Xem bản đẹp trên 123doc.vn

HIỆN TRẠNG MÔI TRƯỜNG NƯỚC - CÁC PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH Ô NHIỄM NGUỒN NƯỚC


HIỆN TRẠNG MÔI TRƯỜNG NƯỚC -
CÁC PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH Ô
NHIỄM NGUỒN NƯỚC
GVHD : Th.s Nguyễn Văn Nam
SVTH : TỔ 1

I. MỞ ĐẦU
Cuộc sống trên Trái Đất bắt nguồn từ trong nước. Tất cả
các sự sống trên Trái Đất đều phụ thuộc vào nước và vòng
tuần hoàn nước:
+ Nước chiếm 99% trọng lượng cơ thể sinh vật.
+ Chiếm 44% trọng lượng cơ thể.cần cho tất cả các hoạt
động hàng ngày của con người.
+ tham gia vào sản xuất của cải vật. Người ta đã tính ra
được rằng: Để sản xuất 1 tấn giấy phải dùng hết 250 tấn
nước, sản xuất ra 1 tấn phân đạm phải cần 600 tấn nước,
sản xuất 1 tấn chất bột phải cần 1.000 tấn nước.
+ Nước còn tham gia vào các chu trình tuần hoàn vật chất
trong tự nhiên, điều hòa khí hậu.
Như vậy, nước có vai trò hết sức quan trọng đối với sự
phát triển kinh tế xã hội của môi quốc gia trên thế giới.

II. HiỆN TRẠNG MÔI TRƯỜNG NƯỚC TRÊN THẾ GiỚI.
II.1. Sự phân bố nguồn nước trên thế giới
- Với tổng diện tích bề mặt là 510 triệu km
2
, Trái Đất được
bao phủ bởi một nguồn tài nguyên nước phong phú, bề
mặt đại dương chiếm 70,8% với tổng lượng nước là
1.370.223 km
3
(chiếm hơn 97%). Một phần rất nhỏ là
nước ngọt (dưới 3%) nhưng lượng nước này không thể
cung cấp cho những nhu cầu sử dụng nước của con người.
Trong tổng số nước ngọt thì tồn tại ở dạng băng là 2,25%,
nước trong các sông suối ao hồ là 0,02%, nước dưới đất
khoảng 0,58%, hơi nước trong khí quyển khoảng 0,001%.
- Như vậy lượng nước sạch đươc sử dụng cho các mục đích
của con người chỉ khoảng 0,3% tổng lượng nước trên TĐ
dưới dạng nước ngọt. Trong phần đó thực tế chỉ dùng
được khoảng 1% vì 99% với kĩ thuật hiện nay con người
không vươn tới được hoặc vì nước bị ô nhiễm.


II.2. Hiện trạng môi trường nước trên thế giới.
a. Môi trường tài nguyên nước trên thế giới phân bố không
đều và ngày càng bị suy giảm, cạn kiệt.

Nguồn tài nguyên nước trên thế giới phân bổ không đồng
đều. Ví dụ như châu Á với 60% dân số thế giới nhưng chỉ
chiếm 30% trữ lượng nước trên toàn cầu. Do dân số thế giới
gia tăng nhanh, nhưng nguồn nước lại giảm. Theo dự báo,
dân số thế giới sẽ tăng tới 8 tỷ người vào năm 2025; do đó
lượng nước ngọt trung bình cho mỗi người dân mỗi năm
giảm đến gần 1/3 nguồn nước sử dụng trong những năm tới.

LHQ dự báo, với đà sử dụng nước như hiện nay, trong 20
năm tới, thế giới sẽ có 1,8 tỷ người sống trong các vùng
hoàn toàn thiếu nước và 5 tỷ người khác sống trong các
vùng khó có thể đáp ứng nhu cầu về nước. Sự lãng phí
nguồn nước sẽ tăng cùng mức sống của người dân tăng lên
do sử dụng nhiều thiết bị gia dụng.


