Đánh giá chất lượng nước mặt một số khu vực tại quận liên chiểu, thành phố đà nẵng thông qua một số chỉ tiêu vật lý và hoá học

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

TRẦN THỊ BÍCH KHUÊ
ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG NƯỚC MẶT MỘT SỐ KHU VỰC
TẠI QUẬN LIÊN CHIỂU – TP ĐÀ NẴNG THÔNG QUA MỘT
SỐ CHỈ TIÊU VẬT LÝ VÀ HÓA HỌC

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP
CỬ NHÂN KHOA HỌC

Đà Nẵng, 2016

1


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

ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG NƯỚC MẶT MỘT SỐ KHU VỰC
TẠI QUẬN LIÊN CHIỂU – TP ĐÀ NẴNG THÔNG QUA MỘT
SỐ CHỈ TIÊU VẬT LÝ VÀ HÓA HỌC

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP
CỬ NHÂN KHOA HỌC

Sinh viên thực hiện : Trần Thi Bích Khuê

Lớp
: 12CHP
Giáo viên hướng dẫn : Phạm Thị Hà

Đà Nẵng, 2016

2


ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐHSP
KHOA HĨA

CỘNG HỊA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập – Tự do – Hạnh phúc

NHIỆM VỤ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

Họ và tên sinh viên: TRẦN THỊ BÍCH KHUÊ
Lớp

: 12CHP

1. Tên đề tài: Đánh giá chất lượng nước mặt một số khu vực tại quận Liên Chiểu - TP
Đà Nẵng thông qua một số chỉ tiêu vật lý và hóa học.
2. Nguyên liệu, dụng cụ và thiết bị
- Nguyên liệu: Mẫu nước tại khu vực quận Liên Chiểu
- Dụng cụ: Cốc thuỷ tinh, bình tam giác, bình định mức, buret, pipet các loại.
- Thiết bị: Máy quang phổ hấp thụ phân tử UV – VIS, cân phân tích, máy đo
pH, bếp điện.

3. Nội dung nghiên cứu
-

Tìm hiểu về tài nguyên nước mặt tại quận Liên Chiểu - TP Đà Nẵng.

-

Tìm hiểu quy trình phân tích của một số chỉ tiêu trong nước.

-

Áp dụng quy trình phân tích trên để tiến hành phân tích một số mẫu nước mặt
khu vực quận Liên Chiểu, từ đó đánh giá chất lượng môi trường nước của khu
vực.

4. Giáo viên hướng dẫn: Thạc sĩ Phạm Thị Hà
5. Ngày giao đề tài: Ngày 10 tháng 10 năm 2015
6. Ngày hoàn thành: Ngày 20 tháng 04 năm 2016

Giáo viên hướng dẫn

Chủ nhiệm khoa

PGS.TS Lê Tự Hải

Th.s Phạm Thị Hà
3


Sinh viên đã hoàn thành và nộp báo cáo cho Khoa ngày 07 tháng 05 năm 2016.

Kết quả điểm đánh giá:……
Ngày

tháng

năm 2016

CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG

4


Với lòng biết ơn sâu sắc, em xin chân thành cảm ơn cơ
giáo Th.s Phạm Thị Hà đã tận tình hướng dẫn, chỉ bảo, động
viên em trong suốt quá trình học tập, nghiên cứu và hồn thành
đề tài khóa luận này.
Em xin chân thành cảm ơn các thầy, cô giáo giảng dạy
các bộ môn và các thầy cô công tác tại phịng thí nghiệm khoa
Hóa – trường Đại Học Sư Phạm Đà Nẵng đã tạo mọi điều kiện
thuận lợi cho chúng em trong suốt quá trình học tập và nghiên
cứu tại trường.
Em cũng rất cảm ơn sự giúp đỡ nhiệt tình của các anh
chị, bạn bè đã tạo điều kiện cũng như động viên, chia sẻ và giúp
đỡ em trong suốt thời gian qua.
Do còn hạn chế về thời gian và kiến thức nên đề tài
không tránh khỏi những sai sót nhất định. Em rất mong nhận
được sự góp ý và hướng dẫn thêm của các thầy cô.
Em xin chân thành cám ơn!

Đà Nẵng, ngày 25 tháng 04 năm 2016.

Sinh viên
Trần Thị Bích Khuê

5


MỤC LỤC

CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN ........................................................................................... 15
1.1. Khái quát về môi trường nước .................................................................................... 15
1.1.1. Đại cương về nguồn nước ....................................................................................... 15
1.1.2. Thành phần hóa học của nguồn nước ...................................................................... 15
1.1.2.1. Các ion hịa tan ..................................................................................................... 15
1.1.2.2. Các khí hịa tan ..................................................................................................... 16
1.1.2.3. Các chất hữu cơ .................................................................................................... 16
1.1.3. Thành phần sinh học của nguồn nước ..................................................................... 17
1.1.3.1. Vi khuẩn và nấm ................................................................................................... 17
1.1.3.2. Siêu vi trùng.......................................................................................................... 18
1.1.3.3. Tảo ........................................................................................................................ 19
1.1.3.4. Các loài sinh vật khác ........................................................................................... 19
1.1.4. Phân loại và phân bố nguồn nước ........................................................................... 20
1.1.4.1. Nước mặt .............................................................................................................. 20
1.1.4.2. Nước ngầm ........................................................................................................... 21
1.1. Sự ô nhiễm nguồn nước .............................................................................................. 21
1.1.1. Khái niệm ................................................................................................................ 21
1.1.2. Các nguồn ô nhiễm nước ......................................................................................... 21
1.1.2.1. Nguồn thải điểm ................................................................................................... 21
1.1.2.2. Nguồn thải phân tán .............................................................................................. 23
1.2. Các chỉ tiêu đánh giá chất lượng nước ....................................................................... 23
1.2.1. Các chỉ tiêu vật lý .................................................................................................... 23

