Tài liệu đánh giá chất lượng nước sông ba đoạn chảy qua tỉnh phú yên năm 2014

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM MAI HẢI TRANG ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG NƯỚC SÔNG BA ĐOẠN CHẢY QUA TỈNH PHÚ YÊN NĂM 2014 CHUYÊN NGÀNH MÃ SỐ : KHOA HỌC MÔI TRƯỜNG : 60 44 03 01 NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC TS. NGUYỄN THANH LÂM HÀ NỘI – 2015 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan: Bản luận văn tốt nghiệp này là công trình nghiên cứu của cá nhân. Các số liệu và những kết quả trong luận văn là trung thực, tư liệu sử dụng trong luận văn này được thu thập từ nguồn thực tế . Hà Nô ôi, ngày tháng năm 2015 Tác giả luâ ân văn Mai Hải Trang i LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành chương trình cao học và viết luận văn này, tôi đã nhận được sự hướng dẫn, giúp đỡ và góp ý nhiệt tình của quý thầy cô Học viện Nông nghiệp Việt Nam trong suốt thời gian học tập tại học viện. Tôi xin gửi lời biết ơn sâu sắc đến TS. Nguyễn Thanh Lâm đã dành rất nhiều thời gian và tâm huyết hướng dẫn nghiên cứu và giúp tôi hoàn thành luận văn tốt nghiệp. Nhân đây, tôi xin chân thành cảm ơn Ban giám đốc Học viện Nông Nghiệp Việt Nam cùng quý thầy cô trong Khoa Môi Trường đã tạo rất nhiều điều kiện để tôi học tập và hoàn thành tốt khóa học. Đồng thời, tôi cũng xin cảm ơn quý anh, chị và Ban giám đốc sở Tài Nguyên mà môi trường tỉnh Phú Yên đã tạo điều kiện cho tôi rất nhiều trong suốt quá trình khảo sát ,thu thập số liệu viết luận văn. Mặc dù tôi đã có rất nhiều cố gắng hoàn thiện luận văn bằng tất cả sự nhiệt tình và năng lực của mình, tuy nhiên không thể tránh khỏi những thiếu sót. Rất mong nhận được những đóng góp quý báu của quý thầy cô và các bạn. Hà Nội, ngày tháng Học viên Mai Hải Trang ii năm 2015 MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN i LỜI CẢM ƠN ii MỤC LỤC iii DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT vi DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT vi DANH MỤC BẢNG vii DANH MỤC HÌNH viii MỞ ĐẦU 1 CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 3 1.1 CÁC KHÁI NIỆM VỀ Ô NHIỄM MÔI TRƯỜNG NƯỚC 3 1.1.1 Khái niệm ô nhiễm môi trường nước 3 1.1.2 Nguồn gốc ô nhiễm nước 3 1.2 CÁC CHỈ TIÊU CƠ BẢN ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG NƯỚC 6 1.2.1 Các chỉ tiêu hóa lý 6 1.2.2 Các chỉ tiêu vi sinh 9 1.3 VAI TRÒ VÀ Ý NGHĨA CỦA NƯỚC ĐỐI VỚI CON NGƯỜI 10 1.4 TÌNH HÌNH CHẤT LƯỢNG NƯỚC SÔNG TRÊN THẾ GIỚI VÀ VIỆT NAM 11 1.4.1 Tình hình chất lượng môi trường nước sông trên Thế giới 11 1.4.2 Tình hình chất lượng môi trường nước sông ở Việt Nam 13 1.4.3 Tình hình về chất lượng môi trường nước tỉnh Phú Yên 17 CHƯƠNG 2 ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 21 2.1 ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI NGHIÊN CỨU 21 2.1.1 Đối tượng nghiên cứu 21 2.1.2 Phạm vi nghiên cứu 21 2.2 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 22 2.3 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 22 iii 2.3.1 Phương pháp thu thập số liệu 22 2.3.2 Phương pháp điều tra khảo sát ngoài thực địa 22 2.3.3 Phương pháp phỏng vấn trực tiếp : 23 2.3.4 Phương pháp đánh giá chất lượng nước dựa vào quy chuẩn Việt Nam (QCVN 08: 2008/BTNMT- Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng nước mặt) 23 2.3.5 Phương pháp đánh giá chất lượng nước dựa vào chỉ số chất lượng nước (WQI) 24 2.3.6 Phương pháp phân tích tổng hợp 28 CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 29 3.1 ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN, KINH TẾ - XÃ HỘI TỈNH PHÚ YÊN 29 3.1.1 Điều kiện tự nhiên 29 3.1.2 Điều kiện kinh tế - xã hội 