1. Trang chủ
  2. » Luận Văn - Báo Cáo

Đánh giá khả năng áp dụng thiết bị đo nhanh water it ứng dụng đo chất lượng nước sông

74 19 0

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

THÔNG TIN TÀI LIỆU

Thông tin cơ bản

Tiêu đề Đánh giá khả năng áp dụng thiết bị đo nhanh WATER it, ứng dụng đo chất lượng nước sông
Tác giả Nguyễn Hoàng Việt Phương
Người hướng dẫn TS. Nguyễn Thị Thu Hiền
Trường học Đại học Bách Khoa Hà Nội
Chuyên ngành Quản lý Tài nguyên và Môi trường
Thể loại Luận văn thạc sĩ
Năm xuất bản 2023
Thành phố Hà Nội
Định dạng
Số trang 74
Dung lượng 2,46 MB

Các công cụ chuyển đổi và chỉnh sửa cho tài liệu này

Nội dung

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự do – Hạnh phúc BẢN XÁC NHẬN CHỈNH SỬA LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ và tên tác giả luận văn: Nguyễn Hoàng Việt Phương Đề tài luận văn: Đánh giá k

Trang 1

ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

Ngành Quản lý Tài nguyên và Môi trường

HÀ NỘI, 05/2023

Chữ ký của GVHD

Trang 2

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Độc lập – Tự do – Hạnh phúc

BẢN XÁC NHẬN CHỈNH SỬA LUẬN VĂN THẠC SĨ

Họ và tên tác giả luận văn: Nguyễn Hoàng Việt Phương

Đề tài luận văn: Đánh giá khả năng áp dụng thiết bị đo nhanh WATER it,

ứng dụng đo nhanh chất lượng nước sông

Tác giả, Người hướng dẫn khoa học và Hội đồng chấm luận văn xác nhận tác giả đã sửa chữa, bổ sung luận văn theo biên bản họp Hội đồng ngày28/04/2023 với các nội dung sau:

TT Ý kiến của hội đồng về chỉnh

sửa luận văn

Giải trình học viên chỉnh sửa luận văn theo ý kiến hội

đồng

Trang

Chuẩn hóa cách viết các thông

số amoni, nitrat, phosphat

Học viên đã thực hiện kiểm tra, chỉnh sửa, chuẩn hóa các cách viết amoni, nitrat, phosphat

1 - 46

Yêu cầu trích dẫn Tài liệu tham

khảo và danh mục tài liệu tham

khảo rõ ràng

Học viên đã thực hiện kiểm tra, chỉnh sửa và chuẩn hóa cách viết tài liệu tham khảo

5 – 9

Trang 3

Điều chỉnh các nội dung trong

Chương 3 để đảm bảo tính

logic

Học viên đã chỉnh sửa lại nội dung, câu từ và các phần mục trong Chương 3 để đảm bảo tính logic

Trang 4

ĐỀ TÀI LUẬN VĂN

1 Tên đề tài nghiên cứu

Đánh giá khả năng áp dụng thiết bị đo nhanh WATER it, ứng dụng đo chất lượng nước sông

2 Nội dung nghiên cứu

- Tổng quan về thiết bị đo nhanh môi trường nước WATER it

- Bố trí thí nghiệm

- Lựa chọn tiêu chí đánh giá

- Nghiên cứu một số yếu tố ảnh hưởng

- Tập hợp số liệu, xử lý số liệu và nhận xét kết quả

3 Cán bộ hướng dẫn

TS Nguyễn Thị Thu Hiền

CÁN BỘ HƯỚNG DẪN

Ký và ghi rõ họ tên

Trang 5

Lời cảm ơn

Đầu tiên, tôi xin gửi được gửi lời cảm ơn đến TS Nguyễn Thị Thu Hiền, người đã luôn quan tâm, giúp đỡ tạo mọi điều kiện tốt nhất và khích lệ tinh thần tôi trong suốt thời gian thực hiện nghiên cứu để tôi có thể hoàn thành luận văn thạc sĩ này

Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành đến các anh chị hiện đang công tác tại Trung tâm Nghiên cứu Phát triển Công nghệ và Quản lý Môi trường, các thầy, các cô thuộc Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường – Đại học Bách Khoa Hà Nội đã nhiệt tình giúp đỡ, giảng dạy, trang bị các kiến thức cho tôi trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu

Cảm ơn Công ty Optex Co., LTD tới từ Nhât Bản đã hỗ trợ cung cấp công

cụ trang thiết bị, thuốc thử và dữ liệu phục vụ trong suốt quá trình thực hiện đề tài nghiên cứu này của tôi

Xin chân thành cảm ơn tất cả bạn bè, đồng nghiệp và những người thân trong gia đình đã dành nhiều tình cảm, lời động viên, giúp đỡ tôi trong suốt quá trình học tập cũng như hoàn thành luận văn tốt nghiệp này

Xin chân thành cảm ơn!

Hà Nội, ngày 24 tháng 05 năm 2023

Học viên thực hiện

Trang 6

Tóm tắt nội dung luận văn

Vấn đề cần thực hiện:

- Nghiên cứu một số yếu tố ảnh hưởng đến độ tin cậy của kết quả đo nhanh bằng thiết bị WATER it, áp dụng đối với một số thông số để đánh giá chất

lượng nước sông

- Đánh giá khả năng sử dụng thiết bị WATER it khi áp dụng cho việc đo đạc một số thông số đánh giá chất lượng nước sông

Phương pháp thực hiện:

- Phương pháp thu thập tài liệu; phương pháp lấy mẫu, đo đạc hiện trường; phương pháp tiêu chuẩn và đo nhanh; phương pháp thu thập số liệu; phương pháp phân tích thống kê, xử lý số liệu và phương pháp phân tích đánh giá và

so sánh

Kết quả của luận văn:

- Nghiên cứu này đã cho thấy thiết bị đo nhanh WATER it do công ty Optex tới từ Nhật Bản phù hợp để đo đạc các thông số amoni, nitrat, phosphat đối với chất lượng nước sông Cầu

HỌC VIÊN

Ký và ghi rõ họ tên

Trang 7

i

MỤC LỤC

DANH MỤC HÌNH VẼ iv

DANH MỤC BẢNG BIỂU v

DANH MỤC VIẾT TẮT vi

MỞ ĐẦU 1

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN CHUNG 3

1.1 Tổng quan về thiết bị đo nhanh môi trường nước 3

1.1.1Khái niệm về thiết bị đo nhanh môi trường nước 4

1.1.2Một số nghiên cứu về áp dụng thiết bị đo nhanh môi trường nước trên thế giới 5

1.1.3Một số nghiên cứu áp dụng thiết bị đo nhanh môi trường nước tại Việt Nam 7

1.2 Tổng quan về thiết bị đo nhanh chất lượng nước WI do Optex Co., LTD phát triển 9

1.2.1Giới thiệu về thiết bị đo nhanh WI do Optex Co., LTD phát triển 9

1.2.2Sự cải tiến của thiết bị đo nhanh WI với lần thực hiện nghiên cứu năm 2021 10

1.2.3Một số kết quả nghiên cứu sử dụng thiết bị WI đo chất lượng nước11 CHƯƠNG 2 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 12

2.1 Sơ lược về phạm vi nghiên cứu 12

2.1.1Điều kiện tự nhiên – kinh tế - xã hội 13

2.1.2Điều kiện khí tượng thủy văn 13

2.1.3Nhu cầu sử dụng nước trên lưu vực sông Cầu 14

2.1.4Nguồn thải ra lưu vực sông Cầu 14

2.2 Phương pháp nghiên cứu 16

2.2.1Đối tượng, phạm vi nghiên cứu và phương pháp tiếp cận 16

2.2.2Bố trí thí nghiệm 19

2.3 Cơ sở lý thuyết và phương pháp xử lý số liệu 22

2.3.1Cơ sở lý thuyết 22

2.3.2Phương pháp xử lý số liệu[13],[14] 23

2.3.3Đánh giá khả năng áp dụng của thiết bị đo nhanh WI trên lưu vực sông Cầu 24

CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 25

Trang 8

ii

3.1 Đánh giá sự phù hợp về khoảng đo của thiết bị WI giữa hai phương pháp

25

3.1.1Đánh giá sự phù hợp về khoảng đo của thiết bị WI với nồng độ amoni giữa hai phương pháp 25

3.1.2Đánh giá sự phù hợp về khoảng đo của thiết bị WI với nồng độ nitrat giữa hai phương pháp 27

3.1.3Đánh giá sự phù hợp về khoảng đo của thiết bị WI với nồng độ phosphat giữa hai phương pháp 29

3.2 Đánh giá tương quan giữa phương pháp đo nhanh trên thiết bị WI và phương pháp phân tích tiêu chuẩn 30

3.2.1Đánh giá tương quan giữa hai phương pháp với nồng độ amoni 30

3.2.2Đánh giá tương quan giữa hai phương pháp với nồng độ nitrat 32

3.2.3Đánh giá tương quan giữa hai phương pháp với nồng độ phosphat………33

3.3 Đánh giá tương quan độ lặp giữa phương pháp đo nhanh trên WI và phương pháp phân tích tiêu chuẩn 34

3.3.1Đánh giá tương quan độ lặp với thông số amoni giữa hai phương pháp 34

3.3.2Đánh giá tương quan độ lặp với thông số nitrat giữa hai phương pháp 35

3.3.3Đánh giá tương quan độ lặp với thông số phosphat giữa hai phương pháp 35

3.4 Kết quả chất lượng nước sông Cầu khi thực hiện phép đo nhanh bằng thiết bị WI tại các điểm nghiên cứu 36

3.4.1Kết quả chất lượng nước sông Cầu với nồng độ amoni 36

3.4.2Kết quả chất lượng nước sông Cầu với nồng độ nitrat 38

3.4.3Kết quả chất lượng nước sông Cầu với nồng độ phosphat 39

3.4.4Kết quả chất lượng nước sông Cầu với các thông số đo nhanh tại hiện trường 41

KẾT LUẬN 46

TÀI LIỆU THAM KHẢO 47

PL1 Hình ảnh giới thiệu về thiết bị đo nhanh chất lượng nước WI 50

PL2 Hình ảnh vị trí thực hiện đo đạc 52

PL3 Bảng thông số kĩ thuật của thiết bị đo nhanh WI 54

PL4 Quy trình thực hiện phép đo nhanh WI tại hiện trường 55

PL5 Quy trình đo thiết bị WI 56

Trang 9

iii

PL6 Tiêu chuẩn thao tác trên thiết bị WI 57PL7 Hình ảnh thực hiện phân tích tiêu chuẩn tại phòng thí nghiệm 58PL8 Hình ảnh thực hiện phép đo nhanh bằng thiết bị WI tại PTN 59

