KHẢO SÁT NHU CẦU OXY HÓA HỌC (COD) CÁC NGUỒN N ƯỚC AO, HỒ KHUÔN VIÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ

TÓM TẮT ------ Đề tài nghiên cứu nhằm mục đích đánh giá sơ bộ chất lượng nước ao, hồ trong khuôn viên trường Đại học Cần Thơ và đề ra các biện pháp xử lý kịp thời để tránh ảnh hưởng

Trang 1

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA KHOA HỌC TỰ NHIÊN

BỘ MÔN HÓA HỌC - -

NGUYỄN BẢO NGUYÊN

KHẢO SÁT NHU CẦU OXY HÓA HỌC (COD) CÁC NGUỒN NƯỚC AO, HỒ KHUÔN VIÊN

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

NGÀNH HÓA DƯỢC

Cần Thơ, 2015

Trang 2

BỘ MÔN HÓA HỌC - -

NGUYỄN BẢO NGUYÊN

KHẢO SÁT NHU CẦU OXY HÓA HỌC (COD)

CÁC NGUỒN NƯỚC AO, HỒ KHUÔN VIÊN

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

NGÀNH HÓA DƯỢC

GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN ThS LÂM PHƯỚC ĐIỀN

Cần Thơ, 2015

Trang 3

TÓM TẮT

- -

Đề tài nghiên cứu nhằm mục đích đánh giá sơ bộ chất lượng nước ao,

hồ trong khuôn viên trường Đại học Cần Thơ và đề ra các biện pháp xử lý kịp thời để tránh ảnh hưởng đến sức khỏe của sinh viên cũng như vẻ mỹ quan của trường Tiến hành lấy mẫu trong 6 tuần, mỗi tuần 1 lần Trong tuần có 4 ngày lấy mẫu cho tất cả các điểm và theo thứ tự Do thời gian hạn chế đề tài chỉ khảo sát các chỉ tiêu: Nhiệt độ, pH, nhu cầu oxy hóa học (COD) Chỉ tiêu nhiệt độ được xác định bằng nhiệt kế tại nơi lấy mẫu, chỉ tiêu pH được đo trược tiếp bằng máy đo pH cầm tay, COD được xác định bằng việc sử dụng một chất oxi hóa mạnh (K2Cr2O7) để oxi hóa hoàn toàn các chất hữu cơ có trong mẫu nước, lượng Cr2O72- dư được chuẩn độ bằng dung dịch chuẩn Fe2+với chỉ thị ferroin Kết quả nghiên cứu cho thấy nhiều vị trí trong trường Đại học Cần Thơ đang bị nhiễm bẩn nặng

Trang 4

Em xin gởi lời cảm ơn đến thầy Lâm Phước Điền đã tận tình chỉ dạy, cho em những lời khuyên quý báo trong suốt quá trình làm luận văn

Em xin cảm ơn cô Tôn Nữ Liên Hương luôn hết mình với lớp và cảm

ơn về những kinh nghiệm sống thật sự quý báo của cô

Gởi lời cảm ơn đến các bạn Hóa Dược 1 K38 đã quan tâm, giúp đỡ tôi trong học tập và đời sống

Xin chân thành cảm ơn!

Trang 5

Trường Đại Học Cần Thơ Cộng Hòa Xã Hội Chủ Nghĩa Việt Nam Khoa Khoa Học Tự Nhiên Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

NHẬN XÉT ĐÁNH GIÁ CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN

1 Cán bộ hướng dẫn: ThS Lâm Phước Điền

2 Đề tài: Khảo sát nhu cầu oxy hóa học (COD) các nguồn nước ao, hồ

khuôn viên trường Đại học Cần Thơ

3 Sinh viên thực hiện: Nguyễn Bảo Nguyên MSSV: B1203478

Lớp: Hóa Dược – Khóa: 38

4 Nội dung nhận xét:

a) Nhận xét về hình thức của LVTN:

b) Nhận xét về nội dung của LVTN (đề nghị ghi chi tiết và đầy đủ):

 Đánh giá nội dung thực hiện của đề tài:

 Những vấn đề còn hạn chế:

c) Nhận xét đối với sinh viên tham gia thực hiện đề tài (ghi rõ từng nội dung chính do sinh viên nào chịu trách nhiệm thực hiện nếu có):

d) Kết luận, đề nghị và điểm:

Cần Thơ, ngày tháng năm 2015

Cán bộ hướng dẫn

ThS Lâm Phước Điền

Trang 6

Trường Đại Học Cần Thơ Cộng Hòa Xã Hội Chủ Nghĩa Việt Nam Khoa Khoa Học Tự Nhiên Độc lập - Tự do - Hạnh Phúc

NHẬN XÉT ĐÁNH GIÁ CỦA CÁN BỘ PHẢN BIỆN

1 Cán bộ phản biện:

………

2 Đề tài: Khảo sát nhu cầu oxy hóa học (COD) các nguồn nước ao, hồ

khuôn viên trường Đại học Cần Thơ

3 Sinh viên thực hiện: Nguyễn Bảo Nguyên MSSV: B1203478

Lớp: Hóa Dược – Khóa: 38

4 Nội dung nhận xét:

a) Nhận xét về hình thức của LVTN:

b) Nhận xét về nội dung của LVTN (đề nghị ghi chi tiết và đầy đủ):

 Đánh giá nội dung thực hiện của đề tài:

 Những vấn đề còn hạn chế:

c) Nhận xét đối với sinh viên tham gia thực hiện đề tài (ghi rõ từng nội dung chính do sinh viên nào chịu trách nhiệm thực hiện nếu có):

d) Kết luận, đề nghị và điểm:

Cần Thơ, ngày tháng năm 2015

Cán bộ phản biện

Trang 7

BỘ MÔN HÓA HỌC - -

Năm học 2015-2016

KHẢO SÁT NHU CẦU OXY HÓA HỌC (COD) CÁC NGUỒN NƯỚC AO, HỒ KHUÔN VIÊN TRƯỜNG

ĐẠI HỌC CẦN THƠ LỜI CAM KẾT

Tôi xin cam kết luận văn này được hoàn thành dựa trên các kết quả nghiên cứu của tôi và các kết quả nghiên cứu này chưa được dùng cho bất cứ luận văn cùng cấp nào khác

Cần Thơ, ngày tháng năm 2015 Giáo viên Hướng dẫn Sinh viên cam đoan

ThS Lâm Phước Điền Nguyễn Bảo Nguyên

Trang 8

MỤC LỤC

TÓM TẮT i

LỜI CẢM ƠN ii

DANH MỤC BẢNG viii

DANH MỤC HÌNH ix

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT x

Chương 1: MỞ ĐẦU 1

1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ 1

1.2 MỤC TIÊU CỤ THỂ 1

Chương 2: TỔNG QUAN 2

2.1 TÀI NGUYÊN NƯỚC 2

2.2 HÓA HỌC CỦA NƯỚC 2

2.3 VAI TRÒ CỦA NƯỚC 3

2.4 Ô NHIỄM NƯỚC 4

2.4.1 Ô nhiễm nước 4

2.4.2 Nguồn gốc 5

2.4.3 Các tác nhân gây ô nhiễm nước 6

2.4.4 Ảnh hưởng của ô nhiễm nước 7

2.5 THỰC TRẠNG VỀ CÁC NGUỒN NƯỚC AO, HỒ TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ 8

2.6 KHẢO SÁT CÁC CHỈ TIÊU CƠ BẢN CỦA NƯỚC 12

2.6.1 Nhiệt độ 12

2.6.2 chỉ số pH 12

2.6.3 Nhu cầu oxy hóa học (COD) 12

Chương 3: THỰC NGHIỆM 16

3.1 THỜI GIAN NGHIÊN CỨU 16

3.1.1 Thời gian thực hiện đề tài 16

3.1.2 Thời gian thu mẫu 16

3.2 ĐỊA ĐIỂM NGHIÊN CỨU 16

3.2.1 Địa điểm thu mẫu 16

3.2.2 Địa điểm phân tích 16

3.3 VẬT LIỆU NGHIÊN CỨU 17

3.3.1 Dụng cụ thiết bị 17

3.3.2 Hóa chất 18

3.4 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 19

3.4.1 Phương pháp lấy và bảo quản mẫu 19

3.4.2 Phương pháp phân tích mẫu 19

3.4.3 Phương pháp xử lý số liệu 21

Chương 4 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 22

Trang 9

4.1 KẾT QUẢ PHÂN TÍCH CÁC THÔNG SỐ KHẢO SÁT 22

4.4.1 Chỉ tiêu nhiệt độ 22

4.1.2 Chỉ số pH 24

4.4.3 Nhu cầu oxy hóa học (COD) 26

Chương 5 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 39

5.1 KẾT LUẬN 39

5.2 KIẾN NGHỊ 39

TÀI LIỆU THAM KHẢO 40

PHỤ LỤC 41

Trang 10

DANH MỤC BẢNG

Bảng 2.1 Một số chất vô cơ có thể gây nhiễu trong phân tích COD 15

Bảng 3.1 Thông số ô nhiễm và giới hạn cho phép 21

Bảng 4.1 Kết quả phân tích nhiệt độ trung bình trong 6 tuần 22

Bảng 4.2 Kết quả phân tích pH trung bình trong 6 tuần 24

Bảng 4.3 Kết quả phân tích COD ở điểm 1 26

Trang 11

DANH MỤC HÌNH

Hình 2.1 Nước bãi xe nhà học C1 9

Hình 2.2 Nước Khoa Khoa học Tự nhiên 9

Hình 2.3 Nước Khoa Xã hội Nhân văn 9

Hình 2.4 Nước nhà học C2 10

Hình 2.5 Nước Khoa Nông Nghiệp 10

Hình 2.6 Nước Khoa Môi trường và Tài nguyên Thiên nhiên 10

Hình 2.7 Nước Viện Nghiên Cứu và Phát Triển Đồng bằng sông Cửu Long 11

Hình 2.8 Nước Hội trường lớn 11

Hình 3.1 Nhiệt kế 17

Hình 3.2 Máy đo pH 17

Hình 3.3 Máy đun oxi hóa mẫu 18

Hình 3.4 Dung dịch sau khi oxi hóa mẫu, dung dịch chuẩn độ ở gần điểm tương đương, dung dịch sau chuẩn độ 20

Hình 4.1 Biểu đồ giá trị nhiệt độ trung bình trong 6 tuần 22

Hình 4.2 Biểu đồ giá trị pH trung bình trong 6 tuần 24

Hình 4.3 Biểu đồ giá trị COD điểm 1 26

Trang 12

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮC

COD Chemical Oxygen Demand-Nhu cầu oxy hóa học

QCVN Quy chuẩn Việt Nam

BTNMT Bộ Tài nguyên Môi trường

TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam

BOD5 Nhu cầu oxy sinh hóa

TSS Tổng chất rắn lơ lững

PCPs Polychlorophenol

PCBs Polychlorobiphenyl

Trang 13

Chương 1: LỜI MỞ ĐẦU

1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ

Hội nghị thượng đỉnh Liên hiệp quốc-tháng 9-2000 đã thông qua một nhiệm vụ thiên niên kỷ yêu cầu tất cả các nước trên thế giới thực hiện một cách nghiêm túc đó là đảm bảo phát triển bền vững trên cơ sở bảo vệ môi trường Tất cả các nước đều nhất trí việc nghiên cứu tìm hướng giải quyết vấn

