Khả năng tự làm sạch của nước mặt

MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH 2 LỜI GIỚI THIỆU 3 A. TỔNG QUAN 5 B. NỘI DUNG 6 I. Hiện trạng 6 1. Thế giới 6 1.1. Sông Citarum, Indonesia 6 1.2. Sông Yamuna, Ấn Độ 6 1.3. Sông Mê Kông 6 2. Việt Nam 7 2.1. Sông Hồng 7 2.2. Sông Bạch Đằng 7 2.3. Sông An Cựu 8 2.4. Sông Sài Gòn 8 2.5. Sông Thị Vải 9 2.6. Sông Nhuệ - Đáy 9 II. Các yếu tố ảnh hưởng đến khả năng tự làm sạch của dòng chảy 10 1. Nồng độ oxy hòa tan 10 2. Loại chất hữu cơ 12 3. Lực sinh học 12 3.1. Vi khuẩn 12 3.2. Tảo 12 3.3. Động vật nguyên sinh 13 3.4. Giáp xác 13 4. Các chất độc 14 5. Các đặc tính vật lý của dòng chảy 14 6. Sự pha loãng 14 7. Các điều kiện thời tiết khí hậu 14 8. Sự lắng đọng 14 9. Nhiệt độ 14 10. Điều kiện mặt cắt sông 14 III. Quá trình tự làm sạch của nguồn nước 15 1. Quá trình tự làm sạch của nước ngầm 15 1.1. Quá trình lọc 15 1.2. Cơ chế hấp thụ 15 1.3. Các quá trình hóa học 15 1.4. Cơ chế loại trừ vi khuẩn, virus 15 1.5. Cơ chế pha loãng 15 2. Quá trình tự làm sạch nước mặt 16 2.1. Quá trình xáo trộn nước thải với nước nguồn 18 2.2. Quá trình khoáng hóa các chất hữu cơ nhiễm bẩn trong nguồn nước 18 IV. Các vấn đề môi trường khi nguồn nước không có khả năng tự làm sạch 19 1. Nước và sinh vật nước 19 1.1. Nước 19 1.2. Sinh vật nước 19 2. Đất và sinh vật đất 20 2.1. Đất 20 2.2. Sinh vật đất 21 3. Không khí 21 V. Biện pháp làm tăng khả năng làm sạch của nước 21 1. Thông gió dòng sông 21 2. Bổ sung nước cho sông trong thời kỳ lưu lượng thấp 21 3. Bảo vệ lớp phủ thực vật trên toàn lưu vực 22 4. Thường xuyên nạo vét dông rạch để khơi thông dòng chảy 22 VI. Đề xuất 22 1. Đối với người dân, cơ sở sản xuất kinh doanh 22 2. Đối với nhà quản lý môi trường 24 C. KẾT LUẬN 25 TÀI LIỆU THAM KHẢO 26 DANH MỤC HÌNH Hình 1: Sự thay đổi DO theo khoảng cách về phía hạ lưu tính từ điểm nhận nước thải 11 Hình 2: Một số loài tảo tiêu biểu 13 Hinh 3: Phân chia các vùng của dòng chảy theo khả năng tự làm sạch của nguồn nước 16 LỜI GIỚI THIỆU Trái đất là một hành tinh xanh với ba phần tư được bao phủ bởi nước. Nước là yếu tố quyết định đến sự tồn tại và phát triển của môi trường sống. Lịch sử tiến hóa của loài người bắt đầu từ nước và nước chính là thành phần quan trọng nhất cấu thành cơ thể con người - trung bình cơ thể một người có khoảng 50 lít nước. Nếu xét về cấu trúc phân tử riêng biệt, nước được xem là một dung môi lý tưởng để hòa tan, phân bố các hợp chất vô cơ và hữu cơ tạo điều kiện thuận lợi cho việc phát triển thế giới thủy sinh, phát triển các loài thủy sản và cả các loài động thực vật trên cạn. Sự vận chuyển của nước trên bề mặt Trái Đất là nguyên nhân chính hình thành nên địa mạo của địa cầu. Chúng ta có thể thấy rằng các nền văn hóa, thực phẩm, phong cách sống của một địa phương gắn kết chặt với điều kiện khí hậu của nơi ấy, trong khi nguồn nước tự nhiên là bảo đảm cho cân bằng về khí hậu của một khu vực. Do đó trong số các thành phần cơ bản của môi trường tự nhiên, nước là một loại tài nguyên thiên nhiên quý giá song nó lại có giới hạn. Con người chúng ta sử dụng nước trong hầu hết các hoạt động hàng ngày, từ phục vụ sinh hoạt gia đình như ăn uống, vệ sinh, chăm sóc sức khỏe đến sản xuất nông nghiệp, lâm nghiệp, thủy sản, công nghiệp và cả đến giao thông vận tải. Nguồn tài nguyên quan trọng này đã tạo dựng nên xã hội loài người với sự đa dạng về xã hội, văn hóa và tôn giáo tín ngưỡng ở khắp mọi nơi. Là nguồn động lực cho các hoạt động kinh tế của con người, song nước cũng gây ra những hiểm họa ghê gớm. Những rủi ro từ nước như hạn hán, có thể là nguyên nhân làm cho một nền văn minh suy tàn; hoặc những trận lũ lụt, lũ quét có thể gây ra những thiệt hại lớn về người và của. Nước ngọt là một yếu tố không thể thiếu trong việc phát triển kinh tế xã hội của mọi quốc gia. Chúng ta có thể thấy rằng những nền văn minh xuất hiện sớm nhất trong lịch sử nhân loại đều tập trung bên cạnh những con sông lớn, chẳng hạn nền văn minh sông Nile (Ai Cập), nền văn minh Lưỡng Hà (hai con sông Euphrates và Tigris - Iraq), nền văn minh Ấn - Hằng (Ấn Độ), ở nước ta có nền văn minh sông Hồng... Nguyên nhân là do các dân tộc ở gần nguồn nước có được nguồn nước sạch dồi dào phục vụ cho sinh hoạt, giao thông thuận tiện, điều kiện sản xuất thuận lợi, điều kiện khí hậu thích hợp cho sự phát triển nói chung. Cũng như một số tài nguyên khác, như đất và không khí…nước có khả năng tự làm sạch. Chức năng này có vai trò quan trọng , góp phần cân bằng sinh thái. Khả năng tự làm sạch của nước sẽ diễn ra không đạt kết quả khi trong nước thải có chứa các chất độc hại đối với sự sống của các sinh vật; quá trình tự làm sạch của nước chỉ diễn ra khi các chất độc hại trong nước bị tiêu tan hoặc pha loãng hay lý do nào khác. Trong quá trình phát triển không ngừng của xã hội, loài người đã đạt được nhiều thành tựu to lớn trong các lĩnh vực kinh tế xã hội với một trình độ khoa học kỹ thuật hiện đại, nhưng đồng thời cũng gây ra nhiều hậu quả nghiêm trọng cho môi trường sinh thái. Đó là lượng chất thải khổng lồ mà con người thải bỏ vào môi trường. Lượng chất thải này lớn hơn nhiều so với lượng mà các quá trình tự nhiên của các hệ sinh thái có thể đồng hóa được; do đó đưa đến tình trạng giảm nhỏ nồng độ oxy trong các dòng chảy, các chất độc hại đi vào nguồn nước và các đại dương… Những lượng chất thải do các hoạt động của con người tạo ra làm cho môi trường mất đi một ít khả năng nuôi dưỡng sự sống, một số loài bị tiêu diệt và chính con người cũng phải chịu sự hủy hoại sinh học. Sự suy giảm các quần thể đã làm cho tính đa dạng trong các hệ sinh thái ảnh hưởng đến sức khỏe con người. Và chính con người đã khai thác các nguồn lợi tự nhiên đến mức cạn kiệt tạo ra những biến đổi bất lợi về nhiều mặt. Nếu như chúng ta không có các biện pháp kịp thời để duy trì và phục hồi khả năng tự làm sạch của môi trường nói chung cũng như khả năng tự làm sạch của nước nói riêng, thì con người sẽ phải gánh chịu hậu quả vô cùng nghiêm trọng do chúng ta gây ra. A. TỔNG QUAN Nước thải được pha loãng với nước nguồn tiếp nhận đến một khoảng nào đó thì được xáo trộn hoàn toàn với nước nguồn. Ở những điều kiện bình thường, trong nguồn nước sẽ diễn ra một chu trình kín của sự cân bằng giữa sự sống của các loài động thực vật và vi sinh vật. Sự sống của chúng có quan hệ tương hỗ lẫn nhau. Khi nguồn nước bị ô nhiễm bởi nước thải sinh hoạt và công nghiệp, sẽ tạo thành một lượng dư chất gây phá vỡ chu trình. Sự ô nhiễm quá mức sẽ làm cho nhiều chất hữu cơ trở nên không ổn định, làm cho cơ chế cân bằng của sinh vật, sự cung cấp ôxy... diễn ra không bình thường. Tuy nhiên, tiếp theo một khoảng cách nào đó về hạ nguồn, tuỳ thuộc lượng các chất gây ô nhiễm, lưu lượng nước nguồn, các điều kiện thuỷ động của dòng chảy..., những chu trình bình thường sẽ được phục hồi trở lại. Sự phục hồi này được gọi là sự tự làm sạch.  