Phân tích, đánh giá một số chỉ tiêu chất lượng nước sông cầu rào ở thành phố đồng hới, quảng bình

Tuy nhiên trong những năm gần đây, hệ thống thu gom và xử lý nước thải đô thị chưa đáp ứng được với tốc độ đô thị hóa và sự gia tăng dân số, cùng với việc xử lý nước xả ra môi trường của

TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUẢNG BÌNH KHOA KHOA HỌC TỰ NHIÊN



DƯƠNG THỊ QUỲNH NHƯ

PHÂN TÍCH, ĐÁNH GIÁ MỘT SỐ CHỈ TIÊU CHẤT LƯỢNG NƯỚC SÔNG CẦU RÀO Ở THÀNH PHỐ ĐỒNG HỚI,

TỈNH QUẢNG BÌNH

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

QUẢNG BÌNH, NĂM 2017

TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUẢNG BÌNH KHOA KHOA HỌC TỰ NHIÊN



DƯƠNG THỊ QUỲNH NHƯ

PHÂN TÍCH, ĐÁNH GIÁ MỘT SỐ CHỈ TIÊU CHẤT LƯỢNG NƯỚC SÔNG CẦU RÀO Ở THÀNH PHỐ ĐỒNG HỚI,

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:

Nguyễn Thị Minh Lợi

QUẢNG BÌNH, NĂM 2017

LỜI CẢM ƠN

Để hoàn thành được bài báo cáo khóa luận tốt nghiệp này, trước tiên tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành và sâu sắc tới giảng viên hướng dẫn – cô Nguyễn Thị Minh Lợi, người đã luôn tận tình chỉ bảo, giúp đỡ tôi trong suốt thời gian thực hiện khóa luận, đồng thời đã bổ sung nhiều kiến thức chuyên môn và kinh nghiệm quý báu cho tôi trong hoạt động nghiên cứu khoa học

Tôi xin được bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến quý thầy cô trường Đại học Quảng Bình, đặc biệt là quý thầy cô bộ môn Hóa học trong khoa Khoa học Tự nhiên đã giảng dạy và giúp đỡ tôi trong quá trình học tập, nghiên cứu và tạo mọi điều kiện về cơ sở vật chất cũng như thời gian để tôi có thể hoàn thành bài khóa luận này

Tôi xin chân thành cảm ơn tập thể cán bộ và nhân viên Trung tâm Kỹ thuật

Đo lường Thử nghiệm, Chi cục Tiêu chuẩn – Đo lường – Chất lượng Quảng Bình

đã tạo điều kiện thuận lợi và nhiệt tình giúp đỡ tôi trong quá trình nghiên cứu và thực hiện khóa luận

Đồng thời tôi cũng xin gửi lời cảm ơn tới gia đình, bạn bè đã động viên và giúp đỡ tôi trong quá trình học tập và hoàn thành khóa luận này

Trong quá trình thực hiện, mặc dù tôi đã có gắng hết mình nhưng do kiến thức chuyên môn và kinh nghiệm nghiên cứu còn nhiều hạn chế nên báo cáo này không thể tránh khỏi những thiếu sót Vì vậy, tôi rất mong nhận được những ý kiến đóng góp của các thầy cô và bạn bè để khóa luận được hoàn thiện hơn nữa

Tôi xin trân trọng cảm ơn!

Quảng Bình, ngày 10 tháng 05 năm 2017

Sinh viên

Dương Thị Quỳnh Như

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan công trình nghiên cứu này là của riêng tôi, các số liệu và kết quả trong khóa luận là trung thực và chưa từng được công bố trong bất kì một công trình nào khác

