Luận văn Thạc sĩ Khoa học môi trường: Đánh giá hiện trạng nước cấp tập trung của thành phố Uông Bí và đề xuất giải pháp đảm bảo chất lượng

Chia sẻ: Trạc Thanh | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:94

Thêm vào BST

Báo xấu

54
lượt xem 4
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục tiêu của đề tài là đánh giá hiện trạng chất lượng nước cấp tập trung của thành phố Uông Bí thông qua các chỉ tiêu chất lượng nguồn nước đầu vào – đầu ra, hệ thống công nghệ xử lý và quản lý chất lượng. Từ đó đề xuất các giải pháp tăng cường hiệu quả cấp nước đảm bảo vệ sinh môi trường và sức khỏe cộng đồng.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Luận văn Thạc sĩ Khoa học môi trường: Đánh giá hiện trạng nước cấp tập trung của thành phố Uông Bí và đề xuất giải pháp đảm bảo chất lượng

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRUNG TÂM NGHIÊN CỨU TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG ------------------------ ĐINH THỊ HUỆ CHI ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG NƯỚC CẤP TẬP TRUNG CỦA THÀNH PHỐ UÔNG BÍ VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP ĐẢM BẢO CHẤT LƯỢNG LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC MÔI TRƯỜNG Hà Nội – 2015
ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRUNG TÂM NGHIÊN CỨU TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG ------------------------ ĐINH THỊ HUỆ CHI ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG NƯỚC CẤP TẬP TRUNG CỦA THÀNH PHỐ UÔNG BÍ VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP ĐẢM BẢO CHẤT LƯỢNG Chuyên ngành: Môi trường trong Phát triển bền vững (Chương trình đào tạo thí điểm) LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC MÔI TRƯỜNG Người hướng dẫn: PGS.TS. Nguyễn Thị Hà Hà Nội – 2015
LỜI CẢM ƠN Tôi xin bày tỏ lòng cảm ơn chân thành và sâu sắc tới PGS.TS Nguyễn Thị Hà, Bộ môn Công nghệ môi trường - Trường Đại học Khoa học Tự nhiên Hà Nội đã tận tình hướng dẫn tôi hoàn thành tốt luận văn này. Tôi xin chân thành cảm ơn các thầy, cô ở Trung tâm Nghiên cứu Tài nguyên và Môi trường đã truyền đạt cho tôi kiến thức trong suốt thời gian học tập, nghiên cứu tại trường. Tôi xin chân thành cảm ơn Xí nghiệp nước Uông Bí, Trung tâm Quan trắc và Phân tích Môi trường, Sở Tài nguyên và Môi trường Quảng Ninh và các sở - ban – ngành có liên quan đã tạo điều kiện cho tôi tiến hành nghiên cứu trong thời gian thực hiện đề tài. Cuối cùng, tôi xin được gửi lời cảm ơn đến gia đình, bạn bè, đồng nghiệp đã động viên, giúp đỡ cho tôi trong suốt quá trình học tập và thực hiện luận văn này. Hà Nội, ngày tháng năm 2015 Tác giả luận văn Đinh Thị Huệ Chi
LỜI CAM ĐOAN Tôi là Đinh Thị Huệ Chi xin cam đoan: Luận văn “Đánh giá hiện trạng nước cấp tập trung của thành phố Uông Bí và đề xuất giải pháp đảm bảo chất lượng” là công trình nghiên cứu của tôi dưới sự hướng dẫn PGS.TS Nguyễn Thị Hà, Bộ môn Công nghệ môi trường - Trường Đại học Khoa học Tự nhiên Hà Nội. Các số liệu trong luận văn được sử dụng trung thực, kết quả nghiên cứu trong luận văn này chưa từng được công bố tại bất kỳ công trình, đề tài khác. Hà Nội, ngày tháng năm 2015 Tác giả luận văn Đinh Thị Huệ Chi
MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN .............................................................................................................1 LỜI CAM ĐOAN .......................................................................................................4 MỤC LỤC...................................................................................................................5 DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT.......................................................7 DANH MỤC BẢNG...................................................................................................8 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ .....................................................................9 MỞ ĐẦU.....................................................................................................................1 1. Đặt vấn đề................................................................................................................... 1 2. Mục tiêu và nội dung nghiên cứu ............................................................................ 