(Khóa luận tốt nghiệp) Nghiên cứu ứng dụng vật liệu lọc hấp phụ và màng MF để xử lý nước sông suối cấp cho sinh hoạt

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM
----------------------

LÒ VĂN HUYNH
Tên đề tài:
NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG VẬT LIỆU LỌC HẤP PHỤ VÀ MÀNG LỌC
MF ĐỂ XỬ LÝ NƯỚC SÔNG SUỐI CẤP CHO SINH HOẠT

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
Hệ đào tạo

: Chính quy

Chuyên ngành

: Khoa học môi trường

Khoa

: Môi trường

Khóa học

: 2014 - 2018

Thái Nguyên, năm 2018


ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM

----------------------

LÒ VĂN HUYNH
Tên đề tài:
NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG VẬT LIỆU LỌC HẤP PHỤ VÀ MÀNG LỌC
MF ĐỂ XỬ LÝ NƯỚC SÔNG SUỐI CẤP CHO SINH HOẠT

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
Hệ đào tạo

: Chính quy

Chuyên ngành

: Khoa học môi trường

Lớp

: K46KHMT

Khoa

: Môi trường

Khóa học

: 2014 - 2018

Giảng viên hướng dẫn : TS.Nguyễn Thanh Hải

Thái Nguyên, năm 2018


i

LỜI CẢM ƠN
Trường đại học Nông lâm với mục tiêu đào tạo được những kỹ sư
không chỉ nắm vững lý thuyết mà còn phải thành thạo thực hành. Được sự
nhất trí của Ban chủ nhiệm khoa Môi trường trường đại học Nông lâm Thái
Nguyên tôi tiến hành thực tập tốt nghiệp với đề tài: “Nghiên cứu ứng
dụng vật liệu lọc hấp phụ và màng MF để xử lý nước sông suối cấp cho
sinh hoạt”.
Hoàn thiện đề tài này trước hết cho tôi bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới
thầy giáo TS. Nguyễn Thanh Hải đã tận tình hướng dẫn, định hướng và tạo
điều kiện giúp đỡ tôi trong suốt quá trình thực tập tốt nghiệp.
Tôi xin chân thành cảm ơn Viện Kỹ thuật và Công nghệ Môi trường,
Ban chủ nhiệm đề tài NCKH đã giúp đỡ tôi thực tập và tiếp cận tài liệu
nghiên cứu.
Nhân dịp này tôi xin bày tỏ lòng biết ơn tới các thầy cô giáo trong
khoa Môi Trường, gia đình, bạn bè đã giúp tôi vượt qua những khó khăn, bỡ
ngỡ ban đầu của quá trình thực hiện đề tài này.
Trong suốt quá trình thực tập, mặc dù đã rất cố gắng nhưng do thời
gian thực tập và kinh nghiệm bản thân còn hạn chế. Vì vậy bản khóa luận này
không tránh khỏi những thiếu sót. Vậy tôi rất mong được sự giúp đỡ, góp ý
chân thành của các thầy cô giáo và toàn thể các bạn bè để khóa luận tốt
nghiệp của tôi được hoàn thiện hơn.
Tôi xin chân thành cảm ơn !
Thái Nguyên, ngày tháng năm 2018
Sinh viên

Lò Văn Huynh


ii

MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN .................................................................................................... i
MỤC LỤC ......................................................................................................... ii
DANH MỤC CÁC BẢNG................................................................................ v
DANH MỤC CÁC HÌNH ................................................................................ vi
DANH MỤC CÁC CỤM TỪ VIẾT TẮT ...................................................... vii
PHẦN 1: MỞ ĐẦU.......................................................................................... 1
1.1. Đặt vấn đề................................................................................................... 1
1.2. Mục tiêu của đề tài ..................................................................................... 2
1.3. Yêu cầu....................................................................................................... 3
1.4. Ý nghĩa của đề tài ....................................................................................... 3
1.4.1.Ý nghĩa khoa học ..................................................................................... 3
1.4.2 Ý nghĩa thực tiễn ...................................................................................... 3
PHẦN 2: TỔNG QUAN TÀI LIỆU............................................................... 4
2.1. Cơ sở khoa học của đề tài .......................................................................... 4
2.1.1. Cơ sở lý luận của đề tài ........................................................................... 4
2.1.2. Cơ sở pháp lý .......................................................................................... 9
2.1.3. Các tiêu chuẩn so sánh .......................................................................... 10
2.2. Cơ sở thực tiễn ......................................................................................... 10
2.2.1. Hiện trạng môi trường nước trên thế giới ............................................. 10
2.2.2. Hiện trạng môi trường nước ở Việt Nam .............................................. 14
2.2.3. Sơ lược cơ bản của vùng Tây Bắc ........................................................ 18
2.2.4. Hiện trạng môi trường nước tỉnh Hà Giang .......................................... 19
2.3. Tổng quan về vật liệu lọc hấp phụ và màng lọc MF................................ 21
2.3.1. Tổng quan về vật liệu lọc hấp phụ. ....................................................... 21