MỤC LỤC

Lời cảm ơn i

LỜI CAM ĐOAN ii

MỤC LỤC iii

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT vi

A MỞ ĐẦU 1

B NỘI DUNG 2

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN LÝ THUYẾT 2

1.1 TỔNG QUAN VỀ NƯỚC MẶT 2

1.2 ĐẶC ĐIỂM CHUNG CỦA VÙNG NGHIÊN CỨU 2

1.2.1 Đặc điểm tự nhiên 2

1.2.2 Đặc điểm kinh tế - xã hội 6

1.3 TỔNG QUAN VỀ TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU 8

1.4 MỘT SỐ CHỈ TIÊU ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG NƯỚC MẶT 8

1.4.1 pH 8

1.4.2 Hàm lượng oxigen hòa tan trong nước (DO: Dissolved Oxygen) 9

1.4.3 Nhu cầu oxigen hóa học (COD: Chemical Oxygen Demand) 10

1.4.4 Nitrat (NO3-) 10

1.4.5 Phosphat (PO43-) 12

1.5 QUY CHUẨN KỸ THUẬT QUỐC GIA VỀ CHẤT LƯỢNG NƯỚC MẶT_QCVN 08-MT:2015/BTNMT 13

CHƯƠNG 2: NỘI DUNG VÀ THỰC NGHIỆM 15

2.1 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 15

2.2 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 15

2.2.1 Phạm vi nghiên cứu 15

2.2.2 Chuẩn bị mẫu 15

2.2 CÁC THÔNG SỐ VÀ PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH 17

2.3 TIẾN HÀNH THỰC NGHIỆM 17

2.3.1 Xác định pH 17

2.3.1.1 Hóa chất, thiết bị, dụng cụ 17

2.3.1.2 Nguyên tắc 17

2.3.1.3 Tiến hành 17

2.3.2 Xác định DO 18

2.3.2.1 Nguyên tắc 18

2.3.2.2 Hóa chất, thiết bị, dụng cụ 18

2.3.2.3 Tiến hành 19

2.3.2.4 Tính toán kết quả 20

2.3.3 Xác định COD 20

2.3.3.1 Hóa chất, thiết bị, dụng cụ 20

2.3.3.2 Nguyên tắc 21

2.3.3.3 Tiến hành 21

2.3.3.4 Tính toán kết quả 22

2.3.4 Xác định nitrat (NO3-) 22

2.3.4.1 Hóa chất, thiết bị, dụng cụ 22

2.3.4.2 Nguyên tắc 23

2.3.4.3 Tiến hành 23

2.3.4.4 Tính toán kết quả 25

2.3.5 Xác định phosphat (PO43-) 26

2.3.5.1 Hóa chất, thiết bị, dụng cụ 26

2.3.5.2 Nguyên tắc 28

2.3.5.3 Tiến hành 28

2.3.5.4 Tính toán kết quả 30

2.4 XỬ LÝ SỐ LIỆU THỰC NGHIỆM 31

2.4.1 Một số đặc trưng thống kê được sử dụng 31

2.4.2 Phân tích kết quả bằng phương pháp phân tích phương sai một yếu tố 33

CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 35

3.1 GHI CHÉP LẬP HỒ SƠ MẪU KHI LẤY 35

3.2 XÂY DỰNG ĐƯỜNG CHUẨN 35

3.2.1 Xây dựng đường chuẩn trong phép đo nitrat 35

3.1.1 Xây dựng đường chuẩn trong phép đo phosphat 36

3.3 KẾT QUẢ PHÂN TÍCH MỘT SỐ CHỈ TIÊU ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG NƯỚC SÔNG CẦU RÀO 37

3.3.1 Kết quả quan trắc độ pH 39

3.3.2 Kết quả quan trắc hàm lượng oxy hòa tan (DO) 40

3.3.3 Kết quả quan trắc nhu cầu oxy hóa học (COD) 41

3.3.4 Kết quả phân tích hàm lượng nitrat (NO3-) 43

3.3.4 Kết quả phân tích hàm lượng phosphat (PO43-) 44

3.4 ĐÁNH GIÁ, SO SÁNH ĐỘ pH VÀ HÀM LƯỢNG DO, COD, NO3-, PO4 3-TRONG NƯỚC 46

3.4.1 Đánh giá độ pH và hàm lượng DO, COD trong nước tại theo thời gian 46

3.4.1 Đánh giá độ pH và hàm lượng DO, COD trong nước tại theo không gian 47

3.4 ĐỀ XUẤT MỘT SỐ GIẢI PHÁP CẢI THIỆN CHẤT LƯỢNG NƯỚC, BẢO VỆ

CẢNH QUAN MÔI TRƯỜNG TRÊN LƯU VỰC SÔNG 47

3.4.1 Giải pháp kỹ thuật 47

3.4.2 Giải pháp quản lý 48

3.4.3 Giải pháp tuyên truyền giáo dục 48

C KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 49

1 Kết luận 49

2 Kiến nghị 49

TÀI LIỆU THAM KHẢO 51 PHỤ LỤC

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

Tên Viết tắt

Hàm lượng oxigen hòa tan trong nước DO Nhu cầu oxigen hóa học COD Nitrat NO3-

Phosphat PO4

ng.đ ngày đêm

DANH MỤC HÌNH ẢNH

Hình 1.1: Bản đồ sông Cầu Rào 3

Hình 1.2: Sông Cầu Rào sau khi cải tạo theo Dự án Vệ sinh môi trường thành phố Đồng Hới giai đoạn I 4

Hình 2.1: Sơ đồ vị trí các điểm lấy mẫu nước sông Cầu Rào 16

Hình 2.2: Quy trình xác định nitrat 24

Hình 2.3: Quy trình xác định phosphat 29

Hình 2.4: Giá đựng dụng cụ thủy tinh 31

Hình 2.5: Máy đo quang phổ DR5000 31

Hình 2.6: Nồi cách thủy 31

Hình 3.1: Đồ thị đường chuẩn xác định hàm lượng nitrat 36

Hình 3.2: Đồ thị đường chuẩn xác định hàm lượng phosphat 37

Hình 3.3: Biểu đồ diễn biến độ pH theo vị trí quan trắc 40

Hình 3.4: Biểu đồ diễn biến hàm lượng DO theo vị trí quan trắc 41

Hình 3.5: Biểu đồ diễn biến hàm lượng COD theo vị trí quan trắc 42

Hình 3.6: Biểu đồ diễn biến hàm lượng NO3- theo vị trí quan trắc 44

Hình 3.7: Biểu đồ diễn biến hàm lượng PO43- theo vị trí quan trắc 45

DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1: Nhiệt độ bình quân các tháng trong năm của thành phố Đồng Hới, tỉnh

Quảng Bình 5

Bảng 1.2: Giá trị giới hạn các thông số chất lượng nước mặt 13

Bảng 2.1: Thời gian lấy mẫu nước sông Cầu Rào 16

Bảng 2.2: Phương pháp phân tích 17

Bảng 2.3: Bảng số liệu tổng quát 33

Bảng 2.4: Kết quả phân tích ANOVA 1 chiều 33

Bảng 3.1: Thời gian và điều kiện thời tiết khi lấy mẫu phân tích 35

Bảng 3.2: Kết quả đo độ hấp thụ ứng với hàm lượng nitrat 35

Bảng 3.3: Kết quả đo độ hấp thụ ứng với hàm lượng phosphat 36

Bảng 3.4: Kết quả quan trắc đợt 1 37

Bảng 3.5: Kết quả quan trắc đợt 2 38

Bảng 3.6: Kết quả quan trắc đợt 3 38

Bảng 3.7: Kết quả quan trắc độ pH 39

Bảng 3.8: Kết quả quan trắc hàm lượng DO (mg/l) 40

Bảng 3.9: Kết quả quan trắc hàm lượng COD (mg/l) 42

Bảng 3.10: Kết quả phân tích hàm lượng NO3- (mg/l) 43

Bảng 3.11: Kết quả phân tích hàm lượng PO43- (mg/l) 45

Bảng 3.12: Kết quả phân tích ANOVA 1 chiều của pH, DO, COD theo thời gian 46

Bảng 3.13: Kết quả phân tích ANOVA 1 chiều của pH, DO, COD theo không gian 47

A MỞ ĐẦU 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 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 Cùng với sự phát triển

của nền công nghiệp nước ta, tình hình ô nhiễm môi trường nói chung và ô nhiễm môi

trường nước nói riêng cũng gia tăng đến mức báo động

Thành phố Đồng Hới là một đơn vị hành chính gắn liền với quá trình hình thành, phát triển của tỉnh Quảng Bình Trải qua nhiều giai đoạn lịch sử, thành phố Đồng Hới đã và đang từng ngày thay da đổi thịt Nơi đây có nhiều điểm đến hấp dẫn thu hút nhiều khách du lịch trong và ngoài nước đến tham quan, nghỉ dưỡng Đồng Hới có hệ thống sông hồ tương đối lớn, đóng vai trò quan trọng trong việc điều tiết thoát nước mưa, điều hòa khí hậu và tạo cảnh quan môi trường sống cho cộng đồng dân cư Tuy nhiên trong những năm gần đây, hệ thống thu gom và xử lý nước thải đô thị chưa đáp ứng được với tốc độ đô thị hóa và sự gia tăng dân số, cùng với việc xử lý nước xả ra môi trường của các nhà máy, xí nghiệp, nhà hàng chưa được các cơ quan chức năng sâu sát kiểm tra, quan tâm đúng mực hay việc thiếu ý thức của người dân đối với rác thải sinh hoạt đã tạo ra những tác động tiêu cực không nhỏ lên hệ thống các sông hồ ở thành phố Đồng Hới

Sông Cầu Rào ở Đồng Hới là tuyến thoát nước chính của thành phố, là khu vực tập kết tàu thuyền tránh bão đồng thời là trung tâm vui chơi giải trí của người dân đang

có những dấu hiệu bị ô nhiễm, một số chỉ tiêu chất lượng nước có thể không đảm bảo

để phục vụ cho nhu cầu của người dân, từ đó làm ảnh hưởng tới cảnh quan môi trường

B NỘI DUNG CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN LÝ THUYẾT 1.1 TỔNG QUAN VỀ NƯỚC MẶT [3,15]

Nước mặt là nước chảy qua hoặc đọng lại trên mặt đất, sông, suối, kênh, mương, khe, rạch, hồ, ao, đầm Do kết hợp từ các dòng chảy trên bề mặt và thường xuyên tiếp xúc với không khí nên các đặc trưng của nước mặt là:

- Chứa khí hòa tan, đặc biệt là oxy

- Chứa nhiều chất rắn lơ lửng (riêng trường hợp nước trong cá ao hồ, đầm lầy chứa chất lơ lửng và chủ yếu ở dạng keo)

- Có sự hiện diện của nhiều loại tảo

- Chứa nhiều vi sinh vật

Sông là vùng nước tự nhiên chảy liên tục hoặc không liên tục theo một hướng xác định rõ, vào đại dương, biển hồ, vùng đất trũng, đầm lầy hoặc vào các dòng nước khác

