1.KIẾN THỨC CƠ BẢN VỀ NƯỚC VÀ
MÔI TRƯỜNG THỦY QUYỂN
I. TÍNH CHẤT CỦA NƯỚC
1. Tài nguyên nước và vai trò của nước
a. Tài nguyên nước
Trái Đất có khoảng 361 triệu km
2
diện tích các đại dương (chiếm
715 diện tích trái đất). Trữ lượng tài nguyên nước có khoảng 1,5 tỉ
km
3
, trong đó nước nội địa chỉ chiếm 91 km
3
(6,1%) , còn lại là nước
biển và đại dương. Tài nguyên nước ngọt chiếm 28,25 triệu km
3
,
nhưng phần lớn lại ở dạng đóng băng ở hai cực trái đất. Lượng nước
thực tế con người có thể sử dụng được là 4,2 triệu km
3
(0,28% thủy
quyển).
Các dạng nước trong tự nhiên không ngừng vận động và chuyển
trạng thái (lỏng, rắn, hơi), tạo nên vòng tuần hoàn nước trong sinh
quyển: nước bốc hơi, ngưng tụ và mưa. Nước vận động trong các
quyển (khí quyển, thủy quyển, thạch quyển và sinh quyển), hòa tan
và mang theo nhiều chất dinh dưỡng, chất khoáng và một số chất cần
thiết cho đời sống của động vật và thực vật.
Nước ao, hồ, sông và đại dương… nhờ năng lượng mặt trời bốc
hơi vào khí quyển, hơi nước ngưng tụ lại rồi mưa xuống bề mặt trái
đất. Nước chu chuyển trong phạm vi toàn cầu, tạo nên các cân bằng

quang, cơ năng), xảy ra sôi động giữa bề mặt phân cách pha. Ngay
trong lòng nước cũng xảy ra các quá trình xa lạ với quy luật cân
bằng hóa học: quá trình giảm entropi, sự hình thành và phát triển của
các vi sinh vật.
Nước là một hợp chất liên quan trực tiếp và rộng rãi đến sự sống
trên trái đất, là cơ sở của sự sống đối với mọi sinh vật. Đối với thế
giới vô sinh, nước là thành phần tham gia rộng rãi vào các phản ứng
hóa sinh, nước là dung môi và môi trường tàng trữ các điều kiện để
thúc đẩy hay kìm hãm các quá trình hóa sinh. Đối với con người,
nước là nguyên liệu chiếm tỷ trọng lớn nhất.
Nước rất cần thiết cho hoạt động sống của con người cũng như
các sinh vật. Con người có thể không ăn trong nhiều ngày mà vẫn
sống, nhưng sẽ bị chết chỉ sau ít ngày (khoảng 3 ngày) nhịn khát, vì
cơ thể người có khoảng từ 70 – 75 % là nước, nước mất 12% nước
cơ thể sẽ bị hôn mê và có thể chết.
Con người cần nước ngọt cho ăn uống, sinh hoạt hàng ngày và
cho sản xuất. Mỗi người một ngày ăn uống chỉ cần 2,5 lít nước,
nhưng tính chung cho cả nước sinh hoạt thì ở các nước phương Tây
mỗi người cần khoảng 300 lít nước mỗi ngày. Với các nước đang
phát triển, số lượng nước đó thường được dùng cho một gia đình 5 –
6 người.
Nhu cầu nước cho sản xuất công nghiệp và nhất là nông nghiệp
rất lớn. Để khai thác một tấn dầu mỏ cần có 10 m
3
nước , muốn chế
tạo một tấn sợi tổng hợp cần có 5600 m
3
nước, một trung tâm nhiệt
điện hiện đại với công suất 1 triệu kW cần đến 1,2 – 1,6 tỉ m
3

khuếch tán và đối lưu. Trong đó khí CO
2
và O
2
trong nước có ý
nghĩa quan trọng đối với quá trình quang hợp và hô hấp của các sinh
vật sống dưới nước.
- Oxi trong nước: oxi là loại khí ít tan trong nước và không
tác dụng với nước về mặt hóa học, nhưng oxi có ý nghĩa lớn đối với
quá trình tự làm sạch của nước. Độ hòa tan của oxi trong nước phụ
thuộc nhiều vào nhiệt độ và áp suất môi trường. Mức độ bão hòa oxi
hòa tan trong nước ngọt vào khoảng 14 – 15 ppm
(0
o
C, 1 atm), 8 ppm (25
o
C, 1 atm), 7 ppm (35
o
C, 1 atm). Nồng độ oxi
giảm dần theo chiều sâu của lớp nước. Nếu nước bị ô nhiễm bởi các
chất hữu cơ có khả năng oxi hóa bằng phản ứng sinh học với oxi thì
hàm lượng oxi trong nước còn giảm do bị tiêu hoa bởi hoạt động của
các vi khuẩn. Khi lượng oxi trong nước quá ít < 2 ppm, các vi khuẩn
sẽ lấy oxi của các chất chứa oxi để oxi hóa: SO
4
2-
 H
2
S  S…
nước vùng đó trở thành vùng yếm khí.

