Khóa luận Nghiên cứu ứng dụng công nghệ xử lý nước suối bằng màng lọc UF(Utrafiltration) để cấp cho sinh hoạt, ứng dụng tại Trung Đoàn quân đội 877 - Bộ Chỉ Huy quân sự Tỉnh Hà Giang

72 trang thiennha21 13/04/2022 3500

Download

Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Khóa luận Nghiên cứu ứng dụng công nghệ xử lý nước suối bằng màng lọc UF(Utrafiltration) để cấp cho sinh hoạt, ứng dụng tại Trung Đoàn quân đội 877 - Bộ Chỉ Huy quân sự Tỉnh Hà Giang", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

Tài liệu đính kèm:

do_an_nghien_cuu_ung_dung_cong_nghe_xu_ly_nuoc_suoi_bang_man.pdf

Nội dung text: Khóa luận Nghiên cứu ứng dụng công nghệ xử lý nước suối bằng màng lọc UF(Utrafiltration) để cấp cho sinh hoạt, ứng dụng tại Trung Đoàn quân đội 877 - Bộ Chỉ Huy quân sự Tỉnh Hà Giang

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM  NGUYỄN QUANG ĐÔNG TÊN ĐỀ TÀI: “ NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC SUỐI BẰNG MÀNG LỌC UF (UTRAFILTRATION) ĐỂ CẤP CHO SINH HOẠT ỨNG DỤNG TẠI TRUNG ĐOÀN QUÂN ĐỘI 877 BỘ CHỈ HUY QUÂN SỰ TỈNH HÀ GIANG ” KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Hệ đào tạo : Chính quy Chuyên ngành : Khoa học môi trường Khoa : Môi trường Khóa học : 2014 - 2018 Thái Nguyên - năm 2018
ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM  NGUYỄN QUANG ĐÔNG TÊN ĐỀ TÀI: “ NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC SUỐI BẰNG MÀNG LỌC UF (UTRAFILTRATION) ĐỂ CẤP CHO SINH HOẠT ỨNG DỤNG TẠI TRUNG ĐOÀN QUÂN ĐỘI 877 BỘ CHỈ HUY QUÂN SỰ TỈNH HÀ GIANG ” KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Hệ đào tạo : Chính quy Chuyên ngành : Khoa học môi trường Khoa : Môi trường Khóa học : 2014 – 2018 Giảng viên hướng dẫn: Trần Hải Đăng Thái Nguyên - năm 2018
i LỜI CẢM ƠN Trong toàn bộ quá trình học tập tại Trường Đại học Nông Lâm và thực hiện khóa luận tốt nghiệp Chuyên ngành Khoa học Môi trường với đề tài “Nghiên cứu ứng dụng công nghệ xử lý nước suối bằng màng lọc UF(Utrafiltration) để cấp cho sinh hoạt, ứng dụng tại Trung Đoàn quân đội 877 – Bộ Chỉ Huy quân sự Tỉnh Hà Giang”. Tôi đã nhận được sự giúp đỡ quý báu của nhiều tập thể, cá nhân trong và ngoài nhà trường. Lời đầu tiên, tôi xin cảm ơn đến toàn thể các thầy cô trong khoa Môi trường - trường Đại học Nông Lâm, tập thể anh chị tại Viện Kỹ Thuật và Công Nghệ Môi Trường. Tôi cũng gửi lời cảm ơn sâu sắc đến thầy giáo: TS. Trần Hải Đăng hướng dẫn khoa học chính đã tạo điều kiện cho tôi tham gia thực tập tại Viện Kỹ Thuật và Công Nghệ Môi Trường. Tôi xin cảm ơn Viện Kỹ Thuật và Công Nghệ Môi Trường đã giúp đỡ tôi về việc cập nhật số liệu và khảo sát mô hình thí nghiệm tại hiện trường. Cuối cùng tôi xin bày tỏ lòng biết ơn đến gia đình, người thân, bạn bè đã luôn động viên giúp đỡ tôi cả về vật chất lẫn tinh thần trong quá trình học tập và thực hiện đề tài tốt nghiệp. Tôi xin chân thành cảm ơn ! Thái Nguyên, ngày tháng năm 2018 Sinh viên Nguyễn Quang Đông
ii DANH MỤC CÁC BẢNG Trang Bảng 2.1: Tài nguyên nước một số Quốc gia trên thế giới 12 Bảng 2.2. Kích thước hạt lọc được và áp suất lọc 25 Bảng 2.3. Các quá trình lọc màng với động lực là áp suất (màng áp lực) 25 Bảng 4.1: Kết quả phân tích mẫu nước mùa khô – tháng 04/2017 43 Bảng 4.2: Bảng kết quả phân tích mẫu nước mùa mưa – Tháng 07/2017 46 Bảng 4.3.1. Các quá trình lọc màng với động lực là áp suất (màng áp lực) 50 Bảng 4.3.2. Kích thước mao quản và áp suất làm việc một số quá trình màng. 51 Bảng 4.3.3. Chất lượng nước sau khi lọc bằng màng UF 52 Bảng 4.3.4. Kết quả chất lượng nước suối Tà Vải sau khi qua hệ thống màng lọc UF 58
iii DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 2.1: Tỉ lệ giữa các loại nước trên thế giới. 11 Hình 2.2. Khả năng lọc của các kĩ thuật lọc màng 23 Hình 2.3. Vùng làm việc của các kĩ thuật lọc và lọc màng 24 Hình 4.1: Bản đồ hành chính tỉnh Hà Giang 31 Hình 4.4.1. Sơ đồ vận chuyển các chất trong nước qua màng lọc 49 Hình 4.4.2. Vùng làm việc của các kĩ thuật lọc và lọc màng 50 Hình 4.4.3. Dây chuyền công nghệ xử lý nước suối bằng màng lọc UF 53
iv DANH MỤC CÁC CỤM TỪ VIẾT TẮT STT Ký hiệu Viết tắt 1 BTNMT Bộ Tài nguyên và Môi trường 2 BVMT Bảo vệ môi trường 3 BYT Bộ Y tế 4 KH Kế hoạch 5 KLN Kim loại nặng 6 KT-XH Kinh tế, xã hội 7 KTTV Khí tượng thủy văn 8 LHQ Liên hợp quốc 9 QCCP Quy chuẩn cho phép 10 QCVN Quy chuẩn Việt Nam 11 QĐ Quyết định 12 QH Quốc hội 13 TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam 14 TNN Tài nguyên nước 15 TT Thông Tư 16 UBND Ủy ban nhân dân
v MỤC LỤC Phần 1:Mở đầu 1 1.1 Đặt vấn đề 1 1.2. Mục tiêu của đề tài 2 1.2.1.Mục tiêu tổng quát 2 1.2.2. Mục tiêu cụ thể 3 1.3. Ý nghĩa của đề tài 3 1.3.1. Ý nghĩa thực tiễn 3 1.3.2. Ý nghĩa học tập và nghiên cứu khoa học 3 Phần 2:Tổng quan tài liệu 4 2.1. Cơ sở khoa học của đề tài 4 2.1.1. Cơ sở lý luận 4 2.1.2. Cơ sở pháp lý 9 2.1.3. Các tiêu chuẩn so sánh 10 2.2. Cơ sở thực tiễn 10 2.2.1. Hiện trạng môi trường nước trên thế giới 10 2.2.2. Hiện trạng môi trường nước ở Việt Nam 15 2.2.3. Sơ lược cơ bản của vùng Tây Bắc 18 2.2.4. Hiện trạng môi trường nước tỉnh Hà Giang 19 2.3. Tổng quan về màng lọc 22 2.3.1. Khái niệm cơ bản về màng lọc 22 2.3.2. Phân loại màng lọc. 22 2.3.3. Các loại màng lọc trong xử lí nước 23 2.3.4. Màng siêu lọc UF(Ultra Filtration) 26 PHẦN 3:Đối tượng,nội dung và phương pháp nghiên cứu 28 3.1. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 28
vi 3.1.1. Đối tượng nghiên cứu 28 3.1.2. Phạm vi nghiên cứu 28 3.2. Địa điểm và thời gian nghiên cứ 28 3.3. Nội dung nghiên cứu 28 3.4. Phương pháp nghiên cứu 28 3.4.1. Phương pháp thu thập, kế thừa số liệu thứ cấp 28 3.4.2. Phương pháp điều tra, khảo sát thực địa 29 3.4.3. Phương pháp lấy mẫu và phân tích 29 3.4.4. Phương pháp phân tích mẫu nước 30 3.4.5. Phương pháp phân tích tổng hợp số liệu 30 PHẦN 4: Kết quả nghiên cứu và thảo luận 31 4.1. Điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội tỉnh Hà Giang 31 4.1.1. Điều kiện tự nhiên 31 4.1.2. Điều kiện kinh tế - xã hội 39 4.2. Hiện trạng nước suối Tà Vải tỉnh Hà Giang 42 4.2.1. Hiện trạng chất lượng nguồn nước suối Tà Vải 42 4.3. Nghiên cứu sử dụng màng lọc UF(Utrafiltration) để xử lý nước sông suối 48 4.3.1. Nghiên cứu và lựa chọn màng lọc 48 4.3.2. Kết quả sau khi xử lý nước bằng màng lọc UF(Utrafiltration) 52 4.3.3. Quy trình vận hành mô hình thử nghiệm 54 PHẦN 5 60 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 60 5.1. Kết luận 60 5.2. Kiến nghị 60 TÀI LIỆU THAM KHẢO 62
1 Phần 1 MỞ ĐẦU 1.1 Đặt vấn đề Nước là khởi nguồn của sự sống trên trái đất, đồng thời cũng là nguồn để duy trì sự sống cho loài người và sinh vật tại nơi đây. Con người mỗi ngày cần 250 lít nước cho sinh hoạt, 1.500 lít nước cho hoạt động công nghiệp và 2.000 lít cho hoạt động nông nghiệp. Nước chiếm 99% trọng lượng sinh vật sống trong môi trường nước và 70% trọng lượng cơ thể con người. Ngoài chức năng tham gia vào chu trình sống trên, nước còn là chất mang năng lượng (thuỷ năng), chất mang vật liệu và tác nhân điều hoà khí hậu, thực hiện các chu trình tuần hoàn vật chất trong tự nhiên. Không chỉ góp phần lớn làm thay đổi diện mạo và phát triển thế giới tự nhiên, nước còn là mối liên hệ chặt chẽ đối với đời sống xã hội, con người, hầu hết trong các lĩnh vực kinh tế và vấn đề sức khỏe. Hiện nay, theo thống kê của Liên Hiệp Quốc, thì tình trạng thiếu nước nguyên nhân do nguồn tài nguyên nước trên thế giới phân bổ không đồng đều, tình trạng gia tăng dân số, sự lãng phí nước tăng cùng với mức sống của người dân tăng lên do sử dụng quá nhiều thiết bị gia dụng, nước bị thất thoát nghiêm trọng, chỉ 55% lượng nước khai thác được sử dụng một cách thật sự, 45% còn lại bị thất thoát, rò rỉ trong các hệ thống phân phối hoặc bị bay hơi trong tưới tiêu. Vì vậy, ngoài việc nghiên cứu sử dụng hợp lý nguồn tài nguyên nước, việc nghiên cứu nâng cao chất lượng nước, nước cấp sinh hoạt cần phải được đặc biệt chú trọng. Toàn bộ Trung đoàn quân số khoảng 1000 người nhưng chỉ có một nguồn nước duy nhất là 01 giếng nước trong trung đoàn, do đó việc cung cấp nước là thiếu so với nhu cầu của Trung đoàn 877. Trên địa bàn gần với Trung đoàn 877 có suối Tà Vải, với lưu lượng nước ổn định, tuy nhiên nước suối còn nhiều chất hữu cơ, rác, cây mục nên để có thể khai thác sử dụng thêm làm nước sinh hoạt thì cần phải qua xử lý.
2 Trung đoàn 877 thuộc Bộ Chỉ huy quân sự tỉnh Hà Giang có nguồn cấp nước chủ yếu từ suối Tà Vải. Suối Tà Vải có lưu lượng nước tối thiểu 2m3/s, địa hình dốc. Trường chỉ huy quân sự tỉnh Hà Giang trực thuộc Bộ chỉ huy quân sự tỉnh Hà Giang nằm tại phường Ngọc Hà, thị xã Hà Giang. Trường được thành lập với mục đích huấn luyện số lượng chiến sĩ mới hàng năm bổ sung quân số cho tỉnh Hà Giang từ 500 đến 800 chiến sĩ. Sinh hoạt của các học viên ở đây được chính quyền địa phương là Ban chỉ huy quân sự tỉnh Hà Giang và UBND tỉnh rất quan tâm, tuy vậy do điều kiện địa hình đóng quân ở khu vực khó khăn, đời sống của các chiến sĩ còn nhiều vất vả, nhất là nhu cầu về nguồn nước sạch. Cả trường hiện nay chỉ có 1 nguồn nước giếng khoan duy nhất tuy nhiên trữ lượng nước giếng ít và chất lượng nguồn nước kém, nước giếng thường vàng, có mùi hôi tanh nhiều, hơn nữa trữ lượng lại ít nên không đủ nhu cầu sử dụng của đơn vị. Qua đó thấy rõ nguồn nước sạch với một khối lượng ổn định khoảng 50 m3/h là nhu cầu cấp thiết để phục vụ cho sinh hoạt, đời sống hàng ngày cho các chiến sĩ tại Trung đoàn 877 và Trường chỉ huy quân sự tỉnh Hà Giang. Xuất phát từ vấn đề đó, được sự nhất trí của nhà trường và ban chủ nhiệm khoa Môi trường, dưới sự hướng dẫn của Thầy giáo TS. Trần Hải Đăng tôi tiến hành thực hiện đề tài “Nghiên cứu ứng dụng công nghệ xử lý nước suối bằng màng lọc UF(Utrafiltration) để cấp cho sinh hoạt – ứng dụng tại Trung Đoàn quân đội 877 – Bộ Chỉ Huy quân sự Tỉnh iang”Hà G 1.2. Mục tiêu của đề tài 1.2.1.Mục tiêu tổng quát + Ứng dụng công nghệ xử lý nước sông suối bằng màng lọc UF(Utrafiltration) tại Trung Đoàn quân đội 877
3 1.2.2. Mục tiêu cụ thể + Sơ lược về điều kiện tự nhiên kinh tế xã hội tỉnh Hà Giang và khu vực suối Tà Vải. Hiện trạng môi trường nước suối Tà Vải tỉnh Hà Giang Nghiên cứu sử dụng màng lọc UF(Utrafiltration) để xử lý nước sông suối Tả Vải 1.3. Ý nghĩa của đề tài 1.3.1. Ý nghĩa thựctiễn - Góp phần đánh giá chất lượng nước suối Tà Vải tỉnh Hà Giang và ứng dụng công nghệ xử lý nước suối Tà Vải bằng màng lọc để cấp cho sinh hoạt. - Nâng cao nhận thức, tuyên truyền và giáo dục về bảo vệ môi trường cho cộng đồng dân cư. 1.3.2. Ý nghĩa học tập và nghiên cứu khoa học - Nâng cao kiến thức chuyên môn, kỹ năng tổng hợp, phân tích số liệu và rút ra những kinh nghiệm thực tế phục vụ cho công tác sau này. - Tạo cơ hội vận dụng lý thuyết vào thực tế, cách thức tiếp cận và thực hiện một đề tài. - Kết quả của đề tài là cơ sở, là nguồn tài liệu trong học tập và nghiên cứu khoa học tiếp theo về nước suối Tà Vải tại tỉnh Hà Giang.