Trang 10

iv

DANH MỤC HÌNH VẼ

Hình 1-Bản đồ thực hiện nghiên cứu 16

Hình 2-Sơ đồ khối các bước thực hiện nghiên cứu 18

Hình 3-Nồng độ amoni tại Tân Phú khi thực hiện hai phương pháp 25

Hình 4- Nồng độ amoni tại Gia Bảy khi thực hiện hai phương pháp 26

Hình 5-Nồng độ nitrat tại Tân Phú khi thực hiện hai phương pháp 27

Hình 6-Nồng độ nitrat tại Gia Bảy khi thực hiện hai phương pháp 28

Hình 7-Nồng độ phosphat tại Tân Phú khi thực hiện hai phương pháp 29

Hình 8-Tương quan giữa hai phương pháp với amoni tại Tân Phú 30

Hình 9-Tương quan giữa hai phương pháp với amoni tại Gia Bảy 31

Hình 10-Tương quan giữa hai phương pháp với nitrat tại Tân Phú 32

Hình 11-Tương quan giữa hai phương pháp với nitrat tại Gia Bảy 32

Hình 12-Tương quan giữa hai phương pháp với phosphat tại Tân Phú 33

Hình 13-Tương quan độ lặp giữa hai phương pháp đối với amoni 34

Hình 14-Tương quan độ lặp giữa hai phương pháp đối với nitrat 35

Hình 15-Tương quan độ lặp giữa hai phương pháp đối với phosphat 35

Hình 16-Nồng độ amoni khi thực hiện đo bằng WI tại các điểm nghiên cứu 36

Hình 17-Nồng độ nitrat khi thực hiện đo bằng WI tại các điểm nghiên cứu 38

Hình 18-Nồng độ phosphat khi thực hiện đo bằng WI tại các điểm nghiên cứu 40

Hình 19-Giá trị thông số pH tại các điểm nghiên cứu 41

Hình 20-Giá trị thông số DO tại các điểm nghiên cứu 42

Hình 21-Giá trị thông số độ dẫn điện tại các điểm nghiên cứu 43

Hình 22-Giá trị độ đục tại các điểm nghiên cứu 44

Hình 23-Thiết bị đo nhanh WI do công ty Optex phát triển 50

Hình 24-Bộ test kit và định lượng mức độ màu sắc 51

Hình 25-Công nghệ đo nhanh WI 51

Hình 26-Điểm Gia Bảy (Thái Nguyên) 52

Hình 27-Điểm Tân Phú (Thái Nguyên) 52

Hình 28-Điểm Dương Quang (Bắc Kạn) 53

Hình 29-Hướng dẫn tổng thể phương pháp đo WI 55

Hình 30-Hướng dẫn chi tiết quy trình đo 56

Hình 31-Tiêu chuẩn thao tác đo máy WI 57

Hình 32-Thao tác phân tích tiêu chuẩn tại PTN 58

Hình 33-Tiến hành đo quang với máy quang phổ Uv-Vís 58

Hình 34-Thực hiện đo nhanh và so màu bằng thiết bị WI 59

Trang 11

v

DANH MỤC BẢNG BIỂU

Bảng 1-Các thông số của máy quang phổ thông minh đo CLN 7

Bảng 2-Kết quả thống kê sơ bộ nguồn thải trên lưu vực sông Cầu [7] 15

Bảng 3-Vị trí thực hiện nghiên cứu 17

Bảng 4-Các kỹ thuật để bảo quản mẫu 20

Bảng 5-Các phương pháp phân tích áp dụng trong ph ng thí nghiệm 20

Bảng 6-Thuốc thử và giới hạn phát hiện sử dụng trong phương pháp đo nhanh 21 Bảng 7-Thông số kĩ thuật của WI 54

Trang 12

vi

DANH MỤC VIẾT TẮT

GDP Gross Domestic Product Tổng sản phẩm quốc nội

Examination of Water and Waste Water

Các phương pháp xét nghiệm nước

và nước thải

Trang 13

1

MỞ ĐẦU

Hiện nay nhiều quốc gia trên thế giới trong đó bao gồm Việt Nam đang đối mặt với nguy cơ không đảm bảo an ninh nguồn nước mặt Thực tế cho thấy tại Việt Nam, cùng với sự phát triển kinh tế, quá trình đô thị hóa tăng nhanh dẫn tới nguồn nước thải từ các hoạt động sản xuất công nghiệp, nông nghiệp gia tăng Kèm theo đó là nguồn nước thải không được xử lý đúng quy chuẩn, kỹ thuật… gây ra sức ép ngày càng lớn, trầm trọng đến số lượng, chất lượng nguồn nước mặt tại các sông, suối Nhiều sông chính đã và đang bị ô nhiễm với nhiều mức độ khác nhau, chủ yếu ở vùng trung, hạ lưu các lưu vực sông, khu vực tập trung đông dân cư và khu công nghiệp, làng nghề… Trong bối cảnh lượng nước sinh ra

ở phần lãnh thổ Việt Nam chỉ chiếm khoảng 37% (từ 310 đến 320 tỷ/năm), nhu cầu sử dụng nguồn nước cho sinh hoạt và sản xuất tăng nhanh đặt ra những thách thức to lớn về an ninh nguồn nước mặt Để chủ động quản lý, khai thác, sử dụng tài nguyên nước hiệu quả và bền vững, thời gian qua, Bộ Tài Nguyên và Môi Trường tập trung hoàn thiện thể chế, triển khai quy hoạch tổng thể điều tra cơ bản tài nguyên nước trên toàn quốc

Bước đầu tiên để cải thiện chất lượng nước mặt các nhà quản lý, các chuyên gia môi trường cần xây dựng các chương trình giám sát chất lượng nước để thu thập cơ sở dữ liệu tại các lưu vực sông, suối Từ đó có thể đánh giá, xác định, dự báo tình trạng ô nhiễm và suy thoái của chất lượng nước để đưa ra các cảnh báo

và giải pháp phòng tránh thiên tai một cách chủ động

Với điều kiện hiện nay ở Việt Nam, với nguồn lực đầu tư cho các lĩnh vực môi trường có phần hạn chế và nguồn nhân lực để thực hiện việc quan trắc phân tích chất lượng môi trường nước thường xuyên và bền vững còn thiếu thì việc sử dụng các thiết bị quan trắc đáng tin cậy đắt tiền để quan trắc số liệu là điều không mấy khả thi Để khắc phục vấn đề trên các thiết bị đo nhanh chất lượng nước được ra đời như bước đánh giá lâm sàng, với công nghệ thân thiện dễ tiếp cận với người sử dụng, đem lại hiệu quả cao và chi phí rẻ Tiêu biểu trong đó là thiết bị

đo nhanh WATER it được công ty OPTEX Co., LTD tới từ Nhật Bản phát triển nhằm ứng dụng trong quan trắc môi trường nước mặt

Mục tiêu của nghiên cứu:

- Nghiên cứu một số yếu tố ảnh hưởng đến độ tin cậy của kết quả đo nhanh bằng thiết bị WI, áp dụng đối với một số thông số để đánh giá chất lượng

nước sông

- Đánh giá khả năng sử dụng thiết bị WI khi áp dụng cho việc đo đạc một số thông số đánh giá chất lượng nước sông

Trang 14

2

Nội dung nghiên cứu:

- Tổng quan về thiết bị đo nhanh môi trường nước WI

- Bố trí thí nghiệm

- Lựa chọn tiêu chí đánh giá

- Nghiên cứu một số yếu tố ảnh hưởng

- Tập hợp số liệu, xử lý số liệu và nhận xét kết quả

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:

- Đối tượng: Thiết bị đo nhanh chất lượng nước cụ thể là thiết bị đo nhanh

WI do công ty OPTEX Co., LTD (Nhật Bản) phát triển

- Phạm vi: Lưu vực sông Cầu thuộc địa phận tỉnh Thái Nguyên và Bắc Kạn

Phương pháp nghiên cứu:

- Phương pháp thu thập tài liệu: Tiến hành thu thập thông tin tài liệu về lưu vực sông Cầu: địa điểm, vị trí quan trắc, vị trí xả thải các nguồn thải… để lên phương án thực hiện nghiên cứu tại các vị trí lấy mẫu đảm bảo mẫu đại diện

- Phương pháp lấy mẫu, đo đạc tại hiện trường: Thực hiện lấy mẫu nước theo các tiêu chuẩn hiện hành Tiến hành đo nhanh một số thông số chất lượng nước tại hiện trường thông qua thiết bị quan trắc tự động của Optex bao gồm nhiệt độ, DO, pH, độ dẫn điện, độ đục Ngoài ra tiến hành thực hiện phép đo nhanh bằng thiết bị đo nhanh WI với 3 thông số amoni, nitrat, phosphat

- Phương pháp tiêu chuẩn và phương pháp đo nhanh trên thiết bị WI: Thực hiện lấy mẫu nước hàng ngày, tiến hành đo nhanh trên thiết bị WI tại hiện trường với 03 thông số amoni, nitrat, phosphat Mẫu nước sau đó được bảo quản và vận chuyển về phòng thí nghiệm để tiến hành phân tích theo hai phương pháp tiêu chuẩn và đo nhanh bằng thiết bị WI

- Phương pháp thu thập số liệu: Sau khi tiến hành phép đo nhanh và phân tích tiêu chuẩn trong PTN, tiến hành thu thập dữ liệu trên điện toán đám mây IoT do công ty Optex phát triển đối với thiết bị quan trắc tự động

- Phương pháp phân tích, đánh giá và so sánh: các kết quả phân tích thu thập được sẽ được so sánh, đánh giá theo thời gian, không gian, đặc điểm của khu vực nghiên cứu đồng thời so sánh đánh giá với các nghiên cứu liên quan đã được công bố trước đó

- Phương pháp phân tích thống kê: Đánh giá độ tin cậy của bộ số liệu thu thập được từ nghiên cứu, sử dụng công cụ excel để biểu diễn dữ liệu

Trang 15

và các điểm nóng về môi trường nước Song song với đó, việc quan trắc, giám sát các nguồn thải, kiểm tra sự tuân thủ của các chủ nguồn thải cũng được thực hiện theo quy định của các văn bản quy phạm pháp luật hiện hành

Ở cấp quốc gia, Bộ TN&MT tiếp tục duy trì chương trình quan trắc môi trường nước mặt định kỳ với tổng số khoảng 360 điểm quan trắc, tần suất 4 - 5 đợt quan trắc/năm tại các lưu vực sông: LVS Cầu, Nhuệ - Đáy, Hồng - Thái Bình, Mã, Cả, Vu Gia - Thu Bồn, LVS Đồng Nai, Tây Nam Bộ Các Bộ ngành vẫn tiếp tục duy trì chương trình quan trắc chất lượng môi trường hàng năm với khoảng gần 100 điểm quan trắc môi trường nước mặt tại các khu vực đô thị, các khu vực chịu tác động bởi các hoạt động sản xuất công nghiệp với tần suất 3 - 6 đợt quan trắc/năm[1]

Ở cấp địa phương, hầu hết các tỉnh, thành phố trực thuộc Trung Ương đều

đã phê duyệt quy hoạch mạng lưới quan trắc môi trường hoặc kế hoạch quan trắc môi trường trên địa bàn Tùy theo điều kiện và yêu cầu của từng địa phương, số lượng điểm quan trắc và tần suất quan trắc hàng năm giữa các địa phương khác nhau khá lớn (số lượng điểm quan trắc nước mặt giao động khoảng từ 5 - 30 điểm, tần suất từ 2 - 6 đợt/năm tùy theo địa phương), thậm chí cũng có sự thay đổi qua mỗi năm tùy theo tình hình kinh phí được phê duyệt[1]

Việc quản lý và nâng cao chất lượng hoạt động quan trắc môi trường trong giai đoạn này cũng đã được tăng cường Nghị định số 127/2014/NĐ-CP đã góp phần quan trọng trong việc quản lý chất lượng dịch vụ quan trắc môi trường Cũng thông qua việc chứng minh năng lực, đủ điều kiện hoạt động quan trắc, các

tổ chức thực hiện quan trắc môi trường cũng tăng cường đầu tư các công nghệ, thiết bị quan trắc mới, hiện đại theo kịp xu hướng trên thế giới

