TỔNG QUAN LÍ THUYẾT
Giới thiệu về hồ đô thị
1.1.1 Vai trò, chức năng của hồ đô thị
Hồ có vai trò quan trọng trong các đô thị, giúp tiếp nhận và điều tiết nước mưa, điều hòa khí hậu, tạo cảnh quan và cung cấp không gian vui chơi giải trí cho cộng đồng Trên toàn cầu, chỉ có khoảng 3% tổng lượng nước là nước ngọt, trong đó nước trong các hồ và đầm chỉ chiếm 0.29%, tương đương khoảng 93.100 km³.
Hồ có vai trò quan trọng trong việc lưu trữ và tham gia vào quá trình tuần hoàn nước, đặc biệt là trong việc bổ sung nước ngầm Sử dụng ao hồ để nước thấm vào các tầng nước ngầm là một trong những giải pháp hiệu quả hiện nay Đối với các đô thị, việc quy hoạch hồ điều tiết cần được thực hiện khẩn trương để vừa chống ngập, vừa tăng cường trữ lượng nước ngầm Điều này giúp hạn chế tình trạng sụt lún do nguồn nước ngầm đang bị thiếu hụt nghiêm trọng.
1.1.2 Hệ thống hồ trong thành phố Đà Nẵng
Thành phố Đà Nẵng hiện có 30 hồ và đầm với tổng diện tích mặt nước khoảng 1,8 triệu m² và dung tích chứa nước lên đến 3,3 triệu m³ Hệ thống hồ, đầm này đóng vai trò quan trọng trong việc điều tiết nước, điều hòa vi khí hậu, tạo cảnh quan đẹp và xử lý nước thải đô thị, đặc biệt là trong khu vực đô thị của Đà Nẵng.
Hồ và đầm có chức năng điều tiết nước, giữ nước mưa trước khi thoát ra sông, biển, đặc biệt quan trọng đối với các đô thị ven biển Chúng giúp tích lũy tạm thời nước mưa, giảm thiểu ngập lụt do mưa lớn hoặc bão kết hợp với nước biển dâng Vì vậy, các đô thị ven biển có nền thấp cần có hồ, đầm để điều tiết nước mưa và hạn chế tình trạng ngập lụt.
Điều hoà vi khí hậu
Tỷ lệ giữa diện tích hồ và diện tích khu đô thị ảnh hưởng đến chức năng điều hòa vi khí hậu của hồ, với vai trò quan trọng trong việc làm cho không khí tại các khu phố trở nên trong lành và mát mẻ hơn Nghiên cứu của Trung tâm nghiên cứu và quy hoạch môi trường Đô thị - Nông thôn thuộc Bộ Xây dựng cho thấy, đối với đô thị loại 1 như Đà Nẵng, tỷ lệ diện tích hồ nên đạt khoảng 30% để đảm bảo hiệu quả điều hòa vi khí hậu.
Khu phố hiện đại thường xen lẫn với các hồ nước, tạo nên cảnh quan mới mẻ và thu hút Cảnh quan hồ sẽ trở nên đẹp hơn khi được bổ sung cây xanh như hàng cây và thảm cỏ ven hồ, hòa quyện với không gian xung quanh Diện tích quanh hồ không chỉ mang lại vẻ đẹp mà còn trở thành không gian nghỉ ngơi, giải trí cho mọi lứa tuổi, từ người già đến trẻ em Do đó, mặt nước như hồ, đầm ngày càng trở thành yếu tố thiết yếu trong các đô thị hiện đại.
Các hồ, đầm không chỉ mang lại giá trị cảnh quan mà còn đóng vai trò quan trọng trong việc điều hòa vi khí hậu cho khu vực đô thị Tuy nhiên, chức năng này chưa được chú trọng bảo vệ, dẫn đến tình trạng nhiều hồ bị suy giảm hoặc gần như biến mất Điều này tạo ra nguy cơ lớn, đòi hỏi cần có giải pháp hiệu quả để khai thác tối ưu các chức năng của hệ thống hồ, đầm, phục vụ cho sự phát triển bền vững của thành phố trong tương lai.
Nước mưa cuốn theo chất bẩn từ mặt đất và hệ thống cống thoát nước đô thị Hồ có chứa vi khuẩn, tảo, động vật nguyên sinh và các loài thực vật có khả năng phân huỷ sinh học chất thải, giúp xử lý nước thải hiệu quả.
Trên địa bàn thành phố, sự phân bổ hồ, đầm không đồng đều, chủ yếu tập trung ở các quận nội thành như Hải Châu và Thanh Khê Ngược lại, các quận Sơn Trà, Ngũ Hành Sơn và Liên Chiểu lại thiếu hụt hồ, dẫn đến việc chức năng của các hồ, đầm chưa được phát huy hiệu quả tại những khu vực này.
Trong quá trình phát triển và chỉnh trang đô thị, diện tích của nhiều hồ và đầm đã bị thu hẹp đáng kể, thậm chí một số hồ chỉ còn lại với diện tích rất nhỏ và gần như chỉ đảm nhận chức năng tối thiểu.