2.3.2. Tổng quan về màng lọc ......................................................................... 24


iii

2.3.3. Phân loại màng lọc. ............................................................................... 27
PHẦN 3: ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN
CỨU ................................................................................................................ 29
3.1. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu............................................................ 29
3.1.1. Đối tượng nghiên cứu............................................................................ 29
3.1.2. Phạm vi nghiên cứu .................................................................................. 29
3.2. Địa điểm nghiên cứu ................................................................................ 29
3.3. Nội dung nghiên cứu ................................................................................ 29
3.4. Phương pháp nghiên cứu.......................................................................... 29
3.4.1. Phương pháp thu thập, kế thừa số liệu thứ cấp ..................................... 29
3.4.2. Phương pháp điều tra, khảo sát thực địa ............................................... 30
3.4.3. Phương pháp lấy mẫu và phân tích ....................................................... 30
3.4.4. Phương pháp pháp phân tích mẫu nước ................................................ 30
3.4.5. Phương pháp phân tích tổng hợp số liệu ............................................... 31
PHẦN 4: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN .......................... 32
4.1. Sơ lược về điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội tỉnh Hà Giang ................ 32
4.1.1. Điều kiện tự nhiên ................................................................................. 32
4.1.2. Điều kiện kinh tế - xã hội ...................................................................... 36
4.2. Hiện trạng chất lượng và các nguồn gây ảnh hưởng chính đến chất lượng
nước suối Tà Vải ............................................................................................. 38
4.2.1. Hiện trạng chất lượng nguồn nước suối Tà Vải .................................... 38
4.2.2. Các nguồn gây ảnh hưởng chính đến chất lượng nước mặt suối Tà Vải .... 39
4.3 . Nghiên cứu ứng dụng vật liệu lọc hấp phụ đa năng Zeolit-Diatomit và sử
dụng màng lọc để xử lý nước sông suối.......................................................... 43
4.3.1. Đặc điểm của vật liệu lọc Zeolit-Diatomit ( ODM-2F ) ....................... 43

......................................................................................................................... 43
4.3.2.Nghiên cứu và lựa chọn màng lọc.......................................................... 44


iv

4.3.3. Đặc điểm của màng lọc MF (Microfiltration)....................................... 48
4.3.4 Kết quả sau khi xử lý nước bằng bằng vật liệu lọc đa năng ZeolitDiatomit kết hợp với màng lọc MF................................................................. 50
PHẦN 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ..................................................... 53
5.1. Kết luận .................................................................................................... 53
5.2. Kiến nghị .................................................................................................. 54
DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO ..................................................... 55


v

DANH MỤC CÁC BẢNG
Trang
Bảng 2.1. Tài nguyên nước một số Quốc gia trên thế giới ............................. 11
Bảng 2.2. Kích thước hạt lọc được và áp suất lọc .......................................... 26
Bảng 2.3. Các quá trình lọc màng với động lực là áp suất (màng áp lực) ...... 27
Bảng 4.1. Kết quả phân tích mẫu nước tháng 09/2017 ................................... 38
Bảng 4.2. Đặc tính kỹ thuật của vật liệu lọc đa năng ODM-2F...................... 44
Bảng 4.3. Quá trình lọc màng MF với động lực là áp suất (màng áp lực) ..... 46
Bảng 4.4. Kích thước mao quản và áp suất làm việc của màng MF. ............. 47
Bảng 4.5. Kết quả xác định chất lượng mẫu nước suối Tà Vải - Hà Giang ... 50
Bảng 4.6. Kết quả chất lượng nước sau khi đi qua hệ thống xử lý bằng vật liệu
lọc Zeolit – Diatomit kết hợp với màng lọc MF ............................. 52

vi

DANH MỤC CÁC HÌNH

Hình 2.1. Than hoạt tính ................................................................................. 22
Hình 2.2. Hạt Silicagen ................................................................................... 22
Hình 2.3. Hạt hút ẩm nhôm hoạt tính .............................................................. 23
Hình 2.4. Hạt Zeolit ........................................................................................ 24
Hình 2.5. Khả năng lọc của các kĩ thuật lọc màng ......................................... 25
Hình 2.6. Vùng làm việc của các kĩ thuật lọc và lọc màng ............................ 26
Hình 4.1. Hạt ODM-2F ................................................................................... 43
Hình 4.2. Sơ đồ vận chuyển các chất trong nước qua màng lọc ..................... 45
Hình 4.3. Vùng làm việc của các kĩ thuật lọc và lọc màng ............................ 46
Hình 4.4.Màng lọc MF .................................................................................... 48
Hình 4.5. Khả năng giữ lại chất bẩn và vi sinh vật của màng lọc MF so với
các loại bể lọc hạt đa lớp ................................................................ 49
Hình 4.6. Dây chuyền công nghệ xử lý nước suối .......................................... 51


vii

DANH MỤC CÁC CỤM TỪ VIẾT TẮT

STT

Ký hiệu

Viết tắt

1

BTNMT

Bộ Tài nguyên và Môi trường

2

BVMT

Bảo vệ môi trường

3

BYT

Bộ Y tế

4

KH

Kế hoạch

5

KLN

Kim loại nặng

6

KT-XH

Kinh tế, xã hội

7

KTTV

Khí tượng thủy văn

8

LHQ

Liên hợp quốc

9

QCCP

Quy chuẩn cho phép

10

QCVN

Quy chuẩn Việt Nam

11

QĐ

Quyết định

12

QH

Quốc hội

13

TCVN

Tiêu chuẩn Việt Nam

14

TNN

Tài nguyên nước

15

TT

Thông Tư

16

UBND

Ủy ban nhân dân


1

PHẦN 1
MỞ ĐẦU
1.1. Đặt vấn đề
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.
Theo thống kê của Liên hiệp quốc, thì tình trạng thiếu nước nguyên
nhân do nguồn tài nguyên nước trên thế giới phân bổ không đồng đều, gia
tăng dân số nhưng nguồn nước lại giảm, sự lãng phí nước tăng cùng với mức
sống của người dân tăng lên do sử dụng quá nhiều thiết bị gia dụng, nước bị
thất thoát nghiêm trọng, chỉ số 55% lượng nước khai thác được sử dụng một
cách thật sự, 45% còn lại bị thất thoát, rò rỉ trong các hệ thống phân phối hoặc
bị bay hơi trong tưới tiêu .
Nước là nguồn tài nguyên thiên nhiên không thể thiếu được trong đời
sống hàng ngày của con người cũng như trong các hoạt động kinh tế của xã hội.
Hiện nay, ngoài việc nghiên cứu sử dụng hợp lý nguồn tài nguyên nước, việc
nghiên cứu nâng cao chất lượng nước cấp sinh hoạt cần phải được chú trọng, đặc
biệt là việc nước cấp sinh hoạt cho đồng bào và chiến sĩ vùng núi cao.
Hà Giang là một tỉnh miền núi biên giới ở phía Bắc của Tổ quốc, có vị
trí chiến lược đặc biệt quan trọng. Đây là một trong những nơi có lượng mưa
lớn nhất trong cả nước, tuy nhiên, do địa hình chia cắt, núi đá tai mèo nên
lượng nước sinh thủy thấp, do đó đây cũng là nơi có tới 4 huyện vùng cao núi

