Tiểu luận Ô nhiễm nguồn nước

Nội dung text: Tiểu luận Ô nhiễm nguồn nước

1. HỌC VIỆN KỸ THUẬT QUÂN SỰ KHOA HÓA – LÝ KỸ THUẬT BỘ MÔN KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG TIỂU LUẬN HÓA HỌC MÔI TRƯỜNG CHỦ ĐỀ: Ô NHIỄM NGUỒN NƯỚC 1
2. MỤC LỤC MỞ ĐẦU 2 NỘI DUNG 4 1. Khái niệm về ô nhiễm nước 4 2. Những chất gây ô nhiễm nước điển hình 5 2.1. Ô nhiễm do nước thải 5 2.1.1. Thành phần của nước thải: 5 2.1.2. Kiểm soát các nguồn nước thải 6 2.2. Ô nhiễm nước bởi các chất hữu cơ 8 2.2.1. Các hợp chất hữu cơ dùng làm chất bảo vệ thực vật (pesticides) 8 2.2.2. Chất tẩy rửa (detergents) 12 2.2.3. Ô nhiễm nước bởi các chất hữu cơ khác 16 2.2.4. Ô nhiễm bởi dầu mỏ 17 2.3. Ô nhiễm nước bởi các chất vô cơ 18 2.3.1. Ô nhiễm bởi các nguyên tố hóa học 18 2.3.2. Ô nhiễm bởi các chất dầu mỡ và vi khuẩn 24 2.3.3. Ô nhiễm nước bởi phân bón vô cơ 24 2.3.4. Các khoáng axit là các tác nhân gây ô nhiễm nước 25 2.3.5. Các chất cặn lắng gây ô nhiễm nước 26 4. Hậu quả của ô nhiễm nước. 29 5. Biện pháp ngăn ngừa và phòng tránh ô nhiễm nước. 30 KẾT LUẬN 31 TÀI LIỆU THAM KHẢO 32 TRẢ LỜI CÂU HỎI PHẢN BIỆN 33 2
3. MỞ ĐẦU Nước - nguồn tài nguyên vô cùng quý giá nhưng không phải vô tận. Mặc dù lượng nước chiếm hơn 97% bề mặt trái đất nhưng lượng nước có thể dùng cho sinh hoạt và sản xuất rất ít, chỉ chiếm khoảng 3%. Nhưng hiện nay nguồn nước này đang bị ô nhiễm trầm trọng do nhiều nguyên nhân mà nguyên nhân chính là do hoạt động sản xuất và ý thức của con người. Ngày nay, vấn đề ô nhiễm môi trường, đặc biệt là ô nhiễm nguồn nước đã và đang ngày càng trở nên nghiêm trọng ở Việt Nam. Trên các phương tiện thông tin đại chúng, chúng ta có thể dễ dàng bắt gặp những hình ảnh, những thông tin môi trường bị ô nhiễm. Bất chấp những lời kêu gọi bảo vệ môi trường, bảo vệ nguồn nước, tình trạng ô nhiễm càng lúc càng trở nên trầm trọng. Bài tiểu luận sau đây trình bày những vấn đề cơ bản và quan trọng nhất trong hiện trạng môi trường hiện nay về các chất gây ô nhiễm nguồn nước Mục đích thảo luận, đào sâu nghiên cứu, tìm hiểu, từ đó bổ trợ cho môn học “Hóa môi trường” trong nhà trường Đại Học, Cao Đẳng. Chúng tôi, tập thể nhóm 14 khoa Hóa Học K13 trường Học viện kỹ thuật Quân sự; với những hiểu biết và cố gắng tìm tòi đã hoàn thành bài tiểu luận này. Trong quá trình làm không tránh được những sai sót về mặt kĩ thuật trình bày, đánh máy kính mong quý thầy cô và các bạn sinh viên thông cảm. Chúng tôi rất vui lòng nhận được các ý kiến đóng góp nhằm sửa chữa những khuyết điểm, giúp hoàn thiện bài tiểu luận này. Mong đây sẽ là tài liệu thiết thực và cung cấp những kiến thức cần thiết nhất cho các bạn. 3
4. NỘI DUNG 1. Khái niệm về ô nhiễm nước. Hiến chương châu Âu về nước đã định nghĩa nước ô nhiễm như sau: “Ô nhiễm nước là do con người gây nên một biến đổi nào đó làm thay đổi chất lượng của nước tức là làm ô nhiễm nước và gây nguy hiểm cho con người, công nghiệp, nông nghiệp, thủy sản, với cả động vật nuôi cũng như động vật hoang dã”. Do hoạt động nhân tạo hay tự nhiên ( phá rừng lũ lụt, sói mòn, sự thâm nhập của các chất thải đo thị chất thải công nghiệp ) mà thành phần của nước trông môi trường thủy quyển có thể thay đổi bởi nhiều chất thải đưa vào hệ thống. Thật ra nước thải có khả năng tự làm sạch hệ thống thông qua các quá trình biến đổi lí hóa sinh học tự nhiên như hấp phụ, lắng lọc, tạo keo, phân tán biến đổi có xúc tác sinh học, phân ly, polyme hóa hay các quá trình trao đổi chất Cơ sở để các quá trình này đạt hiệu quả là cần có đủ oxi hòa tan. Khi lượng chất thải đưa vào môi trường nước quá nhiều, vượt quá khả năng của quá trình tự làm sạch thì kết quả là nước bị ô nhiễm. khi đó để sử lý ô nhiễm cần sử dụng phương pháp nhân tạo. Việc nhận biết nước bị ô nhiễm có thể căn cứ vào cac trạng thái hóa học, vật lí, sinh học của nước. Ví dụ như khi nước bị ô nhiễm sẽ có mùi khó chịu, vị không bình thường, màu khong trong suốt, số lượng cá và các thủy sinh vật khác giảm, cỏ dại phát triển m ạnh nhiều mùn hoặc có váng dầ mỡ trên mặt nước, Có thể nhận biết nước ô nhiễm qua trạng thái sinh học của nước với các cấp bậc khac nhau của độ hoại sinh và đọ dinh dưỡng. Các bậc của đọ hoại sinh có thể có những đặc điểm sau: - Oligosaprob: Giàu ooxxi, không nhiễm bẩn, có thể sử dụng để cấp nước cho sinh hoạt. -β – mesosaprob: Hơi nhiễm bẩn, lượng ooxxi hòa tan trong nước giảm do nhu cầu oxi sinh học. Sinh vật trong nước là các đọng thực vật bậc cao. Số lượng tảo, vi khuẩn nhỏ hơn 106/cm3. Sử dụng cho nuôi cá tưới tiêu, du lịch. 5
5. - α- mesosaprob: Nhiễm bẩn, lượng oxi trong nước giảm mạnh do nhu cầu oxi sainh học cao, tạo nên một số axit amin trong nước. Số lượng vi khuẩn tảo nấm vào khoảng 106/cm3. Có các nấm nước thải, vi khuẩn, và cá nhỏ. - Polysaprob: Nhiễm bẩn nặng, lượng oxi trong nước giảm nhanh. Xuất hiện các quá trình lên men thối rữa do phản ứng khử và phân ly, sinh khí H2S và chất lắng cặn mùn hữu cơ. Nước ô nhiễm sẽ ảnh hưởng đễn chất lượng nước sinh hoạt, tới sức khỏe cộng đồng, tới chất lượng các loài thủy sản, tưới tiêu cho nông nghiệp, ảnh hưởng chất lượng sản phẩm công nghiệp, giảm đọ bền các thiết bị. Có nhiều chất gây ô nhiễm nước. Các tính chất vật lý ( bốc hơi, hòa tan), hóa học (độc tính, khả năng phản ứng). 2. Những chất gây ô nhiễm nước điển hình. 2.1. Ô nhiễm do nước thải. Nước thải từ các nguồn sinh hoạt, dịch vụ, chế biến thực phẩm và công nghiệp có chứa hàng loạt các chất gây ô nhiễm bao gồm cả vô cơ, hữu cơ, vi sinh Khi đi vào nguồn nước sẽ gây ô nhiễm nước. 2.1.1. Thành phần của nước thải: Thành phần của nước thải phụ thuộc vào nguồn thải ra. Ví dụ: - Nước thải từ nhà máy luyện cốc có chứa ammoniac, các chất kiềm, H2S - Nước thải từ nhà máy sản xuất sơn có chứa: bari, clorat, cadimi, coban, chì, kẽm, ammoniac, xut, các axit, các chất hữu cơ - Nước thải từ nhà máy sản xuất thuốc bảo vệ thực vật: bari, cadimi, đồng, asen, silic, CCl4, flo, clo, các chất độc hữu cơ - Nước thải từ nhà máy sản xuất phân bón có chứa kali, ammoniac, natri photphat, các oxit, các kim loại - Nước thải từ nhà máy hóa dược có chứa: brom, boran, muối amoni, kali, các axit, các loại kiềm, các oxit kim loại, các hợp chất hữu cơ - Nước thải sinh hoạt có chứa các chất như: chất tẩy rửa, các loại muối, các vi khuẩn, vi rút, các chất hữu cơ 6
6. Trong các loại nước thải thì nước thải sinh hoạt có thành phần đơn giản nhất và dễ xử lý. Các nguồn nước thải nếu đổ thẳng vào các nguồn tự nhiên sẽ làm cho nguồn nước bị ô nhiễm, gây tác hại xấu tới môi trường sống. thành phần nguồn thải ảnh hưởng trong nước các chất có nhu chất thải hữu cơ, chất cầu oxi cặn bã của con người tiêu thụ oxi hòa tan các chất hữu cơ ít khả năng phân chất thải công nghiệp, hủy sinh học chất thải sinh hoạt độc hại cho thủy sinh vật nguyên nhân gây bệnh( có khả năng ung thư), chủ yếu ngăn cản virut chất thải của con người quá trình tái sinh nước thải các chất tẩy rửa sinh các chất tẩy rửa hoạt độc hại cho các thủy sinh vật chất dinh dưỡng cho các loài rong phophat các chất tẩy rửa tảo chất thải công nghiệp, phòng thí nghiệm hóa các kim loại nặng chất độ độc hại trong nước cao chất thải rắn mọi nguồn thải độc hại đối với thủy sinh vật Bảng: một số thành phần nước thải đô thị. 2.1.2. Kiểm soát các nguồn nước thải Kiểm soát các nguồn nước thải là công việc rất cần thiết nhằm bảo vệ môi trường. Các nguồn nước thải dù có nguồn gốc nào cũng phải được xử lý đạt tiêu chuẩn mới được đổ vào nguồn nước tự nhiên. Để xử lý nước thải thường phải sử dụng tổng hợp các phương pháp: cơ học, hóa học, hóa lý, sinh học. 7
