Phân tích đánh giá chất lượng nước của sông tô lịch và đề xuất giải pháp xử lý

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
------------------

Vũ Thị Hiền

PHÂN TÍCH ĐÁNH GIÁ CHẤT LƢỢNG NƢỚC CỦA SÔNG TÔ LỊCH
VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP XỬ LÝ

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

Hà Nội – Năm 2015


ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
-----------------LỜI CẢM ƠN
Với lịng biết ơn sâu sắc, tơi xin chân thành cảm ơn PGS.TS Trần Hồng Côn
đã tận tình hướng dẫn và giúp đỡ tơi trong suốt q trình thực hiện luận văn.
Tơi xin chân thành cảm ơnVũ
cácThị
cơ chú,
Hiềnanh chị và các bạn thuộc phịng thí
nghiệm, Viện Nghiên cứu và Phát triển Vùng đã giúp đỡ tôi trong q trình thực
hiện luận văn.
Tơi cũng xin chân thành cảm ơn các thầy cơ giáo thuộc phịng sau đại học,

PHÂN
TÍCH ĐÁNH GIÁ CHẤT LƢỢNG NƢỚC CỦA SƠNG TƠ LỊCH
khoa hóa học Trường Đại học Khoa học Tự nhiên – Đại học Quốc gia Hà Nội đã
tạo điều kiện và giúp VÀ

đỡ tơi
trong
q trình
hiện XỬ
luận LÝ
văn.
ĐỀ
XUẤT
GIẢIthực
PHÁP

Cuối cùng tơi xin cảm ơn gia đình và bạn bè đã động viên, giúp đỡ tơi trong
q trình nghiên cứu và hồn thiện luận văn.

Chun ngành: Hóa phân tích

Hà Nội, ngày

tháng
Học viên

năm 2015

Mã số: 60440118
Vũ Thị Hiền

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS TRẦN HỒNG CÔN

Hà Nội – Năm 2015


LỜI CẢM ƠN
Với lịng biết ơn sâu sắc, tơi xin trân thành cảm ơn PGS.TS Trần Hồng Cơn
đã tận tình hướng dẫn và giúp đỡ tơi trong suốt q trình thực hiện luận văn.
Tôi xin trân thành cảm ơn các cơ chú, anh chị và các bạn thuộc phịng thí
nghiệm, Viện Nghiên cứu và Phát triển Vùng đã giúp đỡ tơi trong q trình thực
hiện luận văn.
Tơi cũng xin trân thành cảm ơn các thầy cô giáo, các bạn sinh viên khoa hóa
học Trường Đại học Khoa học Tự nhiên – Đại học Quốc gia Hà Nội đã tạo điều
kiện và giúp đỡ tơi trong q trình thực hiện luận văn.
Cuối cùng tơi xin cảm ơn gia đình và bạn bè đã động viên, giúp đỡ tơi trong
q trình nghiên cứu và hoàn thiện luận văn.
Hà Nội, ngày

tháng
Học viên

Vũ Thị Hiền

năm 2015


MỤC LỤC
MỞ ĐẦU ....................................................................................................................1
CHƢƠNG 1 – TỔNG QUAN ...................................................................................2
1.1.Ảnh hưởng của sông Tô Lịch đến đời sống người dân và mỹ quan đô thị. ......2
1.2.Nguyên nhân gây ô nhiễm sông Tô Lịch ...........................................................3
1.3.Cấp hàm lượng cho phép với chất lượng nước mặt...........................................4

1.4.Một số nghiên cứu về chất lượng nước sông Tô Lịch thời gian qua. ................5
1.5.Một số phương pháp xử lý nước thải .................................................................7
1.5.1.

Các phương pháp sinh học. ....................................................................7

1.5.2.

Các phương pháp hóa lý ........................................................................8

1.5.3.

Các phương pháp hóa học .....................................................................9

CHƢƠNG 2 – MỤC TIÊU VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ....................10
2.1. Đối tượng, nội dung và phương pháp nghiên cứu ..........................................10
2.1.1. Địa điểm và thời điểm lấy mẫu ................................................................10
2.1.2. Nội dung và phương pháp nghiên cứu ....................................................10
2.2. Hóa chất và dụng cụ .......................................................................................10
2.3. Lấy mẫu và bảo quản mẫu ..............................................................................11
2.4. Các phương pháp phân tích đánh giá chất lượng nước sơng. .........................11
2.4.1.

Xác định tổng chất rắn lơ lửng (TSS) trong nước ................................11

2.4.2. Phương pháp quang phổ hấp thụ phân tử UV-VIS .................................12
2.4.2.1. Xác định COD trong nước ....................................................................13
2.4.2.2. Xác định hàm lượng amoni (NH4+) trong nước bằng phương pháp so
màu với thuốc thử Nessler ..................................................................................14
2.4.2.3. Xác định hàm lượng Nitrit (NO2-) trong nước bằng phương pháp so

màu với thuốc thử Griss .....................................................................................16
2.4.2.4. Xác định hàm lượng nitrat (NO3-) trong nước bằng phương pháp so
màu với thuốc thử phenoldisunfonic ..................................................................17
2.4.2.5. Xác định hàm lượng PO43- trong nước theo phương pháp so màu với
amoni molipdat ...................................................................................................18