Tình trạng lấn chiếm lòng hồ và đầm của các hộ dân đã diễn ra nhiều năm nhưng vẫn chưa được ngăn chặn và xử lý hiệu quả, dẫn đến việc giảm diện tích lòng hồ trong thành phố Việc bảo vệ và khôi phục cảnh quan môi trường là cần thiết để đảm bảo sự cân bằng sinh thái và cải thiện chất lượng cuộc sống cho cộng đồng.
Ô nhiễm hồ do xả rác thải, bao gồm cả vật liệu xây dựng, đã làm thu hẹp diện tích lòng hồ, ảnh hưởng đến mỹ quan đô thị và tạo điều kiện cho các loài sinh vật có hại phát triển Nguyên nhân chính gây ô nhiễm ở nhiều hồ trong thành phố là do xả nước thải sinh hoạt và nước thải từ các dịch vụ, công nghiệp nhỏ Nếu không có giải pháp phòng ngừa và khắc phục hiệu quả ngay từ bây giờ, tình trạng ô nhiễm nước hồ sẽ tiếp tục gia tăng.
Sau đây là một số hồ trong thành phố Đà Nẵng:
Hồ Công Viên 29/3, tọa lạc trên đường Điện Biên Phủ, quận Thanh Khê, đóng vai trò quan trọng trong việc điều tiết nước mưa và điều hòa khí hậu Nơi đây không chỉ tạo cảnh quan đô thị đẹp mắt mà còn là điểm đến lý tưởng cho nhiều người đến vui chơi, giải trí và thư giãn bên hồ trong suốt nhiều năm qua.
Từ năm 2014, hồ đã bị ô nhiễm nghiêm trọng do tiếp nhận lượng lớn nước thải sinh hoạt, dẫn đến chất lượng nước giảm sút với các chỉ tiêu như COD, SS, NH4+, PO43- vượt tiêu chuẩn cho phép Để cải tạo môi trường nước, Sở Tài nguyên và Môi trường đã đề xuất nhiều giải pháp kỹ thuật, bao gồm việc kết hợp sử dụng thực vật thủy sinh và bổ sung hệ vi sinh phân hủy để xử lý BOD và COD, cùng với việc duy trì vệ sinh khu vực quanh hồ Đồng thời, cần lắp đặt hệ thống lọc tự động ba công đoạn và xây dựng tháp phun nước để tăng cường khả năng làm sạch Ngoài ra, việc sử dụng nước hồ để tưới cỏ, thay thế tấm ngưỡng tràn ở các cống vào hồ bằng cửa phay để ngăn nước thải và điều chỉnh lưu lượng nước khi mưa, cũng như xây dựng hố ga cho hệ thống nước thải sinh hoạt nhằm tách cặn bùn trước khi nước chảy vào hồ là rất cần thiết.
Hồ Đảo Xanh, nằm trong khu biệt thự Đảo Xanh tại quận Hải Châu, không chỉ tạo cảnh quan cho khu vực mà còn có nhiều nhà hàng và quán cà phê xung quanh Tuy nhiên, lượng nước thải xả ra hồ rất lớn, dẫn đến nồng độ các chỉ tiêu BOD và COD cao, ảnh hưởng đến chất lượng nước.
Công tác đánh giá chất lượng nước hồ
Chất lượng nguồn nước được xác định dựa trên nồng độ các tác nhân vật lý, hóa học và sinh học có trong nước, theo các tiêu chuẩn và quy chuẩn cho từng mục đích sử dụng Dựa vào những quy định hiện hành, các mục đích sử dụng nước được phân loại rõ ràng.
- Mục đích cấp nước sinh hoạt (ăn uống, tắm giặt )
- Mục đích tưới tiêu thủy lợi, mục đích nông nghiệp
- Dùng cho mục đích giao thông thủy, các hoạt động vui chơi giải trí,…
- Nước phục vụ cho nuôi trồng thủy sản,…
Nước cấp cho hoạt động công nghiệp cần phải được đánh giá chất lượng để đảm bảo đáp ứng yêu cầu sử dụng Việc so sánh chất lượng nước với các tiêu chuẩn và quy chuẩn hiện hành là rất quan trọng Để đánh giá chất lượng nước, các chỉ tiêu đặc trưng phải được xem xét, đồng thời cần phân tích tác động của chúng lên hệ sinh thái khu vực.
1.2.1 Đánh giá trực tiếp Đánh giá trực tiếp sẽ cung cấp những thông tin nhanh về nguồn gốc gây ô nhiễm thông qua các chỉ tiêu ô nhiễm đặc trƣng
- Các chỉ tiêu vật lý: nhiệt độ, pH, độ màu, độ đục,
- Các chỉ tiêu hóa học: hợp chất hữu cơ, chất dinh dƣỡng, kim loại nặng,
- Các chỉ tiêu sinh học: coliform, E.coli
Các chỉ tiêu này cho phép đánh giá mức độ ô nhiễm của nước đối với các hợp chất hữu cơ, chất dinh dưỡng, vi khuẩn, cũng như khả năng tự phân hủy của nguồn nước.
