Khảo sát nước thải phòng thí nghiệm hóa phân tích và nghiên cứu phương pháp xử lý

MỤC LỤC
1
DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT
BOD Nhu cầu oxy sinh hóa
BTNMT Bộ Tài Nguyên Môi Trường
COD Nhu cầu oxy hóa học
DO Oxy hòa tan
FAO Tổ chức lương thực và nông nghiệp liên hợp quốc
HPT Hóa phân tích
PTN Phòng thí nghiệm
QCVN Quy chuẩn Việt Nam
TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam
X
tb
Giá trị trung bình
2
DANH MỤC BẢNG
Đề mục Trang
Bảng 1.1. Phân bố lượng nước trên thế giới 7
Bảng 1.2. Nồng độ kim loại trong dòng thải đối với quá trình kết tủa một số kim
loại trong nước 28
Bảng 1.3. pH tại điểm bắt đầu kết tủa hydroxyt của các kim loại 29
Bảng 1.4. Lượng tác nhân theo lý thuyết để trung hòa các axit 38
Bảng 1.5. Các quá trình tách bằng màng 39
Bảng 1.6. So sánh thế oxy hóa của ozon với một số chất oxy hóa 42
Bảng 1.7. Hệ thống các phương pháp và công trình xử lý sinh học theo nguyên lý
oxy hóa 46
Bảng 3.1. Bảng kết quả khảo sát nhiệt độ 62
Bảng 3.2. Khảo sát kết quả hàm lượng chất rắn lơ lửng trong nước thải 62
Bảng 3.3. Khảo sát hàm lượng cặn hòa tan trong nước thải 63
Bảng 3.4. Khảo sát hàm lượng cặn vô cơ hòa tan trong nước thải 63

Bảng 3.5. Khảo sát hàm lượng oxy hòa tan của mẫu nước thải 64
Bảng 3.6. Nhu cầu oxy hóa học trong nước thải 64
Bảng 3.7. Kết quả một số chỉ tiêu hóa học của nước thải chưa được xử lý 65
Bảng 3.8. Khảo sát sự biến thiên pH của nước thải khi được xử lý bằng Ca(OH)
2
66
Bảng 3.9. Khối lượng kết tủa thu được tương ứng với thể tích Ca(OH)
2
67
Bảng 3.10. Kết quả khảo sát kết tủa Ni(OH)
2
và Pb(OH)
2
bằng Ca(OH)
2
5% 68
Bảng 3.11. Thành phần vật lý của nước sau xử lý 70
Bảng 3.12. Thành phần hóa học của nước thải sau khi xử lý 71
3
DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH
Đề mục Trang
Hình 1.1. Vòng tuần hoàn của nước 5
Hình 1.2. Tỉ lệ giữa các loại nước trên thế giới 6
Hình 1.3. Cơ thể con người cần 2 – 2,5 lít nước uống mỗi ngày 8
Hình 1.4. Thực vật, chồi non nảy mầm nhờ có nước 10
Hình 1.5. Vai trò của nước với nông nghiệp 12
Hình 1.6. Nước xả thải của công ty Vedan làm ô nhiễm sông Thị Vải 14
Hình 1.7. Lũ lụt lịch sử ở Bangkok, Thái Lan mang theo nhiều rác thải gây ô nhiễm
15
Hình 1.8. Nhiều kênh, rạch ở Tp. Hồ Chí Minh đang bị ô nhiễm nặng do rác thải

sinh hoạt của người dân 16
Hình 1.9. Khả năng hòa tan của một số hydroxyt kim loại theo pH 29
Hình 2.1. Xác định hàm lượng cặn lơ lửng 51
Hình 2.2. Đun cách thủy cốc đựng mẫu xác định hàm lượng cặn hòa tan 53
Hình 2.3. Nung chén sứ đựng tinh cặn tại nhiệt độ 600
o
C để xác định hàm lượng
cặn vô cơ hòa tan 53
Hình 2.4. Xác định hàm lượng DO bằng phương pháp chuẩn độ 55
Hình 2.5. Đun sôi dung dịch mẫu để xác định hàm lượng COD của nước thải 56
Hình 2.6. Quá trình chuẩn độ COD của mẫu nước bằng dung dịch KMnO
4
57
Hình 3.1. Ảnh hưởng của Ca(OH)
2
đến sự kết tủa Ni(II), Pb(II) Hydroxyt 69
4
Đồ Án Tốt Nghiệp Đại Học Khóa 2010 – 2014 Trường Đại Học Bà Rịa – Vũng Tàu
LỜI MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài
Nước là một tài nguyên thiên nhiên quý giá, là một trong bốn thành phần cấu
tạo môi trường, bao gồm thủy quyển, thạch quyển, khí quyển và sinh quyển. Trái
đất sẽ không thể có sự sống nếu thiếu nước. Nước đóng vai trò quan trọng trong sản
xuất công nghiệp, nông nghiệp và đời sống.
Ngày nay, sự phát triển của khoa học kỹ thuật đã làm cho đời sống đời sống
con người ngày càng nâng cao. Tuy nhiên, cùng với sự phát triển đó là tình trạng ô
nhiễm môi trường. Vấn đề môi trường đang là một vấn đề mang tính toàn cầu, ảnh
hưởng trực tiếp đến sức khỏe và đời sống của con người đặc biệt là ô nhiễm môi
trường nước đang ngày càng gia tăng. Rất nhiều các hóa chất độc hại được thải vào
các nguồn nước từ các hoạt động sống, các quá trình sản xuất của con người,…

