Vai trò của nước
Chia sẻ bởi tieuthu_12c16_1987 |
Ngày 24/10/2018 |
50
Chia sẻ tài liệu: vai trò của nước thuộc Bài giảng khác
Nội dung tài liệu:
Vai trò của nước
Nước đóng vai trò vô cùng quan trọng trong đời sống sinh vật. Cơ thể sinh vật có chứa 60 - 90% nước. Nước là nguyên liệu để thực hiện quá trình quang hợp, là phương tiện vận chuyển chất dinh dưỡng, chất thải bỏ trong cơ thể sinh vật, là phương tiện trao đổi năng lượng, điều hòa nhiệt, là phương tiện phát tán nòi giống.
Là dung môi cho các quá trình hóa học , các phản ứng hóa học
Nhu cầu sinh lý của nước với cơ thể người
Đối với cơ thể, nước còn quan trọng hơn cả chất đạm, chất béo, chất đường, vitamin và muối khoáng.
Trong cơ thể con người, chất lỏng chiếm tỷ trọng nhiều nhất, khoảng 60-70% thể trọng. Chất lỏng trong cơ thể như máu, tuyến dịch limpa... là do nước và một số chất khác tạo nên, đã trở thành những “dòng sông, kênh rạch”, vận chuyển chất dinh dưỡng đến các bộ phận của cơ thể
- Nước tham gia vào việc hình thành các dịch tiêu hóa, giúp con người hấp thụ chất dinh dưỡng, cũng như tạo thành các chất lỏng trong cơ thể, thúc đẩy quá trình trao đổi chất.
Nước là chất quan trọng để các phản ứng hóa học và sự trao đổi chất diễn ra không ngừng trong cơ thể.
Nước là một dung môi, nhờ đó tất cả các chất dinh dưỡng được đưa vào cơ thể, sau đó được chuyển vào máu dưới dạng dung dịch nước.
Nước còn giúp cho các phế nang luôn ẩm ướt, có lợi cho việc hô hấp. Nước còn được gọi là dầu bôi trơn của toàn bộ khớp xương trong cơ thể, là một chất hoãn xung của hệ thống thần kinh.
- Con người mỗi ngày cần phải uống 1.500ml nước
- Nếu người không uống đủ nước sẽ có thể làm cho mỡ trong người tích tụ lại, cơ bắp thoái hóa, thiếu đàn hồi, chức năng tiêu hóa và hô hấp bị suy giảm, các chất thải độc hại ứ đọng nhiều trong cơ thể, gây trở ngại cho quá trình trao đổi chất. Bệnh khớp và bệnh viêm cơ cũng có liên quan đến việc thiếu nước
CHỈ TIÊU ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG NƯỚC
1. NhiÖt ®é
- NhiÖt ®é gi÷ vai trß rÊt quan träng ®èi víi c¸c qu¸ tr×nh sinh ho¸ diÔn ra trong tù nhiªn; nhiÖt ®é cã nh÷ng t¸c ®éng m¹nh mÏ trong c¸c hÖ thèng níc. Nh÷ng thay ®æi vÒ nhiÖt ®é cña níc cã thÓ ¶nh hëng ®Õn nhiÒu mÆt cña chÊt lîng níc. C¸c loµi thuû s¶n vµ nh÷ng thµnh viªn liªn quan cña c¸c chuçi thøc ¨n trong hÖ sinh th¸i níc rÊt nhËy c¶m víi nhiÖt ®é.
C¸c vi sinh vËt kh«ng cã kh¶ n¨ng khèng chÕ nhiÖt ®é néi t¹i cña chóng, v× thÕ nhiÖt ®é bªn trong tÕ bµo ®îc quyÕt ®Þnh bëi nhiÖt ®é cña m«i trêng. Mçi mét loµi sinh vËt chØ cã kh¶ n¨ng ph¸t triÓn trong mét kho¶ng nhiÖt ®é phï hîp víi chóng, ngoµi ph¹m vi nhiÖt ®é nµy chóng kh«ng thÓ ph¸t triÓn ®îc thËm chÝ kh«ng tån t¹i ®îc.
NhiÖt ®é lµ yÕu tè quan träng quyÕt ®Þnh loµi sinh vËt nµo tån t¹i vµ ph¸t triÓn mét c¸ch u thÕ trong hÖ sinh th¸i níc. §iÒu nµy còng còng cã nghÜa lµ nhiÖt ®é ¶nh hëng ®Õn tèc ®é vµ d¹ng ph©n huû c¸c hîp chÊt h÷u c¬ cã trong níc, nång ®é ¤xy hoµ tan vµ cuèi cïng lµ d©y truyÒn thøc ¨n.
2. MÇu s¾c
- NhiÒu lo¹i níc mÆt, ®Æc biÖt níc tõ c¸c vïng ®Çm lÇy thêng cã ®é mÇu cao kh«ng thÓ ®Ó sö dông trong sinh ho¹t hay mét sè ngµnh c«ng nghiÖp. ChÊt mang mÇu sinh ra do sù tiÕp xóc cña níc víi c¸c m¶nh vôn h÷u c¬ nh l¸ c©y, gç…trong níc giai ®o¹n ph©n huû. C¸c chÊt mang mÇu còng rÊt ®a d¹ng, trong ®ã tannin, axÝt humic, c¸c hum¸t t¹o ra tõ sù ph©n huû lignin ®îc coi lµ nh÷ng thµnh phÇn g©y mÇu s¾c chñ yÕu. Sù tån t¹i díi d¹ng s¾t (III) hum¸t còng cã mÇu m¹nh.
MÇu s¾c tù nhiªn tån t¹i trong níc phÇn lín díi d¹ng c¸c h¹t keo mang ®iÖn tÝch ©m. V× vËy, viÖc lo¹i bá mÇu tù nhiªn cã thÓ b»ng c¸ch g©y ®«ng tô bëi mét muèi cña ion ho¸ trÞ 3 nh Al hay Fe.
Cêng ®é mµu t¨ng lªn theo sù t¨ng cña pH.
- Níc mÆt còng bÞ nhuém mÇu do hiÖn tîng « nhiÔm c¸c lo¹i níc th¶i cã mµu.
3. Chất rắn lơ lửng
Kỹ thuật môi trường quan tâm đến việc đo đạc chất rắn trong các chất lỏng và bán lỏng bao gồm: nước dùng cho sinh hoạt, nước ô nhiễm, nước thải các loại và bùn cặn tạo ra trong quá trình xử lý.
Có thể xem tất cả các chất ngoại trừ nước, có trong chất lỏng đều thuộc chất rắn. Tuy vậy, ở đây ta coi những thành phần tồn dư sau khi làm bay hơi và sấy ở 103 - 1050 C là chất rắn.
Những chất rắn này được phân thành các loại sau: chất rắn hoà tan, chất rắn bay hơi, chất rắn không bay hơi, và chất rắn lơ lửng.
Trong lĩnh vực phân tích nước thải và nước bị ô nhiễm thì loại chất rắn lơ lửng có vai trò quan trọng.
- Việc xác định chất rắn lơ lửng đặc biệt quan trọng trong nghiên cứu hiện tượng ô nhiễm nước. Số liệu về chất rắn lơ lửng là một trong những thông số dùng để đánh giá cường độ nước thải sinh hoạt và xác định hiệu quả của các thiết bị xử lý. Trong kiểm soát ô nhiễm dòng chảy thì tất cả chất rắn lơ lửng được coi là chất rắn lắng đọng vì ở đây thời gian không phải là yếu tố giới hạn. sự sa lắng diễn ra do quá trình keo tụ sinh học và hoá học, vì vậy việc xác định hàm lượng chất rắn lơ lửng được xem có ý nghĩa như BOD.
4 §é ®ôc
- §é ®ôc cña níc lµ ®é ng¨n trë ¸nh s¸ng xuyªn qua níc do c¸c chÊt l¬ löng g©y ra.