-
. Với lớp
trầm tích, CO
2
trong nước tham gia phản ứng:
Quá trình này dẫn tới sự thay đổi pH của môi trường.
3
- Các chất hữu cơ trong nước:
Dựa vào khả năng phân hủy của vi sinh vật có thể chia làm hai
nhóm:
+ Các chất hữu cơ dễ bị phân hủy sinh học: các chất đường,
protein, chất béo, dầu mỡ động thực vật, vi sinh vật phân hủy tạo ra
khí cacbonic và nước.
+ Các chất hữu cơ khó bị phân hủy sinh học: hợp chất clo hữu
cơ, andrin, policlor biphenyl (PCB), hợp chất đa vòng ngưng tụ
(pyren, naphtalen, antraxen, đioxin…) là những hợp chất khá bền
trong môi trường nước và có độc tính cao cho động thực vật và con
người.
2.2 Thành phần sinh học của nước
Trong môi trường nước, các sinh vật sống (vùng sinh vật – biota)
có thể phân loại thành cả sinh vật đẳng tuyến (autotropic) và sinh vật
dị tuyến (heterotropic). Vùng sinh vật đẳng tuyến sử dụng năng
lượng mặt trời hoặc năng lượng hóa học để biến các vật chất đơn
giản không có sự sống thành các phân tử sống có chứa các sinh vật
sống. Các sinh vật sống đẳng tuyến dùng năng lượng mặt trời để
tổng hợp các hợp chất hữu cơ từ các chất vô cơ được gọi là các sinh
vật sản xuất (producer).
Các sinh vật dị tuyến sử dụng các chất hữu cơ do các sinh vật
đẳng tuyến tạo ra như nguồn năng lượng và nguyên liệu cho quá
trình tổng hợp chất hữu cơ sinh học (biomass) của chúng. Các sinh

nhanh chóng trên các chất nền hóa học môi trường như là các hợp
chất hữu cơ có thể phân hủy được. Các vi sinh vật đóng vai trò như
các chất xúc tác sống cho phép hàng loạt các chu trình hóa học diễn
ra trong môi trường nước và đất. Phần lớn các phản ứng hóa học
diễn ra trong đất và nước đều là các phản ứng liên quan đến các chất
hữu cơ và các quá trình oxi hóa – khử xuất hiện thông qua khâu
trung gian có xúc tác vi khuẩn.
Tảo là vi sinh vật sản xuất chủ yếu các chất hữu cơ sinh học
trong nước. Tảo là vi sinh vật đóng vai trò quan trọng trong việc
hình thành các chất cặn và chất khoáng; chúng cũng có vai trò cực
kỳ quan trọng trong hệ thống xử lý nước thải thứ cấp. Các vi sinh vật
phải được loại bỏ khỏi nguồn nước dể tạo nguồn nước sạch cho con
người.
Tảo có thể được coi là các vi sinh vật siêu nhỏ tồn tại trên các vật
chất dinh dưỡng vô cơ và sản sinh ra chất hữu cơ từ cacbondioxit
thông qua quá trình quang hợp. Ở dạng rất đơn giản, quá trình sản
xuất ra các chất hữu cơ thông qua quá trình quang hợp của tảo được
mô tả bằng phản ứng sau:
CO
2
+ H
2
O  {CH
2
O} + O
2
Trong đó, nhóm {CH
2
O} là một đơn vị cacbohydrat.
Nấm là các vi sinh vật không quang hợp. Cấu trúc của nấm có

với metan trên quan điểm này thì khối lượng phân tử của metan bằng
16 nhưng điểm sôi chỉ có – 161,5
o
C. Còn nếu so sánh với neon có
khối lượng phân tử bằng 20 nhưng điểm sôi là – 245,9
o
C. Những số
liệu này cho thấy điểm sôi của nước cao hơn rất nhiều so với các
chất có khối lượng phân tử tương đương.
Khi nước đá nóng chảy thành nước thì thể tích giảm và tiếp tục
giảm đến khi có nhiệt độ bằng 3,98
o
C.
Ta biết rất rõ là nước đá nhẹ hơn nước. Hiện tượng này là rất
khác với đa số các chất rắn khác vì thường các chất rắn đều nặng
hơn dạng lỏng và bị chìm vào dạng lỏng trong quá trình nóng chảy.
Nhiệt dung riêng của nước cũng lớn hơn rất nhiều so với nhiều chất
lỏng khác. Nước có nhiệt nóng chảy và nhiệt hóa hơi cũng rất lớn.
Ngoài ra nước có hằng số điện môi lớn, có khả năng hòa tan
được nhiều chất điện li hơn so với nhiều dung môi khác.
Nước có được những tính chất vật lý đặc biệt đó là do giữa các
phân tử nước tồn tại một loại liên kết đặc biệt, được gọi là liên kết
hydro. Phân tử nước H
2
O là phân tử phân cực cao. Các phân tử
không tồn tại riêng rẽ mà tạo thành từng nhóm phân tử bởi liên kết
hidro. Mỗi phân tử nước đá được bao quanh bởi 4 phân tử nước đá
khác tạo thành cấu trúc hình tứ diện.
4. Sự tạo phức trong nước tự nhiên và nước thải
Các ion kim loại trong nước thường liên kết với các phân tử nước

