Ứng dụng công nghệ GIS đánh giá chất lượng môi trường nước mặt ở Bà Rịa Vũng Tàu

Luận văn về Ứng dụng công nghệ GIS đánh giá chất lượng môi trường nước mặt ở Bà Rịa Vũng Tàu

TỔNG LIÊN ĐOÀN LAO ĐỘNG VIỆT NAM

KHOA MÔI TRƯỜNG & BẢO HỘ LAO ĐỘNG

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

ỨNG DỰNG CÔNG CỤ GIS ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG MÔI TRƯỜNG NƯỚC MẶT DỰA TRÊN SỐ LIỆU QUAN TRẮC ÁP DỤNG CHO TỈNH BÀ RỊA – VŨNG

TÀU

SVTH : BÙI NGUYÊN LINH MSSV : 910914B

LỚP : 09CM1N GVHD : TH.S TRẦN THỊ VÂN NGÀNH CẤP THOÁT VÀ MÔI TRƯỜNG NƯỚC

TP HỒ CHÍ MINH, 12/2009

TỔNG LIÊN ĐOÀN LAO ĐỘNG VIỆT NAM

KHOA MÔI TRƯỜNG & BẢO HỘ LAO ĐỘNG

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

ỨNG DỰNG CÔNG CỤ GIS ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG MÔI TRƯỜNG NƯỚC MẶT DỰA TRÊN SỐ LIỆU QUAN TRẮC ÁP DỤNG CHO TỈNH BÀ RỊA – VŨNG

TÀU

Ngày giao nhiệm vụ luận văn: 16/09/2009

Ngày hoàn thành luận văn : 16/12/2009

Xác nhận của GVHD

NGÀNH CẤP THOÁT VÀ MÔI TRƯỜNG NƯỚC

TP HỒ CHÍ MINH, 12/2009

LỜI CẢM ƠN

Khóa luận này được hoàn thành là công sức và tình cảm của thầy cô, bạn bè và gia đình đã giành cho em

Em xin gửi lời biết ơn sâu sắc nhất đến tất cả các thầy cô khoa Môi trường và Bảo

hộ lao động, trường Đại học Tôn Đức Thắng, đã hết lòng giảng dạy, truyền đạt kiến thức và giúp đỡ cho em trong suốt quá trình học tập

Trước hết em xin chân thành gửi lời cảm ơn thầy hướng dẫn, PGS.TSKH Bùi Tá Long đã hết lòng hướng dẫn và tạo điều kiện thuận lợi, cùng những ý kiến đóng góp sâu sắc nhất cho em hoàn thành luận văn tốt nghiệp này

Em xin chân thành gửi lời cảm ơn tới Th.s Trần Thị Vân, Viện Môi trường và Tài nguyên, Đại học Quốc gia Tp Hồ Chí Minh đã hướng dẫn chu đáo, giúp cho em hoàn thành luận văn tốt nghiệp này

Em cũng gửi lời cảm ơn chân thành đến Th.s Cao Duy Trường, Viện Môi trường

và Tài nguyên, Đại học Quốc gia Tp Hồ Chí Minh đã chỉ dẫn tận tình trong suốt thời gian hoàn thành khoá luận Tốt nghiệp

Đồng thời em xin gửi lời cảm ơn đến tất cả bạn bè đã động viên và chia sẻ những khó khăn trong quá trình học tập và làm luận văn tốt nghiệp

Cuối cùng, em xin bày tỏ lòng biết ơn đến gia đình, những người thân yêu nhất,

đã giành cho em hết tình cảm và điều kiện, chia sẻ với em những lúc khó khăn nhất để

em có thể hoàn thành tốt quá trình suốt những năm học đại học

Một lần nữa em xin chân thành cảm ơn!

Tp Hồ Chí Minh, ngày 15 tháng 12 năm 2009

Sinh viên thực hiện

Bùi Nguyên Linh

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

- - - & - - -

Tp HCM, ngày… tháng……năm 2009

Giáo viên hướng dẫn

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN

- - - & - - -

Tp HCM, ngày… tháng……năm 2009

Giáo viên phản biện

BẢNG CHỮ CÁI VIẾT TẮT

DANH MỤC BẢNG

Bảng 2.1: Kết quả phân loại theo OWQI 31

Bảng 2.2.Trọng số đóng góp của các thông số theo NSF – WQI 32

Bảng 2.3 Kết quả phân loại theo NSF – WQI 33

Bảng 2.4 Giá trị chỉ số sử dụng trong phương pháp BC 34

Bảng 2.5 Kết quả phân loại 36

Bảng 2.6 Trọng số wi tương ứng với từng thông số lựa chọn 37

Bảng 2.7 Kết quả tính toán và phân loại chất lượng nước theo WQI của Malaysia 37

Bảng 2.8 Kết quả phân loại 38

Bảng 2.9 Các thông số chất lượng nước lựa chọn cho các mục đích riêng 39

Bảng 2.10 Kết quả phân loại chất lượng nước theo WQI của Bhargava 40

Bảng 2.11 Kết quả phân loại chất lượng nước WQI 41

Bảng 2.12 Lưu lượng nước thải và tải lượng ô nhiễm trong chăn nuôi 46

Bảng 2.13 Lượng phân bón, hóa chất bị rửa trôi trên các sông 48

Bảng 2.14 Danh sách một số khu công nghiệp ở Đồng Nai đổ vào sông Thị Vải 48

DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1 Bản đồ hành chính Tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu 7

Hình 1.2 Vị trí các điểm quan trắc chất lượng môi trường nước mặt tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu .12

Hình 1.3 Diễn biến DO trên sông Thị Vải (Khu vực Cảng Baria Serece) qua các năm 14

Hình 1.4 Diễn biến SS trên sông Dinh (Đập Cầu Đỏ) qua các năm 14

Hình 1.5 Diễn biến BOD5 trên sông Dinh (Đập Cầu Đỏ) qua các năm 17

Hình 1.6 Diễn biến COD trên sông Thị Vải (Khu vực Cái Mép) qua các năm 18

Hình 1.7 Diễn biến N-NH3 trên sông Thị Vải (Khu vực Cảng Cái Mép) qua các năm 19

Hình 1.8 Diễn biến N-NO2 trên sông Thị Vải (Khu vực Cảng Cái Mép) qua các năm 20

Hình 1.9 Diễn biến N-NO2 trên sông Băng Chua (Khu vực Bình Châu) qua các năm 20

Hình 1.10 Diễn biến Fe trên sông Dinh (Khu vực Đập Cầu Đỏ) qua các năm 21

Hình 1.11 Diễn biến dầu, mỡ trên sông Thị Vải (Khu vực Cảng Cái Mép) qua các năm 22

Hình 1.12 Diễn biến Coliform trên sông Ray (Khu vực thác Hòa Bình) qua các năm 23

Hình 1.13 Diễn biến Pb trên sông Thị Vải (Khu vực Cảng Cái Mép) qua các năm 24

Hình 1.14 Diễn biến Cd trên sông Thị Vải (Khu vực Cảng Cái Mép) qua các năm 24

Hình 3.3 Các lớp quản lý bản đồ cũa Tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu 52

Hình 3.4 Nhập thông tin về các KCN quản lý nguồn thải với đối tượng là KCN 52

Hình 3.5 Nhập thông tin về các điểm quan trắc chất lượng nước mặt 53

Hình 3.6 Nhập thông tin về mẫu quan trắc chất lượng nước mặt 53

Hình 3.7 Nhập số liệu quan trắc chất lượng nước mặt 54

Hình 3.8 Chọn đối tượng thống kê 54

Hình 3.9 Chọn tiêu chí thống kê 55

Hình 3.10 Kết quả thống kê 55

Hình 3.11 Kết quả truy vấn và xuất kết quả sang các dạng file khác 56

Hình 3.12 Báo cáo được thực hiện tự động trong DONA 56

Hình 3.13.Kết quả tính của module Mô hình hóa (WQI vào tháng 9/2006) 57

Hình 3.14.Kết quả tính chỉ số WQI tại thời điểm 03/2005 57

Hình 3.15.Kết quả tính chỉ số WQI tại thời điểm 06/2005 58

Hình 3.16 Kết quả tính chỉ số WQI tại thời điểm 07/2005 58

Hình 3.17.Kết quả tính chỉ số WQI tại thời điểm 10/2005 58

Hình 3.18.Kết quả tính chỉ số WQI tại thời điểm 05/2006 59

Hình 3.19.Kết quả tính chỉ số WQI tại thời điểm 07/2006 59

Hình 3.20 Kết quả tính chỉ số WQI tại thời điểm 05/2007 59

Hình 3.21 Kết quả tính chỉ số WQI tại thời điểm 12/2007 60

Hình 3.22 Kết quả tính chỉ số WQI tại thời điểm 02/2004 61

Hình 3.23 Kết quả tính chỉ số WQI tại thời điểm 05/2006 61

Hình 3.24 Kết quả tính chỉ số WQI tại thời điểm 05/2007 61

Hình 3.25 Nước thải của Công ty TNHH Thế Phú, DNTN Sinh Phú đổ ra sông Dinh làm một đoạn sông Dinh bị pha màu vàng đục .62

