c) Chất rắn lơ lửng

Chương IV: Các vấn đề về ô nhiễm nguồn nước



-



Mỹ quan: bằng trực quan nếu độ đục càng lớn thì giá trị thẩm mỹ của nước càng giảm

và do đó giá trị sử dụng cho sinh hoạt cũng càng giảm. Mặt khác bất kỳ độ đục nào

của nước cũng được xem một cách tự nhiên là gắn liền với khả năng ô nhiễm nước

thải, do đó đây là một nguy hại về mặt y tế.



-



Khả năng lọc: khi độ đục của nước tăng thì quá trình lọc nước sẽ khó khăn và tốn kém

(giảm thời gian làm việc của thiết bị lọc và tăng chi phí rửa).



-



Quá trình khử trùng: việc khử trùng trong cấp nước sinh hoạt thường được thực hiện

bằng cách dùng clo hay ozone. Khi nước có độ đục lớn, nhiều vi sinh vật gây bệnh có

thể hấp phụ lên các hạt lơ lửng nên tránh được tác dụng của tác nhân khử trùng và do

đó không bị tiêu diệt. Vì vậy người ta phải quy định giá trị độ đục lớn nhất cho phép

đối với cấp nước.

e) Mùi và vị



Nguồn nước thiên nhiên có nhiều mùi vị khác nhau, có thể có vị cay nhẹ, mặn, chua, có

khi hơi ngọt. Vị của nước có thể do các chất hòa tan trong nước tạo nên, còn mùi của

nước có thể do nguồn tự nhiên tạo nên như mùi bùn, đất sét, vi sinh vật, phù du cỏ dại

hay xác súc vật chết... cũng có thể do nguồn nhân tạo như clo, fenol, nước thải sinh

hoạt... Mùi và vị trong nước ngầm được tạo ra do hoạt động của vi khuẩn yếm khí trong

tầng ngập nước hoặc vùng ngập mặn và thường chứa sulfuahydro (H2S) có mùi trứng

thối. Ngoài ra hợp chất sắt và mangan cũng là nguyên nhân gây ra mùi khó chịu ở trong

nước ngầm do hoạt động của con người như vứt bỏ chất thải hóa học, chất thải có thể gây

bệnh, chất thải từ sản xuất công nghiệp, nông nghiệp hoặc khai thác mỏ. Mùi và vị có thể

xác định một cách định tính bằng cách ngửi và nếm.

Ở nồng độ thấp các mùi hôi có khuynh hướng gây nên tác động về tâm lý hơn là các tác

hại đến sức khỏe con người. Nó làm thức ăn mất ngon, giảm sự tiêu thụ nước, ảnh hưởng

đến hô hấp, gây chóng mặt, ói mửa. Ở nồng độ cao mùi làm giảm chất lượng cuộc sống,

ảnh hưởng đến mối quan hệ giữa con người trong cộng đồng và làm suy giảm sự đầu tư

kinh doanh ở khu vực đó.

f) Trọng lượng riêng

Trọng lượng riêng của nước được kí hiệu là ρ và có đơn vị kg/m3. Trọng lượng riêng của

nước là một đặc điểm lý học quan trọng vì nó là nguyên nhân tạo nên các dòng chảy

trọng lực trong nguồn nước. Đối với nước nguyên chất, trọng lượng riêng của nước bằng

1.000 kg/m3.



IV.2.2. Đặc điểm hóa học

Đặc điểm hóa học của nguồn nước được đánh giá qua thành phần hóa học có trong nguồn

nước. Thành phần hóa học của nước tự nhiên rất đa dạng phụ thuộc vào nhiều yếu tố tác

động bên ngoài, thường đặc trưng bởi các chỉ tiêu cơ bản sau:



Giáo trình TÀI NGUYÊN NƯỚC LỤC ĐỊA



115



Chương IV: Các vấn đề về ô nhiễm nguồn nước



a) Độ cứng

Nước cứng là những loại nước có chứa các ion kim loại hóa trị II. Những ion này có khả

năng tác dụng với xà phòng tạo ra kết tủa và tác dụng với các ion âm có trong nước tạo ra

lớp váng. Các ion gây tính cứng cho nước chủ yếu là Ca2+, Mg2+, Sr2+, Fe2+ và Mn2+.

Khi dùng nước cứng để tắm giặt thì xà phòng ít tạo bọt nên lượng tiêu tốn xà phòng tăng

lên đáng kể. Trong kỹ thuật nước cứng gây tạo màng cứng trong các ống dẫn nước nóng,

các nồi hơi và các bộ phận khác tiếp xúc với nước nóng. Ðó là những bất lợi do nước

cứng gây ra mà kỹ thuật cần giải quyết.

Với việc tạo ra các chất tẩy giặt tổng hợp, những nhược điểm của nước cứng được khắc

phục. Tuy nhiên lại nảy sinh ra những vấn đề nước mới khi xét đến hiện tượng ô nhiễm

nước. Mặt khác xà phòng vẫn phải tiếp tục sử dụng cho một số công việc tẩy rửa và tắm,

do vậy nước cứng vẫn tồn tại những điều bất lợi.