1.2.2 Đánh giá tổng hợp [14] Đánh giá tổng hợp các nguồn nước thông qua các chỉ tiêu lý học và hóa học, người ta phân loại chất lượng nước thành các dạng: rất sạch, sạch, hơi bẩn, bẩn, rất bẩn Bảng đánh giá tổng hợp chất lượng nguồn nước được thể hiện trong bảng 1.1
Bảng 1.1 Bảng đánh giá tổng hợp chất lượng nguồn nước
Trạng thái nước nguồn pH NH 4 +
Trạng thái nước nguồn pH NH 4 +
Giới thiệu về hồ Thạc Gián – Vĩnh Trung
1.3.1 Vị trí địa lý và đặc điểm
Hồ Thạc Gián – Vĩnh Trung là hai hồ liên thông qua cống đường Hàm Nghi, nằm tại hai phường Thạc Gián và Vĩnh Trung thuộc quận Thanh Khê, với diện tích lần lượt là 16.322,1 m² và 15.147,4 m² Bờ hồ được kè bằng đá xây, với diện tích bờ hồ Thạc Gián là 3.946,6 m² và bờ hồ Vĩnh Trung là 3.750,1 m² Xung quanh hồ có hệ thống cống và các công trình công viên Độ sâu trung bình của hồ vào mùa khô là 1,4m và vào mùa mưa là 1,8m.
Hồ Thạc Gián – Vĩnh Trung nằm giữa hai phường Thạc Gián và Vĩnh Trung – Quận Thanh Khê
- Phía Đông: giáp với đường Hàm Nghi
- Phía Tây: giáp với đường Tản Đà
- Phía Nam: giáp với đường Tản Đà
- Phía Bắc: giáp với đường Văn Cao
- Phía Đông: giáp với đường Đỗ Quang
- Phía Tây: giáp với đường Hàm Nghi
- Phía Nam: giáp với đường Tô Ngọc Vân
- Phía Bắc: giáp với đường Văn Cao
Nguyên gốc hồ Thạc Gián – Vĩnh Trung là một cái đầm có diện tích khoảng
11 ha, do quá trình đô thị hoá nên diện tích bị thu hẹp còn lại khoảng 3 ha
Hồ Thạc Gián – Vĩnh Trung được coi là hồ đẹp nhất tại Đà Nẵng, chỉ sau hồ Công viên 29/3, nhờ vào vị trí trung tâm của nó Nơi đây được ví như “lá phổi” của thành phố Đà Nẵng, mang lại không gian xanh và trong lành cho cư dân và du khách.
Hồ được bao quanh bởi các hộ dân, quán nước giải khát và quán nhậu, tạo nên một không gian nhộn nhịp Mặc dù số lượng cây xanh không nhiều, nhưng nơi đây vẫn thu hút đông đảo người dân đến hóng mát, dạo chơi, câu cá và tập thể dục vào cả sáng lẫn chiều.
Hình 1.5 Quang cảnh xung quanh hồ Thạc Gián – Vĩnh Trung
Hồ Thạc Gián có chức năng chính là điều tiết nước mưa cho lưu vực khoảng 50 ha, phục vụ cho mật độ dân cư từ 400-500 người/ha, bao gồm các khu vực như Vĩnh Trung, tuyến đường Nguyễn Văn Linh, và một phần khối phố Tân Thành phường Nam Dương Nước được thoát ra qua hệ thống cống liên phường, chảy ra biển qua cửa xả Tân An và vào hồ công viên, sau đó đổ về sông Phú Lộc Tổng lượng nước tiêu thoát của hồ trong trường hợp mưa lớn nhất đạt 12.587,80 m³.
Hồ không chỉ điều tiết nước mưa mà còn tạo cảnh quan và điều hòa vi khí hậu cho khu vực dân cư xung quanh Tuy nhiên, hồ vẫn tiếp nhận một phần nước thải từ các khu dân cư lân cận, với tải lượng ô nhiễm ước tính hàng ngày như sau: BOD 5 khoảng 562,5kg, COD khoảng 900kg, TSS 875kg, tổng Nitơ 75kg và tổng Photpho 10kg Nhiều năm qua, hồ đã bị ô nhiễm nghiêm trọng do nước thải sinh hoạt đổ trực tiếp vào, ảnh hưởng đến đời sống của người dân trong khu vực Mặc dù tình trạng ô nhiễm đã giảm bớt, nhưng mức độ ô nhiễm vẫn còn cao.
