Tính chất nền đất là một trong những yếu tố ảnh hưởng đến độ PH của nước. Đất chua phèn hoặc đất chua làm cho độ PH của nước thấp. Khi trời mưa nhiều sẽ làm phèn bị rửa trôi từ trên bờ xuống ao. Nước ngấm trong bờ ao hoặc nước ngoài mương cao hơn nước trong ao làm xì phèn vào ao dẫn đến giảm PH.
Tảo thực vật thích hợp với độ PH từ 8.0-8. Tảo và vi sinh vật sử dụng CO2 nên làm ảnh hưởng đến độ pH của nước. Nếu tảo nhiều sẽ làm PH biến động lớn, độ PH rất cao, khoảng từ 8,8-9,1 vào buổi chiều. Nhưng khi tảo tàn sẽ làm giảm pH trong ao. Vùng nuôi tôm độ mặn thấp, hoặc nuôi tôm mùa mưa, rong tảo thường phát triển mạnh. Chính vì thế cần đảm bao sự cân bằng giữa tảo và vi sinh vật để làm ổn độ PH.
Thời tiết và khí hậu là yếu tố ảnh hưởng đến độ PH của nước mà ít người có thể kiểm soát được. Nước mưa có độ PH thấp, rơi vào khoảng 6 - 6. Trong khi đó, nước ao có PH từ 7 - 8. PH nước ao nuôi có thể giảm từ 0 -1 ngay khi mưa và kéo dài sau đó. Mưa có thể làm giảm nhiệt độ trong ao từ 3 đến 5 độ C nên sức ăn của các loài cá, tôm,..ó thể bị giảm hơn mức thông thường. +Ánh sáng và nhiệt độ Ánh sáng ở cường độ lớn và nhiệt độ cao sẽ tạo ra phản ứng hóa học điện ly, phản ứng tách ngược nước H2O thành OH- và H+. Nồng độ H+ trong dung dịch tăng kéo theo độ pH cũng tăng lên. Ngoài ra, ánh sáng và nhiệt độ còn ảnh hưởng đến sự hòa tan các chất trong nước, ảnh hưởng đến sự hút các chất của các sinh vật.
tan đó phụ thuộc vào mức độ xáo trộn gây ra bởi dòng chảy cũng như các tác nhân khác ví dụ gió trên mặt thoáng của dòng chảy. Oxy hòa tan trong nước phụ thuộc vào nhiều yếu tố: nhiệt độ, áp suất, đặc tính của nguồn nước (bao gồm thành phần hóa học, vi sinh và thủy sinh vật)... Nước ngầm thường có lượng oxy hòa tan thấp do các phản ứng oxy hóa – khử xảy ra trong lòng đất đã tiêu hao phần lớn oxy. Oxy hòa tan có ý nghĩa lớn đối với quá trình tự làm sạch của nước (oxi hóa chất hữu cơ trong điều kiện tự nhiên), và đảm bảo sự sống cho thủy sinh vật. Do vậy, oxy hòa tan thường được sử dụng với tính chất là một chỉ thị (chỉ báo - indicator) cho chất lượng nước (oxy hòa tan cao thường chỉ ra chất lượng nước tốt). Xác định lượng oxy hòa tan là cách kiểm soát ô nhiễm và kiểm tra hiệu quả xử lý. câu 3 Phú dưỡng là gì? Trình bày nguyên nhân và hậu quả của sự phú dưỡng và giải thích tạo sao các thủy vực có thể được phân loại theo trạng thái dinh dưỡng? phú dưỡng là sự gia tăng hàm lượng N và P trong thủy vực làm các loài thực vật bậc thấp (rong, tảo) phát triển mạnh tạo ra những biến đổi lớn gây giảm oxy hòa tan dẫn đến suy giảm chất lượng nước và ô nhiễm. Cơ sở sinh hóa của hiện tượng phú dưỡng là phản ứng quang hóa (photosynthesis). Với thực vật phù du, công thức phân tử có thể được minh họa như