Tài liệu Báo cáo tốt nghiệp ngành khoa học môi trường đánh giá thực trạng nước thải tại thành phố thái nguyên-tỉnh thái nguyên

LỜI CẢM ƠN Thực tập tốt nghiệp là khâu cuối cùng và rất quan trọng của mỗi sinh viên trong quá trình học tập. Qua đó giúp đỡ cho mỗi sinh viên có đủ điều kiện củng cố lại kiến thức đã học trong nhà trường và ứng dụng trong thực tế, đồng thời nâng cao trình độ chuyên môn, năng lực công tác có thể vững vàng khi ra trường. Xuất phát từ nguyện vọng của bản thân và được sự phân công của khoa Tài nguyên và Môi trường Đại hoc Nông Lâm Thái Nguyên, em được về thực tập tại Trung tâm Quan trắc & Công nghệ môi trường, phòng Công nghệ môi trường thành phố Thái Nguyên – Tỉnh Thái Nguyên với khóa luận: “Đánh giá thực trạng nước thải tại thành phố Thái Nguyên - Tỉnh Thái Nguyên”. Nhân dịp này, em xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành và sâu sắc tới các thầy, cô giáo đã giảng dạy trong suốt quá trình học tập. Đặc biệt là cô giáo Th.S Vũ Thị Quý, người đã trực tiếp hướng dẫn để em hoàn thành khóa luận này. Qua đây em xin gửi lời cảm ơn tới các chú, các anh, các chị tại Trung tâm Quan trắc & Công nghệ môi trường, phòng Công nghệ môi trường thành phố Thái Nguyên – Tỉnh Thái Nguyên đã tạo mọi điều kiện giúp đỡ em hoàn thành nhiệm vụ trong thời gian thực tập. Em xin cảm ơn tới người thân và gia đình đã giúp đỡ em trong suốt quá trình nghiên cứu khóa luận. Tuy nhiên trong quá trình thực hiện đề tài, em đã gặp không ít thiếu sót, vì vậy mong nhận được sự góp ý của các thầy cô để đề tài của em được hoàn thiện tốt hơn nữa. Một lần nữa em xin chân thành cảm ơn! Thái Nguyên, tháng 5 năm 2012 Sinh viên Nguyễn Thị Quỳnh Hƣơng DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU Trang Bảng 2.1. Lượng nước thải và tải lượng BOD5 trong nước thải sinh hoạt từ các nguồn khác nhau của Mỹ........................................................ 19 Bảng 2.2. Mức nước thải từ mỗi người dân tới hệ thông cống thải ............... 32 Bảng 4.1. Bảng thống kê diện tích và dân số các phường trên địa bàn thành phố................................................................................................. 42 Bảng 4.2. Bảng dân số trung bình phân theo giới tính, thành thị và nông thôn42 Bảng 4.3. Tăng trưởng kinh tế của thành phố Thái Nguyêngiai đoạn 2006 2010............................................................................................... 49 Bảng 4.4. Lượng nước thải của một số cơ sở sản xuất công nghiệp trên địa bàn thành phố Thái Nguyên .......................................................... 51 Bảng 4.5. Lưu lượng nước thải của một số bệnh viện khu vực thành phố Thái Nguyên ................................................................................. 53 Bảng 4.6. Bảng thông số ô nhiễm đặc trưng trong nước thải bệnh viện ........ 55 Bảng 4.7. Ước tính lượng nước thải sinh hoạt phát sinh trên địa bàn thành phố Thái Nguyên (từ khu dân cư, hộ gia đình, nhà hàng, khách sạn) ...... 56 Bảng 4.8. Kết quả phân tích mẫu nước thải công nghiệp trên địa bàn thành phố Thái Nguyên .......................................................................... 57 Bảng 4.9. Kết quả phân tích mẫu nước thải tại Bệnh viện Gang Thép Thái Nguyên .......................................................................................... 59 Bảng 4.10. Kết quả phân tích mẫu nước thải sinh hoạt trên địa bàn thành phố Thái Nguyên ................................................................................. 60 Bảng 4.11. Nồng độ các chất ô nhiễm trong mẫu phân tích nước mặt tại một số điểm trên địa bàn thành phố Thái Nguyên ............................... 61 Bảng 4.12. Nồng độ các chất ô nhiễm trong mẫu phân tích nước ngầm tại một số điểm trên địa bàn thành phố Thái Nguyên........................ 62 Bảng 4.13. Hiện trạng cống thải của một số hộ trong thành phố ................... 63 Bảng 4.14. Công tác truyền thông vệ sinh môi trường................................... 65 DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT BVMT BOD5 COD Cty DDT ĐTM ĐCTV HTX IWMI LHQ NĐ/CP MTV QĐ QCMT TCMT TCVN TN & MT UNICEF WHO WWF : Bảo vệ Môi trường : Nhu cầu ôxi hóa 5 ngày : Nhu cầu ôxi hóa học : Công ty : Gồm Neocid, Pentachlor, Cholorophenothane…. : Đánh giá tác động môi trường : Địa chất thủy văn : Hợp tác xã : Viện Quản lý nguồn nước Quốc tế : Liên Hợp Quốc : Nghị định Chính phủ : Một thành viên : Quyết định : Quy chuẩn Môi trường : Tiêu chuẩn Môi trường : Tiêu chuẩn Việt Nam : Tài nguyên và Môi trường : Tổ chức Nhi đồng Liên Hợp Quốc : Tổ chức y tế thế giới : Quỹ bảo vệ động vật hoang dã MỤC LỤC Trang Phần 1: MỞ ĐẦU ................................................................................................................ 