Khảo sát thực trạng nguồn nước mặt ở âu thuyền thọ quang qua các chỉ tiêu vật lý và hóa học

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM
KHOA HÓA
----------

NGUYỄN THỊ HUYỀN LOAN

KHẢO SÁT THỰC TRẠNG NGUỒN NƯỚC
MẶT Ở ÂU THUYỀN THỌ QUANG QUA CÁC
CHỈ TIÊU VẬT LÝ VÀ HÓA HỌC

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP
CỬ NHÂN KHOA HỌC

Đà Nẵng – 2013

a


ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM
KHOA HÓA
----------

KHẢO SÁT THỰC TRẠNG NGUỒN NƯỚC
MẶT Ở ÂU THUYỀN THỌ QUANG QUA CÁC
CHỈ TIÊU VẬT LÝ VÀ HÓA HỌC

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP
CỬ NHÂN KHOA HỌC
Sinh viên thực hiện

: Nguyễn Thị Huyền Loan

Lớp

: 09CQM

Giáo viên hướng dẫn : ThS. Phạm Thị Hà

Đà Nẵng – 2013

b


ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

TRƯỜNG ĐHSP

Độc lập – Tự do – Hạnh phúc

KHOA HÓA

----------

NHIỆM VỤ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP
Họ và tên sinh viên: Nguyễn Thị Huyền Loan
Lớp

: 09CQM

1. Tên đề tài: “Khảo sát thực trạng nguồn nước mặt ở Âu thuyền Thọ Quang qua
các chỉ tiêu vật lý và hóa học”
2. Nguyên liệu, dụng cụ và thiết bị :
- Nguyên liệu: mẫu nước ở Âu thuyền Thọ Quang.
- Dụng cụ: cốc thủy tinh, bình tam giác, bình định mức, buret và pipet các loại.
- Thiết bị: cân phân tích hiệu Precisa XT 220-A, tủ sấy, máy đo pH, bếp điện,
máy quang phổ hấp thụ phân tử UV-VIS hiệu Jasca V-530.
3. Nội dung nghiên cứu:
 Phần lý thuyết:
Xây dựng thuyết minh chi tiết đề tài.
Thu thập tài liệu, phân tích, đánh giá và xây dựng báo cáo tổng quan về hiện
trạng của đề tài nghiên cứu.
 Phần nghiên cứu thực nghiệm:
Lấy mẫu nước mặt tại Âu thuyền Thọ Quang.
Phân tích 1 số chỉ tiêu của mẫu nước như pH, SS, độ cứng, ion clorua, COD,
NO3-, PO43- và NH4+.
Đánh giá chất lượng mẫu nước.
4. Giáo viên hướng dẫn: ThS. Phạm Thị Hà
5. Ngày giao đề tài: 30/09/2012
6. Ngày hoàn thành: 15/05/2013

c


Chủ nhiệm khoa

Giáo viên hướng dẫn

(Ký và ghi rõ họ, tên)

(Ký và ghi rõ họ, tên)

PGS.TS Lê Tự Hải

ThS. Phạm Thị Hà

Sinh viên đã hoàn thành và nộp báo cáo cho Khoa vào ngày …... tháng ……
năm 2013.
Kết quả điểm đánh giá: ……
Ngày .... tháng ...... năm 2013
CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG
(Ký và ghi rõ họ, tên)

d


LỜI CẢM ƠN

Với lòng biết ơn sâu sắc, em xin chân thành cảm ơn Cô giáo ThS. Phạm Thị
Hà đã tận tình hướng dẫn, chỉ bảo, động viên, giúp đỡ em trong suốt thời gian học
tập, nghiên cứu và hoàn thành khóa luận này.
Em xin chân thành cảm ơn đến q Thầy, Cơ giáo trong khoa Hóa - Trường
Đại học Sư phạm - Đại học Đà Nẵng là những người đã dìu dắt và truyền đạt kiến
thức, kinh nghiệm quý báu trong suốt 4 năm học tập và rèn luyện tại trường. Qua
đây, em xin tỏ lòng biết ơn đến các thầy cơ cơng tác tại phịng thí nghiệm của khoa
Hóa - Trường Đại học Sư phạm - Đại học Đà Nẵng đã giúp đỡ, tạo mọi điều kiện để
em hồn thành nhiệm vụ của mình.
Em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến gia đình là nơi đã cố gắng tạo mọi điều

kiện cho em học tập trong quãng đường sinh viên và em xin chân thành cảm ơn tập
thể lớp 09CQM đã cùng sát cánh và giúp đỡ em trong suốt 4 năm học tập tại trường.
Đà Nẵng, ngày 15 tháng 05 năm 2013.
Sinh viên