33 3.2 ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG MÔI TRƯỜNG NƯỚC LƯU VỰC SÔNG BA ĐOẠN CHẢY QUA TỈNH PHÚ YÊN – NGUYÊN NHÂN VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP 3.2.1 Đánh giá chất lượng nước dựa vào quy chuẩn Việt Nam 3.3 DIỄN BIẾN CHẤT LƯỢNG NƯỚC LƯU VỰC SÔNG BA 38 38 45 3.3.1 Độ pH 45 3.3.2 Chất hữu cơ BOD5, COD và DO 46 3.3.3 Chất dinh dưỡng 47 3.4 ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG NƯỚC MẶT DỰA VÀO CHỈ SỐ CHẤT LƯỢNG NƯỚC (WQI) 48 3.4.1 Kết quả tính toán WQI 48 3.4.2 Đánh giá chất lượng nước bằng WQI 49 3.5 CÁC NGUỒN CÓ NGUY CƠ Ô NHIỄM NƯỚC SÔNG BA 52 3.5.1 Các hoạt động công nghiệp 52 3.5.2 Các hoạt động nông nghiệp 53 3.5.3 Nước thải sinh hoạt 55 3.5.4 Chất thải rắn 55 3.5.5 Nước thải từ các cơ sở y tế 56 iv 3.5.6 Nước thải nuôi trồng, khai thác thủy hải sản 57 3.5.7 Xây dựng các công trình thủy lợi - thủy điện 57 3.6 ĐỀ XUẤT MỘT SỐ GIẢI PHÁP 58 3.6.1 Giải pháp phi công trình 58 3.6.2 Giải pháp công trình 62 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 65 TÀI LIỆU THAM KHẢO 67 Phụ lục 69 v DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 BTNMT BVMT BOD COD CLN COD KTXH LVS NTU PTBV QCVN TCCP TCVN TSS UBND UNEP WQI Bộ Tài nguyên và Môi trường Bảo vệ môi trường Nhu cầu oxy sinh hoá Nhu cầu oxy hoá học Chất lượng nước Nhu cầu oxy hoá học Kinh tế xã hội Lưu vực sông Độ đục Phát triển bảo vệ Quy chuẩn Việt Nam Tiêu chuẩn cho phép Tiêu chuẩn Việt Nam Tổng chất rắn lơ lửng Uỷ ban nhân dân Chương trình môi trường liên hợp quốc Chỉ số chất lượng nước vi DANH MỤC BẢNG STT 1.1 Tên bảng Chất lượng nước mặt trên thế giới 1.2 Một số đặc trưng cơ bản của 9 hệ thống sông chính ở Việt Nam 1.3 Trang 14 Chất lượng môi trường nước trên một số con sông ở Việt Nam năm 2010 1.4 13 15 Nồng độ một số chất trong một số con sông nội thành ở Việt Nam năm 2010 16 2.1 Vị trí lấy mẫu ở các địa điểm đặc trưng 22 2.2 Phương pháp nghiên cứu trong phòng thí nghiệm 23 2.3 Giá trị giới hạn các thông số chất lượng nước mặt 24 2.4 Bảng quy định các giá trị qi, BPi 26 2.5 Bảng quy định các giá trị BPi và qi đối với DO% bão hòa 27 2.6 Bảng quy định các giá trị BPi và qi đối với thông số pH 27 2.7 So sánh giá trị WQI 28 3.1 Tỷ lệ các loại nhóm đất tại Phú Yên 30 3.2 Kết quả tính toán WQIthông số và WQItổng 49 3.3 So sánh WQI tại các vị trí quan trắc với WQI tiêu chuẩn 50 vii DANH MỤC HÌNH STT Tên hình 1.1 Sông Ba – Phú Yên (Ngô Đình Tuấn, 2010) Trang 2.1 Bản đồ tỉnh Phú Yên và vị trí lấy mẫu 3.1 21 Giá trị pH tại các điểm quan trắc trên sông Ba so với QCVN 08:2008,chuẩn A1 39 3.2 Giá trị DO tại các điểm quan trắc so với QCVN08:2008,chuẩn A1 3.3 Giá trị BOD5 tại các điểm quan trắc trên sông Ba so với QCVN08:2008,chuẩn A1 3.4 19 40 40 Giá trị COD tại các điểm quan trắc trên sông Ba so với QCVN08:2008, chuẩn A1 41 3.5 Giá trị độ đục tại các điểm quan trắc 42 3.6 Giá trị Tổng chất rắn lơ lửng(TSS) tại các điểm quan trắc trên sông Ba so với QCVN08:2008, chuẩn A1 3.7 Giá trị NH4+ tại các điểm quan trắc trên sông Ba so với QCVN08:2008, chuẩn A1 3.8 43 Giá trị PO43- tại các điểm quan trắc trên sông Ba so với QCVN08:2008, chuẩn A1 3.9 42 Giá trị Coliform 44 tại các điểm quan trắc trên sông Ba so với QCVN08:2008, chuẩn A1 45 3.10 Biến thiên pH tại các trạm quan trắc tỉnh Phú Yên 46 3.11 Biến động COD qua các năm tại các trạm quan trắc tỉnh Phú Yên 46 3.12 Biến động NO3- qua các năm tại các trạm quan trắc tỉnh Phú Yên 47 3.13 Biến động NH4+ qua các năm tại các trạm quan trắc tỉnh Phú Yên 48 3.14 Giá trị WQI tổng tại các địa điểm quan trắc 51 viii MỞ ĐẦU Tính cấp thiết của đề tài Tài nguyên nước là thành phần chủ yếu của môi trường