đá là Đồng Văn, Mèo Vạc,Yên Minh và Quản Bạ thường xuyên thiếu nước về
mùa khô.
Địa hình phức tạp, nhiều dãy núi cao nguy hiểm, việc dẫn, giữ nước và
khai thác tài nguyên nước trong khu vực tỉnh Hà Giang là tương đối khó
khăn. Thời gian thiếu nước sinh hoạt thường kéo dài từ tháng 10 cuối năm


2

trước đến tháng 4 năm sau. Để có nước sinh hoạt, người dân phải đi bộ hàng
chục km và hứng nước nửa ngày mới đủ nước sinh hoạt dùng trong 4-5 ngày
cho gia đình. Nước chủ yếu chỉ được dùng để uống và nấu ăn một cách rất hạn
chế; nước sinh hoạt trong mùa khô càng thiếu thốn hơn.
Đối với khu vực biên giới, nguồn cung cấp nước chính vẫn là nước suối
với đặc điểm: lưu lượng dòng chảy nhỏ, không ổn định, bị tác động rõ rệt bởi
các yếu tố lũ quét, mưa bão,.. Đặc biệt chất lượng nước luôn biến động giữa
ngày mưa và không mưa, và khó kiểm soát do một phần lưu vực bổ cập nước
từ nước ngoài. Các hoạt động khai thác khoáng sản trái phép vùng đầu nguồn
các suối đã làm cho nồng độ nhiều chất ô nhiễm như SS, CN-, Fe, Mn, Zn,
Cu, Pb, Cd,... tăng lên rõ rệt. Mặt khác địa hình núi cao, phân bố dân cư
không tập trung và nguồn điện thiếu thốn. Đây là những yếu tố rất bất lợi
cho việc cung cấp nước khu vực biên giới phía Bắc, nhất là cho các đơn vị
quân đội.
Chính vì vậy, đề tài nghiên cứu ứng dụng vật liệu lọc hấp phụ và màng
lọc MF để xử lý nước suối vùng biên giới Tây Bắc cấp nước cho sinh hoạt là
rất cấp thiết, thiết thực đem lại những hiệu quả lớn, phát triển kinh tế, bảo vệ
môi trường, đảm bảo an sinh xã hội, an ninh quốc phòng cho vùng Tây Bắc
nói chung và lưu vực suối Tà Vải tỉnh Hà Giang nói riêng.
Từ những vấn đề nêu trên được sự hướng dẫn trực tiếp của TS.Nguyễn
Thanh Hải, tôi tiến hành nghiên cứu đề tài:“Nghiên cứu ứng dụng vật liệu

lọc hấp phụ và màng lọc MF để xử lý nước sông suối cấp cho sinh hoạt”
mang tính cấp thiết.
1.2. Mục tiêu của đề tài
- Nghiên cứu ứng dụng vật liệu lọc hấp phụ và màng lọc MF để sử dụng
trong công nghệ xử lý nước suối.


3

- Đề xuất công nghệ xử lý nước suối bằng vật liệu lọc Zeolit - Diatomit
kết hợp với màng lọc MF để cấp nước cho sinh hoạt.
1.3. Yêu cầu
- Nghiên cứu được ứng dụng vật liệu lọc hấp phụ và màng lọc MF để xử
lý nước sông suối cấp cho sinh hoạt.
- Đề tài phải mang tính thực tiễn.
- Số liệu phải chính xác, thiết thực.
1.4. Ý nghĩa của đề tài
1.4.1.Ý nghĩa khoa học
Ứng dụng được vật liệu lọc hấp phụ và đề xuất công nghệ xử lý phù hợp
nhằm tận dụng nguồn nước suối để có thể sử dụng cho mục đích sinh hoạt của
người dân.
1.4.2 Ý nghĩa thực tiễn
Đưa ra cái nhìn khái quát về vật liệu lọc hấp phụ..
Đề xuất công nghệ xử lý bằng vật liệu lọc Zeolit – Diatomit kết hợp với
màng lọc MF đạt quy chuẩn về nước cấp cho sinh hoạt.


4

PHẦN 2

TỔNG QUAN TÀI LIỆU

2.1. Cơ sở khoa học của đề tài
2.1.1. Cơ sở lý luận của đề tài
2.1.1.1. Khái niệm và ý nghĩa của tài nguyên nước
a. Khái niệm tài nguyên nước
Tài nguyên nước là các nguồn nước mà con người sử dụng hoặc có thể
sử dụng vào những mục đích khác nhau. Nước được dùng trong các hoạt động
nông nghiệp, công nghiệp, dân dụng, giải trí và môi trường. Hầu hết các hoạt
động trên đều cần nước ngọt.
Nước bao phủ 71% diện tích của trái đất trong đó có 97% nước trên
Trái đất là nước muối, chỉ 3% còn lại là nước ngọt nhưng gần hơn 2/3 lượng
nước này tồn tại ở dạng sông băng và các mũ băng ở các cực. Phần còn lại
không đóng băng được tìm thấy chủ yếu ở dạng nước ngầm và chỉ một tỷ lệ
nhỏ tồn tại trên mặt đất và trong không khí.
- Khái niệm nước mặt
Tài nguyên nước mặt: Là nước phân bố trên mặt đất, nước trong các đại
dương, sông, suối, ao hồ, đầm lầy. Đặc điểm của tài nguyên nước mặt chịu
ảnh hưởng lớn từ điều kiện khí hậu và các tác động khác do hoạt động kinh tế
của con người, nước mặt dễ bị ô nhiễm và thành phần hóa lý của nước thường
bị thay đổi, khả năng hồi phục trữ lượng của nước nhanh nhất ở vùng thường
có mưa.
b. Ý nghĩa của tài nguyên nước
 Nước cung cấp vào hoạt động sản xuất đảm bảo an ninh lương thực
cho xã hội: Nước tưới tiêu, nước canh tác…
 Nước tạo ra năng lượng điện để cung cấp cho hoạt động nền kinh tế
thông qua việc sử dụng động lực hay năng lượng dòng chảy của các con sông