1.2.1.1. Nhiệt độ ................................................................................................................ 23
1.2.1.2. Độ đục................................................................................................................... 24
6


1.2.1.3. Mùi........................................................................................................................ 24
1.2.2. Chỉ tiêu hóa học ....................................................................................................... 24
1.2.2.1. Độ pH ................................................................................................................... 24
1.2.2.2. Độ axit .................................................................................................................. 25
1.2.2.3. Độ kiềm ................................................................................................................ 25
1.2.2.4. Chỉ tiêu COD – Nhu cầu oxi hóa học ( Chemical oxygen demand )……..….26
1.2.2.5. Chỉ tiêu clorua ( Cl-) ............................................................................................. 26
1.2.2.6. Chỉ tiêu độ cứng ................................................................................................... 27
1.2.2.7. Hàm lượng chất rắn lơ lửng (SS- Suspended Solids) ........................................... 27
1.2.2.8. Hàm lượng photpho ( PO43-) ................................................................................ 27
1.2.2.9. Hàm lượng nitrat ( NO3-) ...................................................................................... 28
1.2.2.10. Hàm lượng amoni ( NH4+) .................................................................................. 28
1.4. Giới thiệu về quận Liên Chiểu - Thành phố Đà Nẵng ............................................... 29
1.4.1. Vị trí địa lý ............................................................................................................... 29
1.4.2. Điều kiện khí hậu ..................................................................................................... 30
1.5. Sai số trong quy trình phân tích .................................................................................. 31
1.5.1. Khái niệm ................................................................................................................ 31
1.5.2. Nguyên nhân sai số .................................................................................................. 31
1.5.3. Các đại lượng đặc trưng cho sai số .......................................................................... 32
1.5.3.1. Giá trị trung bình cộng ......................................................................................... 32
1.5.3.2. Phương sai ............................................................................................................ 32
1.5.3.3. Hệ số biến động .................................................................................................... 32
1.5.3.4. Biên giới tin cậy.................................................................................................... 33
CHƯƠNG 2. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ........................... 34
2.1. Đối tượng, phạm vi và thời gian nghiên cứu .............................................................. 34

2.1.1. Đối tượng nghiên cứu .............................................................................................. 34
7


2.1.2. Phạm vi nghiên cứu ................................................................................................. 34
2.1.3. Thời gian nghiên cứu ............................................................................................... 34
2.2. Dụng cụ, hóa chất ....................................................................................................... 35
2.2.1. Dụng cụ và thiết bị................................................................................................... 35
2.2.2. Hóa chất ................................................................................................................... 35
2.3. Pha chế các dung dịch ................................................................................................ 36
2.3.1. Pha chế dung dịch chuẩn ......................................................................................... 36
2.3.2. Pha chế dung dịch đệm và chất chỉ thị .................................................................... 39
2.4. Các quy trình phân tích. .............................................................................................. 41
2.4.1. Xác định pH ............................................................................................................ 41
2.4.2. Đo độ đục................................................................................................................ 41
2.4.3. Xác định hàm lượng chất rắn lơ lửng ...................................................................... 42
2.4.4. Xác định độ cứng ..................................................................................................... 42
2.4.5. Xác định độ kiềm..................................................................................................... 43
2.4.6. Xác định độ axit ...................................................................................................... 43
2.4.8. Xác định hàm lượng ion clorua Cl-.......................................................................... 44
2.4.9. Xác định hàm lượng ion amoni NH4+...................................................................... 45
2.4.10. Xác định hàm lượng ion nitrat NO3- bằng phương pháp salycilat ........................ 46
2.4.11. Xác định hàm lượng ortophotphat PO43- ............................................................... 47
2.4.12. Chuẩn hóa nồng độ của HCl bằng dung dịch chuẩn Borax................................... 48
2.4.13. Chuẩn hóa nồng độ của NaOH bằng dung dịch HCl ............................................ 48
2.5. Quy trình đánh giá sai số thống kê ............................................................................. 49
2.5.1. Sai số thống kê của quy trình xác định NH4+ ......................................................... 49
2.5.2. Sai số thống kê của quy trình xác định NO3- ........................................................... 49
2.5.3. Sai số thống kê của quy trình xác định PO43- .......................................................... 49
2.5.4. Sai số thống kê của quy trình xác định các chỉ tiêu khác ........................................ 50