2 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU.............................................4 1.1. Hiện trạng cấp nước trên Thế giới và Việt Nam ................................................ 4 1.1.1 Hiện trạng cấp nước trên Thế giới ...............................................................4 1.1.2 Hiện trạng cấp nước ở Việt Nam ................................................................6 1.2. Các chỉ tiêu chất lượng nước cấp [1] .................................................................. 7 1.3. Ảnh hưởng của chất lượng nước cấp đến đời sống và sức khỏe con người.. 10 1.3.1 Ảnh hưởng của chất lượng nước đến đời sống con người.........................10 1.3.2 Ảnh hưởng của chất lượng nước đến sức khỏe con người .......................11 1.4. Các phương pháp xử lý nước cấp [1]................................................................ 11 1.5. Tổng quan về khu vực nghiên cứu.................................................................... 12 1.5.1 Khái quát về điều kiện tự nhiên [13] .........................................................12 1.5.2 Khái quát về điều kiện kinh tế - xã hội [13] ..............................................15 CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU........................18 2.1. Đối tượng nghiên cứu......................................................................................... 18 2.2. Thời gian và phạm vi nghiên cứu ...................................................................... 18 2.2.1. Thời gian nghiên cứu ...............................................................................18 2.2.3. Phạm vi nghiên cứu..................................................................................18 2.3. Phương pháp nghiên cứu.................................................................................... 18 2.3.1 Phương pháp luận........................................................................................18 2.3.2: Phương pháp tổng quan tài liệu...................................................................19 2.3.3: Phương pháp điều tra và khảo sát thực địa , lấy mẫu...................................19 2.3.4. Phương pháp phân tích trong phòng thí nghiệm..........................................21
2.3.5. Phương pháp xử lý số liệu ..........................................................................23 2.3.6. Phương pháp đánh giá phân tích, so sánh....................................................23 CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU.................................................................24 3.1. Kết quả điều tra, khảo sát và đánh giá hiện trạng nước cấp tập trung thành phố Uông Bí ................................................................................................................. 24 3.1.1. Hiện trạng nguồn nước đầu vào................................................................24 3.1.2. Đánh giá chất lượng nguồn nước đầu vào ................................................29 3.1.3 Công nghệ xử lý nước cấp .........................................................................48 3.1.4. Hệ thống cung cấp và phân phối nước tập trung ......................................51 3.1.5. Hệ thống quản lý nước cấp tập trung........................................................53 3.1.6. Chất lượng nước đầu ra.............................................................................54 3.1.7. Các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng nước .............................................61 3.2. Đề xuất các giải pháp đảm bảo chất lượng nước cấp tập trung của thành phố Uông Bí......................................................................................................................... 64 3.2.1. Các giải pháp kỹ thuật...............................................................................64 3.2.2. Các giải pháp quản lý................................................................................68 3.3. Đánh giá các giải pháp đề xuất và lựa chọn giải pháp....................................... 69 3.3.1. Đánh giá các giải pháp đề xuất .................................................................69 3.3.2 Lựa chọn giải pháp.....................................................................................78 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ...................................................................................79 TÀI LIỆU THAM KHẢO.........................................................................................81 PHỤ LỤC..................................................................................................................83