5

làm quay các tuốc bin nước và máy phát điện, đây là nguồn năng lượng sạch
và chiếm 20% lượng điện của thế giới, đồng thời hạn chế được giá thành
nhiên liệu và chi phí nhân công.
 Làm ổn định địa tầng.
2.1.1.2. Khái niệm về môi trường, ô nhiễm môi trường, ô nhiễm môi trường nước.
a. Khái niệm môi trường
“Môi trường là hệ thống các yếu tố vật chất tự nhiên và nhân tạo có
tác động đối với sự tồn tại và phát triển của con người và sinh vật.” .
b. Khái niệm ô nhiễm môi trường
“Ô nhiễm môi trường là sự biến đổi của các thành phần môi trường
không phù hợp với quy chuẩn kỹ thuật môi trường và tiêu chuẩn môi trường
gây ảnh hưởng xấu đến con người và sinh vật” .
c. Khái niệm ô nhiễm môi trường nước
“Ô nhiễm nước là sự thay đổi theo chiều xấu đi của các tính chất vật lý
- hóa 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 học trong nước. Xét về tốc độ lan truyền và quy mô ảnh hưởng thì ô
nhiễm nước là vấn đề đáng lo ngại hơn ô nhiễm đất” (Hoàng Văn Hùng, 2008).
Theo hiến chương châu Âu về nước đã định nghĩa: “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” (Lê Văn Khoa
và cs, 2001).
- Nguồn gốc gây ô nhiễm nước
Nguồn gốc gây ô nhiễm nước có thể là do tự nhiên hay nhân tạo.


6

+ Ô nhiễm nước có nguồn gốc tự nhiên: 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.
+ Ô nhiễm nước có nguồn gốc nhân tạo: Từ sinh hoạt, từ các hoạt động
công nghiệp.
Các xu hướng chính thay đổi chất lượng nước khi bị ô nhiễm là:
+ Giảm độ pH của nước ngọt do bị ô nhiễm bởi: H2SO4, HNO3 từ khí
quyển, tăng hàm Lượng SO42- và NO3- trong nước.
+ Tăng hàm lượng các muối trong nước bề mặt và nước ngầm do
chúng đi vào môi trường nước cùng với chất thải, từ khí quyển và từ các chất
thải rắn.
+ Tăng hàm lượng các chất hữu cơ, trước hết là các chất khó bị phân
hủy bằng con đường sinh học (các chất hoạt động bề mặt, thuốc trừ sâu…)
+ Giảm nồng độ oxi hòa tan trong nước tự nhiên do các quá trình oxy
hóa có liên quan với quá trình Eutrophication các nguồn chứa nước và khoáng
các hợp chất hữu cơ..
+ Tăng hàm lượng các ion trong nước trước hết là NO3-, PO43-,…
+ Giảm độ trong của nước: Tăng khả năng nguy hiểm của ô nhiễm
nước tự nhiên do các nguyên tố đồng vị phóng xạ.
d. Khái niệm nước sạch
“Nước sạch là nước đảm bảo các chỉ tiêu như: nước trong, không màu,
không mùi lạ, không chứa các mầm bệnh và các chất độc hại.
e. Khái niệm nước suối
“Nước suối là nước thiên nhiên, chảy qua các tầng địa chất có chứa
một số nguyên tố, khí tự nhiên hay hợp chất khoáng”.
g. Các chỉ tiêu hóa lý


7

- Trị số pH : Là chỉ số đo độ hoạt động của các ion hiđrô (H+) trong dung
dịch và vì vậy là độ axít hay bazơ của nó. Trong các hệ dung dịch nước, hoạt
độ của ion hiđrô được quyết định bởi hằng số điện ly của nước (Kw) = 1,008 ×
10−14 ở 25 °C) và tương tác với các ion khác có trong dung dịch. Do hằng số
điện ly này nên một dung dịch trung hòa có pH xấp xỉ 7. Các dung dịch nước
có giá trị pH nhỏ hơn 7 được coi là có tính axít, trong khi các giá trị pH lớn hơn
7 được coi là có tính kiềm.
- Fe : Trong nước sắt thường tồn tại ở dạng ion, sắt có hoá trị 2 (Fe2+)
là thành phần của các muối hoà tan như: Fe(HCO3)2 ; FeSO4… hàm lượng sắt
có trong các nguồn nước phân bố không đồng đều. Nước có hàm lượng sắt
cao, làm cho nước có mùi tanh và có màu vàng, gây ảnh hưởng không tốt đến
chất lượng nước ăn uống sinh hoạt và sản xuất.
- Màu : Nước thiên nhiên thường không màu, màu của nước mặt chủ
yếu do chất mùn, các chất hòa tan, keo hoặc do thực vật thối rữa. Sự có mặt
của một số ion kim loại (Fe, Mn), tảo, than bùn và các chất thải công nghiệp
cũng làm cho nước có màu.
- Tổng chất rắn lơ lửng ( TSS ) : khối lượng tổng chất rắn được giữ lại
thông qua bộ lọc.
- Độ đục: Độ đục của nước bắt nguồn từ sự hiện diện của một số chất
lơ lửng có kích thước thay đổi từ dạng phân tán thô đến dạng keo, huyền phù
(kích thước 0,1 – 10mm). Trong nước các chất gây đục thường là: đất sét,
chất hữu cơ, vô cơ, thực vật và các vi sinh vật bao gồm các loại phiêu sinh
động vật.
- Amoni: Amoni có công thức hóa học NH3, là chất khí không màu và
có mùi khai. Trong nước, Amoni tồn tại dưới 2 dạng là NH3 và NH4+. Tổng
NH3 và NH4+ được gọi là tổng Amoni tự do. Đối với nước uống, tổng Amoni
sẽ bao gồm amoni tự do, monochloramine (NH2Cl), dichloramine (NHCl2) và