8


CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN.................................................................. 51
3.1. Thời gian và vị trí lấy mẫu ......................................................................................... 51
3.1.1. Thời gian lấy mẫu .................................................................................................... 51
3.1.2. Vị trí lấy mẫu ........................................................................................................... 51
3.2. Kết quả phân tích chất lượng nước tại khu vực quận Liên Chiểu .............................. 52
3.2.1. Kết quả khảo sát chất lượng nước hồ ...................................................................... 52
3.2.1.1. Kết quả khảo sát đợt 1 .......................................................................................... 53
3.2.1.2. Kết quả khảo sát đợt 2 .......................................................................................... 54
3.2.1.3. Kết quả khảo sát đợt 3 .......................................................................................... 55
3.2.2. Kết quả khảo sát chất lượng nước giếng ................................................................. 58
3.2.2.1. Kết quả khảo sát đợt 1 .......................................................................................... 58
3.2.2.3. Kết quả khảo sát đợt 3 .......................................................................................... 60
3.2.3. Kết quả khảo sát chất lượng nước sông ................................................................... 62
3.2.4. Kết quả khảo sát chất lượng nước kênh .................................................................. 63
3.2.5. Kết quả khảo sát chất lượng nước biển ven bờ ....................................................... 67
3.2.5.2. Kết quả khảo sát đợt 2 .......................................................................................... 68
3.2.5.3. Kết quả khảo sát đợt 3 .......................................................................................... 69
CHƯƠNG 4. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ................................................................. 72
4.1. Kết luận....................................................................................................................... 72
4.2. Kiến nghị .................................................................................................................... 72
TÀI LIỆU THAM KHẢO............................................................................................... 74

9


DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 3.1. Kết quả khảo sát tại các hồ đợt 1 ...................................................................... 53

Bảng 3.2. Kết quả khảo sát tại các hồ đợt 2 ...................................................................... 54
Bảng 3.3. Kết quả khảo sát tại các hồ đợt 3 ...................................................................... 55
Bảng 3.4. Kết quả khảo sát tại các giếng đợt 1 ................................................................. 58
Bảng 3.5. Kết quả khảo sát tại các giếng đợt 2 ................................................................. 59
Bảng 3.6. Kết quả khảo sát tại các giếng đợt 3 ................................................................. 60
Bảng 3.7. Kết quả khảo sát tại sông Cu Đê ....................................................................... 62
Bảng 3.8. Kết quả khảo sát tại các kênh ............................................................................ 64
Bảng 3.9. Kết quả khảo sát tại các biển ven bờ đợt 1 ....................................................... 67
Bảng 3.10. Kết quả khảo sát tại các biển ven bờ đợt 2 ..................................................... 68
Bảng 3.11. Kết quả khảo sát tại các biển ven bờ đợt 3 ..................................................... 69

10


DANH MỤC CÁC HÌNH VÀ BIỂU ĐỒ
Hình 1.1. Vị trí địa lý quận Liên Chiểu ............................................................................. 30
Biểu đồ 3.1. Hàm lượng chất rắn lơ lửng qua 3 đợt khảo sát ............................................ 56
Biểu đồ 3.2. Hàm lượng COD qua 3 đợt khảo sát ............................................................. 56
Biểu đồ 3.3. Hàm lượng NH4+ qua 3 đợt khảo sát............................................................. 57
Biểu đồ 3.4. Hàm lượng PO43- qua 3 đợt khảo sát............................................................. 57
Biểu đồ 3.5. Hàm lượng NH4+ qua 3 đợt khảo sát............................................................. 61
Biểu đồ 3.6. Hàm lượng PO43- qua 3 đợt khảo sát............................................................. 61
Biểu đồ 3.7. Hàm lượng COD qua 3 đợt khảo sát ............................................................. 63
Biểu đồ 3.8. Hàm lượng PO4 3- qua 3 đợt khảo sát............................................................ 63
Biểu đồ 3.9. Hàm lượng SS qua 3 đợt khảo sát ................................................................. 65
Biểu đồ 3.10. Hàm lượng COD qua 3 đợt khảo sát ........................................................... 65
Biểu đồ 3.11. Hàm lượng NH4+ qua 3 đợt khảo sát........................................................... 66
Biểu đồ 3.12. Hàm lượng PO43- qua 3 đợt khảo sát .......................................................... 66
Biểu đồ 3.13. Hàm lượng COD qua 3 đợt khảo sát ........................................................... 70
Biểu đồ 3.14. Hàm lượng NH4+ qua 3 đợt khảo sát........................................................... 70

Biểu đồ 3.15. Hàm lượng Cl- qua 3 đợt khảo sát .............................................................. 71

11


DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

BTNMT

: Bộ Tài nguyên môi trường.

COD

: Nhu cầu oxi hóa học.

QCVN 08:2008/ BTNMT : Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng nước mặt.
SS