đề chất thải Ô nhiễm nước là thực trạng đang được quan tâm và đáng lo ngại nhất của sự hủy hoại môi trường do nền văn minh đương thời Với việc diện tích nước ngọt đang dần bị thu hẹp và tình trạng nước bị ô nhiễm ngày một nặng, nước sạch được dự báo sẽ sớm trở thành thứ tài nguyên quý giá không kém dầu mỏ trong thế kỷ trước Nhưng khác biệt, dầu mỏ có thể thay thế bằng các nhiên liệu khác như than, khí đốt, hay năng lượng điện; nước là tài nguyên không thể thay thế Sự phát triển mạnh mẽ về công nghiệp, nông nghiệp, khoa học-kĩ thuật cùng với tốc độ đô thị hóa đã từng bước đẩy môi trường sống nước ta đi vào hiểm họa Đặc biệt, nguồn nước sinh hoạt ngày càng trở nên thiếu hụt và ô nhiễm

Trường Đại học Cần Thơ (khu II) là trường trọng điểm bậc nhất của đồng bằng sông Cửu Long, có nhiều khoa, viện, nhà học, phòng thí nghiệm,

ký túc xá, căn tin,… Mỗi ngày các ao, hồ khuôn viên trường tiếp nhận lượng lớn nước thải từ các hoạt động sinh hoạt, tưới tiêu và thí nghiệm,… Các nguồn nước sau khi sử dụng sẽ được đưa vào bể lưu trữ để xử lý sau đó một phần thoát ra ngoài, phần lớn động lại trong các ao, hồ khuôn viên trường Bên cạnh, một bộ phận sinh viên kém ý thức, thường xuyên vứt các loại rác sinh hoạt cá nhân, các loại rác khó phân hủy như bọc nilong, chai nhựa, hộp nhựa,… và các xác động vật xuống ao, hồ khuôn viên trường làm cho nước bị

ô nhiễm, nhiều nơi có màu đen, bốc mùi hôi thối Điều này không những ảnh hưởng đến vẽ mỹ quan của trường mà còn ảnh hưởng nghiêm trọng đến sức khỏe của sinh viên, cán bộ, giảng viên, công nhân viên nhà trường

Đề tài “khảo sát nhu cầu oxy hóa học các nguồn nước ao, hồ khuôn

viên trường Đại học Cần Thơ” với mục đích đánh giá sơ bộ mức độ ô nhiễm

của các nguồn nước ao, hồ khuôn viên trường đại học Cần Thơ, từ đó đề ra biện pháp xử lý và khắc phục kịp thời để đảm bảo tốt sức khỏe và vẽ mỹ quan của trường

1.2 MỤC TIÊU CỤ THỂ

- Đo nhiệt độ, xác định chỉ số pH, nhu cầu Oxy hóa học (COD)

- Đánh giá chất lượng nguồn nước theo Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng nước mặt QCVN 08-2008/BTNMT (mức B1)

Trang 14

Chương 2: TỔNG QUAN

2.1 TÀI NGUYÊN NƯỚC [1]

Tài nguyên nước là các nguồn nước mà con người sử dụng hoặc có thể

sử dụng vào các mục đích khác nhau Trái đất có khoảng 361 triệu km2 diện tích các đại dương (71% diện tích bề mặt trái đất) Trữ lượng tài nguyên nước

có khoảng 1,5 tỉ km3 trong đó nước nội địa chiếm 91 triệu km3 (6,1%), còn 93,9% là nước biển và đại dương Tài nguyên nước ngọt chiếm 28,25 triệu

km3 (1,88% thủy quyển), nhưng phần lớn lại ở dạng đóng băng ở hai cực của trái đất Lượng nước thực tế con người có thể sử dụng được là 4,2 triệu km3

(0,28%) thủy quyển

Các nguồn nước tự nhiên không ngừng vận động và chuyển trạng thái (lỏng, khí, rắn), tạo nên vòng tuần hoàn nước trong sinh quyển: nước bốc hơi, ngưng tụ và mưa Nước vận chuyển trong các quyển, hòa tan và mang theo nhiều chất dinh dưỡng, chất khoáng và một số chất cần thiết cho đời sống của động và thực vật

Nước ao, hồ, sông và đại dương,… nhờ năng lượng mặt trời bốc hơi vào khí quyển, hơi nước ngưng tụ lại rồi mưa xuống bề mặt trái đất Nước chu chuyển trong phạm vi toàn cầu tạo nên các cân bằng nước và tham gia vào quá trình điều hòa khí hậu trái đất Hơi nước thoát từ các loài thực vật làm tăng độ

ẩm không khí Một phần nước mưa thấm qua đất thành nước ngầm, nước ngầm và nước bề mặt đều hướng ra biển để tuần hoàn trở lại, đó là chu trình nước

Tuy nhiên, lượng nước ngọt và nước mưa trên hành tinh phân bố không đều Hiện nay hằng năm trên toàn thế giới mới sử dụng khoảng 4000 km3

nước ngọt, chiếm khoảng 40% lượng nước ngọt có thể khai thác được

Trang 15

Nước có những tính chất đặc biệt sau:

- Nước sôi ở 100oC trong khi các phân tử có cấu trúc tương tự lại có nhiệt độ sôi khác xa nhiệt độ sôi của nước Thí dụ, H2S sôi ở -60,75oC; H2Se sôi ở -41,5oC

- Nước có khả năng hòa tan một số chất rắn, nó là dung dịch điện ly với các anion và cation và các chất không điện ly có cực có thể hòa tan trong nước với nồng độ cao Khi nồng độ chất tan càng lớn thì nhiệt độ sôi của dung dịch càng cao và nhiệt độ đóng băng càng thấp

- Độ hòa tan của khí trong nước phụ thuộc vào nhiệt độ, áp suất Thường độ hòa tan của khí tăng khi nhiệt độ giảm và áp suất tăng