7. Xử lý cơ học (xử lý sơ bộ). Cách xử lý này nhằm loại bỏ dầu mỡ, rác rưởi và các chất rắn lơ lửng. Nước thải cho chảy qua ống xiphon để gom rác rưởi, hút các màng dầu mỡ nổi trên mặt nước, sau đó lọc qua lưới rồi cho chảy từ từ qua 2 – 3 bể chứa cát sỏi để loại các chất bền không tan. Việc xử lý cơ học làm: - Tách các chất không hòa tan, những vật chất có kích thước lớn đưa chúng ra khỏi nước thải. - Loại bỏ cặn bẩn ra khỏi nước thải. - Điều hòa lưu lượng và nồng độ các chất ô nhiễm trong nước thải ở mức ổn định dễ xử lý. - Nâng cao chất lượng và hiệu quả của các bước xử lý tiếp theo. Xử lý bằng hòa học và hóa lý. Cách xử lý này nhằm thu hồi các chất quý, để khử các hóa chất độc có ảnh hưởng xấu tới các giai đoạn làm sạch sau đó như dùng các phản ứng oxi hóa khử, phản ứng kết tủa hay phản ứng phân hủy để loại bỏ các chất độc hại, phản ứng trung hòa kèm theo quá trình ngưng tụ và nhiều hiện tượng vật lý khác nhau ( hấp phụ, bay hơi, tuyển nổi ) 8
8. Xử lý bằng sinh học. Cách xử lý này dựa vào hoạt động của các vi sinh vật (thường dùng một loại mùn hoạt hóa) để phân hủy các hợp chất hữu cơ có trong nước. Cuối cùng để có nước sạch hoàn toàn, xử lý tiếp bằng hóa học và sinh học. Để loại triển để nito, photpho và các chất khác còn sót lại qua các giai đoạn xử lý trên, cuối cùng dùng chất oxi hóa để loại các vi khuẩn, vi trùng, nước thu được đạt độ sạch mới thải vào các nguồn nước sông hồ 2.2. Ô nhiễm nước bởi các chất hữu cơ. Hàng năm trên thế giới sản xuất khoảng 60 triệu tấn các hợp chất hữu cơ, các chất đó được dùng làm nhiên liệu, nguyên liệu để sản xuất các chất cần cho cuộc sống. Trong quá trình sản xuất và tiêu thụ lượng chất hữu cơ khổng lồ đó con người đã thải vào môi trường lượng chất hữu cơ lớn biết chừng nào. Các chất hữu cơ thường là chất độc, khá bền, đặc biệt là các hidrocacbon thơm, chúng gây ô nhiễm nặng cho nguồn nước. Trong mục này không thể kể hết được các chất hữu cơ gây ô nhiễm nước mà chỉ giới thiệu một số chất có ảnh hưởng lớn đối với ô nhiễm nước. 2.2.1. Các hợp chất hữu cơ dùng làm chất bảo vệ thực vật (pesticides) Đó là những hợp chất hữu cơ được sử dụng nhằm mục đích bảo vệ thực vật hoặc động vật. Nhờ chúng mà năng suất cây trồng được tăng cao, tiêu diệt được các vi khuẩn gây bệnh hại động vật (bệnh sốt rét, sốt phát ban ). Nhưng khi sử dụng các loại thuốc bảo vệ thực vật thì một phần chúng sẽ bay vào không khí gây ô nhiễm khí quyển, một phần rơi xuống đất rồi được rửa trôi vào nước gây ô nhiễm môi trường nước, có tác động độc hại đối với người và vật nuôi. Hiện nay có khoảng 10 ngàn loại thuốc bảo vệ thực vật khác nhau, bao gồm: thuốc trừ sâu (insecticides) dùng để diệt côn trùng sâu bọ phá hoại mùa màng, thuốc diệt nấm (fungicides) dùng để tiêu diệt các loại vi khuẩn, thuốc diệt cỏ (herbicides) dùng để tiêu diệt cỏ dại và các thực vật không mong muốn, thuốc diệt dong tảo có hại (algicides), thuốc trừ loại gặm nhấm (edenticides) Trong nông nghiệp, khi phun các loại thuốc bảo vệ thực vật cho cây thì chỉ khoảng 50% lượng thuốc bám trên lá để diệt sâu bọ, còn khoảng 50% thì bay 9
9. vào không khí và rơi xuống đất và nước. Thuốc bảo vệ thực vật xâm nhập vào nguồn nước, gây ô nhiễm bằng nhiều cách: - Do quá trình rửa trôi đất nông nghiệp, sau khi phun thuốc xong bị mưa; - Do gió thổi trong quá trình phun thuốc. - Do các hạt bụi trong không khí có hấp phụ thuốc bảo vệ thực vật rơi vào nước, lắng đọng xuống trầm tích. - Do nước thải. - Do phun thuốc diệt muỗi Các loài động vật có thể bị nhiễm độc thuốc trừ sâu trực tiếp hoặc do ăn các loại thực vật hay động vật bị nhiễm thuốc bảo vệ thực vật. Thuốc BVTV không những tiêu diệt những loài sinh vật có hại và có khi tiêu diệt cả những sinh vật có ích ( như các sinh vật có tác dụng loại trừ một số sâu bệnh, các vi sinh vật phân hủy các chất thải, các chất hữu cơ để chuyển hóa chúng thành phân bón ). Các hợp chất được dùng làm thuốc bảo vệ thực vật được xếp thành các dạng cơ bản sau: Nhóm hợp chất là dẫn xuất halogen (hữu cơ- halogen). Các hợp chất hữu cơ thuộc nhóm này có tác dụng diệt sâu bệnh rất tôt, nhưng chúng rất bền vững trong môi trường tự nhiên, có thời gian bán hủy dài, khi xâm nhập vào cơ thể sinh vật chúng ít bị đào thải ra ngoài mà được tích tụ trong các mô dự trữ. Vì vậy tác dụng độc hại của hợp chất này rất lớn. Thuộc nhóm này có thể kể đến. Cl Cl Cl Cl Cl Cl Cl Cl Lidan (666) Aldrin dieldrin 10
10. Cl Cl Cl CCl3 CCl2 Cl CH Cl Cl Cl Clodan aldrin D.D.T (điclođiphenyltricloetan) Nhóm các hợp chất hữu cơ phốt pho. Nhóm hợp chất này có thời gian bán phân hủy ngắn hơn nhóm hợp chất hữu cơ- halogen, có độc tính cao đối với người và các loại động vật. Nhóm hợp chất này tác động mạnh vào thần kinh bởi chúng ngăn cản sự tạo men cholinestraza là loại men rất cần cho sự hoạt động bình thường của thần kinh. Thuộc nhóm này có thể lấy ví dụ Photphat hữu cơ Malathion O O S H2C OC2H5 R1 P X H3C O P S CH O R2 H3C O C OC2H5 R1, R2 Là ankyl, aryl, alkoxi, aroxi, amit X là S, O, nhóm axit Nhóm hợp chất cabamat, đây là loại thuốc trừ sâu cho cây rất tốt, ít độc đối với động vật có vú. Loại hợp chất này kém bền trong môi trường tự nhiên. Thuộc nhóm này có thể lấy ví dụ Cacbaryl (sevin): O O C NH(CH3) Nhóm các clorophenoxiaxit (thuốc diệt cỏ) 11
11. Cl O CH2 COOH Cl Sự thoái biến của thuốc bảo vệ thực vật trong đất và trong nước rất quan trọng. Ví dụ: Cl Cl [O] Cl2C Cl2C O VSV Cl Cl Phản ứng thoái biến thay đổi tùy thuộc loại thuốc. Phản ứng thái biến loại thuốc hữu cơ – clo chủ yếu là do phản ứng dehalogen hóa. Trong quá trình thái biến, tạo ra một số sản phẩm trung gian độc hơn hợp chất ban đầu. Ví dụ: CCl3 Cl2C VK Cl C6H4 CH C6H4 Cl Cl C6H4 CH C6H4 + Cl2 DDT DDD DDD độc hơn DDT rất nhiều Ngược lại malathion khi bị thủy phân, sản phẩm hoàn toàn không độc O O S H C OH S H2C OC2H5 2 + 2H2O H C O P S CH H3C O P S CH 3 + C2H5OH O enzym O H C O C H3C O C 3 OH OC2H5 Các enzym làm xúc tác sống cho quá trình thủy phân malathion chỉ có trong loài động vật có vú, nhưng lại không có ở sâu bọ, côn trùng. Chính vì vậy malathion không độc đối với loài động vật có vú, nhưng lại rất độc đối với sâu bọ, côn trùng. Do vậy có thể nói malathion là loại thuốc trừ sâu có tính chọn lọc. Các thuốc diệt cỏ phần lớn là các dẫn xuất của dibenzo –p- dioxin: 12
12. 8 1 O 7 2 3 6 O 5 4 Từ vị trí 1 đến 8 có thể thế nguyên tử clo và tạo ra 75 dẫn xuất khác nhau. Trong các dẫn xuất đó có chất 2,3,6,7 – tetraclodibenzo- p- dioxin (TCDD) thường được gọi đơn giản là dioxin là hợp chất có tính độc nhất đối với động vật và người: Cl O Cl Cl O Cl Trong quá trình sản xuất TCDD có tạo thành một số hợp chất thơm và hợp chất hữu cơ halogen có chứa oxi cũng có tác dụng diệt cỏ như: O CH2 COOH Cl OH HO Cl Cl CH2 Cl Cl Cl Cl Cl Cl Dioxin (TCDD) có áp suất bay hơi thấp (1,7.10 -6 mmHg ở 25 0C), điểm nóng chảy cao (305 0C), ít tan trong nước (0,2 µg/l). Hợp chất này có tính ổn định nhiệt cao (~ 7000C), độ ổn định hóa học cao, khả năng phân hủy sinh học rất kém. TCDD rất độc đối với động vật, liều lượng LD 50( liều lượng LD 50 là liều lượng cần dùng để làm chết 50% đối tượng thí nghiệm) chỉ vào khoảng 0,6 µg/kg khối lượng cơ thể. Khi tiếp xúc với TCDD gây ra hoại thương da nghiêm trọng, khi xâm nhập vào cơ thể, gây nhiễm độc kéo dài, di truyền qua nhiều thế hệ, sinh con quái thai 2.2.2. Chất tẩy rửa (detergents) Chất tẩy rửa là những chất có hoạt tính bề mặt cao, hòa tan tốt trong nước và có sức căng bề mặt nhỏ. 13
