu vực sông, cũng nh đối với
ton lu vực nói chung;
- đánh giá ảnh hởng của các dạng hoạt động kinh tế khác
nhau tới chế độ thủy văn của các đối tợng nớc;
- dự báo việc sử dụng ti nguyên nớc có tính đến mối
tơng tác của các nhân tố khác nhau.
1.3. Những đối tợng sử dụng nớc chính
Theo mức độ phát triển của mình, nhân loại tiêu thụ nớc
ngy cng nhiều để thoả mãn những nhu cầu đa dạng: cấp nớc
sinh hoạt, công nghiệp, sản xuất điện năng, tới tiêu đất đai,
giao thông, ng nghiệp v.v Không có một lĩnh vực no của
kinh tế quốc dân m không sử dụng nớc.
245 246
So sánh sự tăng trởng dân số, sự phát triển của một số
lĩnh vực công nghiệp v sự tăng nhu cầu dùng nớc trong nền
kinh tế quốc dân của Liên Xô
cho thấy rằng, từ năm 1960 đến
1980 tổng lợng tiêu thụ nớc đã tăng hai lần. Trong những
năm tới đây, nhu cầu đầy đủ hng năm của nền kinh tế quốc
dân Liên Xô về ti nguyên nớc sẽ bằng khoảng 500 km
3
, còn
trong một tơng lai xa hơn sẽ l 700800 km
3
.
Hiện nay, đối với ton cầu, vấn đề đảm bảo nớc sạch cho
nhân loại đang trở thanh vấn đề cơ bản, bởi vì ti nguyên nớc
ngọt hiện có ở nhiều khu vực tỏ ra không đủ để thoả mãn những
nhu cầu của dân c đang tăng nhanh, công nghiệp v kinh tế
nông nghiệp đang phát triển mạnh mẽ.
Để sử dụng hợp lý ti nguyên nớc, trớc hết phải biết cần
lợng nớc bằng bao nhiêu để thoả mãn tất cả các đối tợng
dùng nớc không chỉ ở ngy hôm nay m còn cả trong tơng lai.
Tất cả các lĩnh vực kinh tế xét theo quan hệ đối với ti
nguyên nớc đợc phân chia thnh: những ngời tiêu dùng
nớc v những ngời sử dụng nớc.
Những ngời tiêu dùng nớc lấy nớc trực tiếp từ nguồn,
sử dụng để chế tạo sản phẩm công nghiệp v nông nghiệp hoặc
các nhu cầu sinh hoạt của c dân, sau đó hon trả vo đối tợng
nớc, nhng ở một nơi khác, với số lợng ít hơn v chất lợng
khác đi.
Những ngời sử dụng nớc không
trực tiếp lấy nớc từ
nguồn m sử dụng nớc nh l môi trờng (giao thông thủy,
nghề cá, thể thao ) hay nh l nguồn năng lợng (trạm thủy
năng). Tuy nhiên, họ cũng có thể lm thay đổi chất lợng nớc
(ví dụ nh giao thông thủy).
Cần lu ý rằng, với việc sử dụng ti nguyên nớc một cách
tổng hợp hiện nay, thì ranh giới giữa các nh tiêu dùng nớc v
các nh sử dụng nớc bị lu mờ. Thí dụ, khi xây dựng các hồ
chứa lớn để sản xuất điện năng, không chỉ chế độ thủy văn v
chất lợng nớc thay đổi về căn bản, m còn diễn ra sự gia tăng
tổn thất nớc do bốc hơi, tức bản thân hồ chứa đóng vai l nh
tiêu dùng nớc.
Do đó, khi xem xét ảnh hởng của các dạng hoạt động kinh
tế khác nhau tới những biến đổi số lợng v chất lợng ti
nguyên nớc, hợp lý nhất l sử dụng thuật ngữ nh dùng
nớc.
Sử dụng nớc, tùy thuộc vo mục đích, có thể phân thnh
sử dụng lm nớc uống, công
cộng, nông nghiệp, công nghiệp,
giao thông v.v
Để đảm bảo nớc cho các nh sử dụng cần có một tổ hợp
công trình kỹ thuật thủy đặc thù - hệ thống cấp nớc.
Nét đặc trng của nửa cuối thế kỷ XX l nhu cầu dùng
nớc ngy cng tăng ở tất cả các nớc trên thế giới. Trong bảng
1.3 trình by tỷ phần sử dụng nớc trong các lĩnh vực sử dụng
nớc chính so với tổng lợng tiêu dùng nớc trong nớc.
Chúng ta sẽ xem xét chi tiết hơn về các dạng sử dụng nớc.
Bảng 1.3. Sử dụng nớc trong các nhóm dùng nớc chính, % so với tổng nhu cầu
Nhóm nh sử dụng Liên Xô Mỹ Pháp Phần Lan
Nông nghiệp 52 49 51 10
Công nghiệp 39 41 37 80
Công cộng 9 10 12 10
Cung cấp nớc cho c dân liên quan tới việc sử dụng
nớc để uống v các nhu cầu sinh hoạt - công cộng. Nhu cầu
sinh hoạt - công cộng bao gồm hệ thống cấp nớc tập trung để
đảm bảo hoạt động bình thờng của các xí nghiệp phục vụ công
247 248
cộng, rửa đờng phố, tới cây, chống cháy v.v Tổng thể tích
nớc sử dụng cho nhu cầu dân c đợc xác định bằng lợng tiêu
thụ riêng riêng v dân số. Lợng tiêu thụ riêng đợc tính nh l
thể tích nớc ngy bằng lít trên một đầu ngời ở thnh phố hay
lng quê. Các giá trị lợng tiêu thụ riêng thay đổi trong một
phạm vi khá rộng: từ 200-600 l/ ngy một ngời ở thnh phố
đến 100-200 l/ ngy một ngời ở nông thôn, khi thiếu đờng
dẫn nớc chỉ có 30-50 l/ngy một ngời. Lợng tiêu thụ nớc
riêng ở thnh phố phụ thuộc vo mức sống (sự hiện diện của
đờng ống nớc, kênh dẫn, cấp nớc nóng tập trung v.v ) tơng
ứng với các chuẩn mực hiện hnh (bảng 1.4).
Bảng 1.4. Tiêu chuẩn dùng nớc uống tại các điểm c dân ở Liên Xô
(l/ ngy cho 1 ngời)
Tiêu cuẩn dùng nớc Hệ số bất đồng đều
Mức độ cơ sở vật chất
Trung bình
Cực đại K ngy K giờ
Đờng dẫn, kênh dẫn,
cấp nớc nóng tập trung
275-400 300-420 1,09-1,05 1,25-1,20
Đờng dẫn, kênh dẫn, có
nh tắm công cộng
180-250 200-250 1,11-1,09 1,30-1,25
Đờng dẫn, kênh dẫn,
không có nh tắm
125-150 140-170 1,12-1,13 1,50-1,40
Không đờng dẫn v
không kênh dẫn
30-50 40-60 1,33-1,20 2,00-1,80
ở các thnh phố lớn mức sống cao trên Trái Đất hiện nay
lợng tiêu thụ nớc riêng l: Matxcơva v New York - 600 l/
ngy một ngời, Pari v Lêningrat - 500, Luân đôn - 263 l/
ngy một ngời (Belitrenco, Svexov, 1986).
Sự tăng trởng liên tục nhu cầu dùng nớc liên quan tới
tăng trởng dân số trên Trái Đất cũng nh sự tăng trởng phúc
lợi vật chất ở các thnh phố v lng mạc. Thí dụ, nếu nh từ
năm 1900 đến 1950 nhu cầu dùng nớc
tăng ba lần, thì từ 1950
đến 2000 tăng hơn bảy lần [2]. Tổng nhu cầu dùng nớc nói
chung trên địa cầu vo năm 1970 l 120 km
3
nớc.
Tổng lu lợng nớc (l/s) để đảm bảo những nhu cầu nớc
uống có thể xác định theo công thức:
3
10.4,86
ng
KNqK
Q =
, (1.1)
với
N dân số trong tơng lai; q chuẩn nhu cầu dùng nớc
trung bình ngy, l;
n
K hệ số bất đồng đều ngy;
g
K hệ số
bất đồng đều theo giờ.
Để đặc trng định lợng về sử dụng ti nguyên nớc, điều
quan trọng l cần biết không chỉ tổng thể tích lấy nớc, m cả
lợng tiêu thụ nớc không hon lại. Lợng tiêu thụ nớc không
hon lại thờng đợc tính bằng % của thể tích đợc cấp v phụ
thuộc vo những điều kiện địa lý tự nhiên địa phơng.
Trong điều kiện sự sử dụng nớc của dân c, phần lớn nớc
sau khi sử dụng sẽ hon trả vo mạng lới thủy văn dới dạng
nớc thải, phần còn lại tiêu phí cho bốc hơi (tổn thất không
hon lại).
Tại Mỹ v Liên Xô, tỷ phần tiêu thụ nớc không hon lại
bằng 10-20 % thể tích nớc cấp, ở các nớc Tây
Âu l 5-10 %.
Khi bảo đảm nớc cho c dân nông thôn, tỷ phần nớc tiêu thụ
không hon lại cao hơn nhiều (20-40 % thể tích cấp) v phụ
thuộc cả vo thể tích của nó cũng nh vo các điều kiện khí
hậu, sự hiện diện hệ thống kênh v.v
Về tổng thể, đối với Trái Đất, thể tích tiêu thụ nớc không
hon lại, ví dụ, năm 1970 đợc ớc lợng bằng 20 km
3
, tức
khoảng 17 % tổng lợng cấp cho các mục đích ny [1].
Cung cấp nớc cho công nghiệp. Nhu cầu nớc của
249 250
công nghiệp dao động trong một phạm vi rộng v phụ thuộc
không chỉ vo lĩnh vực, m còn vo công nghệ của quá trình sản
xuất đang sử dụng, vo hệ thống cấp nớc (thải thẳng hay quay
vòng), các điều kiện khí hậu v.v
Trong hệ thống cấp nớc cho xí nghiệp kiểu thải thẳng,
nớc từ nguồn đợc đa tới các đối tợng dùng riêng biệt của tổ
hợp sản xuất, đợc sử dụng trong quá trình sản xuất sản phẩm,
sau đó theo các tuyến kênh đi vo những hệ thống lm sạch,
cuối cùng thải vo sông suối hoặc thủy vực ở một khoảng cách
phù hợp cách nơi lấy nớc. Với hệ thống cấp nớc thải thẳng,
thì lợng nớc bị tiêu thụ lớn hơn, tuy nhiên lợng tiêu thụ
không hon lại nhỏ.
Trong hệ thống cấp nớc kiểu quay vòng, nớc thải sau khi
lm sạch, không phát thải vo thủy vực, m dùng lại nhiều lần
trong quá trình sản xuất, đợc tái sinh sau mỗi chu kỳ sản
xuất. Lu lợng nớc trong sơ đồ cấp nớc kiểu ny không lớn
v đợc xác định bằng lu lợng cần thiết để bổ sung nhu cầu
dùng nớc không hon lại trong quá trình sản xuất v tái sinh,
cũng nh
thay thế tuần hon nớc trong các chu trình quay
vòng. Thí dụ, nếu trạm nhiệt điện công suất 1 triệu kW, với chế
độ cấp nớc thải thẳng, hng năm tiêu thụ 1,5 km
3
nớc, thì với
hệ thống cấp nớc quay vòng chỉ cần 0,12 km
3
, tức 13 lần ít hơn.