sau: (CH2O)106(NH3)16H3PO4. Công thức này cho thấy tỷ số C:N:P là 106:16:1. Tỷ số N:P được gọi là “giá trị biên độ đỏ” (Redfield value). Dựa vào giá trị này, có thể biết yếu tố nào là yếu tố hạn chế sự phát triển thực vật phù du trong thủy vực. Nếu chuyển “giá trị biên độ đỏ” từ nguyên tử gam sang mg/l, tỷ lệ trở thành N:P = 7:1. Do đó, nếu nếu N:P > 7 thì P là yếu tố hạn chế; ngược lại, nếu N:P < 7 thì N trở thành yếu tố hạn chế. Thủy vực quá dư thừa các chất dinh dưỡng N và P tạo điều kiện cho thực vật phù du phát triển mạnh và tăng sinh khối. Khi kết thúc vòng đời, một lượng lớn sinh khối thực vật phù du bị thối rữa, sự phân hủy này làm giảm nghiêm trọng oxy hòa tan trong nước, đặc biệt ở tầng đáy. (CH2O)106(NH3)16H3PO4 + 138O2 106CO2 + 122H2O + 16HNO3 + H3PO4 Một vài hệ thống phú dưỡng mang tính tự nhiên, trái lại nhiều hệ sinh thái thủy sinh khác trở nên phú dưỡng do hoạt động của con người (“cultural eutrophication”) thông qua các tác nhân như là nước chảy tràn từ các vùng nông nghiệp và việc thải nước thải đô thị vào các sông và hồ. Điển hình, một nghiên cứu năm 1989 ở Thụy Điển chỉ ra rằng khoảng 26% N gây ô nhiễm các vùng biển có nguồn gốc từ nông nghiệp, 23% từ rừng và ngành lâm nghiệp, 19% từ nước thải đô thị và nông thôn, 10% lắng đọng từ khí quyển, 8% từ đất ngập nước, 4% từ công nghiệp và 10% từ các nguồn thải khác. Sự bùng nổ thực vật phù du có thể gây ô nhiễm cho thủy vực và có thể sản sinh các độc chất gây chết các động vật thủy sinh. Điển hình là một tập đoàn tảo Prymnesium parvum khoảng 104 – 105 tế bào/ml có thể tạo ra lượng độc tố gây chết cá. Các độc chất từ Cyanobacteria có thể gây nguy hiểm cho con người, gia súc và động vật hoang dã. Nhiều loài trong các chi Mycrocystic, Aphanizomenon hay Anabaena có thể tạo ra các độc chất có độc tính cao đã được xác định. Từ những vấn đề nêu trên, các hệ sinh thái thủy sinh (các thủy vực) có thể được phân loại theo trạng thái dinh dưỡng, điều này cung cấp một chỉ dẫn về tiềm năng của hệ thống đối với sự tăng trưởng sinh khối của sinh vật sản xuất sơ cấp. Các trạng thái dinh dưỡng thường được xác định dưới dạng oligotrophic (năng suất thấp - low productivity), mesotrophic (năng suất trung bình - intermediate productivity), và eutrophic (năng suất cao - high productivity). Các trạng thái ultraoligotrophic (năng suất cực thấp) và hypereutrophic (năng suất cực cao) thể hiện những cực đoan đối nghịch về phân loại tình trạng dinh dưỡng của môi trường thủy sinh. Mặc dù có nhiều phương pháp phân loại hệ thống theo trạng thái dinh dưỡng, một cách tiếp cận phổ biến là khảo sát nồng độ các chất dinh dưỡng qua nhiều hệ thống và sắp xếp các hệ thống theo thứ hạng của chúng trong dãy biến thiên các nồng độ chất dinh dưỡng.