13. Vì vậy, trong chất tẩy rửa bao giờ cũng có thành phần chính là chất hoạt động bề mặt (chiếm khoảng 10-30%), chất phụ gia (khoảng 12%) và một số chất độn khác. Chất hoạt động bề mặt là những chất làm giảm sức căng bề mặt của chất lỏng (ví dụ nước), tạo các huyền phù hay nhũ tương bền với các hạt chất bẩn (các ghét), nhờ đó mà tách được chất bẩn ra khỏi vật cần làm sạch (như quần, áo ). + Chất hoạt động bề mặt được sử dụng phổ biến nhất là dạng anion. - Ankin benzen sufonat (ABS): - O + R S O Na O – + - Linear ankyl sufonat (LAS): ankan sunfonat [R – SO3 ]Na , ankan cacboxylat – + – + (R – COO )Na , ankylsunfat [R – O – SO3] Na (trong đó R là gốc hiđrocacbon có số nguyên tử C từ 12 – 18) +Chất hoạt động bề mặt dạng cation điển hình là : + R1 , R2 , R3 , mạch thẳng có số nguyên tử C ≥ 8 R1 - R4 : mạch có nhân thơm, trong mạch ít nhất số R4 N R2 X nguyên tử C≥8 R3 X: halogen hay nhóm anion gốc axit + Chất hoạt động bề mặt không ion, điển hình là chất: H3C (CH2)8 O CH2 O CH2 CH3 Tùy theo chất liệu chất cần tẩy rửa mà người ta dùng chất hoạt động bề mặt khác nhau. Ví dụ bông, len háo nước, dùng chất tẩy rửa có chất hoạt động bề mặt dạng anion, cation; với vải nilon không háo nước dùng chất tẩy rửa có chất hoạt động bề mặt không ion hóa. 14
14. Chất phụ gia là thành phần bổ xung vào chất tẩy rửa để tạo môi trường kiềm tối ưu cho chất hoạt động bề mặt hoạt động, đồng thời nó cũng có tác dụng kết hợp với các ion Ca 2+, Mg2+ có trong nước, làm giảm độ cứng của nước để giúp cho sự hoạt động của các chất hoạt động bề mặt. Chất phụ gia thường dùng là Na5P3O10, có cấu trúc như sau: 5- O O O + O P O P O P O 5Na - - - O O O Chất này khi thải vào môi trường nước thì nó bị thủy phân. 5 – 2 – – P3O10 + 2H2O 2HPO4 + H2PO4 2- - Các sản phẩm thủy phân HPO 4 và H2PO4 không gây độc hại gì, nhưng nó lại là chất dinh dưỡng của thực vật nên gây ô nhiễm do hiện tượng “phú dưỡng”, người ta đã thay thế nó bằng chất natri nitrilotriaxetat (NTA): CH2 COONa N CH2 COONa CH2 COONa Chất này rẻ tiền và bị phân hủy nhanh chóng, xong chất này hút ẩm nên làm cho chất tẩy rửa dạng bột dễ bị đóng bánh và có nghi vấn gây một số bệnh khi sử dụng. Xà phòng là muối natri của các axit béo, như natri stearat C 17H35COONa (gọi chung là RCOONa với R là gốc hidro các bon mạch dài có số nguyên tử cacbon ≥15). Phân tử xà phòng có thể mô tả thành hai phần: phần anion – COO - tan được trong nước còn phần gốc R – kị nước. Xà phòng có tác dụng tẩy rửa là do phần gốc R- không tan trong nước, nhưng tan trong các chất hữu cơ (dầu, mỡ, chất bẩn, các ghét ) trong khi đó phần –COO- tan trong nước. Do vậy xà phòng có khả năng tạo nhũ tương với các chất bẩn hữu cơ, kéo các chất đó ra khỏi vật bẩn, tạo ra các mixel đi vào trong nước. 15
15. Khi sử dụng nước cứng thì nó làm mất khả năng tẩy rửa của xà phòng do có phản ứng: + 2+ 2+ 2R – COONa + Ca (Mg ) (RCOO)2Ca↓ + 2Na Kết tủa này sẽ bám lên vải, do vậy sử dụng xà phòng để giặt trong nước cứng vừa làm mất tác dụng tẩy rửa của xà phòng lại vừa làm mục vải. Khi sử dụng xà phòng thì nước giặt thải vào môi trường sẽ gây ô nhiễm bởi lẽ xà phòng thải vào nước một mặt nó sẽ kết hợp với Ca 2+, Mg2+ có nhiều trong nước tự nhiên sẽ kết tủa, mặt khác xà phòng dễ bị phân hủy sinh học nên xà phòng được loại hoàn toàn khỏi môi trường. Nhưng khi dùng các chất tẩy rửa tổng hợp thì nó có ưu điểm là sử dụng được cả trong nước cứng (có nhiều Ca2+, Mg2+), nhưng nước thải sau khi sử dụng sẽ gây ô nhiễm nguồn nước. Ví dụ chất ABS: O - + H3C CH2 CH CH2 CH S O (Na ) CH3 CH3 O 4 Khả năng bị phân hủy sinh học rất kém vì có cấu trúc mạch nhánh. Do đó khi thải vào nước nó tồn tại rất lâu, làm giảm sức căng bề mặt của nước, hình thành những khối bọt khổng lồ, các nhũ tương dầu mỡ, phá hủy các vi khuẩn hữu ích. Với lý do đó ABS hiện nay bị cấm dùng và được thay thế bằng LAS: H3C (CH2)8 CH (CH2)3 CH3 - + SO3 (Na) Vòng benzene có thể đính ở bất kỳ điểm nào trên mạch ankyl trừ hai đầu mạch. LAS không có mạch nhánh và không chứa cacbon có hại cho khả năng phân hủy sinh học nên LAS có khả năng phân hủy sinh học dễ hơn ABS rất nhiều, vì vậy mức độ ô nhiễm nguồn nước do LAS bị giảm đi nhiều. 16
16. Các chất độn thêm vào chất tẩy rửa để tăng khối lượng nhưng cũng để tăng một số tính chất của xà phòng và của chất tẩy rửa như chất chống ăn mòn (natrisilicat), chất ổn định bọt (các hợp chất amit), chất gây lơ lửng để tạo huyền phù CMC (cacbosimetilxenlulozo), chất hòa tan natri sunfat) 2.2.3. Ô nhiễm nước bởi các chất hữu cơ khác. Tất cả các chất hữu cơ có trong nước đều làm giảm lượng oxi tan vào nước (DO), làm tăng chỉ số nhu cầu oxi hóa sinh học (BOD) và chỉ số nhu cầu oxi hóa hóa học (COD). Như vậy khi chỉ số DO trong nước giảm và chỉ số BOD, COD cao chứng tỏ nước bị ô nhiễm bởi các chất hữu cơ. Trong nước bề mặt và nước uống có khoảng hơn 100 loại hợp chất thơm khác nhau, chúng gây mùi vị rất khó chịu của nước. Tất nhiên các hợp chất này một phần sẽ bị phân hủy bởi các quá trình quang hóa hoặc sinh hóa. Đối với người và động vật, các hợp chất thơm này gây nên các bệnh mãn tính, cấp tính như ung thư, ảnh hưởng đến hệ thần kinh, mắt, bệnh ngoài da. Các hợp chất hidrocabon thơm đa vòng (PAH) được hình thành khi nung các nguyên liệu chứa cacbon với hidro ở nhiệt độ trên 700 0C và không có hơi nước, chúng đi vào khí quyển và được hấp thụ trên bề mặt các hạt bụi rắn, sol khí rồi rơi vào nước. PAH là chất có khả năng gây ung thư mạnh. Cơ chế gây ung thư ví dụ của benzopiren như sau: 17
17. OH O OH O OH OH + OH OH OH Phản ứng với ADN (1) Cơ chế gây ung thư của benzopiren là do tăng mức chuyển hóa đột biến có tính xúc tác men dẫn tới tạo thành cation (1) có thể phản ứng với thành phần trong nhân tế bào của AND. Những hợp chất hữu cơ halogen phân tử thấp như vinylclorua, các dung môi 1, 2 – dicloetan, tricloetan và tetracloetan (hàng năm sản xuất tới 30 triệu tấn chúng là những chất dễ bay hơi nên có tới 25% lượng sản xuất ra bị thoát vào môi trường). Việc sử dụng Cl 2 làm chất khử trùng nước uống cũng có thể tạo thành các hợp chất H 4-xCClx. Các hợp chất này đều là những chất gây độc hại. Trong khí quyển các hợp chất này bị phân hủy do phản ứng quang hóa và phản ứng oxi hóa bởi O 3 và các chất gốc như OOH , còn trong thủy quyển nó lại bị phân hủy bởi vi sinh vật và phản ứng thủy phân. 2.2.4. Ô nhiễm bởi dầu mỏ Nguồn gốc ô nhiễm dầu mỏ trên nước biển là do: - Sự rò rỉ của các dàn khoan dầu trên biển; - Sự rò rỉ của các nhà máy lọc dầu, hóa dầu đặt ở gần biển; - Sự vận chuyển dầu trên các tầu chở dầu lớn (do va chạm làm đắm tầu, do rửa tầu, do bơm dầu lên tầu và từ tầu lên kho bị rơi vãi ); 18
18. - Do dầu từ các bồn chứa bay hơi, các nhiên liệu cháy không hết bay vào khí quyển, gặp lạnh ngưng tụ rồi theo mưa rơi xuống sông chảy ra biển dầu loang trên mặt biển sẽ tạo thành một màng mỏng ngăn cách nước biển với khí quyển, ngăn cản quá trình trao đổi oxi giữa biển với khí quyển. Ô nhiễm dầu trên biển sẽ gây ảnh hưởng lớn đến các sinh vật biển; - Vì trong dầu có độc tố nên nó sẽ hủy hoại các vi sinh vật biển; - Gây rối loạn sinh lý làm cho các sinh vật chết dần. Dầu thấm ướt lên da, lên long của các sinh vật biển, giảm khả năng chịu lạnh, hô hấp hay nhiễm bệnh do các hidrocacbon thâm nhập vào cơ thể. Đối với các loài chim biển dầu thấm ướt lông làm cho nó chết rét do bộ lông không còn khả năng giữ nhiệt, lông bị thấm dầu chim rỉa lông và các chất độc sẽ ngấm vào cơ thể. - Mặt biển bị màng dầu che phủ sẽ ngăn cản oxi tan và vận chuyển trong nước, ngăn ánh sáng chiếu vào nước biển nên thay đổi môi trường sống của các sinh vật biển. 2.3. Ô nhiễm nước bởi các chất vô cơ. 2.3.1. Ô nhiễm bởi các nguyên tố hóa học. Trong các nguồn nước tự nhiên, thường bị ô nhiễm bởi các kim loại nặng, kim loại thường và các hợp chất vô cơ khác. Nếu hàm lượng của chúng trong nước nhỏ thì có tác dụng tốt cho sinh trưởng, phát triển của động và thực vật ở trong nước và cả những động vật thực vật sử dụng nguồn nước đó. Nhưng nếu chúng có hàm lượng cao sẽ gây tác động xấu đối với đời sống các sinh vật, qua chuỗi thức ăn tới động vật sống trên cạn và con người. Trong số những kim loại gây độc hại phải kể đến thủy ngân (Hg), đồng (Cu), chì (Pb), cadimi (Cd), asen 3- (As), crom (Cr), kẽm (Zn) , những anion gây độc hại là photphat (PO3 ), 2- - + 2- 2- sunfat (SO4 ), nitrat (NO3 ), amoni (NH4 ), cacbonat (CO3 ), sunfua (S ) , đa số những chất này xâm nhập vào các nguồn nước do rửa trôi, vật thải, nước thải. Thủy ngân (Hg). Các dạng thủy ngân có độc tính không giống nhau và trong thiên nhiên, nó chuyển hóa thành các dạng khác nhau. Metyl thủy ngân là dạng độc nhất, tan trong nước. Vi khuẩn sống trong bùn trong các ao hồ, tổng hợp ra CH4 và thải ra hợp chất trung gian là metyl – cobanamin, chất này tác 19
