VIỆN MÔI TRƯỜNG VÀ TÀI NGUYÊN
MÔN XỬ LÝ NƯỚC THẢI ĐÔ THỊ &KCN BÁO CÁO CHUYÊN ĐỀ
KHẢ NĂNG TỰ LÀM SẠCH DÒNG SÔNG GV: GS.TS LÂM MINH TRIẾT HỌC VIÊN:
LÊ THỊ MINH CHÂU
LÊ THỊ DIỆU HIỀN
NGUYỄN THỊ THU THỦY
Tháng 11 - 2011

MỤC LỤC

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. Lượng chất thải do các hoạt động của con người
tạo ra ngày càng nhiều, đa dạng về chủng loại và tính chất, vượt quá mức chịu tải
của môi trường. Do đó, chất lượng môi trường nói chung và môi trường nước nói
riêng đang ngày giảm sút, số lượng dòng sông chết ngày càng tăng đe dọa đến cuộc
sống của sinh vật cũng như cuộc sống của con người.
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. Báo cáo chuyên đề Khả năng tự làm sạch của dòng sông
Trang 4/ 18

1. Khái niệm về khả năng tự làm sạch của nguồn nước
Khả năng tự làm sạch trong môi trường nói chung được khái niệm là khả
năng tự điều tiết trong hoạt động của môi trường thông qua một số cơ chế đặc biệt
để giảm thấp ô nhiễm từ ngoài vào, tự làm sạch để loại trừ chất độc thành không
độc.
Còn trong môi trường nước, có nhiều khái niệm về khả năng tự làm sạch của
nguồn nước như:
a. Khả năng tự làm sạch của dòng sông là khả năng loại bỏ, giảm thiểu các chất
ô nhiễm thông qua các quá trình biến đổi vật lý, hóa học, sinh học xảy ra
trong dòng chảy.
b. Khả năng khử được các chất ô nhiễm của nguồn nước được gọi là khả năng
"tự làm sạch" (self purification) của nguồn nước.
Như vậy có thể hiểu khả năng tự làm sạch của dòng sông chính là khả năng
tự bản thân nó có thể giảm thiểu nồng độ của chất ô nhiễm thải vào nó hoặc loại bỏ


Hình 1: Sự phân vùng chất lượng nước trong một nguồn tiếp nhận
Theo chiều dài nguồn tiếp nhận (con sông) thì các vùng nước được phân chia
như sau: Vùng nước sạch; vùng ô nhiễm; vùng tự làm sạch; vùng sạch trở lại.
a) Vùng nước sạch: Đối với khu vực thượng nguồn, nơi không có bất kỳ nguồn
thải nào đổ vào nguồn tiếp nhận thì chất lượng nước khu vực đó được xem là
vùng nước sạch. Tại vùng này nồng độ BOD và DO cân bằng, thích hợp cho
sự phát triển của thuỷ sinh vật.
b) Vùng ô nhiễm: Đây là vùng có nguồn thải trực tiếp đổ vào, chất lượng nước
khu vực này bị ô nhiễm, nồng độ BOD tăng cao, cùng với nó là nồng độ DO
trong nước giảm mạnh. 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
Formatted: Font: Italic
Formatted: Centered
Báo cáo chuyên đề Khả năng tự làm sạch của dòng sông
Trang 6/ 18

dụng. Đồng thời tại vùng này xảy ra sự phân huỷ kỵ khí nên nước sẽ có màu

khoảng cách từ cống xả đến điểm tính toán (là nơi đã thực hiện quá trình xáo trộn
hoàn toàn) sẽ càng lớn.
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.

Trong đó :
Q: Lưu lượng nước nguồn tham gia vào quá trình xáo trộn (m
3
/s)
q: Lưu lượng nước thải xả vào nguồn (m
3
/s)
Formatted: 2.1, Indent: Left: 0"
Formatted: Font: 13 pt
Báo cáo chuyên đề Khả năng tự làm sạch của dòng sông
Trang 7/ 18

C: Hàm lượng bẩn của nước thải (mg/l)
C
ng
: 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. Công thức trên được viết thành:

- γ: Hệ số phụ thuộc đặc tính thủy lực và hình dạng dòng chảy của nước nguồn,
được xác định theo công thức dưới đây:


Formatted: Indent: First line: 0.5"
Formatted: Indent: First line: 0.5", Add space between
paragraphs of the same style, Don't adjust space between
Latin and Asian text, Don't adjust space between Asian text
and numbers
Formatted: Centered, Indent: First line: 0", Add space
between paragraphs of the same style, Don't adjust space
between Latin and Asian text, Don't adjust space between
Asian text and numbers
Formatted: Justified, Indent: First line: 0.5"
Báo cáo chuyên đề Khả năng tự làm sạch của dòng sông
Trang 8/ 18

m : Tỷ lệ giữa vận tốc dòng chảy nước nguồn và nước thải qua miệng xả
c: nồng độ nhiễm bẩn của nước hồ chứa
Lưu ý : Từ công thức trên ta thấy hệ số γ tiến tới đơn vị khi khoảng cách l
dài ra vô cùng. Một khoảng cách như thế trong thực tế là không có. Chính vì vậy
người ta chỉ xác định cho một khoảng cách nào đó để nước nguồn có thể tham gia
được 70 – 80% lưu lượng vào quá trình xáo trộn đối với những nguồn nước nhỏ và
0.25 – 0.3 đối với những nguồn nước trung bình và lớn. Khoảng cách l này được
tính theo bảng sau:
Tỷ lệ giữa lưu lượng
nước nguồn và nước
thải Q:q
Khoảng cách (km) từ cửa xả tới mặt cắt xáo trộn hoàn toàn
(điểm tính toán), khi lưu lượng nước nguồn, (m
3
/h)
<5
5 – 50

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 CO
2
và nước
Oxy hóa các hợp chất chứa N thành nitrit và sau đó thành nitơrat
Quá 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 thảitrong nguồn tiếp nhận được thể
hiện qua sơ đồ sau:
Formatted: Indent: First line: 0.44", Add space between
paragraphs of the same style, Don't adjust space between
Latin and Asian text, Don't adjust space between Asian text
and numbers
Formatted: Font: Bold, Underline
Formatted: 2.1, Indent: Left: 0.49", Hanging: 0.2", Add
space between paragraphs of the same style, Line spacing:
single
Formatted: 2.1, Indent: Hanging: 0.2"
Báo cáo chuyên đề Khả năng tự làm sạch của dòng sông
Trang 9/ 18 Hình 2: Quá trình khoáng hóa các hợp chất trong nguồn nước tiếp nhận
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 cacbon thành khí cacbonic (CO
2

Formatted: Numbered + Level: 1 + Numbering Style: a, b, c,
… + Start at: 1 + Alignment: Left + Aligned at: 0.5" + Indent
at: 0.75"
Formatted: No underline, Not Highlight
Formatted: Indent: Left: 0.75", No bullets or numbering,
Tab stops: 3.86", Left
Formatted: Underline, Highlight
Formatted: Numbered + Level: 1 + Numbering Style: a, b, c,
… + Start at: 1 + Alignment: Left + Aligned at: 0.5" + Indent
at: 0.75"
Formatted: Subscript
Formatted: Subscript
Formatted: Centered, Indent: First line: 0"
Formatted: Font: 9 pt
Formatted: Centered
Formatted: Font: 9 pt
Báo cáo chuyên đề Khả năng tự làm sạch của dòng sông
Trang 10/ 18

Sau đó trong nước xảy ra quá trình nitrat hóa, chuyển hóa amomonia thành
nitrat. Đây là quá trình hai giai đoạn được thực hiện bởi các vi sinh vật tự dưỡng
như Nitrosomonas, nitrobacter ở đó chúng sử dụng các bon vô cơ (CO
2
) là nguồn
cacbon:

Hình 3: Chu trình Nito trong nước sông
Các phản ứng đặc trưng cho quá trình này được biểu thị bằng các phương
trình sau:


yếu tố ảnh hưởng chủ yếu đến quá trình này là nồng độ các chất nền NH
4
-N, NO
2
-
N,
oxy hòa tan cũng như các điều kiện nhiệt độ, pH, các chất độc cũng như hình thái
của thủy vực nước, chuyển động rối và ánh sáng.
Mối quan hệ của các yếu tố đến quá trình nitrat hoá được biểu thị bằng công
thức của Michaelis-Mentons

Trong đó :
µ
N
: Hệ số tốc độ phát triển của vi sinh vật nitrat
µ
N
max
: Hệ số tốc độ phát triển lớn nhất của vi sinh vật nitrat
NH
4
, NO
2
: Nồng độ của NH
4
và NO
2