nguyên nhân : Nguyên nhân chính của hiện tượng phú dưỡng là sự thâm nhập một lượng lớn yếu tố nitrat (N) và photphat (P) từ các hoạt động sống của con người. Tại đô thị Việc xả nước thải có chứa nitrat và photphat được xử lí một phần hay chưa qua xử lí góp phần không nhỏ vào hiện tượng phú dưỡng. Hồ càng sâu thì các chất dinh dưỡng sẽ lắng xuống đáy; cách xa phạm vi sống với tầng mặt. Do đó, hạn chế được hiện tượng phú dưỡng. Khả năng lưu chuyển của nước Nước di chuyển càng nhanh thì sẽ dễ dàng kéo theo một lượng chất dinh dưỡng ra khỏi hệ sinh thái hồ. Làm các loài tảo không kịp sử dụng các chất dinh dưỡng này. Hạn chế sự phát triển của tảo. Các yếu tố khí hậu Các yếu tố về ánh sáng, độ ẩm, nhiệt độ thích hợp sẽ đẩy nhanh quá trình phát triển của tảo. Hiện tượng phú dưỡng thường diễn ra vào mùa đông hơn là mùa hè. Do mùa đông nhiệt độ thấp, khả năng bốc hơi nước kém đi nên lượng nitrat di chuyển vào không khí ít.
Thủy vực quá dư thừa các chất dinh dưỡng N và P tạo điều kiện cho thực vật phù du phát triển mạnh và tăng sinh khối. Khi kết thúc vòng đời, một lượng lớn sinh khối thực vật phù du bị thối rữa, sự phân hủy này làm giảm nghiêm trọng oxy hòa tan trong nước, đặc biệt ở tầng đáy. (CH2O)106(NH3)16H3PO4 + 138O2 106CO2 + 122H2O + 16HNO3 + H3PO4 Một vài hệ thống phú dưỡng mang tính tự nhiên, trái lại nhiều hệ sinh thái thủy sinh khác trở nên phú dưỡng do hoạt động của con người (“cultural eutrophication”) thông qua các tác nhân như là nước chảy tràn từ các vùng nông nghiệp và việc thải nước thải đô thị vào các sông và hồ. Điển hình, một nghiên cứu năm 1989 ở Thụy Điển chỉ ra rằng khoảng 26% N gây ô nhiễm các vùng biển có nguồn gốc từ nông nghiệp, 23% từ rừng và ngành lâm nghiệp, 19% từ nước thải đô thị và nông thôn, 10% lắng đọng từ khí quyển, 8% từ đất ngập nước, 4% từ công nghiệp và 10% từ các nguồn thải khác. Sự bùng nổ thực vật phù du có thể gây ô nhiễm cho thủy vực và có thể sản sinh các độc chất gây chết các động vật thủy sinh. Điển hình là một tập đoàn tảo Prymnesium parvum khoảng 104 – 105 tế bào/ml có thể tạo ra lượng độc tố gây chết cá. Các độc chất từ Cyanobacteria có thể gây nguy hiểm cho con người, gia súc và động vật hoang dã. Nhiều loài trong các chi Mycrocystic, Aphanizomenon hay Anabaena có thể tạo ra các độc chất có độc tính cao đã được xác định. Từ những vấn đề nêu trên, các hệ sinh thái thủy sinh (các thủy vực) có thể được phân loại theo trạng thái dinh dưỡng, điều này cung cấp một chỉ dẫn về tiềm năng của hệ thống đối với sự tăng trưởng sinh khối của sinh vật sản xuất sơ cấp. Các trạng thái dinh dưỡng thường được xác định dưới dạng oligotrophic (năng suất thấp - low productivity), mesotrophic (năng suất trung bình - intermediate productivity), và eutrophic (năng suất cao - high productivity). Các trạng thái ultraoligotrophic (năng suất cực thấp) và hypereutrophic (năng suất cực cao) thể hiện những cực đoan đối nghịch về phân loại tình trạng dinh dưỡng của môi trường thủy sinh. Mặc dù có nhiều phương pháp phân loại hệ thống theo trạng thái dinh dưỡng, một cách tiếp cận phổ biến là khảo sát nồng độ các chất dinh dưỡng qua nhiều hệ thống và sắp xếp các hệ thống theo thứ hạng của chúng trong dãy biến thiên các nồng độ chất dinh dưỡng (Dodds et al., 1998; dẫn theo UNEP, 2006).
