Ô nhiễm nước là gì?

Các con sông, hồ chứa, hồ và biển của chúng ta đang chìm trong hóa chất, chất thải, nhựa và các chất ô nhiễm khác. Đây là lý do tại sao ― và những gì bạn có thể làm để giúp đỡ. Ô nhiễm nước là gì? Nguyên nhân gây ô nhiễm, Các hoạt động của con người và vấn đề ô nhiễm nước.

Ô nhiễm nước là gì?

Ô nhiễm nước là sự thay đổi theo chiều xấu đi các tính chất vật lý – hóa học – sinh học của nước, với sự xuất hiện các chất lạ ở thể lỏng, rắn làm cho nguồn nước trở nên độc hại với con người và sinh vật. Làm giảm độ đa dạng sinh vật trong nước. Xét về tốc độ lan truyền và quy mô ảnh hưởng thì ô nhiễm nước là vấn đề đáng lo ngại hơn ô nhiễm đất.

Ô nhiễm nước xảy ra khi nước bề mặt chảy qua rác thải sinh hoạt, nước rác công nghiệp, các chất ô nhiễm trên mặt đất, rồi thấm xuống nước ngầm.

Hiến chương châu Âu về nước đã định nghĩa:

“Ô nhiễm nước là sự biến đổi nói chung do con người với chất lượng nước, làm nhiễm bẩn nước và gây nguy hiểm cho con người, cho công nghiệp, nông nghiệp, nuôi trồng thủy sản, nghỉ ngơi, giải trí, cho động vật nuôi và các loài hoang dã”.

Hiện tượng ô nhiễm nước xảy ra khi các loại hóa chất độc hại, các loại vi khuẩn gây bệnh, virut, kí sinh trùng phát sinh từ các nguồn thải khác nhau như chất thải công nghiệp từ các nhà máy sản xuất, các loại rác thải của các bệnh viện, các loại rác thải sinh hoạt bình thường của con người hay hóa chất, thuốc trừ sâu, phân bón hữu cơ… sử dụng trong sản xuất nông nghiệp được đẩy ra các ao, hồ, sông, suối hoặc ngấm xuống nước dưới đất mà không qua xử lí hoặc với khối lượng quá lớn vượt quá khả năng tự điều chỉnh và tự làm sạch của các loại ao, hồ, sông, suối.

Nguồn gốc và tác nhân gây ô nhiễm nước

Nước bị ô nhiễm là do sự phủ dưỡng xảy ra chủ yếu ở các khu vực nước ngọt và các vùng ven biển, vùng biển khép kín. Do lượng muối khoáng và hàm lượng các chất hữu cơ quá dư thừa làm cho các quần thể sinh vật trong nước không thể đồng hóa được. Kết quả làm cho hàm lượng ôxy trong nước giảm đột ngột, các khí độc tăng lên, tăng độ đục của nước, gây suy thoái thủy vực.

Ô nhiễm nước có nguồn gốc tự nhiên: do mưa, tuyết tan, gió bão, lũ lụt đưa vào môi trường nước chất thải bẩn, các sinh vật và vi sinh vật có hại kể cả xác chết của chúng.

Ô nhiễm nước có nguồn gốc nhân tạo: quá trình thải các chất độc hại chủ yếu dưới dạng lỏng như các chất thải sinh hoạt, công nghiệp, nông-ngư nghiệp, y tế vào môi trường.

Theo bản chất các tác nhân gây ô nhiễm, người ta phân ra các loại ô nhiễm nước như sau: ô nhiễm vô cơ và hữu cơ ô nhiễm hóa chất, ô nhiễm sinh học, ô nhiễm bởi các tác nhân vật lý.