Sự phụ thuộc của thể tích tiêu thụ nớc công nghiệp vo
các điều kiện khí hậu nh sau: thông thờng, những xí nghiệp
cùng một ngnh phân bố ở các vùng phía bắc tiêu thụ nớc ít
hơn nhiều so với các xí nghiệp phân bố ở các vùng phía nam với
nhiệt độ không khí cao.
Để đánh giá thể tích tiêu thụ nớc công nghiệp, ngời ta sử
dụng khái niệm dung tích sản xuất. Dung tích sản xuất - đó l
lợng nớc (m
3
) cần để sản xuất một tấn thnh phẩm. Dung
tích sản xuất của một số dạng sản xuất khác nhau dao động
trong một phạm vi rộng (m
3
/s):
Khai thác v lm giu quặng: 2 - 4
Sản xuất:
Cán thép 10 - 15
Gang 40 - 50
Xelulo 400 - 500
Tơ 1000 - 1100
Sợi hóa học 2000 - 3000
Tuy nhiên, nh sử dụng nớc chính trong công nghiệp l
ngnh nhiệt điện, nó đòi hỏi một lợng nớc khổng lồ để lm
nguội hệ thống. Nhu cầu dùng nớc của trạm phát điện nguyên
tử còn lớn hơn nhiều (1,5-2 lần lớn hơn so với những nh máy
nhiệt điện).
Thế kỷ XX đặc trng bởi sự gia tăng sử dụng nớc công
nghiệp ngy cng nhanh. Thí dụ, nếu năm 1900 trên ton thế
giới đã sử dụng 30 km
3
nớc cho các nhu cầu công nghiệp, thì
năm 1950 đã l 190 km
3
, năm 1970 - 510 km
3
, còn tới năm 2000
ớc tính tiêu thụ 1900 km
3
nớc! Điều ny đợc giải thích l do
tốc độ tăng trởng sản xuất công nghiệp nhanh ở tất cả các
nớc, cũng nh xuất hiện những ngnh sản xuất mới với hm
lợng nớc cực lớn, nh công nghiệp xelulo - giấy v cong
nghiệp hóa dầu, nhiệt điện, tỷ phần của các ngnh đó chiếm 80-
90 % ton bộ lợng nớc cấp công nghiệp. Tuy nhiên, lợng tiêu
thụ nớc không hon lại trong công nghiệp không lớn v bằng
5-10 % tổng thể tích nớc cấp, trong ngnh nhiệt điện còn nhỏ
hơn nữa - 0,5-2 %.
Nhu cầu dùng nớc nông nghiệp. Ngnh nông nghiệp
hiện nay l một trong các nh dùng nớc chính, liên quan trớc
251 252
hết tới sự tăng diện tích đất tới. Sự phát triển của nó l do sự
tất yếu phải đảm bảo sản phẩm dinh dỡng cho nhân loại. Mặc
dù hiện nay không quá 15 % diện tích tất cả đất nông nghiệp
đợc tới nớc, nhng tỷ phần sản phẩm nông nghiệp từ đất
đợc tới lại chiếm tới hơn 50 % ton sản phẩm về giá trị. Trong
điều kiện nhịp độ gia tăng dân số nhanh v sự thiếu thực phẩm
trầm trọng, tác động tới 2/3 c dân của Trái Đất, thì công tác
tới đất canh tác có một vai trò ngy cng to lớn để tăng ngnh
nông nghiệp.
Diện tích đất đợc tới trên thế giới không ngừng tăng: nếu
vo đầu thế kỷ XX bằng 40 triệu ha, thì đến năm 1970 đã l 235
triệu ha, tức tăng 6 lần, còn con số dự báo cho năm 2000 l 420
triệu ha.
Tổng chi phí nớc cho tới đất phụ thuộc vo diện tích đất
đợc tới, lợng tiêu thụ riêng, dạng cây nông nghiệp v lợng
nớc hon lại. Lợng tiêu thụ riêng đợc biểu diễn bằng m
3
nớc bị chi phí để tới 1 ha đất.
ở nớc ta, đối với những loại cây trồng chính ngời ta chấp
nhận những mức tới giới hạn nh sau:
Cây trồng Hệ thống tới (m
3
/ha)
Bông 5000 - 8000
Củ cải đờng 2500 - 6000
Cây lấy hạt 1500 - 3500
Cỏ lâu năm 2000 - 8000
Lúa 8000 - 15000
Lợng tiêu thụ nớc riêng v lợng nớc hon lại phụ
thuộc vo các điều kiện địa lý tự nhiên của vùng, thnh phần
cây trồng nông nghiệp, tình trạng kỹ thuật của hệ thống tới v
phơng pháp tới đang sử dụng. Lợng nớc hon lại đợc biểu
thị bằng % lợng nớc cấp phát.
Lợng tiêu phí nớc không hon lại khi tới (do bốc hơi)
đạt những giá trị rất lớn. Theo số liệu của một số tác giả, lợng
đó dao động từ 20 đến 60 % lợng nớc cấp phát.
Tổng thể tích nớc sử dụng ở nớc ta cho tới l 136
km
3
/năm, tức tơng ứng 57 % tổng tiêu thụ nớc, hoặc 75 %
lợng tiêu thụ nớc nông nghiệp.
Tổng lợng tiêu thụ nớc nông nghiệp trên thế giới liên tục
tăng: đầu thế kỷ l 350 km
3
/năm, năm 1970 - 1900 km
3
/năm v
đến năm 2000 sẽ l 3400 km
3
/năm.
Hồ chứa. Việc xây dựng hồ chứa dẫn đến thay đổi về căn
bản sự phân bố dòng chảy sông ngòi theo thời gian, lm tăng ti
nguyên nớc của vùng trong thời kỳ tới hạn v trong các năm ít
nớc. Đồng thời, do lm ngập những lãnh thổ lớn, hồ chứa lm
tăng một cách đáng kể sự bốc hơi từ mặt nớc (đặc biệt l ở các
vùng thiếu ẩm) v dẫn tới lm giảm ti nguyên nớc tổng cộng
của vùng. Trong trờng hợp ny, hồ chứa đóng vai trò nh l
một nh dùng nớc. Số hồ chứa ở nớc ta, cũng nh trên khắp
thế giới, không ngừng tăng. Đến nay, ở những vùng khác nhau
của Liên Xô đã xây dựng gần 1000 hồ chứa với thể tích hơn 1
triệu m
3
mỗi hồ. Tỏng diện tích mặt nớc các hồ chứa ở Liên Xô
vợt quá 65 ngn km
2
.
Lợng tổn thất bổ sung do bốc hơi khi xây dựng hồ chứa
đợc tính bằng hiệu giữa các giá trị bốc hơi từ mặt nớc hồ chứa
v từ lãnh thổ tơng ứng trớc khi ngập nớc. Thí dụ, đối với ba
hồ chứa lớn ở nớc ta, đã nhận đợc các giá trị tổn thất nớc bổ
sung sau đây do bốc hơi hng năm:
253 254
Hồ chứa Tổn thất nớc, km
3
Kuibsev 1,2
Vongagrad 1,1
Buktamin 1,5
Sự tăng số lợng các hồ chứa v sự tăng tơng ứng diện
tích mặt nớc của chúng dẫn lm tăng liên tụclợng tổn thất
nớc do bốc hơi (nhu cầu dùng nớc của hồ chứa). Về diễn biến
các lợng tổn thất ny ở Liên Xô v Hoa Kỳ đợc dẫn trong
bảng 1.5.
Bảng 1.5. Tổn thất nớc (km
3
/năm) do bốc hơi từ bề mặt hồ chứa
Nớc 1940 1950 1970 2000
Liên Xô 0,5 2,0 14,0 22,0
Mỹ 1,0 2,0 133,0 25,0
Tiêu thụ nớc bởi các hồ chứa đối với ton Trái Đất đợc
ớc lợng: năm 1970 bằng 70 km
3
, năm 2000 bằng 240 km
3
.
Nhu cầu dùng nớc tổng cộng. Vì nguồn bảo đảm nớc
chính cho nhiều nhu cầu của nhân loại l nớc mặt, chủ yếu l
ti nguyên nớc tái tạo, tức dòng nớc sông, nên việc so sánh
các lợng tiêu thụ hiện tại v tơng lai với tổng dòng chảy sông
sẽ cho chúng ta những thông tin lý thú.
ở nớc ta, tổng dòng chảy năm của các sông ngòi đợc ớc
lợng l 4720 km
3
, nhu cầu dùng nớc tổng cộng vo giữa
những năm 80 bằng 335 km
3
v đến năm 2000 l 800 km
3
(Belitrenko, Svexov, 1986). So sánh các ti nguyên hiện có v
thể tích nhu cầu dùng nớc cho thấy rằng, hiện nay chúng ta
đang tiêu thụ khoảng 7 % dòng chảy sông ngòi mỗi năm, còn tới
năm 2000 chúng ta sẽ tiêu thụ 17 %. Đối với ton Trái Đất
những giá trị ny cũng có cỡ tơng tự nh vậy (bảng4.6).
Bảng 1.6. Dòng chảy năm tổng cộng v nhu cầu dùng nớc
Nhu cầu dùng nớc, % của dòng chảy
đầy đủ
không
hon lại
đầy đủ
không
hon lại
Lục địa
Dòng chảy
năm tổng
cộng km
3
1970 2000
Lục địa á - Âu
Âu 3210 10,0 3,1 23,0 7.5
á
14410 10,4 7,6 22,7 13,9
Châu Phi 4570 2,8 2,2 3,3 5,5
Bắc Mỹ 8200 6,6 2,0 15,8 3,4
Nam Mỹ 11760 0,6 0,4 2,6 1,1
Ôstralia (cả châu Đại
dơng)
2390 1,0 0,5 2,5 1,2
Ton Trái Đất 44540 5,8 3,4 13,0 5,7
1.4. Những biến đổi định lợng v định tính của ti nguyên
nớc do ảnh hởng hoạt động kinh tế
Chất lợng nớc bị chi phối bởi các nhân tố tự nhiên cũng
nh nhân sinh.
Kết quả sử dụng mạnh mẽ ti nguyên nớc
không chỉ
lm thay đổi lợng nớc dùng cho một lĩnh vực hoạt
động kinh tế no đó, m còn lm thay đổi các thnh phần cán
cân nớc, chế độ thủy văn của đối tợng nớc v cái chính nhất
l thay đổi chất lợng nớc. Điều đó đợc giải thích l do đa số
sông ngòi v hồ đồng thời vừa l nguồn cấp nớc, vừa l nơi tiếp
nhận các dòng chảy thải sinh hoạt - công cộng, công nghiệp v
nông nghiệp.
Điều ny dẫn đến những vùng đông dân trên địa
cầu hiện nay không còn những hệ thống sông lớn với chế độ
255 256
thủy văn v thnh phần hóa học tự nhiên, không bị phá hủy bởi
hoạt động nhân sinh.
