ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM

ĐÀO ĐOÀN MẠNH

ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG CÁC NGUỒN NƯỚC
SINH HOẠT TRÊN ĐỊA BÀN XÃ NAM TIẾN,
HUYỆN PHỔ YÊN, TỈNH THÁI NGUYÊN
Chuyên ngành: Khoa học môi trường
Mã số: 60.44.03.01

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC MÔI TRƯỜNG

Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS. Lương Văn Hinh

Thái Nguyên - 2013


i

LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan rằng: Số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận văn là trung
thực và chưa hề bảo vệ một học vị nào.
Tôi xin cam đoan rằng mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận văn này đã
được cảm ơn và thông tin trong luận văn đều được chỉ rõ nguồn gốc.
Thái Nguyên, ngày....... tháng....... năm 2013
Tác giả luận văn

Đào Đoàn Mạnh



2. Mục tiêu của đề tài ..................................................................................................2
2.1. Mục tiêu chung.....................................................................................................2
2.2. Mục tiêu cụ thể.....................................................................................................2
3. Ý nghĩa của đề tài....................................................................................................2
3.1. Ý nghĩa khoa học .................................................................................................2
3.2. Ý nghĩa thực tiễn ..................................................................................................2
Chương 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU .......................................................................3
1.1. Cơ sở khoa học của đề tài ....................................................................................3
1.1.1 Khái niệm nước sinh hoạt nông thôn .................................................................3
1.1.2. Các thông số đánh giá chất lượng các nguồn nước cung cấp cho mục đích
sinh hoạt ......................................................................................................................3
1.1.3. Tiêu chuẩn nước nguồn.....................................................................................6
1.1.4. Tiêu chuẩn cấp nước sinh hoạt ăn uống............................................................8
1.1.5. Một số công nghệ xử lý...................................................................................10
1.2. Cơ sở pháp lý đề thực hiện đề tài .......................................................................23
1.3. Hiện trạng cấp nước sạch trên thế giới và tại Việt Nam ....................................25
1.3.1. Hiện trạng cấp nước sạch trên toàn thế giới....................................................25
1.3.2. Hiện trạng cấp nước sạch tại Việt Nam ..........................................................26
Chương 2 NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU............................29
2.1. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu......................................................................29
2.1.1. Đối tượng nghiên cứu......................................................................................29
2.1.2. Phạm vi nghiên cứu.........................................................................................29
2.2. Địa điểm và thời gian nghiên cứu ......................................................................29


iv
2.2.1. Địa điểm nghiên cứu .......................................................................................29
2.2.2. Thời gian nghiên cứu ......................................................................................29
2.3. Nội dung nghiên cứu ..........................................................................................29
2.4. Phương pháp nghiên cứu....................................................................................29

BTNMT

: Bộ Tài nguyên Môi trường

BVMT

: Bảo vệ môi trường

GĐ

: Giếng đào

GK

: Giếng khoan

NS&VSMT : Nước sạch và vệ sinh môi trường
NM

: Nước mưa

QCVN

: Quy chuẩn Việt Nam

SX

: Sản xuất

THCS

Bảng 3.6. Thống kê danh sách các hộ sử dụng nước sạch do nhà máy cấp trên địa
bàn xã Nam Tiến......................................................................................47
Bảng 3.7. Kết quả phân tích mẫu nước nhà máy nước Nam Tiến Quý IV/2012......48
Bảng 3.8. Kết quả phân tích mẫu nước nhà máy nước Nam Tiến Quý I/2013.........49
Bảng 3.9. Thống kê lưu lượng nước máy sử dụng từ phiếu điều tra của Xã ............50
Bảng 3.10. Thống kê thời gian mất nước của nhà máy nước từ phiếu điều tra ........51
Bảng 3.11. Kết quả phân tích mẫu nước dưới đất hệ tầng Tam Đảo khu vực Nam
Thái Nguyên ............................................................................................54
Bảng 3.12. Kết quả phân tích mẫu nước giếng đào và giếng khoan trên địa bàn xã
Nam Tiến .................................................................................................57
Bảng 3.13. Kết quả phân tích mẫu nước mưa trên địa bàn xã Nam Tiến .................59


