Đánh giá chất lượng nước cấp từ nguồn nước sông đà tại hà nội

TỔNG QUAN VỀ QUÁ TRÌNH KHỬ TRÙNG, VI SINH VẬT

Quá trình khử trùng bằng clo trong xử lý nước cấp

1.1.1 Quá trình khử trùng bằng clo trong xử lý nước cấp

Trong dây chuyền xử lý nước cấp, sau quá trình đông keo tụ, lắng và lọc, công đoạn khử trùng vẫn cần thiết để tiêu diệt hoàn toàn vi sinh vật, đảm bảo chất lượng nước Một số vi sinh vật có thể tồn tại dưới dạng bào tử và sẽ tái sinh khi không còn chất khử trùng, do đó, trong quá trình khử trùng hóa học, cần duy trì một lượng dư chất khử trùng để ngăn chặn sự phát triển của vi sinh vật trong hệ thống phân phối.

1.1.1.1.Các quy định pháp lý về sử dụng chất khử trùng trong nước cấp ở Việt Nam và trên thế giới

Tại Việt Nam, chất lượng nước cấp được quy định bởi hai tiêu chuẩn chính là QCVN 01:2009/BYT và QCVN 02:2009/BYT, trong đó cả hai đều quy định rõ ràng về lượng chất khử trùng clo cần thiết.

QCVN 01:2009/BYT – Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia về chất lượng nước ăn uống: Đƣợc áp dụng cho các cơ quan, tổ chức, cá nhận và hộ gia đình khai thác kinh doanh nước ăn uống, nước dung cho các cơ sở để chế biến thực phẩm [1] Trong đó quy định về nồng độ dư lượng clo trong nước là (0,3 – 0,5 mg/L) và sản phẩm phụ là monocloramin (3 àg/L) Do là quy chuẩn dựng để ăn uống trực tiếp nên QCVN này cũng có thêm các quy định về nồng độ các sản phẩm phụ của chất

4 khử trùng, đáng quan tâm nhất đó là THMs và HAA do chúng dễ sinh ra khi sử dụng clo [10]

QCVN 02:2009/BYT – Quy cẩn kỹ thuật Quốc gia về chất lượng nước sinh hoạt: Đƣợc áp dụng cho các cơ quan, tổ chức, cá nhân và hộ gia đình khai thác, kinh doanh nước sinh hoạt, bao gồm cả các cơ sở cấp nước tập trung dùng cho mục đích sinh hoạt có công suất dưới 1.000 m 3 /ngày đêm; cá nhân và hộ gia đình tự khai thác nước để sử dụng cho mục đích sinh hoạt Nước sử dụng cho mục đích sinh hoạt thông thường không sử dụng đểăn uống trực tiếp hoặc dùng cho chế biến thực phẩm tại các cơ sở chế biến thực phẩm Quy định này chỉ quy định chất khử trùng duy nhất là clo, với nồng độ clo dƣ là 0,3 – 0,5 mgCl 2 /L [10]

Tại Mỹ, Cơ quan Bảo vệ Môi trường Hoa Kỳ (EPA) quy định tiêu chuẩn quốc gia về nước uống, bao gồm nồng độ cho phép của các chất khử trùng như clo (4 mg/L), cloramin (4 mg/L) và clo đioxit (0,8 mgClO2/L), cùng với các sản phẩm phụ như Haloacetic axits (HAA5) và tổng THMs, phải nhỏ hơn 0,06 mg/L và 0,01 mg/L tương ứng Ngoài ra, EPA yêu cầu nồng độ tối thiểu của clo tự do trong nước trước khi vào hệ thống phân phối là 0,2 mg/L.

Tổ chức Sức khỏe Thế giới (WHO) là cơ quan của Liên hợp quốc có nhiệm vụ bảo vệ sức khỏe cộng đồng toàn cầu WHO cung cấp hướng dẫn quốc tế về chất lượng nước sinh hoạt, giúp các quốc gia, cả phát triển lẫn đang phát triển, xây dựng tiêu chuẩn riêng phù hợp với đặc điểm môi trường, xã hội, văn hóa và kinh tế Trong bản hướng dẫn chỉ tiêu nước ăn uống năm 2011, WHO đã đề cập đến các chất khử trùng như clo, cloramin, clo đioxit và natri diclo-isoxyanua.

1.1.1.2 Vai trò của chất khử trùng clo trong nước

Môi trường nước tự nhiên chứa nhiều loại vi sinh vật (VSV), bao gồm cả những VSV mang mầm bệnh có khả năng gây bệnh Sự hiện diện của các mầm bệnh trong nguồn cấp nước nhấn mạnh tầm quan trọng của quá trình khử trùng để đảm bảo an toàn cho sức khỏe cộng đồng.

Quá trình khử trùng nước là cần thiết để tiêu diệt hoặc làm bất hoạt các vi sinh vật gây bệnh Các phương pháp khử trùng phổ biến bao gồm clo hóa, clodioxit, cloramin và ozon Trong số đó, clo là chất khử trùng được sử dụng rộng rãi trên toàn thế giới, bao gồm cả Việt Nam, nhờ vào hiệu quả và tính khả thi của nó trong việc đảm bảo an toàn nguồn nước.

- Có khả năng tiêu diệt hoặc làm bất hoạt VSV là tác nhân gây bệnh thường được tìm thấy trong nước

Nước sau khi được xử lý sẽ có một lượng clo dư để đảm bảo ức chế vi sinh vật trong hệ thống ống dẫn, giúp việc đo lường và kiểm soát trở nên dễ dàng hơn.

- Giá thành rẻ  tính kinh tế cao [49]

1.1.1.3 Các dạng tồn tại của clo sau quá trình khử trùng

Clo tự do – Free chlorine[4]

Sau khi lượng clo cần thiết đã phản ứng hoàn toàn với các chất hữu cơ và vô cơ trong nước, lượng clo bổ sung sẽ tồn tại dưới dạng clo tự do, bao gồm HClO và ClO- Nồng độ của HClO và ClO- được gọi là nồng độ clo tự do, và mối quan hệ giữa giá trị pH của nước và tỷ lệ giữa HClO và ClO- được thể hiện qua hình 1.1.

Hình 1.1 Quan hệ giữa giá trị pH của nước và tỉ lệ giữa HClO và ClO -

Phản ứng thủy phân xảy ra tạo thành axit hypoclorit và axit clohydric:

Tùy thuộc vào pH của nước, HClO lại phân ly thành ion H + và ion ClO - theo phương trình:

Tổng cloramin (clo kết hợp) – Total cloramine

Cloramin, sản phẩm từ phản ứng giữa clo và amoni, có khả năng khử trùng hiệu quả bên cạnh clo tự do Tổng nồng độ cloramin bao gồm monocloramin, dicloramin và tricloramin.