7 1.1. Đặt vấn đề .................................................................................................................... 7 1.2. Mục đích và yêu cầu của đề tài................................................................................. 8 1.2.1. Mục đích của đề tài .......................................................................................................8 1.2.2. Yêu cầu của đề tài .........................................................................................................8 1.3. Ý nghĩa của đề tài ....................................................................................................... 9 1.3.1. Ý nghĩa trong học tập và nghiên cứu khoa học ............................................................9 1.3.2. Ý nghĩa thực tiễn ...........................................................................................................9 Phần 2: TỔNG QUAN TÀI LIỆU ..................................................................................... 11 2.1. Cơ sở pháp lý ............................................................................................................ 11 2.2. Cơ sở lý luận của đề tài ........................................................................................... 11 2.2.1. Khái niệm về nước thải, nguồn thải ............................................................................11 2.2.1.1. Khái niệm về nước thải ............................................................................................11 2.2.1.2. Khái niệm về nguồn nước thải .................................................................................12 2.2.2. Một số đặc điểm về nước thải và nguồn thải ..............................................................13 2.2.2.1. Đặc điểm nước thải ..................................................................................................13 2.2.2.2. Đặc điểm nguồn thải ................................................................................................14 2.2.3. Một số ảnh hưởng của nước thải đến môi trường nước và sức khỏe con người .........15 2.2.4. Một số phương pháp xử lý nước thải ..........................................................................16 2.3. Thực trạng nƣớc thải trên thế giới và ở Việt Nam ............................................... 18 2.3.1. Thực trạng nước thải trên thế giới ..............................................................................18 2.3.1.1. Nước thải sinh hoạt.............................................................................................11 2.3.1.2. Nước thải công nghiệp .............................................................................................19 2.3.1.3. Nước thải bệnh viện .................................................................................................23 2.3.2. Thực trạng nước thải Việt Nam ..................................................................................24 2.3.2.1. Thực trạng nước thải ................................................................................................24 2.3.2.2. Thực trạng ô nhiễm nước mặt do nước thải .............................................................27 2.3.2.3. Thực trạng công tác thoát nước và xử lý nước thải .................................................29 2.3.3. Một số vấn đề liên quan tới nước thải tại thành phố Thái Nguyên .............................31 2.3.3.1. Tình hình cấp nước của thành phố Thái Nguyên .....................................................31 2.3.3.2. Một số vấn đề liên quan tới nước thải thành phố Thái Nguyên ...............................31 2.3.3.3. Đặc điểm nước thải thành phố Thái Nguyên ...........................................................32 2.3.3.4. Tình hình ô nhiễm nước mặt khu vực thành phố Thái Nguyên ...............................33 2.4. Hiện trạng môi trƣờng nƣớc sông cầu chảy qua khu vực thành phố Thái Nguyên ................................................................................................................................ 34 Phần 3: ĐỐI TƢỢNG - NỘI DUNGPHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ..................... 35 3.1. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu .......................................................................... 35 3.1.1. Đối tượng nghiên cứu .................................................................................................35 3.1.2. Địa điểm và thời gian tiến hành ..................................................................................35 3.2. Nội dung và các chỉ tiêu nghiên cứu ...................................................................... 