Ô nhiễm nước là hiện tượng các vùng nước như sông, hồ, biển, nước ngầm bị các hoạt động của con người làm nhiễm các chất độc hại như chất có trong thuốc bảo

vệ thực vật, chất thải công nghiệp chưa được xử lý, tất cả có thể gây hại cho con người và cuộc sống các sinh vật trong tự nhiên Ô nhiễm nước là sự thay đổi thành phần và chất lượng nước không đáp ứng cho các mục đích sử dụng khác nhau, vượt quá tiêu chuẩn cho phép và có ảnh hưởng xấu đến đời sống con người và sinh vật Nước bị ô nhiễm nghĩa là thành phần của nó tồn tại các chất khác, mà các chất này có thể gây hại cho con người và cuộc sống các sinh vật trong tự nhiên Nước ô nhiễm thường là khó khắc phục mà phải phòng tránh từ đầu Trong quá trình sinh hoạt hàng ngày, dưới tốc độ phát triển như hiện nay con người vô tình làm ô nhiễm nguồn nước bằng các hóa chất, chất thải từ các nhà máy, xí nghiệp Các nhà máy xí nghiệp xả khói bụi công nghiệp vào không khí làm ô nhiễm không khí, khi trời mưa, các chất ô nhiễm này sẽ lẫn vào trong nước mưa cũng góp phần làm ô nhiễm nguồn nước

1.2 ĐẶC ĐIỂM CHUNG CỦA VÙNG NGHIÊN CỨU

giữa lòng thành phố, bờ biển với chiều dài 12 km về phía Đông thành phố và hệ thống sông, suối, hồ, rừng nguyên sinh ở phía tây thành phố rất thích hợp cho phát triển du lịch, nghỉ ngơi, giải trí

Sông Cầu Rào được thể hiện như hình sau:

Hình 1.1: Bản đồ sông Cầu Rào

Sông Cầu Rào thuộc địa bàn thành phố Đồng Hới, xuất phát từ ngã ba giữa mương Phóng Thuỷ và mương thoát nước thuộc cánh đồng lúa xã Lộc Ninh, với chiều dài tổng cộng khoảng 4,5 km chảy băng ngang thành phố theo hướng từ Bắc xuống Nam trước khi chảy ra sông Lệ Kỳ Trước khi chưa có Dự án Vệ sinh môi trường thành phố Đồng Hới, hệ thống thoát nước mưa của thành phố chủ yếu đổ vào hai tuyến chính là sông Cầu Rào và mương Phóng Thuỷ Mương Phóng Thuỷ là con mương nhân tạo với mục đích chính là tiêu thoát lũ cho khu vực phía Bắc Đồng Hới cũng như giữ nước để phục vụ tưới tiêu nông nghiệp trong mùa khô Mương có chiều dài 2 km, chiều rộng đáy mương bình quân 10 m, chảy từ Tây sang Đông, nối khu ruộng có cốt thấp, hay bị ngập úng thuộc xã Lộc Ninh đi qua phường Đồng Phú và xã Hải Thành,

đổ ra cửa sông Nhật Lệ Do cửa xả của mương ra cửa sông Nhật Lệ bị nhiễm mặn vào mùa khô khi triều lên, nên trên dọc tuyến mương có một số các cửa cống để kiểm soát nước mặn, ngăn không cho ảnh hưởng đến cánh đồng canh tác của nhân dân Do hai tuyến thoát nước này có mối quan hệ hữu cơ với nhau nên mương Phóng Thủy cũng nằm trong hệ thống sông Cầu Rào Hệ thống hai tuyến thoát nước này trước đây có nhiều con đường đất băng qua cây cỏ mọc bừa bãi, nhiều khu bị ngăn lại để nuôi tôm, xâm lấn đã làm thu hẹp đáng kể mặt cắt của sông, làm khả năng tiêu thoát nước mưa bị hạn chế đáng kể và thay đổi cả dòng chảy Đọan sông qua cầu Cống Mười trên đường

Lê Lợi hiện tại không đảm bảo về tiết diện làm cản trở dòng chảy [1, 20]

Sông Cầu Rào sau khi được cải tạo theo Dự án Vệ sinh môi trường thành phố

Đồng Hới giai đoạn I, được thực hiện từ năm 2007 và đã kết thúc từ năm 2011:

Hình 1.2: Sông Cầu Rào sau khi cải tạo theo Dự án Vệ sinh môi trường thành phố

Đồng Hới giai đoạn I [20]

b Đặc điểm khí hậu [19]

Quảng Bình nằm trong khu vực Bắc Trung Bộ cho nên cũng như các nới khác ở nước ta khí hậu ở đây mang đặc điểm chung là khí hậu nhiệt đới gió mùa, luôn bị tác động bởi khí hậu của phía Bắc và phía Nam và được chia làm hai mùa rõ rệt:

- Mùa mưa từ tháng 9 đến tháng 3 năm sau Lượng mưa trung bình hàng năm 2.000 - 2.300 mm/năm Thời gian mưa tập trung vào các tháng 9, 10 và 11

- Mùa khô từ tháng 4 đến tháng 8 với nhiệt độ trung bình 240C - 250C Ba tháng

có nhiệt độ cao nhất là tháng 6, 7 và 8

Thành phố Đồng Hới nằm trong khu vực có khí hậu nhiệt đới ẩm gió mùa với thời tiết khắc nghiệt bậc nhất, có mùa đông khá lạnh Vào mùa hè thời tiết nóng, oi bức gió lào khô nóng thổi liên tục, với nền nhiệt luôn trên 350C, có lúc trên 400C Mùa đông lạnh, ẩm với nền nhiệt dưới 180C, có nhiều ngày nhiệt độ xuống dưới 100C, nhiệt

độ tối thấp là 40C Bão thường xuyên hiện trong năm với tần xuất 1-2 cơn/năm, tập trung vào các tháng 9,10,11, bão xuất hiện với cường độ mạnh với sức tàn phá dữ dội

Đồng Hới có nhiệt độ trung bình năm 24,4ºC, lượng mưa trung bình từ 1.300 đến 4.000 mm, tổng giờ nắng 1.786 giờ/năm, độ ẩm trung bình trong năm khoảng 84% và thuộc chế độ gió mùa: gió Đông Nam (gió nồm), gió Tây Nam (gió nam), gió Đông Bắc

Bảng 1.1: Nhiệt độ bình quân các tháng trong năm của thành phố Đồng Hới, tỉnh

c Đặc điểm thủy văn [19]

Quảng Bình có mạng lưới thuỷ văn khá dày, có tiềm năng lớn về thuỷ điện, thuỷ lợi, thuỷ sản và giao thông vận tải Sông Cầu Rào nói riêng và sông suối Quảng Bình nói chung hầu hết bắt nguồn trên lãnh thổ của tỉnh rồi đổ ra biển Đông Mưa rơi trên lưu vực là nguyên nhân chủ yếu sản sinh ra dòng chảy và chế độ mưa quyết định đến chế độ lũ trên các sông

Đặc điểm nổi bật của chế độ mưa và dòng chảy ở Quảng Bình là đường phân phối dòng chảy trong năm có hai đỉnh rõ rệt Đỉnh chính xuất hiện vào tháng IX, X; đỉnh phụ tiểu mãn xuất hiện vào tháng V, VI Mùa lũ tập trung vào các tháng X, XI, XII và chiếm 60 - 80% tổng lượng dòng chảy cả năm Vào mùa này, sông ngòi thường

có lũ đột ngột gây úng lụt trầm trọng vùng cửa sông Trong mùa khô, nhiều đoạn sông

bị cạn dòng và vùng cửa sông bị thủy triều tăng cường xâm nhập mặn vào đất liền Dòng chảy kiệt kéo dài trung bình 8 - 9 tháng, dài nhất là 10 tháng, ngắn nhất là 7

tháng Trong mùa kiệt vẫn có mưa và lũ tiểu mãn, tháng lũ tiểu mãn chiếm 1,72 -

5,75% lượng dòng chảy năm

Hướng chảy của sông Cầu Rào trong các năm qua luôn thay đổi, nhưng chủ yếu vẫn là hướng Bắc – Nam

d Hệ sinh thái sông Cầu Rào [1]