2.4.3. Phương pháp quang phổ khối plasma cảm ứng ICP-MS ........................19
2.4.4.

Định lượng Coliforms trong nước bằng phương pháp MPN ...............22

CHƢƠNG 3 – KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN .......................................................25
3.1. Đánh giá hiện trạng các thiết bị phân tích của Phịng Thí nghiệm – Viện
Nghiên cứu và Phát triển Vùng..............................................................................25
3.1.1. Hiện trạng máy ICP-MS ...........................................................................25
3.1.1.1. Đường chuẩn .........................................................................................25
3.1.1.2. Độ chính xác của máy ICP-MS .............................................................26
3.1.2. Hiện trạng máy quang phổ tử ngoại khả kiến ..........................................28
3.1.2.1. Xác định COD trong nước ....................................................................28
3.1.2.2. Xác định amoni (NH4+) trong nước.......................................................29
3.1.2.3. Xác định nitrit (NO2-) trong nước .........................................................31
3.1.2.4. Xác định nitrat (NO3-) trong nước.........................................................32
3.1.2.5. Xác định PO43- trong nước ....................................................................34
3.2. Kết quả phân tích chất lượng nước sông Tô Lịch ..........................................35
3.3. Nghiên cứu khả năng giảm thiểu ô nhiễm nước sông Tô Lịch bằng phương
pháp keo tụ với PAC…………………………………………………………………..47
3.3.1. Ảnh hưởng của hàm lượng chất keo tụ PAC đến hiệu suất xử lý COD
trong nước sông Tô Lịch. ...................................................................................47
3.3.2. Ảnh hưởng của hàm lượng chất keo tụ PAC đến hiệu suất xử lý TSS

trong nước sông Tô Lịch. ...................................................................................48
3.3.3. Ảnh hưởng của hàm lượng chất keo tụ PAC đến hiệu suất xử lý amoni
trong nước sông Tô Lịch ....................................................................................50
3.3.4. Ảnh hưởng của hàm lượng chất keo tụ PAC đến hiệu suất xử lý PO43trong nước sông Tô Lịch ....................................................................................50
3.3.5. Ảnh hưởng của hàm lượng chất keo tụ PAC đến hiệu suất xử lý
Coliforms trong nước sông Tô Lịch. ..................................................................51
KẾT LUẬN ..............................................................................................................55
TÀI LIỆU THAM KHẢO ......................................................................................56


DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1: Giá trị giới hạn các thông số chất lượng nước mặt……………………….4
Bảng 1.2: Tính chất nước sơng Tơ Lịch đoạn chảy qua khu cơng nghiệp Thượng
Đình………………………………………………………………………………….6
Bảng 1.3: Kết quả phân tích chất lượng nước sơng Tơ Lịch tại một số điểm trong
năm 2009-2010……………………………………………………………………...6
Bảng 2.1: Giá trị chuẩn Q dùng để loại bỏ giá trị bất thường……………………...23
Bảng 2.2: Quan hệ giữa nồng độ chất phân tích và độ lệch chuẩn tương đối (RSD)
cho phép với phương pháp phân tích………………………………………………24
Bảng 3.1 : Kết quả đánh giá độ đúng của thiết bị đo ICP-MS……………………..27
Bảng 3.2: Kết quả đánh giá độ chính xác của thiết bị phân tích COD trong nước..29
Bảng 3.3. Kết quả xây dựng đường chuẩn Amoni trong nước…………………… 29
Bảng 3.4: Kết quả đánh giá độ chính xác của thiết bị phân tích NH4+ trong
nước………………………………………………………………………………...30
Bảng 3.5: Kết quả xây dựng đường chuẩn nitrit (NO2-) trong nước………………31
Bảng 3.6: Kết quả đánh giá độ chính xác của thiết bị phân tích nitrit (NO2-) trong
nước. ……………………………………………………………………………….32
Bảng 3.7: Kết quả xây dựng đường chuẩn nitrat (NO3-) trong nước……………....32
Bảng 3.8: Kết quả đánh giá độ chính xác của thiết bị phân tích nitrat (NO3-) trong
nước………………………………………………………………………………...33

Bảng 3.9: Kết quả xây dựng đường chuẩn P trong nước…………………………..34
Bảng 3.10: Kết quả đánh giá độ chính xác của thiết bị phân tích PO43- trong
nước………………………………………………………………………………...35
Bảng 3.11: Kết quả phân tích mẫu nước sơng Tơ Lịch…………………………….35
Bảng 3.12: Kết quả phân tích mẫu nước sơng Tơ Lịch (tóm gọn)…………………42
Bảng 3.13: Chất lượng nước sông Tô Lịch dùng để nghiên cứu. …………………47
Bảng 3.14: Ảnh hưởng của hàm lượng chất keo tụ đến hiệu suất xử lý COD trong
nước sông Tô Lịch.………………………………………………………………...47


Bảng 3.15: Ảnh hưởng của hàm lượng chất keo tụ đến hiệu suất xử lý TSS trong
nước sông Tô Lịch.………………………………………………………………...48
Bảng 3.16: Ảnh hưởng của hàm lượng chất keo tụ đến hiệu suất xử lý amoni trong
nước sông Tô Lịch.………………………………………………………………...50
Bảng 3.17: Ảnh hưởng của hàm lượng chất keo tụ đến hiệu suất xử lý PO43- trong
nước sông Tô Lịch.………………………………………………………………...50
Bảng 3.18: Ảnh hưởng của hàm lượng chất keo tụ đến hiệu suất xử lý Coliforms
trong nước sông Tô Lịch.………………………………………………………….51


DANH MỤC HÌNH
Hình 3.1: Phương trình đường chuẩn xác định COD trong nước………………….28
Hình 3.2: Phương trình đường chuẩn xác định NH4+ trong nước………………….30
Hình 3.3: Phương trình đường chuẩn xác định nitrit (NO2-) trong nước ………….31
Hình 3.4: Phương trình đường chuẩn xác định nitrat (NO3-) trong nước…………33
Hình 3.5: Phương trình đường chuẩn xác định PO43- trong nước…………………34
Hình 3.6: Ảnh hưởng của hàm lượng chất keo tụ PAC đến hiệu suất xử lý COD
trong nước sơng Tơ Lịch.…………………………………………………………..48
Hình 3.7: Ảnh hưởng của hàm lượng chất keo tụ PAC đến hiệu suất xử lý TSS trong
nước sơng Tơ Lịch…………………………………………………………………49