Nếu trong nước có NH 4 + thì khi cho clo vào nước, NH 4 + phản ứng với clo tạo ra cloramin theo các phản ứng cơ bản sau:

Monocloramin hình thành đầu tiên và chiếm ƣu thế trong khoảng pH từ 7,5 –

9 Tuy nhiên, nồng độ clo đưa vào nước cao hơn, hay pH thấp hơn sẽ hình thành đi- và tricloramin Hình 1.2 biểu diễn các dạng cloramin tồn tại chủ yếu ở từng khoảng giá trị pH [36]

Hình 1.2 Các dạng cloramin chủ yếu trong các khoảng pH

Clo phản ứng với các hợp chất nitơ để tạo cloramin khi tỷ lệ Cl2 : NH4+ lớn hơn 5,06:1 và tỷ lệ mol lớn hơn 1:1, dẫn đến sự hình thành monocloramin Quá trình này bị ảnh hưởng bởi nồng độ các chất tham gia, pH và nhiệt độ, với monocloramin đạt cân bằng với NH3 và HClO3 Sự tồn tại của "clo tự do" cùng với monocloramin được thể hiện qua mối quan hệ giữa lượng clo bổ sung và nồng độ clo tự do trong nước có amoni Khi monocloramin xuất hiện, các dicloramin và tricloramin cũng được hình thành, bên cạnh nhiều phản ứng phụ khác.

Hình 1.3 Các phản ứng giữa clo và amoni theo Jafvert và Valentine [28]

Cân bằng hóa học phụ thuộc vào các yếu tố như pH, nhiệt độ và sự hiện diện của các chất hóa học khác Sự hình thành dicloramin và tricloramin thực tế thường bị hạn chế.

Khi tiếp tục cho clo vào, tỷ lệ Cl 2 /NH 4 + sẽ lớn hơn 1,1, bắt đầu xảy ra quá trình oxy hóa mono và đicloramin bằng axit HClO nhƣ sau:

NH 2 Cl + NHCl 2 + HClO 4HCl + N 2 O (1.6)

NHCl 2 + H 2 O NH(OH)Cl + HCl (1.7)

Tại các giá trị pH phổ biến trong nhà máy xử lý nước (từ 6,5 – 7,5), cả monocloramin và đicloramin đều tồn tại Khi pH giảm xuống dưới 5,5, chỉ có đicloramin xuất hiện Ở pH nhỏ hơn 4, chỉ có tricloramin hiện hữu.

Vi sinh vật trong nước cấp sinh hoạt

Vi sinh vật (VSV) là những sinh vật nhỏ bé không thể nhìn thấy bằng mắt thường, tồn tại phổ biến trên trái đất, đặc biệt trong môi trường nước Số lượng và loài VSV trong nước phụ thuộc vào nhiều yếu tố như hàm lượng chất dinh dưỡng, nhiệt độ, pH và ánh sáng Mặc dù nước thô tự nhiên chứa nhiều VSV, không phải tất cả đều gây bệnh Tuy nhiên, nhiều VSV có khả năng gây bệnh trong nước, vì vậy quá trình xử lý nước cần phải tiêu diệt các VSV này thông qua khử trùng.

1.2.1 Ảnh hưởng của VSV gây bệnh trong nước cấp tới sức khỏe của người sử dụng

Nước cấp sau xử lý vẫn có thể chứa vi sinh vật gây bệnh, dẫn đến các bệnh truyền nhiễm nghiêm trọng cho cộng đồng Theo báo cáo của Ngân hàng Thế giới năm 1992, ô nhiễm nước gây ra bệnh tiêu chảy khiến 3 triệu người chết và 900 triệu người mắc bệnh hàng năm Ngoài ra, hàng triệu người trên thế giới cũng mắc các bệnh như giun đũa (900 triệu người) và sán máng (600 triệu người) Một số vi khuẩn gây bệnh có khả năng lây lan qua nước được liệt kê trong bảng 1.2.

Trong số những bệnh truyền nhiễm qua nước thì những bệnh đường ruột là phổ biến nhất Đa số các loài vi khuẩn gây bệnh đường ruột thuộc họ

Enterobacteriaceae là nhóm vi khuẩn gram âm, kích thước từ 1 - 5 μm, không tạo bào tử và không có giáp mạc Các loài vi khuẩn này có khả năng gây ra nhiều bệnh khác nhau, liên quan đến hoạt tính và khả năng vận động của chúng.

Bảng 1.2 Một số mầm bệnh vi sinh vật có khả năng lan truyền trong nước [8]

STT Vi sinh vật Bệnh gây ra Nguồn chủ yếu

1 Salmonella typbi Sốt thương hàn Phân người

2 Salmonella paratypbi Phó thương hàn Phân người

3 Salmonella tyblimurium Viêm đường ruột Phân người/động vật

4 Các loài Salmonella khác Bệnh khuẩn xamon Phân người/động vật

5 Shigella Bệnh lỵ khuẩn que Phân người

6 Vibrio cholera Bệnh tả Phân người, vùng ven biển

7 E.Coli Viêm đường ruột Phân người

8 Yersinia enterocolitica Viêm đường ruột Phân người/động vật

9 Camtylobacter jejunni Viêm đường ruột Phân người/động vật

10 Helicobater pylori Loét đường tiêu hóa Phân người

Ngoài các bệnh đường ruột còn có các bệnh khác có thể lây truyền qua nước như:

Bệnh Leptospira chủ yếu ảnh hưởng đến động vật, đặc biệt là chuột và gia súc như chó, heo, trâu, bò Con người có nguy cơ mắc bệnh khi tiếp xúc với đất hoặc nước bị ô nhiễm bởi xoắn khuẩn từ nước tiểu, máu hoặc xác động vật nhiễm bệnh Triệu chứng của bệnh bao gồm sốt cao đột ngột từ 39–40 độ C, rét run, mê sảng, vật vã, vàng da, viêm màng não thanh dịch, chảy máu cam và xuất huyết dưới da.

17 hoặc nội tạng (chảy máu đường tiêu hoá, tuyến thượng thận v.v ) ho, có thể có máu, khó thở, viêm phổi [30]

Bệnh Lỵ amíp, do ký sinh trùng Entamoeba histolytica gây ra, là một loại nhiễm trùng ở ruột già Phần lớn người mắc bệnh thường không có triệu chứng, trong khi một số có thể trải qua tiêu chảy nhẹ kéo dài hoặc nghiêm trọng hơn là lỵ tối cấp Ngoài các triệu chứng ở ruột, bệnh còn có thể ảnh hưởng đến các bộ phận khác như màng bụng, màng phổi và màng ngoài tim.

Bệnh viêm tủy xám, hay còn gọi là bệnh bại liệt ở trẻ em, là một căn bệnh nhiễm trùng cấp tính do siêu vi Poliovirus gây ra, lây truyền qua đường phân-miệng Khi virus xâm nhập vào cơ thể, nó sẽ lan rộng đến hệ thần kinh trung ương, dẫn đến yếu cơ và bại liệt.

Bệnh Tularemia là một bệnh nghiêm trọng do vi khuẩn Francisella tularensis gây ra, thường gặp ở các loài động vật, đặc biệt là gặm nhấm Các triệu chứng của bệnh bao gồm sốt đột ngột, ớn lạnh, đau đầu, tiêu chảy, đau cơ, đau khớp, ho khan, mệt mỏi, đau ngực, nước bọt có máu và khó thở Con người có thể nhiễm bệnh qua nhiều con đường, như bị côn trùng cắn, tiếp xúc với xác động vật nhiễm bệnh, tiêu thụ thực phẩm hoặc nước bị ô nhiễm, hoặc hít phải môi trường có vi khuẩn F tularensis Đáng lưu ý, bệnh tularemia không lây lan từ người sang người.

