GIÁO TRÌNH TÀI NGUYÊN NƯỚC LỤC ĐỊA part 8 potx

Nước dùng cho các ngành công nghiệp Nước dùng trong các ngành công nghiệp tùy theo yêu cầu sử dụng mà có những yêu cầu về chất lượng khác nhau.. Yêu cầu dùng nước của các ngành công ngh

Bảng 5.2 Tiêu chuẩn vệ sinh nước ăn uống của Bộ Y tế *

12 Hàm lượng Bo tính chung Borat và Axit boric mg/L 0,3

50 (b)

3 (b)

* ban hành kèm theo Quyết định của Bộ Y tế số 1329/2002/BYT/QĐ ngày 18/4/2002

V.1.2 Nước dùng cho các ngành công nghiệp

Nước dùng trong các ngành công nghiệp tùy theo yêu cầu sử dụng mà có những yêu cầu

về chất lượng khác nhau Nước dùng làm lạnh trong các nhà máy nhiệt điện, sản xuất sắt

thép chất lượng không cần cao lắm, thậm chí có thể dùng nước có chứa lượng muối ít

Nhưng nước dùng trong các nồi hơi nếu lượng canxi quá cao sẽ tạo lớp lắng đọng làm

tăng lượng nhiệt cần để đun sôi, nhanh chóng phá hủy nồi hơi Hoặc nước dùng cho sản

xuất sợi, hóa chất đòi hỏi phải có độ tinh khiết cao Đối với những ngành công nghiệp

dùng nước như một tác nhân hoạt động (thủy điện) thì yêu cầu về chất lượng nước không

cần quan tâm nhiều lắm

Yêu cầu dùng nước của các ngành công nghiệp rất lớn cho nên trước khi sử dụng nước

cần được xử lý để đạt chất lượng cần thiết

Bảng 5.3 Yêu cầu chất lượng nước cho các ngành công nghiệp

Ngành công nghiệp Ion Fe

(ppm)

Mg hay

Mn (ppm)

TDS (ppm) Độ cứng

CaCO 3 (ppm)

Kiềm CaCO 3 (ppm)

Hydrogen sulfur (ppm)

pH

[Nguồn: Nguyễn Khắc Cường]

V.1.3 Nước cho sản xuất nông nghiệp

Trong nông nghiệp nước dùng chủ yếu để tưới cho cây trồng Chất lượng nước tưới cần

phải đảm bảo các yêu cầu về nồng độ muối trong nước ở mức thấp nhằm bảo đảm cho

cây cối hấp thụ thức ăn từ đất và nước, đồng thời tránh dẫn đến sự tích tụ muối trong đất

hình thành đất mặn

Đất có pH ≥ 8,5 với mức bão hòa Na+ ≥ 15% được gọi là đất kiềm Đất kiềm có kết cấu yếu nên dễ hóa bùn và không thoáng Nước tưới với tỷ lệ Na thấp phù hợp với sản xuất nông nghiệp

Trong nước tưới nếu có các nguyên tố như Selenium, Molipden, Plauride thì cây cỏ chịu được nhưng lại độc hại đối với các động vật; ngược lại các nguyên tố như Baron, Lithium rất độc hại với thực vật Baron có hại cho cam, quýt, cây có dầu; nhưng ngũ cốc, bông thì

có thể chịu đựng được

Ngoài ra việc sử dụng các loại thuốc bảo vệ thực vật trong nông nghiệp đã và đang có những ảnh hưởng tiêu cực đến môi trường Động vật nếu bị ô nhiễm những hóa chất từ thuốc bảo vệ thực vật có khả năng ảnh hưởng đến hệ di truyền, dẫn tới gây đột biến, ung thư hoặc ảnh hưởng đến phôi thai Những loại hóa chất bảo vệ thực vật như DDT, các loại clo hữu cơ (Lindane, Aldrine), phospho hữu cơ (Basudine, Methyl Parathion…) có độc tính rất cao đối với người, động vật có vú và với các loài thủy sinh Trong khi đó những loại pyrethroid tổng hợp (Decis, Cypermethrin) ít độc đối với người nhưng lại rất độc đối với tôm, cá