Nguyễn Thị Huyền Loan

e


MỤC LỤC

Trang
MỞ ĐẦU

01

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN

03

1.1. Khái quát về môi trường nước

03

1.1.1. Khái quát chung về môi trường nước

03

1.1.2. Thành phần của môi trường nước

04

1.2. Sự ô nhiễm môi trường nước

08

1.2.1. Khái niệm

08

1.2.2. Các nguồn gây ô nhiễm môi trường nước

08

1.3. Đánh giá chất lượng môi trường nước

13

1.3.1. Chỉ tiêu vật lý của nước

13

1.3.2. Chỉ tiêu hóa học của nước

15

1.3.3. Chỉ tiêu sinh học của nước

20

1.4. Giới thiệu về Âu thuyền Thọ Quang

21

1.4.1. Đặc điểm điều kiện tự nhiên

21

1.4.2. Đặc điểm điều kiện xã hội

22

1.5. Quy trình quan trắc chất lượng nước

23

1.5.1. Các dạng mẫu

23

1.5.2. Phương pháp lấy mẫu và bảo quản mẫu

24

1.5.3. Thời gian, vị trí, tần số và chọn phương pháp lấy mẫu

25

CHƯƠNG II: THỰC NGHIỆM

26

2.1. Hóa chất, dụng cụ và thiết bị

26

2.1.1. Hóa chất

26

2.1.2. Dụng cụ và thiết bị

26

2.2. Pha hóa chất

27

2.2.1. Pha chế các dung dịch chuẩn

27

2.2.2. Pha chế các dung dịch đệm và chỉ thị

28

f

2.3. Quy trình thực nghiệm phân tích các chỉ tiêu

29

2.3.1. pH

29

2.3.2. Hàm lượng SS

29

2.3.3. Độ cứng

30

2.3.4. Chỉ tiêu ion clorua

30

2.3.5. Chỉ tiêu COD bằng phương pháp KMnO4

31

2.3.6. Hàm lượng NH4+

32

2.3.7. Hàm lượng NO3-

33

2.3.8. Hàm lượng PO43-

34

2.4. Quy trình lấy mẫu thực tế ở Âu thuyền Thọ Quang

34

2.4.1. Sơ đồ vị trí lấy mẫu

34

2.4.2. Thời gian, địa điểm và phạm vi nghiên cứu

35

2.4.3. Phương pháp lấy mẫu và bảo quản mẫu

36

CHƯƠNG III: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

37

3.1. Kết quả đánh giá chất lượng nước mặt mùa mưa

37

3.1.1. Kết quả phân tích đợt 1

37

3.1.2. Kết quả phân tích đợt 2

38

3.1.3. Kết quả phân tích đợt 3

38

3.2. Kết quả đánh giá chất lượng nước mặt mùa khơ

42

3.2.1. Kết quả phân tích đợt 1

42

3.2.2. Kết quả phân tích đợt 2

43

3.2.3. Kết quả phân tích đợt 3

44

CHƯƠNG IV: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

50

4.1. Kết luận

50

4.2. Kiến nghị

50

g


DANH MỤC BẢNG

Trang
Bảng 1.1. Thành phần hóa học trong nước tự nhiên

05

Bảng 1.2. Mức độ mùi của nước

14

Bảng 2.1. Pha dung dịch dãy chuẩn cho ion NH4+

32

Bảng 2.2. Pha dung dịch dãy chuẩn cho ion NO3-

33

Bảng 2.3. Pha dung dịch dãy chuẩn cho ion PO43-

34

Bảng 2.4. Quy định lấy mẫu và bảo quản mẫu

36

Bảng 3.1. Kết quả phân tích mẫu nước đợt 1 (mùa mưa)

37

Bảng 3.2. Kết quả phân tích mẫu nước đợt 2 (mùa mưa)

38

Bảng 3.3. Kết quả phân tích mẫu nước đợt 3 (mùa mưa)

39

Bảng 3.4. Kết quả phân tích mẫu nước đợt 1 (mùa khơ)

43

Bảng 3.5. Kết quả phân tích mẫu nước đợt 2 (mùa khơ)

44

Bảng 3.6. Kết quả phân tích mẫu nước đợt 3 (mùa khơ)

45

h


DANH MỤC HÌNH

Trang
Hình 1.1. Sơ đồ bảo quản mẫu nước

24

Hình 2.1. Sơ đồ vị trí lấy mẫu nước mặt

35

Hình 3.1. Đồ thị biểu diễn hàm lượng SS trong các mẫu so với QCVN

40

Hình 3.2. Đồ thị biểu diễn hàm lượng COD trong các mẫu so với QCVN

40

Hình 3.3. Đồ thị biểu diễn hàm lượng NH4+ trong các mẫu so với QCVN

41

Hình 3.4. Đồ thị biểu diễn hàm lượng NO3- trong các mẫu so với QCVN

42

Hình 3.5. Đồ thị biểu diễn hàm lượng PO43- trong các mẫu so với QCVN

42

Hình 3.6. Đồ thị biểu diễn hàm lượng SS trong các mẫu so với QCVN

46

Hình 3.7. Đồ thị biểu diễn hàm lượng COD trong các mẫu so với QCVN

46

Hình 3.8. Đồ thị biểu diễn hàm lượng NH4+ trong các mẫu so với QCVN

47

Hình 3.9. Đồ thị biểu diễn hàm lượng NO3- trong các mẫu so với QCVN

48

Hình 3.10. Đồ thị biểu diễn hàm lượng PO43- trong các mẫu so với QCVN

48

i

MỞ ĐẦU

1. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI
Ai trong chúng ta cũng đều biết nước là tài nguyên thiên nhiên vơ cùng q
giá, khơng có nước thì khơng thể có sự sống. Cách đây hàng trăm triệu năm, sự
sống đầu tiên, hạt coaxecva đã hình thành trên đại dương. Đối với con người, không
một yếu tố nào quan trọng hơn là nước. Chúng ta có thể khó khăn khổ sở do thiếu
năng lượng, vận tải, chỗ ở, thậm chí cả thức ăn nhưng không thể tồn tại được nếu
thiếu nước. Chẳng thế mà nước lại chiếm trên 80% trọng lượng cơ thể. Trên bề mặt
địa cầu nước chiếm 75% diện tích, với một lượng khổng lồ khoảng 1,4 tỉ km3 tưởng
có thể đủ cho con người trên thế giới dùng mãi mãi, nhưng cùng với sự phát triển xã
hội đều gắn liền với q trình cơng nghiệp hóa - đơ thị hóa đã làm cho nguồn tài
nguyên nước ngày càng cạn kiệt. Cơng nghiệp hóa đã làm biến đổi một xã hội dựa
vào nền nông nghiệp lạc hậu thành một xã hội công nghiệp hiện đại và sự biến đổi
ấy sẽ đem lại các phúc lợi vật chất, đời sống tốt đẹp hơn cho con người nhưng mặt
trái của nó với vô số những hậu quả để lại cho môi trường thật đáng lo ngại.
Đà Nẵng là thành phố nằm dọc theo vùng duyên hải Nam Trung Bộ, được
thiên nhiên ưu ái có nguồn thủy sản phong phú, điều kiện thuận lợi cho quá trình
đánh bắt và chế biến thủy sản phát triển mạnh mẽ. Tuy nhiên sự phát triển này đã
tác động nghiêm trọng đến môi trường, đặc biệt là mơi trường nước và khơng khí.
Âu thuyền Thọ Quang là nơi tiếp nhận toàn bộ nước thải từ cảng cá và chợ cá, nước
thải từ các tàu đánh bắt thủy hải sản, đặc biệt là nước thải từ quá trình chế biến thủy
sản của khu Cơng nghiệp Dịch vụ thủy sản Thọ Quang. Các nguồn thải này tập
trung và lắng đọng trong khu vực âu thuyền làm cho mức độ ô nhiễm tại Âu thuyền
Thọ Quang rất nghiêm trọng.
Từ thực trạng trên, tôi chọn đề tài “Khảo sát thực trạng nguồn nước mặt ở Âu
thuyền Thọ Quang qua các chỉ tiêu vật lý và hóa học”. Để nghiên cứu hiện trạng
chất lượng nước mặt, từ đó có biện pháp bảo vệ và khai thác một cách hợp lý nguồn