Trong đó phải kể đến các hóa chất, chất thải, đặc biệt là các kim loại nặng từ các
phòng thí nghiệm, thực hành hóa trong các trường học, viện nghiên cứu,…
Hiện nay, ở Việt Nam chưa có quy trình và đội ngũ chuyên xử lý rác thải,
nước thải phòng thí nghiệm. Thực tế, tình trạng hồn nhiên xả các chất dung môi,
hóa chất trực tiếp xuống hệ thống ống thoát nước trong các trường ĐH, các viện
nghiên cứu rất phổ biến. Mặc dù số lượng chất thải từ các phòng thí nghiệm chưa
phải là lớn như ở nước ngoài, khi thải ra môi trường, chúng có thể chưa gây ảnh
hưởng ngay, nhưng về lâu dài, chúng tích tụ, mức độ nguy hại đối với môi trường,
sinh vật và con người là có thật.
Vì vậy, xử lý nước thải phòng thí nghiệm là một vấn đề cần đáng quan tâm,
không chỉ bảo vệ môi trường, mà trước mắt là bảo vệ ngay chính cộng đồng sinh
viên trong các trường đại học, nhân viên trong các viện nghiên cứu, chứ chưa nói
đâu xa. Khoa Hóa học, Trường ĐH Bà Rịa – Vũng Tàu với nhiều phòng thí nghiệm
đang hoạt động, phục vụ công tác học tập và nghiên cứu của sinh viên khoa hóa,
một trong những phòng thí nghiệm có ảnh hưởng đến chất lượng nước thải của
Ngành Công Nghệ Kỹ Thuật Hóa Học 5 Khoa Hóa Học và Công Nghệ Thực Phẩm
Đồ Án Tốt Nghiệp Đại Học Khóa 2010 – 2014 Trường Đại Học Bà Rịa – Vũng Tàu
trường chính là phòng thí nghiệm hóa phân tích. Do đó, để góp phần giảm thiếu ô
nhiễm nước trong trường học em xin chọn đề tài “Khảo sát nước thải phòng thí
nghiệm hóa phân tích và nghiên cứu phương pháp xử lý”.
2. Tình hình nghiên cứu
Cho đến nay có rất nhiều công trình nghiên cứu xử lý các kim loại nặng
trong nước thải từ các nhà máy công nghiệp, từ các cơ sở sản xuất, luyện kim, ,…
tuy nhiên lại rất ít hoặc chưa có công trình nghiên cứu khảo sát và xử lý nước thải
phòng thí nghiệm.
3. Mục đích nghiên cứu
Mục đích của đồ án này “Khảo sát nước thải phòng thí nghiệm hóa phân tích
và nghiên cứu phương pháp xử lý” nhằm khảo sát mức độ ô nhiễm của nước thải
phòng thí nghiệm hóa phân tích dựa vào phân tích các chỉ tiêu của nước thải theo
TCVN và QCVN. Dựa trên kết quả khảo sát được đưa ra phương pháp xử lý thích

hợp nhằm đảm bảo các chỉ tiêu nước thải đạt tiêu chuẩn trước khi xả vào môi
trường.
4. Nhiệm vụ nghiên cứu
Để thực hiện những mục đích nghiên cứu trên ta cần xác định một số chỉ tiêu
của nước thải như: BOD, DO, COD, pH, nhiệt độ, clorua, sunfat, photphat, hàm
lượng một số kim loại nặng. Dùng một số hóa chất như than hoạt tính, sữa vôi
Ca(OH)
2
…để xử lý nước thải.
5. Phương pháp nghiên cứu
− Đánh giá sơ bộ các tác nhân có khả năng gây ô nhiễm đối với nước thải PTN Hóa
phân tích dựa trên TCVN 5945:2010 và QCVN 40:2011/BTNMT cùng các bài thực
hành thí nghiệm Hóa phân tích;
− Tiến hành thu thập nước thải phòng thí nghiệm Hóa phân tích
Ngành Công Nghệ Kỹ Thuật Hóa Học 6 Khoa Hóa Học và Công Nghệ Thực Phẩm
Đồ Án Tốt Nghiệp Đại Học Khóa 2010 – 2014 Trường Đại Học Bà Rịa – Vũng Tàu
− Phân tích một số chỉ tiêu có thể phân tích ở phòng thí nghiệm của Khoa Hóa học và
Công nghệ thực phẩm
− Gửi mẫu phân tích một số chỉ tiêu không thể thực hiện tại phòng thí nghiệm
− Tiến hành xử lý một số chỉ tiêu vượt tiêu chuẩn.
6. Kết quả đạt được
Qua quá trình thực hiện đồ án đã thu được một số kết quả như sau:
− Đánh giá được mức độ ô nhiễm của nước thải phòng thí nghiệm Hóa phân tích.
− Xử lý được một số chỉ tiêu vượt tiêu chuẩn cho phép như chì, kẽm, niken, pH, hàm
lượng chất lơ lửng, …
− Đề xuất và kiến nghị các giải pháp có thể áp dụng thực tế nhằm làm giảm ô nhiễm
nước thải PTN Hóa phân tích.
7. Cấu trúc của đồ án
Nội dung của đồ án bao gồm:
Chương 1: Tổng quan về nước,

Ô nhiễm môi trường nước và phương pháp xử lý
Chương 2: Phương pháp thực nghiệm.
Chương 3: Kết quả
Kết luận – Kiến nghị
Ngành Công Nghệ Kỹ Thuật Hóa Học 7 Khoa Hóa Học và Công Nghệ Thực Phẩm
Đồ Án Tốt Nghiệp Đại Học Khóa 2010 – 2014 Trường Đại Học Bà Rịa – Vũng Tàu
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ NƯỚC,
Ô NHIỄM MÔI TRƯỜNG NƯỚC VÀ PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ
1.1. Khái niệm
Nước là một hợp chất hóa học của Oxy và Hydro, có công thức hóa học
là H
2
O, nước là một chất rất quan trọng trong nhiều ngành khoa học và trong đời
sống. Nước tinh khiết không có màu, không mùi, không vị và chúng tồn tại ở ba
dạng chính đó là lỏng, rắn, khí.
Nước là một dung môi tốt nhờ vào tính lưỡng cực. Các hợp chất phân cực
hoặc có tính ion như axít, rượu và muối đều dễ tan trong nước. Tính hòa tan của
nước đóng vai trò rất quan trọng trong sinh học vì nhiều phản ứng hóa sinh chỉ xảy
ra trong môi trường nước.
Nước tinh khiết không dẫn điện. Mặc dù vậy, do có tính hòa tan tốt, nước
hay có tạp chất pha lẫn, thường là các muối, tạo ra các ion tự do trong dung dịch
nước cho phép dòng điện chạy qua.
Về mặt hóa học, nước là một chất lưỡng tính, có thể phản ứng như một axít
hoặc bazơ. Ở pH = 7 (trung tính) hàm lượng các ion hydroxyt (OH
-
) cân bằng với
hàm lượng của hydronium (H
3
O
+