4 Phần 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2.1. Cơ sở khoa học của đề tài 2.1.1. Cơ sở lý luận 2.1.1.1. Khái niệm và ý nghĩa của tài nguyên nước 1. Khái niệm tài nguyên nước Tài nguyên nước là các nguồn nước mà con người sử dụng hoặc có thể sử dụng vào những mục đích khác nhau. Nước được dùng trong các hoạt động nông nghiệp, công nghiệp, dân dụng, giải trí và môi trường. Hầu hết các hoạt động trên đều cần nước ngọt.[8] Nước bao phủ 71% diện tích của trái đất trong đó có 97% nước trên Trái đất là nước muối, chỉ 3% còn lại là nước ngọt nhưng gần hơn 2/3 lượng nước này tồn tại ở dạng sông băng và các mũ băng ở các cực. Phần còn lại không đóng băng được tìm thấy chủ yếu ở dạng nước ngầm và chỉ một tỷ lệ nhỏ tồn tại trên mặt đất và trong không khí.[14] Nước còn đưa vào cơ thể con người nhiều nguyên tố cần thiết cho sự sống như iốt (I), sắt (Fe), Flo(F), kẽm (Zn), đồng (Cu) Tuy nhiên nước bẩn cũng có thể đưa vào cơ thể nhiều loại vi khuẩn gây bệnh. Nước bẩn chứa nhiều các chất độc hại như chì (Pb), thủy ngân (Hg), thạch tín (Asen), thuốc trừ sâu, các hóa chất gây ung thư khác. Do đó, nước dung cho cuộc sống phải đủ về số lượng và đảm bảo an toàn chất lượng. Con người cần phải biết xử lý các nguồn cung cấp nước để đảm bảo an toàn về chất lượng cho mọi nhu cầu sinh hoạt và sản xuất công, nông nghiệp cho chính mình, đồng thời giải quyết hậu quả của chính mình.[7] - Khái niệm nước mặt Tài nguyên nước mặt: Là nước phân bố trên mặt đất, nước trong các đại dương, sông, suối, ao hồ, đầm lầy. Đặc điểm của tài nguyên nước mặt chịu
5 ảnh hưởng lớn từ điều kiện khí hậu và các tác động khác do hoạt động kinh tế của con người, nước mặt dễ bị ô nhiễm và thành phần hóa lý của nước thường bị thay đổi, khả năng hồ phục trữ lượng của nước nhanh nhất ở vùng thường có mưa.[17] 2. Ý nghĩa của tài nguyên nước Nước cung cấp vào hoạt động sản xuất đảm bảo an ninh lương thực cho xã hội: Nước tưới tiêu, nước làm ruộng Nước tạo ra năng lượng điện để cung cấp cho hoạt động nền kinh tế thông qua việc sử dụng động lực hay năng lượng dòng chảy của các con sông làm quay các tuốc bin nước và máy phát điện, đây là nguồn năng lượng sạch và chiếm 20% lượng điện của thế giới, đồng thời hạn chế được giá thành nhiên liệu và chi phí nhân công.[8] Làm ổn định địa tầng. 2.1.1.2. Khái niệm về môi trường, ô nhiễm môi trường, ô nhiễm môi trường nước, nước sạch, nước suối. a. Khái niệm môi trường: “Môi trường là hệ thống các yếu tố vật chất tự nhiên và nhân tạo có tác động đối với sự tồn tại và phát triển của con người và sinh vật.” [9]. b. Khái niệm ô nhiễm môi trường: “Ô nhiễm môi trường là sự biến đổi của các thành phần môi trường không phù hợp với quy chuẩn kỹ thuật môi trường và tiêu chuẩn môi trường gây ảnh hưởng xấu đến con người và sinh vật” [3]. c. Khái niệm ô nhiễm môi trường nước: “Ô nhiễm nước là sự thay đổi theo chiều xấu đi của 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” (Hoàng Văn Hùng, 2008).
6 Theo hiến chương châu Âu về nước đã định nghĩa: “Ô nhiễm nước là sự biến đổi nói chung do con người đối với chất lượng nước, làm nhiễm bẩn nước và gây nguy hiểm cho con người, cho công nghiệp, nông nghiệp, nuôi cá, nghỉ ngơi, giải trí, cho động vật nuôi và các loài hoang dã” (Lê Văn Khoa và cs, 2001). - Nguồn gốc gây ô nhiễm nước Nguồn gốc gây ô nhiễm nước có thể là do tự nhiên hay nhân tạo. + Ô nhiễm nước 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. + Ô nhiễm nước có nguồn gốc nhân tạo: Từ sinh hoạt, từ các hoạt động công nghiệp. Các xu hướng chính thay đổi chất lượng nước khi bị ô nhiễm là: + Giảm độ pH của nước ngọt do bị ô nhiễm bởi: H2SO4, HNO3 từ khí 2- - quyển, tăng hàm Lượng SO4 và NO3 trong nước. + Tăng hàm lượng các muối trong nước bề mặt và nước ngầm do chúng đi vào môi trường nước cùng với chất thải, từ khí quyển và từ các chất thải rắn. + Tăng hàm lượng các chất hữu cơ, trước hết là các chất khó bị phân hủy bằng con đường sinh học (các chất hoạt động bề mặt, thuốc trừ sâu ) + Giảm nồng độ oxi hòa tan trong nước tự nhiên do các quá trình oxy hóa có liên quan với quá trình Eutrophication các nguồn chứa nước và khoáng các hợp chất hữu cơ - 3- + Tăng hàm lượng các ion trong nước trước hết là NO3 , PO4 , + Giảm độ trong của nước: Tăng khả năng nguy hiểm của ô nhiễm nước tự nhiên do các nguyên tố đồng vị phóng xạ.[7] d. Khái niệm nước sạch: “Nước sạch là nước đảm bảo các chỉ tiêu như: nước trong, không màu, không mùi lạ, không chứa các mầm bệnh và các chất độc hại.[17]
7 e. Khái niệm nước suối: “Nước suối là nước thiên nhiên, chảy qua các tầng địa chất có chứa một số nguyên tố, khí tự nhiên hay hợp chất khoáng”[17]. g. Các chỉ tiêu hóa lý: - Trị số pH : Là chỉ số đo độ hoạt động của các ion hiđrô (H+) trong dung dịch và vì vậy là độ axít hay bazơ của nó. Trong các hệ dung dịch nước, hoạt độ của ion hiđrô được quyết định bởi hằng số điện ly của nước −14 (Kw) = 1,008 × 10 ở 25 °C) và tương tác với các ion khác có trong dung dịch. Do hằng số điện ly này nên một dung dịch trung hòa có pH xấp xỉ 7. Các dung dịch nước có giá trị pH nhỏ hơn 7 được coi là có tính axít, trong khi các giá trị pH lớn hơn 7 được coi là có tính kiềm [7]. - Fe : Trong nước sắt thường tồn tại ở dạng ion, sắt có hoá trị 2 (Fe2+) là thành phần của các muối hoà tan như: Fe(HCO3)2 ; FeSO4 hàm lượng sắt có trong các nguồn nước phân bố không đồng đều. Nước có hàm lượng sắt cao, làm cho nước có mùi tanh và có màu vàng, gây ảnh hưởng không tốt đến chất lượng nước ăn uống sinh hoạt và sản xuất[17]. - Màu : Nước thiên nhiên thường không màu, màu của nước mặt chủ yếu do chất mùn, các chất hòa tan, keo hoặc do thực vật thối rữa. Sự có mặt của một số ion kim loại (Fe, Mn), tảo, than bùn và các chất thải công nghiệp cũng làm cho nước có màu[17]. - Tổng chất rắn lơ lửng ( TSS ) : khối lượng tổng chất rắn được giữ lại thông qua bộ lọc[7]. - Độ đục: Độ đục của nước bắt nguồn từ sự hiện diện của một số chất lơ lửng có kích thước thay đổi từ dạng phân tán thô đến dạng keo, huyền phù (kích thước 0,1 – 10mm). Trong nước các chất gây đục thường là: đất sét, chất hữu cơ, vô cơ, thực vật và các vi sinh vật bao gồm các loại phiêu sinh động vật[7].
8 - Amoni: Amoni có công thức hóa học NH3, là chất khí không màu và + có mùi khai. Trong nước, Amoni tồn tại dưới 2 dạng là NH3 và NH4 . Tổng + NH3 và NH4 được gọi là tổng Amoni tự do. Đối với nước uống, tổng Amoni sẽ bao gồm amoni tự do, monochloramine (NH2Cl), dichloramine (NHCl2) và trichloramine[7]. Đây cũng là một chất thường dùng trong khâu khử trùng nước cấp, chúng được sử dụng dưới dạng các hóa chất diệt khuẩn chloramines nhằm tạo lượng clo dư có tác dụng kéo dài thời gian diệt khuẩn khi nước được lưu chuyển trong các đường ống dẫn. - Asen: Asen trong nước có nguồn gốc tự nhiên và nó được giải phóng ra từ trầm tích vào nước ngầm do các điều kiện thiếu ôxy của lớp đất gần bề mặt[17]. - Oxy hòa tan (DO) DO là lượng oxy hoà tan trong nước cần thiết cho sự hô hấp của các sinh vật nước (cá, lưỡng thê, thuỷ sinh, côn trùng v.v ) thường được tạo ra do sự hoà tan từ khí quyển hoặc do quang hợp của tảo. Nồng độ oxy tự do trong nước nằm trong khoảng 8 - 10 ppm, và dao động mạnh phụ thuộc vào nhiệt độ, sự phân huỷ hoá chất, sự quang hợp của tảo và v.v Khi nồng độ DO thấp, các loài sinh vật nước giảm hoạt động hoặc bị chết. Do vậy, DO là một chỉ số quan trọng để đánh giá sự ô nhiễm nước của các thuỷ vực. - Nhu cầu oxy sinh hóa (BOD) Biochemical Oxygen Demand - nhu cầu oxy sinh hóa): Là lượng oxy cần thiết cung cấp để vi sinh vật phân hủy các chất hữu cơ trong điều kiện tiêu chuẩn về nhiệt độ và thời gian Để Oxy hoá hết chất hữu cơ trong nước thường phải mất 20 ngày ở 20oC. Để đơn giản người ta chỉ lấy chỉ số BOD sau khi Oxy hoá 5 ngày, ký hiệu BOD5. Sau 5 ngày có khoảng 80% chất hữu cơ đã bị oxy hoá. - Nhu cầu oxy hóa học (COD) Là lượng oxy cần thiết để oxy hóa hoàn toàn chất hữu cơ và một phần nhỏ các chất vô cơ dễ bị oxy hóa có trong nước thải. Chỉ tiêu nhu cầu sinh
9 hóa BOD5 không đủ để phản ánh khả năng oxy hóa các chất hữu cơ khó bị oxy hóa và các chất vô cơ có thể bị oxy hóa có trong nước thải, nhất là nước thải công nghiệp. Vì vậy, cần phải xác định nhu cầu oxy hóa học để oxy hóa hoàn toàn các chất bẩn có trong nước thải. - Mn: Mangan là một kim loại màu trắng bạc, có kí hiệu Mn và có số hiệu nguyên tử 25. Nó được tìm thấy ở dạng tự do trong tự nhiên (đôi khi kết hợp với sắt) và trong một số loại khoáng vật. Các trạng thái oxi hóa phổ biến nhất của Mangan là +2, +3, +4, +6 và +7. Trong đó, trạng thái ổn định nhất là Mn+2. Mangan là kim loại tương đối hoạt động. Nó dễ bị oxi hóa trong không khí bởi các chất oxi hóa mạnh như O2, F2, Cl2. Trong nước, mangan tồn tại dưới dạng Mn4+ và Mn2+ trong các muối tan của clorua, sulfat, nitrat[17]. - Coliform: được coi là vi khuẩn chỉ định thích hợp để đánh giá chất lượng nước uống, nước sinh hoạt và nước nuôi trồng thủy sản (dễ phát hiện và định lượng), thường tồn tại trong thiên nhiên và không đặc hiệu cho sự ô nhiễm phân[7]. - E.coli: là vi khuẩn đại tràng là một trong những loài vi khuẩn chính ký sinh trong đường ruột của động vật máu nóng (bao gồm chim và động vật có vú). Vi khuẩn này cần thiết trong quá trình tiêu hóa thức ăn và là thành phần của khuẩn lạc ruột. Sự có mặt của E. coli trong nước là một chỉ thị thường gặp cho ô nhiễm phân. E. coli thuộc họ vi khuẩn Enterobacteriaceae và thường được sử dụng làm sinh vật chỉ điểm cho các nghiên cứu về ô nhiễm nguồn nước ăn uống và sinh hoạt[7]. 2.1.2. Cơ sở pháp lý - Luật Bảo vệ môi trường năm 2014 được Quốc hội nước Cộng hoà xã hội chủ nghĩa Việt Nam khoá XIII, kỳ họp thứ 7 thông qua ngày 23/06/2014 và có hiệu lực thi hành từ ngày 01/01/2015. - Luật Tài nguyên nước số: 17/2012/QH13 được Quốc hội nước Cộng hoà xã hội chủ nghĩa Việt Nam khoá XIII, kỳ họp thứ 3 thông qua ngày 26/12/2012 và có hiệu lực thi hành từ ngày 01/01/2013.
10 - Nghị định số 124/2011/NĐ - CP ngày 28/12/2011 của Chính Phủ về sản xuất, cung cấp và tiêu thụ nước sạch. - Quyết định số 09/2005/QĐ - BYT ngày 11/03/2005 của Bộ trưởng Y tế về việc ban hành tiêu chuẩn ngành: Tiêu chuẩn vệ sinh nước sạch. - Quyết định số 22/2006/QĐ-BTNMT ngày 18/12/2006 của Bộ trưởng Bộ Tài nguyên và Môi trường về bắt buộc áp dụng TCVN về môi trường. - QCVN 01:2009/BYT - Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia về chất lượng nước ăn uống - TCVN 6663-1:2011 (ISO 5667-1: 2006) - Chất lượng nước - Lấy mẫu - Nghị định 201/2013/NĐ- CP quy định chi tiết thi hành một số điều của luật tài nguyên nước. - QCVN 02:2009/BYT Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng nước sinh hoạt của Bộ Y Tế. - TCVN 6663-1:2008 – Chất lượng nước – Lấy mẫu – Hướng dẫn lấy mẫu nước sông suối. 2.1.3. Các tiêu chuẩn so sánh Để đánh giá chính xác chất lượng nước, tùy theo từng mục đích sử dụng loại nước mà có những tiêu chuẩn, quy chuẩn khác nhau. Cụ thể trong khóa luận sử dụng các quy chuẩn để đánh giá chất lượng nước: - QCVN 08-MT:2015/BTNMT - Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng nước mặt - QCVN 01:2009/BYT - Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia về chất lượng nước ăn uống. - QCVN 02:2009/BYT - Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia về chất lượng nước sinh hoạt. 2.2. Cơ sở thực tiễn 2.2.1. Hiện trạng môi trường nước trên thế giới 2.2.1.1. Tài nguyên nước trên thế giới Nước bao phủ 71% diện tích của trái đất trong đó có 97% là nước mặn, còn lại là nước ngọt. Trong 3% lượng nước ngọt trên trái đất thì có
11 khoảng 3/4 lượng nước ngọt mà con người không sử dụng được vì nó nằm quá sâu trong lòng đất, bị đóng băng, ở dạng hơi trong khí quyển và ở dạng tuyết trên lục địa Chỉ có 0,5% nước ngọt hiện diện trong sông, suối, ao, hồ mà con người đã và đang sử dụng. Tuy nhiên nếu ta trừ phần nước bị ô nhiễm ra thì chỉ có khoảng 0,003% là nước ngọt sạch mà con người có thể sử dụng được và nếu tính ra trung bình mỗi người được cung cấp 879.000 lít nước ngọt để sử dụng (Miller, 1988) . Một phần nước ngầm và nước hồ có độ khoáng hóa khá cao. Trên Thế giới nước tự nhiên có độ mặn cao nhất không nằm trong biển và đại dương, mà ở hồ Chết, nơi người và động vật không thể chìm hoàn toàn trong nước được. Chỉ có 2,31% tổng thể nước Trái Đất là nước ngọt, trong đó 85,9% nằm trong băng tuyết hai cực và núi cao, 13,5% nằm trong nước ngầm. Sông ngoài chứa được 1.700 km3 nước, chiếm 0,0001% tổng lượng và 0,005% lượng nước ngọt của Trái Đất. Hình 2.1: Tỉ lệg iữa các loại nước trên thế giới.