Khi các chất ô nhiễm là những muối vô cơ hòa tan được xả vào nước (như NaCl, KCl...) sẽ không diễn ra một sự thay đổi nào rõ rệt ngoại trừ sự pha loãng tự nhiên tăng lên liên tục khi con sông tăng dần thể tích trong quá trình chảy ra biển do sự đổ vào của các sông nhánh và sự tăng lên của tổng diện tích vùng tập trung nước. Hầu hết các muối của acid vô cơ thuộc loại này mặc dù đôi khi những thay đổi hóa học cũng có thể diễn ra do chúng tác dụng với những chất khác có trong nước sông. Tuy vậy điều đó cũng không gây nên sự phá hoại chất vô cơ mà chỉ gây ra sự chuyển hóa nó từ dạng hòa tan trong nước sang dạng hòa tan bùn cặn ở đáy sông. Nếu điều kiện thay đổi thì lượng kẽm đã kết tủa lại được chuyển từ bùn cặn vào dạng hòa tan trong nước. Ngược lại khi một dòng sông bị ô nhiễm bởi các chất hữu cơ (nước thải cống rãnh và nhiều chất thải công nghiệp khác), nó sẽ tự khôi phục lại trạng thái trong sạch ban đầu bởi các quá trình tự nhiên. Tiến trình tự làm sạch phụ thuộc vào các tính chất hóa học, lý học, thủy học và đặc biệt là yếu tố sinh học của nguồn nước. Ví dụ hiện tượng pha loãng, lắng cặn và ánh sáng mặt trời là các yếu tố xác định việc “làm sạch” các chất ô nhiễm trong nước thải. Tuy nhiên quá trình quan trọng hơn cả của quá trình tự làm sạch là sự phân hủy hiếu khí các chất hữu cơ bởi vi sinh vật. Những vi khuẩn này sử dụng chất hữu cơ làm thức ăn, phân tích các hợp chất phức tạp tạo thành các sản phẩm cuối cùng đơn giản hơn và ít độc hại. Lượng chất hữu cơ của một dòng chảy có thể bị đồng hóa bởi vi khuẩn giới hạn bởi lượng oxy hòa tan sẵn có trong nguồn nước. Do đó, quá trình này phụ thuộc vào tốc độ tiêu thụ oxy của quá trình oxy hóa sinh hóa và tốc độ hòa tan của oxy trong khí quyển vào nguồn nước, và phụ thuộc ít hơn vào các quá trình khác như sự quang hợp và việc oxy hóa các chất lắng đọng dưới đáy thủy vực. Trong trường hợp tất cả lượng oxy hòa tan bị tiêu thụ hết, trạng thái yếm khí sẽ xuất hiện và quá trình tự làm sạch sẽ không thể diễn ra. B. NỘI DUNG I. Hiện trạng 1. Thế giới 1.1. Sông Citarum, Indonesia Mặc dù trông giống một hố rác lớn nhưng thật ra con sông Citarum ở Tây Java, Indonesia là nguồn cung cấp nước chủ yếu cho nông nghiệp và sinh hoạt. Con sông bị ô nhiễm nặng do hoạt động con người và đời sống thủy sinh. Hậu quả làm khả năng tự làm sạch của dòng sông giảm dần, dòng sông trở thành con sông chết. Vào tháng 12/2008, Ngân hàng Phát triển Châu Á đã phê duyệt khoảng vay 500 triệu USD để làm sạch con sông nhưng sẽ mất rất nhiều năm để con sông chết trở về với cuộc sống.[1] 1.2. Sông Yamuna, Ấn Độ Sông Yamuna, phụ lưu lớn nhất của sông Hằng là một trong những dòng sông ô nhiễm nhất trên thế giới, nơi 58% chất thải của thủ đô New Delhi đổ xuống. Tổng cộng đã có 17 tỉ Rs (tiền Ấn) tương đương 369 triệu USD được chi cho việc làm sạch Yamuna cũng như sông Hằng nhưng tất cả nổ lực dường như vô hiệu, chính phủ cuối cùng đành buông tay. Khả năng tự làm sạch của sông Yamuna mất hoàn toàn.[1] 1.3. Sông Mê Kông Sông Mê Kông chảy qua địa phận 6 quốc gia, bắt nguồn từ vùng núi cao tỉnh Thanh Hải, băng qua Tây Tạng theo suốt chiều dài tỉnh Vân Nam (Trung Quốc), qua các nước Myanmar, Thái Lan, Lào, Campuchia trước khi chảy vào Việt Nam Sông Mê Kông được đánh giá là dòng sông có lịch sử lâu đời, có hệ sinh thái đa dạng, phong phú. Ngoài ra, Mê Kông còn là dòng sông có trữ lượng cá nước ngọt rất lớn và chủng loại rất đa dạng, đặc biệt là có các loại cá quý hiếm. Tuy nhiên hiện nay nguồn tài nguyên của sông Mê Kông là các nguồn lợi thủy sản, đặc biệt là trước áp lực thiếu nguồn điện phục vụ cho công cuộc phát triển kinh tế và lượng nước phục vụ cho nông nghiệp mà các quốc gia đang phải đối mặt, nên sông Mê Kông đã oằn mình gánh chịu những tác động của con người lên dòng chảy, làm mất đi tính tự nhiên vốn có của nó. Những tác động này của các quốc gia, đặc biệt là các quốc gia ở thượng nguồn đã biến sông Mê Kông thành dòng sông chết. Nếu không có những giải pháp kịp thời để làm tăng khả năng tự làm sạch của sông, khôi phục dòng sông chết thì cuộc sống của hàng triệu người mà bao đời nay gắn liền với dòng sông Mê Kông sẽ bị ảnh hưởng, những nét văn hóa của nhiều dân tộc sẽ chỉ còn trong quá khứ. Trong đó, quốc gia ở hạ lưu là Việt Nam sẽ chịu tác động nặng nhất. [2] 2. Việt Nam 2.1. Sông Hồng Kết quả phân tích nước sông Hồng của Sở Tài nguyên - Môi trường Lào Cai của cho thấy, mẫu phân tích ngày 23.1.2010, chỉ tiêu COD, BOD5 có hàm lượng vượt so với tiêu chuẩn là 1,03 và 1,25 lần. 8 mẫu lấy từ ngày 7-19.2, hàm lượng COD, BOD5 có xu hướng tăng, riêng ngày 18.2 hàm lượng COD vượt tới 2,7 lần. Kết quả phân tích chỉ tiêu TSS mẫu nước ngày 24.2 là 2.160 mg/l, tương đương với 2,16 kg/m3 tăng hơn 20 lần so với tiêu chuẩn. Nguyên nhân có thể do các đập đầu nguồn tháo nước, xả đáy làm cho dòng nước lưu thông tăng, thành phần nước có chứa nhiều hàm lượng cặn lơ lửng... Các nhà khoa học cảnh báo lượng nước thiếu hụt, dòng chảy suy kiệt sẽ khiến sông Hồng đứng trước nguy cơ trở thành dòng sông chết nếu chúng ta không làm tốt công tác bảo vệ nguồn nước, ngăn chặn tình trạng xả thải làm gia tăng mức độ ô nhiễm. Dòng chảy suy kiệt, khả năng tự làm sạch của dòng sông sẽ dần biến mất tùy theo mức độ. [3] 2.2. Sông Bạch Đằng Hàng năm, sông Bạch Đằng tiếp nhận từ nguồn ven bờ khoảng 10,5 nghìn tấn COD, 4,4 nghìn tấn BOD, gần một nghìn tấn nitơ tổng số, 343 tấn phospho tổng số, gần 15 nghìn tấn TSS và khoảng 6 tấn kim loại nặng các loại. Khu vực có đóng góp lượng thải lớn nhất là quận Hồng Bàng và huyện Thủy Nguyên của thành