quá trình phân hủy các thực vật, là các chất lắng đọng trong đất, đáy
các đầm lầy, than bùn, than non, hay ở bất cứ nơi nào có chứa lượng
lớn thực vật bị thối rửa. Các chất này thường được phân loại theo độ
hòa tan. Một hợp chất có chứa mùn được tách ra bằng base mạnh và
dụng dịch còn lại được axit hóa, sẽ cho các sản phẩm sao:
+ Bã thực vật không thể tách rời được gọi là humin
+ Một chất kết tủa từ phần tách ra bị axit hóa, được gọi là axit
humic.
+ Một hợp chất hữu cơ còn lại trong dung dịch bị axit hóa gọi là
axit fulvic.
Do tính chất phức hợp, hút ẩm, axit và base mà cả hợp chất tan
lẫn không tan đều có ảnh hưởng lớn đến tính chất của nước. Thông
thường axit fulvic tan trong nước và phát huy ảnh hưởng của mình
như các chất tan. Axit humic và humin không và ảnh hưởng đến chất
lượng của nước thông qua việc trao đổi, như trao đổi cation hay các
chất hữu cơ với nước.
Các hợp chất humic là hợp chất cao phân tử, có trọng lượng phân
tử lớn. Trọng lượng phân tử dao động từ một vài trăm đối với axit
fulvic đến hàng chục ngàn đối với axit humic và các hợp chất humin.
Liên kết của các ion kim loại bằng các chất mùn là một trong
những tính chất môi trường quan trọng nhất của chất mùn. Liên kết
này có thể tồn tại như một chelat giữa một nhóm cacboxyl và một
nhóm hydroxyl của phenol.
Các chất phức của axit fulvic với kim loại cũng đóng vai trò quan
trọng trong môi trường nước tự nhiên. Chúng có thể lưu giữ một số
ion kim loại như sắt, các hợp chất màu vàng trong nước được gọi là
Gelbstofe và thường gắn liền với sắt tan.
Người ta đã đặt biệt chú ý đến các hợp chất mùn sau khi phát
hiện ra trihalogenmetan (THM) như clorofom hay dibromclometan
7

là các máy hiện số. Độ chính xác của các máy này thường là 1% đơn
vị pH.
2. Nhiệt độ
Nhiệt độ của nước là một chỉ tiêu cần đo khi lấy mẫu nước.
Nhiệt độ của nước ảnh hưởng đến độ pH, đến các quá trình sinh
hóa xảy ra trong nước.
Nhiệt độ của nước phụ thuộc vào điều kiện khí hậu, thời tiết hay
môi trường khu vực. Riêng nhiệt độ của nước ngầm, các lớp nước
tầng đáy sâu của hồ… ít phụ thuộc vào môi trường hơn. Nhiệt độ
nước thải công nghiệp đặc biệt là nước thải của nhà máy nhiệt điện,
nhà máy điện hạt nhân thường cao hơn từ 10 – 25
o
C so với nước
thường.
8
Nước nóng có thể gây ô nhiễm hoặc có lợi tùy theo mùa và vị trí
địa lý. Vùng có khí hậu ôn đới nước nóng có tác dụng xúc tiến sự
phát triển của vi sinh vật và các quá trình phân hủy. Nhưng ở những
vùng nhiệt đới, nhiệt độ cao của nước ở sông hồ sẽ làm thay đổi quá
trình sinh hóa và hóa lý bình thường của hệ sinh thái nước, giảm
lượng oxi hòa tan vào nước và tăng nhu cầu oxi của cá lên 2 lần.
Một số loài sinh vật không chịu được nhiệt độ cao sẽ chết hoặc phải
di chuyển đi nơi khác, nhưng có một số loài khác lại phát triển mạnh
ở nhiệt độ thích hợp.
Chỉ tiêu nhiệt độ cần đo ngay tại nơi lấy mẫu bằng nhiệt kế hay
bằng các máy đo nhiệt độ.
3. Màu sắc
Nước sạch trong suốt và không màu. Nếu bề mặt đáy của nước
rất lớn ta có cảm giác nước màu xanh nhẹ, đó là do sự hấp thụ chọn
lọc các bước sóng nhất định của ánh sáng mặt trời.

3
, mùi trứng thối H
2
S, mùi
hôi của mercaptan (CH
3
SH, CH
3
(CH
2
)
3
SH, mùi cá ươn của amin
(CH
3
NH
2
, (CH
3
)
2
NH, (CH
3
)
3
N), mùi thịt thối của diamin NH
2
–
(CH
2