35 3.2.1. Nội dung nghiên cứu ...................................................................................................35 3.2.2. Các chỉ tiêu nghiên cứu...............................................................................................35 3.3. Phƣơng pháp nghiên cứu ........................................................................................ 36 3.3.1. Phương pháp thu thập số liệu sơ cấp ..........................................................................36 3.3.2. Phương pháp thu thập số liệu thứ cấp .........................................................................36 3.3.3. Phương pháp phân tích, tổng hợp và đánh giá số liệu ................................................36 Phần 4: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU .................................................................................. 38 4.1. Điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội thành phố Thái Nguyên .............................. 38 4.1.1. Điều kiện tự nhiên .......................................................................................................38 4.1.1.1. Vị trí địa lý ...............................................................................................................38 4.1.1.2. Địa hình, địa mạo .....................................................................................................38 4.1.1.3. Đặc điểm địa chất.....................................................................................................39 4.1.1.4. Khí hậu, Thuỷ văn....................................................................................................40 4.1.2. Đặc điểm kinh tế - xã hội ............................................................................................41 4.1.2.1. Tăng trưởng kinh tế..................................................................................................41 4.1.2.2. Dân số và lao động ...................................................................................................41 4.1.2.3. Phát triển cơ sở hạ tầng ............................................................................................43 4.1.2.4. Thực trạng phát triển kinh tế - xã hội ......................................................................47 4.1.3. Đánh giá chung về điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội trên địa bàn thành phố Thái Nguyên..........................................................................................................................49 4.2. Đánh giá thực trạng nƣớc thải trên địa bàn thành phố Thái Nguyên ............... 51 4.2.1. Nguồn phát sinh nước thải ..........................................................................................51 4.2.1.1. Nguồn phát sinh nước thải công nghiệp ..................................................................51 4.2.1.2. Nguồn phát sinh nước thải bệnh viện .....................................................................53 4.2.1.3. Nguồn phát sinh nước thải sinh hoạt .......................................................................55 4.2.2. Đánh giá chất lượng nước thải trên địa bàn thành phố Thái Nguyên .........................57 4.2.2.1. Chất lượng nước thải công nghiệp ...........................................................................57 4.2.2.2. Chất lượng nước thải bệnh viện ...............................................................................58 4.2.2.3. Chất lượng nước thải sinh hoạt ................................................................................59 4.2.3. Ảnh hưởng của nước thải tới chất lượng môi trường trên địa bàn thành phố Thái Nguyên..........................................................................................................................61 4.3. Thực trạng quản lý nƣớc thải trên địa bàn thành phố Thái Nguyên ................. 63 4.3.1. Thực trạng thoát nước .................................................................................................63 4.3.2. Thực trạng xử lý nước thải..........................................................................................64 4.3.3. Thực trạng quản lý nước thải ......................................................................................65 4.3.4. Công tác truyền thông môi trường ..............................................................................65 4.4. Một số giải pháp giảm thiểu ảnh hƣởng tới môi trƣờng nƣớc thải thành phố Thái Nguyên ....................................................................................................................... 