Vi hóa sinh kĩ thuật môi trường

Tham khảo tài liệu vi hóa sinh kĩ thuật môi trường, khoa học tự nhiên, công nghệ môi trường phục vụ nhu cầu học tập, nghiên cứu và làm việc hiệu quả
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Vi hóa sinh kĩ thuật môi trườngVi hóa sinh kĩ thuật môi trườngCHƯƠNG 1 SINH VẬT TRONG CÁC NGUỒN NƯỚC TỰ NHIÊNNhìn chung những quá trình sinh hóa diễn ra trong các nguồn nước thiên nhiênkhông phức tạp như khi xử lý chất thải, vì các chất hữu cơ trong nước thiênnhiên, nước cấp ít hơn, cả về lượng lẫn loại các chất. Một trong những nhiệm vụcủa người kỹ sư môi trường là phải cung cấp nước sạch, vô trùng cho dân.Chúng ta hãy xét các loại nguồn nước, sự nhiễ m bẩn và quá trình tự làm sạchcủa nước nguồn, đặc biệt là nguồn nước mặt để tạo cơ sở cho sự hiểu biết vàlàm việc sau này.1. CÁC NGUỒN NƯỚCTất cả các loại nước trong thiên nhiên đều qua dạng nước mưa. Nước bay hơi từđại dương, ngưng tụ lại thành những đám mây rồi lại rơi xuống lục địa ở dạngmưa, tuyết. Sau đó nước tập trung vào sông hồ rồi lại chải ra biển - đại dương.Chu trình thủy văn được minh họa ở (hình 1.1). Đối với chúng ta, kỹ sư môitrường có thể phân biệt 3 loại nguồn nước: Đó là nước mưa, nước mặt và nướcngầ m.Nước mưa. Về mặt vệ sinh - vô trùng học và hóa học, thì nước mưa sạch nhất,chỉ có nhược điểm là nồng độ muối trong đó quá ít, nhưng rất dễ khắc phụcbằng cách cho thêm muối vào. Tuy nhiên trong thực tế người ta chỉ dùng nướcmưa làm nguồn nước cục bộ cho những đối tượng yêu cầu ít nước.Nước ngầ m. Về mặt vệ sinh thì nước ngầ m kém hơn nước mưa, nhưng sạch hơnnước mặt. Nhiều khi không xử lý mà vẫn sử dụng được. Thực chất nước ngầmlà do nước mặt thấm xuống đất. Thành phần hóa lý của nước ngầ m tùy thuộccấu tạo địa chất và thành phần nước mặt.Đối với nước ngầ m, sự nhiễm bẩn về vi khuẩn rất đa dạng. Thông thường nướcngầ m, mạch nông bị nhiễ m bẩn nhiều hơn so với nước ngầm mạch sâu. Càngthấ m sâu xuống lòng đất, vi khuẩn càng ít đi bởi lớp đất trên cùng có khả nănggiữ lại hầu hết các vi khuẩn. Nhiều số liệu cho thấy ở dưới các hố phân, vikhuẩn không thể xâm nhập xuống chiều sâu 30 - 40 cm cách mặt đất. Tuy nhiêncó khi ở độ sâu 1,5 m và hơn nữa cũng phát hiện thấy có vi khuẩn và làm nướcngầ m bị nhiễm khuẩn.Các chất hóa học thấm xuống lòng đất sâu hơn. Nhưng trong quá trình thẩmthấu cùng với nước xuống đất, các chất đó có thể bị thay đổi thành phần. Chẳnghạn cách mặt đất 0,5 m nhiều chất hữu cơ đã bị phân hủy - bị oxy hóa. Người tađã nghiên cứu, phân tích và cho thấy, ở độ sâu 30,5 cm, BOD không vượt quá 5mg/l, thậ m chí khi BOD ban đầu trên mặt đất đạt tới 100 mg/l. Ở độ sâu đókhông còn thấy photphat nữa.Vi khuẩn và hóa chất không chỉ thẩm thấu theo chiều sâu, mà còn khuếch tántheo chiều ngang. Thí nghiệm cho thấy, cùng với nước ngầm các hóa chất cũngbị khuếch tán xa hơn vi khuẩn. Khoảng cách khuếch tán tùy thuộc lượng bẩnban đầu, tínhchất đất, kích thướt hạt. Tuy nhiên, có thể coi rằng vi sinh vật không thể thấ mvào giếng nước cách xa nguồn bẩn 20 m đối với đất pha sét, 200 m đối vớiđất cát (Jucốp và Ampolski 