tóm tắt luận án tiến sĩ đề xuất giải pháp giảm thiểu sự hình thành sunfua, khả năng phát thải khí H2S từ HTTN thải trong điều kiện cụ thể ở Việt Nam

1

MỞ ĐẦU
1. Sự cần thiết nghiên cứu của đề tài luận án
Hệ thống thoát nước (HTTN) thải Thành phố Hà Nội (TPHN) có 4 con
sông là: Tô Lịch, Lừ, Sét và sông Kim Ngưu, đóng vai trò như là hệ
thống kênh cấp I của HTTN. Tổng lượng nước thải TPHN năm 2009
ước tính là 750.000 m
3
/ngày đêm, trong đó có khoảng 10% được xử lý
[147]. Các dòng sông này bị ô nhiễm nặng, ảnh hưởng tới vệ sinh môi
trường, cảnh quan đô thị và sức khoẻ [5, 7, 15, 16, 101, 102, 147].
Nước sông Tô Lịch trước đây thường được tái sử dụng trong nông
nghiệp, tuy nhiên trong thời gian gần đây, nước sông đã bị ô nhiễm và
không đáp ứng được chất lượng nước tưới [81, 104, 105, 106].
Sự hình thành sunfua trong đất ngập nước liên quan chặt chẽ đến quá
trình phân giải chất hữu cơ (CHC) do hoạt động của vi sinh vật (VSV).
Sự hình thành sunfua trong nước thải phụ thuộc vào đặc trưng khí hậu,
tính chất vật lý của HTTN và tính chất hóa học của nước thải. Các yếu
tố ảnh hưởng chính là: Sunfat, Eh, pH, nhiệt độ và BOD
5
[70, 142, 153].
Hiện nay, có nhiều mô hình dự báo sự hình thành sunfua, tuy nhiên việc
áp dụng còn bị hạn chế do ảnh hưởng của các khí hậu, đặc trưng của
HTTN, tính chất nước thải [61, 66]. Việc áp dụng trong điều kiện ở Việt
Nam cần phải có sự kiểm chứng và xây dựng các hệ số phù hợp với đặc
điểm của HTTN, hoặc cần phải xây dựng mô hình dự báo riêng [102].
Ở Việt Nam, đã có một số nghiên cứu về HTTN và các sông ở TPHN.
Tuy nhiên, những nghiên cứu đó chưa đề cập, chú ý đến nguồn xả thải,
cơ chế hình thành và khả năng phát thải một số khí độc. Các nghiên cứu
về khí H

2
S còn thiếu định lượng chi tiết, với xu hướng thiên về định tính
và kiểm kê. Lý giải về cơ chế hình thành sunfua và phát thải khí H
2
S
trên đất ngập nước chưa rõ ràng và chủ yếu dựa vào các nghiên cứu
nước ngoài. Các nghiên cứu trong nước cũng chưa đề cập đến các hoạt
động kiểm chứng mô hình, thực nghiệm đo đạc phát thải khí H
2
S, mô
2

hình dự báo lan truyền khí H
2
S và ảnh hưởng của khí H
2
S đến tuổi thọ
của công trình cũng như môi trường, sức khoẻ [15, 16, 74, 148].
Do đó, việc nghiên cứu về cơ chế hình thành sunfua và phát thải khí
H
2
S, từ đó đề xuất giải pháp giảm thiểu sự hình thành sunfua, khả năng
phát thải khí H
2
S từ HTTN thải trong điều kiện cụ thể ở Việt Nam là rất
cần thiết, có ý nghĩa khoa học và thực tiễn cao. Xuất phát từ những mối
liên quan, vấn đề bất cập nói trên, đề tài nghiên cứu đã được tiến hành.
2. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của luận án
Luận án đã xác định được một số đặc trưng như thời gian tồn lưu của
sunfua trong nước thải, thời gian tồn lưu của khí H

2
S trong không khí,
độ cao ảnh hưởng của khí H
2
S, đồng thời góp phần làm rõ cơ sở khoa
học của các yếu tố ảnh hưởng đến cơ chế hình thành sunfua, phát thải,
lan truyền và khuếch tán của khí H
2
S trong điều kiện thực tế ở TPHN.
Đề tài luận án đã đóng góp cơ sở khoa học trong việc xác định các yếu
tố chi phối chính đến sự hình thành sunfua trong HTTN thải của TPHN.
Trong đó, việc xác định được quá trình hình thành sunfua chủ yếu xẩy
ra ở tầng nước mặt, và ngưỡng Eh thích hợp nhất cho quá trình hình
thành sunfua và sinh khí H
2
S với số lượng lớn trên sông Tô Lịch là cơ
sở khoa học cho việc áp dụng vào thực tiễn biện pháp kiểm soát giá trị
Eh của nước thải để giảm thiểu ô nhiễm H
2
S trên HTTN thải.
Việc áp dụng và hiệu chỉnh mô hình METI-LIS cũng là cơ sở khoa học
để có thể áp dụng rộng rãi mô hình này vào thực tiễn trong việc dự báo
khả năng lan truyền chất ô nhiễm không chỉ đối với nguồn điểm mà còn
bao gồm cả nguồn đường, mặt với đặc trưng là nguồn lạnh, có độ cao
phát tán thấp, gần mặt đất cũng như nguồn có độ cao thấp hơn mặt đất.
Đề tài luận án đã cải tiến và thiết kế thiết bị lấy mẫu quan trắc để xác
định tỷ lệ phát thải khí H
2
S từ mặt nước. Thiết bị lấy mẫu này còn có
khả năng áp dụng đối các khí khác như CH

4
, NO
2
, , là cơ sở giúp cho
hoạt động thực nghiệm đo đạc phát thải các loại khí từ đất, đất ngập
3

nước với xu hướng tăng tính định lượng của các nghiên cứu, cũng như
khả năng kiểm chứng các mô hình liên quan đến phát thải, lan truyền,
khuếch tán các khí từ đất và đất ngập nước vào không khí ở Việt Nam.
3. Mục tiêu nghiên cứu
 Đánh giá xu thế diễn biến chất lượng nước trên sông Tô Lịch qua
việc áp dụng chỉ số khoanh vùng ô nhiễm nước mặt (WQI).
 Xác định các yếu tố chính ảnh hưởng đến sự hình thành sunfua trong
nước thải trên sông Tô Lịch.
 Xây dựng mô hình dự báo tỷ lệ hình thành sunfua trong nước thải
trên sông Tô Lịch.
 Hiệu chỉnh mô hình lan truyền, khuếch tán ô nhiễm dựa trên mô hình
cơ sở Gauss đối với nguồn đường, với đặc trưng là nguồn lạnh có độ
cao phát thải thấp để dự báo sự lan truyền, khuếch tán H
2
S từ nước
sông Tô Lịch vào môi trường không khí.
 Đề xuất biện pháp khắc phục và giảm thiểu tác động môi trường do
phát thải khí H
2
S từ nước thải trên HTTN thải TPHN.
4. Những đóng góp mới của luận án
 Là nghiên cứu đầu tiên đã xác định được một số đặc trưng của tỷ lệ
phát thải khí H