Bên cạnh các hoạt động quan trắc định kỳ, hệ thống quan trắc tự động liên tục cũng đã được đầu tư, mở rộng hoạt động cả ở cấp trung ương và địa phương Theo số liệu thống kê, ở cấp Trung ương hiện có tổng số 23 trạm quan trắc môi trường nước mặt tự động liên tục và ở cấp địa phương là khoảng hơn 80 trạm[1]

Bộ số liệu rất lớn từ các chương trình quan trắc nước mặt do Trung ương và địa phương thực hiện (bao gồm quan trắc định kỳ và quan trắc tự động liên tục)

Trang 16

4

đã góp phần cung cấp bộ số liệu kịp thời và đáng tin cậy cho công tác quản lý môi trường các cấp, phục vụ việc theo dõi, giám sát và đánh giá chất lượng môi trường, công bố thông tin môi trường cho cộng đồng cũng như các hoạt động nghiên cứu khác

Tuy nhiên, hoạt động quan trắc môi trường nước của nước ta cũng vẫn còn tồn tại một số khó khăn Mặc dù, số lượng điểm quan trắc đã phủ trùm hầu khắp các khu vực trọng điểm trên toàn quốc nhưng vẫn còn nhiều khu vực chưa được quan trắc, giám sát chất lượng môi trường định kỳ (các làng nghề, khu vực nông thôn…) Tại một số địa phương, do điều kiện năng lực (nhân lực, trang thiết bị) của Trung tâm Quan trắc môi trường chưa đáp ứng yêu cầu nên vẫn phải thuê đơn vị dịch vụ thực hiện các chương trình quan trắc của địa phương

Để giải quyết các áp lực trên, phương pháp đo nhanh - tiêu biểu là việc sử

dụng các thiết bị đo nhanh môi trường được quan tâm và đề xuất như:

- Một phương tiện giúp phản ứng kịp thời, khi có sự cố xảy ra trên bất kì địa điểm nào

- Thiết bị dễ dàng sử dụng và vận hành với mức chi phí thấp

- Cho phép cập nhật dữ liệu ngay tại hiện trường đo đạc

Đo nhanh môi trường nước được hiểu là quá trình đo đạc các chỉ tiêu một cách thường xuyên về tính chất vật lý, hóa học và sinh học đối với môi trường nước Quá trình này thực hiện theo một kế hoạch đã được lập sẵn về thời gian, không gian, phương pháp cũng như quy trình thực hiện đo lường Thông qua quá trình, cung cấp cho các nhà đo lường các thông tin cơ bản, có độ tin cậy và chính xác cao Từ đó có thể đưa ra được những đánh giá về diễn biến chất lượng của môi trường nước này

Thiết bị đo nhanh môi trường nước hay thiết bị đo trực tiếp là thiết bị được đưa vào môi trường cần đo và hiển thị tức thời giá trị của thông số đo[2]

Mục đích của việc sử dụng thiết bị đo nhanh môi trường nước:

- Xác định được giá trị của các thông số đo ngay tại hiện trường một cách

nhanh chóng

- Xác định các thay đổi và diễn biến về chất lượng môi trường nước

- Cung cấp thông tin dữ liệu phục vụ quản lý, bảo vệ môi trường nước

- Cảnh báo, đề xuất các biện pháp phù hợp để quản lý, bảo vệ môi trường nước

Trang 17

5

nước trên thế giới

Từ rất lâu trên thế giới, các nước phát triển đã triển khai ứng dụng các thiết

bị đo môi trường từ đơn giản thô sơ cho đến hiện đại và thông minh vào công tác quan trắc môi trường và thu thập dữ liệu nguồn nước mặt ở các lưu vực sông, suối lớn Kinh nghiệm của họ trong ứng dụng khoa học công nghệ vào quan trắc môi trường nước đã được đúc kết từ những nghiên cứu trong việc thu thập dữ liệu quản lý nguồn nước mặt trong quá khứ là rất lớn Cùng với sự cầu tiến không ngừng, các nước phát triển trên thế giới luôn đổi mới về tư duy ứng dụng khoa học công nghệ để phát triển các công nghệ tiên tiến phục vụ cho các nhà quản lý

về môi trường có thêm những công cụ thu thập cơ sở dữ liệu một cách chính xác

và khách quan nhất, từ đó có thể đưa ra các đánh giá, dự báo về các tác động xấu ảnh hưởng tới chất lượng nguồn nước mặt

Phải kể đến sự xuất hiện của giấy quỳ tím (khoảng năm 1300) và nhiệt kế (được phát minh và phát triển từ thế kỷ XVI) chúng là những công cụ, phương pháp đơn giản đầu tiên trên thế giới để có thể đánh giá được chất lượng nước qua những thông số cụ thể về nhiệt độ, pH của môi trường nước Cho đến nay các công cụ này vẫn được ứng dụng thực tiễn phổ biến trên thế giới

1.1.2.1 MARVIN – Viện nghiên cứu biển Florida (FMRI)

FMRI thuộc Ủy ban Bảo tồn động vật hoang dã và Cá Florida, đã thiết kế

và xây dựng nên một mô hình được gọi là Tàu nghiên cứu tự động MERHAB (MARVIN), tàu đã được ứng dụng để theo dõi thu thập dữ liệu đo chất lượng nước ở hạ lưu sông Saint Johns Mô hình này được thiết kế để đo các thông số cụ thể trong một khoảng thời gian dài và cung cấp dữ liệu chất lượng nước theo thời gian thực MARVIN nằm trên boong thuyền phao, mang lại một số lợi thế gồm tính ổn định, dễ bảo trì, có tính cơ động Không giống như các phao hải dương học lớn hoặc các trạm quan trắc cố định, MARVIN có thể dễ dàng đưa lên thuyền, hạ thủy và sau đó được điều khiển đến địa điểm triển khai thông qua một động cơ [17]

MARVIN được trang bị rất nhiều cảm biến để đo đạc ghi lại các dữ liệu sinh học, vật lý, hóa học và khí tượng Một cảm biến đa thông số (YSI 6000) được gắn trong hệ thống chứa các đầu đo pH, DO, nhiệt độ, độ dẫn điện, chất diệp lục và độ đục Máy phân tích chất dinh dưỡng tự động (WS Envirotech, model NAS2E, Chesapeake, VA) để phân tích nitrat và phosphat Máy đo tốc độ nước (Sontek Argonaut, San Diego, CA) đo mực nước, tốc độ và hướng dòng Cảm biến bức xạ lượng tử cung cấp thông tin về ánh sáng xung quanh dưới nước, một tháp khí tượng gắn trên boong chứa các cảm biến về tốc độ và hướng gió, nhiệt độ, độ ẩm tương đối, áp suất khí quyển và lượng mưa Một máy bơm nhu động lấy nước từ độ sâu tối đa ba lần và đưa nước vào hệ thống chảy qua Thiết

Trang 18

6

kế này cho phép các cảm biến đã chọn không bị chìm vĩnh viễn, dẫn đến giảm khả năng tách lớp sinh học và tăng tuổi thọ của các thiết bị[17]

1.1.2.2 Nghiên cứu về ứng dụng công nghệ cảm biến so màu hiện đại

Một nghiên cứu vào năm 2015 tại Pháp, các chuyên gia đưa ra giải pháp lập bản đồ và giám sát chất lượng nước sử dụng cảm biến so màu trên giấy và một ứng dụng điện thoại thông minh để định lượng tại chỗ các chỉ tiêu ô nhiễm như một giải pháp chi phí cực thấp nhằm giám sát chất lượng nước sông Hệ thống sử dụng thiết bị phân tích dựa trên giấy µPAD nhằm hiển thị màu phụ thuộc vào nồng độ của chỉ tiêu cụ thể Dữ liệu sẽ tải lên ứng dụng trên điện thoại thông minh có gắn GPS cho vị trí đo mẫu thử nghiệm với mẫu nước Nghiên cứu ứng dụng một thuật toán mới để định lượng cường độ màu tương ứng với nồng độ chất gây ô nhiễm[18]

Việc sử dụng dải kiểm tra và kiểm soát làm giảm sự sai lệch từ các biến thể của ánh sáng xung quanh, giúp có thể ghi nhận và xử lý màu tại chỗ Các chuyên gia đã chứng minh phương pháp tiếp cận này của mình bằng cách ứng dụng μPAD được phát triển trước đó để phát hiện sự hiện diện của thuốc trừ sâu organophosphat dựa trên sự ức chế acetylcholinesterase cố định bởi những chất gây ô nhiễm này[18]

1.1.2.3 Nghiên cứu sử dụng công nghệ cảm biến mạng không dây

Một nghiên cứu vào năm 2019 do các tác giả Alexander T Demetillo, Michelle V Japitana và Evelyn B Taboada viết về một hệ thống giám sát chất lượng nước theo thời gian thực, chi phí thấp có thể được áp dụng ở các sông, hồ, vùng ven biển xa xôi Phần cứng chính của hệ thống bao gồm các cảm biến điện hóa có sẵn gồm bộ vi điều khiển, hệ thống liên lạc không dây và phao tùy chỉnh

Nó phát hiện được nhiệt độ nước, oxy h a tan và độ pH trong một khoảng thời gian được lập trình sẵn Nguyên mẫu được phát triển nhằm thu thập thông tin ở định dạng đồ họa và dạng bảng thông qua cổng thông tin dựa trên web tùy chỉnh

và điện thoại di động đã đăng ký trước để phục vụ người sử dụng tốt hơn Nó được gọi là Wireless Sensor Network (WSN)[19]

Wireless Sensor Network (WSN) phù hợp để theo dõi các đặc tính vật lý và hóa học của nước ở các vùng sâu vùng xa với chi phí thấp hơn và giảm yêu cầu

về nhân lực Nó có thể được sử dụng để giám sát chất lượng nước mang lại nhiều lợi thế nhờ tính di động và khả năng thu thập dữ liệu, ghi dữ liệu gần thời gian thực Nó đã trở nên phổ biến trong cộng đồng nghiên cứu, từ các nhà bảo vệ môi trường đến cộng đồng hệ thống nhúng Tuy nhiên, các ứng dụng WSN cho khu vực dưới nước là những hoạt động khó khăn hơn nhiều so với các ứng dụng WSN trên đất liền do thành phần điện tử của nó không chịu được sự xâm nhập của nước hoặc thậm chí hơi ẩm[19]

Trang 19

Thiết bị được kết nối với điện thoại thông minh qua Bluetooth và thu thập

dữ liệu bằng thiết bị kiểm soát việc ghi nhận quang phổ Dữ liệu quang phổ được truyền đến nền tảng đám mây dữ liệu thông qua mạng 4G/5G và kết quả phân tích được hiển thị trên thiết bị điện thoại thông minh trong thời gian thực Các thông số của thiết bị được thể hiện theo Bảng 1[20]

Bảng 1-Các thông số của máy quang phổ thông minh đo CLN

Máy quang phổ có ưu điểm là trọng lượng nhỏ, có khả năng hoạt động trong mọi thời tiết, độ nhạy và độ phân giải cao, tiêu thụ điện năng thấp, hiệu suất cao Thiết bị có thể phát hiện đồng thời hơn 10 thông số chất lượng nước (ví dụ: phospho toàn phần, oxy hòa tan và amoni) với độ bền cao Khi so sánh với phương pháp phân tích truyền thống trong phòng thí nghiệm thì đột phá kỹ thuật lớn nhất của hệ thống là nhanh chóng, giám sát thời gian thực và thông minh, có thể đáp ứng nhu cầu nhanh chóng cho người sử dụng[20]

tại Việt Nam

1.1.3.5 Trạm quan trắc môi trường nước bằng năng lượng mặt trời

Theo tạp chí môi trường 2017, những kỹ sư thuộc Trung tâm Vi mạch Đà Nẵng (CENTIC) đã thiết kế và chế tạo thành công Trạm quan trắc môi trường nước bằng năng lượng mặt trời Đây là sản phẩm giám sát môi trường bằng công nghệ cao ở Việt Nam[3]