Hình 3.27 Kết quả tính chỉ số WQI tại thời điểm 02/2006 63

Hình 3.28 Kết quả tính chỉ số WQI tại thời điểm 06/2007 63

Hình 3.29 Kết quả tính chỉ số WQI tại thời điểm 02/2004 65

Hình 3.30 Kết quả tính chỉ số WQI tại thời điểm 05/2004 65

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN i

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN iv

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN v

BẢNG CHỮ CÁI VIẾT TẮT vi

DANH MỤC BẢNG vii

DANH MỤC HÌNH viii

MỤC LỤC 1

MỞ ĐẦU 3

CHƯƠNG 1 6

TỔNG QUAN MÔI TRƯỜNG NƯỚC MẶT BÀ RỊA – VŨNG TÀU 6

1.1 ĐIỀU KIỆN KINH TẾ - XÃ HỘI 6

1.1.1 Vị trí địa lý: 6

1.1.2 Điều kiện kinh tế xã hội: 7

1.2 HỆ THỐNG QUAN TRẮC CHẤT LƯỢNG NƯỚC BÀ RỊA – VŨNG TÀU 8

1.2.1 Hệ thống quan trắc chất lượng nước trên lưu vực sông: 8

1.2.2 Đánh giá diễn biến môi trường nước sông, kênh tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu 12

CHƯƠNG 2 25

TỔNG QUAN VỀ TÀI LIỆU ĐƯỢC SỬ DỤNG 25

2.1 ỨNG DỤNG GIS QUẢN LÝ CHẤT LƯỢNG NƯỚC MẶT 25

2.1.1 Khái niệm GIS: 25

2.1.2 GIS và bài toán quản lý chất lượng nước mặt 28

2.2 NGHIÊN CỨU TRONG VÀ NGOÀI NƯỚC LIÊN QUAN 30

2.2.1 Các nghiên cứu ngoài nước 30

2.2.2 Một số ứng dụng ở Việt Nam 40

2.3 Hiện trạng môi trường nước mặt tại tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu 42

2.3.1 Dự báo khu vực và mức độ bị ảnh hưởng theo định hướng phát triển kinh tế xã hội của tỉnh 46

2.4 Kết luận chương 50

CHƯƠNG 3 51

KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 51

3.1 MỞ ĐẦU 51

3.2 KHỞI ĐỘNG DONA: 51

3.2.1 Cập nhật dữ liệu 52

3.3 KẾT QUẢ CHẠY MÔ HÌNH DONA 57

3.4 ĐỀ XUẤT 66

3.4.1 Giải pháp pháp lý 67

3.4.2 Xây dựng mạng lưới quan trắc và thu thập thông tin 67

3.4.3 Giải pháp quản lý 67

3.4.4 Đa dạng hóa các nguồn tài chính cho bảo vệ môi trường nước 68

3.4.5 Nâng cao nhận thức cộng đồng 68

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 70

TÀI LIỆU THAM KHẢO 71

MỞ ĐẦU

1 Tính cấp thiết của đề tài:

Tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu có mạng lưới sông ngòi chằng chịt nối liền nhau Nổi bật của mạng lưới sông này là sông Thị Vải, sông Dinh, sông Ray và sông Đu Đủ Các con sông này đóng vai trò rất quan trọng trong đời sống kinh tế, xã hội của tỉnh Cùng với sự tăng trưởng về kinh tế trong khu vực, trên lưu vực này hiện đang tồn tại nhiều hoạt động kinh tế – xã hội có ảnh hưởng trực tiếp hoặc gián tiếp đến môi trường nước với nhiều qui mô và điều kiện phân bố khác nhau: công nghiệp, đô thị, nông nghiệp, lâm nghiệp, thủy điện, thủy lợi, giao thông vận tải thủy, du lịch, nuôi trồng và đánh bắt thủy sản, v.v… Bên cạnh đó, môi trường nước ở lưu vực còn chịu tác động của nhiều yếu tố tự nhiên khác Có thể nói rằng, môi trường nước ở các lưu vực sông, tùy từng khu vực cụ thể, đang chịu các tác động đơn lẻ hoặc đồng thời của một hoặc nhiều yếu

tố tự nhiên hay nhân tạo

Có rất nhiều giải pháp nhằm cải thiện chất lượng nước sông đã được đưa ra như: ban hành các văn bản pháp luật kèm theo các chế tài hợp lý (Luật Bảo vệ Môi trường, Luật Tài nguyên nước, hệ thống tiêu chuẩn về nước sông, nước thải…); thành lập các

Ủy ban Bảo vệ Môi trường Lưu vực sông, Ủy ban quản lý lưu vực sông, áp dụng các công cụ kinh tế như thu phí nước thải, lập quỹ Bảo vệ Môi trường,…; xây dựng các chương trình quan trắc, giám sát môi trường lưu vực sông, v.v… Tuy nhiên, các biện pháp hiện nay vẫn chưa đạt được hiệu quả như mong đợi Ô nhiễm nước tại các lưu vực sông trên địa bàn tỉnh vẫn đang là vấn đề nan giải đối với các nhà quản lý và ngày càng nhức nhối đối với cộng đồng – đối tượng chịu tác động trực tiếp từ vấn đề này Việc quản lý, sử dụng số liệu thu thập về chất lượng môi trường trong công tác ra quyết định, xây dựng chính sách còn nhiều bất cập, và đặc biệt là chưa đến được với cộng đồng – yếu tố then chốt trong việc xây dựng các chương trình bảo vệ môi trường tại lưu vực sông

Với mục tiêu đặt ra là tiến tới phát triển tổng hợp và bền vững lưu vực sông, sự phối hợp và chia sẻ thông tin giữa các ngành, các địa phương là điều hết sức cần thiết Thiết nghĩ, việc tạo ra một công cụ hỗ trợ cho quản lý môi trường dựa trên hệ thống thông tin địa lý cấp cao, tạo môi trường giao tiếp gần gũi, giúp cho cộng đồng dễ dàng tiếp cận và theo dõi chất lượng môi trường, tăng mức độ xã hội hóa công tác bảo vệ

Trên cơ sở đó, đề tài “Nghiên cứu xây dựng công cụ GIS đánh giá chất lượng môi trường nước mặt dựa trên số liệu quan trắc áp dụng cho tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu” được chọn thực hiện, nhằm góp thêm một hướng ứng dụng công nghệ mới phục vụ quản lý chất lượng môi trường nước

2 Mục tiêu của đề tài:

Xây dựng công cụ đánh giá chất lượng môi trường nước dựa trên số liệu quan trắc tại tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu trên nền tảng công nghệ GIS

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:

− Chất lượng nước tại các sông trong phạm vi tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu

− Thông số chất lượng nước mặt tại các trạm quan trắc từ năm 2002 đến tháng 6 năm 2008

− Phạm vi nghiên cứu: toàn địa bàn tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu

4 Nội dung nghiên cứu:

− Thu thập số liệu quan trắc môi trường nước mặt tại tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu

− Thu thập các số liệu về môi trường tự nhiên, quy hoạch phát triển kinh tế - xã hội, hiện trạng chất lượng nước sông kênh khu vực tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu

− Thu thập các tài liệu về phân loại nước theo WQI trên thế giới và ở Việt Nam

− Đánh giá hiện trạng và diễn biến chất lượng nước sông tại tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu

− Dựa vào số liệu quan trắc chất lượng nước sông, rạch khu vực tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu, đề tài đã ứng dụng GIS và mô hình WQI đánh giá chất lượng môi trường nước

− Thể hiện kết quả tính toán trên bản đồ GIS bằng phần mềm chuyên dụng Mapinfo và Envim

5 Phương pháp nghiên cứu:

− Phương pháp thu thập và xử lý thông tin: Thu thập, xử lý số liệu về hiện trạng chất lượng nước Và thu thập, xử lý số liệu về nguồn thải chính đổ vào sông rạch, đánh giá dự báo về lưu lượng và tải lượng của các chất ô nhiễm có khả năng đưa vào từng đoạn sông

− Các phương pháp thống kê, đánh giá dự báo lưu lượng, tải lượng các nguồn ô nhiễm đổ vào sông

− Phương pháp đánh giá khả năng sử dụng nước

− Phương pháp Hệ thống thông tin địa lý (GIS)