1


tài nguyên này. Đồng thời, nêu lên nguyên nhân gây ra sự biến đổi chất lượng nước
và đề xuất hướng quản lý.
2. NỘI DUNG CỦA ĐỀ TÀI
Tìm hiểu tài liệu về tài nguyên nước
Khảo sát điều kiện thực tế về kỹ thuật, kinh tế, xã hội của khu vực Âu thuyền
Thọ Quang
Lấy mẫu nước tại Âu thuyền Thọ Quang để phân tích, đánh giá theo TCVN
hiện nay.
3. Ý NGHĨA THỰC TIỄN
Khảo sát thực trạng nguồn nước mặt ở Âu thuyền Thọ Quang. Từ đó, phân
tích một số chỉ tiêu vật lý và hóa học để đánh giá chất lượng nước mặt của khu vực.
Nhằm tìm ra những giải pháp hợp lý để giảm thiểu sự ô nhiễm môi trường tại đây.
Các kết quả phân tích được là tài liệu tham khảo cho các nghiên cứu tiếp theo
về sự ô nhiễm nước thải ngành chế biến thủy sản, từ đó góp phần vào lĩnh vực
nghiên cứu và tìm ra các giải pháp xử lý ô nhiễm môi trường, đồng thời nâng cao
chất lượng môi trường sống cho người dân xung quanh.

2


CHƯƠNG I.

TỔNG QUAN

1.1. Khái quát về môi trường nước
1.1.1. Khái qt chung về mơi trường nước
1.1.1.1. Vai trị của nước

Nước là tài nguyên quan trọng nhất của loài người và sinh vật trên Trái Đất.
Nước có vai trị trong việc điều hịa khí hậu và cho sự sống trên Trái Đất. Nước là
dung mơi lí tưởng để hịa tan, phân bố các chất vô cơ, hữu cơ, làm nguồn dinh
dưỡng cho giới thủy sinh cũng như động, thực vật trên cạn, cho thế giới vi sinh vật
và cả con người. Nước giúp cho các tế bào sinh vật trao đổi chất dinh dưỡng, tham
gia vào các phản ứng hóa sinh và cấu tạo tế bào mới. Nước còn tham gia trao đổi
năng lượng và điều hòa nhiệt độ cơ thể - giữ vai trò quan trọng trong việc sinh sản
và phát tán nịi giống và là mơi trường sống của nhiều loài sinh vật.
Nhu cầu về nước sinh hoạt của người dân đơ thị khoảng 100÷150 lít/ngày để
cung cấp cho ăn uống, tắm, giặt, làm công tác vệ sinh. Nước cần thiết cho các hoạt
động kinh tế - xã hội của loài người. Cùng với các dạng tài nguyên thiên nhiên khác
thì tài nguyên nước là một trong bốn nguồn lực cơ bản để phát triển kinh tế - xã hội,
là đối tượng lao động và là một yếu tố cấu thành của lực lượng sản xuất như nước
cung cấp cho tưới tiêu thủy lợi, cho các ngành công nghiệp chế biến nông sản, chế
biến các sản phẩm khác như luyện kim, dệt sợi, giấy…
Có thể nói rằng, sự sống của con người và mọi sinh vật trên Trái Đất phụ
thuộc vào nước. Chính vì thế, ở đâu có nước thì ở đó có sự sống.
1.1.1.2. Vịng tuần hồn của nước
Vịng tuần hồn của nước mơ tả q trình vận động của nước tự nhiên.
Khoảng 1/3 năng lượng Mặt Trời được hấp thụ trên bề mặt Trái Đất được sử dụng
để vận chuyển vịng tuần hồn nước - bốc hơi một lượng khổng lồ nước bề mặt từ
các đại dương, sơng, hồ… tạo thành mây. Ngồi ra, q trình thốt hơi nước từ các
loài thực vật làm tăng độ ẩm của khơng khí. Khi gặp lạnh, hơi nước ngưng tụ rơi
xuống thành mưa, tuyết, đồng thời tỏa ra năng lượng nhiệt đã hấp thụ khi bay hơi,

3


sưởi ấm bầu khí quyển. Một phần nước mưa thấm qua các lớp đất thành nước ngầm.
Các nguồn nước ngầm và nước mặt đều hướng ra biển để tuần hoàn trở lại.