Hệ sinh thái sông Cầu Rào có các đặc điểm chính sau:

(1) Ở đáy sông có các loài trai, giun ít tơ;

(2) Các loài cá phổ biến như cá mè, cá chép, cá giếc, ;

(3) Đối với thực vật thủy sinh có hai loài chính là tảo xanh và tảo cát chiếm ưu thế hơn so với các loài tảo khác;

(4) Ngoài ra là các sinh vật phù du như Bosmina, Bosminopsis, Chydorus, Arcella;

(5) Ấu trùng của muỗi

Hệ sinh thái ở sông Cầu Rào nghèo về số lượng và chủng loại loài Trong đó, tảo lam chiếm 90 – 98,7%, mật độ tế bào thực vật phiêu sinh tương đối cao, dao động

từ 1.175 – 34.243 tế bào/lít

1.2.2 Đặc điểm kinh tế - xã hội

a Đặc điểm của vùng nghiên cứu [18]

- Dân số nội thị: 68.165 người

- Mật độ dân số nội thị: 1.226 người/ km2

- Đất ngoại thị: 99,69 km2

- Dân số ngoại thị: 35.823 người

- Mật độ dân số ngoại thị: 359 người/ km2

Thành phố Đồng Hới có vị trí trung độ của tỉnh Quảng Bình là đầu mối giao thông quan trọng về đường sắt, đường bộ, đường hàng không, là trung tâm chính trị, văn hóa, xã hội và kinh tế của tỉnh Quảng Bình

b Vệ sinh môi trường đô thị [1]

* Hiện trạng cấp nước:

Nguồn nước sạch cung cấp cho sinh hoạt của thành phố hiện nay đang dùng từ

hệ thống cấp nước của nhà máy Phú Vinh và nhà máy nước Hải Thành, tuy đây là hai nhà máy riêng biệt nhưng nước được hòa vào cùng một hệ thống mạng lưới cấp Nhà máy nước Phú Vinh, lấy nước từ hồ Phú Vung Dung tích 23 triệu m3, hiện nhà máy nước Phú Vinh có hai bể chưa và một bể lọc với công thiết kế là 19.000 m3/ng.đ nhưng mới dùng được 65% công suất Nhà máy nước Hải Thành lấy nước từ hồ Bàu Tró Tuy nhiên, với đặc điểm đây là hồ nước ngọt nằm cạnh biển rất dễ bị nhiễm mặn nên vào mùa khô rất hạn chế dùng nước của hồ cung cấp cho nhà máy, vì thế nhà máy chỉ hoạt động 5 giờ mỗi ngày Công suất thực tế sử dụng là 3.000 m3/ng.đ so với công suất thiết kế là 9.000 m3/ng.đ Nhà máy nước Quán Hàu: Nước của nhà máy được dẫn

từ Đồng Hới về theo đường ống chạy dọc Quốc lộ 1A cũ Công suất thiết kế của nhà máy là 1.000 m3/ng.đ

* Hiện trạng thoát nước và xử lý nước thải:

Hệ thống thoát nước thành phố Đồng Hới hiện nay gồm có các hệ thống thoát nước riêng, thoát nước chung

Theo điều kiện tự nhiên và bố cục không gian đô thị, hệ thống thoát nước thành phố Đồng Hới giai đoạn II – Dự án Môi trường Bền vững các thành phố Duyên hải - Tiểu Dự án Thành phố Đồng Hới, tỉnh Quảng Bình được phân biệt thành các khu vực như sau: Khu vực I: Phường Đồng Phú, phường Đồng Mỹ, phường Hải Đình

Khu vực II: Đông đường sắt phường Nam Lý và phường Bắc Lý

Khu vực III: Tây đường sắt phường Nam Lý và phường Bắc Lý

Khu vực IV: Phường Đồng Sơn, phường Bắc Nghĩa, xã Nghĩa Ninh

Khu vực V: Phường Đức Ninh Đông, phường Phú Hải, xã Đức Ninh

Khu vực VI: Xã Lộc Ninh

Khu vực VII: Phường Hải Thành, xã Quang Phú

Về tổng thể, hiện có 5 trục thoát nước chính cho khu vực thành phố Đồng Hới,

đó là sông Cầu Rào, sông Lệ Kỳ, mương Phóng Thuỷ, sông Mỹ Cương và kênh hồ Khe Duyên Sông Cầu Rào là trục thoát nước chính cho các phường Bắc Lý, Nam Lý, Đồng Phú, Đức Ninh Đông, phần phía Tây của phường Hải Đình

* Yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng nước sông Cầu Rào:

Thành phố Đồng Hới được công nhận là Đô thị loại II (năm 2014) nên môi trường sinh thái, đặc biệt là công tác vệ sinh môi trường đô thị khá đảm bảo

Tuy nhiên, các hoạt động sống và kinh tế của con người đã và đang có những tác động đáng kể đến môi trường sinh thái, có những tác động xấu đến sự vận động, động thái và thành phần chất lượng nguồn nước sông Cầu Rào Nước sông cũng chính là nguồn tiếp nhận nước mưa và các loại nước thải vì vậy nó chịu ảnh hưởng trực tiếp của môi trường bên ngoài Vì thế, theo các con đường khác nhau chất ô nhiễm vẫn xâm nhập được vào nguồn nước sông, nguồn nước thải chủ yếu từ nước mưa chảy tràn, nước thải sinh hoạt, nước thải công - nông nghiệp, nước thải nuôi trồng thủy sản

- Nước thải sinh hoạt: Các cụm dân cư ven sông do những tập tính sinh hoạt lạc hậu, rác thải không được thu gom, xử lí, nước thải được thải trực tiếp vào sông Một số hộ gia đình không xây bể tự hoại, nước phân thấm vào đất làm ô nhiễm lưu vực sông

- Nước thải từ nông nghiệp: Hoạt động trồng trọt, chăn nuôi ven sông cũng ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng nguồn nước Nhu cầu sử dụng phân bón hóa học và thuốc bảo vệ thực vật trong hoạt động sản xuất nông nghiệp không thể tránh khỏi

- Nước thải từ công nghiệp: Một số công ty, xí nghiệp, chuỗi nhà hàng, khách sạn chưa có biện pháp bảo vệ tốt môi trường, nước thải chưa qua xử lí hoặc xử lí nhưng không hiệu quả cũng được đổ ra sông Nếu không kiểm soát chặt chẽ, việc nước thải sau xử lý không đạt quy chuẩn sẽ ảnh hưởng đến nguồn nước tại sông Cầu Rào

- Nuôi trồng thủy sản: Nguồn gây ô nhiễm phát sinh từ các bè nuôi tôm, cá: Nguồn thức ăn dư thừa, tôm, cá chết gây ô nhiễm môi trường Hoạt động này đã gây ô nhiễm khá lớn đến nguồn nước ở lưu vực sông dẫn đến chất lượng nước sông cũng bị suy giảm

- Hoạt động tàu thuyền: Ở đoạn sông dọc theo đường Đông Hải, là nơi tập trung hàng loạt tàu thuyền neo đậu/đợt bão (đợt từ 5 - 7 ngày) Các thuyền bè nhỏ

đi lại trên sông để khai thác thủy sản góp phần làm khuấy động luồng nước làm giảm khả năng sa lắng của chất rắn lơ lửng Đồng thời làm tăng ô nhiễm như: dầu

mỡ, chất thải sinh hoạt

Ngoài ra, trong quá trình sinh hoạt và sản xuất, người dân còn đổ rác thải, vứt xác động vật chết ra sông làm mất cảnh quan đô thị và làm ảnh hưởng đến chất lượng nguồn nước, đặc biệt là phế thải từ các công trình, dự án đầu tư ven sông Cầu Rào