: Chất rắn lơ lửng

TCVN

: Tiêu chuẩn Việt Nam

TP

: Thành phố

12

MỞ ĐẦU
Ngày nay, vấn đề ô nhiễm môi trường đã và đang ngày càng trở nên nghiêm
trọng ở nhiều nơi trên thế giới và cả ở Việt Nam. Trên các phương tiện thông tin đại
chúng hằng ngày, chúng ta dễ dàng bắt gặp những hình ảnh, thơng tin về việc môi
trường bị ô nhiễm, đặc biệt là môi trường nước. Nước là nhu cầu cơ bản của mọi sự
sống trên trái đất, có ý nghĩa quyết định đối với sự sống và phát triển của xã hội loài
người, vừa là mơi trường vừa là đầu vào cho các q trình sản xuất nông nghiệp, công
nghiệp. Nước là nguồn tài nguyên vô cùng quý giá nhưng không phải là vô tận. Nước
có ở khắp mọi nơi và nước cũng chính là môi trường dễ bị thương tổn nhất. Hầu như
mọi thứ mà ngày nay con người thải ra môi trường đều đi vào mơi trường nước theo
những dịng chảy bề mặt hay theo những cơn mưa. Việc bảo vệ môi trường đặc biệt là
bảo vệ tài nguyên nước đang là vấn đề quan tâm của toàn nhân loại, đặc biệt khi sự ô
nhiễm các nguồn nước ( nhất là nguồn nước ngọt) đang trở nên ngày càng nghiêm
trọng, đe dọa cuộc sống của con người và gây ra nhiều khó khăn cho sản xuất, đời
sống. Vì thế nghiên cứu chất lượng nước là nhiệm vụ quan trọng không thể thiếu được
trong việc bảo vệ tài nguyên nước nói riêng và bảo vệ chất lượng mơi trường nói
chung.
Thành phố Đà Nẵng là trung tâm kinh tế - văn hóa, khoa học- cơng nghệ của
miền Trung đang trên đà phát triển mạnh mẽ. Hiện nay mức độ phát triển của tất cả
các ngành và chất lượng mỹ quan của thành phố đang được tăng cao theo hướng tích
cực. Tuy nhiên, trong những năm gần đây, chất lượng nước mặt ở một số khu vực của
Đà Nẵng đang suy giảm, quận Liên Chiểu là một trong số các khu vực đó.
Nằm ở phía Tây Bắc thành phố Đà Nẵng, Liên Chiểu là một quận công
nghiệp trẻ, phân bố dọc theo quốc lộ 1A và có đường sắt Bắc Nam đi qua, Liên Chiểu
có ưu thế về vị trí địa lý, điều kiện tự nhiên, thuận lợi phát triển giao thông vận tải, du
lịch và là nơi tập trung hai khu công nghiệp lớn của thành phố Đà Nẵng. Là khu vực
có nhiều nhà máy, cơ sở sản xuất, trường học lớn nên tập trung một lượng lớn dân cư,
công nhân, sinh viên. Đồng thời, chất lượng nước tại khu vực này đang giảm xuống.

13


Để rõ hơn về môi trường nước tại khu vực Liên Chiểu hiện nay, tôi chọn đề tài:
“ Đánh giá chất lượng nước mặt một số khu vực tại quận Liên Chiểu – TP Đà
Nẵng thông qua một số chỉ tiêu vật lý và hóa học ”.
Nội dung của đề tài:
-

Tìm hiểu về tài nguyên nước mặt tại quận Liên Chiểu -TP Đà Nẵng;

-

Tìm hiểu quy trình phân tích của một số chỉ tiêu trong nước;

-

Áp dụng quy trình phân tích trên để tiến hành phân tích một số mẫu nước mặt
khu vực quận Liên Chiểu, từ đó đánh giá chất lượng môi trường nước của khu
vực.

Ý nghĩa của đề tài:
-

Áp dụng được các kiến thức đã được học vào thực tế;

-

Cung cấp thêm số liệu thực tế về hiện trạng chất lượng nước tại khu vực quận
Liên Chiểu.

14


CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN

1.1.

Khái quát về môi trường nước

1.1.1. Đại cương về nguồn nước
Thủy quyển là một trong các thành phần cơ bản của mơi trường tự nhiên bao
gồm tồn bộ nước ở các đại dương, sông, hồ, ao, nước ngầm, băng tuyết và hơi ẩm
khơng khí.
Khoảng 97% là nước ở các đại dương, 2% là nguồn nước bị đóng băng và chỉ
có 1% là nước ngọt ở các sơng, hồ, nước ngầm phục vụ cho nhu cầu con người và các
nhu cầu khác.
Nguồn nước tự nhiên dồi dào đảm bảo cho Trái Đất ln được cân bằng về khí
hậu. Nước là dung mơi lý tưởng để hịa tan, phân bố các hợp chất hữu cơ và vô cơ tạo
điều kiện thuận lợi cho phát triển thế giới thủy sinh, các lồi động vật, thực vật trên
cạn. Nó cũng là môi trường thuận lợi cho giao thông đường thủy, thể thao, nghỉ ngơi
và giải trí.
1.1.2. Thành phần hóa học của nguồn nước
Các hợp chất hữu cơ và vô cơ trong nước tự nhiên có thể tồn tại ở dạng ion hịa
tan, khí hịa tan, dạng lỏng hoặc rắn. Chính sự phân bố các hợp chất này quyết định
bản chất của nước tự nhiên: mặn, ngọt, giàu hoặc nghèo chất dinh dưỡng, cứng hoặc
mềm, bị ô nhiễm nặng hoặc nhẹ,…
1.1.2.1.

Các ion hịa tan

Nước tự nhiên là dung mơi tốt để hịa tan hầu hết các axit, bazơ, và muối vơ cơ.
Vì thế trong nước tự nhiên có các ion hịa tan như: Cl-, Na+, SO42-, Mg2+, Ca2+, K+,…
Hàm lượng các nguyên tố hóa học phân bố phụ thuộc vào đặc điểm khí hậu, địa
chất, địa mạo và vị trí thủy vực.

15


1.1.2.2.

Các khí hịa tan

Hầu hết các khí đều hịa tan hoặc phản ứng với nước trừ khí metan. Sự hịa tan
chất khí vào nước chỉ đến một giới hạn xác định. Giới hạn đó là sự bão hịa.
Với oxy, độ bão hòa phụ thuộc chủ yếu vào nhiệt độ của nước, áp suất khí
quyển trên bề mặt và một phần độ mặn.
Khí CO2 có vai trị cực kì quan trọng trong nước vì nó phản ứng với nước tạo
thành ion HCO3-, CO32-, …. Nồng độ khí CO2 trong nước phụ thuộc vào pH.
Khí NH3 tồn tại trong nước có pH > 10. Trong mơi trường trung tính và axit
chủ yếu ở dạng NH4+. Do bị oxi hóa bởi vi sinh vật nên NH4+ dễ dàng chuyển hóa
thành nitrit và sau đó thành nitrat.
Khí H2S tạo ra do phân hủy các chất hữu cơ ở trong nước. Trong điều kiện oxi
hóa H2S có thể biến thành H2SO4 gây tác hại đến các cơng trình xây dựng dưới nước.
1.1.2.3.