). Khi phản ứng với một axit mạnh hơn thí dụ như
HCl, nước phản ứng như một chất kiềm:
HCl + H
2
O ⇌ H
3
O
+
+ Cl
-
Với ammoniac nước lại phản ứng như một axit:
NH
3
+ H
2
O ⇌ NH
4
+
+ OH
-
Ngành Công Nghệ Kỹ Thuật Hóa Học 8 Khoa Hóa Học và Công Nghệ Thực Phẩm
Đồ Án Tốt Nghiệp Đại Học Khóa 2010 – 2014 Trường Đại Học Bà Rịa – Vũng Tàu
Nước trong tự nhiên luôn vận động và chuyển từ trạng thái này sang trạng
thái khác, từ thể lỏng sang thể hơi, rồi thể lỏng sang thể rắn và ngược lại. Vận động
của nước luôn tuân theo một vòng tròn khép kín gọi là vòng tuần hoàn nước, vòng
tuần hoàn này thể hiện rõ sự tồn tại và vận động của nước trên mặt đất, trong lòng
đất và trong bầu khí quyển của trái đất.
Hình 1.1. Vòng tuần hoàn của nước [28]
1.2. Vai trò của nước
Nước là thành phần quan trọng của các tế bào sinh học và là môi trường của

các quá trình sinh hóa cơ bản như quang hợp.
Hơn 70% diện tích của Trái Đất được bao phủ bởi nước. Lượng nước trên
Trái Đất có vào khoảng 1,38 tỉ km³. Trong đó 97,4% là nước mặn trong các đại
dương trên thế giới, phần còn lại, 2,6% là nước ngọt, tồn tại chủ yếu dưới dạng
Ngành Công Nghệ Kỹ Thuật Hóa Học 9 Khoa Hóa Học và Công Nghệ Thực Phẩm
Đồ Án Tốt Nghiệp Đại Học Khóa 2010 – 2014 Trường Đại Học Bà Rịa – Vũng Tàu
băng tuyết đóng ở hai cực và trên các ngọn núi, chỉ có 0,3% nước trên toàn thế giới
(hay 3,6 triệu km³) là có thể sử dụng làm nước uống.
Hình 1.2. Tỉ lệ giữa các loại nước trên thế giới [29]
Nước là một dạng tài nguyên thiên nhiên, là một môi trường và cũng là một
môi trường thành phần. Nước đáp ứng được hầu hết các nhu cầu về ăn uống, hoạt
động công nghiệp, năng lượng, nông nghiệp, dịch vụ và vận tải …
Nước được sử dụng trong công nghiệp từ lâu như là nguồn nhiên liệu (cối
xay nước, máy hơi nước, nhà máy thủy điện), như là chất trao đổi nhiệt.
Ngành Công Nghệ Kỹ Thuật Hóa Học 10 Khoa Hóa Học và Công Nghệ Thực Phẩm
Đồ Án Tốt Nghiệp Đại Học Khóa 2010 – 2014 Trường Đại Học Bà Rịa – Vũng Tàu
Bảng 1.1. Phân bố lượng nước trên thế giới [6]
Nguồn nước
Thể tích
nước (km
3
)
Thể tích
nước
(dặm khối)
%
nước
ngọt
% của
tổng lượng

nước
Đại dương, biển, và vịnh 1.338.000.00
0
321.000.000
96,5
Đỉnh núi băng, sông băng,
và vùng tuyết phủ vĩnh cửu
24.064.000 5.773.000 68,7
1,74
Nước ngầm 23.400.000 5.614.000 1,7
Ngọt 10.530.000 2.526.000 30,1 0,76
Mặn 12.870.000 3.088.000 0,94
Độ ẩm đất 16.500 3.959 0,05 0,001
Băng chìm và băng tồn tại
vĩnh cửu
300.000 71.970 0,86
0,022
Các hồ 176.400 42.320 0,013
Ngọt 91.000 21.830 0,26 0,007
Mặn 85.400 20.490 0,006
Khí quyển 12.900 3,095 0,04 0,001
Nước đầm lầy 11.470 2.752 0,03 0,0008
Sông 2.120 509 0,00
6
0,0002
Nước sinh học 1.120 269 0,00
3
0,0001
Tổng số 1.386.000.00
0

332.500.000
100
Nguồn: Gleick, P. H., 1996: Tài nguyên nước. Bách khoa từ điển về khí hậu và
thời tiết. S.H Scheneide, Nhà xuất bản Đại học OXford, New york.
1.2.1. Vai trò của nước đối với đời sống con người
Nước là khởi nguồn của sự sống trên trái đất, đồng thời cũng là nguồn để
duy trì sự sống tiếp tục tồn tại nơi đây. Sinh vật không có nước sẽ không thể sống
nổi và con người nếu thiếu nước cũng sẽ không tồn tại.
Ngành Công Nghệ Kỹ Thuật Hóa Học 11 Khoa Hóa Học và Công Nghệ Thực Phẩm
Đồ Án Tốt Nghiệp Đại Học Khóa 2010 – 2014 Trường Đại Học Bà Rịa – Vũng Tàu
Hình 1.3. Cơ thể con người cần 2 – 2,5 lít nước uống mỗi ngày [30]
Nguồn nước ảnh hưởng tới đời sống con người như [14]:
- Nước là một thành phần tất yếu trong sinh hoạt và ăn uống của chúng ta.
Nó cần thiết cho sự phát triển và duy trì mọi hoạt động trong cơ thể
chúng ta.
- Nước đóng vai trò rất quan trọng đối với sự sống vì con người ta không
thể nào sống mà không có nước.
- Trong những điều kiện mát mẻ không uống nước con người có thể tồn tại
được 7 ngày, nhưng con người có thể sống trên 60 ngày không ăn.
- Nước chiếm khoảng 75% cơ thể lúc mới sinh và khoảng 60% khi con
người trưởng thành.
Ngành Công Nghệ Kỹ Thuật Hóa Học 12 Khoa Hóa Học và Công Nghệ Thực Phẩm
Đồ Án Tốt Nghiệp Đại Học Khóa 2010 – 2014 Trường Đại Học Bà Rịa – Vũng Tàu
- Nước được hiện diện ở tất cả các cơ quan trong con người với tỷ lệ khác
nhau.
- Cơ thể thiếu nước không chỉ ảnh hưởng tới sức khỏe mà còn tạo ra những
biểu hiện như mất ngủ, mệt mỏi, kém tập trung
- Nước trong cơ thể chúng ta có thể có nguồn gốc từ mọi loại chất lỏng
uống được và thức ăn, nước cũng xuất hiện do kết quả trao đổi chất đạm,
chất béo.