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT BOD5: Nhu cầu oxy sinh hóa sau 5 ngày (Bio oxygen demand) BTNMT: Bộ Tài nguyên và Môi trường BYT: Bộ Y tế COD: Nhu cầu oxy hóa học (Chemical oxygen demand) DO: Oxy hòa tan (Disolved oxygen) ICP/MS: Phương pháp phổ khối lượng plasma cảm ứng (Inductively-Coupled Plasma - Mass Spectrometry) ISO: Tổ chức tiêu chuẩn hóa quốc tế (International Organization for Standardization) LHQ: Liên hiệp quốc NCSH: Nước cấp sinh hoạt NM: Nước mặt NN: Nước ngầm OECD: Tổ chức hợp tác và phát triển kinh tế (Organization for Economic Co-operation and Development) QCVN: Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia Việt Nam QĐ: Quyết định SMEWW: Các phương pháp chuẩn xét nghiệm nước và nước thải (Standard Methods for the Examination of Water and Waste Water SWOT: Strengths (Điểm mạnh), Weaknesses (Điểm yếu), Opportunities (Cơ hội) và Threats (Thách thức) TCMT: Tổng cục môi trường TCVN: Tiêu chuẩn kỹ thuật quốc gia Việt Nam UNESCO: United Nation Educational, Scienetific and Cultural Organisation (Tổ chức Giáo dục, Khoa học và Văn hoá của Liên Hợp Quốc) UNICEF: United Nation Children’s Fund (Quỹ nhi đồng liên hợp quốc) WHO: World Health Organization (Tổ chức y tế thế giới) WQI: Water Quality Idex (Chỉ số chất lượng nước)
DANH MỤC BẢNG Bảng 1- 1: Thống kê diện tích và dân số thành phố Uông Bí...................................16 Bảng 2-1: Danh mục các điểm lấy mẫu nguồn cấp đầu vào .....................................20 Bảng 2- 2: Danh mục các điểm lấy mẫu nguồn cấp đầu ra.......................................21 Bảng 2- 3: Danh mục các phương pháp phân tích mẫu ............................................22 Bảng 3- 1: Tọa độ các giếng khoan nước ngầm........................................................26 Bảng 3- 2: Kết quả khoan thăm dò –khai thác LK 458, LK 462A, LK462..............27 Bảng 3- 3: Tổng hợp lưu lượng khai thác và chế độ khai thác của các giếng ..........28 Bảng 3- 4: Phân bố lưu lượng cấp của từng nguồn cấp đầu vào hệ thống................28 Bảng 3- 5: Kết quả phân tích các thông số chất lượng nước hồ Yên Lập ................30 Bảng 3- 6: Kết quả phân tích các thông số chất lượng nước sông Vàng Danh.............31 Bảng 3- 7: Bảng tính chỉ số WQI của sông Vành Danh – Đợt tháng 8/2013 ...........39 Bảng 3- 8: Bảng tính chỉ số WQI của hồ Yên Lập – Đợt tháng 8/2013 ...................39 Bảng 3- 9: Bảng tính chỉ số WQI của sông Vành Danh – Đợt tháng 12/2013 .........40 Bảng 3- 10: Bảng tính chỉ số WQI của hồ Yên Lập – Đợt tháng 12/2013 ...............40 Bảng 3- 11: Kết quả phân tích các thông số chất lượng nước ngầm ........................42 Bảng 3- 12: Kết quả phân tích các thông số chất lượng nước cấp đầu ra.................55 Bảng 3- 13: Nhu cầu sử dụng nước của thành phố Uông Bí trong tương lai ...........60 Bảng 3- 14: Tổng hợp lưu lượng thài từ hoạt động khai thác than...........................62 Bảng 3- 15: Đánh giá các giải pháp đề xuất theo mô hình SWOT ...........................70
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ Hình vẽ Hình 1- 1: Sơ đồ vị trí thành phố Uông Bí...............................................................13 Hình 3- 1: Sơ đồ công nghệ xử lý nước mặt nhà máy nước Đồng Mây và nhà máy nước Lán Tháp ............................................................................................................1 Hình 3- 2: Sơ đồ công nghệ xử lý nước ngầm nhà máy nước Vàng Danh.................1 Hình 3- 3: Mô hình quản lý của hệ thống cấp nước tập trung thành phố Uông Bí.............53 Biểu đồ Biều đồ 3- 1: Tỷ lệ phân bố lưu lượng cấp của từng nguồn cấp đầu vào .................29 Biều đồ 3- 2: Nhiệt độ nước sông Vàng Danh, hồ Yên Lập.....................................32 Biều đồ 3- 3: Giá trị pH của sông Vàng Danh, hồ Yên Lập .....................................32 Biều đồ 3- 4: Giá trị DO của sông Vàng Danh, hồ Yên Lập ....................................33 Biều đồ 3- 5: Giá trị BOD của sông Vàng Danh, hồ Yên Lập .................................34 Biều đồ 3- 6: Giá trị COD của sông Vàng Danh, hồ Yên Lập .................................35 Biều đồ 3- 7: Giá trị amoni của sông Vàng Danh, hồ Yên Lập...............................35 Biều đồ 3- 8: Giá trị photphat của sông Vàng Danh, hồ Yên Lập...........................36 Biều đồ 3- 9: Hàm lượng TSS của nước mặt sông Vàng Danh, hồ Yên Lập ...........37 Biều đồ 3- 10: Giá trị độ đục của nước mặt sông Vàng Danh, hồ Yên Lập .............37 Biều đồ 3- 11: Hàm lượng coliform trong nước mặt sông Vàng Danh, hồ Yên Lập....38 Biều đồ 3- 12: Thang điểm WQI của nước sông Vàng Danh, hồ Yên Lập..............41 Biều đồ 3- 13: Giá trị pH của nước ngầm các lỗ khoan 458, 462, 462A..................43 Biều đồ 3- 14: Độ cứng của nước ngầm các lỗ khoan 458, 462, 462A ....................44 Biều đồ 3- 15: Hàm lượng tổng các chất rắn hòa tan trong nước ngầm ...................44 Biều đồ 3- 16: Hàm lượng COD của nước ngầm các lỗ khoan 458, 462, 462A .....45 Biều đồ 3- 17: Hàm lượng amoni trong nước ngầm các..........................................46 Biều đồ 3- 18: Hàm lượng amoni trong nước ngầm các lỗ khoan 458, 462, 462A.46 Biều đồ 3- 19: Hàm lượng As trong nước ngầm các lỗ khoan 458, 462, 462A ...............47
Biều đồ 3- 20: Hàm lượng Pb trong nước ngầm các lỗ khoan 458, 462, 462A...............47 Biều đồ 3- 21: Hàm lượng Fe trong nước ngầm các lỗ khoan 458, 462, 462A......47 Biều đồ 3- 22: Giá trị pH của nước cấp đầu ra .........................................................56 Biều đồ 3- 23: Độ màu của nước cấp đầu ra.............................................................56 Biều đồ 3- 24: Độ đục của nước cấp đầu ra ..............................................................57 Biều đồ 3- 25: Chỉ số pemanganat của nước cấp đầu ra...........................................57 Biều đồ 3- 26: Hàm lượng clo dư trong nước cấp đầu ra .........................................58 Biều đồ 3- 27: Hàm lượng amoni trong nước cấp đầu ra..........................................58 Biều đồ 3- 28: Hàm lượng kim loại Fe trong nước cấp đầu ra .................................59 Biều đồ 3- 29: Hàm lượng coliform trong nước cấp đầu ra......................................59
MỞ ĐẦU 1. Đặt vấn đề Nước là một trong những tài nguyên thiên nhiên đóng vai trò quan trọng đối với đời sống các loài sinh vật trên Trái Đất trong đó có con người. 70% diện tích quả đất được bao bọc bởi nước, 97% trọng nước lượng nước có mặt trên Trái Đất là nước đại dương (nước biển), nước đóng băng tại các cực của Trái Đất chiếm khoảng 2%, còn lại 1% là nước ngọt (nước ao, hồ, sông suối, nước ngầm). Nước là nhu cầu thiết yếu hàng ngày của con người, đặc biệt là nước dùng cho sinh hoạt, sản xuất công nghiệp và các hoạt động thương mại dịch vụ, đó chính là nước cấp. Trong sinh hoạt nước cấp dùng cho nhu cầu ăn uống, vệ sinh, các hoạt động giải trí, các hoạt động công cộng, trong sản xuất công nghiệp nước cấp được dùng như là nguyên liệu đầu vào của nhiều nghành công nghiệp khác nhau như thực phẩm, giầy da, hóa chất, nhiệt lạnh... Hầu hết nguồn nước cấp cho sinh hoạt và hoạt động sản xuất của con người lấy từ nguồn nước mặt, phần nhỏ còn lại là nước ngầm, nước mưa. Ngày nay, sự bùng nổ dân số cùng với sự phát triển của sản xuất công nghiệp và quá trình đô thị hóa đang làm cho nguồn nước tự nhiên bị ô nhiễm và cạn kiệt, vì thế con người phải tiến hành xử lý nguồn nước tự nhiên để có đủ số lượng và đảm bảo chất lượng cung cấp cho nhu cầu hàng ngày của mình. Do đó, vấn đề nước cấp đang là một trong những vấn đề khó khăn cần giải quyết của nhiều quốc gia trên thế giới. Đối với tỉnh Quảng Ninh nói chung và thành phố Uông Bí nói riêng, bên cạnh công cuộc đẩy mạnh phát triển kinh tế xã hội địa phương thì nhiệm vụ cung cấp nước sạch và đảm bảo vệ sinh môi trường là nhiệm vụ quan trọng. Tuy nhiên, kinh tế phát triển kéo theo sự gia tăng dân số, các hoạt động sản xuất công nghiệp diễn ra mạnh mẽ, nhu cầu sử dụng nước ngày càng tăng cao, việc khai thác nguồn nước không theo quy hoạch tạo nên những tác động lớn đến chất lượng nguồn nước, nguy cơ gây ô nhiễm nguồn nước và ảnh hưởng đến sức khoẻ cộng đồng. Tại thành phố Uông Bí, nguồn nước cấp sinh hoạt đang có dấu hiệu bị ảnh hưởng xấu bởi các hoạt động sản xuất công nghiệp như khai thác than, khoáng sản và sự phát triển của dân 1
