Khảo sát đánh giá chất lượng và tình hình sử dụng nước ở quận ngũ hành sơn thành phố đà nẵng

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM
KHOA HÓA
-----o0o-----

LÊ VŨ THU HIỀN

KHẢO SÁT ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG VÀ
TÌNH HÌNH SỬ DỤNG NƯỚC Ở QUẬN NGŨ
HÀNH SƠN THÀNH PHỐ ĐÀ NẴNG

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP
CỬ NHÂN KHOA HỌC

Đà Nẵng, tháng 05/2017


ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM
KHOA HÓA
-----o0o-----

KHẢO SÁT ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG VÀ
TÌNH HÌNH SỬ DỤNG NƯỚC Ở QUẬN NGŨ
HÀNH SƠN THÀNH PHỐ ĐÀ NẴNG

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP
CỬ NHÂN KHOA HỌC

Sinh viên thực hiện : Lê Vũ Thu Hiền
Lớp

: 13CQM
Giáo viên hướng dẫn : ThS. Phạm Thị Hà

Đà Nẵng, tháng 05/2017


SVTH: Lê Vũ Thu Hiền

Khóa luận tốt nghiệp
MỤC LỤC

MỞ ĐẦU ......................................................................................................................... 1
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN.......................................................................................... 3
1.1. Khái quát về môi trường nước ............................................................................... 3
1.1.1. Tính chất vật lý của nguồn nước ........................................................................ 3
1.1.2. Thành phần của môi trường nước ...................................................................... 4
1.1.2.1. Thành phần hóa học của nước ......................................................................... 4
1.1.2.2. Thành phần sinh học......................................................................................... 7
1.2. Sự ô nhiễm nguồn nước ........................................................................................ 11
1.2.1. Khái niệm về sự ô nhiễm nguồn nước .............................................................. 11
1.2.2. Các nguồn gây ô nhiễm nước ............................................................................ 12
1.2.2.1. Nguồn tự nhiên ................................................................................................ 12
1.2.2.2. Nguồn nhân tạo ............................................................................................... 13
1.2.3. Một số tác nhân chính gây ơ nhiễm mơi trường nước .................................... 14
1.2.3.1. Nước thải .......................................................................................................... 14
1.2.3.2. Các chất hữu cơ tổng hợp ............................................................................... 14
1.2.3.3. Các chất vô cơ .................................................................................................. 16
1.2.3.4. Dầu mỏ ............................................................................................................. 18
1.3. Các chỉ tiêu đánh giá chất lượng nước ................................................................ 19
1.3.1. Các chỉ tiêu vật lý ............................................................................................... 19

1.3.1.1. Nhiệt độ ............................................................................................................ 19
1.3.1.2. Độ đục ............................................................................................................... 20


Khóa luận tốt nghiệp

SVTH: Lê Vũ Thu Hiền

1.3.1.3. Màu sắc ............................................................................................................ 20
1.3.1.4. Mùi vị................................................................................................................ 20
1.3.1.5. Độ pH................................................................................................................ 21
1.3.1.6. Tổng hàm lượng chất rắn (TS) ...................................................................... 21
1.3.1.7. Tổng hàm lượng các chất lơ lửng (SS) .......................................................... 21
1.3.1.8. Tổng hàm lượng các chất hịa tan (DS) ......................................................... 22
1.3.2. Các chỉ tiêu hóa học ........................................................................................... 22
1.3.2.1. Độ axit .............................................................................................................. 24
1.3.2.2. Độ kiềm ............................................................................................................ 24
1.3.2.3. Hàm lượng Clorua (Cl-) .................................................................................. 23
1.3.2.4. Độ cứng............................................................................................................. 22
1.3.2.5. Hàm lượng oxy hòa tan................................................................................... 27
1.3.2.6. Hàm lượng Nitrat (NO3-) ................................................................................ 24
1.3.2.7. Hàm lượng Phosphat (PO43-).......................................................................... 25
1.3.2.8. Chỉ tiêu COD ................................................................................................... 25
1.4. Giới thiệu quận Ngũ Hành Sơn, Đà Nẵng .......................................................... 28
1.4.1. Lịch sử hình thành ............................................................................................. 28
1.4.2. Vị trí địa lý .......................................................................................................... 28
1.4.3. Điều kiện khí hậu ............................................................................................... 29
1.5. Công tác quản lý tài nguyên nước quận Ngũ Hành Sơn ................................... 29
1.5.1. Tình hình cấp nước sạch trên địa bàn quận .................................................... 29
1.5.2. Công tác thu gom và xử lý nước thải................................................................ 30