1.2.2 Các chỉ thị VSV trong nước

Các chỉ thị vi sinh vật đã được sử dụng để xác định sự hiện diện của mầm bệnh trong nước Để chọn lựa một vi sinh vật làm chỉ thị cho các nguy cơ sức khỏe, cần cân nhắc các yếu tố liên quan.

- Vi sinh vật bắt buộc phải có nguồn gốc từ phân và luôn luôn xuất hiện trong phân thải mới

- Vi sinh vật chỉ thị phải xuất hiện với số lƣợng lớn hơn số lƣợng mầm bệnh tương ứng

- So với mầm bệnh tương ứng, vi sinh vật chỉ thị cần có khả năng chống chọi bền bỉ hơn với môi trường và tồn tại lâu hơn

- Vi sinh vật chỉ thị không được sinh sôi ở quy mô rộng trong môi trường

- Các phương pháp để phát hiện, đếm số lượng vi sinh vật chỉ thị cần đơn giản, đáng tin cậy và chi phí không quá cao

Một số loài vi sinh vật đáp ứng các yêu cầu trên bao gồm: vi khuẩn Coliform,

Streptococci phân (Enterococci) và Clostridia sunphit (Clostridium perfringens)

Để đánh giá hiệu quả của quá trình xử lý nước, như khử trùng và phân phối, người ta sử dụng các vi sinh vật dị dưỡng (heterotrophic bacteria) làm chỉ thị Không có chỉ thị vi sinh vật nào phù hợp cho tất cả các tình huống, vì mỗi loài có những đặc điểm riêng Việc lựa chọn chỉ thị phù hợp phụ thuộc vào mục đích phân tích, đặc điểm nguồn nước và các yếu tố kinh tế.

Không chỉ tại Việt Nam, mà tại nhiều nơi trên thế giới nhƣ Kyoto - Nhật Bản

Tại San Diego, Mỹ và British Columbia, Canada, hai chỉ tiêu nước sinh hoạt phổ biến được WHO khuyến nghị là Tổng coliform và E.coli Bên cạnh đó, một số nghiên cứu cũng sử dụng Tổng vi sinh vật dị dưỡng (Heterotrophic Plate Count - HPC) để đánh giá chất lượng nước sau khi phân phối.

Mặc dù vi sinh vật chỉ thị có thể xuất hiện trong nước, nhưng không phải lúc nào cũng có mầm bệnh đi kèm Nghiên cứu cho thấy không có mối liên hệ trực tiếp giữa hàm lượng vi sinh vật chỉ thị và sự hiện diện của các mầm bệnh đường ruột Dưới đây là các chỉ thị chính của vi sinh vật.

E.coli là những trực khuẩn gram âm, hình que, kích thước trung bình từ 1 – 3 àm, hai đầu trũn, là VSV hiếu khớ tựy tiện xuất hiện trong đường ruột của người và các loại động vật nhƣ thú, chim E.coli thuộc nhóm Coliform phân Sự có mặt của

E.coli trong nước chứng tỏ nguồn nước bị nhiễm bẩn và khả năng tồn tại các vi khuẩn gây bệnh rất cao Số lượng E.coli trong nước ít hay nhiều phụ thuộc vào mức độ nhiễm bẩn của nguồn nước Tuy nhiên, E.coli lại là 1 chỉ thị không hoàn hảo do

E.coli bị tiêu diệt rất nhanh khi cho chất khử trùng vào xử lý nước [18]

Tổng coliform là nhóm vi khuẩn gram âm, hình que, không bào tử, có khả năng lên men lactose sinh axit và khí ở nhiệt độ 35 – 37°C trong 48 giờ Chúng thường xuất hiện trong đất, nước, và đặc biệt là trong ruột và phân của người và động vật Tuy nhiên, trong nhóm tổng coliform có một số vi sinh vật không liên quan đến ô nhiễm phân, dẫn đến việc nhóm này bao gồm cả những vi sinh vật không ảnh hưởng trực tiếp đến sức khỏe con người Điều này ảnh hưởng lớn đến khả năng chỉ thị ô nhiễm phân của tổng coliform.

* Vi sinh vật dị dƣỡng cấy đƣợc - Heterotrophic Plate Count (HPC)

Vi sinh vật dị dưỡng là khái niệm chỉ các loại vi khuẩn phát triển từ nguồn dinh dưỡng hữu cơ, xuất hiện trong nước, thực phẩm, đất và không khí Khái niệm này bao gồm cả các mầm bệnh vi khuẩn sơ cấp và thứ cấp, trong đó có coliform.

Hiện trạng cung cấp nước sạch từ nguồn nước ngầmtại Hà Nội[12]

Hệ thống cấp nước sạch của Hà Nội, được xây dựng từ năm 1984 dưới thời Pháp thuộc, đã trải qua hơn một thế kỷ hoạt động và liên tục được mở rộng, nâng cấp Hiện nay, hệ thống này được quản lý bởi Công ty Kinh doanh nước sạch Hà Nội (CTKDNS).

1.3.1 Mạng lưới cung cấp nước của Công ty nước sạch Hà Nội

Nhà máy nước Yên Phụ cung cấp nước cho các khu vực Tây Hồ, Hoàn Kiếm, Ba Đình và một phần Đống Đa, chủ yếu tập trung vào việc cấp nước cho khu vực Quảng Bá và Cửa Bắc, sau đó mới đến khu vực Hàng Than.

Nhà máy nước Tương Mai cung cấp nước cho các hộ dân dọc theo đường Giải Phóng, từ ngã ba phố Lê Thanh Nghị đến Giải Phóng, phía Nam cầu Mai Động (Minh Khai) và Tân Mai.

- Nhà máy nước Pháp Vân: Cấp cho các hộ dân phía Nam thành phố gồm dọc đường Trương Định, Bạch Mai, Linh Đàm, Giáp Bát

- Nhà máy nước Mai Dịch: Cấp nước cho phường Yên Hòa Cầu Giấy, dọc đường Xuân Thủy và một số phường thuộc quận Đống Đa

- Nhà máy nước Ngọc Hà: Cấp nước cho 9 phường quận Ba Đình: Cống Vị, Liễu Giai, Ngọc Khánh…

- Nhà máy nước Hạ Đình: Cấp nước cho một phần phường Hạ Đình, Thượng Đình, Đống Đa, Khương Trung

- Nhà máy nước Cáo Đỉnh: Cấp nước cho khu vực Bưởi, Nghĩa Đô, đường Lạc Long Quân, Âu Cơ, Nghi Tàm, Tứ Liên, đường Phạm Văn Đồng

- Nhà máy nước Nam Dư: Cấp nước cho khu vực Vĩnh Hưng, Vĩnh Tuy, một phần hộ dân trên đường Kim Ngưu

- Nhà máy nước Bắc Thăng Long: Cấp nước cho một phần khu vực Trung Hòa - Cầu Giấy và dọc đường Đê La Thành

- Nhà máy nước Lương Yên: Cấp cho các hộ dân dọc đường Đại Cồ Việt, Lò Đúc, Phố Huế, Bà Triệu, Vân Hồ 3…

- Nhà máy nước Ngô Sĩ Liên: Cấp cho khu vực đường Tôn Đức Thắng, Hàng Bột, Hàng Cháo…

- Nhà máy nước Gia Lâm: Cấp cho các hộ dân phường Chương Dương, Nguyễn Văn Cừ…

1.3.2 Công suất khai thác nước ngầm của Công ty kinh doanh nước sạch (CTKDNS) Hà Nội

Vào năm 2007, Công ty nước sạch Hà Nội đạt công suất khai thác trung bình từ 460.000 đến 480.000 m³ nước sạch mỗi ngày, phục vụ cho mạng lưới cung cấp nước của thành phố.