Trang 20

8

Trạm có hình dáng phao nổi linh hoạt, dễ dàng di chuyển đến các vị trí quan trắc khác nhau khi cần Các thông số đo có thể lựa chọn và thay đổi linh hoạt, tùy nhu cầu thực tế tại vị trí quan trắc như: DO, pH, độ đục Phía dưới phao nổi có gắn các cảm biến Bên trong phao nổi được đặt các bảng mạch điện tử để xử lý tín hiệu từ cảm biến truyền về, dữ liệu sẽ được truyền về Trung tâm giám sát và điều khiển bằng tin nhắn SMS hoặc đường truyền dữ liệu GPRS/3G

Đây là trạm quan trắc mô hình phao nổi (được neo, thả nổi trên mặt nước), sản phẩm của CENTIC còn có khả năng chịu tác động thời tiết khắc nghiệt (nắng, mưa, gió mạnh), chống chịu ăn m n, hoạt động bền bỉ, và tự cung cấp năng lượng (phía trên phao nổi được gắn các tấm pin năng lượng mặt trời để cung cấp điện năng cho các thiết bị điện tử hoạt động…)[3]

Bên cạnh đó, hệ thống cảm biến và phần mềm quản lý, theo dõi số liệu của

hệ thống giám sát chất lượng nước này được vận hành trên internet, sẵn sàng cung cấp các chức năng phong phú phục vụ công tác quan trắc, phù hợp với mục tiêu của Đà Nẵng là tiến tới xây dựng hệ thống quản lý môi trường thông minh Qua việc theo dõi các chỉ số từ hệ thống, các cơ quan quản lý trong lĩnh vực môi trường sẽ nắm được những thay đổi bất thường của chất lượng nước nhằm bảo vệ môi trường nước, phòng ngừa sự cố ô nhiễm

Sản phẩm đã được đưa vào thử nghiệm tại hồ Thạc Gián (phường Vĩnh Trung, quận Thanh Khê) từ tháng 12/2016 CENTIC đã triển khai lắp thêm 8 trạm quan trắc môi trường nước đặt tại những khu vực thường xuyên xảy ra các

sự cố ô nhiễm trên địa bàn thành phố[3]

1.1.3.6 Sử dụng thiết bị đo nhanh hiện trường HydrolabMulti-sonde 4a Surveyors để đánh giá chất lượng nước sông Đáy

Tại Việt Nam, hệ thống sông Đáy là một trong ba hệ thống sông ô nhiễm nhất, chịu tác động mạnh mẽ của các hoạt động kinh tế - xã hội, nhất là của các khu công nghiệp, làng nghề, khu khai thác và chế biến, để đánh giá ảnh hưởng của các hoạt động của con người tới chất lượng nước mặt của đoạn sông này trong giai đoạn đầu năm 2020 Sự ra đời và hoạt động của hàng loạt các khu công nghiệp thuộc các tỉnh, thành phố, hoạt động tiểu thủ công nghiệp tại các làng nghề, cùng với hoạt động khai thác, chế biến khoáng sản, canh tác trên hành lang thoát lũ, chất thải bệnh viện, trường học, đã làm cho môi trường nói chung và môi trường nước nói riêng của lưu vực sông Đáy bị biến đổi Trong khi đó, nguồn nước từ hệ thống sông này vẫn đang được sử dụng để cung cấp ngược lại cho các hoạt động sản xuất công - nông nghiệp, đặc biệt là được sử dụng như nguồn nước sinh hoạt ở một số khu vực (TP Phủ Lý, Hà Nam)[4]

Học Viện Khoa học và Công nghệ (GUST) đã tiến hành lấy mẫu nước sông

để quan trắc chất lượng nước trong bốn tháng đầu năm 2020 trên hệ thống sông Đáy với các thông số độ đục, DO, amoni, nitrat bằng phương pháp lấy mẫu sử

Trang 21

9

dụng phương pháp phân tích truyền thống tại phòng thí nghiệm kết hợp với thiết

bị đo nhanh hiện trường Hydrolab Multi-sonde 4a Surveyors (Hach, USA) Thiết

bị có thể đo thực địa các chỉ tiêu thông số: nhiệt độ, pH, độ dẫn điện, độ muối,

DO và thể oxy hóa khử[4]

Tóm lại:

Qua các nghiên cứu trên đã cho thấy các nước trên thế giới và Việt Nam rất quan tâm trong việc áp dụng các công cụ, thiết bị đo nhanh hiện đại và thông minh nhằm nâng cao chất lượng và năng lực cho các nhà quản lý trong quan trắc CLN Đó chính là cơ hội và tiềm năng lớn dành cho các công ty, các nhà nghiên cứu trong việc sáng tạo và phát triển các công cụ, thiết bị đo nhanh và ứng dụng thông minh nhằm giải quyết các vấn đề khó khăn còn tồn đọng hiện nay trong lĩnh vực môi trường, đặc biệt là quan trắc môi trường nước mặt

1.2 Tổng quan về thiết bị đo nhanh chất lượng nước WI do Optex Co., LTD phát triển

triển

Công ty Optex đã phát triển công nghệ cảm biến phát triển từ dụng cụ đo quang, và kết hợp với công nghệ thông minh điện toán đám mây IoT để sáng tạo

nên “WATER it” – Là một thiết bị đo lường chất lượng nước (Hình ảnh thiết bị

WI xem tại Hình 23 – phụ lục PL1) Thiết bị này được sử dụng để quan trắc chất

lượng nước trên các lưu vực sông với ưu điểm có thể thu thập và quản lý tập trung một lượng lớn thông số chất lượng nước[5],[26]

Bộ thiết bị đo này sử dụng với mỗi một ống thử chuyên dụng (test kit) trong

đó có chứa các hóa chất thử cho mỗi thông số, sau khoảng thời gian 1-10 phút

phản ứng tạo màu với mẫu nước (Hình ảnh ống test kit xem tại Hình 24 – phụ lục

PL1) Nồng độ các chất có trong nước sẽ hiển thị trên màn hình của thiết bị đo

cầm tay Các kết quả được tải lên điện toán đám mây qua điện thoại thông minh

Dữ liệu được quản lý tập trung, người quản lý có thể xem và trích xuất dữ hiệu

dễ dàng qua điện thoại hoặc máy tính khi truy cập internet[5],[26]

Ống thử chuyên dụng WI cho phép đo chất lượng nước của 30 thông số như

pH, COD, amoni, kim lượng nặng… mà người vận hành không cần kĩ thuật và chuyên môn cao để thực hiện Hóa chất trong ống thử phản ứng với các thành phần trong nước, dựa vào phản ứng lên màu sẽ đo được nồng độ chất cần xác định Hóa chất trong ống thử là các thuốc thử an toàn, không gây hại cho cả con người và môi trường[5],[26]

Sau đây là bảng đặc điểm kỹ thuật của thiết bị đo nhanh WI được Công ty Optex phát triển dựa theo các nghiên cứu trước đó để hướng tới hoàn thiện thiết

bị (Xem tại phụ lục PL3)

Trang 22

10

cứu năm 2021

Năm 1996, khi thực hiện dự án Sáng kiến bảo tồn toàn diện hồ Biwa, Công

ty Optex đã phát triển cảm biến đo độ đục đầu tiên trên thế giới Cảm biến áp dụng công nghệ với chi phí thấp, sử dụng đơn giản và cho ra kết quả đo nhanh chóng Hiện nay cảm biến được cải tiến để đo được nhiều thông số chất lượng nước khác, nhà sản xuất hướng tới giảm thiểu độ sai lệch và tác động môi trường tới phương pháp đo Dữ liệu có được sẽ cập nhật tự động lên điện toán đám mây qua điện thoại thông minh, từ đó giảm ghi chép và lưu trữ trên giấy trong mỗi lần thao tác, cho phép công việc quản lý được dễ dàng hơn[26]

Từ các kết quả ghi nhận được qua các nghiên cứu được thực hiện trên thế giới và Việt Nam, cụ thể qua nghiên cứu năm 2017 và năm 2020 được thực hiện bởi Viện Khoa học và Công nghệ Môi Trường - Đại học Bách Khoa Hà Nội cùng với công ty Optex Nhật Bản đã triển khai nghiên cứu nhằm hoàn thiện và cải tiến thiết bị WI để thiết bị có thể phù hợp ứng đo chất lượng nước sông tại Việt Nam[21],[22]

Các đợt nghiên cứu trước đã chỉ ra những hạn chế và các vấn đề còn tồn tại của thiết bị đo nhanh WI khi ứng dụng đo chất lượng nước sông, cụ thể thiết

bị WI gặp khó với các mẫu nước có độ đục cao, khoảng giới hạn đo của thiết bị vẫn chưa thực sự phù hợp với các quy chuẩn và tiêu chuẩn hiện hành đối với chất lượng nước sông tại Việt Nam

Sau khi tiếp thu và ghi nhận từ các nghiên cứu, công ty Optex đã có những chỉnh sửa và cải tiến trên thiết bị WI đối với lần thực hiện nghiên cứu năm 2021 này như sau:

- Chất lượng và thời gian sử dụng của các ống thử chuyên dụng (test kit) đã được cải tiến tốt hơn và bảo quản lưu giữ được lâu hơn

- Khoảng đo của một số chỉ tiêu đã được mở rộng để phù hợp hơn với các quy chuẩn, tiêu chuẩn nước hiện nay của Việt Nam Khi thực hiện nghiên cứu như năm 2020 giới hạn đo của amoni từ 0,2 – 5 mg/L sau cải tiến ở năm 2021 này giới hạn đo của amoni đã mở rộng từ 0,2 – 10 mg/L

- Thiết bị có thể phân tích và lưu trữ nhiều các kết quả của thông số các chất

Trang 23

11

nước

Sau khi thực hiện dự án tại hồ Biwa năm 1996, Optex đã phát triển thiết bị

đo nhanh WI áp dụng công nghệ cảm biến của máy đo độ đục Thiết bị đã được đưa vào áp dụng đo chất lượng nước tại các nhà máy, các lưu vực sông suối tại Nhật Bản và trên thế giới

Năm 2017 Viện Khoa học và Công nghệ Môi Trường - Đại học Bách Khoa

Hà Nội phối hợp cùng với công ty Optex Nhật Bản thực hiện sử dụng thiết bị đo nhanh WI quan trắc chất lượng nước tại 4 vị trí trên sông Cầu và hồ Núi Cốc Nghiên cứu được thực hiện nhằm đánh giá diễn biến chất lượng nước tại sông Cầu và hồ Núi Cốc với 5 thông số COD, phosphat, nitrit, nitrat, amoni Kết quả cho thấy thiết bị WI dễ dàng thu thập dữ liệu tự động, kiểm tra được chất lượng nước nhanh chóng, độ lặp lại của mẫu được đo trên thiết bị khá tốt với các thông

số nitrat và nitrit Tuy nhiên WI lại gặp khó khăn với các mẫu nước có độ đục cao khi cho các kết quả không chính xác[21]

Năm 2020 Viện Khoa học và Công nghệ Môi Trường trực thuộc Đại học Bách Khoa Hà Nội và Đại học Kyoto tại Nhật Bản, đã thực hiện một nghiên cứu

