Tài liệu Chương 2: THÀNH PHẦN CHỦ YẾU CỦA MÔI TRƯỜNG NƯỚC ppt

Chương 2 : Thành phần chủ yếu của môi trường nước Th.S Trần Thị Diễm Thúy
Chương 2: THÀNH PHẦN CHỦ YẾU CỦA MÔI TRƯỜNG NƯỚC.
2.1. Thành phần sinh học.
Thành phần và mật độ các cá thể sống trong môi trường nước phụ thuộc chặt chẽ
vào đặc điểm, thành phần hoá học nguồn nước.
Các loại 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 đơn bào, các loài nhuyễn thể và các
loại động vật có xương sống. Tuỳ theo vị trí phân bố trong cột nước từ bề mặt đến đáy
sông, hồ có các loài sinh vật sau:
- Phiêu sinh vật( plankton) trong đó có động vật phiêu sinh(zooplankton), thực vật phiêu
sinh, tảo (phytoplankton). Nhiều loài vi sinh có giá trị làm nguồn thức ăn cho tôm cá, đồng
thời có một số loài chỉ thị cho ô nhiễm môi trường nước, chất lượng nước.
- Cá: loài có giá trị kinh tế, là nguồn thức ăn cho con người nói riêng và nhiều loài sinh vật
khác nói chung, ngoài ra cá còn là sinh vật chỉ thị cho ô nhiễm nước và chất lượng môi
trường nước. Đặc biệt là đối với những loại nước thải có độc tố kiêm loại nặng.
- Sinh vật bám: Có ý nghĩa rất lớn trong chỉ thị ô nhiễm nước, nhất là trong nhiễm bẩn hữu
cơ.
- Sinh vật đáy (benthos) : không chỉ cho giá trị kinh tế cao, một số loài còn là sinh vật chỉ
thị ô nhiễm và xử lý ô nhiễm. Ví dụ như một số loài giáp xác hai mảnh vỏ hiện nay ngoài
cho giá trị kinh tế cao còn được dùng trong xử lý ô nhiễm của nước thải NTTS.
- Một số loài sinh vật khác như bèo, lục bình, sậy,… ngoài việc sử dụng làm thức ăn gia
xúc, phân bón, mỹ nghệ,… mà còn góp phần vào công tác xử lý ô nhiễm rất tốt.
2.1.1. Vi khủân (bacteria ):
Vi khuẩn đôi khi còn được gọi là vi trùng, nó thuộc loại ký sinh trùng. Vi khuẩn là một
nhóm sinh vật đơn bào, có kích thước nhỏ (kích thước hiển vi) và thường có cấu trúc tế
bào đơn giản không có nhân, bộ khung tế bào (cytoskeleton) và các bào quan như ty thể và
lục lạp. Hầu hết vi khuẩn có kích thước nhỏ, thường chỉ khoảng 0.5-5.0 μm, mặc dù có loài
có đường kính đến 0,3mm (Thiomargarita). 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.
Page 1 of 8

Chương 2 : Thành phần chủ yếu của môi trường nước Th.S Trần Thị Diễm Thúy
A.Hình que - trực khuẩn (Bacillus)
B. Hình cầu (coccus) tạo thành chuỗi (strepto-) - liên cầu khuẩn (Streptococcus).
C. Hình cầu tạo đám (staphylo-) - tụ cầu khuẩn (Staphylococcus).
D. Hình tròn sóng đôi (diplo-) - song cầu khuẩn (Diplococcus).
E. Hình xoắn - xoắn khuẩn (Spirillum, Spirochete).
F. Hình dấu phẩy - phẩy khuẩn (Vibrio).
Vi khuẩn sinh sản theo cơ chế phân bào Vi khuẩn chỉ sinh sản vô tính (asexual
reproduction), không sinh sản hữu tính (có tái tổ hợp di truyền). Cụ thể hơn, chúng sinh
sản bằng cách chia đôi (binary fission), hay trực phân. Trong quá trình này, một tế bào mẹ
được phân thành 2 tế bào con bằng cách tạo vách ngăn đôi tế bào mẹ. Chu kỳ phân bào
khoảng 15 – 30 phút trong điều kiện thuận lợi về dinh dưỡng, oxy và nhiệt độ,…
Vi khuẩn có thể có ích hoặc có hại cho môi trường, và động vật, bao gồm cả con người.
Vai trò của vi khuẩn trong gây bệnh và truyền bệnh rất quan trọng. Một số là tác nhân gây
bệnh (pathogen) và gây ra bệnh uốn ván (tetanus), sốt thương hàn (typhoid fever), giang
mai (syphilis), tả (cholera), bệnh lây qua thực phẩm (foodborne illness) và lao
(tuberculosis). Nhiễm khuẩn huyết (sepsis), là hội chứng nhiễm khuẩn toàn cơ thể gây sốc
và giãn mạch, hay nhiễm khuẩn khu trú (localized infection), gây ra bởi các vi khuẩn như
streptococcus, staphylococcus, hay nhiều loài Gram âm khác. Một số nhiễm khuẩn có thể
lan rộng ra khắp cơ thể và trở thành toàn thân (systemic). Ở thực vật, vi khuẩn gây mụn lá
(leaf spot), fireblight và héo cây. Các hình thức lây nhiễm gồm qua tiếp xúc, không khí,
thực phẩm, nước và côn trùng. Kí chủ (host) bị nhiễm khuẩn có thể trị bằng thuốc kháng
sinh, được chia làm hai nhóm là diệt khuẩn (bacteriocide) và kìm khuẩn (bacteriostasis),
với liều lượng mà khi phân tán vào dịch cơ thể có thể tiêu diệt hoặc kìm hãm sự phát triển
của vi khuẩn.
Page 2 of 8
Chương 2 : Thành phần chủ yếu của môi trường nước Th.S Trần Thị Diễm Thúy
Vi khuẩn có khả năng phân giải các hợp chất hữu cơ một cách đáng kinh ngạc. Một số
nhóm vi sinh "chuyên hóa" đóng một vai trò rất quan trọng trong việc hình thành các
khoáng chất từ một số nhóm hợp chất hữu cơ. Ví dụ, sự phân giải cellulose, một trong

