Chất rắn lơ lửng có thể bao gồm các vật liệu hữu cơ và vô cơ như trầm tích, tảo và các chất gây ô nhiễm khác. Tuy nhiên, có những yếu tố cụ thể mà có thể ảnh hưởng đến mức độ đục của nước như dòng chảy, nguồn ô nhiễm, cách sử dụng đất.

Lưu lượng nước và thời tiết gia the vi sinh mbbr

Dòng chảy và độ đục thường liên quan trực tiếp

Độ đục và lưu lượng nước cao giữ các hạt lơ lửng trong nước thay vì để chúng ắng xuống đáy. Vì vậy, trong các con sông và trong môi trường dòng chảy tự nhiên độ đục có thể luôn hiện diện. Trong các khu vực này, điều quan trọng là giám sát những thay đổi trong độ đục tại cùng một điểm để đảm bảo dữ liệu không bị ảnh hưởng bởi vận tốc nước cao hay thấp.

Thời tiết, lượng mưa đặc biệt lớn cũng ảnh hưởng đến dòng chảy của nước, do đó ảnh hưởng đến độ đục. Lượng mưa có thể tăng khối lượng dòng chảy và do đó lưu lượng dòng chảy có thể khuấy động trầm tích và làm xói mòn bờ sông.

Mưa lớn sẽ gây ra độ đục tăng vọt, như cơn bão cho thấy sự kiện biểu đồ

Mưa cũng có thể trực tiếp làm tăng tổng chất rắn lơ lửng qua dòng chảy. Khi nước chảy trên bề mặt, nó có thể nhận các hạt và hòa chúng vào nước. Dòng chảy cũng có thể rửa sạch lớp đất mặt, và góp  phần cho sự xói mòn bờ sông. Nếu tốc độ dòng chảy tăng đủ, nó có thể khuấy động trầm tích đáy nâng cao nồng độ TSS.

Tại các khu vực khô, đất xốp hay đất công trình đang khai thác (ví dụ khai thác mỏ, xây dựng), gió có thể thổi bụi, bùn và các hạt khác vào nước. Việc bổ sung các hạt mới sẽ làm tăng nồng độ chất rắn lơ lửng. Trong cửa sông và các khu vực ven biển, độ đục tự nhiên thấp. Trong khi đó, vùng triều, nơi lưu lượng nước đủ mạnh để khuấy các trầm tích đáy có độ đục tự nhiên cao. Sức gió các vùng nông làm sóng đủ cao để khuấy trầm tích. Gió và mưa có thể ảnh hưởng đến độ đục do ảnh hưởng của chúng trên dòng nước.

Nhánh sông cũng có thể làm thay đổi độ đục. Khi một dòng suối nước ngọt hoặc nước sông vào một cửa sông nước mặn, sự thay đổi trong dòng chảy có thể gây ra độ đục tăng. khu vực pha trộn này thường là khu vực có độ đục tối đa. Những vùng này có xu hướng có ít thực vật thuỷ sinh do nồng độ chất rắn lơ lửng cao. Cửa sông thường bị ảnh hưởng thủy triều có thể kéo cát và trầm tích từ các bờ biển và trầm tích đáy.

Sông đục có thể mang theo phù sa lơ lửng vào đại dương. 

Điểm nguồn ô nhiễm gia the vi sinh mbbr

Nếu ô nhiễm có thể được theo dõi từ một nguồn duy nhất, dễ nhận biết được nguyên nhân chính gây ô nhiễm. Các nguồn có thể phát sinh các mầm bệnh gây hại (vi khuẩn) và hóa chất vào trong nước, ngoài chất rắn lơ lửng.

Dưới đây là một ví dụ về điểm nguồn ô nhiễm

Nhiều nhà máy, nhà máy xử lý nước thải và nhà máy xả nước thải vào nguồn nước hoặc các hệ thống cống thoát nước tại địa phương. Đôi khi nước này được xử lý hay lọc trước khi được thải ra, nhưng đôi khi không. EPA đã tạo ra một số hướng dẫn cho xả nước thải, nhưng tất cả chúng đều dựa trên công nghệ được sử dụng, và không tác động cuối cùng lên nguồn nước ở địa phương. Hầu hết các nhà máy xử lý nước thải dành một khoảng thời gian lắng trong quá trình xử lý, điều này không ảnh hưởng đến chất keo chất rắn. Khi nước thải này được thải ra, các chất rắn lơ lửng vẫn có thể hiện diện trừ khi được xử lý bằng các bộ lọc bổ sung. Ngoài ra, nước thải màu không thể xử lý bằng bộ lọc.