8

trichloramine[7]. Đây cũng là một chất thường dùng trong khâu khử trùng
nước cấp, chúng được sử dụng dưới dạng các hóa chất diệt khuẩn chloramines
nhằm tạo lượng clo dư có tác dụng kéo dài thời gian diệt khuẩn khi nước
được lưu chuyển trong các đường ống dẫn.
- Oxy hòa tan (DO)
DO là lượng oxy hoà tan trong nước cần thiết cho sự hô hấp của các
sinh vật nước (cá, lưỡng thê, thuỷ sinh, côn trùng v.v...) thường được tạo ra
do sự hoà tan từ khí quyển hoặc do quang hợp của tảo. Nồng độ oxy tự do
trong nước nằm trong khoảng 8 - 10 ppm, và dao động mạnh phụ thuộc vào
nhiệt độ, sự phân huỷ hoá chất, sự quang hợp của tảo và v.v... Khi nồng độ
DO thấp, các loài sinh vật nước giảm hoạt động hoặc bị chết. Do vậy, DO là
một chỉ số quan trọng để đánh giá sự ô nhiễm nước của các thuỷ vực.
- Nhu cầu oxy sinh hóa (BOD)
Biochemical Oxygen Demand - nhu cầu oxy sinh hóa): Là lượng oxy
cần thiết cung cấp để vi sinh vật phân hủy các chất hữu cơ trong điều kiện tiêu
chuẩn về nhiệt độ và thời gian
Để Oxy hoá hết chất hữu cơ trong nước thường phải mất 20 ngày ở
20oC. Để đơn giản người ta chỉ lấy chỉ số BOD sau khi Oxy hoá 5 ngày, ký
hiệu BOD5. Sau 5 ngày có khoảng 80% chất hữu cơ đã bị oxy hoá.
- Nhu cầu oxy hóa học (COD)
Là lượng oxy cần thiết để oxy hóa hoàn toàn chất hữu cơ và một phần
nhỏ các chất vô cơ dễ bị oxy hóa có trong nước thải. Chỉ tiêu nhu cầu sinh
hóa BOD5 không đủ để phản ánh khả năng oxy hóa các chất hữu cơ khó bị
oxy hóa và các chất vô cơ có thể bị oxy hóa có trong nước thải, nhất là nước
thải công nghiệp. Vì vậy, cần phải xác định nhu cầu oxy hóa học để oxy hóa
hoàn toàn các chất bẩn có trong nước thải.


9

- Mn: Mangan là một kim loại màu trắng bạc, có kí hiệu Mn và có số
hiệu nguyên tử 25. Nó được tìm thấy ở dạng tự do trong tự nhiên (đôi khi kết
hợp với sắt) và trong một số loại khoáng vật. Các trạng thái oxi hóa phổ biến
nhất của Mangan là +2, +3, +4, +6 và +7. Trong đó, trạng thái ổn định nhất là
Mn+2. Mangan là kim loại tương đối hoạt động. Nó dễ bị oxi hóa trong không
khí bởi các chất oxi hóa mạnh như O2, F2, Cl2. Trong nước, mangan tồn tại
dưới dạng Mn4+ và Mn2+ trong các muối tan của clorua, sulfat, nitrat.
- Coliform: được coi là vi khuẩn chỉ định thích hợp để đánh giá chất
lượng nước uống, nước sinh hoạt và nước nuôi trồng thủy sản (dễ phát hiện
và định lượng), thường tồn tại trong thiên nhiên và không đặc hiệu cho sự ô
nhiễm phân.
- E.coli: là vi khuẩn đại tràng là một trong những loài vi khuẩn chính
ký sinh trong đường ruột của động vật máu nóng (bao gồm chim và động vật
có vú). Vi khuẩn này cần thiết trong quá trình tiêu hóa thức ăn và là thành
phần của khuẩn lạc ruột. Sự có mặt của E. coli trong nước là một chỉ thị
thường gặp cho ô nhiễm phân. E. coli thuộc họ vi khuẩn Enterobacteriaceae
và thường được sử dụng làm sinh vật chỉ điểm cho các nghiên cứu về ô nhiễm
nguồn nước ăn uống và sinh hoạt.
2.1.2. Cơ sở pháp lý
- Luật Bảo vệ môi trường năm 2014 được Quốc hội nước Cộng hoà xã
hội chủ nghĩa Việt Nam khoá XIII, kỳ họp thứ 7 thông qua ngày 23/06/2014
và có hiệu lực thi hành từ ngày 01/01/2015.
- Luật Tài nguyên nước số: 17/2012/QH13 được Quốc hội nước Cộng
hoà xã hội chủ nghĩa Việt Nam khoá XIII, kỳ họp thứ 3 thông qua ngày
26/12/2012 và có hiệu lực thi hành từ ngày 01/01/2013.
- Nghị định số 124/2011/NĐ - CP ngày 28/12/2011 của Chính Phủ về
sản xuất, cung cấp và tiêu thụ nước sạch.