1951).Nước mặt. Khi mưa rơi xuống mặt đất, chảy vào các sông hồ nên gọi là nướcmặt. Nước mặt bẩn nhất cả về vi sinh vật, chất hữu cơ, vô cơ. Nước mặt rất giàucác chất dinh dưỡng - môi trường tốt cho nhiều loại vi sinh vật phát triển, kể cảnấm vàđộng vật hạ đẳng.2. SỰ NHIỄM BẨN NGUỒN NƯỚCSự nhiễm bẩn nguồn nước có thể do tự nhiên hoặc nhân tạo. Các chất bẩn có thểở dạng chất lơ lửng, keo, tan, chất độc, vi sinh vật, sinh vật,…Sự nhiễm bẩn tự nhiên: là do mưa rơi xuống mặt đất, kéo theo các chất bẩnxuống sông hồ hoặc do các sản phẩm sống – hoạt động phát triển của sinh vật,vi sinh vật – kể cả xác chết của chúng.Sự nhiễm bẩn do nhân tạo: chủ yếu do nước thải vùng dân cư đô thị, côngnghiệp cũng như tàu thuyền xả ra.2.1. Nhiễm bẩn tự nhiênTrên đây ta xét nước mưa ở góc độ nguồn cung cấp, bây giờ ta xét nước mưa –là một loại nước thải, một tác nhân vận chuyển chất bẩn vào sông hồ. Như đãbiết, nước mưa hoặc tuyết là nguồn bổ cập cho nguồn nước mặt, nước ngầ m.Thành phần nước mưa biến đổi theo thời gian, không gian, và tùy thuộc lượngcác tạp chất bẩn trong không khí, trên mặt đất. Chẳng hạn, ở gần các trung tâmcông nghiệp, nước mưa sẽ bảo hòa các khí thải của công nghiệp ngay trênkhông và bão hòa các chất bẩn công nghiệp cả trên mặt đất. Nếu ở trong nhữngkhu vực nghiên cứu hạt nhân thì nước mưa chứa cả các chất phóng xạ… Ngaycả lượng mưa cũng ảnh hưởng tới thành phần nước sông hồ. Nếu tính rằng vớithời gian 20 phút, thì lượng nước mưa ở Hà Nội hay ở các thành phố ở ViệtNam sẽ là bao nhiêu và tập trung vào sông hồ chứa bao nhiêu chất bẩn từ cácmặt phủ, mặt đất ở các vùng?Nước mưa cũng rất bẩn và ảnh hưởng nhiều tới chế độ dòng chảy của sông hồvà chất lượng nước trong đó.2.2. Nhiễm bẩn nhân tạoNước thải đô thị. Là nước thải sinh hoạt và công nghiệp trong phạ m vi đô thị.Hàng ngày trung bình mỗi người thải ra 1 lượng chất bẩn đáng kể 65g chất lơlửng, 35g BOD5 (nước đã lắng), 40g BOD20 (nước đã lắng), 8g nitơ amon,1,7g photphat theoP2O5, 9g clorua. Ở nước Mỹ và Tây Âu, các giá trị trên còn cao hơn.Trong nước thải đô thị chứa rất nhiều vi sinh vật, giun sán, cả vi sinh vật gâybệnh, nhất là vi sinh vật gây bệnh đường ruột. Những vi sinh vật chiếm mộtkhối lượng đáng kể các chất hữu cơ trong nước thải.Về thành phần cơ lý, các chất bẩn trong nước thải bao gồ m các chất lơ lửngkhông tan (huyền phù), keo và tan. Theo Heukelekian và Balmat, trong nướcthải sinh hoạt các chất dạng huyền phù chứa 80% là hữu cơ, keo và các chất tanchủ yếu là các chất khoáng. Các chất hữu cơ trong nước thải sinh hoạt là nhữngchất béo, đạm (chứa nitơ), đường (chứa carbon), như xenlulo, hemixenlulo,pectin, tinh bột,….Ngoài ra trong nước thải còn chứa cation Na+, K+….Nước thải sản xuất – công nghiệp. Nhiều lĩnh vực công nghiệp tiêu thụ và thảira một lượng nước khổng lồ như công nghiệp luyện kim đen, hóa học, chế biếnlọc hóa dầu, dệt nhuộ m, thực phẩm…Thành phần, tính chất nước thải côngnghiệp rất đa dạng. Ngoài các chất bẩn thông thường, trong nước thải côngnghiệp còn chứa nhiều chất độc hại. Khi lẫn với nước nguồn chúng sẽ tiêu diệtcác ...