§é ®ôc cña níc cã thÓ do nhiÒu chÊt l¬ löng bao gåm nh÷ng lo¹i cã kÝch thíc h¹t keo ®Õn nh÷ng hạt ph©n t¸n th« g©y nªn, tuú thuéc vµo møc ®é khuÊy ®¶o diÔn ra trong níc.
VÒ thµnh phÇn ho¸ häc, c¸c chÊt g©y ®é ®ôc cã thÓ lµ v« c¬ (c¸c h¹t keo ®Êt, ®¸) hoÆc h÷u c¬ hoÆc c¶ hai lo¹i ®ã do nguån gèc tù nhiªn hay nh©n t¹o.
- C¸c chÊt th¶i sinh ho¹t vµ c«ng nghiÖp cã chøa nhiÒu chÊt v« c¬ vµ h÷u c¬ g©y ®é ®ôc. - C¸c chÊt h÷u c¬ cã trong chÊt th¶i khi ®îc x¶ vµo níc sÏ l¹i trë thµnh nguån thøc ¨n cña vi khuÈn, v× vËy thóc ®Èy sù ph¸t triÓn cña vi khuÈn vµ c¸c sinh vËt kh¸c dïng vi khuÈn lµm thøc ¨n, kÕt qu¶ lµ ®é ®ôc cña níc t¨ng thªm. C¸c chÊt dinh dìng v« c¬ nh c¸c hîp chÊt nit¬, photpho cã trong níc th¶i vµ níc tiªu tõ vïng s¶n xuÊt n«ng nghiÖp khi ®i vµo níc còng lµm ®é ®ôc t¨ng lªn do chóng thóc ®Èy sù ph¸t triÓn cña t¶o.
- ChÝnh v× sù kh¸c nhau trong tÝnh chÊt cña c¸c thµnh phÇn g©y nªn ®é ®ôc cña níc nªn kh«ng thÓ Ên ®Þnh nh÷ng quy t¾c chÆt chÏ ®Ó lo¹i trõ ®é ®ôc.
5. Độ cứng
- Nước cứng là những loại nước có chứa các ion kim loại hoá trị II. Những ion này có khả năng tác dụng với xà phòng tạo kết tủa và tác dụng với các ion âm có trong nước tạo ra lớp váng. Các ion gây tính cứng cho nước chủ yếu là Ca2+, Mg2+, Sr+, Fe2+ và Mn2+. Những Cation này cùng với các anion quan trọng nhất đi kèm với chúng được liệt kê trong bảng 5.1 theo trình tự về lượng tương đối của chúng trong nước tự nhiên
-Các ion Al3+ và Fe3+ đôi khi cũng góp phần làm tăng độ cứng của nước.
Tuy nhiên độ hoà tan của các hyđrôxit của chúng ở những giá trị pH của nước tự nhiên rất thấp nồng độ của các ion này có thể bỏ qua
Độ cứng của nước thay đổi rõ rệt từ vùng này sang vùng khác tuỳ thuộc vào cấu trúc địa chất và các yếu tố khác. Nói chung nước mặt ít cứng hơn nước ngầm.
6. pH
-pH được định nghĩa bằng biểu thức: pH = -lg.
-pH là một chỉ tiêu quan trọng đối với mỗi giai đoạn trong kỹ thuật môi trường.
-Trong lĩnh vực cấp nước pH là yếu tố phải xem xét trong quá trình đông tụ hoá học, sát trùng làm mềm nước và kiểm soát ăn mòn.
-Trong xử lý nước thải bằng các quá trình sinh học thì pH phải được khống chế trong phạm vi thích hợp đối với vi sinh vật liên quan. Các quá trình hoá học được dùng để đông tụ nước thải, loại nước bùn cặn, hay Ôxy hoá chất nào đó như ion CN- chẳng hạn, đòi hỏi phải khống chế giá trị pH trong pham vi tương đối hẹp.
Vì những lý do đó và vì mối quan hệ chủ yếu giữa pH, độ axít và độ kiềm nên việc hiểu biết pH về mặt thực tế cũng như lý thuyết là rất quan trọng.
chúng ta xét kỹ hơn mối quan hệ giữa pH với sự phát triển với vi sinh vật (điều này quan trọng đối với quá trình xử lý chất thải bằng vi sinh vật), sự thay đổi pH ở hoạt động của vi sinh vật gây ra, các tác động chọn lọc của pH đối với sinh vật. Những mặt liên quan khác của pH sẽ được đề cập tới ở các phần tương ứng.
pH và sự phát triển của vi sinh vật.
- pH là yếu tố môi trường ảnh hưởng đến tốc độ phát triển và giới hạn sự phát triển của vi sinh vật, tương tự yếu tố nhiệt độ, trong môi trường nước.
- Mỗi loài sinh vật được đặc trưng bằng các giá trị pH cực tiểu và cực đại xác định giới hạn phạm vi pH trong đó nó có sự phát triển.
- Gía trị pH tối ưu cho một loài nào đó là pH mà tại đó tốc độ phát triển của nó là nhanh nhất. Các giá trị cực tiểu và cực đại giới hạn sự phát triển thường chỉ khác nhau từ 3 đến 4 đơn vị pH. Tuy nhiên, khi các gía trị pH chênh lệch nhau 4 đơn vị thì nồng độ ion H+ đã thay đổi hàng chục nghìn lần, vì vậy một khoảng pH "hẹp" thực tế liên quan đến một khoảng nồng độ H+ rất rộng. Gía trị pH tối ưu cho sự phát triển thường được coi là giá trị trung gian giữa pH cực tiểu và cực đại.
* Hầu hết các vi khuẩn có pH tối ưu nằm gần trung tính và các giá trị pH cực tiểu và cực đại cho sự phát triển tương ứng nằm gần 5 và 9.
*Hầu hết các loại nấm ưa thích môi trường axít, và có giá trị pH cực tiểu từ 1 - 3 với giá trị pH tối ưu xấp xỉ 5.
* Hầu hết vi khuẩn xanh lục có pH tối ưu lớn hơn 7.
* Hầu hết các động vật đơn bào (proptzoa) có khả năng phát triển trong khoảng pH từ 5 đến 8, với giá trị pH tối ưu gần 7.
-Một số vi khuẩn, một ít động vật đơn bào và nhiều loài nấm có thể phát triển trên những khoảng pH rất rộng.
-Một số vi sinh vật gây bệnh có khoảng pH cho sự phát triển bị hạn chế, nhưng sự thích nghi đối với môi trường không đổi của cơ thể không xẩy ra thường xuyên đối với pH
2. Sự biến đổi pH do hoạt động của vi sinh vật.
- Nhiều hoạt động trao đổi chất của vi sinh vật dẫn đến sự hình thành các sản phẩm mang tính axít và kiềm.. Đường được chuyển hoá thành nhiều sản phẩm, một số trong các sản phẩm này là các axít hữu cơ. Những axít này được giải phóng ra khỏi tế bào và có thể làm giảm pH bên ngoài tới giá trị đủ nhỏ để kìm hãm sự phát triển.
- vi khuẩn axít lắctíc (thường được sử dụng trong việc sản xuất các sản phẩm sữa như sữa bơ và kem chua), chuyển hoá đường sữa (lactose) có trong sữa thành axít lắctíc và làm giảm pH đến xấp xỉ 4 đến 4,5. ở pH này chúng ngừng phát triển và lúc đó có mặt những sinh vật khác chống chịu được môi trường axít hơn thì những sinh vật này sẽ tiếp tục phát triển. Như vậy, do sự giảm pH bởi các sản phầm trao đổi chất mà loài sinh vật chiếm ưu thế thay đổi.
Các sinh vật phát triển trong môi trường háo khí cũng sản sinh ra axít. Qúa trình Ôxy hoá các hợp chất hữu cơ có thể tạo ra lượng CO2 đủ để làm giảm các giá trị pH một cách đáng kể nếu môi trường nước không được đệm một cách đầy đủ. Các vi khuẩn phát triển trong điều kiện nồng độ Ôxy thấp có thể chỉ Ôxy hoá tong phần chất tác dụng và thường được các sản phẩm trao đổi chất trung gian mang tính axít.