phố Hải Phòng. Nguồn thải chủ yếu vào sông Bạch Đằng là nguồn sinh hoạt của dân cư, tiếp đến là chăn nuôi và công nghiệp. Dự báo đến năm 2020, tải lượng thải các chất ô nhiễm đưa vào sông Bạch Đằng sẽ tăng từ 1,7 đến 2,4 lần. Tiến hành tính toán cân bằng khối lượng của các chất ô nhiễm trong sông Bạch Đằng qua các quá trình lắng đọng, phân hủy, khuếch tán, quang hợp và trao đổi nước, nhận thấy khả năng tự làm sạch của sông Bạch Đằng khá tốt, trong đó quá trình trao đổi nước có vai trò quyết định đến khả năng tự làm sạch của thủy vực. Tuy nhiên, khả năng phân hủy các chất hữu cơ trong nước có dấu hiệu suy giảm Kết quả tính toán khả năng tiếp nhận chất thải và sức tải của sông Bạch Đằng cho thấy, khả năng tiếp nhận của sông đối với nhóm chất dinh dưỡng (NH4, NO2 và phosphat) và TSS là không còn, nghĩa là hàm lượng hiện tại của chúng trong nước đã vượt quá giới hạn cho phép trong QCVN 10:2008. Đối với nhóm chất hữu cơ (đại diện là BOD và COD) khả năng tiếp nhận tương ứng là 2,0 và 5,3 tấn/ngày. So với lượng thải ra hàng ngày, thì thủy vực đã quá tải đối với nhóm thông số này từ 5-6 lần. Đối với nhóm kim loại nặng, đáng chú ý là kẽm đã quá tải 2,38 lần, những thông số khác vẫn nằm trong khả năng tải của thủy vực. [4] 2.3. Sông An Cựu Trong thời gian gần đây, mỗi khi đi dọc hai bờ sông An Cựu, thành phố Huế, dễ dàng nhận ra một điều: dòng sông “nắng đục mưa trong” của xứ Huế nay đã và đang bị ô nhiễm nặng nề. Nước sông đen đặc, bốc mùi hôi thối, rác nổi lềnh bềnh cả một đoạn dài. Dòng sông đã mặc nhiên trở thành “cái túi” đựng nước thải và rác của rất nhiều hộ dân sinh sống tại đây. Người ta vô tư vứt rác xuống sông. Theo quan sát, tại đường Đặng Văn Ngữ, phường Vạn An, thành phố Huế, rất nhiều hộ dân có nhà làm sát mép sông hầu như không có hố xí tự hoại và coi con sông như một nhà vệ sinh chung. Nước thải từ những hàng thực phẩm cộng với một lượng lớn rác không tiêu hủy được như chai nhựa, nilon... tất cả đều theo một cống thoát nước đổ ra sông. Không chỉ có rác và nước thải, một lượng lớn cỏ dại và bèo cũng đang phát triển mạnh dọc các bờ kè. Do nước xuống thấp, dòng chảy bị thu hẹp, ở một số nơi, lòng sông bị lộ thiên tạo điều kiện cho cỏ dại phát triển. Hiện sông An Cựu còn đang bị bèo hoa dâu và cỏ dại lấn chiếm, ngăn chặn dòng chảy. Bèo hoa dâu bám vào làm cản trở dòng chảy khiến cho việc lưu thông giảm đi rất nhiều hậu quả làm khả năng tự làm sạch cũng bị mất đi.[5] 2.4. Sông Sài Gòn Sở Khoa học và Công nghệ TPHCM phối hợp với Phân viện Khí tượng thủy văn và Môi trường phía Nam (Bộ Tài nguyên và Môi trường) vừa công bố kết quả nghiên cứu về tổng lượng chất thải trên hệ thống sông Sài Gòn. Theo đó, TPHCM và tỉnh Bình Dương có lượng chất thải ra sông Sài Gòn nhiều nhất. Điều này khiến cho nguồn nước ở đây có nguy cơ không thể tự làm sạch. Sông Sài Gòn đứng trước một cái chết được dự báo nếu như không có những biện pháp “cấp cứu” kịp thời. Kết quả phân tích cho thấy, trong 70.000m³ nước thải có khoảng 13,9 tấn TSS, 14,3 tấn COD, 6,8 tấn BOD, 1,9 tấn Nitơ tổng và 248kg Phốt pho tổng. Kết quả quan trắc chất lượng nguồn nước sông Sài Gòn của Chi cục Bảo vệ môi trường TPHCM cũng khẳng định, từ năm 2000 đến nay, nồng độ các chất như pH, DO, BOD, COD, dầu có xu hướng tăng 1,1 - 2 lần/năm. Cá biệt, nồng độ Coliform tăng 3 - 71 lần/năm và càng về hạ lưu thì chất lượng nguồn nước càng xấu. Kết quả khảo sát thực tế cho thấy, hiện nay trên tiểu lưu vực sông Sài Gòn có 27 KCX-KCN và CCN đang hoạt động (TPHCM: 11, Bình Dương: 16). Theo quy hoạch phát triển công nghiệp của các tỉnh-thành, đến năm 2020 cả tiểu lưu vực sông Sài Gòn có khoảng 39 Khu chế xuất – khu công nghiệp (TPHCM: 19, Bình Dương 20), nhưng đáng lo là các ngành nghề thu hút đầu tư vẫn chủ yếu là dệt nhuộm, may mặc, cơ khí, thực phẩm, giấy, gỗ, nhựa, hóa chất… Đây là những ngành sản xuất và tiêu thụ khá nhiều nước và thải ra lượng lớn nước thải có hàm lượng chất ô nhiễm cao.  Lưu vực sông Sài Gòn còn là nơi tiếp nhận lượng lớn nước thải sinh hoạt của hơn 6 triệu dân và tỷ lệ dân số đang tăng 2%-4%/năm. Dự báo đến năm 2020, tổng lượng chất thải trên sẽ tăng 4–5 lần, nguy cơ “giết” chết sông Sài Gòn. 2.5. Sông Thị Vải Sông Thị Vải bắt đầu ô nhiễm nghiêm trọng từ năm 1994. Kết quả quan trắc mới đây cho thấy COD vượt từ 24 đến 45 lần và BOD vượt 110 lần so với tiêu chuẩn cho phép. Nhiều năm qua, không còn các hoạt động đánh bắt hải sản dọc theo sông và các khu vực nuôi trồng bị thiệt hại nặng do tôm cá chết. 5 khu chế xuất nằm dọc theo sông Thị Vải thuộc tỉnh Bà Rịa-Vũng Tàu gồm: Mỹ Xuân A, Mỹ Xuân A2, Mỹ Xuân B1, Phú Mỹ I, Cái Mép. Kết quả khảo sát sông Thị Vải cho thấy hàm lượng khí độc NH3 và H2S trong thủy vực sông rất cao so với ngưỡng thích hợp cho điều kiện phát triển bình thường của các loài thủy sản. Cụ thể, giới hạn cho phép NH3 trong môi trường nước phải nhỏ hơn 0,5 mg/lít và H2S nhỏ hơn 0,005 mg/lít, nhưng thực tế trên sông Thị Vải hiện NH3 đang ở mức 1,73 mg/l và H2S ở mức 0,8 mg/l. Hàm lượng ô xy trong nước cũng rất thấp 1,2 mg/lít (ngưỡng cho phép để duy trì sự sống 5 mg/lít). Kết quả khảo sát thực tế cho thấy nước sông Thị Vải ô nhiễm nặng và mất đi khả năng tự làm sạch, nhất là nồng độ DO thấp, có nơi bằng 0. Nguyên nhân ô nhiễm là do nước thải từ các khu công nghiệp thuộc 2 tỉnh Đồng Nai và Bà Rịa – Vũng Tàu.