− Phương pháp chuyên gia

Dựa vào phẩn mềm chuyên dụng Mapinfo, mô hình WQI và các số liệu quan trắc,

có thể đánh giá được chất lượng môi trường nước cho sông tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu và

có thể áp dụng được cho nhiều lưu vực sông khác của Việt Nam

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN MÔI TRƯỜNG NƯỚC MẶT BÀ RỊA – VŨNG TÀU

1.1 ĐIỀU KIỆN KINH TẾ - XÃ HỘI

1.1.1 Vị trí địa lý:

Bà Rịa – Vũng Tàu là một tỉnh ven biển thuộc vùng Đông Nam Bộ, tiếp giáp tỉnh Đồng Nai ở phía bắc, Thành phố Hồ Chí Minh ở phía tây, tỉnh Bình Thuận ở phía đông, còn phía nam giáp Biển Đông

Nằm cách Thành phố Hồ Chí Minh khoảng 65 km về hướng Đông Nam Tỉnh Bà Rịa - Vũng Tàu với diện tích tự nhiên 1.982,2 km2 bao gồm Thành phố Vũng Tàu, Thị

xã Bà Rịa và 6 huyện: Tân Thành, Long Điền, Châu Đức, Đất Đỏ, Xuyên Mộc, Côn Đảo Trong đó, Thành phố Vũng Tàu là đô thị loại II trực thuộc tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu, với diện tích tự nhiên 177,6 km2 bao gồm bán đảo Vũng Tàu (có chiều dài gần 20

km và chiều rộng từ 4-5km) và xã Long Sơn ở phía bắc cách trung tâm thành phố 8

km Bao quanh thành phố là biển, phía bắc giáp thị xã Bà Rịa

Vào năm 2005, số liệu thu thập được:

§ Diện tích : 1.982,2 km2

§ Dân số: khoảng 913.100 người

§ Mật độ dân số: 461 người/km²

§ Khí hậu : Nhiệt đới gió mùa

§ Nhiệt độ trung bình trong năm: 26 - 290

Tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu có 4 con sông lớn: sông Thị Vải, sông Dinh, sông Ray, sông Đu Đủ Trong đó:

§ Sông Dinh: chảy từ Hồ Kim Long (xã Kim Long, huyện Châu Đức), chảy theo hướng Bắc Nam (có suối Tân Thành, huyện Châu Đức) đổ vào, chảy qua thị xã Bà Rịa

và đổ ra vịnh Gành Rái Với tổng chiều dài khoảng 40 km

§ Sông Thị Vải: là con sông chảy qua và làm ranh giới tự nhiên giữa Đồng Nai và

Bà Rịa – Vũng Tàu Sông được bắt nguồn từ huyện Long Thành, chảy theo hướng Đông

- Nam, qua Nhơn Trạch, đến huyện Tân Thành đổi hướng theo hướng Nam đổ ra biển tại vịnh Rành Gái Sông có tổng chiều dài khoảng 76 km, đoạn chảy theo hướng Nam làm ranh giới tự nhiên giữa hai huyện Nhơn Trạch, Thành phố Hồ Chí Minh và Tân Thành, Bà Rịa – Vũng Tàu

§ Sông Ray: là một con sông chảy giữa hai tỉnh Đồng Nai và Bà Rịa – Vũng Tàu Sông được bắt nguồn từ xã Xuân Hưng, huyện Xuân Lộc, Đồng Nai Từ đây sông chảy theo hướng Tây Nam tới địa phận xã Sơn Bình, Châu Đức, Bà Rịa – Vũng Tàu, sông đổi hướng chảy theo hướng Nam đổ ra biển Đông tại xã Lộc An, huyện Đất Đỏ Sông

có chiều dài khoảng 55 km, chảy qua và làm ranh giới tự nhiên giữa các huyện Xuyên Mộc và huyện Cẩm Mỹ, Đồng Nai, giữa Xuyên Mộc và Châu Đức, giữa Xuyên Mộc và Đất Đỏ

§ Sông Đu Đủ: chảy qua 2 tỉnh Bình Thuận và Bà Rịa – Vũng Tàu

Hình 1.1 Bản đồ hành chính Tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu

1.1.2 Điều kiện kinh tế xã hội:

Bà Rịa – Vũng Tàu thuộc vùng kinh tế trọng điểm phía Nam Hoạt động kinh tế

các mũi khoan thăm dò, tìm kiếm gặp dầu khí khá cao, tại đây đã phát hiện các mỏ dầu

có giá trị thương mại lớn như: Bạch Hổ (lớn nhất Việt Nam), Rồng, Đại Hùng, Rạng Đông Đương nhiên xuất khẩu dầu đóng góp một phần quan trọng trong GDP của Bà Rịa – Vũng Tàu

Kinh tế trên địa bàn đã vượt qua nhiều khó khăn lớn hồi đầu thập kỷ 1990, sớm tạo được thế ổn định và đạt tốc độ phát triển khá, chuyển dịch đúng hướng công nghiệp hóa - hiện đại hóa với cơ cấu công nghiệp, dịch vụ, nông nghiệp Năng lực sản xuất, kết cấu hạ tầng kinh tế - xã hội của tỉnh tăng nhanh

Ngoài lĩnh vực khai thác dầu khí, Bà Rịa – Vũng Tàu còn là một trong những trung tâm năng lượng, công nghiệp nặng, du lịch, cảng biển của cả nước Trung tâm điện lực Phú Mỹ và Nhà máy điện Bà Rịa chiếm 40% tổng công suất điện năng của cả nước (trên 4000 MW trên tổng số gần 10.000 MW của cả nước) Công nghiệp nặng có: sản xuất phân đạm urê (800.000 tấn năm), sản xuất polyetylen (100.000 tấn/năm), sản xuất clinker, sản xuất thép (hiện tại có 7 nhà máy đang họat động gồm VinaKyoei, Thép miền Nam ( South Steel), Bluescopes, Thép Việt, Thép Tấm ( Flat Steel), Nhà máy thép SMC và Posco Vietnam đang thi công nhà máy thép cán nguội sẽ đi vào họat động vào năm 2009) Về lĩnh vực cảng biển: kể từ khi chính phủ có chủ trương di dời các cảng tại nội ô Thành phố Hồ Chí Minh, Bà Rịa – Vũng Tàu trở thành trung tâm cảng biển chính của khu vực Đông Nam Bộ Các cảng lớn tập trung chủ yếu trên sông Thị Vải Cảng Sài Gòn và Nhà máy Ba Son đang di dời và xây dựng cảng biển lớn tại đây Sông Thị Vải có luồng sâu đảm bảo cho tàu có tải trọng trên 50.000 tấn cập cảng

Về lĩnh vực du lịch, tỉnh này là một trong những trung tâm du lịch hàng đầu của cả nước Trong thời gian qua, chính phủ đã cấp phép và đang thẩm định một số dự án du lịch lớn như: Saigon Atlantis (300 triệu USD), Công viên giải trí Bàu Trũng và Bể cá ngầm Nghinh Phong (500 triệu USD), công viên bách thú Safari Xuyên Mộc (200 triệu USD) Trong năm 2005, GDP đầu người của Bà Rịa – Vũng Tàu đứng đầu cả nước (4000 USD kể cả dầu khí, 2000 USD không kể dầu khí), thu ngân sách năm 2006 dự kiến 65.030 ngàn tỷ đồng (xếp thứ 2 sau Thành phố Hồ Chí Minh là 67.254 ngàn tỷ đồng) Tuy nhiên mức sống của dân cư nói chung thì xếp sau Thành phố Hồ Chí Minh

1.2 HỆ THỐNG QUAN TRẮC CHẤT LƯỢNG NƯỚC BÀ RỊA – VŨNG TÀU 1.2.1 Hệ thống quan trắc chất lượng nước trên lưu vực sông:

Định nghĩa và mục đích của quan trắc:

“Quan trắc chất lượng nước là quá trình đo đạc thường xuyên các thông số về chất lượng môi trường nước, các yếu tố tác động lên chất lượng nước để cung cấp các

dữ liệu, thông tin một cách kịp thời và chính xác cho các nhà quản lý, cộng đồng và các bên liên quan nhằm bảo vệ chất lượng nước”

Nói một cách khác, quan trắc chất lượng nước lưu vực sông nhằm cung cấp những thông tin về hiện trạng chất lượng nước của lưu vực sông để trả lời các câu hỏi

về nước của lưu vực sông đó có đảm bảo cung cấp cho các nguồn nước uống hoặc tưới tiêu, có an toàn cho các động thực vật đang sống trong đó, hoặc liệu có thể an toàn bơi lội và các hoạt động vui chơi giải trí, Như vậy có thể thấy 5 lý do quan trắc chính sau đây:

− Đánh giá chất lượng nước và nhận dạng các thay đổi hay xu hướng biến đổi chất lượng nước lưu vực sông theo thời gian, không gian