19. dụng với thủy ngân tạo thành đimetyl thủy ngân (CH 3)2Hg, và trong môi trường + axit nó biến thành metyl thủy ngân CH3Hg . Có hai nguồn gốc gây ra ô nhiễm thủy ngân: tự nhiên và nhân tạo. Theo Fitzgerald (1984) thì hàng năm trên trái đất có khoảng 6000 tấn Hg tự thoát ra môi trường, gấp 3 lần lượng Hg có nguồn gốc nhân tạo. Nguồn Hg nhân tạo thoát ra chủ yếu từ các chất thải, nước thải, khó bụi ở các nhà mý luyện kim; nhà máy pin, nhà máy sản xuất đèn huỳnh quang, nhiệt kế, nhà máy sản xuất thuốc bảo vệ thực vật, nhà máy mạ, sơn, đặc biệt là trong các nhà máy sản xuất xút, clo bằng điện phân (người ta tính ra cứ sản xuất 1 tấn clo thì có khoảng 0,172 kg Hg xâm nhập vào môi trường). Hàm lượng Hg trong cá tươi từ 0,5 – 1,0 µg là không an toàn đối với con người. Chì (Pb) là nguyên tố có độc tính cao đối với sức khỏe của con người và động vật. Nó tác động đến tủy xương và quá trình hình thành huyết cầu tố, nó thay thế Ca trong xương. Thực vật trồng trên những đất giàu chì thì nó sẽ hấp thụ Pb và tích tụ lại sau đó xâm nhập vào động vật do ăn các thực vật đó. Đặc tính nổi bật của chì là sau khi xâm nhập vào cơ thể sống, nó ít bị đào thải mà tích tụ lại theo thời gian. Trong nước tự nhiên hàm lượng chì thường thấp hơn (20µg), cho nên Pb không phải là tác nhân ô nhiễm nguy hiểm cho nước. Chì xâm nhập vào cơ thể con người qua nước uống, không khí bị ô nhiễm, thức ăn là động vật và thực vật bị nhiễm chì. Khi đi vào cơ thể, nó được tích tụ lại rồi đến một mức độ nào đó mới bắt đầu gây độc hại. Chì tác động mạnh vào hệ thần kinh (đặc biệt là trẻ em), làm giảm trí thông minh, tác động vào máu, thận và tác động lên hệ enzyme có liên quan tới sự tạo máu. Cadimi (Cd) xâm nhập vào khí quyển, nước qua nguồn tự nhiên và nhân tạo. Bụi núi lửa, bụi đại dương, lửa rừng và các đá bị phong hóa là nguồn gốc tự nhiên chính, đặc biệt là núi lửa gây ô nhiễm cadimi. Trong nguồn nhân tạo thì công nghiệp luyện kim, lọc dầu gây ô nhiễm cadimi nhiều nhất. Cadimi xâm nhập vào cơ thể người, chủ yếu qua thức ăn từ thực vật, được trồng trên đất giầu Cd hoặc được tưới bằng nước có chứa nhiều Cd. Cadimi sau 20
20. khi xâm nhập vào người được tích tụ ơ thận và xương. Trong cơ thể người, cadimi gây nhiễu sự hoạt động của một số enzyme nhất định, gây nên hội chứng tăng hyết áp và ung thư phổi; làm rối loạn chức năng thận gây ra thiếu máu, phá hủy tủy xương. Asen (As) ở nồng độ thấp nó kích thích sinh trưởng, nhưng ở nồng độ cao nó gây độc hại cho đời sống của động và thực vật: làm cho thực vật thiếu sắt; trong cơ thể người và động vật, As làm giảm sự ngon miệng, giảm trọng lượng cơ thể, gây các hội chứng dạ dày và ngoài da. Asen thâm nhập vào các nguồn nước từ nước thải công nghiệp thuộc các nghành da, sành sứ, những nhà máy hóa chất, luyện đồng, chì, kẽm, thuốc trừ sâu, diệt cỏ. Khi đốt than và dầu, trong khói cũng có asen. Asen có nguồn gốc tự nhiên và nhân tạo. Nguồn gốc tự nhiên chủ yếu gây ra ô nhiễm asen là núi lửa, sự bay hơi nhiệt độ thấp, lửa rừng, bụi đại dương. Nguồn gốc nhân tạo gây ra ô nhiễm asen là các quá trình nấu chảy đồng, chì, kẽm, sản xuất thép, đốt rừng, đồng cỏ, sử dụng thuốc trừ sâu diệt cỏ, đốt các chất thải Trong nước sạch, hàm lương As: 0,4 – 1.0 µg/l, nước biển có 1,5 – 1,7 µg/l. Crom (Cr), trong nước crom nằm ở hai dạng Cr(III) và Cr(VI); Cr (III) không độc nhưng Cr (VI) độc đối với động vật và thực vật, nó làm cho cây bị vàng lá, đối với người nó gây bệnh ung thư. Hàm lượng crom trong nước uống tối đa cho phép 0,05 µg/l. Crom xâm nhập vào nguồn nước từ nước thải của các nhà máy công nghiệp nhuộm len, công nghiệp mạ, thuộc da, sản xuất đồ gốm, chất nổ Đồng (Cu) lượng nhỏ rất cần cho động vật và thực vật. Người lớn mỗi ngày cần khoảng 2 mg Cu (Cu là thành phần quan trọng của các enzyme: oxidaza, titrozinaza, uriaza, kitocrom oxidaza và galactoza). CuSO4 được dùng làm thuốc diệt nấm. Cu trong nước kìm hãm sự sinh trưởng của tảo cả ở nồng độ thấp. Thực vật mẫn cảm với đồng hơn là động vật. Nước có hàm lượng 1 µg/l mới gây độc. Trong nước, đồng tồn tại dạng phức với axit humic, phức đồng ít độc đối với thực vật và động vật sống ở nước. 21
21. Kẽm (Zn) là nguyên tố vi lượng cần thiết đối với thực vật và động vật. Kẽm đóng vai trò quan trọng trong quá trình trao đổi chất, là thành phần quan trọng của nhiều loại enzyme (như ancol đehidrogenaza, glutamic, đehidrogenaza, lactic đehidrogenaza, cacbonic, anhidraza ) Trong các nguồn nước thiên nhiên, hàm lượng kẽm 5 mg/l nước sẽ có vị khó chịu, nhưng ở nồng độ cao hơn nhiều thì kẽm mới gây độc cho cơ thể. Kẽm xâm nhập vào các hệ sinh thái nước thông qua hoạt động khai khoáng, thuốc diệt nấm, công nghiệp sản xuất tơ sợi tổng hợp, công nghiệp mạ điện Ở những vùng bị ô nhiễm Zn, nồng độ kẽm trong cơ thể cá hơn gấp 860 lần đối với nước ngọt và 6700 lần đối với nước biển so với nước bị ô nhiễm. Sắt (Fe) và mangan (Mn). Có trong nước sẽ làm cho nước bị đục và có mầu do sắt bị oxi hóa thành Fe(III) và phân hủy tạo thành Fe(OH)3, còn mangan thành MnO2. Sắt và mangan thường có trong nước bề mặt và nước ngầm dưới dạng muối tan hay phức, do hòa tan các lớp khoáng trên đường nước chảy qua hoặc do ô nhiễm bởi các nguồn nước thải công nghiệp. Nước có hàm lượng sắt > 0,3 mg/l và mangan > 0,05 mg/l sẽ gây mùi tanh khó chịu, làm nước có màu. Khi bị oxi hóa chúng trở thành các hợp chất Fe(OH)3, MnO2 gây keo làm tắc đường ống. Độ cứng của nước. Độ cứng của nước do các kim loại kiềm thổ hóa trị II, chủ yếu là canxi và magie gây lên. Các ion này sẽ kết tủa với một số khoáng trong nước tạo cặn trong nồi hơi, bình đun nước nóng hoặc hệ thống ống dẫn nước làm cho xà phòng không tạo bọt Trong nước thiên nhiên, nước sinh hoạt và nước thải, các ion canxi và magie là những ion có hàm lượng lớn. Người ta thường phân biệt độ cứng cacbonat và độ cứng phi cacbonat. 22
22. Độ cứng cacbonat là độ cứng do các muối cacbonat hay hidrocacbonat của canxi và magie gây nên. Độ cứng này sẽ mất sau khi đun nước sôi do các muối này bị phân hủy và kết tủa, độ cứng này còn được gọi là độ cứng tạm thời. Độ cứng phi cacbonat là độ cứng do các muối sunfat, clorua, nitrat của canxi và magie gây nên. Độ cứng này không bị mất đi khi đun sôi nước nên được gọi là độ cứng vĩnh cửu. Tổng hai loại độ cứng trên là độ cứng toàn phần của nước. Độ cứng thường được biểu thị bằng số milimol của canxi và magie trong 1 lít nước. Để xác định độ cứng của nước, người ta thường dùng phương pháp chuẩn độ Complexon. Photpho (P). Trong tất cả các nguồn nước trong tự nhiên như nước ngầm, - 2- nước hồ, nước sông photpho thường rất ít tồn tại dưới dạng H 2PO4 , HPO4 , 3- PO4 , các poliphotphat, photpho hữu cơ. Photpho xâm nhập vào nguồn nước chủ yếu là do các nguồn nước thải, các chất tẩy rửa và quá trình rửa trôi phân bón photphat trong nông nghiệp. Photpho là một nguyên tố cần thiết cho sự phát triển của thực vật, song nếu trong nước có quá nhiều photpho sẽ gây ra hiện tượng “ phú dưỡng” tức là thừa “dinh dưỡng”. Ở những vùng nước thừa dinh dưỡng, nước thường có mùi hôi thối do sự phát triển quá mạnh của sinh vật, làm cạn kiệt oxi hòa tan, tảo và thực vật sẽ bị chết, thối rữa, các động vật sinh sống trong nước cũng không sống nổi, DO giảm và BOD tăng, do đó phải xác định sự xâm nhập của photphat để tránh tình trạng “phú dưỡng”. Mức photphat vô cơ tổng số trong nước chỉ chấp nhận trong khoảng 0,03 -0,4 mg/lít. Nito (N) trong nước tồn tại ở các dạng khác nhau như nitrat, nitrit, amoni và các dạng hữu cơ. Nito có vai trò quan trọng trong hệ sinh thái nước, tối cần thiết cho đời sống sinh vật vì là một thành phần của protein. Tất cả các quá trình sống đều được các enzym điều chỉnh mà các enzym lại là các protein chứa nito. Do đó nito ở một lượng thích hợp là rất cần thiết. 23