66 4.4.1. Giải pháp đối với công tác thoát nước của thành phố.................................................66 4.4.2. Giải pháp trong công tác thoát nước thải ....................................................................66 4.4.3. Giải pháp quản lý nước thải ........................................................................................59 4.4.3.1. Giải pháp nước sạch cho người dân .........................................................................59 4.4.3.2. Giải pháp khắc phục ô nhiễm nước .........................................................................69 4.4.4. Giải pháp nâng cao nhận thức và sự tham gia của cộng đồng ....................................69 Phần 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ............................................................................... 71 5.1. Kết luận ....................................................................................................................... 71 5.2. Kiến nghị ..................................................................................................................... 72 TÀI LIỆU THAM KHẢO .................................................................................................... 74 I. Tiếng Việt ........................................................................................................................ 74 II. Tiếng Anh ....................................................................................................................... 75 Phần 1 MỞ ĐẦU 1.1. Đặt vấn đề Bảo vệ môi trường là một chiến lược có tầm quan trọng đặc biệt, là bộ phận cấu thành không thể tách rời của chiến lược phát triển kinh tế - xã hội, là cơ sở quan trọng bảo đảm phát triển bền vững của từng quốc gia, địa phương và khu vực. Phát triển kinh tế phải kết hợp chặt chẽ, hài hòa với phát triển xã hội và bảo vệ môi trường, thực hiện tốt công tác bảo vệ môi trường là góp phần phát triển bền vững kinh tế - xã hội. Trên thế giới đang đứng trước thảm hoạ về môi trường, mức độ ô nhiễm đang ngày càng gia tăng về tất cả các mặt: ô nhiễm nước, đất, không khí. Kết quả của quá trình ô nhiễm là thay đổi khí hậu, nhiệt độ trái đất nóng lên… Việt Nam cũng đang trong tình trạng ô nhiễm nghiêm trọng. Trong những năm qua đã có nhiều công trình nghiên cứu về mức độ ô nhiễm (ô nhiễm không khí, ô nhiễm bụi…). Các nhà khoa học đã nghiên cứu và đánh giá về mức độ ô nhiễm nguồn nước do nước thải từ sản xuất công nghiệp, nông nghiệp, từ sinh hoạt và từ nhiều nguồn khác nhau. Nước thải là một vấn đề quan trọng cho những thành phố lớn và đông dân cư, nhất là đối với các quốc gia đã phát triển. Riêng đối với các quốc gia còn trong tình trạng đang phát triển, vì hệ thống cống rãnh thoát nước còn trong tình trạng thô sơ, không hợp lý cũng như không theo kịp đà phát triển dân số nhanh như trường hợp ở các thành phố ở Việt Nam như Hà Nội, Sài Gòn, Hải Phòng, Nha Trang, Đà Nẵng, Cần Thơ..v.v… Cùng với quá trình công nghiệp hoá, hiện đại hoá của đất nước ta. Thái Nguyên là một trong những thành phố công nghiệp phát triển và kèm theo sự phát triển đó là các hoạt động đã và đang tác động không nhỏ đến môi trường, xong trong thực tế việc giải quyết và xử lý nước thải này hầu như không thể thực hiện được. Nước thải sau khi qua mạng lưới cống rãnh được chảy thẳng vào sông rạch và sau cùng đổ ra biển cả mà không qua giai đoạn xử lý. Thêm nữa, hầu hết các cơ sở sản xuất công kỹ nghệ cũng không có hệ thống xử lý nước thải, do đó tình trạng ô nhiễm nguồn nước ngày càng trầm trọng hơn nữa. Nếu tình trạng trên không chấm dứt, nguồn nước mặt và dọc theo bờ biển Việt Nam sẽ không còn được sử dụng được nữa trong một tương lai không xa. Xuất phát từ yêu cầu thực tế trên và được sự đồng ý của Ban giám hiệu nhà trường, Ban chủ nhiệm khoa Tài nguyên & Môi trường - Trường Đại học Nông lâm Thái Nguyên và dưới sự hướng dẫn của Thạc sỹ Vũ Thị Quý em tiến hành đề tài: “Đánh giá thực trạng nước thải tại thành phố Thái Nguyên - Tỉnh Thái Nguyên”. 1.2. Mục đích và yêu cầu của đề tài 1.2.1. Mục đích của đề tài - Đánh giá được các điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội, các nguồn tài nguyên của thành phố Thái Nguyên. - Đánh giá thực trạng nước thải và mức độ ảnh hưởng của nước thải tới môi trường nước. - Từ đó đề xuất các giải pháp nhằm góp phần nâng cao chất lượng môi trường nước thành phố Thái Nguyên. 1.2.2. Yêu cầu của đề tài - Số liệu thu thập phải khách quan, trung thực, chính xác. - Đánh giá khái quát về điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội của thành phố Thái Nguyên. - Đánh giá được chất lượng nước thải tại thành phố Thái Nguyên. - Đánh giá được ảnh hưởng của nước thải đến môi trường nước tại thành phố Thái Nguyên. - Đề xuất các giải pháp giảm thiểu các ảnh hưởng của nước thải tới môi trường và nâng cao chất lượng môi trường thành phố Thái Nguyên. 