− Xác định kịp thời các hiện tượng và nguyên nhân khi có vấn đề phát sinh, đặc biệt về chất lượng nước lưu vực sông

− Thu thập thông tin nhằm thiết kế các chương trình phòng chống và giảm thiểu ô nhiễm lưu vực sông

− Làm rõ sự tuân thủ mục tiêu của các chương trình bảo vệ môi trường

− Đáp ứng các yêu cầu khẩn cấp như lũ lụt hay tràn dầu

Các thông số hóa, lý, sinh trong nước mặt lưu vực sông là các chất hòa tan, chất

lơ lửng, oxy hòa tan, nitơ, kim loại nặng, dầu, thuốc bảo vệ thực vật, nhiệt độ dòng chảy, màu, sự đa dạng của các loài động thực vật trong sông

Quan trắc có thể được tiến hành tại các địa điểm cố định hoặc tại các điểm được chọn lựa nhằm mục đích điều tra, đánh giá để trả lời về một số vấn đề riêng biệt hoặc mang tính nhất thời, thời vụ (ví dụ quan trắc tại các bãi tắm vào mùa hè) hay về một vấn đề khẩn cấp (như tràn dầu) Nhận thức được ảnh hưởng của các hoạt động trên bờ tới lưu vực sông, hệ thống quan trắc ngày càng tập trung vào việc xác định những điều kiện của toàn bộ lưu vực sông - bao gồm các sông, hồ và cửa sông

∗ Nội dung quan trắc

Trên cơ sở khảo sát, đánh giá về đặc điểm tự nhiên, điều kiện kinh tế - xã hội, hiện trạng môi trường và những thông tin khác về quy hoạch, định hướng phát triển của các vùng trong lưu vực sông, các ưu tiên trong chiến lược bảo vệ môi trường theo

được xây dựng Chương trình quan trắc tổng thể sẽ được thiết kế một cách khoa học, nhằm đảm bảo thu thập đầy đủ, kịp thời và chính xác các thông tin về chất lượng nước của lưu vực sông

Việc xây dựng chương trình quan trắc cho từng lưu vực sông đòi hỏi phải tuân theo một số yêu cầu nhằm đảm bảo chất lượng và kiểm soát chất lượng (QA/QC) trong quan trắc môi trường, bao gồm các nội dung sau:

− Lựa chọn phương án quan trắc phù hợp với từng lưu vực sông:

§ Xác định các nguồn gây tác động, dạng chất gây ô nhiễm chủ yếu đối với các khúc sông và trong cả lưu vực Điều này sẽ giúp bố trí các điểm quan trắc cho phù hợp

§ Xác định ranh giới khu vực quan trắc

§ Xác định các vấn đề, đối tượng rủi ro tiềm năng trong khu vực quan trắc: các lưu vực sông rất rộng, cần đánh giá trước các khó khăn cũng như đối tượng rủi ro nhằm xây dựng các kế hoạch phù hợp

− Thiết kế phương án lấy mẫu đại diện: xác định tuyến, điểm lấy mẫu trên sơ đồ,

mô tả vị trí địa lý, tọa độ điểm lấy mẫu trong bảng, quy định ký hiệu tuyến, điểm mẫu trên sơ đồ và trong bảng (có thể xác định điểm lấy mẫu chính và phụ)

− Xác định và lập bảng các thành phần môi trường cần quan trắc

− Xác định và lập danh mục các thông số quan trắc theo các thành phần môi trường: các thông số đo đạc tại hiện trường, các thông số phân tích trong phòng thí nghiệm

− Xác định tần suất, thời gian, phương pháp lấy mẫu và phương pháp phân tích trong phòng thí nghiệm: cần khảo sát, nghiên cứu kỹ các điều kiện tự nhiên của lưu vực, điều kiện địa hình, quy luật dòng chảy, các yếu tố thủy văn, để xác định tần suất, thời gian và phương pháp lấy mẫu phù hợp nhằm phản ánh đúng hiện trạng chất lượng nước mặt của lưu vực

− Lập danh mục và kế hoạch bảo dưỡng, kiểm chuẩn thiết bị lấy mẫu hiện trường

và trong phòng thí nghiệm, bao gồm cả phương tiện bảo đảm an toàn lao động

− Kế hoạch bố trí nhân lực thực hiện quan trắc

− Dự toán kinh phí hàng năm cho việc thực hiện chương trình quan trắc môi trường

− Phân tích, báo cáo số liệu

Các thông số thông tin cần quan trắc, thu thập sẽ được lựa chọn cho từng LVS, bao gồm:

− Quan trắc thủy hóa: pH, SS, DO, COD, BOD5, N-NH4

− Danh mục và số liệu quan trắc các nguồn ô nhiễm chính trong lưu vực như các

cơ sở sản xuất, khu dân cư, khu công nghiệp, cảng

∗ Thu thập, sử dụng, chia sẻ và phân tích số liệu quan trắc

Các số liệu thu thập được từ hoạt động quan trắc rất cần thiết để đánh giá mức độ

ô nhiễm nhằm đưa ra những quyết định kịp thời Sẽ rất lãng phí nếu những số liệu này không được sử dụng và phân tích Một số điểm cần chú ý đối với số liệu quan trắc như phải được thu thập thường xuyên và được phân tích, xử lý, đồng thời được cung cấp kịp thời cho các cơ quan quản lý Trung ương, địa phương và cộng đồng

Để đáp ứng các yêu cầu trên, các số liệu phải được đưa vào cơ sở dữ liệu của hệ thống thông tin lưu vực sông Cơ sở dữ liệu này là công cụ để thu thập, chia sẻ và phân tích tự động, đưa ra được những luận cứ vững chắc cho các quyết định, chính sách bảo

vệ chất lượng nước Việc sử dụng các mô hình toán học mô phỏng chất lượng nước lưu vực sông kết hợp GIS sẽ đưa ra những phương án, những kịch bản cụ thể khác nhau cho các nhà ra quyết định cân nhắc cũng là việc cần thiết

• Thời gian và tần suất quan trắc

Công tác quan trắc môi trường nước tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu thường được thực hiện 4 đợt trong một năm Tần suất thu mẫu ngày càng dày thì độ chính xác của việc đánh giá diễn biến chất lượng môi trường nước càng cao Năm 2002 là năm đầu tiên tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu bắt đầu triển khai chương trình quan trắc chất lượng trên địa bàn tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu, với tần suất 2 lần/năm (mùa mưa và mùa khô) Tính từ năm 2003 đến nay, tần suất quan trắc chất lượng môi trường nước trên địa bàn tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu là khá ổn định, 4 lần/năm

• Vị trí quan trắc

Các vị trí quan trắc từ năm 2002 – 6/2008 của môi trường nước mặt: các sông, rạch lớn như Sông Dinh, sông Đu Đủ, sông Ray, và sông Thị Vải (một số điểm tiếp nhận nguồn thải), rạch Rạng

Hình 1.2 Vị trí các điểm quan trắc chất lượng môi trường nước mặt tỉnh Bà Rịa –

1.2.2 Đánh giá diễn biến môi trường nước sông, kênh tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu

Dựa vào tiêu chuẩn 5942 : 1995 mà ta có thể đánh giá chất lượng nước sông của tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu

Tại hầu hết các vị trí quan trắc đều bị ô nhiễm ít nhất từ 1 thông số trở lên, tập trung chủ yếu vào các thông số: DO, SS, COD, BOD5, N-NH3, N-NO2, Fe, Dầu mỡ, Coliform, Kim loại nặng (Pb, cd)

pH:

pH là thông số quan trọng chi phối mọi hoạt động của hệ vi sinh vật trong nguồn nước Qua nhiều đợt khảo sát trong các năm, giá trị pH đo tại hầu hết các điểm luôn ổn định và dao động ở trong khoảng trung tính 6,5 – 8,5

DO:

Hàm lượng oxy hòa tan tại các điểm quan trắc không cao, một số nơi xấp xỉ đạt tiêu chuẩn, còn lại đều thấp hơn so với giá trị cho phép, chủ yếu tập trung tại khu vực sông Thị Vải (nguyên nhân có thể do đây là nguồn tiếp nhận nước thải từ các hoạt động công nghiệp đổ vào, do đó đã làm giảm lượng DO trong nước):

− Gần điểm xả nước thải của công ty Vedan: Năm 2005: DO < 0,3 mg/l; năm 2006: DO = 0,21 – 0,3 mg/l; năm 2007: DO = 0,15 – 1,72 mg/l; năm 2008: DO = 0,16 mg/l

− Cách điểm xả 1 km về phía hạ lưu: năm 2005: DO < 0,3 mg/l; năm 2006: DO = 0,13 – 0,3 mg/l; năm 2007: DO = 0,05 – 1,77 mg/l; năm 2008: DO = 0,12 mg/l

