Khóa luận Thiết kế mô hình thu sương làm nước sạch từ các sợi tự nhiên
ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM
NGUYỄN THẾ HƯNG
Tên đề tài:
THIẾT KẾ MÔ HÌNH THU SƯƠNG LÀM
NƯỚC SẠCH TỪ CÁC SỢI TỰ NHIÊN
KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
Hệ đào tạo
Chuyên ngành
Khoa
: Chính quy
: Khoa học môi trường
: Môi trường
Khóa học
: 2015 - 2019
Thái Nguyên, năm 2019
ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM
NGUYỄN THẾ HƯNG
Tên đề tài:
THIẾT KẾ MÔ HÌNH THU SƯƠNG
LÀM NƯỚC SẠCH TỪ CÁC SỢI TỰ NHIÊN
KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
Hệ đào tạo
Chuyên ngành
Lớp
: Chính quy
: Khoa học môi trường
: K47 - KHMT (N01)
: Môi trường
Khoa
Khóa học
: 2015 - 2019
Giảng viên hướng dẫn : TS. Trần Hải Đăng
Thái Nguyên, năm 2019
i
LỜI CẢM ƠN
Được sự đồng ý của Ban Giám hiệu trường Đại học Nông Lâm Thái
Nguyên, khoa Môi trường cùng với sự hướng dẫn của thầy giáo TS. Trần Hải
Đăng, em tiến hành thực hiện đề tài: “Thiết kế mô hình thu sương làm
nước sạch từ các sợi tự nhiên” Trước hết em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc
đến thầy giáo TS. Trần Hải Đăng, người tận tình hướng dẫn, giúp đỡ em trong
suốt quá trình thực tập và hoàn thành đề tài tốt nghiệp. Em xin chân thành
cảm ơn các thầy giáo, cô giáo của trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên,
đặc biệt các thầy giáo, cô giáo trong khoa Môi trường đã nhiệt tình dạy dỗ em
trong quá trình học tập và thời gian thực tập tốt nghiệp.
Mặc dù bản thân có nhiều cố gắng, song do trình độ và thời gian có hạn,
bước đầu làm quen với phương pháp nghiên cứu nên đề tài của em không tránh
khỏi những hạn chế và thiếu sót, em rất mong được sự đóng góp ý kiến của các
thầy cô giáo và bạn bè đồng nghiệp để đề tài của em được hoàn thiện hơn.
Em xin chân thành cảm ơn./.
Thái Nguyên, ngày tháng năm 2019
Sinh viên
Nguyễn Thế Hưng
ii
DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 2.1. Chỉ tiêu và phương pháp phân tích...........................................................25
Bảng 3.1. Kết quả phân tích chất lượng nước thu sương(hơi)sau 1 ngày.................27
Bảng 3.1. Kết quả phân tích chất lượng nước thu sương (hơi) sau 1 ngày...............32
Bảng 3.2. Kết quả phân tích chất lượng nước thu sương (hơi) sau 7 ngày...............34
Bảng 3.3. Kết quả phân tích chất lượng nước thu sương (hơi) sau 10 ngày.............36
Bảng 3.4. Kết quả phân tích chất lượng nước thu sương(hơi) sau 15 ngày..............38
iii
DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình 2.1. Tháp nước Warka......................................................................................16
Hình 2.2 Máy lọc nước UV nhỏ gọn.........................................................................16
Hình 2.3:Máy gom sương mù lớn nhất thế giới........................................................17
Hình 2.4: Nano Water Chip ......................................................................................18
Hình 2.5. Quy trình đan lưới từ các sợi cây (Đay, gai, xơ dừa)................................23
Hình 3.1. Mô hình thu sương (hơi) thành nước ........................................................30
Hình 3.2: Biểu đồ hiển thị chỉ tiêu COD...................................................................32
Hình 3.4: Biểu đồ hiển thị độ đục .............................................................................33
Hình 3.4: Biểu đồ hiển thị chỉ tiêu độ đục ................................................................35
Hình 3.5: Biểu đồ hiển thị chỉ tiêu COD...................................................................36
Hình3.6 : Biểu đồ hiển thị chỉ tiêu độ đục ................................................................37
Hình 3.7: Biểu đồ hiển thị chỉ tiêu COD...................................................................38
Hình 3.8: Biểu đồ hiển thị chỉ tiêu độ đục ................................................................39
iv
DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT
Từ, cụm từ viết tắt
BTNMT
BVMT
BYT
Chú giải
: Bộ tài nguyên môi trường
: Bảo vệ môi trường
: Bộ Y tế
CP
: Chính phủ
ĐV
: Động vật
KT – XH
NĐ
: Kinh tế - xã hội
: Nghị định
QCVN
TCXDVN
TP
: Quy chuẩn Việt Nam
: Tiêu chuẩn xây dựng Việt Nam
: Thành phố
TT
: Thông tư
TV
: Thực vật
UNICEF
USGS
WHO
: Quỹ nhi đồng liên hợp quốc
: Cục khảo sát địa chất Hoa Kỳ
: Tổ chức y tế thế giới
v
MỤC LỤC
MỞ ĐẦU.....................................................................................................................1
1. Tính cấp thiết của đề tài ..........................................................................................1
2. Mục tiêu của đề tài ..................................................................................................2
2.1. Mục tiêu tổng quát ...............................................................................................2
2.2. Mục tiêu cụ thể.....................................................................................................2
3. Ý nghĩa của đề tài....................................................................................................3
3.1. Ý nghĩa khoa học .................................................................................................3
3.2. Ý nghĩa thực tiễn..................................................................................................3
PHẦN 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU ...........................................................................4
1.1. Cơ sở pháp lý của đề tài.......................................................................................4
