Chương 7: Ô NHIỄM NƯỚC
Câu 1. Ô nhiễm nước là gì? Trình bày nguồn gốc gây ô nhiễm môi trường nước?
Khái niệm về ô nhiễm nước
Ô nhiễm nước là sự thay đổi thành phần và tính chất nước, có hại cho hoạt động sống bình thường của sinh vật và con người, bởi sự có mặt của một hay nhiều chất lạ vượt qua ngưỡng chịu đựng của sinh vật. Theo Hiến chương Châu Âu về nước đã định nghĩa về ô nhiễm nước như sau:
"Sự ô nhiễm nước là một biến đổi chủ yếu do con người gây ra đối với chất lượng nước, làm ô nhiễm nước và gây nguy hại cho việc sử dụng, cho công nghiệp,nông nghiệp, nuôi cá, nghĩ ngơi- giải trí, cho động vật nuôi cũng như các loài hoang dại".
“Việc thải các chất thải hoặc nước thải sẽ gây ô nhiễm vật lý, hóa học, hữu cơ, nhiệt, phóng xạ. Việc thải đó phải không gây nguy hiểm đối với sức khỏe cộng đồng và phải tính đến khả năng đồng hóa các chất thải đó của nước (khả năng pha loãng, tự làm sạch…). Những hoạt động kinh tế, xã hội của các cộng đồng, những biện pháp xử lý nước đóng vai trò rất quan trọng trong vấn đề này”.
Nguồn gốc gây ô nhiễm môi trường nước
Ô nhiễm nước có nguồn gốc tự nhiên và nhân tạo:
- Nguồn gốc tự nhiên: Do mưa, tuyết tan, gió, bão, lũ lụt. Ô nhiễm này còn được gọi là ô nhiễm không xác định nguồn gốc.
- Nguồn gốc nhân tạo: Là sự thải các chất độc hại chủ yếu dưới dạng lỏng, chủ yếu do xả nước thải từ các vùng dân cư, khu công nghiệp, hoạt động giao thông vận tải, thuốc trừ sâu, diệt cỏ, phân bón trong nông nghiệp.
Theo bản chất các tác nhân gây ô nhiễm, người ta phân ra các loại ô nhiễm nước:
Ô nhiễm vô cơ,
Ô nhiễm hữu cơ,
Ô nhiễm hoá chất,
Ô nhiễm sinh học,
Ô nhiễm bởi các tác nhân vật lý .
Dưới đây trình bày tóm tắt các nguồn gây nhiễm bẫn và tình hình nhiễm bẫn làm suy giảm chất lượng nguồn nước:
Hình 7.1.Sơ đồ các nguồn gây ô nhiễm môi trường nước
1. Nguồn gốc nhân tạo
Nguồn nhiễm bẩn ảnh hưởng đến chất lượng nước có liên quan mật thiết với việc sử dụng nước của con người, bao gồm:
a/ Nguồn nhiễm bẩn từ đô thị
Nguồn nhiễm bẩn dưới dạng lỏng
Nguồn nước thải ở các đô thị từ sinh hoạt, công nghiệp, các hoạt động kinh tế xã hội và từ dòng chảy do mưa tạo ra. Phần lớn các nguồn nước này được xử lý ở những mức độ khác nhau trước khi thải vào nguồn nước mặt.
Do sự rò rỉ của hệ thống cống thải nước
Thông thường hệ thống thải nước phải kín, nhưng do các hoạt động của con người như đào bới, để các vật năng trên hệ thống thải hoặc xe cộ đi lại, các điều kiện tự nhiên như sạt lở đất, rễ cây đâm vào...làm cho hệ thống nước thải bị rạn nứt hoặc vỡ ra và nước vừa thấm vào đất vừa chảy tràn trên bề mặt đất. Sự rò rĩ của hệ thống nước thải mang theo các hợp chất vô cơ, hữu cơ, các vi khuẩn độc hại với nồng độ cao vào nguồn nước. ại các khu công nghiệp, việc rò rỉ sẽ mang theo các kim loại nặng ất nguy hiển như As, Cd, Cr, Cu, Hg...đi vào nguồn nước ngầm.