Với chu trình này lượng nước được bảo tồn, nhưng nước được biến từ dạng
lỏng sang hơi và rắn (băng, tuyết), hoặc từ nơi này sang nơi khác ở các thủy vực:
biển và đại dương, nước mặt và nước ngầm.
Nước mặt chỉ các nguồn nước trên bề mặt, bao gồm ở dạng động như sông,
suối, kênh, rạch và dạng tĩnh hoặc dạng chảy chậm như ao, hồ, đầm, phá… Nước
mặt có nguồn gốc chính là nước chảy tràn do mưa hoặc cũng có thể từ nước ngầm
chảy ra do áp suất cao hay dư thừa độ ẩm trong đất cũng như dư thừa số lượng
trong các tầng nước ngầm. Nước bề mặt thường chứa nhiều chất hữu cơ và các chất
dinh dưỡng làm thức ăn cho các loại tảo và một lượng lớn các vi khuẩn.
Nước ngầm tồn tại ở các tầng hoặc túi trong lòng đất. Chất lượng nước ngầm
phụ thuộc vào các yếu tố: chất lượng nước mưa, thời gian tồn tại, bản chất lớp đất
đá nước thấm qua hoặc chứa tầng nước. Thông thường nước ngầm chứa ít tạp chất
hữu cơ và vi sinh vật, giàu các ion vô cơ.
Nước biển tương đối đồng đều về thành phần ion hòa tan, đặc biệt là giàu
muối NaCl, vì vậy nước biển được gọi là nước mặn.
1.1.2. Thành phần của mơi trường nước
1.1.2.1. Thành phần hóa học của môi trường nước
Các hợp chất vô cơ, hữu cơ trong nước tự nhiên có thể tồn tại ở các dạng ion
hịa tan, dạng rắn, lỏng, khí... Sự phân bố các hợp chất này quyết định bản chất của
nước tự nhiên như: nước ngọt, nước mặn hay nước lợ, nước giàu dinh dưỡng hay
nước nghèo dinh dưỡng, nước cứng hay nước mềm, nước sạch hay nước ơ nhiễm…
Các ion hịa tan: nước tự nhiên là dung mơi lưỡng tính nên hịa tan tốt các
axit, bazơ và muối vô cơ. Thành phần các ion hòa tan được nêu trong bảng 1.1.

4


Bảng 1.1. Thành phần hóa học trong nước tự nhiên
Thành phần

Nước biển

Nước sông hồ

Nồng độ (mg/l)

TT

Nồng độ (mg/l)

TT

Clo (Cl-)

19.430

1

8

4

Natri (Na+)

10.770

2

6

5

Sunfat (SO42-)

2.712

3

11

3

Magie (Mg2+)

1.290

4

4

6

Canxi (Ca2+)

412

5

15

2

Kali (K+)

399

6

2

7

Bicacbonat (HCO3-)

140

7

58

1

Bromua (Br-)

65

8

-

Stronti (Sr2+)

9

9

-

Các ion chính

Các nguyên tố vi lượng

g/l

g/l

Silic (Si)

5.000

1

13.100

3

Bo (B)

4.500

2

10

15

Flo (F)

1.400

3

100

12

Nitơ (N)

250

4

230

11

Photpho (P)

35

5

20

13

Molipden (Mo)

11

6

1

18

Kẽm (Zn)

5

7

20

14

Sắt (Fe)

3

8

670

9

Mangan (Mn)

2

9

7

16

Các khí hịa tan: hầu hết các chất khí đều có thể hịa tan hoặc phản ứng với
nước trừ khí metan (CH4). Các khí hịa tan này sinh ra do sự hấp thụ của khơng khí
vào nước hoặc do q trình hóa học, sinh hóa trong nước tạo ra, các khí chủ yếu là
oxi và cacbonic.
 Khí O2: là loại khí ít hịa tan trong nước và khơng tác dụng với nước về mặt
hóa học, nhưng có ý nghĩa rất lớn đối với quá trình tự làm sạch nước và đảm bảo sự

5


sống cho hệ sinh vật trong nước. Độ hòa tan của oxi trong nước phụ thuộc nhiều
vào nhiệt độ và áp suất môi trường. Nồng độ oxi trong nước giảm dần theo chiều
sâu của lớp nước.
 Khí CO2: là một chất khí dễ tan trong nước và độ hịa tan của CO2 trong

nước tăng theo chiều tăng của nhiệt độ. Khí CO2 trong nước đóng vai trị rất quan
trọng vì nó tham gia vào cân bằng hóa học trong nước do khống chế ổn định pH
trong nước và ảnh hưởng tới sự tạo phức với ion kim loại trong nước. Ngồi ra, nó
cịn tham gia vào các hoạt động của thực vật và q trình lắng động các trầm tích
Cacbonat trong nước.
Các chất hữu cơ: trong nguồn nước tự nhiên hàm lượng các chất hữu cơ rất
thấp, ít có ảnh hưởng đến nước sinh hoạt, nuôi trồng thủy sản và tưới tiêu thủy lợi…
Nhưng nếu bị ô nhiễm bởi các ngành công nghiệp chế biến thực phẩm, các khu vực
nông lâm nghiệp… thì hàm lượng các chất hữu cơ có trong nước sẽ tăng rất cao.
Dựa vào khả năng bị phân hủy bởi vi sinh vật trong nước, ta có thể chia thành 2
nhóm:
 Chất hữu cơ dễ phân hủy sinh học: đó là các hợp chất protein, hidratcacbon,
chất béo nguồn gốc động thực vật. Chúng bị vi sinh vật phân hủy thành CO2 và
H2O.
 Chất hữu cơ khó phân hủy sinh học: các chất loại này thuộc các chất hữu cơ
có vịng thơm (hidrocacbua của dầu khí), các chất đa vòng ngưng tụ, các hợp chất
clo hữu cơ, photpho hữu cơ… Đây là những hợp chất có độc tính cao, lại bền trong
môi trường nước. Thời gian tồn lưu của chúng trong môi trường và cơ thể sinh vật
rất dài nên ảnh hưởng đến đời sống sinh vật và sức khỏe con người.
1.1.2.2. Thành phần sinh học của môi trường nước
Thành phần sinh học của nước có vi sinh vật, vi rút, động vật nguyên sinh,
động vật phù du, rong tảo, giun, sán… Quần thể sinh vật trong nước được gọi tên
chung là giới thủy sinh và chúng có quan hệ khăng khít trong hệ sinh thái nước.
a. Vi sinh vật gồm có vi khuẩn, nấm mốc, nấm men, xạ khuẩn, siêu vi khuẩn