Các chất hữu cơ

Trong nguồn nước tự nhiên hàm lượng các chất hữu cơ rất thấp, ít có khả năng
gây trở ngại cho cấp nước sinh hoạt, thủy sản, thủy lợi. nhưng nếu bị ô nhiễm do

nước thải sinh hoạt, sản xuất,… thì nồng độ trong nước sẽ tăng cao.
Dựa vào khả năng bị phân hủy do sinh vật trong nước có thể phân thành 2 loại:
 Chất hữu cơ dễ phân hủy sinh học: đường, dầu mỡ động vật, protein, các chất
béo, ..., chúng bị vi sinh vật phân hủy thành CO2 và H2O.
 Chất hữu cơ khó phân hủy sinh học: các hợp chất Clo hữu cơ (DDT), dioxin,
naphtalen, polyclorobiphenyl (PCB), …, đây là những hợp chất có độc tính cao, bền
vững, có khả năng gây tác hại lâu dài đối với đời sống sinh vật và sức khỏe con
người.

16


1.1.3. Thành phần sinh học của nguồn nước
Thành phần và mật độ các loại cơ thể sống trong nguồn nước phụ thuộc chặt
chẽ vào đặc điểm, thành phần hóa học của nguồn nước, chế độ thủy văn và địa hình
nơi cư trú.
Các loài sinh vật tồn tại trong nguồn nước tự nhiên chủ yếu là vi khuẩn, nấm,
siêu vi trùng, tảo, cây cỏ, động vật nguyên sinh, động vật đa bào, các loại nhuyễn thể
và các loại động vật có xương sống. Tùy theo vị trí phân bố trong cột nước từ bề mặt
đến đáy sơng, hồ mà có các loại sinh vật sau: Phiêu sinh, các sinh vật đáy.
1.1.3.1.

Vi khuẩn và nấm

Vi khuẩn là các loài thực vật đơn bào, khơng màu có kích thước từ 0.5 - 5m
chỉ có thể quan sát dưới kính hiển vi. Vi khuẩn có dạng hình que, hình cầu hoặc hình
xoắn, chúng có thể tồn tại ở dạng đơn lẻ, dạng cặp hoặc dạng liên kết thành mạch dài.
Vi khuẩn đóng vai trị rất quan trọng trong việc phân hủy các chất hữu cơ, hỗ
trợ quá trình làm sạch của nước tự nhiên, do vậy chúng có ý nghĩa lớn về mặt sinh
thái. Phụ thuộc vào nguồn dinh dưỡng, vi khuẩn được chia làm 2 loại: vi khuẩn dị

dưỡng và vi khuẩn tự dưỡng.
Các vi khuẩn dị dưỡng:
Vi khuẩn dị dưỡng 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 nhóm vi khuẩn dị dưỡng:
-

Các vi khuẩn hiếu khí: Cần oxy hịa tan khi phân hủy các chất hữu cơ để phát
triển:
( chất hữu cơ ) + O2

-

 CO2 + H2O + Năng lượng ( E)

Các vi khuẩn kị khí: Oxi hóa chất hữu cơ trong điều kiện hồn tồn khơng cần
có oxi vì chúng có khả năng sử dụng oxy kiên kết trong các hợp chất như nitrat
và sunfat :
( chất hữu cơ ) + NO3  CO2 + N2 + E
( chất hữu cơ ) + SO42-  CO2 + H2S + E
17


( chất hữu cơ )

 axit hữu cơ + CO2 + H2O + E

CH4 + CO2 + E

-

Các vi khuẩn tùy nghi: là nhóm vi khuẩn có cơ chế phát triển trong điều kiện có
oxi hoặc khơng có oxi tự do. Vi khuẩn tùy nghi ln có mặt và hoạt động trong
các hệ thống xử lý nước thải kị khí hoặc hiếu khí.

Các vi khuẩn tự dưỡng:
Là các vi khuẩn có khả năng oxi hóa chất vơ cơ để thu năng lượng và sử dụng
khí CO2 hoặc bicacbonat làm nguồn cacbon cho q trình sinh tổng hợp.
Nhóm này có vi khuẩn nitric hóa, vi khuẩn lưu huỳnh, vi khuẩn sắt,…
Quá trình tự dưỡng của vi khuẩn nitric hóa :
𝑛𝑖𝑡𝑟𝑜𝑠𝑜𝑚𝑎𝑛𝑎𝑠

2NH4+ + O2 →
2NO2-

𝑛𝑖𝑡𝑟𝑜𝑏𝑎𝑐𝑡𝑒𝑟

+ O2 →

2NO2- + 4H+ + 2H2O + E
2NO3- + E

Các vi khuẩn sắt có khả năng oxi hóa sắt hịa tan trong nước tạo ra sắt khơng tan.
Fe2+ ( tan) + O2  Fe3+ + E
Các vi khuẩn lưu huỳnh có khả năng chịu được pH thấp và có thể oxi hóa H2S
trong nước thành H2SO4 gây ăn mịn vật liệu xây dựng ở các cơng trình thủy và hệ
thống cấp thốt nước.
Nấm và men là các lồi thực vật khơng có khả năng quang hợp. Men có thể
chuyển hóa đường thành rượu và phát triển tế bào mới. Ở một số vùng nước tù, nấm
và men có thể phát triển rộng.