Ðộ cứng của nước thay đổi rõ rệt từ vùng này sang vùng khác tùy thuộc vào cấu tạo địa

chất và các yếu tố khác. Nói chung nước mặt ít cứng hơn nước ngầm. Phần lớn độ cứng

của nước được tạo ra do nước tiếp xúc với đất đá. Do hoạt động của vi khuẩn, CO2 được

tạo ra và nước trong đất có chứa nhiều CO2. Lượng CO2 này cân bằng với H2CO3 làm

cho pH của nước giảm, khi đó các chất có tính bazơ đặc biệt là đá vôi bị hòa tan.

Bảng 4.2. Phân loại nước theo độ cứng

Nồng độ ion kim loại (tính theo CaCO3)



Ðộ cứng



0 ÷ 75



Mềm



75 ÷ 150



Cứng trung bình



150 ÷ 300



Cứng



> 300



Rất cứng



Ðộ cứng của nước là một chỉ tiêu rất quan trọng khi xác định chất lượng nước sử dụng

cho sinh hoạt hoặc công nghiệp. Những lượng tương đối của các độ cứng canxi, magie,

carbonat, không carbonat có trong nước là những yếu tố quyết định quá trình xử lý (làm

mềm) kinh tế nhất và được sử dụng trong thiết kế. Những yếu tố này cũng được dùng làm

cơ sở để kiểm soát và vận hành quá trình làm mềm nước.



Giáo trình TÀI NGUYÊN NƯỚC LỤC ĐỊA



116



Chương IV: Các vấn đề về ô nhiễm nguồn nước



b) Độ pH

+



Độ pH đặc trưng bởi nồng độ ion H trong nước, nó phản ánh tính chất của nước là axit,

trung tính hay kiềm. Nguồn nước có tính acid hoặc kiềm rất cao không thể khai thác cho

các hoạt động giải trí như bơi lội, chèo thuyền và còn làm ảnh hưởng đến hệ thủy sinh

vật. Nồng độ acid sulfuric cao làm ảnh hưởng đến mắt của những người bơi lội ở nguồn

nước này, ăn mòn thân tàu thuyền, hư hại lưới đánh cá nhanh hơn. Nguồn nước lân cận

một số xí nghiệp công nghiệp có thể có pH thấp đến 2 hoặc cao đến 11; trong khi cá chỉ

có thể tồn tại trong môi trường có 4,5 < pH < 9,5. Hàm lượng NaOH cao thường phát

hiện trong nước thải ở các xí nghiệp sản xuất bột giặt, thuộc da, nhuộm vải sợi... NaOH ở

nồng độ 25ppm đã có thể làm chết cá.

Các vi sinh vật phát triển trong môi trường háo khí cũng sản sinh ra acid. Quá trình oxy

hóa các hợp chất hữu cơ có thể tạo ra lượng CO2 đủ để làm giảm các giá trị pH một cách

đáng kể. Các vi khuẩn phát triển trong điều kiện nồng độ oxy thấp có thể chỉ oxy hóa

từng phần chất tác dụng và thường giải phóng các sản phẩm trao đổi chất trung gian

mang tính acid. Ngay cả khi có đủ oxy trong thời kỳ phát triển háo khí bình thường, một

số vi khuẩn có thể tạo ra các sản phẩm hữu cơ mang tính acid, sau đó những sản phẩm

này được mang vào tế bào và tiếp tục quá trình chuyển hóa. Trong một hỗn hợp các vi

khuẩn, các sản phẩm do một loại vi sinh vật tạo ra có thể sẽ được loài khác sử dụng. Một

ít loài vi khuẩn sản sinh lượng acid lớn gây nên giá trị pH thấp không thích hợp cho sự

phát triển của những vi khuẩn khác.

Các vi sinh vật cũng có thể làm tăng pH của môi trường xung quanh do chúng tạo ra các sản

phẩm mang tính kiềm hay do chúng loại bỏ những ion nào đó ra khỏi môi trường. Nguyên

nhân chung nhất để pH tăng lên là sự chuyển hóa các protein, các peptit hoặc các acid amin.

c) Muối kim loại

Các kim loại như sắt, mangan tồn tại trong nước dưới dạng Fe2+, Fe3+ hay Mn2+. Trong

nước ngầm, sắt thường ở dạng Fe2+ hòa tan, còn trong nước mặt nó ở dạng keo hay hợp

chất. Nước ngầm ở nước ta thường có hàm lượng sắt lớn.