2
S từ nước sông, thời gian tồn lưu của khí H
2
S trong
môi trường nước, thời gian tồn lưu của khí H
2
S trong không khí và
độ cao ảnh hưởng của khí H
2
S trong điều kiện khí hậu ở Việt Nam.
 Đề tài luận án đã thiết kế, cải tiến thiết bị lấy mẫu quan trắc phát thải
khí H
2
S từ mặt nước phù hợp với điều kiện Việt Nam, qua đó hoàn
thiện khả năng áp dụng phương pháp lấy mẫu quan trắc phát thải khí
H
2
S từ mặt nước, đồng thời mở ra cơ hội áp dụng cho việc quan trắc
phát thải của các chất khí khác từ môi trường đất và đất ngập nước.
 Đề tài luận án cũng là nghiên cứu đầu tiên đã hiệu chỉnh và áp dụng
mô hình METI-LIS đối với nguồn phát thải dạng đường có đặc trưng
là nguồn lạnh, với độ cao phát thải thấp ở Việt Nam.
4

 Bên cạnh đó, đề tài luận án còn là nghiên cứu đầu tiên xây dựng
được mô hình dự báo tỷ lệ hình thành sunfua trong nước thải phù
hợp với điều kiện thực tiễn ở Việt Nam. Góp phần nâng cao độ chính
xác, tính thời sự của công tác dự báo chất lượng nước và quản lý chất
lượng nước trên HTTN thải của TPHN.
 Ngoài ra, đề tài luận án cũng đã làm sáng tỏ cơ sở khoa học và ý

nghĩa thực tiễn của biện pháp kiểm soát ô nhiễm khí H
2
S từ HTTN
thải thông qua việc xác định được ngưỡng tối ưu về Eh đối với sự
hình thành sunfua trong nước thải. Từ đó đề xuất biện pháp sục khí
cưỡng bức để kiểm soát Eh nhằm giảm thiểu khả năng hình thành
sunfua góp phần cải thiện chất lượng nước trên HTTN thải TPHN.

CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1. Chu trình sunfua
1.1.1. Nguồn phát sinh sunfua
Khí H
2
S xuất hiện trong các hoạt động núi lửa, suối sunfua, đáy biển và
các HTTN thải, thủy vực bị ô nhiễm [70, 142, 151, 161].
1.1.2. Các dạng sunfua trong môi trƣờng nƣớc
Trong HTTN, sunfua (H
2
S, HS
-
, S
2-
) tồn tại ở trong không khí trên bề
mặt nước thải; khí H
2
S hoà tan trong nước thải; các dạng ion và muối
sunfua kim loại trong nước thải [70, 136, 142].
1.2. Tính chất lý, hóa học của H
2
S

1.2.1. Tính chất lý hóa học của H
2
S và VOSC
Khí H
2
S có mùi trứng thối, là khí độc hại, ngưỡng phát hiện mùi từ 0,1 -
0,2 ppm, tùy thuộc vào mức cảm nhận của mỗi cá nhân [151, 153].
1.2.2. Quá trình ô xy hóa sunfua
Điều kiện để sunfua hình thành là DO ở mức thấp [70, 110, 142, 153].
Sự ô xy hóa của sunfua thành a xít sunphuric được chia thành nhiều
bước, trong đó VSV ô xy hóa sunfua (SOB) đóng vai trò quan trọng.
5

1.2.3. Quá trình kết tủa sunfua
Các kim loại có thể kết tủa với sunfua, khả năng hòa tan của các muối
sunfua là rất thấp [152]. Kết tủa có hiệu quả nhất ở pH từ 8 ÷ 10 [82].
1.3. Tác động môi trƣờng của khí H
2
S
1.3.1. Độc tính của khí H
2
S
Tiềm năng độc tính đối với sức khoẻ là 0,22 lần quy đổi tương đương
hợp chất para-Dichlorobenzene [62, 64, 68]. Khí H
2
S có tác động nguy
hiểm đến sức khoẻ, có thể gây chết người ở nồng độ 300 ppm [30, 157,
163]. Nồng độ H
2
S tiêu chuẩn trong điều kiện làm việc bình thường

được nhiều quốc gia quy định là 10- 15 mg/m
3
(trung bình 8 giờ). H
2
S
gây ô nhiễm mùi và được sử dụng như là chỉ thị ô nhiễm mùi từ nước
thải [57, 87, 137, 167].
1.3.2. Quá trình ăn mòn có nguồn gốc sinh học trong HTTN
Năm 1945, hiện tượng ăn mòn bê tông trong HTTN có nguồn gốc sinh
học (MIC) được giải thích [117]. Nguồn gốc của a xit sunphuric là do sự
chuyển hóa H
2
S có nguồn gốc phát thải từ nước thải [118]. MIC là do cả
quá trình chuyển hóa hóa học và sinh học của chu trình lưu huỳnh trong
HTTN thải. Vai trò của sự chuyển hóa sinh học chiếm ưu thế, hay MIC
là quá trình ăn mòn bê tông chủ yếu trong HTTN thải [73].
1.3.3. Ăn mòn kim loại và vật liệu sơn trong không khí có H
2
S
Trong không khí, H
2
S có thể là nguyên nhân ăn mòn của các vật liệu
kim loại và sơn phủ bề mặt có gốc kim loại [150, 165].
1.4. Quá trình hình thành sunfua trong HTTN thải
1.4.1. Quá trình hình thành sunfua trong HTTN thải
Quá trình chuyển hóa từ sunphat và phân hủy CHC hình thành sunfua là
quá trình sinh học diễn ra trong điều kiện yếm khí do VSV [23, 39, 88,
99, 140]. Các vi khuẩn nhóm SRB có phân bố loài tương đối rộng, các
chi phổ biến là chi Desulfotomaculum, và Desulfovibrio [76, 133, 143].
6

Quá trình khử sunphat là quá trình phổ biến sinh ra sunfua, nhưng
không phải là nguồn duy nhất hình thành sunfua trong nước thải. Các
hợp CHC, như các protein, có chứa lưu huỳnh, có thể bị phân hủy và
sinh ra sunfua do VSV [99, 140]. Lớp bùn trong HTTN là môi trường
thích hợp để hình thành sunfua do VSV [52, 70, 142]. Trong đất ngập
nước thì sự hình thành sunfua không chỉ xảy ra ở lớp bùn mà còn có thể
xẩy ra ngay cả trong các tầng nước [76].
1.4.2. Các yếu tố ảnh hƣởng đến sự hình thành sunfua trong HTTN
thải
1.4.2.1. Thế ô xy hóa khử
Ngưỡng Eh thích hợp cho SRB dao động trong khoảng từ -50 mV đến -
300 mV [33, 50, 70, 125, 142, 153, 156, 171, 172].
1.4.2.2. Nhiệt độ
Quá trình hình thành sunfua xẩy ra chậm ở nhiệt độ < 7
0
C, và xảy ra
mạnh nhất ở khoảng 30
0
C [27]. Trong khoảng từ 15
0
C đến 38
0
C, nếu
nhiệt độ tăng thêm 1
0
C thì tốc độ hình thành sunfua tăng trung bình 7 %
[125]. Trong một số trường hợp, sự hình thành sunfua có thể xảy ra ở
nhiệt độ thấp hơn [70].
1.4.2.3. Chất hữu cơ

