Đánh giá mức độ ô nhiễm chất hữu cơ chất dinh dưỡng và đề xuất biện pháp kiểm soát chất lượng nước của hồ Bầu Tràm – TP. Đà Nẵng.

Không chỉ ở Hà Nội, thành phố Hồ Chí Minh mà ở các đô thị khác như Hải Phòng, Huế, Đà Nẵng, Nam Định, Hải Dương… nước thải sinh hoạt cũng không được xử lý độ ô nhiễm nguồn nước nơi tiếp

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM

KHOA HÓA -

NGUYỄN HỮU CƯU

ĐÁNH GIÁ MỨC ĐỘ Ô NHIỄM CHẤT HỮU CƠ, CHẤT DINH DƯỠNG VÀ ĐỀ XUẤT BIỆN PHÁP KIỂM SOÁT CHẤT LƯỢNG NƯỚC CỦA HỒ BÀU TRÀM – TP ĐÀ NẴNG

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP CỬ NHÂN KHOA HỌC

Đà Nẵng – 2014

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM

KHOA HÓA

-

ĐÁNH GIÁ MỨC ĐỘ Ô NHIỄM CHẤT HỮU CƠ, CHẤT DINH DƯỠNG VÀ ĐỀ XUẤT BIỆN PHÁP KIỂM SOÁT CHẤT LƯỢNG NƯỚC CỦA HỒ BÀU TRÀM – TP ĐÀ NẴNG

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP CỬ NHÂN KHOA HỌC

Đà Nẵng – 2014

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

TRƯỜNG ĐHSP Độc lập – Tự do – Hạnh phúc

KHOA HÓA -

-

NHIỆM VỤ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

Họ và tên sinh viên: Nguyễn Hữu Cưu

Lớp: 10CQM

1 Tên đề tài:Đánh giá mức độ ô nhiễm chất hữu cơ, chất dinh dưỡng và đề xuất

biện pháp kiểm soát với chất lượng nước của hồ Bàu Tràm – TP Đà Nẵng

2 Nguyên liệu, dụng cụ và thiết bị:

 Nguyên liệu: Mẫu nước tại hồ Bàu Tràm, quận Liên Chiểu, TP Đà Nẵng

 Dụng cụ: Bình tam giác, bình định mức, pipet các loại, phễu, cốc, ống đong

 Thiết bị: Bếp cách thủy, bếp điện, máy đo COD, máy đo pH, cân, máy đo quang (UV-VIS), máy đo DO, máy đo độ dẫn, thiết bị lấy mẫu nước

 Hóa chất:

- Kali đicromat: K2Cr2O7

- Axit sunfuric: (H2SO4) có chứa Ag2SO4

- Natri hydroxit: (NaOH)

- Amoni Clorua tinh khiết: (NH4Cl)

- Thủy ngân Clorua: HgCl2

- Kali iotua: (KI)

- Kali dihydro photphat : (KH2PO4)

- Amonimolipdat: ((NH4)6Mo7O24.4H2O)

- Kali antimonyl tatrat: (K(SbO)C4H4O6)

- Axit ascorbic: (C6H8O6)

- Kali natri tactrat: (KNaC4H4O6.4H2O)

- Natri salicylate: (C7H5NaO3)

- Nước cất

3 Nội dung nghiên cứu:

- Khảo sát lấy mẫu và đánh giá hiện trạng chất lượng nước mặt hồ Bàu Tràm

- Nghiên cứu sự sinh trưởng, phát triển và khả năng xử lý nước thải của cây Chuối hoa khi qua mô hình đất ngập nước, mô hình lọc nổi

4 Giáo viên hướng dẫn:Nguyễn Đình Chương

5 Ngày giao đề tài:

6 Ngày hoàn thành:

Chủ nhiệm Khoa Giáo viên hướng dẫn

Sinh viên đã hoàn thành và nộp báo cáo cho Khoa ngày…tháng….năm 2014

Kết quả điểm đánh giá…

Ngày…tháng….năm 2014

CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG

LỜI CẢM ƠN

Em xin bày tỏ lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc tới thầy giáo Nguyễn Đình

Chương đã hướng dẫn, giúp đỡ và động viên em rất nhiều trong quá trình làm luận

văn

Em xin được gửi lời cảm ơn tới các Thầy, Cô trong Trường Đại học Sư

phạm – Đại học Đà Nẵng thuộc các bộ môn, những người đã dạy dỗ, giúp đỡ và chỉ

bảo cho em trong suốt quá trình học tập

Em xin chân thành cảm ơn các bạn Trần Công Lâm, Nguyễn Anh Khoa

trong nhóm nghiên cứu khoa học đã giúp đỡ, hỗ trợ mình trong suốt quá trình làm

khóa luận

Cuối cùng, em kinh chúc quý Thầy, Cô dồi dào sức khỏe và thành công

trong sự nghiệp cao quý là truyền đạt kiến thức cho thế hệ mai sau

Đà Nẵng, ngày… tháng … năm 2014 Sinh viên

Nguyễn Hữu Cưu

MỤC LỤC Nội dung Trang

Trang bìa phụ

Lời cảm ơn

Mục lục

Danh mục các từ viết tắt

Danh mục bảng

Danh mục hình ảnh

MỞ ĐẦU 1

1 Đặt vấn đề 1

2 Mục tiêu của đề tài 1

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 2

3.1 Đối tượng 2

3.2 Phạm vi 2

4 Phương pháp nghiên cứu 2

4.1 Nghiên cứu lý thuyết 2

4.2 Nghiên cứu thực nghiệm 2

4.3 Các chỉ tiêu theo dõi, đánh giá 2

5 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài 2

6 Cấu trúc đề tài 2

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 3

1.1 NGUỒN NƯỚC VÀ Ô NHIỄM NGUỒN NƯỚC 3

1.1.1 Nguồn nước 3

1.1.1.1 Nguồn nước mặt 3

1.1.1.2 Nguồn nước ngầm 3

1.1.1.3 Nguồn nước đại dương 4

1.1.2 Ô nhiễm nguồn nước hồ đô thị 4

1.1.2.1 Chất lượng nguồn nước hồ đô thị 4

1.1.2.2 Các nguồn gây ô nhiễm hồ đô thị 6

1.1.2.3 Các chất gây ô nhiễm hồ đô thị 8

1.2 ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG NGUỒN NƯỚC 9

1.2.1 Đánh giá trực tiếp và độc lập của các chỉ tiêu trong nước thải với nguồn nước……… 10

1.2.2 Đánh giá tổng hợp 11

1.3 CÁC BIỆN PHÁP KIỂM SOÁT CHẤT LƯỢNG NGUỒN NƯỚC HỒ ĐÔ THỊ………… 12

1.3.1 Tách nước thải và nước mưa đợt đầu ra khỏi hồ 12

1.3.2 Xử lý nước thải khi xả vào hồ 12

1.3.3 Tăng cường quá trình tự làm sạch của hồ 12

1.3.4 Giảm thiểu sự ô nhiễm từ tầng đáy và bùn cặn 13

1.3.4.1 Nạo vét lòng hồ 13

1.3.4.2 Thay nước tầng đáy 13

1.3.4.3 Thông khí tầng đáy 14

1.3.5 Tổ chức quản lý hồ đô thị 14

1.3.6 Tổ chức giám sát 14

1.4 HIỆN TRẠNG HỒ ĐÔ THỊ THÀNH PHỐ ĐÀ NẴNG 14

1.4.1 Hiện trạng một số hồ đô thị thành phố Đà Nẵng 15

1.4.2 Hiện trạng hồ Bàu Tràm, quận Liên Chiểu, thành phố Đà Nẵng 16

1.4.3 Nguồn gây ô nhiễm hồ Bàu Tràm 17

1.5 ĐẤT NGẬP NƯỚC 18

1.5.1 Khái niệm 19

1.5.2 Phân loại đất ngập nước 19

1.5.2.1 Các hệ thống chảy trên bề mặt (Free water surface - FWS) 19

1.5.2.2 Các hệ thống với dòng chảy ngang dưới mặt đất (Horizontal subsurface flow - HSF) 19 1.5.2.3 Các hệ thống với dòng chảy thẳng đứng (Vertical subsurface flow - VSF) 20