Hàm lượng chloride 4.000ppm hoặc ở nồng độ 5 ppm Cr6+ sẽ gây độc cho cá. Đồng ở

hàm lượng 0,1 ÷ 0,5% đã gây độc cho vi khuẩn và một số sinh vật khác. P2O5 ở nồng độ

0,5ppm gây trở ngại cho quá trình tạo bông cặn và lắng trong các nhà máy nước. Phenol

ở nồng độ 1ppb đã gây nên vấn đề cho các nguồn nước.

d) Các hợp chất của nitơ

Các hợp chất của nitơ như HNO2, HNO3, NH3 có trong nước chứng tỏ nguồn nước có

amoniac là nguồn nước đang bị nhiễm bẩn, có nitrit là mới nhiễm bẩn, có nitrát là nước

nhiễm bẩn đã lâu. Các hợp chất khác như clorua và sulfat có trong nước thiên nhiên

thường ở dưới dạng các muối natri, canxi, magie. Mangan thường có trong nước ngầm

cùng với sắt ở dạng bicacbonat Mn2+. Iot và fluo có trong nước thiên nhiên thường dưới

dạng ion, chúng có ảnh hưởng tới sức khỏe con người và trực tiếp gây bệnh.



Giáo trình TÀI NGUYÊN NƯỚC LỤC ĐỊA



117



Chương IV: Các vấn đề về ô nhiễm nguồn nước



e) Khí hòa tan

Các chất khí hòa tan như O2, CO2 không ảnh hưởng nhiều đến chất lượng nước nhưng

chúng ăn mòn kim loại và phá hủy bê tông trong các công trình xây dựng.



IV.2.3. Đặc điểm sinh học

a) Vi khuẩn và sinh vật khác trong nước

-



Các vi khuẩn trong nước thải có thể chia làm 4 nhóm lớn: nhóm hình cầu (cocci) có

đường kính khoảng 1 ÷ 3μm; nhóm hình que (bacilli) có chiều rộng khoảng 0,3 ÷

1,5μm chiều dài khoảng 1 ÷ 10,0μm; nhóm vi khuẩn hình que cong và xoắn ốc, vi

khuẩn hình que cong có chiều rộng khoảng 0,6 ÷ 1,0μm và chiều dài khoảng 2 ÷ 6μm;

trong khi vi khuẩn hình xoắn ốc có chiều dài lên đến 50μm; nhóm vi khuẩn hình sợi

có chiều dài khoảng 100μm hoặc dài hơn. Các vi khuẩn có khả năng phân hủy các

hợp chất hữu cơ trong tự nhiên.

Tế bào vi khuẩn là một hệ thống có entropi thấp và có tính khử (so với môi trường),

do đó, nó phải có khả năng lấy từ môi trường 2 yếu tố quan trọng đó là năng lượng và

điện tử. Vì vậy, mục đích chính của quá trình biến dưỡng của vi khuẩn là lấy năng

lượng và điện tử của môi trường để tạo nên và duy trì sinh khối. Các vi sinh vật

thường nhận năng lượng và điện tử từ môi trường thông qua các phản ứng oxy hóa

khử. Vì vậy phản ứng oxy hóa khử được coi là xương sống của các quá trình sống.



-



Vi rút là các loài ký sinh bắt buộc, các loại vi rút phóng thích ra từ phân người có khả

năng lây truyền bệnh rất cao. Một số loài có khả năng sống đến 41 ngày trong nước và

nước thải ở 20oC và 6 ngày trong nước sông bình thường.



-



Nấm có cấu tạo cơ thể đa bào, sống hiếu khí, không quang hợp và là loài hóa dị

dưỡng. Chúng lấy dưỡng chất từ các chất hữu cơ trong nước thải. Cùng với vi khuẩn,

nấm chịu trách nhiệm phân hủy các chất hữu cơ có trong nước thải. Về mặt sinh thái

học nấm có hai ưu điểm so với vi khuẩn: nấm có thể phát triển trong điều kiện ẩm độ

và pH thấp. Không có sự hiện diện của nấm, chu trình carbon sẽ chậm lại và các chất

thải hữu cơ sẽ tích tụ trong môi trường.



-



Tảo gây ảnh hưởng bất lợi cho các nguồn nước mặt vì ở điều kiện thích hợp nó sẽ

phát triển nhanh bao phủ bề mặt ao hồ và các dòng nước gây nên hiện tượng “tảo nở

hoa”. Sự hiện diện của tảo làm giảm giá trị của nguồn nước sử dụng cho mục đích cấp

nước bởi vì chúng tạo nên mùi và vị. Sự phát triển mạnh của tảo nâu hay tảo đỏ làm

cho màu sắc của nước không bình thường.



-



Nguyên sinh động vật có cấu tạo cơ thể đơn bào, hầu hết sống hiếu khí hoặc yếm khí

không bắt buộc chỉ có một số loài sống yếm khí. Các nguyên sinh động vật quan

trọng trong quá trình xử lý nước thải bao gồm các loài Amoeba, Flagellate và Ciliate.

Các nguyên sinh động vật này ăn các vi khuẩn và các vi sinh vật khác do đó, nó đóng

vai trò quan trọng trong việc cân bằng hệ vi sinh vật trong các hệ thống xử lý sinh



Giáo trình TÀI NGUYÊN NƯỚC LỤC ĐỊA



118