sống, quyết định sự thành công trong các chiến lược, quy hoạch, kế hoạch phát triển kinh tế - xã hội, bảo đảm quốc phòng, an ninh quốc gia. Hiện nay nguồn tài nguyên thiên nhiên quý hiếm và quan trọng này đang phải đối mặt với nguy cơ ô nhiễm và cạn kiệt. Nhu cầu phát triển kinh tế nhanh với mục tiêu lợi nhuận cao, con người đã cố tình bỏ qua các tác động đến môi trường một cách trực tiếp hoặc gián tiếp. Nguy cơ thiếu nước, đặc biệt là nước ngọt và nước sạch là một hiểm họa lớn đối với sự tồn vong của con người cũng như toàn bộ sự sống trên trái đất. Do đó con người cần phải nhanh chóng có các biện pháp bảo vệ và sử dụng hợp lý nguồn tài nguyên nước. Sông Ba là con sông lớn nhất miền Trung, chảy qua 4 tỉnh Kon Tum, Gia Lai, Đăk Lăk và Phú Yên với diện tích lưu vực 13.900 km 2. Phạm vi lưu vực từ 12055' đến 14038' vĩ độ Bắc và 108000' đến 109055' kinh độ Đông. Bắc giáp sông Trà Khúc. Nam giáp sông Cái Ninh Hoà, sông Srepok. Tây giáp sông Sesan và Srepok. Đông giáp sông Kône, sông Kỳ Lộ và biển Đông. Dòng chính sông Ba bắt nguồn từ đỉnh Ngọc Rô ở độ cao 1.549m của dãy Trường Sơn. Từ thượng nguồn đến An Khê sông chảy theo hướng Tây Bắc - Đông Nam, rồi chuyển hướng Bắc - Nam. Từ Phú Túc ra đến Biển Đông tại Tuy Hoà sông chảy theo hướng Tây - Đông. Sông có chiều dài 374km, gồm có 36 sông nhánh cấp I, 54 nhánh cấp II, 14 nhánh cấp III và 1 nhánh cấp IV. Hiện nay lưu vực sông Ba đang chịu áp lực mạnh mẽ của sự gia tăng dân số, quá trình đô thị hóa, các hoạt động phát triển kinh tế, xã hội. Trong xu thế phát triển kinh tế, xã hội, dưới tác động của các hoạt động con người và các yếu tố tự nhiên, tình hình diễn biến môi trường của lưu vực sông đã nảy sinh hàng loạt các vấn đề môi trường, đặc biệt là ô nhiễm nguồn nước. Trên lưu vực sông có hàng trăm các nhà máy, khu công nghiệp và khu dân cư xả nước thải không qua xử lý trực tiếp xuống các dòng sông và ven biển đã làm cho chất lượng môi trường nước ngày càng suy giảm. 1 Phú Yên đã có nhiều thay đổi trong việc thay đổi phát triển kinh tế - xã hội gắn liền với việc cải thiện đời sống vật chất và tinh thần cho nhân dân. Tuy nhiên , bên cạnh những thành tựu đó thì sự thay đổi trong công nghiệp hoá- hiện đại hóa đã ảnh hưởng lớn tới điều kiện tự nhiên và môi trường xung quanh . Nhận thấy vai trò quan trọng của hệ thống sông Ba đối với sự phát triển kinh tế trong vùng cũng như để có cơ sở đề xuất các giải pháp quản lý quy hoạch, quản lý khai thác nhằm bảo vệ môi trường nước lưu vực sông. Tôi xin chọn đề tài “Đánh giá chất lượng nước sông Ba đoạn chảy qua tỉnh Phú Yên năm 2014”. Mục đích nghiên cứu - Đánh giá hiện trạng và diễn biến môi trường nước sông Ba đoạn chảy qua tỉnh Phú Yên dưới tác động của phát triển kinh tế, xã hội; - Đề xuất một số giải pháp nhằm giảm thiểu ô nhiễm bảo vệ môi trường nước. Yêu cầu của đề tài - Đánh giá đúng hiện trạng chất lượng nước sông Ba chảy qua tỉnh Phú yên - Xác định nguồn và mức độ ảnh hưởng tới chất lượng nước sông.  - Đề ra các giải pháp mang tính khả thi và phù hợp với khu vực nghiên cứu. 2 CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1. Các khái niệm về ô nhiễm môi trường nước 1.1.1 Khái niệm ô nhiễm môi trường nước Ô nhiễm nước là sự thay đổi thành phần và tính chất của nước, có hại cho hoạt động sống bình thường của sinh vật và con người, bởi sự có mặt của một hay nhiều hóa chất lạ vượt qua ngưỡng chịu đựng của sinh vật. Hiến chương Châu Âu về nước, định nghĩa về ô nhiễm nước: “Là sự biến đổi nói chung do con người đối với chất lượng nước, làm nhiễm bẩn nước và gây nguy hiểm cho con người, cho công nghiệp, nông nghiệp, nuôi cá, nghỉ ngơi, giải trí, đối với hoạt động vật nuôi và các loài hoang dại” (Lưu Đức Hải , 2001). 