Chất thải dưới dạng rắn
Chất thải dưới dạng rắn là một nguồn gây ô nhiễm cho nước mặt và nước ngầm. Thông thường nước thải bao gồm các chất rắn được thải ra mặt đất, các vùng đất này nếu có các khe nứt thì phần lớn các chất thải, cặn bã dưới dạng rắn sẽ theo nước thải tích đọng vào đất và đi xuống nước ngầm làm giảm chất lượng nước.
b/ Nguồn nhiễm bẩn do các hoạt động công nghiệp
Nước được sử dụng trong công nghiệp dễ làm lạnh, làm vệ sinh, sản xuất và gia công các sản phẩm. Trong quá trình đó có rất nhiều chất độc hại, các chất cặn bã bị thải ra. Các loại này có thể thải trực tiếp bằng dòng chảy bề mặt ra các hệ thống sông suối và có thể tạo nồng độ chất độc hại cao.
Cùng với sự phát triển cao của nền công nghiệp, tình hình nhiễm bẩn nguồn nước từ các nước đang phát triển đang được quan tâm.
c. Nguồn nhiễm bẩn từ nông nghiệp
Nguồn nước này được tạo ra do sản xuất nông nghiệp và chăn nuôn. Ngoài ra để bảo vệ mùa màng, hàng năm một lượng lớn thuốc diệt trừ sâu bọ và côn trùng được sử dụng, nó đã giết chết các vi sinh vật có ích, đồng thời cũng thải ra một lượng khổng lồ các chất độc hại vào đất và nước. Ở một số điểm cục bộ như Đông Anh (Hà Nội) bị ô nhiễm do dư lượng DDT (tuy chỉ 0,07mg/l dưới ngưỡng cho phép) là thuốc bị cấm sử dụng. Để tăng độ phì của đất, phân bón hóa học cũng được sử dụng nhiều. Ô nhiễm nước uống do nitrat (NO3-) từ nông nghiệp là một vấn đề quan trọng. Nông nghiệp hiện đại chừng 20 năm qua đã làm cho lượng NO3- khuyếch tán trong đất và gây ô nhiễm nước ngày càng nhiều. Việc phát triển chăn nuôi và nguồn phân hữu cơ do chăn nuôi thải ra khi gặp trời mưa sẽ chảy tràn trên bề mặt đất gây nhiễm bẩn nguồn nước mặt, đồng thời thấm xuống sâu ảnh hưởng các tầng chứa nước ngầm. Ngoài những độc tố gây hại thì lượng vi khuẩn, vi trùng trong nguồn chất thải này cũng rất lớn sẽ là mầm mống gây bệnh cho các sinh vật trong vùng.
2. Nguồn gốc tự nhiên
Nguồn tự nhiên gây ô nhiễm môi trường nước chủ yếu do sự tác động qua lại giữa các thành phần môi trường, các quá trình địa hóa, do thời tiết như: mưa lũ làm rửa trôi bùn đất, chất thải rắn đưa vào môi trường nước làm cho nước bị ô nhiễm bởi các tác nhân vật lý: màu, mùi, độ đục, làm giảm chất lượng sử dụng nước, ảnh hưởng tới các thủy sinh vật.
Hiện tượng ô nhiễm môi trường nước lớn nhất hiện nay trên thế giới là sự ô nhiễm Asen (thạch tín) trên phạm vi toàn cầu với hàng trăm triệu ngượi bị phơi nhiễm do sử dụng nước có nồng độ Asen cao quá tiêu chuẩn hướng dẫn của WHO trong thời gian dài (tiêu chuẩn hướng dẫn là 10ppb). Việt Nam là một trong những nước được xác định là khu vực có mức độ và phạm vi ô nhiễm Asen lớn trên thế giới. Ô nhiễm Asen trong nước ngầm do nguyên nhân tự nhiên, các quá trình phong hóa đá, rửa trôi trầm tích có chứa Asen sẽ tích tụ theo thời gian ở các vùng đồng bằng châu thổ và làm tăng hàm lượng Asen trong nước ngầm, trong khi đó nước ngầm là nguồn nước sử dụng cho sinh hoạt và ăn uống chiếm tỷ lệ cao.