10

- Quyết định số 09/2005/QĐ - BYT ngày 11/03/2005 của Bộ trưởng Y
tế về việc ban hành tiêu chuẩn ngành: Tiêu chuẩn vệ sinh nước sạch.
- Quyết định số 22/2006/QĐ-BTNMT ngày 18/12/2006 của Bộ trưởng
Bộ Tài nguyên và Môi trường về bắt buộc áp dụng TCVN về môi trường.
- Ngày 17/06/2009 Bộ Y tế đã ra Thông tư số 04/2009/TT-BYT ban
hành “Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng nước ăn uống” kí hiệu là
QCVN 01:2009/BYT
- QCVN 01:2009/BYT - Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia về chất lượng
nước ăn uống..
- TCVN 6663-1:2011 (ISO 5667-1: 2006) - Chất lượng nước - Lấy mẫu
- Nghị định 201/2013/NĐ- CP quy định chi tiết thi hành một số điều
của luật tài nguyên nước.
- QCVN 02:2009/BYT Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng
nước sinh hoạt của Bộ Y Tế.
- TCVN 6663-1:2008 – Chất lượng nước – Lấy mẫu – Hướng dẫn lấy
mẫu nước sông suối.
2.1.3. Các tiêu chuẩn so sánh
Để đánh giá chính xác chất lượng nước, tùy theo từng mục đích sử
dụng loại nước mà có những tiêu chuẩn, quy chuẩn khác nhau. Cụ thể trong
khóa luận sử dụng các quy chuẩn để đánh giá chất lượng nước:
- QCVN 08-MT:2015/BTNMT - Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất
lượng nước mặt
- QCVN 01:2009/BYT - Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia về chất lượng
nước ăn uống.
- QCVN 02:2009/BYT - Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia về chất lượng
nước sinh hoạt.
2.2. Cơ sở thực tiễn
2.2.1. Hiện trạng môi trường nước trên thế giới

2.2.1.1. Tài nguyên nước trên thế giới


11

Nước bao phủ 71% diện tích của trái đất trong đó có 97% là nước
mặn, còn lại là nước ngọt. Trong 3% lượng nước ngọt trên trái đất thì có
khoảng 3/4 lượng nước ngọt mà con người không sử dụng được vì nó nằm
quá sâu trong lòng đất, bị đóng băng, ở dạng hơi trong khí quyển và ở dạng
tuyết trên lục địa… Chỉ có 0,5% nước ngọt hiện diện trong sông, suối, ao, hồ
mà con người đã và đang sử dụng. Tuy nhiên nếu ta trừ phần nước bị ô
nhiễm ra thì chỉ có khoảng 0,003% là nước ngọt sạch mà con người có thể
sử dụng được và nếu tính ra trung bình mỗi người được cung cấp 879.000
lít nước ngọt để sử dụng (Miller, 1988) .
Một phần nước ngầm và nước hồ có độ khoáng hóa khá cao. Trên Thế
giới nước tự nhiên có độ mặn cao nhất không nằm trong biển và đại dương, mà
ở hồ Chết, nơi người và động vật không thể chìm hoàn toàn trong nước được.
Chỉ có 2,31% tổng thể nước Trái Đất là nước ngọt, trong đó 85,9% nằm trong
băng tuyết hai cực và núi cao, 13,5% nằm trong nước ngầm. Sông ngoài chứa
được 1.700 km3 nước, chiếm 0,0001% tổng lượng và 0,005% lượng nước ngọt
của Trái Đất.
Bảng 2.1. Tài nguyên nước một số Quốc gia trên thế giới
(Nguồn: Nguyễn Thị Phương Loan, 2005)
Quốc gia
Brazin
CHLB Nga
Trung
Quốc
Canada
Mỹ

Ấn Độ
Na Uy
Pháp
Việt Nam
Toàn cầu

Tổng
lượng
km3

Tỷ lệ so với
toàn cầu

Bình quân
diện tích
103 m3/km2

Bình quân
đầu người
103 m3/người

9.230
4.003
2.550
2.472
1.938
1.680
405
183
88

22,2
9,6
6,1
5,9
4,7
4,1
0,98
0,4
0,7

1.084
234
268
248
207
514
1.248
332
917

135
23,5
2,6
102
9,1
2,4
102
3,7
5,6

41.500

100

279

9,0


12

2.2.1.2. Tình hình sử dụng nước trên thế giới
Nhu cầu sử dụng nước càng ngày càng tăng theo đà phát triển của nền
công nghiệp, nông nghiệp và sự nâng cao mức sống của con người. Theo sự
ước tính, bình quân trên toàn thế giới có chừng khoảng 40% lượng nước cung
cấp được sử dụng cho công nghiệp, 50% cho nông nghiệp và 10% cho sinh
hoạt. Tuy nhiên, nhu cầu sử dụng nước lại thay đổi tùy thuộc vào sự phát
triển của mỗi quốc gia. Ví dụ: Ở Hoa Kỳ, khoảng 44% nước được sử dụng
cho công nghiệp, 47% sử dụng cho nông nghiệp và 9% cho sinh hoạt và giải
trí (Chiras,1991). Ở Trung Quốc thì 7% nước được dùng cho công nghiệp,
87% cho nông nghiệp, 6% sử dụng cho sinh hoạt và giải trí (Chiras, 1991).
Nhu cầu về nước trong công nghiệp: Sự phát triển càng ngày càng cao
của nền công nghiệp trên toàn thế giới càng làm tăng nhu cầu về nước, đặc
biệt đối với một số ngành sản xuất như chế biến thực phẩm, dầu mỏ, giấy,
luyện kim, hóa chất…, chỉ 5 ngành sản xuất này đã tiêu thụ mất 90% lượng
nước sử dụng cho công nghiệp.
Nhu cầu về nước trong nông nghiệp: Sự phát triển trong sản xuất nông
nghiệp như sự thâm canh tăng vụ và mở rộng diện tích đất canh tác cũng đòi
hỏi một lượng nước ngày càng cao. Theo M.I.Lvovits (1974), trong tương lai