Những dạng hoạt động kinh tế chủ yếu, gây ảnh hởng lớn
nhất đến những biến đổi định lợng v định tính ti nguyên
nớc l: nhu cầu dùng nớc cho công nghiệp v nhu cầu công
cộng, phát thải nớc thải, chuyển đổi dòng chảy, đô thị hóa,
thnh lập hồ chứa, tới v lm ngập đất khô, tiêu, các biện
pháp nông lâm nghiệp v.v Trong đó, trên mỗi đoạn trữ nớc,
đồng thời có thể tác động nếu không phải l tất cả thì cũng số
nhiều trong các nhân tố kể trên. Do đó, khi kế hoạch hóa kinh
tế
nớc v điều tiết chất lợng nớc, cần tính đến ảnh hởng
của từng nhân tố trong số đó một cách riêng biệt v một cách
tổng thể. Khi xem xét mỗi nhân tố, chúng ta động chạm tới hai
vấn đề: thay đổi chế độ thủy văn v thể tích dòng chảy v sự
thay đổi chất lợng ti nguyên nớc. Do các tác động nhân sinh,
nớc tự nhiên bị ô nhiễm, tức thnh phần v tính chất của nó bị
thay đổi, lm giảm chất lợng nớc để sử dụng. Nguy hiểm nhất
đối với nớc tự nhiên v sinh vật l những chất thải phóng xạ.
Nớc ô nhiễm có thể trở nên vô dụng đối với những ngời sử
dụng nớc nhất định. Cho nên, vì sao khi đánh giá ảnh hởng
của hoạt động kinh tế tới ti nguyên nớc, cần phải tính đến
không chỉ những biến đổi
về lợng của nó m cả về chất.
Công nghiệp. Đặc điểm sử dụng nớc trong công nghiệp l
ở chỗ phần lớn nớc sau khi sử dụng trong quá trình sản xuất
đợc trả lại vo sông ngòi v hồ ở dạng nớc thải. Nhu cầu dùng
nớc không hon lại chiếm phần không lớn trong nớc dùng (5-
10 %) v không thể ảnh đáng kể tới sự thay đổi về lợng ti
nguyên nớc các khu vực lớn. Nhng chất lợng nớc ở nguồn
do ảnh hởng của dòng chảy công nghiệp biến đổi rất mạnh, tức
phát thải nớc thải dẫn tới ô nhiễm sông suối v thủy vực.
Lợng nớc
v thnh phần chất ô nhiễm trong nớc thải
công nghiệp phụ thuộc vo dạng sản xuất, nguyên liệu, các sản
phẩm phụ tham gia vo
các quá trình công nghệ.
Ngoi ra, thnh phần nớc thải của một nh máy cụ thể
phụ thuộc vo công nghệ hiện dùng ở nh máy, vo dạng v sự
hon thiện của máy móc v.v Thnh phần nớc thải công
nghiệp rất đa dạng, v thậm chí đối với một v chỉ một ngnh
sản xuất, cũng dao động trong phạm vi vô cùng rộng lớn. Với sự
xuất hiện các ngnh công nghiệp mới (hóa dầu, tổng hợp chất
hữu cơ v.v ) sử dụng ngy cng nhiều các hợp chất hóa học
mới, dẫn đến tăng tiếp tục nớc thải công nghiệp v lm phức
tạp hóa thnh phần của chúng.
Lm nớc mặt bị ô nhiễm mạnh nhất l các ngnh công
nghiệp nh luyện kim, hóa học, giấy - xenlulô, chế biến dầu.
Những chất ô nhiễm chủ yếu trong nớc thải của các ngnh
công nghiệp ny l: dầu, phenol, kim loại mu, các hợp chất
phức tạp.
Theo kết quả quan trắc những năm gần đây, nớc
mặt ở nớc ta bị ô nhiễm bởi sản phẩm dầu trong 80 % các
trờng hợp, phenol - 60 %, kim loại nặng - 40 %.
Dầu v các sản phẩm dầu không phải l
thnh tố tự nhiên
của thnh phần nớc sông v thủy vực, cho nên sự xuất hiện
chúng trong các đối tợng nớc có thể coi l ô nhiễm. Sự có mặt
các sản phẩm dầu trong nớc đợc phản ánh ở sự phát triển của
trứng cá v cá bột, ở số lợng v thnh phần nguồn thức ăn
trong sông, ở chất lợng v sự thích hợp của thức ăn cho cá khai
thác.
Sự thnh tạo các mng váng trên mặt nớc lm giảm khả
năng tự lm sạch của thủy vực. Sự phân hủy sinh hóa các sản
phẩm dầu trong nớc mặt diễn ra rất chậm. Tốc độ ôxy hóa sinh
hóa phụ thuộc vo nhiều nhân tố: nhiệt độ nớc, sự có mặt của
ôxy v các dỡng chất, thnh phần hóa học của các sản phẩm
dầu phát thải, sự có mặt của các thực vật bậc cao trong nớc
257 258
v.v Tuy nhiên, thậm chí trong các điều kiện thuận lợi, sự phân
hủy dầu dạng lơ lửng v dạng ho tan trong nớc
(sự phân rã v
loại ra khỏi thủy vực) diễn ra không nhanh hơn 100-150 ngy.
Ô nhiễm nớc mặt bởi phenol (thờng l các dạng phenol
một nguyên tử dễ bay hơi, l dạng độc nhất trong nhóm hợp
chất ny) dẫn tới lm rối loạn những quá trình sinh học trong
các đối tợng nớc.
Do hoạt động của các xí nghiệp hóa chất, một lợng lớn các
hợp chất hữu cơ đa dạng về thnh phần v tính chất, trong số
đó có những chất từ trớc đến nay không tồn tại trong tự nhiên,
sẽ đi vo các thủy vực. Một phần các chất ny có hoạt tính sinh
học rất cao, rất ít chịu lm sạch sinh học v tác động của các tác
nhân vật lý,
tức l rất khó tách ra khỏi nớc thải. Trong số các
chất đó, các chất tẩy rửa tổng hợp có vị đặc biệt - đó l những
chất tẩy đang đợc sản xuất rất nhiều ở các nớc. Theo các
nghiên cứu ở Mỹ, đã xác định đợc rằng, việc sử dụng các chất
tẩy dẫn đến lm tăng mạnh hm lợng phôtpho trong các sông
ở Mỹ v điều đó gây nên phát triển mạnh thủy thực vật, đổi
mu nớc sông v thủy vực, cạn kiệt ôxy trong khối nớc. Đặc
điểm tiêu cực thứ hai của các chất tẩy l ở chỗ chúng rất cản trở
sự vận hnh của các công trình kênh dẫn, lm giảm các quá
trình kết vón trong khi lm sạch nớc ở các trạm dẫn nớc.
Nớc thải chứa nhiều đồng v kẽm gây tác động rất bất lợi
tới sông. Hm lợng đồng v kẽm trong các thủy vực cha ô
nhiễm không lớn v phụ thuộc vo các điều kiện địa lý tự nhiên
hình thnh nên thnh phần hóa học của nớc, dao động mùa
của nhiệt độ v chế độ thủy văn của sông. Hm lợng đồng
trong nớc tự nhiên bằng 1-10
g/l, kẽm - 1-30 g/l. Sự tăng
nồng độ các
chất ny trong nớc sông hay thủy vực dẫn tới lm
chậm quá trình tự lm sạch của nớc khỏi các hợp chất hữu cơ,
hủy hoại sự sống trong thủy vực. Tình hình cng nặng nề hơn
do chỗ đồng v kẽm không thể bị loại trừ hon ton ra khỏi
thủy vực, m chỉ thay đổi dạng tồn tại v tốc độ di chuyển của
chúng. Nh vậy, khi phát thải nớc có chứa các kim loại nặng
ny, cần biết rằng muốn giảm thấp nồng độ các chất ny chỉ có
một cách pha loãng.
Một dạng ô nhiễm công nghiệp đặc biệt đối với các thủy vực
l ô nhiễm nhiệt, do phát thải nớc nóng từ các hệ thống năng
lợng. Một lợng nhiệt lớn xâm nhập cùng nớc thải nóng vo
sông, hồ v các hồ chứa nhân tạo tác động mạnh tới chế độ nhiệt
v sinh học của thủy vực. Các quan trắc tiến hnh trong vùng
tác động của nớc nóng đã cho thấy rằng, trong vùng ny điều
kiện đẻ trứng của cá bị phá vỡ, động vật phù du có thể bị chết,
cá bị nhiễm khuẩn kí sinh nhiều hơn v.v
Cờng độ tác động của ô nhiễm nhiệt phụ thuộc vo nhiệt
độ đun nóng nớc. Đối với mùa hè, ngời ta đã phát hiện đợc
chuỗi tác động nhiệt độ cao đặc trng nh sau đối với các sinh
quần của các hồ v các thủy vực nhân tạo:
- với nhiệt độ dới 26
o
C không thấy tác động có hại;
- trong khoảng 26-30
o
C bắt đầu trạng thái ức chế hoạt
động sống của cá;
-
cao hơn 30
o
C quan sát thấy tác động có hại với sinh quần;
- với 34-36
o
C xuất hiện các điều kiện tử vong với cá v một
số loi khác.
Việc xây dựng một số hệ thống lm lạnh để phát thải nớc
của các nh máy nhiệt điện trong khi lu lợng nớc thải rất
lớn dẫn tới lm tăng quá nhiều giá thnh xây dựng v khai thác
các nh máy. Do đó, trong thời gian gần đây, ngời ta rất chú ý
nghiên cứu ảnh hởng của ô nhiễm nhiệt.
Nớc thải sinh hoạt - công cộng chiếm khoảng 20 %
259 260
tổng dòng thải vo các hồ chứa nớc mặt (70-80 % thuộc tỷ
phần nớc thải công nghiệp). Tuy nhiên, nếu nh thể tích nớc
thải công nghiệp v lợng chất ô nhiễm trong đó có thể lm
giảm (nhờ áp dụng hệ thống cấp nớc quay vòng, thay công
nghệ sản xuất), thì nớc thải sinh hoạt - công cộng thờng đặc
trng bởi sự tăng thể tích không ngừng, do tăng trởng dân số,
tăng tiêu thụ nớc, cải thiện điều kiện vệ sinh dịch tễ của đời
sống ở những thnh phố hiện đại v các điểm dân c.
Lợng chất ô nhiễm trong nớc thải sinh hoạt - công cộng
thờng khá ổn định (lợng các chất ô nhiễm trên một đầu
ngời), điều đó cho phép tính đợc lợng các chất ô nhiễm phát
thải tùy thuộc vo số dân, thể tích tiêu thụ nớc, điều kiện kinh
tế - xã hội v.v
Những chuẩn mực ô nhiễm trung bình tính cho một đầu
ngời đối với Liên Xô
dẫn trong bảng 1.7.
Bảng 1.7. Mức ô nhiễm cho phép của nớc thải công cộng trên 1 đầu ngời
Các chất chỉ thị v các chỉ tiêu Độ ô nhiễm , g/ngy
Các chất lơ lửng 65
Nitơ v các muối ammoni (N) 8
Các muối phôtphat (P
2
O
5
) 3,3
Phốt phát chứa tẩy rửa 1,6
Hợp chất Clo 9
Axít 5-7
Sự ổn định của thnh phần nớc thải công cộng cho phép ta
dự báo đợc chất lợng nớc trong thủy vực thu gom tùy thuộc
vo lợng nớc v chế độ thủy văn quy định khả năng nớc tự
lm sạch cũng nh lợng chất ô nhiễm do dân số quy định.