1.2. Cơ sở lý luận của đề tài........................................................................................5
1.2.1. Khái quát về tài nguyên nước ...........................................................................5
1.2.2 Vai trò của nước đối với con người ..................................................................8
1.2.3 Vai trò của nước đối với sinh vật.......................................................................8
1.2.4 Khái niệm ô nhiễm nước....................................................................................9
1.2.5 Khái niệm về nước sạch.....................................................................................9
1.2.6 Khái niệm chất lượng nước..............................................................................10
1.3 . Cơ sở thực tiễn ..................................................................................................10
1.3.1. Tình hình khai thác và sử dụng nước trên thế giới .........................................10
1.3.2. Tình hình khai thác và sử dụng nước ở Việt Nam..........................................13
1.4. Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước........................................................14
1.4.1. Các nghiên cứu trên thế giới ...........................................................................14
1.4.2. Các nghiên cứu liên quan tại Việt Nam ..........................................................19
PHẦN 2. ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU.........22
2.1. Đối tượng, địa điểm và thời gian nghiên cứu.....................................................22
2.2. Nội dung nghiên cứu..........................................................................................22
2.3. Phương pháp nghiên cứu....................................................................................22
2.4.1. Phương pháp thu thập số liệu thứ cấp ............................................................22
2.4.2. Phương pháp thiết kế thí nghiệm ...................................................................22
vi
2.4.3. Phương pháp lấy mẫu và phân tích mẫu ........................................................25
2.4.4. Phương pháp xử lý số liệu..............................................................................25
3.1. Kết quả nghiên cứu chất lượng nước thu sương làm nước từ các sợi tự nhiên .....
3.1.1. Nghiên cứu khả năng thu sương(hơi) thành nước...........................................27
3.1.2. Kết quả đánh giá chất lượng nước sau thu sương...........................................27
3.2.Thiết kế mô hình thu sương làm nước sạch ........................................................29
3.3. Đánh giá chất lượng nước thu được từ mô hình ................................................31
3.3.1. Chất lượng nước thu sương (hơi) sau 1 ngày..................................................31
4.1.2. Chất lượng nước thu sương (hơi) sau 7 ngày..................................................33
4.1.3. Chất lượng nước thu sương(hơi) sau 10 ngày.................................................35
4.1.4. Chất lượng nước thu sương(hơi) sau 15 ngày.................................................37
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ...................................................................................40
1. Kết luận .................................................................................................................40
2. Kiến nghị...............................................................................................................43
Từ nghiên cứu cho thấy, em xin có một số kiến nghị như sau: ................................43
TÀI LIỆU THAM KHẢO.........................................................................................44
27
1
MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài
Nước là nguồn tài nguyên vô cùng quý giá mà tự nhiên ban tặng cho con
người, không có nước thì không có sự sống và cũng không có một hoạt động kinh tế
nào có thể tồn tại được. Nước là khởi đầu và là nhu cầu thiết yếu của sự sống; là yếu
tố quan trọng của sản xuất; là nhân tố chính để bảo đảm môi trường. Tuy vậy,
nguồn tài nguyên nước đang ngày càng khan hiếm, khối lượng và chất lượng nước
ngày càng suy giảm, hạn hán, lũ lụt xảy ra gay gắt ở cả quy mô, mức độ và thời gian
trong khi nhu cầu sử dụng nước ngày càng tăng và đó chính là nguyên nhân đã gây
ra khủng hoảng về nước ở nhiều nơi trên thế giới.
Tuy nhiên, nhu cầu phát triển kinh tế nhanh với mục tiêu lợi nhuận cao, con
người đã cố tình bỏ qua các tác động đến môi trường một cách trực tiếp hoặc gián
tiếp; cùng với sự gia tăng dân số gây nguy cơ thiếu nước, đặc biệt là nước ngọt và
nước sạch là một hiểm họa lớn đối với sự tồn vong của con người cũng như toàn bộ
sự sống trên trái đất.
Hiện nay trên thế giới, nước sạch đang là nguồn tài nguyên cực kì quý giá và
rất khan hiếm ở một số vùng đất. Theo báo cáo của WHO, khoảng 2,4 tỉ người trên
thế giới không có nước sạch để uống hàng ngày và 1,8 tỉ người phải uống những
nguồn nước ô nhiễm, gây ảnh hưởng đến sức khỏe và tính mạng. Hàng năm, 4.000
trẻ em tử vong vì nước bẩn và vệ sinh kém [Quỹ Nhi đồng Liên Hợp Quốc UNICEF
công bố]. Giám đốc Điều hành UNICEF, bà Ann M. Veneman cho biết: “Trên thế
giới, cứ 15 giây lại có một trẻ em tử vong bởi các bệnh do nước không sạch gây ra
và nước không sạch là thủ phạm của hầu hết các bệnh và nạn suy dinh dưỡng. Chỉ
tính riêng ở Châu Phi, do biến đổi khí hậu, số người chịu cảnh thiếu nước nhiều hơn
vào năm 2020 là từ 75 đến 250 triệu người. Khan hiếm nước ở một số vùng khô hạn
và bán khô hạn sẽ tác động lớn tới sự di cư; do hiếm nước sẽ có từ 24 triệu đến 700
triệu người dân mất chỗ ở.