vii

DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình 1.1. Công trình thu nước ven bờ loại phân li ...................................................12
Hình 1.2. Giếng khơi.................................................................................................17
Hình 1.3: Cấu tạo giếng khoan..................................................................................18
Hình 1.4: Ống lọc loại quấn dây và ống lọc loại bọc lưới ........................................19
Hình 1.5: Giếng khoan ..............................................................................................19
Hình 1.6. Sơ đồ quy trình xử lý nước giếng đào[11] ................................................20
Hình 1.7. Sơ đồ quy trình xử lý nước giếng khoan[11] ............................................21
Hình 1.8. Thu hứng nước mưa qua máng xối và bể trữ ............................................22
Hình 3.1. Biểu đồ thể hiện các nguồn cung cấp nước sinh hoạt của các Xóm .........42
Hình 3.2. Biểu đồ thể hiện nguồn cung cấp nước của xã Nam Tiến ........................43
Hình 3.3. Biểu đồ thể hiện chất lượng nước sinh hoạt của các xóm.........................45
Hình 3.4. Biểu đồ thể hiện chất lượng các nguồn nước sinh hoạt xã Nam Tiến ......45
Hình 3.5. Sơ đồ công nghệ nhà máy nước Nam Tiến ...............................................47
Hình 3.6. Biểu đồ thể hiện lưu lượng nước máy sử dụng của các xóm....................50

Nước sinh hoạt nông thôn đang là nhu cầu bức thiết đặt ra trong giai đoạn hiện nay
của quá trình phát triển. Nó có ảnh hưởng, tác động mạnh mẽ, sâu rộng đến chất
lượng và quá trình phát triển khu vực nông thôn.
Khu vực nông thôn vùng trung du, miền núi phía Bắc mang đầy đủ các đặc
trưng của khu vực nông thôn Việt Nam và có những đặc thù riêng như: địa hình
không bằng phẳng, dân cư phân bố rải rác, trình độ dân trí thấp và kinh tế xã hội
thấp hơn so với mặt bằng chung cả nước. Xã Nam Tiến, huyện Phổ Yên - tỉnh Thái
Nguyên do đặc thù của khu vực, nằm trong vùng dân cư nông thôn trung du miền


2
núi, cơ sở hạ tầng còn nhiều thiếu thốn, trình độ dân trí chưa cao. Cơ sở vật chất,
mặt bằng kỹ thuật chưa được đầu tư mạnh mẽ cho vấn đề nước sinh hoạt nông thôn.
Để đảm bảo phát triển kinh tế - xã hội và đảm bảo chất lượng môi trường thì
việc lập quy hoạch xây dựng nông thôn mới trong thời gian tới là điều hết sức cần
thiết. Trong đó, việc đảm bảo chất lượng nước sạch và vệ sinh môi trường là một
trong những tiêu chí được đặt lên hàng đầu.
Xuất phát từ thực tế tại xã Nam Tiến và nguyện vọng bản thân dưới sự
hướng dẫn của PGS.TS Lương Văn Hinh, tôi tiến hành nghiên cứu đề tài:
“Đánh giá chất lượng các nguồn nước sinh hoạt trên địa bàn xã Nam Tiến - huyện
Phổ Yên - tỉnh Thái Nguyên” nhằm đánh giá chất lượng nước trên địa bàn nghiên cứu
và đưa ra những kiến nghị trong việc khai thác, sử dụng đảm bảo chất lượng môi trường.
2. Mục tiêu của đề tài
2.1. Mục tiêu chung
Đánh giá được tình hình sử dụng và chất lượng nước sinh hoạt trên địa bàn
xã Nam Tiến.
2.2. Mục tiêu cụ thể
- Điều tra tình hình phát triển kinh tế - xã hội tại xã Nam Tiến - huyện Phổ
Yên - tỉnh Thái Nguyên
- Đánh giá thực trạng quản lý khai thác và sử dụng nước sinh hoạt trên địa bàn