Ngay cả khi có đủ Ôxy trong thời kỳ phát triển háo khí bình thường, một số vi khuẩn có thể tạo ra các sản phẩm hữu cơ mang tính axít, những sản phẩm này, sau đó được mang vào tế bào và tiếp tục được chuyển hoá. Một ít loài vi khuẩn sản sinh những lượng axít lớn gây nên giá trị pH rất thấp không thích hợp cho sự phát triển của những vi khuẩn khác
- Các vi sinh vật cũng có thể làm tăng pH của môi trường xung quanh do chúng tạo ra các sản phẩm mang tính kiềm hay do chúng loại bỏ các ion nào đó khỏi môi trường.
7. độ axít
-Độ Axít của một loại nước là khả năng nhường proton của nước đó.
-Độ Axít được đo bằng mg/l tính theo CaCO3.
-Độ Axít của nước được tạo ra bởi các axít yếu (như Axít cacbonic, Axít tannic.), các muối chịu sự thuỷ phân (như FeSO4, Al2(SO4)3,.). Khi nước có pH nhỏ hơn 4,5 thì độ Axít còn do các Axít mạnh gây nên.
-Cácbon đioxít (và cũng là H2CO3) là một thành phần thông thường của mọi loại nước tự nhiên. CO2 có thể đi vào nước do khuếch tán từ không khí nhưng chỉ khi nào áp suất riêng phần của nó trong nước nhỏ hơn áp xuất riêng phần của nó trong không khí.
CO2 cũng có thể sinh ra trong nước do sự Ôxy hoá sinh học chất hữu cơ, đặc biệt trong nước bị ô nhiễm.
-Nước ngầm và nước trong vùng yếm khí của các hồ phân tầng nhiệt thường chứa những lượng CO2 đáng kể. CO2 là một sản phẩm cuối cùng của quá trình Ôxy hoá sinh học cả trong điều kiệm yếm khí lẫn trong điều kiện háo khí, vì vậy nồng độ của nó không bị hạn chế bởi nồng độ Ôxy hoà tan ban đầu. Không ít trường hợp nước ngầm chứa CO2 với nồng độ 30 - 50 mg/l.
8. độ kiềm
Độ kiềm của một loại nước là khả năng tiếp nhận proton của nước đó.
Độ kiềm biểu thị bằng mg/l tính theo CaCO3.
Độ kiềm của nước được tạo ra bởi các muối của axít yếu như: cácbônát, bicácbônát, bôrát, silicát, photphat,.các bazơ yếu như NH3 và bazơ mạnh. Các thành phần tạo nên độ kiềm của nước có thể có nguồn gốc tự nhiên như tác dụng của CO2 lên các thành phần có tính chất kiềm trong đất.Hoặc do sự phát triển của tảo, làm giảm lượng CO2, do vậy pH của nước tăng lên. Độ kiềm của nước còn có nguồn gốc nhân tạo: các nguồn nước thải khác nhau.
- Độ kiềm là thước đo khả năng đệm của nước vì vậy được sử dụng nhiều trong kỹ thuật xử lý nước thải.
Trong đông tụ hoá học, độ kiềm của nước có tác dụng đệm không cho pH giảm xuống do chất đông tụ tạo H+ gây ra, ví dụ, khi dùng FeCl3 làm chất đông tụ, sự thuỷ phân chất này sẽ tạo ra H+.
9. NH3
Amoniac có mặt một cách tự nhiên trong nước mặt và nước thải sinh hoạt. NH3 được tạo ra phần lớn từ quá trình thuỷ phân urê.
Trong các thể nước, NH được tạo ra do sự khử các nitrát dưới điều kiện yếm khí của các vi khuẩn.
Là một sản phẩm hoạt động của các vi sinh vật, NH3 được dùng làm dấu hiệu về sự ô nhiễm hoá học.
10. DO
(Nồng độ Ôxy hoà tan - Dissolved oxygen)
Tất cả các sinh vật đều phụ thuộc vào Ôxy dưới dạng nào đó để duy trì các quá trình trao đổi chất để sản sinh và phát triển.
DO thường được biểu thị bằng mg/l.
1. ý nghĩa của DO:
DO là yếu tố quyết đinh các quá trình phân huỷ sinh học các chất ô nhiễm trong nước diễn ra trong điều kiện yếm khí hay háo khí và do đó các sinh vật yếm khí hay háo khí đóng vai trò phân huỷ.
Nếu vai trò phân huỷ do các sinh vật yếm khí thưc hiện thì sản phẩm thường có tính độc hại. Trong khi đó nếu sự phân huỷ do sinh vật háo khí tiến hành thì sẽ tạo ra các chất không độc hại. Cả hai loại vi sinh vật trên đều có rất sẫn trong tự nhiên; muốn cho sinh vật háo khí chiếm ưu thế trong hoạt động phân huỷ thì phải tạo được điều kiện háo khí.
Trong kiểm soát ô nhiễm các dòng chảy, đòi hỏi phải duy trì DO trong giới hạn thích hợp cho một loài thuỷ sản ở bất kỳ thời điểm nào.
- Việc xác định DO thường được dùng làm cơ sở cho thí nghiệm BOD, vì vậy thí nghiệp được coi là thí nghiệm quan trọng bậc nhất dùng để đánh giá cường độ nước thải công nghiệp và sinh hoạt. Tốc độ Ôxy hoá được xác định thông qua đo đạc DO tồn dư trong hệ sau những khoảng thời gian khác nhau.
DO là một yếu tố liên quan đến ăn mòn sắt, thép, đặc biệt trong các hệ thống phân phối nước và các nồi hơi và việc xác định DO được dùng để khống chế sự ăn mòn đó.
2. C¸c yÕu tè ¶nh hëng ®Õn gi¸ trÞ DO.
* Sù khuÕch t¸n ¤xy tõ kh«ng khÝ vµo níc
Sù tiªu hao ¤xy do qu¸ tr×nh ph©n huû sinh häc chÊt h÷u c¬.
* Sù hao hôt ¤xy hoµ tan do h« hÊp cña ®éng vËt vµ thùc vËt sèng trong níc.
Sù bæ xung ¤xy do quang hîp:
Sù tiªu hao ¤xy do qu¸ tr×nh ph©n huû chÊt h÷u c¬ cã trong kÕt tña cña ®¸y vµ tõ c¸c nguån bæ sung.
11. BOD
(Nhu cầu Ôxy sinh hoá - Biochemical ôxygen demand)
Định nghĩa:
Nhu cầu Ôxy sinh hoá (BOD) là lượng Ôxy cần thiết phải cung cấp để vi khuẩn phân huỷ các chất hữu cơ (chịu sự phân huỷ sinh học) trong điều kiện háo khí.
Đơn vị đo BOD thường là mg/l.
Những chất hữu cơ chịu sự phân huỷ sinh học là những chất có thể làm thức ăn cho vi khuẩn, và trong quá trình Ôxy hoá chúng năng lượng được giải phóng. Như vậy, sự Ôxy hóa diễn ra ở đây được coi là một bộ phận của dây truyền thức ăn tự nhiên và một phần chất hữu cơ được sử dụng để tạo ra các chất cần thiết cho cơ thể sống (các lipít, hyđrátcácbon, protêin, axít nuclêic.) của loài vi khuẩn mà sự phát triển của nó là dựa vào chất hữu cơ. Toàn bộ sự phân huỷ háo khí một chất hữu cơ như vậy trải qua nhiều bước, ở mỗi bước chỉ có một phần chất hữu cơ ban đầu được Ôxy hoá thành CO2 và H2O, phần còn lại được sử dụng để tạo ra chất hữu cơ mới (tế bào mới).