Tại các khu vực miền núi ở Việt Nam cũng đang đối diện với tình trạng khan
hiếm nguồn nước sạch trầm trọng. Trong bối cảnh nguồn nước mặt đang dần trở
nên cạn kiện còn nguồn nước ngầm thì không phải nơi nào cũng có. Đặc biệt tại các
2
khu vực miền núi phía Bắc thì việc tìm được nguồn nước ngầm là rất khó khăn.
Ngoài ra thì chất lượng của các nguồn nước cũng không đáp ứng được nhu cầu sinh
hoạt hàng ngày. Cho đến thời điểm này theo thông tin của Ban Chỉ đạo quốc gia về
chương trình nước sạch và vệ sinh môi trường thì 60% người dân vùng nông thôn,
miền núi không có nước sạch để sử dụng. Theo ước tính của Quỹ Nhi đồng Liên
Hợp Quốc (UNICEF) ở Việt Nam có khoảng 17 triệu (52%) trẻ em chưa được sử
dụng nước sạch. Do đó, cần phải nhanh chóng có các biện pháp bảo vệ và sử dụng
hợp lý nguồn tài nguyên nước.
Trong khi đó, tại các vùng núi cao thì luôn có một lượng sương dày đặc quanh
năm cho thấy khả năng thu sương làm nước là rất lớn. Nhưng hiện nay tại Việt Nam
chưa có nghiên cứu nào về khả năng thu sương làm nước sạch phục vụ cho đồng
bào vùng cao vì vậy cần tìm ra phương pháp, mô hình hiệu quả thu sương tạo ra
nước sạch giải quyết các vấn đề thiếu nước sách trên các vùng núi cao.
Ở nước ta có rất nhiều loại sợi tự nhiên có khả năng hút ẩm, giữ nước tốt như
sợi gai, sợi đay, sợi dừa,... Các loại sợi này là nguồn nguyên liệu rẻ tiền, dễ kiếm có
thể phục vụ cho việc thu sương làm nước rất tốt.
Xuất phát từ thực tế, dưới sự hướng dẫn của thầy giáo TS. Trần Hải Đăng,
chúng tôi tiến hành nghiên cứu đề tài: “Thiết kế mô hình thu sương (hơi) làm
nước sạch của một số sợi tự nhiên” nhằm đánh giá chất lượng nước và đưa ra các
đề xuất biện pháp xử lý.
2. Mục tiêu của đề tài
2.1. Mục tiêu tổng quát
Thiết kế mô hình thu sương làm nước sạch từ các sợi tự nhiên trong phòng thí
nghiệm.
2.2. Mục tiêu cụ thể.
- Thiết kế mô hình công nghệ thu sương (hơi ).
- Đánh giá chất lượng nước sau khi thu được từ mô hình.
3
3. Ý nghĩa của đề tài
3.1. Ý nghĩa khoa học
- Cung cấp cơ sở lý luận của việc đánh giá chất lượng nước thu sương trong
phòng thí nghiệm.
- Cung cấp thêm thông tin cũng như biện pháp mới từ mô hình thu sương làm
nước sạch.
3.2. Ý nghĩa thực tiễn
Những kết quả nghiên cứu của đề tài sẽ là cơ sở cho ý nghĩa trong học tập và
nghiên cứu khoa học: Giúp bản thân tôi có cơ hội tiếp cận với cách thức thực hiện một
đề tài nghiên cứu khoa học, giúp tôi vận dụng kiến thức đã học vào thực tế và rèn luyện
về kỹ năng tổng hợp và phân tích số liệu, tiếp thu và học hỏi những kinh nghiệm từ
thực tế. Trên cơ sở những kiến thức nắm được sẽ là hành trang phục vụ cho công việc
tôi trong công tác quản lý môi trường.
Kết quả nghiên cứu của đề tài có thể được sử dụng như là tài liệu tham khảo
cho các cơ quan quản lý, các nhà nghiên cứu nhân rộng mô hình thu sương làm
nước sạch cho những nơi vùng núi, vùng sâu, vùng xa trên Thế giới nói chung và
Việt Nam nói chung có cơ hội sử dụng nước sạch.
4
PHẦN 1
TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1. Cơ sở pháp lý của đề tài
- Căn cứ luật bảo vệ môi trường năm 2014 được quốc hội nước Cộng hòa xã
hội chủ nghĩa Việt Nam khóa XIII, kỳ họp thứ 7 thông qua ngày 23/06/2014 và có
hiệu lực thi hành ngày 01/01/2015.