1.5.2.1. Hệ thống thoát nước mưa ............................................................................... 30


Khóa luận tốt nghiệp

SVTH: Lê Vũ Thu Hiền

1.5.2.2. Hệ thống thu gom và xử lý nước thải ............................................................ 30
CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ........................ 32
2.1. Đối tượng, phạm vi, phương pháp và thời gian nghiên cứu ............................. 32
2.1.1. Đối tượng nghiên cứu......................................................................................... 32
2.1.2. Phạm vi nghiên cứu ............................................................................................ 32
2.1.3. Phương pháp nghiên cứu................................................................................... 33
2.1.3.1. Phương pháp nghiên cứu lý thuyết................................................................ 33
2.1.3.2. Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm ......................................................... 33
2.1.3.3. Phương pháp điều tra, phỏng vấn ................................................................. 33
2.1.3.4. Phương pháp thống kê, xử lý số liệu ............................................................. 34
2.1.3.5. Phương pháp bản đồ, biểu đồ, hình ảnh ....................................................... 34
2.1.4. Thời gian nghiên cứu ......................................................................................... 34
2.2. Dụng cụ, hóa chất .................................................................................................. 34
2.2.1. Dụng cụ và thiết bị ............................................................................................. 34
2.2.1.1. Dụng cụ ............................................................................................................ 34
2.2.1.2. Thiết bị ............................................................................................................. 35
2.2.2. Hóa chất .............................................................................................................. 35
2.3. Các quy trình phân tích ........................................................................................ 37
2.3.1. Xác định độ cứng ................................................................................................ 37
2.3.2. Xác định hàm lượng ion clorua Cl- ................................................................... 37
2.3.3. Xác định độ axit .................................................................................................. 38
2.3.3.1. Chuẩn hóa nồng độ dung dịch NaOH ........................................................... 38
2.3.3.2. Tiến hành xác định độ axit ............................................................................. 39

Khóa luận tốt nghiệp

SVTH: Lê Vũ Thu Hiền

2.3.4. Xác định độ kiềm ................................................................................................ 40
2.3.4.1. Chuẩn hóa nồng độ dung dịch HCl ............................................................... 40
2.3.4.2. Tiến hành xác định độ kiềm ........................................................................... 40
2.3.5 Xác định hàm lượng ion nitrat NO3- ................................................................. 41
2.3.6. Xác định hàm lượng ortophotphat PO43- ......................................................... 41
2.3.7. Xác định chỉ tiêu COD ....................................................................................... 42
2.3.7.1. Xác định chỉ tiêu COD (phương pháp KMnO4).............................................. 42
2.3.7.2. Xác định chỉ tiêu COD (phương pháp Bicromat) ........................................... 43
CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN .............................................................. 45
3.1. Thời gian và vị trí lấy mẫu ................................................................................... 45
3.1.1. Thời gian lấy mẫu............................................................................................... 45
3.1.2. Vị trí lấy mẫu ...................................................................................................... 45
3.1.2.1. Nước sinh hoạt ................................................................................................. 45
3.1.2.2. Nước mặt .......................................................................................................... 46
3.2. Kết quả phân tích chất lượng nước tại khu vực quận Ngũ Hành Sơn............. 46
3.2.1. Kết quả khảo sát chất lượng nước thủy cục .................................................... 46
3.2.1.1. Kết quả khảo sát đợt 1 .................................................................................... 46
3.2.1.2. Kết quả khảo sát đợt 2 .................................................................................... 47
3.2.2. Kết quả khảo sát chất lượng nước ngầm: ........................................................ 49
3.2.2.1. Kết quả khảo sát đợt 1 .................................................................................... 49
3.2.2.2. Kết quả khảo sát đợt 2 .................................................................................... 50
3.2.3. Kết quả khảo sát chất lượng nước sông ........................................................... 53
3.2.3.1. Kết quả khảo sát đợt 1 .................................................................................... 53

Khóa luận tốt nghiệp

SVTH: Lê Vũ Thu Hiền

3.2.3.2. Kết quả khảo sát đợt 2 .................................................................................... 54
3.3. Kết quả khảo sát tình hình sử dụng nước của các hộ dân trên địa bàn quận
Ngũ Hành Sơn .............................................................................................................. 57
3.3.1. Kết quả khảo sát hiện trạng sử dụng nước ...................................................... 57
3.3.1.1. Nguồn nước sử dụng hàng ngày cho sinh hoạt ............................................. 57
3.3.1.2. Lượng nước trung bình các hộ gia đình sử dụng trong một tháng ............ 58
3.3.1.3. Cách thức xử lý nước uống ............................................................................ 59
3.3.2. Kết quả khảo sát chất lượng nguồn nước ........................................................ 61
3.3.2.1. Mùi vị nguồn nước dùng trong sinh hoạt ..................................................... 61
3.3.2.2. Ảnh hưởng của nguồn nước sinh hoạt đến sức khỏe các thành viên trong
gia đình .......................................................................................................................... 62
3.3.3. Kết quả khảo sát về công tác quản lý tài nguyên nước .................................. 63
3.3.3.1. Tình hình cấp nước sạch trên địa bàn quận ................................................. 63
3.3.3.2. Tình hình sử dụng nước thủy cục trên địa bàn quận .................................. 64
3.3.3.3. Cách thức đổ nước thải sau khi đã qua sử dụng .......................................... 65
3.3.4. Kết quả khảo sát về các nguồn thải xung quanh khu vực .............................. 66
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ..................................................................................... 68
Kết luận ......................................................................................................................... 68
Kiến nghị ....................................................................................................................... 68
TÀI LIỆU THAM KHẢO ........................................................................................... 70
PHỤ LỤC ...................................................................................................................... 71