ý nghĩa BOD
Giữa lượng Ôxy tiêu tốn trong quá trình Ôxy hoá sinh hoá và lượng chất hữu cơ có mối quan hệ chặt chẽ, vì vậy số liệu thí nghiệm BOD5 được sử dụng rộng rãi để xác định cường độ ô nhiễm của các loại chất thải sinh hoạt và công nghiệp được xả vào các nguồn nước tự nhiên dưới điều kiện hiếu háo khí
17. COD
(Nhu cầu Ôxy hoá học - chemical oxygen demand)
1. Định nghĩa:
COD là lượng Ôxy cần thiết để Ôxy hoá hoàn toàn chất hữu cơ bằng chất Ôxy hoá mạnh.
COD tính bằng mg/l
ý nghĩa của COD
- Thí nghiệm đo đạc COD được sử dụng rộng rãi trong lĩnh vực kiểm soát ô nhiễm môi trường do những ưu điểm sau:
- Cho kết quả nhanh chóng (chỉ sau 3h) nên đáp ứng được nhiều yêu cầu thực tế khi cần có số liệu nhanh, đặc biệt khi vận hành các thiết bị xử lý.
- Có thể tự động hoá việc xác định nên tiết kiệm được thời gian và tăng khả năng phân tích.
- Số liệu COD thường được dùng chuyển đổi sang BOD khi việc thí nghiệm đã được tiến hành đủ nhiều để rút ra hệ số tương ưu có độ tin cậy lớn.
- Kết hợp hai loại số liệu BOD và COD cho phép đánh giá lượng chất hữu cơ trơ đối với sự phân huỷ sinh học.
18 tiêu chuẩn vi khuẩn học
Về mặt vi sinh học, hiện tượng nhiễm bẩn nước bởi phân người là đáng lo ngại bậc nhất, vì nhiều sinh vật gâybệnh đuờng ruột nguồn gốc từ phân được nước mang theo, lúc này nước được coi là phương tiện lây lan bệnh.
Trong phân, bên cạnh các vi sinh vật gây bệnh, luôn luôn có một số rất lớn vi khuẩn Echerichia Coli (E. coli); ước tính mỗi người mỗi ngày bài tiết khoảng 2x1011 E.coli. Vì vậy, sự có mặt của E. coli trong nước được dùng làm dấu hiệu về khả năng tồn tại của các vi sinh vật gây bệnh khác.
-Tiêu chuẩn vi khuẩn học quy định giới hạn tối đa cho phép của số lượng E. coli có trong 100ml nước.
Cách xác định: Lấy 0,1 ml mẫu nước đã pha loãng 102 đến 104 lần đem ấp trong môi trường agar - eosin - methylene blue 37,10C trong thời gian 48 giờ. Sau đó dùng kính hiểm vi đếm và suy ra số E. coli có trong 100ml mẫu nước.
Nước sạch :
Nước được coi là nước sạch, khi nó :
- Không màu , không mùi, không vị.
- Trong, không có vẩn đục.
- Không có vi trùng và các chất gây bệnh.
Nước đạt chỉ tiêu và hàm lượng các chất nằm trong giới hạn cho phép
Nước uống sạch là nước không có màu, mùi vị khác thường gây khó chịu cho người uống, không có các chất tan và không tan độc hại cho con người, không có các vi khuẩn gây bệnh và không gây tác động xấu cho sức khoẻ người sử dụng trước mắt cũng như lâu dài
Các nguồn nước có thể sử dụng
Nước mưa
Nước sông, hồ
Nước máy
Nước ngầm (giếng đào, giếng khoan)
VI KHUẨN VÀ SINH VẬT KHÁC TRONG NƯỚC THẢI
Các vi sinh vật hiện diện trong nước thải bao gồm các vi khuẩn, vi rút, nấm, tảo, nguyên sinh động vật, các loài động và thực vật bậc cao.
Các vi khuẩn
trong nước thải có thể chia làm 4 nhóm lớn:
-nhóm hình cầu (cocci) có đường kính khoảng 1 ¸ 3 mm;
-nhóm hình que (bacilli) có chiều rộng khoảng 0,3 ¸ 1,5 mm chiều dài khoảng 1 ¸ 10,0 mm (điển hình cho nhóm này là vi khuẩn E. coli có chiều rộng 0,5mm chiều dài 2 mm);
-nhóm vi khuẩn hình que cong và xoắn ốc, vi khuẩn hình que cong có chiều rộng khoảng 0,6 ¸ 1,0 mm và chiều dài khoảng 2 ¸ 6 mm; trong khi vi khuẩn hình xoắn ốc có chiều dài có thể lên đến 50 mm;
-nhóm vi khuẩn hình sợi có chiều dài khoảng 100 mm hoặc dài hơn.
Các vi khuẩn có khả năng phân hủy các hợp chất hữu cơ trong tự nhiên cũng như trong các bể xử lý. Do đó đặc điểm, chức năng của nó phải được tìm hiểu kỹ. Ngoài ra các vi khuẩn còn có khả năng gây bệnh và được sử dụng làm thông số chỉ thị cho việc ô nhiễm nguồn nước bởi phân.
Nấm
-có cấu tạo cơ thể đa bào, sống hiếu khí, không quang hợp và là loài hóa dị dưỡng. Chúng lấy dưỡng chất từ các chất hữu cơ trong nước thải. Cùng với vi khuẩn, nấm chịu trách nhiệm phân hủy các chất hữu cơ có trong nước thải.
Về mặt sinh thái học nấm có hai ưu điểm so với vi khuẩn: nấm có thể phát triển trong điều kiện ẩm độ thấp và pH.
Không có sự hiện diện của nấm, chu trình carbon sẽ chậm lại và các chất thải hữu cơ sẽ tích tụ trong môi trường.
Tảo
gây ảnh hưởng bất lợi cho các nguồn nước mặt vì ở điều kiện thích hợp nó sẽ phát triển nhanh bao phủ bề mặt ao hồ và các dòng nước gây nên hiện tượng "tảo nở hoa". Sự hiện diện của tảo làm giảm giá trị của nguồn nước sử dụng cho mục đích cấp nước bởi vì chúng tạo nên mùi và vị.
Nguyên sinh động vật
-có cấu tạo cơ thể đơn bào, hầu hết sống hiếu khí hoặc yếm khí không bắt buộc chỉ có một số loài sống yếm khí. Các nguyên sinh động vật quan trọng trong quá trình xử lý nước thải bao gồm các loài Amoeba, Flagellate và Ciliate. Các nguyên sinh động vật này ăn các vi khuẩn và các vi sinh vật khác do đó, nó đóng vai trò quan trọng trong việc cân bằng hệ vi sinh vật trong các hệ thống xử lý sinh học. Một số nguyên sinh động vật gây bệnh cho người như Giardalamblia và Cryptosporium.
Động vật và thực vật
-Bao gồm các loài có kích thước nhỏ như rotifer đến các loài giáp xác có kích thước lớn. Các loài này rất hữu ích trong việc đánh giá mức độ ô nhiễm của các nguồn nước cũng như độc tính của các loại nước thải.
Vi rút
là các loài ký sinh bắt buộc, các loại vi rút phóng thích ra trong phân người có khả năng lây truyền bệnh rất cao. Một số loài có khả năng sống đến 41 ngày trong nước và nước thải ở 20oC và 6 ngày trong nước sông bình thường.
Vi sinh vật gây ô nhiễm nguồn nước:
Sinh vật có mặt trong môi trường nước ở nhiều dạng khác nhau. Bên cạnh các sinh vật có ích có nhiều nhóm sinh vật gây bệnh hoặc truyền bệnh cho người và sinh vật. Trong số này, đáng chú ý là các loại vi khuẩn, siêu vi khuẩn và ký sinh trùng gây bệnh như các loại ký sinh trùng bệnh tả, lỵ, thương hàn, sốt rét, siêu vi khuẩn viêm gan B, siêu vi khuẩn viêm não Nhật bản, giun đỏ, trứng giun v.v...