Nước là yếu tố thứ hai quyết định sự sống chỉ sau không khí, vì vậy con
người không thể sống thiếu nước. Nước chiếm khoảng 58 – 67% trọng lượng cơ thể
người lớn và đối với trẻ em lên tới 70 – 75%, đồng thời nước quyết định tới toàn bộ
quá trình sinh hóa diễn ra trong cơ thể con người.
Khi cơ thể mất nước, tình trạng rối loạn chuyển hóa sẽ xảy ra, Protein và
Enzyme sẽ không đến được các cơ quan để nuôi cơ thể, thể tích máu giảm, chất
điện giải mất đi và cơ thể không thể hoạt động chính xác. Tình trạng thiếu nước do
không uống đủ hàng ngày cũng sẽ ảnh hưởng tới hoạt động của não bởi có tới 75 –
80% thành phần mô não được cấu tạo từ nước, điều này gây trí nhớ kém, thiếu tập
trung, tinh thần và tâm lý giảm sút …
Nước cũng là một nguồn cung cấp khoáng chất quan trọng cho cơ thể bởi nó
hòa tan khoáng chất như Flo, Iốt, kẽm, canxi, …, là môi trường cho các phản ứng
sinh hóa và cũng là nguồn nuôi dưỡng, phát tán nòi giống sinh vật. Nước giúp cho
cơ thể duy trì nhiệt độ ổn định để chống chọi với thời tiết, giúp làn da tươi trẻ mịn
màng, giúp cơ thể tràn đầy năng lượng và đẹp hơn.
Không những vậy, nước còn là bộ phận quan trọng của hệ thống bài tiết,
giúp cơ thể thải loại những chất độc tích tụ hàng ngày qua hệ dinh dưỡng và hô hấp.
Việc cung cấp nước đầy đủ sẽ giúp tránh được các bệnh nguy hiểm như sỏi thận,
Ngành Công Nghệ Kỹ Thuật Hóa Học 13 Khoa Hóa Học và Công Nghệ Thực Phẩm
Đồ Án Tốt Nghiệp Đại Học Khóa 2010 – 2014 Trường Đại Học Bà Rịa – Vũng Tàu
viêm bàng quang, viêm cơ khớp, ung thư và các bệnh khác do độc tố tích lũy lâu
ngày sinh ra.
1.2.2. Vai trò của nước đối với động - thực vật
Đối với các sinh vật ở cạn, sau nhân tố nhiệt độ, nước (ở cả thể lỏng – dạng
nước và thể khí – độ ẩm trong không khí) là một nhân tố sinh thái vô cùng quan
trọng. Trong lịch sử phát triển của sinh giới trên bề mặt trái đất luôn luôn gắn liền
với môi trường nước. Các sinh vật đầu tiên xuất hiện trong môi trường nước. Quá
trình đấu tranh lên sống ở cạn, chúng cũng không tách khỏi môi trường nước, nước
cần thiết cho quá trình sinh sản. Sự kết hợp của các giao tử hầu hết được thực hiện
trong môi trường nước, nước cần thiết cho quá trình trao đổi chất [13].

Hình 1.4. Thực vật, chồi non nảy mầm nhờ có nước [31]
Nước chứa trong cơ thể sinh vật một hàm lượng rất cao, từ 50 - 90% khối
lượng cơ thể sinh vật là nước, có trường hợp nước chiếm tỷ lệ cao hơn, tới 98% như
ở một số cây mọng nước, ở ruột khoang (ví dụ: thủy tức).
Ngành Công Nghệ Kỹ Thuật Hóa Học 14 Khoa Hóa Học và Công Nghệ Thực Phẩm
Đồ Án Tốt Nghiệp Đại Học Khóa 2010 – 2014 Trường Đại Học Bà Rịa – Vũng Tàu
Nước là thành phần bắt buộc của tế bào sống. Có nhiều nước thực vật mới
hoạt động bình thường được. Nhưng hàm lượng nước trong thực vật không giống
nhau, thay đổi tùy thuộc loài hay các tổ chức khác nhau của cùng một loài thực vật.
Hàm lượng nước còn phụ thuộc vào thời kỳ sinh trưởng của cây và điều kiện ngoại
cảnh mà cây sống. Vì vậy:
- Nước là thành phần cấu trúc tạo nên chất nguyên sinh (>90%).
- Nếu như hàm lượng nước giảm thì chất nguyên sinh từ trạng thái sol
chuyển thành gel và hoạt động sống của nó sẽ giảm sút.
- Các quá trình trao đổi chất đều cần nước tham gia. Nước nhiều hay ít sẽ
ảnh hưởng đến chiều hướng và cường độ của quá trình trao đổi chất.
- Nước là nguyên liệu tham gia vào một số quá trình trao đổi chất.
- Sự vận chuyển các chất vô cơ và hữu cơ đều ở trong môi trường nước.
- Nước bảo đảm cho thực vật có một hình dạng và cấu trúc nhất định. Do
nước chiếm một lượng lớn trong tế bào thực vật, duy trì độ trương của
tế bào cho nên làm cho thực vật có một hình dáng nhất định.
- Nước nối liền cây với đất và khí quyển góp phần tích cực trong việc
bảo đảm mối liên hệ khăng khít sự thống nhất giữa cơ thể và môi
trường. Trong quá trình trao đổi giữa cây và môi trường đất có sự tham
gia tích cực của ion H
+
và OH
-
do nước phân ly ra.