Các danh mục ô nhiễm nước

Hoạt động của con người và vấn đề ô nhiễm nước

Trong hoạt động sống của mình, hàng ngày con người đã thải vào môi trường xung quanh một khối lượng nước bẩn tương đương với khối lượng nước sạch đã được cung cấp. Nước bẩn thải ra từ các khu dân cư, đô thị, thành phố, các nhà máy xí nghiệp v.v. có chứa một khối lượng lớn chất bẩn rất đa dạng. Khi nước bẩn chảy vào nguồn nước sẽ làm thay đổi những đặc tính cơ bản của nguồn nước tự nhiên. Ví dụ như thay đổi tính chất cảm quan của nước, làm cho nước có màu, mùi đặc biệt, hoặc thay đổi thành phần hóa học của nước, làm tăng hàm lượng chất hữu cơ, muối khoáng xuất hiện các hợp chất độc hại, hoặc thay đổi hệ sinh vật trong nước, xuất hiện các loại vi khuẩn và virus gây bệnh. Ngày nay, với mật độ dân đô thị ngày càng tăng, chính phủ và cộng đồng ngày càng quan tâm tới lĩnh vực bảo vệ môi trường, mối liên quan giữa chất lượng môi trường và sức khỏe ngày càng được hiểu rõ, đồng thời những tổn thất kinh tế do ô nhiễm nước gây ra cũng được đánh giá chính xác hơn nên đã thúc đẩy cải thiện các biện pháp áp dụng nhằm kiểm soát ô nhiễm.

Nguồn gây ô nhiễm nước

Nước có thể bị nhiễm bẩn bởi nhiều nguồn gốc khác nhau, mỗi nguồn gây ra ô

nhiễm nước lại có nhiều tác nhân ô nhiễm. Thông thường nước bị nhiễm bẩn bởi:

Chất thải trong sinh hoạt hàng ngày

Chất thải trong sinh hoạt hàng ngày bao gồm:

• Nước dùng để tắm, rửa, giặt quần áo.
• Nước qua chế biến thức ăn uống.
• Nước lau cọ nhà cửa.
• Nước tiểu, nước từ các hố xí tự hoại.
• Rác bẩn trong nhà.
• Phân người và gia súc.

Chất thải trong công nghiệp

Các ngành công nghiệp đã thải ra một khối lượng chất bẩn vô cùng to lớn. Nước thải của các ngành công nghiệp đã chiếm một tỷ lệ lớn, có nơi gấp 5 – 100 lần lượng nước thải sinh hoạt, ví dụ như ở Pháp hàng năm thải ra 100 triệu m³ nước thải, trong đó nước thải công nghiệp là 90 triệu m³. Nước thải công nghiệp hình thành do quá trình sử dụng nước trong sản xuất. Điều kiện hình thành nước thải, số lượng và thành phần nước thải rất khác nhau. Cho tới nay người ta biết tới trên 140 loại nước thải công nghiệp.

Rác thải công nghiệp: trong quá trình sản xuất, nhiều phế thải, rác thải đã được đưa vào môi trường xung quanh, trong đó có môi trường nước. Bã thải công nghiệp có khối lượng khá lớn ví dụ như xỉ than của ngành nhiệt điện; vỏ hoa quả, bã mía… trong ngành công nghiệp thực phẩm, các hóa chất trong ngành công nghiệp hóa chất.

Chất bẩn do ngành nông nghiệp và chăn nuôi

Trong nông nghiệp người ta đã sử dụng nhiều loại phân bón để tăng năng suất cây trồng như phân người, phân gia súc, phân xanh, phân hóa học. Để bảo vệ hoa màu người ta đã dùng nhiều loại hóa chất trừ sâu, diệt cỏ để tiêu diệt sâu bệnh và cỏ dại. Sự dư thừa phân bón và hóa chất trừ sâu diệt cỏ đã là những tác nhân gây ô nhiễm nước.

Các nguồn gây ô nhiễm khác

Ngoài các nguồn gốc kể trên, nước còn bị ô nhiễm bởi các chất thải trong ngành giao thông đường thủy. Các chất thải hàng ngày trên con tàu như phân, nước tiểu, rác, nước rửa sàn tàu, dầu mỡ v.v. đều được đổ xuống sông biển. Không khí bẩn tại các khu công nghiệp, đất bẩn bởi rác, phân trong các khu dân cư cũng là nguồn gốc gây ra ô nhiễm nước và ô nhiễm môi trường.

Rất nhiều con sông chảy qua các thành phố lớn ở những nước đang phát triển đã và đang đóng vai trò như là hệ thống cống rãnh mở dẫn các loại nước thải của thành phố. Rác thải sinh hoạt và rác thải công nghiệp đã gia tăng tổng lượng ô nhiễm vượt xa khả năng tự làm sạch của những con sông này. Một vấn đề khác cũng đáng quan tâm đó là các hoạt động khai thác nước ngầm quá mức dẫn tới một số vấn đề về chất lượng nước. Khi mức nước ngầm tự nhiên bị giảm đi thì nước mặn sẽ được hút vào để thay thế nước ngọt. Đồng thời nước thải từ hệ thống cống rãnh có thể ngấm xuống đất mang theo các sinh vật gây bệnh và nhiều hóa chất độc hại do các nhà máy thải ra.