Hồ Thạc Gián – Vĩnh Trung có vai trò quan trọng trong việc điều tiết nước mưa cho gần 90 ha khu vực dân cư lân cận, với khả năng chứa hơn 65.000m³ nước vào mùa mưa Hồ này không chỉ giúp chứa và xả nước mưa qua các mương dẫn liên phường mà còn giảm thiểu nguy cơ ngập lụt tại các tuyến đường như Nguyễn Văn Linh, Nguyễn Hoàng, Hàm Nghi, cũng như khu dân cư các phường Nam Dương, Vĩnh Trung, Thạc Gián Nếu hồ bị lấp mà hệ thống thoát nước không được cải thiện, khu vực này chắc chắn sẽ đối mặt với tình trạng ngập lụt trong những trận mưa lớn.
1.3.3 Hệ thống cống và các nguồn thải
- Nhiều cống không có song chắn rác
Hình 1.6 Hệ thống cống và các nguồn thải
1.3.4 Tình hình ô nhiễm của hồ Thạc Gián – Vĩnh Trung trước đây và biện pháp kiểm soát ô nhiễm nước hiện nay [13]
Hồ Thạc Gián – Vĩnh Trung trước đây là một trong những khu vực ô nhiễm nghiêm trọng tại Đà Nẵng Để khắc phục tình trạng này, công ty Môi trường Đà Nẵng đã hợp tác với Sở Tài Nguyên – Môi Trường thực hiện nạo vét gần 3.000 tấn bùn rác, lắp đặt hệ thống lưới chắn rác và cải tạo các cửa xả, đập thoát nước Nhờ đó, khả năng thoát nước vào mùa mưa đã được cải thiện đáng kể Bên cạnh đó, việc sử dụng khoảng 15.000 lít chế phẩm sinh học đã giúp xử lý mùi hôi trong hồ, giảm hơn 90% ô nhiễm mùi tại khu vực này.
Công ty Môi trường đô thị Đà Nẵng đã thiết kế các ô chứa bèo lục bình (Eichhorina crassipes) giữa hồ Thạc Gián với hình hoa văn đẹp mắt, vừa tạo tính thẩm mỹ vừa xử lý mùi hôi hiệu quả Loại bèo này có khả năng hấp thụ mạnh các chất dinh dưỡng và phân giải các chất bẩn trong nước nhờ vi sinh vật bám trên thân và rễ, góp phần tạo sự thông thoáng cho mặt hồ.
9 còn số ô bèo ở hồ Vĩnh Trung là 10.Hiện nay chất lượng nước hồ đang dần được cải thiện
Một số chỉ tiêu đánh giá chất lượng nước hồ và phương pháp xác định
1.4.1.pH Đối với nước thiên nhiên, nồng độ cân bằng của ion H + thường được quyết định bởi tỉ lệ nồng độ của khí cacbonic tự do và của ion hidrocacbonat (HCO 3 - ) trong nước Sự tăng hàm lượng của chất trong nước cũng là yếu tố ảnh hưởng đến pH của nước Đây là chỉ số quan trọng của nước, không những thế pH còn là đại lƣợng phụ dùng để tính toán các kết quả phân tích khác nhau Để xác định pH của nước thường dùng máy đo pH với điện cực thủy tinh Ngoài ra, có thể sử dụng giấy đo pH nhưng độ chính xác thường không cao
1.4.2 Độ axit Độ axit là hàm lượng của các chất có trong nước tham gia phản ứng với các kiềm mạnh NaOH, KOH Độ axit của nước được xác định bằng lượng kiềm được dùng để trung hoà mẫu nước đó Đối với các loại nước thiên nhiên thường gặp, trong đa số các trường hợp, độ axit phụ thuộc vào hàm lượng khí CO 2 trong nước.Các chất mùn và axit hữu cơ nếu có trong nước cũng tạo nên một phần của độ axit của nước thiên nhiên Trong tất cả các trường hợp đó pH của nước thường không nhỏ hơn 4,5 Đối với các loại nước thải, hàm lượng của các loại axit mạnh tự do thường khá lớn, không những vậy trong nước thải thường chứa các muối tạo thành bởi bazo yếu là axit mạnh, nên độ axit của nước cũng cao Trong những trường hợp này, pH của nước thường không lớn hơn 4,5 được gọi là độ axit tự do
Chuẩn độ nước bằng dung dịch NaOH xác định lượng bazo cần thiết để đạt pH 4,5, tương ứng với độ axit tự do Nếu mẫu nước có pH trên 8,3, độ axit của nó được coi là bằng không Để xác định điểm tương đương trong quá trình chuẩn độ, có thể sử dụng chỉ thị màu axit-bazo hoặc áp dụng phương pháp chuẩn độ điện thế với điện cực thủy tinh khi mẫu nước có màu và bị đục.
Trong đề tài tôi sử dụng phương pháp chuẩn độ với các chất chỉ thị màu axit- bazo
1.4.3 Độ bazo Độ kiềm của nước là hàm lượng của các chất trong nước phản ứng với axit mạnh HCl Đối với nước thiên nhiên, độ kiềm phụ thuộc vào hàm lượng các muối hidrocacbonat của kim loại kiềm và kiềm thổ Trong trường hợp này pH của nước thường không vượt quá giá trị 8,3 và độ kiềm chung thực tế trùng với độ cứng cacbonat và tương ứng với hàm lượng của hidrocacbonat
Nếu nước có chứa một lượng muối cacbonat và hidroxit tan được, pH của nó sẽ vượt quá 8,3 Độ kiềm tương ứng với lượng axit cần thiết để hạ pH xuống 8,3 được gọi là độ kiềm tự do của nước.