23. - Nitrat (NO3 ) có nhiều trong nước cũng gây lên hiện tượng phì dưỡng làm cho thực vật phát triển nhanh, tiếp theo là chết hàng loạt, gây ra giảm DO và tăng BOD và bốc mùi các khí thối. Khi sử dụng phân bón, thông qua quá trình rủa trôi, thẩm lọc, lượng nitrat ngày càng nhiều ở nước bề mặt và nước ngầm. - - Nitrat (NO3 ) và nitrit (NO2 ) trong nước uống (> 10 mg/l) sẽ gây bệnh, đặc biệt ở trẻ em gọi là bệnh xanh da, thiết máu. Riêng đối với HNO 2 dễ tác - động với amin tạo thành nitrosamine là chất gây ung thư. Do hiểm họa của NO 3 - và NO2 đối với sức khỏe con người nên hai chỉ tiêu này được coi là những chỉ tiêu quan trọng để đánh giá chất lượng nông sản nói chung và rau quả nói riêng. + Amoni (NH4 ) trong nước tự nhiên thường nhỏ hơn 10 mg/l, nhưng trong nước thải có thể tới 30 mg/l, trong nước thải khi phân tích nếu thấy nito nằm chủ yếu ở dạng amoni (hay NH 3) thì chứng tỏ nước mới bị ô nhiễm, nếu là hỗn hợp amoni với nitrit thì nước đã bị ô nhiễm một thời gian. Sau khi một thời gian tương đối dài, gần như tất cả nito hữu cơ bị oxi hóa thành dạng nitrat. Nitrat chỉ bền trong điều kiện hếu khí, trong điều kiện yếm khí chúng nhanh chóng bị các VSV bị khí khử thành nito tự do. Trong nước có thể xảy ra quá trình biển đổi các dạng hợp chất nito như sau: Bị phân VK VK VK y ếm hủy nitrosomonas nitrobacter khí - - Protein NH3 NO2 NO3 N2 Khử bởi VK Oxi hóa Oxi hóa Khử 2- 2- Sunfat (SO4 ), ion SO4 thường có trong nước sinh hoạt cũng như trong nước 2- thải. Lưu huỳnh cũng là một nguyên tố cần thiết cho sự tổng hợp protein. SO 4 bị khử sinh học trong điều kiện bị kị khí sẽ chuyển thành S2-. 2- 2- Chất hữu cơ + SO4 S + H2O + CO2 2- + S + 2H H2S 24
24. Khi H2S thoát ra trên bề mặt nước đi vào không khí, trong cống nước thải thì khí này tích tụ lại ở các hốc trên bề mặt nhám của ống dẫn và có thể bị oxi hóa sinh học thành H2SO4, axit này sẽ ăn mòn và làm thủng ống dẫn. Mặt khác khí H2S gây mùi và độc hại cho công nhân xử lý nước, nước thải. Nước uống có hàm lượng sunfat cao sẽ có tác động tẩy nhẹ đối với người. 2- Nồng độ giới hạn của SO 4 trong nước sinh hoạt ≤ 250 mg/lít. Nước chứa quá 2- nhiều ion SO4 còn gây ra đọng cặn trong các nồi đun. 2.3.2. Ô nhiễm bởi các chất dầu mỡ và vi khuẩn Chất dầu mỡ là các chất béo, các axit hữu cơ, dầu, sáp Các chất này gây ô nhiễm do chúng tạo một lớp màng trên bề mặt nước gây khó khăn cho quá trình vận chuyển nước, ngăn cản oxi hòa tan vào nước. Trong nước thiên nhiên có nhiều loại vi trùng, siêu vi trùng, các đơn bào, rong tảo. Chúng thâm nhập vào nước từ môi trường xung quanh, chúng sống và phát triển trong nước. Có thể chia chúng thành hai loại: - Loại vi sinh vật có hại là các vi trùng gây bệnh có trong các nguồn chất thải, bệnh của người và gia súc như bệnh tả, lị, thương hàn Vi khuẩn E –coli là vi khuẩn đặc trưng cho mức độ nhiễm trùng của nước. Số lượng vi khuẩn có trong 1 lít nước được gọi là chỉ số E- coli. Theo QCVN, nước dùng cho sinh hoạt phải có chỉ số E-coni nhỏ hơn 20. - Các loại rong tảo làm cho rong tảo có mầu xanh không bị chết, thối rữa sẽ làm tăng chất hữu cơ trong nước, làm cho nước có mùi, giảm DO và tăng BOD của nước tức là làm ô nhiễm nước. 2.3.3. Ô nhiễm nước bởi phân bón vô cơ Hàng năm người ta thường bổ xung cho đất những nguyên tố mà cây đã sử dụng để phát triển dưới dạng phân bón như phân đạm, phân lân, phân kali, các loại phân vi lượng cùng với các loại phân hữu cơ. Khi bón cho cây, một phần sẽ bị nước rửa trôi vào nguồn nước gây ô nhiễm nguồn nước. Gây hiện tượng “phú dưỡng” (thừa chất dinh dưỡng) nước bề mặt, các loại thực vật sống trong nước (tảo, rong, rêu, các thực vật thân mềm) sẽ phát 25
25. triển rất nhanh, ảnh hưởng tới sự cân bằng sinh học của nước. Các thực vật phát triển mạnh, sau khi chết sẽ phân hủy, tạo ra một lượng lớn các chất hữu cơ trong nước, từ đó làm giảm lượng oxi hòa tan (DO) vào nước gây lên hiện tượng thiếu oxi nghiêm trong (chỉ số BOD và COD sẽ tăng cao ). Trong nước các vi sinh vật - 2- 3- yếm khí sẽ phát triển, chúng khử NO3 , SO4 thành H2S, NH3 và khử PO4 trong 2+ 2- các photphat khó tan (Fe3(PO4)2↓) thành tan (Fe và HPO4 ), do đó sẽ hòa tan các chất lắng cặn trong nước, làm nước bị ô nhiễm. Các loại phân đạm khi bón cho cây, vi sinh vật trong đất sẽ chuyển các - - dạng của hợp chất nito ( amoni, ure) thành NO 3 để cây hấp thụ. Nếu NO 3 trôi vào nước sẽ ngấm vào các nguồn nước ngầm và nước sinh hoạt. Hàm lượng - NO3 trong nước sinh hoạt lớn sẽ gây hại cho sức khỏe. Khi nitrat thâm nhập vào dạ dầy, dưới tác dụng của vi sinh vật trong dạ dầy và thành ruột nó bị khử đến - NO2 . Nitrit sinh ra sẽ kết hợp với hemoglobin của máu là chất không có khả năng vận chuyển oxi, gây bệnh thiếu oxi trong máu và sinh ra bệnh máu xanh. 2+ - 3+ - 4Hb(Fe )-O2 + 4NO2 + 2H2O 4Hb(Fe )-OH + 4NO3 + O2 Hemoglobin mang oxi metemoglobin không mang oxi Nitrit còn phản ứng với các amin, amit, trong môi trường axit yếu tạo thành nitroxamin là chất gây ung thư: R2NH + HNO2 R2N – NO + H2O Amin Nitrosamin 2.3.4. Các khoáng axit là các tác nhân gây ô nhiễm nước Các khoáng axit khi gặp oxi của không khí và vi sinh vật nó sẽ tạo ra các axit trôi vào nguồn nước gây ảnh hưởng lớn tới đời sống của các sinh vật, đồng thời tạo ra hàng loạt các phản ứng phụ gây ô nhiễm môi trường nước. Ví dụ mỏ quặng pyrite (FeS 2) khi ở ngầm sâu không tiếp xúc với không khí thì rất bền. Nhưng khi khai thác, nó tiếp xúc với không khí và các VSV làm xúc tác sẽ gây ra phản ứng: 2+ + 2- 2FeS2 + 2H2O + 7O2 2Fe + 4H + 4SO4 2+ + 3+ 4Fe + O2 + 4H 4Fe + 2H2O 26
26. 3+ 2+ 2- + 14Fe + FeS2 + 8H2O 15Fe + 2SO4 + 16H 3+ -39 Fe + 3H2O Fe(OH)3↓ +H2O (K=10 ) Do các phản ứng trên nước chảy ra từ khu mỏ sẽ có môi trường axit và nước cặn vàng Fe(OH) 3, chảy vào các suối, làm cho nước có mầu vàng và có tính axit sẽ phá hủy môi trường sinh thái trong nước (các sinh vật trong nước chết). Bảo vệ môi trường nước khỏi ô nhiễm bởi các khoáng axit là vấn đề rất khó khan đối với hóa học môi trường. Những đá cacbonat có thể tham gia vào phản ứng sau đây để trung hòa axit trong nước làm tăng giá trị pH: + -2 +2 +2 CaCO3 + 2H + SO4 Ca + SO4 + H2O + CO2↑ Nhưng với sự tăng pH, các Fe(OH)3↓ có mặt sẽ bao phủ lấy các hạt đá cacbonat, tạo thành một lớp màng khó thâm nhập. Điều này sẽ ngăn cản quá trình trung hòa axit, giảm hiệu quả xử lý. 2.3.5. Các chất cặn lắng gây ô nhiễm nước Trong nước có các chất cặn lắng đó là do: - Quá trình sói mòn tự nhiên: sụt lở, tưới tiêu, nước mưa tạo các dòng chảy cuốn theo các chất cặn lắng vào nước. - Quá trình sói mòn do khai thác mỏ, quá trình xây dựng và phát triển nông nghiệp một cách bừa bãi không theo đúng quy luật, quá trình khai thác chặt phá rừng bừa bãi gây hiện tượng lũ lụt, sụt lở. Các chất cặn lắng trong nước có thành phần rất phức tạp: cả vô cơ, hữu cơ, xác các động vật, thực vật thối rữa, các vi sinh vật bị kéo theo khi dòng nước chảy qua. Trong các chất cặn lắng thì chất hữu cơ nhiều hơn trong đất. Các chất cặn lắng dần dần sẽ lắng xuống đáy nước và trong điều kiện yếm khí sẽ xảy ra các quá trình khử tạo nên nhiều sản phẩm thứ cấp. Các chất cặn lắng khi trôi trong dòng nước nó sẽ hấp thụ trên bề mặt nó các chất mà nó gặp trên đường đi và chúng có khả năng trao đổi ion với các chất trong nước. Chính vì vậy mà các chất cặn lắng, các hạt huyền phù trong nước giống như kho chứa các chất, cả các vi lượng kim loại: Cr, Cu, CO, Ni, Mo, Mn. 27