1.3 TỔNG QUAN VỀ TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU

Ô nhiễm môi trường đang là vấn đề nhạy cảm và cấp bách không chỉ riêng một quốc gia nào, đặc biệt là môi trường nước Vấn đề này đã được nhiều tác giả trong và ngoài nước nghiên cứu, từ việc nghiên cứu lí thuyết đến thực tiễn

Nhiều ao, hồ và sông ngòi tại các tỉnh thành, đô thị trên cả nước như Hà Nội, thành phố Hồ Chí Minh, Hải Phòng, Huế, Đà Nẵng trong đó có Quảng Bình đều trong tình trạng ô nhiễm nặng Trong thời gian qua, nhiều đề tài và công trình khoa học đã nghiên cứu xác định các chỉ tiêu đánh giá chất lượng nước mặt bằng nhiều phương pháp khác nhau Một số công trình nghiên cứu đã được công bố như:

“Nghiên cứu đánh giá khả năng phú dưỡng của một số hồ trên địa bàn TP Đồng Hới, Quảng Bình”, đề tài cấp cơ sở, 2016 của giảng viên Nguyễn Thị Minh Lợi, Trường Đại học Quảng Bình; Luận văn Thạc sĩ của Vũ Thị Hiền “Phân tích đánh giá chất

lượng nước của sông Tô Lịch và đề xuất giải pháp xử lý”, Trường Đại học Khoa học

Tự nhiên – Đại học Quốc gia Hà Nội; Niên luận “Quan trắc và đánh giá chất lượng

nước sông Hương năm 2008” của Lê Thị Tịnh Chi, Trường Đại học Khoa học Huế,

hay Luận văn Thạc sỹ khoa học của Nguyễn Thị Hoàn, “Nghiên cứu phương pháp

động học trắc quan xác định hàm lượng nitrit trong mẫu nước nguồn và thực phẩm”

Ở tỉnh Quảng Bình, hằng năm Sở Tài nguyên và Môi trường cũng có các đợt quan trắc phân thích các chỉ tiêu chất lượng nước tại các sông trên địa bàn tỉnh như sông Nhật Lệ, sông Gianh, sông Dinh, sông Son, sông Lý Hòa và các hồ nội thành Tuy nhiên hiện giờ vẫn chưa có công trình nào nghiên cứu và phân tích chất lượng nước sông Cầu Rào ở thành phố Đồng Hới, tỉnh Quảng Bình

1.4 MỘT SỐ CHỈ TIÊU ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG NƯỚC MẶT

1.4.1 pH [2, 10]

Thuật ngữ pH được sử dụng rộng rãi để biểu diễn tính axit hoặc tính kiềm của dung dịch pH là chỉ số biểu diễn nồng độ của ion – hydro, hay nói chính xác hơn là nồng độ hoạt tính của ion – hydro pH có vai trò quan trọng trong hầu hết các quá trình của lĩnh vực kỹ thuật môi trường Trong lĩnh vực cấp nước, pH là yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến quá trình keo tụ hóa học, khử trùng, làm mềm và kiểm soát tính ăn mòn của nước Trong xử lý nước thải bằng các quá trình sinh học, pH phải được duy trì trong giới hạn tối ưu cho sự phát triển của vi sinh vật Các quá trình hóa học sử dụng

để keo tụ nước thải, làm khô bùn hoặc oxy các hợp chất như ion cyanua, thường đòi hỏi pH phải được duy trì trong một giới hạn hẹp Vì những lý do trên và vì các mối quan hệ cơ bản giữa pH, độ acid và độ kiềm, cần phải hiểu biết về lý thuyết cũng như thực tế pH

Khái niệm về pH được phát triển từ hàng loạt các nghiên cứu dẫn đến hiểu biết đầy đủ hơn về axit và bazơ pH = - log[H+] và pH thường nằm trong dãy từ 0 đến 14, với pH =7 ở 250C biểu diễn tính trung hòa tuyệt đối Tính axit tăng khi giá trị pH giảm

và tính kiềm tăng khi giá trị pH tăng Sự thay đổi pH dẫn tới sự thay đổi thành phần hóa học của nước (sự kết tủa, sự hòa tan, cân bằng carbonat…), các quá trình sinh học trong nước Giá trị pH của nguồn nước góp phần quyết định phương pháp xử lý nước

Đo pH: pH được xác định bằng máy đo pH hoặc bằng phương pháp chuẩn độ Các máy đo pH di động sử dụng pin thích hợp với việc đi công trường Việc đo

pH có thể được thực hiện trong rất nhiều loại vật liệu và ở các điều kiện rất khác nhau, điều này cho thấy phải lưu ý đến loại điện cực Việc đo các giá trị pH cao hơn 10 và ở nhiệt độ cao tốt nhất được thực hiện với các điện cực thủy tinh đặc biệt Các thiết bị đo

pH thường được chuẩn độ bằng các dung dịch pH chuẩn

1.4.2 Hàm lượng oxigen hòa tan trong nước (DO: Dissolved Oxygen) [2, 11]

Oxigen hòa tan trong nước (DO) không tác dụng với nước về mặt hóa học Oxy

là nhu cầu không thể thiếu cho sự sống của động vật, thực vật trong nước; cho chu trình phân hủy chất ô nhiễm bởi vi khuẩn hiếu khí và các loại khác sử dụng oxy như chất nhận electron Oxy có mặt trong nước một mặt được hoà tan từ oxy trong không khí, một mặt được sinh ra từ các phản ứng tổng hợp quang hoá của tảo và các thực vật sống trong nước Hàm lượng DO trong nước phụ thuộc nhiều yếu tố như áp suất, nhiệt

độ, thành phần hóa học của nguồn nước, số lượng vi sinh, thủy sinh vật… Phân tích

DO cho ta đánh giá mức độ ô nhiễm nước và kiểm tra quá trình xử lý nước thải

Hàm lượng oxigen hòa tan là một chỉ số đánh giá “tình trạng sức khỏe” của nguồn nước Mọi nguồn nước đều có khả năng tự làm sạch nếu như nguồn nước đó còn đủ một lượng DO nhất định Các sông hồ có hàm lượng DO cao được coi là khoẻ mạnh và có nhiều loài sinh vật sống trong đó Khi DO trong nước thấp, xuống đến khoảng 4 –

5 mg/l, số sinh vật có thể sống được trong nước giảm mạnh Nếu hàm lượng DO quá thấp, thậm chí không còn, nước sẽ có mùi và trở nên đen do trong nước lúc này diễn ra chủ yếu là các quá trình phân hủy yếm khí, các sinh vật không thể sống được trong nước này nữa

Nguyên nhân làm giảm DO trong nước là do việc xả nước thải công nghiệp, nước mưa tràn lôi kéo các chất thải nông nghiệp chứa nhiều chất hữu cơ, lá cây rụng vào nguồn tiếp nhận Vi sinh vật sử dụng oxi để tiêu thụ các chất hữu cơ làm cho lượng oxy giảm Hàm lượng DO trong nước tuân theo định luật Henry, có nghĩa là nói chung độ hòa tan giảm theo nhiệt độ Ở nhiệt độ bình thường, độ hòa tan giới hạn của oxigen trong nước vào khoảng 8 mgO2/l Hàm lượng DO có quan hệ mật thiết đến các thông số COD của nguồn nước Nếu trong nước hàm lượng DO cao, các quá trình phân hủy các chất hữu cơ sẽ xảy ra theo hướng háo khí (aerobic), còn nếu hàm lượng