6


Vi khuẩn đóng vai trị rất quan trọng trong việc phân hủy chất hữu cơ trong
nước, là cơ sở của quá trình tự làm sạch của nước tự nhiên. Tùy thuộc vào nguồn

dinh dưỡng để xây dựng tế bào mới phục vụ cho sinh trưởng, vi khuẩn được chia ra
làm 2 nhóm:
 Vi khuẩn dị dưỡng (heterotrophic) là vi khuẩn sử dụng các chất hữu cơ làm
nguồn năng lượng và nguồn cacbon để thực hiện quá trình sinh tổng hợp. Có 3 loại
vi khuẩn dị dưỡng: vi khuẩn hiếu khí (aerobes), vi khuẩn kị khí (anaerobes) và vi
khuẩn tùy nghi (facultative).
 Vi khuẩn tự dưỡng (autotrophic) là loại vi khuẩn có khả năng xúc tác cho
phản ứng oxi hóa các hợp chất vô cơ để thu năng lượng và sử dụng khí CO2 làm
nguồn cacbon cho q trình sinh tổng hợp. Một số phản ứng với xúc tác là các loại
vi khuẩn tự dưỡng như:

Siêu vi khuẩn (virut) là loại kí sinh nội bào, khi xâm nhập vào tế bào vật chủ
nó thực hiện việc chuyển hóa tế bào để tổng hợp protein và axit nucleic của siêu vi
trùng mới. Với cơ chế này, nên siêu vi khuẩn là tác nhân gây bệnh hiểm nghèo cho
con người và các loài động vật.
b. Tảo
Tảo là loại thực vật đơn giản nhất có khả năng quang hợp, khơng có rễ, thân,
lá. Có loại tảo có cấu trúc đơn bào, có loại mọc nhánh dài. Chúng là thực vật phù
du, có thể trơi nổi trong nước hay móc vào các giá đỡ.
Tảo thuộc loại sinh vật tự dưỡng (autotrophe), chúng sử dụng cacbonic hoặc
bicacbonat làm nguồn cacbon và nguồn nitơ, phospho vô cơ để cấu tạo tế bào dưới
tác dụng của năng lượng ánh sáng Mặt Trời, đồng thời thải ra oxi theo phản ứng
sau:

7


Tảo phát triển làm cho nước có màu sắc, do vậy người ta có thể dùng tảo làm
chỉ thị sinh học để đánh giá chất lượng nước tự nhiên như:
 Tảo xanh Aphanizomenon blosaquae, Anabaena microcistic… làm cho nước

có màu xanh lam.
 Tảo Oscilatoria rubecens làm cho nước ngả màu hồng.
 Khuê tảo Melosira, Navicula làm cho nước có màu vàng nâu. Cịn Chrisophit
làm cho nước có màu vàng nhạt.
c. Động vật nguyên sinh
Động vật nguyên sinh là giới động vật sống trơi nổi của nước. Kích thước
của nó có thể từ vài micromet tới vài milimet.
Chúng ăn các loài tảo, ăn vi khuẩn (kể cả vi khuẩn gây bệnh), ăn các mảnh
vụn hữu cơ hoặc tự ăn lẫn nhau. Nhờ đặc tính này người ta lợi dụng chúng để khử
các vi khuẩn gây bệnh có trong nước thải, ngồi ra chúng được coi như là một chất
chỉ thị cho hệ thống sinh học.
1.2. Sự ô nhiễm môi trường nước
1.2.1. Khái niệm
Ô nhiễm nước là sự thay đổi thành phần và tính chất của nước, có hại cho
hoạt động sống bình thường của sinh vật và con người, bởi sự có mặt của một hay
nhiều hóa chất lạ vượt qua ngưỡng chịu đựng của sinh vật.
Hiến chương châu Âu định nghĩa về ơ nhiễm nước: “Là sự biến đổi nói
chung do con người đối với chất lượng nước làm ô nhiễm nước và gây nguy hiểm
cho con người, cho công nghiệp, nơng nghiệp, ni cá, nghỉ ngơi, giải trí, đối với
động vật ni và các lồi hoang dại”.
1.2.2. Các nguồn gây ơ nhiễm mơi trường nước
Ơ nhiễm mơi trường nước có nguồn gốc từ tự nhiên và nhân tạo:
 Nguồn gốc tự nhiên của ô nhiễm nước là do mưa, tuyết tan, lũ lụt, bão… Các
tác nhân trên đưa vào môi trường nước chất thải bẩn, các vi sinh vật có hại, kể cả
xác chết của chúng.

8


 Nguồn gốc nhân tạo của ô nhiễm nước là sự thải các chất độc hại chủ yếu

dưới dạng lỏng như các chất thải sinh hoạt, công nghiệp, nông nghiệp, giao thông
vận tải… vào môi trường nước.
1.2.2.1. Nước thải
 Nước thải sinh hoạt
Nước thải sinh hoạt hay là nước thải từ khu dân cư bao gồm nước sau khi sử
dụng từ các hộ gia đình, bệnh viện, khách sạn, trường học, cơ quan, khu vui chơi
giải trí…
Đặc điểm của nước thải sinh hoạt là hàm lượng lớn các chất hữu cơ dễ bị
phân hủy (hidratcacbon, protein, dầu mỡ), các chất vơ cơ dinh dưỡng (photphat,
nitơ), cùng với vi khuẩn (có thể có cả vi sinh vật gây bệnh), trứng giun, sán… Hàm
lượng các chất gây ô nhiễm trong nước thải sinh hoạt phụ thuộc vào điều kiện sống,
chất lượng bữa ăn, lượng nước sử dụng và hệ thống tiếp nhận nước thải.
Đặc tính nước thải xả vào mơi trường (người/ngày đêm):
-

Cặn lơ lửng (SS): 35÷60 g/người.ngđ, cặn hữu cơ chiếm: 55÷65%.