SVTH: Lê Vũ Thu Hiền

Khóa luận tốt nghiệp
DANH MỤC BẢNG BIỂU
STT

BẢNG SỐ

TÊN BẢNG

TRANG

01

Bảng 1.1

Thành phần một số ion hòa tan trong nước tự nhiên

5

02

Bảng 3.1

Kết quả khảo sát chất lượng nước thủy cục đợt 1

46

03

Bảng 3.2

Kết quả khảo sát chất lượng nước thủy cục đợt 2

47

04

Bảng 3.3

Kết quả khảo sát chất lượng nước ngầm đợt 1

49

05

Bảng 3.4

Kết quả khảo sát chất lượng nước ngầm đợt 2

50

06

Bảng 3.5

Kết quả khảo sát chất lượng nước sông đợt 1

53

07

Bảng 3.6

Kết quả khảo sát chất lượng nước sông đợt 2

54

08

Biểu đồ 3.1

Hàm lượng các chỉ tiêu trong mẫu nước thủy cục
qua 2 đợt

48

09

Biểu đồ 3.2

Hàm lượng các chỉ tiêu trong mẫu nước ngầm vị trí
1

51

10

Biểu đồ 3.3

Hàm lượng các chỉ tiêu trong mẫu nước ngầm vị trí
2

52

11

Biểu đồ 3.4

Hàm lượng các chỉ tiêu trong nước sơng Cổ Cị

55

12

Biểu đồ 3.5

Hàm lượng các chỉ tiêu trong nước sông Hàn

56

13

Biểu đồ 3.6

Nguồn nước sử dụng hàng ngày cho sinh hoạt

57

14

Biểu đồ 3.7

Lượng nước sử dụng trung bình/ tháng

58

15

Biểu đồ 3.8

Cách thức xử lý nước uống

59

16

Biểu đồ 3.9

Mùi vị nguồn nước sinh hoạt sử dụng

61

17

Biểu đồ 3.10

Ảnh hưởng của nguồn nước sử dụng đến sức khỏe

62

18

Biểu đồ 3.11

Tình hình cấp nước sạch

63

19

Biểu đồ 3.12

Tình hình sử dụng nước sạch

64

20

Biểu đồ 3.13

Cách thức xả nước thải vào môi trường

65

21

Biểu đồ 3.14

Các nguồn phát sinh rác thải

66

SVTH: Lê Vũ Thu Hiền

Khóa luận tốt nghiệp
DANH MỤC HÌNH ẢNH
STT

HÌNH SỐ

TÊN HÌNH

TRANG

01

Hình 1.1

Nấm độc, nấm ăn được, nấm mốc, nấm men

10

02

Hình 1.2

Vị trí địa lý quận Ngũ Hành Sơn trên bản đồ thành
phố Đà Nẵng

29

03

Hình 1.3

Sơ đồ quy trình xử lý nước thải

31


SVTH: Lê Vũ Thu Hiền

Khóa luận tốt nghiệp
DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT
TCVN

: Tiêu chuẩn Việt Nam

QCVN

: Quy chuẩn Việt Nam

BTNMT : Bộ Tài Nguyên Môi Trường
DO

: Dissolved Oxygen

TS

: Total Solids

SS

: Suspended Solids

DS

: Dissolved Solids

COD

: Nhu cầu oxy hòa tan (Chemical Oxygen Demand)

SMEWW : Các phương pháp chuẩn xét nghiệm nước và nước thải (Standard Methods
for the Examination of Water and Waste Water)


SVTH: Lê Vũ Thu Hiền

Khóa luận tốt nghiệp
MỞ ĐẦU

Các nhà khoa học đã từng ví von rằng nước là “món súp” của sự sống. Có mặt
trên hành tinh của chúng ta cách đây hàng tỉ năm, nước chứng kiến sự phát triển và đổi
thay của trái đất từng ngày; tham gia vào các hoạt động sống, sinh trưởng và phát triển
của sinh vật; là nguyên liệu, chất xúc tác không thể thiếu trong mọi lĩnh vực nông nghiệp,
công nghiệp, y tế,... Hơn 70% bề mặt trái đất được bao phủ bởi nước, đồng thời cơ thể
của đa số các loài sinh vật và con người cũng chiếm 70% là nước. Có lẽ đây chỉ là một
sự trùng hợp ngẫu nhiên nhưng cũng phần nào nói lên được rằng hành tinh này và tất cả
chúng ta đều không thể sống thiếu nước.

Nhưng trong những thập niên gần đây, chất lượng nước đang ngày càng bị suy
giảm nghiêm trọng. Sự thay đổi về thành phần và tính chất của nguồn nước khơng đáp
ứng cho các nhu cầu và mục đích sử dụng khác nhau. Thật vậy, nước sạch đang ngày
càng trở nên khan hiếm, điều này ảnh hưởng rất lớn đối với các ngành cơng nơng nghiệp,
dịch vụ,... trong đó có con người và các lồi động thực vật. Vì vậy, kiểm sốt chất lượng
nước là nhiệm vụ quan trọng khơng thể thiếu đối với việc bảo vệ tài nguyên nước nói
riêng và bảo vệ chất lượng mơi trường nói chung.
Đà Nẵng- một thành phố trẻ trung, năng động. Nơi được biết đến với những bãi
biển đẹp, những cây cầu hùng vĩ, những địa điểm du lịch nổi tiếng,…Và cũng là một
trong những thành phố có nền kinh tế phát triển nhất cả nước. Với vị trí địa lý nằm ở
trung tâm đất nước, Đà Nẵng có nhiều tiềm năng phát triển về mọi mặt: kinh tế, xã hội,
công nghiệp, du lịch, dịch vụ,… trong đó du lịch là ngành phát triển nhất.
Nhắc đến du lịch, người ta sẽ liên tưởng đến những bãi biển đẹp, những khu resort,
khách sạn cao cấp ven biển. Và quận Ngũ Hành Sơn nổi tiếng với những điều đó. Với
12km đường bờ biển, đây là một quận có tiềm năng du lịch rất phát triển của thành phố
Đà Nẵng. Dọc theo tuyến đường ven biển Trường Sa là một chuỗi các khu nghỉ dưỡng,
resort, biệt thự, khách sạn cao cấp như Furama, Olalani, Fushion Maia, Vinpearl,…Bên

1


Khóa luận tốt nghiệp

SVTH: Lê Vũ Thu Hiền

cạnh việc phát triển về du lịch thì yếu tố mơi trường cũng luôn được người dân và những
nhà quản lý quận này quan tâm.
Để tìm hiểu rõ hơn về mơi trường nước tại khu vực quận Ngũ Hành Sơn, tôi quyết
định chọn đề tài: “Khảo sát đánh giá chất lượng và tình hình sử dụng nước tại khu
vực quận Ngũ Hành Sơn thành phố Đà Nẵng”.