áp dụng thiết bị đo nhanh WI cùng công nghệ thông minh IoT do Optex phát triển thực hiện đánh giá chất lượng nước lưu vực sông Cầu tại 30 điểm trong 15 tuần Khác với nghiên cứu năm 2017 thì năm 2020 đánh giá diễn biến chất lượng nước sông Cầu cùng thực hiện đo lặp trên 2 và 3 thiết bị với 4 thông số amoni, nitrat, nitrit, phosphat Tổng dữ liệu thu thập đc đạt lên tới 99,7% cho thấy thiết

bị WI cho có độ tương thích, độ chuẩn xác và độ tin cậy khi áp dụng phép đo nhanh lên một lưu vực sông lớn tại Việt Nam Khác với lần thực hiện nghiên cứu trước đó bên phía công ty Optex đã nâng cao giới hạn khoảng đo của các thông

số việc gặp cản trở do độ đục tại các điểm thực hiện quan trắc vẫn cao đã dần được khắc phục Ngoài ra các kết quả từ nghiên cứu cho thấy khi thực hiện WI với độ tái lặp trên 2 và 3 thiết bị là tương đối tốt[22]

Các kết quả đã đạt được khi áp dụng thiết bị đo nhanh WI đo chất lượng nước trên thế giới và ở Việt Nam cho thấy Công ty Optex đang dần hướng tới việc hoàn thiện thiết bị đo để từ đó WI có thể tương thích với chất lượng nước trên các lưu vực sông lớn ở Việt Nam như sông Cầu, sông Nhuệ - Đáy… Việc thực hiện nghiên cứu tiếp theo về đánh giá khả năng áp dụng thiết bị WI năm

2021, thực hiện so sánh giữa hai phương pháp là phương pháp đo nhanh và phương pháp phân tích tiêu chuẩn trong phòng thí nghiệm sẽ cho thấy được tính khả thi khi áp dụng thiết bị này trên lưu vực sông Cầu

Trang 24

12

CHƯƠNG 2 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Sơ lược về phạm vi nghiên cứu

Lưu vực sông Cầu có diện tích khoảng 6.030 km², với chiều dài khoảng

290 km, độ cao bình quân lưu vực là 190 m, độ dốc bình quân 16,1%, chiều rộng lưu vực trung bình 31 km, mật độ lưới sông 0,95 km/km² và hệ số uốn khúc 2,02 Dòng chính sông Cầu có hướng chảy Bắc - Nam từ Bắc Kạn về Thái Nguyên sau

đó đổi hướng Tây Bắc - Đông Nam, sông chảy qua Chợ Đồn, Chợ Mới, Thái Nguyên, Bắc Giang, Bắc Ninh và đổ vào sông Thái Bình tại Phả Lại thuộc tỉnh Hải Dương Địa hình thấp dần từ đầu nguồn và chia ra làm 3 vùng: thượng lưu, trung lưu và hạ lưu Lưu vực sông Cầu gồm các nhánh sông chính: Chu, Nghinh Tường, Đu, Công, Cà Lồ, Ngũ Huyện Khê[6]

Vùng thượng lưu sông Cầu: từ đầu nguồn đến Chợ Mới, chảy qua vùng núi cao trung bình 300 - 400m, có những đỉnh núi cao 1.300 - 1.500m, lòng sông hẹp

và rất dốc, nhiều thác ghềnh Lưu vực vùng thượng lưu sông Cầu nằm trên địa phận hành chính của tỉnh Bắc Kạn Ở đây, sông chảy qua địa phận các huyện Chợ Đồn, Bạch Thông, thành phố Bắc Kạn, huyện Chợ Mới, điểm cuối cùng của sông Cầu ở Bắc Kạn là xã Quảng Chu (huyện Chợ Mới)

Vùng trung lưu sông Cầu: bắt đầu từ Chợ Mới, nơi chảy qua cánh cung Ngân Sơn, d ng sông chảy theo hướng Tây Bắc - Đông Nam rồi trở lại hướng cũ đến Thái Nguyên Lưu vực vùng trung lưu sông Cầu nằm trên địa phận hành chính của tỉnh Thái Nguyên Tại Thái Nguyên, sông Cầu bắt đầu từ xã Vân Lăng huyện Đồng Hỷ qua địa phận các huyện Đồng Hỷ, Phú Lương, thành phố Thái Nguyên và huyện Phú Bình với điểm cuối cùng của sông Cầu qua tỉnh Thái Nguyên là xã Phú Lương (huyện Phú Bình)

Vùng hạ lưu sông Cầu: bắt đầu từ đập Thác Huống cho tới Phả Lại, địa hình khu vực đã giảm cao độ nhiều, cao độ trung bình lưu vực đoạn hạ lưu từ 10 - 25m, lòng sông rộng (70 - 150m) và sâu (3 - 7m), độ dốc đáy sông chỉ còn 0,01‰ Lưu vực vùng hạ lưu sông Cầu nằm trên địa phận hành chính của các tỉnh Bắc Ninh, Bắc Giang và Vĩnh Phúc Bên phía bờ phải sông Cầu bắt đầu chảy vào tỉnh Bắc Ninh tại xã Tam Giang thuộc huyện Yên Phong Từ Tam Giang, sông Cầu chảy qua phía Bắc thành phố Bắc Ninh, qua huyện Quế Võ rồi chảy vào sông Thái Bình tại Phả Lại Điểm cuối sông Cầu ở Bắc Ninh là xã Đức Long (huyện Quế Võ) Chiều dài sông Cầu qua Bắc Ninh là 69 km, với 20 xã phường ven sông (Yên Phong: 8 xã; thị xã Bắc Ninh: 3 phường, xã; huyện Quế Võ: 9 xã) Phía bên trái sông Cầu thuộc địa phận tỉnh Bắc Giang, qua các huyện Hiệp Hòa, Việt Yên và Yên Dũng Ở Bắc Giang, sông Cầu chảy qua 25 xã (Hiệp Hòa: 13

xã, Việt Yên: 6 xã; Yên Dũng: 6 xã) Tại địa phận tỉnh Hải Dương, sông Cầu chảy vào sông Thái Bình ở Phả Lại (huyện Chí Linh)[6]

Trang 25

13

Lưu vực sông Cầu là một trong năm con sông dài nhất ở miền Bắc Việt Nam và cũng là một trong những lưu vực sông lớn ở Việt Nam, có vị trí địa lý đặc biệt, đa dạng và phong phú về tài nguyên cũng như về lịch sử phát triển kinh

tế - xã hội của các tỉnh nằm trong lưu vực của nó

Sông Cầu bắt nguồn từ núi Tam Mao (cao 1.326 m) chảy qua huyện Chợ Đồn (Bắc Kạn) thị xã Bắc Kạn, Chợ Mới, Thái Nguyên, Bắc Ninh, Bắc Giang và điểm cuối cùng chảy của con sông này là Phả Lại, Chí Linh, Hải Dương Tổng chiều dài của sông Cầu là 288 km Tiểu lưu vực chiếm khoảng 47% diện tích của

06 tỉnh Đô thị này có dân số khoảng 5 triệu người, trong đó có khoảng 80% sống

ở các vùng nông thôn Mật độ dân số trung bình khoảng 870 người/km

Nền kinh tế của 06 tỉnh thuộc lưu vực chủ yếu dựa vào nông, lâm và công nghiệp, với một số ngành nuôi trồng thủy sản Những năm gần đây trong giai đoạn 2021- 2030 thì các tỉnh này vẫn có tốc độ tăng trưởng GDP cao, điển hình

là Thái Nguyên với GDP tăng 12% (2016-2020) và 14% (2021-2030)[23]

Sản xuất từ nông, lâm và thủy sản chiếm khoảng 26% GDP Tốc độ tăng trưởng khu vực công nghiệp cao hơn mức bình quân của cả nước Các tỉnh Thái Nguyên, Bắc Ninh, Vĩnh Phúc đang phát triển nhanh chóng về công nghiệp, xây dựng và dịch vụ Công nghiệp khai thác và tuyền quặng tập trung ở hai tỉnh đầu nguồn là Bắc Kạn và Thái Nguyên

Có gần 200 làng nghề nằm trên địa bàn tỉnh Bắc Ninh và Bắc Giang Các làng này chuyên sản xuất sắt thép, đúc đồng, sản xuất giấy, dệt và nhuộm Đơn

cử như làng nghề tái chế giấy Phong Khê, làng đúc đồng Đại Bái…

Lưu vực có địa lý phức tạp với 3 vùng sinh thái đặc trưng: đồng bằng, trung

du và cao nguyên Địa hình nhìn chung dốc từ Tây Bắc xuống Đông Nam Lưu vực là một hệ thống sông dài tương đối phát triển Sông chính có nhiều nhánh, các nhánh lớn chủ yếu tập trung ở Thái Nguyên như sông Chợ Chu (36,5 km,

437 km2), sông Công (96 km, 951 km2) và sông Nghinh Tường (465 km2

) Tiểu lưu vực có 68 sông dài trên 10 km Trong tổng lượng dòng chảy của các sông trong tiểu lưu vực (khoảng 4,5 tỷ m3/năm), sông Công (Thái Nguyên) và sông Cà

Trang 26

14

Lưu vực sông Cầu rất giàu tài nguyên thiên nhiên bao gồm rừng, nước và khoáng sản Có một số mỏ sắt, kẽm, than, vàng và thiếc trong khu vực Độ che phủ trung bình của rừng trong lưu vực là khoảng 45% Cảnh quan tự nhiên của lưu vực bị đã bị thay đổi đáng kể đến mức không còn rừng tự nhiên ven sông Chất lượng rừng đã suy thoái đáng kể, không còn khả năng trữ nước để giữ ẩm cho đất vào mùa khô và ngăn lũ vào mùa mưa Kết quả là đất đai bị bạc màu, lũ lụt nghiêm trọng xảy ra và tình trạng thiếu nước kéo dài vẫn tồn tại

Lưu vực sông Cầu là một trong những khu vực có tiềm năng đất nông nghiệp lớn Ngoài diện tích đất trồng lúa và hoa màu đã được khai thác sử dụng thì diện tích các khu trồng cây lâu năm, cây công nghiệp đang ngày càng mở rộng Do đó, nhu cầu nước cho ngành nông nghiệp không ngừng tăng trong khu vực

Khu vực ven sông Cầu hiện nay đã hình thành nhiều khu công nghiệp lớn như Khu Gang thép Thái Nguyên, KCN Sông Công, khu chế suất lớn ở Bắc Ninh… Nguồn nước sông Cầu ngoài việc cung cấp cho hoạt động nông nghiệp còn cung cấp cho các hoạt động sinh hoạt và công nghiệp

- Tỉnh Thái Nguyên:

+ Nhà máy nước khu gang thép Thái Nguyên với công suất 20.000 m3/ngày đêm, lấy nguồn nước từ sông Cầu với nhiệm vụ cấp nước cho sản xuất và hoạt động sinh hoạt của khu dân cư gang thép Thái Nguyên

+ Nhà máy nước của nhà máy giấy Hoàng Văn Thụ với công suất 13.800 m3/ngày đêm, nguồn nước lấy từ sông Cầu

+ Nhà máy nước của nhà máy điện Cao Ngạn công suất 22.560

m3/ngày đêm

- Tỉnh Bắc Kạn:

+ Nước sinh hoạt đô thị: Hệ thống cấp nước sạch hiện mới tập trung ở khu vực thị xã, thị trấn lấy nước trực tiếp từ sông Cầu trong đó Thị xã Bắc Kạn công suất 6.000 m3/ngày đêm và Thị trấn Chợ Mới 2.000 m3/ngày đêm

