Nghiên cứu khả năng sinh khí H2S từ nước sông Tô Lịch.PDF

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC T ự NHIÊN
* * * * * * * * *
TÊN ĐÈ TÀI:
NGHIÊN CỬU KHẢ NĂNG SINH KHÍ H2S TÙ NƯỚC
SÔNG TÔ LỊCH
MÃ SỐ: QT - 09 - 61
CHỦ TRÌ DÊ TÀI: PGS. TSKH. NGUYÊN XUÂN HẢI
V ai HOC QUỐC G '“ NỌI
'^ N G ỊẠ M T H O N G i^ N T H Ư V ^
; 00Dfc00004iJ_
HÀ N ỘI-2010
ĐẠI HỌC QUÓC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC T ự NHIÊN
*********
TÊN ĐÊ TÀI:
NGHIÊN CỬU KHẢ NẢNG SINH KHÍ H2S TỪ NƯỚC
SÔNG TÔ LỊCH
MÃ SỐ: QT - 09 - 61
CHỦ TRÌ f)È TÀI: PGS. TSKH. NGUYỄN XUÂN HẢI
CÁC CÁN Bộ THAM GIA:
PGS.TS. TRÀN YÊM
PGS.TS. LÊ VĂN THIỆN
THS. NGUYÊN HỮU HUẤN
THS. NGUYỄN HÒNG HẠNH
HÀ N Ộ I-2010
ĐẠI HỌC QUÓC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC T ự NHIÊN
******** *
TÊN ĐÈ TÀI:
NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG SINH KHÍ H2S TỪ NƯỚC

SÔNG TÔ LỊCH
MẴSÓ: QT - 09 - 61
CHỦ TRÌ Í)Ê TÀI: PGS. TSKH. NGUYỄN XUÂN HẢI
CÁC CÁN B ộ THAM GIA:
PGS.TS. TRẦN YÊM
PGS.TS. LÊ VĂN THIỆN
THS. NGUYỄN HỮU HUẤN
THS. NGUYỄN HỒNG HẠNH
HÀ N Ộ I-2010
1. Báo cáo tóm tắt:
a. Tên đề tài: Mã số: QT-09-61
Nghiên cứu khả năng sinh khí H2S từ nước sông Tô Lịch
b. Chủ trì đề tài: Nguyễn Xuân Hải
Học vị: TSKH Học hàm: PGS
Đơn vị công tác: Khoa Mói trường
Tel. 04-38584995
c. Các cán bộ tham gia dề tài:
- PGS.TS. Trần Yêm
- PGS.TS. Lê Văn Thiện
- ThS. Nguyễn Hữu Huấn
- ThS. Nguyễn Hồng Hạnh
- 01 Học viên cao học Nguyễn Tùng Cương, 01 sinh viên Nguyễn Thị Sinh
d. Mục tiêu và nội dung nghiên cứu
e. Các kết quả đạt được.
- Sản phẩm khoa học
+ 01 báo cáo khoa học : Sông Tô Lịch thuộc địa bàn thành phố Hà
Nội có mức độ ô nhiễm nước rất cao với hàm lượng BOD, COD cao gấp nhiều lần
Tiêu chuẩn cho phép (TCCP). Trong môi trường kỵ khí các chất hữu cơ chứa lưu
huỳnh có trong nước sông bị khử thành H2S và phát thải ra môi trường không khí
xung quanh. Ket quả nghiên cứu cho thấy mức độ ô nhiễm không khí đã vượt quá

TCCP trong phạm vi 200 m tính từ bờ sông theo chiều gió và đã định lượng được
lượng khí H2S có thể sinh ra theo hàm lượng của lưu huỳnh tổng số trong nước
sông. Lượng phát thái M2S được quy đổi ra S02 là 1.702.3 tấn S0 2/năm tương
đương với 2,14% lượng S 0 2phát thài công nghiệp của thành phố Hà Nội, nếu tính
theo đơn vị diện tích thì sông Tô Lịch có cường độ phát thài khá cao. tương đương
với 3.602,8 tấn S0 2/năm/km2 (quy đổi) so với mức độ phát thái SO2 tù nguồn
công nghiệp cùa thành pho Hà Nội trung bình chi là 81,38 tấn S0 2/năm/km2. do
vậy cần có những biện pháp giảm thiểu sự ô nhiễm này.
+ 01 bài háo đăng trên tạp chí Khoa học Nông nghiệp số 01 năm
2010
- Hiệu quả kinh tế và khả năng ủng dụng:
+ Phục vụ qui hoạch phát triển kinh tế xã hội của huyện:
+ 01 Cử nhán bảo vệ tốt nghiệp năm 2009
+ 01 học vién cao học bảo vệ năm 2009
f. Tình hình kinh phí của đề tài: Đã quyết toán xong
KHOA QUẢN LÝ
(Ký và ghi rỗ họ tên)
CHỦ TRÌ ĐÈ TÀI
(Ký và ghi rõ họ tên)
Cơ OUAN CHỦ TRÌ ĐÈ TÀI
2. Summary report
a. Title: Síudy on/ ormulation ability ofhydrogen sulfìde (HịS) from To
Lich river vvater
Code: QT-09-61
b. Head of Prọịect: Ass., Dr.Sc. Nguyen Xuan Hai
c. Participants: Ass.Prof. Dr. Tran Yem, Ass. Prof., Dr. Le Van Thien. Ms.
Nguyen Huu Huan, Ms. Nguyen Hong Hanh, Ms Student Nguyen Tung Cuong,
student Nguyen Thi Sinh
d. Purpose of rescarch and content
The aims of this rcsearch included evaluate íormulation ability of hydrogen

sulíĩde from To Lich river water and pollution of air environment in the beside
villages.
For achieving thc purposes above, in this study was conducting the
following contents:
- Study status and cvaluate quality of water of To Lich river water
- Stuđy on formulation ability of hydrogen sulíĩde from To Lich river vvater
- Propose measures for protection, restoration and management water
quality of To Lich river.
e. Results of study
Results of this study show that, air quality of 200 meters in distance along
the wind dircction from the To Lich river bank was polluted by hydrogen sulfíde.
Amount of hydrogen suinde íbrmulation from To Lich river water was estimated
of equivalent 1,702.3 tons S02 per year (about 2.14% of industrial source of Hanoi
city), but calculated per area, it's big contribution of Hanoi air pollution. 3.602.8
tons SCVyear' 1 per km2 to compared to 81.38 tons sc^.year"1 per km2 of Hanoi
industrial source. So, it’s very necessary to have measures to reduce this air
pollution source from To Lich river.
Base on the achieved results, some recommendations had been made in
order to protect and restore water quality of To Lich river.
The other produces of this research theme also included:
- 1 scientiíic report
- Publication in scientiíìc journal “Agriculture and Rural Development"

- Training 1 student: Nguyen Thi Sinh
- Training 1 master studcnt: Nguyen Tung Cuong
DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 1. Thông tin chính về các con sông nội thành của Hà Nội
Bảng 2: Các hồ lớn ở Thủ đô Hà Nội.
Bảng 3. Tỉ lệ phần trăm H2S/tổng sulíìde theo pH và nhiệt độ
Bảng 4. Độc tính của khí H2S phân theo nồng độ khí