Các yếu tố gây ô nhiễm nước

Do các chất hữu cơ phân hủy

Các chất hữu cơ tháo vào sông hồ có nguồn gốc từ thực vật như xác cây cỏ, hoa quả, các chất mùn. Nguyên tố cơ bản của chất bẩn là cacbon. Các chất hữu cơ có nguồn gốc động vật do các chất thải của con người như nước chế biến thức ăn, nước tắm giặt, nước từ các nhà tiêu tự hoại, nước thải của các nhà máy chế biến thực phẩm, lò giết mổ, trại chăn nuôi v.v. Nguyên tố cơ bản trong chất bẩn là nitơ. Các loại vi khuẩn hoại sinh trong nước đóng vai trò chính trong việc phân hủy các chất hữu cơ thành các chất vô cơ vô hại, đồng thời cũng làm tăng thêm lượng vi khuẩn trong 1 đơn vị thể tích nước.

Trong nước bị ô nhiễm ít, hàm lượng oxy hòa tan trong nước ở trên mức giới hạn cho phép, các chất hữu cơ sẽ được phân hủy bởi các vi khuẩn hiếu khí để tạo thành các sản phẩm cuối cùng như nitrat sulphat, phosphat, CO₂ … Khi nguồn nước bị ô nhiễm nặng và liên tục bởi các chất hữu cơ, hàm lượng oxy hòa tan trong nước giảm xuống còn rất thấp, quá trình phân hủy các chất hữu cơ do các vi khuẩn yếm khí đảm nhiệm và tạo thành các sản phẩm trung gian, làm cho nước có mùi hôi, màu đen, xuất hiện các khí thối như H₂S, NH₃, CH₄ và aldehyd.

Để đánh giá mức độ nhiễm bẩn trong nước bởi các chất hữu cơ, người ta thường dùng các chỉ số sau:

• Nồng độ oxy hòa tan trong nước.
• Nhu cầu oxy về hóa học (COD).
• Nhu cầu oxy về hóa sinh học (BOD).

Trong đó:

DO là lượng oxy hòa tan trong nước cần thiết cho sự hô hấp của các sinh vật sống trong nước như cá, lưỡng cư, động thực vật thủy sinh, côn trùng… DO thường được tạo ra do sự hòa tan oxy từ khí quyển hoặc do quang hợp của tảo. Nồng độ oxy hòa tan trong nước thường nằm trong khoảng 8-10 ppm. Tuy nhiên, nồng độ này thay đổi phụ thuộc vào nhiệt độ, sự phân hủy các chất và sự quang hợp của tảo… Khi nồng độ DO thấp, các loài sinh vật sống trong nước giảm hoạt động hoặc thậm chí có thể bị chết. Do vậy, DO là một chỉ số quan trọng để đánh giá sự ô nhiễm nước của các thủy vực.

BOD (biological oxygen demand) là lượng oxy cần thiết để vi sinh vật oxy hóa các chất hữu cơ theo phản ứng

Chất hữu cơ +O2 —Vi khuẩn→ CO2 + H2O + Tế bào mới + Sản phẩm trung gian

Trong môi trường nước, khi quá trình oxy hóa sinh học xảy ra thì các vi sinh vật sử dụng oxy hòa tan, vì vậy xác định tổng lượng oxy hòa tan cần thiết cho quá trình phân hủy sinh học là phép đo quan trọng đánh giá ảnh hưởng của một dòng thải đối với nguồn nước. BOD cho ta biết lượng chất thải hữu cơ trong nước có thể bị phân hủy bằng các vi sinh vật.

COD (chemical oxygen demad) là lượng oxy cần thiết để oxy hóa các hợp chất hóa học trong nước bao gồm cả vô cơ và hữu cơ. Như vậy, COD là lượng oxy cần thiết để oxy hóa toàn bộ các chất hóa học trong nước, trong khi đó BOD là lượng oxy cần thiết để oxy hóa một phần các hợp chất hữu cơ dễ phân hủy bởi vi sinh vật.