1.3. Ý nghĩa của đề tài 1.3.1. Ý nghĩa trong học tập và nghiên cứu khoa học - Áp dụng kiến thức đã học của nhà trường làm quen với thực tế. - Nâng cao kiến thức thực tế. - Tích luỹ được kinh nghiệm phục vụ cho công việc sau này. - Bổ sung tư liệu cho học tập. 1.3.2. Ý nghĩa thực tiễn - Để góp phần bảo vệ bền vững môi trường trong công tác xây dựng báo cáo hiện trạng môi trường là rất cần thiết, nhằm giúp cho các nhà quản lý, các nhà hoạch định chính sách về kinh tế, về môi trường chủ động nắm vững diễn biến môi trường tại từng nơi, từng khu vực. - Biết được mặt mạnh, mặt yếu kém, những khó khăn và tồn tại trong công tác quản lý, sử dụng tài nguyên nước và xử lý nước thải ở thành phố Thái Nguyên. - Đề xuất một số giải pháp bảo vệ môi trường sao cho phù hợp với chiến lược phát triển kinh tế - xã hội của thành phố trên cơ sở phát triển bền vững. Phần 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2.1. Cơ sở pháp lý Luật Bảo vệ Môi trường Việt Nam ban hành ngày 29/12/2005 của Bộ Tài Nguyên và Môi trường. Luật tài nguyên nước 1998 ngày 20/05/1998 và quy định 197/1999/ NĐ-CP của chính phủ quy định về việc thực hiện luật Tài nguyên nước. Nghị định 117/2009/NĐ-CP ngày 31/12/2009 của chính phủ về việc quy định chi tiết và hướng dẫn thi hành một số điều của luật bảo vệ môi trường. Nghị định 127/2007/NĐ-CP ngày 21/08/2007 của chính phủ về việc bắt buộc áp dụng TCVN về Môi trường. Quyết định số 34/2005/QĐ-TTg ngày 22/02/2005 của thủ tướng chính phủ ban hành chương trình hành động của Bộ chính trị về: “Bảo vệ Môi trường trong thời kỳ đẩy mạnh công nghiệp hóa, hiện đại hóa”. Quyết định số 22/2006/QĐ-BTNMT ngày 18/08/2006 của chính phủ về việc bắt buộc áp dụng tiêu chuẩn Việt Nam về Môi trường. Quy chuẩn kỹ thuật Việt Nam QCVN 08:2008/BTNMT, quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng nước mặt. Quy chuẩn kỹ thuật Việt Nam QCVN 09:2008/BTNMT, quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước ngầm. Quy chuẩn kỹ thuật Việt Nam QCVN 14:2009/BTNMT, quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải sinh hoạt. Quy chuẩn kỹ thuật Việt Nam QCVN 40:2012/BTNMT, quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng nước thải công nghiệp. Quy chuẩn kỹ thuật Việt Nam QCVN 28:2010/BTNMT, quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải y tế. 2.2. Cơ sở lý luận của đề tài 2.2.1. Khái niệm về nước thải, nguồn thải 2.2.1.1. Khái niệm về nước thải  Khái niệm: Nước thải được định nghĩa ở nhiều khía cạnh khác nhau như: - Nước thải sinh hoạt: Là nước thải từ các hộ gia đình, trường học, khách sạn, cơ quan có chứa đựng các chất thải trong quá trình sống của con người. - Nước thải công nghiệp: Là nước thải từ các cơ sở công nghiệp, tiểu thủ công nghiệp, giao thông vận tải. - Nước thải bệnh viện: Là nước thải từ các cơ sở y tế.  Tóm lại: Nước thải được định nghĩa là chất lỏng thải ra từ các hoạt động sản xuất công nghiệp, kinh doanh, dịch vụ, sinh hoạt của con người và đã bị thay đổi tính chất ban đầu của chúng. 2.2.1.2. Khái niệm về nguồn nước thải  Khái niệm: Nguồn nước thải là nguồn phát sinh ra nước thải và là nguồn gây ô nhiễm môi trường nước chủ yếu.  Phân loại: Có nhiều cách phân loại nguồn nước thải. + Nguồn xác định (nguồn điểm): Là nguồn gây ô nhiễm có thể xác định được vị trí, bản chất, lưu lượng xả thải và các tác nhân gây ô nhiễm (ví dụ như mương xả thải). + Nguồn không xác định: Là nguồn gây ô nhiễm không cố định, không xác định được vị trí, bản chất, lưu lượng và các tác nhân gây ô nhiễm; nguồn này rất khó quản lý (ví dụ như nước mưa chảy tràn vào hồ, kênh rạch, đường phố chảy vào sông ngòi, ao). - Phân loại theo tác nhân gây ô nhiễm: + Tác nhân hóa lý: màu sắc, nhiệt độ, mùi vị, độ dẫn điện, chất rắn lơ lửng. + Tác nhân hóa học: Kim loại nặng như Hg, Cd, As,… + Tác nhân sinh học: vi sinh vật, tảo, vi khuẩn Ecoli,... - Phân loại theo nguồn gốc phát sinh (là cơ sở để lựa chọn biện pháp quả lý và áp dụng công nghệ): + Nguồn nước thải sinh hoạt. + Nguồn nước thải công nghiệp. + Nguồn nước thải nông nghiệp. + Nguồn nước thải tự nhiên. 2.2.2. Một số đặc điểm về nước thải và nguồn thải 2.2.2.1. Đặc điểm nước thải Tùy thuộc vào loại nước thải mà đặc điểm của chúng khác nhau. Trong nước thải chứa nhiều thành phần khác nhau, các thành phần đó cũng là tác nhân gây ô nhiễm nguồn nước và có độc tính với con người, sinh vật. Một số tác nhân gây ô nhiễm trong nước thải như: a) Chất hữu cơ - Chất hữu cơ ở dạng dễ phân hủy sinh học: Chất hữu cơ dạng này chủ yếu là cacbonhydrat, protein, chất béo; đây là chất ô nhiễm trong nước thải khu dân cư, khu công nghiệp chế biến thực phẩm. Theo Hoàng Văn Hùng (2009) [13] trong nước thải sinh hoạt có từ 60% - 80% là các chất hữu cơ ở dạng dễ phân hủy sinh học, trong đó có 40% - 60% là protein, 25% - 50% là cacbonhydrat và khoảng 10% chất béo. Để đánh giá hàm lượng các chất hữu cơ ở dạng này người ta thường sử dụng chỉ số BOD5 (nhu cầu ôxi sinh hóa), thể hiện hàm lượng chất hữu cơ dễ phân hủy sinh học nghĩa là chất hữu cơ bị ôxi hóa nhờ vai trò của vi sinh