[6] 2.6. Sông Nhuệ - Đáy Trung bình mỗi ngày 2 con sông này phải tiếp nhận khoảng 800.000m3 nước thải. Kết quả quan trắc cho thấy, nước sông bị ô nhiễm chủ yếu bởi các chất hữu cơ, dinh dưỡng, chất rắn lơ lửng, mùi hôi, độ màu và vi khuẩn, đặc biệt vào mùa khô. Ô nhiễm nước sông lưu vực này có chiều hướng ngày càng tăng. Nguyên nhân của tình trạng ô nhiễm trầm trọng tại cả ba lưu vực sông này là nước thải công nghiệp, nước thải sinh hoạt, nước thải làng nghề, nước thải y tế, hoạt động khai thác khoáng sản, hoạt động nông nghiệp và nuôi trồng thủy sản, v.v... Hiện tại, với tổng lượng nước thải công nghiệp khoảng 100.000m3/ngày đêm, Hà Nội đang đứng đầu danh sách 6 tỉnh về lượng nước thải đổ ra sông Nhuệ - Đáy. Mặt nước ở các sông của nội thành Hà Nội bị ô nhiễm nghiêm trọng, các đoạn sông Nhuệ nhận nước từ sông Tô Lịch cũng có dấu hiệu bị ô nhiễm. Các giá trị COD, BOD5 vượt quá tiêu chuẩn từ 3- 5 lần. Nước sông màu đen, có váng, cặn lắng và có mùi tanh. Chất lượng nước của 2 sông Nhuệ - Đáy đã được cảnh báo ở mức độ ô nhiễm trung bình đến ô nhiễm nặng, nặng nhất là từ Cống Thần, Đồng Quan chảy về phía Hà Nội, Hà Đông. Còn theo dự báo của Viện Khoa học Công nghệ Việt Nam, tải lượng ô nhiễm vào lưu vực sông Nhuệ từ đập Thanh Liệt sẽ tăng lên gần 16% trong khoảng thời gian từ 2005 đến 2010. Sông Nhuệ là con sông mẹ, tiếp nhận 500.000m3 nước thải mỗi ngày từ bốn con sông thoát nước của Hà Nội: Tô Lịch, Kim Ngưu, Lừ, Sét (qua đập Thanh Liệt, Thanh Trì, Hà Nội). Kết quả giám định của Viện Quy hoạch thủy lợi, Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn cho thấy, tại cầu Tó, nơi nhận nước thải lớn nhất tại sông Tô Lịch, hàm lượng các chất hóa học đều vượt giới hạn B (giới hạn độc hại của tiêu chuẩn 5942 - tiêu chuẩn dùng để đánh giá mức độ ô nhiễm của một nguồn nước mặt) nhiều lần. Lượng NO2 có lúc đạt 0,508 mg/lít (vượt giới hạn B 10 lần); lượng NH4+ là 2,005 mg/l (gấp đôi giới hạn B); lượng Coliform, loại vi khuẩn có trong phân từ 110.000 - đến 330.000 mpn/100 ml (vượt quá giới hạn B 33 lần). Ở sông Đáy, mức độ ô nhiễm mang tính cục bộ, trong đó nặng nề nhất là đoạn cầu Hồng Phú (Phủ Lý, Hà Nam - hợp lưu của sông Nhuệ, Đáy và sông Châu Giang). Tại đây, nước sông bị ô nhiễm hữu cơ cao. Các thông số như BOD5, COD, các hợp chất Nitơ và Coliform đều không đạt TCCP. Tình trạng này diễn ra tương tự tại đoạn hợp lưu của sông Hoàng Long đổ vào sông Đáy (cầu Gián Khẩu - Gia Viễn - Ninh Bình) và xu hướng ô nhiễm ngày một gia tăng với lượng nước thải được dự báo tăng 1,2 lần ở Hà Nội và 1,9 lần ở Hà Tây trong vòng 3 năm nữa. Trong bản báo cáo môi trường quốc gia 2006 chỉ rõ, từ nay đến 2010, nếu chúng ta không có những biện pháp hợp lý bảo vệ môi trường như xử lý nước thải trước khi đổ vào sông, chất lượng nước sông Nhuệ - Đáy sẽ tiếp tục xấu đi, nồng độ BOD tăng khoảng 1,2 -1,5 lần, tổng nito tăng từ 1,2 - 1,85 lần, tổng photpho tăng đến hơn hai lần, tổng coliform tăng từ 1,3 - 2 lần. [11] II. Các yếu tố ảnh hưởng đến khả năng tự làm sạch của dòng chảy 1. Nồng độ oxy hòa tan Tùy theo lượng chất hữu cơ thải ra trong dòng chảy, lượng oxy sẽ biến đổi như biểu thị trong hình 1:
Hình 1: Sự thay đổi DO theo khoảng cách về phía hạ lưu tính từ điểm nhận nước thải Nếu trong nước có nồng độ oxy hòa tan lớn (điều kiện háo khí) thì hoạt động của nhóm vi sinh vật háo khí được đẩy mạnh, quá trình phân hủy chất hữu cơ diễn ra nhanh và tạo ra các sản phẩm cuối cùng ít độc hại. Trong trường hợp này ta có sơ đồ chuyển hóa dưới tác dụng của vi khuẩn: Carbon hữu cơ + O2 → CO2 Hydro hữu cơ + O2 → H2O Nitơ hữu cơ + O2 → NO3- Lưu huỳnh hữu cơ + O2 → SO42- Phospho hữu cơ + O2 → PO43+ Ngược lại nếu nồng độ oxy thấp hoặc không có thì việc phân hủy chất hữu cơ do nhóm vi khuẩn yếm khí thực hiện, sản phẩm tạo ra có mùi hôi và có tính độc hại. Carbon hữu cơ → CH4, CO2 Nitơ hữu cơ → NH3 Lưu huỳnh hữu cơ → H2S Phospho hữu cơ → PH3 Tại điểm xả nước thải, nhu cầu oxy cho việc phân hủy các chất hữu cơ vượt quá tốc độ hòa tan của oxy từ khí quyển vào nguồn nước, do đó nồng độ oxy hòa tan sẽ giảm đi. Tại một điểm nào đó ở hạ lưu, tốc độ hòa tan oxy khí quyển vào nguồn nước cân bằng với tốc độ tiêu thụ oxy của các vi sinh vật. Tại điểm tới hạn này lượng oxy hòa tan trong nguồn nước bị suy giảm lớn nhất. Sau điểm này, nồng độ oxy hòa tan tăng lên từ từ cho tới giá trị bão hòa. Tiến trình này cũng phụ thuộc vào nhiệt độ. Trong mùa hè nhiệt độ cao lượng oxy hòa tan vào nước thấp hơn vào mùa đông, điều này có nghĩa là việc phân hủy các chất ô nhiễm trong mùa hè sẽ sử dụng hết lượng oxy của dòng chảy chỉ trong một khoảng thời gian ngắn và tiếp theo đó sẽ là giai đoạn yếm khí. Thêm vào đó, tốc độ oxy hóa các chất hữu cơ sẽ nhanh hơn ở nhiệt độ cao hơn, khi đó quá trình tự làm sạch vì vậy sẽ diễn ra nhanh hơn.[7] 2. Loại chất hữu cơ Tốc độ tự làm sạch của nước phụ thuộc vào tính chất của chất hữu cơ gây ô nhiễm. Có những chất hữu cơ dễ dàng bị phân hủy như protein, đường, chất béo... và cũng có những chất khó phân hủy như lignin, cenlulo... Những chất hữu cơ clo hóa như DDT, BHC (benzen hecxa clorua)... có tính bền sinh học cao nên tồn tại khá lâu trong nước. Các chất mùn là những chất hữu cơ phức tạp rất bền đối với sự phân hủy sinh học nên thường tồn tại dưới dạng bùn cặn màu đen hay nâu đen. [7] 3. Lực sinh học 3.1. Vi khuẩn Vi khuẩn là loại vi sinh vật quan trọng nhất trong việc phân rã các chất hữu cơ và là tác nhân thu gom có hiệu quả chất hữu cơ trong dung dịch loãng. Vi khuẩn oxy hóa chất hữu cơ có thể tự cung cấp đủ năng lượng nhằm tổng hợp những phần tử hữu cơ phức tạp cần cho sự hình thành các tế bào mới. Sự hấp thụ thức ăn của vi khuẩn diễn ra trên toàn bộ bề mặt của nó. Mỗi vi khuẩn có một diện tích bề mặt rất lớn so với trọng lượng của nó. Diện tích bề mặt của vi khuẩn khô là 62.500 m2/kg, trong khi đó ở người chỉ có 0,168 m2/kg. [7] 3.2. Tảo Tảo không phân rã chất hữu cơ. Dưới tác dụng của ánh sáng mặt trời, tảo và các loài thực vật sống trong nước sử dụng CO2 hòa tan và các thành phần dinh dưỡng thực vật để thực hiện quá trình quang hợp tạo ra oxy. Bằng cách này tảo có vai trò thúc đẩy quá trình phân hủy háo khí. [7]
Hình 2: Một số loài tảo tiêu biểu 3.3. Động vật nguyên sinh Các động vật nguyên sinh trong nước không chỉ tiêu thụ các chất hữu cơ chết mà còn sử dụng cả tảo và vi khuẩn làm thức ăn cho mình, do đó góp phần giữ sự cân bằng sinh học thích hợp trong dòng chảy. [7] 3.4. Giáp xác Giáp xác có vai trò tương tự động vật nguyên sinh. Giáp xác sử dụng tảo và động vật nguyên sinh làm thức ăn. Giun sử dụng bùn cặn lắng đọng ở đáy sông làm thức ăn nên giun giữ vai trò lớn trong quá trình phân hủy chất lắng đọng. [7] 4. Các chất độc Sự có mặt của bất kỳ các chất độc nào (kim loại nặng, cyanua, fenol...) cũng sẽ làm giảm khả năng tự làm sạch của dòng chảy do chúng tiêu diệt hoặc ngăn cản sự phát triển của các vi sinh vật. Tác hại của chất độc trong trường hợp này phụ thuộc vào bản chất của chất độc và nồng độ của nó trong nước. [7] 5. Các đặc tính vật lý của dòng chảy Tốc độ, lưu lượng, độ sâu, đặc tính đáy (sỏi, cuội, cát...), độ nhám lòng kênh dẫn… của dòng chảy đều là những yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ khuếch tán oxy từ không khí vào nước gây ảnh hưởng đến quá trình tự làm sạch của nước. [7] 6. Sự pha loãng Khi chất độc được xả vào dòng chảy thì sự pha loãng có vai trò quan trọng trong việc làm giảm mức độ ô nhiễm tạo điều kiện cho quá trình hoạt động phân hủy của các vi sinh vật hiếu khí. Nước pha loãng có thể đến từ các nguồn khác nhau như nước ngầm, nước từ các sông nhánh, nước tiêu trong khu vực, đặc biệt trong thời gian có mưa. [7] 7. Các điều kiện thời tiết khí hậu Ánh nắng mặt trời thúc đẩy quá trình quang hợp tạo oxy nên có vai trò thúc đẩy nhanh sự tự làm sạch. Hoạt động của gió có tác dụng làm tăng quá trình khuếch tán oxy từ khí quyển vào nước tạo điều kiện tốt cho sự phân hủy háo khí. [7] 8. Sự lắng đọng Bùn cặn ở đáy dòng chảy được tạo ra do sự sa lắng của các chất lơ lửng trong nước thải và do sự đông tụ của các chất keo, sự tạo thành các mùn không tan. Sự oxy hóa những chất lắng đọng này có thể diễn ra trong một thời gian dài. Chất lắng đọng bùn cặn do nhu cầu oxy cao có thể tác động xấu đến sự tự làm sạch do thiếu oxy hòa tan. Quá trình phân hủy yếm khí trong lớp bùn cặn này thường kèm theo sự tạo khí làm bùn cặn bị đẩy nổi lên mặt nước. [7] 9. Nhiệt độ Nhiệt độ có ảnh hưởng lớn đến tốc độ các phản ứng sinh hóa nên là một yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ tự làm sạch của dòng chảy.[7] 10. Điều kiện mặt cắt sông Sông rộng nhưng nông sẽ tạo điều kiện cho oxy thâm nhập nhiều hơn từ không khí vào nước và làm tăng khả năng tự làm sạch của nước[7] III. Quá trình tự làm sạch của nguồn nước 1. Quá trình tự làm sạch của nước ngầm 1.1. Quá trình lọc Một trong những cơ chế suy giảm nồng độ chất ô nhiễm trong nước ngầm được giải thích là do tác dụng lọc của các lớp đất trong quá trình ô nhiễm thấm xuống. Tác dụng lọc này có thể loại trừ được các chất lơ lửng, các chất dạng hạt, các kết tủa tạo ra bởi các phản ứng hóa học. 1.2. Cơ chế hấp thụ Hấp thụ được xem là một cơ chế chủ yếu trong quá trình làm giảm chất ô nhiễm nước ngầm. Các hạt sét, các oxyt và hydroxyt kim loại đóng vai trò chất hấp thụ. Hầu hết cácchất gây ô nhiễm đều bị hấp thụ với các điều kiện thích hợp, ngoại trừ clorua nói chung và nitrat, sulfat (với mức độ ít hơn). 1.3. Các quá trình hóa học Hiện tượng kết tủa hóa học trong nước ngầm có thể xảy ra ở nơi các ion thành phần có mặt với nồng độ đủ lớn, lúc này tích số ion của chúng lớn hơn tích số hòa tan của các hợp chất tạo thành. Cơ chế kết tủa có thể loại trừ được các ion kim loại như Ca, Mg, Ba, Cd, Cu, Fe, Pb, Hg, Mo, Ra, Zn... và các anion SO42-, HCO3-, CN-, F-... Trong vùng khô hạn, nơi độ ẩm của các lớp đất gần trên bề mặt nhỏ thì kết tủa hóa học là một cơ chế chủ yếu làm giảm nồng độ ô nhiễm. 1.4. Cơ chế loại trừ vi khuẩn, virus Các loại vi khuẩn, virus trong nước có khuynh hướng di chuyển qua màng xốp (như đất) chậm hơn so với nước, ngoài ra chúng còn phải cạnh tranh với các vi sinh vật đất, vì vậy chúng sẽ bị loại một phần lớn khi đi qua chỉ 1m đất với điều kiện đất đó chứa những lượng sét và bùn đủ lớn. Hầu hết các vi sinh vật gây bệnh đều không thể phát triển trong môi trường đất được, vì vậy cuối cùng chúng đều bị tiêu diệt. Thời gian tồn tại của chúng tùy thuộc vào các điều kiện môi trường. 1.5. Cơ chế pha loãng Các chất gây ô nhiễm nước ngầm khi chảy qua môi trường xốp sẽ bị pha loãng nồng độ do sự phân tán thủy động diễn ra với mức độ vi mô lẫn vĩ mô. Cơ chế pha trộn này gây nên hiện tượng lan dọc và lan rộng sang bên cạnh chất ô nhiễm có trong nước ngầm, vì thế thể tích bị tác động tăng lên, nồng độ giảm theo khoảng cách lan truyền và sẽ làm giảm mức độ ô nhiễm môi trường. 2. Quá trình tự làm sạch nước mặt Khả năng tự làm sạch của nước mặt được thể hiện qua 2 quá trình [9]: Qúa trình xáo trộn (pha loãng ) thuần tuý lý học giữa nước thải với nguồn nước. Quá trình khoáng hoá các chất hữu cơ nhiễm bẩn trong nguồn nước. Do hai quá trình trên nồng độ các chất ô nhiễm đưa vào nguồn nước sau một thời gian sẽ giảm xuống đến một mức nào đó. Đối với nguồn nước có dòng chảy (sông) nước thải được pha loãng với nguồn nước và theo dòng chảy đổ ra biển hay một nơi nào đó.       Khi sự ô nhiễm diễn ra bởi quá nhiều chất hữu cơ thì sẽ thấy rõ và phân biệt được các vùng ô nhiễm và vùng phục hồi. Mỗi vùng được đặc trưng bởi các điều kiện hoá lý, sinh mà có thể quan sát kiểm tra đánh giá được.
Hinh 3: Phân chia các vùng của dòng chảy theo khả năng tự làm sạch của nguồn nước Các vùng đó là: [8] Vùng phân huỷ: Được hình thành ngay sau nguồn nước thải và được biểu hiện bởi độ đục và màu đen của nước. ở đây sẽ diễn ra sự phân huỷ kỵ khí; sự tiêu thụ ôxy tăng nhanh, xuất hiện CO2 và NH4. Các dạng sinh vật bậc cao, đặc biệt là cá sẽ bị chết hoặc là chúng phải rời đi nơi khác. Nấm có thể hình thành và xuất hiện thành khối màu nâu trắng hoặc màu xám như những chiếc đũa nhỏ và chìm xuống; vi khuẩn xuất hiện ít hơn nấm. Trong cặn lắng có một loài ấu trùng roi; loài này nuốt cặn và thải cặn ra ở dạng ổn định và lại được các sinh vật khác sử dụng.    Vùng phân huỷ mạnh: Vùng này thấy rất rõ khi nước bị ô nhiễm nặng và đặc trưng bởi sự vắng mặt ôxy hoà tan, diễn ra sự phân huỷ kỵ khí. Do kết quả của sự phân huỷ cặn, các bọt khí và bùn cặn có thể xuất hiện trên mặt nước tạo thành váng màu đen. Nước sẽ có màu xám đen và có mùi hôi thối của các hợp chất chứa lưu huỳnh. Các vi sinh vật chủ yếu là vi khuẩn kỵ khí, nấm hầu như đã biến mất; các loài động vật bậc cao cũng rất ít, chỉ có một ít loài ấu trùng, côn trùng...       Vùng phục hồi: ở vùng này nhiều chất hữu cơ đã lắng đọng xuống ở dạng cặn. Cặn bị phân huỷ kỵ khí dưới đáy hoặc trong dòng nước chuyển động. Vì nhu cầu tiêu thụ ôxy của nước nhỏ hơn tốc độ làm thoáng bề mặt nên tình trạng được cải thiện, nước được trong hơn. Lượng CO2, NH4 giảm và ôxy hoà tan, NO2- , NO3- tăng lên. Vi khuẩn có xu hướng giảm về số lượng vì việc cung cấp thức ăn bị giảm, chúng chủ yếu là loài hiếu khí. Nấm xanh, tảo xuất hiện đã sử dụng các hợp chất chứa nitrơ và CO2 rồi giải phóng ôxy giúp cho việc làm thoáng và hoà tan ôxy mạnh mẽ hơn. Tiếp theo, nhu cầu tiêu thụ ôxy giảm; các loài khuê tảo cũng ít hơn; xuất hiện các loài nguyên sinh động vật, nhuyễn thể, các thực vật nước; quần thể cá cũng ổn định dần và tìm thức ăn trong vùng này.  