Hình 3.8: Ảnh hưởng của hàm lượng chất keo tụ PAC đến hiệu suất xử lý PO43trong nước sơng Tơ Lịch.…………………………………………………………..51
Hình 3.9: Ảnh hưởng của hàm lượng chất keo tụ PAC đến hiệu suất xử lý Coliforms
trong nước sông Tô Lịch.…………………………………………………………..52


BẢNG CHỮ VIẾT TẮT

TSS Tổng chất rắn lơ lửng
COD Nhu cầu oxy hóa học
BOD Nhu cầu oxy sinh hóa
PAC Polyme nhôm clorit


MỞ ĐẦU
Ơ nhiễm mơi trường đã và đang là một trong những vấn đề nhận được sự
quan tâm hàng đầu không chỉ trong nước mà trên cả thế giới. Chúng ta dễ dàng bắt
gặp những hình ảnh thực về ơ nhiễm nước, ơ nhiễm khơng khí… Đặc biệt ở những
thành phố đơng dân cư, đơng nhà máy, xí nghiệp như Hà Nội thì vấn đề này càng
nóng bỏng hơn. Việc xả rác, xả nước thải chưa qua xử lý ra các con sơng vẫn diễn
ra hàng ngày gây lên tình trạng báo động về ô nhiễm các con sông, một trong số đó
phải kể đến là sơng Tơ Lịch.
Trên báo đài thời gian qua đã phản ánh rất nhiều về tình trạng ơ nhiễm nước
sơng Tơ Lịch, đứng trước tình hình đó nhà nước cũng đã nhanh chóng vào cuộc,
phát động các phong trào vì một mơi trường khơng ơ nhiễm và chú ý hơn đầu tư vào
lạo vét sông, đắp bờ, kê bờ. Thêm vào đó việc xử phạt nghiêm ngặt của cơ quan
quản lý môi trường với những đối tượng gây ô nhiễm nên việc xả thải trực tiếp có
phần giảm thiểu đi. Tuy nhiên, chúng ta vẫn băn khoăn liệu nhờ vào những giải
pháp đó thì chất lượng nước sơng đã được cải thiện hay chưa. Nhìn qua thì nước
sơng vẫn đen ngịm và có mùi hơi nhưng các chỉ tiêu đánh giá chất lượng nước có
nằm trong hay vượt ngưỡng tiêu chuẩn cho phép. Để có được câu trả lời chính xác

nhất khơng có cách nào ngồi việc phân tích chất lượng nước. Xuất phát từ mục
đích trên, tơi thực hiện đề tài “Phân tích, đánh giá chất lượng nước của sông Tô
Lịch và đề xuất giải pháp xử lý” như một việc làm giúp mọi người có cái nhìn cụ
thể hơn về chất lượng nước sông Tô Lịch hiện nay.

1


CHƢƠNG 1 – TỔNG QUAN
1.1.

Ảnh hƣởng của sông Tô Lịch đến đời sống ngƣời dân và mỹ quan đô thị.
Xưa kia, sông Tô Lịch vốn là một con sông khá rộng, nước trong xanh và

thuyền bè có thể qua lại được. Vậy mà ngày nay, lịng sơng cứ ngày càng bị thu hẹp
dần, nước chảy lờ đờ chẳng khác nào con mương và được người dân gọi là con sông
chết. Ở bất kỳ đoạn nào cũng thấy dòng nước đen ngịm, bốc mùi hơi thối vơ cùng
khó chịu. Những khu dân cư giáp bờ sơng hầu như khơng thể đón gió từ sơng thổi
vào nhất là vào mùa khơ, cịn vào mùa mưa những ngày nước dâng cao, ngập bờ
sông là nỗi ám ảnh của người dân bởi nước sông mang theo hàng nghìn, hàng triệu
loại rác thải, chất bẩn tràn vào nhà, ảnh hưởng nghiêm trọng tới cuộc sống sinh hoạt
người dân.
Việc sử dụng nước sông cho hoạt động sinh hoạt như rửa tay chân, rửa xe,
rửa sân nhà… là điều khơng thể. Tuy nhiên nước sơng cịn ảnh hưởng gián tiếp đến
sức khỏe người dân thông qua hoạt động sản xuất nông nghiệp. Tại một số vùng,
người dân vẫn sử dụng nước sông để tưới rau, hoa màu. Điều này làm tích tụ kim
loại nặng, vi khuẩn trong rau gây lên một số bệnh như ung thư, tiêu chảy, bệnh
ngồi da…
Hệ động thực vật dưới sơng cũng thưa thớt dần. Mặc dù các cơ quan quản lý
đã chỉ huy trồng các hệ thống cây thủy sinh lọc nước nhưng hầu như ta không hề

thấy sự tồn tại của đời sống thủy sinh dưới lịng sơng, cá tơm khơng cịn tung tăng
bơi lội như xưa. Đó cũng là lý do chính vì sao người dân coi đây là một con sông
chết.
Trước đây, hai bên bờ sông Tô Lịch đoạn từ ngã tư Lê Văn Lương – Láng và
Láng Hạ đến cầu Cống Mọc (thuộc địa phận quận Đống Đa) là những thảm cỏ và
tiểu cảnh chay dọc ven sông nhưng gần đây đã mọc lên một dãy nhà tôn để làm chợ
tạm bợ cho người dân buôn bán kinh doanh. Họ khơng chỉ dừng ở mục đích kinh

2


doanh mà còn cơi nới, cải tạo thành nhà cho dân tứ xứ đến th. Khu nhà này khơng
có hệ thống cơng trình phụ, nên nước và rác thải sinh hoạt xả thẳng xuống sơng,
khiến tình trạng ơ nhiễm ngày càng trầm trọng và gây mất mỹ quan đô thị. Hàng
ngày đi dọc bờ sơng thấy nước sơng đen ngịm và bốc mùi khó chịu. Thử hỏi giữa
thủ đơ đã có hơn 1000 năm lịch sử lại có những con sơng đã bị ơ nhiễm nghiêm
trọng vậy thì mọi người suy nghĩ ra sao đây?
1.2.