cư. Hầu hết dân cư ở các phường xã không phải vùng sâu, vùng xa đã được cung cấp nước bằng đường ống đến tận nhà, còn lại một bộ phận nhỏ sử dụng nước ngầm. Một số xã vùng sâu sử dụng nước suối, khe và nước ngầm để tự cung tự cấp. Chất lượng nguồn nước cấp còn nhiều bất cập. Tuy nhiên, chưa có nghiên cứu khoa học cụ thể nào về chất lượng nước cấp thành phố Uông Bí, thông tin về chất lượng nước cấp mới chỉ thể hiện rời rạc trong các báo cáo kỹ thuật hàng năm của Công ty thi công cấp nước Quảng Ninh, báo cáo quy hoạch tài nguyên nước tỉnh Quảng Ninh và các báo cáo hàng năm của các nghành liên quan. Vì thế, chất lượng nguồn nước cấp của thành phố Uông Bí đang là vấn đề đang được quan tâm của nhiều cấp, nghành cũng như của địa phương và người dân. Xuất phát từ thực tế đó, đề xuất đề tài “Đánh giá hiện trạng nước cấp tập trung của thành phố Uông Bí và đề xuất giải pháp đảm bảo chất lượng” để đánh giá một cách đầy đủ về hiện trạng nước cấp của thành phố, từ đó đưa ra các giải pháp nhằm đảm bảo chất lượng nước cấp, bảo vệ chất lượng nguồn nước và sức khoẻ cộng đồng, nâng cao hiệu quả sử dụng nguồn nước. 2. Mục tiêu và nội dung nghiên cứu 2.1. Mục tiêu của đề tài Đánh giá hiện trạng chất lượng nước cấp tập trung của thành phố Uông Bí thông qua các chỉ tiêu chất lượng nguồn nước đầu vào – đầu ra, hệ thống công nghệ xử lý và quản lý chất lượng. Từ đó đề xuất các giải pháp tăng cường hiệu quả cấp nước đảm bảo vệ sinh môi trường và sức khỏe cộng đồng. Các kết quả của đề tài giúp cho người dân, doanh nghiệp là các hộ dùng nước cấp biết được hiện trạng chất lượng nước cấp mình đang sử dụng, các nhà quản lý của thành phố Uông Bí hoạch định kế hoạch, xây dựng quy hoạch nhằm khai thác, sử dụng hợp lý và bảo vệ nguồn nước cấp sinh hoạt, đem lại lợi ích tốt nhất cho cộng đồng. 2.2. Nội dung nghiên cứu Đề tài tập trung nghiên cứu các nội dung sau: - Nghiên cứu hiện trạng nguồn cấp nước đầu vào và đánh giá chất lượng nguồn 2
cấp đầu vào của hệ thống nước cấp tập trung thành phố Uông Bí thông qua chỉ số chất lượng nước WQI. - Nghiên cứu hiện trạng nguồn nước đầu ra và đánh giá chất lượng nguồn nước đầu ra của hệ thống nước cấp tập trung thành phố Uông Bí thông qua các chỉ tiêu chất lượng nước cấp sinh hoạt. - Nghiên cứu hiện trạng công nghệ xử lý nước cấp của thành phố Uông Bí - Nghiên cứu hiện trạng hệ thống cung cấp, phân phối và quản lí nước cấp tập trung của thành phố Uông Bí. - Nghiên cứu, tìm hiểu các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng nước cấp đầu vào và đầu ra của hệ thống nước cấp tập trung của thành phố Uông Bí - Đề xuất và lựa chọn các giải pháp đảm bảo chất lượng nước cấp tập trung của thành phố Uông Bí. 3
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1. Hiện trạng cấp nước trên Thế giới và Việt Nam 1.1.1 Hiện trạng cấp nước trên Thế giới Tài nguyên nước là tài nguyên thiên nhiên có thể tái tạo, là các nguồn nước mà con người có thể sử dụng với các mục đích khác nhau như hoạt động sinh hoạt, sản xuất công nghiệp, sản xuất nông nghiệp, giải trí và các mục đích khác. Các nguồn nước thiên nhiên sau khi xử lý được cung cấp cho các nhu cầu sử dụng của con người gọi là nước cấp. Nước cấp được lấy chủ yếu từ nguồn nước mặt và nước ngầm, một phần nhỏ lấy từ nước mưa. Nước mặt là nước chảy qua hoặc đọng lại trên mặt đất, bao gồm: nước sông, nước suối, nước ao, nước hồ, nước kênh, rạch. Trong đó, nước sông là nước mưa, hơi nước ngưng tụ hoặc một phần nước ngầm tập trung lại thành từng dòng chảy lớn. Đây là nguồn nước có trữ lượng dồi dào, dễ khai thác. Tuy nhiên, lại là nguồn có lưu lượng, thành phần chất lượng biến đổi lớn theo mùa và phụ thuộc nhiều vào điều kiện thời tiết, khí hậu. Nguồn nước này có chứa nhiều tạp chất, dễ nhiễm bẩn nên xử lý khó khăn, đòi hỏi một quy trình xử lý phù hợp, nghiêm ngặt và đầy đủ. Nước suối là nước mưa, hơi nước ngưng tụ hoặc một phần nước ngầm tập trung lại thành từng dòng chảy nhỏ dọc theo các khe địa hình đồi núi cao. Nguồn nước này có lưu lượng thay đổi đột biến trong năm, cả lưu lượng