12 Theo hiểu biết hiện nay thì nước trên hành tinh của chúng ta phát sinh từ 3 nguồn: Bên trong lòng đất, từ các thiên thạch ngoài trái đất mang vào và từ tầng trên của khí quyển, trong đó thì nguồn gốc từ bên trong lòng đất là chủ yếu. Nước có nguồn gốc bên trong lòng đất được hình thành ở lớp vỏ giữa của quả đất do quá trình phân hóa các lớp nham thạch ở nhiệt độ cao tạo ra, sau đó theo các khe nứt của lớp vỏ ngoài nước thoát dần qua lớp vỏ ngoài thì biến thành thể hơi, bốc hơi và cuối cùng ngưng tụ lại thành thể lỏng và rơi xuống mặt đất. Trên mặt đất, nước chảy tràn từ nơi cao đến nơi thấp và tràn ngập các vùng trũng tạo nên các đại dương mênh mông và các sông hồ nguyên thủy. Bảng 2.1: Tài nguyên nước một số Quốc gia trên thế giới Tổng Bình quân Bình quân Tỷ lệ so với Quốc gia lượng diện tích đầu người toàn cầu km3 103 m3/km2 103 m3/người Brazin 9.230 22,2 1.084 135 CHLB Nga 4.003 9,6 234 23,5 Trung 2.550 6,1 268 2,6 Quốc 2.472 5,9 248 102 Canada 1.938 4,7 207 9,1 Mỹ 1.680 4,1 514 2,4 Ấn Độ 405 0,98 1.248 102 Na Uy 183 0,4 332 3,7 Pháp 88 0,7 917 5,6 Việt Nam Toàn cầu 41.500 100 279 9,0 (Nguồn: Nguyễn Thị Phương Loan, 2005) 2.3.1.2. Tình hình sử dụng nước trên thế giới Nhu cầu sử dụng nước càng ngày càng tăng theo đà phát trển của nền công nghiệp, nông nghiệp và sự nâng cao mức sống của con người. Theo sự
13 ước tính, bình quân trên toàn thế giới có chừng khoảng 40% lượng nước cung cấp được sử dụng cho công nghiệp, 50% cho nông nghiệp và 10% cho sinh hoạt. Tuy nhiên, nhu cầu sử dụng nước lại thay đổi tùy thuộc vào sự phát triển của mỗi quốc gia. Ví dụ: Ở Hoa Kỳ, khoảng 44% nước được sử dụng cho công nghiệp, 47% sử dụng cho nông nghiệp và 9% cho sinh hoạt và giải trí (Chiras,1991). Ở Trung Quốc thì 7% nước được dùng cho công nghiệp, 87% cho nông nghiệp, 6% sử dụng cho sinh hoạt và giải trí (Chiras, 1991). Nhu cầu về nước trong công nghiệp: Sự phát triển càng ngày càng cao của nền công nghiệp trên toàn thế giới càng làm tăng nhu cầu về nước, đặc biệt đối với một số ngành sản xuất như chế biến thực phẩm, dầu mỏ, giấy, luyện kim, hóa chất , chỉ 5 ngành sản xuất này đã tiêu thụ mất 90% lượng nước sử dụng cho công nghiệp. Nhu cầu về nước trong nông nghiệp: Sự phát triển trong sản xuất nông nghiệp như sự thâm canh tăng vụ và mở rộng diện tích đất canh tác cũng đòi hỏi một lượng nước ngày càng cao. Theo M.I.Lvovits (1974), trong tương lai do thâm canh nông nghiệp mà dòng chảy cả năm của các con sông trên toàn thế giới có thể giảm đi khoảng 700km3/năm. Phần lớn nhu cầu về nước được thỏa mãn nhờ mưa ở vùng có khí hậu ẩm, nhưng cũng thường được bổ sung bởi nước sông hoặc nước ngầm bằng biện pháp thủy lợi nhất là vào mùa khô. Người ta ước tính được mối quan hệ giữa lượng nước sử dụng với lượng sản phẩm thu được trong quá trình canh tác như sau: để sản xuất 1 tấn lúa mì cần đến 1.500 tấn nước, 1 tấn gạo cần đến 4.000 tấn nước và 1 tấn bông vải cần đến 10.000 tấn nước. Sở dĩ cần một lượng lớn nước như vậy chủ yếu là do sự đòi hỏi của quá trình thoát hơi nước của cây, sự bốc hơi nước của lớp nước mặt trên đồng ruộng, sự trực di của nước xuống các lớp đất bên dưới và phần nhỏ tích tụ lại trong các sản phẩm nông nghiệp. Dự báo nhu cầu về nước trong nông nghiệp đến năm 2000 sẽ lên tới 3.400 km3/năm, chiếm 58% tổng nhu cầu về nước trên thế giới (M.I.Lvovits, 1974) .
14 Nhu cầu về nước sinh hoạt và giải trí: Theo sự ước tính thì các cư dân sinh sống kiểu nguyên thủy chỉ cần 5-10 lít nước/người/ngày. Ngày nay, do sự phát triển của xã hội loài người ngày càng cao nên nhu cầu về nước sinh hoạt và giải trí cũng ngày càng tăng theo nhất là ở các thị trấn và các đô thị lớn, nước sinh hoạt tăng gấp hàng chục đến hàng trăm lần. Theo sự ước tính đó thì đến năm 2000, nhu cầu về nước sinh hoạt và giải trí sẽ tăng gần 20 lần so với năm 1990, tức là chiếm 7% tổng nhu cầu nước trên thế giới (Cao Liêm và Trần Đức Viên, 1990). Ngoài ra, còn rất nhiều nhu cầu khác về nước trong các hoạt động khác của con người như giao thông vận tải, giải trí ở ngoài trời như đua thuyền, trượt ván, bơi lội nhu cầu này cũng ngày càng tăng theo sự phát triển của xã hội. Theo thống kê mới nhất của LHQ, ảnh hưởng tới 1/3 dân số trên thế giới. Tình hình này ngày càng trở nên tồi tệ hơn khi nhu cầu sử dụng nước tăng cùng với việc tăng dân số, đô thị hóa, tăng việc sử dụng nước trong các hộ gia đình và trong ngành công nghiệp. Một số nước đang trong tình trạng hạn hán và trong tương lai gần hạn hán và sa mạc hóa sẽ càng nghiêm trọng. Gần 1/5 dân số thế giới khoảng 1,2 tỷ người sống trong khu vực khan hiếm nguồn nước tự nhiên. Tình trạng khan hiếm nước mặt bắt buộc mọi người phải sử dụng các nguồn nước không ăn toàn. Hiện 884 triệu người trên thế giới phải sử dụng các nguồn nước chưa xử lý, chất lượng nước kém có thể làm tăng nguy cơ mắc bệnh hiểm nghèo và bệnh tiêu chảy như tả, khiết lị, thương hàn, Chương trình môi trường Liên Hợp Quốc (UNEP) cho biết biến đổi khí hậu và việc con người sử dụng nguồn nước phung phí là nguyên nhân chính khiến thế giới ngày càng tiếp tục khát nước. Do không quản lý tốt việc sử dụng nguồn nước và tình trạng khai thác bừa bãi khiến nguồn nước ngầm ngày càng thiếu hụt. Hơn nữa, sự gia tăng dân số kéo theo nhu cầu cần phải phát triển nghiệp, do đó việc tận dụng nguồn nước nhất là nguồn nước ngầm sẽ là một
15 nguy cơ cạn kiệt trong tương lai. Trước hết các Quốc gia phát triển phải trực diện với nạn gia tăng dân số vì không có khả năng ngăn cản mức sản sinh của người dân, các nước này sẽ là nạn nhân đầu tiên của khan hiếm nguồn nước. Trong bản báo cáo ra ngày 9/11/2007, chương trình phát triển của Liên Hợp Quốc (UNDP) đã đưa ra những con số đáng lo ngại: 1,1 tỷ người chưa được sử dụng nước sạch, 2,6 tỷ người vẫn chưa được tiếp cận tới dịch vụ nước sạch và vệ sinh liên quan chặt chẽ sức khỏe con người. Kể cả những nước dồi dào cũng có thể không có dịch vụ cung cấp nước sạch tốt. Ở Paraguay, hơn 40% dân số ở nông thôn không được tiếp cận tới nguồn nước được cải thiện như nước cấp qua hệ thống ống dẫn hay giếng nước có nắp đậy. Nhưng ở Jordan khan hiếm nguồn nước thì 95% dân số tiếp cận được tới dịch vụ nước sạch. 2.2.2. Hiện trạng môi trường nước ở Việt Nam 2.2.2.1. Tài nguyên nước và tình hình sử dụng nước ở Việt Nam * Nước mặt Tổng lượng nước mặt trên và đến lãnh thổ trên một năm là: 830-840 tỷ m3, trong đó: Nội sinh là 310-315 tỷ m3 chiếm 37%. Ngoại sinh là 520-525 tỷ m3 chiếm 63%. Ở Việt Nam tài nguyên nước mặt (dòng chảy sông ngòi) tương đối phong phú, có mạng lưới sông suối khá dày đặc với 2372 con sông với dòng chảy quanh năm (với độ dài mỗi con sông hơn 10km). Tổng diện tích lưu vực sông là: 1.167.000 km2, trong đó phần lưu vực nằm ngoài lãnh thổ là: 835.422 km2, chiếm đến 72%. Có 13 sông chính và sông nhánh lớn có diện tích lưu vực từ 10.000 km2 trở lên; 166 con sông có diện tích lưu vực dưới 10.000 km2. Tuy nhiên, tài nguyên nước mặt biến đổi mạnh mẽ theo thời gian (dao động giữa các năm và phân bố không đều trong năm) và còn phân bố không đều giữa các hệ thống sông và các vùng (Bộ TN&MT 2006). Việt Nam là một quốc gia có lượng mưa trung bình năm khá lớn tới trên 2000mm. Ba phần tư lãnh thổ là đồi núi với độ che phu rừng hiện khoảng 29%, mạng lưới sông, suối, đầm, hồ ao, kênh mương khá dày có nước quanh
16 năm. Nhờ đó tài nguyên nước nhìn chung tương đối phong phú: hàng năm lượng nước mặt sản sinh nội địa đạt 32,5 tỷ m3/năm, nếu kể cả lượng nước bên ngoài lãnh thổ chảy vào khoảng 889 tỷ m3/năm, nước dưới đất có trữ lượng tiềm năng khoảng 48 tỷ m3/năm. Tuy nhiên lượng nước mặt có thể khai thác không thật khả quan, một mặt khả năng sử dụng lượng nước chảy từ ngoài lãnh thổ vào rất bấp bênh, thiếu chủ động và phụ thuộc vào nhiều yếu tố, mặt khác nếu xét lượng nước cho phép sử dụng không được vượt quá 30% lượng nước đến nên ta thấy nhiều nơi không có đủ nước dùng. Ví dụ lượng nước cần trong các tháng II – IV của đồng bằng bắc bộ chiếm tới 43 – 53,8%, cá biệt tại phả lại chiếm 69 – 112% lượng nước đến Trong vài thập niên đầu tiên của thế kỉ mới, nguy cơ thiếu nước sẽ đến với Đông Nam Bộ, Nam Trung Bộ, Tây Nguyên và cả châu thổ sông Hồng. Theo sự ước tính thì lượng nước mưa hằng năm trên toàn lãnh thổ khoảng 640 km3, tạo ra một lượng dòng chảy của các sông hồ khoảng 313 km3. So với nhiều nước, Việt Nam có nguồn nước ngọt khá dồi dào lượng nước bình quân cho mỗi đầu người đạt tới 17.000 m3/ người/ năm. Do nền kinh tế nước ta chưa phát triển nên nhu cầu về lượng nước sử dụng chưa cao, hiện nay mới chỉ khai thác được 500 m3/người/năm nghĩa là chỉ khai thác được 3% lượng nước được tự nhiên cung cấp và chủ yếu là chỉ khai thác lớp nước mặt của các dòng sông và phần lớn tập trung cho sản xuất nông nghiệp (Cao Liêm và Trần Đức Viên, 1990). * Nước ngầm Theo liệt kê của 4 tổ chức quốc tế: WRI, UNDP, UNEP, WB đăng trên sách World Resource xuất bản năm 2001 Việt Nam là quốc gia có tài nguyên nước dưới đất khá lớn, đứng thứ 34 so với 155 quốc gia và vùng lãnh thổ nhưng việc khai thác sử dụng nước dưới đất ở Việt Nam còn ở mức thấp so với nước mặt (<2%).
17 Tổng lượng nước dưới đất mà Việt Nam khai thác đến nay khoảng 1,85 tỷ m3, (Theo TS. Đặng Đình Phúc, nguyên trưởng phòng quản lý – Cục quản lý Tài nguyên nước Bộ Tài nguyên và Môi trường) trong đó: - Cấp nước cho các đô thị, các khu công nghiệp: 650 triệu m3 - Cấp nước sinh hoạt nông thôn: 650 triệu m3 - Nước tưới: 550 triệu m3 (riêng tưới cho cà phê Đắc Lắc: 350 triệu m3) Với tình trạng khai thác nước dưới đất ngày càng tăng như hiện nay trong khi nhận thức về vai trò của nước cũng như ý thức trách nhiệm của mọi người trong việc khai thác, sử dụng, bảo vệ nguồn nước chưa được đầy đủ thì thế giới sẽ phải đối mặt với nguy cơ cạn kiệt, ô nhiễm các nguồn nước dưới đất. * Nước khoáng và nước nóng Theo thống kê chưa đầy đủ thì ở Việt Nam có khoảng 350 nguồn nước khoáng và nước nóng, trong đó nhóm chứa Carbonic tập trung ở Nam Trung Bộ, Đông Nam Bộ và Nam Tây Nguyên. Nhóm chứa Sulfur Hydro ở Tây Bắc và miền núi Trung Bộ. Nhóm chứa Silic ở Trung và nam Trung bộ. Nhóm chứa Sắt ở Đồng Bằng Bắc Bộ. Nhóm chứa Brom, Iod và Bor có trong các trầm tích miền võng Hà Nội và ven biển vùng Quảng Ninh. Nhóm chứa Fluor ở Nam Trung Bộ Phần lớn nước khoáng cũng là nguồn nước nóng, gồm 63 điểm ấm với nhiệt độ từ 30oC– 40oC; 70 điểm nóng vừa với nhiệt độ từ 410C– 600C và 36 điểm rất nóng với nhiệt độ từ 600C – 1000C; Từ những số liệu trên cho thấy rằng tài nguyên nước khoáng và nước nóng của Việt Nam rất đa dạng về kiểu loại và phong phú có tác dụng chữa bệnh, đồng thời có tác dụng giải khát và nhiều công dụng khác. 2.2.2.2. Hiện trạng chất lượng nước Chất lượng nước đang là vấn đề quan trọng tại Việt Nam. Tình hình ô nhiễm nước do nước thải sinh hoạt kể cả ở đô thị vào nhiều vùng nông thôn đã lên mức báo động. Hầu hết lượng nước thải hiện nay trực tiếp xuống cống rãnh, ao hồ, đầm lầy mà không qua xử lý. Đặc biệt là nước thải của các bệnh viện, cơ
18 sở y tế, các khu chăn nuôi là những nguồn gây ô nhiễm rất nghiêm trọng. Chất lượng nước ở mức báo động do bị ảnh hưởng của nước thải từ các nhà máy công nghiệp, làng nghề, khai thác khoáng sản, nông nghiệp và nuôi trồng thủy sản. Việc lạm dụng phân bón và thuốc trừ sâu làm cho nước các ao hồ, sông suối bị tạo thành muối và ô nhiễm. Nước ô nhiễm có thể ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng sản phẩm nông nghiệp và ngư nghiệp từ đó ảnh hưởng trực tiếp đến sức khỏe con người và khả năng cạnh tranh thương mại. Qua kết quả xét nghiệm 185 nguồn nước trên địa bàn 16 xã trong cả nước đã thực hiện năm 2006 cho thấy: tỉ lệ nguồn nước đạt tiêu chuẩn vệ sinh chỉ đạt 1,1%; tỉ lệ đạt các chỉ tiêu về hóa lý là 58,47% ( các tiêu chuẩn thông thường gặp: pH:27%; Fe: 8,19%; Cl: 4,91%). Chỉ tiêu vi sinh vật chỉ đạt 1,1% ( trong đó 25,95% ô nhiễm vi sinh vật ở mức độ nhẹ và trung bình; 72,95% ô nhiễm ở mức độ cao). Mức độ ô nhiễm vi sinh vật nguồn nước có nơi vượt tiêu chuẩn cho phép đến vài nghìn lần. khảo sát các yếu tố liên quan cho thấy: có 25,1% nguồn nước xây dựng gần nhà tiêu; 65,9% gần chuồng gia súc, hồ nước thải. Ngoài ra còn có các yếu tố gây ô nhiễm như: dụng cụ lấy nước không đảm bảo, bơm hỏng tại các điểm tiếp súc, nền giếng hỏng chiếm tỉ lệ khá cao. Đối chiếu với số liệu thống kê ( 77,11% nguồn nước hợp vệ sinh) với đánh giá của trung tâm y tế dự phòng sẽ thấy độ vênh khá lớn giữa loại nước hợp vệ sinh và loại nước đủ tiêu chuẩn nước sạch. 2.2.3. Sơ lược cơ bản của vùng Tây Bắc Tây Bắc theo cách hiểu truyền thống là một tiểu vùng gồm các địa phương thuộc các tỉnh Điện Biên, Lai Châu, Sơn La, Hòa Bình, Yên Bái và Lào Cai. Ngày nay tiểu vùng này thuộc vào vùng Tây Bắc mở rộng bao gồm hầu hết các tỉnh miền núi và trung du Bắc Bộ và các huyện phía tây Nghệ An và tây Thanh Hóa - Vùng có điều kiện tự nhiên khó khăn, khắc nghiệt nhất, nguy cơ tai biến môi trường cao nhất nhưng lại là nơi có địa chính trị quan