+ Nước cho công nghiệp: Các khu công nghiệp tập trung tại trung tâm thị xã Bắc Kạn với tổng diện tích các khu công nghiệp lên tới 30,85 ha

Lưu vực sông Cầu hiện nay chịu tác động mạnh mẽ từ các hoạt động phát triển kinh tế xã hội, nhất là từ các khu công nghiệp, sản xuất làng nghề, khai thác

Trang 27

(Đơn vị: m 3

)

Lưu vực sông Cầu đóng một vai trò quan trọng tới sự phát triển kinh tế xã hội ở Việt Nam, lưu vực đáp ứng nhu cầu sử dụng nước cho các hoạt động sinh hoạt – sản xuất hàng ngày Sự suy thoái chất lượng nước ngày càng nghiêm trọng, đặc biệt phạm vi địa bàn tỉnh Bắc Kạn và Thái Nguyên nơi có nhiều khu công nghiệp, làng nghề và mật độ dân cư cao Chính vì vậy, việc theo dõi đánh giá chất lượng nguồn nước tại lưu vực sông Cầu có ý nghĩa quan trọng từ sự quan tâm của các cấp quản lý từ địa phương cho tới Trung Ương

Thực tế hiện nay mạng lưới quản lý triển khai việc quan trắc nguồn nước mặt thường xuyên đối với các thông số ô nhiễm như amoni, nitrat và phosphat… đang diễn ra thường xuyên, tuy nhiên cần có một công cụ, thiết bị phục vụ tốt cho việc quan trắc đang là một vấn đề đối với các nhà quản lý trên phương diện hiệu quả, rẻ, dễ sử dụng và cập nhật được dữ liệu nhanh chóng

Trang 28

16

2.2 Phương pháp nghiên cứu

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:

Sau khi thu thập các thông tin về điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội, điều kiện khí tượng thủy văn, nguồn thải trên lưu vực sông Cầu và tiến hành đi khảo sát thực địa với phái đoàn người Nhật tới từ Đại học Kyoto và công ty Optex Nghiên cứu đã chọn ra 3 điểm đại diện trên lưu vực sông Cầu để thực hiện nghiên cứu

Hình 1-Bản đồ thực hiện nghiên cứu

Trang 29

17

Ba điểm đại diện thực hiện nghiên cứu trải dài từ điểm thượng lưu Bắc Kạn cho tới điểm hạ lưu Thái Nguyên Vị trí và tọa độ sẽ được thể hiện ở bảng 3 dưới đây

Bảng 3-Vị trí thực hiện nghiên cứu

1 Thượng lưu Dương Quang - Bắc Kạn X: 22.1510106

Điểm Trung lưu vị trí thực hiện nghiên cứu gần Cầu Gia Bảy thuộc Gia Bảy-Thái Nguyên Đây là điểm trung nguồn, trung tâm của thành phố Thái Nguyên khu vực đông dân cư với các hoạt động kinh doanh của dân sinh Nguồn nước sông ở đây chịu tác động rất nhiều từ nước thải sinh hoạt của người dân xả thẳng trực tiếp mà chưa qua xử lý

Điểm Hạ lưu vị trí thực hiện nghiên cứu gần đ Vân Trai thuộc Tân Phú - Thái Nguyên Đây là điểm gần cuối nguồn, xung quanh là khu vực dân cư với mật độ lớn, hoạt động của kinh doanh đ của người dân Nguồn nước sông ở đây chịu ảnh hưởng của các khu công nghiệp lân cận, nước sinh hoạt, hoạt động canh tác hộ gia đình

Nghiên cứu sẽ được thực hiện trong 30 ngày bắt đầu từ 08/11/2021 đến 08/12/2021

Phương pháp tiếp cận:

Trên cơ sở các nội dung cần giải quyết, điều kiện cơ sở vật chất hiện có tại phòng thí nghiệm, nội dung các bước thực hiện đối với lần thực hiện nghiên cứu này được thể hiện theo Hình 2

- Thu thập thông tin về điều kiện tự nhiên, nguồn thải có tác động đến chất lượng nước sông Cầu

- Lấy mẫu, tiến hành đo đạc tại hiện trường kết hợp với phương pháp tiêu chuẩn tại phòng thí nghiệm

Trang 30

18

Hình 2-Sơ đồ khối các bước thực hiện nghiên cứu

- Phân tích, đánh giá tổng hợp: dựa trên cơ sở thu thập dữ liệu thông tin vị trí các điểm nghiên cứu tiến hành đánh giá tổng hợp các yếu tố tác động đến chất lượng nước sông Cầu, đánh giá khả năng áp dụng của thiết bị WI khi thực hiện quan trắc chất lượng nước sông

Trang 31

Tiến hành theo dõi diễn biến chất lượng nước sông Cầu tại các điểm nghiên cứu bằng thiết bị quan trắc hiện trường WI trên IoT với các đầu đo cảm biến DO,

độ đục, độ dẫn điện, pH

2.2.2.1 Lấy mẫu

Căn cứ theo địa hình của các điểm thực hiện nghiên cứu và theo TCVN 6663-6:2018 về chất lượng nước – Hướng dẫn lấy mẫu nước sông và suối[8], việc thực hiện lấy mẫu sẽ được lấy từ bờ sông, mẫu nước sẽ lấy ở tầng mặt

Sử dụng que lấy mẫu dài và xô nhựa để tiến hành lấy mẫu nước Mẫu nước được lấy ở tầng mặt, lấy khoảng 3-5 lít nước vào xô, mẫu sẽ được khuấy trộn đều sau đó được chia vào các chai nhựa 500 ml đã được rửa sạch, bảo quản theo quy định đối với các thông số phân tích tại PTN Lưu ý mẫu phải được đổ đầy miệng chai, đảm bảo không có khoảng không khí và sau đó được niêm phong để giảm thiểu quá trình oxy hóa, đậy nút các bình và ghi nhãn dán Phần mẫu nước còn lại trong xô sẽ được sử dụng để thực hiện đo trực tiếp trên thiết bị WI tại hiện trường[8]

Tần suất lấy mẫu: Lấy mẫu 1 lần/ngày tại mỗi vị trí thực hiện nghiên cứu

Thời gian lấy mẫu: Mẫu được lấy vào 16 giờ hàng ngày

2.2.2.2 Phương pháp vận chuyển và bảo quản mẫu

Mẫu sau khi được lấy sẽ chia vào các chai đựng mẫu, đựng trong thùng đá vận chuyển về phòng thí nghiệm bảo quản và tiến hành phân tích Phương pháp bảo quan mẫu sẽ thực hiện theo TCVN 6663-3:2016 về Chất lượng nước - Lấy mẫu - Phần 3: Bảo quản và xử lý mẫu nước[9] được thể hiện tại bảng 4 dưới đây

Trang 32

20

Bảng 4-Các kỹ thuật để bảo quản mẫu

Thời gian bảo quản tối đa

1 amoni Thêm H2SO4 đến mức pH < 3;

Bảo quản lạnh ở nhiệt độ 4oC 7 ngày

2 nitrat Bảo quản lạnh ở nhiệt độ 40C 48 giờ

40C

48 giờ

2.2.2.3 Phương pháp phân tích mẫu tiêu chuẩn

Mẫu sau khi được đưa về và bảo quản sẽ được đem đi thực hiện phân tích theo các phương pháp phân tích tiêu chuẩn trong phòng thí nghiệm được đưa ra trong bảng 5 dưới đây[10],[11],[12]

Bảng 5-Các phương pháp phân tích áp dụng trong ph ng thí nghiệm

Việc thực hiện phương pháp phân tích tiêu chuẩn trong phòng thí nghiệm

sử dụng thiết bị Máy đo quang phổ UV-Vis (Perkin Elmer 35) Điều kiện và môi trường phòng thí nghiệm luôn được kiểm soát, bảo đảm không ảnh hưởng đến kết quả thử nghiệm hoặc không ảnh hưởng bất lợi đến chất lượng của các phép thử nghiệm

Các thiết bị thao tác thực hiện thí nghiệm tiêu chuẩn phải đảm bảo đúng thao tác và quy trình thực nghiệm đều đạt theo VIMCERTS 055

Trang 33

21

2.2.2.4 Phương pháp đo nhanh trên thiết bị WI

Thực hiện phương pháp đo nhanh theo như hướng dẫn và khuyến cáo sử dụng của nhà sản xuất Optex tới từ Nhật Bản Việc thực hiện trên thiết bị WI cần phải chuẩn bị thuốc thử chuyên dụng cho từng thông số cần đo[5],[24]

Bảng 6-Thuốc thử và giới hạn phát hiện sử dụng trong phương pháp đo nhanh

Khoảng

đo của máy

1 amoni mg/L Chlorinating agent and

Khi thực hiện phép đo trên WI một số mẫu nước sẽ cho các kết quả hiển thị “under” và “over” nằm ngoài giới hạn khoảng đo của thiết bị điều đó có nghĩa các kết quả ghi nhận được cho các giá trị nồng độ “thấp hơn” hoặc “lớn hơn” Vì vậy khi tiến hành xử lý và biểu diễn số liệu các giá trị này sẽ không biểu diễn được nên sẽ loại bỏ

Quy trình thực hiện phép đo nhanh WI tại hiện trường

Đối với lần sử dụng đầu tiên với thiết bị đo nhanh WI người sử dụng cần phải tuân thủ thực hiện các thảo tác khởi động máy và set up máy theo hướng dẫn của nhà sản xuất[5],[24] (Quy trình được thể hiện rõ tại Hình 29 – phụ lục

PL4)

Sau khi tiến hành các thao tác đầu tiên của việc set up thiết bị WI, người sử dụng sẽ phải chuẩn bị khâu thuốc thử và tiến hành các bước đo theo hướng dẫn

từ nhà sản xuất (Xem quy trình thực hiện WI tại Hình 30 – phụ lục PL5)

Khi thực hiện phép đo nhanh trên thiết bị WI nhà sản xuất đã đưa ra các bước khuyến cáo về tiêu chuẩn thao tác trên WI nhằm giúp người sử dụng thực hiện chuẩn xác nhất để đạt được kết quả đo trên thiết bị như mong muốn, tránh

gây sai lệch và lỗi trên mẫu nước thực hiện (Xem Tiêu chuẩn thao tác trên WI tại

Hình 31 – phụ lục PL6)

Quy trình thực hiện phép đo nhanh WI tại phòng thí nghiệm

Quy trình thực hiện phép đo nhanh WI tại phòng thí nghiệm tương tự như các bước thực hiện đo tại hiện trường với cùng loại thuốc thử và giới hạn phát

hiện theo đúng như nhà sản xuất quy định (theo phụ lục PL 4,5,6) Tuy nhiên chỉ

khác là phép đo được thực hiện tại phòng thí nghiệm với mẫu nước được bảo quản và vận chuyển từ hiện trường về

Trang 34

Do vậy, khi ghi nhận các kết quả phân tích, cần xem xét đến nguyên nhân và kết quả các yếu tố ảnh hưởng đến độ chính xác của giá trị đo

Khi tiến hành đánh giá phương pháp đo nhanh trên thiết bị WI với phương pháp tiêu chuẩn, nghiên cứu đã đánh giá thông qua: độ chụm, độ tương quan Việc đầu tiên cần làm trong xử lý số liệu là loại bỏ đi các giá trị bất thường

và sai số thô

2.3.1.1 Giá trị bất thường (outliers) và sai số thô (gross error) [14]

Giá trị bất thường là những giá trị thu được thường rất cao hoặc rất thấp so với các giá trị còn lại trong tập số liệu lặp lại