vật. - Chất hữu cơ ở dạng khó phân hủy sinh học: Nước thải chứa chất hữu cơ ở dạng này thường có độc tính cao, có tác dụng tích lũy và tồn lưu lâu dài trong môi trường và trong cơ thể sinh vật gây ô nhiễm lâu dài. Một số chất hữu cơ ở dạng này như polime, thuốc trừ sâu, các dạng polyancol. Các chất này thường có nhiều trong nguồn nước mưa chảy tràn qua các vùng nông lâm nghiệp sử dụng nhiều thuốc trừ sâu, thuốc diệt cỏ. Để đánh giá hàm lượng các chất hữu cơ dạng này người ta sử dụng thông số COD (nhu cầu ôxi hóa học), thể hiện toàn bộ các chất hữu cơ bị ôxi hóa nhờ tác nhân hóa học. b) Chất vô cơ: Trong nước thải sinh hoạt nồng độ các ion Cl - , PO43-, SO42- luôn cao hơn quy chuẩn cho phép, ngoài các ion trên còn có ion kim loại nặng có tính độc cao như Pb, Cd. Một số ion đặc trưng trong nước thải như a môn ( NH4+) hay ammoniac (NH3), (NO3-), photphat (PO43-), sunphat (SO42-) được gọi là các chất dinh dưỡng đối với thực vật. Hàm lượng các chất dinh dưỡng cao trong nước thải sinh hoạt khu dân cư, nước thải nhà máy thực phẩm và hóa chất. Theo Lê Trình (1997) [21] nồng độ Nitơ (N) tổng số, phôt pho (P) tổng số trong nước thải sinh hoạt khoảng 20 - 85 mg/l, từ 6 - 20 mg/. - Kim loại nặng: Các kim loại nặng có độc tính cao đối với con người và sinh vật ngay cả ở nồng độ thấp. - Các chất rắn: Trong nước thải chất rắn gồm cả chất vô cơ và hữu cơ, chất rắn có thể tồn tại ở dạng lơ lửng (huyền phù) hay ở dạng keo. Chất rắn trong nước thải có nhiều sẽ gây ra trở ngại cho việc cấp nước sinh hoạt cũng như nuôi trồng thủy sản và tưới tiêu cho nông nghiệp. - Các chất có màu: Màu sắc của nước thải là do sự phân hủy các hợp chất có trong nước thải. Chẳng hạn như màu nâu đen do tagnin, lignin cùng các chất hữu cơ có trong nước phân giải. - Mùi: Nước thải có mùi là do sự phân hủy chất hữu cơ hay mùi của hóa chất và mùi của dầu mỡ trong nước thải. - Sinh vật: Trong nước thải sinh vật khá phong phú, gồm có các loại vi sinh vật, vi rút, vi khuẩn, giun sán, tảo, rêu,… Nhóm vi sinh vật trong nước thải đóng vai trò quan trọng trong việc phân hủy các chất. Nước thải càng bẩn càng phong phú sinh vật (chủ yếu là vi khuẩn); trong nước thải sinh hoạt, nước thải từ các trại chăn nuôi, nước từ đồng ruộng bón phân chưa ủ có nhiều giun sán, vi khuẩn. 2.2.2.2. Đặc điểm nguồn thải Hiện nay, người ta quan tâm nhiều nhất tới ba nguồn nước thải đó là nguồn nước thải công nghiệp, nguồn nước thải bệnh viện, và nguồn nước thải sinh hoạt. Chúng là một trong những nguồn nước thải gây ô nhiễm nhất và ảnh hưởng lớn nhất tới môi trường nước nói riêng và môi trường nói chung. Một số đặc điểm của ba nguồn nước thải đó là: - Nguồn nước thải sinh hoạt: Đặc điểm có chứa nhiều chất hữu cơ dễ phân hủy sinh học (cacbonhydrat, protein, mỡ), giàu chất dinh dưỡng đối với thực vật (hợp chất của N và P), nhiều vi khuẩn và có mùi khó chịu (H2S, NH3). Đặc trưng của nước thải sinh hoạt là thường chứa nhiều các tạp chất khác nhau, trong đó có khoảng 58% chất hữu cơ, 24% chất vô cơ và vi sinh vật. Thành phần nước thải có chưa hàm lượng BOD5 = 250 mg/l, COD = 500 mg/l, chất rắn lơ lửng (SS) = 220 mg/l, photpho = 8 mg/l, Ntổng số = 40 mg/l. Phần lớn nước thải sinh hoạt sau khi thải ra môi trường thường bị thối giữa và có tính axit. Đặc điểm cơ bản của nước thải sinh hoạt thường chứa các chất hữu cơ dễ phân hủy sinh học cao, các chất này chứa nhiều hợp chất của Nitơ. - Nguồn nước thải công nghiệp: Đặc điểm của nước thải công nghiệp có chứa nhiều chất độc hại (kim loại nặng: Hg, Pb, Cd, As), các chất hữu cơ khó phân hủy sinh học (như phenol, dầu mỡ,…), các chất hữu cơ dễ phân hủy sinh học từ cỏ sở sản xuất thực phẩm. Nước thải công nghiệp không có đặc điểm chung mà thành phần và tính chất của chúng phụ thuộc vào quá trình sản xuất, trình độ, hay bản chất của dây truyền công nghệ cũng như quy mô sản xuất. Nước thải của các nhà máy chế biến lương thực, thực phẩm có chứa nhiều chất hữu cơ dễ phân hủy sinh học; trong khi đó nước thải của ngành công nghiệp thuộc da chứa nhiều kim loại nặng, sunfua; còn nước thải của công nghiệp ac quy có nồng độ axit và chì cao. - Nguồn nước thải bệnh viện: Đặc điểm của ô nhiễm nước thải bệnh viện và ô nhiễm hữu cơ với hàm lượng BOD5, COD và SS tương đối cao, đặc biệt là các vi sinh vật trong đó chứa nhiều chủng vi khuẩn gây bệnh như Samonella, Shygella, Viêm gan A,… Nước thải có mức độ ô nhiễm nặng từ nguồn hoạt động chuyên môn như phòng mổ, buồng thủ thuật, buồng khám bệnh, nước thải từ bể phốt. 2.2.3. Một số ảnh hưởng của nước thải đến môi trường nước và sức khỏe con người Ảnh hưởng lớn nhất của nước thải là gây ô nhiễm môi trường nước dẫn tới sự suy giảm tài nguyên nước. Theo Hoàng Văn Hùng (2009) [13] sự ô nhiễm môi trường nước chính là sự thay đổi thành phần và tính chất của nước gây ảnh hưởng tới hoạt động