Nội dung của đề tài:
- Tìm hiểu quy trình phân tích một số chỉ tiêu hóa học trong nước.
- Áp dụng quy trình phân tích trên để tiến hành phân tích các mẫu nước
thuộc khu vực quận Ngũ Hành Sơn, bao gồm nước sinh hoạt và nước sông. Dựa
vào các kết quả thu được để đánh giá chất lượng nước của khu vực.
- Tìm hiểu về cơng tác quản lý tài nguyên nước ở quận Ngũ Hành Sơn.
- Khảo sát chất lượng và tình hình sử dụng nước của các hộ dân sống rải rác
trên địa bàn 4 phường của quận Ngũ Hành Sơn thông qua việc phát phiếu điều
tra.
Ý nghĩa của đề tài
- Củng cố lại các kiến thức đã học về quy trình xác định các chỉ tiêu hóa học
trong nước, từ đó áp dụng vào phân tích trong thực tiễn.
- Hiểu rõ hơn về cơng tác quản lý tài ngun nước; tình hình sử dụng cũng
như chất lượng nước của các hộ dân sống trên địa bàn quận Ngũ Hành Sơn.

2


SVTH: Lê Vũ Thu Hiền

Khóa luận tốt nghiệp
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
1.1. Khái quát về môi trường nước

Khoảng 4-5 tỷ năm về trước, khi Trái đất vừa mới được hình thành, bề mặt của
nó khơng hề có giọt nước nào, khơng có cả một sự sống. Về sau, Trái đất nguội dần đi,
hơi nước trong khí quyển mới đọng lại thành nước, mưa rơi xuống chảy vào chỗ trũng,
lâu ngày tích lại, dần trở thành hồ và biển nguyên thủy. Và đó cũng chính là nơi các sinh
vật sống đầu tiên được hình thành.
Thủy quyển nằm giữa khí quyển và địa quyển. Nó gồm có biển, hồ, sơng, đầm,

nước ngầm, lạch suối (dưới dạng chất lỏng) và băng hà (dưới dạng chất rắn). Theo ước
tính của các nhà khoa học, tổng lượng nước trên bề mặt Trái đất vào khoảng 1,4 tỷ km3.
Trong đó khoảng 97% là nước ở các đại dương, 2% là nguồn nước bị đóng băng và chỉ
có 1% là nước ngọt ở các sông, hồ, nước ngầm phục vụ cho nhu cầu của con người và
các nhu cầu khác.
Nguồn nước đóng một vai trị hết sức quan trọng. Nước giúp điều hịa nhiệt độ và
khí hậu trên bề mặt Trái Đất, là nhân tố không thể thiếu giúp duy trì sự sống, những sinh
hoạt hàng ngày của con người và các loài động thực vật, thực hiện các chu trình tuần
hồn vật chất trong tự nhiên. Đồng thời nó cịn là dung mơi lý tưởng để hịa tan, phân bố
các hợp chất hữu cơ và vô cơ trong các ngành công nghiệp sản xuất; tạo môi trường
thuận lợi cho giao thông đường thủy, cho các hoạt động thể thao, nghỉ dưỡng và giải trí.
1.1.1. Tính chất vật lý của nguồn nước
Nước là chất lỏng khơng có màu, trong suốt, cho ánh sáng và sóng dài đi qua (hấp
thụ ánh sáng sóng ngắn mạnh hơn) điều này giúp cho q trình quang hợp có thể thực
hiện ở độ sâu trong nước.
Nước tồn tại trong điều kiện tự nhiên ở ba trạng thái: rắn, lỏng, khí.

3


Khóa luận tốt nghiệp

SVTH: Lê Vũ Thu Hiền

Ở áp suất khí quyển 1atm, nước sơi ở 100oC và đóng băng ở 0oC (đối với nước
ngọt), -1,9oC (đối với nước biển).
Nhiệt độ sơi của nước giảm khi áp suất bên ngồi giảm.
Khối lượng riêng của nước 1g/cm3.
Nước là một loại dung mơi lý tưởng để hịa tan các hợp chất hữu cơ và vô cơ.
Sức căng bề mặt của nước lớn hơn sức căng bề mặt của các chất lỏng khác.

Nhiệt bay hơi của nước (540 cal/g) lớn hơn nhiệt bay hơi của các chất khác, cho
nên nước được sử dụng rộng rãi trong các quá trình truyền nhiệt.
1.1.2. Thành phần của mơi trường nước
1.1.2.1. Thành phần hóa học của 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 lợ hoặc nước mặn; nước sạch và nước ô nhiễm; nước giàu
dinh dưỡng và nước nghèo dinh dưỡng; nước cứng và nước mềm…
* Các ion hòa tan
Nước là dung mơi lưỡng tính nên hịa tan rất tốt các chất như axit, bazo và muối
vô cơ tạo ra nhiều loại ion tồn tại tự nhiên trong môi trường nước. Hàm lượng các ion
hòa tan trong nước được đặc trưng bởi độ dẫn điện của nước.
Thành phần ion hòa tan của nước biển tương đối đồng nhất nhưng của nước bề
mặt và nước ngầm thì khơng đồng nhất vì cịn phụ thuộc vào đặc điểm khí hậu, địa chất
và vị trí thủy vực. Sau đây là số liệu tham khảo về thành phần ion hòa tan trong nước.