Nguyên nhân gây ô nhiễm sông Tô Lịch
Sông Tô Lịch bị ô nhiễm nặng nề là hậu quả của tốc độ tăng dân cư quá

nhanh, nhiều nhà máy, xí nghiệp đã xả nước thải sinh hoạt, nước thải công nghiệp
xuống sông.
Theo thống kê của Sở Tài ngun và Mơi trường Hà Nội, sơng Tơ Lịch có
hơn 10 cửa xả lớn thu gom nước thải, khoảng 200 cống trịn đường kính từ 300 –
1.800 mm và hàng ngàn cống nhỏ dân sinh đổ ra sơng. Trung bình một ngày đêm,
sông Tô Lịch tiếp nhận trên 100.000 m3 nước thải sinh hoạt và cơng nghiệp. Trong
đó, có đến khoảng 1/3 là nước thải công nghiệp chưa qua xử lý. Tổng lượng nước
thải sinh hoạt và nước thải sản xuất công nghiệp ở khu vực nội thành Hà Nội

khoảng 500.000 m3 /ngày – đêm. Toàn bộ lượng nước thải này đều tiêu thoát qua hệ
thống cống và 4 con sơng tiêu chính là sơng Tơ Lịch, sơng Lừ, sơng Sét và sông
Kim Ngưu, song sông Tô Lịch lại là sơng mẹ của ba con sơng cịn lại. Đó là lí do vì
sao sơng Tơ Lịch bị ơ nhiễm nặng nề nhất. Nước thải từ hoạt động sản xuất, bệnh
viện và cơ sở dịch vụ chứa nhiều chất gây ô nhiễm chưa được xử lý, chiếm tới 90%
tổng lượng nước thải cơng nghiệp và dịch vụ trên tồn thành phố xả thẳng vào
nguồn nước mặt.
Bên cạnh đó việc vứt rác bừa bãi do người dân sống hai bên bờ sông cũng là
nguyên nhân làm cho chất lượng nước sông bị ơ nhiễm. Ngồi nước thải, cịn rất
nhiều các chất thải rắn khác được người dân xả xuống. Chỉ với đoạn sơng dài 7km
từ đường Hồng Quốc Việt đến Cầu Mới (khu vực Ngã Tư Sở, quận Thanh Xuân),

3


xí nghiệp thốt nước số 1 thuộc Cơng ty Thốt nước Hà Nội đã phải bố trí 22 cơng
nhân suốt ngày thu gom rác thải trên sông. Lượng rác thu về trung bình mỗi ngày
khoảng 2,5 tấn. Thử nhân con số 2,5 tấn/ngày với 365 ngày trong năm, ta không thể
tưởng tượng được con sông Tô Lịch đã phải chứa đựng lượng rác thải khổng lồ như
thế nào. Mặc dù đã có những tấm biển nhắc nhở người dân khơng vứt rác, nhưng ý
thức của một bộ phận dân cư trong việc giữ gìn mơi trường đơ thị cịn rất kém.
Nhiều người dân thường đổ phế thải xây dựng và tống đủ các loại rác thải sinh hoạt
xuống sông khiến lịng sơng bị đầy ứ vì rác, nước sơng bị ô nhiễm nặng nề.
1.3.

Cấp hàm lƣợng cho phép với chất lƣợng nƣớc mặt [6]

Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng nước mặt (QCVN 08:2008
BTNMT) đã quy định về giá trị giới hạn các thông số chất lượng nước mặt dùng để
đánh giá và kiểm soát chất lượng của nguồn nước mặt, làm căn cứ cho việc bảo vệ

và sử dụng nước một cách phù hợp.
Bảng 1.1: Giá trị giới hạn các thông số chất lượng nước mặt
TT

Thông số

Đơn vị

Giá trị giới hạn
A

B

A1

A2

B1

B2

1

pH

-

6-8,5

6-8,5

5,5-9

5,5-9

2

Oxy hòa tan (DO)

mg/L

≥6

≥5

≥4

≥2

3

Tổng chất rắn lơ
lửng (TSS)

mg/L

20

30

50

100

4

COD

5

mg/L

10

15

30

50

o

mg/L

4

6

15

25

+

BOD5 (20 C)

6

Amoni (NH4 ) tính
theo N

mg/L

0,1

0,2

0,5

1

7

Clorua (Cl-)

mg/L

250

400

600

-

mg/L

1

1,5

1,5

2

8

-

Florua (F )
-

9

Nitrit (NO2 ) tính
theo N

mg/L

0,01

0,02

0,04

0,05

10

Nitrat (NO3-) tính
theo N

mg/L

2

5

10

15

4


11

Phosphat (PO43-) tính

mg/L

0,1

0,2

0,3

0,5

theo P
12

Asen (As)

mg/L

0,01

0,02

0,05

0,1

13

Cadimi (Cd)

mg/L

0,005

0,005

0,01

0,01

14

Chì (Pb)

15

Crom III (Cr

mg/L

0,02

0,02

0,05

0,05

3+)

mg/L

0,05

0,1

0,5

1

6+)

mg/L

0,01

0,02

0,04

0,05

16

Crom VI (Cr

17

Đồng (Cu)

mg/L

0,1

0,2

0,5

1

18

Kẽm (Zn)

mg/L

0,5

1,0

1,5

2

19

Niken (Ni)

mg/L

0,1

0,1

0,1

0,1

20

Sắt (Fe)

mg/L

0,5

1

1,5

2

21

Thủy ngân (Hg)

mg/L

0,001

0,001

0,001

0,002

22

Coliform

MPN/100ml

2500

5000

7500

10000

1.4.