sống của con người và sinh vật. Khi sự thay đổi thành phần và tính chất của nước vượt qua một ngưỡng cho phép thì sự ô nhiễm nước đã ở mức nguy hiểm và gây ra một số bệnh (Lê Văn Khoa, 2000) [14]. Một số ảnh hưởng của nước thải tới môi trường nước, nguồn nước và sức khỏe là: *Ảnh hưởng tới môi trường nước: Nước thải làm thay đổi chất lượng nước, một số xu hướng khi chất lượng nước bị thay đổi như: Giảm độ pH của nước ngọt và tăng hàm lượng muối do sự gia tăng hàm lượng SO42-, NO3- trong nước. Gia tăng hàm lượng các ion trong nước tự nhiên như Ca2+, Pb3+, As3+, NO3-, PO43-, NO2-... Gia tăng hàm lượng chất hữu cơ khó phân hủy bằng con đường sinh học. Giảm độ ôxi hòa tan trong nước do quá trình phú dưỡng hóa, giảm độ trong của nước. * Ảnh hưởng của nguồn nước cấp: Hiện nay nhiều khu vực đang thiếu nước vào mùa khô, thêm vào đó là việc khai thác quá mức và ô nhiễm nguồn nước lại càng làm cho tình trạng này trở nên trầm trọng hơn. Theo tài liệu tính toán của Trung tâm Kỹ thuật Môi trường đô thị và khu công nghiệp (CEETIA), chi phí đầu tư để xử lý nước cấp từ 1.500 - 2.000 đồng/m3 như hiện nay thì chi phí này sẽ tăng lên đến 2.000 - 3.000 đồng/m3 khi chất lượng nguồn nước thô không đảm bảo do bị ô nhiễm hữu cơ, amoni, asen. Theo công ty cấp nước Hà Nam, vào mùa cạn chi phí xử lý nguồn nước cấp từ sông Đáy thành nước sinh hoạt cao gấp 3 - 4 lần so với bình thường. Vào những ngày ô nhiễm nặng, nhà máy phải cắt nước vì không thể lọc nước cùng cấp cho nhân dân được. Để giải quyết tình trạng này, công ty phải di dời trạm bơm nước về phía thượng nguồn sông Đáy thêm 2km nữa, việc này cần đầu tư kinh phí là 7 tỷ đồng. Hơn nữa, khi các địa phương ở đầu nguồn có hoạt động gây ô nhiễm nguồn nước thì khu vực hạ lưu phải giáng chịu hậu quả. Điều này tất yếu sẽ dẫn tới những mâu thuẫn, xung đột và tranh chấp quyền lợi giữa các địa phương trên toàn lưu vực. * Ảnh hưởng tới sức khỏe: Ô nhiễm môi trường nước tác động trực tiếp tới sức khỏe con người, là nguyên nhân gây các bệnh tiêu chảy (do virut, vi khuẩn, vi sinh vật đơn bào), lỵ trực trùng, thiếu máu, thiếu sắt, kém phát triển dẫn tới tử vong ở trẻ em. Theo bác sỹ Nguyễn Huy Nga ở Việt Nam có khoảng 80% loại bệnh liên quan đến chất lượng nước và vệ sinh môi trường. 2.2.4. Một số phương pháp xử lý nước thải Có nhiều phương pháp để xử lý nước thải và giảm thiểu ảnh hưởng của nước thải như phương pháp xử lý hóa học, phương pháp cơ - lý - hóa học, phương pháp xử lý sinh học, phương pháp xử lý kết hợp sinh học và cơ - lý hóa - học. Cụ thể có các phương pháp sau: - Phương pháp lắng: Nước thải được đưa vào bể chứa lắng các chất rắn. Thông thường các chất rắn lắng rất chậm hoặc khó lắng nên người ta thường sử dụng thêm các hóa chất như phèn (Al 2(SO4)3), nước vôi (Ca(OH)2), Natrialuminat (Na2Al2O4). - Phương pháp hấp thụ: Phương pháp này dựa trên nguyên tắc các chất ô nhiễm (như chất hữu cơ, kim loại nặng, chất màu) trong nước thải được hấp phụ. Các chất hấp phụ thường được dung phổ biến là than hoạt tính, đất sét, bùn hoạt tính. Phương pháp này hấp phụ được 85 - 95% chất hữu cơ có màu. - Phương pháp trung hòa: Là phương pháp đưa pH trong nước thải về môi trường trung tính thích hợp cho việc xử lý nước thải. Các phương pháp gồm: trộn nước thải có tính axit với nước thải có tính kiềm, bổ xung các chất hóa học để điều chỉnh pH (nếu nước thải có tính axit thì dung NaOH, KOH, Na2CO3, Ca(OH)2; còn nước thải có tính kiềm thì bổ xung H2SO4, HCl, CO2), cho nước thải chảy qua chất liệu lọc có khả năng trung hòa và trung hòa nước thải bằng khí (nước thải có tính kiềm sục H2SO4, HCl; nước thải có tính axit sục NH3). - Phương pháp dùng chất sát khuẩn: Là phương pháp được sử dụng sau khi nước thải đã được xử lý bằng các biện pháp cần thiết trước khi đổ vào nguồn tiếp nhận. Chất sát khuẩn thường dung và ít gây độc hại là Clo. Việc cho Clo hóa nước nhằm diệt các vi sinh vật, tảo và giảm mùi của nước. - Phương pháp sử dụng bể chứa và lắng: Các bể này có thể là bê tông hoặc ao, hồ được gia cố thêm nền móng nên nước thải ít ngấm xuống tầng đất sâu. Nước thải vào bể này và lưu lại 2 - 10h. Sau 3h hầu hết các chất rắn dễ lắng và chất rắn ở dạng huyền phù đều lắng xuống đáy bể, phần nước ở phía trên đưa vào quá trình xử lý sinh học tiếp. Còn phần lắng tùy từng công đoạn có thể làm phân bón cho cây trồng hoặc đem đi tiêu hủy. - Phương pháp sinh học: Nguyên lý của phương pháp này dựa trên hoạt động sống của vi sinh vật trong nước thải. Có 2 phương pháp xử lý là phương pháp hiếu khí (sử dụng vi sinh vật hiếu khí) và phương pháp kỵ khí (sử dụng vi sinh vật kỵ khí). Đây là phương pháp làm sạch nước thải bằng biện pháp sinh học lợi dụng hoạt động của vi sinh vật trong nước thải, lợi dụng các chất dinh dưỡng trong nguồn nước làm nguồn năng lượng và vật chất tế bào; chúng