-

Hàm lượng chất hữu cơ cao: BOD5 chưa lắng chiếm 30÷35 g/người.ngđ,

đã lắng chiếm 25÷30 g/người.ngđ.
-

Chứa nhiều nguyên tố dinh dưỡng N, P, K… như N = 8 g/ng.ngđ, P =

1,5÷1,8 g/người.ngđ.
-

Tiêu chuẩn thải nước: các nước tiên tiến 200÷500 l/người.ngđ, các đơ thị ở

Việt Nam 100÷200 l/người.ngđ, nơng thơn ở Việt Nam 50÷100 l/người.ngđ.
 Nước thải sản xuất cơng nghiệp
Nước thải từ các xí nghiệp sản xuất cơng nghiệp, thủ công nghiệp, giao thông
vận tải gọi chung là nước thải công nghiệp. Chia làm 2 loại:
-

Nước thải bẩn: thành phần, tính chất phụ thuộc vào điều kiện, lĩnh vực,

thành phần nguyên vật liệu, sản phẩm. Nước thải từ các cơ sở chế biến nông sản,
thực phẩm (đường, sữa, bột, rượu, bia…) và thủy sản (tơm, cá…) có nhiều chất hữu
cơ dễ bị phân hủy; nước thải của nhà máy dệt thường chứa nhiều phẩm nhuộm, axit
béo cao phân tử, tannin, các kim loại nặng; nước thải của nhà máy thuộc da chứa

9


nhiều kim loại nặng, sunfua; nước thải của xí nghiệp làm acquy có nồng độ axit và
chì cao...
-

Nước thải quy ước sạch: có thể dùng lại cho cơng đoạn khác.

 Nước chảy tràn
Nước chảy tràn trên mặt đất do mưa hoặc do thoát nước từ tưới tiêu đồng
ruộng là nguyên nhân gây ô nhiễm nước sông, hồ… Nước đồng ruộng cuốn theo
chất rắn, thuốc bảo vệ thực vật, phân bón (kể cả phân hữu cơ và phân hóa học).
Nồng độ chất bẩn trong nước mưa phụ thuộc vào cường độ mưa, thời gian
mưa - thời gian không mưa, đặc điểm mặt phủ, độ bẩn đơ thị và khơng khí…
 Nước thải sản xuất nơng nghiệp

Khi trồng trọt sẽ bón phân, sử dụng hợp chất diệt sâu, cỏ làm cho nước bị ô
nhiễm bởi chứa nhiều chất hữu cơ, chất dinh dưỡng cao (N, P). Ngồi ra, hoạt động
chăn ni cũng chứa nhiều chất hữu cơ, chất dinh dưỡng N, P cao.
 Nước rỉ rác
Rác thải đô thị được chôn lấp chiếm diện tích lớn nên đây là một nguồn ơ
nhiễm nghiêm trọng. Nước rỉ rác là chất lỏng thấm qua các lớp chất thải rắn mang
theo các chất hòa tan hoặc các chất lơ lửng. Nước rỉ rác được hình thành khi độ giữ
nước (độ giữ nước của chất thải rắn là lượng nước lớn nhất được giữ lại trong các lỗ
rỗng hướng xuống dưới tác dụng của trọng lực).
Ngoài ra, sự phân hủy các chất hữu cơ trong rác cũng góp phần tạo nên nước
rỉ rác. Lượng nước này nếu khơng có biện pháp xử lý phù hợp mà thải ra môi
trường sẽ gây ô nhiễm môi trường nước mặt, nước ngầm.
Thành phần nước rỉ rác có độ pH, mùi, màu, COD, BOD và nồng độ axit,
kim loại nặng… rất cao.
1.2.2.2. Các chất hữu cơ tổng hợp
 Các hóa chất bảo vệ thực vật
Các hóa chất bảo vệ thực vật như thuốc trừ sâu (inseciticides), thuốc diệt cỏ
(herbicides), thuốc diệt nấm (denticides), thuốc trừ cơn trùng (nematocides) và
nhóm kích thích sinh trưởng (regulator).

10


Tác động của thuốc bảo vệ thực vật lên môi trường là do những tính chất của
chúng như dễ bay hơi, dễ hịa tan trong nước và dung mơi. Mặt khác, chúng thường
rất bền đối với quá trình biến đổi sinh học. Chính vì vậy, nên chúng rất dễ xâm nhập
vào cơ thể sinh vật hoặc đi vào đất, từ đất chúng đi vào nước rồi phân hủy tại đó.
 Các chất tẩy rửa
Các chất tẩy rửa là những chất có hoạt tính bề mặt cao, hịa tan tốt trong
nước và có sức căng bề mặt nhỏ. Chúng được sử dụng trong nhiều ngành công

nghiệp hoặc trong sinh hoạt gia đình. Thành phần của chất tẩy rửa gồm có các chất
hoạt động bề mặt (10÷30%), các chất phụ gia (12%) và một số các chất độn khác.
Chất hoạt động bề mặt có trong thành phần nước thải sẽ gây trở ngại cho quá
trình xử lý nước thải do những hạt huyền phù nhỏ bền vững dưới dạng keo và làm
giảm hoạt tính của các tầng lớp sinh học, cũng như bùn hoạt tính.
1.2.2.3. Các chất vơ cơ
 Các loại phân bón hóa chất vơ cơ
Thành phần chủ yếu là là nitơ, photpho, kali, cịn có các chất hữu cơ cùng
với các nguyên tố vi lượng khác. Cân bằng giữa các chất dinh dưỡng được cây
trồng hấp thụ và các chất dinh dưỡng đưa vào dưới dạng phân bón rất phức tạp, do
đó một phần phân bón đưa vào đất khơng được cây trồng hấp thụ hết sẽ bị rửa trôi
vào mơi trường nước, gây ơ nhiễm mơi trường nước.
Ngồi ra, việc sử dụng dư thừa các chất dinh dưỡng vô cơ như muối
photphat, muối amon, urê, nitrat, muối kali… trong q trình bón phân cho cây
trồng sẽ gây nên hiện tượng phú dưỡng trong bề mặt.
 Các khoáng axit
Là những hợp chất bền trong môi trường thiếu oxy, nhưng khi đã khai thác,
tiếp xúc với khơng khí và có sự tham gia của vi sinh vật sẽ tham gia phản ứng:

Ion Fe+3 có tính axit, chỉ tồn tại ở mơi trường axit rất mạnh, còn ở pH > 3 sẽ
cho kết tủa Fe(OH)3 theo phản ứng sau:

11


Đó chính là ngun nhân lớp cặn vàng ở các dịng suối bị ơ nhiễm bởi các
khống axit, nước sẽ có màu vàng. Fe(OH)3 và H2SO4 phá hủy cân bằng sinh thái
trong nước suối làm cho cá, rong tảo chết.
 Các chất cặn lắng trong nước
Các chất rắn này là nguồn quan trọng sinh ra chất vô cơ, hữu cơ có trong

sơng suối, trong nước bề mặt, ở cửa sơng và biển. Các chất rắn ở đáy thường ở điều
kiện yếm khí, tham gia các q trình khử và tạo thành một số chất mới. Hàm lượng
các chất hữu cơ trong cặn lắng lớn hơn trong đất, chúng có khả năng trao đổi cation
với các chất trong môi trường nước.
 Các nguyên tố vết trong nước
Là những nguyên tố có rất ít trong nước, chỉ nhỏ hơn vài ppm, chúng thường
là các kim loại như Pb, Cd, Hg, Se… hoặc các á kim như Se, Sb… Một số là chất
dinh dưỡng cho cơ thể sống của động thực vật. Tất nhiên chỉ cần ở mức độ rất thấp,
còn khi ở nồng độ cao chúng lại là những chất gây nhiễm độc rất mạnh.
1.2.2.4. Ô nhiễm dầu mỏ
Dầu mỏ là hỗn hợp của hàng trăm hợp chất hữu cơ, những thành phần chủ
yếu gồm: parafin 25%, parafin mạch vòng 20%, các hợp chất thơm 5%, các
naphthen thơm, các hợp chất chứa lưu huỳnh 4%, các hợp chất của nitơ 1%, còn lại
là các hợp chất chứa oxy và các tạp chất khác.
Hàm lượng dầu mỏ nhiều trên bề mặt của nước biển sẽ tạo thành một lớp
màng ngăn cách biển và khí quyển, ngăn cản q trình trao đổi oxy giữa nước biển
và khí quyển gây ảnh hưởng mạnh đối với sinh vật biển như hủy hoại vi sinh vật do
độc tố trong dầu, gây rối loạn sinh lý làm sinh vật chết dần, tẩm ướt dầu lên da hay
lông của các sinh vật biển, giảm khả năng chịu lạnh, hô hấp hay nhiễm bệnh do
hydrocacbon thâm nhập vào cơ thể, thay đổi môi trường sống của vi sinh vật biển.

12


1.3. Đánh giá chất lượng môi trường nước
Đánh giá chất lượng cũng như mức độ ô nhiễm nước cần dựa vào một số
thông số cơ bản so sánh với các chỉ tiêu cho phép về thành phần vật lý, hóa học và
sinh học đối với từng loại nước sử dụng cho các mục đích khác nhau.
1.3.1. Chỉ tiêu vật lý của nước
1.3.1.1. Nhiệt độ

Nhiệt độ nước có ảnh hưởng đến sự hịa tan ơxi, đến khả năng tổng hợp
quang hóa của tảo và các thực vật thủy sinh. Nhiệt độ là điều kiện xác định đặc
điểm các quá trình sinh, hóa học… diễn ra trong mơi trường nước.
Nhiệt độ nước tự nhiên phụ thuộc vào điều kiện khí hậu, thời tiết của lưu
vực hoặc mơi trường khu vực. Ngồi ra, nó cịn phụ thuộc vào sự đóng góp của các
hoạt động sản xuất của con người.
Nhiệt độ được xác định bằng nhiệt kế hoặc là một bộ phận của các thiết bị
đo nhanh tại hiện trường.
1.3.1.2. Màu sắc
Nước tự nhiên sạch thuờng không màu, cho phép ánh sáng Mặt Trời chiếu
tới các tầng sâu.
Nước thải có thể có màu, đặc biệt là nước thải thường có màu nâu đen hoặc
đỏ nâu là do những nguyên nhân:
 Các chất hữu cơ trong xác động, thực vật phân rã tạo thành.
 Nước có sắt và mangan ở dạng keo hoặc hịa tan.
 Nước có chất thải cơng nghiệp (crom, tanin, lignin).
Màu của nước được phân chia thành 2 dạng: màu thực do các chất hòa tan
hoặc dạng hạt keo, màu biểu kiến là màu của các chất lơ lửng trong nước tạo nên.
Trong thực tế để xác định màu thực của nước, nghĩa là sau khi lọc bỏ các chất
khơng tan. Có nhiều phương pháp xác định màu của nước, nhưng thường dùng ở
đây là phương pháp so màu với các dung dịch chuẩn là Cobalt - Platin
(PtCl6.CoCl2.6H2O).