27. Các chất cặn lắng trong nước là nguồn phân bón rất tốt cho nông nghiệp tạo nên các bãi bồi mầu mỡ, nhưng mặt khác nó làm cho nguồn nước bị ô nhiễm, mang một số mầm bệnh gây hại, làm giảm sự chiếu sáng của ánh sáng mặt trời vào nguồn nước, làm giảm tầm nhìn của các loại cá sống trong nguồn nước, gây bồi đắp các luồng lạch, gây cản trở giao thông đường thủy, phải tốn công nạo vét. 3. Thực trạng ô nhiễm nước ở nước ta hiện nay. Hiện nay, vấn đề ô nhiễm môi trường đang là chủ đề nóng trên các mặt báo và nhận được rất nhiều sự quan tâm của người dân. Trong đó, đặc biệt là vấn đề ô nhiễm nguồn nước ở Việt Nam đã và đang ngày càng trở nên nghiêm trọng hơn. Thông qua các phương tiện truyền thông, chúng ta có thể dễ dàng thấy được các hình ảnh, cũng như các bài báo phản ánh về thực trạng môi trường hiện nay. Mặc dù các ban ngành, đoàn thể ra sức kêu gọi bảo vệ môi trường, bảo vệ nguồn nước, nhưng có vẻ là chưa đủ để cải thiện tình trạng ô nhiễm ngày càng trở nên trầm trọng hơn. Tình trạng quy hoạch các khu đô thị chưa gắn liền với vấn đề xử lý chất thải, xử lý nước thải, vẫn còn tồn đọng nên tại các thành phố lớn, các khu công nghiệp, khu đô thị, ô nhiễm môi trường đang ở mức báo động. Theo ước tính, trong tổng số 183 khu công nghiệp trong cả nước thì có trên 60% khu công nghiệp chưa có hệ thống xử lý nước thải tập trung. Tại các đô thị, chỉ có khoảng 60% - 70% chất thải rắn được thu gom, cơ sở hạ tầng thoát nước và xử lý nước thải, chất thải nên chưa thể đáp ứng được các yêu cầu về bảo vệ môi trường. Hầu hết lượng nước thải bị nhiễm dầu mỡ, hóa chất tẩy rửa, hóa phẩm nhuộm, chưa được xử lý đều đổ thẳng ra các sông, hồ tự nhiên. Một ví dụ đã từng được dư luận quan tâm thì trường hợp sông Thị Vải bị ô nhiễm bởi hóa chất thải ra từ nhà máy của công ty bột ngọt Vedan suốt 14 năm liền. Ví dụ: Ở ngành công nghiệp dệt may, ngành công nghiệp giấy và bột giấy: nước thải thường có độ pH trung bình từ 9-11; chỉ số nhu cầu ô xy sinh hoá (BOD), nhu cầu ô xy hoá học (COD) có thể lên đến 700mg/1 và 2.500mg/1; hàm lượng chất rắn lơ lửng cao gấp nhiều lần giới hạn cho phép. Hàm lượng nước thải của các ngành này có chứa xyanua (CN-) vượt đến 84 lần, H2S vượt 4,2 lần, hàm lượng NH3 vượt 84 lần tiêu chuẩn cho phép nên đã gây ô nhiễm nặng nề các nguồn nước mặt trong vùng dân cư. Tại cụm công nghiệp Tham Lương, thành phố Hồ Chí Minh, nguồn nước bị nhiễm bẩn bởi nước thải công nghiệp với tổng lượng nước thải ước tính 500.000 m3/ngày từ các nhà máy giấy, bột giặt, nhuộm, dệt. ở thành phố Thái Nguyên, 28
28. nước thải công nghiệp thải ra từ các cơ sở sản xuất giấy, luyện gang thép, luyện kim màu, khai thác than; về mùa cạn tổng lượng nước thải khu vực thành phố Thái Nguyên chiếm khoảng 15% lưu lượng sông Cầu; nước thải từ sản xuất giấy có pH từ 8,4-9 và hàm lượng NH4 là 4mg/1, hàm lượng chất hữu cơ cao, nước thải có màu nâu, mùi khó chịu Khảo sát một số làng nghề sắt thép, đúc đồng, nhôm, chì, giấy, dệt nhuộm ở Bắc Ninh cho thấy có lượng nước thải hàng ngàn m3/ ngày không qua xử lý, gây ô nhiễm nguồn nước và môi trường trong khu vực. Tình trạng ô nhiễm nước ở các đô thị thấy rõ nhất là ở thành phố Hà Nội và thành phố Hồ Chí Minh. Ở các thành phố này, nước thải sinh hoạt không có hệ thống xử lý tập trung mà trực tiếp xả ra nguồn tiếp nhận (sông, hồ, kênh, mương). Mặt khác, còn rất nhiều cơ sở sản xuất không xử lý nước thải, phần lớn các bệnh viện và cơ sở y tế lớn chưa có hệ thống xử lý nước thải; một lượng rác thải rắn lớn trong thành phố không thu gom hết được là những nguồn quan trọng gây ra ô nhiễm nước. Hiện nay, mức độ ô nhiễm trong các kênh, sông, hồ ở các thành phố lớn là rất nặng. Tình trạng ô nhiễm nước ở nông thôn và khu vực sản xuất nông nghiệp, hiện nay Việt Nam có gần 76% dân số đang sinh sống ở nông thôn là nơi cơ sở hạ tầng còn lạc hậu, phần lớn các chất thải của con người và gia súc không được xử lý nên thấm xuống đất hoặc bị rửa trôi, làm cho tình trạng ô nhiễm nguồn nước về mặt hữu cơ và vi sinh vật ngày càng cao. Theo báo cáo của Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn, số vi khuẩn Feca coliform trung bình biến đổi từ 1.500- 3.500MNP/100ml ở các vùng ven sông Tiền và sông Hậu, tăng lên tới 3800- 12.500MNP/100ML ở các kênh tưới tiêu. Trong sản xuất nông nghiệp, do lạm dụng các loại thuốc bảo vệ thực vật, các nguồn nước ở sông, hồ, kênh, mương bị ô nhiễm, ảnh hưởng lớn đến môi trường nước và sức khoẻ nhân dân. Do nuôi trồng thuỷ sản ồ ạt, thiếu quy hoạch, không tuân theo quy trình kỹ thuật nên đã gây nhiều tác động tiêu cực tới môi trường nước. Cùng với việc sử dụng nhiều và không đúng cách các loại hoá chất trong nuôi trồng thuỷ sản, thì các thức ăn dư lắng xuống đáy ao, hồ, lòng sông làm cho môi trường nước bị ô nhiễm các chất hữu cơ, làm phát triển một số loài sinh vật gây bệnh và xuất hiện một số tảo độc; thậm chí đã có dấu hiệu xuất hiện thuỷ triều đỏ ở một số vùng ven biển Việt Nam. Có nhiều nguyên nhân khách quan và chủ quan dẫn đến tình trạng ô nhiễm môi trường nước, như sự gia tăng dân số, mặt trái của quá trình công nghiệp hoá, hiện đại hoá, cơ sở hạ tầng yếu kém, lạc hậu: nhận thức của người dân về vấn đề môi trường còn chưa cao Đáng chú ý là sự bất cập trong hoạt động quản lý, bảo vệ môi trường. Nhận thức của nhiều cấp chính quyền, cơ quan quản lý, tổ chức và cá nhân có trách nhiệm về nhiệm vụ bảo vệ môi trường nước chưa sâu sắc và đầy đủ; chưa thấy rõ ô nhiễm môi trường nước là loại ô nhiễm gây nguy hiểm trực tiếp, hàng ngày và khó khắc phục đối với đời sống con người cũng 29
29. như sự phát triển bền vững của đất nước. Các quy định về quản lý và bảo vệ môi trường nước còn thiếu (chẳng hạn như chưa có các quy định và quy trình kỹ thuật phục vụ cho công tác quản lý và bảo vệ nguồn nước). Cơ chế phân công và phối hợp giữa các cơ quan, các ngành và địa phương chưa đồng bộ, còn chồng chéo, chưa quy định trách nhiệm rõ ràng. Chưa có chiến lược, quy hoạch khai thác, sử dụng và bảo vệ tài nguyên nước theo lưu vực và các vùng lãnh thổ lớn. Chưa có các quy định hợp lý trong việc đóng góp tài chính để quản lý và bảo vệ môi trường nước, gây nên tình trạng thiếu hụt tài chính, thu không đủ chi cho bảo vệ môi trường nước. 4. Hậu quả của ô nhiễm nước. Các khu vực ao hồ, sông ngòi ở Việt Nam đang bị ô nhiễm trầm trọng, người dân ở các khu vực này không có đủ lượng nước sạch để sử dụng trong sinh hoạt hằng ngày cũng như cho các hoạt động tưới tiêu chính vì vậy nó ảnh hưởng rất lớn đến điều kiện sống của con người. Khi sử dụng nguồn nước ô nhiễm sẽ dẫn đến việc phát sinh rất nhiều mầm mống dịch bệnh. Hậu quả nặng nề nhất của tình trạng này chính là số người mắc bệnh viêm màng kết, ung thư, tiêu chảy ngày càng tăng cao, số lượng người chết tăng cao đặc biệt là đối tượng trẻ em ở các khu vực nguồn nước ô nhiễm. Người dân sinh sống quanh khu vực ô nhiễm ngày càng mắc nhiều loại bệnh tình nghi là do dùng nước bẩn trong mọi sinh hoạt. Ngoài ra ô nhiễm nguồn nước còn gây tổn thất lớn cho các ngành sản xuất kinh doanh, các hộ nuôi trồng thủy sản. Các nghiên cứu khoa học cũng cho thấy, khi sử dụng nước nhiễm asen để ăn uống, con người có thể mắc bệnh ung thư trong đó thường gặp là ung thư da. Ngoài ra, asen còn gây nhiễm độc hệ thống tuần hoàn khi uống phải nguồn nước có hàm lượng asen 0,1mg/l. Vì vậy, cần phải xử lý nước nhiễm asen trước khi dùng cho sinh hoạt và ăn uống. Người nhiễm chì lâu ngày có thể mắc bệnh thận, thần kinh, nhiễm Amoni, Nitrat, Nitrit gây mắc bệnh xanh da, thiếu máu, có thể gây ung thư. Metyl tert-butyl ete (MTBE) là chất phụ gia phổ biến trong khai thác dầu lửa có khả năng gây ung thư rất cao. Nhiễm Natri (Na) gây bệnh cao huyết áp, bệnh tim mạch, lưu huỳnh gây bệnh về đường tiêu hoá, Kali, Cadimi gây bệnh thoái hoá cột sống, đau lưng. Hợp chất hữu cơ, thuốc trừ sâu, thuốc diệt côn trùng, diệt cỏ, thuốc kích thích tăng trưởng, thuốc bảo quản thực phẩm, 30