Theo kế hoạch năm 2010, Công ty nước sạch Hà Nội dự kiến nâng công suất khai thác và sản xuất nước sạch của 12 nhà máy từ 562.000 m³/ngày đêm lên 582.000 m³/ngày đêm Ngoài việc tăng cường công suất, công ty còn có những kế hoạch phát triển khác để cải thiện chất lượng dịch vụ cung cấp nước sạch cho người dân.

Vào năm 2010, việc thay thế một số giếng bị suy thoái tại các nhà máy nước Mai Dịch, Hạ Đình, Yên Phụ, Cáo Đỉnh, Nam Dư và Gia Lâm đã được tiến hành nhằm đảm bảo cung cấp nước sạch cho 100% dân số của các quận nội thành.

Năm 2011, Công ty nước sạch Hà Nội đã giao nhiệm vụ cho 12 nhà máy nước, sản xuất hơn 194 triệu mét khối nước sạch, phục vụ cho mạng lưới cấp nước của thành phố.

Công suất khai thác và sản xuất nước sạch từ nguồn nước ngầm ở Hà Nội tăng cao hàng năm nhưng vẫn không đủ đáp ứng nhu cầu của người dân Việc tăng cường khai thác có thể dẫn đến sụt lún đất, trong khi nguồn nước ngầm phía Nam thành phố bị ô nhiễm từ nước thải sinh hoạt và công nghiệp, khiến chất lượng nước sau xử lý tại các nhà máy như Hạ Đình, Pháp Vân, Tương Mai chưa đạt tiêu chuẩn của Bộ Y tế QCVN 02:2009 Cụ thể, giếng của nhà máy nước Pháp Vân có hàm lượng amoni lên tới 30 mg/L, và hàm lượng asen tại quận Hoàng Mai vượt nhiều lần mức cho phép Do đó, cần tìm kiếm nguồn nước mặt và quy trình xử lý phù hợp để sản xuất nước cấp.

Đặc điểm nguồn nước mặt và quá trình xử lý nước mặt làm nước cấp

Nguồn nước mặt bao gồm nước từ các đập, hồ và sông, được hình thành từ nhiều nguồn khác nhau như nước chảy tràn từ mưa, nước mưa rơi trực tiếp vào các nguồn, nước từ trong đất, và nước từ các tầng ngậm nước dưới lòng đất Chất lượng và lưu lượng của nước mặt chịu ảnh hưởng từ các yếu tố khí hậu và địa chất.

Nước mặt, đặc biệt là nước sông, thường gặp phải các vấn đề về vi sinh vật và chứa nhiều chất rắn lơ lửng cùng hàm lượng chất hữu cơ cao, dẫn đến độ đục và tổng chất rắn hòa tan cao Nguyên nhân chính là do nguồn nước này dễ bị ô nhiễm bởi chất thải từ con người, chất thải động vật và hóa chất từ nước chảy tràn bề mặt.

Thời tiết tự nhiên, bao gồm hiện tượng xói mòn, phong hóa và mưa, góp phần làm tăng lượng chất rắn và chất huyền phù trong nguồn nước mặt, dẫn đến độ đục cao Sông không chỉ là một môi trường sinh thái phong phú với tảo và vi sinh vật, mà còn là nguồn cung cấp nước và tiếp nhận nước thải sinh hoạt từ các khu vực dân cư xung quanh, do đó, nước sông có nồng độ vi sinh vật cao, trong đó nhiều nhóm có khả năng gây bệnh cho con người.

Mặc dù chất lượng nước thô của nguồn nước ngầm thường tốt hơn nước mặt

Mặc dù nước mặt có độ đục thấp, hàm lượng vi sinh vật ổn định và thành phần hóa học tốt hơn, nhưng vẫn cần được xử lý để sử dụng cho sinh hoạt Nguyên nhân là do ở một số khu vực, địa hình không cho phép khai thác nước ngầm, hoặc việc khai thác nước ngầm với công suất lớn trong thời gian dài gây ra các vấn đề về địa chất và trữ lượng nước Ngoài ra, nước ngầm cũng có thể chứa các thành phần khoáng hóa lớn do cấu trúc địa tầng mà nước thấm qua.

Để xử lý nguồn nước mặt, người ta thường áp dụng các phương pháp như lắng sơ bộ, đông keo tụ, lắng, lọc (bao gồm lọc cát và hấp phụ than hoạt tính) và khử trùng.

Đặc điểm nguồn nước sông Đà và quá trình xử lý, hệ thống phân phối nước cấp nguồn sông Đà

1.5.1 Đặc điểm nguồn nước sông Đà trước xử lý [13]

Sông Đà, bắt nguồn từ vùng Tây Bắc Việt Nam, có lưu lượng và mực nước tương đối ổn định nhờ vào sự điều tiết của đập thủy điện Hòa Bình ở hạ lưu.

Lưu lượng nước sông Đà tăng nhanh trong mùa mưa từ tháng 6 đến tháng 9, với tháng 7 đạt đỉnh cao nhất trong năm, dao động từ 4880 đến 6920 m³/s (giai đoạn 1997-2000) Ngược lại, từ tháng 12 đến tháng 5 năm sau, lưu lượng nước ổn định dưới 1500 m³/s.

Kết quả khảo sát tác động môi trường năm 2003 cho thấy sự phù hợp với khảo sát chất lượng nước sông Đà từ tháng 1/1999 đến tháng 8/2002, với hầu hết các thông số đều đạt giá trị thấp hơn so với tiêu chuẩn TCVN 5942.

Năm 1995, chất lượng nước mặt cho thấy nhiều chỉ tiêu vượt quá tiêu chuẩn cho phép Cụ thể, hàm lượng NH4+ trong tất cả các mẫu đều lớn hơn từ 1,1 đến 2,5 lần so với tiêu chuẩn cột A Ngoài ra, 5/7 mẫu có hàm lượng NO2- cao hơn từ 1,5 đến 9 lần so với tiêu chuẩn Hàm lượng COD cao nhất gấp 2,8 lần và hàm lượng SS cao nhất gấp 1,5 lần so với tiêu chuẩn cho phép cột A.