− Cảng Phú Mỹ: năm 2005: DO = 0,3 – 1,6 mg/l; năm 2006: DO = 0,3 – 1,2 mg/l; năm 2007: DO = 1,81 – 1,88 mg/l; năm 2008: DO = 0,72 mg/l

− Nhà máy điện Phú Mỹ: năm 2005: DO = 0,3 – 1,5 mg/l (đợt 1 – 2); năm 2006:

DO = 0,3 – 1,35 mg/l; năm 2007: DO = 1,72 mg/l (đợt 1); năm 2008: DO = 1,57 mg/l

− Cảng Baria: năm 2003: DO = 1,05 – 1,78 mg/l ( đợt 2 và 4); năm 2004: DO = 0,6 – 1,2 mg/l (đợt 2 và 3); năm 2005: DO < 0,3 mg/l (đợt 4); năm 2006: DO = 0,3 – 1,75 mg/l (đợt 1 và 3); năm 2007: DO = 0,6 – 0,8 mg/l (đợt 1 và 3); năm 2008: DO = 1,66 mg/l

− Hạ lưu sông Thị Vải (cảng Cái Mép): năm 2004: DO = 1,28 – 1,5 mg/l (đợt 2 và 3); năm 2005: DO = 0,5 mg/l (đợt 4); năm 2006: DO = 1,6 mg/l (đợt 2); năm 2007: DO

= 0,3 – 0,8 mg/l; năm 2008: DO = 3,05 mg/l

0 1 2 3 4 5 6

Hình 1.4 Diễn biến SS trên sông Dinh (Đập Cầu Đỏ) qua các năm

Các chất rắn lơ lửng trong nước mặt sông Thị Vải nhìn chung không đáng kể, SS chỉ chủ yếu cao ở khu vực sông Dinh và sông Ray, các vị trí thường xuyên bị ô nhiễm SS:

− Đập Cầu Đỏ: năm 2002: SS = 97 mg/l (đợt 2); năm 2003: SS = 37,3 – 59,7 mg/l; năm 2004: SS = 28,3 – 184 mg/l (đợt 1 và 2); năm 2005: SS = 52,7 – 63 mg/l (đợt 3 và 4); năm 2006: SS = 27 – 127 mg/l; năm 2007: SS = 26 – 76 mg/l (đợt 2, 3 và 4); năm 2008: SS = 47 mg/l

− Khu vực dự kiến xây dựng hồ sông Ray: năm 2004: SS = 41 mg/l; năm 2005:

SS = 27,3 – 41 mg/l (đợt 3 và 4); năm 2007: SS = 48 – 82 mg/l (đợt 1, 3 và 4); năm 2008: SS = 22 mg/l

− Cầu sông Ray: năm 2002: SS = 415 mg/l (đợt 1); năm 2003: SS = 216 mg/l (đợt 1)

Hầu hết các vị trí quan trắc đều vượt chuẩn qua các lần quan trắc, chứng tỏ nguồn nước mặt trên địa bàn tỉnh Bà Rịa - Vũng Tàu đã bị ô nhiễm hữu cơ khá nghiêm trọng, mức độ ô nhiễm ngày càng tăng lên theo chiều hướng phát triển kinh tế

− Năm 2002: có 6/9 vị trí quan trắc vượt chuẩn, đặc biệt tập trung ở sông Thị Vải: thượng nguồn sông Thị Vải: COD = 102 mg/l (đợt 2), gấp 2,9 lần so với TCVN 5942 :

1995 – loại B BOD5 đợt 2 = 80,5 mg/l (gấp 3,22 lần so với TCVN 5942 : 1995 – loại B); khu vực Cái Mép: BOD5 đợt 2 = 128,85 mg/l (gấp hơn 5 lần so với TCVN 5942 :

1995 – loại B); Cảng Baria Sereces: COD = 56 mg/l (gấp 1,6 lần so với TCVN 5942 :

1995 – loại B), BOD5 = 36,4 – 134,23 mg/l (gấp 1,5 – 3,8 lần so với TCVN 5942 :

1995 – loại B)

− Năm 2003 có 6/9 vị trí quan trắc vượt chuẩn, chủ yếu là trên sông Dinh và sông Thị Vải Khu vực đập Cầu Đỏ - sông Dinh: COD = 20 – 216 mg/l (gấp 2 – 21,6 lần so với TCVN 5942 : 1995 – loại A), BOD5 = 13 – 98 mg/l (gấp 3 – 24,5 lần so với TCVN

5942 : 1995 – loại A); khu vực Cầu Mới – sông Dinh: COD = 58,92 mg/l (gấp 1,6 – 2,6 lần so với TCVN 5942 : 1995 – loại B), BOD5 = 40 – 78 mg/l (gấp 1,6 – 3,1 lần so với TCVN 5942 : 1995 – loại B); khu vực cầu Cỏ May: COD = 49 – 430 mg/l (gấp 1,4 – 12,3 lần so với TCVN 5942 : 1995 – loại B), BOD5 = 30 - 216 mg/l (gấp 1,2 – 8,6 lần so với TCVN 5942 : 1995 – loại B); nước mặt sông Thị Vải khu vực giáp tỉnh Đồng Nai: COD = 136 – 944 mg/l (gấp 3,9 – 27 lần so với TCVN 5942 : 1995 – loại B), BOD5 = 40 – 490 mg/l (gấp 1,6 – 19,6 lần so với TCVN 5942 : 1995 – loại B); khu vực cảng Baria Sereces: COD = 95 – 1094 mg/l (gấp 2,68 – 31 lần so với TCVN 5942 :

B); sông Thị Vải khu vực Cái Mép: COD = 120 – 665 mg/l (gấp 3,4 – 19 lần so với TCVN 5942 : 1995 – loại B), BOD5 = 61 – 254 mg/l (gấp 2,4 – 10 lần so với TCVN

1995 – loại B), BOD5 = 50 – 205 mg/l (gấp 2 – 8 lần so với TCVN 5942 : 1995 – loại B); Tại khu vực cách điểm xả nước thải của Công ty Vedan 1 km về phía hạ lưu: COD

= 120 -751 mg/l (gấp 3,4 – 21 lần so với TCVN 5942 : 1995 – loại B), BOD5 = 42 –

264 mg/l (gấp 1,7 – 10,5 lần so với TCVN 5942 : 1995 – loại B); nước sông Thị Vải tại khu vực cảng dầu Phú Mỹ: COD = 89,9 – 569 mg/l (gấp 2,5 – 16 lần so với TCVN

5942 : 1995 – loại B), BOD5 = 25 – 178 mg/l (gấp 1 – 7,1 lần so với TCVN 5942 :

1995 – loại B); khu vực tiếp nhận nước làm mát của Nhà máy Đạm Phú Mỹ: COD = 42,9 – 580 mg/l (gấp 1,2 – 16 lần so với TCVN 5942 : 1995 – loại B), BOD5 = 31 –

408 mg/l (gấp 1,2 – 16 lần so với TCVN 5942 : 1995 – loại B); Nhìn chung mức độ ô nhiễm cao nhất thường tập trung vào đợt 4

− Năm 2006 có 10/14 vị trí vượt chuẩn, chủ yếu vẫn tập trung trên khu vực sông Thị Vải, đặc biệt cao tại các vị trí: Cảng dầu Phú Mỹ: COD = 1138 mg/l - đợt 3 (vượt

32 lần so với tiêu chuẩn cho phép), BOD5 = 267 mg/l – đợt 3 (vượt 10 lần so với tiêu chuẩn cho phép); Cảng Baria BOD5 = 360 mg/l – đợt 4 (vượt 14 lần so với tiêu chuẩn cho phép);

− Năm 2007 thống kê có 11/14 vị trí vượt chuẩn, tuy nhiên không thấy quan trắc chỉ tiêu COD nguồn nước mặt trên sông Thị Vải, nhưng ô nhiễm COD vẫn xuất hiện ở các khu vực: Khu vực dự kiến xây dựng Hồ sông Ray (COD = 51,2 mg/l – đợt 2, cao gấp 5,1 lần so với TCVN 5942 : 1995 – loại A), nước sông Băng Chua (COD = 51,1 mg/l – đợt 3, cao gấp 5,1 lần so với TCVN 5942 : 1995 – loại A) Đối với thông số BOD5 nhìn chung mức độ ô nhiễm có giảm so với các năm trước, tập trung chủ yếu trong các lần lấy mẫu đợt 1 và 2, cụ thể như sau: khu vực tiếp nhận nước thải của Công

ty Vedan BOD5 = 210 mg/l - đợt 2 (gấp 8,4 lần so với tiêu chuẩn cho phép); khu vực cách điểm xả Công ty Vedan 1 km về phía hạ lưu BOD5 = 183 mg/l – đợt 2 (gấp 7,3 lần so với tiêu chuẩn cho phép); khu vực Cảng Phú Mỹ BOD5 = 183 mg/l – đợt 2 (gấp 7,3 lần so với tiêu chuẩn cho phép); khu vực Nhà máy Điện Bà Rịa BOD5 = 189 mg/l – đợt 1 (gấp 7,56 lần so với tiêu chuẩn cho phép); Cảng Cái Mép BOD5 = 189 mg/l – đợt

