Nguyên lý thủy văn ( NXB ĐH Quốc gia Hà Nội ) - Chương 8

Chất lượng nước8.1. Giới thiệu và những định nghĩaNhững chương trước trong cuốn sách này giải quyết lượng trữ và dòng chảy của nước qua chu trình thuỷ văn, nhưng ít đề cập đến đặc trưng của nước. Thực vậy, trừ ở những vùng riêng biệt mà sự xói mòn đất mạnh, hoặc những nơi xảy ra sự mặn hoá, chỉ tương đối gần đây các nhà thuỷ văn mới chú ý nhiều tới các đặc trưng của nước (Hem, 1985). Tuy nhiên, ngày nay tầm quan trọng của chất lượng nước đang được các nhà thủy văn học...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Nguyên lý thủy văn ( NXB ĐH Quốc gia Hà Nội ) - Chương 8 Ch¬ng 8 ChÊt lîng níc8.1. Giíi thiÖu vµ nh÷ng ®Þnh nghÜa Nh÷ng ch¬ng tríc trong cuèn s¸ch nµy gi¶i quyÕt lîng tr÷ vµ dßng ch¶y cñaníc qua chu tr×nh thuû v¨n, nhng Ýt ®Ò cËp ®Õn ®Æc trng cña níc. Thùc vËy, trõ ënh÷ng vïng riªng biÖt mµ sù xãi mßn ®Êt m¹nh, hoÆc nh÷ng n¬i x¶y ra sù mÆn ho¸,chØ t¬ng ®èi gÇn ®©y c¸c nhµ thuû v¨n míi chó ý nhiÒu tíi c¸c ®Æc trng cña níc(Hem, 1985). Tuy nhiªn, ngµy nay tÇm quan träng cña chÊt lîng níc ®ang ®îc c¸cnhµ thñy v¨n häc nhËn thøc ngµy mét réng r·i, bao gåm c¶ c¸c ®Æc trng ho¸ häc, dovËt chÊt ®îc hoµ tan, vµ c¸c ®Æc trng vËt lý, ch¼ng h¹n nh nhiÖt ®é, vÞ vµ c¸c chÊtr¾n l¬ löng. Do viÖc sö dông vµ « nhiÔm ngµy cµng t¨ng cña c¸c nguån níc bëi c¸cho¹t ®éng con ngêi, ngêi ta cã thÓ tranh luËn r»ng bµi to¸n vÒ chÊt lîng níc b©ygiê thêng lµ khã kh¨n vµ cÇn thiÕt h¬n bµi to¸n vÒ tr÷ lîng níc. Nghiªn cøu chÊtlîng níc b©y giê lµ mét trong nh÷ng khÝa c¹nh ®ang ®îc më réng nhanh chãngnhÊt cña thuû v¨n (Andrew vµ Webb, 1987). Trªn nhiÒu vïng cña thÕ giíi sö dôngníc bÞ giíi h¹n bëi chÊt lîng cña nã nhiÒu h¬n lµ bëi tr÷ lîng cña nã. Th«ng tin vµ sù qu¶n lý chÊt lîng níc cã tÇm quan träng lín ®èi víi mét lo¹tc¸c môc tiªu, gåm cã cung cÊp níc vµ søc khoÎ céng ®ång, sö dông níc cho n«ngnghiÖp vµ c«ng nghiÖp. ChÊt lîng níc còng quan träng ®èi víi viÖc gi÷ g×n c¸c m«itrêng sèng ë díi níc cho c¸ vµ c¸c ®éng vËt kh«ng x¬ng sèng, chim vµ ®éng vËtcã vó. V× vËy cÇn ph¶i cã c¸c ho¹t ®éng gi¸m s¸t vµ kiÓm so¸t t¸c ®éng ®ang ngµy métgia t¨ng cña con ngêi lu«n t¨ng ®èi víi ho¸ häc níc th«ng qua nhiÒu d¹ng « nhiÔmkh¸c nhau. VÒ c¬ b¶n, bèc h¬i cung cÊp mét nguån níc s¹ch (®îc chng cÊt) cho gi¸ngthuû, mµ sau ®ã t¨ng thªm c¸c vËt chÊt hoµ tan khi nã di chuyÓn qua khÝ quyÓn, vµ ëc¸c giai ®o¹n sau ®ã cña chu tr×nh thuû v¨n khi nã ®i vµo tiÕp xóc víi vËt liÖu h÷u c¬,®Êt vµ ®¸. Thùc tÕ kh«ng cã níc nµo kh«ng chÞu ¶nh hëng cña con ngêi- gi¸ngthuû ë vïng cùc vÉn cã chøa c¸c thµnh phÇn ®îc th¶i vµo trong khÝ quyÓn. §ã vÉn lµmét vÊn ®Ò