19 trọng nhất. Tây Bắc là một vùng núi cao hiểm trở. Các dãy núi chạy theo hướng Tây Bắc - Đông Nam, trong đó có dãy Hoàng Liên Sơn dài đến 180 km, rộng 30 km, cao từ 1500m trở lên, các đỉnh cao nhất như Phanxipăng 3142m, Yam Phình 3096m, Pu Luông 2.983m. Vùng Tây Bắc – phạm vi chỉ đạo trực tiếp của Ban chỉ đạo Tây Bắc gồm 12 tỉnh (Hà Giang, Lào Cai, Yên Bái, Lai Châu, Điện Biên, Sơn La, Hòa Bình, Cao Bằng, Bắc Cạn, Lạng Sơn, Phú Thọ, Tuyên Quang) và 21 huyện phía tây Nghệ An và tây Thanh Hóa. Đây cùng là địa bàn sinh sống của trên 11,6 triệu người thuộc hơn 30 dân tộc anh em, trong đó có khoảng 63% là đồng bào các dân tộc thiểu số. Vùng Tây Bắc giàu có tiềm năng, với lợi thế phát triển nông, lâm nghiệp, thủy điện, khoáng sản, du lịch và kinh tế cửa khẩu. Đây là nơi có nhiều nguồn tài nguyên thiên nhiên thiết yếu đối với sự phát triển bền vững của vùng và của cả nước. Bên cạnh đó, đây còn là vùng có nguồn tài nguyên văn hóa – nhân văn to lớn và phong phú, đặc biệt là kho tàng tri thức bản địa và di sản văn hóa vật thể và phi vật thể đặc sắc của đồng bào các dân tộc, như Thái, Mường, H’mông, Dao, Tày, Nùng Đây cũng là nơi có nhiều di tích lịch sử và danh thắng nổi tiếng thế giới. Trong lịch sử cũng như hiện tại, vùng Tây Bắc luôn luôn có vị trí địa lý – chính trị vô cùng quan trọng, liên quan mật thiết đến sự hưng thịnh, tồn vong của đất nước. Tuy nhiên, hiện nay Tây Bắc là một trong những vùng đương đầu với những khó khăn gay gắt và phức tạp nhất [12]. 2.2.4. Hiện trạng môi trường nước tỉnh Hà Giang 2.2.4.1. Hiện trạng nước mặt tỉnh Hà Giang Hà Giang là một trong những nơi có lượng mưa lớn nhất trong cả nước, tuy nhiên, do địa hình chia cắt, núi đá tai mèo nên lượng nước sinh thủy thấp, do đó đây cũng là nơi có tới 4 huyện vùng cao núi đá là Đồng Văn, Mèo Vạc, Yên Minh và Quản Bạ thường xuyên thiếu nước về mùa khô. Với địa hình
20 phức tạp, nhiều dãy núi cao nguy hiểm, việc dẫn, giữ nước và khai thác tài nguyên nước trong khu vực tỉnh Hà Giang là tương đối khó khăn. Thời gian thiếu nước sinh hoạt thường kéo dài từ tháng 10 cuối năm trước đến tháng 4 năm sau. Để có nước sinh hoạt, người dân phải đi bộ hàng chục km và hứng nước nửa ngày mới đủ nước sinh hoạt dùng trong 4-5 ngày cho gia đình. Nước chủ yếu chỉ được dùng để uống và nấu ăn một cách rất hạn chế; nước sinh hoạt trong mùa khô càng thiếu thốn hơn. Trong năm 2007 Chính phủ đã quyết định cấp khoảng 90 tỷ đồng cho tỉnh xây dựng 30 chiếc “hồ treo” sản phẩm của đề tài “Giải pháp công nghệ hồ treo tạo nguồn nước phát triển bền vững dân cư kinh tế vùng cao” do TSKH Vũ Cao Minh, Viện Địa chất-Viện KH&CN Việt Nam, làm chủ nhiệm. Tuy nhiên giải pháp này gặp nhiều khó khăn về nguồn nước, điều kiện địa chất và địa hình khu vực. Vì vậy tìm nguồn nước từ sông suối để cấp cho khu vực biên giới ở tỉnh Hà Giang vẫn là phương án khả thi và hữu hiệu nhất. Chất lượng nước sông suối khu vực biên giới tỉnh Hà Giang có xu hướng giảm sút. Theo Báo cáo Hiện trạng môi trường tổng thể tỉnh Hà Giang giai đoạn 2011-2015 của Sở Tài nguyên và Môi trường Hà Giang năm 2016, kết quả quan trắc cho thấy chất lượng nước sông Lô khu vực cửa khẩu Thanh Thủy có thông số TSS tại 02 đợt quan trắc năm 2011, đợt 1 năm 2012 và đợt 1 năm 2013 vượt giới hạn cho phép của Cột B1 QCVN08:2008/BTNMT, thông số kim loại nặng như Zn (từ 0,15 đến 0,2 mg/L), Fe(từ 0,3 đến 1 mg/L), coliform, cao gấp nhiều lần tại các vị trí khác trên sông Lô và phụ lưu sông Lô. Báo cáo cũng cho thấy rằng các hoạt động sản xuất từ phía Trung Quốc đã gây ảnh hưởng nhất định tới chất lượng nước sông Lô khu vực cửa khẩu Thanh Thủy làm cho một số thông số TSS, Zn, Fe, Coliform tại khu vực này cao hơn vị trí khác trên cùng lưu vực sông Lô. Trên suối Đỏ chảy vào sông Chảy, hàm lượng Pb khoảng 0,13 đến 0,17 mg/L, Zn là 0,15 đến 3,5 mg/L, Fe từ 0,28 đến 2,34 mg/L, vượt quy định cho phép đối với nguồn nước A1 hoặc A2 theo QCVN 08-MT:2015/BTNMT – Quy chuẩn quốc gia về chất lượng nước mặt nhiều lần [5].
21 2.2.4.2. Tình hình nhu cầu nước sạch tại địa phương Trung đoàn 877 thuộc Bộ Chỉ huy quân sự tỉnh Hà Giang được ra đời để làm nhiệm vụ bảo vệ vùng biên cương của Tổ quốc. Từ ngày đó đến nay, trải qua quá trình xây dựng phát triển và cùng nhiều lần chia tách, sát nhập đến tháng 2/2015, Bộ Quốc phòng chính thức quyết định tái thành lập Trung đoàn 877. Với truyền thống vẻ vang, hiện nay Trung đoàn 877 đang thi đua giành thành tích cao nhất trong việc huấn luyện lực lượng dự bị động viên và chiến sĩ mới. Tuy nhiên hiện nay với điều kiện thực tế mới tái thành lập, trung đoàn hiện đang rất thiếu thốn về nguồn nước sạch phục vụ cho cuộc sống người lính trong trung đoàn. Toàn bộ Trung đoàn quân số khoảng 1000 người nhưng chỉ có một nguồn nước duy nhất là 01 giếng nước trong trung đoàn, do đó việc cung cấp nước là thiếu so với nhu cầu của Trung đoàn 877. Trên địa bàn gần với Trung đoàn 877 có suối Tà Vải, với lưu lượng nước ổn định, tuy nhiên nước suối còn nhiều chất hữu cơ, rác, cây mục nên để có thể khai thác sử dụng thêm làm nước sinh hoạt thì cần phải qua xử lý. Trung đoàn 877 thuộc Bộ Chỉ huy quân sự tỉnh Hà Giang có nguồn cấp nước chủ yếu từ suối Tà Vải. Suối Tà Vải có lưu lượng nước tối thiểu 2m3/s, địa hình dốc. Trường chỉ huy quân sự tỉnh Hà Giang trực thuộc Bộ chỉ huy quân sự tỉnh Hà Giang nằm tại phường Ngọc Hà, thị xã Hà Giang. Trường được thành lập với mục đích huấn luyện số lượng chiến sĩ mới hàng năm bổ sung quân số cho tỉnh Hà Giang từ 500 đến 800 chiến sĩ. Sinh hoạt của các học viên ở đây được chính quyền địa phương là Ban chỉ huy quân sự tỉnh Hà Giang và UBND tỉnh rất quan tâm, tuy vậy do điều kiện địa hình đóng quân ở khu vực khó khăn, đời sống của các chiến sĩ còn nhiều vất vả, nhất là nhu cầu về nguồn nước sạch. Cả trường hiện nay chỉ có 1 nguồn nước giếng khoan duy nhất tuy nhiên trữ lượng nước giếng ít và chất lượng nguồn nước kém, nước giếng thường vàng, có mùi hôi tanh nhiều, hơn nữa trữ lượng lại ít nên không đủ nhu cầu sử dụng của đơn vị.
22 Qua đó thấy rõ nguồn nước sạch với một khối lượng ổn định khoảng 50 m3/h là nhu cầu cấp thiết để phục vụ cho sinh hoạt, đời sống hàng ngày cho các chiến sĩ tại Trung đoàn 877 và Trường chỉ huy quân sự tỉnh Hà Giang. Vì vậy việc đánh giá và đề xuất công nghệ xử lý nước phục vụ cho dân sinh và đảm bảo mục tiêu quốc phòng an ninh là nhiệm vụ cần thiết. 2.3. Tổng quan về màng lọc 2.3.1. Khái niệm cơ bản về mànglọc Theo Hiệp hội màng lọc châu Âu (European Membrane Society), màng lọc là pha nằm giữa hai pha cần tách, nó có thể tách riêng rẽ hai pha nhờ tác động thụ động hoặc chủ động lên quá trình vận chuyển chất từ pha này sang pha khác[13]. Về nguyên tắc màng là lớp vật liệu rất mỏng với các tính chất vật lí, hóa học đặc thù cho phép tách chất dưới tác động của một trong các các động lực phù hợp, các động lực này có thể là gradient (chênh lệch) hóa thế (do chênh lệch nồng độ hoặc áp suất) hoặc chênh lệch điện thế giữa hai bên màng. Xử lí nước về nguyên tắc là phải loại bỏ tạp chất ra khỏi nước, kĩ thuật lọc màng như đã nêu có thể không cần sử dụng hóa chất mà có thể loại bỏ tạp chất ra khỏi nước theo nguyên lí cái “rây”, hạt to hơn lỗ rây bị giữ lại, hạt nhỏ hơn lỗ rây sẽ lọt qua, nếu mắt rây đủ nhỏ các hạt tạp chất nhỏ nhất trong nước là các ion cũng bị chặn lại, chỉ có nước sạch đi qua, đó chính là trường hợp lọc RO 2.3.2. Phân loại màng lọc. Màng lọc được phân loại theo nhiều cách: Theo kích thước khe hở, đường kính lỗ lọc ta có màng MF, UF, NF và RO, cách phân loại này cũng là tên các kĩ thuật lọc tương ứng và khả năng tách loại các tạp chất trong nước của mỗi kỹ thuật lọc. Theo vật liệu chế tạo màng ta có các màng vô cơ, kim loại và hữu cơ (polyme).
23 Theo cấu tạo vĩ mô có màng xốp và màng đặc; Ngoài ra còn màng đối xứng và bất đối xứng. Màng xốp là các màng MF, UF có lỗ tương đối lớn, màng đặc là các màng NF và nhất là màng RO, kích thước lỗ ở cấp độ một vài tới dưới 1nm. Màng đối xứng bao gồm màng đặc (không lỗ xốp) và màng xốp; Màng bất đối xứng bao gồm màng phủ lớp da (skinned asymmetric membranes) và màng compozit TFC. Theo động lực lọc ta có màng không áp (màng lọc máu, màng ED, màng lọc dùng hiệu ứng Donnan), màng có áp (MF, UF, NF, RO) 2.3.3. Các loại màng lọc trong xử lí nước Xử lí nước về nguyên tắc là phải loại bỏ tạp chất ra khỏi nước, kĩ thuật lọc màng như đã nêu có thể không cần sử dụng hóa chất mà có thể loại bỏ tạp chất ra khỏi nước theo nguyên lí cái “rây”, hạt to hơn lỗ rây bị giữ lại, hạt nhỏ hơn lỗ rây sẽ lọt qua, nếu mắt rây đủ nhỏ các hạt tạp chất nhỏ nhất trong nước là các ion cũng bị chặn lại, chỉ có nước sạch đi qua, đó chính là trường hợp lọc RO (Hình 2.2). Hình 2.2. Khả năng lọc của các kĩ thuật lọc màng
24 Hình 2.2 cho ta bức tranh so sánh kích thước các hạt tạp chất có trong nước và khả năng lọc của các kĩ thật lọc khác nhau. Có rất nhiều loại màng lọc khác nhau với khả năng khác nhau; trong xử lí nước chúng ta sẽ đề cập chi tiết đến 4 loại màng lọc là MF, NF, UF và nhất là RO. Chúng đều là các loại màng với động lực là áp suất. Về nguyên tắc, lọc càng tinh thì yêu cầu về áp suất để bơm nước qua màng càng cao, khi đó chi phí năng lượng càng lớn. Tùy vào chất lượng, lưu lượng, chất lượng nước đầu vào, yêu cầu của sản phẩm ra (dòng thấm qua) và giá thành mà ta sẽ chọn tổ hợp các kĩ thuật xử lí và màng cho phù hợp. Hình 2.3. Vùng làm việc của các kĩ thuật lọc và lọc màng Về khía cạnh kĩ thuật lọc các loại màng trên đều cần áp lực, màng lọc càng tinh (kích thước lỗ càng nhỏ) thì lọc càng được nhiều loại tạp chất, đồng thời cần áp lực lọc càng cao (Bảng 2.2).
25 Bảng 2.2. Kích thước hạt lọc được và áp suất lọc Áp suất lọc Kích thước lọc MWCO Quá trình màng (atm) (μm)* (Kilo dalton) RO– Lọc nước biển > 54,4–68,0 0,0001–0,003 RO – Lọc nước thải 20,4–40,8 0,2-2 RO – Lọc nước tinh khiết 13,6–23,8 RO – Lọc gia đình 3,4 NF 6,8–13,6 0,0005–0,007 2-20 UF 1,7–10,2 0,002–0,05 20-150 MF (lọc xuyên qua) 0,7–1,7 0,05–1,5 100-500K *[17]; [14] Theo bài giảng về kĩ thuật màng của Trường tổng hợp kĩ thuật Berlin [12] các thông số kĩ thuật của màng có khác nhau đôi chút, kể cả về các khái niệm như kích thước lỗ, điều này cần lưu ý khi sử dụng thông tin từ các tài liệu tham khảo (Bảng 2.3). Bảng 2.3. Các quá trình lọc màng với động lực là áp suất (màng áp lực) Khả năng Loại Kích thước Tổn thất Nguyên lí thấm riêng, Ứng dụng màng lỗ, nm áp ∆p, bar lọc L/(m²h bar) MF 50 – 5000 0,1 – 2 > 50 Rây qua lỗ Loại bỏ cặn lơ lửng UF 2 – 200 1 – 5 10 – 50 Rây qua lỗ Cô đặc, làm sạch các chất phân tử lượng cao, lọc nước NF 1 – 2 5 – 20 1,4 – 12 Lỗ nano Cô đặc, làm sạch các chất phân tử lượng cao, lọc nước RO 10 – 100 0,05 – 1,4 Kueechs tán Cô đặc, lọc muối
26 2.3.4. Màng siêu lọc UF(Ultra Filtration) Màng lọc UF (Ultra Filtration) là màng siêu lọc sợi rỗng thẩm thấu, mỗi sợi màng có dạng hình ống, màu trắng, khi lọc cho phép nước đi từ ngoài vào trong lòng ống nhờ áp lực dòng chảy của nước, khi ta bịt một đầu ống lại hoặc uốn ống theo hình chữ (U). Dưới áp lực dòng chảy của nước sẽ thấm qua các mao dẫn có kích thước khoảng từ 0,1~0,001 micromet (µm). Với kích thước từ 0,1~0,001 micron (µm) màng lọc UF có thể lọc sạch các tạp chất có kích thước nhỏ hơn cả vi khuẩn, loại bỏ dầu, mỡ, hydroxit kim loại, chất keo, nhũ tương, chất rắn lơ lửng,và hầu hết các phân tử lớn từ nước và các dung dịch khác như (phấn hoa, tảo, kí sinh trùng, virut, và vi trùng gây bệnh ) và đặc biệt là có thể triệt tiêu được vi khuẩn tới 99.9% dường như không còn vi khuẩn. Các phân tử có kích thước lớn hơn như các loại tạp chất, virus, vi khuẩn sẽ bị giữ lại và thải xả ra ngoài. Qua tất cả các bước lọc khắt khe nhất từ các lõi lọc, cấp lọc và màng siêu lọc UF đã cho ra một nguồn nước siêu tinh khiết. Cấu tạo của mảng lọc UF loại các tạp chất không thấm qua màng sẽ được giữ lại bên ngoai màng lọc trong lòng ống và được tống ra ngoài khi mở đầu bịt của ống ra. Điều này cho phép tạo khả năng tự xả bẩn của màng UF bằng cách lắp van tự động xả thải theo thời gian làm việc của màng. Công nghệ siêu lọc (UF) dùng áp suất thấp để loại bỏ những phân tử có kích thuớc lớn ra khỏi nguồn nước. Dưới một áp suất 1.5~3kgf/cm², nước tinh, muối khoáng và các phân tử ion nhỏ hơn lỗ lọc (0.1- 0.001 micron) sẽ “ đi ” qua màng dễ dàng để tạo ra một nguồn nước tinh khiết . Công nghệ màng siêu lọc UF để xử lý nước cấp và nước thải, việc áp dụng màng lọc siêu lọc (UF) được nghiên cứu rộng rãi. Màng UF có lỗ chân lông 0,01 – 0,02 mm. Hiện nay theo xu thế phát triển công nghệ mới, màng siêu lọc (UF) là công nghệ lọc cung cấp một giải pháp hợp lý cho các dây chuyền sản xuất thực phẩm và đồ uống, cung cấp nguồn nước ăn uống hàng
27 ngày vô hạn cho người dùng. Chất lượng nước rất cao sau khi lọc qua màng UF dùng cho việc sản xuất nước khoáng, nước hoa quả, nước tăng lực. Vậy nên, học viên đã đề xuất áp dụng màng siêu lọc (UF) trong giải pháp để giải quyết vấn đề về xử lý nước suối Tà Vải.