Vùng nước trong: ở đây dòng chảy đã trở lại trạng thái tự nhiên và có các loài phù du thông thường của nước sạch. Do ảnh hưởng của độ phì dưỡng do ô nhiễm trước đây cho nên các loài phù du sẽ xuất hiện với số lượng lớn. Nước trở lại trạng thái cân bằng ôxy - lượng ôxy hoà tan lớn hơn lượng ôxy tiêu thụ - trạng thái ban đầu của nước đã được phục hồi hoàn toàn.  Trong quá trình phục hồi, coliforms và các sinh vật gây bệnh cũng đã giảm về số lượng vì môi trường không thuận lợi cho chúng và xuất hiện những sinh vật chủ đạo. Tuy nhiên một số loài gây bệnh còn tồn tại trong vùng nước trong, do đó có thể nước vẫn còn bị ô nhiễm bởi vi khuẩn gây bệnh và không thể dùng cho ăn uống, sinh hoạt nếu không được sử lý.       Khả năng tự làm sạch của nước sẽ diễn ra không đạt kết quả khi trong nước thải có chứa các chất độc hại đối với sự sống của các sinh vật; quá trình tự làm sạch của nước chỉ diễn ra khi các chất độc hại trong nước bị tiêu tan hoặc pha loãng hay lý do nào khác. Vì vậy cần phải giám sát chặt chẽ hàm lượng các chất độc hại trong nước thải Để xác định mức độ cần thiết làm sạch nước thải trước khi cho xả ra nguồn nước, cần đánh giá chính xác khả năng tự làm sạch của nguồn nước bằng cách tiến hành nghiên cứu cẩn thận về thuỷ văn, thuỷ sinh và thành phần hoá lý của nguồn nước ... 2.1. Quá trình xáo trộn nước thải với nước nguồn Khi xác định mức độ xáo trộn giữa nước thải với nước sông không lấy toàn bộ lưu lượng nước sông để tính vì ở khía cạnh cống xả quá trình xáo trộn chưa thể đạt hoàn toàn chỉ đạt mà chỉ đạt hoàn toàn ở một khoảng cách nào đó xa cống xả. mặt khác, tỉ lệ giữa lưu lượng nước thải và lưu lượng nước nguồn càng lớn thì khoảng cách từ cống xả đến điểm tính toán (là nơi đã thực hiện quá trình xáo trộn hoàn toàn) sẽ càng lớn[9]. Sự tương quan giữa lưu lượng nguồn và lưu lượng nước thải là yếu tố quan trọng trong quá trình làm sạch gọi là hệ số pha trộn n.[10]
Trong đó : Q: Lưu lượng nước nguồn tham gia vào quá trình xáo trộn (m3/s) q: Lưu lượng nước thải xả vào nguồn (m3/s) C: Hàm lượng bẩn của nước thải (mg/l) Cng: Hàm lượng bẩn của nước nguồn (mg/l) Cgh: Hàm lượng giới hạn của hỗn hợp nước thải với nguồn nước sau khi xáo trộn kỹ (mg/l) Thực tế thì không phải tất cá lưu lượng nước nguồn tham gia vào quá trình xáo trộn mà chỉ một phần nào đó thôi. Phần nước nguồn tham gia vào quá trình được đặc trưng bởi hệ số xáo trộn. 2.2. Quá trình khoáng hóa các chất hữu cơ nhiễm bẩn trong nguồn nước Chất hữu cơ trong nước thải là môi trường cho các loại vi khuẩn phát triển. Xử lý nước thải có nhiệm vụ là: tách các chất bẩn hữu cơ, các chất dinh dưỡng và khử trùng nước thải. Quá trình khoáng hóa các chất hữu cơ nhờ oxy hóa sinh hóa xảy ra theo 2 giai đoạn: Oxy hóa các hợp chất chứa C thành CO2 và nước Oxy hóa các hợp chất chứa N thành nitrit và sau đó thành nitơrat Qúa trình khoáng hóa các hợp chất trong điều kiện hiếu khí thực tế là quá trình tiêu thụ oxy hòa tan từ khí quyển vào nước thải.[9] IV. Các vấn đề môi trường khi nguồn nước không có khả năng tự làm sạch Khi nước mất dần khả năng tự làm sạch, trở thành dòng sông chết, hàm lượng chất thải không được đồng hóa sẽ kéo theo các hậu quả về ô nhiễm môi trường, ảnh hưởng đến đời sống của con người và của động thực vật. 1. Nước và sinh vật nước 1.1. Nước Nước ngầm: Mất đi khả năng tự làm sạch, các cặn lơ lửng trong nước mặt, các chất thải nặng lắng xuống đáy sông, sau khi phân huỷ thấm xuống mạch nước bên dưới (nước ngầm) qua đất, làm biến đổi tính chất của loại nước này theo chiều hướng xấu (do các chất chứa nhiều chất hữu cơ, kim loại nặng…) Nước mặt: Khi mất cân bằng lượng chất thải ra môi trường nước (rác thải sinh hoạt, các chất hữu cơ,…) và các sinh vật tiêu thụ lượng chất thải này (vi sinh vật, tảo,…) làm cho các chất hữu cơ, chất rắn lơ lửng,… không được phân huỷ, vẫn còn lưu lại trong nước với khối lượng lớn, dẫn đến việc nước dần mất đi sự tinh khiết ban đầu, làm chất lượng nguồn nước bị suy giảm nghiêm trọng. 1.2. Sinh vật nước Khi khả năng tự làm sạch mất đi, gây ô nhiễm nước sẽ ảnh hưởng trực tiếp đến các sinh vật nước, đặc biệt là vùng sông, do nước chịu tác động của ô nhiễm nhiều nhất. Nhiều loài thuỷ sinh do hấp thụ các chất độc trong nước, thời gian lâu ngày gây biến đổi trong cơ thể nhiều loài thuỷ sinh, một số trường hợp gây đột biến gen, tạo nhiều loài mới, một số trường hợp làm cho nhiều loài thuỷ sinh chết. Đại dương tuy chiếm ¾ diện tích trái đất, nhưng cũng không thể không chịu tác động bởi việc nước bị ô nhiễm, mà một phần sự ô nhiễm nước đại dương là do các hoạt động của con người như việc khai thác dầu, rác thải từ người đi biển,… gây ảnh hưởng không nhỏ đến đại dương và các sinh vật đại dương, làm xuất hiện nhiều hiện tượng lạ, đồng thời làm cho nhiều loài sinh vật biển không có nơi sống, một số vùng có nhiều loài sinh vật biển chết hàng loạt,… Hiện tượng thủy triều đen: Tình trạng chất lượng nước hồ giảm đột ngột nghiêm trọng và tình trạng cá chết hàng loạt trong nhiều ngày kể từ thập niên 1970. Hiện tượng này được các nhà khoa học gọi tên là “thủy triều đen”. Phân tích các mẫu nước hồ lấy từ nhiều nước trên thế giới cho thấy hiện tượng “thủy triều đen” thường xảy trong hồ nước vào mùa thu. Khi đó, chất hữu cơ dưới đáy hồ bắt đầu phân hủy dưới tác dụng của các vi sinh vật, làm thiếu ôxy dưới đáy hồ, giảm hàm lượng pH và tăng nồng độ các gốc axít kali nitrat. Chu kỳ này làm tăng tình trạng thiếu ôxy trong nước làm giảm khả năng tự làm sạch của nước và lây lan hợp chất sunfua, biến nước hồ có màu đen và mùi hôi. Trong quá trình thay đổi chất lượng nước, các hoạt động của con người như thải chất thải công nghiệp và sinh hoạt vào hồ cũng có thể tạo ra “thủy triều”. Thủy triều đỏ: Mặt khác, sự ô nhiễm nước góp phần làm tăng vọt tần suất xuất hiện thuỷ triều đỏ ở nhiều nơi trên thế giới và ở Việt Nam. Không chỉ ảnh hưởng nghiêm trọng đến nền kinh tế biển, thuỷ triều đỏ còn làm mất cân bằng sinh thái biển, ô nhiễm môi trường biển. Khi gặp những môi trường thuận lợi như điều kiện nhiệt độ, sự ưu dưỡng của vực nước... các loài vi tảo phát triển theo kiểu bùng nổ số lượng tế bào, làm thay đổi hẳn màu nước. Các nhà khoa học gọi đó là sự nở hoa của tảo hay “thuỷ triều đỏ”. Thuỷ triều đỏ phá vỡ sự cân bằng sinh thái biển, gây hại trực tiếp đối với sinh vật và con người. Một số loài vi tảo sản sinh ra độc tố. Vì vậy, con người có thể bị ngộ độc do ăn phải những sinh vật bị nhiễm độc tố vi tảo. Thuỷ triều đỏ là tập hợp của một số lượng cực lớn loài tảo độc có tên gọi Alexandrium fundyense. Loài tảo này có chứa loại độc tố saxintoxin, đã giết chết 14 con cá voi trên vùng biển Atlantic, vào năm 1987. 