- Nước góp phần vào sự dẫn truyền xung động các dòng điện sinh học ở
trong cây khiến chúng phản ứng mau lẹ không kém một số thực vật bậc
thấp dưới ảnh hưởng của tác nhân kích thích của ngoại cảnh.
- Nước có một số tính chất hóa lý đặc biệt như tính dẫn nhiệt cao, có lợi
cho thực vật phát tán và duy trì nhiệt lượng trong cây. Nước có sức
căng bề mặt lớn nên có lợi cho việc hấp thụ và vận chuyển vật chất.
Nước có thể cho tia tử ngoại và ánh sáng trông thấy đi qua nên có lợi
cho quang hợp. Nước là chất lưỡng cực rõ ràng nên gây hiện tượng
thủy hóa và làm cho keo ưa nước được ổn định.
Một số thực vật hạ đẳng (rêu, địa y) có hàm lượng nước ít (5 – 7%), chịu
đựng thiếu nước lâu dài, đồng thời có thể chịu đựng được sự khô hạn hoàn toàn.
Thực vật thượng đẳng mọc ở núi đá hay sa mạc cũng chịu được hạn còn đại đa số
Ngành Công Nghệ Kỹ Thuật Hóa Học 15 Khoa Hóa Học và Công Nghệ Thực Phẩm
Đồ Án Tốt Nghiệp Đại Học Khóa 2010 – 2014 Trường Đại Học Bà Rịa – Vũng Tàu
thực vật nếu thiếu nước lâu dài thì chết. Cung cấp nước cho cây là điều không thể
thiếu được để bảo đảm thu hoạch tốt. Việc thỏa mãn nhu cầu nước cho cây là điều
kiện quan trọng nhất đối với sự sống bình thường của cây. Những khả năng to lớn
theo hướng này nhằm phục vụ sự phát triển và kĩ thuật tưới trong nông nghiệp. Cuối
cùng nước giữ vai trò tích cực trong việc phát tán nòi giống của các sinh vật, nước
còn là môi trường sống của nhiều loài sinh vật [15].
1.2.3. Vai trò của nước đối với sản xuất [12], [16]
- Trong nông nghiệp: Tất cả các cây trồng và vật nuôi đều cần nước để
phát triển.
Hình 1.5. Vai trò của nước với nông nghiệp [32]
Từ một hạt cải bắp phát triển thành một cây rau thương phẩm cần 25 lít
nước; lúa cần 4.500 lít nước để cho ra 1 kg hạt. Dân gian ta có câu: “Nhất nước,
nhì phân, tam cần, tứ giống”, qua đó chúng ta có thể thấy được vai trò của nước
trong nông nghiệp. Theo FAO, tưới nước và phân bón là hai yếu tố quyết định hàng
Ngành Công Nghệ Kỹ Thuật Hóa Học 16 Khoa Hóa Học và Công Nghệ Thực Phẩm
Đồ Án Tốt Nghiệp Đại Học Khóa 2010 – 2014 Trường Đại Học Bà Rịa – Vũng Tàu

đầu là nhu cầu thiết yếu, đồng thời còn có vai trò điều tiết các chế độ nhiệt, ánh
sáng, chất dinh dưỡng, vi sinh vật, độ thoáng khí trong đất, làm cho tốc độ tăng sản
lượng lương thực vượt qua tốc độ tăng dân số thế giới. Đối với Việt Nam, nước đã
cùng với con người làm lên nền Văn minh lúa nước tại châu thổ sông Hồng – cái
nôi Văn minh của dân tộc, của đất nước, đã làm nên các hệ sinh thái nông nghiệp có
năng xuất và tính bền vững vào loại cao nhất thế giới, đã làm nên một nước Việt
Nam có xuất khẩu gạo đứng nhất nhì thế giới hiện nay. Nước Việt Nam theo nghĩa
đen đúng của nó là nước.
- Trong Công nghiệp:
Nước cho nhu cầu sản xuất công nghiệp rất lớn. Nước dùng để làm nguội các
động cơ, làm quay các tubin, là dung môi làm tan các hóa chất màu và các phản ứng
hóa học. Để sản xuất 1 tấn gang cần 300 tấn nước, một tấn xút cần 800 tấn nước.
Người ta ước tính rằng 15% sử dụng nước trên toàn thế giới công nghiệp như: các
nhà máy điện, sử dụng nước để làm mát hoặc như một nguồn năng lượng, quặng và
nhà máy lọc dầu, sử dụng nước trong quá trình hóa học, và các nhà máy sản xuất,
sử dụng nước như một dung môi. Mỗi ngành công nghiêp, mỗi loại hình sản xuất và
mỗi công nghệ yêu cầu một lượng nước, loại nước khác nhau. Nước góp phần làm
động lực thúc đẩy sự phát triển kinh tế. Nếu không có nước thì chắc chắn toàn bộ
các hệ thống sản xuất công nghiệp, nông nghiệp, … Trên hành tinh này đều ngừng
hoạt động và không tồn tại.
Từ 3.000 năm trước công nguyên, người Ai Cập đã biết dùng hệ thống tưới
nước để trồng trọt và ngày nay con người đã khám phá thêm nhiều khả năng của
nước đảm bảo cho sự phát triển của xã hội trong tương lai: nước là nguồn cung cấp
thực phẩm và nguyên liệu công nghiệp dồi dào, nước rất quan trọng trong nông
nghiệp, công nghiệp, trong sinh hoạt, thể thao, giải trí và cho rất nhiều hoạt động
khác của con người. Ngoài ra nước còn được coi là một khoáng sản đặc biệt vì nó
tàng trữ một nguồn năng lượng lớn và lại hòa tan nhiều vật chất có thể khai thác
phục vụ cho nhu cầu nhiều mặt của con người.
1.3. Ô nhiễm môi trường nước
Ngành Công Nghệ Kỹ Thuật Hóa Học 17 Khoa Hóa Học và Công Nghệ Thực Phẩm