oxy hòa tan lớn, sự phát triển của các nhóm vi sinh vật hiếu khí được đẩy mạnh, quá trình phân hủy các chất hữu cơ tạo ra các sản phẩm cuối cùng ít độc hại. Việc tiêu thụ lượng oxy hòa tan do quá trình oxy hóa các chất hữu cơ bởi các vi khuẩn (quá trình oxy hóa sinh hóa) thực hiện qua 2 giai đoạn: − Giai đoạn thứ nhất: oxy hóa các chất hữu cơ cao phân tử tạo carbonic và nước − Giai đoạn thứ hai: oxy hóa các chất chứa nitơ thành nitrit và sau đó thành nitrat Song song với quá trình tiêu thụ oxy để oxy hóa các chất hữu cơ trong nguồn nước luôn xảy ra quá trình bổ sung lượng oxy mới. Nguồn bổ sung oxy là không khí. Chúng hòa tan vào nguồn nước qua mặt thoáng của nguồn nước. Ngoài ra còn có một lượng oxy bổ sung vào nước nguồn còn do quá trình quang hợp của thực vật sống trong nước. Như các chất khí khác, độ hòa tan của oxy phụ thuộc vào nhiệt độ, áp suất, độ mặn của nước... Khả năng hòa tan của oxy vào nước tùy thuộc vào diện tích tiếp xúc giữa hai pha oxy và nước. Vì vậy trong điều kiện như nhau, độ hòa tan đó phụ thuộc vào mức độ xáo trộn gây ra bởi dòng chảy cũng như các tác nhân khác ví dụ gió trên mặt thoáng của dòng chảy.
nhóm này sử dụng tảo và động vật nguyên sinh làm thức ăn. - Giun: Giun sử dụng bùn cặn lắng ở đáy thủy vực làm thức ăn nên có vai trò rất lớn trong quá trình phân hủy các chất lắng đọng. d. Các chất độc Sự có mặt của bất kỳ chất độc nào (kim loại nặng, phenol...) cũng sẽ làm giảm khả năng tự làm sạch của nguồn nước do chúng tiêu diệt các vi sinh vật hoặc cản trở sự phát triển của vi sinh vật. Tác hại của các chất độc trong trường hợp này phụ thuộc vào bản chất của chất độc và nồng độ của chúng trong nước. e. Các đặc tính vật lý của nguồn nươc
Khái niệm: ONMTN là sự thay đổi thành phần của nước trong môi trường thủy quyển do các quá trình tự nhiên hoặc nhân tạo (phá rừng, lũ lụt, xói mòn; sự thâm nhập của các chất thải đô thị, chất thải công nghiệp...), trở thành không thích hợp trong sử dụng dù ở bất kì trạng thái nào khác với thạng thái tự nhiên. Sự biến đổi này là cả tính chất lý học, hóa học và sinh học; trạng thái sinh học của nước với các bậc khác nhau của độ hoại sinh và độ phân hủy Các nguồn không có điểm gây ra các ảnh hưởng chính sau: nhỏ.
các quá trình lên men, thối rửa do phản ứng khử và phân ly, tạo khí H2S và cặn lắng mùn hữu cơ. Nước ô nhiễm sẽ ảnh hưởng đến chất lượng nước sinh hoạt, sức câu 8 Trình bày các hệ thống phân loại nguồn gây ô nhiễm nước.