1 (gấp 7.56 lần so với tiêu chuẩn cho phép); Cảng Baria BOD5 = 178 mg/l – đợt 1 (gấp 7,12 lần so với tiêu chuẩn cho phép)

− Đến 6/2008 có 10/14 vị trí vượt chuẩn, năm 2008 cũng không đo thông số COD trên khu vực sông Thị Vải, ô nhiễm COD trên các con sông Ray, sông Dinh, sông Đu

Đủ không đáng kể, kết quả cao nhất đo dược là 36,1 mg/l tại khu vực cầu Long Sơn, cao gấp 1,4 lần so với tiêu chuẩn cho phép Đối với thông số BOD5, kết quả cao nhất là

145 mg/l trên khu vực cảng Baria, cao gấp 5,8 lần so với tiêu chuẩn cho phép Như vậy, có thể thấy ô nhiễm hữu cơ trên sông Thị Vải diễn biến khá phức tạp và nồng độ ô nhiễm biến đổi liên tục và có xu hướng tăng cao trở lại trong năm 2008 Theo đà phát triển kinh tế như hiện nay, các ảnh hưởng từ hoạt động công nghiệp dọc sông Thị Vải

sẽ tiếp tục là nguồn ô nhiễm chủ yếu, ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng nguồn nước nếu không có kế hoạch bảo vệ môi trường phù hợp

BOD5 TCVN 5942:1995 (loại A): BOD5

Hình 1.5 Diễn biến BOD5 trên sông Dinh (Đập Cầu Đỏ) qua các năm

COD TCVN 5942:1995 (loại B): COD

Hình 1.6 Diễn biến COD trên sông Thị Vải (Khu vực Cái Mép) qua các năm

N-NH 3 :

Nhìn chung, các nguồn nước sông trên địa bàn tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu đều bị ô nhiễm Amoni với mức độ khác nhau Giá trị cao nhất đo được qua các năm như sau: năm 2002 là 19,8 mg/l – đợt 1 (tiêu chuẩn cho phép là 1 mg/l) tại sông Thị Vải – cảng Cái Mép; năm 2003 là 4,2 mg/l – đợt 1 tại sông Thị Vải – cảng Cái Mép; năm 2004 là 7,75 mg/l – đợt 2 tại khu vực cách điểm xả nước thải của Công ty Vedan 1 km về phía

hạ lưu; năm 2005 là 11,9 mg/l – đợt 1 tại khu vực tiếp nhận nước thải của công ty Vedan; năm 2006 là 10,4 mg/l – đợt 1, tại khu vực nhận nước thải của công ty Vedan

và điểm cách 1 km về phía hạ lưu; năm 2008 là 9,6 mg/l – đợt 1, tại khu vực tiếp nhận nước thải của công ty Vedan Như vậy, có thể nhận thấy ô nhiễm chủ yếu tập trung trên khu vực sông Thị Vải, nhất là khu vực đầu nguồn gần điểm xả của công ty Vedan

và mức độ ô nhiễm giảm dần về phía hạ lưu (khu vực Cảng Cái Mép hầu như rất ít khi vượt chuẩn), có thể là do tác động của quá trình pha loãng

N-NO2 TCVN 5942:1995 (loại A): N-NO2

Hình 1.8 Diễn biến N-NO2 trên sông Thị Vải (Khu vực Cảng Cái Mép) qua các năm

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6 1.8

Nồng độ

N-NO2 TCVN 5942:1995 (loại A): N-NO2

Hình 1.9 Diễn biến N-NO2 trên sông Băng Chua (Khu vực Bình Châu) qua các năm

Fe:

Ô nhiễm Fe không phải là vấn đề lo ngại đối với chất lượng nước sông trên địa bàn tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu, nồng độ Fe đo được qua các năm dao động không lớn, giá trị cao nhất là 3,44 mg/l tại vị trí Đập Cầu Đỏ trên sông Dinh (đợt 1 – 2006)

là do tại các điểm này là nơi hoạt động vận tải tàu thuyền thường xuyên hoặc của các tàu thuyền đánh bắt cá, Cụ thể như sau:

− Năm 2004: trên sông Dinh, các vị trí quan trắc đều vượt tiêu chuẩn cho phép qua cả 4 đợt khảo sát, với mức độ ô nhiễm dao động từ 1 – 18,9 mg/l Trên sông Thị Vải, ô nhiễm dầu cũng xuất hiện ở tất cả các vị trí quan trắc và có sự biến động lớn về nồng độ giữa các đợt quan trắc, nhưng nhìn chung ô nhiễm ở mức khá cao

− Năm 2005: trên sông Thị Vải: mức độ ô nhiễm khá cao, nhất là khu vực tiếp nhận nước thải từ Công ty Vedan với giá trị cao nhất đo được là 46,8 mg/l (gấp 156 lần tiêu chuẩn cho phép), các vị trí còn lại dao động từ 0,8 – 7,2 mg/l Tại cảng cá Cát Lở: dao động từ 3 – 34,8 mg/l; tại Rạch Rạng (cầu Long Sơn): dao động từ 2,6 – 16,7 mg/l

− Năm 2006: Trên sông Thị Vải mức độ ô nhiễm nhìn chung giảm rất đáng kể so với năm 2005 và diễn biến đồng đều tại tất cả các điểm quan trắc (từ 0,4 – 3,2 mg/l) Tại khu vực cảng cá Cát Lở: dao động từ 1 – 26 mg/l và tại Rạch Rạng (cầu Long Sơn)

− Năm 2007: trên sông Thị Vải mức độ ô nhiễm dao động từ 0,3 – 2,4 mg/l Khu vực cảng cá Cát Lở: dao động từ 0,5 – 0,9 mg/l và tại Rạch Rạng (cầu Long Sơn): đo được từ 0,7 – 1,5 mg/l (đợt 3 và 4)

− Năm 2008: trên sông Thị Vải ô nhiễm giảm xuống khá thấp từ 0,5 – 0,8 mg/l (gấp 1,6 – 2,6 lần so với tiêu chuẩn cho phép) Tại cảng cá Cát Lở đo được nồng độ là 2,8 mg/l và tại Rạch Rạng (cầu Long Sơn) là 1 mg/l

Nhìn chung mức độ ô nhiễm giảm dần qua các năm, nhưng vẫn còn cao hơn tiêu chuẩn cho phép Tuy nhiên, đây cũng là dấu hiệu đáng mừng đối với chất lượng môi trường nước trên địa bàn tỉnh

Dầu mỡ TCVN 5942:1995 (loại B): Dầu mỡ

Hình 1.11 Diễn biến dầu, mỡ trên sông Thị Vải (Khu vực Cảng Cái Mép) qua các năm

Coliform:

Thay đổi theo tính chất nguồn thải Vào mùa mưa hàm lượng Coliform lớn hơn so với mùa khô Nhìn chung, Coliform chưa phải là thông số ô nhiễm đáng chú ý đối với môi trường nước mặt Hầu hết các điểm quan trắc đều đo được nồng độ Coliform khá thấp so với tiêu chuẩn, ngoại trừ một số điểm tăng cao cục bộ: khu vực Cầu Long Sơn (đợt 2 – 2005: 23.000 MPN/100ml), nước sông Ray tại khu vực thác Hòa Bình (đợt 3 – 2006: 24.000 MPN/100ml), khu cực dự kiến hồ sông Ray (đợt 3 – 2006: 9.300 MPN/100ml), gần điểm tiếp nhận nước thải của Công ty Vedan (đợt 4 – 2007: 11.000

MPN/100ml), nước sông Ray (năm 2007 là 11.000 – 23.000 MPN/100ml), nước sông Băng Chua ( năm 2007: 11.000 – 43.000 MPN/100ml), đập Cầu Đỏ ( năm 2008: 11.000 MPN/100ml)

Coliform TCVN 5942:1995 (loại A): Coliform

Hình 1.12 Diễn biến Coliform trên sông Ray (Khu vực thác Hòa Bình) qua các năm

Các chỉ tiêu Kim loại nặng:

Các chỉ tiêu kim loại nặng chính được khảo sát là Pb, Cd, và Zn tại các vị trí trên sông Thị Vải (bắt đầu từ 2005 – 6/2008), ngoại trừ chỉ tiêu Zn khá thấp tại tất cả các vị trí (2005 – 6/2008), 2 chỉ tiêu ô nhiễm còn lại tại các vị trí khảo sát đều vượt tiêu chuẩn, năm 2005 vượt từ 1,65 – 3,42 lần (Pb), từ 1,35 – 2,2 lần (Cd); Năm 2006 vượt

từ 1,98 – 4,16 lần (Pb), từ 1,45 – 1,6 lần (Cd); năm 2007 vượt từ 2,15 – 6,09 lần (Pb),

từ 1,25 – 2,95 lần (Cd); Năm 2008 vượt từ 2,8 – 3,7 lần (Pb), từ 2,3 – 2,65 lần (Cd) Như vậy, có thể nhận thấy mức độ ô nhiễm kim loại nặng trong nước sông ngày càng có dấu hiệu ô nhiễm trở lại với mức độ cao hơn so với năm trước

CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN VỀ TÀI LIỆU ĐƯỢC SỬ DỤNG

2.1 ỨNG DỤNG GIS QUẢN LÝ CHẤT LƯỢNG NƯỚC MẶT

2.1.1 Khái niệm GIS:

Hiện nay, những thách thức chính mà chúng ta đang phải đối mặt - bùng nổ dân

số, ô nhiễm, phá rừng, thiên tai - đều gắn liền một không gian địa lý Vì vậy, một công

cụ hỗ trợ việc quản lý và giải quyết các vấn đề trên một cách trực quan, gắn liền với đặc điểm cũng như vị trí địa lý được đặt ra Sự phát triển không ngừng của công nghệ thông tin đã đưa tin học thâm nhập sâu vào nhiều lĩnh vực khoa học và đời sống, mở ra một giai đoạn mới trong quá trình phát triển khoa học Hệ thống thông tin địa lý (GIS)

là một trong những ứng dụng rất có giá trị của công nghệ tin học trong ngành địa lý, điều tra cơ bản, quy hoạch đô thị, cảnh báo môi trường, v.v Có rất nhiều định nghĩa

về “Hệ thống thông tin địa lý” đã được đưa ra, cụ thể như:

Dueker (1979) đã đưa ra định nghĩa: GIS là một trường hợp đặc biệt của hệ thống thông tin với CSDL gồm những đối tượng, những hoạt động hay sự kiện phân bố trong không gian được biểu diễn bằng điểm, đường, vùng trong hệ thống máy tính GIS xử lý truy vấn dữ liệu theo điểm đường vùng, phục vụ cho những hỏi đáp và phân tích đặc biệt

Theo Jack Estes và Jeffrey, một hệ thống thông tin địa lý được thiết kế để làm việc với các dữ liệu có liên quan đến không gian hoặc hệ tọa độ địa lý Theo một nghĩa khác, một hệ thống thông tin địa lý vừa là một hệ thống cơ sở dữ liệu với các chức năng đặc biệt dành cho dữ liệu có tính không gian, vừa là một tổ hợp các thao tác để làm việc với dữ liệu (Star and Estes, 1990)

Theo Viện nghiên cứu khoa học Trái đất Mỹ (Earth Science Research Institute – ESRI), GIS là một hệ thống tích hợp phần cứng, phần mềm và dữ liệu để thu giữ, quản

lý, phân tích và hiển thị các dạng thông tin có liên quan đến tính chất địa lý GIS cho phép xem, hiểu, truy vấn, trình diễn và hiển thị dữ liệu bằng nhiều cách để diễn tả các mối quan hệ, các mô hình và các xu hướng dưới dạng bản đồ, biểu đồ, báo cáo, đồ thị

Cơ quan Đo đạc Địa chất của Mỹ (United State Geological Survey – USGS) đưa

ra định nghĩa sau: Theo một cách chính xác nhất, một hệ thống thông tin địa lý là một

lý Những người sử dụng GIS cũng cho rằng toàn bộ một GIS bao gồm thêm cả con người vận hành và các dữ liệu được đưa vào hệ thống

Tóm lại, hệ thống thông tin địa lý được quan niệm như là một hệ thống thông tin

mà nó sử dụng dữ liệu đầu vào, các thao tác phân tích, cơ sở dữ liệu đầu ra liên quan về mặt địa lý không gian, nhằm hỗ trợ việc thu nhận, lưu trữ, quản lý, xử lý, phân tích và hiển thị các thông tin không gian từ thế giới thực để giải quyết các vấn đề tổng hợp thông tin cho các mục đích mà con người đặt ra, chẳng hạn như: để hỗ trợ việc ra các quyết định cho việc quy hoạch và quản lý sử dụng đất, tài nguyên thiên nhiên, môi trường, giao thông, dễ dàng trong việc quy hoạch phát triển đô thị và lưu trữ dữ liệu hành chính, v.v

Xét dưới góc độ là công cụ, GIS dùng để thu thập, lưu trữ, biến đổi, hiển thị các thông tin không gian nhằm thực hiện các mục đích cụ thể

Xét dưới góc độ là phần mềm, GIS làm việc với các thông tin không gian, phi không gian, thiết lập quan hệ không gian giữa các đối tượng Có thể nói các chức năng phân tích không gian đã tạo ra diện mạo riêng cho GIS

Xét dưới góc độ ứng dụng trong quản lý nhà nước, GIS có thể được hiểu như là một công nghệ xử lý các dữ liệu có toạ độ để biến chúng thành các thông tin trợ giúp quyết định phục vụ các nhà quản lý

Xét dưới góc độ hệ thống, GIS là hệ thống gồm các hợp phần: phần cứng, phần mềm, cơ sở dữ liệu và cơ sở tri thức chuyên gia

Công nghệ GIS kết hợp các thao tác cơ sở dữ liệu thông thường (như cấu trúc hỏi đáp) và các phép phân tích thống kê, phân tích địa lý, trong đó phép phân tích địa lý và hình ảnh được cung cấp duy nhất từ các bản đồ Những khả năng này phân biệt GIS với các hệ thống thông tin khác và khiến cho GIS có phạm vi ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau (phân tích các sự kiện, dự đoán tác động và hoạch định chiến lược) Các loại thông tin trong hệ thống thông tin địa lý được chia thành hai dạng: dữ liệu địa lý và dữ liệu thuộc tính:

− Dữ liệu địa lý: bao gồm các thể loại:

§ Ảnh hàng không vũ trụ

§ Bản đồ trực ảnh (orthophotomap)

§ Bản đồ nền địa hình lập từ ảnh hàng không - vũ trụ

§ Bản đồ địa hình lập từ số liệu đo đạc mặt đất

§ Bản đồ địa chính

§ Bản đồ địa lý tổng hợp từ các loại bản đồ địa hình

Các loại ảnh và bản đồ nói trên đều ở dạng số và lưu lại dưới dạng vector hoặc raster, hay hỗn hợp raster-vector Các dữ liệu địa lý dưới dạng vector được phân lớp theo thông tin yêu cầu của việc tổ chức các thông tin Thông thường người ta hay phân lớp theo tính chất thông tin: lớp địa hình, lớp thuỷ văn, lớp đường giao thông, lớp dân

cư, lớp địa giới hành chính v.v… Trong nhiều trường hợp để quản lý sâu hơn, người ta

sẽ phân lớp chuyên biệt hơn như trong lớp thuỷ văn, có thể phân chia thành các lớp con như: lớp sông lớn, lớp sông nhỏ, lớp biển, lớp ao hồ, v.v…

Các thông tin ở dạng raster là các thông tin nguồn và các thông tin hỗ trợ không gian, quản lý như một đối tượng địa lý Các thông tin ở dạng vector tham gia trực tiếp quản lý và được định nghĩa như những đối tượng địa lý Các đối tượng này thể hiện ở 3 dạng: điểm, đường và vùng hoặc miền Mỗi đối tượng đều có thuộc tính hình học riêng như kích thước, miền vị trí Vấn đề được đặt ra là tổ chức lưu trữ và hiển thị các thông tin vector như thế nào để thoả mãn các yêu cầu sau:

§ Thể hiện đầy đủ các thông tin cần thiết

§ Độ dư và độ thừa nhỏ nhất

§ Truy cập thông tin nhanh

§ Cập nhật thông tin dễ dàng và không sai sót (xoá bỏ thông tin không cần thiết,

bổ sung thông tin mới, chỉnh lý các thông tin đã lạc hậu)

§ Thuận lợi cho việc hiển thị thông tin

− Dữ liệu thuộc tính (Attribute): là các thông tin giải thích cho các hiện tượng địa

lý và gắn liền với hiện tượng địa lý Các thông tin này được lưu trữ dưới dạng dữ liệu thông thường Vấn đề đặt ra là phải tìm mối quan hệ giữa thông tin địa lý và thông tin thuộc tính Từ thông tin ta có thể tìm ra được các thông tin kia trong cơ sở dữ liệu Không chỉ được ứng dụng một cách đơn lẻ, sự kết hợp giữa GIS với các loại hình công nghệ khác như Viễn thám, Mô hình hóa, Internet, đang mang lại một lượng lớn các ứng dụng trong khá nhiều lĩnh vực