1.5.3 Các nghiên cứu và ứng dụng 20

1.5.4 Cơ chế của quá trình xử lý nước thải bằng đất ngập nước nhân tạo 21

1.5.4.1 Quá trình xử lí các chất hữu cơ có khả năng phân hủy sinh học 21

1.5.4.2 Quá trình tách các chất rắn 22

1.5.4.3 Quá trình khử Nitơ 22

1.5.4.4 Quá trình khử Photpho 22

1.6 MÔ HÌNH LỌC NỔI 23

CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 24

2.1 ĐỐI TƯỢNG 24

2.1.1 Hồ Bàu Tràm 24

2.1.2 Mô hình đất ngập nước và mô hình lọc nổi 24

2.2 NỘI DUNG 25

2.2.1 Thu thập các số liệu có liên quan 25

2.2.2 Đánh giá hiện trạng môi trường hồ Bàu Tràm 25

2.2.3 Nghiên cứu đề xuất biện pháp bảo vệ, quản lý chất lượng nước hồ Bàu Tràm……… 26

2.2.3.1 Mô hình lọc nổi 26

2.2.3.2 Mô hình đất ngập nước 27

2.3 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 29

2.3.1 Phương pháp thu thập số liệu 29

2.3.1.1 Thu thập số liệu qua tài liệu 29

2.3.1.2 Thu thập số liệu qua thực nghiệm 29

2.3.2 Phương pháp xây dựng mô hình 29

2.3.3 Phương pháp nghiên cứu thực địa 29

2.3.4 Phương pháp khảo sát, lấy mẫu và phân tích mẫu 29

2.3.5 Phương pháp xử lý số liệu và đánh giá kết quả 30

CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 32

3.1 CHẤT LƯỢNG NGUỒN NƯỚC HỒ BÀU TRÀM 32

3.1.1 Hàm lượng chất rắn lơ lửng 32

3.1.2 Hàm lượng các chất hữu cơ 33

3.1.3 Hàm lượng các chất dinh dưỡng 33

3.2 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU MÔ HÌNH ĐÂT NGẬP NƯỚC VÀ MÔ HÌNH LỌC NỔI 34

3.2.1 Mô hình đất ngập nước 34

3.2.1.1 Sự sinh trưởng và phát triển của cây chuối hoa 35

3.2.1.2 Hàm lượng chất rắn lơ lửng 37

3.2.1.3 Hàm lượng các chất hữu cơ 37

3.2.1.4 Hàm lượng các chất dinh dưỡng 39

3.2.1.5 Các thông số cơ bản của mô hình 41

3.2.2 Mô hình lọc nổi 41

3.2.2.1 Sự sinh trưởng và phát triển của cây chuối hoa 42

3.2.2.2 Hàm lượng chất rắn lơ lửng 42

3.2.2.3 Hàm lượng các chất hữu cơ 43

3.2.2.4 Hàm lượng các chất dinh dưỡng 44

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 47 TÀI LIỆU THAM KHẢO

PHỤ LỤC

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

BTNMT : Bộ tài nguyên môi trường

Gs.TSKH:Giáo sư Tiến sĩ khoa học

HSF : Horizontal subsurface flow

ISO :International Organization for Standardization

QCVN :Quy chuẩn Việt Nam

Th.S : Thạc sĩ

TNHH : Trách nhiệm hữu hạn

TS : Tiến sĩ

UBND : Ủy ban nhân dân

US-EPA :The current United States Environmental Protection Agency VSF :Vertical subsurface flow

XLNT : Xử lý nước thải

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1.1 Bảng đánh giá tổng hợp chất lượng nguồn nước 11

Bảng 1.2 Chất lượng nước một số hồ trên địa bàn thành phố Đà Nẵng 15

Bảng 1.3 Các đợt khảo sát trên hồ Bàu Tràm 25

Bảng 3.1 Kết quả phân tích chất lượng nước hồ Bàu Tràm 32 Bảng 3.2 Kết quả phân tích chất lượng nước sau khi qua mô hình đất ngập nước 36

DANH MỤC HÌNH ẢNH

Hình 1.1 Nước thải của nhà máy xi măng Coseco xả vào hồ Bàu Tràm 7

Hình 1.2 Sơ đồ tuyến cống tách nước mưa ra khỏi hồ 12

Hình 1.3 Các phương án bổ cấp nước sạch cho hồ đô thị 13

Hình 1.4 Sơ đồ nguyên tắc thay nước tầng đáy 14

Hình 1.5 Quang cảnh hồ Bàu Tràm 17

Hình 1.6 Nguồn gây tác động đến hồ Bàu Tràm 17

Hình 1.7 Khảo sát khu vực xung quanh hồ Bàu Tràm 18

Hình 1.8 Các khu dân cư đang được xây dựng xung quanh hồ Bàu Tràm 18

Hình 1.9 Các cống xả nước thải sinh hoạt vào hồ Bàu Tràm 18

Hình 2.1 Bản đồ quy hoach khu vực hồ Bàu Tràm 24

Hình 2.2 Sơ đồ vị trí lấy mẫu tại hồ Bàu Tràm 26

Hình 2.3 Mô hình lọc nổi 27

Hình 2.4 Sơ đồ mặt cắt của mô hình đất ngập nước tại phòng thí nghiệm 28

Hình 2.5 Nơi lấy mẫu nước và nơi lấy mẫu bùn 28

Hình 3.1 Hàm lượng chất rắn lơ lửng của hồ Bàu Tràm qua 3 lần khảo sát 32

Hình 3.2 Hàm lượng chất hữu cơ BOD5, COD của hồ Bàu Tràm qua 3 lần khảo sát 33

Hình 3.3 Hàm lượng các hợp chất dinh dưỡng N-NH4+, P-PO43- của hồ Bàu Tràm qua 3 lần khảo sát 34

Hình 3.4 Sự sinh trưởng và phát triển của cây chuối hoa trong mô hình 35

Hình 3.5 Đồ thị biểu diễn mối quan hệ giữa số lượng cây trong mô hình 35

Hình 3.6 Sự thay đổi nồng độ chất rắn lơ lửng sau khi qua mô hình đất ngập nước 37

Hình 3.7 Sự thay đổi nồng độ COD sau khi qua mô hình đất ngập nước 38

Hình 3.8 Sự thay đổi nồng độ BOD5 sau khi qua mô hình đất ngập nước 38

Hình 3.9 Sự thay đổi nồng độ N-NH4+ sau khi qua mô hình đất ngập nước 39

Hình 3.10 Sự thay đổi nồng độ N-NO3- sau khi qua mô hình đất ngập nước 40

Hình 3.11 Sự thay đổi nồng độ P-PO43- sau khi qua mô hình đất ngập nước 41

Hình 3.12 Sự sinh trưởng và phát triển của cây Chuối 42

Hình 3.13 Đồ thị biểu diễn mối quan hệ khối lượng trong mô hình lọc nổi 42

Hình 3.14 Sự thay đổi nồng độ chất rắn lơ lửng sau khi qua mô hình lọc nổi 42

Hình 3.15 Sự thay đổi nồng độ COD sau khi qua mô hình lọc nổi 43

Hình 3.16 Sự thay đổi nồng độ BOD5 sau khi qua mô hình lọc nổi 44

Hình 3.17 Sự thay đổi nồng độ N-NH4+ sau khi qua mô hình lọc nổi 44

Hình 3.18 Sự thay đổi nồng độ P-PO43- sau khi qua mô hình lọc nổi 45

MỞ ĐẦU

1 Đặt vấn đề

Cũng như không khí và ánh sáng, nước không thể thiếu được trong đời sống con người Trong quá trình hình thành sự sống trên Trái Đất thì nước và môi trường nước đóng vai trò đặc biệt quan trọng Nước tham gia vào vai trò tái sinh thế giới hữu cơ (tham gia vào quá trình quang hợp) Trong quá trình trao đổi chất nước đóng vai trò trung tâm Những phản ứng lý hóa học diễn ra với sự tham gia bắt buộc của nước

Nước phục vụ cho mục đích sinh hoạt của con người và đóng vai trò cực kì quan trọng trong sản xuất Đối với cây trồng, nước là nhu cầu thiết yếu, đồng thời

có vai trò điều tiết các chế độ nhiệt, ánh sáng, chất dinh dưỡng, vi sinh vật, độ thoáng khí trong đất… Tuy nhiên, do hoạt động của con người mà làm cho môi trường nước ngày càng bị ô nhiễm Ô nhiễm môi trường nước hiện nay là một vấn

đề được toàn xã hội quan tâm Ở Việt Nam đang tồn tại một thực trạng đó là hầu hết các cơ sở sản xuất chỉ xử lý sơ bộ nước thải hoặc xả trực tiếp ra bên ngoài Hậu quả đáng báo động là môi trường nước kể cả nước mặt và nước ngầm ở nhiều khu vực đang bị ô nhiễm nghiêm trọng

Vì vậy, siết chặt công tác quản lý cùng với nâng cao nhận thức của con người thì việc tìm ra các biện pháp xử lý SS, COD, BOD5, N-NO3-, N-NH4+, P-PO43- đến mức cho phép có ý nghĩa hết sức quan trọng

Hiện nay, có nhiều biện pháp xử lý như dùng bèo tây, …để giảm nồng độ các chất ô nhiễm trong nước thải

Ở đây, tôi thực hiện đề tài “Đánh giá mức độ ô nhiễm chất hữu cơ, chất dinh dưỡng và đề xuất biện pháp kiểm soát chất lượng nước của hồ Bàu Tràm – TP Đà Nẵng” .

2 Mục tiêu của đề tài

Đánh giá hiện trạng của nước hồ Bàu Tràm đối với một số chỉ tiêu sau: Nồng

độ chất hữu cơ (BOD5), (COD), nồng độ chất rắn lơ lửng (SS), chất dinh dưỡng

(N-NO3-, N-NH4+, P-PO43-

Đề xuất các biện pháp để xử lý các chất trên

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

3.1 Đối tượng

- Chất dinh dưỡng, chất hữu cơ trong nước của hồ Bàu Tràm

- Mô hình đất ngập nước, mô hình lọc nổi

3.2 Phạm vi

- Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến chất dinh dưỡng, chất hữu cơ trong nước của hồ Bàu Tràm

- Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình bảo vệ nước

4 Phương pháp nghiên cứu

4.1 Nghiên cứu lý thuyết

Đề tài bao gồm các nhóm nghiên cứu lý thuyết sau:

- Phân tích nồng độ của COD, BOD5, SS, N-NH4+, N-NO3-, P-PO43-

- Phương pháp đo quang (UV – VIS)

4.2 Nghiên cứu thực nghiệm

- Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình phân tích chất dinh dưỡng, chất hữu cơ và ảnh hưởng của các yếu tố về hóa chất và thời gian đo mẫu, vị trí lấy mẫu

- Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình bảo vệ nước

4.3 Các chỉ tiêu theo dõi, đánh giá

- Các thông số DO, SS, nhiệt độ, pH trong chất lượng nước mặt

- Nồng độ các chất hữu cơ, nồng độ các chất dinh dưỡng đối với nước mặt

5 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài

- Về mặt khoa học, cung cấp một số đề tài nghiên cứu cho sinh viên khóa sau tiếp tục nghiên cứu này

- Ứng dụng các biện pháp để kiểm soát chất lượng nước mặt vào thực tiễn để giảm thiểu nồng độ các chất ô nhiễm trong nước

6 Cấu trúc đề tài

A Phần mở đầu

B Nội dung

Chương 1: Tổng quan

Chương 2: Đối tượng, nội dung và phương pháp nghiên cứu

Chương 3: Kết quả và thảo luận

C Kết luận và kiến nghị

Phụ lục gồm 2 phụ lục và tài liệu tham khảo

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN

1.1 NGUỒN NƯỚC VÀ Ô NHIỄM NGUỒN NƯỚC

1.1.1 Nguồn nước

Nguồn nước là các dạng tích tụ nước tự nhiên hoặc nhân tạo có thể khai thác,

sử dụng bao gồm sông, suối, kênh, rạch, hồ, ao, đầm, phá, biển, các tầng chứa nước dưới đất; mưa, băng, tuyết và các dạng tích tụ nước khác

Lượng nước trên Trái Đất có vào khoảng 1,38 tỉ km3 Trong đó 97,4% là nước mặn trong các đại dương trên thế giới, phần còn lại, 2,6% là nước ngọt Tồn tại chủ yếu dưới dạng băng tuyết đóng ở hai cực và trên các ngọn núi, chỉ có 0,3% nước trên toàn thế giới (hay 3,6 triệu km3) là có thể sử dụng làm nước uống Việc cung cấp nước uống sẽ là một trong những thử thách lớn nhất của loài người trong vài thập niên tới đây

1.1.1.1 Nguồn nước mặt

Nước mặt là nước tồn tại trên mặt đất liền, đại dương, sông suối, ao hồ, đầm lầy Tổng trữ lượng nước mặt của Việt Nam khoảng 830 - 840 tỷ m3 Trong khi đó, 63% lượng nước mặt của Việt Nam được sản sinh từ bên ngoài lãnh thổ 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

Đặc điểm của nước mặt là chịu ảnh hưởng lớn từ điều kiện khí hậu và các tác động khác do hoạt động kinh tế của con người; nước mặt dễ bị ô nhiễm và thành phần hóa lý của nước thường bị thay đổi; khả năng hồi phục trừ lượng của nước nhanh nhất ở vùng thường có mưa, 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 đồng đều giữa các hệ thống sông và các khu vực khác nhau

1.1.1.2 Nguồn nước ngầm

Nước dưới đất là nước tồn tại trong các tầng chứa nước dưới mặt đất Nước dưới đất chứa trong các lỗ hổng, khe nứt, hang động ngầm kích thước khác nhau, tồn tại ở ba trạng thái rắn, lỏng, khí và có thể chuyển đổi từ trạng thái này sang trạng thái kia Tổng trữ lượng tiềm tàng khai thác nước dưới đất chưa kể phần hải

đảo ước tính khoảng 60 tỷ m3/năm Trữ lượng nước ở giai đoạn tìm kiếm thăm dò

sơ bộ mới đạt khoảng 8 tỷ m3/năm (khoảng 13% tổng trữ lượng)

Nước dưới đất là loại tài nguyên ngầm được con người khai thác vào loại sớm nhất và lâu dài nhất Tuy nhiên, phần nước ngầm nằm sâu có động thái biến đổi chậm, thành phần hóa học phức tạp, khai thác khó khăn, nên hiện ít có giá trị khai thác Nước dưới đất phân bố trên diện rộng và có ý nghĩa đặc biệt quan trọng đối với hệ thực vật và hệ sinh vật đất, bởi đa phần các cá thể này không thể tự vận động

đi tìm nước được như con người và động vật khác Nước dưới đất là nguồn cung cấp, duy trì sự tồn tại của các thuỷ vực mặt trong thời kỳ không mưa kéo dài Nước dưới đất cũng thường được khai thác phục vụ cho nông nghiệp, đô thị, và công nghiệp qua các giếng khai thác nước

1.1.1.3 Nguồn nước đại dương

Biển và đại dương được coi là sản phẩm của quá trình trung hoà axit-bazơ khổng lồ trong các giai đoạn đầu thành tạo trái đất Các axit (HCl, H2SO4, H2CO3) thoát ra từ bên trong lòng đất thông qua hoạt động của núi lửa đã phản ứng với các bazơ được giải phóng do tác động của thời tiết đối với các loại đá

Nước biển chứa 96,5% nước tinh khiết, hàng năm được bổ sung 5,4 tỷ các chất tan, các muối từ đất đá lục địa Về mặt hoá học nước biển là dung dịch NaCl 0,5M và MgSO4 0,05M Ngoài ra nước biển còn chứa một lượng đáng kể khí hoà tan cùng vết của toàn bộ các chất có thể có trong vũ trụ

Thành phần cơ bản của nước biển rất ổn định theo thời gian và không gian Sự đồng nhất theo không gian là do sự trao đổi nước rộng rãi, thường xuyên; sự ổn định theo thời gian là do khối lượng dòng lục địa chảy vào nó quá nhỏ (35,5 ngàn

km3 so với 1370.106 km3) Nước biển được đặc trưng bởi độ mặn

Độ mặn của nước biển phụ thuộc rất nhiều vào nguồn gốc của nước và đặc điểm của quá trình trao đổi nước giữa biển và lục địa (nước bốc hơi từ bề mặt đại dương có độ khoáng nhỏ nhưng nước từ lục địa đổ ra biển có độ khoáng lớn hơn nhiều)

1.1.2 Ô nhiễm nguồn nước hồ đô thị

1.1.2.1 Chất lượng nguồn nước hồ đô thị

Tốc độ công nghiệp hoá và đô thị hoá khá nhanh và sự gia tăng dân số gây áp lực ngày càng nặng nề đối với tài nguyên nước trong vùng lãnh thổ Môi trường nước ở nhiều đô thị, khu công nghiệp và làng nghề ngày càng bị ô nhiễm bởi nước thải, khí thải và chất thải rắn Ở các thành phố lớn, hàng trăm cơ sở sản xuất công nghiệp đang gây ô nhiễm môi trường nước do không có công trình và thiết bị xử lý chất thải Ô nhiễm nước do sản xuất công nghiệp là rất nặng

Tại cụm công nghiệp Tham Lương, thành phố Hồ Chí Minh, nguồn nước bị nhiễm bẩn bởi nước thải công nghiệp với tổng lượng nước thải ước tính 500.000

m3/ngày từ các nhà máy giấy, bột giặt, nhuộm, dệt Ở thành phố Hà Nội, tổng lượng nước thải của thành phố lên tới 300.000 - 400.000 m3

/ngày; chỉ số BOD, oxy hoà tan, các chất NH4+, NO2-, NO3- ở các hồ nội thành đều vượt quá quy định cho phép Không chỉ ở Hà Nội, thành phố Hồ Chí Minh mà ở các đô thị khác như Hải Phòng, Huế, Đà Nẵng, Nam Định, Hải Dương… nước thải sinh hoạt cũng không được xử

lý độ ô nhiễm nguồn nước nơi tiếp nhận nước thải đều vượt quá tiểu chuẩn cho phép (TCCP), các thông số chất lơ lửng (SS), BOD5; COD; oxy hoà tan (DO) đều vượt từ 5-10 lần, thậm chí 20 lần tiêu chuẩn cho phép

Sở Tài nguyên – Môi trường TP Đà Nẵng ngày 12/09/2008 đã có kết quả quan trắc chất lượng nước hồ công viên 29-3, theo đó, kết quả cho thấy hàm lượng oxy trong nước (DO) thấp hơn rất nhiều so với tiêu chuẩn Một số chất hữu cơ như COD, NH4+ đều vượt tiêu chuẩn cho phép Trong đó, COD vượt tiêu chuẩn 3,3 – 3,8 lần, NH4+ vượt tiêu chuẩn 3,26 – 5,58 lần Ngoài ra, hàm lượng kim loại nặng trong nước như Cu, Pb, cũng vượt tiêu chuẩn cho phép Sau đó, thành phố đã bịt 3 cống xả nước thải vào hồ, đồng thời xây dựng tuyến mương thoát nước bao quanh

hồ có tổng chiều dài 727m và tiếp hành các biện pháp nạo vét, xử lý nước hồ ở đây Đến nay thì chất lượng nước đã được cải thiện nhiều

Trên địa bàn quận Thanh Khê, TP Đà Nẵng, kết quả quan trắc chất lượng nước

hồ trong các năm 2007 – 2009 cho thấy, mức độ ô nhiễm các hồ trên địa bàn quận chủ yếu là do ô nhiễm chất dinh dưỡng và ô nhiễm vi sinh Để khắc phục tình trạng này, quận Thanh Khê đã thực hiện nhiều giải pháp xử lý môi trường Đối với hồ Thạc Gián - Vĩnh Trung, sau 4 năm thực hiện xử lý ô nhiễm bằng biện pháp sinh

học dùng bèo lục bình kết hợp duy trì vệ sinh thường xuyên, đến nay chất lượng môi trường nước hồ đã được cải thiện rõ rệt, cảnh quan ven hồ sạch, đẹp Đối với

hồ Xuân Hòa A, năm 2006, quận Thanh Khê đã giao cho Công ty TNHH Du lịch và Thương mại Viễn Nam (Công ty Viễn Nam) quản lý, khai thác (hoạt động kinh doanh dịch vụ nhà hàng), đồng thời chịu trách nhiệm bảo vệ, xử lý ô nhiễm tại hồ này Công ty Viễn Nam đã dọn cỏ dại, bèo dưới lòng hồ và xây dựng một số công trình như khu dưỡng sinh, cây xanh và đèn trang trí trong khu vực hồ Đến năm

2007, Công ty Viễn Nam tiếp tục đề nghị UBND quận Thanh Khê giao hồ 2ha ở

phường Thanh Khê Tây để khai thác, kinh doanh dịch vụ nhà hàng [1], [6]

1.1.2.2 Các nguồn gây ô nhiễm hồ đô thị

a Ô nhiễm do tự nhiên

Sự ô nhiễm nước gây ra bởi các quá trình vận động của vỏ quả đất hay thiên tai như bão, lũ lụt, …Tuy nhiên, tất cả những thiên tai này diễn ra không thường xuyên, không phải là nguyên nhân chính dẫn đến sự ô nhiễm của nước hồ đô thị

b Ô nhiễm do nhân tạo

 Từ hoạt động công nghiệp

Nước thải từ các hoạt động sản xuất của các cơ sở sản xuất công nghiệp, tiểu thủ công nghiệp và các khu công nghiệp Nước thải sản xuất có thành phần rất đa dạng và phức tạp, ngoài các chất hữu cơ, chất dinh dưỡng đến hàm lượng các kim loại nặng và các chất độc gây mùi,…Dù đa số các khu công nghiệp đã có hệ thống

xử lý nước thải tập trung nhưng vẫn còn tình trạng xả lắng nước thải vào các hồ đô thị

Hình 1.1 Nước thải của nhà máy xi măng Coseco xả vào hồ Bàu Tràm

 Do hoạt động sản xuất nông nghiệp

Việc lạm dụng và sử dụng không hợp lý các loại hóa chất trong sản xuất nông nghiệp, không tuân thủ theo đúng những qui định nghiêm ngặt về quy trình sử dụng

Từ đó, lượng hóa chất dư này theo dòng nước và đi vào hồ đô thị làm gia tăng chất

ô nhiễm trong hồ

Chăn nuôi với quy mô lớn hay nhỏ thì chất thải vẫn chưa được xử lý, các chất thải chăn nuôi không chỉ ảnh hưởng nặng nề đến không khí mà còn ngấm vào đất gây ảnh hưởng đến nguồn nước gây suy giảm chất lượng nước Việc xử lý xác động vật chết do dịch bệnh vẫn chưa được người dân xử lý một cách hiệu quả làm gia tăng lượng chất thải ngấm vào đất

 Nước thải từ khu dân cư

Nước thải từ các khu dân cư và các khu vực công cộng chứa lượng chất gây

ô nhiễm nhất định từ quá trình sinh hoạt và vệ sinh của con người Lượng nước này nếu không được thu gom vào hệ thống thu gom chung mà đổ trực tiếp vào hồ thì sẽ gây ô nhiễm nguồn nước Thành phần nước thải sinh hoạt không phức tạp như nước thải công nghiệp nhưng chứa lượng lớn các chất hữu cơ, các chất dinh dưỡng (NO3−,

PO43−), các chất rắn và vi trùng Những chất này nếu gia tăng trong hồ thì sẽ gây suy giảm chất lượng nước, gây ảnh hưởng đến thủy sinh vật, đến cảnh quang xung quanh

Bên cạnh khu vực hồ thì thường có thể là các khu dân cư, khu bệnh viện, trường học, cơ quan và cả khu công nghiệp, các cơ sở sản xuất nhỏ lẻ Nếu lượng nước mưa không được thu gom bằng hệ thống riêng thì nó sẽ trực tiếp cuốn trôi các chất độc hại trên bề mặt các khu vực trên và đi vào hồ Loại nước này thường chứa nhiều chất dinh dưỡng, chất rắn, dầu mỡ và vi trùng…Điều này sẽ gây suy giảm chất lượng nước hồ thị

c Do một số nguyên nhân khác

+ Do tác động của ô nhiễm không khí: các khí thải từ nhà máy mang theo các khí CO, CO2, SO2, NO2… làm ô nhiễm không khí, kết hợp với hơi nước bốc hơi gây nên mưa axit, làm giảm độ pH của sông hồ, làm chết các loài thủy sinh

+ Hệ thống ao hồ không được nạo vét dẫn đến tích tụ một khối lượng lớn các vật chất hữu cơ từ nước thải, rác thải gây bồi lắng và ảnh hưởng đến việc tiêu thoát của dòng nước Các bãi chôn rác không đạt yêu cầu kỹ thuật, nước rỉ ra từ rác thấm vào mạch nước ngầm hoặc cho chảy tràn trên mặt đất vào kênh rạch Các dòng nước mặt trên sông, kênh rạch còn bị ô nhiễm do xăng dầu của các tàu bè đi lại, hoặc các sự cố vận chuyển khác trên sông, biển Ảnh hưởng do chưa có ý thức về sử dụng và bảo vệ nguồn nước như sử dụng bừa bãi hoang phí, không đúng mục đích

- Asen (As): rất độc, dễ dàng hấp thụ vào cơ thể qua ăn uống, hô hấp, qua da Gây ung thư da, phổi, xương, và làm sai lệch nhiễm sắc thể,

- Các nguyên tố khác có độc tính rất cao như: Cadimi, Crom, Niken, là tác nhân gây hại cho người và thủy sinh ngay ở nồng độ thấp

c Các chất rắn: (chất rắn lơ lửng)

Có trong nước tự nhiên là do quá trình xói mòn, do nước chảy tràn từ đồng ruộng, do nước thải sinh hoạt và công nghiệp Có thể gây trở ngại cho việc nuôi trồng thủy sản, cấp nước sinh hoạt

d Màu: có nguồn gốc

- Các chất hữu cơ dễ phân hủy bởi các tác nhân vi sinh vật

- Sự phát triển của một số loài thực vật nước: tảo, rong rêu,

- Có chứa các hợp chất sắt, mangan ở dạng keo

- Có chứa các tác nhân gây màu: kim loại (Cr, Fe, ), các hợp chất hữu cơ tanin, lignin,

e.Mùi: do các nguyên nhân

- Có các chất hữu cơ từ cống rãnh khu dân cư, các xí nghiệp chế biến thực phẩm

1.2 ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG NGUỒN NƯỚC

Chất lượng nguồn nước được đánh giá thông qua nồng độ hoặc hàm lượng các tác nhân vật lý, hóa học, sinh học có trong nước qua các tiêu chuẩn qui định cho từng mục đích sử dụng

Thông thường con người sử dụng nước cho 5 mục đích:

 Nước cấp cho sinh hoạt ( ăn, uống, tắm…)

 Nước phục vụ cho nông nghiệp ( thủy lợi, chăn nuôi gia súc,…)

 Nước phục vụ cho thủy sản và bảo vệ đời sống hoang dã

 Nước phục vụ cho nhu cầu giải trí, thể thao,…

 Nước cấp cho nông nghiệp

Mỗi mục đích có tiêu chuẩn và phương pháp đánh giá riêng về mức độ phù hợp cho nhu cầu sử dụng Nước cấp cho ăn uống cần độ tinh khiết cao nhất, nước phục vụ nhu cầu giải trí, thủy sản và bảo vệ đời sống hoang dã cũng cần có chất lượng cao Trong khi đó nguồn nước làm mát, nước rửa trong công nghiệp không yêu cầu độ tinh khiết cao

Để xem xét một nguồn nước có đạt yêu cầu sử dụng cho từng mục đích sử dụng hay không cần phải so sánh chất lượng nguồn nước đó với tiêu chuẩn chất lượng nguồn nước do các tổ chức chuyên môn quốc tế hoặc nhà nước qui định Trong các tiêu chuẩn chất lượng nước, người ta thường dùng các chỉ tiêu vật lý, hóa học, sinh học (thường là các tác nhân ô nhiễm) đặc trưng để đánh giá chất lượng nguồn nước theo các dạng tác động của chúng lên hệ sinh thái thủy vực Có thể đánh giá theo các phương pháp sau:

1.2.1 Đánh giá trực tiếp và độc lập của các chỉ tiêu trong nước thải với nguồn

nước

Việc đánh giá trực tiếp và độc lập các thông số, chỉ tiêu sẽ có được thông tin nhanh về nguồn gốc gây ô nhiễm thông qua các chỉ tiêu ô nhiễm đặc trưng

o Các chỉ tiêu vật lý: nhiệt độ, pH, độ màu, độ đục, độ dẫn điện….đánh giá

về mặt định tính ô nhiễm bẩn của nước do các loại nước thải công nghiệp, nước thải

đô thị…

o Các hợp chất hữu cơ được xác định bằng cách đo lượng oxy tiêu thụ cho quá trình phân hủy chất hữu cơ dễ phân hủy sinh học do vi sinh vật hoặc cho quá trình oxy hóa các chất hữu cơ bởi các chất oxy hóa mạnh như K2Cr2O7, KMnO4 để biết mức độ nhiễm bẩn chất hữu cơ trong nước thải, khả năng phân hủy chúng trong nguồn nước (theo tỉ số BOD/COD)…

o Chỉ tiêu oxy hòa tan (DO) đánh giá trực tiếp mức độ nhiễm bẩn chất hữu

cơ của nguồn nước cũng như trạng thái chất lượng và khả năng tự làm sạch của nguồn nước

o Các chỉ tiêu Nitơ, Photpho ( NH4+, NO3-, PO43-) để đánh giá mức độ, khả năng phú dưỡng của nguồn nước do nước thải sinh hoạt, nước thải công nghiệp, hoặc nước chảy tràn vào các lưu vực tiếp nhận

o Các chỉ tiêu sinh học (Coliform, ) đánh giá mức độ tồn tại và khả năng gây dịch bệnh của nguồn nước,…