phân hủy các chất hữu cơ thành CO2, nước và muối khoáng, khử một số chất thành NO3-, N2-, NH4+. Ngoài ra có thể kết hợp hiếu khí với kị khí. 2.3. Thực trạng nƣớc thải trên thế giới và ở Việt Nam 2.3.1. Thực trạng nước thải trên thế giới 2.3.1.1. Nước thải sinh hoạt Nước thải sinh hoạt là nước thải phát sinh từ khu dân cư, trường học, nhà hàng, khách sạn; là một trong những nguyên nhân chủ yếu làm gia tăng hàm lượng các chất ô nhiễm trong nước một cách nhanh chóng và ảnh hưởng trực tiếp tới sức khỏe con người. Tổng lượng nước thải sinh hoạt giao động trong phạm vi lớn, nó phụ thuộc vào nhu cầu cấp nước ở mỗi quốc gia, mỗi địa phương. Ở Mỹ và Canada là hai quốc gia có nhu cầu cấp nước lớn nhất, lượng nước thải từ hai quốc gia này thường giao động tư 200 - 400 lít/người/ngày. Theo số liệu thống kê của Cục Môi trường Vương Quốc Anh (1989) [9], khoảng 80% trong số 12.000.000 m3 nước cống ở Anh và Wales có nguồn gốc từ nước thải sinh hoạt, trong đó 95% tải lượng ô nhiễm hữu cơ được xử lý trước khi đổ thải. Trong khi đó, ở nhiều quốc gia nguồn nước thải này chưa được xử lý mà đổ trực tiếp và nguồn tiếp nhận. Theo ước tính của Arceivala (1985) [23], lượng nước thải sinh hoạt và tải lượng ô nhiễm (tính theo BOD5) phát sinh từ các nguồn khác nhau ở Mỹ như sau: Bảng 2.1. Lƣợng nƣớc thải và tải lƣợng BOD5 trong nƣớc thải sinh hoạt từ các nguồn khác nhau của Mỹ Lƣợng nƣớc thải Tải lƣợng BOD5 Nguồn phát sinh (lít/ngƣời/ngày) (gam/ngƣời/ngày) 1. Khu dân cư 1.1. Nhà riêng 300 80 1.2. Khu chung cư 240 - 300 80 2. Trường học 2.1. Trường có căng tin 80 30 2.2. Trường không có căng tin 60 20 2.3. Trường nội trú 300 80 3. Nhà hàng 3.1. Nhân viên 120 50 3.2. Khách hàng 15 15 4. Bệnh viện 600 - 1200 30 5. Văn phòng 60 25 6. Rạp chiếu bóng 10 - 20 10 7. Khu nhà máy (không kể 60 - 120 25 nước thải và căng tin) Nguồn: Ước tính của Arceivala (1985) Qua bảng trên ta thấy, chất lượng nước thải và tải lượng ô nhiễm từ khu dân cư và bệnh viện lớn nhất (lượng nước thải từ bệnh viện dao động từ 600 - 1.200 lít/người/ngày, khu dân cư từ 240 - 300 lít/người/ngày; tải lượng BOD5 phát sinh từ khu dân cư cao nhất là 80 g/người/ngày). Một số tính toán khác cho thấy tải lượng BOD5 mà một người ở Đông Nam Á đưa vào môi trường chỉ khoảng 35 - 42 g/người/ngày. Tuy nhiên, trong thực tế khối lượng trung bình các chất ô nhiễm do con người đưa và môi trường khá khác nhau, nó phụ thuộc và chất lượng bữa ăn, lượng nước sử dụng và hệ thống cống tiếp nhận nước thải. 2.3.1.2. Nước thải công nghiệp Cùng với xu thế phát triển công nghiệp, hiện nay lượng nước thải phát sinh từ các hoạt động công nghiệp cũng đa dạng hơn. Nguồn nước thải này nếu không được xử lý sẽ gây ô nhiễm rất nguy hại cho nguồn tài nguyên nước trên thế giới. Thế giới cảnh báo, hiện cứ 3 người trên trái đất có một người sống trong tình trạng thiếu nước. Các chuyên gia về nước kêu gọi cần có sự thay đổi mạnh mẽ về cách thức quản lý nguồn nước đang ngày càng khan hiếm khi mà dân số thế giới dự kiến sẽ tăng thêm 2 đến 3 tỷ người vào năm 2050. Dựa trên kết quả khảo sát về tình trạng nước sạch ở các nước công nghiệp phát triển, Quỹ bảo vệ động vật hoang dã (WWF) công bố báo cáo "Giàu về kinh tế nhưng nghèo về nước sạch" cảnh báo các nước giàu cần nhanh chóng thay đổi chính sách nếu không muốn đối mặt với một cuộc khủng hoảng về nước sạch như đã từng xảy ra ở các nước nghèo. Theo báo cáo, tại châu Âu, tình trạng hạn hán xảy ra thường xuyên hơn ở các nước bên kia bờ Đại Tây Dương, trong khi tại các nước ở Địa Trung Hải, các nguồn nước tự nhiên đang trở nên cạn kiệt do sự bùng nổ của ngành du lịch và nông nghiệp trong khu vực. Trong khi đó, tình trạng ô nhiễm tại các cùng đầm lầy vì chất thải công nghiệp tại khu vực Đông Âu vẫn chưa được khắc phục. Ngoài các nước châu Phí, nhiều quốc gia đang rơi vào khủng hoảng nguồn nước như Australia, Trung Quốc, Ấn độ. Tại Australia, lượng mưa hàng năm tiếp tục giảm sau khi đã giảm đột biến 15% trong những năm 70 của thế kỷ trước, khiến các mạch nước ngầm tự nhiên ở nước này bị cạn kiệt dần. Bản báo cáo: “Nước cho cuộc sống: hiện thực hóa” của Tổ chức Y tế thế giới (WHO) cũng cho biết, từ nay đến năm 2015 trên thế giới sẽ có khoảng hai tỷ người cần cung cấp nước sạch và những điều kiện vệ sinh tối thiểu. Trong khi đó, nguồn nước trên thế giới ngày càng cạn kiệt. LHQ đã phát động: “Thập kỷ nước cho cuộc sống” từ năm 2005 - 2015 nhằm kêu gọi các nước tăng cường quản lý và sử dụng hiệu quả các nguồn nước ngày càng trở nên khan hiếm. Các nước thành viên Liên Hiệp Quốc cam kết đạt mục tiêu phát triển Thiên niên kỷ là giảm một nửa tỷ lệ dân số thiếu nước sạch và điều kiện vệ sinh cơ bản vào năm 2015. Theo Viện Quản lý nguồn nước Quốc tế (IWMI), con người chiếm tới 98% nguyên nhân gây ra tình trạng khan hiếm nước, trong đó có việc sử