con người được gọi chung là nước thải sinh hoạt hoặc nước thải từ khu dân cư. Đặc điểm của nước thải sinh hoạt là thường chứa nhiều chất hữu cơ dễ bị phân hủy sinh học (carbonhydrat, protein, lipid), chất dinh dưỡng đối với sinh vật (gốc chứa nitơ như protein, amin và acid amin; và gốc chứa phosphate), vi khuẩn và thường có mùi khó chịu (H2S, NH3...). Nước thải sinh hoạt thường chứa nhiều tạp chất khác nhau: khoảng 58% là các chất hữu cơ, 42% là các chất vô cơ và một lượng lớn vi sinh vật. Trong nước thải các chất vô cơ phân bố ở dạng tan nhiều hơn so với các chất hữu cơ và phần lớn vi sinh vật là các loài vi khuẩn gây bệnh (tả, lỵ, thương hàn...). Sau khi thải ra, nước thải sinh hoạt dần trở nên có tính acid do qua trình thối rữa. Nước thải sinh hoạt có thành phần với các giá trị điển hình như sau: (Trần Yêm và cộng sự, 1998) COD = 500 mg/l; Chất rắn lơ lửng = 220 mg/l; pH = 6,8 BOD5 = 250 mg/l: Phospho = 8 mg/l; N-NH3 và N-hữu cơ = 40 mg/l Như vậy, nước thải sinh hoạt chứa hàm lượng dinh dưỡng khá cao. • Nước thải công nghiệp: Nước thải công nghiệp là nước thải từ các cơ sở sản xuất công nghiệp, tiểu thủ công nghiệp kể cả nước thải từ hoạt đông giao thông vận tải. Nước thải công nghiệp thường chứa các hoá chất độc hại (kim loại nặng như Pb, Hg, Cd, Cr...), các chất hữu cơ khó bị phân hủy sinh học (phenol, các dung môi hữu cơ...) và cả các chất hữu cơ dễ phân hủy sinh học từ các cơ sở chế biến và sản xuất thực phẩm. Nước thải công nghiệp không có đặc điểm chung mà phụ thuộc vào đặc điểm của từng ngành sản xuất, ví dụ: nước thải của các xí nghiệp chế biến thực phẩm (đường, sữa, rượu, bia, nước ngọt, thịt hộp, thủy sản...) chứa nhiều chất hữu cơ dễ bị phân hủy, nước thải của các xí nghiệp thuộc da ngoài chất hữu cơ còn có kim loại nặng, nước thải của nhà máy sản xuất pin, acqui chứa nhiều acid và chì... • Nước chảy tràn mặt đất: Nước chảy tràn trên mặt đất do mưa hoặc do thoát nước từ đồng ruộng là nguồn ô nhiễm nước sông, hồ. Nước chảy tràn qua khu dân cư, cơ sở sản xuất công nghiệp có thể gây ô nhiễm nguồn tiếp nhận do các tác nhân như chất rắn, dầu mỡ, vi trùng..ước rửa trôi qua đồng ruộng cuốn theo thuốc trừ sâu, phân bón... Cần chú ý rằng khoảng 2/3 lượng nước tưới cho cây trồng bị tiêu hao do bốc hơi trên mặt lá, phần còn lại chảy ra các kênh dẫn hoặc thấm xuống nước ngầm. Sự hòa tan các muối có trong phân bón và sự cô đặc do bay hơi làm tăng hàm lựơng các ion: Ca2+ , Mg2+, Na+ , SO4 2- , Cl- và NO3 - trong nước sau khi tưới. Thêm vào đó, phân và nước
Màu của nước thải sinh hoạt hay nước thải công nghiệp là hỗn hợp giữa màu thực và màu biểu kiến (thường là màu xám tối). Nói chung, sự ô nhiễm về màu làm giảm giá trị sử dụng của nước trong nhiều lãnh vực, gây ảnh hưởng đến các hoạt động sống như sinh hoạt, du lịch, nuôi trồng thủy sản..ột vấn đề đáng ngại là khi khử trùng nước có chứa các chất hữu cơ tự nhiên bằng quá trình chlo hóa sẽ tạo ra chloroform là một chất có độc tính. - Độ đục: Độ đục trong nước là do các hạt rắn lơ lửng, các chất hữu cơ phân rã hoặc do các động thực vật sống trôi nổi trong nước gây ra. Kích thước các thành phần gây ra độ đục của nước rất khác nhau từ cỡ hạt keo (μm) đến các thể phân tán thô (mm) phụ thuộc sự xáo trộn của nước. Độ đục làm giảm khả năng truyền ánh sáng trong nước gây ảnh hưởng đến hoạt động của hệ sinh thái thuỷ sinh mà vấn đề đầu tiên là giảm khả năng quang hợp của thực vât dẫn