Sự sai khác lớn giữa giá trị bất thường và giá trị trung bình hay giá trị thực được gọi là sai số thô Sai số thô được phát hiện khi tiến hành nhiều thí nghiệm lặp lại

Giá trị bất thường do những nguyên nhân bất thường xảy ra trong quá trình phân tích gây nên Do đó, trước khi xử lý số liệu cần phải loại trừ giá trị bất thường

2.3.1.2 Độ tin cậy gồm độ đúng (độ chính xác) và độ chụm (độ lặp lại)

Độ chính xác của kết quả phân tích (accuracy): chỉ mức độ gần nhau

giữa giá trị trung bình của kết quả phân tích và giá trị thực hoặc giá trị được chấp nhận là đúng của đại lượng cần phân tích.[13],[14]

- Độ chính xác được đánh giá thông qua giá trị trung bình, sai số tương đối,

độ thu hồi Recovery

Độ tập trung/độ chụm (presicion): chỉ mức độ gần nhau giữa các kết quả

phân tích/thử nghiệm độc lập thu được trong các phép phân tích lặp lại của cùng một đối tượng cần phân tích.[13],[14]

- Độ chụm được đánh giá thông qua các giá trị độ lệch chuẩn/phương sai,

độ lệch chuẩn tương đối (RSD)/hệ số biến thiên (CV) Độ chụm càng thấp thì độ lệch chuẩn càng lớn

Một kết quả nghiên cứu được coi là chính xác nếu các giá trị đo lặp lại có

độ chụm và độ đúng tốt

Độ chụm và độ đúng (hay độ chính xác) là những chỉ tiêu quan trọng để đánh giá chất lượng của số liệu phân tích

Trang 35

23

2.3.1.3 Độ tương quan

Đánh giá tương quan giữa kết quả đo của phương pháp đo nhanh trên thiết

bị WI so với phương pháp tiêu chuẩn Mối quan hệ giữa WI và phương pháp tiêu chuẩn được đánh giá dựa trên cơ sở hệ số tương quan (R2) Các đồ thị hồi quy tuyến tính được tính với dữ liệu phân tích tại PTN là biến phụ và dữ liệu WI đo tại hiện trường là biến so sánh

Giá trị R2 càng gần 1 cho thấy mối tương quan giữa hai tập dữ liệu càng chặt chẽ

Giá trị R2 càng gần 0 cho thấy mối tương quan giữa hai tập dữ liệu độc lập với nhau

Sau khi thu thập đủ dữ liệu, tiến hành xử lý số liệu trên phần mềm excel Những giá trị bất thường được loại bỏ bằng phần mềm excel, sử dụng công cụ excel để phân tích thống kê dữ liệu dựa trên các đại lượng đại diện cho sự phân

bố dữ liệu

Sử dụng các hàm và biểu đồ hình trong excel để tiến hành xử lý và diễn giải

dữ liệu thu thập được

Trung bình số học (x) (mean, arithmetic mean, average) là đại lượng dùng

để chỉ giá trị đạt được khi chia tổng các kết quả thí nghiệm lặp lại cho số thí nghiệm lặp lại

Giả sử có tập số liệu thí nghiệm lặp lại gồm n giá trị, ký hiệu từ x1, x2…, xnthì giá trị trung bình số học của tập số liệu gồm n thí nghiệm lặp lại là:

Phương sai (variance): S2 là giá trị trung bình của tổng bình phương sự sai khác giữa các giá trị riêng rẽ trong tập số liệu so với giá trị trung bình Phương sai không cùng thứ nguyên với các đại lượng đo

Độ lệch chuẩn mẫu ước đoán (Sample estimate standard deviation)

với n là số thí nghiệm trong một mẫu thống kê được rút ra từ mẫu tổng thể

Số bậc tự do trong trường hợp này là f =n-1

Trang 36

24

Độ lệch chuẩn tương đối (Relative standard devition) và hệ số biến thiên (coefficient variation)

Độ lệch chuẩn tương đối (RSD) c n được gọi là hệ số biến thiên (CV) là tỷ

số giữa độ lệch chuẩn và giá trị trung bình Nó thường được biểu thị phần trăm

độ lệch chuẩn tương đối (nhân với 100%)

Đại lượng này được dùng để đo độ chụm của phép phân tích Hệ số biến thiên (CV) là được đánh giá qua độ lệch chuẩn chiếm bao nhiêu phần trăm giá trị trung bình, vì vậy CV không bị phụ thuộc vào đại lượng của kết quả đo khi đó ta

có cái nhìn rõ hơn về độ chụm của các số liệu trong tập số liệu lặp lại

vực sông Cầu

Sau khi thực hiện thu thập và xử lý dữ liệu dựa trên cơ sở lý thuyết đã đưa

ra, nghiên cứu đánh giá khả năng áp dụng đối với thiết bị đo nhanh WI đối với chất lượng nước sông tại các điểm nghiên cứu trên lưu vực sông Cầu như sau:

- Đánh giá sự phù hợp của khoảng đo trên thiết bị đo nhanh WI khi thực hiện với hai phương pháp đo nhanh và phương pháp tiêu chuẩn trong PTN

- Đánh giá tương quan giữa hai phép đo nhanh tại hiện trường bằng thiết bị

WI và phương pháp tiêu chuẩn trong PTN

- Đánh giá tương quan độ lặp đối với hai phương pháp đo nhanh bằng thiết

bị WI và phương pháp tiêu chuẩn trong PTN

- Đánh giá kết quả của chất lượng nước sông Cầu với nồng độ các thông số khi thực hiện đo nhanh bằng thiết bị WI tại các điểm nghiên cứu

Trang 37

25

CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1 Đánh giá sự phù hợp về khoảng đo của thiết bị WI giữa hai phương pháp

amoni giữa hai phương pháp

3.1.1.1 Điểm Tân Phú (Thái Nguyên)

Hình 3-Nồng độ amoni tại Tân Phú khi thực hiện hai phương pháp

Hình 3 là biểu đồ thể hiện nồng độ amoni ghi nhận được giữa hai phương pháp đo nhanh bằng thiết bị WI tại hiện trường và phương pháp phân tích tiêu chuẩn tại Tân Phú trong 30 ngày Kết quả cho thấy khi thực hiện phép đo nhanh bằng thiết bị WI với giới hạn đo của amoni (trong khoảng đo được từ 0,2 – 10 mg/L) phát hiện được 15 giá trị (tương ứng 51% giá trị đo được) dao động từ 0,21 – 0,74 mg/L Trong khi đó khi thực hiện bằng phép đo tiêu chuẩn trong PTN phát hiện được 27 giá trị (tương ứng 97% giá trị đo được) dao động từ 0,04 - 0,75 mg/L

Kết quả cho thấy không có quá nhiều sự khác biệt giữa hai phép đo với các nồng độ phát hiện được Các giá trị amoni biểu thị under 0,2 mg/L khi thực hiên

đo nhanh WI tại hiện trường đều ghi nhận nồng độ <0,2 mg/L khi thực hiện phương pháp phân tích tiêu chuẩn

Cả hai phương pháp đều ghi nhận ở điểm Tân Phú không ô nhiễm amoni theo QCVN 08-MT:2015/BTNMT cột B1 (0,9 mg/L)[15]