Mỗi 3 tháng, công ty kiểm tra chất lượng nước đầu vào trước xử lý để theo dõi sự biến động của thành phần nước sông theo mùa Kết quả quan trắc nước thô sông Đà vào tháng 8/2014, tháng 11/2014 và 2/2015 đƣợc thể hiện trong bảng 1.2

Bảng 1.3 Chất lượng nước sông Đà trước xử lý [13]

STT Chỉ tiêu xác định Đơn vị 08/2014 10/2014 02/2015

1 Độ màu Không màu Không màu Không màu

3 Mùi vị Cảm quan Không mùi Không mùi Không mùi

6 Tổng chất rắn hòa tan mg/l 110 106 90

Có 15 chỉ tiêu đƣợc nhà máy phân tích, trong đó có 9 chỉ tiêu (trừ chỉ tiêu Độ đục, Độ màu, Mùi vị, Độ cứng, Tổng chất rắn hòa tan và Độ oxy hóa) đƣợc quy định trên tổng số 32 chỉ tiêu của QCVN 08:2008/BTNMT (thay thế cho TCVN 5942-1995) về chất lượng nước mặt Trong số 13 chỉ tiêu này, hàm lượng

E.colivƣợt ngƣỡng QCVN từ 48 – 76 lần, các chỉ tiêu còn lại đều đạt cột A2 của

QCVN Nước sông Đà qua các thời điểm được phân tích không có nhiều sự biến động Chỉ tiêu có sự thay đổi đáng kể nhất là độ đục

1.5.2 Hệ thống cấp nước từ nguồn nước sông Đà tại thành phố Hà Nội [13]

Từ ngày 25/03/2009, nước sông Đà được xử lý và cung cấp cho Hà Nội với công suất thiết kế giai đoạn 1 là 300.000m³/ngày đêm Đến năm 2013, sản lượng trung bình đạt 218.602m³/ngày đêm, với nước được truyền qua ống tới bể chứa trung gian cách nhà máy 11,5km, và tổng chiều dài đường ống dẫn nước sạch là 46,2km Nước sau khi cấp tới điểm nối với hệ thống phân phối sẽ được bán cho các công ty phân phối trước khi đến tay người sử dụng Nguồn nước sông Đà phục vụ khu vực Tây Nam Hà Nội, bao gồm các quận Thanh Xuân, Hoàng Mai, Cầu Giấy, Hà Đông, và các khu vực thuộc chuỗi đô thị Sơn Tây – Hòa Lạc – Xuân Mai – Miếu Môn – Hà Đông – Hà Nội Dự án đã được Thủ tướng phê duyệt theo Quyết định số 505/CP-CN ngày 22/4/2003 với tổng mức đầu tư cho cả hai giai đoạn là 2.545.182.347.000 đồng.

Vào ngày 24/4/2003, dự án xây dựng hệ thống cấp nước bắt đầu tại xã Phú Minh, huyện Kỳ Sơn, tỉnh Hòa Bình Từ ngày 25/3/2009, nước máy được xử lý từ nguồn nước sông Đà đã được cung cấp cho thành phố Hà Nội, với công suất thiết kế giai đoạn một đạt 300.000 m³/ngày đêm Đến năm 2013, sản lượng trung bình của công ty đạt 218.602 m³/ngày đêm Hiện tại, giai đoạn 2 của dự án đang được triển khai, với tổng công suất dự kiến của toàn nhà máy sẽ đạt 600.000 m³/ngày đêm.

1.5.3 Quy trình công nghệ sản xuất nước sạch lấy từ nguồn nước sông Đà của công ty nước sạch Vinaconex [13]

Để biến nước sông Đà thành nước cấp sinh hoạt, cần xử lý độ đục, tổng chất rắn hòa tan và vi sinh vật Các khâu xử lý quan trọng trong công nghệ của nhà máy bao gồm quá trình đông keo tụ, lọc cát nhanh và khử trùng.

Tại trạm bơm nước sông, nước thô được bơm từ kênh dẫn dài dưới 3,3 km lên hồ Đầm Bài Quá trình sơ lắng tại đây giúp giảm độ đục của nước, với chỉ số giao động từ 8 đến 2.000 NTU tùy theo mùa.

Tại trạm bơm nước hồ, nước thô được xử lý sơ bộ bằng cách châm clo với hàm lượng từ 1,0 đến 3,0 mg/l, tùy thuộc vào chất lượng nước, nhằm oxy hóa và tiêu diệt rong rêu, tảo, đồng thời bảo vệ hệ thống ống dẫn nước thô Sau đó, nước thô sẽ được bơm qua ống DN1600mm đến buồng thu và phân phối.

Nước từ buồng thu và phân phối được dẫn đến hai bể trộn thông qua ống DN1600mm, nơi có đồng hồ đo lưu lượng nước thô Tại các bể trộn, nước thô được bổ sung phèn và polymer, với lượng châm phụ thuộc vào độ đục của nước đầu vào, được xác định qua kết quả Jatest tại phòng thí nghiệm.

Nước thô được trộn hóa chất tại bể trộn sẽ được chuyển vào các bể phản ứng kiểu cơ khí, mỗi bể có 03 máy khuấy với tốc độ giảm dần theo chiều dòng chảy của nước.

Nước từ bể phản ứng được chuyển vào các bể lắng lớp mỏng (bể lắng lamen), nơi có hệ thống cào bùn hoạt động với vận tốc 0,3m/phút để thu gom bùn về hố thu bùn Hố bùn được trang bị ống xả tự động điều khiển bằng van khí nén, trước khi xả bùn, cần thực hiện sục tơ bùn bằng khí nén và nước áp lực cao Nước thải từ quá trình xả bùn tại các bể phản ứng và bể lắng sẽ được dẫn xuống khu xử lý bùn.

Nước sau khi qua bể lắng sẽ được thu thập bằng máng đặt trên đỉnh hệ thống tấm lắng lamen Phần nước trong này sẽ được dẫn về máng tập trung ở cuối khối bể lắng và tiếp tục chuyển sang bể lọc.

ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

Do thời gian nghiên cứu có hạn, đề tài chỉ tập trung đánh giá nồng độ chất khử trùng clo (bao gồm clo tự do, tổng clo và tổng cloramin) cùng với vi sinh vật (VSV) trong mẫu nước cấp từ nguồn nước sông Đà tại các hộ gia đình Mục tiêu là duy trì hiệu quả quá trình khử trùng nhằm ngăn chặn sự tái sinh của VSV.

2.2 Đối tƣợng nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu là nước cấp tại các hộ gia đình của các quận nội thành ở Hà Nội 20 điểm lấy mẫu tại nhàcác hộ dân dọc theo đường ống chính và các ống phụ của mạng lưới cấp nước máy từ nguồn sông Đà Thuộc khu vực các quận Hoàng Mai, Thanh Xuân, Nam Từ Liêm, Bắc Từ Liêm, Hà Đông Tại mỗi vị trí lấy mẫu, 2 mẫu được lấy bao gồm mẫu nước trực tiếp từ đường ống cấp nước của nhà máy và mẫu nước đã qua bể chứa gia đình Vị trí các điểm lấy mẫu được biểu diễn trên hình 2.1

Hình 2.1 Bản đồ khu vực lấy mẫu

 Phương pháp phân tích tổng hợp

Quá trình thực hiện đề tài cần tham khảo tài liệu nghiên cứu trước đó để đảm bảo có cơ sở khoa học và xác định phạm vi nghiên cứu Việc này giúp phân tích và sử dụng các thông tin hữu ích cho luận văn một cách hiệu quả.