1.1.2. Nguồn gốc ô nhiễm nước Ô nhiễm nước có nguồn gốc tự nhiên và nhân tạo. Nguồn gốc tự nhiên của ô nhiễm nước là do mưa, tuyết tan, gió, bão lụt. Các tác nhân trên đưa vào môi trường nước chất thải bẩn, các sinh vật và vi sinh vật có hại, kể cả xác chết của chúng. Nguồn gốc nhân tạo là sự thải chất độc hại như các chất thải sinh hoạt, công nghiệp,nông nghiệp, giao thông vào môi trường nước (Lưu Đức Hải, 2001). Ở đâu phát triển ồ ạt, ở đó có ô nhiễm. Phát triển công nghiệp và đô thị hóa đang được coi là một trong những nguyên nhân chủ yếu và là thủ phạm gây suy giảm chất lượng môi trường nước mặt. Hầu hết những dòng sông lớn trên toàn quốc đều bị ô nhiễm ở những mức độ khác nhau và ngày càng trở nên trầm trọng, tăng nguy cơ các dòng sông chết. Chất lượng nước sông phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố bao gồm các điều kiện tự nhiên như địa chất, sinh thái, chế độ khí hậu thủy văn và các tác động của con người trong lưu vực sông. Các hoạt động như sử dụng quá nhiều phân bón, đốt nhiên liệu và đô thị hóa đã làm tăng hàm lượng các chất ô nhiễm trong các dòng sông (nitơ (N), photpho (P) và các kim loại nặng). a. Sự ô nhiễm nước có nguồn gốc tự nhiên Ô nhiễm môi trường nước gây ra bởi các hiện tượng tự nhiên như mưa, lũ, lụt, gió, núi lửa… Trong mỗi cơn mưa, nước mưa rơi xuống bề mặt đất, mái nhà, 3 mặt đường,…kéo theo các chất bẩn làm cho hoạt động sống của động vật, thực vật, vi sinh vật và xác chết của chúng xuống cống rãnh, sông suối, thủy vực,… Do đó, làm gia tăng hàm lượng các chất bẩn trong nước. Mặt khác, trong mỗi trận lũ, nước lũ sẽ chảy tràn qua các đô thị, khu dân cư, khu sản xuất,… và nước sẽ làm hòa tan hoặc cuốn trôi một lượng lớn chất thải sinh hoạt, chất thải sản xuất, phân bón và các tạp chất khác xuống thủy vực. Có thể thấy ô nhiễm nước có nguồn gốc từ tự nhiên có diễn biến phức tạp và khó kiểm soát, có thể tác động trên phạm vi lớn với mức độ nghiêm trọng. Vì vậy, cần có các biện pháp quản lý và dự báo phù hợp để hạn chế các tác động do tự nhiên gây ra. (Đặng Kim Chi, 2006) b. Sự ô nhiễm nước từ các hoạt động của con người Trong quá trình sinh hoạt, sản xuất của mình con người không những khai thác tài nguyên thiên nhiên mà còn thải ra một lượng lớn chất thải bao gồm chất thải rắn, khí thải và nước thải. Nước thải được thải ra từ các hoạt động sinh hoạt, sản xuất công nghiệp, nông nghiệp, giao thông vận tải nếu không được xử lý một cách triệt để sẽ tác động rất lớn đến chất lượng nguồn nước và cũng là một trong những nguyên nhân gây ô nhiễm nước nghiêm trọng. Trong các hoạt động của con người, thì hoạt động công nghiệp là một trong những hoạt động gây tác động đến môi trường nước tương đối lớn. (Lê Văn Khoa, 2000) Tùy vào các loại hình công nghiệp khác nhau mà thành phần, tính chất và nồng độ của nước thải công nghiệp cũng khác nhau. Tuy nhiên, nước thải công nghiệp thường chứa một lượng lớn các chất hòa tan và có tính chất nguy hiểm. Vì vậy, nếu không có các biện pháp xử lý hiệu quả thì sẽ gây ô nhiễm môi trường nước nghiêm trọng. (Lê Văn Khoa, 2000) Ví dụ như hiện tượng “dòng sông chết” trên lưu vực sông Thị Vải là một minh chứng điển hình. Công ty Vedan mỗi ngày xả thẳng ra sông Thị Vải 5000 m3 nước/ngày đêm mà không qua xử lý đã làm cho tính chất lý hóa của môi trường nước bị thay đổi và kết quả là nước sông bị ô nhiễm trầm trọng, thủy sinh vật không sống được, đồng thời còn gây ảnh hưởng đến sức khỏe và hoạt động sản xuất của con người. 