do thâm canh nông nghiệp mà dòng chảy cả năm của các con sông trên toàn
thế giới có thể giảm đi khoảng 700km3/năm. Phần lớn nhu cầu về nước được
thỏa mãn nhờ mưa ở vùng có khí hậu ẩm, nhưng cũng thường được bổ sung
bởi nước sông hoặc nước ngầm bằng biện pháp thủy lợi nhất là vào mùa khô.
Người ta ước tính được mối quan hệ giữa lượng nước sử dụng với lượng sản
phẩm thu được trong quá trình canh tác như sau: để sản xuất 1 tấn lúa mì cần
đến 1.500 tấn nước, 1 tấn gạo cần đến 4.000 tấn nước và 1 tấn bông vải cần
đến 10.000 tấn nước. Sở dĩ cần một lượng lớn nước như vậy chủ yếu là do sự
đòi hỏi của quá trình thoát hơi nước của cây, sự bốc hơi nước của lớp nước


13

mặt trên đồng ruộng, sự trực di của nước xuống các lớp đất bên dưới và phần
nhỏ tích tụ lại trong các sản phẩm nông nghiệp. Dự báo nhu cầu về nước
trong nông nghiệp đến năm 2000 sẽ lên tới 3.400 km3/năm, chiếm 58% tổng
nhu cầu về nước trên thế giới (M.I.Lvovits, 1974) .
Nhu cầu về nước sinh hoạt và giải trí: Theo sự ước tính thì các cư dân
sinh sống kiểu nguyên thủy chỉ cần 5-10 lít nước/người/ngày. Ngày nay, do
sự phát triển của xã hội loài người ngày càng cao nên nhu cầu về nước sinh
hoạt và giải trí cũng ngày càng tăng theo nhất là ở các thị trấn và các đô thị
lớn, nước sinh hoạt tăng gấp hàng chục đến hàng trăm lần. Theo sự ước tính
đó thì đến năm 2000, nhu cầu về nước sinh hoạt và giải trí sẽ tăng gần 20 lần
so với năm 1990, tức là chiếm 7% tổng nhu cầu nước trên thế giới (Cao Liêm
và Trần Đức Viên, 1990).
Ngoài ra, còn rất nhiều nhu cầu khác về nước trong các hoạt động khác
của con người như giao thông vận tải, giải trí ở ngoài trời như đua thuyền,
trượt ván, bơi lội… nhu cầu này cũng ngày càng tăng theo sự phát triển của
xã hội.
Theo thống kê mới nhất của LHQ, ảnh hưởng tới 1/3 dân số trên thế giới.

Tình hình này ngày càng trở nên tồi tệ hơn khi nhu cầu sử dụng nước tăng cùng
với việc tăng dân số, đô thị hóa, tăng việc sử dụng nước trong các hộ gia đình và
trong ngành công nghiệp. Một số nước đang trong tình trạng hạn hán và trong
tương lai gần hạn hán và sa mạc hóa sẽ càng nghiêm trọng. Gần 1/5 dân số thế
giới khoảng 1,2 tỷ người sống trong khu vực khan hiếm nguồn nước tự nhiên.
Tình trạng khan hiếm nước mặt bắt buộc mọi người phải sử dụng các nguồn nước
không ăn toàn. Hiện 884 triệu người trên thế giới phải sử dụng các nguồn nước
chưa xử lý, chất lượng nước kém có thể làm tăng nguy cơ mắc bệnh hiểm nghèo
và bệnh tiêu chảy như tả, khiết lị, thương hàn,...


14

Chương trình môi trường Liên Hợp Quốc (UNEP) cho biết biến đổi khí
hậu và việc con người sử dụng nguồn nước phung phí là nguyên nhân chính
khiến thế giới ngày càng tiếp tục khát nước. Do không quản lý tốt việc sử dụng
nguồn nước và tình trạng khai thác bừa bãi khiến nguồn nước ngầm ngày càng
thiếu hụt. Hơn nữa, sự gia tăng dân số kéo theo nhu cầu cần phải phát triển
nghiệp, do đó việc tận dụng nguồn nước nhất là nguồn nước ngầm sẽ là một
nguy cơ cạn kiệt trong tương lai. Trước hết các Quốc gia phát triển phải trực
diện với nạn gia tăng dân số vì không có khả năng ngăn cản mức sản sinh của
người dân, các nước này sẽ là nạn nhân đầu tiên của khan hiếm nguồn nước.
Trong bản báo cáo ra ngày 9/11/2007, chương trình phát triển của Liên
Hợp Quốc (UNDP) đã đưa ra những con số đáng lo ngại: 1,1 tỷ người chưa
được sử dụng nước sạch, 2,6 tỷ người vẫn chưa được tiếp cận tới dịch vụ
nước sạch và vệ sinh liên quan chặt chẽ sức khỏe con người. Kể cả những
nước dồi dào cũng có thể không có dịch vụ cung cấp nước sạch tốt. Ở
Paraguay, hơn 40% dân số ở nông thôn không được tiếp cận tới nguồn nước
được cải thiện như nước cấp qua hệ thống ống dẫn hay giếng nước có nắp
đậy. Nhưng ở Jordan khan hiếm nguồn nước thì 95% dân số tiếp cận được tới

dịch vụ nước sạch.
2.2.2. Hiện trạng môi trường nước ở Việt Nam
2.2.2.1. Tài nguyên nước và tình hình sử dụng nước ở Việt Nam
a. Nước mặt
Tổng lượng nước mặt trên và đến lãnh thổ trên một năm là: 830-840 tỷ
m3, trong đó: Nội sinh là 310-315 tỷ m3 chiếm 37%. Ngoại sinh là 520-525 tỷ
m3 chiếm 63%.
Ở Việt Nam tài nguyên nước mặt (dòng chảy sông ngòi) tương đối
phong phú, có mạng lưới sông suối khá dày đặc với 2372 con sông với dòng
chảy quanh năm (với độ dài mỗi con sông hơn 10km). Tổng diện tích lưu vực
sông là: 1.167.000 km2, trong đó phần lưu vực nằm ngoài lãnh thổ là: 835.422
km2, chiếm đến 72%. Có 13 sông chính và sông nhánh lớn có diện tích lưu