Tham vấn ý kiến của thầy cô hướng dẫn, thầy cô trong viện và các chuyên gia trong ngành môi trường

Kế thừa các kết quả nghiên cứu và kinh nghiệm của các tác giả, các chuyên gia trong nước và ngoài nước

Mẫu đƣợc lấy theo 2 đợt:

 Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm

Các thông số được phân tích tại phòng thí nghiệm theo tiêu chuẩn TCVN và quy định của phòng thí nghiệm (HDTN) Trong quá trình lấy mẫu, các chỉ tiêu được xác định bao gồm nồng độ clo tự do, nồng độ clo tổng và hàm lượng E.Coli.

Coliform, HPC, nồng độ amoni, tổng photpho và COD

Quy trình lấy mẫu, xử lý và bảo quản mẫu được áp dụng theo hướng dẫn của

Bộ tiêu chuẩn quốc gia: TCVN 6663-2011 Chất lượng lấy nước và lấy mẫu

Trong quá trình lấy mẫu, các thông số được đo tại hiện trường bao gồm pH, Clo dư và Tổng clo Cụ thể, pH và nhiệt độ được đo bằng máy pH Meter B712 của hãng Horiba.

Clo tự do và tổng clo được xác định bằng que thử màu Hach (số hiệu sản phẩm: 2745050), cho phép đo dư lượng clo trong khoảng 0.

Đối với việc kiểm tra nồng độ, các mẫu nước có thể có giá trị từ 0 đến 10 mg/L, chia thành các khoảng 0 – 0,5 mg/L, 0,5 – 1,0 mg/L và 1,0 – 1,5 mg/L Đối với mẫu nước lấy trực tiếp từ vòi, que thử cần được đưa vào dòng nước chảy và giữ trong 15 giây Nếu mẫu nước được lấy từ bể không có vòi, cần nhúng que thử vào mẫu nước đã lấy ra và giữ trong 1 phút Sau đó, so màu hiển thị trên que thử với bảng màu có sẵn để đọc kết quả.

Ghi chép nhật ký hiện trường là rất quan trọng, bao gồm thông tin về thời tiết, thời gian lấy mẫu, cũng như các nhận xét và ghi chú đặc biệt có liên quan Những yếu tố này ảnh hưởng trực tiếp đến quá trình phân tích và xử lý số liệu sau này.

Quy trình lấy mẫu và bảo quản mẫu được thực hiện theo hướng dẫn nghiêm ngặt Chai nhựa đựng mẫu cần được rửa sạch và ghi nhãn rõ ràng Khi lấy mẫu nước tại hộ dân, cần mở vòi cho nước chảy ít nhất 15 phút trước khi tiến hành lấy mẫu Mẫu phân tích được chứa trong chai nhựa HDPE 350ml, cần được đổ đầy tràn, không để lại khoảng không khí giữa mẫu và nắp Đối với các mẫu phân tích vi sinh vật, sử dụng chai nhựa PE 250ml đã được tiệt trùng, có chứa 0,1ml Na2S2O3 nồng độ 3% để loại bỏ lượng dư clo trong nước.

Mẫu được bảo quản trong thùng đựng hoặc hộp xốp chứa đá lạnh và sau đó lưu trữ trong tủ lạnh ở 4°C Khi vận chuyển về phòng thí nghiệm, các chỉ tiêu như nồng độ clo dư, vi sinh vật (VSV), và NH4+ sẽ được phân tích trong ngày Các chỉ tiêu COD Mn và tổng photpho sẽ được phân tích vào ngày tiếp theo.

Phương pháp trắc quang NH 4 + sử dụng sự lên màu trực tiếp của amoni trong môi trường kiềm khi phản ứng với thuốc thử Nessler (K2HgI4) theo quy trình hướng dẫn tại HD TN 02 của PTN phân tích thuộc Viện Khoa học & Công nghệ Môi trường – Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội.

Phương pháp phân tích: sử dụng phương pháp trắc quang

Nguyên tắc: Đo quang nhờ sự lên màu trực tiếp của amoni trong môi trường kiềm khi phản ứng với thuốc thử Nessler (K 2 HgI 4 ) tạo phức màu vàng

Giới hạn phát hiện của phương pháp phân tích NH 4 +

Làm lặp lại 10 mẫu trắng với nước cất không chứa N, kết quả như sau:

Trung bình 0,0002 mg/L Độ lệch chuẩn SD 0,0004 mg/L

Lập đường chuẩn với dung dịch chuẩn có nồng độ 10mg/L Điểm chuẩn 1 2 3 4 5 6 7 8

ABS 0,0194 0,0319 0,0974 0,1182 0,2831 0,6154 1,5886 3,1768 Đồ thị đường chuẩn:

Nhận xét: Đường chuẩn có R 2 > 0,99

Tiến hành phân tích 10 lần mẫu nước cấp sông Đà (Mẫu N2) thu kết quả như sau:

Kết quả 0,14 0,13 0,14 0,14 0,13 0,14 0,14 0,14 0,14 0,14 0,004 Giá trị trung bình: Xtb = 0,138 mg/L

Giới hạn phát hiện: LOD = 3*SD = 0,012 mg/L

Giới hạn định lƣợng: LOQ = 10*SD = 0,04 mg/L

Vậy giới hạn phát hiện của phương pháp phân tích NH 4 + là 0,012 mg/L

 COD: TCVN 6186 : 1996 Chất lượng nước- Xác định nhu cầu oxy hóa hóa học

Nguyên tắc thực hiện thí nghiệm là đun nóng mẫu trong nồi cách thủy với một lượng kali pemanganat và axit sulfuric đã biết trong khoảng 10 phút Sau đó, tiến hành khử phần pemanganat bằng chất có khả năng oxi hóa trong mẫu Cuối cùng, xác định hàm lượng pemanganat đã dùng bằng cách thêm dung dịch oxalat dư và chuẩn độ với pemanganat.

Giới hạn phát hiện của phương pháp phân tích COD

Làm lặp lại 10 mẫu trắng với nước cất, kết quả như sau:

Tiến hành phân tích 10 lần mẫu nước cấp nguồn sông Đà thu được kết quả như sau:

Trung bình 1,44 mg/L Độ lệch chuẩn SD 0,09mg/L

Giới hạn phát hiện LOD= 3* SD = 3* 0,09= 0,27mg/L

Giới hạn định lƣợng LOQ= 10* SD= 10 * 0,09= 0,9 mg/L

Vậy giới hạn phát hiện của phương pháp phân tích COD là 0,27mg/L

Trung bình 0,47 mg/L Độ lệch chuẩn SD 0,02 mg/L

 TP: TCVN 6202 : 2008Xác định tổng photpho- Phương pháp trắc phổ dùng amoni molipdat

Phương pháp phân tích: sử dụng phương pháp trắc quang

Nguyên tắc: chuyển toàn bộ các dạng photpho trong mẫu về dạng octophotphat

Phản ứng giữa ion octophotphat và dung dịch axit molipdat cùng với ion antimon tạo ra phức chất antimon photphomolipdat Khi khử phức chất này bằng axit ascobic, sẽ hình thành phức chất molipden có màu xanh đậm Đo độ hấp thụ của phức chất cho phép xác định nồng độ của ion octophotphat.