4 Mặt khác, hoạt động sinh hoạt của con người cũng là một trong những nguyên nhân gây ô nhiễm môi trường nước. Theo đánh giá chung thì mỗi người cần 250 lít nước cho sinh hoạt, 1.500 lít nước cho hoạt động công nghiệp và 2000 lít nước cho hoạt động nông nghiệp… và cũng tương đương với lượng nước đó sẽ thải ra môi trường, do đó gây ảnh hưởng đến chất lượng môi trường nước. Nước thải sinh hoạt thường chứa một lượng lớn các chất khó bị phân hủy sinh học như dầu, mỡ, các chất tẩy rửa tổng hợp và các chất hữu cơ như thức ăn thừa,…vì vậy dễ gây ra mùi và làm biến đổi màu sắc của các nguồn nước. (Lê Văn Khoa, 2000) Ngoài ra, hoạt động sinh hoạt của con người còn gián tiếp gây ô nhiễm nước. Các chất thải rắn hữu cơ được sinh ra sau khi tiếp xúc với nước hoặc độ ẩm cao trong môi trường sẽ bị phân hủy và tạo nên nước rỉ rác, đây là một trong những nguyên nhân làm ô nhiễm môi trường nước, mặt nước ngầm ở các khu vực bải rác và các khu vực chứa rác (Nguyễn Xuân Cự và Nguyễn Thị Phương Loan, 2010). Một trong những nguyên nhân gây ô nhiễm nguồn nước có nguồn gốc từ con người tiếp theo đó là các hoạt động giao thông vận tải. Việc sử dụng môi trường làm địa bàn vận chuyển đi lại của các phương tiện giao thông đã gây tác động tiêu cực đến chất lượng môi trường nước. Trong quá trình hoạt động, các phương tiện giao thông đã xả ra môi trường nước một lượng lớn các chất thải, các chất khó bị phân hủy như xăng, dầu, mỡ,… Ngoài ra, còn phải kể 20 đến các vụ tai nạn của các tàu chở dầu, hóa chất,… đã gây ảnh hưởng đến chất lượng môi trường nước trên phạm vi rộng lớn (Nguyễn Xuân Cự và Nguyễn Thị Phương Loan, 2010). Hoạt động nông nghiệp cũng tác động đáng kể đến môi trường nước. Trong quá trình canh tác con người đã sử dụng một lượng lớn các hóa chất bảo vệ thực vật, các loại phân bón vô cơ, hữu cơ. Tuy nhiên, cây trồng không hấp thụ hết hoặc chưa kịp hấp thụ hết lượng hóa chất này mà tiếp xúc với nguồn nước thì bị nước hòa tan, cuốn trôi và sẽ gây ảnh hưởng đến chất lượng nguồn nước. Một hiện tượng thường thấy trong thời gian gần đây là hiện tượng “nước nở hoa” ở các thủy vực có tiếp nhận nguồn nước thải từ hoạt động nông nghiệp. Đây được xem là hiện tượng phú dưỡng nguồn nước do trong nước có chứa một hàm lượng lớn các chất dinh dưỡng như Nitơ, Photpho, Cacbon. Đây là các thành phần có trong phân bón mà 5 cây trồng không hấp thụ được từ hoạt động bón phân của con người. Qua đó, chúng ta thấy rằng môi trường nước bị ô nhiễm còn do hoạt động nông nghiệp của con người. (Lâm Minh Triết và Huỳnh Thị Minh Hằng, 2008) Như vậy, với các hoạt động của mình, con người đã trực tiếp hoặc gián tiếp tác động đến môi trường nước, trong đó hoạt động công nghiệp là một trong những hoạt động gây ảnh hưởng đến nguồn nước lớn nhất. Chính vì vậy, cần có các biện pháp quản lý và xử lý chặt chẽ các hoạt động của con người để hạn chế những ảnh hưởng đến môi trường nước cũng như đề xuất các biện pháp xử lý nước thải một cách hiệu quả hơn. 1.2. Các chỉ tiêu cơ bản đánh giá chất lượng nước Để đánh giá chất lượng nước cũng như mức độ gây ô nhiễm nước, có thể dựa vào một số chỉ tiêu cơ bản và quy định giới hạn của từng chỉ tiêu đó theo Luật môi trường của một quốc gia hoặc tiêu chuẩn Quốc tế qui định cho từng loại nước sử dụng cho các mục đích khác nhau. Kết hợp các yêu cầu về chất lượng nước và các chất gây ô nhiễm có thể đưa ra một số chỉ tiêu phù hợp. 1.2.1.Các chỉ tiêu hóa lý 1.2.1.1. Độ đục (TSS) Độ đục do sự hiện diện của các chất huyền trọc như đất sét, bùn, chất hữu cơ li ti và nhiều loại vi sinh vật khác. Nước có độ đục cao chứng tỏ nước có nhiều tạp chất chứa trong nó, khả năng truyền ánh sáng qua nước giảm 1.2.1.2. Độ màu (màu sắc) Màu sắc của nước gây ra bởi lá cây, gỗ, thực vật sống hoặc đã phân hủy dưới nước, từ các chất bào mòn có nguồn gốc từ đất đá, từ nước thải sinh hoạt, công nghiệp. màu sắc của nước có thể là kết quả từ sự hiện diện của các ion có tính kim khí như sắt, mangan. 