Đồ Án Tốt Nghiệp Đại Học Khóa 2010 – 2014 Trường Đại Học Bà Rịa – Vũng Tàu
1.3.1. Khái niệm ô nhiễm môi trường nước
Ô nhiễm môi trường nước là hiện tượng các vùng nước như sông, hồ, biển,
nước ngầm, , bị các hoạt động của con người làm nhiễm các chất có thể gây hại
cho con người và cuộc sống các sinh vật trong tự nhiên.
Hình 1.6. Nước xả thải của công ty Vedan làm ô nhiễm sông Thị Vải [33]
Ô nhiễm môi trường nước là sự thay đổi thành phần và chất lượng nước không
đáp ứng cho các mục đích sử dụng khác nhau, vượt quá tiêu chuẩn cho phép và có
ảnh hưởng xấu đến đời sống con người và sinh vật.
Ô nhiễm nước là sự thay đổi theo chiều xấu đi các tính chất vật lý – hoá học
– sinh học của nước, với sự xuất hiện các chất lạ ở thể lỏng, rắn làm cho nguồn
nước trở nên độc hại với con người và sinh vật. Làm giảm độ đa dạng sinh vật trong
nước.
Hiến chương châu Âu về nước đã định nghĩa:
Ngành Công Nghệ Kỹ Thuật Hóa Học 18 Khoa Hóa Học và Công Nghệ Thực Phẩm
Đồ Án Tốt Nghiệp Đại Học Khóa 2010 – 2014 Trường Đại Học Bà Rịa – Vũng Tàu
"Ô nhiễm nước là sự biến đổi nói chung do con người đối với chất lượng
nước, làm nhiễm bẩn nước và gây nguy hiểm cho con người, cho công nghiệp, nông
nghiệp, nuôi cá, nghỉ ngơi, giải trí, cho động vật nuôi và các loài hoang dã".
1.3.2. Nguyên nhân gây ô nhiễm môi trường nước
Có nhiều nguyên nhân khách quan và chủ quan dẫn đến tình trạng ô nhiễm
môi trường nước như sự gia tăng dân số, mặt trái của quá trình công nghiệp hóa,
hiện đại hóa, cơ sở hạ tầng yếu kém, lạc hậu, nhận thức của người dân về vấn đề
môi trường còn chưa cao, …, đáng chú ý là sự bất cập trong hoạt động quản lý, bảo
vệ môi trường. Nhận thức của nhiều cơ quan quản lý, tổ chức và cá nhân có trách
nhiệm về nhiệm vụ bảo vệ môi trường nước chưa sâu sắc và đầy đủ, chưa thấy rõ ô
nhiễm môi trường nước là loại ô nhiễm gây nguy hiểm trực tiếp, hàng ngày và khó
khắc phục đối với đời sống con người cũng như sự phát triển bền vững của đất
nước.
a) Ô nhiễm tự nhiên [20]

Là do mưa, tuyết tan, lũ lụt, gió bão, …, hoặc do các sản phẩm hoạt động
sống của sinh vật, kể cả xác chết của chúng.
Cây cối, sinh vật chết đi, chúng bị vi sinh vật phân hủy thành chất hữu cơ.
Một phần sẽ ngấm vào lòng đất, sau đó ăn sâu vào nước ngầm, gây ô nhiễm hoặc
theo dòng nước ngầm hòa vào dòng lớn.
Lũ lụt có thể làm nước mất sự trong sạch, khuấy động những chất dơ trong
hệ thống cống rãnh, mang theo nhiều chất thải độc hại từ nơi đổ rác, và cuốn theo
các loại hoá chất trước đây đã được cất giữ.
Ngành Công Nghệ Kỹ Thuật Hóa Học 19 Khoa Hóa Học và Công Nghệ Thực Phẩm
Đồ Án Tốt Nghiệp Đại Học Khóa 2010 – 2014 Trường Đại Học Bà Rịa – Vũng Tàu
Hình 1.7. Lũ lụt lịch sử ở Bangkok, Thái Lan mang theo rác thải gây ô nhiễm [34]
Nước lụt có thể bị ô nhiễm do hoá chất dùng trong nông nghiệp, kỹ nghệ
hoặc do các tác nhân độc hại ở các khu phế thải. Công nhân thu dọn lân cận các
công trường kỹ nghệ bị lụt có thể bị tác hại bởi nước ô nhiễm hoá chất.
Ô nhiễm nước do các yếu tố tự nhiên (núi lửa, xói mòn, bão, lụt, ) có thể
rất nghiêm trọng, nhưng không thường xuyên, và không phải là nguyên nhân chính
gây suy thoái chất lượng nước toàn cầu.
b) Ô nhiễm nhân tạo
Từ sinh hoạt
Nước thải sinh hoạt (domestic wastewater): Là nước thải phát sinh từ các hộ
gia đình, bệnh viện, khách sạn, cơ quan trường học, chứa các chất thải trong quá
trình sinh hoạt, vệ sinh của con người
Ngành Công Nghệ Kỹ Thuật Hóa Học 20 Khoa Hóa Học và Công Nghệ Thực Phẩm
Đồ Án Tốt Nghiệp Đại Học Khóa 2010 – 2014 Trường Đại Học Bà Rịa – Vũng Tàu

Hình 1.8. Nhiều kênh, rạch ở Tp. Hồ Chí Minh đang bị ô nhiễm nặng do rác thải
sinh hoạt của người dân [35]
Thành phần cơ bản của nước thải sinh hoạt là các chất hữu cơ dễ bị phân hủy
sinh học (cacbohydrat, protein, dầu mỡ), chất dinh dưỡng (photpho, nitơ), chất rắn
và vi trùng gây bệnh nguy hiểm. Tùy theo mức sống và lối sống mà lượng nước thải