Bảng 5.4 Một số hóa chất bảo vệ thực vật có độc tính sử dụng ở ĐBSCL

1 Parathion methyl Cá lòng tong (Rasbora sp.) 6,5 (Vofatox, Methaphos) Cá bảy màu (Poecilia reticulata) 6,4

Cá vàng (Carassius auratus) 9,6

(BPMC, Fenobcarb) Cá vàng (Carassius auratus) 20,0

3 Methamidophos Cá lòng tong (Rasbora sp.) 23,0 (Monitor, Tamaron) Tép gạo (Macrobrachium lanchesteri) 0,05

(Cartap) Tép gạo (Macrobrachium lanchesteri) 0,18

(Phenthaote, Trebon) Tép gạo (Macrobrachium lanchesteri) 0,001

6 Sherpa Cá bảy màu (Poecilia reticulata) 0,10 (Cypermethrin) Cá lòng tong (Rasbora sp.) 0,03 Tép gạo (Macrobrachium lanchesteri) 0,0004

7 Sherzol Cá bảy màu (Poecilia reticulata) 0,054 (Phosalone, Cá lòng tong (Rasbora sp.) 0,0075 Cypermethrin) Tép gạo (Macrobrachium lanchesteri) 0,0006

[Nguồn: Lê Trình (1997)]

Ghi chú: LC50: liều gây chết 50% động vật thực nghiệm

Khung 5.1 Thực trạng và nguyên nhân gây lãng phí nước phục vụ sản xuất nông nghiệp

Các hiện tượng chính gây lãng phí, thất thoát nước tưới phục vụ sản xuất nông

nghiệp, bao gồm:

- Tổn thất trong quá trình dẫn nước từ công trình đầu mối đến mặt ruộng, do ngấm, kênh bị bồi lắng, sạt lở cản trở dòng chảy, thiếu các công trình điều tiết nước cho từng khu tưới

- Tưới ngập thường xuyên: Đây là biện pháp tưới truyền thống, phù hợp tưới cho lúa Tuy nhiên, theo kết quả nhiều công trình nghiên cứu, việc tưới nước cho cây lúa theo quy trình “nông, lộ, phơi” sẽ mang lại hiệu quả kinh tế nhất, tức là có những thời kỳ chúng ta hạn chế cấp nước mà phải để lộ ruộng và phơi ruộng theo yêu cầu sinh trưởng của cây trồng Việc tưới ngập thường xuyên suốt vụ theo tập quán của nông dân đã gây ra lãng phí nước rất lớn, chưa kể tình trạng lượng nước dư thừa từ ruộng chảy xuống kênh tiêu

- Chưa có biện pháp tích cực hạn chế bốc hơi mặt thoáng: Đây là hiện tượng tự nhiên cũng gây tổn thất nước rất lớn, ví dụ: tổng lượng bốc hơi bình quân tại trạm Tuyên Quang là 1.193,9 mm/năm, lượng mưa là 1.145,8mm/năm; tại trạm Phan Rang - Ninh Thuận, tổng lượng nước bốc hơi bình quân là 1.730mm/năm, trong khi đó lượng mưa có 815mm/năm Trước đây, người nông dân có phong trào dùng bèo phủ lên mặt thoáng của ruộng, xung quanh gốc cây trồng, vừa hạn chế bốc thoát hơi nước và làm phân xanh, tăng cường độ đạm trong đất Hiện nay, phong trào đó không còn, một vài địa phương, người dân dùng ni lông để che phủ cho một số loại cây trồng, nhưng chi phí tốn kém

- Tưới tràn, vượt quá khu vực cây trồng có khả năng sử dụng được nước tưới: Điều này xảy ra đối với việc cấp nước cho cây công nghiệp, cây ăn quả, khi chúng ta tưới nước