Ngày đăng: 27/07/2023, 22:52

Nguồn tham khảo

Tài liệu tham khảo Loại Chi tiết
[1] Bộ Tài Nguyên và Môi Trường, "Báo cáo hiện trạng môi trường quốc gia năm 2018 - Chuyên đề: Môi trường nước các lưu vực sông" Hà Nội, 2018 Sách, tạp chí
Tiêu đề: Báo cáo hiện trạng môi trường quốc gia năm 2018 - Chuyên đề: Môi trường nước các lưu vực sông
Tác giả: Bộ Tài Nguyên và Môi Trường
Nhà XB: Hà Nội
Năm: 2018
[2] Bộ Tài Nguyên và Môi Trường, "Thông tư số 10/2021/TT-BTNMT, Quy định kỹ thuật quan trắc môi trường và quản lý thông tin, dữ liệu quan trắc chất lượng môi trường" Hà Nội, 2021 Sách, tạp chí
Tiêu đề: Thông tư số 10/2021/TT-BTNMT, Quy định kỹ thuật quan trắc môi trường và quản lý thông tin, dữ liệu quan trắc chất lượng môi trường
Tác giả: Bộ Tài Nguyên và Môi Trường
Nhà XB: Hà Nội
Năm: 2021
[3] Tạp chí môi trường, "Trạm quan trắc môi trường nước bằng năng lượng mặt trời" Viện Chiến lược, Chính sách tài nguyên và môi trường, Bộ Tài Nguyên và Môi Trường, 2017 Sách, tạp chí
Tiêu đề: Trạm quan trắc môi trường nước bằng năng lượng mặt trời
[4] Đỗ Thu Nga, Trịnh Anh Đức, "Đánh giá chất lượng nước sông Đáy qua đoạn thành phố Hà Nội trong bốn tháng đầu năm 2020" Viện chiến lược, Chính sách Tài nguyên và Môi trường, Bộ Tài nguyên và Môi trường, 2020 Sách, tạp chí
Tiêu đề: Đánh giá chất lượng nước sông Đáy qua đoạn thành phố Hà Nội trong bốn tháng đầu năm 2020
Tác giả: Đỗ Thu Nga, Trịnh Anh Đức
Nhà XB: Viện chiến lược, Chính sách Tài nguyên và Môi trường
Năm: 2020
[5] OPTEX Co., LTD, "Hướng dẫn sử dụng thiết bị cầm tay đo chất lượng nước WATER it" 2021 Sách, tạp chí
Tiêu đề: Hướng dẫn sử dụng thiết bị cầm tay đo chất lượng nước WATER it
Tác giả: OPTEX Co., LTD
Năm: 2021
[6] Tổng Cục Môi Trường, Bộ Tài Nguyên và Môi Trường, "Báo cáo tổng kết, đánh giá kết quả thực hiện đề án tổng thể bảo vệ và phát triển bền vững môi trường sinh thái, cảnh quan lưu vực sông Cầu giai đoạn 2006 - 2020 và định hướng quản lý môi trường lưu vực sông Cầu giai đoạn tiếp theo" Văn ph ng ủy ban bảo vệ môi trường Lưu vực sông Cầu, Hà Nội, 2020 Sách, tạp chí
Tiêu đề: Báo cáo tổng kết, đánh giá kết quả thực hiện đề án tổng thể bảo vệ và phát triển bền vững môi trường sinh thái, cảnh quan lưu vực sông Cầu giai đoạn 2006 - 2020 và định hướng quản lý môi trường lưu vực sông Cầu giai đoạn tiếp theo
Tác giả: Tổng Cục Môi Trường, Bộ Tài Nguyên và Môi Trường
Nhà XB: Văn phòng ủy ban bảo vệ môi trường Lưu vực sông Cầu
Năm: 2020
[7] Bộ Tài nguyên và Môi trường, "Báo cáo kết quả thực hiện đề án tổng thể bảo vệ và phát triển bền vững môi trường sinh thái, cảnh quan lưu vực sông Cầu năm 2019" 2019 Sách, tạp chí
Tiêu đề: Báo cáo kết quả thực hiện đề án tổng thể bảo vệ và phát triển bền vững môi trường sinh thái, cảnh quan lưu vực sông Cầu năm 2019
Tác giả: Bộ Tài nguyên và Môi trường
Năm: 2019
[8] Bộ Khoa học và Công nghệ, "Chất lượng nước - Lấy mẫu - Phần 6: Hướng dẫn lấy mẫu nước sông và suối, TCVN 6663-6:2018" 2018 Sách, tạp chí
Tiêu đề: Chất lượng nước - Lấy mẫu - Phần 6: Hướng dẫn lấy mẫu nước sông và suối, TCVN 6663-6:2018
Tác giả: Bộ Khoa học và Công nghệ
Năm: 2018
[9] Bộ Khoa học và Công nghệ, "Chất lượng nước - Lấy mẫu - Phần 3: Bảo quản và xử lý mẫu nước, TCVN 6663-3:2016" 2016 Sách, tạp chí
Tiêu đề: Chất lượng nước - Lấy mẫu - Phần 3: Bảo quản và xử lý mẫu nước, TCVN 6663-3:2016
Tác giả: Bộ Khoa học và Công nghệ
Năm: 2016
[10] Bộ Khoa học Công nghệ và Môi trường, "Chất lượng nước - Xác định amoni, Phần 1: Phương pháp trắc phổ thao tác bằng tay, TCVN 6179- 1:1996" 1996 Sách, tạp chí
Tiêu đề: Chất lượng nước - Xác định amoni, Phần 1: Phương pháp trắc phổ thao tác bằng tay, TCVN 6179- 1:1996
Tác giả: Bộ Khoa học Công nghệ và Môi trường
Năm: 1996
[11] Bộ Khoa học Công nghệ và Môi trường, "Chất lượng nước - Xác định nitrat - Phương pháp trắc phổ dùng axit sunfosalixilic, TCVN 6180:1996" 1996 Sách, tạp chí
Tiêu đề: Chất lượng nước - Xác định nitrat - Phương pháp trắc phổ dùng axit sunfosalixilic, TCVN 6180:1996
Tác giả: Bộ Khoa học Công nghệ và Môi trường
Năm: 1996
[12] Bộ Khoa học và Công nghệ, "Chất lượng nước – Xác định phospho – Phương pháp đo phổ dùng amoni molipdat, TCVN 6202 : 2008" 2008 Sách, tạp chí
Tiêu đề: Chất lượng nước – Xác định phospho – Phương pháp đo phổ dùng amoni molipdat, TCVN 6202 : 2008
Tác giả: Bộ Khoa học và Công nghệ
Năm: 2008
[13] Bộ Khoa học và Công nghệ, "Ứng dụng các phương pháp thống kê, TCVN/TC 69" 2010 Sách, tạp chí
Tiêu đề: Ứng dụng các phương pháp thống kê, TCVN/TC 69
Tác giả: Bộ Khoa học và Công nghệ
Năm: 2010
[14] Lê Đức Ngọc, "Nhập môn xử lý số liệu và kế hoạch hóa thực nghiệm" Đại học Quốc Gia Hà Nội, 2010 Sách, tạp chí
Tiêu đề: Nhập môn xử lý số liệu và kế hoạch hóa thực nghiệm
Tác giả: Lê Đức Ngọc
Nhà XB: Đại học Quốc Gia Hà Nội
Năm: 2010
[16] Trung tâm quan trắc môi trường tỉnh Thái Nguyên, "Báo cáo kết quả quan trắc môi trường tỉnh Thái Nguyên năm 2021, 2022" 2022 Sách, tạp chí
Tiêu đề: Báo cáo kết quả quan trắc môi trường tỉnh Thái Nguyên năm 2021, 2022
Tác giả: Trung tâm quan trắc môi trường tỉnh Thái Nguyên
Năm: 2022
[18] Clémence Sicard, Chad Glen, Brandon Aubie, Dan Wallace, Sana Jahanshahi-Anbuhi, Kevin Pennings, Glen T. Daigger, Robert Pelton, John D. Brennan, Carlos D. M. Filipe, "Tools for water quality monitoring and mapping using paper-based sensors and cell phones" Water Research, 2015 Sách, tạp chí
Tiêu đề: Tools for water quality monitoring and mapping using paper-based sensors and cell phones
Tác giả: Clémence Sicard, Chad Glen, Brandon Aubie, Dan Wallace, Sana Jahanshahi-Anbuhi, Kevin Pennings, Glen T. Daigger, Robert Pelton, John D. Brennan, Carlos D. M. Filipe
Nhà XB: Water Research
Năm: 2015
[19] Alexander T. Demetillo, Michelle V. Japitana, Evelyn B. Taboada, "A system for monitoring water quality in a large aquatic area using wireless sensor network technology" Springer Nature, The Center for Robotics, Automation and Fabrication Technologies (CRAFT) of Caraga State University, 2019 Sách, tạp chí
Tiêu đề: A system for monitoring water quality in a large aquatic area using wireless sensor network technology
Tác giả: Alexander T. Demetillo, Michelle V. Japitana, Evelyn B. Taboada
Nhà XB: Springer Nature
Năm: 2019
[20] Zhang L. F., Zhang L. S., Sun X. J., Chen J., Wang S., Zhang H. M., Tong Q. X., "Spectral Monitoring Online System for Water Quality Assessment Based on Satellite–Ground Data Integration" Journal of Global Change Data&amp; Discovery, 2021 Sách, tạp chí
Tiêu đề: Spectral Monitoring Online System for Water Quality Assessment Based on Satellite–Ground Data Integration
Tác giả: Zhang L. F., Zhang L. S., Sun X. J., Chen J., Wang S., Zhang H. M., Tong Q. X
Nhà XB: Journal of Global Change Data & Discovery
Năm: 2021
[21] Thi Thu Hien Nguyen, Bich Ly Thuy, Quang Diep Le, Dung Nghiem Trung, Hidenori Harada, Tashuya Togo, "Correspondence of a newly-developed test kit with standard methods, AUN-SEED/Net 2017 Regional Conference on Environmental Engineering (RC-EnvE2017)" 2017 Sách, tạp chí
Tiêu đề: Correspondence of a newly-developed test kit with standard methods, AUN-SEED/Net 2017 Regional Conference on Environmental Engineering (RC-EnvE2017)
[22] Thi Thu-Hien Nguyen, Thị Hoa-Huyen Doan, Thi Tuyet-Nhung Pham, Tatsuya Togo, Katsuhiko-Tanaka, Hoang Viet-Phuong Nguyen and Thi Anh- Tuyet Nguyen, "Monitoring Water Quality of Cau River Basin in Vietnam by “WATERit” Technology, 7th International Conference on Environment 2021 (ICENV2021)" AIP Conference Proceedings, 2021 Sách, tạp chí
Tiêu đề: Monitoring Water Quality of Cau River Basin in Vietnam by “WATERit” Technology, 7th International Conference on Environment 2021 (ICENV2021)
Tác giả: Thi Thu-Hien Nguyen, Thị Hoa-Huyen Doan, Thi Tuyet-Nhung Pham, Tatsuya Togo, Katsuhiko-Tanaka, Hoang Viet-Phuong Nguyen, Thi Anh- Tuyet Nguyen
Nhà XB: AIP Conference Proceedings
Năm: 2021

HÌNH ẢNH LIÊN QUAN

Hình 1-Bản đồ thực hiện nghiên cứu - Đánh giá khả năng áp dụng thiết bị đo nhanh water it ứng dụng đo chất lượng nước sông
Hình 1 Bản đồ thực hiện nghiên cứu (Trang 28)
Hình 3-Nồng độ amoni tại Tân Phú khi thực hiện hai phương pháp - Đánh giá khả năng áp dụng thiết bị đo nhanh water it ứng dụng đo chất lượng nước sông
Hình 3 Nồng độ amoni tại Tân Phú khi thực hiện hai phương pháp (Trang 37)
Hình 4- Nồng độ amoni tại Gia Bảy khi thực hiện hai phương pháp - Đánh giá khả năng áp dụng thiết bị đo nhanh water it ứng dụng đo chất lượng nước sông
Hình 4 Nồng độ amoni tại Gia Bảy khi thực hiện hai phương pháp (Trang 38)
Hình 6-Nồng độ nitrat tại Gia Bảy khi thực hiện hai phương pháp - Đánh giá khả năng áp dụng thiết bị đo nhanh water it ứng dụng đo chất lượng nước sông
Hình 6 Nồng độ nitrat tại Gia Bảy khi thực hiện hai phương pháp (Trang 40)
Hình 8 là biểu đồ tương quan giữa hai phương pháp đo nhanh bằng thiết bị - Đánh giá khả năng áp dụng thiết bị đo nhanh water it ứng dụng đo chất lượng nước sông
Hình 8 là biểu đồ tương quan giữa hai phương pháp đo nhanh bằng thiết bị (Trang 43)
Hình 14-Tương quan độ lặp giữa hai phương pháp đối với nitrat - Đánh giá khả năng áp dụng thiết bị đo nhanh water it ứng dụng đo chất lượng nước sông
Hình 14 Tương quan độ lặp giữa hai phương pháp đối với nitrat (Trang 47)
Hình 18-Nồng độ phosphat khi thực hiện đo bằng WI tại các điểm nghiên cứu - Đánh giá khả năng áp dụng thiết bị đo nhanh water it ứng dụng đo chất lượng nước sông
Hình 18 Nồng độ phosphat khi thực hiện đo bằng WI tại các điểm nghiên cứu (Trang 52)
Hình 24-Bộ test kit và định lượng mức độ màu sắc - Đánh giá khả năng áp dụng thiết bị đo nhanh water it ứng dụng đo chất lượng nước sông
Hình 24 Bộ test kit và định lượng mức độ màu sắc (Trang 63)
Hình 28-Điểm Dương Quang (Bắc Kạn) - Đánh giá khả năng áp dụng thiết bị đo nhanh water it ứng dụng đo chất lượng nước sông
Hình 28 Điểm Dương Quang (Bắc Kạn) (Trang 65)
Hình 29-Hướng dẫn tổng thể phương pháp đo WI - Đánh giá khả năng áp dụng thiết bị đo nhanh water it ứng dụng đo chất lượng nước sông
Hình 29 Hướng dẫn tổng thể phương pháp đo WI (Trang 67)
Hình 30-Hướng dẫn chi tiết quy trình đo - Đánh giá khả năng áp dụng thiết bị đo nhanh water it ứng dụng đo chất lượng nước sông
Hình 30 Hướng dẫn chi tiết quy trình đo (Trang 68)
Hình 31-Tiêu chuẩn thao tác đo máy WI - Đánh giá khả năng áp dụng thiết bị đo nhanh water it ứng dụng đo chất lượng nước sông
Hình 31 Tiêu chuẩn thao tác đo máy WI (Trang 69)
PL7. Hình ảnh thực hiện phân tích tiêu chuẩn tại phòng thí nghiệm - Đánh giá khả năng áp dụng thiết bị đo nhanh water it ứng dụng đo chất lượng nước sông
7. Hình ảnh thực hiện phân tích tiêu chuẩn tại phòng thí nghiệm (Trang 70)
Hình 32-Thao tác phân tích tiêu chuẩn tại PTN - Đánh giá khả năng áp dụng thiết bị đo nhanh water it ứng dụng đo chất lượng nước sông
Hình 32 Thao tác phân tích tiêu chuẩn tại PTN (Trang 70)
PL8. Hình ảnh thực hiện phép đo nhanh bằng thiết bị WI tại PTN - Đánh giá khả năng áp dụng thiết bị đo nhanh water it ứng dụng đo chất lượng nước sông
8. Hình ảnh thực hiện phép đo nhanh bằng thiết bị WI tại PTN (Trang 71)

TÀI LIỆU CÙNG NGƯỜI DÙNG

TÀI LIỆU LIÊN QUAN

🧩 Sản phẩm bạn có thể quan tâm