K
NH4

→ NO
3
-

Lưu huỳnh hữu cơ + O
2
→ SO
4
2-

Phospho hữu cơ + O
2
→ PO
4
3+

Formatted: Subscript
Formatted: Subscript
Formatted: Superscript
Formatted: Highlight
Formatted: Centered
Formatted: Justified
Formatted: Font: (Default) Times New Roman
Formatted: Subscript
Formatted: Subscript
Formatted: Subscript
Formatted: Subscript
Formatted: 3.1, Indent: Left: 0"
Báo cáo chuyên đề Khả năng tự làm sạch của dòng sông
Trang 12/ 18
Hình 1: Sự thay đổi DO theo khoảng cách về phía hạ lưu tính từ điểm nhận nước
thải
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.
Báo cáo chuyên đề Khả năng tự làm sạch của dòng sông
Trang 13/ 18

4.2. Loại chất ô nhiễm trong nguồn nước:
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.
4.3. Vi khuẩn và vi sinh vật trong nước
Loại và số lượng của các vi khuẩn và vi sinh vật trong nước sông đóng vai
trò rất quan trọng trong khả năng tự làm sạch của nguồn nước. Trong nguồn nước
nếu các VSV phong phú thì sẽ tăng nhanh tốc độ phân hủy sinh học các chất ô
nhiễm.
Ví dụ:

Các chất bẩn độc hại có thể gây tác động khác nhau đối với thủy sinh vật, tùy
thuộc bản chất, nồng độ của chung. Một chất độc nào đó có thể phá hoại chế đội
trao đổi chất hoạch nhịp độ sinh trưởng của thủy sinh vật, tới một giá trị nồng độ
nào đó, chúng sẽ bị tiêu diệt. Do đó, 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.
4.6. Sự pha loãng:
Khi chất ô nhiễm 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.
4.7. 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.
Nhiệt độ cũng ảnh hưởng đến độ hòa tan oxy vào nước nên cũng ảnh hưởng
đến tốc độ tự làm sạch của dòng chảy. Về mùa hè khi nhiệt độ của nước nguồn tăng,
quá trình oxy hóa sinh hóa các chất hữu cơ xảy ra với cường độ mạnh hơn. Trong
khi đó độ hòa tan của oxy vào nước lại giảmxuống. Vì vậy về mùa hè, độ thiếu hụt
oxy tăng nhanh hơn so với mùa đông Về mùa đông nhiệt độ nước nguồn thấp
nên độ hòa tan tăng, tuy nhiên với nhiệt độ thấp các vi khuẩn hiếu khí tham gia vào
Formatted: 3.1, Indent: Left: 0"
Formatted: 3.1, Indent: Left: 0"
Formatted: 3.1, Indent: Left: 0"
Báo cáo chuyên đề Khả năng tự làm sạch của dòng sông
Trang 15/ 18

quá trình oxy hóa sinh hóa các chất hữu cơ sẽ hoạtđộng yếu. Do đó quá trình
khoáng hóa các chất hữu cơ xảy ra chậm chạp. Nói một cách khác, về mùa đông
quá trình tự làm sạch của nước nguồn xảy ra một cách chậm chạp.
4.8. Sự lắng đọng của chất hữu cơ

nồng độ các chất ô nhiễm trong nước sông không vượt quá giới hạn cho phép.
Formatted: 3.1, Indent: Left: 0"
Formatted: 3.1, Line spacing: single, Numbered + Level: 1
+ Numbering Style: 1, 2, 3, … + Start at: 1 + Alignment: Left
+ Aligned at: 1" + Indent at: 1.25", Adjust space between
Latin and Asian text, Adjust space between Asian text and
numbers
Formatted: 3.1, Line spacing: single, Numbered + Level: 1
+ Numbering Style: 1, 2, 3, … + Start at: 1 + Alignment: Left
+ Aligned at: 1" + Indent at: 1.25", Adjust space between
Latin and Asian text, Adjust space between Asian text and
numbers
Báo cáo chuyên đề Khả năng tự làm sạch của dòng sông
Trang 16/ 18 4.3.4.1. 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.
4.4.4.1. 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. Formatted: 3.1, Line spacing: single, Numbered + Level: 1
+ Numbering Style: 1, 2, 3, … + Start at: 1 + Alignment: Left

Formatted: Font: 13 pt
Báo cáo chuyên đề Khả năng tự làm sạch của dòng sông
Trang 18/ 18

TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Trịnh Thị Thanh, Độc học môi trường và sức khỏe con người, NXB Đại học
Quốc gia Hà Nội, 2003.
2. ThS. Trần Minh Hải, Tài nguyên nước và ô nhiễm nước, http://environment-
safety.com
3.
/>nh%20dien%20tu/xlnt/wastewaeterselfpur.htm
4.
4.5.
Field Code Changed
Formatted: Font: 13 pt
Formatted: Font: 13 pt