Tình hình sử dụng nước có sự chênh lệch rất lớn giữa các quốc
gia trên thế giới.

Theo thống kê của LHQ một người Ôxtrâylia tiêu thụ bình quân hơn
1.000 lít nước sạch/ngày, một người Mỹ tiêu thụ 300-400 lít/ngày,
một người châu Âu tiêu thụ 100-200 lít. Trong khi đó, một người dân
của một số nước đang phát triển tiêu thụ bình quân chỉ vài lít nước
sạch/ngày. Mức tiêu dùng nước càng tăng thì lượng nước thải càng
lớn. Ở các nước đang phát triển, 90% nước thải sinh hoạt và 60%
nước thải công nghiệp được đổ vào mặt nước, không qua xử lý. .
Ngành nông nghiệp đang sử dụng tới 70% lượng nước khai thác trên
thế giới và tỷ lệ này sẽ còn tăng thêm 17% trong 20 năm tới.

Hiện nay để đáp ứng các nhu cầu trong sinh hoạt và sản xuất của con
người tại nhiều nơi trên trái đất con người đã sử dụng hết nguồn nước
mặt và khai thác nguồn nước ngầm. So với 3 thập kỷ trước đây lượng
nước ngầm được khai thác đã tăng lên 30 lần và đầu thế kỷ XXI sẽ
tăng thêm 1/3 nữa.

b.Chất lượng môi trường nước nói chung bị ô nhiễm trầm
trọng.

- Chất lượng nước bị ô nhiễm nghiêm trọng, nồng độ Nitrat ở các
sông trên thế giới cao hơn nhiều lần so với tiêu chuẩn, nồng độ
photpho, thuốc sâu, độ chua vượt quá giới hạn cho phép. Hầu hết các
con sông trên thế giới đều bị ô nhiễm nặng ví dụ như:

+ Anh Quốc: Đầu thế kỷ 19, sông Tamise rất sạch. Nó trở thành ống
cống lộ thiên vào giữa thế kỷ này. Các sông khác cũng có tình trạng
tương tự trước khi người ta đưa ra các biện pháp bảo vệ nghiêm ngặt.

+ Nước Pháp rộng hơn, nhiều sông rộng lớn, cuối thế kỷ 18, các sông
lớn và nước ngầm nhiều nơi không còn dùng làm nước sinh hoạt được
nữa, 5.000 km sông của Pháp bị ô nhiễm mãn tính.

+ Hoa Kỳ: Vùng Đại hồ bị ô nhiễm nặng, trong đó hồ Erie, Ontario
đặc biệt nghiêm trọng.

+ Ở Trung Quốc hầu hết các con sông đều bị ô nhiễm nặng do hoạt
động công nghiệp ở nước này rất phát triển



Hiện nay, ở các nước đang phát triển, nơi có tốc độ tăng trưởng
công nghiệp và đô thị hóa rất nhanh nhưng lại thiếu vốn và kĩ thuật xử
lý chất thải, vấn đề ô nhiễm nước ngầm trở nên trầm trọng hơn. Ở hầu
hết các nước đang phát triển, mức độ ô nhiễm rất cao
Trên thế giới hiện nay có rất nhiều nước và vùng lãnh thổ sử dụng
nước ngầm bị nhiễm asen một cách trầm trọng như: Tây Bengal (Ấn
Độ), Băngladesh, Đài Loan, Alaska, một số vùng ở Achentina,
Canađa, Mỹ. Nồng độ asen nhiều nơi đã vượt quá giới hạn cho phép
của WHO (10 g/l). ở Manikaganj, Harirampar, Faridpur, Gopalganj
(Bangladesh) có 19 mẫu thì 14 vượt quá tiêu chuẩn cho phép của
Bangladesh (50 g/l), riêng vùng Harirampar cả 4 mẫu đều trên 100
g/l . Nồng độ cao của asen có thể tìm thấy lên tới 1000 g/L. Còn ở
phía tây nam Đài Loan nồng độ asen trung bình từ 147671 g/L và
người dân sử dụng nước ở đây đã bị bệnh đen chân (blackfoot).

