Tổng chất rắn lơ lửng TSS là gì

Tổng chất rắn lơ lửng TSS là một tham số chất lượng nước được định nghĩa là lượng vật liệu lơ lửng trong một thể tích nước đã biết có thể loại bỏ được trong bộ lọc. Tổng chất rắn lơ lửng TSS là các hạt có kích thước lớn hơn 2 micron, bất kỳ thứ gì nhỏ hơn 2 micron được coi là chất rắn hòa tan.

Hầu hết các chất rắn lơ lửng được tạo thành từ các vật liệu vô cơ mặc dù vi khuẩn và tảo cũng có thể đóng góp vào tổng nồng độ chất rắn. Những chất rắn này bao gồm bất cứ thứ gì trôi hoặc trôi nổi trong nước từ trầm tích, phù sa và cát đến sinh vật phù du và tảo. Các hạt hữu cơ từ các vật liệu phân hủy cũng có thể đóng góp vào nồng độ tổng chất rắn lơ lửng TSS. Khi tảo, thực vật và động vật phân hủy, quá trình phân hủy cho phép các hạt hữu cơ nhỏ tách ra và đi vào nước dưới dạng chất rắn lơ lửng. Ngoài ra các kết tủa hóa học cũng được coi là một dạng chất rắn lơ lửng.

Tổng chất rắn lơ lửng TSS là một yếu tố quan trọng trong việc quan sát độ trong của nước, càng nhiều chất rắn trong nước nước càng ít trong. Một số trầm tích sẽ lắng xuống đáy trong khi một số khác vẫn lơ lửng. Các hạt nặng hơn như sỏi và cát thường lắng xuống khi chúng đi vào khu vực có dòng chảy thấp hoặc không có nước. Các hạt còn lại không lắng xuống được gọi là chất rắn keo hoặc không thể hòa tan, các hạt này quá nhỏ hoặc quá nhẹ để lắng xuống đáy

Tổng chất rắn lơ lửng trong nước TSS cùng với tổng chất rắn hòa tan TDS tạo thành tổng chất rắn trong nước TS

TS = TSS + TDS

Tổng chất rắn lơ lửng trong nước được đo bằng cách lọc mẫu nước thông qua một bộ lọc cụ thể và so sánh trọng lượng của bộ lọc trước và sau khi lọc, TSS sau đó được tính như sau:

(Trọng lượng khô của bộ lọc và vật liệu bị lọc – Trọng lượng khô của bộ lọc)/ Thể tích mẫu nước

Bài viết

• Tổng chất rắn trong nước TS là gì
• Tổng chất rắn hòa tan trong nước TDS là gì
• Phương pháp làm giảm tổng chất rắn hòa tan TDS trong nước

Nguồn hình thành của tổng chất rắn lơ lửng TSS

Chất rắn lơ lửng trong nước thường là do nguyên nhân tự nhiên. Những chất rắn tự nhiên này bao gồm các vật liệu hữu cơ như tảo và các vật liệu vô cơ như phù sa và trầm tích. Khi chất rắn lơ lửng vượt quá nồng độ dự kiến chúng có thể tác động tiêu cực.

Rong

Các loại tảo khác nhau có thể trôi nổi trong nước hoặc được tìm thấy bắt nguồn từ đáy sông. Tảo là thực vật, quang hợp thực vật có thể phát triển mạnh ở cả nước ngọt và nước mặn. Những sinh vật này có kích cỡ khác nhau từ thực vật phù du siêu nhỏ đến rừng tảo biển. Cả 2 dạng thực vật phù du và rong biển của tảo sẽ tiêu thụ chất dinh dưỡng trong nước và có thể làm tăng nồng độ oxy hòa tan thông qua quá trình quang hợp.

Trầm tích do dòng chảy và xói mòn

Trầm tích bao gồm bất kỳ vật liệu rắn nào có thể được vận chuyển bằng nước, gió. Nó thường được định nghĩa là các hạt đất (bao gồm bùn, đất sét và cát) được lắng đọng dưới đáy. Những hạt này thường được phân loại theo kích thước từ nhỏ nhất (đất sét có đường kính nhỏ hơn 0,00195mm) đến lớn nhất (cát thô có thể lên tới 1,5 mm)

Các hạt trầm tích có thể là phù san mịn hoặc đất sét, cát và thậm chí là sỏi. Ở những khu vực có lưu lượng lớn, thậm chí đá có thể được coi là trầm tích khi chúng lắng đọng trong nước. Số lượng và kích thước trầm tích lơ lửng phụ thuộc vào lưu lượng nước. Dòng chảy càng nhanh hạt lơ lửng có thể càng lớn. Tốc độ dòng chảy cao hơn cũng có thể làm cho nồng độ tổng chất rắn lơ lửng TSS cao hơn. Các hạt lớn hơn 0,5mm thường lắng xuống khi lưu lượng nước giảm. Hầu hết các trầm tích lơ lửng còn sót lại (chất rắn keo) bao gồm cát mịn, bùn và đất sét.