- Sức căng bề mặt của nước lớn hơn sức căng bề mặt của nhiều chất lỏng khác

- Nước không có màu, trong suốt, cho ánh sáng và các sóng dài đi qua, như vậy quá trình tổng hợp quang học có thể thực hiện ở độ sâu trong nước

- Nhiệt bay hơi của nước lớn hơn nhiệt bay hơi của các chất khác Khoảng 3/4 bề mặt trái đất được che phủ bởi nước, nhưng nếu phân biệt loại nước theo độ muối tan thì ta có nước biển (ở các đại dương), nước lợ (ở cửa sông và ven biển) và nước ngọt (ở sông ngòi, ao, hồ,…) Sự khác biệt

về hàm lượng muối trong nước ảnh hưởng mạnh tới quá trình sinh học, hóa học xảy ra trong nước

2.3 VAI TRÒ CỦA NƯỚC [1]

Nước là tài nguyên có thể tái tạo được, nhưng sử dụng phải cân bằng nguồn dự trự và tái tạo, sử dụng cần phải hợp lí nếu muốn sự sống tiếp diễn lâu dài, vì hết nước thì cuộc sống của động, thực vật sẽ không tồn tại Trong

vũ trụ bao la chỉ có trái đất là có nước ở dạng lỏng, vì vậy giá trị của nước sau nhiều thập kỷ xem xét đã được đánh giá “Như dòng máu nuôi cơ thể con người dưới một danh từ là máu sinh học của trái đất, do vậy nước quý hơn vàng” (Pierre Fruhling) Điều kiện hình thành đời sống động thực vật phải có nước, nước là biểu hiện nơi muôn loài có thể sống được, đó là giá trị đích thực của nước

Nước là vật phẩm quý giá mà tạo hóa đã ban tặng cho loài người, nó là khởi nguồn của sự sống Vạn vật không có nước không thể tồn tại mà con người cũng không là ngoại lệ Các nghiên cứu khoa học cho thấy con người có thể nhịn đói được 3 tuần nhưng sẽ chết khát nếu 3 ngày không được uống nước, vì cơ thể con người có đến 65-68% là nước, nếu mất 12% nước cơ thể

sẽ bị hôn mê và có thể chết

Con người cần nước cho ăn uống, sinh hoạt hằng ngày và cho sản xuất Mỗi người ăn uống một ngày chỉ cần 2,5 lít nước, nhưng tính chung cả nước sinh hoạt thì các nước phương Tây mỗi người cần 300 lít nước mỗi ngày Với

Trang 16

các nước đang phát triển, số lượng nước đó thường được dùng cho một gia đình 5-6 người

Nhu cầu nước cho sản xuất công nghiệp và nhất là nông nghiệp rất lớn Muốn khai thác một tấn dầu mỏ cần 10 m3 nước, muốn chế tạo 1 tấn sợi tổng hợp cần có 5600 m3 nước, một trung tâm nhiệt điện hiện đại với công suất 1 triệu kW cần đến 1,2-1,6 tỉ m3 nước trong một năm

Tóm lại, nước có một vai trò quan trọng không thể thiếu được cho sự sống tồn tại trên trái đất, là máu sinh học của trái đất nhưng nước cũng là nguồn gây tử vong cho một người, cho nhiều người và cả cộng đồng lớn nếu nước bị ô nhiễm Vì vậy phải sử dụng hợp lí nước sinh hoạt và sản xuất đi đôi với việc chống ô nhiễm nguồn nước đã khai thác sử dụng

2.4 Ô NHIỄM NƯỚC

2.4.1 Ô nhiễm nước [3]

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 trong tự nhiên tồn tại dưới nhiều hình thức khác nhau: nước ngầm, nước ở sông hồ, tồn tại ở thể hơi trong không khí 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 khó khắc phục mà phải phòng tránh từ đầu

Ô nhiễm nước là sự thay đổi theo chiều xấu đi các tính chất vật lý-hóa học-sinh học của nước, với sự xuất hiện các chất lạ ở thể lỏng, rắn làm cho nguồn nước trở nên độc hại với con người và sinh vật Làm giảm độ đa dạng sinh học trong nước Xét về tốc độ lan truyền và quy mô ảnh hưởng thì ô nhiễm nước là vấn đề đáng lo ngại hơn ô nhiễm đất Ô nhiễm nước xảy ra khi nước bề mặt chảy qua rác thải sinh hoạt, nước rác công nghiệp, các chất ô nhiễm trên mặt đất, rồi thấm xuống nước ngầm Hiện tượng ô nhiễm nước xảy

ra khi các loại hóa chất độc hại, các loại vi khuẩn gây bệnh, virut, kí sinh trùng phát sinh từ các nguồn thải khác nhau như chất thải công nghiệp từ các nhà máy sản xuất, các loại rác thải của các bệnh viện, các loại rác thải sinh hoạt bình thường của con người hay hóa chất, thuốc trừ sâu, phân bón hữu cơ,… sử dụng trong sản xuất nông nghiệp được đẩy ra các ao, hồ, sông, suối hoặc ngấm xuống dưới đất mà không qua xử lý hoặc với khối lượng quá lớn vượt qua khả năng tự điều chỉnh và tự làm sạch của của các ao, hồ, sông, suối,…

Trang 17

2.4.2 Nguồn gốc [3]

Nước bị ô nhiễm là do sự phú dưỡng xảy ra chủ yếu ở các khu vực nước ngọt và các vùng ven biển, vùng biển khép kín Do hàm lượng muối khoáng và hàm lượng các chất hữu cơ quá dư thừa làm cho quần thể sinh vật trong nước không thể đồng hóa được Kết quả làm cho hàm lượng oxy trong nước giảm đột ngột, các khí độc tăng lên, tăng độ đục của nước, gây suy thoái thủy vực

Nguồn gốc gây ô nhiễm nguồn nước có thể là tự nhiên hay nhân tạo:

Sự ô nhiễm có nguồn gốc tự nhiên: Là do mưa, tuyết tan, lũ lụt, gió

bão,…hoặc do các sản phẩm hoạt động sống của sinh vật, kể cả xác chết của chúng Cây cối, sinh vật chết đi, chúng bị vi sinh vật phân hủy thành chất hữu

cơ Một phần sẽ ngấm vào lòng đất, sau đó ăn sâu vào nước ngầm gây ô nhiễm hoặc theo dòng nước ngầm hòa vào dòng lớn Lụt lội có thể làm nước mất sự trong sạch, khuấy động những chất dơ trong hệ thống cống rảnh, mang theo nhiều chất thải độc hại từ các nơi đổ rác và cuốn theo các loại hóa chất

mà trước đây đã được cất giữ Nước lụt có thể bị ô nhiễm do hóa chất dùng trong nông nghiệp, kỹ nghệ hoặc do các tác nhân độc hại ở các khu phế thải

Ô nhiễm nước do các yếu tố tự nhiên (núi lửa, xói mòn, bão, lụt,…) có thể rất nghiêm trọng nhưng không thường xuyên và không phải là nguyên nhân chính gây suy thoái chất lượng nước toàn cầu

Sự ô nhiễm nhân tạo:

- Nước thải sinh hoạt: Nước thải sinh hoạt phát sinh từ các hộ gia đình, bệnh viện, khách sạn, cơ quan trường học, chứa các chất thải trong quá trình sinh hoạt và vệ sinh của con người Thành phần cơ bản của nước thải sinh hoạt là các chất hữu cơ dễ bị phân hủy sinh học (cacbohydrat, protein, dầu mỡ), chất dinh dưỡng (photpho, nitơ), chất rắn và vi trùng Tùy theo mức sống

và lối sống mà lượng nước thải cũng như tải lượng các chất có trong nước thải của mỗi người trong một ngày là khác nhau Nhìn chung mức sống càng cao thì lượng nước thải và tải lượng thải càng cao

- Nước thải từ các hoạt động công nghiệp: Nước thải từ các cơ sở sản xuất công nghiệp, tiểu thủ công nghiệp, giao thông vận tải Khác với nước thải sinh hoạt hay nước thải đô thị, nước thải công nghiệp không có thành phần cơ bản giống nhau mà phụ thuộc vào nghành sản xuất công nghiệp cụ thể Ví dụ nước thải của các xí nghiệp chế biến thực phẩm thường chứa lượng lớn các chất hữu cơ, nước thải của các ngành thuộc da ngoài các chất hữu cơ còn chứa các kim loại nặng và sulfua,… Người ta thường sử dụng đại lượng PE (population equivalent) để so sánh một cách tương đối mức độ gây ô nhiễm của nước thải công nghiệp với nước thải đô thị Đại lượng này được xác định dựa vào lượng thải trung bình của một người trong một ngày đối với một tác nhân gây ô nhiễm xác định Các tác nhân gây ô nhiễm chính thường được sử dụng để so sánh là COD (nhu cầu oxy hóa học), BOD5 (nhu cầu oxy sinh

Trang 18

hóa), TSS (tổng chất rắn lơ lững) Ngoài các nguồn gây ô nhiễm chính như trên còn có các nguồn gây ô nhiễm nước khác như y tế hay các hoạt động sản xuất nông, lâm, ngư nghiệp của con người

2.4.3 Các tác nhân gây ô nhiễm nước [3]

Các ion vô cơ hòa tan: Nhiều ion vô cơ có nồng độ cao trong nước tự nhiên Trong nước thải đô thị luôn chứa một lượng lớn các ion Cl-

, SO42-,

PO43-, K+, Na+ Trong nước thải công nghiệp, ngoài các ion kể trên còn có thể

có các chất vô cơ có độc tính rất cao như Hg, Pb, Cd, As, Sb, Cr,…

Các chất dinh dưỡng (N, P): Muối của N và P là các chất dinh dưỡng đối với thực vật, ở nồng độ thích hợp chúng tạo điều kiện cho cây cỏ, rong tảo phát triển Amoni, nitrat, photphat là các chất thường có mặt trong các nguồn nước tự nhiên, hoạt động sinh hoạt và sản xuất của con người đã làm gia tăng nồng độ các ion này của nước tự nhiên Mặc dù không độc hại với con người, song khi có mặt trong nước với nồng độ tương đối lớn cùng với N, P sẽ gây ra hiện tượng phú dưỡng

Sulfat (SO42-): Các nguồn nước tự nhiên, đặc biệt là nước biển và nước phèn, thường có nồng độ ion sulfat cao Sulfat trong nước có thể bị các vi sinh vật chuyển hóa tạo sulfit và acid sulfuaric có thể gây ăn mòn đường ống và bê tông Ở nồng độ cao, sulfat có thể gây hại đối với cây trồng

Clorua (Cl-): Là một trong các ion quan trọng trong nước và nước thải Clorua kết hợp với các ion khác như natri, kali gây ra vị cho nước Nguồn nước có nồng độ Cl-

cao có khả năng ăn mòn kim loại, gây hại cho cây trồng, giảm tuổi thọ các công trình bằng bê tông,… nhìn chung Clorua không gây hại với sức khỏe cho con người nhưng Cl- có thể gây vị mặn của nước do đó ít nhiều ảnh hưởng đến mục đích ăn uống và sinh hoạt

Các kim loại nặng (Pb, Hg, Cr, Cd, As, Mn,…): Hầu hết các kim loại nặng đều có độc tính cao đối với con người và các động vật khác

Các chất hữu cơ: Cacbohydrat, protein, chất béo,… thường có mặt trong nước thải sinh hoạt, nước thải đô thị, nước thải công nghiệp chế biến thực phẩm là các chất hữu cơ dễ bị phân hủy sinh học Trong nước thải sinh hoạt, có khoảng 60-80% lượng chất hữu cơ thuộc loại dễ bị phân hủy sinh học Chất hữu cơ dễ bị phân hủy sinh học thường ảnh hưởng có hại đến nguồn lợi thủy sản vì khi bị phân hủy các chất hữu cơ này sẽ làm giảm oxy hòa tan trong nước dẫn đến chết tôm cá Các chất hữu cơ có độc tính cao thường là các chất bền vững, khó bị vi sinh vật phân hủy trong môi trường Một số chất hữu cơ có khả năng tồn lưu lâu dài trong môi trường và tích lũy sinh học trong

cơ thể sinh vật Do có khả năng tích lũy sinh học, nên có thể xâm nhập vào chuổi thức ăn và từ đó đi vào cơ thể con người Các chất polychlorophenol (PCPs), polychlorobiphenyl (PCBs), các hydrocacbon đa vòng ngưng tụ, các hợp chất dị vòng N hoặc O là các chất hữu cơ bền vững Các chất này thường

Trang 19

có trong nước thải công nghiệp, nước chảy tràn từ đồng ruộng (chứa nhiều thuốc trừ sâu, diệt cỏ và kích thích sinh trưởng,…) Các hợp chất này thường

là các tác nhân gây ô nhiễm nguy hiểm, ngay cả khi có mặt với nồng độ rất thấp trong môi trường

Các vi sinh vật gây bệnh: Nhiều vi sinh vật gây bệnh có mặt trong nước gây tác hại cho mục đích sử dụng nước trong sinh hoạt Các sinh vật này có thể truyền hay gây bệnh cho người Các sinh vật gây bệnh này vốn không bắt nguồn từ nước, chúng cần có vật chủ để sống ký sinh, phát triển và sinh sản Một số các sinh vật gây bệnh có thể sống một thời gian khá dài trong nước và

là nguy cơ truyền bệnh tiềm tàng Các sinh vật này là vi khuẩn, virut, động vật đơn bào, giun sán

2.4.4 Ảnh hưởng của ô nhiễm nước

2.4.4.1 Do kim loại nặng [3]

Các kim loại nặng có trong nước là cần thiết cho sinh vật và con người

vì chúng là những nguyên tố vi lượng mà sinh vật cần tuy nhiên với hàm lượng cao nó là nguyên nhân gây độc cho con người, gây ra nhiều bệnh hiểm nghèo như ung thư, đột biến Đặc biệt đau lòng hơn là nó là nguyên nhân gây nên những làng ung thư Các kim loại được phát hiện là hợp chất kiềm hãm enzyme mạnh Chúng tác động lên phôi tử như nhóm –SCH3 và –SH trong methionin và xystein Các kim loại nặng có độc tính cao như chì (Pb), thủy ngân (Hg), asen (As),…

2.4.4.2 Do các chất hữu cơ [3]

Trên thế giới hàng năm có khoảng 60.105 tấn các chất hữu cơ tổng hợp bao gồm các chất nhiên liệu, chất màu, thuốc trừ sâu, kích thích sinh trưởng, các phụ gia trong dược phẩm thực phẩm Các chất này thường độc và có độ bền sinh học khá cao, đặc biệt là các hydrocacbon thơm gây ô nhiễm môi trường mạnh, gây ảnh hưởng lớn đến sức khỏe con người Các chất hữu cơ như: Các chất hữu cơ của phenol, các hợp chất bảo vệ thực vật như thuốc trừ sâu DDT, linden (666), endrin, parathion, sevin, bassa,… các chất tẩy rửa có hoạt tính bề mặt cao là những chất ảnh hưởng không tốt đến sức khỏe, bị nghi ngờ là gây ung thư

2.4.4.3 Vi khuẩn trong nước [3]

Vi khuẩn có hại trong nước bị ô nhiễm có từ nước thải sinh hoạt của con người và động vật như bệnh tả, thương hàn, bại liệt

Trang 20

2.4.4.4 Một số ảnh hưởng chính do nước thải gây ra đối với nguồn nước tiếp cận [1]

Xuất hiện các chất nổi trên mặt nước hoặc có cặn lắng

Thay đổi tính chất lý học: Nguồn nước tiếp nhận nước thải sẽ bị đục, có màu, có mùi do chất thải đưa vào hoặc do sự phát triển của rong, rêu, tảo, sinh vật phù du,… tạo nên

Thay đổi thành phần hóa học: Tính chất hóa học của nguồn nước tiếp nhận sẽ bị thay đổi phụ thuộc vào loại nước thải đổ vào Nguồn nước thải mang tính acid hoặc kiềm hoặc chứa nhiều loại hóa chất làm thay đổi thành phần và hàm lượng các chất có sẵn trong thủy vực

Lượng oxy hòa tan trong nước bị giảm: Hàm lượng oxy hòa tan trong nguồn nước tiếp nhận giảm là do tiêu hao oxy để oxi hóa các chất hữu cơ do nước thải đổ vào Hiện tượng giảm oxy hòa tan trong nước (<4mg/l) gây ảnh hưởng xấu cho các loài thủy sinh vật

Xuất hiện hoặc làm tăng các loại vi khuẩn gây bệnh: Nước thải kéo theo các loài vi khuẩn gây bệnh vào nguồn nước tiếp nhận làm suy giảm chất lượng nước cấp cho các mục đích trong đó đặc biệt là mục đích sinh hoạt

2.5 THỰC TRẠNG VỀ CÁC NGUỒN NƯỚC AO, HỒ KHUÔN VIÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ

Trường Đại học Cần Thơ (khu II) là nơi tiếp nhận lượng lớn nước thải

từ hoạt động tưới tiêu, thí nghiệm và sinh hoạt của sinh viên, cán bộ, giảng viên, công nhân viên nhà trường Các nguồn nước này sau khi sử dụng sẽ được đưa vào các bể lưu trữ để xử lý rồi thải ra môi trường Tuy nhiên, quá trình xử lý không triệt để làm cho nguồn nước tiếp nhận trở nhiễm bẩn, cộng thêm hoạt động kém ý thức của sinh viên, thường xuyên vứt rác, bọc nilông, chai nhựa, ly nhựa, hợp nhựa và xác động vật chết,… xuống ao, hồ khuôn viên trường làm cho nguồn nước trở nên ô nhiễm và bốc mùi hôi thối

Trang 21

Bãi giữ xe nhà học C1: Mực nước thường thấp, có nhiều lá cây nổi trên mặt và đáy nước

Hình 2.1 Nước bãi xe nhà học C1 Khoa Khoa học Tự nhiên: Chiều sâu cạn, mặt nước trong, nhiều đoạn

bị cỏ che lấp

Hình 2.2 Nước khoa Khoa học Tự nhiên

Khoa Xã hội Nhân văn: Mực nước thường thấp, có màu đen và hôi Trên mặt có nhiều xác lá cây trôi nỗi và ven bờ có nhiều cỏ

Hình 2.3 Nước Khoa Xã hội Nhân Văn

Trang 22

Nhà học C2: Nước thường xuyên có màu đen và hôi thối Ven bờ có nhiều cỏ

Hình 2.4 Nước nhà học C2

Khoa Nông Nghiệp: Mực nước sâu, hơi đục, có nhiều rác và cỏ mọc trên mặt nước

Hình 2.5 Nước khoa Nông Nghiệp

Khoa Môi trường và Tài nguyên Thiên nhiên: Nước sâu, thường có màu đen

Có nhiều sen và cỏ mọc trên mặt nước

Hình 2.6 Nước khoa Môi trường và Tài nguyên Thiên nhiên

Trang 23

Viện Nghiên Cứu và Phát triển đồng bằng sông Cửu Long: Mực nước khá, thường đục và có nhiều cỏ ven bờ

Hình 2.7 Nước Viện Nghiên cứu và Phát triển đồng bằng sông Cửu Long

Hội trường lớn: Nước cao, thường có màu đen và hôi

Hình 2.8 Nước Hội trường lớn

Trang 24

2.6 KHẢO SÁT CÁC CHỈ TIÊU CƠ BẢN CỦA NƯỚC

2.6.1 Nhiệt độ

Nhiệt độ của nước phụ thuộc vào điều kiện khí hậu, thời tiết hay môi trường khu vực Nhiệt độ cũng là một thông số quan trọng trong đánh giá chất lượng nước Nhiệt độ của nước ảnh hưởng đến độ hòa tan oxy trong nước Khi nhiệt độ tăng oxy hòa tan giảm, tốc độ oxy hóa sinh học tăng, vì vậy ô nhiễm nước nghiêm trọng vào những ngày nắng nóng Bên cạnh đó, nhiệt độ còn ảnh hưởng đến độ nhớt chất lỏng từ đó ảnh hưởng đến quá trình lắng của nước

thải

2.6.2 Chỉ số pH [4,5]

pH là một chỉ số hóa lý quan trọng của nước và cũng là thông số chủ yếu trong rất nhiều công đoạn của quá trình xử lý nước (trung hòa acid-bazơ, làm mềm nước, kết tủa, đông tụ và kiểm soát ăn mòn,…) Giá trị pH trong nước tự nhiên thay đổi trong khoảng 4-9, nhưng thường gặp nhất là pH nằm trong vùng kiềm do sự có mặt của các muối cacbonat và bicacbonat của các kim loại kiềm và kiềm thổ

Tính acid cũng như tính kiềm của một dung dịch có thể được đặc trưng định lượng bằng nồng độ ion H+, hoặc, có thể biểu diễn bằng cách khác thuận tiện hơn: -log[H+]= 1/log[H+]= pH

Tính chất của nước được xác định theo giá trị khác nhau của pH pH=7, nước có tính trung tính, pH<7 nước có tính acid, pH>7 nước có tính kiềm Nước có pH thấp có khả năng chứa hàm lượng các ion kim loại cao Nước thiên nhiên thường có pH trung tính hoặc kiềm nhẹ hoặc acid nhẹ pH là một chỉ tiêu cần được xác định để đánh giá chất lượng nguồn nước

Tầm quan trọng của pH:

- Trong lĩnh vực cấp nước, là yếu tố cần được xem xét trong quá trình

keo tụ, khử khuẩn, làm mềm nước và khống chế ăn mòn

- Trong xử lý sinh học nước thải, pH cần khống chế trong khoảng thích hợp cho hoạt động của vi khuẩn

- Trong quá trình keo tụ nước thải, trung hòa chất thải có tính acid hoặc kiềm, tách nước bùn lắng hay oxi hóa các chất như ion CN- cũng đòi hỏi khống chế pH trong một giới hạn hẹp pH cũng có ý nghĩa trong việc hạn chế quá trình ăn mòn vật liệu xây dựng cống rãnh

2.6.3 Nhu cầu oxy hóa học (COD)

2.6.3.1 Đại cương [1,7]

Nhu cầu oxy hóa học (COD) là nhu cầu oxy cần thiết cho quá trình oxi hóa toàn bộ chất hữu cơ trong mẫu nước thành CO2 và H2O bằng tác nhân oxi hóa mạnh (tác nhân oxi hóa hóa học)

Trang 25

COD chỉ ra hàm lượng chất hữu cơ có mặt trong nước Trong thực tế COD được dùng rộng rãi để đánh giá mức độ ô nhiễm các chất hữu cơ trong nước

Nguồn cung cấp chất hữu cơ cho nước tự nhiên chủ yếu do sự phân hủy các tàn tích hữu cơ và các sản phẩm của quá trình hoạt động sống của động thực vật, các xác động thực vật,… Ngoài ra chất hữu cơ còn được cung cấp từ các nguồn nước thải Chính vì vậy COD của nước được coi là một chỉ tiêu của

bị oxi hóa hay trơ với oxi hóa sinh hóa

Nhiều chất oxi hóa đã được nghiên cứu cho kiểm nghiệm COD như KMnO4, K2Cr2O7 Trong đó, KMnO4 cho hiệu quả oxy hóa kém (COD<BOD), trong đó K2Cr2O7 tỏ ra hữu hiệu nhất

Do phép đo COD về nhu cầu oxy của các hợp chất hữu cơ trong mẫu nước, nên một điều quan trọng là không thể có chất hữu cơ nào khác từ bên ngoài có thể ngẫu nhiên thêm vào trong mẫu cần đo Để kiểm soát điều này, ta thực hiện cùng lúc với mẫu trắng Mẫu trắng được tạo ra bằng cách thêm thuốc thử vào trong một thể tích nước cất COD được đo cho cả mẫu nước và mẫu trắng và hai chỉ số này được đem so sánh với nhau Nhu cầu oxy của mẫu trắng trừ đi COD của mẫu nước cần phân tích để đảm bảo đo chính xác các chất hữu cơ

2.6.3.2 Ý nghĩa môi trường

Nhu cầu oxy hóa học (COD) là một thông số quan trọng để khảo sát, đánh giá hiện trạng ô nhiễm và xác định hiệu quả của các công trình xử lý nước

2.6.3.3 Phạm vi áp dụng [8]

Tiêu chuẩn này áp dụng được cho các loại nước có giá trị COD từ

30-700 mg/L Hàm lượng clorua không vượt quá 1000 mg/L Mẫu nước phù hợp với các điều kiện này được sử dụng trực tiếp cho phân tích

Trang 26

Trong điều kiện phản ứng đã cho các hợp chất hữu cơ bị oxy hóa triệt

để Ngoại trừ các chất có các nguyên tố có cấu trúc nhất định (ví dụ nhân pyridin và các hợp chất nitơ bậc 4) Một số chất hữu cơ kỵ nước có thể bay hơi và thoát khỏi sự oxi hóa Các chất vô cơ bị oxi hóa trong điều kiện phản ứng là:

- Các ion brom, iod

Cho lượng dư chính xác K2Cr2O7 để oxi hóa hoàn toàn chất hữu cơ, sau

đó lượng K2Cr2O7 dư được chuẩn lại bằng dung dịch Fe2+ chuẩn, chỉ thị ferroin Điểm tương đương nhận được khi dung dịch chuyển từ màu xanh lam sang nâu đỏ

Các hợp chất béo mạch thẳng và ancol được oxi hóa dễ dàng hơn khi

có sự hiện diện của Ag+ làm chất xúc tác

Một số mẫu nước có nhiều các chất vô cơ có khả năng gây nhiễu trong việc xác định COD Do có nồng độ cao trong phần lớn các loại nước thải, nên clorua thông thường là nguồn quan trọng nhất trong việc gây nhiễu Phản ứng của nó với dicromat như sau:

6Cl- + Cr2O72- + 14H+ 3Cl2 + 2Cr3+ +7H2O

Ag2SO4đun 2h

Trang 27

Do vậy trước khi thêm các thuốc thử khác, sulfat thủy ngân có thể thêm vào mẫu để loại trừ sự gây nhiễu của clorua

Bảng sau liệt kê một số các chất vô cơ có thể gây nhiễu Bảng cũng liệt

kê các hóa chất có thể sử dụng để loại trừ việc gây nhiễu này và các hợp chất được tạo ra khi các phân tử vô cơ gây nhiễu bị loại bỏ

Bảng 2.1: Một số chất vô cơ có thể gây nhiễu trong phân tích COD

Phân tử vô cơ Bị loại bỏ bởi Chất sau loại bỏ

Clorua Sulfat thủy ngân Clorua thủy ngân

Trang 28

Chương 3: THỰC NGHIỆM

3.1 THỜI GIAN NGHIÊN CỨU

3.1.1 Thời gian thực hiện đề tài

Đề tài thực hiện từ tháng 8 đến tháng 11 năm 2015

3.1.2 Thời gian thu mẫu

Lấy mẫu trong 6 tuần, mỗi tuần một lần Trong tuần có 4 ngày lấy mẫu (thứ hai, thứ tư, thứ sáu, thứ bảy) cho tất cả các điểm và theo thứ tự Thời gian lấy mẫu buổi sáng lúc 8h, buổi chiều lúc 14h

3.2 ĐỊA ĐIỂM NGHIÊN CỨU

3.2.1 Địa điểm thu mẫu

Điểm 1: Khoa Khoa học Tự nhiên (cổng chính)

Điểm 2: Khoa Xã hội Nhân văn

Điểm 3: Bãi giữ xe nhà học C1 (đối diện khoa Khoa học Tự nhiên) Điểm 4: Nhà Điều Hành Củ

Điểm 5: Khoa Nông Nghiệp

3.2.2 Địa điểm phân tích

Mẫu được lấy và phân tích tại phòng Hóa phân tích –Bộ môn hóa, khoa Khoa học Tự nhiên, Đại học Cần Thơ

Trang 29

3.3 VẬT LIỆU NGHIÊN CỨU

3.3.1 Dụng cụ thiết bị

Dụng cụ: Chai lấy mẫu, ống COD, becher 100ml, 250ml, buret 25ml,

erlen 250ml, pipet 5ml,10ml

Thiết bị: Tủ sấy, cân phân tích sartorius CB224S, máy đo pH cầm tay,

nhiệt kế, máy đun phá mẫu COD

Hình 3.1 Nhiệt kế

Hình 3.2 Máy đo pH cầm tay

Định dạng
Số trang	59
Dung lượng	1,49 MB