4


SVTH: Lê Vũ Thu Hiền

Khóa luận tốt nghiệp

Bảng 1.1: Thành phần một số ion hòa tan trong nước tự nhiên
Nồng độ (mg/l) trong nước Nồng độ (mg/l) trong nước
Thành phần

biển

sông hồ, đầm

Cl-

19340

8

Na+

10770

6

SO42-

2712

11

Mg2+

1290

4

Ca2+

412

15

K+

399

2

HCO3-

140

58

Ngồi ra cịn một số ion ở hàm lượng rất nhỏ như: B, F, P, N, Fe,…
* Các khí hịa tan
Các khí hịa tan trong nước là do sự hấp thụ của khơng khí vào nước, hoặc do q
trình sinh hóa trong nước tạo ra, các khí chủ yếu là oxy và cacbonic, ngồi ra cịn một số
khí khác.
- Khí O2: Khí oxy hịa tan trong nước được đặc trưng bởi chỉ số DO
(Disolved Oxygen). Khí oxy hịa tan hịa tan trong nước có ý nghĩa lớn đối với
q trình làm sạch của nước (oxy hóa chất hữu cơ trong điều kiện tự nhiên) và
đảm bào sự sống cho hệ sinh vật trong nước. Trong nước oxy tự do ở dạng hịa
tan ít hơn nhiều lần so với khơng khí, khoảng 8- 10ppm. Mức độ bão hịa oxi hịa
tan (DO) vào khoảng 14-15ppm đối với nước sạch ở 0oC, nhiệt độ càng tăng thì
lượng oxy hịa tan càng giảm và bằng 0 ở 100oC.
- Khí cacbonic CO2: khí CO2 hòa tan trong nước là do sự hấp thu từ khơng
khí vào nước và do q trình hóa học trong nước tạo ra. Khí CO2 hịa tan trong

5

SVTH: Lê Vũ Thu Hiền

Khóa luận tốt nghiệp

nước tạo thành các ion bicacbonat (HCO3-) và cacbonat (CO32-), tạo thành hệ
cacbonat, có tính chất như một hệ đệm cho sự ổn định môi trường pH của nước.
Khi pH thấp, CO2 ở dạng khí, ở pH = 8-9 ở dạng bicacbonat, cịn khi pH > 10 ở
dạng cacbonat CO32-.
CO2 + H2O → H2CO3
H2CO3 → HCO3- + H+
H2CO3 → CO32- + H+
- Sự tồn tại trong nước CO2, CO32- và HCO3- theo một tỉ lệ nhất định gọi là
trạng thái cân bằng. Nó quyết định sự ổn định của nước, tránh hiện tượng xâm
thực của CO2 ở dạng tự do trong nước và hiện tượng lắng cặn cacbonat. Ion
hydrocacbonat rất quan trọng đối với hoạt tính quang hợp của thực vật xanh, là
nguồn dinh dưỡng cho hệ sinh vật trong nước.
* Các chất rắn
Các chất rắn bao gồm các thành phần vô cơ, hữu cơ và được phân thành 2 loại
dựa vào kích thước:
- Chất rắn có thể lọc được là loại có đường kính ≤ 10-6m, ví dụ chất rắn
dạng keo, chất rắn hòa tan (các ion và phân tử hòa tan).
- Chất rắn khơng thể lọc: loại này có đường kính > 10-6m, ví dụ: hạt, bùn,
sạn…
Hàm lượng các chất rắn được đặc trưng bởi các chỉ số TSS- tổng lượng chất rắn; DSlượng chất rắn hòa tan; SS- lượng chất rắn lơ lửng.

6


Khóa luận tốt nghiệp

SVTH: Lê Vũ Thu Hiền

* Các chất hữu cơ
Dựa vào khả năng bị phân hủy do vi sinh vật trong nước, các hợp chất hữu cơ
được phân làm 2 nhóm:
- Các chất hữu cơ dễ phân hủy sinh học (hoặc các chất tiêu thụ oxi) như các
chất đường, chất béo, protein, dầu mỡ động thực vật. Trong môi trường nước các
chất này dễ bị vi sinh phân hủy tạo ra khí CO2 và nước. Hàm lượng các chất dễ
phân hủy sinh học được đặc trưng bởi chỉ số BOD- nhu cầu oxy sinh học.
- Các chất hữu cơ khó phân hủy sinh học như các hợp chất Clo hữu cơ, DDT,
linđan, anđrin, policloro- bipheny (PCB), các hợp chất hữu cơ đa vòng ngưng tụ
như pyren, naphtalen, authraxen, dioxin,… Đây là những chất có tính độc cao, lại
bền trong mơi trường nước, có khả năng gây tác hại lâu dài cho đời sống sinh vật
và sức khỏe con người. Hàm lượng các chất khó phân hủy sinh học, kể cả dễ phân
hủy sinh học được đặc trưng bởi chỉ số COD- nhu cầu oxy hóa học.
1.1.2.2. Thành phần sinh học
* Vi khuẩn và nấm
- Vi khuẩn (Bacteria): là các loại thực vật đơn bào, khơng màu có kích thước từ
0,5- 5,0 μm, chỉ có thể quan sát được bằng kính hiển vi. Chúng có dạng hình que, hình
cầu hoặc hình xoắn tồn tại ở dạng đơn lẻ, dạng cặp hay liên kết thành mạch dài. Chúng
sinh sản bằng cách tự phân đôi với chu kỳ 15- 30 phút trong điều kiện thích hợp về dinh
dưỡng, oxi và nhiệt độ.
Vi khuẩn đóng vai trị rất quan trọng trong việc phân hủy chất hữu cơ, hỗ trợ quá
trình tự làm sạch của nước tự nhiên, do vậy nó có ý nghĩa về mặt sinh thái. Phụ thuộc
vào nguồn dinh dưỡng, vi khuẩn được chia làm hai nhóm chính:

7

SVTH: Lê Vũ Thu Hiền

Khóa luận tốt nghiệp

+ Vi khuẩn tự dưỡng (autotrophic) là loại vi khuẩn có khả năng xúc tác cho
phản ứng oxi hóa chất vơ cơ để thu năng lượng và sử dụng khí CO2 làm nguồn
cacbon cho quá trình sinh tổng hợp. Tùy vào loại vi khuẩn xúc tác cho quá trình
nào mà người ta gọi tên cụ thể như: nitrosomonas, nitrobacter,…
Vi khuẩn ferrobacilius đóng vai trị xúc tác cho sự oxi hóa Fe(II) thành Fe(III):
4Fe2+ + 4H+ + O2

4Fe3+ + 2H2O

Các vi khuẩn lưu huỳnh có khả năng chịu được pH thấp và có thể oxi hóa H2S
trong nước thành axit sunfuric gây ăn mịn vật liệu xây dựng ở các cơng trình thủy
nơng và hệ thống cấp thoát nước.
+ 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) là vi khuẩn cần oxi hịa tan khi phân hủy chất
hữu cơ để sinh sản và phát triển.
{CH2O} + O2

CO2 + H2O + E

 Vi khuẩn kị khí (anaerobes) là vi khuẩn khơng sử dụng oxi hòa tan khi
phân hủy chất hữu cơ để sinh sản và phát triển, tuy nhiên nó sẽ sử dụng
oxy trong các liên kết.
{CH2O} + SO42-

CO2 + H2S + E

 Vi khuẩn tùy nghi (facutative) là vi khuẩn có thể phát triển trong điều
kiện có oxy hoặc khơng có oxy tự do. Loại này ln có mặt và hoạt động
trong hệ thống xử lý nước thải (kị khí và hiếu khí). Năng lượng E giải

8


Khóa luận tốt nghiệp

SVTH: Lê Vũ Thu Hiền

phóng ra trong các trường hợp trên được sử dụng cho tổng hợp tế bào mới
và một phần được thoát ra dưới dạng nhiệt.
- Giới Nấm (tên khoa học: Fungi) bao gồm những sinh vật nhân thực dị
dưỡng có thành tế bào bằng kitin. Phần lớn nấm phát triển dưới dạng các sợi đa bào được
gọi là sợi nấm (hyphae) tạo nên hệ sợi (mycelium), một số nấm khác lại phát triển dưới
dạng đơn bào. Q trình sinh sản (hữu tính hoặc vơ tính) của nấm thường qua bào tử.
Dù khơng dễ thấy, nhưng nấm lại có mặt ở tất cả các mơi trường trên Trái Đất và
đóng một vai trị rất quan trọng trong hệ sinh thái. Cùng với vi khuẩn, nấm là sinh vật
phân hủy chính ở hầu hết các hệ sinh thái trên cạn (và một số là ở dưới nước), bởi vậy
nên chúng cũng có vai trị quan trọng các chu trình sinh địa hóa và ở nhiều lưới thức ăn.
Khi sống hoại sinh hay cộng sinh, chúng phân hủy những vật chất hữu cơ thành những
phân tử vô cơ, rồi sau đó những chất này sẽ được đồng hóa ở thực vật hay những sinh
vật khác.
Trên Trái Đất, đa phần các nấm đều khơng thể nhìn thấy được bằng mắt thường,
chúng sống phần lớn ở trong đất, chất mùn, xác sinh vật chết, cộng sinh hoặc ký sinh trên
cơ thể động, thực vật và nấm khác. Nấm đóng một vai trò quan trọng trong hệ sinh thái,
chúng phân hủy các vật chất hữu cơ và không thể thiếu được trong chu trình chuyển hóa

và trao đổi vật chất.
Nấm được ứng dụng rất rộng rãi trong đời sống lẫn sản xuất. Nhiều lồi được sử
dụng trong cơng nghệ thực phẩm, sử dụng làm thức ăn hoặc trong quá trình lên men.
Nấm còn được dùng để sản xuất chất kháng sinh, hoocmon trong y học và nhiều
loại enzym. Tuy vậy, nhiều loại nấm lại có chứa các chất hoạt động sinh học được gọi
là mycotoxin, như ancaloit và polyketit là những chất độc đối với động vật lẫn con người.
Vài loại nấm có thể gây ra các chứng bệnh cho con người và động vật, cũng như bệnh
dịch cho cây trồng và mùa màng.