Bảng 5. Thông tin chung về ví trí lấy mẫu nước sông Tô Lịch
Bảng 6. Các phương pháp phán tích chất lượng nước
Bảng 7. Nhiệt độ, lượng mưa, lương bốc hơi tại khu vực nghiên cứu
Bảng 8. Các kênh mương và cống xả nước thải chính vào sông Tô Lịch
Bảng 9: Kết quả phân tích chất lượng nước sông Tô Lịch (2009)
Bảng 10. Thông số điều kiện tự nhiên khi lấy mẫu
Bảng 11. Kết quả phân tích mẫu nước sông khu vực thôn Bằng B
Bảng 12. Giá ừị H2S quy đổi trong nước sông Tô Lịch mùa khô và mùa mưa
Bảng 13. Ket quả đo H2S trong không khí khu vực Thôn Trung và Bằng A
Bảng 14. Kết quả đo H2S trong không khí (TB 1 giờ) khu dân cư ven sông Tô Lịch
Bảng 15. Ket quả phân tích hám lượng H2S trong không khí
Bảng 16. Các thông số của phương trình
Bảng 17. Tính toán phát thải khí H2S từ sông Tô Lịch
Bàng 18. Lượng phát thải tương đương với SO2 cùa công nghiệp TP Hà Nội theo năm và
theo diện tích
Bảng 19. Chất lượng và ảnh hưởng của nước sông Tô Lịch theo ý kiến người dân
Bàng 20. Kết quả phân tích chất lượng nước mùa khô
Bảng 21. Kết quả phân tích chất lượng nước mùa mưa
Bảng 22. Kết quả phân tích chất lượng nước sông Tô Lịch giai đoạn 2000 - 2003
Bảng 23. Kết quả phân tích chất lượng nước sông Tô Lịch giai đoạn 2000 - 2003
Bảng 24: Giá trị giới hạn các thông số chất lượng nước mặt
DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình 1. Sông Tô Lịch và các sông hồ khác trong khu vực
Hình 2. Sơ đồ chuyển hoá H2S sang axit sulíùric
Hình 3. Sự tương tác giữa các chất hữu cơ trong chu trình H2S
Hình 4. Các dạng cân bàng cùa sunphit
Hình 5. Sơ đồ các vị trí lấy mẫu nước và trầm tích trên sông Tô Lịch
Hình 6. Sơ đồ mô tả phương pháp nghiên cứu
Hình 7. Sơ đồ khu vực nghiỗn cứu .
Hình 8. Xây dựng và thực hiộn khung chính sách.

Hình 9: Hệ thống xử lý nước thải bằng hồ sinh vật kết hợp nuôi cá.
Hình minh họa 1. Xả thải khỏng được kiểm soát và không qua xử lý
Hình minh họa 2. Nạo vét lòng sông
Hình minh họa 3. Thu gom vá xử lý rác - Nỗ lực làm sạch lòng sông
DANH MỤC CÁC BIỂU ĐÒ, ĐỒ THỊ
Đồ thị 1. Biến thiên của nhiệt độ, lượng mưa, lương bốc hơi tại lưu vục sông Tô Lịch
Đồ thị 2. Diễn biến pH theo thời gian tại các điểm quan trắc trên sông Tô Lịch
Đồ thị 3. Biểu đồ biểu diễn giá trị H2S, pH và Nhiệt độ trên sông Tô Lịch trong mùa khô
Đồ thị 4. Biểu đồ biểu diễn giá trị H2S, pH và Nhiệt độ trên sông Tô Lịch trong mùa mưa
Đồ thị 5. Diễn biến DO tại các điểm quan trắc trên sông Tô Lịch
Đồ thị 6. Biểu đồ biểu diễn giá trị H2S và DO trên sông Tô Lịch trong mùa khô
Đồ thị 7. Biểu đồ biểu diễn giá trị H2S, DO trên sông Tô Lịch trong mùa mưa
Đồ thị 8. Diễn biến COD theo thời gian trên sông Tô Lịch
Đồ thị 9. Biểu đồ biểu diễn giá trị H2S và COD trên sông Tô Lịch trong mùa khô
Đồ thị 10. Biểu đồ biểu diễn giá trị H2S và COD trên sông Tô Lịch trong mùa mưa
Đồ thị 11. Diễn biến BOD5 theo thời gian trên sông Tô Lịch
Đồ thị 12. Biểu đồ biểu diễn giá trị H2S và BOD5 trên sông Tô Lịch trong mùa khô
Đồ thị 13. Biểu đồ biểu diễn giá trị H2S và BOD5 trên sông Tô Lịch trong mùa mưa
Đồ thị 14. Biểu đồ biểu diễn giá trị H2S và CHC trên sông Tô Lịch trong mùa khô
Dồ thị 15. Biểu đồ biểu diễn giá trị H2S và CHC trên sông Tô Lịch trong mùa mưa
Đồ thị 16. Biểu đồ biểu diễn giá trị H2S và SO42' trên sông Tô Lịch trong mùa khô
Đồ thị 17. Biểu đồ biểu diễn giá trị H2S và S 042" trên sông Tô Lịch trong mùa mưa
Đồ thị 18. Chất lượng nước sông khu vực thôn Bằng B trong 2 ngàv lấy mẫu
Đồ thị 19. Biến thiên nồng độ H2S trên sông Tô Lịch theo mùa
Đồ thị 20. Giá trị H2S tại các vị trí lấy mẫu
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, VIẾT TẮT
COD: Nhu cầu oxy hóa học
BOD: Nhu cầu oxy sinh hóa
BOD5: Nhu cầu oxy sinh hóa sau 5 ngày
DO: oxy hòa tan

QCVN 08:2008/BTNMT: Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng nước mặt.
TSS: Tổng chất rắn lơ lừng
MỤC LỤC
MỞ ĐẦU 1
CHƯƠNG 1. TỎNG QUAN TÀI LIỆU
3
1.1. Hiện trạng thoát nước ở Thành phố Hà Nội 3
1.1.1. Đặc điểm hệ thống thoái nước chung 3
1.1.2. Các hướng thoải nước chính lưu vực sông Tô Lịch 5
1.1.3. Hệ thống sông - Mạng lưới thoát nước cap một 5
1.1.4. Trạm bơm Yên Sở 10
1.2. Cơ chế phát thải HỉS từ hệ thống nước thải 10
1.2.1. Nguồn gốc hình thành IỉịS 10
1.2.2. Quá trìnli hình thành HĩS 11
1.2.3.1. Chất rắn có thể lắng đọng 12
1 .2 .3.2. Nhiệt độ
.