và chất lượng phụ thuộc lớn vào địa hình, điều kiện khí hậu, thời tiết. Cần phải có công trình ngăn nước và tích trữ khi sử dụng nguồn nước này làm nguồn cấp nước sinh hoạt với quy mô lớn. Nước ao, hồ là nước mưa, hơi nước ngưng tụ hoặc một phần nước ngầm tập trung lại và chứa trong một lưu vực. Nguồn nước này thường là nguồn tĩnh, không có dòng chảy và mức độ lưu thông nhỏ. Trữ lượng nguồn nước phụ thuộc chủ yếu vào đặc điểm của lưu vực: diện tích lưu vực, độ sâu của lưu vực, điều kiện khí hậu. Nước ao, hồ thường không chứa nhiều cặn, nhưng có chứa nhiều rong, tảo và các chất hữu cơ. Chất lượng nước ao, hồ đảm bảo thì sẽ là nguồn cấp tốt cho sinh hoạt. [1] 4
Nước ngầm còn gọi là nước dưới đất là nguồn nước chứa trong tầng rỗng của đất hoặc đá, là một dạng nước dưới đất, tích trữ trong các lớp đất, đá trầm tích bở rời như cặn, sạn,cát bột kết, trong các khe nứt, hang caxto dưới bề mặt đất. Nước ngầm có khả năng di chuyển nhanh trong các lớp đất xốp, tạo thành dòng chảy ngầm theo địa hình. Ðặc điểm chung của nước ngầm là khả năng di chuyển nhanh trong các lớp đất xốp, tạo thành dòng chảy ngầm theo địa hình. Nước ngầm tầng mặt thường không có lớp ngăn cách với địa hình bề mặt nên thành phần và mực nước biến đổi nhiều, phụ thuộc vào trạng thái của nước mặt, nước ngầm tầng mặt rất dễ bị ô nhiễm. Nước ngầm tầng sâu thường nằm trong lớp đất đá xốp được ngăn cách bên trên và phía dưới bởi các lớp không thấm nước nên có chất lượng tốt và lưu lượng ổn định.[1] Từ xa xưa con người đã biết dùng nước phục vụ cho cuộc sống của mình, cho đến ngày nay con người đã khám phá thêm nhiều tính năng của nước để phục vụ cho nhu cầu, cũng như sự phát triển của xã hội loài người. Sự phát triển của các nghành công nghiệp, nông nghiệp, sự bùng nổ dân số và đô thị hóa càng làm gia tăng nhu cầu sử dụng nước của con người. Theo sự ước tính, bình quân trên toàn thế giới có chừng khoảng 40% lượng nước cung cấp được sử dụng cho công nghiệp, 50% cho nông nghiệp và 10%cho sinh hoạt. Tuy nhiên, nhu cầu nước sử dụng lại thay đổi tùy thuộc vào sự phát triển của mỗi quốc gia. Thí dụ: Ở Hoa Kỳ, khoảng 44% nước được sử dụng cho công nghiệp, 47% sử dụng cho nông nghiệp và 9% cho sinh hoạt và giải trí. Ở Trung Quốc thì 7% nước được dùng cho công nghiệp, 87% cho công nghiệp, 6% sử dụng cho sinh hoạt và giải trí. [14]. Sự pháp triển ngày càng cao của nền công nghiệp trên toàn thế giới kéo theo nhu cầu về nước tăng, đặc biệt là nhu cầu dùng nước của các nghành sản xuất công nghiệp như chế biến thực phẩm, dầu mỏ, giấy, luyện kim, hóa chất. Sự phát triển trong sản xuất nông nghiệp như sự thâm canh tăng vụ và mở rộng diện tích đất canh tác cũng đòi hỏi một lượng nước ngày càng cao. Phần lớn nhu cầu về nước được thỏa mãn nhờ mưa ở vùng có khí hậu ẩm, nhưng cũng thường được bổ sung bởi nước sông hoặc nước ngầm bằng biện pháp thủy lợi nhất là vào mùa khô. Sự phát triển của xã hội 5
loài người ngày càng cao nên nhu cầu về nước sinh hoạt và giải trí ngày cũng càng tăng theo nhất là ở các thị trấn và ở các đô thị lớn, nước sinh hoạt tăng gấp hàng chục đến hàng trăm lần hoặc nhiều hơn. Bản báo cáo của Quỹ Nhi đồng LHQ (UNICEF) công bố trước thềm hội nghị tại Diễn đàn nước thế giới năm 2013 cho biết trên thế giới có 2,5 tỷ người đang khát nước sạch, chiếm hơn 1/3 dân số toàn cầu. Đây là một con số đáng báo động vì chỉ 2 năm trước đây, năm 2011, con số này chỉ dừng ở 1 tỷ người. Theo dự báo của Tổ chức Hợp tác và phát triển kinh tế (OECD), nhu cầu về nước vào năm 2050 sẽ tăng lên 55%. 1.1.2 Hiện trạng cấp nước ở Việt Nam Việt Nam là nước tăng dân số nhanh, là quốc gia có số dân đông thứ 12 trên thế giới, tỉ lệ tăng dân số chủ yếu tập trung tại các thành phố lớn nên nhu cầu sử dụng nước sinh hoạt ở thành phố là rất lớn. Vấn đề nguồn nước cấp đang là vấn đế lớn của Việt Nam: nguồn nước dồi dào nhưng chưa đảm bảo chất lượng cho sử dụng; rất nhiều vùng trên lãnh thổ Việt Nam nguồn nước cấp đang bị ô nhiễm bao gồm cả nguồn nước mặt và nguồn nước ngầm. Nguồn nước cạn kiệt do chưa có biện pháp dự trữ hợp lí, do phá rừng, bên cạnh đó là nguyên nhân khách quan do biến đổi khí hậu. Theo số liệu thống kê của tổ chức UNICEF thì hiện mới chỉ có 1/5 tổng số dân Việt Nam được hưởng nước sạch từ các nhà máy xử lý nước tập trung cung cấp đến