Các trang trại được xác định là nguồn điểm ô nhiễm vì phân và chất thải động vật. Hầu hết ô nhiễm nông nghiệp là do dòng chảy. Dòng chảy này là không cố ý, nó có thể gây hại đến chất lượng nước. Chất thải động vật có thể làm tăng nồng độ tác nhân gây bệnh trong nước, trong khi phân có thể góp phần vào hiện tượng phú dưỡng và tăng trưởng của tảo quá mức.

Địa điểm xây dựng mở rộng đất

Một yếu tố quan trọng trong tăng độ đục và tổng nồng độ chất rắn lơ lửng là do sử dụng đất. Xây dựng, khai thác gỗ, khai thác mỏ làm giảm thảm thực vật. Các vùng nông nghiệp cũng được coi là khu vực bị tác động sau khi được canh tác. Phát triển đất, cho dù đó là nông nghiệp, xây dựng cũng làm tăng những cơ hội cho dòng chảy và xói mòn.

Điều này dẫn đến sự gia tăng tỷ lệ dòng chảy, gây xói mòn và tăng độ đục trong suối địa phương và hồ. Chất rắn lắng trong dòng chảy có thể nằm bên dưới của một hồ nước, sông, biển, gây thiệt hại môi trường sinh vật sống dưới đáy. Việc sử dụng các hàng rào ngăn phù sa và các lưu vực trầm tích tại các địa điểm xây dựng có thể ngăn chặn các loại đất vào  nguồn nước lân cận.

Ngoài ra độ đục thông qua phù sa, dòng chảy nông nghiệp thường bao gồm các chất dinh dưỡng tốt. Do sự hiện diện của các chất dinh dưỡng, dòng chảy này có thể gây nên sự tăng trưởng của tảo nở hoa. Các hiệu ứng này có thể được nhìn thấy ở các dòng suối nước, ao hồ, cửa sông và thậm chí là vịnh, cảng.

Ô nhiễm dòng chảy cũng có thể xảy ra tại các khu vực đô thị. Khi trời mưa, đất, hạt, các mảnh vụn và chất rắn khác có thể trôi vào hệ thống nước. Điều này thường xảy ra với một tốc độ dòng chảy cao tại khu vực mặt đất không thấm nước (ví dụ con đường và bãi đỗ xe). Nước không thể xuyên qua các bề mặt, vì vậy trầm tích không thể lắng. Thay vào đó, dòng chảy nước mưa chảy ngay trên vỉa hè, mang theo các chất rắn lơ lửng trong nó. Ngay cả ở những vùng có cống thoát nước mưa, những cống thường dẫn trực tiếp đến nguồn nước tại địa phương mà không được lọc. Để giảm thiểu ô nhiễm và độ đục do nước thải đô thị, bể giữ nước mưa có thể được xây dựng. Các bể chứa cho phép lơ lửng lắng lại trước khi vào cống nước nơi hạ lưu.

Khuấy động nguồn nước gia the vi sinh mbbr

Ngay cả cá chép và các loài cá khác có thể góp phần tăng độ đục. Khi chúng ăn bớt hoặc loại bỏ thảm thực vật, trầm tích có thể trở nên lơ lửng trong nước. Trầm tích ở đáy nước có thể bị khuấy động thông qua thay đổi dòng chảy, do cá ăn và nguyên nhân do con người như nạo vét. Các dự án nạo vét, loại bỏ trầm tích trong kênh là nguyên nhân chính của trầm tích tái lơ lửng vào nước. Nạo vét có thể gây ra mức độ đục cao vì nó làm nhiễu loạn lượng trầm tích lớn trong một thời gian tương đối ngắn. Những hạt bị khuấy lên chủ yếu là bùn và cát. Khi chúng lắng trở lại, chúng có thể làm thay đổi môi trường sống như làm dập trứng cá và bóp nghẹt các sinh vật dưới đáy.

Dự án nạo vét

Các đơn vị TSS và độ đục gia the vi sinh mbbr

Tổng chất rắn lơ lửng như một phép đo khối lượng thể hiện mg chất rắn trong mỗi lít nước (mg/L). Trầm tích cũng được đo bằng mg/L. Phương pháp chính xác nhất để xác định TSS là bằng cách lọc và cân nặng mẫu nước, việc này thường rất tốn thời gian và khó khăn để đo lường chính xác vì các yêu cầu chính xác và khả năng lỗi do bộ lọc.