những thành phần chiếm đa số trong mô thực vật, được thực hiện chủ yếu bởi các vi khuẩn
hiếu khí thuộc chi Cytophaga. Các vi khuẩn có khả năng phân hủy hydrocarbon trong dầu
mỏ thường được dùng để làm sạch các vết dầu loang, một số vi khuẩn có thể được "thiết
kế" (bioengineer) để cải thiện sinh học đối với các chất thải độc hại.
Vi khuẩn được chia thành 2 nhóm lớn: vi khuẩn dị dưỡng gồm có các vi khuẩn hiếu khí,
các vi khuẩn kỵ khí , các vi khuẩn tùy nghi và vi khuẩn tự dưỡng là các vi khuẩn nitrit hoá,
vi khuẩn lưu huỳnh, vi khuẩn sắt,…
2.1.2.Nấm men.
Trong điều kiện pH và nhiệt độ thích hợp, nấm và men phát triển rất tốt, ở các ao hồ tù
chúng phát rất mạnh. Nấm và men không có khả năng quan hợp.
2.1.3. Siêu vi trùng.
Trong nguồn nước tự nhiên thường tồn tại các loại siêu vi trùng (virus). Chúng có kích
thước cực nhỏ (20- 100nanomet) nên chỉ phát hiện bằng kính hiển vi điện tử. siêu vi trùng
là tác nhân gây bệnh cho con người và các loài động vật.
2.1.4. Tảo
Là loại thực vật đơn giản nhất có khả năng quang hợp. chúng không có rễ , thân, lá. Tảo
phát triển mạnh trong nguồn nước ấm, chứa nhiều chất dinh dưỡng(nitơ, phosphor) từ
nước thải sinh hoạt, nước thải công nghiệp, thực phẩm và phân bón. Do vậy mà nhiều loài
tảo được sử dụng làm chỉ thị sinh học để đánh giá chất lượng nước tự nhiên.
2.1.5. Các loài sinh vật khác
- Thực vật lớn: bèo, lau sậy,lục bình,… chúng cũng phát triển mạnh ở vùng nước tù hãm
chứa nhiều chất dinh dưỡng. Do vậy, cùng với tảo các loài thực vật này được dùng làm
sinh vật chỉ thị cho môi trường nước phú dưỡng hoá.
Page 3 of 8
Chương 2 : Thành phần chủ yếu của môi trường nước Th.S Trần Thị Diễm Thúy
- Động vật đơn bào: là các loài động vật trong nước chỉ có một tế bào và cũng được sinh
sản theo cơ chế phân bào. Chúng sử dụng chất hữu cơ dạng rắn làm thực phẩm. Protozoa
đóng vai trò quan trọng trong dây chuyền thực phẩm.
- 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 môi trường. Do vậy, có nhiều loài cá có thể làm sinh vật chỉ thị để xác định
chất lượng nguồn nước và ô nhiễm nguồn nước.
Ví dụ: nguồn nước bị ô nhiễm do các chất hữu cơ dẫn đến sự suy giảm nồng độ oxy hoà
tan sẽ được chỉ thị bằng sự suy giảm trước hết số loài và cá thể của từng loài sống ở tầng
nước mặt sau đó đến các loài động vật sống ở đáy. Ở độ pH 4,5- 5 làm giảm lượng trứng
cá và các loại tôm, cá nhỏ so với nguồn nước có pH trung tính. Ph dưới 4 hầu hết các loại
cá ăn nổi bị biến mất.
2.2. Thành phần hoá học của nước tự nhiên
Các hợp chất vô cơ và hữu cơ trong môi trường nước tự nhiên có thể tồn tại ở dạng ion
hoà tan, khí hoà tan, dạng rắn hoặc lỏng. Chính sự phân bố của hợp chất này quyết định
bản chất nước tự nhiên: nước ngọt, nước lợ, nước mặn; nước giàu dinh dưỡng hoặc nước
nghèo dinh dưỡng; nước cứng hoặc nước mềm; nước bị ô nhiễm nặng, nhẹ hoặc vừa,..
2.2.1. Các ion hoà tan
Nước tự nhiên là dung môi tốt để hoà tan hầu hết các axit, bazơ và muối vô cơ.
Thành phần hoá học trung bình của nước sông, hồ và biển rất khác nhau. Trong nước biển,
nồng độ của ion Cl
-
là cao nhất (19340 mg/l), sau đó là Na
+
(10770 mg/l), Ca
+
(412mg/l), K
+
(399 mg/l) và HCO
-
3
(140mg/l). Nước sông, hồ là môi trường nước ngọt có nồng độ HCO
3
–
cao nhất (58mg/l), tiếp theo là Ca