Chuẩn độ nước bằng dung dịch chuẩn axit mạnh HCl cho phép xác định độ kiềm của nước Lượng axit tiêu tốn để đạt pH = 8,3 tương ứng với độ kiềm tự do, trong khi lượng axit cần thiết để đạt pH = 4,5 tương ứng với độ kiềm chung Nếu pH của nước nhỏ hơn 4,5, độ kiềm của nước được coi là bằng không Để xác định điểm tương đương trong quá trình chuẩn độ, có thể sử dụng các chỉ thị axit-bazo, điện cực thuỷ tinh hoặc máy đo pH.
Trong đề tài này, chúng tôi dùng phương pháp chuẩn độ với các chất chỉ thị màu axit-bazo
Clorua là một thành phần phổ biến trong nước tự nhiên, và nồng độ clorua trong nước thải phụ thuộc vào các hoạt động sản xuất công nghiệp và sinh hoạt Đây là một trong những chỉ tiêu quan trọng để đánh giá mức độ ô nhiễm của nguồn nước.
Khi hàm lượng clorua trong nước trên 2mg/l thì có thể định lượng nó bằng phương pháp bạc
Để xác định ion Cl-, bạn có thể sử dụng phương pháp chuẩn độ kết tủa Phương pháp này dựa trên việc kết tủa ion Cl- trong môi trường trung tính hoặc axit yếu bằng dung dịch chuẩn bạc nitrat, kết hợp với chỉ thị kali cromat.
Ag + + Cl - AgCl (kết tủa trắng) (1)
Phản ứng giữa ion bạc (Ag+) và ion cromat (CrO4^2-) tạo ra kết tủa Ag2CrO4 màu đỏ gạch Điểm tương đương của phản ứng này được xác định bằng chỉ thị kali cromat, dựa trên hiện tượng kết tủa phân đoạn Khi phản ứng hoàn tất, việc thêm một giọt dư AgNO3 vào dung dịch K2CrO4 sẽ dẫn đến sự hình thành kết tủa Ag2CrO4.
1.4.5 Chỉ tiêu COD – Nhu cầu oxi hóa học (Chemical Oxygen Demand)
Trong các nguồn nước tự nhiên, nước thải chứa một lượng nhất định các chất hữu cơ Việc xác định từng hợp chất hữu cơ riêng lẻ là không khả thi, vì vậy hàm lượng chất hữu cơ thường được đánh giá tổng quan qua chỉ số COD.
Nhu cầu oxy hóa học (COD) là chỉ số đo lường lượng oxy cần thiết để oxy hóa hoàn toàn các chất hữu cơ có trong nước bằng các tác nhân oxy hóa mạnh.
Chất oxi hóa đƣợc quy định là KMnO 4 hoặc K 2 Cr 2 O 7 Để xác định chỉ tiêu COD thì có các phương pháp sau đây:
Sử dụng phương pháp chuẩn độ oxy hoá khử phương pháp kali permanganate Trong môi trường axit, MnO4 - tham gia phản ứng oxy hoá các hợp chất hữu cơ:
MnO 4 - + {HCHC} + H + Mn 2+ + CO 2 + H 2 O Lượng KMnO 4 sử dụng để oxy hoá các hợp chất hữu cơ trong mẫu nước được quy đổi về số gam oxy Đơn vị của chỉ số COD là gam O 2 /1 lít, COD xác định theo phương pháp này còn được kí hiệu là CODMn
Lƣợng dƣ KMnO 4 đƣợc chuẩn độ bằng dung dịch chuẩn axit oxalic H 2 C 2 O 4 theo phản ứng:
Sử dụng phương pháp chuẩn độ oxy hoá – khử - phương pháp kali dicromat Trong môi trường axit, Cr 2 O 7 2- tham gia phản ứng oxy hoá các hợp chất hữu cơ:
Cr 2 O 7 2- + {HCHC} + H + Cr 3+ + CO 2 + H 2 O Quá trình oxy hoá các hợp chất hữu cơ bằng K 2 Cr 2 O 7 xảy ra chậm, phải đun mẫu khoảng 2 giờ với xúc tác bạc sunfat; thuỷ ngân sunfat và hệ thống sinh hàn lưu hoặc nung mẫu 30 phút ở 200 o C trên bếp điều nhiệt
Lƣợng dƣ K 2 Cr 2 O 7 đƣợc chuẩn độ bằng dung dịch chuẩn Fe 2+ theo phản ứng:
1.4.5.3 Phương pháp đo bằng máy đo quang
Dùng K 2 Cr 2 O 7 là chất oxy hóa mạnh để oxy hóa các chất hữu cơ có trong nước, kalihidrophtalatđược sử dụng để lập đường chuẩn
Hàm lượng nitrat NO3- cao trong nước tạo điều kiện cho rong tảo phát triển, gây ảnh hưởng tiêu cực đến chất lượng nước Mặc dù nitrat không độc hại, nhưng trong cơ thể, nó có thể chuyển hóa thành nitrit, kết hợp với các chất khác gây ra độc tố Nitrit đặc biệt nguy hiểm, dẫn đến bệnh methemoglobine, nhất là ở trẻ sơ sinh đang bú sữa mẹ.