]
Đo độ mặn của nước bằng các máy đo độ mặn.
7. Chất rắn trong nước
Gồm hai loại là chất rắn lơ lửng và chất rắn hòa tan. Tổng hai
loại chất rắn trên gọi là tổng chất rắn trong nước.
Chất rắn lơ lửng: phần chất rắn không bị hòa tan có kích thước tử
0.01 – 0.1 μm như khoáng sét, bùn, than, mùn… Các chất rắn lơ
lửng làm cho nước đục, thay đổi màu sắc và các tính chất khác. Hàm
lượng chất rắn lơ lửng được xác định bằng lượng khô của phần chất
rắn còn lại trên giấy lọc sợi thủy tinh khi lọc 1 lít nước mẫu qua
phễu lọc rồi sấy khô ở 103 – 105
o
C tới khi khối lượng không đổi.
Đơn vị tính là mg/l. Ngoài ra hàm lượng chất rắn lơ lửng có thể xác
định bằng máy quang phổ hấp thụ.
Chất rắn hòa tan: mắt thường không thể nhìn thấy được, làm cho
nước có mùi, vị khó chịu, đôi khi cũng làm cho nước có màu. Đó là
chất khoáng vô cơ, hữu cơ như các muối clorua, cacbonat, nitrat,
photphat…
Nguồn nước có hàm lượng chất rắn cao không dùng được trong
công nghiệp và trong sinh hoạt.
8. Chất rắn bay hơi
Hàm lượng chất rắn bay hơi là lượng mất đi khi nung lượng chất
rắn huyền phù ở 550
o
C trong một khoảng thời gian nhất định. Thời
gian này phụ thuộc vào loại nước cần xác định (nước thải, bùn, nước
uống…). Đơn vị tính là mg/l. Hàm lượng chất rắn bay hơi trong
nước thường biểu thị cho hàm lượng chất hữu cơ trong nước.
9. Chất rắn có thể lắng

4
)
3
.18H
2
O làm chất kết tụ là một ví dụ cho
tầm quan trọng của tính kiềm trong việc xử lý nước. Ion nhôm hidrat
là một axit khi có nước sẽ kết hợp với base tạo ra nhôm hidroxit kết
tủa. Phản ứng này khử kiềm trong nước. Đôi khi cũng cần bổ sung
thêm kiềm để ngăn chặn việc nước trở nên quá axit.
Độ kiềm có đơn vị là CaCO
3
mg/l dựa theo phản ứng trung hòa
axit. Trọng lượng tương đương của canxi cacbonat bằng ½ trọng
lượng theo công thức của nó vì chỉ cần ½ phân tử CaCO
3
để trung
hòa một ion H
+
. Tuy nhiên thể hiện độ kiềm bằng mg
CaCO3
/l có thể
dẫn đến nhầm lẫn với m
đương lượng
/l là đơn vị thường dùng trong hóa
học.
Đối với nước tự nhiên, độ kiềm của nước phụ thuộc chủ yếu vào
hàm lượng các muối cacbonat, hidrocacbonat của kim loại kiềm và
kiềm thổ, trong trường hợp này pH của nước thường >= 8.3.
11.Độ axit

và HCl. Nước axit trong các hầm mỏ có chứa nhiều
axit vô cơ. Trong khi nồng độ axit được xác định bằng việc chuẩn độ
với base đến điểm cuối của phenolphthalein(pH = 8.3, khi cả axit
mạnh và axit yếu đều được trung hòa), thì axit vô cơ tự do được xác
định bằng việc chuẩn độ với base đến điểm cuối methyl da cam (pH
= 4.3, khi chỉ có axit mạnh được trung hòa).
Độ axit của một số ion hydrat kim loại cũng có thể làm tăng tính
axit của nước. Để ngắn gọn, ion H
3
O
+
được viết tắt đơn giản hơn
thành H
+
.
Độ axit của nước có nguồn gốc khác nhau do quá trình thủy
phân, oxi hóa khoáng vật và chất hữu cơ, hoạt động vi sinh, lắng
đọng từ khí quyển, nước thải từ các hoạt động công nghiệp, sự hòa
tan của khí CO
2
. Trong đó, khí CO
2
hòa tan vào nước là nguồn chính
đóng góp vào độ axit của nước.
12.Độ cứng của nước
Trong các cation có trong hầu hết các hệ thống nước sạch, ion
canxi thường có nồng độ cao nhất và có ảnh hưởng lớn nhất đối với
hóa học môi trường nước, cũng như việc sử dụng và xử lý nước.
Tính chất hóa học của canxi, mặc dù khá phức tạp, nhưng vẫn đơn
giản hơn tính chất hóa học của các ion kim loại chuyển tiếp trong

các vi sinh vật phân hủy các chất hữu cơ có trong nước, trong các
chất cặn và đất sẽ cung cấp lượng CO
2
cần thiết để hòa tan CaCO
3
12
trong nước. Đây là một yếu tố hết sức quan trọng trong các chu trình
hóa học môi trường nước và các quá trình chuyển hóa địa hóa.
Ion canxi, cùng với ion magie, đôi khi là ion sắt II, quyết định độ
cứng của nước. Minh họa điển hình nhất về độ cứng của nước là kết
tủa vón cục của phản ứng giữa xà phòng với ion canxi trong nước
cứng. Nhiệt độ tăng có thể làm cho phản ứng này xảy ra bằng cách
giải phóng khí CO
2
và chất kết tủa trắng của canxi cacbonat có thể
hình thành trong nước sôi có độ cứng tạm thời.
Do có sự có mặt của các muối, chủ yếu là các muối canxi và
muối magie, nước cứng không gọi là nước ô nhiễm vì không gây hại
cho sức khỏe con người. Nhưng độ cứng của nước lại có ảnh hưởng
lớn đến sản xuất công nghiệp như đóng cặn trong nồi hơi do tạo kết
tủa với các ion Ca
2+
, Mg
2+
; pha chè không ngấm, làm giảm tác dụng
của hợp chất tạo bọt của xà phòng.
Độ cứng của nước được chia làm thành hai loại:
+ Độ cứng tạm thời: do các muối hydrocacbonat của canxi và
magie tạo nên, khi đun nước sôi độ cứng tạm thời sẽ mất, do tạo kết
tủa CaCO