1.2.2 Đánh giá tổng hợp

Hiện nay người ta có thể đánh giá tổng hợp nguồn nước thông qua các chỉ tiêu hóa học tổng hợp Từ đó phân loại chất lượng nước sử dụng thành các dạng: rất bẩn, bẩn nặng, bẩn, hơi bẩn, sạch, rất sạch,…

Để đánh giá tổng hợp các tác động lâu dài của nước thải đối với nguồn nước người ta dùng bảng phân loại Kolvits Marson Nội dung của bảng phân loại nhằm đánh giá tổng hợp chất lượng nước nguồn do tác động lâu dài của nước thải hoặc các hoạt động khác của con người gây nên theo tất cả các chỉ tiêu Bảng đánh giá tổng hợp chất lượng nguồn nước được thể hiện trong bảng 1.1

Bảng 1.1 Bảng đánh giá tổng hợp chất lượng nguồn nước

-PO4(mg/l)

3-Độ oxy bão hòa

COD (mg/l)

BOD (mg/l)

1.3 CÁC BIỆN PHÁP KIỂM SOÁT CHẤT LƯỢNG NGUỒN NƯỚC HỒ

ĐÔ THỊ

1.3.1 Tách nước thải và nước mưa đợt đầu ra khỏi hồ

Khi xả vào hồ, các loại nước thải đô thị sẽ gây lắng cặn, ô nhiễm hữu cơ làm thiếu hụt oxy, gây phú dưỡng và độc hại đối với nguồn nước Vì vậy các loại nước thải này cần được tách khỏi hồ hoặc phải được xử lý đáp ứng yêu cầu vệ sinh mới được xả vào hồ Nước mưa từ các khu dân cư, đô thị và khu công nghiệp cuốn trôi các chất bẩn trên bề mặt và khi chảy vào sông, hồ sẽ gây nhiễm bẩn thuỷ vực Vì vậy, ngoài nước thải, nước mưa đợt đầu trong khu vực đô thị cũng cần phải tách khỏi hồ

Hình 1.2 Sơ đồ tuyến cống tách nước mưa ra khỏi hồ

Ghi chú: -1 Đập tràn tách nước thải và nước mưa đợt đầu

-2.Tuyến cống bao tách nước thải xả ra sông (mương) thoát nước hoặc dẫn về trạm XLNT tập trung

- 3 Phai chắn điều chỉnh mực nước trong hồ

1.3.2 Xử lý nước thải khi xả vào hồ

Trong trường hợp đặc biệt, khi tổ chức thoát nước phân tán, nước thải được xử

lý đáp ứng các quy định về vệ sinh môi trường và phù hợp với khả năng tự làm sạch của nguồn tiếp nhận sẽ được xả vào hồ Sơ đồ tổ chức thoát nước và xử lý nước thải như thế sẽ có hiệu quả kinh tế cao do giảm được kinh phí đầu tư xây dựng các tuyến cống thoát nước thải Mặt khác, về mùa khô khi độ bốc hơi từ mặt nước hồ lớn, nước thải được làm sạch sẽ thường xuyên bổ cập để duy trì mực nước, đảm bảo cảnh quan cho hồ đô thị.[2]

1.3.3 Tăng cường quá trình tự làm sạch của hồ

Tự làm sạch là tổ hợp các quá trình tự nhiên như các quá trình thuỷ động lực, hoá học, vi sinh vật học, thuỷ sinh học, diễn ra trong nguồn nước mặt bị nhiễm bẩn nhằm phục hồi lại trạng thái chất lượng nước ban đầu Như vậy, tự làm sạch bao gồm các quá trình vật lý pha loãng nước hồ với nước thải, làm giàu oxy cho hồ và quá trình sinh học, hoá học chuyển hoá các chất ô nhiễm trong hồ

Hình 1.3 Các phương án bổ cấp nước sạch cho hồ đô thị

1.3.4 Giảm thiểu sự ô nhiễm từ tầng đáy và bùn cặn

1.3.4.1 Nạo vét lòng hồ

Biện pháp này thường chỉ áp dụng cho các hồ nhỏ, đặc biệt là các hồ nội thành Vấn đề lớn nhất của giải pháp này là việc xử lý bùn cặn nạo vét (ô nhiễm các kim loại nặng gây độc, với yêu cầu diện tích lớn cho bãi chôn lấp bùn) và dễ gây ra hiện tượng phốt pho tái hoà nhập tức thời vào nước lớn, làm thay đổi môi trường sống của thuỷ sinh Chi phí cho giải pháp này thường cao Tuy nhiên, so với giải pháp bao phủ lát đáy, giải pháp này hiệu quả cao hơn do loại bỏ được toàn bộ chất ô nhiễm tích tụ ra khỏi hồ

1.3.4.2 Thay nước tầng đáy

Nước tầng đáy thường nghèo oxy và giàu chất dinh dưỡng do quá trình lắng

và bổ sung từ bùn đáy Biện pháp này nhằm bổ sung oxy cho tầng đáy và giảm lượng dinh dưỡng trong nước

Hình 1.4 Sơ đồ nguyên tắc thay nước tầng đáy 1.3.4.3 Thông khí tầng đáy

Khi nguồn nước bị ô nhiễm, một trong những biểu hiện là thiếu oxy hoà tan trầm trọng, đặc biệt ở tầng đáy Trong kỹ thuật thông khí tầng đáy, khối nước nghèo oxy ở tầng đáy được thiết bị hút lên và trải đều trên mặt thoáng Do được tiếp xúc trực tiếp với không khí giàu oxy nên hiệu quả trao đổi oxy hơn hẳn các phương pháp khác.[2],[6]

1.3.5 Tổ chức quản lý hồ đô thị

Để xây dựng được mô hình quản lý hệ thống hồ đô thị, cần phân loại hồ theo chức năng vốn có nhằm thuận tiện cho việc phân cấp quản lý, tránh để hiện tượng quản lý chồng chéo như ngày nay Đối với các hồ nội thành, điều hoà nước mưa, chống úng ngập phải được coi là chức năng chính Các hồ nằm đầu lưu vực thoát nước, khả năng điều hoà nước mưa hạn chế thì chức năng tạo cảnh quan để vui chơi giải trí phải được ưu tiên

1.3.6 Tổ chức giám sát

Giám sát chất lượng nguồn nước các khu vực để đánh giá chất lượng nước, dự báo mức độ ô nhiễm nguồn nước Đó là cơ sở để xây dựng các biện pháp bảo vệ có hiệu quả Cần đánh giá các tác động do hoạt động của con người đối với nguồn nước và khả năng sử dụng nước vào các mục đích khác nhau Xác định chất lượng nước tự nhiên, giám sát nguồn gốc và đường di chuyển của các chất bẩn và các chất độc hại đi vào nguồn nước Xác định xu hướng thay đổi chất lượng ở phạm vi vĩ

mô Đồng thời, phải tổ chức hệ thống giám sát ở từng cơ sở, ở từng khu vực Trạm đánh giá xu hướng thay đổi chất lượng nước có quy mô lớn ở từng khu vực

1.4 HIỆN TRẠNG HỒ ĐÔ THỊ THÀNH PHỐ ĐÀ NẴNG

1.4.1 Hiện trạng một số hồ đô thị thành phố Đà Nẵng

Theo kết quả nghiên cứu của TS Trần Văn Quang và Th.S Phan Thị Kim Thủy năm 2012, thì chất lượng nước của một số hồ trên địa bàn thành phố Đà Nẵng đang ở tình trạng ô nhiễm Để đánh giá về chất lượng nước của hồ Bàu Tràm thì đề tài đã tiến hành thu thập số liệu quan trắc chất lượng nước một số hồ trên thành phố

Đà Nẵng

Chất lượng nước của một số hồ trên địa bàn thành phố Đà Nẵng được trình bày ở bảng 1.2