9


SVTH: Lê Vũ Thu Hiền

Khóa luận tốt nghiệp

Hình 1.1: Nấm độc, nấm ăn, nấm mốc và nấm men (nhìn dưới kính hiển vi)
(từ trái sang phải)
* Siêu vi trùng
Loại này có kích thước nhỏ (khoảng 20-100nm), 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, chính vì cơ chế sinh sản này siêu vi trùng là tác nhân gây
bệnh hiểm nghèo cho con người và các loài động vật.
* 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 có dạng nhánh dài, thuộc loại thực vật phù du. Tảo

10

SVTH: Lê Vũ Thu Hiền

Khóa luận tốt nghiệp

là loại sinh vật tự dưỡng, chúng sử dụng cacbonic hoặc bicacbonat làm nguồn cacbon,
sử dụng các chất dinh dưỡng vô cơ như phosphat và nito để phát triển theo sơ đồ:
CO2 + PO43- + NH3

hυ

Phát triển tế bào mới + O2

Trong quá trình phát triển của tảo có sự tham gia của một số nguyên tố vi lượng
như Magie (Mg), Bo (B), Coban (Co) và canxi (Ca), Tảo xanh là do có chất clorophyl,
chất này đóng vai trị quan trọng trong q trình quang hợp. Người ta có thể dùng tảo
làm chỉ thị sinh học để đánh giá chất lượng nước tự nhiên.
1.2. Sự ô nhiễm nguồn nước
1.2.1. Khái niệm về sự ô nhiễm nguồn nước
Ô nhiễm nước là sự thay đổi thành phần và chất lượng nước không đáp ứng cho
các mục đích sử dụng khác nhau, vượt quá tiêu chuẩn cho phép và có ảnh hưởng xấu đến
đời sống con người và sinh vật.
Do hoạt động nhân tạo hay tự nhiên mà thành phần của nước có thể bị thay đổi
bởi nhiều chất thải đưa vào hệ thống. Theo cơ chế tự nhiên, nước có khả năng tự làm
sạch thơng qua các q trình biến đổi lý hóa, sinh hóa, hấp thụ, lắng lọc, tạo keo, phân
tán, biến đổi có xúc tác sinh học, oxy hóa khử, phân ly, polyme hóa hay các q trình
trao đổi chất…Cơ sở để thực hiện các q trình này là có đủ oxy hịa tan, dễ thực hiện ở
dòng chảy hơn là ở hồ ao vì ở đây diễn ra quá trình đối lưu hay khuếch tán oxy cũng như
sự pha loãng các chất.
Khi lượng chất thải đưa vào nước quá nhiều, vượt quá khả năng giới hạn của quá
trình tự làm sạch thì kết quả là nước bị ơ nhiễm. Khi đó để xử lý ơ nhiễm cần phải có các

phương pháp xử lý nhân tạo.

11


Khóa luận tốt nghiệp

SVTH: Lê Vũ Thu Hiền

Việc nhận biết nước bị ơ nhiễm có thể căn cứ vào các trạng thái hóa học, vật lý,
hóa lý, sinh học của nước. Ví dụ: Khi nước bị ơ nhiễm sẽ có mùi khó chịu, vị khơng bình
thường, màu khơng trong suốt, số lượng cá và sinh vật thủy sinh khác giảm, cỏ dại phát
triển mạnh, nhiều mùn hoặc có váng dầu mỡ mặt nước…
Nước ô nhiễm ở sông hồ, chảy ra biển gây ô nhiễm cửa sông và biển ảnh hưởng
tới các sinh vật biển. Ngồi ra cịn có nhiều chất thải trực tiếp vào đại dương gây ô nhiễm
biển trên phạm vi rộng lớn (sự cố tràn dầu, thải các chất thải ở các nhà máy ven biển).
1.2.2. Các nguồn gây ô nhiễm nước
1.2.2.1. Nguồn tự nhiên
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.
+ Khi cây cối và sinh vật chết đi, chúng bị vi sinh vật phân hủy thành chất
hữu cơ. Một phần sẽ ngấm vào lịng đất, sau đó ăn sâu vào nước ngầm, gây ơ
nhiễm hoặc theo dịng nước ngầm hịa vào dịng lớn.
+ Lụt lội có thể làm nước mất sự trong sạch, khuấy động những chất bẩn
trong hệ thống cống rãnh, mang theo nhiều chất thải độc hại và cuốn theo các loại
hố chất tồn đọng trong mơi trường đất, nước.
Ô nhiễm nước do các yếu tố tự nhiên (núi lửa, xói mịn, bão, lụt,...) có thể rất
nghiêm trọng, nhưng không thường xuyên và không phải là nguyên nhân chính gây suy
thối chất lượng nước tồn cầu.