Theo Tổ chức Y tế Thế giới WHO, hàm lượng nitrate có trong nước uống không quá 10mg/l
Phương pháp đo quang được áp dụng để xác định hàm lượng nitrat trong nước, sử dụng thuốc thử natrixalixylat để tạo phức màu vàng.
Photpho tồn tại trong nước với các dạng H 2 PO 4 - , HPO 4 2- , H 3 PO 4 , các poliphotphat như Na3PO 4 và photpho hữu cơ có nhiều trong phân súc vật, nước thải
ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
Đối tƣợng nghiên cứu
- Chất lượng nước tại hồ Thạc Gián – Vĩnh Trung
- Một số chỉ tiêu trong nước như: pH, COD, PO 4 3- , NO 3 - , Cl - , SS, độ axit, độ bazo, độ cứng
- Các hoạt động xung quanh hồ Thạc Gián – Vĩnh Trung.
Các phương pháp nghiên cứu
Để thực hiện các nội dung nghiên cứu, đề tài đã sử dụng các phương pháp nghiên cứu sau:
2.2.1 Phương pháp thống kê và tổng hợp tài liệu
Phương pháp nghiên cứu này dựa trên việc kế thừa, phân tích và tổng hợp có chọn lọc các tài liệu và số liệu liên quan, nhằm đánh giá chúng theo yêu cầu và mục đích nghiên cứu Để thực hiện đề tài, tôi đã tìm kiếm tài liệu tại Sở Tài nguyên - Môi trường và Chi cục Bảo vệ môi trường địa phương để thu thập thông tin cần thiết.
- Các báo cáo quan trắc định kỳ về hiện trạng môi trường, hiện trạng chất lượng nước hồ đô thị qua các năm
- Các tài liệu, số liệu về công nghệ, kỹ thuật lý thuyết về sự ô nhiễm và các biện pháp kỹ thuật phục hồi và bảo vệ nguồn nước
- Các kết quả nghiên cứu của các chương trình, đề tài khoa học, các dự án có liên quan đến nội dung nghiên cứu
Thống kê là phương pháp xử lý số liệu định lượng, bắt đầu bằng việc thu thập và thống kê các dữ liệu từ các chương trình và dự án đã thực hiện Chúng tôi cũng kết hợp số liệu đo đạc và khảo sát thực địa để phục vụ cho đề tài Cuối cùng, chúng tôi sẽ tiến hành phân tích và đánh giá tài liệu một cách chi tiết.
2.2.2 Khảo sát và đo đạc thực địa
Chúng tôi đã tiến hành khảo sát chất lượng nước tại hồ Thạc Gián – Vĩnh Trung nhƣ sau:
- Khảo sát thực địa, điều tra hiện trạng, thu thập bổ sung các thông tin về lưu vực Thạc Gián – Vĩnh Trung
- Điều tra, khảo sát và quan trắc đánh giá nhanh chất lượng nước bằng cảm quan.Lấy mẫu về phòng thí nghiệm để phân tích một số chỉ tiêu
- Tôi đã tiến hành điều tra, khảo sát thực địa trong 2 đợt
2.2.3 Phương pháp xử lí số liệu
Kết quả phân tích đƣợc thống kê và xử lý bằng phần mềm Microsoft Exel
Để đánh giá chất lượng nước hồ, chúng ta so sánh các hiện trạng chất lượng nước sau khi phân tích với quy chuẩn tương ứng Quy chuẩn được áp dụng trong quá trình này là QCVN 08:2015/BTNMT, quy định kỹ thuật quốc gia về chất lượng nước mặt.
Hoá chất, dụng cụ
Các bình tam giác 250ml
HCl đặc (d = 1,19 g/ml và nồng độ 37%)
EDTA tinh thể (muối đinatri etilen điamin tetra axetat)
H 2 SO 4 loại đậm đặc tinh khiết
Các quy trình nghiên cứu thực nghiệm
Để đảm bảo độ chính xác khi sử dụng máy đo pH, trước khi tiến hành đo, bạn cần hiệu chỉnh máy bằng cách sử dụng các dung dịch đệm tiêu chuẩn Việc này bao gồm việc điều chỉnh kim đo để nó phản ánh đúng trị số pH của dung dịch đệm.
- Lấy 50ml mẫu phân tích cho vào cốc 100ml, sau đó để yên 30 phút cho dung dịch ổn định, rồi đem đo bằng máy pH
Để đo pH chính xác, hãy giữ điện cực cách mặt đáy cốc khoảng 1cm và ngập trong nước khoảng 2cm Sau khi chờ 30 giây, đọc giá trị pH trên máy với độ chính xác 0,1 đơn vị.