7
.
12
1.2.3.3. Sự hình thành Iỉ2SO4 13
1.2.3.4. Tính linh động giám 13
1.2.4. Tác động của vi sinh vật đến quá trình hình thành H2S.
14
Ị.2.5. Sự tồn tại của các dạng sunphit 14
ì. 2.5.1. lon sunphùs> 14
1.2.5.2. Ion 2 sunphit (IIS) 14
1.2.5.3. Hydrosunphua (H2S) trong nước
14

1.2.5.4. Khi hydrosunphua H2S 15
1.2.6. Động thái của khí HịS trong môi trường nước
16
1.2.7. HịS và tác động tới sức khoẻ con người 17
1.2.7.1. Các tính chất lý hoá cùa khí H2S
17
1.2.7.2. Độc tính và lác động tới sức khoẻ con người cùa khí H2S 17
CHƯƠNG 2. ĐỊA ĐIẺM, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN c ứ u 20
2.1. Địa điểm nghiên cứu 20
2.2. Nội dung nghiên cứu 20
2.3. Phương pháp nghiên cứu 20
2.3.1. Phương pháp nghiên cứu 20
2.3.2. Phương pháp lấy mẫu và bảo quản mẫu 22
2.3.3. Phương pháp phân tích các mẫu nước 22
2.3.4. Pliuơng pháp phân tích dự báo phát thải H2S.
23
2.3.5. Tínlí toán phát thài HỉS 24
CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ NGHỈÊN cứ u VÀ THẢO LUẬN
26
3.1. Một sổ đặc điểm về điều kiện tự nhiên, chế độ thủy văn, thòi tiết và khí hậu ảnh
hưởng đến đặc tính và chc độ dòng chảy sông Tô Lịch
26
3.1.1. Đặc điểm thủy văn 26
3.1.2. Địa lùnli, địa mạo 26
3.1.3. Thời tiết và khí liậu 27
3.2. Các đặc điểm có licn quan đến sự phát thải H
2
S trên sông Tô Lịch 30
3.2.1. Nguồn nước íliải 30
3.2.2. Đặc điểm hệ tliống côn/í trìnli thoát nước lưu vục sông Tô Lịch

32
3.2.3. Hiện trạng quản lý vận hành hệ thống thoát nước sông Tô Lịch
32
3.3. Đánh giá chất lượng nưóc trên sông Tô Lịch so vói tiêu chuẩn nước mặt

50
3.4. Đặc điểm một số tính chất lý hóa học chung trong nưóc sông Tô Lich có ảnh huỏng
đến sự phát thải HỉS 34
3.4.1. về giá trị pH 34
3.4.2. về giá trị DO 36
3.4.3. về giá trị COD 38
3.4.4. về giả trị BODs 40
3.4.5. về giá trị chất hữu cơ (CHC) 42
3.4.6. về giả trị s o / ' 43
3.5. Sự biến thiên và khả năng phát thải Hydrosulphua (H
2
S) trên sông Tô Lịch

45
3.5.1. Sự biến thiên H2S 45
3.5.2. Kết quả đo hàm lượng HĩS trong không khí ven sông Tô Lịch 47
3.5.3. Tỉnh toán lượng klííH ỉS được sinh ra từ sông Tô Lịch 50
3.6. Ảnh hưởng nước sông Tô Lịch đến sức khoẻ của người dân canh tác nông nghiệp

52
3.7. Các biện pháp nhằm giảm thiểu khả năng gây ô nhiễm của H
2
S

54

3.7.1.Các biện pháp về chinh sách
54
3.7.2.CỚC biện pháp cải thiện chất lượng nước sông Tô Lịclt 55
KÉT LỤẬN "

.

.

’ 57
TÀI LIỆU THAM KHẢO 58
PHỤ LỤC 1

.




.

.

.

.

.


60

PHỤ LỤC 2

61
M Ở ĐẦU
Nước là nguồn tài nguyên thiên nhiên quý giá, là yếu tố không thể thiếu cho mọi
hoạt động sống trên Trái Đất. Trong thời kỳ hiện đại hoá, công nghiệp hoá đất nước, cùng
với quá trình đô thị hoá mạnh mẽ và phát triển mở rộng thành phố nhu cầu về nước cho
các đối tượng dùng nước ngày một gia tăng. Nhưng chất lượng môi trường nước đang
ngày càng bị suy giảm nghiêm trọng, đặc biệt là nguồn nước mặt của lãnh thổ cần
phải được đánh giá tổng hợp và đầy đủ làm cơ sở hoạch định cho các dự án phát triển khai
thác sử dụng tối ưu và bền vững nguồn nước mặt, phòng chống ô nhiễm và cải tạo môi
trường. Các nguồn gây ô nhiỗm trên các hệ thống lưu trữ và cấp thoát nước ngày càng xuất
hiện nhiều, đa dạng và khó kiểm soát. Cùng với việc đầu tư cho các trạm bơm. nhà máy xử
lý nước nhằm đảm bảo việc cung ứng nước sạch cho người dân, Đảng và Nhà nước ta
cũng không ngừng đầu tư cho các công tác tiêu thoát nước đảm bảo vệ sinh môi trường
cũng như tránh ngập úng cho nhiều địa phương. Trong đó, các hệ thống kênh mương, sông
ngòi được đặc biệt chú trọng xây dựng hoàn chỉnh ở các thành phố lớn như Thủ đô Hà
Nội, thành phố Hồ Chí Minh. .
Ở Hà Nội, bốn con sóng: Lừ, Sét, Kim Ngưu, Tô Lịch vẫn ngày đêm phải gồng
mình hứng nguồn nước thải sinh hoạt và công nghiệp chưa qua xử lý. Theo Chi cục bảo vệ
môi trường Hà Nội, tổng lượng nước thải của khu vực nội thành hiện nay đạt 500.000
nrVngày đêm, trong đó có khoảng trên 100.000 m3 nước thải của các cơ sở công nghiệp,
dịch vụ, bệnh viện tất cả lượng nước thải này đổ thẳng ra sông. Theo đánh giá chung, tất
cả các dòng sông này đều đang bị ô nhiễm nặng vì “chở nặng” các chất hữu cơ, vô cơ. vi
sinh vật, dầu mỡ Sông nào cũng đen đặc, bốc mùi hôi thối ảnh hưởng trực tiếp tới vệ
sinh môi trường cảnh quan đó thị và sức khoẻ của nhân dân.
Hiện nay có rất nhiều nghiên cứu về hệ thống cấp thoát nước cũng như môi trường
các dòng sông ở Hà Nội, tuy nhiên, những nghiên cứu đó chưa đề cập, chú ý đến nguồn xả
thải, khả năng phát thải một số khí độc có ảnh hưởng đến sức khoẻ người dân và gây tốn
kém cũng như thiệt hại cho hệ thống thoát nước thành phố Hà Nội. Do vậy, đề tài

“N ghiên cứu khả năng sin h kh í H 2S từ nư ớ c sông Tô Lịch ” được nghiên cứu với
mục đích sau:
- Nghiên cứu đánh giá chất lượng nước trên sông Tô Lịch.
- Đánh giá khả năng phát thải khí H2S từ sông Tô Lịch.
- Đe xuất một số biện pháp nhàm làm giảm ô nhiễm.
1
Yêu cầu của đề tài:
- Đánh giá chất lượng nước sông Tô Lịch qua các thông số và so sánh với tiêu
chuẩn môi trường nước mặt.
- Phân tích, đánh giá một số các thông số ô nhiễm chủ yếu liên quan đến sự hình
thành và phát thải khí Hydrosulíua trong nước, trầm tích sông Tô Lịch (theo 2 mùa,
mùa khô và mùa mưa).
- Đánh giá khả năng sinh khí H2S từ nước sông Tô Lịch và tác động của nó tới nhân
dân sinh sống ven sông.
- Đe xuất các biện pháp khắc phục và giảm thiểu ô nhiễm mùi do phát thải khí H2S.
2
CHƯƠNG 1
TỎNG QUAN TÀI LIỆU
1.1. Hiện trạng thoát nước ở Thành phố Hà Nội
1.1.1. Đặc điểm hệ thống thoát nước chung
Hệ thống thoát nước cùa Hà Nội là hệ thống thoát nước chung, bao gồm hệ thống
cống cho cả nước mưa, nước thải sinh hoạt, thương nghiệp, công nghiệp và nước thải bệnh
viện với tổng chiều dài 120 km đường cống đường kính 600 - 1.000 mm, trong đó có 80
km được xây dựng từ thời Pháp thuộc hiện nay đã xuống cấp nhiều.
Hệ thống sông thoát nước gồm 4 con sông thoát nước chính là sông Lừ, Sét, Tô
Lịch và sông Kim Ngưu, với tổng chiều dài 36,8 km, chiều rộng trung bình từ 20 - 45 m.
dẫn toàn bộ nước thải và nườc mưa của thành phố vào sông Nhuệ qua đập Thanh Liệt với
lưu lượng tiêu là 30 m3/s. Nhưng các sông này hiện nay cũng bị bồi lắng, thu hẹp mặt cắt ở
nhiều đoạn do cầu cống và xáy dựng lấn chiếm.
Bảng 1. Thông tin chính về các con sông nội thành của Hà Nội