- Việt Nam trong những năm gần đây tình trạng ô nhiễm nguồn nước
đang trở thành một vấn đề hết sức quan trọng. Ô nhiễm nước diễn ra ở
hầu khắp các tỉnh thành đặc biệt là Hà Nội và thành phố Hồ Chí Minh
– nơi có mức độ tập trung công nghiêp và dân cư đông nhất cả nước

II.3. Hậu quả
- Trước tình trạng khai thác và sử dụng nước như hiện nay, nguồn tài
nguyên nước trên thế giới và Việt Nam đang bị cạn kiệt và suy giảm
nghiêm trọng.
- Ô nhiễm nước mặt: sông, hồ, đất ngập nước do các nguồn thải công
nghiệp và các hóa chất nông nghiệp. Mức độ phú dưỡng các hồ nội địa
tăng, một số vùng cửa sông đang bị ô nhiễm dầu, kim loại nặng, thuốc
trừ sâu. Nước ngầm trong địa bàn các khu dân cư tập trung đang bị ô
nhiễm bởi nước thải và chất thải sinh hoạt không được thu dọn và xử lý.
- Bình quân nước ngọt trên đầu người liên tục giảm, thiếu nước ngọt sạch
là một trong những vấn đề mang ý nghĩa toàn cầu hiện nay Hiện có hơn
1,1 tỷ người trên thế giới không có nước sạch sử dụng. Mỗi năm có 5
triệu người chết vì những bệnh liên quan đến nước ( dịch tả, ung thư,
các căn bệnh truyền nhiễm…do nguồn nước bị ô nhiễm quá
mức).


-Thiếu nước và việc phân chia nguồn nước không đồng đều dẫn đến các
cuộc chiến tranh, xung đột, căng thẳng giữa các quốc gia

LHQ đã cảnh báo có đến 300 "điểm nóng" trên thế giới có nguy cơ
xảy ra chiến tranh liên quan đến việc phân chia nguồn nước

Căng thẳng sẽ tăng cao hơn tại những khu vực thiếu nước trầm trọng.

Trung Đông, một trong những khu vực khô cằn trên thế giới, được
LHQ đánh giá là nguy hiểm nhất bởi vì sự sống còn của 5 quốc gia là
Ixraen, Libăng, Gioócđani, Xyri và Palextin lại phụ thuộc vào nguồn
nước của sông Jourdain, mà Ixraen ngang nhiên tuyên bố là nguồn tài
nguyên chiến lược, luôn được bảo vệ bởi quân đội nước này .

Tại Nam Á, Ấn Độ và Pakixtan đề phòng nhau gần nửa thế kỷ nay vì
tranh chấp nguồn nước ngầm quý giá nằm dọc thung lũng màu mỡ
Indus.

Tại Bắc Phi, Xênêgan và Môritani cũng thường xuyên va chạm với
nhau về việc phân chia nguồn nước của sông Sénégal.
-

II. 4. Nguyên nhân

- Do dân số thế giới đông tăng nhanh nên nhu cầu sử dụng
nước ngày càng lớn, tỉ lệ nước sạch bình quân đầu người
ngày càng suy giảm. Ý thức sử dụng nước của người dân
chưa cao nên tình trạng ô nhiễm, can kiệt nguồn nước ngày
càng lớn.

- Qúa trình đô thị hóa diễn ra mạnh mẽ làm cho nguồn
nước ngày càng bị ô nhiễm nghiêm trọng.