1.1.3.2.

Siêu vi trùng

Trong nguồn nước tự nhiên thường tồn tại các loại siêu vi trùng. Chúng có kích
thước cực nhỏ (20 – 100nm) nên chỉ phát hiện được bằng kính hiển vi điện tử.

18


Siêu vi trùng là loại kí sinh nội bào. Chúng có thể sinh sơi nảy nở trong tế bào
của vật chủ vì chúng khơng có hệ thống chuyển hóa để tự sinh sản. Khi xâm nhập
vào tế bào vật chủ, siêu vi trùng 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 nhiều loại siêu vi
trùng là tác nhân gây bệnh hiểm nghèo cho con người và các loài động vật.
1.1.3.3.

Tảo

Tảo là loài thực vật đơn giản nhất có khả năng quang hợp. Chúng khơng có rễ,
thân, lá. Có loại tảo chỉ có cấu trúc đơn bào chỉ phát hiện bằng kính hiển vi, có loại
có dạng nhánh dài có thể phát hiện được bằng mắt. Tảo thuộc loại thực vật phù du.
Tảo là loại thực vật tự dưỡng, chúng sử dụng cacbonic hoặc bicacbonat làm
nguồn cacbon và sử dụng các chất dinh dưỡng như photpho và nitơ để phát triển theo
sơ đồ:
𝑁ă𝑛𝑔 𝑙ượ𝑛𝑔 𝑚ặ𝑡 𝑡𝑟ờ𝑖

CO2 + PO43- + NH3 →

phát triển tế bào mới

Trong q trình phát triển của tảo có sự tham gia của một số nguyên tố vi
lượng như: Mg, Co, Bo và Ca. Một số tảo lam có khả năng cố định đạm khi muối vơ
cơ khơng đủ. Tảo có màu xanh là do chất diệp lục. Chất diệp lục đóng vai trị quan
trọng trong q trình quang hợp.
Tảo phát triển mạnh trong nước ấm, chứa nhiều chất dinh dưỡng từ nước thải
sinh hoạt, nước thải công nghiệp và phân bón. Do vậy nhiều lồi tảo có thể sử dụng
là chỉ thị sinh học để đánh giá chất lượng nước tự nhiên.
1.1.3.4.

Các loài sinh vật khác

Thực vật lớn
Trong nguồn nước có các lồi sinh vật lớn như các loại bèo, lau sậy. Chúng
cũng phát triển ở vùng nước tù hãm chứa nhiều chất dinh dưỡng. Do vậy cùng với
tảo, rong, bèo là các thực vật chỉ thị cho sự phú dưỡng hóa.

19


Động vật đơn bào
Động vật đơn bào là các loài động vật trong nước chỉ có một tế bào và cũng
sinh sản theo cơ chế phân bào, chúng sử dụng chất hữu cơ dạng rắn làm nguồn dinh
dưỡng.
Cá
Cá là động vật máu lạnh. Có nhiều loại cá khác nhau cùng tồn tại trong một
thủy vực với các đặc điểm khác nhau về hình thể, nguồn thức ăn, nơi sinh sản phát
triển và khả năng thích nghi với mơi trường.
Chính vì vậy nhiều loại cá được sử dụng như chỉ thị sinh học để xác định chất
lượng nước và ô nhiễm nước.

Các nguyên sinh động vật, động vật đa bào, các lồi nhiễm thể và tơm, cá là
thành phần động vật thường có mặt trong nguồn nước tự nhiên. Sự phát triển về
chủng loại và số lượng cá thể của động vật trong nước phụ thuộc rõ rệt vào chất
lượng nước và mức độ ơ nhiễm. Do vậy, nhiều lồi thủy động vật chỉ thị cho đặc
điểm chất lượng nước.
1.1.4. Phân loại và phân bố nguồn nước
Tài nguyên nước được phân thành ba dạng chủ yếu theo vị trí cũng như đặc
điểm hình thành, khai thác và sử dụng đó là: nguồn nước trên mặt đất ( nước mặt),
nước dưới đất ( nước ngầm), và nước trong khí quyển ( hơi nước).
1.1.4.1.

Nước mặt

Trên phạm vi lục địa, nước mặt bao gồm băng tuyết ở các địa cực và các vùng
núi cao xứ hàn đới ( 98.83%), nước hồ ( 1.15%), nước đầm lầy ( 0.15%) và nước
sông ( 0.05%). Tuy chiếm tỉ lệ rất nhỏ, song nước sông, hồ tham gia chu trình tuần
hồn rất tích cực nên chúng có vai trò hết sức quan trọng đối với sự phát triển kinh tế
xã hội của con người.
Trên thế giới hiện nay ước tính sơ bộ có khoảng 2.8 triệu hồ nước tự nhiên,
trong đó có 145 hồ có diện tích trên 100 km2. Ngoài ra con người đã xây dựng nên
20


hơn mười ngàn hồ chứa nước nhằm giải quyết nhu cầu nước mặt với tổng diện tích
lên tới gần 500 km2. Nước đầm lầy ước tính 11470 km3 với tổng diện tích 2683 km2.
Thể tích chứa của các sơng mang lại thì phong phú hơn nhiều. Điều này cho phép
tăng đáng kể khả năng khai thác nguồn nước này cho các mục tiêu sử dụng khác.
1.1.4.2.