DO thấp, thậm chí không còn thì quá trình phân hủy các chất hữu cơ trong nước sẽ xảy

ra theo hướng yếm khí (anaerobic) [5]

1.4.3 Nhu cầu oxigen hóa học (COD: Chemical Oxygen Demand) [2]

Nhu cầu oxigen hóa học là lượng oxigen cần thiết (cung cấp bởi các chất hóa học) để oxi hóa hoàn toàn các chất hữu cơ trong nước COD là tiêu chuẩn quan trọng

để đánh giá mức độ ô nhiễm của nước (nước thải, nước mặt, nước sinh hoạt) vì nó cho biết hàm lượng chất hữu cơ có trong nước là bao nhiêu Hàm lượng COD trong nước cao thì chứng tỏ nguồn nước có nhiều chất hữu cơ gây ô nhiễm

Chất oxi hóa thường dùng là KMnO4 hoặc K2Cr2O7 và khi tính toán được quy đổi về lượng oxigen tương ứng (1mg KMnO4 ứng với 0,253 mgO2), đơn vị tính là mgO2/l [8]

Các chất hữu cơ trong nước có hoạt tính hóa học khác nhau Khi bị oxi hóa không phải tất cả các chất hữu cơ đều chuyển hóa thành nước và CO2 nên giá trị COD thu được khi xác định bằng phương pháp KMnO4 hoặc K2Cr2O7 thường nhỏ hơn giá trị COD lý thuyết nếu tính toán từ các phản ứng hóa học đầy đủ Mặt khác, trong nước cũng có thể tồn tại một số chất vô cơ có tính khử (như S2-, NO2-, Fe2+…) cũng có thể phản ứng được với KMnO4 hoặc K2Cr2O7 làm sai lạc kết quả xác định COD

Như vậy, COD giúp phần nào đánh giá được lượng chất hữu cơ trong nước có thể bị oxid hóa bằng các chất hóa học (tức là đánh giá mức độ ô nhiễm của nước) Việc xác định COD có ưu điểm là cho kết quả nhanh (chỉ sau khoảng 2 giờ nếu dùng phương pháp bicromat hoặc 10 phút nếu dùng phương pháp permanganat)

1.4.4 Nitrat (NO 3 - )

Nitrat là muối của axit nitric Ion nitrat không có màu nên các muối nitrat của các cation không màu đều không có màu Hầu hết các muối nitrat đều dễ tan trong

nước Một vài hút ẩm trong không khí như NaNO3 và NH4NO3 Muối nitrat của những kim loại hóa trị II và hóa trị III thường ở dạng Hidrat

Muối Nitrat của kim loại kiềm khá bền với nhiệt (chúng có thể thăng hoa trong chân không ở 380 - 500ᵒC) còn nitrat của các kim loại khác dễ phân hủy khi đun nóng

Độ bền của muối nitrat phụ thuộc vào bản chất của cation kim loại Nitrat của những kim loại hoạt động đứng trước Magie ở trong dãy thế điện cực tăng dần, khi đun nóng

bị phân hủy thành Nitrit và Oxi

Do dễ mất oxi, các muối nitrat khan khi đun nóng là chất oxi hóa mạnh Ion trong môi trường axit có khả năng oxi hóa như axit nitric, trong môi trường trung tính hầu như không có khả năng oxi hóa, nhưng trong môi trường kiềm có thể bị Al,

Nitrat phân bố trong nước không đều nhau do tác dụng nitrat hóa tiến hành trong đất khiến cho tầng chứa nước bên trên có hàm lượng nitrat tương đối cao, có khi

tới vài chục miligam/lit, nhưng trong nước ở tầng sâu và trong nước lưu động trên mặt đất thì hàm lượng nitrat lại rất nhỏ Ngoài ra nước thải, nước sông, hồ còn chứa nhiều chất hữu cơ mang gốc N do con người đưa vào trong quá trình sinh hoạt và sản xuất Việc sử dụng quá mức phân bón có chứa nitơ, việc xử lý kém hay không xử lý các chất thải đã làm cho môi trường nước ngày càng bị ô nhiễm nặng [2, 12]

1.4.5 Phosphat (PO 4 3- )

Phosphat là một hợp chất vô cơ và là muối của axit phosphoric Trong hóa hữu

cơ, phosphat hay hợp chất cơ photpho là este của axit phosphoric

Trong thiên nhiên phosphat được coi là sản phẩm của quá trình lân hóa, thường gặp ở dạng vết đối với nước tự nhiên Phosphat là nguồn dinh dưỡng cho thực vật, rong, tảo và sinh vật Nguồn phosphat đưa vào môi trường là phân người, phân súc vật

và nước thải một số ngành công nghiệp sản xuất phân lân, công nghiệp thực phẩm và trong nước chảy từ đồng ruộng Nói chung ion phosphat không độc hại với người và gia súc, nhưng có nhiều trong nước là điều không tốt vì dẫn đến sự phú dưỡng hóa nguồn nước Nước không ô nhiễm có nồng độ phosphat nhỏ hơn 0.01mg/l Ở các nguồn nước bị ô nhiễm do nước thải đô thị và công nghiệp có thể có nồng độ phosphat đến 0.5mg/l Do đó, chỉ tiêu phosphat được ứng dụng trong việc kiểm soát mức độ ô nhiễm của nguồn nước [16]

Ở những nơi có hàm lượng nitơ và photphoric cao làm thúc đẩy hiện tượng nở hoa của tảo gây tác động xấu đến môi trường Giám sát lượng phosphat thông qua việc xác định hàm lượng orthophosphat Tất cả những polyphosphat (những phân tử thủy phân thành phosphat) thủy phân hoàn toàn trong dung dịch nước và trở lại thành những dạng ortho mà chúng bắt nguồn Tốc độ trở lại nguyên mẫu là một chức năng của nhiệt độ và do nó sẽ gia tăng nhanh khi nhiệt độ tiến đến gần điểm sôi Tốc độ này cũng gia tăng khi giảm pH và ưu điểm là nó giữ đúng nguyên trạng ở những mẫu chuẩn bị để xác định hàm lượng phosphat phức Sự thủy phân những phosphat phức cũng chịu ảnh hưởng bởi enzyme của vi sinh vật Tốc độ trở lại nguyên mẫu rất chậm trong nước lọc và nhanh hơn trong nước thải Có những chất đòi hỏi nhiều giờ thậm chí nhiều ngày để chuyển hóa hoàn toàn polyphosphate thành orthophosphat, đặc biệt

ở nhiệt độ thấp hoặc ở pH cao Từ những lý do trên, để xác định photphoric hay phosphat phải bao gồm cả việc xác định polyphosphat nếu muốn việc đo tổng các dạng

vô cơ được chính xác Người ta thường quan tâm đến sự hiện diện của hàm lượng ortho, poly và phospho hữu cơ May mắn là có thể đo orthophosphat với rất ít trở ngại

từ polyphosphat do khả năng ổn định của chúng trong điều kiện pH, thời gian, nhiệt độ được sử dụng trong quá trình đo Cả hai dạng poly và phospho hữu cơ phải được chuyển thành orthophosphat để đo [2, 13]