Độ đục thường được đo bằng máy đo độ đục. Đơn vị đo độ đục là NTU (Nephelometric Turbidity Unit).

Do ảnh hưởng của muối, độ trong của đại dương thường là cao hơn nhiều so với hồ hoặc sông. 

Đo lường độ đục gia the vi sinh mbbr

Bất kể dùng đơn vị đo là NTU, FNU hoặc đơn vị ít phổ biến khác, điều quan trọng là cần lưu ý một thiết kế quang học sẽ ảnh hưởng đến độ đục. Như là một phép đo tán xạ ánh sáng, vị trí và thiết kế của các máy dò với đồng hồ có thể ảnh hưởng đến kết quả. Điều này có nghĩa là dữ liệu thô từ hai mét độ đục khác nhau không thể so sánh trực tiếp mà không có một mối quan hệ được thiết lập giữa chúng. Độ đục có thể khác nhau do các bước sóng phát ra, nguồn ánh sáng ổn định, mật độ hạt cao hoặc do sự có mặt của màu hòa tan hoặc lơ lửng.

Độ đục diển hình gia the vi sinh mbbr

Ở 5 NTU nước vẫn còn trong, nước mờ mây tại 55 NTU và đục tại 515 NTU

Trong hầu hết các trường hợp, nồng độ tổng chất rắn lơ lửng dưới 20 mg/L thì nước trong rõ, khi chất rắn lơ lững mức trên 40 mg/L bắt đầu xuất hiện mờ mây. Trong khi đó, một độ đục dưới 5 NTU thì nước trong rõ, khi đạt 55 NTU sẽ bắt đầu mờ  mây và khi hơn 500 NTU sẽ xuất hiện mờ đục hoàn toàn.

Điều quan trọng cần lưu ý là điều này phụ thuộc vào quy mô và tính chất của các chất rắn lơ lửng. Độ đục điển hình và mức độ TSS rất khó để định lượng do biến đổi tự nhiên của chúng theo mùa, địa chất địa phương, lưu lượng nước và các sự kiện thời tiết. Với lưu lượng thấp, hầu hết các con sông và hồ nước là khá trong rõ với một đọc đục dưới 10 NTU.

Độ đục thường sẽ tăng vọt hàng năm do mưa mùa xuân và tuyết tan chảy.

Nhìn chung, môi trường biển có độ đục thấp hơn so với các nguồn nước ngọt. Độ mặn của đại dương hay cửa sông sẽ gây ra các chất rắn lơ lửng để kết tủa, hoặc kết hợp. Khi trọng lượng kết tủa (kết bông) tăng, các chất rắn bắt đầu chìm và lắng xuống đáy biển làm cho nước biển trong rõ  hơn so với nươc trong các hồ và sông. Tuy nhiên, trong các khu vực thủy triều, độ đục có thể xảy ra do sự khuấy động dòng chảy.

Nước mặn thường trong rõ hơn so với nước ngọt.

Nước uống phải ít hơn 5 NTU, tốt nhất là dưới 1 NTU và lý tưởng là dưới 0,1 NTU.

Nhiều quốc gia và các tổ chức đã thiết lập nên mức độ đục từ một đường cơ sở của phép đo trước. Trong trường hợp nước uống, mức khuyến cáo được dựa trên cơ sở lọc và khử trùng học Ireland EPA khuyên nhà máy xử lý có độ đục dưới 0.2 NTU, tối đa bắt buộc là 1 NTU cho nước uống. Theo Tổ chức Y tế Thế giới, nước cho con người nên có độ đục dưới 1 NTU, mặc dù đối với một số khu vực có thể lên đến 5 NTU nếu nó có thể được chứng minh được khử trùng. Hiệp hội Công trình nước của Mỹ cho rằng mức độ 5 NTU hoặc thấp hơn là chấp nhận được

Hậu quả của mức điển hình không bình thường gia the vi sinh mbbr

Ngoài việc là một dấu hiệu cảnh báo về ô nhiễm, chất rắn lơ lửng có thể chứa mầm bệnh như vi khuẩn và động vật nguyên sinh. Những vi sinh vật bám vào các hạt lơ lửng, giúp chúng di chuyển và ẩn náu “tránh né” được các chất khử trùng. Những tác nhân gây bệnh có thể lây nhiễm sang đời sống thủy sinh hoặc con người nếu các trầm tích không bị loại bỏ.