1.2.1.3. Giá trị pH pH có ý nghĩa quan trọng về mặt môi sinh, trong thiên nhiên pH ảnh hưởng đến hoạt động sinh học trong nước, liên quan đến một số đặc tính như tính ăn mòn,hòa tan,… chi phối các quá trình xử lý nước như: kết bông tạo cợn, làm mềm, khử sắt diệt khuẩn. Vì thế, việc xét nghiệm pH để hoàn chỉnh chất lượng và phù hợp với yêu cầu kỹ thuật đóng một vai trò hết sức quan trọng trong kỹ thuật môi trường. 6 1.2.1.4. Chất rắn hòa tan Trong những sự thay đổi về mặt môi trường, cơ thể con người có thể thích nghi ở một giới hạn. Với nhiều người khi phải thay đổi chỗ ở, hoặc đi đây đó khi sử dụng nước có hàm lượng chất rắn hòa tan cao thường bị chứng nhuận tràn cấp tính hoặc ngược lại tùy theo thể trạng mỗi người. Tuy nhiên đối với dân địa phương, sự kiện trên không gây một phản ứng nào trên cơ thể. Trong ngành cấp nước, hàm lượng chất rắn hòa tan được khuyến cáo nên giữ thấp hơn 500mg/l và giới hạn tối đa chấp nhận cũng chỉ đến 1000mg/l. 1.2.1.5. Sắt Sắt là nguyên tử vi lượng cần thiết cho cơ thể con người để cấu tạo hồng cầu. Vì thế sắt với hàm lượng 0,3mg/l là mức ấn định cho phép đối với nước sinh hoạt. Vượt qua giới hạn trên, sắt có thể gây nên những ảnh hưởng không tốt. Sắt có mùi tanh đặc trưng, khi tiếp xúc với khí trời kết tủa Fe (III) hydrat hình thành làm nước trở nên có màu đỏ gạch tạo ấn tượng không tốt cho người sử dụng. Cũng với lý do trên, nước có sắt không thể dùng cho một số ngành công nghiệp đòi hỏi chất lượng cao như tơ, dệt, thực phẩm, dược phẩm,… Kết tủa sắt lắng đọng thu hẹp dần tiết kiệm hữu dụng của ống dẫn mạng lưới phân phối nước. 1.2.1.6. Nitrogen-Nitrit (N-NO2) Nitrit là một giai đoạn trung gian trong chu trình đạm hóa do sự phân hủy các chất đạm hữu cơ. Vì có sự chuyển hóa giữa nồng độ các dạng khác nhau của nitrogen nên các vết nitrit được sử dụng để đánh giá sự ô nhiễm hữu cơ. Trong các hệ thống xử lý hay hệ thống phân phối cũng có nitrit do những hoạt động của vi sinh vật. Ngoài ra nitrit còn được dùng trong ngành cấp nước như một chất chống ăn mòn. Tuy nhiên trong nước uống, nitrit không được vượt quá 0,1 mg/l. 1.2.1.7. Nitrogen – Nitrat (N-NO3) Nitrat là giai đoạn oxy hóa cao nhất trong chu trình của nitrogen và là giai đoạn sau cùng trong tiến trình oxy hóa sinh học. Ở lớp nước mặt thường gặp nitrat ở 7 dạng vết nhưng đôi khi trong nước ngầm mạch nông lại có hàm lượng cao. Nếu nước uống có quá nhiều nitrat thường gây bệnh huyết sắc tố ở trẻ em. Do đó trong nguồn nước cấp do sinh hoạt giới hạn nitrat không vượt quá 6mg/l. 1.2.1.8. Ammoniac (N-NH4+) Amoniac là chất gây nhiễm độc cho nước. Sự hiện diện của amoniac trong nước mặt hoặc nước ngầm bắt nguồn từ hoạt động phân hủy hữu cơ do các vi sinh vật trong điều kiện yếm khí. Đây cũng là một chất thường dùng trong khâu khử trùng nước cấp, chúng được sử dụng dưới dạng các hóa chất diệt khuẩn chloramines nhằm tạo lượng clo dư có tác dụng kéo dài thời gian diệt khuẩn khi nước được lưu chuyển trong các đường ống dẫn. 1.2.1.9. Sulfate (SO42- ) Sulfate thường gặp trong nước thiên nhiên và nước thải với hàm lượng từ vài cho đến hàng ngàn mg/l. Những vùng đất sình lầy, bãi bồi lâu năm, sulfur hữu cơ bị khoáng hóa dần dần sẽ biến đổi thành sulfate. Nước chảy qua các vùng đất mỏ mang nhiều sulfate sẽ có hàm lượng sulfate khá cao do sự oxy hóa quặng thiếc, quặng sắt. Sulfate là một trong những chỉ tiêu tiêu biểu của những vùng nước nhiễm phèn. Vì natri sulfate và mangan sulfate có tính