Hiện nay, thậm chí trên các sông lớn nằm phía dới những
thnh phố lớn vẫn quan sát thấy ô nhiễm mạnh, điều ny l do
các nớc thải công cộng có những tính chất đặc biệt - trong nó
có nhiều loi vi khuẩn (chủ yếu các loi ruột khoang). Nớc thải
sinh hoạt gây sự chú ý đặc biệt bởi những tính chất chứa khuẩn
của nó - có thể l nguyên nhân các bệnh viêm nhiễm.
Đô thị hóa. Đô thị hóa đợc hiểu l quá trình tập trung
dân c v lực lợng sản xuất ở các thnh phố.
Quá trình đô thị
hóa liên quan mật thiết với tăng trởng dân số v cách mạng
khoa học kỹ thuật. Nhịp độ của quá trình ny đã tăng đột ngột
ở nửa cuối thế kỷ XX. Bắt đầu từ năm 1950, tốc độ tăng dân c
thnh phố đã vợt trội tốc độ tăng trởng dân c nông thôn.
Thật vậy, nếu năm 1960 trong tổng dân số trên Trái Đất
gần 3
tỷ ngời, dân c thnh phố v nông thôn phân chia xấp xỉ theo
tỷ lệ 1 : 2, thì đến năm 2000 phần lớn dân c Trái Đất sẽ đợc
sống ở các thnh phố [2].
Sự tập trung dân c, công nghiệp, xây dựng trên các diện
tích hạn chế (ở những nớc phát triển, diện tích các thnh phố
v lng mạc kiểu thnh phố chiếm 5 % diện tích) dẫn tới sự
thay đổi tất cả những yếu tố của môi trờng tự nhiên: bầu
không khí, thảm thổ nhỡng v thực vật, nớc ngầm v nớc
mặt. Khi xét những biến đổi ti nguyên nớc trên một lãnh thổ
đô thị hóa, cần tách bạch hai vấn đề chính: 1) dới ảnh hởng
của những nhân tố no v chất lợng nớc mặt biến đổi ra sao;
2) cán cân nớc
v chế độ nớc sông ngòi đang biến đổi nh thế
no no (tức l xét những biến đổi về lợng v về chất của ti
nguyên nớc do ảnh hởng của đô thị hóa).
Sự biến đổi chất lợng nớc tự nhiên ở lãnh thổ đô thị hóa
bị chi phối bởi chỗ trong phạm vi thnh phố hình thnh một
lợng lớn nớc thải công nghiệp v công cộng, gia nhập vo các
đối tợng nớc, cũng nh vo nớc dới đất trong vnh đai
261 262
thnh phố hoặc ở lân cận. Ngoi ra, một lợng lớn các chất ô
nhiễm xâm nhập vo các nguồn nớc cùng với dòng chảy mặt từ
lãnh thổ thnh phố (còn gọi l nớc tới - rửa) v từ giáng thủy
khí quyển (dòng chảy ma ro).
Sự ảnh
hởng của nớc thải công nghiệp v nớc thải sinh
hoạt - công cộng đến chất lợng nớc đã đợc xem xét ở trên.
ảnh hởng của nớc ma v nớc tới - rửa đến chất lợng
nớc các thủy vực l rất lớn. Các loại nớc ny chứa nhiều chất
khoáng, tổng lợng các chất ô nhiễm trong đó ớc tính bằng 8-
15 % tổng lợng các chất xâm nhập cùng với nớc thải sinh hoạt
- công cộng từ cùng một lãnh thổ (Belitrenco, Svetxov, 1976).
ảnh hởng đồng thời của nớc thải công nghiệp, nớc thải
sinh hoạt - công cộng, nớc ma ro v nớc rửa dẫn đến những
biến đổi căn bản về thnh phần nớc tự nhiên trên lãnh thổ đô
thị hóa: tăng nồng độ các chất hữu cơ hòa tan v các chất dinh
dỡng; giảm mạnh hm lợng ôxy hòa tan; chất ô nhiễm đặc
trng ở đây l các chất tổng hợp hoạt tính bề mặt đợc dùng
nhiều trong công nghiệp cũng nh trong sinh hoạt; tăng ô
nhiễm vi khuẩn.
Những biến đổi về lợng của ti nguyên nớc trên lãnh thổ
đô thị hóa bị chi phối trớc hết b
ởi sự tăng nhu cầu dùng nớc
của c dân v công nghiệp.
Nhu cầu tăng lên về nớc có thể đợc thoả mãn bằng ti
nguyên địa phơng cũng nh bằng việc thu hút ti nguyên từ
bên ngoi phạm vi điểm cấp nớc (biến đổi nhân tạo ti nguyên
nớc). Nhân tố quan trọng thứ hai l sự hiện diện trên lãnh thổ
đô thị hóa
các khu vực lớn không thấm nớc hoặc ít thấm nớc
(các tòa nh, lớp phủ mặt đờng, các công trình công nghiệp
hoặc sinh hoạt), cản trở sự thấm v lm tăng hệ số dòng chảy v
hậu quả l sự tái phân bố các thnh phần nớc mặt v nớc
ngầm của ti nguyên nớc.
Tất cả điều đó dẫn tới chỗ dòng chảy từ lãnh thổ đô thị hóa
khác hẳn với dòng chảy từ lu vực tự nhiên. Những khác biệt ở
mức độ ny hay mức độ khác liên quan tới thể tích dòng chảy,
lu lợng nớc cực đại v cực tiểu, tơng quan giữa
thnh phần
dòng chảy mặt v dòng chảy ngầm.
Dòng chảy năm từ lãnh thổ đô thị hóa có thể tăng lên 10 %
hoặc hơn so với dòng chảy từ nơi không đô thị hóa
(không thu
hút các ti nguyên bổ sung từ bên ngoi). Nguyên nhân sự tăng
ny l các hệ số dòng chảy cao v các tổn thất không hon lại ít
hơn, liên quan đến thấm cũng nh tăng ma ở các thnh phố.
Trong cùng các trờng hợp, khi sự cấp nớc đợc thực hiện
từ các tầng mang nớc, bằng sông không thấm nớc, hoặc
chuyển nớc từ các vùng khác, còn nớc thải gia nhập vo sông,
thì dòng chảy lòng sông có thể tăng lên một số lần.
Sự đô thị hóa có ảnh hởng mạnh nhất tới sự thay đổi thể
tích v thời gian kéo di lu lợng lũ, cái đó cũng do sự biến đổi
các hệ số dòng chảy trong phạm vi lãnh thổ thnh phố chi phối.
Sự chênh lệch lớn nhất giữa lu lợng lũ trên các lu vực
tự nhiên v trên lãnh thổ đô thị hóa đợc nhận thấy qua các giá
trị nhỏ v trung bình của chúng, khi đó sự khác nhau giữa các
hệ số dòng chảy l cực đại. Tại những lu lợng ma ro với độ
lặp lại bé, những khác biệt về các lu lợng lũ giảm xuống (bởi
vì trong những điều kiện đó, các hệ số dòng chảy của bề mặt tự
nhiên v các lớp phủ nhân tạo gần nh nhau).
Đặc điểm tác động của đô thị hóa đến dòng chảy mùa kiệt
phụ thuộc vo chỗ những nguồn no đợc sử dụng để cấ
p nớc,
Khi việc cấp nớc đợc lấy từ các nguồn địa phơng, thì thờng
nhiều khả năng dòng chảy kiệt sẽ giảm, do mức thấm nớc ma
v tuyết tan hạ thấp. Sự tăng dòng chảy kiệt có thể xảy ra trong
263 264
trờng hợp đảm bảo nớc cho thnh phố từ các nguồn nằm bên
ngoi phạm vi lu vực cấp nớc, trong khi đó sự phát thải nớc
thải lại thực hiện trong phạm vi của nó.
ảnh hởng của các biện pháp tới tiêu. Sự cần thiết
đảm bảo thực phẩm cho nhân loại dẫn tới tăng liên tục thể tích
của các công trình tới tiêu nhằm thu hút vo các sản xuất
nông nghiệp những vùng đất mới nh - các vùng đất khô cằn
hoặc các vùng quá ẩm ớt. Cả tới lẫn tiêu đều ảnh hởng đáng
kể tới ti nguyên nớc ngọt tự nhiên của các lãnh thổ tới tiêu,
tuy nhiên, tính chất v cờng độ của tác động ny khác nhau
tùy theo hình thức thực hiện biện pháp. Chúng ta nên xem xét
một cách riêng biệt ảnh hởng của tới v tiêu tới sự biến đổi
cán cân nớc, chế độ của các đối tợng nớc, biến đổi chất lợng
nớc mặt trên các lãnh thổ tới tiêu.
ảnh hởng của tới. Tới có ảnh hởng lớn nhất tới chế độ
nớc v ti nguyên nớc của lãnh thổ. Do ảnh hởng của tới,
sẽ thay đổi dòng chảy trung bình năm, sự phân bố trong năm
của chúng,
các cực trị của dòng chảy (đặc biệt l dòng chảy cực
tiểu). Sự mang các muối từ các khoang đợc tới vo sông sẽ
lm tăng độ khoáng hóa của nớc
trong sông, dẫn tới thay đổi
thnh phần hóa học của chúng. Đặc điểm v mức độ biến đổi
của các đặc trng kể trên phụ thuộc vo nhiều điều kiện: địa lý
tự nhiên, thủy văn, thủy hóa v thậm chí cả kỹ thuật (phơng
pháp tới, trạng thái kỹ thuật của hệ thống tới v.v ).
ảnh hởng của tới tới các
đặc trng kể trên của dòng chảy
sông l khác nhau đối với các sông nhỏ với nguồn nuôi chủ yếu
l dòng chảy mặt, v
đối với các hệ thống sông lớn đợc nuôi bởi
mọi tầng cấp nớc dới đất.
Trên các lu vực nhỏ ở vùng khô, thì lợng cấp nớc tới
thực tế bị chi phí hết cho bốc hơi, điều ny dẫn tới giảm hoặc
chấm dứt hon ton dòng chảy các sông bé.
Trên các sông lớn, sau khi sử dụng nớc tới, dòng chảy ra
có thể giảm chút ít, hoặc thậm chí không thay đổi. Phơng án
ny có thể xảy ra trên các lu vực, nơi đồng thời với tới ngời
ta thực hiện các biện pháp sản xuất khác (diệt cỏ hoang, giảm
rò rỉ nớc sông v cắt giảm thời hạn ngập bãi bồi v.v ), lm cho
giảm bốc hơi v bồi hon cho gia lợng bốc hơi trên các diện tích
tới. Tuy nhiên, sự thay đổi dòng chảy không đáng kể nh vậy
trên các sông lớn ở các vùng đợc tới chỉ xảy ra dới một giới
hạn no đó (tùy thuộc các điều kiện địa lý khu vực, sự hiện diện
của các nhân tố bù trừ, diện tích các vùng đất đợc tới trên lu
vực v v.v ), sau đó thì dòng chảy bắt đầu giảm
mạnh.
Sự giảm dòng chảy do tác động của tới l rất khác nhau
trong các năm có pha nớc khác nhau. Những năm ẩm ớt,
lợng giảm ny không đáng kể, còn những năm khô hạn - dòng
chảy sông giảm mạnh hơn.
Sự ảnh hởng của tới tới phân phối dòng chảy trong năm
v các trị số thực nghiệm của nó thể hiện nh sau - giảm dòng
chảy vo thời kỳ tăng trởng (do tăng tổn thất nớc qua sự toát
hơi nớc) v tăng dòng chảy vo mùa thu v đông, khi nớc từ
các khoang đợc tới nhập lu vo mạng lới thủy văn.