Các vi sinh vật chỉ thị dùng để quản lý cho các nguồn nước có mục đích sử dụng khác nhau
Nước đóng vai trò vô cùng quan trọng trong đời sống sinh vật. Cơ thể sinh vật có chứa 60 - 90% nước. Nước là nguyên liệu để thực hiện quá trình quang hợp, là phương tiện vận chuyển chất dinh dưỡng, chất thải bỏ trong cơ thể sinh vật, là phương tiện trao đổi năng lượng, điều hòa nhiệt, là phương tiện phát tán nòi giống.
Là dung môi cho các quá trình hóa học , các phản ứng hóa học
Nhu cầu sinh lý của nước với cơ thể người
Đối với cơ thể, nước còn quan trọng hơn cả chất đạm, chất béo, chất đường, vitamin và muối khoáng.
Trong cơ thể con người, chất lỏng chiếm tỷ trọng nhiều nhất, khoảng 60-70% thể trọng. Chất lỏng trong cơ thể như máu, tuyến dịch limpa... là do nước và một số chất khác tạo nên, đã trở thành những “dòng sông, kênh rạch”, vận chuyển chất dinh dưỡng đến các bộ phận của cơ thể
- Nước tham gia vào việc hình thành các dịch tiêu hóa, giúp con người hấp thụ chất dinh dưỡng, cũng như tạo thành các chất lỏng trong cơ thể, thúc đẩy quá trình trao đổi chất.
Nước là chất quan trọng để các phản ứng hóa học và sự trao đổi chất diễn ra không ngừng trong cơ thể.
Nước là một dung môi, nhờ đó tất cả các chất dinh dưỡng được đưa vào cơ thể, sau đó được chuyển vào máu dưới dạng dung dịch nước.
Nước còn giúp cho các phế nang luôn ẩm ướt, có lợi cho việc hô hấp. Nước còn được gọi là dầu bôi trơn của toàn bộ khớp xương trong cơ thể, là một chất hoãn xung của hệ thống thần kinh.
- Con người mỗi ngày cần phải uống 1.500ml nước
- Nếu người không uống đủ nước sẽ có thể làm cho mỡ trong người tích tụ lại, cơ bắp thoái hóa, thiếu đàn hồi, chức năng tiêu hóa và hô hấp bị suy giảm, các chất thải độc hại ứ đọng nhiều trong cơ thể, gây trở ngại cho quá trình trao đổi chất. Bệnh khớp và bệnh viêm cơ cũng có liên quan đến việc thiếu nước
CHỈ TIÊU ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG NƯỚC
1. NhiÖt ®é
- NhiÖt ®é gi÷ vai trß rÊt quan träng ®èi víi c¸c qu¸ tr×nh sinh ho¸ diÔn ra trong tù nhiªn; nhiÖt ®é cã nh÷ng t¸c ®éng m¹nh mÏ trong c¸c hÖ thèng níc. Nh÷ng thay ®æi vÒ nhiÖt ®é cña níc cã thÓ ¶nh hëng ®Õn nhiÒu mÆt cña chÊt lîng níc. C¸c loµi thuû s¶n vµ nh÷ng thµnh viªn liªn quan cña c¸c chuçi thøc ¨n trong hÖ sinh th¸i níc rÊt nhËy c¶m víi nhiÖt ®é.
C¸c vi sinh vËt kh«ng cã kh¶ n¨ng khèng chÕ nhiÖt ®é néi t¹i cña chóng, v× thÕ nhiÖt ®é bªn trong tÕ bµo ®îc quyÕt ®Þnh bëi nhiÖt ®é cña m«i trêng. Mçi mét loµi sinh vËt chØ cã kh¶ n¨ng ph¸t triÓn trong mét kho¶ng nhiÖt ®é phï hîp víi chóng, ngoµi ph¹m vi nhiÖt ®é nµy chóng kh«ng thÓ ph¸t triÓn ®îc thËm chÝ kh«ng tån t¹i ®îc.
NhiÖt ®é lµ yÕu tè quan träng quyÕt ®Þnh loµi sinh vËt nµo tån t¹i vµ ph¸t triÓn mét c¸ch u thÕ trong hÖ sinh th¸i níc. §iÒu nµy còng còng cã nghÜa lµ nhiÖt ®é ¶nh hëng ®Õn tèc ®é vµ d¹ng ph©n huû c¸c hîp chÊt h÷u c¬ cã trong níc, nång ®é ¤xy hoµ tan vµ cuèi cïng lµ d©y truyÒn thøc ¨n.
2. MÇu s¾c
- NhiÒu lo¹i níc mÆt, ®Æc biÖt níc tõ c¸c vïng ®Çm lÇy thêng cã ®é mÇu cao kh«ng thÓ ®Ó sö dông trong sinh ho¹t hay mét sè ngµnh c«ng nghiÖp. ChÊt mang mÇu sinh ra do sù tiÕp xóc cña níc víi c¸c m¶nh vôn h÷u c¬ nh l¸ c©y, gç…trong níc giai ®o¹n ph©n huû. C¸c chÊt mang mÇu còng rÊt ®a d¹ng, trong ®ã tannin, axÝt humic, c¸c hum¸t t¹o ra tõ sù ph©n huû lignin ®îc coi lµ nh÷ng thµnh phÇn g©y mÇu s¾c chñ yÕu. Sù tån t¹i díi d¹ng s¾t (III) hum¸t còng cã mÇu m¹nh.
MÇu s¾c tù nhiªn tån t¹i trong níc phÇn lín díi d¹ng c¸c h¹t keo mang ®iÖn tÝch ©m. V× vËy, viÖc lo¹i bá mÇu tù nhiªn cã thÓ b»ng c¸ch g©y ®«ng tô bëi mét muèi cña ion ho¸ trÞ 3 nh Al hay Fe.
Cêng ®é mµu t¨ng lªn theo sù t¨ng cña pH.
- Níc mÆt còng bÞ nhuém mÇu do hiÖn tîng « nhiÔm c¸c lo¹i níc th¶i cã mµu.
3. Chất rắn lơ lửng
Kỹ thuật môi trường quan tâm đến việc đo đạc chất rắn trong các chất lỏng và bán lỏng bao gồm: nước dùng cho sinh hoạt, nước ô nhiễm, nước thải các loại và bùn cặn tạo ra trong quá trình xử lý.
Có thể xem tất cả các chất ngoại trừ nước, có trong chất lỏng đều thuộc chất rắn. Tuy vậy, ở đây ta coi những thành phần tồn dư sau khi làm bay hơi và sấy ở 103 - 1050 C là chất rắn.
Những chất rắn này được phân thành các loại sau: chất rắn hoà tan, chất rắn bay hơi, chất rắn không bay hơi, và chất rắn lơ lửng.
Trong lĩnh vực phân tích nước thải và nước bị ô nhiễm thì loại chất rắn lơ lửng có vai trò quan trọng.
- Việc xác định chất rắn lơ lửng đặc biệt quan trọng trong nghiên cứu hiện tượng ô nhiễm nước. Số liệu về chất rắn lơ lửng là một trong những thông số dùng để đánh giá cường độ nước thải sinh hoạt và xác định hiệu quả của các thiết bị xử lý. Trong kiểm soát ô nhiễm dòng chảy thì tất cả chất rắn lơ lửng được coi là chất rắn lắng đọng vì ở đây thời gian không phải là yếu tố giới hạn. sự sa lắng diễn ra do quá trình keo tụ sinh học và hoá học, vì vậy việc xác định hàm lượng chất rắn lơ lửng được xem có ý nghĩa như BOD.
4 §é ®ôc
- §é ®ôc cña níc lµ ®é ng¨n trë ¸nh s¸ng xuyªn qua níc do c¸c chÊt l¬ löng g©y ra.
§é ®ôc cña níc cã thÓ do nhiÒu chÊt l¬ löng bao gåm nh÷ng lo¹i cã kÝch thíc h¹t keo ®Õn nh÷ng hạt ph©n t¸n th« g©y nªn, tuú thuéc vµo møc ®é khuÊy ®¶o diÔn ra trong níc.