Lớp bùn có bản chất như màng sinh học, là môi trường thích hợp cho
VSV phân hủy CHC. CHC chứa lưu huỳnh có sẵn trong bùn, với môi
trường yếm khí sẽ gia tăng sự hình thành sunfua trong HTTN [29, 125].
1.4.2.4. Độ pH
pH tối ưu cho sự hình thành sunfua là từ 7,5 ÷ 8,0, khoảng pH này gần
mức pH trung bình của nước thải trong hầu hết các HTTN [70, 125].
1.4.3. Mô hình dự báo sự hình thành sunfua trong HTTN thải
Các phương trình dự báo sự hình thành sunfua phụ thuộc vào COD /
BOD
5
, T, thời gian lưu và lớp bùn của đường ống. Tuy nhiên, trong điều
kiện kênh hở các phương trình này là không phù hợp [102].
7

1.5. Quá trình phát thải H
2
S trong HTTN thải
1.5.1. Tiếp cận lý thuyết
Các phương pháp tiếp cận bao gồm: Lý thuyết màng kép; Lý thuyết
thâm nhập; và lý thuyết đổi mới bề mặt [70].
1.5.2. Mô hình tiếp cận dựa trên lý thuyết màng kép
Lý thuyết màng kép là phổ biến [90, 91], tuy nhiên cũng có những hạn
chế. Để có thể tiếp cận đầy đủ hơn, Yongsiri et al., (2005) đã đưa ra
cách tiếp cận dựa trên lý thuyết này và các yếu tố liên quan đến tính chất
của nước thải và đề xuất mô hình dự báo tỷ lệ phát thải H
2
S trong
HTTN thải [171]
1.5.3. Phát thải H
2

S từ đất ngập nƣớc
Đất ngập nước chiếm khoảng 40% so với tổng lượng nguồn phát thải
H
2
S [161]. Phát thải trung bình từ đất ngập nước là 0,0504 gS/m
2
/h [60].
1.6. Các biện pháp xử lý, kiểm soát ô nhiễm H
2
S trong HTTN thải
1.6.1. Chu trình lƣu huỳnh và quá trình chuyển hóa lƣu huỳnh
trong nƣớc thải
Các quá trình chuyển hóa lưu huỳnh trong HTTN bao gồm [172]: Hình
thành sunfua; Ô xy hóa sunfua; Phát thải H
2
S; và Kết tủa.
1.6.2. Các biện pháp xử lý H
2
S trong nƣớc thải
Các biện pháp giảm thiểu : Tối ưu hoá các thiết kế thuỷ lực; Xử lý sơ bộ
tách bỏ nguồn sunphat; Các biện pháp hoá-lý, sinh học gây ức chế sự
hình thành và loại bỏ sunfua, giảm khả năng phát thải H
2
S [172].

CHƢƠNG 2: ĐỐI TƢỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP
NGHIÊN CỨU
2.1. Đối tƣợng nghiên cứu
2.1.1. Hệ thống thoát nƣớc thải trung tâm TPHN
HTTN lưu vực sông Tô Lịch là HTTN thải kết hợp, có diện tích là

77,5km
2
. Lưu vực được chia làm 8 khu tiêu thoát (KTT), với các sông
8

Tô Lịch, Lừ, Sét và Kim Ngưu, tổng chiều dài là 38,2 km, chiều rộng từ
10 ÷ 45 m [15].
2.1.2. Các hƣớng thoát nƣớc chính lƣu vực sông Tô Lịch
Thoát nước vào sông Hồng: Cụm công trình Yên Sở (90m
3
/s) [15].
Thoát nước vào sông Nhuệ: Là hướng tiêu phụ (30 m
3
/s) [15].
2.1.3. Kênh thoát nƣớc cấp I
Tổng lượng nước thải năm 2013 xấp xỉ 795.000 m
3
/ngày (Hình 2.3).





Hình 2.3. Tỷ lệ các loại nƣớc thải của khu vực trung tâm TPHN
Tổng lượng NTSH là 291.163 m
3
/ngày đêm, lượng xả vào sông Tô
Lịch, Kim Ngưu, Sét, Lừ và KTT Hoàng Liệt tương ứng là 48,1%;
31,9%; 12,7%; 3,0% và 4,3%.
KTT sông Tô Lịch được chia thành 9 tiểu KTT (Bảng 2.3). Tổng lưu

lượng nước thải xả vào sông Tô Lịch năm 2013 xấp xỉ 382.000 m
3
/ngày
đêm, trong đó lượng NTSH là 140.000 m
3
/ngày đêm, NTSX là 236.000
và NTBV là 6.000 m
3
/ngày đêm. Lượng nước thải vào sông Kim Ngưu,
Sét và sông Lừ năm 2013 ước tính lần lượt là 254.000; 101.000;
24.000 m
3
/ngày đêm.
Bảng 2.3. Phân vùng các tiểu KTT nƣớc dọc theo sông Tô Lịch
Đoạn sông
S
(km
2
)
Dân số
(1.000
ngƣời)
NTSH
(1.000m
3
)
L
(km)
Tỷ lệ tiêu trên 1 km sông
(km

2
/km)
(1.000
ngƣời/km)
(1.000
m
3
/km)
HQV - CGI
6,64
202,123
35,952
2
3,32
101,1
18,0
CGI - TDH
2,27
60,473
10,756
2,2
1,03
27,5
4,9
TDH - NTS
7,95
290,727
51,712
2,3
3,46