- Sự phát triển của các ngành kinh tế như công nghiệp,
nông nghiệp đã thải vào môi trường nước nhiều chất độc
hại, làm ô nhiễm không chỉ môi trường nước mặt mà cả
nước ngầm.
Trước tình hình môi trường nước đang bị cạn kiệt, suy
thoái và ô nhiễm, thì các tổ chức môi trường quốc tế và các
quốc gia cần có các biện pháp đánh giá xác định ô nhiễm
nước

Khái
niệm

Nước tự nhiên sạch thường trong suốt và không
màu. Khi nước chứa nhiều chất rắn lơ lửng, các
loại tảo, chất hữu cơ,… nước có màu
a. Xác định màu sắc của nước

+ Xác định màu sắc của nước bằng cách ghi phổ
hấp phụ của mẫu nước trong miền khả kiến.
Đất đai
Và các
CN đồng
cỏ ở TB

Cách
xác
định

Xác định màu sắc của nước bằng mắt dựa trên sự
so sánh với một loại mẫu chuẩn (thường dùng
dung dịch hỗn hợp của và CoSO4 vì gần
giống với màu của nước).
722
OCrK
Các phương pháp xác định ô nhiễm nước
1. Các phương pháp hóa lý

b. Xác định mùi vị của nước
b. Xác định mùi vị của nước
Nước tự nhiên sạch không có mùi vị hoặc có mùi dễ chịu đối
Nước tự nhiên sạch không có mùi vị hoặc có mùi dễ chịu đối
với con người. Khi trong nước có mặt các sản phẩm phân hủy chất
với con người. Khi trong nước có mặt các sản phẩm phân hủy chất
hữu cơ hoặc chất thải công nghiệp, các kim loại, mùi và vị của nước
hữu cơ hoặc chất thải công nghiệp, các kim loại, mùi và vị của nước
trở nên khó chịu đối với con người.
trở nên khó chịu đối với con người.
Có thể xác định mùi của nước theo phương pháp đơn giản
Có thể xác định mùi của nước theo phương pháp đơn giản
như sau: mẫu nước chứa trong bình có nắp đật kín, lắc trong
như sau: mẫu nước chứa trong bình có nắp đật kín, lắc trong
bình khoảng 10-20 giây, sau đó mở nắp, ngửi mùi và đánh giá:
bình khoảng 10-20 giây, sau đó mở nắp, ngửi mùi và đánh giá:
không mùi, mùi nhẹ, trung bình, nặng và mùi rất nặng.
không mùi, mùi nhẹ, trung bình, nặng và mùi rất nặng.
Phương pháp xác định ô nhiễm nước

Khái niệm
Độ đục gây nên bởi các hạt rắn lơ lửng trong nước.Các chất
lơ lửng trong nước có thể có nguồn gốc vô cơ, hữu cơ hoặc
các vi sinh vật, thủy sinh vật có kích khả năng truyền sáng
của nước, ảnh hưởng tới quá trình quang hợp.1 đơn vị độ
đục là sự cản quang gây ra bởi 1 mg SiO
2
hòa trong 1 lít
nước cất.
Cách xác định
Độ đục được đo bằng máy đo độ đục (đục kế – turbidimeter).
c. Xác định độ đục
phương pháp xác định ô nhiễm nước

d. Xác định chất rắn
lơ lửng
Á xích đạo g/m:
Tổng lượng bức
xạ lớn, t
0
cao,
biên độ năm nhỏ
nhưng biên độ
ngày cao
-
Khái niệm:Chất rắn lơ lửng
trongnước có thể là các hạt chất
vô cơ hoặchữu cơ , kích thước
nhỏ, rất khó lắng trong nước như
khoáng sét, bụi, than, mùn…Sự
có mặt của các chất rắn lơ lửng
trong nước gây nên độ đục, màu
sắc và các tính chất khác.
Cách xác định: lọc
mẫu nước qua giấy lọc
sợi thủy tinh có cỡ lỗ xốp
khoảng1,2 μm hoặc màng
polycacbonat có cỡ lỗ xốp
khoảng 1 μm, sau đó sấy
khô phần không qua giấy
lọc ở 103 đến 105°C đến
khối lượng không đổi và
cân để xác định chất rắn lơ
lửng. Đơn vị biểu diễn: mg/L.
phương pháp xác định ô nhiễm nước