VÒ thµnh phÇn ho¸ häc, c¸c chÊt g©y ®é ®ôc cã thÓ lµ v« c¬ (c¸c h¹t keo ®Êt, ®¸) hoÆc h÷u c¬ hoÆc c¶ hai lo¹i ®ã do nguån gèc tù nhiªn hay nh©n t¹o.
- C¸c chÊt th¶i sinh ho¹t vµ c«ng nghiÖp cã chøa nhiÒu chÊt v« c¬ vµ h÷u c¬ g©y ®é ®ôc. - C¸c chÊt h÷u c¬ cã trong chÊt th¶i khi ®îc x¶ vµo níc sÏ l¹i trë thµnh nguån thøc ¨n cña vi khuÈn, v× vËy thóc ®Èy sù ph¸t triÓn cña vi khuÈn vµ c¸c sinh vËt kh¸c dïng vi khuÈn lµm thøc ¨n, kÕt qu¶ lµ ®é ®ôc cña níc t¨ng thªm. C¸c chÊt dinh dìng v« c¬ nh c¸c hîp chÊt nit¬, photpho cã trong níc th¶i vµ níc tiªu tõ vïng s¶n xuÊt n«ng nghiÖp khi ®i vµo níc còng lµm ®é ®ôc t¨ng lªn do chóng thóc ®Èy sù ph¸t triÓn cña t¶o.
- ChÝnh v× sù kh¸c nhau trong tÝnh chÊt cña c¸c thµnh phÇn g©y nªn ®é ®ôc cña níc nªn kh«ng thÓ Ên ®Þnh nh÷ng quy t¾c chÆt chÏ ®Ó lo¹i trõ ®é ®ôc.
5. Độ cứng
- Nước cứng là những loại nước có chứa các ion kim loại hoá trị II. Những ion này có khả năng tác dụng với xà phòng tạo kết tủa và tác dụng với các ion âm có trong nước tạo ra lớp váng. Các ion gây tính cứng cho nước chủ yếu là Ca2+, Mg2+, Sr+, Fe2+ và Mn2+. Những Cation này cùng với các anion quan trọng nhất đi kèm với chúng được liệt kê trong bảng 5.1 theo trình tự về lượng tương đối của chúng trong nước tự nhiên
-Các ion Al3+ và Fe3+ đôi khi cũng góp phần làm tăng độ cứng của nước.
Tuy nhiên độ hoà tan của các hyđrôxit của chúng ở những giá trị pH của nước tự nhiên rất thấp nồng độ của các ion này có thể bỏ qua
Độ cứng của nước thay đổi rõ rệt từ vùng này sang vùng khác tuỳ thuộc vào cấu trúc địa chất và các yếu tố khác. Nói chung nước mặt ít cứng hơn nước ngầm.
6. pH
-pH được định nghĩa bằng biểu thức: pH = -lg.
-pH là một chỉ tiêu quan trọng đối với mỗi giai đoạn trong kỹ thuật môi trường.
-Trong lĩnh vực cấp nước pH là yếu tố phải xem xét trong quá trình đông tụ hoá học, sát trùng làm mềm nước và kiểm soát ăn mòn.
-Trong xử lý nước thải bằng các quá trình sinh học thì pH phải được khống chế trong phạm vi thích hợp đối với vi sinh vật liên quan. Các quá trình hoá học được dùng để đông tụ nước thải, loại nước bùn cặn, hay Ôxy hoá chất nào đó như ion CN- chẳng hạn, đòi hỏi phải khống chế giá trị pH trong pham vi tương đối hẹp.
Vì những lý do đó và vì mối quan hệ chủ yếu giữa pH, độ axít và độ kiềm nên việc hiểu biết pH về mặt thực tế cũng như lý thuyết là rất quan trọng.
chúng ta xét kỹ hơn mối quan hệ giữa pH với sự phát triển với vi sinh vật (điều này quan trọng đối với quá trình xử lý chất thải bằng vi sinh vật), sự thay đổi pH ở hoạt động của vi sinh vật gây ra, các tác động chọn lọc của pH đối với sinh vật. Những mặt liên quan khác của pH sẽ được đề cập tới ở các phần tương ứng.
pH và sự phát triển của vi sinh vật.
- pH là yếu tố môi trường ảnh hưởng đến tốc độ phát triển và giới hạn sự phát triển của vi sinh vật, tương tự yếu tố nhiệt độ, trong môi trường nước.
- Mỗi loài sinh vật được đặc trưng bằng các giá trị pH cực tiểu và cực đại xác định giới hạn phạm vi pH trong đó nó có sự phát triển.
- Gía trị pH tối ưu cho một loài nào đó là pH mà tại đó tốc độ phát triển của nó là nhanh nhất. Các giá trị cực tiểu và cực đại giới hạn sự phát triển thường chỉ khác nhau từ 3 đến 4 đơn vị pH. Tuy nhiên, khi các gía trị pH chênh lệch nhau 4 đơn vị thì nồng độ ion H+ đã thay đổi hàng chục nghìn lần, vì vậy một khoảng pH "hẹp" thực tế liên quan đến một khoảng nồng độ H+ rất rộng. Gía trị pH tối ưu cho sự phát triển thường được coi là giá trị trung gian giữa pH cực tiểu và cực đại.
* Hầu hết các vi khuẩn có pH tối ưu nằm gần trung tính và các giá trị pH cực tiểu và cực đại cho sự phát triển tương ứng nằm gần 5 và 9.
*Hầu hết các loại nấm ưa thích môi trường axít, và có giá trị pH cực tiểu từ 1 - 3 với giá trị pH tối ưu xấp xỉ 5.
* Hầu hết vi khuẩn xanh lục có pH tối ưu lớn hơn 7.
* Hầu hết các động vật đơn bào (proptzoa) có khả năng phát triển trong khoảng pH từ 5 đến 8, với giá trị pH tối ưu gần 7.
-Một số vi khuẩn, một ít động vật đơn bào và nhiều loài nấm có thể phát triển trên những khoảng pH rất rộng.
-Một số vi sinh vật gây bệnh có khoảng pH cho sự phát triển bị hạn chế, nhưng sự thích nghi đối với môi trường không đổi của cơ thể không xẩy ra thường xuyên đối với pH
2. Sự biến đổi pH do hoạt động của vi sinh vật.
- Nhiều hoạt động trao đổi chất của vi sinh vật dẫn đến sự hình thành các sản phẩm mang tính axít và kiềm.. Đường được chuyển hoá thành nhiều sản phẩm, một số trong các sản phẩm này là các axít hữu cơ. Những axít này được giải phóng ra khỏi tế bào và có thể làm giảm pH bên ngoài tới giá trị đủ nhỏ để kìm hãm sự phát triển.
- vi khuẩn axít lắctíc (thường được sử dụng trong việc sản xuất các sản phẩm sữa như sữa bơ và kem chua), chuyển hoá đường sữa (lactose) có trong sữa thành axít lắctíc và làm giảm pH đến xấp xỉ 4 đến 4,5. ở pH này chúng ngừng phát triển và lúc đó có mặt những sinh vật khác chống chịu được môi trường axít hơn thì những sinh vật này sẽ tiếp tục phát triển. Như vậy, do sự giảm pH bởi các sản phầm trao đổi chất mà loài sinh vật chiếm ưu thế thay đổi.
Các sinh vật phát triển trong môi trường háo khí cũng sản sinh ra axít. Qúa trình Ôxy hoá các hợp chất hữu cơ có thể tạo ra lượng CO2 đủ để làm giảm các giá trị pH một cách đáng kể nếu môi trường nước không được đệm một cách đầy đủ. Các vi khuẩn phát triển trong điều kiện nồng độ Ôxy thấp có thể chỉ Ôxy hoá tong phần chất tác dụng và thường được các sản phẩm trao đổi chất trung gian mang tính axít.