28 PHẦN 3 ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 3.1. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 3.1.1. Đối tượng nghiên cứu - Hiện trạng nước suối Tà Vải khu vực tỉnh Hà Giang - Nghiên cứu màng lọc UF để xây dựng mô hình công nghệ xử lý. 3.1.2. Phạm vi nghiên cứu - Phạm vi nghiên cứu: Nghiên cứu ứng dụng công nghệ xử lý nước sông suối bằng màng lọc UF(Utrafiltration) để cấp cho sinh hoạt, ứng dụng tại Trung Đoàn quân đội 877 – Bộ Chỉ Huy quân Sự Tỉnh Hà Giang 3.2. Địa điểm và thời gian nghiên cứ - Địa điểm nghiên cứu: Trung Đoàn quân đội 877 – Bộ Chỉ huy quân Sự tỉnh Hà Giang - Thời gian nghiên cứu : từ 7/2017 – 12/2017 3.3. Nội dung nghiên cứu + Sơ lược về điều kiện tự nhiên kinh tế xã hội tỉnh Hà Giang và khu vực suối Tà Vải. Hiện trạng chất lượng nước suối Tà Vải tỉnh Hà Giang Nghiên cứu sử dụng màng lọc UF(Utrafiltration) để xử lý nước sông suối 3.4. Phương pháp nghiên cứu 3.4.1. Phương pháp thu thập, kế thừa số liệu thứ cấp - Thu thập các số liệu về tự nhiên, kinh tế – xã hội về tỉnh Hà Giang. - Tìm và thu thập các công nghệ sản xuất, công nghệ xử lý nước cấp cho sinh hoạt trên mạng internet, tài liệu giáo trình, bài giảng. - Đề tài kế thừa kết quả đã đạt được của các chuyên đề trong đề tài “ Nghiên cứu ứng dụng công nghệ màng lọc kết hợp với vật liệu đa năng để xử
29 lý nước suối vùng biên giới Tây Bắc để cấp nước cho sinh hoạt” mã số KHCN-TB/13-18, chương trình Khoa học và Công nghệ trọng điểm cấp nhà nước giai đoạn 2013-2018 “Khoa học và Công nghệ phục vụ phát triển bền vững cùng Tây Bắc”. - Nghiên cứu các văn bản pháp luật về môi trường và tài nguyên nước. 3.4.2. Phương pháp điều tra, khảo sát thực địa Phục vụ cho nội dung nghiên cứu đánh giá thực trạng, dự báo và đưa ra mô hình ô nhiễm chất lượng nước suối Tà Vải. 3.4.3. Phương pháp lấy mẫu và phân tích Địa điểm và thời gian lấy mẫu: Tiến hành lấy mẫu 3 thời điểm, mỗi thời điểm lấy 02 mẫu. TT Thời Gian Tên điểm quan trắc 1 05/10/2017 Nước sau xử lý qua màng UF 2 07/10/2017 Nước sau xử lý qua màng UF 3 09/10/2017 Nước sau xử lý qua màng UF b, Phương pháp bảo quản mẫu: Theo TCVN 5993-1995 Mẫu được bảo quản theo TCVN 5993-1995. Toàn bộ thuốc thử hóa chất bảo quản mẫu phải đạt độ tinh khiết phân tích hoặc tốt hơn và được ghi chép dán nhãn rõ ràng dùng cho loại mẫu nào khi ra hiện trường để tránh sự nhầm lẫn. Khi mang mẫu về phòng thí nghiệm nếu không thể phân tích ngay thì cần bảo quản mẫu trong điều kiện tránh sự nhiễm bẩn từ bên ngoài cũng như bất kỳ sự thay đổi nào về hàm lượng của chất cần xác định. Mẫu cần được bảo quản lạnh và tối thiểu ở nhiệt độ từ 2 - 50C. Nếu bảo quản lâu hơn phải giữ ở nhiệt độ - 200C, trước khi phân tích phải để mẫu tan hết đá, bảo đảm tính đồng nhất của mẫu, mẫu cần được mã hóa và nhận dạng để tránh nhầm lẫn.
30 3.4.4. Phương pháp phân tích mẫu nước Phương pháp phân tích xác định các thông số chất lượng nước mặt thực hiện theo hướng dẫn của các tiêu chuẩn quốc gia hoặc tiêu chuẩn phân tích tương ứng của các tổ chức quốc tế : - TCVN 6492-1999 ( ISO 10523-1994 ) – Chất lượng nước – Xác định pH - TCVN 6624-2000 ( ISO 11923-1997 ) – Chất lượng nước – Xác định chất rắn lơ lửng bằng cách lọc qua sợi lọc thủy tinh - TCVN 5988-1995 ( ISO 6332-1988 ) – Chất lượng nước – Xác định sắt bằng phương pháp trắc phổ dùng thuốc thử 1,10 – phenantrolin. - TCVN 6193-1996 (ISO 8288-1986 ) – Chất lượng nước – Xác định coban, niken, đồng, kẽm, cadimi và chì. Phương pháp trắc phổ hấp thụ nguyên tử ngọn lửa - TCVN 6187-1-1996 (ISO 9308-1-1990 ) – Chất lượng nước – Pháp hiện và đếm vi khuẩn coliform. Phương pháp màng lọc. Mẫu nước được phân tích tại phòng phân tích môi trường – Viện kỹ thuật và công nghệ môi trường 3.4.5. Phương pháp phân tích tổng hợp số liệu Trên cơ sở những tài liệu thu thập được ta tiến hành phân tích, chọn lọc, tổng hợp nên những số liệu cần thiết, hợp lí có cơ sở khoa học. Số liệu được xử lý trên phần mềm Word và excel, được thể hiện qua bảng biểu
31 PHẦN 4 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 4.1. Điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội tỉnh Hà Giang 4.1.1. Điều kiện tự nhiên 4.1.1.1. Vị trí địa lý Hình 4.1: Bản đồ hành chính tỉnh Hà Giang
32 Hà Giang là một tỉnh miền núi biên giới ở phía Bắc của Tổ quốc, có vị trí chiến lược đặc biệt quan trọng. Hà Giang có diện tích tự nhiên là 7.945,8 km2. Tại điểm cực bắc của lãnh thổ Hà Giang, cũng là điểm cực bắc của Tổ quốc, có vĩ độ 23013'00"; điểm cực tây, có kinh độ 104024'05"; mỏm cực đông có kinh độ 105030'04". - Phía Bắc và phía Tây của tỉnh có đường biên giới giáp với nước Cộng hòa Nhân Dân Trung Hoa (châu tự trị dân tộc Choang và Miêu Văn Sơn thuộc tỉnh Vân Nam và địa cấp thị Bách Sắc thuộc tỉnh Quảng Tây) dài 274 km. - Phía Tây và Nam của tỉnh giáp tỉnh Lào Cai và Yên Bái. - Phía Đông tỉnh Hà Giang giáp tỉnh Cao Bằng, phía Nam giáp tỉnh Tuyên Quang. Hà Giang cách thủ đô Hà Nội 320 km về phía Bắc theo quốc lộ 2 [5]. 4.1.1.2. Địa hình, địa mạo Do cấu tạo địa hình phức tạp, thiên nhiên tạo ra và ưu đãi cho Hà Giang một nguồn tiềm năng to lớn về khí hậu, đất đai, tài nguyên và khoáng sản, Từ những đặc điểm khí hậu, thổ nhưỡng, địa hình Hà Giang được chia thành ba vùng với những điều kiện tự nhiên, kinh tế và xã hội khác biệt, mỗi vùng có tiềm năng và thế mạnh riêng đó là: - Vùng I: Là vùng cao núi đá phía Bắc gồm 4 huyện: Đồng Văn, Mèo Vạc, Yên Minh và Quản Bạ. Diện tích toàn vùng là 2.352,7 km2, dân số trên 20 vạn người chiếm xấp xỉ 34,3% dân số toàn tỉnh. Do điều kiện khí hậu rét đậm về mùa đông, mát mẻ về mùa hè nên rất thích hợp với việc phát triển các loại cây ôn đới như cây dược liệu thảo quả, đỗ trọng; Cây ăn quả như mận, đào, lê, táo Cây lương thực chính ở vùng này là cây ngô. Chăn nuôi chủ yếu là bò, dê, ngựa và nuôi ong. Những giống gia súc trên đây là giống riêng của vùng ôn đới, có đặc điểm to hơn và chịu được rét đến cả độ âm. Đàn ong ở đây chủ yếu chỉ phát triển vụ hè - thu với 2 loại hoa chính là hoa ngô và hoa bạc hà. Mật ong hoa bạc hà là thứ mật ong đặc biệt có giá trị trong việc chữa bệnh và bồi dưỡng sức khoẻ [5].
33 - Vùng II: Là vùng cao núi đất phía tây gồm các huyện Hoàng Su Phì và Xín Mần. Diện tích tự nhiên 1.211,3 km2, dân số chiếm 15,9%. Điều kiện tự nhiên vùng này thích hợp cho việc phát triển cây trẩu và cây thông lấy nhựa. Cây lương thực chính vùng này là lúa nước và ngô. Chăn nuôi chủ yếu là trâu, ngựa, dê và các loại gia cầm.Vùng này là vùng đất của chè Shan tuyết và chủ nhân lâu đời của nó là người Dao - Một dân tộc có kinh nghiệm trồng và chăm sóc cây chè núi lâu đời [5]. - Vùng III: Là vùng núi thấp gồm các huyện: Bắc Quang, Vị Xuyên, Bắc Mê, Quang Bình và thị xã Hà Giang là vùng trọng điểm kinh tế của Hà Giang. Diện tích tự nhiên 4.320,3 km2, dân số chiếm 49,8%. Điều kiện tự nhiên thích hợp với các loại cây nhiệt đới, thuận lợi cho việc phát triển nghề rừng, trồng các loại cây nguyên liệu giấy như bồ đề, mỡ, thông và đây cũng là vùng tre, nứa, vầu, luồng lớn nhất trong tỉnh Ngoài ra đây còn là vùng trồng các loại cây ăn quả có múi như cam, quýt, chanh [5]. 4.1.1.3. Khí hậu Nằm trong vùng núi Việt Bắc - Hoàng Liên Sơn của Việt Nam, với cánh cung Ngân Sơn nằm chắn ở phía Đông và dãy Hoàng Liên Sơn ở phía Tây, tỉnh Hà Giang có địa hình chia cắt rất phức tạp với nhiều dãy núi cao trên 1.500m ở phía Tây Bắc, trong đó núi Chiêu Lầu Thi cao tới 2.383m. Tỉnh Hà Giang thường tiếp nhận không khí lạnh thổi quặt từ đồng bằng và vùng núi Đông Bắc tới, đã bị biến tính thêm một phần, nên không đem lại những nhiệt độ quá thấp như ở vùng núi Đông Bắc. Tuy nhiên, do ảnh hưởng của độ cao địa hình ở đây vẫn quan trắc được những giá trị rất thấp của nhiệt độ tới -5,60C ở Phó Bảng trên độ cao 1.400m. Do vị trí địa lý và điều kiện địa hình, cũng như toàn vùng núi Việt Bắc – Hoàng Liên Sơn, ở tỉnh Hà Giang hầu như quanh năm duy trì một tình trạng ẩm ướt cao, gần như mất hẳn thời kỳ khô hanh đầu mùa đông tiêu biểu của miền khí hậu phía Bắc, độ ẩm trung bình thường xuyên ở mức 80-87%.