- Luật tài nguyên nước số 17/2012/QH13
- Các Nghị định, Thông tư, Quyết định, Chỉ thị, Văn bản của Chính phủ, cơ
quan Trung ương, địa phương liên quan đến công tác bảo vệ môi trường, tài nguyên nước.
- TCXDVN 33:2006 về cấp nước – mạng lưới đường ống và các công trình
tiêu chuẩn thiết kế.
- Nghị định 18/2015/NĐ-CP ngày 14 tháng 02 năm 2015 của Chính phủ quy
định về quy hoạch bảo vệ môi trường, đánh giá môi trường chiến lược, đánh giá tác
động môi trường và kế hoạch bảo vệ môi trường
- Nghị định 201/2013/NĐ-CP ngày 27 tháng 01 năm 2013 của Chính phủ quy
định chi tiết thi hành một số điều của Luật tài nguyên nước.
- Nghị định 102/2008/NĐ-CP ngày 15 tháng 9 năm 2008 của Chính phủ về
việc thu thập, quản lý, khai thác và sử dụng dữ liệu tài nguyên và môi trường.
- Nghị định 80/2014/NĐ-CP của Chính phủ về thoát nước và xử lý nước thải
- Nghị định 34/2005/NĐ-CP của chính phủ về quy định xử phạt vi phạm hành
chính trong lĩnh vực tài nguyên nước.
- Nghị định 149/2004/NĐ-CP quy định việc cấp phép thăm dò, khai thác, sử
dụng tài nguyên nước, xả nước thải vào nguồn nước.
- QCVN 01:2009/BYT: Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng nước ăn uống.
- QCVN 02:2009/BYT: Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng nước sinh hoạt.
- Thông tư của Bộ Y tế số 50/2015/TT-BYT ngày 11 tháng 12 năm 2015 quy
định việc kiểm tra vệ sinh, chất lượng nước ăn uống, nước sinh hoạt
5
1.2. Cơ sở lý luận của đề tài
1.2.1. Khái quát về tài nguyên nước
Tài nguyên nước là các nguồn nước mà con người sử dụng hoặc có thể sử
dụng vào những mục đích khác nhau. Nước được dùng trong các hoạt động nông
nghiệp, công nghiệp, dân dụng, giải trí và môi trường. Hầu hết các hoạt động trên
đều cần dùng nước ngọt.
Nước bao phủ 71% diện tích của quả đất trong đó có 97% là nước mặn, còn lại
là nước ngọt. Nước giữ cho khí hậu tương đối ổn định và pha loãng các yếu tố gây ô
nhiễm môi trường, nó còn là thành phần cấu tạo chủ yếu trong cơ thể sinh vật,
chiếm từ 50% - 97% trọng lượng của cơ thể, chẳng hạn như ở người nước chiếm
70% trọng lượng cơ thể và Sứa ở biển nước chiếm tới 97%. Trong 3% lượng nước
ngọt có trên quả đất thì có khoảng hơn 3/4 lượng nước mà con người không sử dụng
được vì nó nằm quá sâu trong lòng đất, bị đóng băng, ở dạng hơi trong khí quyển và
ở dạng tuyết trên lục địa….chỉ có 0,5% nước ngọt hiện diện trong sông, suối, ao, hồ
mà con người đã và đang sử dụng. Tuy nhiên, nếu ta trừ phần nước bị ô nhiễm ra thì
chỉ có khoảng 0,003% là nước ngọt sạch mà con người có thể sử dụng được và nếu
tính ra trung bình mỗi người được cung cấp 879.000 lít nước ngọt để sử dụng
(Miller,1988)
Theo hiểu biết hiện nay thì nước trên hành tinh của chúng ta phát sinh từ 3
nguồn: bên trong lòng đất, từ các thiên thạch ngoài quả đất mang vào và từ tầng trên
của khí quyển, trong đó thì nguồn gốc từ bên trong lòng đất là chủ yếu. Nước có
nguồn gốc bên trong lòng đất được hình thành ở lớp vỏ giữa của quả đất do quá
trình phân hóa các lớp nham thạch ở nhiệt độ cao tạo ra, sau đó theo các khe nứt của
lớp vỏ ngoài nước thoát dần qua lớp vỏ ngoài thì biến thành thể hơi, bốc hơi và cuối
cùng ngưng tụ lại thành thể lỏng và rơi xuống mặt đất. Trên mặt đất, nước chảy tràn
từ nơi cao đến nơi thấp và tràn ngập các vùng trủng tạo nên các đại dương mênh
mông và các sông hồ nguyên thủy.