Câu 3. Trình bày các tác nhân gây ô nhiễm môi trường nước?
Tác nhân gây ô nhiễm môi trường nước
Các chất gây ô nhiễm nước có thể được phân chia theo nguồn gốc, có nhiều tác nhân ô nhiễm môi trường nước, tuy nhiên có một số tác nhân chính được trình bày theo bảng sau.
Bảng 7.3. Một số tác nhân chính gây ô nhiễm môi trường nước
Loại tác nhân
Tác động
- Các nguyên tố vi lượng
- Kim loại nặng
- Hợp chất cơ kim
- Phóng xạ hạt nhân
- Chất vô cơ
- Amiăng
- Phú dưỡng
- Kiềm, axit, trầm tích (vượt tiêu chuẩn)
- Chất hữu cơ
- PCBs
- Thuốc trừ sâu
- Dầu mỡ
- Chất thải của người và động vật nuôi
- BOD
- Vi sinh vật gây bệnh
- Tác nhân vật lý: mùi, màu, vị, độ đúc
- Có hại cho thủy sinh vật và người
- Có hại cho thủy sinh vật và người
- Vận chuyển kim loại
- Độc
- Độc với thủy sinh vật
- Tác đồng tới sức khỏe con người
- Phú dưỡng
- Chất lượng nước, thủy sinh vật
- Độc
- Độc
- Độc, tác động nhanh đến thủy sinh vật
- Chất lượng nước, oxy hòa tan
- Chất lượng nước, oxy hòa tan
- Phú dưỡng
- Tác động đến sức khỏe con người
- Giảm chất lượng nước
(Nguồn: Stanley E. Manahan, Environmental chemistry, 2000)
3.1. Nguyên tố vết
Là những nguyên tố có hàm lượng rất nhỏ trong các mẫu nước phân tích, thông thường chỉ vài ppm đến vài chục ppb. Một số nguyên tố vết là chất dinh dưỡng cần thiết cho sinh vật ở nồng độ rất thấp, tuy nhiên ở nồng độ cao thì độc tính được thể hiện rõ thông qua các tác động lên chức năng sống của cơ thể sinh vật. Nhiều nguyên tố vết tạo liên kết bền với các nhóm sulfua trong enzim và làm mất hoạt tính của enzim, gây rối loạn quá trình tổng hợp protein. Một số nguyên tố vết dạng á kim gây ô nhiễm nước như Asen, Selen rất được quan tâm hiện nay.
3.2. Kim loại nặng
Kim loại nặng là những kim loại có tỷ khối ≥ 5 g/cm3. Nhóm các kim loại nặng gây ô nhiễm môi trường nước gồm cóHg, Cd, Pb, As, Sb, Cr, Cu, Zn, Mn, v.v... thường không tham gia hoặc ít tham gia vào quá trình sinh hoá của các thể sinh vật và thường tích luỹ trong cơ thể chúng. Vì vậy, chúng là các nguyên tố độc hại với sinh vật. Hiện tượng nước bị ô nhiễm kim loại nặng thường gặp trong các lưu vực nước gần các khu công nghiệp, các thành phố lớn và khu vực khai thác khoáng sản. Ô nhiễm kim loại nặng biểu hiện ở nồng độ cao của các kim loại nặng trong nước. Trong một số trường hợp, xuất hiện hiện tượng chết hàng loạt cá và thuỷ sinh vật.
Nguyên nhân chủ yếu gây ô nhiễm kim loại nặng là quá trình đổ vào môi trường nước nước thải công nghiệp và nước thải độc hại không xử lý hoặc xử lý không đạt yêu cầu. Ô nhiễm nước bởi kim loại nặng có tác động tiêu cực tới môi trường sống của sinh vật và con người. Kim loại nặng tích luỹ theo chuỗi thức ăn thâm nhập và cơ thể người. Nước mặt bị ô nhiễm sẽ lan truyền các chất ô nhiễm vào nước ngầm, vào đất và các thành phần môi trường liên quan khác. Để hạn chế ô nhiễm nước, cần phải tăng cường biện pháp xử lý nước thải công nghiệp, quản lý tốt vật nuôi trong môi trường có nguy cơ bị ô nhiễm như nuôi cá, trồng rau bằng nguồn nước thải.