Giới hạn phát hiện của phương pháp phân tích tổng photpho

Làm lặp lại 10 mẫu trắng với nước cất , kết quả như sau:

Trung bình 0,0002 mg/L Độ lệch chuẩn SD 0,0004 mg/L

Lập đường chuẩn với dung dịch chuẩn có nồng độ 10mg/L Điểm chuẩn 1 2 3 4 5 6 7 8

ABS 0,0009 0,0142 0,0329 0,0564 0,1018 0,1445 0,2411 0,8393 Đồ thị đường chuẩn

Nhận xét: Đường chuẩn có R 2 >0,99

Tiến hành phân tích 10 lần mẫu nước cấp sông Đà (mẫu N2) thu kết quả như sau:

Kết quả 0,36 0,34 0,34 0,35 0,36 0,36 0,34 0,36 0,34 0,34 0,009 Giá trị trung bình: X tb = 0,349 mg/L

Giới hạn phát hiện: LOD = 3*SD = 0,027 mg/L

Giới hạn định lƣợng: LOQ = 10*SD = 0,09 mg/L

Vậy giới hạn phát hiện của phương pháp phân tích TP là 0,027 mg/L

Tổng coliform và E.coli được xác định theo tiêu chuẩn TCVN 6187-2: 1996, liên quan đến chất lượng nước Tiêu chuẩn này quy định phương pháp phát hiện và đếm vi khuẩn coliform, vi khuẩn coliform chịu nhiệt và Escherichia coli giả định Phần 2 của tiêu chuẩn mô tả phương pháp nhiều ống, sử dụng số có xác suất cao nhất để thực hiện các phép đo.

 Nồng độ Clo tự do, Cloramin, tổng clo, HPC đƣợc xây dựng trên quy trình trong Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater (SMEWW)

(1) Phân tích nồng độ clo tự do, cloramin, tổng clo Áp dụng theo Standard Method 4500-Cl F.DPD Ferrous Titrimetric Method và 4500-Cl G.DPD Colormetric Method

Nguyên tắc của quá trình chuẩn độ clo dư sử dụng N, N-diethyl-p-phenylenediamine (DPD) làm chỉ thị Khi clo tự do có mặt, nó sẽ phản ứng ngay với DPD, tạo ra màu đỏ đặc trưng.

Với 100ml mẫu, thêm 5ml dung dịch đệm phốtphát (Na 2 HPO 4 , KH 2 PO 4 ) và 5ml chỉ thị DPD, chuẩn độ bằng dung dịch FAS

Xác định clo tự do: Chuẩn nhanh chóng cho tới khi dung dịch mất màu

Dung dịch FAS để chuẩn độ đƣợc điều chế với nồng độ 1/355M Với nồng độ này áp dụng cho 100ml mẫu, 1ml dung dịch chuẩn FAS tương đương 1mgCl 2 /l

KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

Kết quả khảo sát nồng độ chất khử trùng clo trong đợt lấy mẫu tháng 8 năm

Hình 3.1 thể hiện giá trị nồng độ clo được phân tích tại phòng thí nghiệm, với kết quả đo nồng độ clo nhanh tại hiện trường bằng que so màu cho thấy sự phù hợp với giá trị clo tự do của các mẫu tương ứng Các cột trong hình biểu thị nồng độ clo tự do của từng mẫu, được sắp xếp theo thứ tự tăng dần khoảng cách từ điểm lấy mẫu đến điểm phân phối của hệ thống, cụ thể là điểm cuối của đường ống từ nhà máy nước sông Đà (họng nước vành đai 3) Khoảng cách này được xác định bằng cách đo trên bản đồ vệ tinh, trong khi các ô có ngôi sao đánh dấu những mẫu đã qua bể chứa.

Hình 3.1 Nồng độ clo tự do trong các mẫu tháng 8 năm 2014

Nồng độ clo tự do trong hệ thống phân phối nước có sự biến đổi lớn, dao động từ 0,1 mg/l đến hơn 2 mg/l Trong 20 mẫu nước thu thập, chỉ có 03 mẫu đạt tiêu chuẩn cho phép của QCVN (0,3 – 0,5 mg/l), trong khi 09 mẫu có nồng độ clo vượt quá quy định Đặc biệt, có mẫu nước ghi nhận nồng độ clo lên tới 2,3 mgCl2/L, cao gấp 4,5 lần so với quy chuẩn QCVN 01:2009/BYT Hình 3.1 minh họa các điểm có dư lượng clo vượt quá quy chuẩn, cho thấy tình trạng ô nhiễm trong nước.

Trong nghiên cứu về chất lượng nước, 42 mẫu được lấy từ hệ thống phân phối không qua bể chứa gia đình cho thấy giá trị clo tự do đạt tiêu chuẩn hoặc thấp hơn 0,3mg/L Để so sánh, trong lần lấy mẫu tiếp theo, mỗi vị trí sẽ được lấy hai mẫu: một mẫu là nước trực tiếp từ hệ thống cấp nước và một mẫu là nước đã qua bể chứa gia đình.

Kết quả lấy mẫu tháng 10 năm 2014 được trình bày trong hình 3.2 và bảng 3.1, trong đó bảng 3.1 chỉ ra nồng độ clo tự do tối thiểu và tối đa, cũng như nồng độ tổng clo thấp nhất và cao nhất của các mẫu.

Bảng 3.1 Nồng độ clo tự do, cloramin, tổng clo các mẫu tháng 10 năm 2014

Mẫu trực tiếp Mẫu bể chứa

Biểu đồ 3.2 thể hiện nồng độ clo tự do và cloramin của các mẫu nước, bao gồm cả mẫu trực tiếp và mẫu qua bể chứa, được sắp xếp theo thứ tự tăng dần về khoảng cách từ điểm phân phối của hệ thống.

Hình 3.2 Nồng độ clo tự do, cloramin các mẫu tháng 10 năm 2014

Trong nghiên cứu về nồng độ clo, chỉ có 5 mẫu trực tiếp đạt nồng độ cho phép, với nồng độ clo tự do cao nhất là 0,42 mg/L và thấp nhất là 0,11 mg/L, trung bình là 0,23 ± 0,09 mg/L Tất cả các mẫu qua bể chứa đều có nồng độ clo thấp dưới quy chuẩn, với nồng độ cao nhất là 0,24 mg/L và trung bình là 0,09 ± 0,07 mg/L Nồng độ cloramin trong mẫu dao động từ 0,08 đến 1,21 mg/L, với mẫu trực tiếp có nồng độ thấp nhất là 0,22 mg/L và cao nhất là 1,21 mg/L, trung bình là 0,62 ± 0,35 mg/L Mẫu qua bể chứa có nồng độ cloramin thấp nhất là 0,08 mg/L và cao nhất là 0,64 mg/L, trung bình là 0,15 ± 0,13 mg/L Tổng nồng độ clo của các mẫu trực tiếp dao động từ 0,34 đến 1,53 mg/L, với giá trị trung bình là 0,85 ± 0,39 mg/L, trong khi nồng độ tổng clo của các mẫu qua bể chứa dao động từ 0,1 đến 0,97 mg/L, trung bình là 0,21 ± 0,19 mg/L.