2.1.2 GIS và bài toán quản lý chất lượng nước mặt

GIS là một công cụ cho phép người sử dụng tạo ra hệ thống tương tác lẫn nhau, phân tích thông tin không gian và chỉnh sửa dữ liệu Sự phát triển hệ thống quản lý chất lượng nước dựa trên GIS được giới thiệu để quản lý và phân tích thông tin chất lượng nước, và hỗ trợ cho quá trình ra quyết định trên các cải thiện về chất lượng nước Quản lý chất lượng nước là một vấn đề không chỉ liên quan đến tính không gian

mà còn bao hàm cả tính thời gian Các đánh giá chất lượng nước của một lưu vực phải dựa trên diễn biến chất lượng tại các nhánh lưu vực từ thượng lưu đến hạ lưu (tính không gian) theo các mốc thời gian nhất định (tính thời gian) Như vậy, một lượng số liệu khổng lồ cần được lưu trữ, phục vụ công tác phân tích, đánh giá Một yêu cầu được đặt ra là quản lý số liệu một cách có hệ thống, dễ truy cập và sử dụng trong trường hợp cần thiết GIS chính là một công cụ hỗ trợ các tính năng trên Dữ liệu không chỉ được lưu trữ thuần túy trong hệ thống mà còn được gắn liền với vị trí không gian đã thực hiện thu thập

Một lợi thế rất quan trọng của GIS là khả năng tích hợp các mô hình tính toán để

mô tả chất lượng nước cũng như đưa ra các dự báo về ô nhiễm Hầu hết các mô hình được sử dụng hiện nay đều có thể tích hợp vào GIS như MIKE, QUAL2E,… Tuy nhiên, tính năng quan trọng nhất của GIS vẫn là khả năng hiển thị kết quả phân tích, xử

lý số liệu ở dạng bản đồ hoặc biểu đồ Chính khả năng này đem tới cho người dùng một cái nhìn trực quan, cụ thể, qua đó hỗ trợ hiệu quả cho quá trình ra quyết định Hàn Quốc là một trong những quốc gia châu Á nghiên cứu và ứng dụng khá thành công công nghệ GIS trong quản lý chất lượng nước Một đề tài của đại học Inhale đã tích hợp giữa sự tính toán khả năng chịu tải của dòng chảy (Total maximum daily loads – TMDL) với công nghệ GIS trong đánh giá ô nhiễm nước do sự phát triển đô thị khá cao tại vùng duyên hải phía Tây Nam – Hàn Quốc, tạo một công cụ quản lý nhằm hỗ trợ đạt mục tiêu bảo tồn môi trường nước và duy trì sự phát triển đô thị bền vững TMDL – lượng chất thải tối đa mà dòng chảy có thể tiếp nhận nhưng vẫn duy trì được chất lượng nước đạt tiêu chuẩn cho phép – được Bộ Môi trường Hàn Quốc xem xét, kiểm tra từ năm 1996 Hiện nay, TMDL đã được chấp nhận một cách hợp pháp và ứng dụng tại các lưu vực sông Guem, sông Yeongsan và sông Nakdong Sự kết hợp giữa TMDL và GIS nhằm tạo ra một hệ thống ước tính ô nhiễm nước tự động – tính toán lượng chất ô nhiễm phát sinh và phát thải cho từng tiểu lưu vực thuộc vùng nghiên cứu GIS đã làm tăng hiệu quả cho việc sử dụng TMDL trong quản lý chất lượng nước bởi

khả năng xử lý, phân tích, đánh giá và hiển thị các dữ liệu qua nhiều hình thức GIS cũng giúp cho việc đưa thông tin kết quả tính toán đến các nhà khoa học, nhà quản lý

và cộng đồng

Để tính toán tổng lượng chất ô nhiễm phát thải và phát sinh tại khu vực nghiên cứu, tất cả những nguồn chất gây ô nhiễm được tích hợp trong các lớp dữ liệu GIS và các hệ số đơn vị thích hợp cũng được áp dụng

− Cơ sở dữ liệu GIS ước lượng tải lượng chất gây ô nhiễm nước phát sinh và phát thải được xây dựng như sau:

§ Dữ liệu thuộc tính và đồ họa của các đối tượng được thu thập để hiểu được những đặc điểm mang tính địa phương của các nguồn thải và cách tích tụ các chất ô nhiễm trong khu vực nghiên cứu

§ Một hệ thống tính toán tổng lượng chất ô nhiễm được phát triển dựa trên các hướng dẫn kỹ thuật của TMDL Các nguồn ô nhiễm được phân thành 5 loại gồm 4 nguồn ô nhiễm điểm và 1 nguồn ô nhiễm ô nhiễm không điểm Nguồn ô nhiễm điểm được xác định được bao gồm dân số, vật nuôi, công nghiệp và thủy sản trong khi nguồn

ô nhiễm không điểm được xác định là sử dụng đất Cũng tương tự vậy, đặc điểm của những nguồn thải ra được xem xét để tính toán số lượng các chất ô nhiễm phát sinh và tải lượng ô nhiễm thải ra Các tính toán này được thực hiện cho từng tiểu lưu vực thuộc vùng nghiên cứu

§ Hệ số tải lượng đơn vị được sử dụng trong tính toán lượng chất ô nhiễm phát sinh Mỗi nguồn ô nhiễm đều có hệ số tải lượng đơn vị thích hợp, do đó tải lượng chất ô nhiễm phát sinh trong một loại nguồn thải được tính bằng cách lấy số lượng nguồn thải nhân với hệ số tải lượng Như vậy, tổng tải lượng ô nhiễm trên toàn lưu vực được tính bằng tổng các tải lượng đơn vị ứng với từng loại nguồn thải Như vậy, các kết quả tính toán, đánh giá về tải lượng ô nhiễm tối đa được thực hiện một cách tự động, có hệ thống

và biểu diễn ở dạng đồ họa thông qua việc ứng dụng GIS, hỗ trợ cho các nhà quản lý đưa ra các giải pháp quản lý phù hợp

Một ứng dụng thành công khác của GIS tại các nước đang phát triển do Công ty Quản lý Chất thải và Năng lượng Hạt nhân Thuỵ Ðiển và tổ chức Nespak, Pakistan phối hợp thực hiện GIS được sử dụng để mô hình hoá sự cân bằng nước, quá trình xói mòn, và kiểm soát lũ cho khu vực lưu vực sông Torrent ở Pakistan

2.2 NGHIÊN CỨU TRONG VÀ NGOÀI NƯỚC LIÊN QUAN

2.2.1 Các nghiên cứu ngoài nước

Chỉ số chất lượng nước của Mỹ

∗ Chỉ số chất lượng nước Bang Oregon (OWQI – Oregon Water Quality index) Chỉ số chất lượng nước của Bang Oregon được thiết lập ban đầu vào thế kỷ 70 Đây là phương pháp đơn giản và ngắn gọn nhằm diễn tả thông tin về chất lượng nước sông, hồ

n: số lượng các thông số tính toán (8 thông số)

SIi2: là chỉ số phụ của các thông số tính toán

Các chỉ số phụ này được xác định theo các công thức cho từng thông số sau:

§ Nhiệt độ:

10:

29

10.0557,2.1623,0.172,454,76:

2911

100:

11

0

3 3 2

0 0

SI T C

T T

T SI

C T

C

SI C T

/8

100:

SI BOD l

mg

e SI

l mg BOD

§ pH

10:

11

*100:

118

100:

87

*628,2:

74

10 SI :4pH

)) 5188 , 0 )*(

8 ((

) 5200 , 0 ( pH

pH

pH pH

SI pH

e SI

pH

SI pH

e SI

pH

§ Tổng chất rắn (TS): phụ thuộc vào từng lưu vực khác nhau

10:

/220

6,142:

/220/

40

100:

/40

)) 10 862 , 8

TS

SI TS l mg

e SI

l mg TS

l mg

SI l mg TS

§ Tổng N

10:

/3

*100:

SI N l mg

e SI

l mg N

§ Tổng P

10:

25,0

*1384,0

*5,299100:

/25,

P P

SI l mg P

§ Fecal Coliform (FC)

10:

100/1600

*98:

100/1600100

/50

98:

100/50

)) 10

* 9178 , 9 )*(

FC

SI FC ml MPN

e SI

ml MPN

FC ml MPN

SI ml MPN

FC

Bảng 2.1: Kết quả phân loại theo OWQI

∗ Chỉ số chất lượng của Quỹ Vệ sinh Môi trường Hoa Kỳ (NSF – WQI)