13


1.3.1.3. Mùi
Nước tự nhiên sạch khơng có mùi vị hoặc có mùi vị dễ chịu đối với con
người.
Khi trong nước có mặt của các chất hữu cơ từ cống rãnh của các khu dân cư;

các nhà máy chế biến thực phẩm; nước thải của các khu cơng nghiệp hóa chất và
chế biến dầu mỡ; sự phân hủy cây cỏ, rong tảo, động thực vật trong nước trở nên có
mùi khó chịu đối với con người.
Để xác định đặc tính, mức độ của mùi ta có thể xác định mùi của nước ở tại
nhiệt độ 200C và 600C, được đánh giá theo bảng 1.2.
Bảng 1.2. Mức độ mùi của nước
Đánh giá
Mức độ mùi

Đặc điểm của mùi

mức độ
mùi

Khơng có mùi
Mùi rất nhẹ
Mùi nhẹ
Có mùi
Có mùi rõ
Mùi rất rõ

Bằng cảm giác khơng cảm nhận được mùi
Người bình thường khơng nhận thấy nhưng
phát hiện được trong phịng thí nghiệm
Người bình thường nếu chú ý sẽ phát hiện
được
Dễ nhận biết và gây cảm giác khó chịu
Gây cảm giác khó chịu và lúc uống bị lợm
giọng
Mạnh đến nỗi không thể uống được

0
1

2
3
4
5

1.3.1.4. Độ dẫn điện
Độ dẫn điện của nước liên quan đến sự có mặt của các ion trong nước. Các
ion này thường là muối của kim loại như NaCl, KCl, SO42-, NO3-, PO43-… Tác
động ô nhiễm của nước có độ dẫn điện cao thường liên quan đến tính độc hại của
các ion tan trong nước.
Để xác định độ dẫn điện, người ta thường dùng các máy đo điện trở hoặc
cường độ dòng điện.

14


1.3.1.5. Hàm lượng các chất rắn
Các chất rắn có trong nước bao gồm các chất vô cơ là dạng các muối hòa tan
như đất đá ở dạng huyền phù lơ lửng; các chất hữu cơ như xác các vi sinh vật, tảo,
động vật nguyên sinh, động thực vật phù du…; các chất hữu cơ tổng hợp như phân
bón, các chất thải công nghiệp.
Hàm lượng chất rắn trong nước được đánh giá thông qua các đại lượng:
 Tổng chất rắn (TS) được xác định bằng trọng lượng khơ phần cịn lại sau khi
cho bay hơi 1l mẫu nước trên bếp cách thủy rồi sấy khơ ở 103÷1050C cho đến khi
trọng lượng khơng đổi. Đơn vị tính bằng mg hoặc g/l.

Trong đó

m1: khối lượng cốc và mẫu sau khi sấy ở 103÷1050C (g)
m0: khối lượng cốc ban đầu sau khi sấy khô (g)
Vmẫu: thể tích mẫu nước lấy phân tích (ml)

 Chất rắn lơ lửng (SS) được xác định bằng trọng lượng khơ của chất rắn cịn
lại trên giấy lọc sợi thủy tinh, khi lọc 1l mẫu nước qua phễu lọc Gooch rồi sấy khơ
ở 103÷1050C tới khi trọng lượng khơng đổi. Đơn vị tính bằng mg hoặc g/l.

Trong đó

m1: khối lượng giấy lọc đã sấy khô trước khi lọc (mg)
m2: khối lượng giấy lọc có cặn sau khi sấy khơ (mg)
Vmẫu: thể tích mẫu nước đem lọc (ml)

 Chất rắn hịa tan (DS) được xác định bằng hiệu số của tổng hàm lượng chất
rắn và hàm lượng chất rắn lơ lửng. Đơn vị tính bằng mg hoặc g/l.
1.3.2. Chỉ tiêu hóa học của nước
1.3.2.1. pH
pH là một chỉ tiêu cần được xác định để đánh giá chất lượng nguồn nước. Sự
thay đổi trị số pH làm thay đổi các quá trình hòa tan hoặc keo tụ, làm tăng hay giảm
vận tốc của các phản ứng hóa sinh xảy ra trong nước.

15


Giá trị pH của nước được xác định bằng logarit cơ số 10 nồng độ ion H+ theo
công thức:
Đối với nước cất pH = 7, khi nước chứa nhiều ion H+ thì pH < 7 và ngược lại

khi nước nhiều OH- thì pH > 7.
Để xác định pH của nước thường dùng pH met (máy đo pH) với điện cực
thủy tinh. Ngồi ra, có thể sử dụng giấy đo pH nhưng độ chính xác thường khơng
cao lắm.
1.3.2.2. Oxi hịa tan (DO: Dissolved Oxigen)
Hàm lượng oxi trong nước là lượng oxi từ khơng khí có thể hịa tan vào nước
trong điều kiện nhiệt độ, áp suất nhất định hoặc do quá trình quang hợp của thực vật
trong nước.
Nồng độ oxi hịa tan trong nước nằm trong khoảng 8÷10 ppm và dao động
mạnh phụ thuộc vào nhiệt độ, sự phân hủy hóa chất, sự quang hợp của tảo,… Khi
nồng độ DO thấp, các loài sinh vật trong nước giảm hoạt động hoặc bị chết.
DO là một trong những chỉ số quan trọng để đánh giá sự ô nhiễm nước của
các thủy vực. Để phân tích DO có 2 phương pháp thường dùng: phương pháp Iod
của Winkler và phương pháp đo oxi hòa tan trực tiếp bằng điện cực oxi với màng
nhạy trên các máy đo.
1.3.2.3. Nhu cầu oxi sinh hóa (BOD: Biochemical Oxigen Demand)
Nhu cầu oxi sinh hóa là lượng oxi cần thiết để oxi hóa các chất hữu cơ có
trong nước bằng vi sinh vật (chủ yếu là vi khuẩn) hoại sinh, hiếu khí. Q trình này
xảy ra theo phản ứng sau:

Chỉ số BOD càng cao chứng tỏ lượng chất hữu cơ có khả năng phân hủy sinh
học trong nước ơ nhiễm càng nhiều.
Trong thực tế, để xác định chỉ tiêu BOD, người ta xác định lượng oxi cần
thiết trong 5 ngày đầu ở nhiệt độ 200C trong bóng tối. Chỉ số này được gọi là BOD5.

16