Kết quả lấy mẫu tháng 1 năm 2015 được trình bày trong hình 3.3 và bảng 3.2 Bảng 3.2 thể hiện nồng độ clo tự do, cloramin và tổng clo của các mẫu trong tháng 01 năm 2015.

Bảng 3.2 Nồng độ clo tự do, cloramin, tổng clo các mẫu tháng 1 năm 2015

Mẫu trực tiếp Mẫu bể chứa

Hình 3.3 thể hiện nồng độ clo tự do và cloramin của các mẫu nước, bao gồm mẫu lấy trực tiếp và mẫu qua bể chứa Các mẫu này được sắp xếp theo thứ tự tăng dần khoảng cách từ điểm phân phối của hệ thống.

Hình 3.3 Nồng độ clo tự do, tổng clo các mẫu tháng 1 năm 2015

Trong nghiên cứu về nồng độ clo, chỉ có 2 mẫu trực tiếp đạt tiêu chuẩn với dư lượng clo nằm trong khoảng cho phép, trong khi các mẫu còn lại có nồng độ clo thấp hơn quy chuẩn Mẫu có nồng độ clo tự do cao nhất là 0,44 mg/L và thấp nhất là 0,03 mg/L, với giá trị trung bình là 0,14 ± 0,12 mg/L Đối với các mẫu qua bể chứa, tất cả đều có dư lượng clo thấp hơn quy chuẩn, với nồng độ clo tự do cao nhất là 0,27 mg/L Nồng độ cloramin trong các mẫu này dao động từ 0,02 đến 0,88 mg/L, với giá trị thấp nhất là 0,03 mg/L và cao nhất là 0,88 mg/L Mẫu qua bể chứa có nồng độ cloramin thấp nhất là 0,02 mg/L và cao nhất là 0,19 mg/L, với giá trị trung bình là 0,05 ± 0,04 mg/L Tổng nồng độ clo của các mẫu trực tiếp dao động từ 0,06 đến 0,93 mg/L, với giá trị trung bình là 0,35 ± 0,03 mg/L, trong khi các mẫu qua bể chứa có nồng độ tổng clo dao động từ 0,03 đến 0,46 mg/L, với giá trị trung bình là 0,1 ± 0,09 mg/L.

So sánh kết quả phân tích mẫu nước tháng 8 năm 2014 với tháng 10 năm

2014 và tháng 01 năm 2015 nhận thấy: nồng độ clo tự do trong mẫu lấy trực tiếp vào tháng 10 năm 2014 và tháng 1 năm 2015 thấp hơn mẫu lấy vào tháng 8 năm

Trong năm 2015, chỉ có 2 hoặc 3 mẫu đạt quy chuẩn trong cả hai đợt lấy mẫu, trong khi hầu hết các mẫu đều có nồng độ thấp hơn 0,3 mg/L Nồng độ cloramin cao gấp đôi nồng độ clo tự do vào tháng 10 năm 2014, nhưng giảm xuống vào tháng 1 năm 2015 cùng với nồng độ clo tự do thấp Hầu hết các mẫu trong bể chứa đều có dư lượng clo thấp Sự thay đổi về mức clo tự do và tổng clo giữa các đợt lấy mẫu có thể do hai nguyên nhân chính: thứ nhất, các đợt lấy mẫu diễn ra vào các mùa khác nhau, ảnh hưởng đến chất lượng nước thô; thứ hai, vào tháng 8, nước sông Đà có tổng chất rắn hòa tan và hàm lượng vi sinh vật cao hơn so với các tháng sau đó Đặc biệt, độ đục trong nước tháng 8 cũng rất đáng chú ý.

Trong tháng 8, nồng độ clo sử dụng trong xử lý nước cao hơn đáng kể, với giá trị đo được gấp 17 lần độ đục trong nước tháng 10 và 26,5 lần tháng 2 Điều này có thể giải thích bởi các yếu tố khác nhau, dẫn đến dư lượng clo tự do trong nước tháng 8 vượt mức quy định QCVN, với một số điểm lấy mẫu có nồng độ clo tự do lên đến hơn 2,0mg/L.

So sánh với số liệu nước cấp từ nguồn sông Sài Gòn tại nhà máy Tân Hiệp

Kết quả đo lƣờng clo tự do và tổng clo ở đầu ra nhà máy đạt 0,91 mg/L và 1,30 mg/L, cao hơn so với các kết quả trong nghiên cứu trước đó.

Nghiên cứu cho thấy sự khác biệt rõ rệt về nồng độ clo tự do trong nước ngầm và nước cấp nguồn sông Đà tại Hà Nội Đối với nước ngầm, nồng độ clo dư giảm dần theo chiều dài đường ống từ điểm lấy mẫu đến điểm phân phối Tuy nhiên, trong nước cấp sông Đà, không có mối liên hệ rõ ràng giữa nồng độ clo và chiều dài đường ống, có thể do thời điểm lấy mẫu không đồng nhất Các mẫu nước được thu thập vào tháng 10 năm 2014 và tháng 01 năm 2015 trong hai tuần khác nhau, trong khi mẫu tháng 8 năm 2014 được lấy trong một ngày nhưng vào các thời điểm khác nhau Thêm vào đó, sự khác biệt trong quản lý và vận hành hệ thống phân phối ở từng khu vực cũng góp phần vào sự bất ổn định của nồng độ clo theo chiều dài đường ống.

Nghiên cứu cho thấy nồng độ tổng cloramin trong các mẫu cao hơn đáng kể so với các nghiên cứu khác Bảng 3.3 trình bày sự so sánh giữa nồng độ clo tự do, nồng độ cloramin và nồng độ tổng clo trung bình của các mẫu trong tháng 10.

Năm 2014 và tháng 01 năm 2015, so với nhiều khu vực khác trên thế giới, nguồn nước mặt tại Việt Nam cho thấy phần trăm cloramin trong tổng clo của các mẫu nước sông Đà cao hơn nhiều nghiên cứu khác Mặc dù QCVN 01:2009/BYT chỉ quy định nồng độ monocloramin, nhưng cần chú ý đến các hợp chất cloramin khác trong quản lý chất lượng nước Đặc biệt, dicloramin và tricloramin là hai yếu tố chính gây ra "mùi clo" dễ nhận biết trong nước cấp.

Bảng 3.3 So sánh giá trị nồng độ các dạng clo và % cloramin/tổng clo giữa kết quả nước cấp sông Đà và các nghiên cứu khác

Nồng độ Clo tự do (mg/L)

Nồng độ Tổng clo (mg/L)

3.2 Nồng độ các sản phẩm phụ từ quá trình khử trùng nước cấp