trong nước là một hợp phần rất linh động, sự phân bố theo không
gian và biến đổi theo thời gian của nó chịu tác động của hàng loạt
hiện tượng và quá trình, trong đó đáng kể nhất là quá trình tương tác
của nước, khí quyển, hoạt động của thủy sinh vật, mức độ ô nhiễm
của nước…Chính vì vậy oxi hòa tan trong nước được xem là một
trong những yếu tố chỉ thị cho khối nước, cho nhiều quá trình lý hóa
xảy ra trong đó, đồng thời nó còn được sử dụng như một chỉ tiêu cơ
13
bản để đánh giá mức độ ô nhiễm môi trường, nhất là ô nhiễm chất
hữu cơ.
Tất cả các sinh vật đều phụ thuộc vào oxi dưới dạng nào đó để
duy trì quá trình trao đổi chất đáp ứng sinh sản và phát triển. Lượng
oxi hòa tan trong nước rất ít, với nước sạch, độ hòa tan của oxi ở
0
o
C, 1atm là 14.6 ppm.
Chỉ số DO thấp có nghĩa là nước có nhiều chất hữu cơ, nhu cầu
oxi hóa tăng nên tiêu thụ nhiều oxi trong nước. Chỉ số DO cao
chứng tỏ nước có nhiều rong tảo tham gia quá trình quang hợp giải
phóng oxi, thậm chí đạt trên mức bão hòa (nếu đạt giá trị 200% được
gọi là siêu bão hòa).
Về mặt hóa học, oxi không tham gia phản ứng với nước, độ hòa
tan oxi vào nước phụ thuộc vào nhiệt độ. Ngoài ra còn phụ thuộc
vào tiêu hao oxi do quá trình phân hủy sinh học chất hữu cơ do vi
khuẩn hiếu khí, sự bổ sung oxi do quá trình quang hợp, hao hụt oxi
do quá trình hô hấp của động vật trong nước và chiều sâu của nước.
Chỉ số DO trong nước ở áp suất 1atm
Và các nhiệt độ khác nhau
Nhiệt độ
o

C trong buồng tối, kết quả được biểu thị bằng
BOD
5
.
14
15.Nhu cầu oxi hóa học (COD: chemical oxygen demand)
Trong nước thường tồn tại những hợp chất vô sinh có khả năng
tiêu thụ oxi hòa tan bằng các phản ứng hóa học. Nguồn gốc và hàm
lượng các hợp chất này trong nước mặt và nước thải rất khác nhau,
bản chất và tính chất hóa học của chúng cũng rất khác nhau. Theo
quan hệ hóa học giữa chúng với oxi hoặc với một số chất khác thì
đại đa số trong chúng có tính khử, một số lại có tính oxi hóa. Tuy
nhiên, dù mang đực trưng nào thì những hợp chất này cũng vẫn có
khả năng tiêu thụ một lượng oxi hòa tan trong nước. Tập hợp những
chất và hợp chất có khả năng tiêu thụ oxi hòa tan trên tạo nên “nhu
cầu oxi hóa hóa học” của nước (tức là khả năng tiêu thụ oxi trong
các phản ứng oxi hóa – khử xảy ra trong nước).
Những hợp phần có khả năng tiêu thụ oxi trong nước bằng con
đường hóa học như đã nêu trên, thường có nguồn gốc là các hợp chất
hữu cơ, chủ yếu là các hợp chất phức tạp và đa dạng của cacbon.
Như vậy, nhu cầu oxi hóa học của nước được tạo nên chủ yếu do
hợp phần hữu cơ có trong nước. Do đó có thể dùng COD để đặc
trưng định lượng cho hàm lượng của hợp phần này.
Nguồn cung cấp các chất hữu cơ cho nước tự nhiên còn chủ yếu
do sự phân hủy tàn tích hữu cơ và các sản phẩm của quá trình hoạt
động sống của động vật, các xác động thực vật…Ngoài ra, chất hữu
cơ còn được cung cấp từ các nguồn nước thải công nghiệp và sinh
hoạt. Chính vì vậy COD của nước còn được coi là một chỉ tiêu của ô
nhiễm môi trường.
Tóm lại, COD là nhu cầu oxi cần thiết cho quá trình oxi hóa toàn