Tảo nở hoa

Như biểu đồ này cho thấy kết quả nở hoa của tảo làm giảm lượng oxy hòa tan.

Nở hoa của tảo ban đầu làm tăng độ oxy hòa tan, có thể tạo điều kiện thiếu oxy khi chúng phân hủy. Khi nở hoa của tảo xuất hiện, chúng ngăn chặn ánh sáng mặt trời xâm nhập vào nước dần dần giết chết thủy sinh và giảm lượng oxy hòa tan sản sinh. Sau đó, khi tảo nở chết đi, vi khuẩn tiêu thụ oxy nhiều hơn khi chúng phân hủy các chất hữu cơ. Điều này gây ra nồng độ oxy giảm mạnh thậm chí rất thấp, khiến thiếu oxy hòa tan (DO thấp) hoặc thậm chí không có ôxy (không có DO).

Hơn nữa, một số hoa tảo sản sinh ra các độc tố làm tổn hại đến đời sống thủy sinh và con người. Những vùng tảo độc hại bao gồm vi khuẩn lam, thủy triều đỏ (Karenia brevis) và ciguartera (gambierdiscus toxicus).

Chất rắn lắng gia the vi sinh mbbr

Chất rắn lắng có thể làm nông các hồ và các vùng nước khác. Khi tỷ lệ bồi lắng rất cao, chúng có thể thay đổi và thường phá hủy môi trường sống của cá và nơi để trứng của cá. Trứng hoặc sinh vật đáy có thể bị chôn vùi bởi các trầm tích và chết. Trầm tích lắng đọng có thể làm giảm trứng và sự sống của phôi vì lượng cung cấp oxy giảm, và bao bộc các trứng, ngăn ngừa các phôi thoát ra ngoài sinh sản.

Trầm tích tích tụ lâu ngày, làm dòng chảy nông có nghĩa là làm gia tăng nguy cơ lũ lụt và giảm thông thuyền cho các tàu thuyền qua lại. Dự án nạo vét để loại bỏ các trầm tích gửi lắng quá mức từ các kênh, nhưng điều này có thể gây tổn hại nơi cư trú cá và sinh sản.

Độ đục gia the vi sinh mbbr

Độ đục cao có thể làm giảm tầm nhìn và làm tổn hại đến đời sống thủy sinh. Các chất rắn lơ lửng có thể phá vỡ sự chuyển động tự nhiên và di cư của các quần thể thủy sinh. Cá dựa trên tầm nhìn và tốc độ để bắt con mồi sẽ bị ảnh hưởng bởi độ đục cao. Các loài cá thường chạy trốn khu vực có độ đục cao đến nơi ở mới. Đối với những loài cá vẫn sống trong môi trường đục, trầm tích có thể bị ảnh hưởng đến thể chất cá. Trầm tích có thể làm tắc nghẽn mang cá và làm giảm sức đề kháng dẫn đến bệnh và ký sinh trùng. Một số loài cá có thể tiêu thụ chất rắn lơ lửng, gây ra bệnh tật và sản sinh những con cá với chất độc tiềm năng hoặc mang các mầm bệnh. Nếu các trầm tích tiêu thụ không giết chết cá, nó có thể làm thay đổi hóa học trong máu của cơ thể các và làm giảm sự tăng trưởng của chúng.

Độ đục cũng ảnh hưởng đến sự tăng trưởng của thực vật ngập nước. Độ đục hơn 15 NTU được coi là bất lợi cho tăng trưởng cỏ biển ở vùng cửa sông. Khi độ đục tăng, lượng ánh sáng cho thực vật thủy sinh ngập nước (KTNN) giảm. Nếu không có đủ ánh sáng, quang hợp sẽ dừng lại, và sẽ không còn sản xuất oxy hòa tan. Ngoài việc giảm nồng độ oxy hòa tan trong nước, các thủy sinh sẽ chết. Khi các thảm thực vật thủy sinh chết đi, các sinh vật ăn chúng cũng sẽ giảm do nguồn thực phẩm sẵn có giảm.

Ngay cả đời sống thủy sinh không phụ thuộc nhiều vào thực vật để tồn tại cũng bị ảnh hưởng bởi mức độ oxy hòa tan thấp. Nếu cá và sự sống không thể thoát khỏi những khu vực thiếu ôxy chúng sẽ chết.

Ths. Nguyễn Minh Trí lược dịch