các hộ gia đình bằng hệ thống đường ống [8]. Năm 1958 là mốc thời gian đánh dấu sự ra đời của chương trình cung cấp nước sạch và vệ sinh môi trường. Trong suốt thời gian qua, vấn đề nước sạch luôn được quan tâm của Đảng và Nhà nước. Cho đến nay, nước sạch và vệ sinh môi trường nông thôn là một trong bảy chương trình mục tiêu quốc gia. Vào năm 2000, Thủ tướng Chính phủ đã phê duyệt chiến lược quốc gia cấp nước sạch và Vệ sinh nông thôn đến năm 2020 với mục tiêu toàn bộ người dân nông thôn sử dụng nước sạch đạt tiêu chuẩn quốc gia. Tại Việt Nam, có tổng số 68 Công ty cấp nước, thực hiện cung cấp nước sạch cho các đô thị. Nguồn nước mặt chiếm 70% tổng nguồn cấp, nguồn nước ngầm 6
chiếm 30% còn lại. Trên địa bàn cả nước có tổng 420 hệ thống cấp nước với tổng công xuất thiết kế là 5,9 triệu m3/ngày. Trong đó, công suất hoạt động cấp nước là 4,5 triệu m3/ngày đạt 77% công suất thiết kế. Tính đến cuối năm 2010, có 18,15 triệu dân đô thị có thể tiếp cận được với nguồn nước sạch. Lượng nước sử dụng trung bình tại các đô thị là 80-90 lít/người/ngày.đêm. [3] 1.2. Các chỉ tiêu chất lượng nước cấp [1] a, Độ đục Độ đục do sự hiện diện của các chất huyền phù trong nước như đất sét, bùn, chất hữu cơ li ti và nhiều loại vi sinh vật khác. Nước có độ đục cao chứng tỏ nước có nhiều tạp chất chứa trong nó, khả năng truyền ánh sáng qua nước giảm. b, Độ màu (màu sắc) Màu sắc của nước gây ra bởi lá cây, gỗ, thực vật sống hoặc đã phân hủy dưới nước, từ các chất bào mòn có nguồn gốc từ đất đá, từ nước thải sinh hoạt, công nghiệp. màu sắc của nước có thể là kết quả từ sự hiện diện của các ion có tính kim khí như sắt, mangan. c, Độ cứng Độ cứng của nước là đại lượng biểu thị hàm lượng các ion caxi và magie có trong nước. Độ cứng của nước chia làm 3 loại: độ cứng tạm thời, độ cứng toàn phần, độ cứng vĩnh cửu. c, Giá trị pH pH có ý nghĩa quan trọng về mặt môi sinh, trong thiên nhiên pH ảnh hưởng đến hoạt động sinh học trong nước, liên quan đến một số đặc tính như tính ăn mòn, hòa tan,… chi phối các quá trình xử lý nước như: kết bông tạo cợn, làm mềm, khử sắt diệt khuẩn. d, Chất rắn hòa tan Tổng chất rắn hoà tan - Total Dissolved Solids (TDS) là tổng số các ion mang điện tích, bao gồm khoáng chất, muối hoặc kim loại tồn tại trong một khối lượng nước nhất định, thường được biểu thị bằng hàm số mg/l hoặc ppm (phân ngìn). TDS thường được lấy làm cơ sở ban đầu để xác định mức độ sạch/ tinh khiết của nguồn nước. e, Chloride 7
Chloride là ion chính trong nước thiên nhiên và nước thải. Vị mặn của Chloride thay đổi tùy theo hàm lượng và thành phần hóa học của nước. Với mẫu chứa 25mg Cl-/lít người ta đã có thể nhận ra vị mặn nếu trong nước có chứa ion Na+. Tuy nhiên khi mẫu nước có độ cứng cao, vị mặn rất khó nhận biết dù có chứa đến 1000mg Cl- /lít. Hàm lượng Chloride cao sẽ gây ăn mòn các kết cấu ống kim loại. f, Sắt Sắt là nguyên tử vi lượng cần thiết cho cơ thể con người để cấu tạo hồng cầu. Vì thế sắt với hàm lượng 0,3mg/l là mức ấn định cho phép đối với nước sinh hoạt. Vượt qua giới hạn trên, sắt có thể gây nên những ảnh hưởng không tốt. Sắt có mùi tanh đặc trưng, khi tiếp xúc với khí trời, kết tủa Fe (III) hydrat hình thành làm nước trở nên có màu đỏ gạch tạo ấn tượng không tốt cho người sử dụng. Kết tủa sắt lắng đọng thu hẹp dần tiết kiệm hữu dụng của ống dẫn mạng lưới phân phối nước. g, Nitrogen-Nitrit (N-NO2-) Nitrit là một giai đoạn trung gian trong chu trình đạm hóa do sự phân hủy các chất đạm hữu cơ. Vì có sự chuyển hóa giữa nồng độ các dạng khác nhau của nitrogen nên các vết nitrit được sử dụng để đánh giá sự ô nhiễm hữu cơ. Trong các hệ thống xử lý hay hệ thống phân phối cũng có nitrit do những hoạt động của vi sinh vật. Ngoài ra nitrit còn được dùng trong ngành cấp nước như một chất chống ăn mòn. Tuy nhiên trong nước uống, nitrit không được vượt quá 0,1 mg/l. h, Nitrogen – Nitrat (N-NO3-) Nitrat là giai đoạn oxy hóa cao nhất trong chu trình của nitrogen và là giai đoạn sau cùng trong tiến trình oxy hóa sinh học. Ở lớp nước mặt thường gặp nitrat ở dạng vết nhưng đôi khi trong nước ngầm mạch nông lại có hàm lượng cao. Nếu nước uống có quá nhiều nitrat thường gây bệnh huyết sắc tố ở trẻ em. Do đó trong nguồn nước cấp do sinh hoạt giới hạn nitrat không vượt quá 6 mg/l. i, Ammoniac (N-NH4+) Amoniac là chất gây nhiễm độc cho nước. Sự hiện diện của amoniac trong nước mặt hoặc nước ngầm bắt nguồn từ hoạt động phân hủy hữu cơ do các vi sinh vật trong điều kiện yếm khí. Đây cũng là một chất thường dùng trong khâu khử trùng nước cấp, chúng được sử dụng dưới dạng các hóa chất diệt khuẩn chloramines 8