Ngay cả khi có đủ Ôxy trong thời kỳ phát triển háo khí bình thường, một số vi khuẩn có thể tạo ra các sản phẩm hữu cơ mang tính axít, những sản phẩm này, sau đó được mang vào tế bào và tiếp tục được chuyển hoá. Một ít loài vi khuẩn sản sinh những lượng axít lớn gây nên giá trị pH rất thấp không thích hợp cho sự phát triển của những vi khuẩn khác
- Các vi sinh vật cũng có thể làm tăng pH của môi trường xung quanh do chúng tạo ra các sản phẩm mang tính kiềm hay do chúng loại bỏ các ion nào đó khỏi môi trường.
7. độ axít
-Độ Axít của một loại nước là khả năng nhường proton của nước đó.
-Độ Axít được đo bằng mg/l tính theo CaCO3.
-Độ Axít của nước được tạo ra bởi các axít yếu (như Axít cacbonic, Axít tannic.), các muối chịu sự thuỷ phân (như FeSO4, Al2(SO4)3,.). Khi nước có pH nhỏ hơn 4,5 thì độ Axít còn do các Axít mạnh gây nên.
-Cácbon đioxít (và cũng là H2CO3) là một thành phần thông thường của mọi loại nước tự nhiên. CO2 có thể đi vào nước do khuếch tán từ không khí nhưng chỉ khi nào áp suất riêng phần của nó trong nước nhỏ hơn áp xuất riêng phần của nó trong không khí.
CO2 cũng có thể sinh ra trong nước do sự Ôxy hoá sinh học chất hữu cơ, đặc biệt trong nước bị ô nhiễm.
-Nước ngầm và nước trong vùng yếm khí của các hồ phân tầng nhiệt thường chứa những lượng CO2 đáng kể. CO2 là một sản phẩm cuối cùng của quá trình Ôxy hoá sinh học cả trong điều kiệm yếm khí lẫn trong điều kiện háo khí, vì vậy nồng độ của nó không bị hạn chế bởi nồng độ Ôxy hoà tan ban đầu. Không ít trường hợp nước ngầm chứa CO2 với nồng độ 30 - 50 mg/l.
8. độ kiềm
Độ kiềm của một loại nước là khả năng tiếp nhận proton của nước đó.
Độ kiềm biểu thị bằng mg/l tính theo CaCO3.
Độ kiềm của nước được tạo ra bởi các muối của axít yếu như: cácbônát, bicácbônát, bôrát, silicát, photphat,.các bazơ yếu như NH3 và bazơ mạnh. Các thành phần tạo nên độ kiềm của nước có thể có nguồn gốc tự nhiên như tác dụng của CO2 lên các thành phần có tính chất kiềm trong đất.Hoặc do sự phát triển của tảo, làm giảm lượng CO2, do vậy pH của nước tăng lên. Độ kiềm của nước còn có nguồn gốc nhân tạo: các nguồn nước thải khác nhau.
- Độ kiềm là thước đo khả năng đệm của nước vì vậy được sử dụng nhiều trong kỹ thuật xử lý nước thải.
Trong đông tụ hoá học, độ kiềm của nước có tác dụng đệm không cho pH giảm xuống do chất đông tụ tạo H+ gây ra, ví dụ, khi dùng FeCl3 làm chất đông tụ, sự thuỷ phân chất này sẽ tạo ra H+.
9. NH3
Amoniac có mặt một cách tự nhiên trong nước mặt và nước thải sinh hoạt. NH3 được tạo ra phần lớn từ quá trình thuỷ phân urê.
Trong các thể nước, NH được tạo ra do sự khử các nitrát dưới điều kiện yếm khí của các vi khuẩn.
Là một sản phẩm hoạt động của các vi sinh vật, NH3 được dùng làm dấu hiệu về sự ô nhiễm hoá học.
10. DO
(Nồng độ Ôxy hoà tan - Dissolved oxygen)
Tất cả các sinh vật đều phụ thuộc vào Ôxy dưới dạng nào đó để duy trì các quá trình trao đổi chất để sản sinh và phát triển.
DO thường được biểu thị bằng mg/l.
1. ý nghĩa của DO:
DO là yếu tố quyết đinh các quá trình phân huỷ sinh học các chất ô nhiễm trong nước diễn ra trong điều kiện yếm khí hay háo khí và do đó các sinh vật yếm khí hay háo khí đóng vai trò phân huỷ.
Nếu vai trò phân huỷ do các sinh vật yếm khí thưc hiện thì sản phẩm thường có tính độc hại. Trong khi đó nếu sự phân huỷ do sinh vật háo khí tiến hành thì sẽ tạo ra các chất không độc hại. Cả hai loại vi sinh vật trên đều có rất sẫn trong tự nhiên; muốn cho sinh vật háo khí chiếm ưu thế trong hoạt động phân huỷ thì phải tạo được điều kiện háo khí.
Trong kiểm soát ô nhiễm các dòng chảy, đòi hỏi phải duy trì DO trong giới hạn thích hợp cho một loài thuỷ sản ở bất kỳ thời điểm nào.
- Việc xác định DO thường được dùng làm cơ sở cho thí nghiệm BOD, vì vậy thí nghiệp được coi là thí nghiệm quan trọng bậc nhất dùng để đánh giá cường độ nước thải công nghiệp và sinh hoạt. Tốc độ Ôxy hoá được xác định thông qua đo đạc DO tồn dư trong hệ sau những khoảng thời gian khác nhau.
DO là một yếu tố liên quan đến ăn mòn sắt, thép, đặc biệt trong các hệ thống phân phối nước và các nồi hơi và việc xác định DO được dùng để khống chế sự ăn mòn đó.
2. C¸c yÕu tè ¶nh hëng ®Õn gi¸ trÞ DO.
* Sù khuÕch t¸n ¤xy tõ kh«ng khÝ vµo níc
Sù tiªu hao ¤xy do qu¸ tr×nh ph©n huû sinh häc chÊt h÷u c¬.
* Sù hao hôt ¤xy hoµ tan do h« hÊp cña ®éng vËt vµ thùc vËt sèng trong níc.
Sù bæ xung ¤xy do quang hîp:
Sù tiªu hao ¤xy do qu¸ tr×nh ph©n huû chÊt h÷u c¬ cã trong kÕt tña cña ®¸y vµ tõ c¸c nguån bæ sung.
11. BOD
(Nhu cầu Ôxy sinh hoá - Biochemical ôxygen demand)
Định nghĩa:
Nhu cầu Ôxy sinh hoá (BOD) là lượng Ôxy cần thiết phải cung cấp để vi khuẩn phân huỷ các chất hữu cơ (chịu sự phân huỷ sinh học) trong điều kiện háo khí.
Đơn vị đo BOD thường là mg/l.
Những chất hữu cơ chịu sự phân huỷ sinh học là những chất có thể làm thức ăn cho vi khuẩn, và trong quá trình Ôxy hoá chúng năng lượng được giải phóng. Như vậy, sự Ôxy hóa diễn ra ở đây được coi là một bộ phận của dây truyền thức ăn tự nhiên và một phần chất hữu cơ được sử dụng để tạo ra các chất cần thiết cho cơ thể sống (các lipít, hyđrátcácbon, protêin, axít nuclêic.) của loài vi khuẩn mà sự phát triển của nó là dựa vào chất hữu cơ. Toàn bộ sự phân huỷ háo khí một chất hữu cơ như vậy trải qua nhiều bước, ở mỗi bước chỉ có một phần chất hữu cơ ban đầu được Ôxy hoá thành CO2 và H2O, phần còn lại được sử dụng để tạo ra chất hữu cơ mới (tế bào mới).
ý nghĩa BOD
Giữa lượng Ôxy tiêu tốn trong quá trình Ôxy hoá sinh hoá và lượng chất hữu cơ có mối quan hệ chặt chẽ, vì vậy số liệu thí nghiệm BOD5 được sử dụng rộng rãi để xác định cường độ ô nhiễm của các loại chất thải sinh hoạt và công nghiệp được xả vào các nguồn nước tự nhiên dưới điều kiện hiếu háo khí
17. COD
(Nhu cầu Ôxy hoá học - chemical oxygen demand)
1. Định nghĩa:
COD là lượng Ôxy cần thiết để Ôxy hoá hoàn toàn chất hữu cơ bằng chất Ôxy hoá mạnh.