1.5 QUY CHUẨN KỸ THUẬT QUỐC GIA VỀ CHẤT LƯỢNG NƯỚC MẶT_QCVN 08-MT:2015/BTNMT [7]

Giá trị giới hạn của các thông số chất lượng nước mặt được quy định tại bảng 1.2

Bảng 1.2: Giá trị giới hạn các thông số chất lượng nước mặt

10 Nitrat (NO-3 tính theo N) mg/l 2 5 10 15

11 Phosphat (PO43- tính theo P mg/l 0,1 0,2 0,3 0,5

Tổng các bon hữu cơ

(Total Organic Carbon,

ml

2500 5000 7500 10000

36 E.coli

MPN hoặc CFU /100

ml

20 50 100 200

* Ghi chú: Việc phân hạng A1, A2, B1, B2 đối với các nguồn nước mặt nhằm

đánh giá và kiểm soát chất lượng nước, phục vụ cho các mục đích sử dụng nước khác nhau, được sắp xếp theo mức chất lượng giảm dần

A1 - Sử dụng cho mục đích cấp nước sinh hoạt (sau khi áp dụng xử lý thông thường), bảo tồn động thực vật thủy sinh và các mục đích khác như loại A2, B1 và B2

A2 - Dùng cho mục đích cấp nước sinh hoạt nhưng phải áp dụng công nghệ xử

lý phù hợp hoặc các mục đích sử dụng như loại B1 và B2

B1 - Dùng cho mục đích tưới tiêu, thủy lợi hoặc các mục đích sử dụng khác có yêu cầu chất lượng nước tương tự hoặc các mục đích sử dụng như loại B2

B2 - Giao thông thủy và các mục đích khác với yêu cầu nước chất lượng thấp

CHƯƠNG 2: NỘI DUNG VÀ THỰC NGHIỆM 2.1 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU

- Khảo sát, tìm hiểu về sông Cầu Rào (dòng chảy, khí hậu, điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội ) nhằm làm cơ sở đánh giá chất lượng nước sông Cầu Rào ở thành phố Đồng Hới

- Tìm hiểu, thu thập tài liệu về các nguồn thải, các điểm phát thải, các hoạt động sản xuất kinh doanh ven sông Cầu Rào có tác động đến chất lượng nước sông

- Nghiên cứu, thu thập tài liệu liên quan đến một số chỉ tiêu chất lượng nước mặt

- Lấy mẫu, xử lý và bảo quản mẫu nước

- Xác định, phân tích một số chỉ tiêu chất lượng nước sông Cầu Rào, gồm: pH,

+ Địa điểm lấy mẫu: Sông Cầu Rào, thành phố Đồng Hới, Quảng Bình

+ Địa điểm xác định mẫu: Phòng thí nghiệm Hóa sinh của Trung tâm Kỹ thuật

Đo lường Thử nghiệm Quảng Bình, tiểu khu 10, phường Đồng Phú, Đồng Hới

- Thời gian nghiên cứu: Từ tháng 12/2017 đến tháng 05/2017 (trong đó tháng đầu tiên là nghiên cứu tài liệu; 3 tháng tiếp theo là lấy mẫu nước và tiến hành phân tích, đánh giá; hai tháng cuối cùng là viết bài khóa luận)

2.2.2 Chuẩn bị mẫu

- Phương pháp lấy mẫu: Mẫu nước phân tích được lấy theo phương pháp lấy mẫu nước mặt đảm bảo TCVN 6663-6:2008 (ISO 5667-6:2005), Chất lượng nước - Lấy mẫu - Phần 6: Hướng dẫn lấy mẫu ở sông và suối

- Vị trí lấy mẫu: Mẫu nước mặt lấy tại sông Cầu Rào, TP Đồng Hới, tỉnh Quảng Bình, lấy tại 3 vị trí của sông, các mẫu được kí hiệu M1, M2, M3

- Cách lấy mẫu: Lấy mẫu từ trên cầu

+ Khi chọn các chỗ trên cầu để lấy mẫu, cần bảo đảm rằng:

+ Chỗ đó nước đủ độ sâu để ngập chìm được bình lấy mẫu;

+ Khi bình lấy mẫu đã ngập dưới mặt nước thì đáy bình cũng sẽ không vướng phải bùn đáy;

+ Trên cầu phải đủ thoáng đãng cho việc dùng bình lấy mẫu nhằm tránh bình lấy mẫu bị nhiễm bẩn các vật chất bong ra từ cầu;

+ Khi lấy mẫu ở thành cầu phía trên dòng chảy, thực hành lấy mẫu không được

để cho bình lấy mẫu bị trôi vào vùng nước dưới cầu

Từ đó, tôi tiến hành lấy mẫu nước vào chai làm bằng vật liệu polyme (chai nhựa), chai được tráng nhiều lần bằng nước tại vị trí lấy rồi cho nước vào Mẫu nước được nạp đầy vào chai, loại bỏ bọt khí và đậy chặt nắp Mẫu nước được chuyển ngay

về phòng thí nghiệm Hóa sinh – Môi trường của Trung tâm Kỹ thuật Đo lường Thử nghiệm Quảng Bình, chú ý vận chuyển trong điều kiện không có ánh sáng để tránh ảnh hưởng đến kết quả đo

Tiến hành đo nhanh thông số: pH và phân tích DO, COD, NO3-, PO43- theo tiêu chuẩn

- Tần suất lấy mẫu: Tiến hành lấy mẫu nước 3 đợt có thời gian lấy mẫu cách nhau khoảng một tháng nhằm khảo sát, đánh giá sự thay đổi giá trị của các thông số phân tích theo địa điểm và thời gian

Bảng 2.1: Thời gian lấy mẫu nước sông Cầu Rào

Vị trí Cầu Cống Mười Cầu Rào Cống Phóng Thủy

Thời gian lấy mẫu

Đợt 1 Khoảng 8h00 - 9h30, ngày 12/01/2017 Đợt 2 Khoảng 8h00 - 9h30,ngày 15/02/2017 Đợt 3 Khoảng 8h00 - 9h30, ngày 13/03/2017

- Bản đồ vị trí các điểm lấy mẫu:

Hình 2.1: Sơ đồ vị trí các điểm lấy mẫu nước sông Cầu Rào

2.2 CÁC THÔNG SỐ VÀ PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH

Bảng 2.2: Phương pháp phân tích Thông số

quan trắc Đơn vị đo Tên phương pháp đo – phân tích

pH TCVN 6492:2011(ISO 10523:2008) (*)

DO mg/l Phương pháp iod - TCVN 7324:2004

(ISO 5813:1983) COD mg/l SMEWW 5220.C:2012 (*)

NO3- mg/l Phương pháp trắc phổ dùng axit sunfosalixylic -

1 Nước cất hoặc nước loại ion (nước khử ion)

2 Dung dịch đệm, nên dùng dung dịch đệm đã được chứng nhận về độ chính xác của phép đo để hiệu chỉnh pH - mét

3 Dung dịch kali clorua, c(KCl) = 3 mol/l

2.3.1.3 Tiến hành

a Lẫy mẫu và bảo quản mẫu

Giá trị pH có thể thay đổi nhanh chóng do các quá trình hóa học, vật lý hoặc sinh học trong mẫu nước Do đó, cần đo pH càng sớm càng tốt

Lấy mẫu nước vào chai lấy mẫu Nạp đầy hoàn toàn mẫu vào chai và đậy nút, không chứa bọt Mẫu có thể được giữ mát (2oC đến 8oC), ở nơi tối trong khi vận chuyển và bảo quản [TCVN 5993 (ISO 5667-3)]

Mẫu được đo trong phòng thí nghiệm, kiểm tra khả năng ảnh hưởng của quá trình vận chuyển và bảo quản lên giá trị pH của mẫu được phân tích

b Cách tiến hành

Gắn điện cực pH vào máy (hai lỗ ở phía ngoài)

Bật thiết bị đo, chọn thời gian đọc (thường là 5 phút)