để chảy tràn trên mặt đất

- Tưới quá nhiều làm nước thấm quá sâu so với chiều sâu bộ rễ cây trồng: Cây trồng chỉ có khả năng hấp thụ nước trong phạm vi của rễ cây, nếu chúng ta tưới nhiều, nước

sẽ ngấm sâu hơn so với chiều sâu của bộ rễ, gây lãng phí

Tưới tiết kiệm nước và sử dụng nước tiết kiệm là những biện pháp cấp nước theo yêu cầu và khả năng hấp thụ nước theo từng thời đoạn sinh trưởng của cây trồng, hạn chế lượng nước dư thừa nhưng không ảnh hưởng đến năng suất, chất lượng cây trồng Vụ 3 năm 2005, Chi cục bảo vệ thực vật tỉnh An Giang đã thử nghiệm xây dựng mô hình tưới tiết kiệm nước cho lúa trên diện tích 17,3 ha của 19 hộ nông dân tại phường Mỹ Thới, Long Xuyên, An Giang (trong đó: 8,3 ha của 9 hộ nông dân sử dụng biện pháp tưới tiết kiệm nước; 9 ha của 10 hộ nông dân còn lại sử dụng biện pháp tưới truyền thống để đối chứng) Bằng việc đặt ống theo dõi mực nước trong ruộng và áp dụng biện pháp tưới ướt khô xen kẽ của Viện Nghiên cứu Lúa quốc tế, nông dân làm thí nghiệm

đã giảm bình quân 4 lần bơm nước vào ruộng trong 1 vụ lúa, so với 8 lần bơm nước theo tập quán, tiết kiệm nước tưới, ít sâu bệnh, giảm được 7,9% số diện tích bị đổ ngã,

tỷ lệ chắc chiếm 78,2%, cho năng suất 5,8 tấn/ha, tăng 0,5 tấn/ha so với ruộng đối chứng Giá thành sản xuất của ruộng “tưới tiết kiệm” chỉ 1.142 đồng/kg lúa, trong khi ruộng đối chứng tới 1.382 đồng/kg, mức chênh lệch 240 đồng/kg (Nguồn NNVN)

Như vậy, áp dụng biện pháp tưới cổ truyền đã làm cho lượng nước tưới lãng phí rất lớn Phải chăng đã đến lúc Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn cần xây dựng chương trình tiết kiệm, chống lãng phí trong sản xuất nông nghiệp từ chính những việc tưới tiết kiệm nước, sử dụng nước tiết kiệm, để giảm chi phí xây dựng, quản lý khai

thác công trình thủy lợi, giảm chi phí và nâng cao hiệu quả sản xuất nông nghiệp cho

bà con nông dân

Theo số liệu thống kê, hiện tại các hệ thống công trình thủy lợi đảm bảo tưới cho 7,61 triệu ha lúa, nếu với mức tưới bình quân 4.500 m3/ha*vụ, chỉ cần tiết kiệm được 10% lượng nước tưới thì sẽ tiết kiệm khoảng 3 tỷ m3 nước Trong khi đó, để xây dựng hồ chứa Nước Trong thuộc tỉnh Quảng Ngãi chỉ có dung tích 258 triệu m3 đã phải tốn gần 1.642 tỷ đồng Như vậy, nếu chúng ta tiết kiệm được nước tưới sẽ tiết kiệm được chi phí đầu tư, xây dựng công trình thủy lợi và chi phí xã hội rất lớn

Nguyên nhân gây lãng phí, thất thoát nước tưới phục vụ sản xuất nông nghiệp:

Để xảy ra hiện tượng lãng phí, thất thoát nước, ngoài nguyên nhân về công trình, trang thiết bị chưa được đầu tư xây dựng, nâng cấp sửa chữa, còn do những hạn chế trong công tác quản lý Cụ thể:

- Công trình chưa có chủ thực sự: Theo Pháp lệnh khai thác & Bảo vệ công trình thủy lợi, các công trình thủy lợi do các doanh nghiệp khai thác công trình thủy lợi và các hợp tác xã dùng nước quản lý, nhưng hầu hết các địa phương đều chưa phân cấp rõ đâu

là công trình do doanh nghiệp quản lý, công trình do hợp tác xã dùng nước quản lý Tình trạng vi phạm phạm vi bảo vệ công trình diễn ra ngày một nghiêm trọng, ảnh hưởng không nhỏ đến hiệu quả cấp nước của công trình Kể cả công trình đã được phân cấp nhưng quyền hạn và trách nhiệm chưa rõ ràng

- Các văn bản quy phạm pháp luật trong lĩnh vực quản lý khai thác công trình thủy lợi còn thiếu và chưa đồng bộ như các văn bản về hướng dẫn về tổ chức quản lý, chế độ tài chính, phân cấp công trình Bên cạnh đó, nhiều địa phương chưa triển khai thực thi đầy đủ các văn bản đã có

- Ý thức sử dụng nước của người nông dân chưa cao: Họ thường coi nước là “của trời”, công trình cấp nước đã có Nhà nước đầu tư, bản thân họ đã đóng thủy lợi phí nên họ phải sử dụng cho “đủ” Kiến thức sử dụng nước của hầu hết người dân còn nhiều hạn chế, họ không được trang bị kiến thức về yêu cầu nước tưới theo từng thời kỳ sinh trưởng của cây trồng dẫn đến tình trạng lấy nước quá nhiều, dư thừa

- Trách nhiệm giữa đơn vị cung cấp nước và người hưởng lợi được thực hiện thông qua hợp đồng kinh tế nhưng chưa rõ ràng và chưa nghiêm túc Theo Pháp lệnh khai thác và bảo vệ công trình thủy lợi, đơn vị cung cấp nước và đơn vị sử dụng nước có trách nhiệm ký kết hợp đồng kinh tế ngay từ đầu vụ làm cơ sở để thực hiện và thanh quyết toán vào cuối vụ sản xuất Nhưng thực tế nhiều địa phương xảy ra tình trạng đơn vị sử dụng nước ký hợp đồng thấp hơn so với diện tích thực phục vụ và chây ỳ trong việc thanh toán thủy lợi phí (từ năm 1999 đến năm 2003 cả nước nợ đọng thủy lợi phí 332,450 tỷ đồng) Đây là hiện tượng vi phạm hợp đồng kinh tế nhưng Nhà nước cũng chưa có chế tài cụ thể dẫn đến tình trạng các đơn vị cung cấp nước không có kinh phí

tu bổ công trình đảm bảo dẫn nước

[Nguồn: Đỗ Hồng Quân (2008)]

V.1.4 Nước cho đời sống thủy sinh

Các tiêu chuẩn về chất lượng nước cho đời sống thủy sinh được đặt ra nhằm bảo đảm điều kiện môi trường cần thiết cho chúng tồn tại, sinh trưởng và phát triển Kể từ khi sự sống trên trái đất bắt đầu từ thủy quyển thời cổ đại, đời sống thủy sinh đã là một phần không thể tách rời với nguồn tài nguyên nước

Dựa trên nhiều nghiên cứu về yêu cầu chất lượng nước cho đời sống thủy sinh, hàm lượng DO trong nguồn nước là thông số quan trọng nhất Đối với những nguồn nước ấm, hàm lượng DO được yêu cầu lớn hơn 5mg/L trong khi ở những vùng nước lạnh, giá trị

DO yêu cầu tối thiểu trên 6 mg/L Tuy nhiên cũng cần phải nhận rõ được việc thành lập một tiêu chuẩn chất lượng nước cho đời sống thủy sinh rất khó khăn do nguồn nước luôn

bị ảnh hưởng bởi nhiều thành phần ô nhiễm khác nhau, bản thân hệ sinh thái thủy sinh cũng rất phức tạp và có những yêu cầu khác nhau