Bảng 1.2 Chất lượng nước một số hồ trên địa bàn thành phố Đà Nẵng

1,12 đến 2,58 lần; BOD5 vượt quy chuẩn cho phép từ 1,07 đến 3,2 lần; COD vượt

từ 1,02 đến 3,3 lần; N-NH4+ và P-PO43- vượt quy chuẩn cho phép từ 1,07 đến 3 lần Bên cạnh đó, theo báo cáo chất lượng môi trường thành phố Đà Nẵng giai đoạn 2005 – 2010, mặc dù chất lượng nước hồ có cải thiện hơn so với các năm trước do phân cấp quản lý cho các quận/huyện, địa phương đã có những nổ lực trong các hoạt động bảo vệ môi trường trong thời gian qua nhưng chất lượng môi trường nước hồ còn ô nhiễm, một số hồ nước vẫn có màu đen, mùi hôi (Bàu Tràm)

do các cống thoát nước sinh hoạt, sản xuất vào hồ hoặc nước hồ có màu xanh (Hồ 2 hecta, Hồ Công viên) do sự bùng nổ và phát triển của tảo Một vài thời điểm cá chết gây mùi hôi thối, đặc biệt là vào mùa hè và trời nắng nóng Các số liệu thống kê kết quả quan trắc cho thấy, hàm lượng các chất lơ lửng, chất hữu cơ (BOD5,COD), các chất dinh dưỡng (N,P), một số kim loại nặng, đo được tại các hồ vẫn còn vượt quy chuẩn nhiều lần [5]

Chất lượng nước hồ đô thị đã và đang bị ô nhiễm bởi các chất lơ lửng, chất hữu cơ và các chất dinh dưỡng Nguy cơ chất lượng nước hồ đô thị diễn biến theo chiều hướng xấu, quá trình phú dưỡng hóa sẽ xảy ra vào thời điểm mùa hè nắng nóng là rất lớn Sự ô nhiễm được hình thành do sự tích lũy nhanh hàm lượng các hợp chất phốt phát và đã dẫn đến sự phát triển bùng nổ của tảo kéo theo sự ô nhiễm các chất hữu cơ, gây nên hiện tượng cá chết hàng loạt vào các tháng đầu mùa hè và

sẽ gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng nếu không có biện pháp kiểm soát phù hợp [7]

1.4.2 Hiện trạng hồ Bàu Tràm, quận Liên Chiểu, thành phố Đà Nẵng

Hồ Bàu Tràm là một hồ nước rộng khoảng 32ha với dung lượng nước khoảng

1 triệu m3 Hồ đem lại cảnh quan, mỗi khi mưa xuống thì lượng nước này sẽ chảy tràn vào hồ, giúp điều hòa khí hậu khu vực này Hồ đang được người dân nuôi cá, đồng thời ở bên trái hồ một số hộ dân trồng rau xanh và sử dụng chính nguồn nước

hồ để tưới rau Và một số hộ dân cũng sử dụng nước hồ cho mục đích sinh hoạt

Hình 1.5 Quang cảnh hồ Bàu Tràm

1.4.3 Nguồn gây ô nhiễm hồ Bàu Tràm

Khu công nghiệp Hòa Khánh có khoảng hơn 130 doanh nghiệp hoạt động trên diện tích gần 430ha Những nhà máy sản xuất xi măng, giấy, thép, dệt có nguy cơ gây ô nhiễm cao Trước kia, nước thải của các nhà máy được thải ra hệ thống thoát nước chung của khu công nghiệp và đổ vào hồ mà không được xử lý hoặc xử lý không đạt yêu cầu đã tập trung về đây và gây ô nhiễm nước mặt tại hồ Bàu Tràm, tình hình này đã kéo dài trong nhiều năm Sau này, khi khu công nghiệp đã có hệ thống thu gom tập trung dẫn nước thải về một nơi để xử lý thì hồ không còn hứng chịu một lượng lớn nước thải

Trong thời gian tiến hành đề tài, chúng tôi có đi khảo sát, điều tra ở một số hộ dân sống quanh hồ.Thì theo một số hộ gần đây, vẫn còn tình trạng xả thải lén vào

hồ của một số nhà máy

Hình 1.6 Nguồn gây tác động đến hồ Bàu Tràm

Ngoài ra, vùng đất trống bên cạnh hồ được người dân trồng rau thì khi người

ta dùng hóa chất bảo vệ thực vật thì dư lượng thuốc sẽ theo dòng nước trôi vào hồ

Hồ lại đang được sử dụng để nuôi cá nước ngọt, hàng ngày lượng thức ăn được hộ chăn nuôi đưa vào hồ Đồng thời, theo dự án quy hoạch của thành phố Đà Nẵng thì phía bên phải hồ sẽ hình thành khu dân cư, khu vui chơi giải trí, du lịch

Hình 1.7 Khảo sát khu vực xung quanh hồ Bàu Tràm

Hình 1.8 Các khu dân cư đang được xây dựng xung quanh hồ Bàu Tràm

Hình 1.9 Các cống xả nước thải sinh hoạt vào hồ Bàu Tràm

Như vậy lượng nước thải sinh hoạt sẽ trực tiếp đi vào hồ cùng với nước mưa cuốn theo các chất ô nhiễm trên bề mặt chảy vào hồ Từ đó, theo thời gian thì chất lượng nước hồ sẽ có nguy cơ bị ô nhiễm cao

1.5 ĐẤT NGẬP NƯỚC

1.5.1 Khái niệm

Đất ngập nước hay còn gọi là đất ướt, là loại đất có đầy nước bên trong hoặc nước ngập bề mặt đất hoặc nước hiện diện trong vùng đất có rễ cây quanh năm hoặc theo mùa trong năm Sự hiện diện của nước trong thời gian dài theo chu kỳ là yếu tố chính quyết định đặc tính tự nhiên cho sự phát triển của đất và các loại quần xã động thực vật sống dưới đất hoặc trên mặt đất

Đất ngập nước là vùng đất chuyển tiếp giữa hai hệ đất liền và nước, nơi mà nước thường có trên hoặc gần kề bề mặt đất hoặc là đất được phủ bởi một lớp nước cạn, có thêm một hoặc vài tính chất sau:

- Theo chu kỳ tối thiểu, đất có sự chiếm ưu thế của các loài cây chịu ngập nước

- Tầng nền là đất ngậm nước không thể làm khô được

- Tầng nền không là đất và bão hòa bởi nước hoặc bị che phủ bởi một lớp nước cạn trong mùa trồng trọt hàng năm [3], [10]

1.5.2 Phân loại đất ngập nước

1.5.2.1 Các hệ thống chảy trên bề mặt (Free water surface - FWS)

Những hệ thống này thường là lưu vực chứa nước hoặc các kênh dẫn nước, với lớp lót bên dưới để ngăn sự rò rỉ nước, đất hoặc các lớp lọc thích hợp khác hỗ trợ cho thực vật nổi Lớp nước nông, tốc độ dòng chảy chậm, sự có mặt của thân cây quyết định dòng chảy và đặc biệt trong các mương dài và hẹp, bảo đảm điều kiện dòng chảy nhỏ (Redd và cộng sự, 1998)