34 Lượng mưa năm dao động trong phạm vi rộng, từ 1.031mm ở xã Thượng Phùng huyện Mèo Vạc đến 4.721mm ở Bắc Quang và 4.846mm ở Quảng Ngần huyện Vị Xuyên, phụ thuộc vào sự phân bố của các hướng núi so với hướng gió mùa hoạt động trong vùng. Ở Hà Giang đã hình thành tâm mưa lớn nhất toàn quốc là Bắc Quang – Vị Xuyên đạt 4.700 - 4.800mm, do vào mùa hạ không khí ẩm hướng Đông Nam dễ dàng tràn qua đồng bằng xâm nhập sâu vào các thung lũng đem lại lượng mưa rất lớn trên sườn núi cao dãy Tây Côn Lĩnh. Tỉnh Hà Giang ít chịu ảnh hưởng của bão, nhưng có khá nhiều dông; mưa đá và sương muối hay gặp ở những vùng núi cao. Khí hậu tỉnh Hà Giang phân hóa rất mạnh không những phụ thuộc vào độ cao địa hình, mà còn vào hướng và dạng địa hình (trong báo cáo này đã sử dụng số liệu khí hậu có độ dài chuỗi 35-50 năm và được cập nhật đến năm 2013 của 5 trạm khí tượng và 32 trạm đo mưa có trên lãnh thổ của tỉnh). 4.1.1.4. Chế độ bức xạ, nắng, gió, mây Lượng bức xạ tổng cộng năm đạt khoảng 100-120kcal/cm2/năm. Vào thời kỳ (5-10) lượng bức xạ đều lớn hơn 10kcal/cm2/tháng và đạt giá trị lớn nhất vào tháng 6-7 (13-14,5kcal/cm2/tháng). Lượng bức xạ đạt trị số thấp nhất là 5,1-5,6kcal/cm2/tháng vào hai tháng 1-2. Số giờ nắng trung bình năm dao động trong khoảng 1.400-1.710 giờ nắng. Nếu coi mùa nắng là thời kỳ có trên 100 giờ/tháng, thì ở Hà Giang mùa nắng kéo dài 8-10 tháng (4-11 hoặc 3-12). Tháng 7-8 có nhiều nắng nhất, đạt 165-190 giờ/tháng; khu vực vùng núi cao tháng 4-5 có nhiều nắng nhất, đạt 150-155 giờ/tháng. Tháng 1 có ít nắng nhất, đạt khoảng 58-88 giờ/tháng. Chế độ gió tỉnh Hà Giang nhìn chung phụ thuộc vào đặc điểm địa hình địa phương. Ở những vùng núi cao phía sườn đón gió, hướng gió thịnh hành trùng với hướng hoàn lưu gió mùa trong khu vực; còn trong các thung lũng gió thổi theo hướng thung lũng. Ví dụ, ở trạm Hà Giang nằm trong thung lũng sông Lô có hướng Tây Bắc – Đông Nam, nên hướng gió thịnh hành quanh
35 năm là Đông Nam với tần suất đạt 13-36% và hướng Nam với tần suất dao động trong khoảng 9-18%; và phần trăm lặng gió đạt giá trị lớn, quanh năm dao động trong khoảng 36-59%. Tốc độ gió trung bình năm nhìn chung không lớn, đạt trên dưới 1m/s trong các thung lũng khuất kín; có thể lớn hơn ở vùng núi cao và phía sườn đón gió. Tốc độ gió mạnh nhất của tất cả các tháng trong năm đều lớn hơn 12m/s, giá trị lớn nhất có thể lớn hơn 30m/s, thậm chí đạt tới 40-45m/s vào các tháng 4-6. Do độ cao địa hình dao động trong phạm vi lớn, từ khoảng vài chục mét trong thung lũng sông Lô ở phía Đông Nam của tỉnh đến 2.383m ở đỉnh núi Chiêu Lầu Thi cao nhất tỉnh Hà Giang, nên nhiệt độ trung bình năm đạt khoảng 22- 230C ở vùng thấp dưới 300m, giảm xuống dưới 150C ở vùng núi cao trên 1.550-1.600m. Ở những vùng thấp dưới 300m, chế độ nhiệt phân hóa ra hai mùa nóng và lạnh rõ rệt; mùa nóng dài 5 tháng (5-9), còn mùa lạnh dài 3-5 tháng (11-3) trong đó có 3 tháng (12-2) có nhiệt độ trung bình <180C . Càng lên cao độ dài mùa nóng càng giảm, đến độ cao trên 700m không còn mùa nóng nữa; còn độ dài mùa lạnh càng tăng và kéo dài quanh năm ở vùng núi cao trên 1.600m. 4.1.1.5. Chế độ Mưa, Độ ẩm a. Lượng mưa Tỉnh Hà Giang có chế độ mưa từ ít đến rất nhiều, với tổng lượng mưa năm dao động trong khoảng 1.031-4.846mm. Trên hơn nửa lãnh thổ có chế độ mưa nhiều đến rất nhiều, với lượng mưa đạt trên 2.000mm/năm. Mùa mưa chủ yếu kéo dài 6-7 tháng (4 - 10), với lượng mưa chiếm 83- 91% tổng lượng mưa năm. Ở những khu vực mưa rất nhiều, mùa mưa có thể kéo dài tới 8 tháng (4-11) với lượng mưa đạt tới 93-94% tổng lượng mưa năm. Còn ở những khu vực mưa ít, mùa mưa chỉ kéo dài khoảng 5 tháng (5-9) với lượng mưa chiếm khoảng 78-81% tổng lượng mưa năm. Ba tháng (6-8, có
36 nơi 5-7) có lượng mưa lớn nhất, chiếm 47-62% tổng lượng mưa năm. Tháng 7 hoặc 8 có lượng mưa lớn nhất, đạt 200-340mm ở khu vực mưa ít; 300-600mm ở khu vực mưa vừa đến rất nhiều; thậm chí đạt tới 800-970mm ở tâm mưa lớn nhất toàn quốc Bắc Quang - Vị Xuyên. Ở vùng mưa ít mùa khô (lượng mưa <50mm/tháng) dài 5 tháng vào thời kỳ (11-3), trong đó có 3 tháng hạn (lượng mưa <25mm/tháng) vào thời kỳ (7-2) nhưng không có tháng kiệt (lượng mưa ≤5mm/tháng). Ở vùng mưa vừa và nhiều, mùa khô dài 2-4 tháng, trong đó có 0-3 tháng hạn. Còn ở khu vực mưa rất nhiều mùa khô rất ngắn, thường chỉ kéo dài 0-2 tháng, và hầu như không có tháng hạn. Tháng 12 hoặc tháng 1 có lượng mưa thấp nhất, thường đạt dưới 25mm; cá biệt ở những tâm mưa rất lớn như Bắc Quang có thể đạt tới 50-70mm. Lượng mưa ngày lớn nhất thường lớn hơn 100mm vào thời kỳ (5-9) ở những vùng mưa ít và vừa, gần như quanh năm (3-12) ở những vùng mưa nhiều và rất nhiều. Lượng mưa ngày lớn nhất có thể đạt tới 427mm/ngày vào tháng 6 ở Bắc Quang; đạt 687,8mm/ngày vào tháng 6 ở Hà Giang. Lượng mưa năm biến động không nhiều với hệ số biến động Cv dao động trong khoảng 0,124-0,335. Tính trung bình lượng mưa hàng năm dao động xung quanh trị số trung bình nhiều năm khoảng 12-34%. Lượng mưa tháng biến động mạnh hơn lượng mưa năm nhiều. Vào thời kỳ giữa mùa mưa (6-8) hệ số biến động Cv của lượng mưa thường dao động trong khoảng 0,291-0,556, trong khi vào mùa khô hệ số Cv thường đạt trên dưới 1,0 thậm chí có thể đạt tới 1,435 vào tháng 12 ở Đồng Văn. b. Số ngày mưa Trên đại bộ phận lãnh thổ, số ngày mưa năm dao động trong khoảng 140–180 ngày. Trong mùa mưa thường có trên 10 ngày/tháng. Ba tháng mưa lớn nhất (6-8) có nhiều ngày mưa nhất, tới 19-26 ngày/tháng. Tháng 12 hoặc I có ít ngày mưa nhất, chỉ có khoảng 4-8 ngày/tháng. Ở tâm mưa lớn nhất toàn
37 quốc Bắc Quang số ngày mưa năm có thể đạt tới 210 ngày và quanh năm có từ 12 ngày mưa/tháng trở lên; ba tháng mưa nhiều nhất (6-8) có khoảng 21-26 ngày mưa/tháng. c. Độ ẩm tương đối Độ ẩm tương đối trung bình năm khá cao, đạt 84-86% trên phần lớn lãnh thổ của tỉnh; chỉ đạt 80% ở trong các thung lũng khuất kín sau những dãy núi cao. Nhìn chung, độ ẩm tương đối trung bình ít thay đổi trong năm, tuy nhiên đạt giá trị lớn nhất vào tháng 8 (84-87%) và thấp nhất vào tháng 5 hoặc 4 (76-84%). Độ ẩm tương đối tối thấp trung bình năm dao động trong khoảng 58- 66%. Các giá trị độ ẩm tương đối tối thấp tuyệt đối hầu như quanh năm đều ≤40%. Giá trị độ ẩm thấp nhất tuyệt đối đã từng quan trắc trên lãnh thổ của tỉnh đều ≤11%; đạt giá trị thấp nhất là 5% vào tháng 3 ở Hoàng Su Phì và tháng 1 ở Phó Bảng. d. Lượng bốc thoát hơi tiềm năng PET Lượng bốc hơi PET hàng năm ở khu vực nghiên cứu khá thấp, dao động trong khoảng 920-995mm/năm. Vào mùa hè (5-8) lượng bốc hơi PET lớn hơn 100mm/tháng, đạt giá trị lớn nhất vào tháng 5 là 113-119mm/tháng. Hai tháng giữa mùa đông (12-1) có lượng bốc hơi PET thấp nhất, chỉ đạt 37- 45mm/tháng. e. Chỉ số khô hạn Để đánh giá đầy đủ hơn mức độ khô hạn của lãnh thổ về mặt định lượng chúng tôi đã tính chỉ số khô hạn. Đây là tỷ số giữa lượng bốc hơi PET và lượng mưa. Chỉ số khô hạn trung bình năm ở tỉnh Hà Giang nhìn chung khá thấp, dao dộng trong khoảng 0,2 - 0,6. Như vậy, xét chỉ số khô hạn trung bình năm thì tỉnh Hà Giang khá ẩm. Lượng mưa thu được cả năm thường lớn hơn lượng nước cần phải chi thông qua bốc thoát hơi nhiều lần.
38 Xét chỉ số khô hạn các tháng trong năm thấy có sự phân hóa rõ rệt theo mùa. Thời kỳ đủ ẩm cho cây trồng (chỉ số khô hạn 2,00; và chỉ có khoảng 1 tháng ở những vùng mưa nhiều và rất nhiều. 4.1.1.6. Các hiện tượng thời tiết đặc biệt Nằm trong vùng núi Việt Bắc - Hoàng Liên Sơn, tỉnh Hà Giang chịu nhiều dông và sương muối ở vùng núi cao. Ngoài ra còn xuất hiện các hiện tượng thời tiết đặc biệt như: Mưa đá, sương mù, mưa phùn và khô nóng ở những vùng thấp. a. Dông, lốc và mưa đá Tỉnh Hà Giang có khá nhiều dông. Dông xuất hiện rất nhiều ở những khu vực mưa nhiều và rất nhiều, trung bình mỗi năm có tới 90-100 ngày dông. Trong khi ở những khu vực mưa vừa và ít, dông xuất hiện ít hơn, trung bình có khoảng 60-65 ngày/năm. Dông thường xuất hiện nhiều vào mùa mưa, nhiều nhất vào các tháng 6-8 với khoảng 17-20 ngày/tháng ở những vùng mưa nhiều và rất nhiều; có khoảng 12-14 ngày/tháng ở những khu vực mưa vừa và ít. Cùng với dông ở đây còn xuất hiện lốc. Dông đôi khi còn xuất hiện kèm theo mưa đá tuy nhiên với tần suất thấp. Trên phần lớn lãnh thổ trung bình mỗi năm có thể quan trắc được 0,2-0,3 ngày mưa đá, chủ yếu vào thời kỳ (2-5), có nơi xuất hiện cả vào các tháng 6, 11, 12, 1. Ở vùng núi trung bình và cao mưa đá xuất hiện nhiều hơn, tới 1-2 ngày/năm, vào các tháng 3-5, 8, 11.
39 b. Sương muối Sương muối xuất hiện trên hầu khắp lãnh thổ của tỉnh. Trung bình mỗi năm có dưới 1 ngày sương muối, vào các tháng 7, 1 và 3 ở vùng thấp dưới 600m. Ở những vùng núi cao có rất nhiều sương muối, ở Phó Bảng (1.400m) trung bình mỗi năm có tới 6,6 ngày; vào thời kỳ (11-3). c. Sương mù Sương mù xuất hiện không nhiều ở Hà Giang, trung bình có khoảng 20-50 ngày/năm. Sương mù xuất hiện rải rác trong năm, nhiều nhất vào thời kỳ thu-đông (9-1) với khoảng 2-9 ngày/tháng tùy nơi. d. Mưa phùn Mưa phùn ở Hà Giang không nhiều, trung bình mỗi năm quan trắc được 3-20 ngày ở những vùng thấp dưới 600m, ở những vùng núi cao như Phó Bảng xuất hiện nhiều hơn, khoảng 40-50 ngày/năm. Mưa phùn xuất hiện nhiều nhất vào thời kỳ (12-4), với khoảng 1-10 ngày/tháng tùy nơi. e. Số ngày khô nóng Trung bình mỗi năm có khoảng 10-30 ngày khô nóng ở vùng thấp dưới 300m. Khô nóng xuất hiện nhiều vào mùa hè (5-8), với khoảng 2-7 ngày/tháng. f. Bão Nằm khá sâu và khuất ở trong đất liền nên tỉnh Hà Giang chỉ chịu ảnh hưởng gián tiếp của bão như gây mưa lớn, lũ lụt, lũ quét Trung bình mỗi năm ở khu vực phía Đông Bắc Bộ có 1 - 2 cơn bão ảnh hưởng đến đời sống và sản xuất của người dân trong vùng. Bão thường xuất hiện vào thời kỳ từ tháng 6 đến tháng 9, với khoảng 0,4-0,6 cơn/năm. 4.1.2. Điều kiện kinh tế - xã hội 4.1.2.1. Điều kiện kinh tế 1. Sản xuất Nông lâm nghiệp, nông thôn - Tổng diện tích gieo trồng các loại cây hàng năm vụ xuân ước đạt 101.886 ha, tăng 191 ha so vụ xuân năm trước; diện tích lúa gieo trồng ước
40 đạt gần 9.300 ha, giảm 3,1%; ngô ước đạt 42.689 ha, đạt 80% KH. Sản lượng lương thực có hạt vụ xuân 2016 ước đạt gần 125.651 tấn, tăng 583 tấn so vụ xuân năm trước. Đậu tương đã trồng 7.233 ha; Cây lạc ước đạt 6.096 ha; rau các loại 5.758 ha; đậu các loại 2.258 ha. Triển khai sản xuất vụ mùa kịp thời, đúng thời vụ. - Tình hình thiên tai: Đầu năm thời tiết rét đậm, rét hại đã gây thiệt hại trên 8.510 ha cây trồng, 647 con gia súc. Trong tháng 4, 5 xảy ra 4 đợt mưa giông mạnh kèm mưa đá làm 02 người chết, 06 người bị thương và thiệt hại về tài sản, hoa màu, tổng giá trị thiệt hại 77 tỷ đồng. Ngoài ra, nắng nóng kéo dài đã gây thiệt hại 325,05 ha ngô. Đã hỗ trợ kinh phí khắc phục hậu quả thiên tai 17,3 tỷ đồng [6]. 2. Sản xuất công nghiệp, xây dựng - Giá trị sản xuất công nghiệp theo giá thực tế ước đạt trên 1.632,3 tỷ đồng, đạt 38% kế hoạch. Một số sản phẩm có mức tăng khá như: Quặng sắt và tinh quặng sắt tăng 20,6%; quặng man gan tăng hơn 3 lần; đá xây dựng các loại tăng 9,2%; chè sơ chế tăng 5,3%; bột giấy các loại tăng 28,64%; ván dán tăng hơn 9 lần; gạch xây các loại tăng 5,61%; điện sản xuất tăng 4,8%. - Kế hoạch vốn đầu tư từ NSNN năm 2016 là 2.348,7 tỷ đồng. Tổng giá trị sản xuất xây dựng (theo giá so sánh) ước đạt 1.422 tỷ đồng, tăng 7,01% so với cùng kỳ; giải ngân các nguồn vốn ước đạt 55% KH [6]. 3. Thương mại, dịch vụ, du lịch - Tổng mức lưu chuyển hàng hóa bán lẻ xã hội ước đạt 3.546,5 tỷ đồng, đạt 48,7% kế hoạch và tăng 11,3% so với cùng kỳ. Chỉ số giá tiêu dùng chung toàn tỉnh tháng 6/2016 tăng 0,37% so với tháng trước, tăng 1,05% so với cùng kỳ; tính chung 6 tháng đầu năm tăng 0,69% so với cùng kỳ. - Kim ngạch xuất nhập khẩu, trao đổi hàng hóa qua các cửa khẩu ước đạt 600 triệu USD, vượt 100% so với kế hoạch, tăng 4,73 lần so với cùng kỳ.
41 - Doanh thu từ hoạt động vận tải ước đạt 215,6 tỷ đồng, tăng 2,59% so cùng kỳ. Tổng số thuê bao điện thoại (cố định và di động) đạt trên 535 nghìn thuê bao. Doanh thu từ hoạt động bưu chính,viễn thông ước đạt 62,9 tỷ đồng. - Doanh thu du lịch, dịch vụ du lịch đạt 370,9 tỷ đồng. 6 tháng đầu năm đã có 421,7 nghìn lượt khách du lịch đến Hà Giang, trong đó khách Quốc tế 136,5 nghìn lượt người, khách du lịch nội địa 285,2 nghìn lượt [6]. 4. Tài chính, tín dụng - Tổng thu ngân sách nhà nước đạt 5.228,3 tỷ đồng; trong đó thu ngân sách trên địa bàn 788,4 tỷ đồng, đạt 44,3% KH. Tổng chi ngân sách địa phương ước thực hiện 4.776,2 tỷ đồng, đạt 49% kế hoạch, trong đó: chi đầu tư phát triển 1.460,5 tỷ đồng; chi thường xuyên 3.228,9 tỷ đồng. - Tổng nguồn vốn huy động của các tổ chức tín dụng đến 30/6/2016 ước đạt 13.450 tỷ đồng. Tổng dư nợ ước đạt 13.147 tỷ đồng, tăng 18%, đạt 65,6% KH. Nợ xấu 45 tỷ đồng, chiếm 0,34%/tổng dư nợ [6]. 4.1.2.2 Văn hóa – xã hội - Tổ chức thành công Lễ công nhận tỉnh Hà Giang đạt chuẩn Quốc gia về phổ cập giáo dục mầm non cho trẻ 5 tuổi. Chuẩn bị các điều kiện cho kỳ thi tốt nghiệp THPT Quốc gia năm 2016. Xây dựng các Đề án và tổ chức thực hiện nhiều hoạt động nhằm nâng cao chất lượng giáo dục toàn diện; tiếp tục củng cố và phát triển quy mô mạng lưới trường, lớp. - Thực hiện khám, điều trị cho trên 399 nghìn lượt người. Triển khai tốt các dự án thuộc chương trình y tế, dân số kế hoạch hóa gia đình, phòng chống HIV/AIDS. 6 tháng đầu năm xảy ra 02 vụ ngộ độc thực phẩm với 49 người mắc, không có tử vong. - Tổ chức thành công các hoạt động văn hóa, thể thao, lễ hội mừng Đảng, mừng Xuân và chào mừng các ngày lễ lớn. Thực hiện tốt công tác tuyên truyền bầu cử đại biểu Quốc hội khóa XIV và HĐND các cấp nhiệm kỳ 2016-2021 Triển khai xây dựng Hồ sơ “Tri thức canh tác hốc đá của cư dân cao nguyên đá Hà Giang” trình UNESCO vinh danh.