2. Đất và sinh vật đất 2.1. Đất Nước bị ô nhiễm mang nhiều chất vô cơ và hữu cơ thấm vào đất gây ô nhiễm nghiêm trọng cho đất. Nước ô nhiễm thấm vào đất làm : Liên kết giữa các hạt keo đất bị bẻ gãy, cấu trúc đất bị phá vỡ. Thay đổi đặc tính lý học, hóa học của đất. Vai trò đệm, tính oxy hóa, tính dẫn điện, dẫn nhiệt của môi trường đất thay đổi mạnh. Thành phần chất hữu cơ giảm nhanh làm khả năng giữ nước và thoát nước của đất bị thay đổi. Một số chất hay ion có trong nước thải ảnh hưởng đến đất : Quá trình oxy hóa các ion Fe2+ và Mn2+ có nồng độ cao tạo thành các axit không tan Fe2O3 và MnO2 gây ra hiện tượng “nước phèn” dẫn đến đóng thành váng trên mặt đất (đóng phèn) Canxi, magie và các ion kim loại khác trong đất bị nước chứa axit cacbonic rửa trôi thì đất sẽ bị chua hóa 2.2. Sinh vật đất Khi các chất ô nhiễm từ nước thấm vào đất không những gây ảnh hưởng đến đất mà còn ảnh hưởng đến cả các sinh vật đang sinh sống trong đất. Các ion Fe2+ và Mn2+ ở nồng độ cao là các chất độc hại với thực vật. Cu trong nguồn nước ô nhiễm từ các khu công nghiệp thải ra thấm vào đất không độc lắm đối với động vật nhưng độc đối với cây cối ở nồng độ trung bình. Các chất ô nhiễm làm giảm quá trình hoạt động phân hủy chất của một số vi sinh vật trong đất Là nguyên nhân làm cho nhiều cây cối còi cọc, khả năng chống chịu kém, không phát triển được hoặc có thể bị thối gốc mà chết. Có nhiều loại chất độc bền vững khó bị phân hủy có khả năng xâm nhập tích lũy trong cơ thể sinh vật. Khi vào cơ thể sinh vật chất độc cũng có thể phải cần thời gian để tích lũy đến lúc đạt mức nồng độ gây độc. 3. Không khí Ô nhiễm môi trường nước không chỉ ảnh hưởng đến con người, đất, nước mà còn ảnh hưởng đến không khí. Các hợp chất hữu cơ, vô cơ độc hại trong nước thải thông qua vòng tuần hoàn nước, theo hơi nước vào không khí làm cho mật độ bụi bẩn trong không khí tăng lên. Không những vậy, các hơi nước này còn là giá bám cho các vi sinh vật và các loại khí bẩn công nghiệp độc hại khác. Một số chất khí được hình thành do quá trình phân hủy các hợp chất hữu cơ trong nước thải như SO2, CO2, CO,… ảnh hưởng nghiêm trọng đến môi trường khí quyển và con người, gây ra các căn bệnh liên quan đến đường hô hấp như: niêm mạc đường hô hấp trên, viêm phổi, viêm phế quản mãn tính, gây bẹnh tim mạch, tăng mẫn cảm ở những người mắc bệnh hen,… V. Biện pháp làm tăng khả năng làm sạch của nước 1. Thông gió dòng sông Để tăng khả năng phân hủy sinh học của các chất thải hữu cơ, người ta làm tăng nồng độ oxy trong nước sông bằng các biện pháp nhân tạo như dùng các máy bơm hướng thẳng đứng hoặc các biện pháp khuấy đảo khác. 2. Bổ sung nước cho sông trong thời kỳ lưu lượng thấp Xây dựng các đập ngăn trên sông chính hay các sông nhánh để tích nước lại trong thời kỳ lưu lượng lớn, sau đó xả ra sông trong thời kỳ lưu lượng thấp để giữ nồng độ các chất ô nhiễm trong nước sông không vượt quá giới hạn cho phép. 3. Bảo vệ lớp phủ thực vật trên toàn lưu vực Biện pháp này nhằm tránh hiện tượng xói mòn đất, tăng khả năng điều hòa lưu lượng do đó làm giảm độ đục và hiện tượng bồi lắng trong sông, tránh được sự thay đổi quá lớn nồng độ các chất trong nước sông. Sử dụng đất, bố trí cây trồng hợp lý trong nông nghiệp, trồng và bảo vệ rừng đầu nguồn là điều hết sức quan trọng trong việc bảo vệ chất lượng nước. 4. Thường xuyên nạo vét dông rạch để khơi thông dòng chảy Không lấn chiếm lòng sông, kênh rạch để xây nhà, chăn nuôi thủy hải sản. Việc nuôi thủy sản trên các dòng nước mặt phải theo quy hoạch. VI. Đề xuất 1. Đối với người dân, cơ sở sản xuất kinh doanh Trong sản xuất nông nghiệp phải có chế độ tưới nước, bón phân phù hợp: Tưới cây khi trời mát, ủ gốc giữ ẩm cho cây. Tránh sử dụng thuốc trừ sâu dư thừa, không rõ nguồn gốc. Nên áp dụng các phương pháp sinh học để tiêu diệt sâu bọ côn trùng. Trong chăn nuôi gia súc, gia cầm nên nuôi trong chuồng trại có hệ thống xử lý chất thải. Không chăn thả rong dễ dẫn đến ô nhiễm nguồn nước và môi trường. Sử dụng nước mặt (nước sông, hồ …), nước từ các công trình cấp nước công cộng để hạn chế khai thác nước dưới đất và tránh gây ô nhiễm, cạn kiệt nguồn nước. Nếu có công trình khai thác nước dưới đất thì phải khai thác đúng kỹ thuật và sử dụng hợp lý, tiết kiệm: a. Khoan đúng kỹ thuật: Cần có hiểu biết về kỹ thuật khoan, hiểu biết sơ cấp về cấu trúc địa chất do đó khi muốn khoan giếng phải thuê đơn vị có chức năng hành nghề khoan (đơn vị có giấy phép hành nghề khoan giếng). - Phải trám lấp giếng hư: Các giếng khoan hư hoặc không còn sử dụng phải trám lấp đúng quy trình kỹ thuật để tránh xâm nhập nước bẫn vào tầng chứa nước. - Có đới bảo vệ vệ sinh giếng: Các giếng khai thác nước phải cách xa nhà vệ sinh, hệ thống xả thải, hệ thống xử lý nước thải từ 10m trở lên. Không khoan giếng gần đường giao thông, không bố trí các vật dụng dễ gây ô nhiễm như hóa chất, dầu nhớt … gần khu vực giếng. - Các giếng phải được xây bệ cao, có nắp đậy. - Có chế độ khai thác hợp lý: trước khi khai thác phải đánh giá khả năng cấp nước, chất lượng nguồn nước và độ hồi phục nước của tầng chứa nước khai thác từ đó có chế độ khai thác hợp lý. - Có chế độ kiểm tra bảo trì giếng và thiết bị khai thác hàng năm để hạn chế rủi ro hư giếng. - Đối với các công trình khai thác lớn nên có hệ thống quan trắc nội bộ để theo dõi mực nước và chất lượng nước thường xuyên. - Kiểm tra chất lượng nước và xử lý nước đạt tiêu chuẩn theo mục đích sử dụng. b. Sử dụng hợp lý: Tùy theo mục đích sử dụng có thể dùng nước sạch, nước giếng, nước mưa, nước sông, nước tái sử dụng … - Sử dụng nước cho ăn uống, sinh hoạt vệ sinh cá nhân, sản xuất