PO
4
-
,
HPO
4
2-
,PO
4
3-
, các poly photphat như Na
3
(PO
3
)
6
và phopho hữu cơ.
15
Đây là nguồn dinh dưỡng cho các thực vật dưới nước, chúng gây
ô nhiễm và góp phần thúc đẩy hiện tượng phì dinh dưỡng ở các ao,
hồ.
18.Hàm lượng sunfat
Hàm lượng sunfat trong nước cao sẽ ảnh hưởng tới việc hình
thành H
2
S gây mùi khó chịu, nhiễm độc với cá, ngoài ra còn gây
hiện tượng đóng cặn cứng trong nồi đun, gây hiện tượng xâm thực
ăn mòn đường ống dẫn.
SO
4

3
cao gây nhiễm độc cho các
sinh vật sống trong nước; hàm lượng NO
2
-
, NO
3
-
cao sẽ kết hợp với
hồng cầu tạo thành chất không vận chuyển oxi gây bệnh xanh xao
thiếu máu.
20.Hàm lượng kim loại nặng: Pb, Cu, Ni, Cd…
Các kim loại nặng thường có trong nước thải đô thị hoặc nước
thải công nghiệp. Những kim loại này ở các pH khác nhau tồn tại ở
các dạng khác nhau gây ô nhiễm nước, độc hại với sinh vật.
21.Hàm lượng chất dầu mỡ
Chất dầu mỡ trong nước có thể là chất béo, axit hữu cơ, dầu,
sáp… Chúng có thể gây khó khăn cho quá trình vận chuyển nước,
ngăn cản oxy hòa tan trong nước và tạo lớp phân cách bề mặt với khí
quyển.
22.Các chỉ tiêu vi sinh
Trong nước thiên nhiên có nhiều loại vi trùng, siêu vi trùng,
rong, tảo và các đơn bào. Chúng xâm nhập vào nước từ các môi
trường xung quanh hoặc sống trong nước. Có thể chia làm hai loại:
+ Loại vi sinh có hại là các vi khuẩn gây bệnh từ các nguồn rác
thải, bệnh của người và các động vật như tả, thương hàn, bại liệt…
Vi khuẩn E – coli là vi khuẩn đặc trưng cho mức độ nhiễm trùng
nước.
+ Các loại rong tảo làm nước có màu xanh, khi thối rửa làm
tăng hàm lượng chất hữu cơ trong nước. Các chất hữu cơ này phân

du… tạo nên.
1.3 Thay đổi thành phần hóa học: tính chất hóa học của
nguồn nước tiếp nhận sẽ bị thay đổi phụ thuộc vào loại
nước thải đổ vào. Nguồn nước thải mang tính axit hoặc
kiềm hoặc chứa nhiều loại hóa chất làm thay đổi thành
phần và hàm lượng các chất có sẵn trong thủy vực.
1.4 Lượng oxy hòa tan trong nước giảm: hàm lượng oxy hòa
tan trong nguồn nước tiếp nhận bị giảm là do tiêu hao
oxy để oxy hóa các chất hữu cơ do nước thải đổ vào.
17
Hiện tượng giảm oxy hòa tan ( < 4 mg/l) trong nước sẽ
gây ảnh hưởng xấu cho các loài thủy sinh vật.
1.5 Xuất hiện hoặc làm tăng các loại vi khuẩn gây bệnh:
nước thải kéo theo các loài vi khuẩn gây bệnh vào nguồn
nước tiếp nhận làm suy chất lượng nước cấp cho các mục
đích sử dụng, trong đó đặc biệt là dùng trong sinh hoạt
và sản xuất.
Tóm lại, nước thải nếu bị lưu đọng xử lý chưa đạt yêu cầu sẽ gây
ô nhiễm môi trường, đặc biệt đối với nguồn nước tiếp nhận, hậu quả
kéo theo gây tác động xấu đến vệ sinh môi trường và sức khỏe con
người.
2. Nguồn gốc và thành phần gây ô nhiễm nước
Sự ô nhiễm môi trường nước là sự thay đổi thành phần và tính
chất của nước gây ảnh hưởng tới hoạt động sống bình thường của
con người, sinh vật, đến sản xuất công nghiệp, nông nghiệp và thủy
sản.
Nguồn gốc gây ô nhiễm nước có thể là do tự nhiên hay nhân tạo:
+ Sự ô nhiễm có nguồn gốc tự nhiên là do mưa, tuyết tan, lũ lụt,
gió bão… hoặc do các sản phẩm hoạt động sống của sinh vật, kể cả
các xác chết của chúng.