Một số nghiên cứu về chất lƣợng nƣớc sông Tô Lịch thời gian qua.
Chất lượng nước sông Tô Lịch là một trong những vấn đề nhức nhối thu hút

sự quan tâm đặc biệt của các nhà nghiên cứu. Nghiên cứu của Nguyễn Xuân Hải và
cộng sự cho thấy giá trị BOD5, COD của nước sông Tô Lịch cao hơn nhiều lần so
với tiêu chuẩn cho phép. Giá trị TSS của nước sông đo được dao động từ 448 đến
553mg/L, giá trị này vượt quá tiêu chuẩn QCVN 08:2008/BTNMT cho phép nhiều
lần (từ 4 đến 6 lần). Đặc biệt, giá trị NH4+ của nước sông dao động từ 13,5 đến 28,4
mg/l vượt quá tiêu chuẩn từ 14 đến 28 lần. Giá trị này biến đổi theo từng vị trí lấy
mẫu có thể do sơng Tơ Lịch có nhiều cửa xả lớn và là điểm hội tụ của các mương

nhánh.[2]
Nguyễn Quang Trung với luận án “Xác định mơ hình điều khiển hệ thống
thủy nơng xử lý ô nhiễm nước (thuộc hệ thống thủy nông sông Nhuệ), 2001” đã chỉ
ra nước sông Tô Lịch bị ô nhiễm nặng nề. Hàm lượng BOD5 lớn gấp 3÷5 lần so với
tiêu chuẩn cho phép. Hàm lượng H2S lên tới 29,75mg/L. Tại cửa xả khu cơng
nghiệp Thượng Đình, hàm lượng BOD5 lên từ 176÷712 mg/L. Đặc biệt nước thải

5


của nhà máy bóng đèn phích nước Rạng Đơng có hàm lượng độc tố xianua lên tới
224mg/L [9]. Phân tích chất lượng nước sông Tô Lịch tại một số điểm như bảng 1.2
Bảng 1.2: Tính chất nước sơng Tơ Lịch đoạn chảy qua khu cơng nghiệp
Thượng Đình
Chỉ tiêu

Tại Cầu Mới

Tại Kim Ngưu

pH

7,7-8,2

7,5

TSS (mg/L)

230-570

545

COD (mg/L)

183-328

242

BOD5 (mg/L)

21-120

17-25

NO2- (mg/L)

0,39

0,66

NH4+ (mg/L)

5,2-17,4

9,7

DO (mg/L)

2-2,6

3

H2S (mg/L)

3,2

29,75

Đào Thị Hồng Vân với luận án “Nghiên cứu tạo chế phẩm vi sinh vật bản địa
nhằm xử lý nước thải sinh hoạt đô thị Hà Nội, 2012” đã chỉ ra kết quả phân tích
chất lượng nước sơng Tơ Lịch tại một số điểm trong năm 2009-2010.[11]
Bảng 1.3: Kết quả phân tích chất lượng nước sông Tô Lịch tại một số điểm
trong năm 2009-2010.
STT

1

Chỉ tiêu

pH

QCVN 08:2008/
BTNMT
(cột B2)

Cầu Trung Hịa (sơng Tơ Lịch)
Tháng
11/2009

5,5-9,0

7,3±0,01

6

Vượt
so với
QCVN
(lần)

Tháng
4/2010

7,3±0,09

Vượt so
với
QCVN
(lần)


2

DO (mg/L)

>2,0

2,4±0,03

1,9±0,1

3

TSS (mg/L)

100

65±2,83

55,5±4,95

4

BOD5 (mg/L)

25

64,5±3,54

2,68

85,5±2,12

3,42

5

COD (mg/L)

6

50

166,5±4,95

3,33

174±11,31

3,48

-

0,05

0,1±0,01

2,0

0,13±0,04

2,6

-

NO2 (mg/L)

7

NO3 (mg/L)

15

3,6±0,41

4,5±0,05

8

N tổng (mg/L)

-

43,7±6,43

47,1±5,52

9

P tổng (mg/L)

-

4,5±1,78

4,2±0,98

6

6,2 x 106

10

Coliform

4

10

2,8 x 10

(CFU/100ml)
Ghi chú: (-) không quy định
1.5.

Một số phƣơng pháp xử lý nƣớc thải
Trong thành phần nước ô nhiễm có chứa nhiều loại tạp chất nhiễm bẩn có

tính chất khác nhau: từ các loại chất khơng tan, đến các chất ít tan và những hợp
chất tan trong nước. Để xử lý nước ô nhiễm chúng ta thường dựa vào đặc điểm của
từng loại tạp chất để lựa chọn phương pháp xử lý thích hợp [5]. Thơng thường có
các phương pháp xử lý sau:
-

Xử lý bằng phương pháp sinh học.

-

Xử lý bằng phương pháp hóa lý.

-

Xử lý bằng phương pháp hóa học.

1.5.1. Các phương pháp sinh học.
Thực chất của biện pháp sinh học để xử lý nước thải là sử dụng khả năng
sống và hoạt động của vi sinh vật để phân hủy các chất bền hữu cơ trong nước thải.
Chúng sử dụng các hợp chất hữu cơ và một số chất khoáng làm nguồn dinh dưỡng
và tạo năng lượng. Trong quá trình dinh dưỡng, chúng nhận được các chất làm vật
liệu để xây dựng tế bào, sinh trưởng và sinh sản nên sinh khối được tăng lên.

7


Phương pháp này thường được sử dụng để làm sạch các loại có chứa các chất
hữu cơ hịa tan hoặc các chất phân tán nhỏ, keo. Do vậy, chúng thường được dùng
sau khi loại các tạp chất phân tán thô ra khỏi nước thải.
Xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học gồm các phương pháp sau:
-

Phương pháp hiếu khí

-

Phương pháp kỵ khí

-

Phương pháp thiếu khí

Các phương pháp này có những ưu điểm sau:
-

Có thể xử lý nước thải có phổ nhiễm bẩn các chất hữu cơ tương đối rộng.