1.5.2.2 Các hệ thống với dòng chảy ngang dưới mặt đất (Horizontal subsurface flow - HSF)

Hệ thống này được gọi là dòng chảy ngang vì nước thải được đưa vào và chảy chậm qua tầng lọc xốp dưới bề mặt của nền trên một đường ngang cho tới khi nó tới được nơi dòng chảy ra Trong suốt thời gian này, nước thải sẽ tiếp xúc với một mạng lưới hoạt động của các đới hiếu khí, hiếm khí và kị khí Các đới hiếu khí ở xung quanh rễ và bàu rễ, nơi lọc O2 vào trong bề mặt Khi nước thải chảy qua đới

rễ, nó được làm sạch bởi sự phân hủy sinh học của vi sinh vật bởi các quá trình hóa

sinh Loại thực vật sử dụng phổ biến trong các hệ thống HSF là cây sậy

1.5.2.3 Các hệ thống với dòng chảy thẳng đứng (Vertical subsurface flow - VSF)

Nước thải được đưa vào hệ thống qua ống dẫn trên bề mặt Nước sẽ chảy xuống dưới theo chiều thẳng đứng Ở gần dưới đáy có ống thu nước đă xử lý để đưa

ra ngoài Các hệ thống VSF thường xuyên được sử dụng để xử lý lần 2 cho nước thải đã qua xử lý lần 1 Thực nghiệm đă chỉ ra là nó phụ thuộc vào xử lý sơ bộ như

bể lắng, bể tự hoại Hệ thống đất ngập nước cũng có thể được áp dụng như một giai đoạn của xử lý sinh học

Tuy nhiên, trên thực tế mô hình đất ngập nước nhân tạo được xây dựng theo hai hệ thống: Bãi lọc trồng cây ngập nước (FWS); Bãi lọc trồng cây dòng chảy ngầm hay Bãi lọc ngầm trồng cây, với dòng chảy ngang hay dòng chảy thẳng đứng (SSF) Cách thức phân chia các hệ thống khác nhau nhưng chúng hoạt động theo cùng một cơ chế [4]

1.5.3 Các nghiên cứu và ứng dụng

- Trên thế giới: Đất ngập nước được sử dụng để cải thiện chất lượng nước đã được biết đến vào những thập kỷ 20 của thế kỷ trước, nhưng hầu hết là các đất ngập nước tự nhiên (U.S EPA, 1999) Những nghiên cứu xây dựng đất ngập nước nhân tạo để xử lý nước thải bắt đầu vào những năm 1950 ở Đức (Seidel, 1976), ở Hoa kỳ vào những năm 1970 đến 1980 và phát triển mạnh trong những năm 1990, người ta xây dựng nhiều hệ thống xử lý nước thải bằng đất ngập nước và áp dụng rộng rải không chỉ để xử lý nước thải đô thị mà còn để xử lý nước thải cho các khu công nghiệp vùng khai khoáng và nước thải nông nghiệp Đặc biệt là các công trình của Kadlec và Knight (1996), Moshiri (1993), US-EPA (1988),… cho thấy hiệu quả xử

lý các chất ô nhiễm như BOD5, COD, DO, TSS, Photpho, Coliform,… có giảm đáng kể trong nước thải

- Ở nước ta: Việc sử dụng các hệ thống tự nhiên nói chung và hệ thống đất ngập nước nhân tạo nói riêng đã bắt đầu được sử dụng, như hệ thống đất ngập nước

để xử lý nước thải cho nhà máy chế biến cà phê ở Khe Sanh, hệ thống đất ngập nước ở Thành phố Việt Trì Các đề tài nghiên cứu mới đây nhất về áp dụng phương

pháp này tại Việt Nam như "Xử lý nước thải sinh hoạt bằng bãi lọc ngầm trồng cây dòng chảy thẳng đứng trong điều kiện Việt Nam" của Trung tâm Kỹ thuật Môi trường đô thị

và khu công nghiệp (Trường Đại học Xây dựng Hà Nội); "Xây dựng mô hình hệ thống đất ngập nước nhân tạo để xử lý nước thải sinh hoạt tại các xã Minh Nông, Bến Gót, Việt Trì" của Trường Đại học Quốc gia Hà Nội đã cho thấy hoàn toàn có thể áp

dụng phương pháp này trong điều kiện của Việt Nam Theo Gs.TSKH Nguyễn Nghĩa Thìn (Bộ môn Thực vật, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên - Đại học Quốc gia Hà Nội) thì Việt Nam có đến 34 loại cây có thể sử dụng để làm sạch môi trường nước Các loài cây này hoàn toàn dễ kiếm tìm ngoài tự nhiên và chúng cũng có sức sống khá mạnh mẽ

Các nhà khoa học thuộc Khoa Môi trường, Trường Đại học Bách khoa TP Hồ Chí Minh đã nghiên cứu ứng dụng đất ngập nước kiến tạo dòng chảy ngầm để xử lý các chất ô nhiễm và dư lượng kháng sinh chloramphenicol tồn tại trong nước thải các ao nuôi thủy sản khu vực Đồng bằng sông Cửu Long Kết quả nghiên cứu cho thấy, giải pháp ứng dụng đất ngập nước kiến tạo xử lý tái sử dụng cho nuôi trồng thủy sản là khả thi Ở các tải trọng thích hợp, chloramphenicol và các chất ô nhiễm giảm 50% COD, 85% độ đục, 68% độ màu, 38% P-T, 43% N-T, gần 90% cặn lơ lửng và 40% CAP Nước thải sau khi qua mô hình đạt yêu cầu về chất lượng nước nuôi trồng thủy sản (TCVN 5943-1995 và TCVN 5942-1995 loại A), có thể sử dụng tái sinh cho các ao nuôi [8]

Tại thành phố Đà Nẵng, những mô hình áp dụng đất ngập nước nhân tạo cũng

đã mang lại những thành công đáng kể Điển hình như việc làm sạch nước hồ Đàm Rong, hồ Thạc Gián bằng bèo Lục Bình Đây là nơi tập trung nước thải của cả khu vực dân cư rộng khoảng 50 ha, mật độ từ 200 – 300 người/ha Công ty Môi trường

đô thị Đà Nẵng cũng đã thiết kế các ô chứa lục bình giữa hồ, bố trí thành các hoa văn để vừa có tính thẩm mỹ, vừa xử lý được mùi hôi do tác dụng của lục bình, tạo

sự thông thoáng cho mặt hồ Theo công trình đạt giải nhất tại cuộc thi Sony Xanh tổ chức (2007), sinh viên Trường ĐH Bách Khoa đã thành công trong việc góp phần

xử lí, làm sạch hồ 29/3 bằng hệ thống thực vật nổi trên mặt nước vừa đảm bảo chức năng môi trường và tạo thêm giá trị thẩm mỹ cho “Lá phổi Xanh” của Thành phố

1.5.4 Cơ chế của quá trình xử lý nước thải bằng đất ngập nước nhân tạo

1.5.4.1 Quá trình xử lí các chất hữu cơ có khả năng phân hủy sinh học

Trong các bãi lọc, sự phân hủy sinh học đóng vai trò lớn nhất trong việc loại

bỏ các chất hữu cơ dạng hòa tan hay dạng keo có khả năng phân hủy sinh học (BOD) trong nước thải BOD còn lại cùng các chất rắn lắng được sẽ bị loại bỏ nhờ quá trình lắng Phân hủy sinh học xảy ra khi các chất hữu cơ hòa tan được mang vào lớp màng vi sinh bám trên phần thân ngập nước của thực vật, hệ thống rễ và những phần vật liệu lọc xung quanh, nhờ quá trình khuyếch tán [10]

1.5.4.2 Quá trình tách các chất rắn

Các chất rắn lắng được loại bỏ dễ dàng nhờ cơ chế lắng trọng lực, vì các hệ thống này có thời gian lưu nước dài Chất rắn không lắng được, chất keo có thể được loại bỏ thông qua các cơ chế lọc Các cơ chế xử lí trong hệ thống phụ thuộc rất nhiều vào kích thước và tính chất của các chất rắn có trong nước thải và các dạng vật liệu lọc được sử dụng Thực vật trong bãi lọc không đóng vai trò đáng kể trong loại bỏ các chất rắn [9]

 Sự hấp thụ của thực vật

 Các quá trình đồng hóa của vi khuẩn

 Sự hấp thụ lên đất, vật liệu lọc và các chất hữu cơ

 Kết tủa lắng cùng các ion Ca2+, Mg2+, Fe3+, Mn2+