Tên sông
Chiều
dài
(km)
Chiều
rộng (m)
Độ sâu
(m)
Diện tích
lưu vực
(ha)
Lượng nước tiếp
nhận (1.000
m3/ngày)
Tô Lịch
13,5
30-45
3-4
6820 400 - 600
Kim Ngưu
12,2 25-30
3-4
1800 8 5 - 100
Sét
6,7 10-30
3-4
580
60-65
Lừ
5,8

20-25
2-4
560
5 0-5 5
Nguồn: [7]
Hiện nay ở Hà Nội chỉ còn 20 hồ với tổng diện tích mặt nước khoảng 592 ha. Hệ
thống hồ điều hòa bị giảm dán chức năng do bị bồi lắng, san lấp để xây dựng. Dung tích
hữu ích của các hồ giảm xuống một cách đáng kể.
3
Bảng 2: Các hồ lớn ở Thủ đô Hà Nội
TT
Tên hồ
Diện tích
(ha)
Sâu trung
bình (m)
Mực nước
max (m)
Ghi chú
1
Hô Tây
446
2-5-4
6,2(6,63)
Trong
2
Trúc Bạch
26
1,5-2
6,2(6,63)

ngoặc chi
3
Thủ Lệ
7,8
2 + 3
5
đôi khi xảy
4
Giảng Võ
6,5
3 - 4 5,25
ra
5
Ngọc Khánh 3,8
2,5
4,5(5)
6
Thành Công
6,8
4
4,5 (5)
7
Đông Đa
16 1-5-2
4,6
8
Giám 2,5
1,5 - 2
5,2
9

Linh Quang 4,5
3
5,2
Đang đào
10
Vãn Chương
5
2 - 3
5,2
sâu thêm
11
Trung Tự
6
4
4,6
12
Kim Liên 3,5
1,5- 2 5,2
13
Ba Mâu
4
1,2 + 2
5,1
14
Thiên Quang 5,5
3 - 5
5,2(6,1)
15
Bảy Mầu
21,5

2 -2 ,5
5,1(6,1)
16
Hoàn Kiêm 11
1,5- 2
6,8
17
Hai Bà
3
1,5+ 2
6,8
18
Thanh Nhàn
8,1
2 + 3
4,6(5,4)
19
Nghĩa Đô
4,7
2,5
4,5(5)
20 Khương Thượng
2
1,5- 2
5,6
Nguồn: [3]
Mạng lưới thoát nước chưa bảo đảm được nhu cầu thoát nước. Công suất tải của
mạng lưới chỉ đáp ứng được những trận mưa có tần suất 1-3%, ứng với chu kỳ 1-3 năm.
Do đó tình hình úng lụt diỗn ra hàng năm và vài năm lại diễn ra trầm trọng. Nhìn chung,
tình trạng úng ngập thường xuyên xảy ra ở Hà Nội vào mùa mưa đã gây ra những hậu quả

nghiêm trọng đối với nhiều ngành kinh tế quốc dân. Nhiều trận mưa thậm chí với cường
độ 50 mm/h đã gây úng ngập ờ nhiều khu vực. Điển hình là các trận mưa ngày 20 và 21
tháng 11 năm 1984 với lượng mưa 614,4 mm đã gây úng ngập ở nhiều vùng, trong đó ờ
khu Kim Liên ngập tới Im nước trong 3 ngày. Trận mưa đầu tháng 11 năm 2008 có lượng
mưa tính đến lOh ngày 3/1 1/2008 phổ biến từ 400mm đến 650 ram. một số điểm lượng
4
Lịch và cũng được sử dụng là nguồn nước tưới cho nông nghiệp và nuôi cá [ 1 ].
Trước đây, tiết diện của dòng chảy bị thu hẹp, nhất là tại các vị trí cầu cống qua
sông, cùng với những nguycn nhân chủ quan khác nhau như lấn chiếm lòng sông (lấn
chiếm nhà cửa tại sông Lừ, sóng Sét) và hiện tượng đổ rác, chất thải vào các sông, không
chì làm giảm lưu lượng dòng chảy mà còn làm cho các nguồn nước mặt ngày càng ô
nhiễm nghiêm trọng hơn.
Hiện nay các con sông này đang được cải tạo để đạt được tiết diện thiết kế, cải thiện
chế độ dòng chảy và cảnh quan đô thị nhằm giảm thiểu khả năng ngập lụt, khôi phục lại
công suất dòng chảy và đáp ứng được nhu cầu nhiệm vụ là trục thoát nước chính của hệ
thống [1].
Sông Tô Lịch
Hệ thống sông Tô Lịch có vị trí đuợc xác định như sau: khu vực thượng nguồn năm
ở phía Tây và Tây Bắc của sóng Hồng và khu vực nội thành thành phố Hà Nội, khu vực
hạ nguồn nằm ở phía Nam vá Đông Nam thành phố. Hệ thống sông Tô Lịch được giới hạn
bởi hai hệ thống đê bao là sông Hồng và sông Nhuệ, với diện tích lưu vực 77.5 km2.
Sông Tô Lịch, bắt đầu có từ cống Phan Đình Phùng (quận Ba Đình), đây là điểm lộ
diện trên mặt của mương Thụy Khuê (sông Tô Lịch), chạy dọc đường Thụy Khuê về phía
chợ Bưởi, cắt ngang qua đường Lạc Long Quân rồi tới đường Hoàng Quốc Việt. Bắt đầu
từ điểm này trên bản đồ thành phố Hà Nội đã thể hiện là sông Tô Lịch, chiều rộng của
sông tại đây là khoảng 30m, độ sâu khoảng 3m. Tiếp theo, sông chạy dọc đường Bưởi tới
Cầu Giấy, rồi sau đó chạy dợc theo đường Láng cho tới cầu Mới (điểm cắt ngang đường
Nguyễn Trãi). Đoạn sông ở khu vực vừa mô tả có chiều rộng dao động trong khoảng 30-40
in, chiều sâu từ 3-4m. Sau đó sông tiếp tục chạy dọc đường Kim Giang, Đại Kim. Thịnh
Liệt về phía Nam thành phô. Tới khu vực nhà máy Sơn Hà Nội, sông Tô Lịch rẽ nhánh,