Theo sự tính toán thì khối lượng nước ở trạng thái tự do phủ lên trên trái đất
khoảng 1,4 tỉ km3, nhưng so với trử lượng nước ở lớp vỏ giữa của quả đất (khoảng
200 tỉ km3) thì chẳng đáng kể vì nó chỉ chiếm không đến 1%. Tổng lượng nước tự
6
nhiên trên thế giới theo ước tính có khác nhau theo các tác giả và dao động từ
1.385.985.000 km3 (Lvovits, Xokolov - 1974) đến 1.457.802.450 km3 (F. Sargent - 1974)
- Nước ngọt: nước ngọt hay nước nhạt là loại nước chứa một lượng tối thiểu
các muối hòa tan, đặc biệt là clorua natri (thường có nồng độ các loại muối hay còn
gọi là độ mặn trong khoảng 0,01 – 0,5 ppt hoặc tới 1ppt), vì thế nó được phân biệt
tương đối rõ ràng với nước lợ hay các loại nước mặn và nước muối. Tất cả các
nguồn nước ngọt có xuất phát điểm là từ các cơn mưa được tạo ra do sự ngưng tụ
tới hạn của hơi nước trong không khí, rơi xuống ao, hồ, sông của mặt đất cũng như
trong các nguồn nước ngầm hoặc do sự tan chảy của băng hay tuyết. Nước ngọt là
nguồn tài nguyên tái tạo, tuy vậy mà việc cung cấp nước ngọt và sạch trên thế giới
đang từng bước giảm đi. Nhu cầu nước đã vượt cung ở một vài nơi trên thế giới
trong khi dân số thể giới vẫn đang tiếp tục tăng làm cho nhu cầu nước càng tăng. Sự
nhận thức về tầm quan trọng của việc bảo vệ nguồn nước cho nhu cầu hệ sinh thái
mới chỉ được lên tiếng gần đây. Trong suốt thể kỷ 20, hơn một nửa các vùng đất
ngập nước trên thế giới đã bị biến mất cùng với các môi trường hỗ trợ có giá trị của
chúng. Các hệ sinh thái nước ngọt mang đậm tính đa dạng sinh học hiện đang suy
giảm nhanh hơn các hệ sinh thái biển và đất liền.
- Nước mặn: Nước mặn là thuật ngữ chung để chỉ nước chứa một hàm lượng
đáng kể các muối hòa tan (chủ yếu là NaCl). Hàm lượng này thông thường được
biểu diễn dưới dạng phần nghìn (ppt) hay phần triệu (ppm) hoặc phần trăm (%) hay
g/l. Các mức hàm lượng muối được USGS Hoa Kỳ sử dụng để phân loại nước mặn
thành ba thể loại. Nước hơi mặn chứa muối trong phạm vi 1.000 tới 3.000ppm (1 tới
3 ppt). Nước mặn vừa phải chứa khoảng 3.000 tới 10.000 ppm (3 tới 10 ppt). Nước
mặn nhiều chứa khoảng 10.000 tới 35.000 ppm (10 tới 35 ppt) muối. Trên Trái Đất,
nước biển trong các đại dương là nguồn nước mặn phổ biến nhất và cũng là nguồn
nước lớn nhất. Độ mặn trung bình của đại dương là khoảng 35.000 ppm hay 35 ppt
hoặc 3,5%, tương đương với 35g/l. Hàm lượng nước mặn tự nhiên cao nhất có tại
hồ Assal ở Djibouti với nồng độ 34,8%.
- Nước mặt: nước mặt là nước trong sông, hồ hoặc nước ngọt trong vùng đất
ngập nước. Nước mặt được bổ sung một cách tự nhiên bởi giáng thủy và chúng mất
7
đi khi chảy vào đại dương, bốc hơi và thấm xuống đất. Lượng giáng thủy này được
thu hồi bởi các lưu vực, tổng lượng nước trong hệ thống này tại một thời điểm cũng
tùy thuộc vào một số yếu tố khác. Các yếu tố này như khả năng chứa của các hồ,
vùng đất ngập nước và các hồ chứa nhân tạo, độ thấm của đất bên dưới các thể chứa
nước này, các đặc điểm của dòng chảy mặt trong lưu vực, thời lượng giáng thủy và
tốc độ bốc hơi địa phương. Tất cả các yếu tố này đều ảnh hưởng đến tỷ lệ mất nước.
Sự bốc hơi nước trong đất, ao, hồ, sông, biển, sự thoát hơi nước ở TV và ĐV…hơi
nước vào trong không khí sau đó bị ngưng tụ lại trở về thể lỏng rơi xuống mặt đất
hình thành mưa, nước mưa chảy tràn trên mặt đất từ nơi cao đến nơi thấp tạo nên
các dòng chảy hình thành nên thác, ghềnh, sông, suối và được tích tụ lại ở những
nơi thấp trên lục địa hình thành hồ hoặc đưa thẳng ra biển hình thành nên lớp nước
trên bề mặt của vỏ trái đất. Trong quá trình chảy tràn, nước hòa tan các muối
khoáng trong các nham thạch nơi nó chảy qua, một số vật liệu nhẹ không hòa tan
được cuốn theo dòng chảy và bồi lắng ở nơi khác thấp hơn, sự tích tụ muối khoáng
trong nước biển sau một thời gian dài của quá trình lịch sử của quả đất dần dần làm
cho nước biển càng trở nên mặn. Có hai loại nước mặt là nước ngọt hiện diện trong
ao, hồ, trên các lục địa và nước mặn hiện diện trong biển, các đại dương mênh mông,
trong các hồ nước mặn trên các lục địa.