Toàn bộ lượng oxy sử dụng cho các phản ứng trên được lấy từ oxy hòa tan trong nước (DO). Do đó, nếu nhu cầu oxy hóa học và oxy sinh học cao thì sẽ làm giảm nồng độ oxy hòa tan trong nước, có hại cho sinh vật sống trong nước và hệ sinh thái nước nói chung. Nước thải sinh hoạt, nước thải công nghiệp và nông nghiệp là các tác nhân làm gia tăng giá trị BOD và COD của môi trường nước.

Do các yếu tố sinh học

Nước là môi trường trung gian truyền bệnh, đặc biệt là các bệnh đường ruột và gây ra các vụ dịch lớn như vụ tả Hăm Buốc năm 1892 có 18.000 người bị bệnh và làm chết 8.605 người, tại Xanh-Petécbua năm 1908 có 20.835 người mắc bệnh và làm chết

4.000 người. Nguyên nhân chính là do nước bị nhiễm phẩy khuẩn tả.

Từ năm 1845 đến 1935 đã có 124 vụ dịch thương hàn và phó thương hàn. Năm 1965, vụ dịch thương hàn ở Mỹ có 16.000 mắc bệnh và người ta đã tìm thấy vi khuẩn thương hàn trong nước máy của thành phố. Nhiều công trình nghiên cứu khoa học đã tìm thấy vi khuẩn lỵ, vi khẩn gây bệnh ỉa chảy ở trẻ em, các vi khuẩn Leptospira và Tularensia, vi khuẩn đường ruột, virus viêm gan v.v. Nước còn bị nhiễm bẩn bởi các loại ký sinh trùng như amíp, trứng giun sán các loại. Con người có thể mắc bệnh ký sinh trùng khi dùng nước không sạch. Bảng 3.2 trình bày các sinh vật gây bệnh chính sống trong nước.

Bảng: Các sinh vật gây bệnh chính sống trong nước

Do các yếu tố hóa học

Nguồn nước gây ra ô nhiễm nước bởi các chất hóa học chủ yếu là do chất thải công nghiệp, đặc biệt là ngành công nghiệp hóa chất. Chất độc hóa học vào nước làm cho nước có màu sắc, mùi vị khó chịu, ảnh hưởng rất lớn đến quá trình tự làm sạch tự nhiên của nước, có hại đến hệ thống sinh vật sống trong nước bị tiêu diệt hoặc di chuyển nơi sinh sống, tiêu diệt hoặc làm giảm các nguồn thủy sản làm thức ăn cho con người và gia súc, ảnh hưởng xấu tới chất lượng nước ngầm, nước bề mặt, đó là nguồn cung cấp nước cho cộng đồng. Có tới 55.000 hợp chất hóa học thải vào môi trường xung quanh. Những ngành công nghiệp tháo nước thải có chứa các chất hóa học phải kể đến ngành công nghiệp khai thác, chế biến dầu mỏ, công nghiệp luyện kim màu, luyện kim đen, công nghiệp sản xuất hóa chất nói chung và hóa chất trừ sâu diệt cỏ, các bột giặt.

Ngoài các chất hóa học do con người thải vào môi trường thì nước còn bị ô nhiễm bởi các nguồn tự nhiên. Một ví dụ rất điển hình là ô nhiễm arsen trong nước ngầm. Tổ chức Y tế Thế giới mô tả thực trạng ô nhiễm arsen tại Bangladesh là một thảm họa môi trường lớn nhất từ trước tới nay. Ở quốc gia đứng đầu khu vực châu Á về số lượng giếng khoan bơm tay này hiện đã có khoảng 35 đến 77 triệu người có nguy cơ bị nhiễm độc. Ở Việt Nam, theo một số nghiên cứu mới được thực hiện tại một số tỉnh đồng bằng Sông Hồng, sông Cửu Long cho thấy nồng độ arsen trong nước ngầm đã vượt quá nhiều lần tiêu chuẩn cho phép của Bộ Y tế và của WHO. Tại một số điểm lấy mẫu ở đồng bằng Sông Hồng có tới 80% mẫu vượt quá tiêu chuẩn của WHO.

Ngoài các tác nhân ô nhiễm môi trường nêu trên người ta còn quan tâm tới sự ô nhiễm nước bởi nhiệt độ và các chất phóng xạ.