một nhánh chảy sang hướng Đông đổ về sông Kim Ngưu phía hồ Yên Sở, một nhánh chảy
xuôi theo hướng Nam qua cảu Tó (cắt ngang đường 70) và đổ vào sông Nhuệ. Dòng chảy
tự nhiên của sông Tô Lịch lá từ Yên Sờ đến cầu Sơn, khi từ phía hồ Yên Sở bơm cưỡng
bức lúc đó dòng chảy chính là từ cầu Sơn về hồ Yên Sở [4].
6
Hình 1. Sôn/ỉ Tô Lịch và các sông hồ khác trong khu vực
Nguồn: [9]
Đối với nhánh sông 'í ô Lịch chảy về phía hồ Yên Sở, sông chảy qua địa phận của
các thôn: Văn (xã Thịnh Liột); Bằng B (phường Hoàng Liệt); Huỳnh Cung, Tựu Liệt và
Yên Ngưu (xã Tam Hiệp). Tại khu vực thôn Yên Ngưu, sông lại tiếp tục rẽ thành 2 nhánh,
một nhánh chạy tiếp về hướng Đông đổ vào hồ Yên Sở, nhánh kia chạy theo hướng Nam
qua địa phận các xã Tứ Hiệp, Vĩnh Quỳnh, Ngũ Hiệp (huyện Thanh Trì) và cuối cùng
cũng đổ vào sông Nhuệ.
Như vậy về tổng thể, khu vực thượng nguồn của sông Tô Lịch tiếp nhận nước thải
từ khu vực các quận Ba Đình, quận càu Giấy, quận Đống Đa, quận Thanh Xuân, một phần
quận Hai Bà Trưng. Khu vực hạ du tiếp nhận nước thải của quận Hoàng Mai và các xã
Thịnh Liệt, Tam Hiệp, Tứ Hiệp, Vĩnh Quỳnh, Đông Mỹ (huyện Thanh Trì).
Nguồn nước cấp chù yếu cho hệ thống sông Tô Lịch là nước mưa và nước thải do
sinh hoạt, sản xuất. Dọc theo sông Tô Lịch có rất nhiều cống xả nước thải vào sông với lưu
lượng khác nhau (bảng 8). Chế độ thủy văn cùa sông Tô Lịch là rất phức tạp, mùa mưa,
dòng chảy biến động mạnh mẽ theo thời gian và không gian. Khi có mưa mực nước sông
dâng lèn rất nhanh, nước cháy tràn trên các đường phố, ngõ xóm; nước tập trung chảy vào
các hệ thống cống, kênh mương và xả vào sông Tô Lịch. Khi mực nước tại đập Thanh Liệt
nhỏ hơn 3,5m. nước từ sông Tô Lịch sẽ thoát qua sông Nhuệ. Khi mực nước lớn hơn 3,5m.
đập Thanh Liệt đóng lại, nước ứ đọng hoặc dồn ngược chảy về phía hồ Yên Sở. Tại khu
vực hồ Yên Sở, hệ thống bơin chủ động bơm nước thẳng ra sông Hồng, tiêu thoát nước
7
cho nội thành. Như vậy đoạn sông Tô Lịch từ vị trí ngã ba Nhà máy Sơn Hà Nội cho tới vị
trí tiếp giáp với hồ Yên Sở (đoạn cuối của sông Sét và sông Kim Ngưu), có chế độ thủy
văn hai chiều. Tuy nhiên từ khi có trạm bơm Yên Sở, phần lớn dòng chảy đoạn này theo

hướng Đông về phía hồ Yên Sở [9].
Từ cuối những năm 1990, Tô Lịch bắt đầu được nạo vét đáy sông, kè bờ. để làm
sạch và chống lấn chiếm. Quá trình xây dựng thành phố đã lấp đi một đoạn sông khá dài
khiến nó trở thành sông cụt vá từ nhiều năm nay nó chỉ có vai trò như kênh thoát nước của
thành phố.
Theo đánh giá và các kết quả nghiên cứu khảo sát của nhóm nghiên cứu JCA (1998
- 1999) về chất lượng nước cho thấy nước sông Tô Lịch thực chất là nước thải. Hàm lượng
kim loại nặng có xu hướng tảng rõ rệt, nước sông Tô Lịch thường xuyên nhiễm bẩn chủ
yếu là COD, BOD, chất rắn lơ lửng (TSS), Coliíòrm. về mùa khô, chất lượng nước ngày
càng ô nhiễm, nước sông có màu đen, mùi hôi nồng nặc, đặc biệt là đoạn Kim Giang - cầu
Bươu, về mùa mưa, nước sông chảy mạnh hơn, tốc độ dòng chảy tăng lên và nhờ có nước
mưa pha loãng nên nồng độ nhiễm bẩn có giảm đáng kể. Tuy nhiên chất lượng nước sông
vẫn cao hơn nhiều tiêu chuẩn cho phép nhất là các chỉ tiêu COD, BOD. TSS, dầu mỡ
(QCVN 08:2008/BTNMT) [ 1 ].
Sông Kim Ngưu
Sông Kim Ngưu cổ lá một phân lưu của sông Tô Lịch, nó lấy nước từ Tô Lịch ờ
Cầu Giấy, chạy theo hướng 'l ây - Đông tới Đội cấn và lại lấy nước từ Tô Lịch khi tới ô
Thụy Chương (Thụy Khuê), chảy theo hướng Bắc - Nam (đoạn này còn gọi là sông Ngọc
Hà), chảy qua Ngọc Khánh, Giảng Võ, Hào Nam, Ổ Chợ Dừa, Xã Đàn, Kim Liên, Ô Đông
Các, Yên Sở, rồi hợp lưu trở lại ở Văn Điển. Đến lượt mình, Kim Ngưu lại có các phân lưu
là sông Trung Liệt (tách ra tại Hào Nam), sông Sét và sông Lừ (đều tách khỏi Kim Ngưu
tại khu vục Kim Liên, Phương Liệt) V . V .
Sông Kim Ngưu xưa là một tuyến giao thông đường thủy, nay chỉ có chức năng là
một sông thoát nước cho nội thành Hà Nội. Sông Kim Ngưu được bắt đầu từ cống Lò Đúc,
dài 12,2 km, rộng trung bình 25 - 30 m, sâu 2 - 4 m. Sông Kim Ngưu đón nhận một lưu
vực thoát nước lớn thuộc quận Hoàn Kiếm, Hai Bà Trưng và toàn bộ lượng nước khu vực
Quỳnh Lôi, Mai Hương, Vĩnh Tuy, một phần huyện Thanh Trì. dọc sông Kim Ngưu có 14
xã chính [1].
Nước sông Kim Ngưu cũng đã bị ô nhiễm nặng nề như sông Tô Lịch đặc biệt do
tiếp nhận nguồn nước thải công nghiệp lớn chưa qua xừ lý. Lượng nước xà vào sông tại