của nước (sự kết tủa, sự hòa tan, cân bằng cacbonat,…), các quá trình sinh học
trong nước. pH dưới 7 là có tính axit và độ pH trên 7 có tính bazơ. pH được xác
định bằng máy đo pH hoặc bằng phương pháp chuẩn độ.
Nhiệt độ (0C):
Nhiệt độ của nước có ảnh hưởng đến độ pH, đến các quá trình hóa học và
sinh học xảy ra trong nước. Nhiệt độ phụ thuộc rất nhiều vào môi trường xung
quanh, vào thời gian trong ngày, vào mùa trong năm… Nhiệt độ cần được xác định
tại chỗ (tại nơi lấy mẫu).
Độ màu của nước:
Nước nguyên chất không có màu. Màu sắc gây nên bởi các tạp chất trong
nước (thường là do chất hữu cơ: chất mùn hữu cơ, acid humic; một số ion như
sắt…; một số loài thủy sinh vật). Độ màu thường được xác định bằng phương pháp
so màu với các dung dịch chuẩn là Clorophantinat Coban. Đơn vị Pt - Co.


4
Độ đục:
Độ đục gây nên bởi các hạt rắn lơ lửng trong nước. Các chất lơ lửng trong
nước có thể có nguồn gốc vô cơ, hữu cơ hoặc các vi sinh vật, thủy sinh vật có kích
thông thường từ 0,1 - 10m. Độ đục làm giảm khả năng truyền sáng của nước, ảnh
hưởng tới quá trình quang hợp. Độ đục được đo bằng máy đo độ đục (đục kế turbidimeter). Đơn vị đo độ đục theo các máy do Mỹ sản xuất là NTU
(Nephelometric Turbidity Unit).
Tổng hàm lượng chất rắn (TS):
Các chất rắn trong nước có thể là những chất tan hoặc không tan, bao gồm cả
những chất vô cơ lẫn các chất hữu cơ. Tổng hàm lượng các chất rắn (TS) là lượng
khô tính bằng mg của phần còn lại sau khi làm bay hơi 1 lít mẫu nước trên nồi cách
thủy rồi sấy khô ở 1050C cho tới khi khối lượng không đổi (đơn vị tính bằng mg/l).
Tổng hàm lượng chất rắn lơ lửng (SS):
Các chất rắn lơ lửng (các chất huyền phù) là những chất rắn không tan trong
nước. Hàm lượng các chất lơ lửng (SS) là lượng khô của phần chất rắn còn lại trên

học của nguồn nước, số lượng vi sinh, thủy sinh vật… Khi DO xuống đến khoảng 4 - 5
mg/l, số sinh vật có thể sống trong nước giảm mạnh. Nếu hàm lượng DO quá thấp
nước sẽ có mùi và trở nên đen do trong nước lúc này diễn ra chủ yếu là các quá trình
phân hủy yếm khí, các sinh vật không thể sống được trong nước này nữa. Đơn vị mg/l.
Nhu cầu oxigen hóa học (COD - nhu cầu oxy hóa học):
Là lượng oxy cần thiết để oxy hoá các hợp chất hoá học trong nước bao gồm
cả vô cơ và hữu cơ. COD giúp phần nào đánh giá được lượng chất hữu cơ trong nước
có thể bị oxid hóa bằng các chất hóa học (tức là đánh giá mức độ ô nhiễm của nước).
COD được khi xác định bằng phương pháp KMnO4 hoặc K2Cr2O7. Đơn vị mg/l
Nhu cầu oxigen sinh hóa (BOD - nhu cầu oxy sinh hoá):
Là lượng oxigen cần thiết để vi khuẩn có trong nước phân hủy các chất hữu.
BOD dùng để xác định mức độ nhiễm bẩn của nước. Đơn vị mg/l
Một số chỉ tiêu hóa học khác trong nước:
− Sắt: chỉ tồn tại dạng hòa tan trong nước ngầm dưới dạng muối Fe2+ của
HCO3-, SO42-, Cl-…, còn trong nước bề mặt, Fe2+ nhanh chóng bị oxid hóa thành
Fe3+ và bị kết tủa dưới dạng Fe(OH)3. Nước thiên nhiên thường hcứa hàm lượng sắt
lên đến 30 mg/l. Với hàm lượng sắt lớn hơn 0,5 mg/l nước có mùi tanh khó chịu, làm
vàng quần áo khi giặt… Các cặn kết tủa của sắt có thể gây tắc nghẽn đường ống dẫn
nước. Trong quá trình xử lý nước, sắt được loại bằng phương pháp thông khí và keo tụ.