2+
(15 mg/l), Cl
-
(8 mg/l).
Bảng 2.1. Thành phần hoá học trung bình của nước biển và nước hồ toàn cầu
Ion (mg/l) Nước biển Nước sông
Cl
-
19.340 8
Na
+
10.770 6
SO
4
2-
2.712 11
Mg
2+
194 4
Ca
2+
412 15
K
+
399 2
HCO
3
-
140 58
Page 4 of 8

Chương 2 : Thành phần chủ yếu của môi trường nước Th.S Trần Thị Diễm Thúy
Thành phần của nước biển tương đối đồng nhât. Trong khi đó, nước sông có thành
phần không đồng nhất giữa các lưu vực và giữa các vị trí trong từng khu vực.
Trong thực tế hàm lượng các nguyên tố hoá học trong nước sông phân bố phụ
thuộc vào đặc điểm khí hậu, địa chất, địa mạo và vị trí thủy vực. đặc điểm thành phần các
ion hoà tan của các dòng sông trên thế giới do ba yếu tố chủ đạo: ảnh hưởng của nước
mưa, sự bốc hơi- kết tinh và ảnh hưởng của sự phong hoá.
Các sông nhiệt đới nhiều mưa có thành phần hoá học do nước mưa chủ đạo, sự
đóng góp do yếu tố phong hoá không lớn. Các sông vùng sa mạc có thành phần hoá học do
quá trình bốc hơi – kết tinh chủ đạo. Một số vùng ôn đới ít mưa có thành phần hoá học do
quá trình phong hoá chủ đạo.
Tại vùng cửa sông, thành phần hoá học của nước biển có ảnh hưởng lớn đến thành
phần nước sông, đặc biết là các ion clo, natri, sulphat và bicacbonat. Tại đây các yếu tố có
ý nghĩa lớn đối với sự phát triển thủy sinh vùng cửa sông là silic, sắt, nitơ và phosphor và
một số kim loại bị sa lắng cùng với sự sa lắng của các hạt phù sa. Qúa trình sa lắng này
diễn ra do sự tạo keo ở vùng có độ mặn thích hợp.
2.2.2. Các khí hoà tan
Hầu hết các chất khí đều có thể hoà tan hoặc phản ứng với nước, trừ khí
mêtan(CH
4
).
Các khí hoà tan trong nước có thể từ nhiều nguồn: sự hấp thụ của không khí vào
nước ( như oxy, cacbonic)hoặc do quá trình sinh hoá trong nước.
Trong môi trường nước giá trị oxy hoà tan(DO) thường được sử dụng để đánh giá
mức độ ô nhiễm do chất hữu cơ. DO có ý nghĩa rất lớn đối với quá trình tự làm sạch của
dòng sông.
Một số chất khí vừa được hấp thụ từ không khí vừa có thể được tạo thành trong
môi trường nước. Khí cacbonic( CO
2
) mặc dù chỉ chiếm 0,03% trong khí quyển nhưng

đóng vai trò cực kỳ quan trọng trong nước vì khí này phản ứng với nước tạo ra các ion
bicacbonat(HCO
3
-
) và cacbonat (CO
3
2-
). CO
2
được hấp thụ từ khí quyển và cũng được tạo
ra trong nước do phân hủy các chất hữu cơ từ vi sinh. Nồng độ CO
2
trong nước phụ thuộc
vào pH : ở pH thấp CO
2
ờ dạng khí, pH 8 – 9 dạng bicacbonat là chủ yếu, pH trên 10 dạng
cacbonat chiếm tỉ lệ cao.
2.2.3. Các chất rắn
Page 5 of 8