khu vực nội thành là khoảng 120.000 rrrVngày đêm Kết quả phân tích chất lượng nước
sông Kim Ngưu cho thấy răng chỉ số COD, BOD, TSS, Coliform vượt quá tiêu chuẩn cho
8
phép (QCVN 08:2008/BTNMT) hàm lượng H2S, CH4, C 02, N H / khá cao, hàm lượng kim
loại nặng tăng lên khá nhiều đặc biệt là Cr, C u .[1]
Đoạn đường Lò Đúc đến cống Yên Duyên đã được cải tạo xong, vận hành hiệu quả
tuy nhiên sau một thời gian vận hành đã có hiện tượng một số đoạn đã bị bồi lắng từ 0.4 -
0,6 m như hạ lưu cống Lò Đúc, ở các vị trí chân cầu. Đoạn từ chỗ phân lưu với sông Tô
Lịch đến Đông Mác đã bị lấp hoặc bị lấn bờ nhiều làm bề rộng của sông thu hẹp lại đáng
kể, và được cống hóa (kè bờ và làm nắp bê tông) gần hết vào cuối thập niên 1980, chỉ còn
lộ thiên đôi chỗ ở Cát Linh. Đoạn từ Đông Mác tới Yên Sở còn rộng, được kè bờ, làm
hàng rào từ cuối thập niên 1990, để chống lấn chiếm, và trồng nhiều liễu hai bên bờ. Hai
bên bờ sông ở đoạn này còn được làm đường giao thông, đó là các đường Đông Kim
Ngưu, Tây Kim Ngưu, Nguyễn Tam Trinh, v.v Ngoài kè bờ, người ta còn tích cực nạo
vét đoạn sông ở đây để tăng cường khả năng thoát nước và nắn dòng chảy của sông tại
Yên Sở để cho hai phần ba lượng nước của Kim Ngưu đổ vào điều hòa Yên Sở. Một phần
ba lượng nước còn lại theo đoạn từ Yên Sở tới Văn Điển mà đổ vào Tô Lịch. Đoạn cuối
cùng này không được cải tạo, lượng nước lại còn ít, và bị lấn chiếm và đổ phế thải xuống
lòng sông, nên đang mất dần.
Sông Sét
Sông Sét cổ là một phán lưu của sông Kim Ngưu, nó tách khỏi Kim Ngưu ở Phương
Liệt, tại chỗ sông Sét tách ra, Kim Ngưu đổi hướng chảy lên phía Bắc tới khu vực hồ Bảy
Mầu và đầm Kim Liên, còn sông Sét chảy về phía Nam. Tuy nhiên, do bồi, lấp, sông Kim
Ngưu tại Phương Liệt bị đứt quãng khiến cho đoạn Kim Ngưu ngược lên phía Bắc bị tách
riêng ra. Sông Sét ngày nay bao gồm cả đoạn sông Kim Ngưu đó, nó chảy trong địa phận
các quận Hai Bà Trưng và Hoàng Mai, thành phố Hà Nội [1].
Sông Sét kể từ mương Trần Khát Chân qua Đại học Bách Khoa, càu Đại La nhập
với sông Kim Ngưu ở Giáp Nhị. Một nhánh khác xuất phát từ cống Nam Khang nhận nước
thải từ khu vực Trần Bình Trọng - Quang Trung qua hồ Thiền Quang, Bảy Mầu nhập vào
nhánh chính ở Đại học Bách Khoa. Sông Sét dài hơn 3,6 km, rộng 3 - 4 m bẩt nguồn từ hồ

Bảy Mầu trong công viên Thống Nhất (quận Hai Bà Trưng), chảy theo hướng Bắc - Nam
và đổ vào hồ Yên Sờ (quận Hoàng Mai). Khi đi qua Giáp Bát, nó nhận nước từ một phân
lưu cùa sông Lừ từ Phương Liên chày sang.
Sông Sét suốt nhiều nãm bị bùn bồi lắng và bị các công trình xây dựng lấn bờ. nên
bề rộng và độ sâu của sông đã giảm đáng kể nhiều nơi, sông chỉ rộng chừna 5m. độ sâu
trung bình cùa sông chi hơn 1 m. Từ đầu năm 2003, sông Sét được nạo vét và cống hóa với
sự hỗ trợ của chính phủ Nhật Bản trong dự án thoát nước, cải thiện tình hình môi trường
Hà Nội giai đoạn 1 (1997 - 2005). Hiện nay đoạn phía Bắc của sông chảy qua khu vực các
trường Đại học Bách Khoa. Dại học Xây Dựng và Đại học Kinh tế Quốc dân đến phố Đại
9
La đã được cống hóa (kè bớ và làm nấp bê tông trên mặt sông thành đường Trần Đại
Nghĩa). Đoạn từ phố Đại La đến hồ Yên Sở được kè bờ, nạo vét, làm đường và trồng cây
hai bên bờ, lưu lượng nước thải tiếp nhận vào khoảng 60.000 m3/ngày đêm, hiện nay đoạn
sông chảy qua khu vực Bách Khoa đang được cống hóa. Kết quả phân tích chất lượng
nước sông Kim Ngưu qua kiểm tra tại một số vị trí cho thấy cả mùa khô và mùa mưa nước
sông Sét đều bị nhiễm BOD, COD và nhiễm bẩn Coliform (QCVN 08:2008/BTNMT) [1].
Sông L ừ
Sông Lừ cổ là một phán lưu của sông Kim Ngưu, tách khỏi Kim Ngưu ở Phương
Liệt và chảy về phía Nam Thanh Trì và hợp lưu với Tô Lịch. Tuy nhiên, do sông Kim
Ngưu có nhiều đoạn bị lấp, nén đoạn Kim Ngưu còn sót lại từ Nam Đồng tới Phương Liệt
ngày nay cũng được coi là sông Lừ [1].
Sông Lừ ngày nay dài khoảng 10 km, lòng sông rộng từ 10 - 20 m, bắt đầu từ cống
Trịnh Hoài Đức qua hồ Đống Đa, Trung Tự, Linh Đàm và nhập vào sông Tô Lịch ờ Định
Công, chảy qua địa bàn các phuờng Nam Đồng, Trung Tự, Kim Liên, Khương Thượng,
Phương Mai, Phương Liên (quận Đống Đa). Đen Phương Liên, sông Lừ chia làm hai, một
rẽ sang phía Đông tới Giáp Bát và hội lưu với sông Sét, một chảy tiếp về phía Nam qua
Định Công và hội lưu với sông Tô Lịch tại phía Bắc khu đô thị Linh Đàm gần cầu Dậu.
phường Đại Kim, quận Hoàng Mai. Nhánh hội lưu với Tô Lịch càng gần đến chỗ hội lưu
thì dòng chảy càng thu hẹp lại.
Mặt khác, khi thực hiộn dự án cải tạo hệ thống thoát nước ở Hà Nội vào những năm