- Nước ngầm: Nước ngầm hay còn gọi là nước dưới đất, là nước ngọt được
chứa trong các lỗ rỗng của đất hoặc đá. Nó cũng có thể là nước chứa trong các tầng
ngậm nước bên dưới mực nước ngầm. Nước ngầm cũng có những đặc điểm giống
như nước mặt như: nguồn vào, nguồn ra và chứa. Sự khác biệt chủ yếu với nước
mặt là do tốc độ luân chuyển chậm ( dòng thấm rất chậm so với nước mặt), khả
năng giữ nước ngầm nhìn chung lớn hơn nước mặt khi so sánh về lượng nước đầu
vào. Nguồn cung cấp nước cho nước ngầm là nước mặt thấm vào tầng chứa. Các
nguồn thoát tự nhiên như suối và thấm vào các đại dương. Theo độ sâu phân bố, có
thể chia nước ngầm thành nước ngầm tầng mặt và nước ngầm tầng sâu. Đặc điểm
chung của nước ngầm là khả năng di chuyển nhanh trong các lớp đất xốp, tạo thành
dòng chảy ngầm theo địa hình. Nước ngầm tầng mặt thường không có lớp ngăn
cách với địa hình bề mặt. Do vậy, thành phần và mực nước biến đổi rất nhiều, phụ
8
thuộc vào trạng thái của nước mặt. Loại nước ngầm tầng mặt rất dễ bị ô nhiễm.
Nước ngầm tầng sâu thường nằm trong lớp đất đá xốp được ngăn cách bên trên và
phía dưới bởi các lớp không thấm nước. Theo không gian phân bố, một lớp nước
ngầm tầng sâu thường có ba vùng chức năng: vùng thu nhận nước, vùng chuyển tải
nước, vùng khai thác nước có áp. Có hai loại nước ngầm: nước ngầm không có áp
lực và nước ngầm có áp lực.[11]
1.2.2 Vai trò của nước đối với con người
Nước có vai trò đặc biệt với cơ thể con người, con người có thể nhịn ăn được
vài ngày nhưng không thể nhịn uống nước. Nước chiếm khoảng 70% trọng lượng
cơ thể, 65-75% trọng lượng cơ, 50% trọng lượng mỡ, 50% trọng lượng xương.
Nước tồn tại ở 2 dạng: nước trong tế bào và nước ngoài tế bào. Nước ngoài tế bào
có trong huyết tương máu, nước bọt…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 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. Mỗi người cần 2-3 lít nước mỗi ngày để đổi mới lượng nước
của cơ thể và duy trì các hoạt động sống bình thường. Uống không đủ nước ảnh
hưởng đến chức năng của tế bào cũng như chức năng của các hệ thống trong cơ thể.
Những người thường xuyên uống không đủ nước có khả năng gây trụy tim mạch, hạ
huyết áp, nhịp tim tăng cao. Nguy hiểm hơn, bạn có thể tử vong nếu lượng nước mất
trên 20%. Bên cạnh oxy, nước đóng vai trò quan trọng thứ hai để duy trì sự sống.
Tóm lại, nước rất cần cho cơ thể, mỗi người phải tập cho mình một thói quen
uống nước để cơ thể không bị thiếu nước. Có thể nhận biết cơ thể bị thiếu nước qua
cảm giác khát hoặc màu của nước tiểu, nước tiểu có màu vàng đậm chứng tỏ cơ thể
đang bị thiếu nước. Duy trì cho cơ thể luôn ở trạng thái cân bằng nước là yếu tố
quan trọng bảo đảm sức khỏe của mỗi người.[11]
1.2.3 Vai trò của nước đối với sinh vật
Nước chứa trong cơ thể sinh vật một hàm lượng rất cao, từ 50 - 90% khối
lượng cơ thể sinh vật là nước, có trường hợp nước chiếm tỷ lệ cao hơn, tới 98% như
ở một số cây mọng nước, ở ruột khoang (ví dụ: thủy tức).Nước là dung môi cho các
chất vô cơ, các chất hữu cơ có mang gốc phân cực (ưa nước) như hydroxyl, amin,
9
các boxyl…..Nước là nguyên liệu cho cây trong quá trình quang hợp tạo ra các chất
hữu cơ. Nước là môi trường hoà tan chất vô cơ và phương tiện vận chuyển chất vô
cơ và hữu cơ trong cây, vận chuyển máu và các chất dinh dưỡng ở động vật.Nước
bảo đảm cho thực vật có một hình dạng và cấu trúc nhất định. Do nước chiếm một
lượng lớn trong tế bào thực vật, duy trì độ trương của tế bào cho nên làm cho thực
vật có một hình dáng nhất định.Nước nối liền cây với đất và khí quyển góp phần
tích cực trong việc bảo đảm mối liên hệ khăng khít sự thống nhất giữa cơ thể và môi
trường. Trong quá trình trao đổi giữa cây và môi trường đất có sự tham gia tích cực
của ion H+ và OH- do nước phân ly ra.Nước tham gia vào quá trình trao đổi năng
lượng và điều hòa nhiệt độ cơ thể.Nước còn là môi trường sống của rất nhiều loài
sinh vật, giữ vai trò tích cực trong việc phát tán nòi giống của các sinh vật, nước
còn là môi trường sống của nhiều loài sinh vật. Vì vậy các cơ thể sinh vật thường
xuyên cần nước.[11]
1.2.4 Khái niệm ô nhiễm nước
bị các hoạt động của con người làm nhiễm các chất độc hại như chất có trong thuốc
bảo vệ thực vật,chất thải công nghiệp chưa được xử lí,.....tất cả có thể gây hại
đổi nói chung do con người đối với chất lượng nước, làm nhiễm bẩn nước và gây
nguy hiểm cho con người, cho công nghiệp, nông nghiệp, cho động vật nuôi và các
loài hoang dã”.