nhằm tạo lượng clo dư có tác dụng kéo dài thời gian diệt khuẩn khi nước được lưu chuyển trong các đường ống dẫn. k, Sulfate (SO42- ) Sulfate thường gặp trong nước thiên nhiên và nước thải với hàm lượng từ vài cho đến hàng ngàn mg/l. Những vùng đất sình lầy, bãi bồi lâu năm, sulfur hữu cơ bị khoáng hóa dần dần sẽ biến đổi thành sulfate. Nước chảy qua các vùng đất mỏ mang nhiều sulfate sẽ có hàm lượng sulfate khá cao do sự oxy hóa quặng thiếc, quặng sắt. Sulfate là một trong những chỉ tiêu tiêu biểu của những vùng nước nhiễm phèn. Vì natri sulfate và mangan sulfate có tính nhuận tràng nên trong nước uống, sulfate không được vượt quá 200mg/l. l, Phosphate (P-PO43-) Trong thiên nhiên phosphate được xem là sản phẩm của quá trình lân hóa và thường gặp dưới dạng vết đối với nước thiên nhiên. Khi hàm lượng phosphate phát triển mạnh mẽ sẽ là một yếu tố giúp rong rêu phát triển mạnh. m, Oxy hòa tan (DO) Giới hạn lượng ô xi hòa tan (dissolved oxygen) trong nước thiên nhiên và nước thải tùy thuộc vào điều kiện hóa lý và hoạt động sinh học của các loại vi sinh vật. Việc xác định hàm lượng oxy hòa tan là phương tiện kiểm soát sự ô nhiễm do mọi hoạt động của con người và kiểm tra hậu quả của việc xử lý nước thải. n, Nhu cầu oxy hóa học(COD) Nhu cầu oxy hóa học (COD) là lượng oxy tương đương của các cấu trúc hữu cơ trong mẫu nước bị oxy hóa bởi tác nhân hóa học có tính oxy hóa mạnh. Đây là một phương pháp xác định vừa nhanh chóng vừa quan trọng để khảo sát các thông số của dòng nước, đặc biệt trong các công trình xử lý nước. p, Nhu cầu oxy sinh hóa(BOD) Nhu cầu oxy sinh hóa (BOD) được xác định dựa trên kinh nghiệm phân tích đã được tiến hành tại nhiều phòng thí nghiệp chuẩn, trong việc tìm sự liên hệ giữa nhu cầu oxy đối với hoạt động sinh học hiếu khí trong nước hoặc dòng chảy bị ô nhiễm. 9
o, Fecal coliform (Coliform có nguồn gốc từ phân) Nhóm vi sinh vật Coliform được dùng rộng rãi làm chỉ thị của việc ô nhiễm phân, đặc trưng bởi khả năng lên men lactose trong môi trường cấy ở 35 – 370 C với sự tạo thành axit aldehyd và khí trong vòng 48h. q, Escherichia Coli (E.Coli) Escherichia Coli, thường được gọi là E.Coli hay trực khuẩn đại tràng, thường sống trong ruột người và một số động vật. E.Coli đặc hiệu cho nguồn gốc phân, luôn hiện diện trong phân của người và động vật, chim với số lượng lớn. Sự có mặt của E.Coli vượt quá giới hạn cho phép đã chứng tỏ sự ô nhiễm về chỉ tiêu này. Đây được xem là chỉ tiêu phản ánh khả năng tồn tại của các vi sinh vật gây bệnh trong đường ruột như tiêu chảy, lị… 1.3. Ảnh hưởng của chất lượng nước cấp đến đời sống và sức khỏe con người 1.3.1 Ảnh hưởng của chất lượng nước đến đời sống con người Nước có ý nghĩa quan trọng đối với cuộc sống con người nhưng nó phải là nguồn nước sạch. Nước sạch là một nhu cầu hết sức cấp thiết trong đời sống dân cư, nước sạch đang trở thành một đòi hỏi không thể thiếu trong việc bảo vệ sức khỏe và cải thiện điều kiện sinh hoạt cho người dân. Cung cấp nước cho cộng đồng là rất quan trọng không chỉ đối với sự sống còn của cư dân mà còn để duy trì mức độ phát triển lành mạnh của nền kinh tế. Hiện nay, khan hiếm nước đặc biệt là nước sạch đang là một trong những vấn đề toàn cầu và là yếu tố gây hạn chế lớn trong việc phát triển kinh tế - xã hội đối với thế giới trong bối cảnh tốc độ gia tăng dân số một cách nhanh chóng trên phạm vi toàn cầu. Hiện nay, có khoảng 30 nước khan hiếm nước trong đó 20 nước cực kỳ khan hiếm nước. Theo dự đoán đến năm 2020, số lượng quốc gia rơi vào tình trạng khan hiếm nước có thể lên tới con số 35. Đáng lo ngại là các nước đang phát triển phải đối mặt với cuộc khủng hoảng nước lớn nhất và theo ước tính đến năm 2025, một phần ba dân số thế giới đang phát triển sẽ phải đối mặt với tình trạng thiếu nước nghiêm trọng [15]. Tuyên bố Thiên niên kỷ của Liên Hiệp quốc đã chỉ ra tầm quan trọng của nước và các hoạt động liên quan đến nước trong việc hỗ trợ kinh tế, xóa đói giảm nghèo. Mục tiêu phát triển Thiên niên 10