COD tính bằng mg/l
ý nghĩa của COD
- Thí nghiệm đo đạc COD được sử dụng rộng rãi trong lĩnh vực kiểm soát ô nhiễm môi trường do những ưu điểm sau:
- Cho kết quả nhanh chóng (chỉ sau 3h) nên đáp ứng được nhiều yêu cầu thực tế khi cần có số liệu nhanh, đặc biệt khi vận hành các thiết bị xử lý.
- Có thể tự động hoá việc xác định nên tiết kiệm được thời gian và tăng khả năng phân tích.
- Số liệu COD thường được dùng chuyển đổi sang BOD khi việc thí nghiệm đã được tiến hành đủ nhiều để rút ra hệ số tương ưu có độ tin cậy lớn.
- Kết hợp hai loại số liệu BOD và COD cho phép đánh giá lượng chất hữu cơ trơ đối với sự phân huỷ sinh học.
18 tiêu chuẩn vi khuẩn học
Về mặt vi sinh học, hiện tượng nhiễm bẩn nước bởi phân người là đáng lo ngại bậc nhất, vì nhiều sinh vật gâybệnh đuờng ruột nguồn gốc từ phân được nước mang theo, lúc này nước được coi là phương tiện lây lan bệnh.
Trong phân, bên cạnh các vi sinh vật gây bệnh, luôn luôn có một số rất lớn vi khuẩn Echerichia Coli (E. coli); ước tính mỗi người mỗi ngày bài tiết khoảng 2x1011 E.coli. Vì vậy, sự có mặt của E. coli trong nước được dùng làm dấu hiệu về khả năng tồn tại của các vi sinh vật gây bệnh khác.
-Tiêu chuẩn vi khuẩn học quy định giới hạn tối đa cho phép của số lượng E. coli có trong 100ml nước.
Cách xác định: Lấy 0,1 ml mẫu nước đã pha loãng 102 đến 104 lần đem ấp trong môi trường agar - eosin - methylene blue 37,10C trong thời gian 48 giờ. Sau đó dùng kính hiểm vi đếm và suy ra số E. coli có trong 100ml mẫu nước.
Nước sạch :
Nước được coi là nước sạch, khi nó :
- Không màu , không mùi, không vị.
- Trong, không có vẩn đục.
- Không có vi trùng và các chất gây bệnh.
Nước đạt chỉ tiêu và hàm lượng các chất nằm trong giới hạn cho phép
Nước uống sạch là nước không có màu, mùi vị khác thường gây khó chịu cho người uống, không có các chất tan và không tan độc hại cho con người, không có các vi khuẩn gây bệnh và không gây tác động xấu cho sức khoẻ người sử dụng trước mắt cũng như lâu dài
Các nguồn nước có thể sử dụng
Nước mưa
Nước sông, hồ
Nước máy
Nước ngầm (giếng đào, giếng khoan)
VI KHUẨN VÀ SINH VẬT KHÁC TRONG NƯỚC THẢI
Các vi sinh vật hiện diện trong nước thải bao gồm các vi khuẩn, vi rút, nấm, tảo, nguyên sinh động vật, các loài động và thực vật bậc cao.
Các vi khuẩn
trong nước thải có thể chia làm 4 nhóm lớn:
-nhóm hình cầu (cocci) có đường kính khoảng 1 ¸ 3 mm;
-nhóm hình que (bacilli) có chiều rộng khoảng 0,3 ¸ 1,5 mm chiều dài khoảng 1 ¸ 10,0 mm (điển hình cho nhóm này là vi khuẩn E. coli có chiều rộng 0,5mm chiều dài 2 mm);
-nhóm vi khuẩn hình que cong và xoắn ốc, vi khuẩn hình que cong có chiều rộng khoảng 0,6 ¸ 1,0 mm và chiều dài khoảng 2 ¸ 6 mm; trong khi vi khuẩn hình xoắn ốc có chiều dài có thể lên đến 50 mm;
-nhóm vi khuẩn hình sợi có chiều dài khoảng 100 mm hoặc dài hơn.
Các vi khuẩn có khả năng phân hủy các hợp chất hữu cơ trong tự nhiên cũng như trong các bể xử lý. Do đó đặc điểm, chức năng của nó phải được tìm hiểu kỹ. Ngoài ra các vi khuẩn còn có khả năng gây bệnh và được sử dụng làm thông số chỉ thị cho việc ô nhiễm nguồn nước bởi phân.
Nấm
-có cấu tạo cơ thể đa bào, sống hiếu khí, không quang hợp và là loài hóa dị dưỡng. Chúng lấy dưỡng chất từ các chất hữu cơ trong nước thải. Cùng với vi khuẩn, nấm chịu trách nhiệm phân hủy các chất hữu cơ có trong nước thải.
Về mặt sinh thái học nấm có hai ưu điểm so với vi khuẩn: nấm có thể phát triển trong điều kiện ẩm độ thấp và pH.
Không có sự hiện diện của nấm, chu trình carbon sẽ chậm lại và các chất thải hữu cơ sẽ tích tụ trong môi trường.
Tảo
gây ảnh hưởng bất lợi cho các nguồn nước mặt vì ở điều kiện thích hợp nó sẽ phát triển nhanh bao phủ bề mặt ao hồ và các dòng nước gây nên hiện tượng "tảo nở hoa". Sự hiện diện của tảo làm giảm giá trị của nguồn nước sử dụng cho mục đích cấp nước bởi vì chúng tạo nên mùi và vị.
Nguyên sinh động vật
-có cấu tạo cơ thể đơn bào, hầu hết sống hiếu khí hoặc yếm khí không bắt buộc chỉ có một số loài sống yếm khí. Các nguyên sinh động vật quan trọng trong quá trình xử lý nước thải bao gồm các loài Amoeba, Flagellate và Ciliate. Các nguyên sinh động vật này ăn các vi khuẩn và các vi sinh vật khác do đó, nó đóng vai trò quan trọng trong việc cân bằng hệ vi sinh vật trong các hệ thống xử lý sinh học. Một số nguyên sinh động vật gây bệnh cho người như Giardalamblia và Cryptosporium.
Động vật và thực vật
-Bao gồm các loài có kích thước nhỏ như rotifer đến các loài giáp xác có kích thước lớn. Các loài này rất hữu ích trong việc đánh giá mức độ ô nhiễm của các nguồn nước cũng như độc tính của các loại nước thải.
Vi rút
là các loài ký sinh bắt buộc, các loại vi rút phóng thích ra trong phân người có khả năng lây truyền bệnh rất cao. Một số loài có khả năng sống đến 41 ngày trong nước và nước thải ở 20oC và 6 ngày trong nước sông bình thường.
Vi sinh vật gây ô nhiễm nguồn nước:
Sinh vật có mặt trong môi trường nước ở nhiều dạng khác nhau. Bên cạnh các sinh vật có ích có nhiều nhóm sinh vật gây bệnh hoặc truyền bệnh cho người và sinh vật. Trong số này, đáng chú ý là các loại vi khuẩn, siêu vi khuẩn và ký sinh trùng gây bệnh như các loại ký sinh trùng bệnh tả, lỵ, thương hàn, sốt rét, siêu vi khuẩn viêm gan B, siêu vi khuẩn viêm não Nhật bản, giun đỏ, trứng giun v.v...
Các vi sinh vật chỉ thị dùng để quản lý cho các nguồn nước có mục đích sử dụng khác nhau
* Một số tài liệu cũ có thể bị lỗi font khi hiển thị do dùng bộ mã không phải Unikey ...
Người chia sẻ: tieuthu_12c16_1987
Dung lượng: |
Lượt tài: 1
Loại file:
Nguồn : Chưa rõ
(Tài liệu chưa được thẩm định)