cũng như tải lượng các chất có trong nước thải của mỗi người trong một ngày là
khác nhau. Nhìn chung mức sống càng cao thì lượng nước thải và tải lượng thải
càng cao. Ở những khu dân cư đông đúc, điều kiện vệ sinh thấp kém, nước thải sinh
hoạt không được xử lý thích đáng là một trong những nguyên nhân gây ô nhiễm
môi trường nghiêm trọng.
Từ công nghiệp
Nước thải công nghiệp (industrial wastewater): là nước thải từ các cơ sở sản
xuất công nghiệp, tiểu thủ công nghiệp, giao thông vận tải. Khác với nước thải sinh
hoạt hay nước thải đô thị, nước thải công nghiệp không có thành phần cơ bản giống
nhau, mà phụ thuộc vào ngành sản xuất công nghiệp cụ thể. Ví dụ, nước thải của
các xí nghiệp chế biến thực phẩm thường chứa lượng lớn các chất hữu cơ, nước thải
của các xí nghiệp thuộc da ngoài các chất hữu cơ còn có các kim loại nặng,
sulfua,
Có nhiều hoạt động sản xuất công nghiệp gây ô nhiễm nước, trong đó chủ
yếu là:
Ngành Công Nghệ Kỹ Thuật Hóa Học 21 Khoa Hóa Học và Công Nghệ Thực Phẩm
Đồ Án Tốt Nghiệp Đại Học Khóa 2010 – 2014 Trường Đại Học Bà Rịa – Vũng Tàu
- Do các hoạt động sản xuất: Hiện nay trong tổng số 232 khu công nghiệp, khu chế
xuất đã đi vào hoạt động ở nước ta mới chỉ có khoảng 62% khu công nghiệp, chế
xuất có hệ thống xử lý nước thải. Các công trình này dù đã đi vào hoạt động nhưng
hiệu quả không cao, dẫn đến tình trạng 75% nước thải khu công nghiệp thải ra
ngoài với lượng ô nhiễm cao. Chất lượng nước thải công nghiệp đều vượt quá nhiều
lần giới hạn cho phép. Đặc biệt là nước thải các ngành công nghiệp nhuộm, thuộc
da, chế biến thực phẩm, hóa chất có hàm lượng các chất gây ô nhiễm cao, không
được xử lý thải trực tiếp vào hệ thống thoát nước đã làm cho nguồn nước bị ô
nhiễm nặng [22].
- Do khai thác khoáng sản: Trong chất thải này có thể có các hóa chất độc hại mà
người ta sử dụng để tách quặng khỏi đất đá. Trong chất thải ở các mỏ thường có các
hợp chất sulfide – kim loại, chúng có thể tạo thành axít, với khối lượng lớn chúng
có thể gây hại đối với đồng ruộng và nguồn nước ở xung quanh.

- Từ các lò nung và chế biến hợp kim: Trong quá trình sản xuất và chế biến các loại
kim loại như đồng, nicken, kẽm, bạc, kobalt, vàng và kadmium, môi trường bị ảnh
hưởng nặng nề. Hydrofluor, Sunfua – dioxit, Nitơ – oxit khói độc cũng như các kim
loại nặng như chì, Arsen, Chrom, Kadmium, Nickel, đồng và kẽm bị thải ra môi
trường.
Từ hoạt động sản xuất nông, ngư nghiệp
 Trong sản xuất nông nghiệp:
Các hoạt động chăn nuôi gia súc: Phân, nước tiểu gia súc, thức ăn thừa
không qua xử lý đưa vào môi trường và các hoạt động sản xuất nông nghiệp khác,
thuốc trừ sâu, phân bón từ các ruộng lúa, dưa, vườn cây, rau chứa các chất hóa học
độc hại có thể gây ô nhiễm nguồn nước ngầm và nước mặt.
Trong quá trình sản xuất nông nghiệp, đa số nông dân đều sử dụng thuốc bảo
vệ thực vật gấp ba lần liều khuyến cáo. Chẳng những thế, nông dân còn sử dụng cả
các loại thuốc trừ sâu đã bị cấm như Aldrin, Thiodol, Monitor, Trong quá trình
bón phân, phun xịt thuốc, người nông dân không hề trang bị bảo hộ lao động. Đa số
nông dân không có kho cất giữ bảo quản thuốc, thuốc khi mua về chưa sử dụng
Ngành Công Nghệ Kỹ Thuật Hóa Học 22 Khoa Hóa Học và Công Nghệ Thực Phẩm
Đồ Án Tốt Nghiệp Đại Học Khóa 2010 – 2014 Trường Đại Học Bà Rịa – Vũng Tàu
được cất giữ khắp nơi, kể cả gần nhà ăn, giếng sinh hoạt, Đa số vỏ chai thuốc sau
khi sử dụng xong bị vứt ngay ra bờ ruộng, số còn lại được gom để bán phế liệu
 Trong sản xuất ngư nghiệp:
Nước ta là nước có bờ biển dài và có nhiều điều kiện thuận lợi cho ngành
nuôi trồng thủy hải sản, tuy nhiên cũng vì đó mà việc ô nhiễm nguồn nước do các
hồ nuôi trồng thủy sản gây ra không phải là nhỏ.
Nguyên nhân là do thức ăn, nước trong hồ, ao nuôi lâu ngày bị phân hủy
không được xử lý tốt mà xả ra sông suối, biển gây ô nhiễm nguồn nước. Các chất
thải nuôi trồng thủy sản là nguồn thức ăn dư thừa thối rữa bị phân hủy, các chất tồn
dư sử dụng như hóa chất và thuốc kháng sinh, vôi và các loại khoáng chất. Chất thải
ao nuôi công nghiệp có thể chứa đến trên 45% Nitrogen và 22% là các chất hữu cơ
khác, là nguồn có thể gây ô nhiễm môi trường và dịch bệnh thủy sản phát sinh trong