6
− Các hợp chất Clorua: Clor tồn tại trong nước dưới dạng Cl-. Nói chung ở
mức nồng độ cho phép thì các hợp chất clor không gây độc hại, nhưng với hàm
lượng lớn hơn 250 mg/l làm cho nước có vị mặn. Nước có nhiều Cl- có tính xâm
thực ximăng. Đơn vị mg/l.
− Các hợp chất Sulfat: Ion SO42- có trong nước do khoáng chất hoặc có
nguồn gốc hữu cơ. Với hàm lượng lớn hơn 250 mg/l gây tổn hại cho sức khỏa con
người. Ở điều kiện yếm khí, SO42- phản ứng với chất hữu cơ tạo thành khí H2S có
độc tính cao. Đơn vị mg/l.


Thông số

Đơn vị

A

B

A1

A2

B1

B2

1

pH

mg/l

6-8.5

6-8.5

5.5-9

5.5-9

20
10
4
0.1

30
15
6
0.2

50
30
15
0.5

100
50
25
1

7
8

Clorua (Cl-)
Florua (F-)

mg/l
mg/l

250

2

5

10

15

11

Asen (As)

mg/l

0.01

0.02

0.05

0.1

12

Chì (Pb)

mg/l

0.02


1.5

2

15

Sắt (Fe)

mg/l

0.5

1

1.5

2

16

Thủy ngân (Hg)

0.001

0.001

0.001

0.002


(Nguồn: Ban soạn thảo quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng nước
Bộ Tài Nguyên và Môi Trường, ban hành ngày 31/12/2008)[6]
Ghi chú: Việc phân hạng nguồn nước mặt nhằm đánh giá và kiểm soát chất lượng
nước, phục vụ cho các mục đích sử dụng nước khác nhau:
A1 - Sử dụng tốt cho mục đích cấp nước sinh hoạt và các mục đích khác như
loại A2, B1 và B2.
A2 - Dùng cho mục đích cấp nước sinh hoạt nhưng phải áp dụng công nghệ xử lý
phù hợp; bảo tồn dạng thực vật thủy sinh, hoặc các mục đích sử dụng như loại B1,B2.


8
B1 - Dùng cho mục đích tưới tiêu thủy lợi hoặc các mục đích sử dụng khác
có yêu cầu chất lượng nước tương tự hoặc các mục đích sử dụng như loại B2.
B2 - Giao thông thủy và các mục đích khác vì yêu cầu nước chất lượng thấp.
Bảng 1.2. QCVN 09:2008/Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng nước ngầm
TT
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14

mg/l
mg/l
mg/l
mg/l
mg/l
mg/l
mg/l
mg/l
mg/l
mg/l
mg/l
mg/l
mg/l
mg/l
mg/l
mg/l
mg/l
MPN/100ml
MPN/100ml

Giá trị giới hạn
5.5 - 8.5
500
1500
4
0.1
250
1
1
15

chỉ số hoạt động đo lường kết quả dịch vụ, do đó góp phần quản lý và điều hành
việc đánh giá dịch vụ một cách tốt hơn. Các tiêu chuẩn sẽ góp phần bảo tồn nước
bằng cách tăng hiệu quả của dịch vụ phân phối nước và giảm sự rò rỉ trong hệ thống
dịch vụ nước, do đó ngăn cản được sự thất thoát nước không cần thiết. [15]
Bảng 1.3. QCVN 01:2009/BYT_Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia
về chất lượng nước ăn uống
STT
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17