cuối của thế kỷ 20 và những năm đầu thế kỷ 21, người ta đã nắn dòng cho phần lớn lượng
nước sông Lừ đổ vào sông Sét rồi vào hồ điều hòa Yên Sở. Sông tiếp nhận khoảng 50.000
m3/ngày đêm,nước sông Lừ cũng bị nhiễm bẩn BOD, COD, Coliform. (QCVN
08:2008/BTNMT) [1].
1.1.4. Trạm bơm Yên Sở.
Trạm bơm đã được xây dựng với công suất giai đoạn 1 là 43 m3/s với kênh dẫn
dòng vào 1.200 m, kết nối các hồ 1.900 m, kênh dẫn 1.600 m [1].
1.2. Cơ chế phát thải H2S từ hệ thống nước thải
1.2.1. Nguồn gốc hình thành H 2S
Sự hình thành sunphit là một quá trình gián tiếp do vi khuẩn xảy ra trong phần lăng
của cống vệ sinh và những đường trục chính. Nước cống sinh hoạt khi mới đô vào hệ
thống thu gom thường không có sunphat. Tuy nhiên, dạng sunphit hoà tan nhanh chóng
xuất hiện do những điều kiện sau [21]:
- Nước có chứa ít oxy hoà tan.
- Thời gian tồn dư lâu trong hệ thống thu gom nước cống.
10
- Nhiệt độ nước thải cao.
1.2.2. Quả trình hình thành H 2S
H2S sinh ra trong quá trình phân hủy protein động vật và thực vật nhờ sự tác động
của vi khuẩn. Rất nhiều loại vi khuẩn, nấm thải ra H2S trong quá trình phân hủy các chất
chứa các amino axit có lưu huỳnh và trong quá trình khử trực tiếp sunphat. Vi khuẩn
Proteus vulgaris là vi sinh vật điển hình tạo ra H2S khi sống trong môi trường có protein.
Quá trình khử sunphat được tiến hành bởi hai loại vi khuẩn kị khí là Desuựovibrio
và Desuựòto maculum.
Bước đầu tiên trong quá trình này là sự hình thành một lớp nhớt bên dưới lớp nước
thải trong hệ thống ống cống dưới tác động của vi sinh vật. Lớp nhớt này gồm những vi
sinh vật và chất rắn trơ được gan kết với nhau bởi một keo protein. Khi lớp keo sinh học
này dần dần đủ độ dày đến mức có thể ngăn oxy hoà tan thấm qua và nó tạo điều kiện cho
một vùng yếm khí oxy được hình thành. Khoảng 2 tuần là thời gian lưu cữu đủ cho một
iớp nhớt yểm khí hình thành trong đường ống. Trong lớp nhớt này, vi khuẩn phân giải

sunphat sử dụng ion SO42' (một ion thường có trong nước thải) để lấy oxy cho quá trình
phân huỷ chất hữu cơ cần thiết. Tốc độ hình thành sunphit trong lớp nhớt phụ thuộc vào
nhiều điều kiện môi trường trong đó có sự tập trung của nguồn thức ăn hữu cơ (chỉ số
BOD5), nguồn oxy hoà tan í chỉ số DO), nhiệt độ, vận tốc dòng chày. Chỉ có những vi
khuẩn trên bề mặt của lớp nhớt này nhận được nguồn sunphat liên tục vì chúng tiếp xúc
với nước cống. Điều này khiến chúng ở trong trạng thái bán hoạt động (nhưng không
chết). Khi lượng nuớc thải nhiều lên, quá trình lẳng đọng vẩn cặn tăng nhanh, điều đó
đồng nghĩa với việc tạo nên môi trường yếm khí cho vi khuẩn. Ở giai đoạn này chúng tiếp
xúc với sulphát và chuyển hóa thành sulphit hòa tan trong nước. Chỉ trong khoảng thời
gian ngắn hoạt động trao đổi chất cùa vi khuẩn yếm khí đã giải phóng một lượng lớn khí
H2S, chất này gây nên mùi khó chịu và có khả năng ăn mòn kim loại. Như vậy. chất rẳn
lắng đọng, vi sinh vật là những yếu tố cho sự hình thành khí H2S nhanh hơn [15].
1.2.3. Các nguyên nhân chính chỉ phổi quá trình hình thành H 2S
Sự tích luỹ của Hydro sulfua trong pha khí trên bề mặt dòng chảy trong các hệ
thống thoát nước thải là hiện tượng chịu sự chi phối của các nguyên nhân sau:
- Hàm lượng ôxy hoà tan (DO): DO thấp thích hợp cho sự phát triển cua các vi sinh
vật kỵ khí và sinh ra khí Hytlro sulfua.
11
- BOD5: Giá ừị BOD5 cao điều kiện các vi sinh vật (Desul/ovibrio và DesulỊoto
maculum ) phát triển và làm giảm DO.
- Nhiệt độ: Nhiệt độ tảng làm gia tăng tốc độ tăng trưởng của vi sinh vật và làm
giảm khả năng hoà tan của DO.
- Các hợp chất sulfua: Các hợp chất sulfua là nguyên liệu cho quá trình sulíìde hoá.
Mối quan hệ về số lượng giữa bốn dạng sunphit được kiểm soát bời độ pH trong
nước cống, ion s 2' không tồn tại nếu pH<12 và chỉ được xác định bời pKa, HS' có tỷ lệ
50/50 ở pH=14. Thông thường pH của nước thải rất thấp nên ion s 2' ít xuất hiện, pKa -
nhân tố quan trọng - là một nhân tố kiểm soát mối quan hệ giữa H2S và HS". Phần lớn giá
trị pH của nước thải sinh hoạt khoảng gần 6,9 điều này có nghĩa là trong điều kiện nước
thải thông thường một nửa sunphit tồn tại ở dạng ion bisunphit và một nửa còn lại là dạng
H2S trong nước (khí hoà tan). Khi sự tập trung khí hoà tan trong dung dịch tuân theo định

luật Henry, chúng có thể tách khỏi dung dịch và tồn tại ở dạng khí tự do. Với giả thuyết
dựa vào sự hỗn loạn hay sự hiếu khí, nước cống có thể thài lượng khí H2S dưới dạng khí tự
do và có nhiều ion bisunphit được chuyển thành dạng khí hoà tan để thế chỗ cho phần khí
thoát vào trong khí quyển. Quá trình này phụ thuộc vào nhiều yếu tố trong môi trường sau
[21]:
1.2.3.1. Chất rắn có thể lang đọng
Giai đoạn dòng chảy nhỏ trong hệ thống thu gom nước cống tương đương với vận
tốc dòng nước cống trung bình thấp, khi đó vật liệu thường là đá mạt và những chất hữu cơ
lớn lang đọng trong hệ thống thu gom nước cống. Điều này làm tăng khối lượng, diện tích
bề mặt mà vi khuẩn tiêu thụ sunphat có thể phát triển (lớp nhớt) trong hệ thống thu gom và
có thể làm tăng sự chuyển đổi từ sunphat thành sunphit [18, 21].
Phần tử đá mạt và những vi khuẩn tiêu thụ sunphat đính kèm bán hoạt động lơ lừng
và tiếp xúc với một lượng sunphat lớn nhanh chóng sản sinh ra sunphit. Mối liên hệ giữa
lượng lớn vi khuẩn và nguồn thức ăn gần như bất tận sẽ tạo nên những nhóm sunphit hoà
tan và hệ quả là giải phóng tại những khu vực linh động cao. Xu thế này đã được mô tà kĩ
trong tài liệu tại nhiều thành phố với những vấn đề lắng đọng sạn và cát.
1.2.3.2. Nhiệt độ
Trời mùa hè, nấng nóng, nhiệt độ nước cống cao hơn dẫn đến tăng hoạt động vi
sinh vật chuyển hoá sunphat. khiến sunphat chuyển thành sunphit nhanh hơn và tăng sự tập
trung cùa sunphit hoà tan trong nước, ước tính ràng nếu nhiệt độ nước cống tăng thêm l°c
(12,5 độ F) sẽ làm lượng sunphit tăng gấp đôi [18, 21].
12
1.2.3.3. Sự hình thành H2SO4
Vi khuẩn yếm khí Thiobacillus thường tồn tại trong ống cống, thành cống và những
bề mặt khác phía trên lớp nước, trong những ống cống và công trình phụ trợ có thể tiêu thụ
khí H2S và oxi hoá nó trở thánh H2SO4. Quá trình này chỉ diễn ra khi có lượng H2S cung
ứng đủ, với nồng độ nhỏ nhất là 2,0 ppm, độ ẩm cao và có oxy khí quyển. Những điều kiện
này tồn tại trong phần lớn hộ thống thu gom nước cống trong một vài tháng, độ pH~5 (xấp
xi tương đương với 7% axit H2SO4 trong dung dịch) đã đo được trên bề mặt tiếp xúc với
một vài môi trường H2S (> 50 ppm trong không khí) [18, 21].