126,4
22,5
36.6%
47.0%
14.8%
1.6%
NTSH
NTDV
NTCN
NTBV
TỔNG:
795.000
m
3
/ngày
9

NTS - CKD
0,66
178,16
3,169
1,3
0,51
13,7
2,4
CKD - CLU
0,92
246,69
4,388
1,8

0,51
13,7
2,4
CLU - DAU
0,76
205,57
3,657
1,5
0,51
13,7
2,4
DAU - DTL
8,07
170,742
30,370
2,4
3,36
71,1
12,7
Tổng
27,27
787,108
140,003
13,50
2,02
58,3
10,4
2.1.4. Đối tƣợng nghiên cứu
Vùng nghiên cứu là đoạn sông Tô Lịch dài 13,5 km, từ HQV đến DTL.
Nghiên cứu dựa trên quá trình phân tích, đánh giá các thông số chính về

chất lượng nước, trầm tích sông Tô Lịch và khí H
2
S trong không khí.
2.2. Nội dung nghiên cứu
- Đánh giá chất lượng nước và trầm tích trên sông Tô Lịch
- Ảnh hưởng của chất lượng nước đến khả năng hình thành sunfua.
- Quan trắc tỷ lệ phát thải và kiểm định mô hình đánh giá tỷ lệ phát
thải khí H
2
S trên sông Tô Lịch.
- Quan trắc chất lượng không khí xung quanh kiểm định mô hình lan
truyền khí, trên khu vực DTL (phường Hoàng Liệt).
2.3. Phƣơng pháp nghiên cứu
2.3.1. Phƣơng pháp nghiên cứu
Thực hiện qua 04 bước: Tham khảo tài liệu, lựa chọn khu vực nghiên
cứu; Thu thập các thông tin; Lấy mẫu nước, trầm tích, khí, quan trắc tỷ
lệ phát thải H
2
S; Phân tích, áp dụng mô hình toán, hiệu chỉnh mô hình
METI-LIS, đánh giá, kết luận và kiến nghị.
2.3.2. Phƣơng pháp lấy mẫu và bảo quản mẫu
Lấy mẫu nước, trầm tích sông: Mẫu nước, trầm tích được lấy tại 8 vị
trí trên sông Tô Lịch, bảo quản theo TCVN 6663 – 14:2000 (Hình 2.5).
Lấy mẫu khí: Mẫu khí H
2
S được lấy ở 15 vị trí.
Lấy mẫu đo đạc tỷ lệ phát thải khí: Dựa trên phương pháp lấy mẫu đo
đạc phát thải khí đã công bố [51, 57, 124], đề tài luận án đã sử dụng hộp
10

lấy mẫu được thiết kế với các thông số là 50 x26x20 (cm), trong đó
phần ngập vào nước là 7 cm, chiều cao hữu dụng là 13 cm (Hình 2.9).


















Hình 2.5. Sơ đồ vị trí lấy mẫu






Hình 2.9. Thiết kế hộp lấy mẫu đánh giá mức phát thải H
2
S

11

2.3.3. Phƣơng pháp phân tích các mẫu nƣớc, trầm tích và không khí
Các phương pháp phân tích được sử dụng là các phương pháp phân tích
phổ biến ở Việt Nam. Phương pháp phân tích SOD áp dụng theo Kolar
et al., 2002; 2003; Boram and Taeyoon, 2012 [34, 83, 84].
2.3.4. Phƣơng pháp phân tích dự báo phát thải H
2
S
Áp dụng công thức do Yongsiri (2005) công bố để tính toán lượng phát
thải H
2
S và so sánh với kết quả thực nghiệm [171].
2.3.5. Phƣơng pháp đánh giá chỉ số ô nhiễm môi trƣờng nƣớc mặt
Đánh giá WQI theo hướng dẫn của Cục Kiểm soát ô nhiễm [3].
2.3.6. Mô hình METI-LIS
2.3.6.1. Mô hình cơ sở Gauss
Việc áp dụng mô hình Gauss cần phải có sự hiệu chỉnh và kiểm định.
Thông thường sự hiệu chỉnh liên quan đến các hệ số tính toán khuếch
tán theo trục tọa độ và độ ổn định của khí quyển [63, 134, 135].
2.3.6.2. Mô hình METI-LIS
Mô hình METI-LIS là mô hình dạng Gauss được hình thành trên cơ sở
mô hình ISC và được sử dụng rộng rãi tại Nhật Bản [95]. Các nghiên
cứu trước đây cho rằng mô hình Gauss hiệu chỉnh có thể áp dụng được
cho nguồn ô nhiễm mùi dạng đường, mặt [134, 135].
Mô hình METI-LIS được áp dụng cho đoạn cuối của sông Tô Lịch.
Hiệu chỉnh bằng phương pháp điều chỉnh độ ổn định khí quyển [134,
135] và điều chỉnh hệ tọa tọa độ với tọa độ gốc z
l
là từ mặt thoáng của

sông, mặt phẳng tính toán (z) của khí H
2
S khuếch tán là 1,5 m tính từ
mặt đất (z
g
). Độ cao từ giá trị z
l
đến z
g
trung bình bằng 3m.
Đối với nguồn đường, giá trị khuếch tán ngang (ϭ
y
) từ một điểm nào đó
được bù lại bởi ϭ
y
theo chiều ngược lại của các điểm lân cận, vì vậy có
thể bỏ qua giá trị ϭ
y
[2, 95]. Giả thiết tỷ lệ phát thải là không thay đổi và
bỏ qua tác động của tốc độ gió [134]. Giả thiết về vận tốc gió cũng được
hiệu chỉnh và sử dụng tốc độ di chuyển của H
2
S trong không khí thay
12

cho giá trị đầu vào của thông số vận tốc gió trong mô hình, với tốc độ
lan truyền của H
2
S trong không khí ước tính là 11,2 m/h [26]. Do vậy
hiệu chỉnh thông số vận tốc gió để áp dụng vào tính toán trong mô hình

METI-LIS là trường hợp lặng gió [95].
2.3.7. Thời gian và điều kiện khí tƣợng thời điểm lấy mẫu
Lấy mẫu được lấy tại 5 thời điểm theo mùa (2009-2013). Các thông số
khí tượng, điều kiện thời tiết khi lấy mẫu được mô tả trong phụ lục 2.3.

CHƢƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN
3.1. Chất lƣợng trầm tích và nƣớc sông Tô Lịch
3.1.1. Chất lƣợng trầm tích trên sông Tô Lịch
Nhu cầu ô xy của trầm tích (SOD) là lượng ô xy bị tiêu thụ do hoạt động
của các VSV phân hủy CHC (SBOD
5
), hoặc do phản ứng OXK diễn ra
ở tầng trầm tích (SCOD) [155]. Giá trị SBOD
5
là 41,5 ± 10,7 g/kg,
SCOD là 184 ± 54 g/kg. SOD có giá trị thiên cao hơn so với mức trung
bình. Như vậy, sự thiếu hụt ô xy trong nước sông cũng một phần là do
trầm tích sông gây ra.
Trầm tích sông Tô Lịch có thành phần cấp hạt (TPCH) chủ yếu là cát và
cát thô, thuộc loại trầm tích loại A (trầm tích HTTN thải kết hợp), có
tuổi mới được hình thành, phù hợp với hoạt động cải tạo nạo vét gần
đây. Hoạt động nạo vét đã làm thay đổi đến tính chất cơ lý của trầm tích
sông. TPCH trước và sau khi nạo vét sông Tô Lịch có sự khác biệt lớn.
Giá trị D
50
tăng từ 0,025 mm (2005) lên 0,37 mm (2012) (Hình 3.1).