trùng lân hữu cơ làm 2 loại: loại tiếp xúc và loại nội hấp.
+ Loại tiếp xúc thường được sử dụng là parathion etyl,
parathion mety, malathion, diazinon, gusathion, TEPP, HETP,
DDVP, sumithion, triclorfon…
+ Loại nội hấp thường được sử dụng là dimethoat demeton,
demeton – O – metyl, OMPA, ekatin…
Độc tính của các hợp chất DCT LHC được phân thành: loại
rất độc, loại độc vừa, loại ít độc.
+ Loại rất độc (DL
50
từ 1 – 50 mg/kg): demeton, EPN,
Guthion, parathion etyl, parathion metyl (wofatox), OMPA
(schradan), phosdrin (mevinphos), TEPP, trithion, coral,
dioxathion, di – syston, phorate (thimet), prothoate,
chlorfenvinphos, phosphamidon…
+ Loại độc vừa (DL
50
từ 50 – 500 mg/kg): diazinon, DDVP,
ethion, fenthion, fenitrothion, dimethoat…
+ Loại ít độc (DL
50
trên 500 mg/kg): chlorthion, dipterex
(trichlorphon), matlathion, bromofos, runnel…
Tiêu chuẩn của FAO đối với nước nôi trồng thủy sản cho
phép nồng độ tổng các hợp chất cơ – photpho là 0,2 µg/l.
Một vài chất DCT LHC
+ Pharathion – etyl (O,O – dietyl – O – 4 –
nitrophenylphotphorothioat): là chất lỏng, sánh như dầu, màu
nâu, mùi khó chịu. Parathion là một trong các hóa chất dùng
trong nông nghiệp có độc tính cao nhất, đồng thời là chất độc

dung môi hữu cơ. Là một trong các chất có khả năng gây ung thư
ở người, ảnh hưởng đến sinh sản cả ở nam và ở nữ. Các triệu
chứng gặp phải khi bị ngộ độc DDT là nhức đầu, mất cân bằng,
chóng mặt, nhầm lẫn, run và co giật.
+ HCH (hexacloxyclohexan hay 666): là một hỗn hợp chủ
yếu của 5 loại đồng phân có hiệu quả với côn trùng, dưới dạng
bột trắng, mùi khó chịu, không tan trong nước, tan trong các
dung môi hữu cơ. Triệu chứng khi nhiễm độc là rối loạn tiêu hóa
như nôn, tiêu chảy, rồi nhức đầu, chóng mặt, suy nhược, đau cơ
và co giật. Nếu tiếp xúc lâu gây ra viêm da dị ứng, ban đỏ, nổi
sần, mụn tấm, viêm da kích ứng… Nồng độ cho phép của Việt
nam là 0.0001 mg/l.
+ Dieldrin: là một đồng phân của endrin, dưới dạng kết tinh
trắng, không tan trong nước, tan trong dung môi hữu cơ. Là hợp
chất có thể gây ra động kinh, làm tổn thương não.
a.3 Các chất diệt côn trùng cacbamat
Nhóm cacbamat diệt côn trùng là ester của axit metyl và
dimetylcacbamic có tính khác cholineesteraza, có độc tính tương
tự như các chấ diệt côn trùng lân hữu cơ, gây ra hiện tượng
cacbamyl hóa ức chế men AchE, gây ra sự ứ đọng axetylcholine,
từ đó axetylcholin gây nhiễm độc cơ thể với các triệu chứng
nhiễm độc nấm muscarin, nhiễm độc nicotin và tác động thần
kinh trung ương.
Một vài chất diệt côn trùng cacbamat
20
+ Carbaryl (1 - Naphtyl – N – metylcacbamat hay
sevin): carbary là bột tinh thể màu nhạt, không mùi, không
tan trong nước, tan trong dung môi hữu cơ. Carbaryl có thể
xâm nhập qua cơ thể qua đường hô hấp, đường da và đường
tiêu hóa, gây kích ứng da cục bộ, có thể gây nhiễm độc cấp

-
, -
SO
3
-
, - SO
4
-
), thì chất hoạt động bề mặt được coi là anionic.
b.2 Các chất hoạt động bề mặt cationic
Ngược lại, nếu nhóm có cực mang điện tích dương
( NR
1
R
2
R
3
+
), sản phẩm được gọi là cationic.
b.3 Các chất hoạt động bề mặt không có cấu tạo ion
(nonionic)
Các chất hoạt động bề mặt không có cấu tạo ion có những
nhóm có cực không ion hóa trong dung dịch nước. Phần kỵ nước
gồm mạch chất béo; phần ưa nước chứa những phân tử oxi, nitơ
hoặc lưa huỳnh không ion hóa. Sự hòa tan là do cấu tạo các liên
kết hidro giữa các phân tử nước và một số nhóm chức của phần
21
ưa nước. Chẳng hạn như chức năng ete của nhóm polioxit etilen
hay polioxitpropylen.
b.4 Các chất hoạt động bề mặt lưỡng tính

4
-
không gây độc cho người và động vật, là chất dinh dưỡng cho
thực vật, nhưng ở nồng độ cao gây hiện tượng phú dưỡng làm
nước bị ô nhiễm do tạo điều kiện phát triển nhanh các loại rong
rêu trong nước. Để thay thế người ta dùng N(CH
3
COONa)
3
. Chất
này có ưu thế phân hủy nhanh, giá thành rẻ, nhưng nghi là chất
gây quái thai nên bị đình chỉ sử dụng.
c. Các hợp chất phenol
Các hợp chất phenol có nhiều trong nước thải công nghiệp
sản xuất bột giấy, nhuộm, lọc dầu… sự có mặt của chúng trong
nước sẽ gây cho nước có màu, mùi, vị lạ, gây độc đối với các loài
động vật, thực vật sống trong nước.
Tiêu chuẩn của WHO quy định hàm lượng của 2,4,5 – triclo
phenol và pentacle phenol trong nước uống không quá 10 µg/l.
Xác định các hợp chất phenol bằng phương pháp chiết trắc
quang và trắc quang.
2. Các chất ô nhiễm dạng vô cơ
* Các kim loại nặng
a.1 Asen (As)
Asen là một kim loại có thể tồn tại ở nhiều dạng hợp chất vô
cơ và hữu cơ. Trong tự nhiên asen có nhiều ở các loại khoáng
chất. Với nồng độ thấp là nguyên tố kích thích sinh trưởng,
nhưng ở nồng độ cao lại gây đọc cho đời sống động vật, thực vật.
Asen đi vào nguồn nước bằng đường tự nhiên và nhân tạo.
Nguồn tự nhiên gây ô nhiễm asen là núi lửa, bụi đại dương.