Phương trình cân bằng đơn giản hoá của tiến trình sinh học chuyển hoá từ H2S sang
H2SO4 được mô tả như hình 2 sau:
Vi khuẩn Thiobacillus
1.2.3.4. Tính linh động giảm
Tính linh động là thông số quan trọng trong đánh giá, xem xét ngăn chặn khí H2S
phát sinh từ nước cống, hậu quả cùa mùi do H2S phát sinh và sự ăn mòn gia tăng theo độ
lớn tại điểm linh động. Định luật Henry quy định sự tập trung cùa một khí trong một chất
lỏng chứa dạng hoà tan cùa chất khí được kiểm soát bởi áp suất riêng phần của khí đó và
phần phân từ của khí hoà tan trong dung dịch. Theo định luật, khi tăng diện tích bề mặt
tiếp xúc cũng sẽ làm tăng lực tác dụng chuyển từ pha lỏng sang pha khí, dạng tăng diện
tích bề mặt phổ biến nhất thé hiện trong tính linh động. Trong những khu vực linh động,
những giọt nhỏ sẽ tạm thời được hình thành, khi điều này xảy ra lực tác động sê tuân theo
định luật Henry (áp suất riêng phần) nhanh chóng cân bàng giữa thể lỏng và khí. Ket quả
thường là một lượng lớn sunphit hoà tan được chuyển dạng giải phóng thành khí. Những
cấu trúc gây nên sự linh động có thể xác định và đo đạc được để kiểm soát lượng khí H2S
sinh ra. H2S hình thành trong điêu kiện yếm khí dưới tác dụng của vi khuẩn phân huý chất
hữu cơ với sự có mặt của sunphat [18, 21].
Khí H2S Oxy không khí
Axit sunfuric
Hình 2. Sơ đồ chuyển hoá H2S sang axit sul/uric
13
1.2.4. Tác động của vi sinh vật đến quá trình hình thành H 2S
Trong quá trình hình thành H2S, vi sinh vật đóng vai trò rất quan trọng, chúng trực
tiếp phân huỷ yếm khí để hinh thành nên các dạng khác nhau của sunphit trong lớp nhớt
của cống và hình thành nên các điều kiện thuận lợi cần có cho việc hình thành và giải
phóng khí H2S ra khỏi nước cống (hình 3).
khuyển hoá t ự 1
ihiên
Thuyền hoá do
'i sinh vật

— ►
rhuyển hoá
ío động vật
• • ^
2 huyền hoá
io thực vật
-
m m
-ị5*
Khí núi lừa và đốt Sunphua
s°
H2S
S02
Protein động vật
Protein thực vật
Hình 3. Sự tương tác giữacác chất hữu cơ trong chu trình HịS [14]
1.2.5. S ự tồn tại của các dạng sunphit
Khi sunphat được phán huỷ, sản phẩm phụ sunphit được giải phóng lại dòng nước
thải và ngay lập tức hình thành nên trạng thái cân bằng hoá học động của bốn dạng
sunphit: ion sunphit s 2', ion 2 sunphit hay hydrosunphit HS\ H2S trong nuớc và khí H2S.
1.2.5.1. Ion sunphit s 2'
lon sunphit mang dấu điện tích 2- có nghĩa là phản ứng chủ đạo mà nó tham gia là
cho 2 electron ở lớp ngoài cúng, nó mang ion không màu trong dung dịch và không thể
tách ra khỏi nước dạng này.
1.2.5.2. Ion 2 sunphit (HS)
lon bisunphit (hay hydrosunphit) mang dấu điện tích 1 Điều này là do một điện
tích âm của ion sunphit bị ion H+ lấy, nó là dạng ion không màu, không mùi chỉ tồn tại
trong dung dịch.
1.2.5.3. Hydrosunphua (H2S) trong nước
H2S có thể tồn tại dưứi dạng khí hoà tan trong nước, cực tự nhiên của phần từ H2S

khiến nó có thể hoà tan trong nước. Trong nước, H2S không gây mùi, tuy nhiên, đây là
dang sunphit có thể chuyển từ thể lỏng sang dạng khí. Tốc độ chuyển từ dạng lỏng sang
14
dạng khí của H2S tuân theo định luật Henry, sự linh động của dòng nước và pH của dung
dịch.
1.2.5.4. Khí hydrosmphua H2S
Khí H2S chuyển từ pha lỏng sang pha khí nó sẽ gây mùi và ăn mòn, khí H2S không
màu nhưng nặng mùi, dễ ngửi thấy với hàm lượng rất nhỏ, với nồng độ cao, có rất nguy
hại cho con người. Với sự hinh thành liên tục của sunphit trong nước cống, khí H2S hiếm
khi quay trở lại pha lỏng. Sunphit liên tục được hình thành trong lớp nhớt thay thể cho
phần thâm hụt trong không khí trong hệ thống thu gom nước cống. Thêm vào đó, một khi
khí H2S được hình thành, nó thường lan nhanh trong môi trường cống nên không bao giờ
đủ nòng độ để nó chuyển dạng ngược lại từ pha khí hoà vào trong dung dịch.
Bốn dạng của sunphit liên quan trong những trạng thái cân bang sau:
Theo như phương trinh cân bằng, một khi khí H2S đuợc giải phóng, HS' ngay lập
tức chuyển thành H2S trong nước để bù vào phần bị mất. Hệ quả tiếp theo là ion s 2"
chuyển thành ion HS' thế vào phần thừa thiếu. Theo dạng chuyển dịch cân bằng động này,
toàn bộ sunphit trong nước cống có thể chuyển thành khí H2S, điều này thường có hại vì
gây mùi và gia tăng ăn mòn.
Nguyên nhân chính của mùi và sự ăn mòn trong hệ thống thu gom nước thải là
sunphit, sinh ra từ sunphat do vi khuẩn phân giải trong lớp nhớt ở phần lắng của đường
cống và công trình phụ trợ. Khí H2S khi được giải phóng từ nước thải, mùi và ăn mòn bê
tông ngay lập tức xuất hiện. Cũng có một số loại vi khuẩn khác sử dụng H2S để tạo thành
H2SO4 gây phá huỷ hệ thống ống cống và công trình phụ trợ. Chi phí để vận hành và bảo
dưỡng cũng như khắc phục những hư hỏng do H2SO4 gây ra rất lớn. Trong một số trường
hợp, khi ống bị tắc, thiếu dịch vụ bảo trì, nước cống có thể tràn ra ngoài rất mất vệ sinh, ô
nhiễm [4].
1.2.6. Động thái cùa khíHịS trong môi trường nước
Khí H2S tích tụ dưới nền đáy của thủy vực chủ yếu là do quá trình phân hùy các
hợp chất hữu cơ chứa lưu huỳnh hay quá trình phản sulfate hóa với sự tham gia cùa vi

khuẩn yếm khí. Trường hựp thứ nhất thường hay gặp ờ hầu hết các thủy vực nước ngọt.
15