Sự biến đổi thnh phần hóa học v chất lợng nớc sông ở
vùng đất tới đợc chi phối bởi sự mang muối ra từ các khoang
tới. Lợng muối xâm nhập vo sông l hng chục, còn trong
điều kiện đất nhiễm mặn, l hng trăm tấn trên một ha. Nhập
lợng muối nh vậy vo sông lm tăng đáng kể độ khoáng hóa
của nớc v lm thay đổi thnh ph
ần hóa học của nó. Mức tăng
độ khoáng hóa phụ thuộc vo
tỷ số lu lợng nớc sông v lu
lợng nớc hon lại, vo tỷ số độ khoáng hóa của chúng, vo tỷ
phần giữa đất tới v tổng diện tích lu vực sông v.v
265 266
Xâm nhập nớc thấm v nớc thu gom vo sông dẫn tới
lm tăng độ khoáng hóa của nớc trong đó. ở đây, ảnh hởng
của dòng chảy từ các khoang tới tỷ lệ thuận với tỷ phần diện
tích của các khoang trên diện tích lu vực. Một ví dụ điển hình
về sự tăng độ khoáng hóa trong sông theo mức tăng diện tích
tới trong lu vực của nó l sông Xrơđaria. Sau 25 năm, diện
tích đất tới trong lu vực sông tăng 800 ngn ha (tức 1,5 lần),
còn độ khoáng của nớc tăng từ 400 lên 1000 mg/l, tức tăng 2,5
lần! Đồng thời cũng đã thay đổi thnh phần ion của nớc: nớc
hyđrô cacbonat - canxi trớc đây đã trở thnh nớc sunphat -
natri, hm lợng clo tăng. Ví dụ ny minh hoạ cho quy luật
chung biến đổi độ khoáng v thnh phần hóa học nớc sông
trong các lu vực thực hiện tới.
ảnh hởng của tiêu. ở nớc ta hiện nay có khoảng 10 triệu
ha đầm lầy v vùng đất thừa ẩm đợc lm khô. ảnh hởng của
tiêu biểu hiện
chủ yếu ở sự thay đổi cán cân nớc của lãnh thổ
tới tiêu (thay đổi các điều kiện dòng chảy từ đầm lầy, hạ thấp
mực nớc ngầm, thay đổi trữ lợng ẩm ở đới thông khí v.v ) v
ở sự biến đổi các đặc trng thủy văn của các sông lầy hóa (dòng
chảy năm, cực đại v cực tiểu, phân bố trong năm của nó). ở
đây, biện pháp tiêu tác động theo cách khác nhau đến chế độ
nớc của các sông, tùy thuộc vo các điều kiện khí hậu, thổ
nhỡng, địa lý thủy văn của lu vực, mức độ đầm lầy hóa, kiểu
đầm lầy đợc tiêu, tính chất tới tiêu của đất v.v ; trong một số
trờng hợp ảnh hởng ny không đáng kể, còn trong các trờng
hợp khác lại thể hiện rất rõ rng. Mặc dù có mâu thuẫn no đó
trong các kết quả nghiên cứu
của một số tác giả, vẫn có thể rút
ra những kết luận chung nh sau về xu thế biến đổi dòng chảy
sông ở các lu vực tới tiêu trong các vùng thiếu v đủ ẩm:
- những năm đầu tiên thực hiện tiêu, thờng diễn ra tăng
dòng chảy năm v mùa, do giảm lợng bốc hơi tổng cộng v hụt
trữ lợng nớc ngầm;
- tiếp theo, khi vùng đất tiêu úng đợc khai thác mạnh
hơn, thì chế độ dòng chảy trở nên đều đặn hơn, bốc hơi tăng (do
toát hơi), dòng chảy năm tiến dần về giá trị ban đầu của nó;
- các mô đun dòng chảy cực đại có thể l tăng v cũng có
thể l giảm.
Một trong các nhân tố chính lm thay đổi các lu lợng cực
đại l đặc điểm biến đổi của dung tích tích tụ của lu vực.
Trong các lu vực sông ngòi có bồn thu nớc cấu tạo bởi đất đá
thấm tốt, sau khi tiêu, ngời ta thấy sự suy giảm lu lợng cực
đại, còn trên các lu vực cấu tạo bởi các đất thổ nhỡng ít thấm,
lại thấy đại lợng ny tăng chút ít. Các tính chất thủy lý của
đất thổ nhỡng quyết định đặc điểm biến đổi thể tích dòng chảy
lũ xuân v phân phối nội năm của dòng chảy. Đối với lu vực
cấu tạo bằng đất thấm tốt, sự suy giảm thể tích lũ xuân đợc bù
bởi sự gia tăng dòng chảy mùa kiệt, tức phân bố lại dòng chảy
trong năm.
Để xác định lợng giảm lu lợng cực đại do ảnh hởng của
tiêu, ngời ta khuyến cáo dùng mối quan hệ sau [3]:
m
f016,01 =
, (1.2)
với
- hệ số tính đến sự suy giảm lu lợng cực đại do tác động
của biện pháp tiêu; f
m
- mức độ tới tiêu của lu vực, %.
Tính đến những biến đổi của lu lợng cực đại của lũ xuân
sẽ cho phép cắt giảm kích thớc của thủy công trình v giảm giá
thnh của chúng.
Về tổng thể, suy giảm lu lợng cực đại v gia tăng dòng
chảy thời kỳ nớc kiệt có thể xem nh l những biến đổi tích cực
m công tác tới tiêu mang lại.
Sự thay đổi chất lợng nớc trong hồ chứa. Thnh lập
hồ chứa dẫn tới sự thay đổi chế độ thủy hóa v chất lợng nớc
trong nó so với nớc sông trên đó nó đợc xây dựng.
267 268
Sự hình thnh chế độ thủy hóa hồ chứa v chất lợng nớc
trong đó diễn ra dới ảnh hởng của hng loạt các nhân tố,
trong số đó chủ yếu l thủy hóa của dòng nhập, sự thay đổi chế
độ nớc v các quá trình thủy sinh bên trong thủy vực.
Tác động chính đến sự thay đổi chế độ thủy hóa l cờng độ
trao đổi nớc trong hồ chứa (mức độ thông thoáng):
nhc
WWK /=
với W
hc
- thể tích hồ chứa; W
n
- dòng chảy năm. K cng lớn thì
cng ít thay đổi chế độ khoáng hóa của nớc trong hồ chứa so
với nớc sông nuôi dỡng nó. Giữa độ khoáng hóa trung bình
của nớc trong hồ chứa
h
I v độ khoáng hóa trung bình của
nớc trong sông
s
I với mức trao đổi nớc khác nhau (K > 1)
có mối quan hệ:
KI
I
s
h
26,0
99,0 =
. (1.3)
Quan hệ ny cho phép khi thiết kế hồ chứa ta tính đợc độ
khoáng hóa dự kiến trong đó (ứng với các trị số cụ thể của
s
I
v K).
Sự thay đổi chất lợng nớc trong các hồ chứa bị chi phối
bởi sự thay đổi chế độ nớc cũng nh các quá trình sinh học
trong thủy vực.
Sự giảm vận tốc dòng chảy, sự tăng độ trong
suốt, sự xuất hiện phân tầng nhiệt độ v khí trong điều kiện
tăng hm lợng các chất hữu cơ v chất dinh dỡng trong nớc
(do cuốn theo từ các vùng đất ngập nớc, do xâm nhập của nớc
thải công nghiệp, nớc thải sinh hoạt - công cộng v nông
nghiệp) dẫn tới lm gia tăng mạnh các quá trình sản xuất sinh
học trong các hồ chứa.
Lm giu nớc bởi các chất dinh dỡng gây nên sự phát
triển mạnh của phù du thực vật, lm cho nớc phát mu. Nếu
nớc phát mu bởi các tảo lục lam (các loi ny đặc trng cho
khí hậu ôn hòa v ấm), thì trong nớc đó đang hình thnh
những chất độc, chất lợng nớc giảm, xuất hiện mùi lạ, vị khó
chịu. Nớc bắt đầu không thích hợp để uống. Trong những thời
kỳ chết một khối lợng lớn vi thực vật hay đại thực vật, chất
lợng nớc còn giảm mạnh hơn nữa, hm lợng ôxy ho tan
giảm, các mùi khó chịu xuất hiện. Hiện tợng ny (biến đổi chất
lợng nớc do phá vỡ tiến trình tự nhiên của các quá trình sinh
học) đợc gọi l ô nhiễm thứ sinh (ô nhiễm sinh học).
Hiện nay, vấn đề nở hoa của nớc đợc chú ý đặc biệt.
Bằng những nghiên cứu sinh học, ngời ta đã chứng minh rằng
tảo lục lam có những kẻ thù v những ngời sử dụng chúng
trong thiên nhiên. Ngời ta đã phân lập đợc hơn 20 loại virut
có ảnh hởng tiêu cực tới sự phát triển của loại tảo ny. Ngoi
ra, hiện nay, ngời ta đang tiến hnh nghiên cứu các hóa chất
với độc tính đặc biệt đối với các tảo lục lam.
Để gìn giữ chất lợng nớc trong các hồ chứa,
cần lm sạch
kỹ lỡng đáy hồ khỏi thực vật v các chất ô nhiễm trớc khi cấp
nớc, tuân thủ nghiêm chỉnh các thời hạn v chuẩn mực bón
phân trên các vùng đất xung quanh, cắt giảm triệt để nồng độ
chất dinh dỡng của nớc thải vo hồ chứa, chọn vị trí phát thải
ở các khu vực có độ thông thoáng nớc cao nhất v.v
1.5. Những giải pháp bảo vệ nớc mặt khỏi ô nhiễm
Bảo vệ nớc khỏi ô nhiễm đợc hiểu l một tập hợp các biện
pháp đảm bảo trạng thái bình thờng của đối tợng nớc (phù
hợp với pháp luật về nớc đang tồn tại) trong điều kiện gia tăng
việc sử dụng nớc. Thực hiện những biện pháp ny đòi hỏi giải
quyết hng loạt các vấn đề khoa học v kỹ
thuật, trong đó có
những vấn đề chính l:
- định chuẩn chất lợng nớc, tức soạn thảo các chỉ tiêu
269 270
phù hợp đối với các loại hình sử dụng nớc khác nhau;
- giảm thể tích phát thải ô nhiễm vo thủy vực, bằng cách
hon thiện các quá trình công nghệ v cải tiến các phơng pháp
lm sạch nớc thải;
- nghiên cứu v tính toán các quá trình tự lm sạch nớc
thải khi phát thải vo thủy vực.
Giải quyết đồng thời các vấn đề ny v đa chúng vo thực
tiễn kinh tế nớc sẽ cho phép thực hiện nhiệm vụ bảo vệ ti
nguyên nớc, sử dụng chúng hợp lý, tạo ra những điều kiện để
tăng trởng
kinh tế v nâng cao hiệu quả nền sản xuất xã hội.
Định chuẩn chất lợng nớc. ở nớc ta, việc định chuẩn
chất lợng nớc
các thủy vực đợc thực hiện tuân theo Những
quy chế bảo vệ nớc mặt khỏi ô nhiễm bởi nớc thải (1975).