Ngoài ra nhiễm độc cadimi còn gây ảnh hưởng đến nội tiết, máu,
tim, mạch.
Tiêu chuẩn WHO qui định nồng độ Cd cho nước uống ≤
0.003mg/l, tiêu chuẩn Việt Nam cho phép đối với nước sinh hoạt
và nước ngầm là ≤ 0.001 mg/l.
Cadimi được xác định bằng phương pháp phổ hấp thụ nguyên
tử.
a.3 Crom (Cr)
Crom là kim loại có màu trắng, trong nước thường tồn tại hai
dạng ion Cr (III) và Cr (VI). Cr (III) không độc nhưng Cr (VI)
độc đối với động, thực vật. Với người Cr (VI) dễ gây loét dạ dày,
ruột non, xuất hiện mụn cơm, viêm gan, viêm thận, ung thư phổi.
Crom xâm nhập vào nguồn nước từ các nguồn nước thải của
các nhà máy mạ điện, nhuộm, thuộc da, chất nổ, đồ gốm, sản
xuất mực viết, mực in, men sứ, in tráng ảnh…
23
Tiêu chuẩn WHO quy định hàm lượng Cr trong nước uống là
≤ 0.05 mg/l.
Crom được xác định bằng phương pháp quang phổ phát xạ,
phương pháp kích hoạt notron hoặc khối phổ.
a.4 Mangan (Mn)
Xét về mặt dinh dưỡng mangan là nguyên tố vi lượng, nhu
cầu dinh dưỡng mỗi ngày từ 30 – 50 µg/kg trọng lượng cơ thể.
Nhưng nếu hàm lượng lớn lại gây độc cho cơ thể người. Mangan
gây độc mạnh với nguyên sinh chất của tế bào, đặc biệt là tác
động lên hệ thần kinh trung ương, gây tổn thương thận và bộ
máy tuần hoàn, phổi, ngộ độc nặng gây tử vong.
Mangan đi vào môi trường nước do quá trình rửa trôi, sói
mòn và do các chất thải công nghiệp luyện kim, acquy, phân bón
hóa học…

VÀ HẠN CHẾ Ô NHIỄM NƯỚC
I. Phương pháp sinh học hiếu khí của công ty TNHH Furukawa
1. Giới thiệu
Nước thải sinh hoạt là nước thải phát sinh từ các hoạt động sinh
hoạt của các cộng đồng dân cư như: khu vực đô thị, trung tâm
thương mại, khu vực vui chơi giải trí, cơ quan công sở,… Thông
thường, nước thải sinh hoạt của hộ gia đình được chia làm hai loại
chính: nước đen và nước xám. Nước đen là nước thải từ các nhà vệ
sinh, chứa phần lớn các chất ô nhiễm, chủ yếu là: chất hữu cơ, các vi
sinh vật gây bệnh và cặn lơ lửng. Nước xám là nước phát sinh từ các
quá trình rửa, tắm, giặt với thành phần các chất ô nhiễm không đáng
kể. Các thành phần ô nhiễm chính đặc trưng thường thấy ở nước thải
sinh hoạt là BOD
5
, COD, nitơ và photpho. Trong nước thải sinh
hoạt, hàm lượng N và P rất lớn, nếu không được loại bỏ thì sẽ làm
cho nguồn tiếp nhận nước thải bị phú dưỡng – một hiện thường xảy
ra ở nguồn nước có hàm lượng P và N cao, trong đó các loài sinh vật
thủy sinh phát triển mạnh rồi chết đi, thối rửa, làm cho nguồn nước
trở nên ô nhiễm.
Một yếu tố gây ô nhiễm quan trọng trong nước thải sinh hoạt, đặc
biệt là trong phân, đó là các loại mầm bệnh được lây truyền bởi các
vi sinh vật có trong phân. Vi sinh vật gây bệnh từ nước thải có khả
năng lây lan qua nhiều nguồn khác nhau, qua tiếp xúc trực tiếp, qua
môi trường (đất, nước, không khí, cây trồng, vật nuôi, côn trùng…),
thâm nhập vào cơ thể người qua đường thức ăn, nước uống, hô
hấp…, và sau đó có thể gây bệnh. Vi sinh vật gây bệnh cho người
bao gồm các nhóm chính là virus, vi khuẩn, nguyên sinh bào và giun
sán.
Với thành phần ô nhiễm là các tạp chất nhiễm bẩn có tính chất