Ở Việt Nam hiện đã có tiêu chuẩn về chất lượng nước ngọt bảo vệ đời sống thủy sinh TCVN 6774-2000 Để bảo vệ đời sống thủy sinh, mọi hoạt động kinh tế - xã hội có liên quan đến nước thải và liên quan đến khai thác, sử dụng nguồn nước mặt, không được phép gây ra sự biến đổi các mức thông số chất lượng nguồn nước khác với các giá trị nêu trong bảng 5.5

Bảng 5.5 Mức chất lượng nước bảo vệ đời sống thủy sinh *

của thủy vực tương ứng theo mùa

Thuốc bảo vệ thực vật hữu cơ

- Aldrin/Diedrin μg/L < 0,008

Thuốc bảo vệ thực vật phospho

hữu cơ

Hóa chất trừ cỏ

< 1,33

< 1,49

< 0,93

pH = 6,5; toC = 15

pH = 8,0; toC = 15

pH = 6,5; toC = 20

pH = 8,0; toC = 20

của nước (CaCO3)

Thủy ngân (tổng số) μg/L < 0,10

thấy váng, nhũ

Chất hoạt động bề mặt mg/L < 0,5

Ngoài ra Bộ Tài nguyên Môi trường cũng ban hành một số tiêu chuẩn khác nhằm khống chế nồng độ ô nhiễm trong các loại nước thải có khả năng gây hại cho đời sống thủy sinh Các tiêu chuẩn này quy định chi tiết giá trị giới hạn của các thông số và nồng độ của các chất ô nhiễm có trong nước thải công nghiệp theo tải lượng và theo lưu lượng của nguồn tiếp nhận Những tiêu chuẩn này bao gồm:

- TCVN 6984-2001 - Chất lượng nước - Tiêu chuẩn nước thải công nghiệp thải vào nước sông dùng cho bảo vệ thủy sinh

- TCVN 6985-2001 - Chất lượng nước - Tiêu chuẩn nước thải công nghiệp thải vào nước hồ dùng cho bảo vệ thủy sinh

- TCVN 6986-2001 - Chất lượng nước - Tiêu chuẩn nước thải công nghiệp thải vào vùng nước biển ven bờ cho mục đích bảo vệ thủy sinh

V.2 QUÁ TRÌNH TỰ LÀM SẠCH NƯỚC MẶT

V.2.1 Hiện tượng tự làm sạch

Khi các chất ô nhiễm là những muối vô cơ hòa tan được xả vào nước (như NaCl, KCl )

sẽ không diễn ra một sự thay đổi nào rõ rệt ngoại trừ sự pha loãng tự nhiên tăng lên liên tục khi con sông tăng dần thể tích trong quá trình chảy ra biển do sự đổ vào của các sông nhánh và sự tăng lên của tổng diện tích vùng tập trung nước

Hầu hết các muối của acid vô cơ thuộc loại này mặc dù đôi khi những thay đổi hóa học cũng có thể diễn ra do chúng tác dụng với những chất khác có trong nước sông Chẳng hạn ZnSO4 có thể phản ứng với kiềm bicarbonat tự nhiên của nước sông, làm cho một lượng kẽm tạo ra hợp chất kết tủa rời khỏi dung dịch Tuy vậy điều đó cũng không gây nên sự phá hoại chất vô cơ mà chỉ gây ra sự chuyển hóa nó từ dạng hòa tan trong nước sang dạng hòa tan bùn cặn ở đáy sông Nếu điều kiện thay đổi (ví dụ pH giảm do chất thải chứa acid) thì lượng kẽm đã kết tủa lại được chuyển từ bùn cặn vào dạng hòa tan trong nước