đến làm giảm oxy hòa tan. Bên cạnh đó các vi khuẩn có thể xâm nhập vào các hạt rắn làm giảm khả năng bị ảnh hưởng khi khử trùng và có thể trở thành nguồn gây bệnh tiềm tàng. Mặt khác, những hạt vật chất gây đục thường hấp phụ các kim loại nặng (thường có độc tính) lên bề mặt. Độ đục càng lớn có nghĩa là nước càng nhiễm bẩn, như vậy phải có biện pháp xử lý. - Nhiệt: Việc xả nước thải từ các khu công nghiệp có sử dụng nước với mục đích làm nguội thiết bị trong qua trình vận hành (nhà máy nhiệt điện, luyện kim, cơ khí,...) gây ra ô nhiễm nhiệt đối với nước. Nước này thường có nhiệt độ cao hơn từ 10-15 oC so với nước được đưa vào ban đầu. Hạt nhân phóng xạ Cl38 chuyển thành Ar38 và phát xạ - : 3817Cl 3818Ar + 0 -1 Tia có khả năng thâm nhập lớn hơn các hạt nhưng chúng tạo ra ít ion hơn nhiều tính theo đơn vị chiều dài đường đi. • Bức xạ là các bức xạ điện từ tượng tự tia X nhưng có năng lượng cao hơn. Các tia có khả năng thâm nhập mạnh hơn nhiều so với các tia phóng xạ khác và tỷ lệ thuận với mức năng lượng của chúng. Bức xạ ion hóa hủy hoại các cơ thể sống bởi vì khơi mào các phản ứng hóa học nguy hiểm đối với các mô và tế bào, ví dụ bẻ gãy các liên kết trong các cấu trúc cao phân tử. Trong trường hợp ngộ độc phóng xạ cấp tính, tủy xương bị hủy hoại gây giảm hồng cầu và thiếu máu. Phóng xạ làm tổn thương cấu trúc géne mà có thể không có biểu hiện rõ sau nhiều năm bị nhi ễm xạ và đây trở thành một mối quan tâm hàng đầu của nhân loại. Ảnh hưởng của các hạt nhân phóng xạ Thuốc trừ sâu (hoặc thuốc bảo vệ thực vật) (pesticide) có thể tiêu diệt một số dạng sinh vật khác nhau bao gồm thực vật, côn trùng, nấm, giun tròn, và các loài gậm nhấm. Các thuốc trừ sâu chứa thành phần hoạt động có công dụng tiêu diệt các loài gây hại, các tạp chất và cả nhiều phụ gia khác. Khi đi vào môi trường, chúng bị phân hủy thông qua các tiến trình hóa học, quang hóa hoặc vi sinh đưa đến các sản phẩm bị bẻ gãy có thể tồn tại nhiều năm, rất khó, thậm chí không thể thanh lọc khỏi môi trường tự nhiên và trong nhiều trường hợp còn có ảnh hưởng nguy hại hơn các phức hợp ban đầu. Tất cả các dạng vật chất bị bẻ gãy này đều có theo ảnh hưởng đến cả sức khỏe con người và hệ sinh thái (Ongley, 1996; dẫn theo UNEP, 2006). Bên cạnh thuốc trừ sâu, còn có các hydrocarbon vòng thơm, các hợp chất đa vòng ngưng tụ, các chlo hữu cơ (hydrocarbon chlorine)..ác chất này có độc tính cao với sinh vật, chúng lại có khả năng tồn lưu lâu dài trong môi trường và cơ thể sinh vật nên có tính tích lũy và gây tác hại lâu dài. Sau đây là một số chất hữu cơ thường gặp trong ô nhiễm nước: + Protein: là những hợp chất hữu cơ có phân tử lượng lớn, tồn tại trong cơ thể sinh vật. Trong thành phần phân tử, ngoài carbon, hydro, oxy và nitơ một số lớn protein còn chứa lưu huỳnh, một số khác chứa thêm phosphat. Khi thải ra sông hồ hay một thủy vực nào đó, các protein nhanh chóng bị phân hủy dưới tác dụng của vi sinh vật. Sự phân hủy này trải qua nhiều giai đoạn, nhiều hợp chất trung gian được tạo ra trước khi chuyển hóa về dạng đơn giản nhất. Các hợp chất trung gian bao gồm các acid amin, các acid phosphat acid thơm, nhiều base hữu cơ, các hợp chất hữu cơ chứa lưu huỳnh và phosphat. Rất nhiều chất trong số này có tính độc hại và có mùi hôi. Các nhà máy chế biến thực phẩm, sản xuất đồ hộp, gelatin và keo động vật, thuộc da, các cơ sở giết mổ gia súc đều có nước thải chứa protein với hàm lượng lớn. |