42 4.2. Hiện trạng nước suối Tà Vải tỉnh Hà Giang 4.2.1. Hiện trạng chất lượng nguồn nước suối Tà Vải Suối Tà Vải là nguồn cung cấp chính cho sinh hoạt cho các doanh trại quân đội Trung đoàn 877 và Trường quân sự thuộc Bộ Chỉ huy quân sự tỉnh Hà Giang. Nước nguồn có thành phần hóa học thay đổi theo mùa, đặc biệt là hàm lượng cặn lơ lửng và chất hữu cơ. Hàm lượng một số kim loại nặng trong nước suối cũng vượt quy định cho phép đối với nước ăn uống, vì vậy khi đánh giá chất lượng nước suối Tà Vải phải áp dụng tiêu chuẩn cho nước sử dụng mục đích sinh hoạt ( QCVN 08:2008/BTNMT cột A1 và A2 ). Để đánh giá hiện trạng nguồn nước suối Tà Vải, tôi đã tiến hành quan trắc nước mặt, bảng 4.1 và 4.2 sẽ cho ta biết được giá trị của các chỉ tiêu ô nhiễm trong mùa mưa và mùa khô.
43 Bảng 4.1: Kết quả phân tích mẫu nước mùa khô – tháng 04/2017 Kết quả QCVN 08- MT:2015/ STT Thông số Đơn vị NM NM NM NM NM NM NM NM NM BTNMT 01 02 03 04 05 06 07 08 09 (Cột A1) 1 pH - 6,88 6,77 7,3 6,8 6,8 6,82 6,9 7,1 6,8 6 - 8,5 2 BOD5 mg/l 8,5 15,5 14,6 12,7 11,3 9,3 9,3 14,7 15,1 4 3 COD mg/l 15 26 23,68 21 24 15,6 19 26,5 27,55 10 4 DO mg/l 7,25 7,64 7,56 7,56 7,25 8,25 6,55 6,86 8,03 ≥ 6 5 TSS mg/l 96 109 101 111,3 84 87 91 94 105,6 20 + 6 Amoni (NH4 tính theo N) mg/l <0,03 <0,03 <0,03 <0,03 <0,03 <0,03 <0,03 <0,03 <0,03 0,3 - mg/l 5,2 3,6 4,9 3,4 5 4,6 4,83 3,9 3,5 2 7 Nitrat (NO3 tính theoN) - 8 Nitrit (NO2 tính theo N) mg/l 0,07 0, 051 0,06 0,05 0,06 0,047 0,064 0,056 0,07 0,05
44 Kết quả QCVN 08- MT:2015/ STT Thông số Đơn vị NM NM NM NM NM NM NM NM NM BTNMT 01 02 03 04 05 06 07 08 09 (Cột A1) 3- 9 Phosphat (PO4 tính theo P) mg/l 0,04 <0,02 <0,02 <0,02 0,04 0,037 0,05 0,04 <0,02 0,1 10 Cu mg/l <0,02 <0,02 <0,02 <0,02 <0,02 <0,02 <0,02 <0,02 <0,02 0,1 11 Mn mg/l 0,27 0,32 0,21 0,31 0,34 0,26 0,31 0,27 0,13 0,1 12 Fe mg/l 0,56 0,64 0,36 0,53 0,54 0,57 0,64 0,49 0,48 0,5 13 Tổng dầu, mỡ mg/l 0,29 0,72 0,52 0,40 0,23 0,27 0,33 0,22 0,67 0,3 MPN/ 14 Coliforms 230 4300 2400 460 230 2100 2400 4300 930 2500 100ml MPN/ 15 E.Coli 7 230 4 9 7 7 4 230 11 20 100ml (Nguồn:Phòng thí nghiệm – Viện Kỹ thuật và Công nghệ môi trường)
45 Chú giải: - NM01: Suối Tà vải, điểm đầu nguồn, gần Trường tiểu học Kim Thạch, Kim Thạch, Vị Xuyên. - NM02:Suối Tà Vải, điểm hợp lưu đầu tiên phía trước đập. - NM03: Nhánh rẽ đầu tiên chảy vào suối Tà Vải - NM04: Suối Tà Vải, giữa đập thủy lợi - NM05: Suối Tả Vải, tại Bản Trang, xã Kim Thạch, huyện Vị Xuyên - NM06: Suối Tả Vải, cửa xả tràn thân đập - NM07: Suối Tà Vải, nhánh suối phía Tây Bắc dòng chính (nhánh thứ 2). - NM08: Suối Tả Vải, điểm hợp lưu thứ hai trước thân đập - NM09: Tại mương thuỷ lợi sau thân đập. - QCVN 08-MT:2015/BTNMT: Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng nước mặt Nhận xét: Qua kết quả phân tích ở bảng trên cho thấy: các thông số (pH, DO, + 3- NH4 , PO4 , Cu) đều thấp hơn giới hạn tối đa cho phép của QCVN 08- MT:2015/BTNMT - Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước mặt. Tuy nhiên, một vài vị trí thì các thông số Fe (ở mẫu NM01, NM02, NM04, NM05, NM06, NM07, NM08) và tổng dầu mỡ (ở các mẫu NM02, NM03, NM04, NM07), - - BOD5, COD, tổng chất rắn lơ lửng, NO3 , NO2 , Mn và Coliforms, E.coli (tại mẫu NM02, NM08) đều vượt giới hạn tối đa cho phép của quy chuẩn. Đồng thời qua kết quả phân tích ở bảng trên còn cho ta thấy hiện trạng môi trường nước suối Tà Vải đang bị ô nhiễm nặng đặc biệt là nồng độ BOD5, COD cao gây nên hiện tượng phú dưỡng trong nước.
46 Bảng 4.2: Bảng kết quả phân tích mẫu nước mùa mưa – Tháng 07/2017 QCVN Kết quả 08- STT Thông số Đơn vị MT:2015/ NM0 NM01 NM02 NM03 NM05 NM06 NM07 NM08 NM09 BTNMT 4 (Cột A1) 1 pH - 6,95 7,3 7,6 6,85 6,82 6,92 6,79 7,01 6,94 6 - 8,5 2 BOD5 mg/l 14,1 18 26 19 10,5 15 10,3 12,6 12,5 4 3 COD mg/l 26,8 36,8 45,8 33,9 21 25 21 17 27,8 10 4 DO mg/l 7,61 7,75 7,71 7,77 8,25 7,55 6,55 6,75 6,35 ≥ 6 5 TSS mg/l 106 120 125 99 112 102 96 104 110 20 + 6 Amoni (NH4 tính theo N) mg/l <0,03 <0,03 <0,03 <0,03 <0,03 <0,03 <0,03 <0,03 <0,03 0,3 - 7 Nitrat (NO3 tính theoN) mg/l 4,4 2,5 3,1 3,7 4,02 4,93 3,67 3,19 2,45 2 - 8 Nitrit (NO2 tính theo N) mg/l 0,036 0,071 0,04 0,069 0,053 0,047 0,071 0,066 0,059 0,05 3- 9 Phosphat(PO4 tính theo P) mg/l <0,02 <0,02 <0,02 <0,02 0,021 0,03 0,046 0,04 0,06 0,1 10 Cu mg/l <0,02 <0,02 0,024 <0,02 <0,02 <0,02 <0,02 <0,02 <0,02 0,1
47 QCVN Kết quả 08- STT Thông số Đơn vị MT:2015/ NM0 NM01 NM02 NM03 NM05 NM06 NM07 NM08 NM09 BTNMT 4 (Cột A1) 11 Mn mg/l 0,22 0,12 0,37 0,3 0,36 0,41 0,32 0,41 0,42 0,1 12 Fe mg/l 0,53 0,41 0,63 0,41 0,63 0,74 0,58 0,69 0,66 0,5 13 Tổng dầu, mỡ mg/l 0,65 0,6 0,62 0,27 0,51 0,24 0,37 0,22 0,22 0,3 MPN/100 14 Coliforms 930 930 9300 430 2300 2400 970 4300 4300 2500 ml MPN/100 15 E.Coli 4 43 7 4 43 23 23 17 17 20 ml (Nguồn:Phòng thí nghiệm – Viện Kỹ thuật và Công nghệ môi trường)
48 Nhận xét: Kết quả phân tích ở bảng trên vào mùa mưa (tháng 7/2017) cho thấy: các + 3- - thông số (pH, DO, NH4 , PO4 , Cu), Mn (ở mẫu NM04), NO2 (NM01, NM03, NM04), Fe (ở mẫu NM02, NM04) và Tổng dầu mỡ (ở mẫu NM04, NM08, NM09) đều thấp hơn giới hạn tối đa cho phép của QCVN 08- MT:2015/BTNMT quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước mặt. - Ngoài ra, còn các thông số: BOD5, COD, tổng chất rắn lơ lửng, NO3 và Coliforms (ở mẫu NM03, NM08, NM09), E.coli (ở mẫu NM05, NM06, NM07) vượt quá giới hạn tối đa cho phép của QCVN 08-MT:2015/BTNMT quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước mặt. Nhận xét chung: Qua bảng kết quả phân tích mẫu nước suối Tà Vải mùa mưa và mùa khô ta thấy cả hai mùa nước suối Tà Vải đều có hàm lượng các chất hữu cơ, kim loại nặng và chất rắn lơ lửng cao hơn rất nhiều so với giới hạn tối đa cho phép của QCVN 08-MT:2015/BTNMT quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước mặt (áp dụng cột A1 - Nước sử dụng cho mục đích cấp nước sinh hoạt, bảo tồn động thực vật thủy sinh và các mục đích khác ), vậy nguồn nước nơi đây chưa đảm bảo cho việc sử dụng hoạt của người dân 4.3. Nghiên cứu sử dụng màng lọc UF(Utrafiltration) để xử lý nước sông suối 4.3.1. Nghiên cứu và lựa chọn màng lọc. Các yêu cầu tái sử dụng nước thải tạo điều kiện thúc đẩy phát triển các công nghệ xử lý nước bậc cao. Công nghệ màng đã được sử dụng trong việc xử lý nước và nước thải. Tuy nhiên, ban đầu giá thành màng lớn nên không có tính kinh tế trong việc xử lý nước, và chỉ được ứng dụng thích hợp hoặc các trường hợp đặc biệt. Đến những năm 1990 màng lọc được thương mại hóa, nên bắt đầu được sử dụng rộng rãi trong các ứng dụng của tái sử dụng nước thải, và trở thành một kỹ thuật phát triển nhanh nhất trong lĩnh vực xử lý nước. Công nghệ màng lọc ra đời là phương án tối ưu để thay thế cho phương pháp lọc truyền thống. Nhiều nghiên cứu nhằm loại bỏ chất hữu cơ, trong đó sử dụng các màng lọc là phương pháp tốt nhất để loại bỏ chất hữu cơ trong
49 nước, bao gồm: màng lọc MF, màng lọc UF, màng nano, và thẩm thấu ngược. Sử dụng công nghệ màng lọc trong xử lí nước về nguyên tắc là phải loại bỏ tạp chất ra khỏi nước, kĩ thuật lọc màng có thể không cần sử dụng hóa chất mà có thể loại bỏ tạp chất ra khỏi nước theo nguyên lí cái “rây”, hạt to hơn lỗ rây bị giữ lại, hạt nhỏ hơn lỗ rây sẽ lọt qua, nếu mắt rây đủ nhỏ các hạt tạp chất nhỏ nhất trong nước là các ion cũng bị chặn lại, chỉ có nước sạch đi qua. Hình 4.3.1. Sơ đồ vận chuyển các chất trong nước qua màng lọc Qua hình 3.15 cho ta bức tranh so sánh kích thước các hạt tạp chất có trong nước và khả năng lọc của các kỹ thật lọc khác nhau. Có rất nhiều loại màng lọc khác nhau với khả năng khác nhau. Chúng đều là các loại màng với động lực là áp suất. Về nguyên tắc, lọc càng tinh thì yêu cầu về áp suất để bơm nước qua màng càng cao, khi đó chi phí năng lượng càng lớn nên người ta đã nghĩ đến các giải pháp tốn ít năng lượng hơn và thứ tự sắp xếp các loại màng lọc như sau: - Giá thành màng: RO > NF > UF > MF - Áp suất động học: RO > NF > UF > MF Các phương pháp lọc nano (NF) và lọc thẩm thấu ngược (RO) có chi phí đầu tư cũng như vận hành lớn hơn vi lọc (MF) và siêu lọc (UF). Tuy rằng NF và RO có khả năng loại bỏ tạp chất, vi khuẩn, vi rút cao nhưng để xử lý nước suối Tà Vải thành nước sinh hoạt thì phương pháp MF và UF có tính khả thi cao hơn.