- Cadimi:Cadimi gây ô nhiễm môi trường nước từ sự thải bỏ trong sản xuất công nghiệp nói chung và ngành khai thác khoáng sản nói riêng. Về tính chất hoá học, Cadimi gần giống với kẽm, hai nguyên tố này có quy trình địa hoá gần giống nhau. Tác động của Cadimi lên sức khoẻ con người là rất nguy hiểm, gây tăng huyết áp, phá huỷ mô tế bào máu, đặc biệt là hồng cầu.
- Chì : Chì gây ô nhiễm môi trường nước, sự tiêu thụ nhiên liệu hoá thạch, ngành khai thác khoáng sản, đặc biệt là vàng. Chì có tác động xấu đến các chức năng của gan, não, đặc biệt ở trẻ em.
- Thuỷ ngân:Thuỷ ngân được tìm thấy trong nhiều khoáng sản thông thường trên trái đất, các đa khoáng chiếm một lượng thuỷ ngân trung bình là 80 ppm. Các nhiên liệu hóa thạch như than đá, than bùn thường chứa tới 100 ppb hoặc cao hơn. Thuỷ ngân hữu cơ có độc tính cao hơn dạng vô cơ và thường được sử dụng trong nhiều sản phẩm thuốc trừ sâu, diệt nấm. Trong giai đoạn từ năm 1953 đến 1960, tại vịnh Minamata, Nhật Bản có tổng số 43 người tử vong trong tổng số 111 người nhiễm độc thuỷ ngân, nồng độ thuỷ ngân trong cá khoảng 5-10 ppm.
3.3. Các chất hữu cơ
Các chất hữu cơ tổng hợp như chất dẻo, chất màu, thuốc trừ sâu, chất phụ gia,… được sử dụng nhiều trong thế kỉ 20. Hiện nay, các chất này vẫn đóng vai trò quan trọng đối với con người. Tuy nhiên, các chất này độc và khó phân huỷ sinh học, đặc biệt là nhóm chất hữu cơ chứa vòng thơm, các hợp chất cơ kim, cơ clo và cơ phốtpho.
- Hoá chất bảo vệ thực vật: Hiện có hơn 10.000 loại hoá chất bảo vệ thực vật khác nhau bao gồm thuốc trừ sâu, thuốc diệt cỏ, thuốc diệt nấm, kí sinh trùng… và các loại phân bón vô cơ. Các hoá chất bảo vệ thực vật thường là các hợp chất cơ clo, cơ phốtpho và cơ kim do đó độc tính cao, tồn tại lâu trong môi trường đất và bị rửa trôi tích luý trong môi trường nước làm ô nhiễm môi trường nước. Hiện nay, tồn lưu DDT trong môi trường nước tại các vùng cửa sông ven biển là phổ biến ở nhiều nước trên thế giới. Vấn đề sẽ trở nên khó giải quyết khi DDT xâm nhập và chuyển hoá trong các chuỗi thức ăn và mạng lưới thức ăn.
- Chất tẩy rửa: Các dạng của chất tẩy rửa như chất hoạt động bề mặt, chất phụ gia bổ sung cho chất tẩy rửa chính tạo môi trường kiềm theo ý muốn khi được đưa vào môi trường nước sẽ làm giảm khả năng lắng đọng của các chất rắn trong thành phần của nước, làm giảm hoặc ức chế khả năng phát triển của vi sinh vật, do đó làm giảm quá trình tự làm sạch của môi trường nước.
- Dầu mỏ: Các sản phẩm có liên quan đến dầu mỏ, các hoạt động vận chuyển và tiêu thụ dầu mỏ.
- Các chất vô cơ: Các kim loại nặng và các nguyên tố vết: As, Hg, Cr, Cu, Cd…tồn tại trong các sản phẩm quặng, trầm tích. Các kim loại nặng thường có tính chất tích tụ, cơ thể sinh vật khó sử dụng, đào thải ra khỏi hệ sinh thái.