Nước ngầm

Phía dưới mặt đất, trong các lớp bên trên của thạch quyển, có các dạng nước
thiên nhiên tạo thành nước ngầm của vỏ trái đất, hay còn gọi là tầng thủy văn – địa
chất. Nước nói trên cịn được gọi là nước trọng lực.
Song song với việc khai thác hợp lý, cần bảo vệ, không làm biến đổi chất lượng
và ô nhiễm nước ngầm, một tài nguyên quý giá đối với đời sống con người cũng như
nhiều ngành kinh tế.
1.1.

Sự ô nhiễm nguồn nước

1.1.1. Khái niệm
Ô nhiễm nước là sự thay đổi theo chiều xấu đi các tính chất vật lý, hóa học,
sinh học của nước, với sự xuất hiện các chất lạ ở thể lỏng, rắn làm cho nguồn nước
trở nên độc hại với con người và sinh vật. làm giảm độ đa dạng sinh vật trong nước.
1.1.2. Các nguồn ơ nhiễm nước
Có nhiều nguồn gây ô nhiễm nước bề mặt và nước ngầm. Hầu hết các nguồn ô
nhiễm là do các hoạt động sản xuất công nghiệp, thủ công nghiệp, nông nghiệp, ngư
nghiệp, giao thông dịch vụ và sinh hoạt của con người tạo nên. Ô nhiễm do các yếu
tố tự nhiên ( núi lửa, bão, lụt…) có thể là nghiêm trọng nhưng khơng thường xun
và khơng phải là ngun nhân chính gây suy thối chất lượng nước tồn cầu. Các
nguồn thải gây ô nhiễm nước bao gồm nguồn thải điểm và nguồn thải phân tán.
1.1.2.1.

Nguồn thải điểm

Là nguồn thải mà vị trí, lưu lượng và đặc điểm của chúng có thể xác định được
như nước thải đô thị và nước thải công nghiệp.

21



Nước thải từ khu dân cư:
Nước thải từ các hộ gia đình, bệnh viện, khách sạn, trường học, cơ quan chứa

các chất thải trong quá trình sinh hoạt, vệ sinh của con người được gọi chung là nước
thải sinh hoạt và nước thải vệ sinh.
Đặc điểm cơ bản của nước thải sinh hoạt là trong đó có các hàm lượng cao các
chất hữu cơ không bền vững, dễ bị phân hủy sinh học (như cacbonhydrat, protein,
mỡ), chất dinh dưỡng ( photpho, nitơ), chất rắn vơ trùng và chất rắn khó phân hủy.
Khi nước thải sinh hoạt chưa được xử lý đưa vào kênh, rạch, sông, hồ, biển sẽ
gây ô nhiễm nguồn nước với các biểu hiện chính là:
-

Gia tăng hàm lượng chất rắn lơ lửng, độ đục, màu.

-

Gia tăng hàm lượng chất hữu cơ, dẫn tới làm giảm oxi hòa tan trong nước từ đó
gây chết tơm, cá.

-

Gia tăng hàm lượng chất dinh dưỡng gây hiện tượng phú dưỡng, tạo ra sự bùng
nổ rong, tảo dẫn đến ảnh hưởng tiêu cực cho sự phát triển thủy sản, cấp nước
sinh hoạt, du lịch, cảnh quan.

-

Gia tăng vi trùng, dặc biệt là vi trùng gây bệnh dẫn tới ảnh hưởng đến sức khỏe
con người.

-



Tạo điều kiện phân hủy hữu cơ cho vi sinh, gây mùi, ảnh hưởng đến mỹ quan.
Nước thải công nghiệp:
Nước thải công nghiệp là nước thải từ các cơ sở sản xuất công nghiệp, tiểu thủ

công nghiệp, giao thông vận tải.
Nước thải cơng nghiệp khơng có đặc điểm chung mà phụ thuộc vào đặc điểm
của từng ngành sản xuất. Ví dụ: Nước thải của xí nghiệp chế biến thực phẩm ( đường,
sữa, thịt, tôm, cá, nước ngọt, bia,…) chứa nhiều chất hữu cơ với hàm lượng cao. Nước
thải của nhà máy thuộc da ngồi chất hữu cơ cịn chứa nhiều kim loại nặng, sunfua,..
Nước thải của nhà máy sản xuất bột giấy chứa nhiều chất rắn lơ lửng.

22


1.1.2.2.

Nguồn thải phân tán

Là những nguồn thải mà vị trí, lưu lượng, tính chất của chúng khó hoặc khơng
thể xác định được. Do vậy việc kiểm sốt sự ơ nhiễm đối với chúng rất khó khăn như
lũ lụt, nước chảy tràn qua vùng nông thôn, đô thị, sự nhiễm mặn, xói mịn.



Nước chảy tràn mặt đất
Nước chảy tràn mặt đất do nước mưa hoặc do thoát nước từ đồng ruộng là

nguồn gây ô nhiễm nước sông, hồ, nước rửa trôi qua đồng ruộng có thể cuốn theo
chất rắn ( rác), hóa chất bảo vệ thực vật, phân bón. Nước rửa trôi qua khu dân cư,
đường phố, cơ sở sản xuất cơng nghiệp có thể làm ơ nhiễm nguồn nước do chất rắn,
dầu mỡ, hóa chất, vi trùng…
Khối lượng và đặc điểm của nước mưa chảy tràn phụ thuộc vào diện tích vùng
mưa và thành phần, khối lượng chất ơ nhiễm trên bề mặt nước mưa chảy qua.