Hình 3.1. So sánh TPCH trầm tích sông Tô Lịch (2005-2012)
13

Trầm tích lắng đọng trên sông là 28.538 m
3
/năm, tỷ trọng d = 1.212
kg/m
3
[106]. Trầm tích lắng đọng trung bình là 94,1 tấn/ngày. Thải
lượng SCOD, SBOD
5
, N
ts
, và CHC trong trầm tích tương ứng là: 17,3;
3,9; 0,5 và 7,6 tấn/ngày.
3.1.2. Chất lƣợng nƣớc trên sông Tô Lịch
Chất lượng nước trên sông Tô Lịch bị ô nhiễm chủ yếu là do nguồn
NTSX, ngoại trừ thông số P
ts
bị chi phối bởi nguồn NTSH. Tổng thải
lượng COD do nước thải trên sông Tô Lịch là 79 tấn/ngày, do nguồn
NTSX là 51 tấn/ngày, do nguồn NTSH là 28 tấn/ngày. Tỷ lệ đóng góp
của nguồn NTSX chiếm từ 64,6% (COD) đến 95,4 % (TSS).
Tổng thải lượng chất ô nhiễm tính theo COD trên sông Tô Lịch là 96,3
tấn/ngày, và phần lớn là do nước sông (79 tấn/ngày), do bùn trầm tích là
17,3 tấn/ngày. Giá trị tương ứng tính theo BOD
5
lần lượt là 45,7; 41,8 ;
và 3,9 tấn/ngày. Giá trị tương ứng tính theo Nts lần lượt là 11,5; 11,0; và

0,5 tấn/ngày, Hệ số trầm tích K
D
của COD, BOD
5
và N
ts
tương ứng là
0,22 L/kg, 0,09 L/kg, và 0,04 L/kg.
WQI trung bình của nước sông Tô Lịch (giai đoạn 2009-2013) là 850 ±
362 (n=32). Mức ô nhiễm của nước sông luôn vượt quá mức bị ô nhiễm
rất nặng từ 1,2 đến 5,7 lần, ngay cả trong mùa mưa (Hình 3.5). WQI
của nước sông bị chi phối bởi WQI
VSV
.





Hình 3.5. Diễn biến WQI nƣớc sông Tô Lịch 2009 – 2013
Năm 2003, WQI của nước sông Tô Lịch là 264, ở mức bị ô nhiễm nặng.
Năm 2009, mức ô nhiễm là bị ô nhiễm rất nặng (WQI là 961 ± 305, gấp
3,6 lần so với 2003). Từ 2012 - 2013 (sau nạo vét), WQI có giảm đi so
0
500
1000
1500
2000
HQV CGI TDH NTS CKD CLU DAU DTL
Mùa khô 2009

Mùa mưa 2012
Mùa mưa 2009
Mùa khô 2013
14

với 2009, nhưng vẫn ở mức bị ô nhiễm rất nặng (WQI là 738 ± 444),
cao gấp 2,8 lần so với giá trị WQI năm 2003 (Hình 3.7).




Hình 3.7. So sánh chỉ số WQI giai đoạn 2003 đến 2013
Sau 10 năm, mặc dù đã được cải tạo, nạo vét nhưng nước sông Tô Lịch
vẫn có mức độ ô nhiễm (WQI) tăng từ 2,8 đến 3,6 lần trong khi mức xả
thải vào sông Tô Lịch chỉ tăng khoảng 1,3.
3.2. Động thái một số tính chất hóa-lý trong trầm tích và nƣớc sông
Tô Lịch
3.2.1. Động thái Eh trong trầm tích và nƣớc sông Tô Lịch
Eh giảm dần về giá trị điện thế và tăng mức độ khử theo chiều sâu (Hình
3.8). Eh (nước mặt) trung bình là -223 ± 5,4 mV, Eh tương ứng tại nước
tầng đáy và trầm tích là -331 ± 21,4 và -394 ± 54,1 mV.




Hình 3.8. Giá trị Eh (mV) trong trầm tích, nƣớc tầng mặt và nƣớc
tầng đáy trên sông Tô Lịch
Eh (nước mặt) có xu hướng giảm dần về phía hạ lưu, nằm trong ngưỡng
Eh thích hợp cho SRB phát triển [33, 50, 51, 96, 129, 142]. Eh tầng
nước đáy và trầm tích không thuận lợi cho sinh trưởng của SRB [47,

53], mà là môi trường thuận lợi cho việc khử CHC sinh khí mê tan [96].
Khoảng Eh thích hợp để hình thành sunfua trong nước sông Tô Lịch là
từ - 250 mV đến – 200mV (Hình 3.12), phù hợp với các nghiên cứu
trước đây [33, 50, 51, 96, 129, 142].
0
1000
2000
2003 (*) 2009 2012-2013
WQI HL
WQI VSV
WQI
Mức rất ô nhiễm
-500
-400
-300
-200
-100
HQV CGI TDH NTS CKD CLU DAU DTL
Nước tầng mặt
Nước tầng đáy
Trầm tích
15

Hình 3.12. Quan hệ Eh (mV) và nồng độ sunfua (mmol/L)
3.2.2 Động thái pH trong trầm tích và nƣớc sông Tô Lịch
Theo chiều sâu cột nước, pH có xu hướng giảm dần. pH dọc theo sông
có xu hướng giảm dần từ HQV đến CKD. Đến CLU, pH có xu hướng
tăng lên, sau đó ổn định dần ở đoạn cuối sông Tô Lịch (Hình 3.14). pH
tại CLU có xu hướng ăng lên có thể là do đoạn sông này nhận nước thải
từ KCN Thượng Đình [104].





Hình 3.14. Giá trị pH của nƣớc và trầm tích sông Tô Lịch
3.2.3. Động thái sunfua và H
2
S trong nƣớc sông Tô Lịch
Giá trị trung bình sunfua trong mùa khô (2009-2013) là 0,89 mmol/L,
mùa mưa lượng sunfua giảm khoảng 2,4 lần ở mức 0,37 mmol/L. H
2
S
trung bình trong nước sông (2009-2013) là 0,28 mmol/L (9,5 mg/L).
H
2
S mùa khô thể hiện có dấu hiệu phụ thuộc vào áp lực tiêu thoát của
NTSH. Vào mùa mưa, cũng thể hiện có dấu hiệu tương tự, nhưng không
rõ. H
2
S trung bình trong nước sông giai đoạn 1999-2000 chỉ là 4,68
mg/L [9]. Giai đoạn 2009-2013, hàm lượng H
2

S tăng lên khoảng 1,9 lần,
giá trị trung bình là 9,09 mg/L (Hình 3.18).
Sunfua (mmol/L)
Eh (mV)
6.5
6.7
6.9
7.1
7.3
HQV CGI TDH NTS CKD CLU DAU DTL
Nước tầng mặt
Nước tầng đáy
Trầm tích
16