Mục tiêu xây dựng v khẳng định pháp luật của văn bản ny l
cảnh báo v khắc phục ô nhiễm bởi nớc thải các sông, hồ, hồ
chứa, đầm, các kênh nhân tạo đợc dùng để cung cấp nớc ăn
uống
v các nhu cầu văn hóa - sinh hoạt khác của c dân cũng
nh các mục tiêu của nghề cá. Trong Những quy chế đã phân
hóa các
yêu cầu về thnh phần v các tính chất của nớc đối với
từng loại hình sử dụng nớc
v nhấn mạnh những nguyên tắc
trách nhiệm bảo vệ của tất cả các nh sử dụng nớc.
Trong
những trờng hợp đồng thời sử dụng thủy vực cho nhiều nhu
cầu khác nhau của nền kinh tế quốc dân, thì phải xuất phát từ
những yêu cầu chặt chẽ hơn trong loạt các chuẩn mực cùng tên
về chất lợng nớc. Đặc biệt lu ý rằng, cấm phát thải vo thủy
vực những nớc thải có chứa các
phế liệu quý, nguyên liệu sản
xuất, hóa chất v.v một khi chúng có thể đợc loại ra bằng
phơng pháp công nghệ hợp lý. Những điều kiện phát thải nớc
thải vo các thủy vực đợc xác định có tính đến mức độ hòa trộn
có thể có, khi đó thnh phần v các tính chất của nớc sông hay
thủy vực cần phải tơng ứng với những chuẩn mực ở thủy trực
nằm cách xa 1 km kể từ điểm dùng nớc gần nhất.
Bảng 1.8. Những yêu cầu chung về thnh phần v các tính chất
của nớc dùng cho những mục đích ăn uống v nghỉ dỡng
Các chỉ tiêu về thnh
phần v tính chất nớc
Nớc sinh hoạt v ăn uống,
cấp nớc kinh tế tập trung v
không tập trung, cấp cho các
nh máy thức ăn
Để tắm, thể thao v nghỉ
dỡng, nớc trong vnh
đai dân c
Các chất lơ lửng Hm lợng chất lơ lửng không đợc tăng quá
0,25 mg/l 0,75 mg/l
Với các thủy vực vo mùa kiệt chứa hơn 30 mg chất
khoáng tự nhiên trong 1 l nớc thì cho phép tăng hm
lợng chất lơ lửng trong nớc trong phạm vi 5 %. Các chất
lơ lửng có tốc độ lắng hơn 0,4 mm/s đối với các thủy vực
chảy thông thoáng v hơn 0,2 mm/s đối với hồ chứa cấm
phát thải.
Tạp chất (các chất) nổi Trên mặt không đợc có mng nổi, vết dầu mỡ khoáng v
các tích tụ tạp chất khác
Mùi v vị Nớc không đợc có mùi v vị trên 2 cấp, đợc phát hiện
trực tiếp hay khi chuẩn độ clo trực tiếp
Nớc không đợc truyền mùi v vị lạ cho cá
Mu sắc Không đợc phát hiện trong cột nớc với độ cao
20 cm 10 cm
Nhiệt độ Mùa hè, do phát thải nớc thải không đợc tăng lên 3
o
C
so với nhiệt độ trung bình tháng của nớc ở tháng nóng
nhất trong 10 năm gần đây
PH Không đợc vợt ra khỏi giới hạn pH = 6,5 - 8,5
Thnh phần khoáng học Về d lợng cô đặc không
đợc vợt quá 1000 mg/l,
trong đó các chất clorit
350mg/l v sunphat 500 mg/l
Đợc định chuẩn theo chỉ
tiêu vị đã dẫn ở trên
Ôxy ho tan Hm lợng không đợc dới 4 mg/l trong bất kỳ thời gian
no của năm trong mẫu lấy trớc 12 giờ
Nhu cầu ôxy sinh hóa Nhu cầu ton phần của nớc về ôxy tại 20
o
C không đợc
vợt quá
3,0 mg/l 6,0 mg/l
Các mầm bệnh Không chứa mầm gây bệnh. Nớc thải chứa các mầm
bệnh cần đợc vô hiệu hóa sau khi lm sạch sơ bộ. Các
mầm bệnh phải không có trong nớc sau khi khử
nhiễmnớc thải sinh hoạt đợc lm sạch sinh học cho tới
chỉ số khuẩn không dới 1000 trong 1 l tại nồng độ clo d
không dới 1,5 mg/l
Các chất có độc
Không chứa ở các nồng độ có thể gây tác hại trực tiếp hay
gián tiếp tới cơ thể v sức khỏe dân c
271 272
Bảng 1.9. Những yêu cầu chung về thnh phần v các tính chất
của nớc các thủy vực sử dụng trong nghề cá
Chỉ tiêu thnh phần v
tính chất nớc thủy vực
Các thủy vực dùng cho nuôi
v nhân giống cá quý nhạy
cảm cao với ôxy
Các thủy vực dử dụng cho
tất cả những mục đích nghề
cá khác
Các chất lơ lửng Hm lợng các chất lơ lửng so với trong nớc tự nhiên
không đợc tăng lên hơn
0,25 mg/l 0,75 mg/l
Đối với các thủy vực mùa kiệt chứa không quá 30 mg các
chất khoáng tự nhiên trong 1 l đợc phép tăng nồng độ
trong nớc trong giới hạn 5 %. Các chất lơ lửng với tốc độ
lắng hơn 0,4 mm/s đối với các thủy vực chảy thông thoáng
v hơn 0,2 mm/s đối với các hồ chứa không đợc phát thải.
Tạp chất (các chất) nổi Trên mặt không đợc có những mng sản phẩm dầu, nhớt,
mỡ, v các tạp chất khác
Mu, mùi v vị Nớc không đợc có những
mùi, vị v mu sắc lạ v
truyền chúng cho thịt cá
Trực tiếp,10 cm
Nhiệt độ Nhiệt độ nớc mùa hè không đợc tăng lên quá 3
o
C v
mùa đông - 5
o
C
pH Không đợc vợt ra khỏi giới hạn pH = 6,5 - 8,5
Ôxy ho tan Thời kỳ mùa đông (dới băng) hm lợng không ít hơn
6,0 mg/l 4,0 mg/l
Thời kỳ mùa hè (nớc thoáng) phải không dới 6,0 mg/l
trong mẫu lấy trớc 12 giờ
Nhu cầu ôxy sinh hóa Nhu cầu đầy đủ về ôxy (tại 20
o
C) không đợc vợt quá 3,0
mg/l. Nếu mùa đông hm lợng ôxy hòa tan trong nớc hạ
xuống
đến 6,0 mg/l đến 4,0 mg/l
Thì có thể chỉ phát thải vo chúng những nớc thải không có
BOD
Các chất có độc Không đợc chứa ở những nồng độ có thể gây tác hại trực
tiếp hay gián tiếp tới cá v thủy sinh l cơ sở thức ăn của cá
Những yêu cầu chung về thnh phần v các tính chất của
nớc ở các sông để ăn uống v nghỉ dỡng đợc dẫn trong bảng
1.8, còn đối với các thủy vực sử dụng cho nghề cá - trong bảng
1.9. Khi sử dụng các đối tợng nớc để uống hoặc để nghỉ
dỡng, thì ngời ta định chuẩn 11 chỉ tiêu về thnh phần v các
tính chất của nớc, xác định những nồng độ tới hạn cho phép
(NĐTHCP) có thể xẩy ra trong thủy vực tại thủy trực kiểm tra
đối với 420 chất có độc. Đối với những thủy vực sử dụng trong
nghề cá, thì ngời ta định chuẩn 8 chỉ tiêu chính v xác định
các NĐTHCP đối với 72 chất có độc.
Nồng độ tới hạn cho phép của các chất có độc đợc xác định
bởi các bác sĩ vệ sinh dịch tễ, các nh sinh vật học v đợc duyệt
y ở các cấp cao nhất. Tất cả các chất có độc, tùy theo ảnh hởng
của chúng tới cơ thể ngời v sự sống của thủy vực, đợc chia ra
thnh ba loại (các chỉ tiêu độc hại tới hạn
CTĐTH):
- những chất lm biến đổi các tính chất cảm quan của nớc
(mu, mùi, vị);
- những chất ảnh hởng tới tình trạng vệ sinh chung của
thủy vực (chẳng hạn, tốc độ của các quá trình tự lm sạch);
- những chất gây ảnh hởng tới cơ thể ngời v động vật
sống trong thủy vực (những chất độc).
Trong Những quy chế bảo vệ nớc mặt khỏi ô nhiễm bởi
nớc thải chỉ ra rằng, hm lợng mỗi chất có độc trong nớc
thủy vực
không đợc vợt quá NĐTHCP. Còn nếu nh trong
thnh phần của nớc thải chứa một số chất có độc, thì để tính
nồng độ cho phép của chúng trong nớc thủy vực có nhiều cách
tiếp cận khác nhau, tùy thuộc vo chỗ các chất đó thuộc vo một
loại hay các loại khác nhau về CTĐTH. Nếu nh các chất có độc
thuộc các loại CTĐTH khác nhau, thì mỗi chất trong đó có thể
có nồng độ bằng nồng độ tới hạn cho phép. Còn nếu các chất có
độc thuộc vo một loại theo CTĐTH, thì nồng độ của chúng cần
phải giảm sao cho tổng các tỷ số của chúng trên NĐTHCP
không vợt quá đơn vị:
273 274
1 . . .
2
2
1
1
+++
n
n
C
CC
THCPNĐTHCPNĐTHCPNĐ
. (1.4)
Khi giải quyết vấn đề về khả năng xả nớc thải vo thủy
vực, ngời ta thực hiện đánh giá tình trạng vệ sinh của nó theo
công thức (1.4). Nếu nh
i
i
C
THCPNĐ
lớn hơn đơn vị, thì việc
xả nớc thải công nghiệp vo đối tợng nớc ở nồng độ đợc
hoạch định bị cấm.
Tính toán nồng độ các chất ô nhiễm ở các thủy trực kiểm
tra đợc thực hiện có tính đến số lần pha loãng thứ n, đại lợng
ny đợc tính theo mối phụ thuộc:
t
t
Q
QQ
n
+
=
, (1.5)
trong đó Q - lu lợng trung bình tháng với suất đảm bảo 95 %,
m
3
/s; Q
t
- lu lợng dòng chảy công nghiệp, m
3
/s.
Nếu tính tới số lần pha loãng, thì nồng độ tại thủy trực
kiểm tra (C
kt
) sẽ bằng:
2
2
1
r
S
D
r
S
rH
Q
D
t
S
t
+
=
, (1.6)
với C
t
- nồng độ của chất chỉ thị đợc xem xét trong nớc thải.