Nước sông bị nhiễm mặn do các yếu tố tự nhiên
Nước sông bị nhiễm mặn ở các vùng ven biển có thể chuyển nước mặn vào các

vùng sâu trong nội địa. Nước sông, kênh rạch bị nhiễm phèn có thể chuyển axit, sắt,
nhơm,… đến các vùng khác gây suy giảm chất lượng nước vùng bị tác động. Sự hoạt
động của con người cũng góp phần gia tăng mức độ ô nhiễm do các yếu tố tự nhiên.
1.2.

Các chỉ tiêu đánh giá chất lượng nước

1.2.1. Các chỉ tiêu vật lý
1.2.1.1.

Nhiệt độ

Nhiệt độ là yếu tố quan trọng, nó quyết định lồi sinh vật nào tồn tại và phát

triển một cách ưu thế trong hệ sinh thái nước. Ví dụ các loại tảo lục lam phát triển
mạnh khi nhiệt độ của nước tới 320C.
Nhiệt độ được xác định bằng nhiệt kế hoặc là một bộ phận của các thiết bị đo
nhanh tại hiện trường.

23


1.2.1.2.

Độ đục

Độ đục gây nên bởi các hạt rắn lơ lửng trong nước. Các chất lơ lửng trong nước
có thể có nguồn gốc vơ cơ, hữu cơ hoặc các vi sinh vật, thủy sinh vật có kích thước
thơng thường từ 0,1 – 10 nm. Độ đục làm giảm khả năng truyền sáng của nước, ảnh
hưởng tới quá trình quang hợp.
Một đơn vị độ đục là sự cản quang gây ra bởi 1 mg SiO2 hịa trong 1 lít nước
cất. Độ đục được đo bằng máy đo độ đục (Đục kế – Turbidimeter). Đơn vị đo độ đục
theo các máy do Mỹ sản xuất là NTU (Nephelometric Turbidity Unit).
Theo TCVN, độ đục được xác định bằng chiều sâu lớp nước thấy được (gọi là
độ trong) mà ở độ sâu đó người ta vẫn đọc được hàng chữ tiêu chuẩn. Độ đục càng
thấp chiều sâu của lớp nước còn thấy được càng lớn. Nước được gọi là trong khi mức
độ nhìn sâu lớn hơn 1m (hay độ đục nhỏ hơn 10 NTU).
1.2.1.3.

Mùi

Nước có mùi là do các chất hữu cơ, vơ cơ có mùi đặc trưng hịa tan trong nước.
Việc xác định mùi theo qui trình tiêu chuẩn tương đối phức tạp. Để đánh giá sơ
bộ về mùi ta có thể dùng một phương pháp đơn giản. Chỉ tiêu cho phép mẫu thử để

trong bình đặc biệt sau khi đậy kín đun 50 ÷ 600C đạt điểm 0 của thang mùi.
1.2.2. Chỉ tiêu hóa học
1.2.2.1.

Độ pH

Giá trị pH trong nước thay đổi có thể dẫn đến thay đổi thành phần các chất
trong nước do q trình hịa tan và kết tủa, ngăn chặn hoặc thúc đẩy những phản ứng
hóa học, sinh học trong nước.
 Cách xác định:
Để xác định độ pH cùa 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.

24


1.2.2.2.

Độ axit

Độ axit là hàm lượng của các chất có trong nước tham gia phản ứng với các
kiềm mạnh NaOH, KOH.
Đối với các loại nước thiên nhiên thường gặp, trong đa số các trường hợp, độ
axit phụ thuộc vào hàm lượng khí CO2 trong nước. Các chất mùn và các axit hữu cơ
nếu có trong nước cũng tạo nên một phần của độ axit nước thiên nhiên. Trong tất cả
các trường hợp đó pH của nước thường khơng nhỏ hơn 4,5.
Đối với các loại nước thải, hàm lượng của các loại axit mạnh tự do thường khá
lớn, không những vậy trong nước thải còn chứa các muối tạo thành của bazơ yếu và
axit mạnh, nên độ axit của nước cũng cao. Trong những trường hợp này, pH của
nước thường không lớn hơn 4,5 được gọi là độ axit tự do.

 Cách xác định:
Chuẩn độ bằng dung dịch chuẩn NaOH. Lượng dung dịch chuẩn tiêu tốn để đạt
được pH = 4,5 tương ứng với độ axit tự do của nước. Lượng dung dịch chuẩn tiêu tốn
để đạt được pH = 8,3 tương ứng với độ axit chung của nước. Nếu mẫu nước có pH
lớn hơn 8,3 thì độ axit của nó bằng không.
Để nhận ra điểm tương đương của phép chuẩn độ có thể dùng các chất chỉ thị
axit- bazơ hoặc khi mẫu nước có màu và bị đục thì chuẩn độ điện thế dùng điện cực
thủy tinh.
1.2.2.3.

Độ kiềm

Độ kiềm của nước là hàm lượng của các chất trong nước phản ứng với axit
mạnh HCl.
Đối với nước thiên nhiên, độ kiềm phụ thuộc vào hàm lượng các muối
hidrocacbonat của kim loại kiềm và kiềm thổ. Trong trường hợp này pH của nước
thường không vượt quá giá trị 8,3 và độ kiềm chung thực tế trùng với độ cứng
cacbonat và tương ứng với hàm lượng của ion hidrocacbonat ( HCO3-).

25