Hình 3.18. So sánh hàm lƣợng H
2
S (mg/L) trong nƣớc sông Tô Lịch
giai đoạn từ 1999-2000 đến 2009-20013
3.3. Một số yếu tố ảnh hƣởng đến sự hình thành sunfua trong nƣớc
sông Tô Lịch
3.3.1. Quan hệ giữa hàm lƣợng sunfua và Eh
Eh tầng nước mặt nằm trong ngưỡng thích hợp để hình thành sunfua.
Hàm lượng sunfua vào mùa khô và mùa mưa là 1,08 và 0,23 mmol/L.
Eh trong nước tầng mặt bị chi phối bởi tỷ lệ tiêu thoát nước mưa và

nước thải bổ sung vào sông Tô Lịch theo mùa. Thêm vào đó do ảnh
hưởng pha loãng của nước mưa, nên không thể hiện rõ mối quan hệ giữa
Eh và sunfua trong mùa mưa (R
2
= 0,09). Trong khi đó vào mùa khô,
mối quan hệ giữa Eh và hàm lượng sunfua có hệ số R
2
= 0,60.
3.3.2. Quan hệ giữa Log[S]/[SO
4
] và Eh
Quan hệ giữa Eh và Log[S]/[SO
4
] trong nước tầng mặt có quan hệ theo
phương trình 3.2 và 3.3 với hệ số là 0,54 và 0,64
ORP = - 27,143*Log[S]/[SO
4
] – 223,67 (3.2)
ORP = - 61,173*Log[S]/[SO
4
] – 228,97 (3.3)
Đối với tầng nước đáy không thể hiện mối tương quan giữa giá trị Eh và
Log[S]/[SO
4
] (R
2
= 0,05). Trong khi đó ở tầng nước mặt là R
2
= 0,64.
Như vậy giữa tầng mặt và tầng đáy có sự khác biệt về các cặp chất ô xy

hóa và chất khử (OXK). Ở tầng nước mặt, cặp chất OXK giữa sunfua và
sunphat là cặp chiếm ưu thế hơn, ở tầng nước đáy, cặp chất OXK giữa
sunfua và sunphat là cặp không chiếm ưu thế.
3.3.3. Quan hệ giữa hàm lƣợng sunfua và sunphat
0
5
10
15
1999-2000 (*)
TB mùa mưa
(2009-2013)
TB mùa khô
(2009-2013)
TB 2009-2013
17

Hàm lượng sunfua và sunphat biến động theo mùa và bị chi phối bởi
yếu tố pha loãng của nước mưa.
Quan hệ giữa sunfua và sunfat trong nước sông Tô Lịch có quan hệ chặt
chẽ (R
2
= 0,91). Sunfat là nguồn cung cấp lưu huỳnh sẵn có trong
NTSH, mặc dù hàm lượng sunfat trong nước sông Tô Lịch không cao,
nhưng do luôn được bổ sung từ các nguồn nước thải vào sông Tô Lịch
và khoảng giá trị Eh của nước sông là thích hợp cho quá trình khử
sunfat hình thành sunfua, nên sunfat trở thành một trong những yếu tố
chi phối sự hình thành sunfua trong nước trên sông Tô Lịch.
3.3.4. Quan hệ giữa hàm lƣợng sunfua và pH
Giá trị pH có sự biến động không lớn, độ pH trung bình vào mùa khô là
7,24 ± 0,06 và vào mùa mưa là 7,21 ± 0,02. Khoảng giá trị pH cả mùa

mưa và mùa khô đều nằm trong phạm vi tỷ lệ thuận với mức độ sinh
trưởng và phát triển của SRB [125], do vậy khi pH nước sông trong mùa
khô có xu hướng cao hơn mùa mưa, thì hàm lượng sunfua trong mùa
khô cũng có xu hướng cao hơn so với mùa mưa.
3.3.5. Quan hệ giữa hàm lƣợng sunfua và ion kim loại
Hàm lượng sunfua và các kim loại như Fe, As về mùa khô có xu hướng
cao hơn so với mùa mưa. Tuy nhiên sự chênh lệch về hàm lượng các
kim loại giữa mùa khô và mừa mưa là không nhiều, trong khi đó hàm
lượng sunfua mùa khô cao hơn nhiều so với mùa mưa, do vậy có thể nói
hàm lượng kim loại đến hàm lượng sunfua trên sông Tô Lịch là không
phải là yếu tố chính ảnh hưởng đến khả năng hình thành sunfua trong
nước sông Tô Lịch.
3.3.6. Quan hệ giữa hàm lƣợng sunfua và COD, BOD
5

Ở phần thượng lưu sông Tô Lịch, khi COD, BOD
5
tăng thì lượng sunfua
cũng tăng và khi COD, BOD
5
giảm thì hàm lượng sunfua cũng giảm.
Tuy nhiên ở phần hạ lưu mối quan hệ này không thể hiện rõ xu thế, do
lượng sunfua bị giảm có thể là do quá trình kết tủa với các KLN ở điều
18

kiện pH cao hơn và hàm lượng các KLN cũng cao hơn do tác động của
nguồn thải bổ sung từ KCN Thượng Đình [104].
3.3.7. Quan hệ giữa hàm lƣợng sunfua và nhiệt độ
Nhiệt độ nước trên sông Tô Lịch tại các thời điểm lấy mẫu đều nằm
trong dải phạm vi phù hợp với ngưỡng nhiệt độ cho SRB phát triển.

Nhiệt độ trung bình mùa mưa có giá trị cao hơn so với mùa khô, tuy
nhiên lượng sunfua lại thấp hơn so với mùa khô. Nguyên nhân chính là
do ảnh hưởng pha loãng và rửa trôi của nước mưa trong mùa mưa.
3.3.8. Quan hệ giữa hàm lƣợng sunfua và DO
DO trong nước sông Tô Lịch rất thấp. DO trung bình mùa mưa là 0,62 ±
0,22 mgO
2
/L, DO trung bình mùa khô là 0,31 ± 0,12 mgO
2
/L. DO luôn
thấp hơn 1 mgO
2
/L là khoảng giá trị thích hợp để SRB hình thành
sunfua trong HTTN [33, 70, 110, 142, 153 ]. Lượng sunfua trong nước
sông giảm mạnh khi DO tăng (Hình 3.32).





Hình 3.32. Quan hệ hàm lƣợng sunfua và DO trên sông Tô Lịch
3.4. Mô hình dự báo khả năng hình thành sunfua trên sông Tô Lịch
Đã xây dựng mô hình dự báo sự hình thành sunfua và sinh khí H
2
S
trong nước sông Tô Lịch với số mẫu n = 32 và hệ số R
2
là 0,8:
[H
2

S] = 0,231*SO
4
+0,006*N
ts
+ 0,001*BOD
5
+0,009*T- 0,337 (3.5)
3.5. Kiểm định mô hình phát thải H
2
S
3.5.1. Kiểm định mô hình phát thải H
2
S
Tỷ lệ phát thải H
2
S vào không khí trung bình là 0,422 ± 0,12 gS/m
2
/h.
Giá trị phát thải H
2
S được dự báo là 0,408 ± 0,11 gS/m
2
/h, và bằng
96,6% so với thực nghiệm. Mô hình dự báo mức phát thải H
2
S của
y = -0.319ln(x) + 0.4352
R² = 0.3085
0.0
0.5