Tóm lại, ô nhiễm nước là sự biến đổi tính chất vật lý, hóa học và thành phần
sinh học của nước không phù hợp với tiêu chuẩn, quy chuẩn kĩ thuật cho phép, gây
ảnh hưởng xấu đến con người và vi sinh vật.[11]
1.2.5 Khái niệm về nước sạch
“Nước sạch là nước đảm bảo các yêu cầu sau: Nước trong, không màu,không
có mùi, vị lạ, không có tạp chất, không có chứa chất tan có hại, không có mầm gây
bệnh”.[12]
10
Khi mang đi thử nghiệm đạt giới hạn cho phép tất cả các chỉ tiêu theo quy
định tại Quy chuẩn Việt Nam (QCVN) 01:2009/BYT - Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia
về chất lượng nước ăn uống hay QCVN 02:2009/BYT - Quy chuẩn kỹ thuật quốc
gia về chất lượng nước sinh hoạt, ban hành kèm theo thông tư số 04/2009/TT- BYT
và 05/2009/TT- BYT ngày 17/06/2009.
1.2.6 Khái niệm chất lượng nước
Chất lượng nước là một chỉ tiêu quan trọng đụng chạm tới tất cả khía cạnh của
hệ sinh thái và đời sống con người, như sức khỏe cộng đồng, sản xuất lương thực,
hoạt động kinh tế và đa dạng sinh học. Do đó, chất lượng nước cũng là một trong
những cơ sở để đánh giá mức độ đói nghèo, thịnh vượng và trình độ văn hoá của
một quốc gia.
1.3 . Cơ sở thực tiễn
1.3.1. Tình hình khai thác và sử dụng nước trên thế giới
Tính đến đầu những năm 1990 trên toàn thế giới đã khai thác được 760 tỷ m3
nước ngầm chiếm 21% so với tổng lượng nước đã khai thác sử dụng (bao gồm các
nguồn nước dưới đất, nước mặt, nước mưa...).
Khu vực Trung Đông nơi nguồn nước mặt khan hiếm, người ta đã khai thác tối
đa nguồn nước dưới đất để phục vụ cho các nhu cầu nên ở khu vực này tỷ lệ sử
dụng nước dưới đất cao như: Kuwait tỷ lệ nước dưới đất được khai thác chiếm tới
88% lượng nước mặt được khai thác, Ả Rập Sê Út chiếm 85,3%, Tiểu Vương Quốc
Ả Rập chiếm 79%, Israsel chiếm 70%. Nhiều nước Nam Á cũng chiếm tỷ lệ cao về
khai thác nước dưới đất so với nước mặt như: Bangladesh chiếm trên 70%, Pakistan
chiếm 36,5%, Ấn Độ chiếm 34,5%.
Khi con người bắt đầu trồng trọt và chăn nuôi thì đồng ruộng dần dần phát
triển ở miền đồng bằng màu mỡ, kề bên lưu vực các con sông lớn. Lúc đầu cư dân
còn ít và nước thì đầy ắp trên các sông hồ, đồng ruộng, cho dù có gặp thời gian khô
hạn kéo dài thì cũng chỉ cần chuyển cư không xa lắm là tìm được nơi ở mới tốt đẹp
hơn. Vì vậy, nước được xem là nguồn tài nguyên vô tận và cứ như thế qua một thời
gian dài, vấn đề nước chưa có gì là quan trọng.
11
Tình hình thay đổi nhanh chóng khi cuộc cách mạng công nghiệp xuất hiện và
càng ngày càng phát triển như vũ bão. Hấp dẫn bởi nền công nghiệp mới ra đời,
từng dòng người từ nông thôn đổ xô vào các thành phố và khuynh hướng này vẫn
còn tiếp tục cho đến ngày nay. Ðô thị trở thành những nơi tập trung dân cư quá
đông đúc, tình trạng này tác động trực tiếp đến vấn đề về nước càng ngày càng trở
nên nan giải.
Nhu cầu nước càng ngày càng tăng theo đà phát triển của nền công nghiệp,
nông nghiệp và sự nâng cao mức sống của con người. Theo sự ước tính, bình quân
trên toàn thế giới có chừng khoảng 40% lượng nước cung cấp được sử dụng cho
công nghiệp, 50% cho nông nghiệp và 10% cho sinh hoạt. Tuy nhiên, nhu cầu nước
sử dụng lại thay đổi tùy thuộc vào sự phát triển của mỗi quốc gia.
Thí dụ: Ở Hoa Kỳ, khoảng 44% nước được sử dụng cho công nghiệp, 47% sử
dụng cho nông nghiệp và 9% cho sinh hoạt và giải trí (Chiras, 1991). Ở Trung Quốc
thì 7% nước được dùng cho công nghiệp, 87% cho công nghiệp, 6% sử dụng cho
sinh hoạt và giải trí. (Chiras, 1991).