Nồng độ tính toán ở thủy trực kiểm tra đợc so sánh với
NĐTHCP để ớc lợng mức độ có thể hay không thể phát thải
nớc thải công nghiệp vo đối tợng đã cho. Sự không phù hợp
của C
kt
với những yêu cầu chuẩn mực dẫn tới sự cần thiết phải
tăng mức độ lm sạch, giảm thể tích nớc thải, thiết lập nơi thu
gom v phát thải với nhữngc điều kiện thủy văn thuận lợi v.v
Việc giải quyết các vấn đề ny đợc thực hiện trong khi xem xét
đồng bộ tất cả những biện pháp về bảo vệ thiên nhiên - giảm
lợng các chất ô nhiễm, tính đến các quá trình tự lm sạch,
kiểm tra việc tuân thủ các quy chế bảo vệ v.v
Các phơng pháp công trình bảo vệ nớc. Quyết sách
kỹ thuật trong vấn đề bảo vệ nớc kết hợp trong nó
việc sử dụng
tối u ti nguyên nớc, hạ thấp tối đa mức ô nhiễm các nguồn
nớc, đảm bảo cung cấp cho nền kinh tế quốc dân lợng nớc
cần thiết v chất lợng nớc đạt yêu cầu. Các phơng pháp công
trình bảo vệ
nớc bao gồm không chỉ việc xây dựng phơng
pháp lm sạch nớc thải, m còn hon thiện công nghệ sản xuất
cho phép cắt giảm hay loại trừ hon ton sự gia nhập các chất ô
nhiễm vo các đối tợng nớc. Những biện pháp nh lập các sơ
đồ công nghệ loại bỏ hon ton việc đổ nớc thải vo sông v
thủy vực, áp dụng quy trình cấp nớc kín hay quay vòng, tận
dụng phế liệu sản xuất, thay thế lm lạnh bằng nớc thnh lm
lạnh bằng không khí, chuyển nớc thải tới những xí nghiệp
khác đòi hỏi với những yêu cầu mềm hơn về chất lợng nớc,
cần phải giữ một vai trò đáng kể trong việc ngăn ngừa ô nhiễm
sông v thủy vực.
Lm sạch nớc thải l biện pháp bắt buộc v đắt giá, bị chi
phối ở chỗ hiện nay các quá trình công nghệ ở các xí nghiệp công
nghiệp cha đủ
hon chỉnh về phơng diện sử dụng nớc. Ngy
nay, việc lm sạch nớc thải đợc xem nh l phơng pháp chủ
yếu bảo vệ nớc khỏi ô nhiễm.
Vấn đề lm sạch nớc thải của các xí nghiệp v các điểm
dân c trớc khi thải vo các thủy vực l bi toán cực kỳ phức
tạp do sự đa dạng các chất ô nhiễm, sự hiện diện trong thnh
phần của chúng những hợp chất mới, thnh phần của chúng
liên tục phức tạp hơn. Nớc thải có thể chia thnh hai nhóm
lớn: nớc thải công nghiệp v nớc thải sinh hoạt - công cộng
,
khác nhau về các tính chất v thnh phần.
Các phơng pháp lm sạch nớc thải hiện áp dụng ở nớc
275 276
ta v ngoại quốc có thể chia thnh hai nhóm: các phơng pháp
lm sạch trong điều kiện nhân tạo (ở các công trình v hệ thống
chuyên dụng) v các phơng pháp lm sạch trong điều kiện tự
nhiên (trên đất canh tác đợc tới tiêu, các cánh đồng thấm, các
đầm sinh học v.v ). Việc chọn phơng pháp lm sạch no l do
thnh phần v nồng độ các chất ô nhiễm có trong nớc thải
quyết định.
Lm sạch nớc thải trong điều kiện nhân tạo. Các
phơng pháp lm sạch nớc thải trong điều kiện nhân tạo rất
đa dạng, nhng có thể phân thnh 4 dạng chính: lm sạch cơ
học, hóa học, lý hóa v sinh
hóa.
Lm sạch cơ học đợc áp dụng để tách ra khỏi nớc thải
những tạp chất
hữu cơ v vô cơ hạt thô không ho tan bằng
phơng pháp lắng, chắt, lọc, quay ly tâm. Để lm sạch cơ học,
ngời ta sử dụng các lới tách lọc thiết kế khác nhau nh sng,
lới, bể lắng, máy ly tâm, máy quay xoáy Lới v sng thờng
đóng vai trò bảo vệ ngăn cản các hạt cỡ lớn nh phế liệu sản
xuất lm huỷ hoại các công trình. Lọc sỏi dùng để tách cát v
các vật liệu lắng đọng khỏi nớc thải. Cùng với các tạp chất
khoáng, khi lọc trong sng v bể lắng còn giữ lại các chất có
nguồn gốc hữu cơ m độ lớn thủy lực của chúng gần với độ lớn
thủy lực của cát. Các công trình ny dựa trên sự lắng đọng của
các phần tử lơ lửng chứa trong nớc thải khi thay đổi điều kiện
động học của dòng. Theo đặc điểm chế tạo, ngời ta phân biệt
các loại buồng lắng thẳng đứng, nằm ngang v tỏa tia.
Để lm sạch nớc thải khỏi các tạp chất cơ học, ngời ta
cũng sử dụng máy quay cuộn xoáy, nhờ nó các chất trong dòng
đợc tách ra dới tác động của lực ly tâm xuất hiện trong
chuyển động quay của chất lỏng. Vì lực ly tâm có thể lớn hơn
khoảng
hng trăm lần lực trọng trờng v tăng tỷ lệ thuận với
vận tốc lắng đọng của phần tử, điều ny dẫn đến thể tích v
diện tích chiếm bởi máy quay hng trăm v hng chục lần nhỏ
hơn lới sng cùng công suất. Theo số liệu của Viện Nghiên cứu
Khoa học Cấp nớc, Hệ thống kênh, Thủy công trình v Địa
chất Thủy văn Công trình Ton liên bang, việc áp dụng máy
quay
lm giảm chi phí nhiều lần cho công trình lm sạch nớc.
Lm sạch hóa học v lý hóa đợc áp dụng để tách các tạp
chất vô cơ mịn ho tan v các chất hữu cơ khó ôxy hóa bằng các
phơng pháp sinh hóa ra khỏi nớc thải bằng phơng pháp
phân tách, lắng đọng v phân huỷ nhờ các hợp chất hóa học,
bằng cách kết hợp các phơng pháp tác động vật lý v
hóa học.
Lm sạch sinh hóa học thờng đợc áp dụng sau khi các
chất hạt thô đợc tách ra khỏi nớc thải. Phơng pháp lm sạch
sinh hóa dựa trên khả năng của một số loại vi khuẩn sử dụng
các chất hữu cơ có trong nớc thải để ăn (các axit hữu cơ, chất
đạm, chất đờng ). Ngời ta phân biệt hai giai đoạn của quá
trình lm sạch diễn ra với tốc độ khác nhau: hấp phụ từ nớc
thải các tạp chất ho tan v hạt tinh hữu cơ v vô cơ vo bề mặt
của các vi khuẩn v sau đó phân huỷ các chất thu gom đợc ở
bên trong tế bo vi khuẩn nhờ các quá trình hóa học tại đó.
Quá trình xử lý sinh hóa có thể diễn ra cả trong điều kiện
nhân tạo (trong các buồng lọc sinh học v buồng lọc sinh hóa
khí), lẫn trong điều kiện tự nhiên (trên các ruộng tới tiêu, các
ruộng thấm lọc, các đầm sinh học ).
Lm sạch sinh hóa trong điều kiện nhân tạo đợc thực hiện
trong các buồng lọc sinh
hóa, các buồng trộn, buồng lọc sinh hóa
với vòi phun nớc thải, trong các bể lọc sinh học truyền khí tự
nhiên v truyền khí nhân tạo.
Bể lọc sinh học l một bể chứa đầy bùn hoạt tính (bùn hoạt
tính - l một khối nhũ tơng các chất thnh phần khoáng v
277 278
hữu cơ, giu vi khuẩn). Khi nớc thải đi qua bể lọc sinh hóa, các
vi khuẩn thu hút các khoáng chất v chất hữu cơ lm thức ăn
cho chúng nh nitơ từ aniac, nitrat, axit amin, phôtpho v kali
từ các muối khoáng của các hợp chất đó. Để bể lọc vận hnh
bình thờng, bùn hoạt tính cần đợc thay thế định kỳ.
Bể lọc sinh học l một công trình đổ đầy các vật liệu nghiền
nhỏ, trên đó trớc khi đổ nớc thải cần tạo nên một mng sinh
học hoạt tính bao gồm không chỉ các vi khuẩn m cả
các tảo, ấu
trùng côn trùng hợp thnh một quần thể phức tạp tham gia
vo quá trình lm sạch.
Trong các điều kiện tự nhiên, lm sạch sinh hóa đợc
thực hiện trên các cánh đồng đất tới, cánh đồng lọc, trên các
khu vực tới dới đất, trong các đầm sinh học v các kênh ôxy
hóa.
Trong mọi trờng hợp, quá trình lm sạch, lm vô hại diễn
ra trong đất mu hoặc nớc với sự tham gia của các quá trình
tự nhiên. Lm sạch sinh học trong đất có ý nghĩa căn bản,
phơng pháp ny bao gồm việc phân hủy từ từ các chất hữu cơ
của nớc thải thnh các hợp chất khoáng đơn giản nhất nhờ tác
động của các vi khuẩn trong đất. Các vi khuẩn của chất thải
lỏng tập trung vo lớp đất trên cùng v tăng nhanh tính bão
ho sinh khối. Khi đó, một số trong chúng bị chết dới tác động
của những loi đối kháng, số còn lại tìm đợc trong đất những
điều kiện thuận lợi, nhân bản nhanh v tự tham gia vo quá
trình lm sạch đất khỏi các hợp chất hữu cơ do nớc thải mang
vo. Đất nh giống nh một phòng thí nghiệm tự nhiên, ở đó
diễn ra một cách mạnh mẽ các quá trình sinh hóa phức tạp, dẫn
tới khoáng hóa các chất hữu cơ chứa
trong nớc thải v giải
nhiễm chúng - thực tế giải phóng hon ton đất mu khỏi
những thực vật gây bệnh. Điều đặc biệt quan trọng ở đây l
phơng pháp lm sạch bằng đất hon ton loại bỏ các xâm nhập
trực tiếp của nớc thải vo thủy vực nớc mặt, tức l bảo vệ
chúng khỏi ô nhiễm một cách tốt nhất.
Những cánh đồng đất tới l những diện tích chuyên dụng,
trên đó tiến hnh lm sạch nớc thải kết hợp với trồng trọt một
số cây kinh tế. Khi không có cây trồng, các khoảnh đất ny đợc
gọi l những cánh đồng lọc. Phơng pháp
lm sạch nớc thải
bằng thổ nhỡng trong thời gian gần đây rất đợc chú ý, điều đó
l do phơng pháp ny tạo ra khả năng giải quyết đồng thời
nhiệm vụ bảo vệ nớc khỏi ô nhiễm v tăng cờng sản xuất
nông nghiệp. Ngoi ra, mức độ lm sạch nớc thải sinh hoạt
công cộng cao hơn khi sử dụng phơng pháp lm sạch bằng đất.
Bảng 1.10. Các chỉ số (%) lm sạch nớc thải của các điểm dân c
trên các công trình lm sạch nhân tạo v bằng các phơng pháp thổ nhỡng
Liên Xô Liên bang Đức
Chỉ số
Nhân tạo Thổ nhỡng Nhân tạo Thổ nhỡng
BOD
5
84 97 73 93
Số chủng vi khuẩn 90 98 80 90
Bảng 1.11. Mức độ lm sạch nớc thải công nghiệp
Mức độ lm sạch, %
Phơng pháp lm sạch
Các chất không hòa tan BOD
5
Cơ học (lắng đọng)
60
90 30 40
Cơ học (còn lại)
80
85 40 50
Lý hóa 90
50
75
Sinh học 90
80
90
Việc đều đặn tăng cờng xây dựng các công trình lm sạch,
hon thiện công nghệ sản xuất, sử dụng nhiều lần nớc trong
279 280
công nghiệp chắc
chắn sẽ đem lại kết quả giảm thiểu những thể
tích ô nhiễm xâm nhập vo thể tích nớc thiên nhiên. Tuy
nhiên, hiện nay hon ton không phải tất cả nớc thải đều đợc
xử lý; ngoi ra với trình độ công nghệ lm sạch hiện tại, một
phần ô nhiễm nhất định vẫn còn lại trong nớc thải (bảng 1.10,
1.11), điều đó dẫn đến cần tính tới các quá trình tự lm sạch
nớc thải khi xả chúng vo các thủy vực.