Phần lớn trầm tích lơ lửng có trong các vùng nước đến từ dòng chảy và xói mòn. Dòng chảy gây xói mòn, rửa đất và các hạt khác vào trong nước.

Ngoài việc thu thập các hạt lơ lửng từ dòng chảy, sông suối có thể làm xói mòn dần các bờ sông do dòng nước liên tục. Sự gia tăng thể tích và dòng chảy của sông (do mưa hoặc các nguyên nhân khác) có thể làm tăng tốc độ xói mòn.

Sự ô nhiễm                                                                 

Ô nhiễm bao gồm rác, hạt vi nhựa, đốm kim loại hoặc nhựa đường và thuốc nhuộm hóa học… Bất kỳ chất có khả năng gây hại nào được con người thêm vào môi trường dù trực tiếp hay gián tiếp đều được coi là ô nhiễm. Điều này có thể đến từ nước thải từ các nhà máy đến các hạt than và quặng sắt trôi nổi từ một khu khai thác. Nếu các chất ô nhiễm này lớn hơn 2 micron chúng sẽ góp phần vào tổng chất rắn lơ lửng TSS

Một số chất ô nhiễm rắn lơ lửng phổ biến hơn là mầm bệnh (vi khuẩn, động vật nguyên sinh, giun sán), nước thải, hạt bụi trong không khí… Nước thải màu và thuốc nhuôm là các chất ô nhiễm sẽ ảnh hưởng đến độ đục nhưng không phải là chất rắn lơ lửng.

Các chất dinh dưỡng như nitrat và phốt pho thường được coi là chất gây ô nhiễm nhưng vì chúng là một chất hòa tan chúng không đóng góp trực tiếp và nồng độ chất rắn lơ lửng TSS. Thay vào đó chúng có đóng góp gián tiếp khi chúng là thức ăn giúp tảo sinh trưởng phát triển ảnh hưởng đến TSS và độ đục.

Những chất dinh dưỡng hòa tan này cùng với kim loại hòa tan, hóa chất và chất hữu cơ sẽ ảnh hưởng đến chất lượng nước. Nito và phốt pho có thể gây ra hiện tượng phú dưỡng (sự phát triển quá mức của thực vật và tảo) từ đó gây ra mức oxy hòa tan thấp do hô hấp của thực vật và phân hủy vi sinh vật.

Tổng chất rắn lơ lửng TSS so với độ đục của nước có sự khác biệt gì

Độ đục và tổng chất rắn lơ lửng TSS đề cập đến các hạt có trong nước. Độ đục và độ trong của nước là cả 2 tính chất trực quan của nước dựa trên sự tán xạ ánh sáng. Tất cả đều liên quan đến các hạt trong nước dù trực tiếp hay gián tiếp.

Trong khi độ đục và tổng chất rắn lơ lửng thường chồng chéo, có một vài yếu tố bên ngoài chỉ đóng góp cho cái này hay cái kia.

Độ đục được xác định bởi lượng ánh sáng tán ra ra khỏi các hạt. Mặc dù phép đo này sau đó có thể được sử dụng để ước tính tổng nồng độ chất rắn hòa tan nhưng nó sẽ không chính xác. Độ đục không bao gồm bất kỳ chất rắn hoặc khối lượng lắng nào. Ngoài ra các phép đo độ đục có thể bị ảnh hưởng bởi chất hữu cơ hòa tan. Mặc dù chất hòa tan này không được bao gồm trong các phép đo TSS nhưng nó  có thể gây ra số liệu đọc độ đục thấp giả vì nó hấp thụ ánh sáng thay vì tán xạ nó.

Tổng chất rắn lơ lửng mặc khác là tổng số lượng vật liệu rắn trên mỗi thể tích nước. Điều này có nghĩa là TSS là một phép đo cụ thể của tất cả các chất rắn lơ lửng hữu cơ và vô cơ theo khối lượng. TSS bao gồm các chất rắn lắng và là phép đo trực tiếp của tổng chất rắn có trong một vùng nước . Như vậy TSS có thể được sử dụng để tính tốc độ lắng trong khi độ đục không thể  sử dụng như vậy.

Tại sao độ đục và tổng chất rắn lơ lửng TSS lại quan trọng

Độ đục và tổng chất rắn lơ lửng TSS là chỉ số rõ ràng nhất về chất lượng nước. Những hạt lơ lửng này có thể đến từ sự xói mòn đất, dòng chảy, chất thải, trầm tích đáy hoặc tảo nở hoa. Sự gia tăng đột ngột độ đục trong nước là nguyên nhân gây lo ngại. Trầm tích lơ lửng quá mức có thể làm giảm chất lượng nước đối với đời sống thủy sinh và con người, cản trở giao thông thủy và tăng nguy cơ lũ lụt.