50 Hình 4.3.2. Vùng làm việc của các kĩ thuật lọc và lọc màng Về khía cạnh kỹ thuật lọc các loại màng trên đều cần áp lực, màng lọc càng tinh (kích thước lỗ càng nhỏ) thì lọc càng được nhiều loại tạp chất, đồng thời cần áp lực lọc càng cao. Bảng 4.3.1. Các quá trình lọc màng với động lực là áp suất (màng áp lực) Kích Tổn Khả năng Loại Nguyên lí thước lỗ, thất áp thấm riêng, Ứng dụng màng lọc nm ∆p, bar L/(m²h bar) Loại bỏ cặn lơ MF 50 – 5000 0,1 – 2 > 50 Rây qua lỗ lửng Cô đặc, làm sạch các chất UF 2 – 200 1 – 5 10 – 50 Rây qua lỗ phân tử lượng cao, lọc nước
51 Bảng 4.3.2. Kích thước mao quản và áp suất làm việc một số quá trình màng. Kích Áp suất Loại màng thước lỗ động lực Các ứng dụng đặc trưng [μm] [bar] Vi lọc 10 - 0,05 0,1 – 2 Phân tách các chất dạng keo (Microfiltration) và các hạt Siêu lọc 0,05 – 1 – 10 Phân tách các chất có khối (Utrafiltration) 0,002 lượng phân tử lớn Do các màng có kích thước lỗ màng và lực điều khiển quá trình hoạt động khác nhau mà dải kích thước áp dụng và loại bỏ các chất khác nhau. Thông thường màng lọc được phân loại theo kích thước lỗ màng. Màng lọc MF có kích thước lỗ khoảng 0,1 - 1µm, màng UF là 0,001 – 0,1µm, còn màng NF và RO có kích thước lỗ nhỏ hơn rất nhiều so với MF và UF. Do đó, quá trình MF và UF có thể có độ thấm cao hơn với áp suất sử dụng nhỏ hơn so với quá trình NF và RO. Hơn nữa, với cơ chế tách loại, màng áp suất thấp (MF và UF) có thể hình dung như một cái rây lọc nên dẫn đến lỗ rỗng lớn hơn, trong khi màng lọc áp suất cao (NF và RO) không đơn thuần chỉ phân loại dựa theo kích thước lỗ màng mà đánh giá dựa trên độ hòa tan và khuếch tán của chất cần lọc. Trong bốn loại màng lọc phổ biến MF, UF, NO và RO được áp dụng khá rộng rãi với một số tính năng ưu biệt như tiết kiệm năng lượng, không tồn tại nước thải của quá trính lọc, và đảm bảo được chất lượng nước đầu ra cũng như quá trình vận hành bảo dưỡng đơn giản. Thì màng lọc MF và UF thích hợp sử dụng với các vùng địa lý đặc biệt như biên giới, vùng núi nhằm đáp ứng được các nhu cầu sử dụng nước cũng như những vấn đề thiếu thốn về năng lượng. Bên cạnh đó NF, và RO có khả năng loại bỏ tạp chất, vi khuẩn vi rút cao
52 Kết luận : Để xử lý nước suối Tà Vải thành nước sinh hoạt thì phương pháp UF có tính khả thi cao hơn. Vì vậy, qua quá trình nghiên cứu về màng lọc, học viên đã đề xuất sử dụng công nghệ màng lọc UF để xử lý nước suối Tà Vải thành nước sinh hoạt. 4.3.2. Kết quả sau khi xử lý nước bằng màng lọc UF(Utrafiltration) Công nghệ màng siêu lọc UF để cấp nước và xử lý nước nước thải, việc áp dụng màng lọc siêu lọc (UF) được nghiên cứu rộng rãi với mục tiêu trên và đã đạt được nhiều thành tựu quan trọng tại các nước như Mỹ, Nhật .UF có lỗ chân lông 0,01 – 0,02 mm. Hiện nay theo xu thế phát triển công nghệ mới, màng siêu lọc (UF) là công nghệ lọc cung cấp một giải pháp hợp lý cho các dây chuyền sản xuất thực phẩm và đồ uống, cung cấp nguồn nước ăn uống hàng ngày vô hạn cho người dùng. Chất lượng nước rất cao sau khi lọc qua màng UF dùng cho việc sản xuất nước khoáng, nước hoa quả, nước tăng lực. Vậy nên, các nhà khoa học đã đề xuất áp dụng màng siêu lọc (UF) trong giải pháp để giải quyết vấn đề về nước sạch. Sau này, màng siêu lọc (UF) đã kế thừa và được cải tiến thêm nhiều lần, với nhiều chất liệu vượt trội từ các loại màng thế hệ trước. Hàng loạt ngành công nghiệp đã hưởng lợi từ công nghệ này. Người ta ứng dụng màng lọc UF từ ngành sản xuất thực phẩm, dược phẩm, cho tới thu hồi kim loại quý và tái chế nước thải. Bảng 4.3.3. Chất lượng nước sau khi lọc bằng màng UF Thông số so sánh Trước xử lý Sau xử lý Độ đục (NTU) 10,2 0,2 Volatile Phenolic Compound (mg/L) 0,018 < 0,002 CODcr (mg/L) 3,46 1,46 Chloroform (mg/L) 347 4.5 Tổng số khuẩn Intestinal Coliform (cfu/mL) 350 0 Tổng số khuẩn Fecal Coliform (cfu/L) 350 0
53 Mô tả dây chuyền công nghệ Dây chuyền công nghệ được lựa chọn: NƯỚC BẬC I. VẬT LIỆU BẬC II. MÀNG UF LỌC ODM 2F SÔNG SUỐI CẤP NƯỚC SỬ DỤNG Hình 4.3.3. Mô hình dây chuyền công nghệ xử lý nước sông suối bằng màng lọc UF Công suất của mô hình thử nghiệm: 1m3/h tương ứng 24m3/ngày đêm
54 1. Nước từ sông suối được bơm cấp lên “Mô hình lọc bằng vật liệu zeolit- điatomit ODM2F”. Sau mô hình lọc, nước chảy vào bồn chứa nước trước khi qua bậc II xử lý bằng màng lọc 2. Sử dụng bơm lọc hút nước từ bồn chứa “nước sau xử lý bậc I bằng vật liệu lọc ODM2F” đẩy qua 3 màng lọc UF vào bồn chứa “Nước sau xử lý bậc II bằng màng lọc UF”. Sau đó đó nước được cấp đi sử dụng với mục đích ăn uống, sinh hoạt. Tại hệ thống UF toàn bộ cặn lơ lửng sẽ bị loại bỏ tại giai đoạn này, đạt tiêu chuẩn nước uống theo QCVN 02:2009/BYT- Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng nước sinh hoạt 4.3.4. Kết quả thử nghiệm: Tiến hành lấy mẫu 3 thời điểm, mỗi thời điểm lấy 02 mẫu. Kết quả mẫu nước đầu ra của mô hình thử nghiệm được thể hiện trong bảng sau:
55 Lần 1: Kết quả QCVN 02:2009/ TT Chỉ tiêu Đơn vị Phương pháp phân tích BYT M 01 M 02 (GHTĐCP I) 1 Màu sắc(c) TCU TCVN 6185-1996 7 5 15 Không có Không có 2 Mùi vị - Cảm quan Không có mùi lạ mùi lạ mùi lạ 3 Độ đục(b) NTU SWEWW 2130B:2012 1 2 5 4 Clo dư(b) mg/l TCVN 6225-3:2011 0,32 0,34 0,3 – 0,5 5 pH(b) - TCVN 6492:2011 7,0 7,1 6,0 – 8,5 + (b) 6 Amoni (NH4 tính theo N) mg/l US EPA Method 350.2 <0,03 <0,03 3 7 Fe tổng(a, b) mg/l TCVN 6177:1996 <0,03 <0,03 0,5 8 Chỉ số pecmanganat(b) mg/l TCVN 6186:1996 0,65 0,54 4 (a, b) 9 Độ cứng CaCO3 mg/l TCVN 6224-1996 74,10 73,28 350 10 Clorua (Cl-)(a,b) mg/l TCVN 6194:1996 9,83 8,86 300 11 Florua (F-)(c) mg/l SMEWW 4500 - F-.B&D:2012 <0,05 <0,05 1,5 12 Asen(c) mg/l ISO 15586:2003 <0,002 <0,002 0,01 13 Coliform(b) MNP/ 100ml TCVN 6187-1:2009 13 14 50 14 E.coli(b) MNP/ 100ml TCVN 6187-1:2009 0 0 0
56 Lần 2: Kết quả QCVN 02:2009/ TT Chỉ tiêu Đơn vị Phương pháp phân tích M 03 M 04 BYT (GHTĐCP I) 1 Màu sắc(c) TCU TCVN 6185-1996 5 6 15 Không có Không có Không có 2 Mùi vị - Cảm quan mùi lạ mùi lạ mùi lạ 3 Độ đục(b) NTU SWEWW 2130B:2012 2 2 5 4 Clo dư(b) mg/l TCVN 6225-3:2011 <0,3 <0,3 0,3 – 0,5 5 pH(b) - TCVN 6492:2011 7,1 7,2 6,0 – 8,5 + (b) 6 Amoni (NH4 tính theo N) mg/l US EPA Method 350.2 <0,03 <0,03 3 7 Fe tổng(a, b) mg/l TCVN 6177:1996 <0,03 <0,03 0,5 8 Chỉ số pecmanganat(b) mg/l TCVN 6186:1996 0,34 0,40 4 (a, b) 9 Độ cứng CaCO3 mg/l TCVN 6224-1996 68,13 67,46 350 10 Clorua (Cl-)(a,b) mg/l TCVN 6194:1996 7,71 6,38 300 11 Florua (F-)(c) mg/l SMEWW 4500 - F-.B&D:2012 <0,05 <0,05 1,5 12 Asen(c) mg/l ISO 15586:2003 <0,002 <0,002 0,01 13 Coliform(b) MNP/100ml TCVN 6187-1:2009 10 11 50 14 E.coli(b) MNP/100ml TCVN 6187-1:2009 0 0 0
57 Lần 3: Kết quả QCVN 02:2009/ TT Chỉ tiêu Đơn vị Phương pháp phân tích M 05 M 06 BYT (GHTĐCP I) 1 Màu sắc(c) TCU TCVN 6185-1996 6 6 15 Không có Không có Không có 2 Mùi vị - Cảm quan mùi lạ mùi lạ mùi lạ 3 Độ đục(b) NTU SWEWW 2130B:2012 3 2 5 4 Clo dư(b) mg/l TCVN 6225-3:2011 0,20 0,28 0,3 – 0,5 5 pH(b) - TCVN 6492:2011 7,0 7,2 6,0 – 8,5 + (b) 6 Amoni (NH4 tính theo N) mg/l US EPA Method 350.2 <0,03 <0,03 3 7 Fe tổng(a, b) mg/l TCVN 6177:1996 <0,03 <0,03 0,5 8 Chỉ số pecmanganat(b) mg/l TCVN 6186:1996 0,25 0,32 4 (a, b) 9 Độ cứng CaCO3 mg/l TCVN 6224-1996 80,25 77,46 350 10 Clorua (Cl-)(a,b) mg/l TCVN 6194:1996 9,32 8,44 300 11 Florua (F-)(c) mg/l SMEWW 4500 - F-.B&D:2012 <0,05 <0,05 1,5 12 Asen(c) mg/l ISO 15586:2003 <0,002 <0,002 0,01 13 Coliform(b) MNP/100ml TCVN 6187-1:2009 7 9 50 14 E.coli(b) MNP/100ml TCVN 6187-1:2009 0 0 0
58 Bảng 4.3.4. Kết quả chất lượng nước suối Tà Vải sau khi qua hệ thống màng lọc UF QCVN Nồng độ Nồng độ trung Hiệu suất xử lý STT Chỉ tiêu 02:2009/ đầu vào bình sau lọc UF trung bình (%) BYT 1 TSS (mg/l) 97 2 98 2 COD(mg/l) 27,8 KPH 100 - 3 Fe 0,66 0,02 85 0,5 4 Mn 0,42 0,01 97 - 5 Coliform 4300 10 99 150 6 E.Coli 23 0 100 20 Chú giải: KPH: Không phát hiện Nhận xét Từ kết quả trên cho thấy các chỉ số sau hệ thống màng lọc UF đều đạt QCVN 02:2009/BYT- Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng nước sinh hoạt.Kết quả hàm lượng Fe trong nước suối đầu vào hệ thống màng UF dao động trong khoảng từ 0,6 đến 0,8 mg/l. Sau lọc màng UF hàm lượng sắt luôn nhỏ hơn 0,3 mg/l (trung bình là 0,2 mg/l), đáp ứng yêu cầu sử dụng cho mục đích cấp nước sinh hoạt là 0,5 mg/l theo QCVN 02:2009/BYT. Hàm lượng Mn trong nước suối đầu vào hệ thống màng UF dao động từ 0,3 đến 0,5 mg/l. Sau khi qua màng, hàm lượng Mn trong nước giảm còn lại từ 0,01 mg/L đến 0,03 mg/l và trung bình là 0,02 mg/l. Hiệu suất xử lý Fe và Mn của màng siêu lọc tương đối cao, từ 70 đến 88% (đối với Fe) và từ từ 75 đến 97% (đối với Mn), phụ thuộc vào nồng độ và trạng thái Fe và Mn trong nước suối trước
59 màng lọc. Các kết quả phân tích nước còn cho thấy giá trị các chỉ tiêu ô nhiễm khác như kim loại nặng, coliform, đều nằm trong ngưỡng cho phép đối với nước sinh hoạt theo. QCVN 02:2009/BYT- Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng nước sinh hoạt.
60 PHẦN 5 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 5.1. Kết luận Qua các kết quả nghiên cứu và phân tích việc xử lí nước suối khu vực biên giới tỉnh Hà Giang bằng màng lọc UF có thể đưa ra một số kết luận sau : 1. Hiện nay nguồn nước phục vụ nhu cầu sinh hoạt của các chiến sỹ tại Trung đoàn 877 thuộc Bộ Chỉ huy quân sự tỉnh Hà Giang có nguồn cấp nước chủ yếu từ suối Tà Vải. Tuy nhiên, chất lượng nước mặt tại suối Tà Vải có dấu hiệu ô nhiễm hàm lượng các chất như hàm lượng Fe (0,6mg/l - 0,8 mg/l), hàm lượng Mn (0,3mg/l - 0,5 mg/l) 2. Nước nguồn có thành phần hóa học thay đổi theo mùa, đặc biệt là hàm lượng cặn lơ lửng và chất hữu cơ, hàm lượng một số kim loại nặng trong nước suối cao hơn rất nhiều so với giới hạn tối đa cho phép của QCVN 08- MT:2015/BTNMT quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước mặt. Vì vậy, nguồn nước nơi đây chưa đảm bảo cho việc sử dụng sinh hoạt của các chiến sỹ. 3. Phương pháp xử lý bằng màng lọc UF cho hiệu suất xử lý Fe và Mn tương đối cao, từ 70 đến 88% (đối với Fe) và từ 75 đến 97% (đối với Mn), các chỉ tiêu ô nhiễm khác như chất hữu cơ, cặn lơ lửng, coliform, đều nằm trong ngưỡng cho phép đối với nước sinh hoạt theo QCVN 02:2009/BYT - Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng nước sinh hoạt. Tuy nhiên, phương pháp xử lý bằng màng lọc UF nhanh bị tắc màng do nồng độ các chỉ tiêu đầu vào cao. 5.2. Kiến nghị Từ kết quả nghiên cứu trên cho thấy tình trạng ô nhiễm môi trường nước suối vùng biên giới tỉnh Hà Giang đang có dấu hiệu gia tăng. Để đảm bảo cho quá trình phát triển kinh tế - văn hóa – xã hội, tôi xin có một số kiến nghị sau:
61 - Mô hình công nghệ xử lý là dạng mô hình đầy đủ, hoàn chỉnh, có thực nghiệm khoa học, kiểm tra phân tích chất lượng sau khi lọc do vậy mô hình công nghệ xử lý nước suối màng lọc UF để cấp cho sinh hoạt này cần được áp dụng tại các vùng miền khác nhau khu vực vùng núi Tây Bắc có đặc điểm nguồn nước giống nhau để đánh giá tính ổn định của công nghệ và nhân rộng.Tăng cường nghiên cứu, áp dụng công nghệ, khoa học, kỹ thuật trong công tác bảo vệ môi trường. Ứng dụng các mô hình sản xuất sạch, thân thiện với môi trường. - Khi công trình được đưa vào ứng dụng cần xem xét khả năng vận hành, kiểm soát toàn hệ thống, kiểm soát chất lượng nước đầu ra để đảm bảo cho sinh hoạt của bà con nhân dân khu vực.
62 DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO I. Tiếng việt 1. Lê Huy Bá, Độc học môi trường, Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật tháng 6 năm 2008 2. Bộ Tài nguyên và Môi trường, Các tiêu chuẩn môi trường, quy chuẩn môi trường Việt Nam 3. Lương Văn Hinh , Đại học Nông Lâm Thái Nguyên, “Bài giảng Ô Nhiễm Môi Trường”. 4. Nguyễn Thị Phương Loan (2005),Đại học quốc gia Hà Nội, “Giáo trình Tài nguyên nước”. 5. Sở tài nguyên và môi trường tỉnh Hà Giang, “Báo cáo hiện trạng môi trường tổng thể tỉnh Hà Giang giai đoạn 2011-2015”. 6. Ủy ban nhân dân tỉnh Hà Giang, “Báo cáo công tác chỉ đạo, điều hành của UBND tỉnh, thường trực UBND tỉnh và tình hình thực hiện nhiệm vụ phát triển kinh tế - xã hội năm 2014, phương hướng nhiệm vụ trọng tâm năm 2015”. 7. Dư Ngọc Thành (2013), Đại học Nông Lâm Thái Nguyên, “Bài giảng môn công nghệ môi trường”. 8. Dư Ngọc Thành (2014) , Đại học Nông Lâm Thái Nguyên, “Bài giảng Quản lý thài nguyên nước và khoáng sản”. 9. Quốc hội, Luật bảo vệ môi trường 2014 số 55/2014/QH13 10. Viện Kỹ Thuật và Công nghệ Môi Trường ,Báo cáo đề tài cấp nhà nước “Nghiên cứu ứng dụng công nghệ màng lọc kết hợp với vật liệu lọc đa năng để xử lý nước suối vùng bên giới Tây Bắc cấp nước cho sinh hoạt”
63 II. Tiếng Anh 11. C. Muro, F. Riera and María del Carmen Díaz, Membrane Separation Process in Wastewater Treatment of Food Industry, in “Food Industrial Processes - Methods and Equipment” Edited by Dr. Benjamin Valdez, 2012, ISBN 978-953-307-905-9, www.intechopen.com. 12. Membranverfahren in der industriellen und kommunalen Abwassertechnik – A. Drews, Technische Universität Berlin. 13. S. Judd and B. Jefferson (eds.), Membrane for Industrial Wastewater Recovery and Re-use, Elsevier Advanced Technology, Oxford, 2003. 14. T.J. Casey, Unit Treatment Processes in Water and Wastewater Engineering, Wiley, West Sussex, England, 1997. III Internet 15. Bách khoa toàn thư mở : ùng_Tây_Bắc_(Việt_Nam) 16. Bách khoa toàn thư mở : 17. Cổng thông tin điện tử tỉnh Hà Giang : 18. Wikipedia, “Tài nguyên nước” ài_nguyên_nước
PHỤ LỤC LẮP ĐẶT HỆ THỖNG XỬ LÝ NƯỚC SÔNG SUỐI TẠI TRUNG ĐOÀN QUÂN ĐỘI 877