e. Xác định độ dẫn điện

Khái niệm: Nước tinh khiết hầu như
không dẫn điện vì nước phân ly rất ít.
Độ dẫn điện của nước liên quan đến sự
có mặt của các ion trong nước (kết quả
của quá trình phân ly của các chất tan
trong nước). Các ion này thường là
muối của kim loại như NaCl, Na
2
SO
4
,
KNO
3
,…Khi có mặt các ion này, nước
có độ dẫn điện cao.

Cách xác định: dùng máy đo độ dẫn
(có thể đo điện trở trong khoảng 50 -
100000), dùng các cực platin và bình
đựng dung dịch nghiên cứu kèm
theo máy. Lưu ý mẫu nước xác định
độ dẫn điện thì không được xử lý và
nên xác định ngay sau khi lấy mẫu. .
phương pháp xác định ô nhiễm nước

Khái niệm
Cách xácđịnh
- Độ pH của nước có thể xác định bằng phương
pháp điện hóa, chuẩn độ hoặc các loại thuốc thử
khác nhau.
- Hiện nay, người ta đo giá trị pH rất đơn giản
bằng phép đo trên máy đo pH (pH meter).
d. Khí hậu
f. Xác định pH
-
Độ pH là độ chua hay độ mặn của nước. Độ pH có ảnh
hưởng đến điều kiện sống bình thường của sinh vật thủy
sinh. Sự thay đổi pH của nước liên quan đến sự có mặt của
các axit hoặc kiềm, sự phân hủy hữu cơ, sự hòa tan một số
anion như
−2
4
SO

3
NO
,
phương pháp xác định ô nhiễm nước

g. Xác định DO
Khái niệm
DO là lượng oxy hòa tan trong nước cần thiết cho sự hô hấp của
các thủy sinh. DO được sử dụng như một thông số để đánh giá
mức độ ô nhiễm chất hữu cơ của các nguồn nước.
Cách xác định
Xác định DO bằng hai phương pháp:
-
Phương pháp Winkler (còn gọi là phương pháp cải tiến
azid). Phương pháp này được sử dụng cho mẫu nước cống
đặc, các mẫu nước sông.
- Phương pháp điện cực điện cực màng nhạy với oxy và
máy đo. Đây là phương pháp được sử dụng rất phổ biến
hiện nay.
phương pháp xác định ô nhiễm nước

h. Xác định độ cứng
Khái niệm:
Nước cứng là do
nước có chứa ion kim
loại kiềm thổ có hoá trị
2 như Ca2+, Mg2+,
Nước tự nhiênđược coi
là cứng nếu chứa trên
ba mili đương lượng
gam cation canxi (Ca2+)
và magie (Mg2+) trong
một lít. Người ta chia
ra độ cứng tạmthời và
độ cứng vĩnh
cửu
Cách xác định:
- Xác định độ
cứng bằng phương
pháp chuẩn độ
Complexon.
- Xác định độ
cứng bằng phương
pháp Tính toán theo
hàm lượng Ca, Mg.
phương pháp xác định ô nhiễm nước

Xác định BOD bằng cách phân tích hàm lượng oxi hòa tan
(DO).
Ngày nay việc đo BOD được thực hiện bằng phương
pháp chai đo BOD Oxitop.
Cách
xác
định
Khái niệm: BOD là lượng oxi cần thiết để vi sinh vật oxi hóa một phần
các hợp chất hữu cơ có trong nước. Đây là một thông số rất cơ bản để đánh
giá mức độ ô nhiễm nước. Giá trị BOD càng lớn có nghĩa là mức độ ô nhiễm
của nước ngày càng cao.Chỉ số này dùng làm cơ sở cho việc thiết kế và vận
hành các trạm xử lí nước thải và nước ô nhiễm.Trong thực tế thường xác định
BOD sau 5 ngày, kí hiệu là .
m. Xác định BOD
phương pháp xác định ô nhiễm nước

