Ô nhiễm trong nước thải

Ngày 6 tháng 7 năm 2011

Thành phần vật chất trong nước thải được xem là tác nhân gây ô nhiễm môi trường khi mà nó gây ra sự thay đổi có hại  cho sinh vật trong  đất, nước và không khí. Từ nước thải, các chất ô nhiễm có thể phát tán vào không khí, đất thông qua quá trình bốc hơi hoặc thấm vào đất rồi tích tụ lại trong đó. Một dòng nước thải cuối cùng sẽ tập trung vào một nguồn nước  nào đó gọi là vực nhận nước.

Thành phần gây ô nhiễm rất phong phú và cơ chế gây hại của từng thành phần rất khác nhau đối với từng đối tượng, trực tiếp gây hại hoặc gián tiếp thông qua sự chuyển hóa tiếp theo qua nhiều giai đoạn trung gian. Ví dụ, các kim loại nặng có tác hại chủ yếu đối với động vật bậc cao, chúng tác động đến hoạt động của tủy sống và máu thông qua cơ chế thay thế thành phần sắt trong phân tử hemoglobin của hồng cầu. Trước khi tiếp cận với máu của động vật bậc cao, một kim loại nặng nào đó có thể đã trải qua những bước biến đổi, ví dụ từ dạng tan chuyển sang dạng kết tủa, lắng xuống lớp bùn và thâm nhập vào cơ thể của loại động vật lớp đáy (trai, hến, ốc , lươn…) và vào tới cơ thể người qua đường thức ăn.

Các chất hữu cơ dễ sinh hủy như đường, protein, mỡ không phải là độc tố nhưng các thành phần chuyển hóa và hậu quả của quá trình chuyển hóa trở thành tác nhân gây độc. Ví dụ đối với thành phần đường trong nguồn nước thải, cơ chế gây độc đối với môi trường có thể theo diễn biến như sau: khi tồn tại trong nước với nồng độ khá cao, vi khuẩn hiếu khí dị dưỡng sử dụng đường làm thức ăn để sống và phát triển, đồng thời chúng phải sử dụng nguồn oxy tan trong nước cho hoạt động tiêu thụ đường và do nguồn oxy tan trong nước có giới hạn nên nó nhanh chóng bị cạn kiệt và gây ảnh hưởng đến các loài động vật khác sống trong nước cũng sử dụng oxy để hô hấp. Cạn kiệt oxy trong nước cũng tác động lên chính vi khuẩn dị dưỡng, làm chúng không tiếp tục tồn tại được nữa. Khi đó loại vi khuẩn yếm khí dị dưỡng xuất hiện và tiêu thụ nguồn đường còn dư lại. Quá trình chuyển hóa đường trong điều kiện yếm khí sinh ra các loại axit béo và các chất hóa học có tính khử cao, dễ bay hơi, gây ra mùi hôi phát tán vào không khí.

Một ví dụ khác liên quan đến thành phần hợp chất nitơ và phospho trong nước thải. Bản thân các hợp chất nitơ, phospho ít gây độc trực tiếp mà hậu quả của quá trình diễn biến mới là thủ phạm chủ yếu. Quá trình diễn biến của chúng có thể có hình ảnh sau: khi có mặt trong nước thải, các hợp chất chứa nitơ, phospho bị thủy phân tạo thành amoni và phosphat tan. Amoniac (xem 3.4.3) là thành phần gây độc cho hầu hết các loài thủy động vật nhưng lại là nguồn dinh dưỡng được tất cả các loại thủy thực vật ưa chuộng (hơn nitrat). Khi đó, thủy thực vật (tảo, thủy thực vật thân lớn) có cơ hội phát triển mạnh, tạo nên hiện tượng phú dưỡng cho một nguồn nước. Trong một nguồn nước có hiện tượng phú dưỡng thì mức độ dao động của oxy hòa tan, pH theo chu kỳ ngày rất lớn, gây ảnh hưởng rất xấu đối với thủy động vật. Hơn nữa, sau một thời gian bùng phát, tảo sẽ chết hàng loạt trong một thời gian rất ngắn (vài ngày) và lắng xuống lớp đáy, tại đó lại xảy ra quá trình phân hủy yếm khí, tạo ra mùi hôi (xem 5.6.2).

Vì lý do đó nên khi xem xét và đánh giá các đặc trưng ô nhiễm và tác động gây hại cần tìm hiểu chi tiết về cơ chế, diễn biến và đối tượng chịu tác động cụ thể của chúng trong một bối cảnh xác định.

Thành phần ô nhiễm trong nước thải xuất phát từ một nguồn thải nhất định nào đó, mặc dù rất đa dạng nhưng có thể phân chia thành ba nguồn thải chính là nước thải từ các hoạt động sinh hoạt của con người, nước thải công nghiệp và sản xuất nông nghiệp. Thành phần ô nhiễm trong các nguồn thải trên có những nét khác biệt khá căn bản, tuy nhiên cũng có những đặc điểm chung nếu đánh giá theo một vài khía cạnh nào đó.

Các thành phần ô nhiễm được phân loại theo kiểu sơ đẳng nhất là hữu cơ và vô cơ, tuy vậy trong tài liệu về xử lý nước thải này chi tập trung vào các thành phần hữu cơ có khả năng sinh hủy. Các thành phần vô cơ như kim loại nặng và cả những thành phần chất hữu cơ khó sinh hủy (bền trong môi trường tự nhiên) không phải là đối tượng chủ yếu của các phương pháp xử lý sinh học nên chỉ được đề cập đến khi có mối liên quan.