Dùng dung dịch pH chuẩn 4; 7; 10 để hiệu chuẩn thiết bị đo

Đo mẫu: Cho dung dịch mẫu vào bình, nhúng điện cực vào dung dịch, lắc nhẹ bình

Đọc kết quả

* Lưu ý: Sau mỗi lần đo, rửa sạch điện cực bằng nước cất, lau khô

Giá trị pH đi kèm với nhiệt độ

2.3.2.2 Hóa chất, thiết bị, dụng cụ

a Hóa chất

1 Dung dịch axit sunfuric

Thêm cẩn thận 500 ml axit sunphuric đặc ( = 1,84 g/ml) vào 500 ml nước,

khuấy liên tục

2 Dung dịch axit sunfuric, c(1/2 H2SO4) = 2 mol/l

3 Thuốc thử kiềm iodua – azid

Hòa tan 35 g natri hydroxit (NaOH) [hoặc 50 g kali hydroxit (KOH)] và 30 g kali iodua (KI) [hoặc 27 g natri iodua (NaI)] trong khoảng 50 ml nước

Hòa riêng 1 g natri azid (NaN3) trong vài mililit nước

Trộn lẫn 2 dung dịch trên và pha loãng đến 100 ml

Giữ dung dịch trong bình thủy tinh nâu, đậy kín

Sau khi pha loãng và axit hóa, thuốc thử này không có màu với dung dịch chỉ thị

4 Mangan (II) sunfat khan, dung dịch 340 g/l (hoặc mangan sunfat ngậm một phân tử nước, dung dịch 380 g/l)

Có thể dùng mangan (II) clorua ngậm bốn nước, dung dịch 450 g/l

Nếu dung dịch đục thì lọc

5 Kali iodat, c(1/6 KlO3) = 10 mmol/l, dung dịch tiêu chuẩn

Sấy khô vài gam kali iodat (KIO3) ở 180 0C Cân 3,567  0,003 g và hòa tan trong nước Pha loãng đến 1000 ml

Hút 100 ml và pha loãng bằng nước đến 1000 ml trong bình định mức

6 Natri thiosunphat, dung dịch thể tích chuẩn, c(Na2S2O3)  10 mmol/l

7 Hồ tinh bột, dung dịch mới chuẩn bị, 10 g/l

8 Phenolphtalein, dung dịch 1 g/l pha trong etanol

9 Iod, dung dịch khoảng 0,005 mol/l

Hòa tan 4 g đến 5 g kali hoặc natri iodua trong một ít nước rồi thêm khoảng 130

mg iod Sau khi hòa tan hết, pha loãng đến 100 ml

10 Kali iodua hoặc natri iodua

b Thiết bị và dụng cụ

Các thiết bị phòng thí nghiệm thông thường và bình thủy tinh miệng hẹp, dung tích từ 130 ml đến 350 ml, định chuẩn chính xác đến 1 ml, có nắp (bình Winkler hoặc các loại bình thích hợp khác, tốt nhất là loại vai vuông) Mỗi bình và nắp của nó cần đánh số Thể tích mỗi bình có thể xác định bằng cách cân

Lật ngược bình vài lần để trộn đều mẫu Lúc này xuất hiện kết tủa màu nâu, cần

để yên ít nhất 5 phút rồi lại trộn đều bằng cách đảo ngược bình để đảm bảo mẫu là đồng thể

2 Giải phóng iod

Cần để kết tủa đã tạo thành được lắng xuống khoảng một phần ba bình

Thêm từ từ 1,5 ml dung dịch axit sunfuric (hoặc một thể tích tương đương dung dịch axit phosphoric), đậy nắp bình và lắc cho kết tủa tan hết và iod được phân bố đều trong dung dịch

Chú thích: Nếu tiến hành chuẩn độ trực tiếp bình này thì cần hút phần trong ở trên ra, chú ý không khuấy động đến phần cặn

4V

cf V

M r

Trong đó:

M r là khối lượng phân tử của oxy (M r = 32);

V 1 là thể tích của mẫu thử hoặc của phần nước trong, tính bằng mililit (V1=V0

nếu chuẩn độ toàn bộ mẫu);

V2 là thể tích của dung dịch natri thiosunphat dùng để chuẩn độ toàn bộ mẫu hoặc phần nước trong, tính bằng mililit;

c là nồng độ của dung dịch natri thiosunphat, tính bằng milimol trên lít;

1 = '

0

0

V V

Xác định COD theo tiêu chuẩn SMEWW 5220.C:2012

2.3.3.1 Hóa chất, thiết bị, dụng cụ

a Hóa chất

1 Dung dịch chuẩn K2Cr2O7 có nồng độ 0,01667 M

2 Bạc sunfat – axit sunfuric

Cho 10 g bạc sunfat (Ag2SO4) vào 35 ml nước Cho từ từ 965 ml axit sunfuric đặc (ρ = 1,84 g/ml) Để 1 hoặc 2 ngày cho tan hết Khuấy dung dịch để tăng nhanh sự

3 Bạc/ Axit sunfuric

4 Thủy ngân (II) sunfat

5 Dung dịch chuẩn muối Mohr có nồng độ 0,1 M

6 Dung dịch chỉ thị feroin

Hoà tan 0,7 g sắt (II) sunfat ngậm 7 phân tử nước (FeSO4.7H2O) hoặc 1g sắt (II) amoni sunfat ngậm 6 phân tử nước [(NH4)2Fe(SO4)2 - 6H2O] trong nước Thêm 1,50 g 1,10- phenantrolin ngậm một phân tử nước C12H8N2.H2O và lắc cho đến khi tan hết Pha loãng thành 100 ml

7 Kali hidro phtalat, dung dịch chuẩn, c(K1C8H5O4) = 2,0824 mmol/l

Hoà tan 0,4251 g kali hidro phtalat đã được sấy khô ở 105oC, vào trong nước và định mức đến 1000 ml Dung dịch này có giá trị COD lý thuyết là 500 mg/l

b Thiết bị và dụng cụ

Các dụng cụ thông thường của phòng thí nghiệm và:

1 Bếp điện điều chỉnh nhiệt độ 150 + 2oC Phải bảo đảm rằng các dụng cụ làm việc không gây ra quá nóng cục bộ cho dung dịch đang được đun

2 Ống phá mẫu

3 Buret chính xác, dung tích 10 ml, có vạch chia 0,02 ml

4 Hạt sôi, hạt thuỷ tinh thô đường kính 2 mm đến 3 mm hoặc các loại hạt sôi khác, được làm sạch theo quy trình

Lưu ý khi chuẩn bị dụng cụ thuỷ tinh: Các dụng cụ thuỷ tinh cần được rửa sạch cẩn thận và giữ không để bị bám bụi và chỉ để dùng riêng cho phép thử COD

2.3.3.2 Nguyên tắc

Đun hồi lưu mẫu thử với lượng kali dicromat đã biết trước khi có mặt thủy ngân (II) suphat và xúc tác bạc trong axit sunfuric đặc trong khoảng thời gian nhất định, trong quá trình đó một phần dicromat bị khử do sự có mặt của các chất oxy hóa Chuẩn

độ lượng dicromat còn lại với sắt (II) amoni sufat Tính toán giá trị COD từ lượng dicromat bị khử

2.3.3.3 Tiến hành

a Lấy mẫu và bảo quản mẫu

Phân tích mẫu càng sớm càng tốt và không để quá 5 ngày sau khi lấy mẫu Lắc các lọ mẫu bảo quản và phải đảm bảo chắc chắn rằng mẫu trong các lọ được đồng nhất khi lấy một phần mẫu đem phân tích