-

Hệ thống có thể tự điều chỉnh theo phổ các chất nhiễm bẩn và nồng độ
của chúng.

-

Thiết kế và trang thiết bị đơn giản.

Đồng thời chúng cũng có những nhược điểm sau:
-

Đầu tư cơ bản cho việc xây dựng khá tốn kém.

-

Phải có chế độ cơng nghệ làm sạch đồng bộ và hồn chỉnh.

-

Các chất hữu cơ khó phân hủy cũng như các chất vơ cơ có độc tính ảnh
hưởng đến thời gian và hiệu quả làm sạch. Các chất có độc tính tác động
đến quần thể sinh vật nói chung và trong bùn hoạt tính làm giảm hiệu suất
xử lý của q trình.

-

Có thể phải làm lỗng nước thải có nồng độ chất bẩn cao, như vậy sẽ làm
tăng lượng nước thải và cần diện tính mặt bằng rộng [8].

1.5.2. Các phương pháp hóa lý
Làm sạch sinh học chỉ được ứng dụng trong trường hợp cần loại ra khỏi nước
các chất hữu cơ, nếu các chất bẩn có nguồn gốc vơ cơ thì phương pháp này khơng
phù hợp. Các phương pháp hóa lý được ứng dụng để xử lý nước thải gồm lọc, đông
tụ và keo tụ, tuyển nối, hấp phụ, trao đổi ion, thẩm thấu ngược, siêu lọc, thẩm tách

8


và điện thẩm tách… Các phương pháp này được ứng dụng để loại ra khỏi nước thải
các hạt phân tán lơ lửng (rắn và lỏng), các khí tan những chất vơ cơ và hữu cơ hịa
tan.
Việc ứng dụng các phương pháp hóa lý để xử lý nước thải có những ưu điểm
sau:
-

Có khả năng loại các chất độc hữu cơ khơng bị oxy hóa sinh học

-

Hiệu quả xử lý cao hơn

-

Kích thước hệ thống xử lý nhỏ hơn

-

Độ nhạy đối với sự thay đổi tải trọng thấp hơn

-

Có thể tự động hóa hồn tồn

-

Khơng cần theo dõi hoạt động của sinh vật

-

Có thể thu hồi các chất khác nhau.

1.5.3. Các phương pháp hóa học
Các phương pháp hóa học dùng trong xử lý nước thải gồm có: trung hịa, oxy
hóa và khử. Tất cả các phương pháp này đều dùng các tác nhân hóa học nên là
phương pháp đắt tiền. Người ta sử dụng các phương pháp hóa học để khử các chất
hòa tan và trong các hệ thống cấp nước khép kín. Đơi khi các phương pháp này
được dùng để xử lý sơ bộ trước xử lý sinh học hay sau công đoạn này như một
phương pháp xử lý nước thải lần cuối để thải vào nguồn nước [1].

9


CHƢƠNG 2 – MỤC TIÊU VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.1. Đối tƣợng, nội dung và phƣơng pháp nghiên cứu

2.1.1. Địa điểm và thời điểm lấy mẫu
- Địa điểm lấy mẫu:
Tiến hành lấy mẫu tại 3 điểm chạy dọc con sông là Cầu Bươu, Cầu Mới và
Cầu Giấy.
- Thời điểm lấy mẫu:
Tiến hành lấy mẫu vào các thời điểm khác nhau trong năm là mùa mưa
(tháng 8/2014) và mùa khô (tháng 1/2015).
2.1.2. Nội dung và phương pháp nghiên cứu
Nội dung và phương pháp nghiên cứu bao gồm:
- Thông qua việc phân tích các chỉ tiêu trong nước bằng các phương pháp
tiêu chuẩn để xác nhận giá trị sử dụng của các thiết bị phân tích tại phịng Thí
nghiệm thuộc Viện Nghiên cứu và Phát triển Vùng.
- Phân tích mẫu nước thực tế lấy trên sông Tô Lịch để đánh giá mức độ ô
nhiễm nước sông.
- Đề xuất giải pháp xử lý ô nhiễm nước.
2.2. Hóa chất và dụng cụ
- Hóa chất được sử dụng là các loại hóa chất tinh khiết của Merck như:
HNO3, H2SO4,…. , dung dịch chuẩn đa nguyên tố dùng cho phân tích ICP-MS.
- Dụng cụ thí nghiệm: Các dụng cụ thường dùng trong phịng thí nghiệm như
bình định mức, phễu lọc, pipet các loại…
- Thiết bị:

10


+ Bộ phá mẫu phân tích COD
+ Máy quang phổ tử ngoại khả kiến (model: UVD – 3200) của Labomed.
+ Hệ thống khối phổ plasma cảm ứng LC/ICP/MS
(model: 1260 HPLC/ICP-MS) của Agilent Technologies.
+ Một số thiết bị phụ trợ khác