- Các vi sinh vật gây bệnh: 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 người và sinh vật. Trong số này, đáng chú ý là các loại vi khuẩn, siêu vi khuẩn và ký sinh trùng gây bệnh như các loại ký sinh trùng bệnh tả, lỵ, thương hàn, sốt rét, siêu vi khuẩn viêm gan B, siêu vi khuẩn viêm não Nhật bản, giun đỏ, trứng giun v.v...
Theo báo cáo của Ngân hàng thế giới năm 1992, nước bị ô nhiễm gây ra bệnh tiêu chảy làm chết 3 triệu người và 900 triệu người mắc bệnh mỗi năm. Ðã có năm số người bị mắc bệnh trên thế giới rất lớn như bệnh giun đũa 900 triệu người, bệnh sán máng 600 triệu người.
Câu 2. Trình bày các chỉ tiêu đánh giá sự ô nhiễm nước và các biểu hiện ô nhiễm nước mặt?
a)Các thông số xác định ô nhiễm nước
Mỗi quốc gia có khung tiêu chuẩn quy định riêng đối với chất lượng nước cho các mục đích sử dụng khác nhau. Tuy nhiên cần quan tâm tới một số thông số sau:
- Độ pH: giá trị pH thông thường của nước đạt ở mức 6,5 – 7,5 tuỳ thuộc vào nguồn nước. Khi nước quá kiềm hoặc quá axit sẽ tác động tới quá trình hoà tan, rửa trôi các kim loại nặng, lựa chọn phương pháp xử lý nước. Giá trị pH phụ thuộc trực tiếp vào nồng độ các Ion HCO3-, H+, OH-.
- Độ cứng: phụ thuộc vào nồng độ Ca+, Mg+, nước có độ cứng < 50 mg/l là nước mền, độ cứng trung bình từ 50 – 100 mg/l. Độ cứng cao ảnh hưởng tới thời gian sư dụng và tính an toàn của nồi hơi.
- Độ đục: bao gồm các hạt rắn có nguồn gốc vô cơ và hữu cơ tồn tại ở trạng thái lơ lửng trong nước, làm giảm tính thấu quang của nước.
- Chất rắn tổng số (Tss): tính bằng lượng chất rắn còn lại sau khi sấy 1l nước ở 1050C.
- Hàm lượng oxy hoà tan (DO): là lượng oxy hoà tan trong một đơn vị thể tích nước. Chỉ số DO có ý nghĩa rất lớn đối với thuỷ sinh vật.
- Nhu cầu oxy sinh hoá (BOD): là lượng oxy cần thiết để sinh vật oxy hoá các chất ô nhiễm hữu cơ (chất dễ phân huỷ sinh học).
- Nhu cầu oxy hoá hoá học (COD): là lượng oxy cần thiết để oxy hoá hoàn toàn chất hữu cơ (dễ phân huỷ sinh học + khó phân huỷ sinh học).
- Nitơ tổng số: là tổng lượng các hợp chất của Nitơ trong nước như NH4+, NO3-, NO2-…
- Phốtpho tổng số: là tổng lượng tất cả các hợp chất của Phốtpho trong nước như H2PO4-, HPO42- , PO43-…
- Các kim loại nặng: As, Hg, Cd, Pb
b). Ô nhiễm nước mặt
Nước mặt bao gồm nước mưa, nước hồ ao, đồng ruộng và nước các sông, suối, kênh mương. Nguồn nước các sông và kênh tải nước thải, các hồ khu vực đô thị, KCN và đồng ruộng lúa nước là những nơi thường có mức độ ô nhiễm cao.
Các dạng ô nhiễm nước thường gặp là phú dưỡng, ô nhiễm do kim loại nặng và hoá chất độc hại, ô nhiễm vi sinh và ô nhiễm bởi thuốc bảo vệ thực vật.
Nếu xét chung cho cả nước, thì tài nguyên nước mặt của nước ta tương đối phong phú, chiếm khoảng 2% tổng lượng dòng chảy của các sông trên thế giới, trong khi đó diện tích đất liền nước ta chỉ chiếm khoảng 1,35% của thế giới. Tuy nhiên, một đặc điểm quan trọng của tài nguyên nước mặt là những biến đổi mạnh mẽ theo thời gian (dao động giữa các năm và phân phối không đều trong năm) và còn phân bố rất không đều giữa các hệ thống sông và các vùng.