Hóa học nước

Chất rắn lơ lửng có thể làm tăng nhiệt độ của nước khi chúng hấp thụ thêm nhiệt từ mặt trời. Điều này cũng có thể làm cho nồng độ oxy hòa tan giảm xuống dưới mức tạo ra tình trạng thiếu oxy.

Về chất lượng nước, mức cao của tổng chất rắn lơ lửng sẽ làm tăng nhiệt độ nước và giảm mức oxy hòa tan. Điều này là do các hạt lơ lửng hấp thụ nhiệt từ bức xạ mặt trời nhiều hơn các phân tử nước. Nhiệt này sau đó được truyền đến nước. Nước ấm hơn không thể chứa nhiều oxy hòa tan như nước lạnh hơn do đó mức DO sẽ giảm. Ngoài ra nhiệt độ bề mặt tăng có thể gây ra sự phân tầng hoặc phân lớp của nước. Khi nước phân tầng lớp trên và lớp dưới không trộn lẫn. Vì sự phân hủy và hô hấp thường xảy ra ở các lớp thấp hơn chúng có thể trở nên quá thiếu oxy (nồng độ oxy hòa tan thấp) để các sinh vật sống ót

Quang hợp

Các chất rắn lơ lửng đặc biệt là tảo có thể ngăn ánh sáng mặt trời chiếu vào cây ngập nước. Điều này có thể làm giảm nồng độ oxy hòa tan vì thực vật dựa vào hô hấp (tiêu thụ oxy) thay vì quang hợp.

Độ đục cũng có thể ức chế quang hợp  bằng cách chặn ánh sáng mặt trời. Ngừng hoặc giảm quang hợp nghĩa là giảm tỷ lệ sống của cây và giảm sản lượng oxy hòa tan. Nếu không có ánh sáng mặt trời cần thiết, rong biển và cỏ dưới mặt nước sẽ không thể tiếp tục quang hợp và có thể chết.

Thảm thực vật dưới nước có 2 tác dụng chính. Đầu tiên khi quá trình quang hợp giảm, oxy hòa tan được tạo ra ít hơn, do đó làm giảm thêm mức DO trong nước. Sự phân hủy tiếp theo của vật liệu hữu cơ có thể giảm mức oxy hòa tan thậm chí thấp hơn. Thứ hai rong biển và thực vật dưới nước là nguồn thức ăn cần thiết cho nhiều sinh vật dưới nước.

Xói mòn

Xói mòn bờ sông có thể do dòng chảy, lũ lụt hoặc dòng nước mạnh. Sự gia tăng độ đục cũng có thể cho thấy sự xói mòn gia tăng của các bờ suối có thể ảnh hưởng lâu dài đối với một vùng nước. Xói mòn làm giảm chất lượng môi trường sống cho cá và các sinh vật khác. Về độ trong của nước, giảm sự xâm nhập ánh sáng do trầm tích lơ lửng có thể che khuất tìm nhìn của sinh vật dưới nước, làm giảm khả năng tìm thức ăn của chúng. Những hạt lơ lửng này cũng có thể làm tắc mang cá và ảnh hưởng đến tốc độ tăng trưởng.

Ô nhiễm

Nước thải có thể mang mầm bệnh và các chất gây ô nhiễm khác trong nước nếu không được xử lý đúng cách. Các chất ô nhiễm như kim loại hòa tan và mầm bệnh có thể bám vào các hạt lơ lửng và xâm nhập vào nước. Đây là lý do tại sao sự gia tăng độ đục thường có thể chỉ ra ô nhiễm tiềm ẩm không chỉ làm giảm chất lượng nước. Các chất gây ô nhiễm bao gồm vi khuẩn, động vật nguyên sinh, chất dinh dưỡng (ví dụ nitrat và phốt pho), thuốc trừ sâu, thủy ngân, chì và các kim loại khác.

Một số chất gây ô nhiễm đặc biệt là kim loại nặng có thể bất lợi và độc hại đối với đời sống thủy sinh.

Khi nồng độ chất rắn lơ lửng là do các vật liệu hữu cơ đặc biệt là nước thải và chất hữu cơ phân rã, sự hiện diện của vi khuẩn, động vật nguyên sinh và virut. Các chất rắn lơ lửng ngày cũng có nhiều khả năng làm giảm nồng độ oxy hòa tan khi chúng bị phân hủy.

Tác động đến nước uống

Các chất rắn lơ lửng hữu cơ chẳng hạn như phân hủy vật chất hoặc nước thải thường tự nhiên bao gồm các loại vi sinh vật cao như động vật nguyên sinh, vi khuẩn và vi rút. Các mầm bệnh như vậy góp phần gây ra các bệnh lây truyền qua đường nước như cryptosporidiosis, dịch tả và bệnh giardia. Nước đục cho dù là do vật liệu hữu cơ hay vô cơ gây khó khăn cho công đoạn khử trùng nước vì các hạt lơ lửng sẽ là nơi ẩn nấp của các vi khuẩn gây bệnh.

Trong các quy trình công nghiệp, độ đục có thể góp phần làm bể và ống bị tắc.