30. phốt pho gây ngộ độc, viêm gan, nôn mửa. Tiếp xúc lâu dài sẽ gây ung thư nghiêm trọng các cơ quan nội tạng. Chất tẩy trắng Xenon peroxide, sodium percarbonate gây viêm đường hô hấp, oxalate kết hợp với calcium tạo ra calcium oxalate gây đau thận, sỏi mật. Vi khuẩn, ký sinh trùng các loại là nguyên nhân gây các bệnh đường tiêu hóa, nhiễm giun, sán. Kim loại nặng các loại: Titan, Sắt, chì, cadimi, asen, thuỷ ngân, kẽm gây đau thần kinh, thận, hệ bài tiết, viêm xương, thiếu máu. 5. Biện pháp ngăn ngừa và phòng tránh ô nhiễm nước. Chiến lược lâu dài là có thể cung cấp những nguồn nước sinh hoạt an toàn đã qua xử lý và cải thiện hệ thống vệ sinh. Chiến lược ngắn hạn là sử dụng những phương pháp xử lý nước đơn giản tại hộ gia đình như lọc nước, đun sôi nước bằng nhiệt lượng. Bên cạnh đó, chiến dịch truyền thông nâng cao nhận thức, cộng đồng có ý thức bảo vệ nguồn nước, đặc biệt là cần phải áp dụng những quy định nghiêm ngặt hơn đối với vấn đề kiểm soát ô nhiễm, buộc tất cả mọi doanh nghiệp - từ quy mô nhỏ đến lớn - phải đáp ứng được những tiêu chuẩn tối thiểu về nguồn nước thải trong sản suất kinh doanh, tránh ô nhiễm môi trường. Xây dựng hệ thống kiểm soát và XLNT ở các làng nghề. Điều tra, đánh giá tình hình ô nhiễm nguồn nước tại các làng nghề một cách khoa học. Từ đó phân loại và có giải pháp phù hợp. Các làng nghề cần có quy hoạch để xây dựng các khu sản xuất tách khỏi các khu dân cư, khu sản xuất nông nghiệp. Cần xử lý triệt để cơ sở gây ô nhiễm, thậm chí có thể quy trách nhiệm hình sự khi gây tác hại nghiêm trọng đến môi trường và sức khỏe con người. Có chính sách đền bù thỏa đáng cho người dân chịu ảnh hưởng từ ô nhiễm. Đồng thời, có cơ chế tài chính khuyến khích các doanh nghiệp làm tốt việc kiểm soát ô nhi Khuyến khích sự tham gia của cộng đồng vào kiểm soát, giám sát ÔNN; Nâng cao nhận thức cộng đồng về vấn đề sử dụng nguồn nước, có sự phối hợp, chính sách hỗ trợ, bảo vệ đối với những người tố cáo các hành vi gây ÔNN. 31
31. Xây dựng các cơ chế cụ thể để thu hút sự tham gia của tất cả các bên liên quan trong các quá trình lập quy hoạch, kế hoạch và triển khai các biện pháp BVMT nước. Công khai hóa các thông tin, dữ liệu liên quan đến tình hình ô nhiễm và các nguồn gây ô nhiễm môi trường nước trên các phương tiện thông tin đại chúng. Tiến tới môi trường sống tốt đẹp, sản xuất nông nghiệp luôn được đi đôi với BVMT, mỗi cá nhân hãy vì cộng đồng và tương lai của cuộc sống. Sự hài hòa trong sản xuất nông nghiệp và môi trường được phát triển song hành để tạo ra nền nông nghiệp phát triển bền vững. KẾT LUẬN Qua những điều tìm hiểu và trình bày ở trên, nhóm chúng tôi nhận thấy rằng:Quá trình phát triển kinh tế - xã hội cùng với những ảnh hưởng của biến đổi khí hậu đã tạo ra nhiều áp lực đối với môi trường nước. Hiện trạng môi trường nước vẫn đang diễn biến khá phức tạp. Tại một số nơi chất lượng nước bị suy thoái chủ yếu do nước thải sinh hoạt, một số nơi khác lại do hoạt động sản xuất công nghiệp, khai thác khoáng sản, nuôi trồng thủy sản Giai đoạn hiện nay, ô nhiễm các chất hữu cơ, vô cơ vẫn tiếp tục là vấn đề nóng tại nhiều quốc gia. Ở hầu hết các sông, hồ, kênh, rạch trong nội thành, nội thị, các thông số đặc trưng ô nhiễm hữu cơ đều vượt giới hạn tối đa cho phép đối với nguồn nước loại B. Chất lượng nước ở thượng lưu các con sông còn tương đối tốt, nhưng phần trung lưu và hạ lưu phần lớn đã bị ô nhiễm, có nơi ở mức nghiêm trọng. Nguyên nhân là do nước thải của các hoạt động sản xuất công nghiệp, sinh hoạt không được xử lý đã và đang thải trực tiếp vào các con sông. Nhiều nơi chất lượng nước suy giảm mạnh. Hậu quả của ô nhiễm nguồn nước là những tác động tổng hợp tới sức khỏe cộng đồng. Ô nhiễm nguồn nước cũng là nguyên nhân gây ra những xung đột xã hội giữa các cộng đồng sử dụng chung nguồn nước. Ô nhiễm nguồn nước còn gây thiệt hại không nhỏ về kinh tế và ảnh hưởng xấu tới các hệ sinh thái tự nhiên, làm giảm khả năng sử dụng tài nguyên nước. Chiến lược đã được ban hành, luật pháp cơ bản hoàn chỉnh, các chính sách, mục 32
32. tiêu quốc gia đã được xây dựng, nhiều biện pháp, giải pháp nhằm ngăn chặn xu thế ô nhiễm môi trường nước đã được triển khai.Tuy nhiên, công tác quản lý môi trường nước vẫn còn nhiều thách thức và hạn chế. Tóm lại, vấn đề ô nhiễm nguồn nước hiện nay là một vấn nạn gây hậu quả nghiêm trọng cần lên án và loại bỏ nó. Bảo vệ nguồn nước là bảo vệ sự sống của mọi người, vì vậy mỗi người chúng ta cần có ý thức, góp phần chung tay xây dựng một môi trường trong sạch cũng như nói không với các chất gây ô nhiễm nước. 33
33. TÀI LIỆU THAM KHẢO Hóa học môi trường, PGS. PTS. Đặng Kim Chi . Bc nam.html 34
34. TRẢ LỜI CÂU HỎI PHẢN BIỆN CÂU 1: Hàm lượng asen là bao nhiêu thì gây hại cho người và động vật? - Asen được biết là chất có khả năng tích lũy trong cơ thể và có tác dụng ức chế 200 loại enzyme khác nhau, từ đó ảnh hưởng tới các phản ứng hóa học và các quá trình chuyển hóa trong cơ thể. Nhiều nghiên cứu gần đây cho thấy asen với nồng độ rất thấp, dưới 0,02 mg/l đã có thể gây rối loạn nội tiết - Tổ chức y tế thế giới (WHO) đưa ra khuyến cáo mức 0,01 mg/l là mức tuyệt đối an toàn, không có một rủi ro nào khác. - QCVN 01:2009/BYT được áp dụng đối với các cơ sở cấp nước ăn uống, nước sinh hoạt có công suất từ 1.000 m3/ngày đêm trở lên, gồm 109 chỉ tiêu trong đó có chỉ tiêu asen với giới hạn tối đa cho phép là 0,01 mg/L. Nước cấp khi đạt 109 chỉ tiêu của QCVN 01:2009/BYT có thể uống trực tiếp tại vòi. - QCVN 02:2009/BYT được áp dụng đối với các cơ sở cấp nước tập trung dùng cho mục đích sinh hoạt có công suất dưới 1.000m3/ngày đêm và cấp nước hộ gia đình do gia đình tự khai thác (giếng khoan, giếng đào ), gồm 14 chỉ tiêu trong đó có chỉ tiêu asen với giới hạn tối đa cho phép là 0,01 mg/L đối với cơ sở cấp nước tập trung và 0,05 mg/L đối với nước hộ gia đình tự khai thác. CÂU 2: Tại sao asen vô cơ độc còn asen hữu cơ thì không độc. Asen và nhiều hợp chất của nó là những chất độc cực kỳ độc. Asen phá vỡ việc sản xuất ATP thông qua vài cơ chế. Ở cấp độ của chu trình axít citric, asen ức chế pyruvat dehydrogenaza và bằng cách cạnh tranh với phốtphat nó tháo bỏ phốtphorylat hóa ôxi hóa, vì thế ức chế quá trình khử NAD+ có liên quan tới năng lượng, hô hấp của ti thể và tổng hợp ATP. Sản sinh của perôxít hiđrô cũng tăng lên, điều này có thể tạo thành các dạng ôxy hoạt hóa và sức căng ôxi hóa. Các can thiệp trao đổi chất này dẫn tới cái chết từ hội chứng rối loạn chức năng đa cơ quan (xem ngộ độc asen) có lẽ từ cái chết tế bào do chết hoại, chứ không phải do chết tự nhiên của tế bào. Cần phân biệt giữa asen vô cơ và asen hữu cơ, trong khi arsen vô cơ có độc tính mạnh, arsen hữu cơ có nguồn gốc tự nhiên từ sự phân hủy các loài cá, hải sản, 35