Tổng lượng dòng chảy năm của sông Mê Kông bằng khoảng 500 km3, chiếm tới 59% tổng lượng dòng chảy năm của các sông trong cả nước, sau đó đến hệ thống sông Hồng 126,5 km3 (14,9%), hệ thống sông Đồng Nai 36,3 km3 (4,3%), sông Mã, Cả, Thu Bồn có tổng lượng dòng chảy xấp xỉ nhau, khoảng trên dưới 20 km3 (2,3 - 2,6%), các hệ thống sông Kỳ Cùng, Thái Bình và sông Ba cũng xấp xỉ nhau, khoảng 9 km3 (1%), các sông còn lại là 94,5 km3 (11,1%).
Một đặc điểm quan trọng nữa của tài nguyên nước sông của nước ta là phần lớn nước sông (khoảng 60%) lại được hình thành trên phần lưu vực nằm ở nước ngoài, trong đó hệ thống sông Mê Kông chiếm nhiều nhất (447 km3, 88%). Nếu chỉ xét thành phần lượng nước sông được hình thành trong lãnh thổ nước ta, thì hệ thống sông Hồng có tổng lượng dòng chảy lớn nhất (81,3 km3) chiếm 23,9%, sau đó đến hệ thống sông Mê Kông (53 km3, 15,6%), hệ thống sông Đồng Nai (32,8 km3, 9,6%).
Câu 4. Trình bày những nguồn gây ô nhiễm biển và các biểu hiện của ô nhiễm biển?
Những nguồn gây ô nhiễm biển:
Theo Công ước Luật biển năm 1982, có 5 nguồn có thể gây ô nhiễm biển:
o Các hoạt động trên đất liền,
o Việc thăm dò và khai thác tài nguyên trên thềm lục địa và đáy đại dương,
o Việc thải các chất độc hại ra biển,
o Vận chuyển hàng hoá trên biển,
o Ô nhiễm không khí.
Nhìn chung chất lượng nước vùng ven biển Việt Nam vẫn nằm trong giới hạn cho phép, trừ một số vùng cửa sông.
Các biểu hiện của ô nhiễm biển:
Gia tăng nồng độ của các chất ô nhiễm trong nước biển, gia tăng nồng độ các chất ô nhiễm tích tụ trong trầm tích biển vùng ven bờ, suy thoái các hệ sinh thái biển như HST san hô, HST rừng ngập mặn, cỏ biển...
Suy giảm trữ lượng các loài sinh vật biển và giảm tính đa dạng sinh học biển, xuất hiện các hiện tượng như thuỷ triều đỏ, tích tụ các chất ô nhiễm trong các thực phẩm lấy từ biển.
Theo Công ước Luật biển năm 1982, có 5 nguồn có thể gây ô nhiễm biển:
Các hoạt động trên đất liền, việc thăm dò và khai thác tài nguyên trên thềm lục địa và đáy đại dương, việc thải các chất độc hại ra biển, vận chuyển hàng hoá trên biển, ô nhiễm không khí.
Gần 90% lượng nước thải từ châu Á được đổ thẳng xuống biển mà không qua xử lí đang gây lo ngại về môi trường, đe dọa sinh thái các vùng bờ biển có tầm quan trọng sống còn đối với hoạt động kinh tế của loài người, đặc biệt là nghề cá, theo Báo cáo về các biện pháp ngăn chặn ô nhiễm môi trường biển của chương trình môi trường LHQ (UNEP) được công bố tại Hội nghị quốc tế ở Bắc Kinh (Trung Quốc) ngày 16-10-2006
Nhìn chung chất lượng nước vùng ven biển Việt Nam vẫn nằm trong giới hạn cho phép, trừ một số vùng cửa sông. Khoảng 30% hàng hoá cập cảng là dầu. Do đó, hàng năm số vụ tràn dầu trên biển tăng theo khối lượng dầu được vận chuyển
Bạn đang đọc truyện trên: Truyen2U.Pro