15

vực từ 10.000 km2 trở lên; 166 con sông có diện tích lưu vực dưới 10.000
km2. Tuy nhiên, tài nguyên nước mặt biến đổi mạnh mẽ theo thời gian (dao
động giữa các năm và phân bố không đều trong năm) và còn phân bố không
đều giữa các hệ thống sông và các vùng (Bộ TN&MT 2006).
Việt Nam là một quốc gia có lượng mưa trung bình năm khá lớn tới
trên 2000mm. Ba phần tư lãnh thổ là đồi núi với độ che phu rừng hiện khoảng
29%, mạng lưới sông, suối, đầm, hồ ao, kênh mương khá dày có nước quanh
năm. Nhờ đó tài nguyên nước nhìn chung tương đối phong phú: hàng năm
lượng nước mặt sản sinh nội địa đạt 32,5 tỷ m3/năm, nếu kể cả lượng nước
bên ngoài lãnh thổ chảy vào khoảng 889 tỷ m3/năm, nước dưới đất có trữ
lượng tiềm năng khoảng 48 tỷ m3/năm.
Tuy nhiên lượng nước mặt có thể khai thác không thật khả quan, một
mặt khả năng sử dụng lượng nước chảy từ ngoài lãnh thổ vào rất bấp bênh,
thiếu chủ động và phụ thuộc vào nhiều yếu tố, mặt khác nếu xét lượng nước

cho phép sử dụng không được vượt quá 30% lượng nước đến nên ta thấy
nhiều nơi không có đủ nước dùng. Ví dụ lượng nước cần trong các tháng II –
IV của đồng bằng bắc bộ chiếm tới 43 – 53,8%, cá biệt tại phả lại chiếm 69 –
112% lượng nước đến… Trong vài thập niên đầu tiên của thế kỉ mới, nguy cơ
thiếu nước sẽ đến với Đông Nam Bộ, Nam Trung Bộ, Tây Nguyên và cả châu
thổ sông Hồng.
Theo sự ước tính thì lượng nước mưa hằng năm trên toàn lãnh thổ khoảng
640 km3, tạo ra một lượng dòng chảy của các sông hồ khoảng 313 km3. So với
nhiều nước, Việt Nam có nguồn nước ngọt khá dồi dào lượng nước bình quân
cho mỗi đầu người đạt tới 17.000 m3/ người/ năm. Do nền kinh tế nước ta chưa
phát triển nên nhu cầu về lượng nước sử dụng chưa cao, hiện nay mới chỉ khai
thác được 500 m3/người/năm nghĩa là chỉ khai thác được 3% lượng nước được
tự nhiên cung cấp và chủ yếu là chỉ khai thác lớp nước mặt của các dòng sông và
phần lớn tập trung cho sản xuất nông nghiệp (Cao Liêm và Trần Đức Viên, 1990).


16

b. Nước ngầm
Theo liệt kê của 4 tổ chức quốc tế: WRI, UNDP, UNEP, WB đăng trên
sách World Resource xuất bản năm 2001 Việt Nam là quốc gia có tài nguyên
nước dưới đất khá lớn, đứng thứ 34 so với 155 quốc gia và vùng lãnh thổ
nhưng việc khai thác sử dụng nước dưới đất ở Việt Nam còn ở mức thấp so với
nước mặt (<2%).
Tổng lượng nước dưới đất mà Việt Nam khai thác đến nay khoảng
1,85 tỷ m3, (Theo TS. Đặng Đình Phúc, nguyên trưởng phòng quản lý – Cục
quản lý Tài nguyên nước Bộ Tài nguyên và Môi trường) trong đó:
- Cấp nước cho các đô thị, các khu công nghiệp: 650 triệu m3
- Cấp nước sinh hoạt nông thôn: 650 triệu m3
- Nước tưới: 550 triệu m3 (riêng tưới cho cà phê Đắc Lắc: 350 triệu m3)

Với tình trạng khai thác nước dưới đất ngày càng tăng như hiện nay trong
khi nhận thức về vai trò của nước cũng như ý thức trách nhiệm của mọi người
trong việc khai thác, sử dụng, bảo vệ nguồn nước chưa được đầy đủ thì thế giới
sẽ phải đối mặt với nguy cơ cạn kiệt, ô nhiễm các nguồn nước dưới đất.
c. Nước khoáng và nước nóng
Theo thống kê chưa đầy đủ thì ở Việt Nam có khoảng 350 nguồn nước
khoáng và nước nóng, trong đó nhóm chứa Carbonic tập trung ở Nam Trung
Bộ, Đông Nam Bộ và Nam Tây Nguyên. Nhóm chứa Sulfur Hydro ở Tây Bắc
và miền núi Trung Bộ. Nhóm chứa Silic ở Trung và nam Trung bộ. Nhóm
chứa Sắt ở Đồng Bằng Bắc Bộ. Nhóm chứa Brom, Iod và Bor có trong các
trầm tích miền võng Hà Nội và ven biển vùng Quảng Ninh. Nhóm chứa Fluor
ở Nam Trung Bộ.... Phần lớn nước khoáng cũng là nguồn nước nóng, gồm 63
điểm ấm với nhiệt độ từ 30oC– 40oC; 70 điểm nóng vừa với nhiệt độ từ 410C–
600C và 36 điểm rất nóng với nhiệt độ từ 600C – 1000C; Từ những số liệu trên
cho thấy rằng tài nguyên nước khoáng và nước nóng của Việt Nam rất đa dạng