Tên chỉ tiêu
Đơn vị
Giới hạn tối đa
Chỉ tiêu cảm quan và thành phần vô cơ
Màu sắc

mg/l
0,3
Hàm lượng Mangan tổng số
mg/l
0,3
Hàm lượng Nitrat
mg/l
50
Hàm lượng Nitrit
mg/l
3
Chỉ số Pecmanganat
mg/l
2
Vi sinh vật
Coliform tổng số
Con/100ml
0
E.coli hoặc Coliform chịu nhiệt
Con/100ml
0
(Nguồn: Bộ trưởng Bộ Y tế ban hành theo thông tư số: 04/2009/TT – BYT
ngày 17 tháng 6 năm 2009)[6]


10
Bảng 1.4. QCVN 02: 2009/BYT_Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia
về chất lượng nước sinh hoạt
TT


Hàm lượng Asen tổng số

13

Coliform tổng số

14

E. coli hoặc Coliform chịu nhiệt

Đơn vị
tính
TCU
NTU
mg/l
mg/l
mg/l
mg/l
mg/l
mg/l
mg/l
mg/l
Vi khuẩn/
100ml
Vi khuẩn/
100ml

Giới hạn
tối đa cho phép
I

Ghi chú:
(*) Là chỉ tiêu cảm quan.
Giới hạn tối đa cho phép I: Áp dụng đối với các cơ sở cung cấp nước.
- Giới hạn tối đa cho phép II: Áp dụng đối với các hình thức khai thác nước của cá
nhân, hộ gia đình (các hình thức cấp nước bằng đường ống chỉ qua xử lý đơn giản
như giếng khoan, giếng đào, bể mưa, máng lần, đường ống tự chảy).
(Nguồn: Bộ trưởng Bộ Y tế ban hành theo thông tư số:
05/2009/TT - BYT ngày 17 tháng 6 năm 2009)[9]
1.1.5. Một số công nghệ xử lý
1.1.5.1. Công nghệ xử lý nước mặt
Nước mặt bao gồm các nguồn nước trong các ao, đầm, hồ chứa, sông suối.
Do kết hợp từ các dòng chảy trên bề mặt và thường xuyên tiếp xúc với không khí
nên các đặt trưng của nước mặt là:
- Chứa khí hòa tan, đặc biệt là oxy.


11
- Chứa nhiều chất rắn lơ lửng, riêng trường hợp nước chứa trong các ao,
đầm, hồ, do xảy ra quá trình lắng cặn nên chất rắn lơ lửng còn lại tương đối thấp và
chủ yếu ở dạng keo.
- Có hàm lượng chất hữu cơ cao.
- Có sự hiện diện của nhiều loại tảo.
- Chứa nhiều vi sinh vật.
Do tính chất nước nguồn nhiễm nhiều tạp chất hữu cơ từ nhiều thành phần,
tạo nên độ đục không ổn định, vì vậy công nghệ xử lý nước cần chú trọng giai đoạn
tiền xử lý: phản ứng + lắng ngay từ đầu qui trình, nhằm phá hủy các liên kết hóa
học, tạo cặn hữu ích. Sau đó, giai đoạn khử trùng là bắt buộc trước khi cung cấp
nước cho sinh hoạt. [12]
a) Các công trình thu nước mặt
Thường đó là công trình thu nước sông, phải được đặt ở đầu nguồn nước,

1 - Ngăn thu

5 - Ngăn hút

2 - Cửa thu - Song chắn rác

6 - Ngăn quản lí

3 - Ống hút

7 - Rãnh đặt ống

4 - Cửa thông - Lưới chắn rác

8 - Trạm bơm cấp I

Công trình thu nước lòng sông:
Công trình thu nước lòng sông áp dụng khi bờ thoải, nước nông, mức nước
dao động lớn.
Khác với loại công trình thu nước loại bờ sông, công trình thu nước lòng


13
sông không có cửa thu nước ở bờ (hoặc chỉ thu nước ở bờ vào mùa lũ), mà đưa ra
giữa sông, rồi dùng ống dẫn nước về ngăn thu đặt ở bờ. Cửa thu nước lòng sông còn
gọi là họng thu nước thường là phễu hoặc ống loe, đầu bịt song chắn và được cố
định dưới đáy sông bằng hệ thống cọc gỗ hoặc bê tông.
Ở chỗ bố trí họng thu phải có phao cờ báo hiệu để tránh cho tàu bè đi lại
không va chạm vào.
b) Một số sơ đồ dây chuyền công nghệ xử lý nước mặt [10]

các cặn bẩn và vi khuẩn có trong nước. Sau đó châm thêm chất khử trùng rồi dẫn
qua bể chứa nước sạch để phân phối đến các nơi sử dụng.
Sơ đồ 2:
Chất keo tụ
Từ trạm bơm
Bể trộn
Cấp I tới
Chất kiềm hòa