35. không có độc tính và đào thải nhanh chóng khỏi cơ thể con người ( thông thường là sau 48 giờ). - Asen vô cơ: Là nguyên tử arsen (As) ở dạng kim loại, tinh khiết, hoặc trong các hợp chất arsen không liên kết với gốc carbon (C) như trong triclorua arsen (AsCl3). Hai loại thạch tín vô cơ chính là arsenite và arsenate, cả hai đều độc hại và là chất gây ung thư. O O O As O As O O O Arsenite Arsenate - Asen hữu cơ: Là hợp chất hữu cơ có chứa nguyên tử arsen, như acid 4- hydroxy-3-nitrobenzenearsonic. Hai loại thạch tín hữu cơ thường được tìm thấy trong hải sản và được gọi là “thạch tín cá” (fish arsenic) là aresenobetaine và arsenocholine. Thạch tín arsenocholine độc hơn arsenobetaine, nhưng nói chung đều là tương đối an toàn cho con người. Hai thạch tín hữu cơ khác là monomethylarsonic acid (MMA) and dimethylarsinic acid (DMA) thường được tìm thấy trong trái cây, rau và ngũ cốc. O O O CH3 H C As OH 3 H3C As OH H3C As O OH CH3 CH3 Axit Monomethylarsonic axit dimethylarsinic Arsenobetaine CÂU 3: Khi đun sôi nước có thể loại bỏ thành phần ô nhiễm nào trong nước? Theo các nhà khoa học, các loại vi khuẩn đa phần đều bị tiêu diệt ở nhiệt độ 1000C, chính vì vậy, khi đun sôi nước, các chỉ tiêu vi sinh của nước nằm trong giới hạn cho phép. Tuy nhiên, để uống được ngay, các thành phần hóa – lý của nước cũng phải nằm trong giới hạn Quy định. Việc đun sôi nước chỉ có tác dụng chính là diệt khuẩn, nó gần như không làm thay đổi nhiểu các thành phần hóa – lý trong nước(việc đun sôi sẽ làm mất khoáng Canxi, Magie trong nước chính là giảm độ cứng của nước), đặc biệt các thành phần như Asen, Pb, Hg, việc đun sôi sẽ không ảnh hưởng đến các hàm lượng này trong nước Nhược điểm của việc sử dụng nước đun sôi 36
36. - Đun sôi nước có thể diệt được phẩn lớn vi khuẩn và các chất độc hại trong nước nhưng đồng thời cũng làm biến đổi cấu trúc tự nhiên của nước, làm mất oxy và một số nguyên tố vi lượng cần cho cơ thể. Dó đó, nếu uống lâu dài sẽ sinh ra các ảnh hưởng không tốt cho sức khỏe, đặc biệt là hệ tiêu hóa. - Nước đun sôi để nguội có nguy cơ tái nhiễm khuẩn cao, thậm chí nước sau nhiễm khuẩn còn độc hại hơn so với nước chưa đun sôi: trong nước chứa nhiều vi sinh vật, và trứng kí sinh trùng, khi đun sôi, chúng sẽ bị phân rã tạo thành chất hữu cơ trong nước, đây cũng là nguồn thức ăn dồi dào cho các vi sinh vật ở ngoài. Trong khi đó, môi trường bên ngoài chứa rất nhiều vi sinh vật. Lúc này, nguy cơ tái nhiễm rất lớn, nước sẽ nhanh bị thiu và lượng vi sinh vật nhân lên gấp bội. - Nước đun sôi để nguội lâu thường chứa nhiều nitrat, khi uống vào cơ thể, nitrat sẽ bị khử trở lại muối nitric, ảnh hưởng tới sự vận chuyển dưỡng khí trong máu, làm cho tim đập nhanh, hô hấp khó khăn, trường hợp nặng có thể gây nguy hiểm cho tính mạng. Bên cạnh đó, các kim loại nặng có trong nước không phân hủy được cũng có hại đối với sức khỏe con người Về bản chất, nước đun sôi để nguội sau 2h có thể tái nhiễm vi khuẩn. Người dân Việt nam thường có thói quen đun nước sử dụng nhiều ngày liền hoặc đun nước mới để chồng lên nước cũ, vô tình sẽ càng làm số lượng vi khuẩn của nước tăng lên nhanh chóng, dễ sinh ra nấm mốc, gây hại cho cơ thể. CÂU 4: Các chất tẩy rửa được sử dụng nhiều trong sinh hoạt khi thải trực tiếp ra ao hồ các sinh vật như cá, tôm ăn phải sau đó con người ăn phải cá tôm từ nguồn này thì có nguy hại gì cho sức khỏe? Gần đây vấn đề nguồn nước ô nhiễm từ các chất thải của các nhà máy dẫn đến nguồn nước có nồng độ cao các kim loại nặng như crom, chì, thủy ngân. Các loài sinh vật sống trong nước như cá, tôm chịu ảnh hưởng lớn từ sự ô nhiễm này, dẫn đến tích trữ các kim loại nặng trong cơ thể chúng. Con người ăn các loại cá này sẽ gián tiếp nhiễm độc kim loại từ hải sản, đặc biệt trẻ nhỏ là có nguy cơ cao với việc gia tăng tích trữ các kim loại nặng. Trẻ nhỏ ở độ tuổi dưới 5 tuổi gặp nhiều nguy cơ sức khỏe khi nhiễm độc kim loại nặng. Cụ thể: trẻ bị nhiễm độc chì bị giảm IQ, nhiễm độc crom 4 bị ung thư gan và dị ứng ngoài da, nhiễm độc thủy ngân sẽ bị suy gan và suy thận. CÂU 5: Cách xử lý nước biển bị ô nhiễm bởi dầu mỏ? a.Phương pháp vật lý: khi có sự cố tràn dầu xảy ra thì phải có các biện pháp để hạn chế thấp nhất các ảnh hưởng xấu đến môi trường .Thu hồi dầu trên mặt nước bằng các phao quay nổi (boom) và thiết bị hút dầu (skimmers), thu hồi dầu trên bờ bằng các thiết bị xúc bốc vật liệu bị nhiễm dầu hoặc sử dụng các vật liệu thấm dầu.Dùng các loại phao quây khoanh vùng không để dầu tràn ra xa, hút và tái chế. Các biện pháp thu gom: 37
37. -Khoanh vùng ô nhiểm và huy động phương tiện, công nhân môi trường và người dân trong vùng để thu gom. -Sử dụng tàu, hoặc ca nô kéo lưới bao dầu để thu gom các vệt dầu lớn. -Làm sạch khu vực bị nhiễm dầu bằng cách xịt hoặc phun nước (có thể bằng thủ công hoặc bằng phương tiện như trực thăng .) -Đốt dầu tràn trên các bãi biển. b.Xử lý dầu tràn bằng phương pháp hóa học: phân tán dầu trên biển bằng các chất học (chất phân tán, chất hoạt động bề mặt, các chất keo tụ ), đốt tại chỗ hoặc chuyển đến vị trí khác để xử lý. Sử dụng các hóa chất làm kết tủa hoặc trung hòa dầu tràn, thường thực hiện băng các phương tiện như trực thăng và trên phạm vi rộng lớn. c. Xử lý dầu tràn bằng phương pháp sinh học: sử dụng các chế phẩm vi sinh kích quá trình sinh trưởng và phát triển của một số loài vi sinh vật phân hủy dầu, nguồn hydrocacbon của dầu sẽ được sử dụng làm nguồn cacbon duy nhất, hoặc những sản phẩm phân hủy hydrocarbon của vi sinh là nguồn cơ chất để sinh trưởng cho những vi sinh vật khác. Phương pháp sinh học là phương pháp xử lý dầu tràn có hiệu quả và an toàn cho môi trường nhất hiện nay, được sử dụng kế tiếp ngay sau khi các biện pháp ứng cứu nhanh. Trong quá trình sinh trưởng và phát triển của một số loài vi sinh vật, nguồn hydrocacbon của dầu có thể được sử dụng làm nguồn cacbon duy nhất, hoặc những sản phẩm phân hủy hydrocarbon của vi sinh này lại là nguồn cơ chất để sinh trưởng cho những vi sinh vật khác. Hydrocacbon được oxy hóa, bẻ mạch và sản phẩm sau cùng là các chất đơn giản: các axit hữu cơ, CO2, nước và sinh khối vi sinh vật các sản phẩm này không gây ô nhiễm cho môi trường. Khi nguồn hydrocarbon đã tiêu thụ hết thì sinh khối vi sinh vật cũng tự bị phân rã theo chu trình sinh hóa và số lượng vi sinh vật lại trở về như trong điều kiện ban đầu. Có hai phương pháp sinh học phổ biến: - Kích hoạt vi sinh vật (biostimulation): là bổ sung chế phẩm sinh học (vi sinh xử lý nước thải) có chứa chất dinh dưỡng cần thiết: nitơ (NH4NO3), phốt pho (K2HPO4, KH2PO4), các khoáng chất cho hệ vi sinh vật bản địa có khả năng phân hủy dầu. Vi sinh vật cần nguồn dinh dưỡng cacbon, nitơ, phốt pho hợp lý để sinh trưởng và phát triển. Ngoài chất dinh dưỡng còn bổ sung thêm chất hoạt động bề mặt sinh học để tăng diện tích tiếp xúc giữa dầu và vi sinh vật, giúp cho chúng tiếp cận nguồn dinh dưỡng nhanh hơn. Phương pháp kích hoạt vi sinh được ứng dụng nhiều nhất hiện nay vì tính kinh tế: chi phí đầu tư thấp và thân thiện với môi trường. - Khác với phương pháp xử lý ô nhiễm sinh học bằng kích hoạt vi sinh vật, phương pháp Bổ sung vi sinh vật (bioaugmentation): là bổ sung chế phẩm sinh học có chứa vi sinh vật phân hủy dầu vào môi trường bị ô nhiễm. Phương pháp này khá phức tạp, chi phí xử lý cao vì phải sản xuất chủng vi sinh vật phân hủy dầu ở quy mô phòng thí nghiệm và không chắc rằng ra ngoài môi trường chúng 38
38. có thể cạnh tranh được với các chủng có sẳn trong môi trường đó để sinh trưởng và phát triển. CÂU 6: Hiện tượng cá chết ở hồ Tây trong thời gian vừa qua có phải do ô nhiễm nước không? UBND thành phố Hà Nội cho rằng có 4 nguyên nhân khiến cá ở Hồ Tây chết: - Thứ nhất là do tình trạng nước thải chảy vào các hồ gây ra ô nhiễm nguồn nước. - Thứ hai, thời tiết thay đổi dẫn tới thiếu oxy trong nước. - Thứ ba, ý thức người dân kém, vẫn xả thẳng rác thải xuống hồ. - Thứ tư môi trường bị ảnh hưởng do việc người dân nuôi, thả cá kinh doanh. 39