nhuận tràng nên trong nước uống, sulfate không được vượt quá 200mg/l. 1.2.1.10. Phosphate (P-PO43-) Trong thiên nhiên phosphate được xem là sản phẩm của quá trình lân hóa và thường gặp dưới dạng vết đối với nước thiên nhiên. Khi hàm lượng phosphate phát triển mạnh mẽ sẽ là một yếu tố giúp rong rêu phát triển mạnh. 1.2.1.11. Oxy hòa tan (DO) Giới hạn lượng hòa tan (dissolved oxygen) trong nước thiên nhiên và nước thải tùy thuộc vào điều kiện hóa lý và hoạt động sinh học của các loại vi sinh vật. Việc xác định hàm lượng oxy hòa tan là phương tiện kiểm soát sự ô nhiễm do mọi hoạt động của con người và kiểm tra hậu quả của việc xử lý nước thải. 1.2.1.12. Nhu cầu oxy hóa học(COD) Nhu cầu oxy hóa học (COD) là lượng oxy tương đương của các cấu trúc hữu 8 cơ trong mẫu nước bị oxy hóa bởi tác nhân hóa học có tính oxy hóa mạnh. Đây là một phương pháp xác định vừa nhanh chóng vừa quan trọng để khảo sát các thông số của dòng nước và nước thải công nghiệp, đặc biệt trong các công trình xử lý nước thải. Phương pháp này không cần chất xúc tác nhưng nhược điểm là không có tính bao quát đối với các hợp chất hữu cơ (thí dụ axit axetic) mà trên phương diện sinh học thực sự có ích cho nhiều loại vi sinh trong nước. Trong khi đó nó lại có khả năng oxy hóa vài loại chất hữu cơ khác nhau như celluloz mà những chất này không góp phần làm thay đổi lượng oxy trong dòng nước nhận ở thời điểm hiện tại. 1.2.1.13. Nhu cầu oxy sinh hóa(BOD) Nhu cầu oxy sinh hóa (BOD) được xác định dựa trên kinh nghiệm phân tích đã được tiến hành tại nhiều phòng thí nghiệp chuẩn, trong việc tìm sự liên hệ giữa nhu cầu oxy đối với hoạt động sinh học hiếu khí trong nước thải hoặc dòng chảy bị ô nhiễm. BOD có ý nghĩa biểu thị lượng các chất hữu cơ trong nước có thể bị phân hủy bở các vi sinh vật, khi quá trình oxy hóa sinh học xảy ra thì các vi sinh vật sử dụng oxy hòa tan. Vì vậy, xác định tổng lượng oxy hòa tan cần thiết cho quá trình phân hủy sinh học là phép đo quan trọng đánh giá chất lượng nước. (Đặng Kim Chi, 2006) 1.2.2 Các chỉ tiêu vi sinh 1.2.2.1 Fecal coliform Nhóm vi sinh vật Coliform được dùng rộng rãi làm chỉ thị của việc ô nhiễm phân, đặc trưng bởi khả năng lên men lactose trong môi trường cấy ở 35 – 37 0 C với sự tạo thành axit aldehyd và khí trong vòng 48h. 1.2.2.2. Escherichia Coli (E.Coli) Escherichia Coli, thường được gọi là E.Coli hay trực khuẩn đại tràng, thường sống trong ruột người và một số động vật. E.Coli đặc hiệu cho nguồn gốc phân, luôn hiện diện trong phân của người và động vật, chim với số lượng lớn. Sự có mặt của E.Coli vượt quá giới hạn cho phép đã chứng tỏ sự ô nhiễm về chỉ tiêu này. Đây được xem là chỉ tiêu phản ánh khả năng tồn tại của các vi sinh vật gây bệnh trong đường ruột như tiêu chảy, lị… (Đặng Kim Chi, 2006) 9 1.3 Vai trò và ý nghĩa của nước đối với con người Nước là yếu tố chủ yếu của hệ sinh thái, là nhu cầu cơ bản của mọi sự sống trên Trái Đất. Ở đâu có nước ở đó có sự sống. Nước là thành phần cấu tạo nên sinh quyển. Với vai trò đặc biệt quan trọng như vậy, nước được xem 8 như huyết mạch là nhu cầu cơ bản của sự sống trên Trái đất. Người ta có thể nhịn ăn được nhiều ngày, nhưng không thể nhịn uống được 1 ngày. Có thể nói sự sống của con người và mọi sinh vật trên Trái đất đều phụ thuộc vào nước . Nước có ý nghĩa hết sức quan trọng đối với sự sống và sự phát triển của con người: Nước tái sinh chất hữu cơ, trong quá trình trao đổi chất nước có vai trò trung tâm. Những phản ứng lý, hóa học diễn ra với sự tham gia bắt buộc của nước. Nước là dung môi của nhiều chất và đóng vai trò dẫn đường cho nhiều muối đi vào cơ thể. Nước đưa vào cơ thể những chất hòa tan