môi trường nước.
Bên cạnh đó, các xưởng chế biến mỗi ngày chế biến hàng tấn thủy hải sản,
tuy nhiên trong quá trình chế biến đã thải ra môi trường toàn bộ lượng nước thải,
bao gồm cả hóa chất, chất bảo quản. Ngoài ra, nhiều loại thủy hải sản chỉ lấy một
phần, phần còn lại vứt xuống sông, biển làm nước bị ô nhiễm, bốc mùi hôi khó
chịu.
Từ dịch vụ
Ngành dịch vụ càng ngày càng chiếm một phần lớn của thương mại toàn cầu.
Khu vực dịch vụ bao gồm nhiều lĩnh vực khác nhau từ du lịch, qua tài chính cho
đến lĩnh vực y tế, chăm sóc sức khỏe, Tuy nhiên, sự phát triển đó cũng đã để lại
một nỗi lo lớn cho môi trường, đó là một lượng nước thải lớn không qua xử lí mà xả
trực tiếp ra môi trường. Đặc biệt là nước thải trong y tế.
Nước thải y tế (bệnh viện) bao gồm nước thải từ các phòng phẫu thuật,
phòng xét nghiệm, phòng thí nghiệm, từ các nhà vệ sinh, khu giặt là, rửa thực phẩm
và việc làm vệ sinh phòng, …, cũng có thể từ các hoạt động sinh hoạt của bệnh
nhân, người nuôi bệnh và cán bộ công nhân viên làm việc trong bệnh viện, Nước
Ngành Công Nghệ Kỹ Thuật Hóa Học 23 Khoa Hóa Học và Công Nghệ Thực Phẩm
Đồ Án Tốt Nghiệp Đại Học Khóa 2010 – 2014 Trường Đại Học Bà Rịa – Vũng Tàu
thải y tế có khả năng lan truyền rất mạnh các vi khuẩn gây bệnh, nhất là đối với
nước thải được thải ra từ các bệnh viện hay những khoa truyền nhiễm, lây nhiễm.
Nước thải bệnh viện chứa vô số các loại vi trùng, vi rút và các mầm bệnh
sinh học khác trong máu mủ, dịch, đờm, phân của người bệnh, các loại hóa chất độc
hại từ cơ thể và chế phẩm điều trị, thậm chí cả chất phóng xạ. Do đó nó được xếp
vào danh mục chất thải nguy hại, gây nguy hiểm cho người tiếp xúc.
Sau khi hòa vào hệ thống nước thải sinh hoạt, những mầm bệnh này chu du
khắp nơi, xâm nhập vào các loại thủy sản, vật nuôi, cây trồng, nhất là rau thủy canh
và trở lại với con người. Việc tiếp xúc gần với nguồn ô nhiễm còn làm tăng nguy
cơ ung thư và các bệnh hiểm nghèo khác cho người dân [17]
1.3.3. Các tác nhân gây ô nhiễm
a) Các ion vô cơ hòa tan [20]

Nhiều ion vô cơ có nồng độ rất cao trong nước tự nhiên, đặc biệt là trong
nước biển.Trong nước thải đô thị luôn chứa một lượng lớn các ion Cl
-
, SO
4
2-
, PO
4
3-
,
Na
+
, K
+
. Trong nước thải công nghiệp, ngoài các ion kể trên còn có thể có các chất
vô cơ có độc tính rất cao như các hợp chất của Hg, Pb, Cd, As, Sb, Cr, F,
Clorua (Cl
-
):
Là một trong các ion quan trọng trong nước và nước thải. Clorua kết hợp với
các ion khác như natri, kali gây ra vị cho nước. Nguồn nước có nồng độ clorua cao
có khả năng ăn mòn kim loại, gây hại cho cây trồng, giảm tuổi thọ của các công
trình bằng bê tông, Nhìn chung clorua không gây hại cho sức khỏe con người,
nhưng clorua có thể gây ra vị mặn của nước do đó ít nhiều ảnh hưởng đến mục đích
ăn uống và sinh hoạt.
Sulfat (SO4
2-
):
Các nguồn nước tự nhiên, đặc biệt nước biển và nước phèn, thường có nồng
độ sulfat cao. Sulfat trong nước có thể bị vi sinh vật chuyển hóa tạo ra sulfit và axit

sulfuric có thể gây ăn mòn đường ống và bê tông. Ở nồng độ cao, sulfat có thể gây
hại cho cây trồng.
Amoni và amoniac (NH
4
+
, NH
3
):
Ngành Công Nghệ Kỹ Thuật Hóa Học 24 Khoa Hóa Học và Công Nghệ Thực Phẩm
Đồ Án Tốt Nghiệp Đại Học Khóa 2010 – 2014 Trường Đại Học Bà Rịa – Vũng Tàu
Nước mặt thường chỉ chứa một lượng nhỏ (dưới 0,05 mg/l) ion amoni (trong
nước có môi trường axít) hoặc ammoniac (trong nước có môi trường kiềm). Nồng
độ amoni trong nước ngầm thường cao hơn nhiều so với nước mặt. Nồng độ amoni
trong nước thải đô thị hoặc nước thải công nghiệp chế biến thực phẩm thường rất
cao, có lúc lên đến 100 mg/l. Tiêu chuẩn môi trường Việt Nam về nước mặt (TCVN
5942 – 1995) quy định nồng độ tối đa của amoni (hoặc amoniac) trong nguồn nước
dùng vào mục đích sinh hoạt là 0,05 mg/l (tính theo N) hoặc 1,0 mg/l cho các mục
đích sử dụng khác.
Nitrat (NO
3
-
):
Là sản phẩm cuối cùng của sự phân hủy các chất chứa nitơ có trong chất thải
của người và động vật. Trong nước tự nhiên nồng độ nitrat thường nhỏ hơn 5 mg/l.
Do các chất thải công nghiệp, nước chảy tràn chứa phân bón từ các khu nông
nghiệp, nồng độ của nitrat trong các nguồn nước có thể tăng cao, gây ảnh hưởng
đến chất lượng nước sinh hoạt và nuôi trồng thủy sản. Trẻ em uống nước chứa
nhiều nitrat có thể bị mắc hội chứng methemoglobin (hội chứng “trẻ xanh xao”).
TCVN 5942 – 1995 quy định nồng độ tối đa của nitrat trong nguồn nước mặt dùng
vào mục đích sinh hoạt là 10 mg/l (tính theo N) hoặc 15 mg/l cho các mục đích sử

dụng khác.
Photphat (PO
4
3-
):
Cũng như nitrat, photphat là chất dinh dưỡng cần cho sự phát triển của thực
vật thủy sinh. Nồng độ photphat trong các nguồn nước không ô nhiễm thường nhỏ
hơn 0,01 mg/l. Nước sông bị ô nhiễm do nước thải đô thị, nước thải công nghiệp
hoặc nước chảy tràn từ đồng ruộng chứa nhiều loại phân bón, có thể có nồng độ
photphat đến 0,5 mg/l. Photphat không thuộc loại hóa chất độc hại đối với con
người, nhiều tiêu chuẩn chất lượng nước không quy định nồng độ tối đa cho
photphat.
Mặc dù không độc hại đối với người, song khi có mặt trong nước ở nồng độ
tương đối lớn, cùng với nitơ, photphat sẽ gây ra hiện tượng phú dưỡng
(eutrophication, còn được gọi là phì dưỡng). Theo nhiều tác giả, khi hàm lượng
Ngành Công Nghệ Kỹ Thuật Hóa Học 25 Khoa Hóa Học và Công Nghệ Thực Phẩm