2.3. Lấy mẫu và bảo quản mẫu [10]
Trước khi lấy mẫu, cần súc rửa bình lấy mẫu (chai nhựa PE) bằng cách lấy
đủ nước tại vị trí lấy vào bình rồi xoay bình để nước láng đều tất cả bề mặt bên
trong của bình. Đổ bỏ nước súc rửa trong bình sao cho nước súc rửa đó khơng làm
nhiễm bẩn nước nơi được lấy mẫu.
Lấy mẫu trực tiếp vào bình bằng cách nhúng ngập bình vào trong nước tại vị
trí lấy mẫu, hướng miệng bình về phía thượng nguồn dịng chảy của nước. Đưa cổ
bình xuống dưới mặt nước cho đến khi ngập ở độ sâu khoảng 25 cm. Tránh không
để nước lấy được bị nhiễm bùn đáy.
Nghiêng cổ bình sao cho bình hướng hơi nghiêng về phía mặt nước và về
phía dịng chảy. Để cho nước chảy vào bình với lượng mẫu cần yêu cầu (lấy đầy
đúng đến miệng bình để đẩy được hết khơng khí trong bình ra). Nhấc bình ra khỏi
nước và đậy nắp bình lại thật kỹ, dán nhãn lên bình.
Sau khi đã lấy được mẫu, mẫu được bảo quản trong tủ lạnh khoảng 40C trong
phịng thí nghiệm và phân tích càng sớm càng tốt.
2.4. Các phƣơng pháp phân tích đánh giá chất lƣợng nƣớc sơng.
2.4.1. Xác định tổng chất rắn lơ lửng (TSS) trong nước
* Nguyên tắc: Tổng chất rắn lơ lửng là tổng lượng vật chất hữu cơ và vô cơ
lơ lửng (phù sa, mùn bã hữu cơ, tảo) trong nước. Hàm lượng tổng chất rắn lơ lửng

11


hoặc hàm lượng chất rắn có khả năng lắng tụ là chỉ tiêu đánh giá mức độ ô nhiễm
của nước.
* Phương pháp xác định: TSS được xác định theo phương pháp khối lượng
* Tiến hành định lượng:
-

Sấy giấy lọc ở nhiệt độ 105oC trong 2 giờ

-

Cân giấy lọc vừa sấy xong: m1 (mg)

-

Lọc V ml mẫu nước qua giấy lọc đã xác định khối lượng

-

Để ráo

-

Dùng kẹp (không dùng tay) đưa miếng giấy lọc vào sấy ở nhiệt độ
105oC trong 2 giờ

-

Làm nguội, rồi cân giấy lọc: m2(mg)

* Công thức tính: TSS (mg/L) =
Trong đó:
m1= Khối lượng ban đầu của giấy lọc (mg)
m2= Khối lượng sau của miếng giấy lọc và phần vật chất lọc được
(mg)
V= Thể tích mẫu nước đem lọc (ml)
1000 hệ số chuyển đổi thành 1 lít
2.4.2. Phương pháp quang phổ hấp thụ phân tử UV-VIS

- Nguyên tắc:
Phương pháp phân tích này dựa trên nguyên tắc chuyển cấu tử thành hợp
chất có khả năng hấp thụ ánh sáng. Sau đó đo sự hấp thụ ánh sáng của hợp chất tạo
thành và suy ra hàm lượng chất cần xác định.
-

Cơ sở định lượng:

Cơ sở để định lượng chất theo phương pháp quang phổ hấp thụ phân tử là
dựa trên định luật Lamber-beer. Khi chiếu một chùm photon đơn sắc qua dung dịch

12


thì mức độ hấp thụ của dung dịch tỉ lệ thuận với công suất chùm photon và nồng độ
các phân tử hấp thụ:
A = Ɛ.b.C
Trong đó
A là độ hấp thụ quang
Ɛ là hệ số hấp thu phân tử
C là nồng độ dung dịch (mol/L)
b là độ dày truyền ánh sáng (cm)
-

Phương pháp đường chuẩn:

+ Pha một loạt dung dịch chuẩn có nồng độ tăng dần một cách đều đặn. Các
dung dịch chuẩn phải có cùng điều kiện như dung dịch xác định.
+ Tiến hành đo độ hấp thụ quang A của dãy chuẩn ở bước sóng đã chọn
+ Dựng đồ thị Ax = f(x). Viết phương trình hồi quy tuyến tính của đường

chuẩn
+ Tiến hành pha chế dung dịch xác định
+ Đo độ hấp thụ quang A của mẫu
+ Căn cứ vào phương trình hồi quy tuyến tính của dãy chuẩn và độ hấp thụ
quang của mẫu mà xác định nồng độ của chất trong mẫu.
2.4.2.1. Xác định COD
* Nguyên tắc: COD được xác định theo phương pháp bicromat. Theo phương
pháp này mẫu được đun hồi lưu trong 2h ở 150oC với K2Cr2O7 trong môi trường

13


axit đặc có Ag2SO4 làm xúc tác (Ag2SO4 được dùng để thúc đẩy q trình oxy hóa
các hợp chất hữu cơ có phân tử lượng thấp) theo phản ứng:
Cr2O72- + 14H+ + 6e →

2Cr3+ + 7 H2O

Nếu trong nước có hàm lượng Cl- cao (≥300 mg/L) xảy ra phản ứng:
Cr2O72- + 14H+ + 6Cl-

3Cl2 +2Cr3+ + 7H2O

Điều này cản trở quá trình xác định COD, vì vậy để tránh ảnh hưởng của ion
này ta thêm HgSO4 để tạo phức với Cl-.
Sau q trình oxy hóa chất hữu cơ bằng K2Cr2O7, chỉ số COD được xác định
bằng cách xác định hàm lượng Cr3+ sau phản ứng bằng phương pháp so màu ở bước
sóng 600nm.
* Hóa chất:
-

Pha hỗn hợp phản ứng: Sấy K2Cr2O7 ở 105oC trong 2h, cân 10,216g

K2Cr2O7 hòa tan trong 500ml nước, thêm 167ml dung dịch H2SO4 đặc và 33,3 g
HgSO4. Để nguội rồi định mức lên 1000ml với nước cất.
-

Pha thuốc thử axit: Hòa tan 4,96g Ag2SO4 trong 500ml H2SO4 (pha

thuốc thử theo tỷ lệ 22g/4kg H2SO4. Để dung dịch đã pha trong 2 ngày trước khi sử
dụng để lượng Ag2SO4 tan hồn tồn).
-

Dung

dịch

chuẩn

kaliphtalat:

Sấy

khơ

Kaliphtalat

(HOOCC6H4COOK) ở 120oC trong 2 giờ, cân 850 mg Kaliphtalat hòa tan trong
nước cất và định mức đến1000ml với nước cất. Được dung dịch chuẩn có nồng độ
1000 mgO2/L.