Chất khử trùng
Bể lọc tiếp
xúc

Bể chứa
nước sạch


14
Nước từ trạm bơm cấp I được dẫn trực tiếp qua bể trộn, tại đây cho thêm chất
keo tụ và chất kiềm hóa hòa trộn đều vào nước. Nước được tiếp tục dẫn qua bể lọc
tiếp xúc, tại bể này nó vừa làm nhiệm vụ của bể tạo bông cặn, bể lắng, bể lọc. Sau
đó nước được dẫn qua bể chứa nước sạch và cho thêm chất khử trùng trước khi
phân phối.
Một số sơ đồ áp dụng xử lý nước mặt với hàm lượng cặn > 2500mg/l
Sơ đồ 3:
Chất keo tụ
Bể
lắng
Từ trạm bơm
sơ

khuẩn, sau đó cho thêm chất khử trùng vào bể chưa nước sạch trước khi phân phối.
Sơ đồ 4:
Từ nguồn đến
Hồ lắng
sơ

Trạm
bơm

Chất keo tụ

Bể
trộn

Chất kiềm hóa

Chất khử trùng

Bể
phản
ứng

Bể
lắng

Bể lọc
nhanh

Bể chứa
nước

điều hòa trong ngày hoặc theo từng cấp; nếu bơm theo cấp thì dung tích đài nước và
áp lực toàn phần của bơm sẽ giảm.
Việc lựa chọn lại số lượng máy bơm làm việc cũng như dự trữ phải tính toán
có xét đến sự hoạt động đồng thời giữa các máy bơm, ống dẫn và mạng ống phân


16
phối để đảm bảo chế độ làm việc của trạm bơm được lựa chọn trên cơ sở phân tích
đồ thị dùng nước và sự hoạt động đồng thời cả máy bơm, ống dẫn và mạng phân
phối. Nên chọn các máy bơm cùng loại để dễ quản lý và giảm số bơm dự trữ.
Các trạm bơm cấp I lấy nước mặt thường đặt sâu dưới đất để giảm chiều cao
hút của bơm. Số lượng bơm công tác trong trạm cấp I không nhỏ hơn hai, mỗi bơm
nên có một ống hút riêng. Các trạm bơm câp II thường đặt trên mặt đất, có dạng
hình chữ nhật vì có nhiều máy bơm, các đường ống hút có thể nối thông với nhau
qua các khóa.
1.1.5.2. Công nghệ xử lý nước ngầm
Nước ngầm tồn tại trong các lỗ hổng và các khe nứt của đất đá, được tạo
thành trong giai đoạn trầm tích đất đá hoặc do sự thẩm thấu, thấm của nguồn nước
mặt, nước mưa.
Đối với hệ thống cấp nước cộng đồng thì nguồn nước ngầm luôn là nguồn
nước được ưa thích. Bởi vì, các nguồn nước mặt thường bị ô nhiễm và lưu lượng
khai thác phải phụ thuộc vào sự biến động theo mùa. Nguồn nước ngầm ít chịu ảnh
hưởng bởi các tác động của con người.
Có rất nhiều phương pháp để xử lý nước ngầm, tùy thuộc vào nhiều yếu tố:
nhu cầu cấp nước, tiêu chuẩn dùng nước, đặc điểm của nguồn nước ngầm, các điều
kiện tự nhiên, điều kiện kinh tế xã hội… mà chúng ta lựa chọn công nghệ xử lý
nước ngầm sao cho phù hợp. [11]
a. Các công trình thu nước ngầm
Giếng khơi:
Giếng khơi là công trình thu nước ngầm mạch nông, có đường kính 0,8 - 2m