lín cÇn ®îc t×m hiÓu vÒ hãa häc cña nh÷ng qu¸ tr×nh tù nhiªn nµy, còngnh c¸c c¬ chÕ vµ ®êng ®i cña c¸c dßng chÊt hoµ tan. Nhµ thuû v¨n nghiªn cøu tèc®é vµ ®êng dßng cña chuyÓn ®éng níc v× vËy ®îc ®Æt ë mét vÞ trÝ duy nhÊt ®Ó giópt×m ra c¸c lêi gi¶i cho nh÷ng bµi to¸n nµy. Ch¬ng nµy cung cÊp mét tæng quan tãm t¾t vÒ c¸c nguyªn lý chung vµ nh÷ngth¶o luËn mét sè khÝa c¹nh ®îc lùa chän cña lÜnh vùc nghiªn cøu quan träng nµy;nh÷ng chi tiÕt h¬n n÷a cã thÓ ®îc t×m thÊy trong c¸c cuèn s¸ch chuyªn biÖt (vÝ dôStumm vµ Morgan, 1996). Tríc khi chuyÓn sang c¸c qu¸ tr×nh chÊt lîng níc ë c¸cgiai ®o¹n kh¸c nhau trong chu tr×nh thuû v¨n, ph¶i xem xÐt l¹i c¸c thuéc tÝnh cñaníc vµ c¸c b¶n chÊt cña nh÷ng ph¶n øng ho¸ häc. 2628.1.1. C¸c thuéc tÝnh cña níc Níc chiÕm mét vai trß trung t©m trong vËn chuyÓn c¸c chÊt ho¸ häc quanh bÒmÆt cña hµnh tinh chóng ta. Nuíc tinh khiÕt lµ níc cã c¸c tÝnh chÊt kh«ng mµu,kh«ng vÞ vµ kh«ng mïi. §ã lµ nh÷ng thuéc tÝnh nhÊt ®Þnh lµm cho nã trë thµnh ®écnhÊt v« nhÞ. Níc lµ mét hîp chÊt ho¸ häc cña hai nguyªn tè phæ biÕn, hydrogen (H)vµ oxygen (O), nhng kh¸c vÒ ®éng th¸i víi hÇu hÕt c¸c hîp chÊt kh¸c lµ nã ®îc gäilµ mét hîp chÊt “kh«ng theo quy t¾c” (Leopold vµ Davis, 1970). Mét trong nh÷ng ®Æctrng dÞ thêng nhÊt lµ díi c¸c ®iÒu kiÖn khÝ hËu th«ng thêng nã thêng ®îc t×mthÊy ë c¶ ba pha: r¾n (b¨ng), láng vµ khÝ (h¬i níc). Nh÷ng sù thay ®æi vÒ pha (tanch¶y vµ ®ãng b¨ng, bèc h¬i vµ ngng tô) hÊp thô hay gi¶i phãng nhiÒu Èn nhiÖt h¬nhÇu hÕt c¸c chÊt th«ng thêng kh¸c; níc còng cã nhiÖt dung riªng-lîng n¨ng lîngcÇn thiÕt ®Ó t¨ng nhiÖt ®é níc lªn mét ®¬n vÞ nhiÖt ®é- cùc kú cao. Cïng víi nh÷ng®iÒu nµy gi¶i thÝch t¹i sao níc cã t¸c dông nh mét chÊt nÖm chèng l¹i nh÷ng cùch¹n nhiÖt ®é. NhiÒu thuéc tÝnh vËt lý vµ ho¸ häc cña nã lµ dÞ thêng, nhng ®iÒuquan träng nhÊt cña nh÷ng nghiªn cøu chÊt lîng níc lµ trªn thùc tÕ gÇn nh tÊt c¶c¸c chÊt ®Òu cã thÓ hoµ tan tíi mét ph¹m vi nµo ®ã trong níc. Ph©n tö níc (H2O)hÊp dÉn m¹nh tíi hÇu hÕt c¸c chÊt v« c¬ (gåm c¶ chÝnh b¶n th©n níc). Trong thùc tÕ,ngêi ta hoµn toµn cã thÓ t¹o ra vµ lu tr÷ níc tinh khiÕt (Lamb, 1985). C¸c tÝnh chÊt dÞ thêng cña níc cã thÓ ®îc gi¶i thÝch bëi cÊu tróc ph©n tö cñanã. Mçi ph©n tö níc gåm hai nguyªn tö hydro liªn kÕt víi mét nguyªn tö oxy bëi métc¬ chÕ æn ®Þnh vµ rÊt m¹nh, liªn quan ®Õn viÖc chia sÎ mét cÆp electron, ®îc gäi lµliªn kÕt ho¸ trÞ. Hai nguyªn tö hydro kh«ng ë c¸c vÞ trÝ hoµn toµn ®èi diÖn nhau cñanguyªn tö oxy mµ ë mét gãc 105 0 (H×nh 8.1(a)). H×nh 8.1. CÊu t¹o cña níc: (a) ph©n tö níc bao gåm mét nguyªn tö oxi vµ 2 nguyªn tö Hydro; (b) hîp nhÊt gi÷a 2 ph©n tö níc; (c) Mèi liªn kÕt cation ...