2.4.2 Quy trình xác định độ axit
2.4.2.1 Chuẩn hóa nồng độ dung dịch NaOH
- Vì dung dịch NaOH 0,1N không phải chất chuẩn gốc nên ta phải chuẩn hóa lại nồng độ của nó bằng dung dịch chuẩn gốc H 2 C 2 O 4 0,1N
- Cho chính xác 10ml dung dịch H 2 C 2 O 4 0,1N vào bình nón
- Thêm vào bình nón 1-2 giọt phenolphthalein
- Dung dịch chuẩn NaOH cho vào buret
- Chuẩn độ cho đến khi dung dịch trong bình nón chuyển sang màu hồng
- Ghi lại thể tích dung dịch NaOH tiêu tốn
Suy ra nồng độ chính xác của dung dịch NaOH theo công thức:
- N NaOH :nồng độ chính xác của dung dịch NaOH (N)
- nồng độ dung dịch chuẩn gốc H 2 C 2 O 4 (N)
- thể tích dung dịch chuẩn gốc H 2 C 2 O 4 (ml)
- V NaOH : thể tích dung dịch NaOH (ml)
2.4.2.2 Tiến hành xác định độ axit
- Cho chính xác 50ml dung dịch mẫu vào bình nón
- Dung dịch chuẩn NaOH cho vào buret
- Chuẩn độ cho đến khi dung dịch trong bình nón chuyển sang màu hồng
- Ghi lại thể tích dung dịch NaOH tiêu tốn Độ axit đƣợc tính theo công thức: Độ axit = (mđgl/l)
- V NaOH : thể tích dung dịch NaOH tiêu tốn cho quá trình chuẩn độ (ml)
- N NaOH : nồng độ đương lượng dung dịch NaOH
- V x : Thể tích mẫu nước thử (ml)
2.4.3 Quy trình xác định độ kiềm
2.4.3.1 Chuẩn hóa nồng độ dung dịch HCl
- Vì dung dịch HCl 0,1N không phải chất chuẩn gốc nên ta phải chuẩn hóa lại nồng độ của nó bằng dung dịch chuẩn gốc Na 2 B 4 O 7 0,1N
- Cho chính xác 10ml dung dịch Na 2 B 4 O 7 0,1N vào bình nón
- Thêm vào đó vài 1-2 giọt chỉ thị metyl da cam
- Dung dịch chuẩn HCl cho vào buret
- Chuẩn độ cho đến khi dung dịch chuyển từ màu vàng sang màu đỏ
- Ghi lại thể tích dung dịch HCl tiêu tốn
Suy ra nồng độ chính xác của dung dịch HCl theo công thức:
- N HCl : nồng độ chính xác của dung dịch HCl (N)
- : nồng độ dung dịch chuẩn gốc Na 2 B 4 O 7 (N)
- : thểtích dung dịch chuẩn gốc Na 2 B 4 O 7 (ml)
- V HCl :thể tích dung dịch HCl (ml)
2.4.3.2 Tiến hành xác định độ kiềm
- Cho chính xác 25 ml dd mẫu vào bình nón
- Thêm vào đó vài 1-2 giọt chỉ thị metyl da cam
- Dung dịch chuẩn HCl cho vào buret
- Chuẩn độ cho đến khi dung dịch chuyển từ màu vàng sang màu đỏ
- Ghi lại thể tích dung dịch HCl tiêu tốn Độ kiềm đƣợc tính theo công thức: Độ kiềm = (mđgl/l) Trong đó:
- V HCl : thể tích dung dịch HCl tiêu tốn cho quá trình chuẩn độ (ml)
- N HCl : nồng độ đương lượng dung dịch HCl
- V x : Thể tích mẫu nước thử (ml)
2.4.4.Quy trình xác định chỉ tiêu Clorua
- Lấy chính xác 10ml mẫu nước vào bình nón 250ml
- Dung dịch chuẩn AgNO 3 cho vào buret
- Chuẩn độ cho đến khi trongdung dịch xuất hiện kết tủa
- Ghi lại thể tích dung dịch AgNO 3 tiêu tốn
Hàm lƣợng Clorua đƣợc xác định theo công thức:
- : thể tích dung dịch AgNO 3 tiêu tốn cho quá trình chuẩn độ mẫu (ml)
- : nồng độ đương lượng dung dịch AgNO 3
- V M : thể tích mẫu phân tích sử dụng (ml)
2.4.5 Quy trình xác định chỉ tiêu COD
Quy trình xây dựng đường chuẩn xác định COD
- Lấy chính xác 2,5ml kalibiphtalat có nồng độ 10ppm, 50ppm, 100ppm, 200ppm, 500ppm lần lƣợt vào ống
- Thêm 1,5 ml K 2 Cr 2 O 7 0,1 N (đã thêm HgSO 4 )
- Thêm 3,5ml H 2 SO 4 đậm đặc ( đã thêm Ag 2 SO 4 )
- Lắc đều, đun ở 150 0 C trong 2 giờ, để nguội, đo mật độ quang