Các đầm sinh học l những thủy vực nhân tạo độ sâu 0,5-
1,5 m, đợc chia thnh một số ngăn (2
5). Nớc trong đầm đợc
tuần tự bổ sung vo tùy theo mức độ lm sạch. Để phân bố nớc
thải đều đặn trên vùng nớc của đầm, ngời ta bố trí việc xả
nớc thải vo v chắt ra ở những vị trí rải rác khắp trong đầm.
Diện tích đầm
0,51,0 ha. Kiểu lm sạch ny hiệu quả nhất
vo thời kỳ ấm trong năm. Cần nhận thấy rằng trong trờng
hợp ny hiệu quả lm sạch nớc thải trong những điều kiện
nhân tạo cũng gần với hiệu quả lm sạch trong những điều kiện
tự nhiên.
Những công trình cải tạo đất thúc đẩy việc bảo vệ
ti
nguyên nớc khỏi ô nhiễm có thể đợc phân thnh các dạng lâm
nghiệp, nông nghiệp v thủy công.
Những biện pháp công trình lâm nghiệp - trồng các thực
vật cây gỗ v thân bụi trong phạm vi các vùng thợng lu v
trung lu của các lu vực sông, lm giảm dòng chảy mặt v lm
giảm các quá trình xói mòn do nớc.
Việc thực hiện những công việc nghề nông một cách đúng
đắn thuộc về nhóm các công trình cải tạo đất theo phơng pháp
kỹ thuật nông nghiệp.
Những biện pháp cải tạo thủy công - chủ
yếu l điều tiết
chế độ nớc
- không khí của đất, thổ nhỡng để trồng trọt các
loại cây kinh tế khác nhau, đồng thời giữ cho đất khỏi bị rửa
trôi mất các chất dinh dỡng. Những công việc nhằm ngăn ngừa
sự tạo thnh các rãnh xói, các dải trợt đất v xập đổ bờ cũng
thuộc nhóm những biện pháp cải tạo thủy công.
Việc xúc tiến một cách có tổ chức những biện pháp cải tạo
đất tổng hợp sẽ giảm thiểu đáng kể sự ô nhiễm nớc tự nhiên.
Mức độ ô nhiễm khí quyển có ảnh hởng đáng kể tới chất
lợng nớc. Vấn đề ny đã đợc xem xét ở phần thứ nhất của
giáo trình ny.
Việc khai thác ti nguyên thiên nhiên có ảnh hởng rõ rệt
đến mức ô nhiễm của môi trờng nớc. Trong quá trình khai
thác ti nguyên thiên nhiên, điều quan trọng l không đợc để
xảy ra những vụ trn dầu từ dn khoan dầu, những vụ trn dầu
sự cố, những vụ vỡ đập các hồ chứa v.v
Những gì đã liệt kê trên đây cha phải l đã bao quát hết
những biện pháp v phơng pháp phòng ngừa ô nhiễm ti
nguyên nớc. Còn có nhiều biện pháp bảo về nớc khác cho
phép cắt giảm khối lợng v hạ thấp mức ô nhiễm nớc thải.
Tuy nhiên, cần nhớ rằng tất cả những phơng pháp đó chỉ có
thể tách loại bớt một phần ô nhiễm nớc tự nhiên, m không
ngăn chặn đợc sự ô nhiễm. Vì vậy, vấn đề nớc sạch sẽ chỉ có
thể giải quyết trong điều kiện chuyển sang những hệ thống cấp
nớc kín.
Những quá trình tự l
m sạch của nớc tự nhiên. Nớc
thải cha lm sạch hay đợc lm
sạch một phần khi xả vo các
đối tợng nớc sẽ lm biến đổi những tính chất vật lý v thnh
phần hóa học của nớc, biến đổi chất lợng nớc, lm ô nhiễm
281 282
các đối tợng nớc.
ở bên trong các đối tợng nớc bị ô nhiễm luôn diễn ra
những quá trình phức tạp dẫn tới khôi phục trạng thái tự nhiên
của sông, hồ hay hồ chứa. Tập hợp các quá trình thủy động lực,
sinh hóa, hóa học v vật lý, dẫn tới lm giảm nồng độ các chất ô
nhiễm trong nớc đợc gọi l sự tự lm sạch của các khối nớc.
Tùy thuộc vo chỗ, những chất no (bảo thủ hay không bảo thủ)
v ở trạng thái pha no (lơ lửng hay hòa tan) đi vo thủy vực
cùng với nớc thải, m trong quá trình tự lm sạch sẽ áp đảo
hoặc các quá trình thủy động lực, hoặc các quá trình hóa học
hay các quá trình sinh học. Những chất ho tan bảo thủ thì
không chịu bất cứ một quá trình
chuyển hóa no, nồng độ của
chúng chỉ giảm đi do hệ quả sự pha loãng nớc (quá trình thủy
động lực).
Khi trong nớc thải coa mặt những chất lơ lửng, thì các quá
trình kết lắng tạp chất xuống đáy (các quá trình vật lý v thủy
động lực) sẽ đóng vai trò chủ yếu trong quá trình tự lm sạch
các khối nớc. Sự tự lm sạch các khối nớc khỏi những chất
ho tan không bảo thủ diễn ra do kết quả pha loãng cũng nh
do tơng tác với những thnh tố khác chứa trong nớc (các quá
trình thủy động lực, hóa học v sinh hóa).
Để tính toán sức tải cho phép của các thủy vực v các dòng
nớc đối với những dòng thải ô nhiễm, để dự báo thnh phần v
các tính chất của khối nớc có tính đến quá trình tự lm sạch,
chúng ta cần biết đặc trng định lợng về vai trò của từng quá
trình trong sự chuyển hóa các chất ho tan v lơ lửng có nguồn
gốc hữu cơ v vô cơ. Tuy nhiên, hiện nay cha phải tất cả các
quá trình đều đã đợc nghiên cứu một cách đầy đủ. Do đó, trong
khi nghiên cứu các quá trình ô nhiễm v tự lm sạch, hiện nay
ngời ta phân biệt những hớng nghiên cứu chính sau đây:
- nghiên cứu các quá trình hòa trộn l pha loãng nớc thải
trong các thủy vực v các dòng nớc có tính đến sự biến động
của những nhân tố thủy văn v thủy động lực;
- xác lập mối quan hệ giữa sự biến đổi chất lợng nớc v
chế độ thủy văn v các
đặc trng tính toán của dòng chảy;
- nghiên cứu những quá trình chuyển hóa hóa học v lý hóa
của các chất ô nhiễm trong những đối tợng nớc;
- khảo sát các quá trình sinh hóa chuyển hóa những chất ô
nhiễm.
Hai hớng đầu tiên, kết hợp với việc xây dựng những
phơng pháp tính toán pha loãng nớc thải v những phơng
pháp tính toán kết lắng các chất ô nhiễm lơ lửng có thể đợc gọi
l những khía cạnh thủy văn học của vấn đề tự lm sạch. Hiện
nay, những vấn đề ny đang đợc nghiên cứu rất thnh công ở
nhiều viện nghiên cứu khoa học của nớc ta
*
, v hng loạt
những phơng pháp kỹ thuật tính toán chất lợng nớc đã đợc
đề xuất.
Bên cạnh những nhân tố thủy văn, các quá trình lý hóa v
sinh hóa có vai trò quan trọng trong quá trình tự lm sạch. Các
trình hóa học trong nớc tự nhiên liên quan mật thiết với các
quá trình sinh học v nhiều khi rất khó nói ở đâu sẽ kết thúc
một quá trình ny v bắt đầu một quá trình khác. Vai trò quyết
định trong tổ hợp ny thuộc về các quá trình sinh học, tuy
nhiên, các quá trình lý hóa sẽ thống trị, một khi trong nớc có
*
Thí dụ, ở Viện Thủy văn Nh nớc, Viện Nghiên cứu Khoa học Cấp nớc, Hệ thống
kênh, Thủy công trình v Địa chất Thủy văn Công trình Ton liên bang, Viện Kỹ thuật
Xây dựng Lêningrat.
283 284
mặt những chất ô nhiễm độc tính cao, hoặc ở đó hình thnh nên
những điều kiện bất lợi cho hoạt động sống của các cơ thể động
vật v thực vật, trong tình huống đó các quá trình sinh học chỉ
có ý nghĩa tối thiểu.
Nghiên cứu các quá trình chuyển hóa lý hóa v sinh hóa
những chất ô nhiễm trong các đối tợng nớc đang đợc tiến
hnh ở nhiều cơ sở nghiên cứu khoa học của nớc ta (Viện
Nghiên cứu Khoa học Thủy hóa, Viện Nghiên cứu Khoa học Cấp
nớc, Hệ thống kênh, Thủy công trình v Địa chất Thủy văn
Công trình Ton liên bang, Viện Hóa học Các hợp chất Tự nhiên
của Viện hn lâm Khoa học Liên Xô, Viện Sinh vật học các biển
nội địa thuộc Viện hn lâm Khoa học Liên Xô v.v ).
Những kết quả các nghiên cứu cần phải l cơ sở để xây
dựng, kiểm chứng v hiệu chỉnh các phơng pháp dự báo v
tính toán mức độ ô nhiễm v quá trình tự lm sạch của các dòng
nớc v các thủy vực.
Chơng 2
Hệ thống quan trắc v kiểm soát chất lợng
của nớc mặt
Mạng lới quan trắc, thu thập, xử lý v quản lý dữ liệu về
trạng thái đối tợng nớc lm thnh một hệ thống kiểm soát
quốc gia. Thuật ngữ kiểm soát đợc hiểu l hệ thống các quan
trắc nhất quán cho phép ghi nhận sự biến đổi của trạng thái
môi trờng dới ảnh hởng của hoạt động con ngời.
Công tác kiểm soát về chất lợng v sự phân bố nớc ngọt
giữa các nh sử dụng nớc v các nh tiêu thụ nớc đợc giao
cho nhiều bộ v ngnh tơng ứng.
Về trạng thái vệ sinh dịch tễ của các thủy vực trong phạm
vi các thnh phố, các điểm dân c thuộc trách nhiệm của Bộ Y
tế Liên Xô. Cơ quan vệ sinh dịch tễ của bộ ny thực hiện công
tác kiểm soát một cách hệ thống những đặc trng sinh học - vệ
sinh của nớc ở những đối tợng nớc dùng để cấp nớc.
Hiện nay, nhận định về các đặc trng chất lợng của nớc
chỉ có thể bằng cách đối sánh các chỉ số quan trắc với những
chuẩn mực đặc trng cho nồng độ tới hạn cho phép của chất ny
hay chất khác trong đối tợng nớc. Những ớc lợng định
lợng nh vậy về mức ô nhiễm s
ông ngòi v thủy vực, kiểm tra
tác nghiệp về mức ô nhiễm đòi hỏi các quan trắc mạng lới
thờng kỳ đợc tổ chức hợp lý.