1.0
1.5
2.0
0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5
Sunfua (mmol/L)
DO (mgO2/L)
19

Yongsiri et al. (2005) có thể áp dụng để dự báo mức phát thải H
2
S từ
nước sông Tô Lịch với hệ số R
2
= 0,8857.
3.5.2. Thời gian tồn lƣu của H
2
S trong môi trƣờng nƣớc và không
khí
Thời gian tồn lưu của H
2
S trong nước sông Tô Lịch ước tính là 8,9 giờ,
trong không khí là 14,7 giờ, độ cao ảnh hưởng là 164,64 m.
3.6. Kiểm định mô hình lan truyền khí H
2
S
3.6.1. Kết quả quan trắc hàm lƣợng H
2
S trong không khí
Vùng ven sông có mức độ ô nhiễm mùi rất nặng, lượng H
2

S trong không
khí ven sông có mẫu xấp xỉ gấp 2 lần tiêu chuẩn. Lượng H
2
S trung bình
1 giờ vùng ven sông quan trắc được là 48,7 ± 22,2 µg/m
3
. Có 7/15 điểm
quan trắc H
2
S vượt quá QCVN 06:2009/BTNMT.
3.6.2. Tỷ lệ phát thải H
2
S từ nƣớc sông Tô Lịch
Áp dụng công thức do Yongsiri et al. (2005) [171] đề xuất để tính thải
lượng phát thải khí H
2
S. Phát thải H
2
S là R
H2S
= 0,916 tấn S/ngày
(25,2
0
C), tính theo đơn vị mg/m/h là 2.828.
3.6.3. Kiểm định mô hình METI-LIS
Khi giá trị min C
A
,
H2S
= 0 thì R

H2S
sẽ đạt giá trị max (cùng điều kiện tính
toán). Áp dụng giá trị C
A
,
H2S
= 0, ta có giá trị R
H2S
= 2825,441 (mg/m/h),
sử dụng mô hình METI-LIS cho giá trị max của C
A
,
H2S
= 200,277
(µg/m
3
). Giá trị trung bình C
A
,
H2S
= 100,1395 (µg/m
3
). Áp dụng giá trị
C
A
,
H2S
= 100,1395 (µg/m
3
), R

H2S
= 2825,9 (mg/m/h), kiểm định mô hình
METI-LIS với cùng điều kiện như trên.
Giá trị dự báo từ mô hình METI-LIS là 46,7 ± 22,8 µg/m
3
(n=15). Giá
trị dự báo có xu hướng thấp hơn, bằng khoảng 96% so với quan trắc.
Kết quả quan trắc hàm lượng H
2
S trong không khí vùng ven sông và kết
quả dự báo từ mô hình METI-LIS (đã hiệu chỉnh) có quan hệ chặt chẽ
với nhau, hệ số tương quan R
2
= 0,9197.

20

3.6.4. Áp dụng mô hình METI-LIS cho sông Tô Lịch
Sử dụng phương pháp “upscalling” để dự báo cho sông Tô Lịch từ HQV
đến DTL, trong điều kiện tương tự như mục 3.2.3 (Hình 3.41).

Hình 3.41. Lan truyền ô nhiễm H
2
S từ sông Tô Lịch
Vùng ô nhiễm H
2
S ở thượng lưu có phạm vi rộng hơn so với vùng hạ
lưu. Khu vực bị tác động mạnh nhất là từ Nguyễn Khánh Toàn đến Trần
Duy Hưng. Khoảng cách vùng ô nhiễm có thể đạt 400 m (từ bờ sông).
3.7. Đề xuất biện pháp giảm thiểu ô nhiễm H
2
S từ nƣớc sông Tô
Lịch
3.7.1. Cơ sở khoa học
21

Biện pháp sục khí cưỡng bức kiểm soát Eh nhằm giảm thiểu khả năng
hình thành sunfua và ô nhiễm H
2
S dựa trên các luận cứ:
 Môi trường xẩy ra quá trình hình thành sunfua chủ yếu là tầng nước
mặt trên sông Tô Lịch. Khả năng hình thành sunfua và phát thải khí

H
2
S phụ thuộc vào các yếu tố chính là: BOD
5
, T, pH, Eh. Trong đó
thải lượng BOD
5
từ trầm tích nhỏ hơn nhiều so với nước sông. Hệ số
trầm tích (K
D
) của BOD
5
chỉ là 0,09.
 BOD
5
và Eh có mối liên quan chặt chẽ với DO. Sự hình thành sunfua
chỉ xảy ra ở môi trường khử, và DO < 1mg/L [70, 142, 153]. Khả
năng hình thành sunfua giảm mạnh khi DO tăng lên do chỉ một số ít
SRB có khả năng tồn tại trong môi trường có ô xy, đa số SRB bị ức
chế và không tồn tại trong môi trường có ô xy [22, 77, 110, 113].
 Ngưỡng thích hợp về Eh cho sự hình thành sunfua và sinh khí H
2
S
với số lượng lớn trên sông Tô Lịch là từ -200 mV đến -250 mV. DO
trong nước sông rất thấp, hầu hết các mẫu quan trắc đều có giá trị < 1
mgO
2
/L.
 Việc nâng cao DO cũng sẽ làm giảm BOD
5

, vì vậy cũng sẽ làm giảm
lượng CHC và giảm thiểu khả năng hình thành sunfua.
3.7.2. Đề xuất biện pháp giảm thiểu ô nhiễm H
2
S trên sông Tô Lịch
Công nghệ sục khí cưỡng bức ngầm, kiểu chữ U (U-Tube) được đề xuất.
Công nghệ này không ảnh hưởng đến các hoạt động khai thác mặt nước.
Với công nghệ này dòng không khí được đưa vào nước sông với áp lực
cao do vậy khả năng hòa tan ô xy trong nước cũng tăng lên, duy trì được
thời gian và quãng đường đủ dài để ô xy có thể trao đổi với nước [75].


22

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
Kết luận
1. Tổng lưu lượng xả thải vào HTTN thải phân tán của khu vực
trung tâm TPHN là 795.000 m
3
/ngày, trong đó lượng xả thải từ nguồn
NTDV chiếm 47%, nguồn NTSH chiếm 36,6%, NTCN chiếm 14,8% và
NTBV chiếm 1,6%. Tổng lưu lượng xả thải vào sông Tô Lịch là khoảng
382.000 m
3
/ngày, trong đó lưu lượng xả thải từ nguồn NTSH là 140.000
m
3
/ngày, NTSX là 236.000 m
3
/ngày và NTBV là 6.000 m