thực phẩm, các ngành sản xuất cần nước tinh sạch ta sử dụng nước sạch từ công ty cấp nước, nước giếng hoặc nước sông đã qua hệ thống xử lý đạt tiêu chuẩn cho phép. - Sử dụng để tưới cây, vệ sinh công nghiệp, vệ sinh chuồng trại…Có thể sử dụng nước giếng, nước sông rạch hoặc nước thải đã được xử lý. c. Sử dụng tiết kiệm: Tập thói quen tiết kiệm nước từ những việc nhỏ - Chỉ mở vòi nước khi cần sử dụng và chỉ mở mạnh vừa đủ dùng, không mở quá mạnh hoặc để chảy tràn. Phải khóa vòi nước cẩn thận sau khi sử dụng. - Khi rửa tay, rửa mặt, đánh răng … nên mở vòi nước khi nào cần dùng, hoặc hứng sẵng trong thau, ca, trách để vòi chảy tự do gây lãng phí nước. - Khi rửa thức ăn, rửa bát đĩa và các vật dụng khác nên hứng nước vào chậu hoặc bồn lavabo vừa đủ dùng, nhằm tiết kiệm nguồn nước sử dụng đồng thời có thể giữ lại phần nước dư sau cùng dùng cho các mục đích khác. - Thường xuyên kiểm tra và sửa chữa ngay khi bể đường ống dẫn nước, hư khóa van nước. Không để nước rò rỉ lâu ngày. - Nên sử dụng các thiết bị tiết kiệm nước - Ngâm đồ bẩn trước khi giặt. Hạn chế giặt đồ làm nhiều lần trong ngày. - Khi tưới cây, rửa xe, tắm rửa gia xúc, vệ sinh chuồng trại, phun làm mát… dùng vòi nước có gắn thêm nòng phun vừa đáp ứng được yêu cầu sử dụng, vừa tiết kiệm được nguồn nước sử dụng. - Khuyến khích sáng tạo các hình thức sử dụng nước tiết kiệm nhưng vẫn đạt mục đích sử dụng. Có hình thức xả thải phù hợp: - Phải xử lý nước thải trước khi xả vào cống, sông hồ, kênh rạch. Không đổ nước thải chưa xử lý vào hố để tự thấm hoặc để chảy tràn lan trên mặt đất. Không chôn nước thải, rác thải nguy hại vào lòng đất. - Rác thải không được xả bừa bãi trên đường, hè phố, sông rạch ao hồ mà phải thu gôm phân loại theo đúng quy định. - Nhà vệ sinh, chuồng trại nuôi gia súc phải xây hệ thống xử lý như hầm biogas. 2. Đối với nhà quản lý môi trường Hoạch định hệ thống các chính sách, thể chế nhằm quản lý tốt nhất tài nguyên nước trên một lãnh thổ hoặc trên một lưu vực sông. Hệ thống chính sách bao gồm luật nước và các văn bản dưới luật do nhà nước ban hành, hệ thống các chính sách nhằm khuyến khích cộng đồng tham gia vào quá trình bảo vệ nguồn nước. Các thể chế được xây dựng tùy thuộc vào đặc điểm cụ thể của vùng có nguồn nước cần bảo vệ. Đối với các sông lớn chảy qua lãnh thổ của nhiều quốc gia cần thiết lập các tổ chức liên quốc gia để phối hợp hành động. Thiết lập hệ thống kỹ thuật trợ giúp công tác quản lý nguồn nước bao gồm hệ thống quan trắc, hệ thống xử lý thông tin, các mô hình toán và các phần mềm quản lý dữ liệu, các mô hình và phần mềm quản lý nguồn nước. Đây được coi là công cụ quan trọng để kiểm soát những ảnh hưởng có lợi và có hại đến nguồn nước và sinh thái do các hoạt động dân sinh kinh tế gây ra, từ đó có cơ sở hoạch định các phương thức khai thác hợp lý tài nguyên nước và các biện pháp cần thiết để bảo vệ và nâng cao chất lượng của nguồn nước. Quản lý tổng hợp lưu vực sông , bao gồm: - Việc quản lý, bảo vệ, trồng mới rừng đầu nguồn các con sông, góp phần bảo đảm cho sông có nguồn nước sạch và ổn định. - Việc quy hoạch xây dựng các công trình dọc theo dòng sông, đặc biệt là việc xây dựng các cơ sở sản xuất có khả năng gây ô nhiễm; - Việc sử dụng nguồn nước cho tất cả các mục đích: công nghiệp, nuôi trồng thủy sản, chăn nuôi trồng trọt, nước cấp sinh hoạt, thủy điện… góp phần duy trì nguồn nước được dồi dào, ổn định theo mùa; - Và quan trọng nhất là: quản lý nước thải và xử lý nước thải từ các khu công nghiệp. Cần có biện pháp buộc các khu công nghiệp phải xây dựng hệ thống xử lý nước thải chung cho toàn khu; các nhà máy phải đấu nối dẫn nước thải về hệ thống xử lý; với nhà máy có trạm xử lý riêng thì cần tăng cường kiểm tra chất lượng nước thải; - Quản lý, giải quyết tranh chấp về tài nguyên nước trong lưu vực giữa các nhóm lợi ích khác nhau . C. KẾT LUẬN Cùng với các vấn đề như biến đổi khí hậu, nghèo đói, tình trạng khủng bố, sự suy thoái của nền kinh tế... Thì vấn đề ô nhiễm nguồn nước, ô nhiễm sông ngòi hiện nay đang là bài toán chưa có lời giải đáp của các quốc gia trên thế giới, đặc biệt là các nước đang phát triển trong đó có Việt Nam. Việt Nam là nước nằm trong đới khí hậu nhiệt đới ẩm gió mùa, lượng mưa hằng năm lớn trung bình từ 1500-2000mm/ năm. Nước ta có tất cả 2360 con sông, có thể nói tài nguyên nước của chúng ta hết sức phong phú, đa dạng và là nguồn tài nguyên quan trọng đối với một nước nông nghiệp như nước ta. Do đặc điểm của địa hình nên sông ngòi ở mỗi vùng miền có sự khác nhau rõ rệt. Nếu sông ở miền bắc và miền nam thường rộng, nông, và giàu phù sa thì sông miền trung nhỏ hẹp, ngắn và dốc. Sông - đối với con người Việt Nam nó không chỉ có ý nghĩa mang lại nguồn nước tưới tiêu mà nó con đi vào tiềm thức của mỗi người khi nhắc tới quê hương. Tuy nhiên, hiện nay do hoạt động sản xuất, sinh hoạt và đặc biệt là các hoạt động công nghiệp của con người đang ngày càng gây ô nhiễm nặng nề cho các con sông làm chúng mất dần đi khả năng tự làm sạch vốn có . Trong thời gian gần đây, dư luận hết sức bất bình về tình trạng ô nhiễm nghiêm trọng của các con sông do các công ty trực tiếp xả nước thải chưa qua xử lý ra thẳng các con sông như sông Thị Vải, sông Hồng... Các nguồn nước, đặc biệt là các dòng sông đã được con người sử dụng vào nhiều mục đích khác nhau như ăn uống, tắm giặt, nuôi trồng thủy sản, tưới cây, vận tải thủy, thủy điện và giải trí. Vì vậy các nguồn nước phải được bảo vệ sao cho chúng có thể phục vụ một cách tốt nhất cho con người. Điều này phải được mọi người, mọi ngành quan tâm vì lợi ích trước mắt và lâu dài. Việc bảo vệ chất lượng nước cần được thể hiện rõ trong quy hoạch phát triển kinh tế xã hội, trong khai thác hàng ngày và việc xử lý những hậu quả có thể xảy ra. Một số con sông từng là nguồn lợi lớn cho dân cư trong vùng nhưng do quá trình phát triển thiếu quy hoạch hợp lý, khai thác một cách quá mức cho sản xuất và sinh hoạt, dùng làm nơi xả mọi chất thải thậm chí không qua xử lý cần thiết. Trong những trường hợp này công việc khôi phục lại trạng thái bình thường của sông hết sức tốn kém và phức tạp. Chính vì thế, xây dựng ý thức bảo vệ môi trường, bảo vệ tài nguyên nước là yếu tố quan trọng hàng đầu. TÀI LIỆU THAM KHẢO [1]