Quy trình phân tích COD trong mẫu nước
- Lấy 2,5ml mẫu cho vào ống
- Thêm 1,5 ml K 2 Cr 2 O 7 0,1 N (đã thêm HgSO 4 )
- Thêm 3,5ml H 2 SO 4 đậm đặc ( đã thêm Ag 2 SO 4 )
- Lắc đều, đun ở 150 0 C trong 2 giờ, để nguội, đo mật độ quang
- Dựa vào đường chuẩn để xác định giá trị COD
2.4.6 Quy trình xác định chỉ tiêu NO 3 -
Quy trình xây dựng đường chuẩn xác định NO 3 -
- Lấy chính xác lần lƣợt 1; 2; 4; 6; 8; 10 ml dung dịch NO 3 - 1 mg/l cho vào cốc 100ml
- Thêm lần lượt 9; 8; 6; 4 ;2; 0 ml nước cất
- Thêm 1ml dung dịch Natrisalixilat
- Đun cách thuỷ đến khô
- Thêm 8ml nước cất, 7ml NaOH 30%
- Định mức bằng NaOH 2,5% đến 50ml
- Sau 10 phút, đo mật độ quang ở bước sóng 410nm
Dựa vào giá trị mật độ quang đo được cụ thể, ta xây dựng đường chuẩn D f(C)
Quy trình phân tích NO 3 - trong mẫu nước
Để tiến hành đo quang, cho 10ml dung dịch mẫu vào cốc thủy tinh và thực hiện các bước tương tự như lập đường chuẩn Sau khi để dung dịch ổn định trong 10 phút, tiến hành đo quang ở bước sóng 410nm và ghi lại mật độ quang của dung dịch.
- Dựa vào đường chuẩn và mật độ quang (D) của mẫu ta tính được nồng độ Nitrat có trong mẫu nước phân tích
2.4.7 Quy trình xác định chỉ tiêu PO 4 3-
Quy trình xây dựng đường chuẩn xác định PO 4 3-
Lấy chính xác 1, 2, 3, 4, 5ml dung dịch photphat chuẩn 1àg/ml vào các ống nghiệm và định mức bằng nước cất đến 5ml Thêm 6 giọt sunfomolypdic A và 3 giọt sunfomolypdic B vào mỗi ống nghiệm Đậy nắp các ống nghiệm và đun trong nồi cách thủy trong 5 phút, sau đó lắc đều và để nguội Cuối cùng, đo mật độ quang của dung dịch ở bước sóng 620nm và vẽ đường chuẩn.
Quy trình phân tích PO 4 3- trong mẫu nước
Để phân tích nồng độ photphat trong mẫu nước, lấy 5ml mẫu cho vào ống nghiệm, sau đó thêm 6 giọt sunfomolypdic A và 3 giọt sunfomolypdic B Đậy kín ống nghiệm và đun cách thủy trong 5 phút Sau khi lắc đều và để nguội, tiến hành đo mật độ quang của mẫu để tính toán nồng độ photphat có trong nước.
2.4.8 Quy trình xác định chỉ tiêu SS
Xác định chất rắn lơ lửng bằng phương pháp trọng lượng
- Sấy giấy lọc ở nhiệt độ105 o C , để nguội trong bình cách ẩm
- Cân giấy lọc trên cân phân tích ta đƣợc P 1 (mg)
Tiến hành lọc 100 ml mẫu nước một cách chính xác, sau đó sấy khô giấy lọc chứa chất lơ lửng đến khi đạt khối lượng không đổi ở nhiệt độ đã chỉ định Cuối cùng, để giấy lọc nguội trong bình hút ẩm.
- Cân giấy lọc có cặn ta có P 2 (mg)
Hàm lượng chất rắn lở lửng (SS) có trong mẫu nước được tính:
- P 1 : khối lượng giấy lọc trước khi cân
- P 2 : khối lƣợng giấy lọc có cặn
2.4.9 Quy trình xác định độ cứng
- Lấy 100ml mẫu nước vào bình tam giác
- Thêm 5ml dung dịch đệm
- Thêm một lƣợng nhỏ chất chỉ thị ETOO dung dịch có màu đỏ
- Chuẩn độ bằng dung dịch chuẩn complexon III, cho tới khi dung dịch chuyển từ đỏ sang xanh Độ cứng của nước được tính như sau:
- V: thể tích dung dịch EDTA tiêu tốn cho quá trình chuẩn độ (ml)
- N: nồng độ của dung dịch EDTA đem chuẩn độ (N).
Khảo sát đánh giá qua phỏng vấn trực tiếp các hộ dân lân cận
- Tiến hành lập các nhóm câu hỏi điều tra
- Tiến hành đến từng nhà hộ dân phỏng vấn các câu hỏi đã lập
- Tổng hợp các câu trả lời của từng hộ để thống kê theo các nhóm câu hỏi