Nhu cầu về nước trong công nghiệp: Sự phát triển càng ngày càng cao của
nền công nghiệp trên toàn thế giới càng làm tăng nhu cầu về nước, đặc biệt đối với
một số ngành sản xuất như chế biến thực phẩm, dầu mỏ, giấy, luyện kim, hóa
chất..., chỉ 5 ngành sản xuất này đã tiêu thụ ngót 90% tổng lượng nước sử dụng cho
công nghiệp. Thí dụ: cần 1.700 lít nước để sản xuất một thùng bia chừng 120 lít,
cần 3.000 lít nước để lọc một thùng dầu mỏ chừng 160 lít, cần 300.000 lít nước để
sản xuất 1 tấn giấy hoặc 1,5 tấn thép, cần 2.000.000 lít nước để sản xuất 1 tấn nhựa
tổng hợp. Theo đà phát triển của nền công nghiệp hiện nay trên thế giới có thể dự
đoán đến năm 2000 nhu cầu nước sử dụng cho công nghiệp tăng 1.900 km3/năm có
nghĩa là tăng hơn 60 lần so với năm 1900. Phần nước tiêu hao không hoàn lại do
sản xuất công nghiệp chiếm khoảng từ 1 - 2% tổng lượng nước tiêu hao không hoàn
lại và lượng nước còn lại sau khi đã sử dụng được quay về sông hồ dưới dạng nước
thải chứa đầy những chất gây ô nhiễm (Cao Liêm, Trần đức Viên - 1990 ).
Nhu cầu về nước trong nông nghiệp: Sự phát triển trong sản xuất nông
nghiệp như sự thâm canh tăng vụ và mở rộng diện tích đất canh tác cũng đòi hỏi
12
một lượng nước ngày càng cao. (Theo M.I.Lvovits, 1974) trong tương lai do thâm
canh nông nghiệp mà dòng chảy cả năm của các con sông trên toàn thế giới có thể
giảm đi khoảng 700 km3/năm. Phần lớn nhu cầu về nước được thỏa mãn nhờ mưa ở
vùng có khí hậu ẩm, nhưng cũng thường được bổ sung bởi nước sông hoặc nước
ngầm bằng biện pháp thủy lợi nhất là vào mùa khô. Người ta ước tính được mối
quan hệ giữa lượng nước sử dụng với lượng sản phẩm thu được trong quá trình canh
tác như sau: để sản xuất 1 tấn lúa mì cần đến 1.500 tấn nước, 1 tấn gạo cần đến
4.000 tấn nước và 1 tấn bông vải cần đến 10.000 tấn nước. Sở dĩ cần số lượng lớn
nước như vậy chủ yếu là do sự đòi hỏi của quá trình thoát hơi nước của cây, sự bốc
hơi nước của lớp nước mặt trên đồng ruộng, sự trực di của nước xuống các lớp đất
bên dưới và phần nhỏ tích tụ lại trong các sản phẩm nông nghiệp. Dự báo nhu cầu về
nước trong nông nghiệp đến năm 2000 sẽ lên tới 3.400 km3/năm, chiếm 58% tổng nhu
cầu về nước trên toàn thế giới.
Nhu cầu về nước Sinh hoạt và giải trí: Theo sự ước tính thì các cư dân sinh
sống kiểu nguyên thủy chỉ cần 5-10 lít nước/ người/ ngày. Ngày nay, do sự phát
triển của xã hội loài người ngày càng cao nên nhu cầu về nước sinh hoạt và giải trí
ngày cũng càng tăng theo nhất là ở các thị trấn và ở các đô thị lớn, nước sinh hoạt
tăng gấp hàng chục đến hàng trăm lần nhiều hơn. Theo sự ước tính đó thì đến năm
2000, nhu cầu về nước sinh hoạt và giải trí sẽ tăng gần 20 lần so với năm 1900, tức
là chiếm 7% tổng nhu cầu nước trên thế giới (Cao Liêm, Trần đức Viên - 1990).
Ngoài ra, còn rất nhiều nhu cầu khác về nước trong các hoạt động khác của
con người như giao thông vận tải, giải trí ở ngoài trời như đua thuyền, trượt ván, bơi
lội ... nhu cầu này cũng ngày càng tăng theo sự phát triển của xã hội.[11]
Đối với các nước phát triển thì nhu cầu sử dụng nước càng lớn. Hiện nay một
sô quốc gia đã khai thác vượt quá khả năng tái tạo của nước rất nhiều lần, điển hình
là Pakistan, Ả Rập Xê Út. Khai thác quá mức sẽ làm suy giảm chất lượng nước
cũng như làm hạ thấp mực nước ngầm và nó cũng thể hiện tình trạng thiếu nước của quốc
gia đó.
Tải về để xem bản đầy đủ
53 trang
24560
Free
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Khóa luận Thiết kế mô hình thu sương làm nước sạch từ các sợi tự nhiên", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên
File đính kèm:
- khoa_luan_thiet_ke_mo_hinh_thu_suong_lam_nuoc_sach_tu_cac_so.pdf