12


Khóa luận tốt nghiệp

SVTH: Lê Vũ Thu Hiền

1.2.2.2. Nguồn nhân tạo
- Từ các hoạt động sinh hoạt:
+ Phát sinh từ các hộ gia đình, bệnh viện, khách sạn, cơ quan trường học,
chứa các chất thải trong quá trình sinh hoạt, vệ sinh của con người.
+ Thành phần cơ bản của nước thải sinh hoạt là các chất hữu cơ dễ bị phân
hủy sinh học (cacbohydrat, protein, dầu mỡ), chất dinh dưỡng (photpho, nitơ),
chất rắn và vi trùng.
+ Tùy theo mức sống và lối sống mà lượng nước thải cũng như tải lượng các
chất có trong nước thải của mỗi người trong một ngày là khác nhau. Nhìn chung
mức sống càng cao thì lượng nước thải và tải lượng thải càng cao.
- Từ các chất thải công nghiệp:
Phát sinh từ các cơ sở sản xuất công nghiệp, tiểu thủ công nghiệp, giao
thông vận tải. Khác với nước thải sinh hoạt hay nước thải đơ thị, nước thải cơng
nghiệp khơng có thành phần cơ bản giống nhau, mà phụ thuộc vào ngành sản xuất
cơng nghiệp cụ thể.
Ví dụ: nước thải của các xí nghiệp chế biến thực phẩm thường chứa lượng
lớn các chất hữu cơ; nước thải của các xí nghiệp thuộc da ngồi các chất hữu cơ
cịn có các kim loại nặng, sulfua,...
Ngồi các nguồn gây ơ nhiễm chính như trên thì cịn có các nguồn gây ơ
nhiễm nước khác như từ y tế hay từ các hoạt động sản xuất nông, lâm, ngư nghiệp
của con người…

13

Khóa luận tốt nghiệp

SVTH: Lê Vũ Thu Hiền

1.2.3. Một số tác nhân chính gây ơ nhiễm mơi trường nước
1.2.3.1. Nước thải
Nước thải từ các nguồn sinh hoạt, dịch vụ, chế biến thực phẩm và cơng nghiệp có
chứa một lượng lớn và đa dạng các chất ô nhiễm bao gồm các chất ô nhiễm hữu cơ, vô
cơ, vi sinh,… khi đi vào nguồn nước sẽ gây ô nhiễm nước. Một số trong các chất ô nhiễm
này, đặc biệt là các chất có nhu cầu oxy, các chất dầu, mỡ và các chất thải rắn đều có thể
khử được qua các quá trình xử lý nước thải đơ thị ở các bước sơ cấp và thứ cấp. Còn các
chất khác như muối, kim loại nặng và các chất hữu cơ khó phân hủy đều không xử lý
được triệt để bằng các biện pháp thông thường. Người ta phân loại nước thải thành các
loại như: nước thải công nghiệp, nước thải công nghiệp, nước thải công nghiệp chế biến
thực phẩm, nước thải sinh hoạt dịch vụ và nước thải y tế.
Việc thải không hợp lý các nguồn nước thải có thể dẫn đến các vấn đề nghiêm
trọng. Khi thải nước thải ra ngoài khơi sẽ dẫn đến việc hình thành lớp bùn thải dạng cặn
ở các sông và thềm lục địa. Ngày nay hầu hết nước thải ở các vùng đô thị đều được xử
lý ở các nhà máy xử lý nước thải. Tuy nhiên vấn đề quan trọng đặt ra là lượng bùn- sản
phẩm của các quá trình xử lý nước thải tạo ra. Lượng bùn này có thể chứa các chất hữu
cơ còn tiếp tục phân hủy một cách chậm chạp, các chất hữu cơ khó phân hủy sinh học
cũng như các kim loại nặng. Ở các vùng đô thị lớn, lượng bùn sinh ra trong nước thải có
thể rất lớn và cần phải có biện pháp xử lý thích hợp.
1.2.3.2. Các chất hữu cơ tổng hợp
Hàng năm, trên thế giới sản xuất vào khoảng 60 triệu tấn các chất hữu cơ tổng
hợp đó là các chất như nhiên liệu, chất dẻo, chất hóa dẻo, chất màu, thuốc trừ sâu, phụ
gia thực phẩm và dược phẩm,… Nói chung các chất này thường rất độc và khá bền sinh
học, đặc biệt là các loại cacbuahydro thơm, chúng gây ô nhiễm nặng nề cho nguồn nước.

14


Khóa luận tốt nghiệp

SVTH: Lê Vũ Thu Hiền

- Các hóa chất bảo vệ thực vật
Hiện nay có khoảng hơn 10.000 các hợp chất khác nhau được sử dụng để bảo vệ
thực vật bao gồm: thuốc trừ sâu, thuốc diệt cỏ, thuốc diệt nấm, thuốc trừ cơn trùng và
chất kích thích sinh trưởng.
Do những tính chất của chúng như dễ bay hơi, dễ hịa tan trong nước và trong
dung mơi; rất bền đối với quá trình biến đổi sinh học nên các hóa chất bảo vệ thực vật
thường tồn tại rất lâu trong môi trường, gây ảnh hưởng xấu đến sức khỏe của con người
và các loài động thực vật.
- 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 cơng nghiệp hoặc trong
sinh hoạt gia đình. Hàng năm trên thế giới sản xuất khoảng 25 triệu tân chất tẩy rửa khác
nhau. Thành phần của chất tẩy rửa gồm có các chất hoạt động bề mặt (10 ÷ 30%), 12%
các chất phụ gia và một số các chất độn khác.
+ Chất hoạt động bề mặt là những chất tham gia là giảm sức căng bề mặt chất
lỏng, tạo ra nhũ tương và huyền phù bền với các hạt cấu ghét nhờ đó mà chất bẩn
được tách ra khỏi vải. 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 giảm hoạt tính của các tầng lớp sinh học, cũng như bùn hoạt
tính.
+ Chất phụ gia là một thành phần bổ sung vào chất tẩy rửa, chất phụ gia kết
hợp với các ion Ca2+, Mg2+ và phản ứng với nước để tạo môi trường tối ưu cho

chất hoạt động bề mặt (hay sử dụng nhất là các polyphosphat). Polyphosphat bị
phân hủy nhanh nhờ quá trình thủy phân

15