Cách xác định
Xác định COD thường sử dụng hai phương
pháp:
-
Phương pháp dùng Kali pemanganat
-
Phương pháp Kali bicromat.
COD là lượng oxi cần thiết để oxi hóa các
hợp chất hữu cơ có trong nước. COD là chỉ
số quan trọng dùng để đánh giá hàm lượng
chất hữu cơ của nước thải và sự ô nhiễm
nước tự nhiên
Khái niệm
l. Xác định COD
phương pháp xác định ô nhiễm nước

2. Các phương pháp sinh học

Sinh vật có mặt trong môi trường nước ở nhiều dạng
khác nhau, bên cạnh các sinh vật có ích, có nhiều nhóm
sinh vật gây bệnh hoặc truyền bệnh cho sinh vật và con
người. Trong số này, đáng chú ý nhất là các lọa vi
khuẩn, siêu vi khuẩn, và ký sinh trùng gây bệnh như các
loại ký sinh trùng gây bệnh tả, bệnh thương hàn, sốt rét,
siêu vi khuẩn viêm gan B, siêu vi khuẩn viêm não Nhật
Bản, trứng giun…Nguồn gây ô nhiễm chủ yếu là phân
rác, nước thải sinh hoạt, xác chết thực vật, nước thải
của các bệnh viện…Xác định tất cả các vi sinh vật gây
bệnh có trong nước thải hoặc nước bị ô nhiễm là 1 việc
làm quá phức tạp và tốn kém.
Phương pháp xác định ô nhiễm nước


Để đánh giá chất lượng nước dưới góc độ tác nhân ô
nhiễm sinh học, người ta thường dùng chỉ số Coliform. Đây
là chỉ số phản ánh số lượng vi khuẩn Coliform trong nước
thường không gây bệnh cho động vật và con người , nhưng
để biểu hiện cho nước ô nhiễm thì ta dùng Escherichia
( Ecoli ).

Vì vậy người ta thường chọn vi sinh vật chỉ thị trong các
vi sinh vật đường ruột là E.coli. Chỉ cần qua chỉ số E.coli
chúng ta có thể kết luận rằng nước đó bị ô nhiễm phân với
mức độ nào đó và qua đó có thể có hoặc không có những vi
khuẩn gây bệnh đường ruột.

Để xác định được chỉ số E.coli hoặc chuẩn E.coli ta có
thể chỉ dùng các phương pháp vi sinh vật học ở các phòng
thí nghiệm kiểm tra vệ sinh, như phương pháp màng lọc,
phương pháp lên men và phương pháp xác định nhanh.


Phương pháp lên men Vincent.

Là phương pháp dùng phổ biến nhất ở nước ta, phương
pháp này dựa trên các đặc điểm của E.coli:

+ Phát triển trên môi trường nước dạ dày có axit phenic
ở 42
0
C

+ Lên men đường Iactoza và sinh hơi.

+ Sinh indol.

Phương pháp xác định nhanh E.coli.

Đây là phương pháp khá đơn giản có thể thực hiện tại hiện
trường.

Phương pháp này dựa vào tính đặc hữu của nhóm vi khuẩn
coli được gọi chung là coliform.

Trong nhóm này có 1 số loài có khả năng lên men lactoza
khi nuôi cấy ở 35 – 37
0
C ở trong 48 giờ sẽ sinh ra axit,
aldehyt và sinh khí.

Có 1 số loài vi khuẩn phát triển ở 42 – 44,5
0
C và lên men
lactoza, trong số này có E.coli.