như natriclorua, phosphat, những nguyên tố vi lượng cần thiết như iốt (I), sắt (Fe), đồng (Cu), kẽm (Zn), mangan (Mn),... một vài khí độc như CO, CH4 . Nước đóng vai trò cực kì quan trọng trong sản xuất công nghiệp, nông nghiệp và sinh hoạt. Đối với cây trồng, nước là nhu cầu thiết yếu, đồng thời còn có vai trò điều tiết các chế độ ánh sáng, nhiệt độ, chất dinh dưỡng, vi sinh vật, độ thoáng khí trong đất. Nước chiếm 74% trọng lượng trẻ sơ sinh, 55 - 60% cơ thể nam trưởng thành, 50% cơ thể nữ trưởng thành. Nước cần thiết cho sự tăng trưởng và duy trì cơ thể bởi nó liên quan đến nhiều quá trình sinh hoạt quan trọng. Muốn tiêu hóa, hấp thu sử dụng tốt lương thực, thực phẩm... đều cần có nước . Nước là tài nguyên, vật liệu quan trọng của con người và sinh vật trên Trái đất. Con người mỗi ngày cần 250 lít nước cho sinh hoạt, 1.500 lít nước cho hoạt động công nghiệp và 2000 lít nước cho hoạt động nông nghiệp… Ngoài chức năng tham gia vào chu trình sống trên, nước còn là chất mang năng lượng, chất mang vật liệu và tác nhân điều hòa khí hậu, thực hiện các chu trình tuần hoàn vật chất trong tự nhiên (Lưu Đức Hải và Nguyễn Ngọc Sinh, 2005) Ngày nay, với sự phát triển công nghiệp, đô thị và sự bùng nổ dân số đã làm cho nguồn nước tự nhiên bị hao kiệt và ô nhiễm trầm trọng. Bên cạnh những lợi ích mà nước 10 mang lại thì nước còn là môi trường trung gian giúp cho việc lan truyền các dịch bệnh như thương hàn, lị, tả, bại liệt, viêm gan, các ký sinh trùng gây bệnh như giun, sán. Cuộc sống trên Trái Đất bắt nguồn từ nước. Tất cả sự sống trên Trái đất đều phụ thuộc vào nước và vòng tuần hoàn nước. Do đó, cần phải có biện pháp quản lý, bảo vệ và sử dụng tài nguyên nước một cách hợp lý để tránh làm cho nguồn nước bị ô nhiễm. Phải xem nước, bảo vệ nước và cung cấp nước là một chiến lược quốc gia. Bảo vệ nước chính là bảo vệ sự sống của con người 1.4. Tình hình chất lượng nước sông trên Thế giới và Việt Nam 1.4.1. Tình hình chất lượng môi trường nước sông trên Thế giới Các dòng sông ngoài việc cung cấp nước cho mục đích sản xuất, sinh hoạt, khai thác các nguồn lợi sẵn có thì bên cạnh đó nó cũn là nơi tiếp nhận một khối lượng chất thải rất lớn từ các hoạt động sản xuất công nghiệp, nông nghiệp. Tiến độ ô nhiễm nước phản ánh trung thực tiến bộ phát triển khoa học kỹ thuật. Do dân số trên Trái Đất ngày càng tăng nhanh đã gây áp lực lớn tới tài nguyên nước trên hành tinh, con người ngày càng xả thải nhiều chất thải độc hại và chưa có biện pháp quản lý và xử lý triệt để nguồn nước thải dẫn đến chất lượng nước ngày càng suy giảm. Hầu hết các hoạt động của con người đều ảnh hưởng đến chất lượng nước. Việc xử lý nước thải là một vấn đề rất khó khăn và tốn nhiều thời gian. Ở các nước phát triển, ước tính có khoảng 90% nước thải được thải trực tiếp vào sông, hồ mà không qua bất kì biện pháp xử lý nào hoặc có biện pháp xử lý nhưng không triệt để đã gây ra nhiều ảnh hưởng đến môi trường nước (Trần Đức Hạ, 2002). Tại Mỹ, mỗi năm có 850.000.000 gallon nước thải do bị rò rỉ và hệ thống cống thoát nước kết hợp không đồng bộ, đã gây ra ô nhiễm các nguồn nước sông, hồ và vịnh ở Hoa Kỳ. Sông, hồ và đại dương trong một phạm vi rộng đang bị ô nhiễm nặng kết quả là sản lượng thủy sản tự nhiên, hệ sinh thái và cảnh quan bị ảnh hưởng nghiêm trọng . Mặt khác, theo nghiên cứu của Ezzat et al, 2002 về chất lượng nước sông Nile ở Ai Cập cho thấy chất lượng nước sông tại đây cũng đang trong tình trạng báo động. Hiện tại có hơn 700 cơ sở công nghiệp hoạt động dọc theo lưu vực sông và hầu hết nước thải được thải thẳng ra môi trường mà chưa qua xử lý. Thành phần nước thải chứa nhiều các chất độc 11