3
/ngày. Tỷ lệ
xả thải tính trên đơn vị 1 km chiều dài sông Tô Lịch thay đổi tùy theo
đặc điểm các tiểu khu vực tiêu thoát và dao động từ 0,51 km
2
/km đến
3,46 km
2
/km sông, đối với tỷ lệ tiêu thoát NTSH dao động từ 2,4 *
1.000 m
3
/ngày/1km đến 22,5 * 1.000 m
3
/ngày/1km sông. Trong đó tỷ lệ
tiêu thoát phần thượng lưu cao hơn khoảng 2,6 lần so với đoạn hạ lưu
sông Tô Lịch.
2. Trầm tích trên sông Tô Lịch đặc trưng cho loại trầm tích loại
A của HTTN thải kết hợp với thoát nước mưa, và có tuổi mới hình
thành. Trầm tích sông Tô Lịch thay đổi nhiều cả về tính chất cơ lý và
thành phần hóa học do hoạt động nạo vét, cải tạo trên sông. Đường kính
cấp hạt trung bình D
50
trước khi nạo vét là 0,025 mm, sau khi nạo vét là
D
50
=0,37 mm. Mức độ đóng góp về ô nhiễm trên sông Tô Lịch do trầm
tích là nhỏ hơn nhiều so với nước sông. Hệ số trầm tích về các thông số
COD, BOD
5
và N

ts
tương ứng là 0,22; 0,09 và 0,04 L/kg. Tổng thải
lượng COD, BOD
5
và N
ts
(bao gồm cả trầm tích và nước sông) của sông
Tô Lịch tương ứng là 96,3 tấn O
2
/ngày; 45,7 tấn O
2
/ngày; và 11,5 tấn
N/ngày.
3. Chỉ số WQI của nước sông Tô Lịch trung bình là 850 ± 362,
cao hơn mức ô nhiễm rất nặng khoảng 2,8 lần. Trong đó mức độ đóng
góp do ô nhiễm VSV chiếm khoảng 75%. Chỉ số WQI giai đoạn 2009-
23

2013 tăng khoảng 2,8 lần so với năm 2003, trong khi lưu lượng nước
thải chỉ tăng khoảng 1,3 lần.
4. Môi trường xẩy ra quá trình hình thành sunfua trên sông Tô
Lịch chủ yếu xẩy ra ở tầng nước mặt (<0,25m), với ngưỡng Eh thích
hợp cho sự sinh trưởng và phát triển của VSV nhóm SRB để hình thành
sunfua và sinh khí H
2
S với số lượng lớn là từ -200 mV đến – 250 mV.
Giá trị Eh có quan hệ với giá trị Lg[S]/[SO
4
] với hệ số R
2

là 0,64, thể
hiện cặp chất ô xy hóa khử S/SO
4
chiếm ưu thế hơn trong hệ ô xy hóa
khử của nước tầng mặt. Ngược lại đối với tầng đáy không thể hiện
tương quan giữa giá trị Eh với giá trị Lg[S]/[SO
4
], hệ số R
2
chỉ là 0,05,
và không thể hiện vai trò ưu thế của cặp chất ô xy hóa khử S/SO
4
trong
hệ ô xy hóa khử của nước tầng đáy.
5. Trong môi trường đã có sẵn nguồn lưu huỳnh thì các yếu tố
chi phối đến sự hình thành sunfua và sinh khí H
2
S trong nước sông Tô
Lịch là hàm lượng CHC (BOD
5
), hàm lượng sunfat, N
ts
, nhiệt độ, và
thay đổi theo chiều dài sông phụ thuộc vào các nguồn xả thải bổ sung
dọc theo sông. Mô hình dự báo khả năng hình thành sunfua và sinh khí
H
2
S trong nước sông Tô Lịch được dự báo bằng công thức dựa trên 4
yếu tố BOD
5

, sunfat, N
ts
và T với hệ số R
2
là 0,8:
[H
2
S] = 0,231*SO
4
+ 0,006*N
ts
+ 0,001*BOD
5
+ 0,009*T - 0,337
6. Quá trình phát thải khí H
2
S từ nước sông Tô Lịch tuân theo lý
thuyết màng kép do Lewis và Withman và đề xuất năm 1924. Tỷ lệ phát
thải khí H
2
S từ nước sông Tô Lịch dao động từ 0,335 đến 0,643
mgS/m
2
/h, giá trị trung bình là 0,422 gS/m
2
/h. Mô hình dự báo khả năng
hình thành sunfua do Yongsiri et al.(2005) đề xuất có giá trị dự báo dao
động trong khoảng từ 0,291 đến 0,602 gS/m
2
/h, giá trị trung bình là

0,408 gS/m
2
/h. Giá trị dự báo có xu hướng thấp hơn giá trị thực đo, tuy
nhiên mô hình do Yongsiri đề xuất có thể áp dụng để dự báo khả năng
hình thành sunfua trong nước sông Tô Lịch với hệ số R
2
là 0,89.
24

7. Khi điều kiện môi trường có độ ổn định khí quyển cấp C và
vào mùa hè, thời gian tồn lưu trung bình của H
2
S trong tầng nước mặt
trên sông Tô Lịch được xác định là 8,9 h. Thời gian tồn lưu trung bình
của H
2
S trong môi trường không khí ven sông Tô Lịch được xác định là
14,7 h. Độ cao ảnh hưởng của khí H
2
S xấp xỉ 165 m.
8. Mô hình METI-LIS hiệu chỉnh có thể áp dụng vào thực tiễn
trong công tác dự báo khả năng lan truyền H
2
S từ nước sông Tô Lịch
với hệ số R
2
là 0,92. Hơn nữa, mô hình METI-LIS hiệu chỉnh có thể áp
dụng để dự báo khả năng lan truyền các chất khí từ nguồn ô nhiễm dạng
nguồn đường, mặt với đặc trưng là nguồn lạnh, có độ cao phát tán thấp,
gần mặt đất (nguồn phát thải từ các hoạt động sản xuất nông nghiêp,

chăn nuôi, nhà máy xử lý nước thải…) cũng như nguồn có độ cao thấp
hơn mặt đất (kênh hở, sông thoát nước thải, ao, hồ ổn định nước thải
…).
Kiến nghị
1. Xây dựngvà hoàn thiện các văn bản hướng dẫn kỹ thuật và
pháp luật cho việc áp dụng mô hình xử lý nước thải đô thị phi tập trung
trước khi xả vào hệ thống các kênh thoát nước thải cấp I của HTTN thải
để kiểm soát ô nhiễm từ các nguồn phân tán ngay tại các khu dân cư, cơ
sở sản xuất, kinh doanh và dịch vụ.
2. Nghiên cứu làm rõ cơ sở khoa học của việc kết hợp mô hình
xử lý nước thải đô thị phi tập trung và mô hình xử lý trực tiếp trên các
kênh thoát nước cấp I phù hợp với đặc điểm HTTN thải phân tán của
HTTN thải TPHN.
3. Đề tài luận án đã góp phần làm rõ cơ sở khoa học cho việc áp
dụng biện pháp kiểm soát Eh nhằm giảm thiểu ô nhiễm H
2
S từ sông Tô
Lịch và cần phải được tiếp tục nghiên cứu thêm về khả năng áp dụng
của mô hình xử lý trực tiếp trên các kênh thoát nước cấp I của HTTN
thải TPHN vào thực tiễn./.