-

Đường chuẩn: Lần lượt lấy 2,5ml dung dịch chuẩn có nồng độ là 0;

20; 50; 100; 200; 400; 600 mg/L vào ống phá mẫu. Thêm 1,5ml hỗn hợp phản ứng
và 3,5ml thuốc thử axit, lắc đều đem phá mẫu ở 150oC trong 2h. Để nguội đem đo
quang ở bước sóng 600nm.
-

Xác định COD: Lấy 2,5ml vào ống phá mẫu, thêm 1,5ml hỗn hợp

phản ứng và 3,5ml thuốc thử axit, lắc đều đem phá mẫu ở 150oC trong 2h. Để nguội
đem đo quang ở bước sóng 600nm.

14


Xác định hàm lượng amoni [NH4+] trong nước bằng phương pháp so

2.4.2.2.

màu với thuốc thử Nessler
* Nguyên tắc: Amoni trong môi trường kiềm phản ứng với thuốc thử Nessler
(K2HgI4) tạo phức có màu vàng hay nâu sẫm phụ thuộc vào hàm lượng amoni có
trong nước. Cường độ màu này được định lượng gián tiếp bằng máy đo quang ở
bước sóng 420nm. Phương trình phản ứng như sau:
2K2HgI4 + NH3 + KOH→ NH2Hg2I3 + 5KI + H2O
Một số ion kim loại trong nước có thể gây cản trở đến phản ứng như: ion sắt,
Ca2+, Mg2+… Chúng cần phải loại bỏ bằng dung dịch Xetnhet hay dung dịch
Complexon III. Nước đục được xử lý bằng dung dịch ZnSO4 5%. Clo dư trong nước

được loại trừ bằng dung dịch natrithiosunfat 5%.
* Chuẩn bị hóa chất:
-

Chuẩn bị dung dịch tiêu chuẩn NH4+:

+ Dung dịch A (dung dịch NH4+ 1000mg/L): Hòa tan 2,9722g NH4Cl tinh
khiết (đã sấy khô đến khối lượng không đổi ở 105-110o C trong 2h) bằng nước cất
trong bình định mức dung tích 1 L, thêm nước cất đến vạch và thêm 1ml Clorofoc
(để bảo vệ), 1ml dung dịch này có 1 mg NH4+.
+ Dung dịch B (dung dịch NH4+ 10 mg/L): Lấy 10ml dung dịch A pha loãng
bằng nước cất đến vạch 1 L và thêm 1ml clorofoc, 1ml dung dịch này có 0,01mg
NH4+
- Dung dịch muối Xetnhet: Hịa tan 50g KNaC4H4O6.4H2O trong nước
cất và thêm nước đến 100ml. Dung dịch cần lọc, sau đó thêm 5ml dung dịch NaOH
10% và đun nóng một thời gian để đuổi hết NH3, thể tích dung dịch sau khi đun cịn
100ml.
- Chuẩn bị dung dịch Nessler: Cân 4,55 g KI2, sau đó trộn đều rồi hòa
tan trong một lượng nước cất nhỏ (khoảng 30ml). Cân 11,2 g KOH pha riêng trong

15


khoảng 30-40 ml nước cất 2 lần, để nguội. Đổ dung dịch KOH sau khi để nguội vào
hỗn hợp dung dịch trên. Định mức đến 100ml, để lắng tủa vài ngày (chỗ tối) và gạn
dung dịch trong suốt vào lọ có nút cao su, để chỗ tối. Thuốc thử có màu vàng yếu.
Sau một tuần thì dùng được.
-

Tiến hành phân tích:

Phân tích mẫu thực: Pha lỗng mẫu bằng nước cất sao cho nồng độ mẫu nằm
trong khoảng đường chuẩn. Lấy 5ml mẫu cho vào ống nghiệm khô, thêm 0,2ml
Xetnhet và 0,3 ml Nessler, lắc đều để yên 10 phút cho màu ổn định và đo quang ở
bước sóng 420nm. Tính tốn nồng độ mẫu theo phương trình đường chuẩn.
Dựng đường chuẩn: Lấy vào các ống nghiệm khô lượng các dung dịch tiêu
chuẩn B (từ dung dịch gốc 0,01mg/ml NH4+). Sau khi cho thuốc thử gồm 0,2ml
xetnhet và 0,3 ml nessler, lắc đều ống nghiệm, để yên 10 phút rồi đem đo màu ở
bước sóng 420nm. Từ kết quả đo mật độ quang thu được ta xây dựng đường chuẩn
biểu diễn sự phụ thuộc độ hấp thụ quang vào nồng độ amoni trong mẫu.
Xác định hàm lượng Nitrit (NO2-) trong nước bằng phương pháp so

2.4.2.3.

màu với thuốc thử Griss
* Nguyên tắc:
Trong môi trường acetic, ion nitrit (NO2-) phản ứng với axit sunfanilic và α –
naphtylamin tạo thành hợp chất có màu đỏ. Cường độ màu tỷ lệ với hàm lượng
nitrit trong nước. Đem đo quang ở bước sóng 520nm, từ giá trị mật độ quang thu
được và dựa vào phương trình đường chuẩn ta rút ra hàm lượng Nitrit tương ứng.
Ion NO3- khơng gây ảnh hưởng gì cho việc xác định.
* Hóa chất cần thiết:
-

Chuẩn bị thuốc thử Griss:

+ Dung dịch axit sunfanilic: Hòa tan 0,5g axit sunfanilic trong 150 ml dung
dịch axit acetic 12%, dung dịch này được giữ trong lọ tối.

16