Ngược lại khi một dòng sông bị ô nhiễm bởi các chất hữu cơ (nước thải cống rãnh và nhiều chất thải công nghiệp khác), nó sẽ tự khôi phục lại trạng thái trong sạch ban đầu bởi các quá trình tự nhiên Tiến trình tự làm sạch phụ thuộc vào các tính chất hóa học, lý học, thủy học và đặc biệt là yếu tố sinh học của nguồn nước Ví dụ hiện tượng pha loãng, lắng cặn và ánh sáng mặt trời là các yếu tố xác định việc “làm sạch” các chất ô nhiễm trong nước thải Tuy nhiên quá trình quan trọng hơn cả của quá trình tự làm sạch là sự phân hủy hiếu khí các chất hữu cơ bởi vi sinh vật Những vi khuẩn này sử dụng chất hữu

cơ làm thức ăn, phân tích các hợp chất phức tạp tạo thành các sản phẩm cuối cùng đơn giản hơn và ít độc hại

Lượng chất hữu cơ của một dòng chảy có thể bị đồng hóa bởi vi khuẩn giới hạn bởi lượng oxy hòa tan sẵn có trong nguồn nước Do đó, quá trình này phụ thuộc vào tốc độ tiêu thụ oxy của quá trình oxy hóa sinh hóa và tốc độ hòa tan của oxy trong khí quyển vào nguồn nước, và phụ thuộc ít hơn vào các quá trình khác như sự quang hợp và việc oxy hóa các chất lắng đọng dưới đáy thủy vực Trong trường hợp tất cả lượng oxy hòa tan bị tiêu thụ hết, trạng thái yếm khí sẽ xuất hiện và quá trình tự làm sạch sẽ không thể

diễn ra Vì vậy tùy theo lượng chất hữu cơ thải ra trong dòng chảy, lượng oxy sẽ biến đổi như biểu thị trong hình 5.1

Tại điểm xả nước thải, nhu cầu oxy cho việc phân hủy các chất hữu cơ vượt quá tốc độ hòa tan của oxy từ khí quyển vào nguồn nước, do đó nồng độ oxy hòa tan sẽ giảm đi Tại một điểm nào đó ở hạ lưu, tốc độ hòa tan oxy khí quyển vào nguồn nước cân bằng với tốc

độ tiêu thụ oxy của các vi sinh vật Tại điểm tới hạn này lượng oxy hòa tan trong nguồn nước bị suy giảm lớn nhất Sau điểm này, nồng độ oxy hòa tan tăng lên từ từ cho tới giá trị bão hòa

Tiến trình này cũng phụ thuộc vào nhiệt độ Trong mùa hè nhiệt độ cao lượng oxy hòa tan vào nước thấp hơn vào mùa đông, điều này có nghĩa là việc phân hủy các chất ô nhiễm trong mùa hè sẽ sử dụng hết lượng oxy của dòng chảy chỉ trong một khoảng thời gian ngắn

và tiếp theo đó sẽ là giai đoạn yếm khí Thêm vào đó, tốc độ oxy hóa các chất hữu cơ sẽ nhanh hơn ở nhiệt độ cao hơn, khi đó quá trình tự làm sạch vì vậy sẽ diễn ra nhanh hơn

Ô nhiễm nhẹ

Ô nhiễm vừa

Ô nhiễm nặng

100

50

0

Khoảng cách từ điểm xả đến điểm khảo sát về phía hạ lưu

Điểm xả

nước thải

Hình 5.1 Sự thay đổi DO theo khoảng cách về phía hạ lưu tính từ điểm nhận nước thải

V.2.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến khả năng tự làm sạch của dòng chảy

a) Nồng độ oxy hòa tan

Nếu trong nước có nồng độ oxy hòa tan lớn (điều kiện háo khí) thì hoạt động của nhóm

vi sinh vật háo khí được đẩy mạnh, quá trình phân hủy chất hữu cơ diễn ra nhanh và tạo

ra các sản phẩm cuối cùng ít độc hại Trong trường hợp này ta có sơ đồ chuyển hóa dưới tác dụng của vi khuẩn: