Đánh giá chất lượng nước mặt tại làng nghề chăn nuôi lợn xã ngọc lũ, huyện bình lục, tỉnh hà nam 6 tháng đầu năm 2016

Đánh giá chất lượng nước mặt tại làng nghề chăn nuôi lợn xã ngọc lũ, huyện bình lục, tỉnh hà nam 6 tháng đầu năm 2016

TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI

KHOA MÔI TRƯỜNG

NGUYỄN HOÀNG HIỆP

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG NƯỚC MẶT TẠI LÀNG NGHỀ CHĂN NUÔI LỢN XÃ NGỌC LŨ, HUYỆN BÌNH LỤC, TỈNH HÀ NAM 6 THÁNG ĐẦU NĂM 2016

Giáo viên hướng dẫn

TS Ngô Trà Mai

Sinh viên thực hiện

Nguyễn Hoàng Hiệp

TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI

KHOA MÔI TRƯỜNG

NGUYỄN HOÀNG HIỆP

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG NƯỚC MẶT TẠI LÀNG NGHỀ CHĂN NUÔI LỢN XÃ NGỌC LŨ, HUYỆN BÌNH LỤC, TỈNH HÀ NAM 6 THÁNG ĐẦU NĂM 2016

Ngành: Công nghệ Kỹ thuật môi trường

Mã ngành: 52 51 04 06

NGƯỜI HƯỚNG DẪN: TS Ngô Trà Mai

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi

Kết quả nghiên cứu của đồ án là những đóng góp riêng dựa trên số liệu khảo sát thực tế, trung thực và chưa từng công bố trong bất kỳ công trình nào khác Những kết quả nghiên cứu kế thừa các công trình khoa học khác đều được trích dẫn đúng theo quy định

Nếu đồ án có sự sao chép từ các công trình khoa học khác, tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm

Sinh viên thực hiện

Nguyễn Hoàng Hiệp

LỜI CẢM ƠN

Trước tiên, em xin gửi lời cảm ơn đến tập thể các thầy cô giáo trong trường Đại học Tài nguyên và Môi trường Hà Nội, đặc biệt là các thầy cô trong Khoa Môi trường, chính nhờ sự tận tình giảng dạy và truyền đạt kiến thức quý báu về chuyên môn và đạo đức của các thầy, các cô trong suốt thời gian học tập tại trường nên đến hôm nay em đã đủ điều kiện chuẩn bị cho việc tốt nghiệp

Đồng thời em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến TS Ngô Trà Mai đã luôn

tận tình chỉ bảo, cung cấp tài liệu định hướng và hướng dẫn em trong suốt quá trình làm báo cáo, nhờ vậy em đã học được tinh thần làm việc nghiêm túc, cách nghiên cứu khoa học hiệu quả, hoàn thiện báo cáo đồ án tốt nghiệp và đó cũng là hành trang, là định hướng giúp em trong quá trình làm việc sau này Trong suốt thời gian thực hiện báo cáo, mặc dù có nhiều cố gắng nhưng bản báo cáo không tránh khỏi những thiếu sót Kính mong các thầy cô giáo trong Khoa Môi trường cùng các bạn tận tình chỉ bảo, góp ý kiến để bài báo cáo được hoàn thiện hơn

Em xin chân thành cảm ơn

Hà Nội, ngày 08 tháng 04 năm 2016

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU 1

1 Tính cấp thiết của đề tài 1

2 Mục tiêu nghiên cứu 2

3 Nội dung nghiên cứu 2

1.1 Tổng quan về điều kiện tự nhiên và kinh tế - xã hội 3

1.1.1 Điều kiện tự nhiên 3

1.1.2 Điều kiện kinh tế - xã hội 4

1.2 Tổng quan về làng nghề 6

1.2.1 Thực trạng ngành chăn nuôi lợn xã Ngọc Lũ 6

1.2.2 Hiện trạng hoạt động của hệ thống xử lý nước thải làng nghề 7

1.2.3 Hiện trạng nước mặt làng nghề 8

1.2.4 Tác động của làng nghề tới môi trường và cảnh quan 9

1.3 Diễn biến chất lượng nước mặt xã Ngọc Lũ, huyện Bình Lục, tỉnh Hà Nam 11

CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 12

2.1 Đối tượng, nội dung nghiên cứu 12

2.1.1 Đối tượng nghiên cứu 12

2.1.2 Phạm vi nghiên cứu: 12

2.2 Phương pháp nghiên cứu 12

2.2.1 Phương pháp thu thập tài liệu 12

2.2.2 Phương pháp thực nghiệm 12

2.2.3 Phương pháp xử lý số liệu 14

2.3 Thực nghiệm 17

2.3.1 Lấy mẫu và bảo quản mẫu 17

2.3.2 Phân tích trong phòng thí nghiệm 18

3.1 Kết quả các thông số đo nhanh 30

3.2.2 Kết quả phân tích hàm lượng NO2- 32

3.2.3 Kết quả phân tích hàm lượng PO43- 33

3.2.4 Kết quả phân tích hàm lượng NH4+ 34

3.2.5 Kết quả phân tích hàm lượng sắt 35

3.2.6 Kết quả phân tích hàm lượng Cl- 36

3.2.7 Kết quả phân tích giá trị COD 37

3.2.8 Kết quả phân tích giá trị BOD5 38

3.2.9 Kết quả phân tích hàm lượng TSS 39

3.2.10 Kết quả phân tích Coliform 40

3.3 Đánh giá chất lượng nước mặt xã Ngọc Lũ, huyện Bình Lục, tỉnh Hà Nam 41

3.3.1 Tổng hợp kết quả phân tích trong phòng thí nghiệm 41

3.3.2 Tính toán chỉ số WQI 43

3.4 Đề xuất các giải pháp 44

3.4.1 Nhóm giải pháp về quản lý 45

3.4.2 Nhóm giải pháp về kỹ thuật 45

3.4.2 Nhóm giải pháp về nâng cao nhận thức cộng đồng 48

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT

BOD Nhu cầu oxy sinh học

BTNMT Bộ Tài nguyên và Môi trường

COD Nhu cầu oxy hóa học

GHCP Giới hạn cho phép

QCCP Quy chuẩn cho phép

VAC Vườn – Ao – Chuồng

VACB Vườn – Ao – Chuồng – Biogas

DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1: Sơ đồ vị trí và mối liên hệ vùng xã Ngọc Lũ 3

Hình 1.2: Sản lượng thịt lợn hơi xuất chuồng qua các năm 6

Hình 1.3: Nhà điều hành hệ thống xử lý nước thải chăn nuôi lợn tại xã Ngọc Lũ 7

Hình 1.4: Các công trình của trạm bị cây dại mọc kín 8

Hình 1.5:Rãnh thải nước thải chăn nuôi 10

Hình 2.1: Sơ đồ lấy mẫu 13

Hình 3.1: Đồ thị biểu diễn giá trị pH 30

Hình 3.2: Đồ thị biểu diễn hàm lượng DO 31

Hình 3.3: Đồ thị biểu diễn hàm lượng NO3- 32

Hình 3.4: Đồ thị biểu diễn hàm lượng NO2- 33

Hình 3.5: Đồ thị biểu diễn hàm lượng PO43- 34

Hình 3.6: Đồ thị biểu diễn hàm lượng NH4+ 35

Hình 3.7: Đồ thị biểu diễn hàm lượng sắt 36

Hình 3.8: Đồ thị biểu diễn hàm lượng Cl- 37

Hình 3.9: Đồ thị biểu diễn giá trị COD 38

Hình 3.10: Đồ thị biểu diễn giá trị BOD5 39

Hình 3.11: Đồ thị biểu diễn hàm lượng TSS 40

Hình 3.12: Đồ thị biểu diễn thông số Coliform 41

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1.3: Nồng độ bình quân các chất dinh dưỡng và hữu cơ trong nước

sông Châu Giang 11

Bảng 2.1: Vị trí lấy mẫu 13

Bảng 2.2: Phương pháp phân tích các chỉ tiêu chất lượng nước 14

Bảng 2.3: Phương pháp bảo quản mẫu 18

Bảng 2.4: Các bước xây dựng đường chuẩn NO3- 20

Bảng 2.5: Các bước xây dựng đường chuẩn NO2- 21

Bảng 2.6: Các bước xây dựng đường chuẩn PO43- 22

Bảng 2.7: Các bước xây dựng đường chuẩn Fe 23

Bảng 2.8: Các bước thực hiện đường chuẩn NH4+ 26

Bảng 3.1: Kết quả các thông số đo nhanh 30

Bảng 3.2: Kết quả phân tích hàm lượng NO3- 31

Bảng 3.3: Kết quả phân tích hàm lượng NO2- 32

Bảng 3.4: Kết quả phân tích hàm lượng PO43- 33

Bảng 3.5: Kết quả phân tích hàm lượng NH4+ 34

Bảng 3.6: Kết quả phân tích hàm lượng sắt 35

Bảng 3.7: Kết quả phân tích hàm lượng Cl- 36

Bảng 3.8: Kết quả phân tích giá trị COD 37

Bảng 3.9: Kết quả phân tích BOD5 38

Bảng 3.10: Kết quả phân tích hàm lượng TSS 39

Bảng 3.11: Kết quả phân tích Coliform 40

Bảng 3.12: Tổng hợp kết quả phân tích trong phòng thí nghiệm 42

Bảng 3.13: Kết quả tính WQI và đánh giá chất lượng nước 43

MỞ ĐẦU

1 Tính cấp thiết của đề tài

Với sự phát triển về kinh tế, văn hóa, xã hội trên thế giới ngày nay thì nước mặt càng trở thành vấn đề quan trọng không chỉ của riêng một quốc gia

mà còn là vấn đề của tất cả mọi người, mọi vùng, mọi khu vực trên trái đất Song song với sự phát triển nhanh về dân số thì con người ngày càng làm xấu

đi nguồn nước mặt bằng việc thải ra lượng chất thải ngày một tăng lên vào môi trường (trong đó có môi trường nước), ảnh hưởng đến môi trường xung quanh và sức khỏe con người Vấn đề đặt ra hiện nay là phải đánh giá chính xác chất lượng nước ở hiện tại, quản lý tốt các nguồn gây ô nhiễm, kiểm soát được các nguồn gây ô nhiễm nước để duy trì chất lượng nước mặt có thể cung cấp cho thế hệ tiếp sau sử dụng nhằm đảm bảo cho sự phát triển bền vững Tỉnh Hà Nam cách Thủ đô Hà Nội 56 km trên tuyến đường giao thông xuyên Bắc Nam Những năm qua, kinh tế - xã hội của Hà Nam đã có những bước tiến vượt bậc và đạt được những thành tựu quan trọng Tốc độ tăng trưởng tổng sản phẩm GDP của tỉnh tăng bình quân 11,1%/năm, cao hơn so với tốc độ tăng trưởng của cả nước và một số tỉnh trong vùng Theo báo cáo của Sở Kế hoạch và Đầu tư tỉnh Hà Nam thì trong 6 tháng đầu năm 2014, GDP bình quân đầu người đạt 16,2 triệu đồng, bằng 44% kế hoạch năm, tăng 15,6% so với cùng kỳ; cơ cấu kinh tế: Nông, lâm nghiệp, thủy sản 17,9%, Công nghiệp - xây dựng 53%, Dịch vụ 29,1% Năm 2012, cơ cấu giá trị sản xuất ngành chăn nuôi đạt 34,5% cơ cấu giá trị sản xuất nông nghiệp với số lượng đàn lợn là 359.800 con [5]

Xã Ngọc Lũ, huyện Bình Lục, tỉnh Hà Nam là địa phương làm kinh tế giỏi đã từ nhiều năm nay Kinh tế hộ gia đình trong xã đang ngày càng được cải thiện, chất lượng cuộc sống ngày càng được nâng cao Có được sự thay đổi như ngày hôm nay chủ yếu là nhờ vào nghề chăn nuôi lợn

Tuy nhiên mặt trái của việc phát triển đó là một hệ quả tác động tiêu cực tới chất lượng môi trường xung quanh Nước thải, chất thải rắn và mùi hôi phát sinh trong chăn nuôi là một vấn đề nghiêm trọng, ảnh hưởng đến chất lượng môi trường của lưu vực các dòng sông

Trước tình hình trên tôi xin thực hiện đề tài: “Đánh giá chất lượng nước mặt tại làng nghề chăn nuôi lợn xã Ngọc Lũ, huyện Bình Lục, tỉnh Hà Nam 6 tháng đầu năm 2016” nhằm đánh giá chất lượng nước mặt khu vực

làng nghề chăn nuôi lợn tại địa điểm nghiên cứu và đề xuất một số giải pháp bảo vệ chất lượng nước mặt trong khu vực

2 Mục tiêu nghiên cứu

+ Đánh giá chất lượng nước mặt khu vực làng nghề chăn nuôi lợn xã Ngọc Lũ, huyện Bình Lục, tỉnh Hà Nam

+ Luận giải được nguyên nhân gây ô nhiễm (Nếu có)

+ Đề xuất các biện pháp nhằm bảo vệ chất lượng nước mặt khu vực làng nghề

3 Nội dung nghiên cứu

– Thu thập tài liệu về đặc điểm tự nhiên và kinh tế xã hội tại khu vực nghiên cứu

– Tiến hành lấy mẫu và phân tích:

+ Vị trí lấy mẫu: Lấy mẫu tại 8 vị trí trong khu vực nghiên cứu

+ Các chỉ tiêu phân tích: : DO, pH, Độ đục, nhiệt độ, NO3-, NO2-, PO43-,

NH4+, Tổng Fe, Cl-, COD, BOD5, TSS, Coliform

- Tính toán chỉ số WQI để đánh giá chất lượng

- Nghiên cứu các giải pháp để bảo vệ môi trường nước mặt tại khu vực

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN

1.1 Tổng quan về điều kiện tự nhiên và kinh tế - xã hội

1.1.1 Điều kiện tự nhiên

a) Vị trí địa lý

Xã Ngọc Lũ nằm ở phía Bắc của huyện Bình Lục, tỉnh Hà Nam, diện tích tự nhiên khoảng 545,91 ha, nhân khẩu được phân bổ trên 12 thôn xóm với số hộ khẩu thường trú là 8.450 người, mật độ dân số 1.547,87 người/km2

Vị trí địa lý của xã:

- Phía Đông giáp xã Bồ Đề

- Phía Tây giáp xã Hưng Công

- Phía Nam giáp xã Bối Cầu và xã Bồ Đề

- Phía Bắc giáp xã Nhân Chính và xã Nhân Nghĩa huyện Lý Nhân

Xã Ngọc Lũ nằm cách thị trấn Bình Mỹ (huyện Bình Lục) khoảng 15

km, thành phố Phủ Lý khoảng 22 km, cách thành phố Nam Định khoảng 10

km, cách Thủ đô Hà Nội khoảng 80 km

Hình 1.1: Sơ đồ vị trí và mối liên hệ vùng xã Ngọc Lũ

Khu vực nghiên cứu

b) Đặc điểm địa hình

Xã Ngọc Lũ có địa hình tương đối bằng phẳng, khu vực nghiên cứu quy hoạch chủ yếu là diện tích đất ruộng 2 vụ, mương, ao và vườn tạp Địa hình trong khu dân cư cao hơn khu đồng ruộng từ 0,6m đến 1m Địa hình không trũng nên chất ô nhiễm không bị tích tụ ở một chỗ mà bị phát tán Mặt khác cũng thuận lợi cho phát triển nông nghiệp vì khi mưa nhiều sẽ ít bị ngập úng

c) Đặc điểm khí hậu và thủy văn

Xã Ngọc Lũ nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa, nóng ẩm, nhiều nắng và có mùa đông lạnh Trong thời kỳ đầu của mùa đông khí hậu tương đối khô, nửa cuối ẩm ướt hơn do mưa phùn; mùa hạ nóng ẩm, nhiều mưa Nhiệt độ trung bình năm vào khoảng 230C đến 240C Lượng mưa trung bình năm đạt 2000mm

Xã Ngọc Lũ được bao bọc suốt từ phía Bắc đến phía Đông bởi sông Châu Giang (còn có tên gọi là sông Phủ Lý) - là một con sông thuộc hệ thống sông chảy qua địa phận tỉnh Hà Nam, cho nên chế độ thủy văn của xã chịu ảnh hưởng của chế độ thủy văn sông Châu Giang Sông Châu Giang là một sông thuộc hệ thống sông Hồng - sông Thái Bình, có vị trí quan trọng trong lưu vực sông Nhuệ - Đáy

Sông Châu Giang được tách ra từ sông Đáy theo hướng Tây Bắc chảy tới thành phố Phủ Lý, bắt đầu tại địa phận thành phố Phủ Lý sông chảy theo hướng Đông đến địa phận xã Tiên Phong (huyện Duy Tiên) đổi hướng chảy theo hướng Bắc, đến địa phận xã Hợp Lý (huyện Lý Nhân) sông tiếp tục đổi hướng chảy theo hướng Đông đổ ra và hợp lưu với sông Hồng tại vị trí cách cầu Yên Lệnh khoảng 3 km về hướng Nam Sông có chiều dài 35 km và nằm trọn trong địa phận tỉnh Hà Nam, đi qua và làm ranh giới tự nhiên giữa các địa phương như thành phố Phủ Lý, các huyện Duy Tiên, Bình Lục, Lý Nhân

1.1.2 Điều kiện kinh tế - xã hội

a) Kinh tế - lao động

- Cơ cấu kinh tế: thu nhập bình quân đầu nguời 14,2trđ/ng/năm

+ Nông nghiệp: 51,62%

+ Công nghiệp, tiểu thủ công nghiệp: 15,3%

+ Dịch vụ: 30,08%

- Cơ cấu lao động: tổng lao động của xã là 4.040 lao động

+ Lao động trong lĩnh vực nông nghiệp: 2.828 lao động chiếm tỷ lệ 70% + Lao động trong lĩnh vực công nghiệp, tiểu thủ công nghiệp: 404 lao động chiếm tỷ lệ 10%

+ Lao động trong lĩnh vực dịch vụ: 606 lao động chiếm tỷ lệ 15%

+ Lao động làm nghề khác 202 lao động chiếm tỷ lệ 5%

Hàng năm có 25-30% số lao động trong độ tuổi đi làm việc ở ngoài địa phương

b) Hiện trạng sử dụng đất

Tổng diện tích đất tự nhiên là 542,88 ha, được phân bố khá đồng đều ở các thôn Đến nay hầu hết diện tích đất của xã đã sử dụng vào các mục đích khác nhau, còn khoảng 0,1 ha đất chưa sủ dụng

d) Sản xuất nông nghiệp

Thế mạnh phát triển kinh tế của xã Ngọc Lũ là nông nghiệp (chiếm 50,2% cơ cấu kinh tế của xã) Diện tích đất tự nhiên của xã là 542,88 ha, trong đó diện tích đất nông nghiệp chiếm 78,69%

Quy mô trang trại, gia trại là 115, khu chăn nuôi tập trung tại xứ đồng Sốc trật tự đã được cấp trên phê duyệt với 2,41ha Tổng sản lượng lương thực bình quân 2.245 tấn/năm; bình quân lương thực trên đầu người đạt 300 kg/người/năm Bình quân sản lượng thực phẩm hàng năm đạt 1.000 - 1.200 tấn, đàn lợn hướng nạc phát triển mạnh, đàn gia cầm phát triển khá chủ yếu là

đàn gà, ngan Diện tích nuôi thả cá đạt 70,18 ha, diện tích ao, hồ đầm được tận dụng để nuôi thả cá

Hiện nay tại xã, nghề nuôi lợn cũng đang được định hình như là một giải pháp cải thiện kinh tế hộ gia đình, với số lượng đàn lợn thịt duy trì ở mức 49.000-53.000 con/lứa, tổng sản lượng thịt lợn hơi xuất chuồng trung bình đạt trên 10.000 tấn/năm [6]

mô đến 1.300 con/lứa Tổng đàn lợn 1 năm toàn xã dao động từ

50.000-60.000 con Sản lượng thịt lợn hơi qua các năm được thể hiện ở Hình 1.2

Hình 1.2: Sản lượng thịt lợn hơi xuất chuồng qua các năm

Như vậy có thể thấy chăn nuôi lợn là ngành kinh tế chính đem lại thu nhập cho người dân xã Ngọc Lũ Sản lượng thịt lợn hơi xuất chuồng tăng mạnh từ 6.977 tấn năm 2012 lên 15.000 tấn năm 2014 [5]

Tuy mang lại lợi ích to lớn về kinh tế nhưng tác động lớn của chất thải chăn nuôi lợn đối với môi trường vẫn là một vấn đề tại xã Ngọc Lũ Với số lượng đàn lợn lớn thì lượng chất thải ra hàng ngày cũng tương đối lớn Nếu

trung bình một con lợn hàng ngày thải ra 30 lít nước thải thì ước tính lượng nước thải chăn nuôi lợn thải ra mỗi ngày tại xã Ngọc Lũ khoảng 750 m3 nước thải Tuy nhiên số hộ xây dựng hầm biogas mới đạt 50%, còn phần chất thải không thu gom được đều để chảy tràn ra khắp các cống rãnh trong thôn xóm, gây mùi hôi thối và ô nhiễm môi trường

1.2.2 Hiện trạng hoạt động của hệ thống xử lý nước thải làng nghề

Hệ thống thu gom và xử lý nước thải chăn nuôi lợn tập trung tại xã Ngọc

Lũ được Tổng cục môi trường (Bộ Tài nguyên và Môi trường) đầu tư xây dựng với số vốn lên tới 7 tỷ đồng Tuy nhiên hệ thống này mới chỉ đáp ứng được nhu cầu xử lý nước thải cho thôn 1, xã Ngọc Lũ, còn lại nhiều thôn xóm trên địa bàn xã vẫn chưa được giải quyết

Hệ thống được xây dựng trên khu đất nông nghiệp của hộ dân trong thôn, được đặt gần khu dân cư Đường vào nhỏ, hẹp và không thuận tiện Xung quanh khu vực xử lý người dân vẫn hoạt động canh tác nông nghiệp bình thường

Mặc dù mới được đưa vào sử dụng từ năm 2011 nhưng đến nay hệ thống thu gom và xử lý nước thải chăn nuôi lợn tập trung tại thôn 1, xã Ngọc Lũ đã

bị xuống cấp nhiều, nhiều đoạn đường ống bị đứt gãy, hoen rỉ

Nhiều công trình xử lý trong hệ thống bị các cây leo, cây dại mọc kín Tại bể trồng cây ngoài loại cây được lựa chọn trồng khi thiết kế đã mọc đầy các cây cỏ, cây dại

Hình 1.3: Nhà điều hành hệ thống xử lý nước thải chăn nuôi lợn tại xã Ngọc Lũ

Hình 1.4: Các công trình của trạm bị cây dại mọc kín

Theo thiết kế thì hệ thống được xây dựng và hoạt động liên tục 20h/ngày với công suất 300m3/ngày, tuy nhiên hiện tại hệ thống chỉ vận hành 02 ngày trong một tháng Người chịu trách nhiệm trông coi và vận hành hệ thống là bác Trần Văn Hưng - một người dân trong thôn phụ trách, do đó không có chuyên môn kỹ thuật về vận hành hệ thống và xử lý khi có sự cố

1.2.3 Hiện trạng nước mặt làng nghề

Nước mặt xã Ngọc Lũ, huyện Bình Lục, tỉnh Hà Nam bị ảnh hưởng chủ yếu do hoạt động chăn nuôi của người dân Sự phát triển của ngành chăn nuôi, đặc biệt là chăn nuôi lợn đã đem lại những giá trị kinh tế to lớn, nhiều

hộ gia đình đã thoát được cảnh đói nghèo, nhiều gia đình đã xây được những căn nhà khang trang và đầy đủ tiện nghi Nhưng mặt khác, sự gia tăng mạnh

mẽ số lượng đàn lợn cũng đang đem lại những hậu quả không hề nhỏ tới môi trường Hệ thống cơ sở hạ tầng không đáp ứng được với sự gia tăng nhanh chóng của hoạt động chăn nuôi Những hầm Biogas của các hộ gia đình không đủ sức chứa, nước thải từ quá trình chăn nuôi vì thế được xả thẳng ra dòng sông Châu Giang chảy qua địa bàn xã Nước thải chưa được xử lý nên

có mùi hôi thối nồng nặc, nhất là vào những ngày mùa hè, nhiệt độ không khí tăng cao

1.2.4 Tác động của làng nghề tới môi trường và cảnh quan

a) Tác động tới hệ sinh thái sông Châu Giang

Sự phát triển của làng nghề chăn nuôi lợn mang lại nhiều lợi ích kinh tế cho người dân nơi đây Tuy nhiên mặt trái của sự phát triển đó là tình trạng ô nhiễm môi trường ngày càng trở nên nghiêm trọng Phân lợn cùng với nước thải chăn nuôi chảy tràn dọc các kênh rạch trong thôn xóm, nhiều nơi còn chảy tràn ra cả đường làng ngõ xóm Đặc biệt là nước thải chăn nuôi của làng nghề trực tiếp đổ xuống rạch, cống trong làng rồi đổ ra sông Châu Giang - một nhánh của sông Đáy, làm cho chất lượng sông Châu Giang ngày càng xấu

đi Vào thời điểm tháng 5 năm 2010, rất nhiều hộ nuôi cá trên sông Châu Giang đã phải chịu thiệt hại nặng nề do cá chết hàng loạt mà nguyên nhân là

do nước sông châu Giang có hàm lượng COD và amoni cao, vượt nhiều lần so với tiêu chuẩn cho phép Vì vậy, hiện nay người ta không còn nuôi cá trên những đoạn sông bị ô nhiễm nữa

Hệ sinh thái thủy sinh khu vực xã Ngọc Lũ khá phong phú với các loài

cá (mè, trôi, trắm, chép, trê lai ), tôm, cua và một số loài nhuyễn thể như ốc, trai, hến Bên cạnh đó, hệ sinh thái thủy sinh của xã còn có một số loài thực vật thủy sinh như: rong đuôi chồn vòng, rong đuôi chồn, rong đuôi chó, khoai nước, bèo cái, bèo tấm; động vật nổi có Giáp xác chân chèo, Giáp xác râu ngành, Trùng bánh xe Hiện nay việc ô nhiễm trên sông Châu Giang đoạn chảy qua xã cũng đã ảnh hưởng đến hệ sinh thái thủy sinh của xã

b) Tác động tới hệ sinh thái nông nghiệp

Hiện nay làng nghề chăn nuôi lợn chính là nguồn gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng đối với hệ sinh thái nông nghiệp của xã Do các hộ chăn nuôi chủ yếu theo kiểu tự phát, không có hệ thống xử lý nước thải nên nước thải chăn nuôi được xả trực tiếp ra các kênh mương, đồng ruộng, ảnh hưởng đến năng suất và sản lượng cây trồng Một số giống lúa, hoa màu đã mất đi do không thích ứng với môi trường đất, nước bị ô nhiễm Số loài (hay số cá thể) côn trùng có lợi cho đấu tranh sinh học giảm 52-75%, các loài thiên địch tại các vùng trồng lúa suy giảm 23 loài, 52-78 số lượng Các loài động vật có ích cho đấu tranh sinh học biến mất khoảng 40-50% Nguồn lợi cá và các thủy sản giảm sút nhanh chóng trên các sông và ở các thủy vực khác Một số loài

sinh vật lạ xuất hiện và lấn át các loài bản địa như bèo tây, ốc bươu vàng, rùa tai đỏ, sáo đá Sự bùng phát của các dịch côn trùng và động vật có hại cho sản xuất nông nghiệp Vì vậy hệ sinh thái nông nghiệp bị biến đổi theo chiều hướng dần mất đi nguồn gen bản địa quý của cây trồng và suy giảm các loài sinh vật có ích trong nông nghiệp làm gia tăng nguy cơ mất cân bằng sinh thái nông nghiệp

c) Tác động tới cảnh quan thiên nhiên, giá trị văn hóa thẩm mỹ

Nghề chăn nuôi đã mang lại nhiều lợi ích kinh tế cho người dân xã Ngọc

Lũ, tuy nhiên ô nhiễm môi trường do nước thải chăn nuôi lợn cũng ảnh hưởng trực tiếp đến cảnh quan thiên nhiên ờ khu vực Các con kênh, mương và sông Châu Giang chảy qua xã đặc trưng bởi màu nước đen của nước thải chăn nuôi không được xử lý, làm mất đi vẻ đẹp thẩm mỹ của xã Ô nhiễm do mùi hôi thối từ chăn nuôi lợn, phân lợn làm ảnh hưởng đến sức khỏe con người, giảm tiềm năng du lịch và giá trị văn hóa thẩm mỹ

Hình 1.5:Rãnh thải nước thải chăn nuôi d) Tác động tới môi trường không khí và sức khỏe người dân

Tình trạng phân lợn cùng với nước thải từ chăn nuôi lợn không qua xử lý thải trực tiếp ra môi trường qua các rãnh thải khắp trong các thôn, bốc mùi hôi thối Nồng độ khí H2S và NH3 tại khu vực chăn nuôi lợn cao hơn mức cho phép khoảng 30 - 40 lần

Sức khỏe người dân cũng vì thế mà bị ảnh hưởng, nước thải chăn nuôi chứa nhiều vi sinh vật gây bệnh chưa qua xử lý thải trực tiếp ra môi trường, nhiễm vào nguồn nước, nhiễm vào đất, thực phẩm sẽ gây ra các bệnh về đường tiêu hóa cho người dân như: tả, lỵ, đường ruột Theo thống kê của

trạm y tế xã, số trường hợp mắc các bệnh đường ruột hằng năm trên địa bàn ngày càng gia tăng trong các năm từ 2010 trở lại đây, đặc biệt trẻ em là đối tượng nhiễm nhiều nhất và mùa hè là mùa có số trường hợp mắc cao nhất do mưa nhiều, nước mưa cùng nước thải dềnh lên chảy tràn khắp nơi

1.3 Diễn biến chất lượng nước mặt xã Ngọc Lũ, huyện Bình Lục, tỉnh Hà Nam

Kết quả quan trắc trong giai đoạn 2011 - 2015 cho thấy chất lượng nước sông Châu Giang chảy qua địa bàn xã Ngọc Lũ đang bị ô nhiễm Trong đó, đáng quan tâm nhất là tình trạng ô nhiễm Amoni Hàm lượng Amoni trong nước sông đo được tại điểm cầu Châu Giang vượt mức QCVN 08-MT:2015/BTNMT (cột B1) từ 3 đến 10 lần GHCP

Bảng 1.3: Nồng độ bình quân các chất dinh dưỡng và hữu cơ trong nước

sông Châu Giang

Nguồn: Báo cáo hiện trạng môi trường tỉnh Hà Nam 2015[4]

Nhiều năm trở lại đây, môi trường nước tại xã đang được chính quyền và nhân dân trong vùng đặc biệt quan tâm Nước thải từ quá trình chăn nuôi lợn của các cơ sở chưa được xử lý triệt để, xả trực tiếp ra hệ thống thủy vực trong

xã ảnh hưởng lớn đến chất lượng nước mặt Các ao hồ trên địa bàn xã phải tiếp nhận một lượng lớn nước thải nên dẫn tới tình trạng quá tải, nước trở nên phú dưỡng và không thể nuôi cá mà chỉ có bèo phát triển Nước mặt làng nghề xã Ngọc Lũ, huyện Bình Lục, tỉnh Hà Nam đang ngày một ô nhiễm, đòi hỏi chính quyền có những biện pháp nhằm cải thiện môi trường

CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP

NGHIÊN CỨU

2.1 Đối tượng, nội dung nghiên cứu

2.1.1 Đối tượng nghiên cứu

- Đối tượng nghiên cứu: Nước mặt trong khu vực xã Ngọc Lũ, huyện

Bình Lục, tỉnh Hà Nam

2.1.2 Phạm vi nghiên cứu:

+ Không gian: Xã Ngọc Lũ, huyện Bình Lục, tỉnh Hà Nam

+ Về thời gian: Từ ngày 25 tháng 3 năm 2016 đến ngày 30 tháng 5 năm

2016

2.2 Phương pháp nghiên cứu

2.2.1 Phương pháp thu thập tài liệu

Tổng hợp các tài liệu có liên quan trực tiếp đến đối tượng và phạm vi nghiên cứu của đề tài

Các tài liệu thu thập từ các nguồn khác nhau như: sách báo, internet, báo

cáo hiện trạng kinh tế - xã hội của khu vực nghiên cứu, các số liệu thống kê, 2.2.2 Phương pháp thực nghiệm

a) Lấy mẫu

- Tiến hành lấy mẫu theo phương pháp lấy mẫu:

+ TCVN 6663-1:2011 (ISO 5667-1:2006) Chất lượng nước Lấy mẫu- Phần I: Hướng dẫn lập chương trình lấy mẫu và kỹ thuật lấy mẫu

+ TCVN 6663-6:2008 (ISO 5667-6:2005) Chất lượng nước Lấy mẫu- Phần 6: Hướng dẫn lấy mẫu ở sông và suối

- Phương pháp bảo quản và xử lý mẫu nước mặt được áp dụng theo: + TCVN 6663-3:2008 (ISO 5667-3:2003) Chất lượng nước - lấy mẫu - phần 3: hướng dẫn bảo quản và xử lý mẫu

Bảng 2.1: Vị trí lấy mẫu

Vị trí Ký hiệu mẫu Mô tả vị trí Tọa độ

1 S1 Nước sông Châu Giang đoạn chảy

qua Cầu sắt (Điểm nền)

20°30'35.5"N 106°06'00.7"E

2 S2 Nước sông Châu Giang chảy qua Cầu

bê tông

20°32'03.3"N 106°05'19.1"E

3 S3 Nước sông Châu Giang chảy qua Cầu

Châu Giang

20°31'35.8"N 106°04'31.8"E

4 M1 Nước tại Trạm bơm nước tưới tiêu 20°30'36.2"N

20°31'13.2"N 106°04'14.4"E

Hình 2.1: Sơ đồ lấy mẫu

b) Phương pháp phân tích trong phòng thí nghiệm

Bảng 2.2: Phương pháp phân tích các chỉ tiêu chất lượng nước

STT Thông số

Quan trắc Số hiệu phương pháp Tên phương pháp

(ISO 5814:1990) Phương pháp đầu đo điện hóa

4 COD TCVN 6491:1999 Chuẩn độ Dicromat

5 BOD5 TCVN 6001 – 1:2008 Phương pháp pha loãng và cấy có

9 NH4+ SMEWW-4500-NH3 Phương pháp trắc quang

10 PO43- TCVN 6202:2008 Phương pháp đo phổ dùng amoni

Sử dụng phần mềm Excel để tính toán và xử lý số liệu

a) Đánh giá chất lượng môi trường nước

Các chỉ số sau khi được tính toán sẽ được so sánh với QCVN MT:2015/BTNMT – Quy chuẩn kỹ thuật Quốc giá về chất lượng nước mặt,

08-cột B1 – Nước dùng cho mục đích tưới tiêu thủy lợi

b) Tính toán chỉ số WQI

Phương pháp tính toán chỉ số WQI dựa theo Quyết định số 879/QĐ-TCMT

* WQI thông số (WQISI ) được tính toán cho các thông số BOD 5, COD, N-NH4, P-PO4 , TSS, độ đục, Tổng Coliform theo công thức như sau:

 1  1 1

i i

BP BP

q q WQI

qi: Giá trị WQI ở mức i đã cho trong bảng tương ứng với giá trị BPi

qi+1: Giá trị WQI ở mức i+1 cho trong bảng tương ứng với giá trị BPi+1

Cp: Giá trị của thông số quan trắc được đưa vào tính toán

* Tính giá trị WQI đối với thông số DO (WQI DO): tính toán thông qua

giá trị DO % bão hòa

Bước 1: Tính toán giá trị DO % bão hòa:

- Tính giá trị DO bão hòa:

3 2

000077774,

00079910

,041022,

0652,

T: nhiệt độ môi trường nước tại thời điểm quan trắc (đơn vị: 0 C)

- Tính giá trị DO % bão hòa:

DO hòa tan : Giá trị DO quan trắc được (đơn vị: mg/l)

Bước 2: Tính giá trị WQIDO:

i i

i i

BP BP

q q

Trong đó:

Cp: giá trị DO% bão hòa

BPi, BPi+1, qi, qi+1 là các giá trị tương ứng với mức i, i+1 trong Bảng 2

Bảng 2 Bảng quy định các giá trị BP i và qi đối với DO % bão hòa

BPi ≤20 20 50 75 88 112 125 150 200 ≥200

Nếu giá trị DO% bão hòa ≤ 20 thì WQIDO bằng 1

Nếu 20< giá trị DO% bão hòa< 88 thì WQIDO được tính theo công thức 2 và

sử dụng Bảng 2

Nếu 88≤ giá trị DO% bão hòa≤ 112 thì WQIDO bằng 100

Nếu 112< giá trị DO% bão hòa< 200 thì WQIDO được tính theo công thức 1

và sử dụng Bảng 2

Nếu giá trị DO% bão hòa ≥200 thì WQIDO bằng 1

* Tính giá trị WQI đối với thông số pH

Bảng 3 Bảng quy định các giá trị BP i và q i đối với thông số pH

Nếu giá trị pH≤5,5 thì WQIpH bằng 1

Nếu 5,5< giá trị pH<6 thì WQIpH được tính theo công thức 2 và sử dụng bảng 3

(công thức 2)

Nếu 6≤ giá trị pH≤8,5 thì WQIpH bằng 100

Nếu 8,5< giá trị pH<9 thì WQIpH được tính theo công thức 1 và sử dụng bảng 3 Nếu giá trị pH≥9 thì WQIpH bằng 1

* Tính toán WQI

Sau khi tính toán WQI đối với từng thông số nêu trên, việc tính toán

WQI được áp dụng theo công thức sau:

3 / 1 2

1

5

15

a pH

WQI WQI

WQIb: Giá trị WQI đã tính toán đối với 02 thông số: TSS, độ đục

WQIc: Giá trị WQI đã tính toán đối với thông số Tổng Coliform

WQIpH: Giá trị WQI đã tính toán đối với thông số pH

Chú ý: Giá trị WQI sau khi tính toán sẽ được làm tròn thành số nguyên

2.3 Thực nghiệm

2.3.1 Lấy mẫu và bảo quản mẫu

- Tiến hành lấy mẫu theo phương pháp lấy mẫu:

+ TCVN 6663-1:2011 (ISO 5667-1:2006) Chất lượng nước Lấy mẫu- Phần I: Hướng dẫn lập chương trình lấy mẫu và kỹ thuật lấy mẫu

+ TCVN 6663-6:2008 (ISO 5667-6:2005) Chất lượng nước Lấy mẫu- Phần 6: Hướng dẫn lấy mẫu ở sông và suối

- Phương pháp bảo quản và xử lý mẫu nước mặt được áp dụng theo: + TCVN 6663-3:2008 (ISO 5667-3:2003) Chất lượng nước - lấy mẫu - phần 3: hướng dẫn bảo quản và xử lý mẫu

Tiến hành thực hiện lấy mẫu và bảo quản theo Tiêu chuẩn Mỗi vị trí tiến hành lấy mẫu vào 4 chai nhựa và thực hiện việc dán nhãn và bảo quản theo bảng sau:

Bảng 2.3: Phương pháp bảo quản mẫu

Thông số bảo quản Loại bình Phương pháp bảo quản BOD5, PO43-,TSS,

2.3.2 Phân tích trong phòng thí nghiệm

a) Xác định Cl -

- Nguyên tắc: Chuẩn độ mẫu bằng dung dịch AgNO3 dùng K2CrO4 làm chỉ thị Khi kết thúc chuẩn độ dung dịch có màu đỏ gạch Độ pH của mẫu được duy trì trong khoảng từ 5 đến 9,5 trong suốt quá trình chuẩn độ

- Tiến hành:

+ Hút V ml mẫu cho vào bình tam giác

+ Chính pH mẫu trong khoảng 5 – 9,5 bằng HNO3 0,1M hoặc NaOH 0,1M

+ Thêm ml dung dịch chỉ thị kali cromat, dung dịch có màu vàng chanh + Chuẩn độ dung dịch bằng cách thêm từng giọt dung dịch AgNO3 cho đến khi dung dịch chuyển từ màu vàng chanh sang màu nâu hơi đỏ thì dừng chuẩn độ, ghi lại thể tích AgNO3 tiêu tốn (V1 ml)

* Kiểm tra sai số của phép chuẩn độ bằng cách: thêm vào dung dịch sau chuẩn độ 1–2 giọt dung dịch NaCl 0,02N và lắc đều Nếu phép chuẩn độ chính xác thì màu nâu đỏ sẽ biến mất

* Mẫu trắng làm tương tự như mẫu môi trường, nhưng thay bằng Vml nước cất Thể tích AgNO3 tiêu tốn trong quá trình chuẩn độ mẫu trắng (V0 ml)

- Tính kết quả:

V

N V V

Cl ( 1  0) 35,5





Trong đó:

V – Thể tích mẫu đem chuẩn độ (ml)

V0 – Thể tích dung dịch AgNO3 tiêu tốn để chuẩn độ mẫu trắng (ml)

V1 – Thể tích dung dịch AgNO3 tiêu tốn để chuẩn độ mẫu môi trường (ml)

N – Nồng độ đương lượng của dung dịch AgNO3

b) Xác định NO 3 -

- Nguyên tắc: Ion NO3- tác dụng với dung dịch axit sunfosalixylic (được hình thành do việc thêm Natrisalixylat và axit H2SO4 vào mẫu) trong môi trường kiếm sẽ tạo phức màu vàng Đo Abs của dung dịch ở bước sóng 415nm

- Tiến hành:

+ Trước khi tiến hành phải lọc mẫu để loại bỏ cặn

* Xây dựng đường chuẩn:

Chuẩn bị 10 bát sứ loại nhỏ có đánh số từ 0 – 9

Chuẩn bị 10 bình định mức 25ml đánh số từ 0 – 9

Tiến hành pha dãy chuẩn theo bảng sau:

Bảng 2.4: Các bước xây dựng đường chuẩn NO 3

Dung dịch NO3- làm việc

1mg N/l (ml) cho vào bát sứ 0 1 2 3 4 5 10 15 20 25 Dung dịch Natri salixylat

* Phân tích mẫu môi trường:

Làm song song mẫu môi trường với đường chuẩn theo quy trình sau: Hút 10ml mẫu môi trường cho vào bát sứ, tiến hành các bước tương tự như đối với dãy chuẩn Đo Abs của mẫu môi trường ở bước sóng 415nm

- Nguyên tắc: NO2- trong nước được xác định thông qua hợp phức chất màu tím hồng ở pH = 2,0 – 2,5 bởi liên kết diazo của Sulfanilamide với N-(1-naphthyl)-ethylenediamine dihydrocloride Đo mật độ hấp thụ quang ở bước sóng 540nm Phương pháp này áp dụng để xác định hàm lượng Nitrit trong khoảng 0,01 – 1mgN/l

- Tiến hành:

* Xây dựng đường chuẩn:

Chuẩn bị 6 bình định mức 25ml đánh số từ 0 – 5

Các bước thực hiện như bảng sau:

Bảng 2.5: Các bước xây dựng đường chuẩn NO 2 -

* Phân tích mẫu môi trường:

Lọc mẫu trước khi phân tích

Nếu pH >10 thì phải điều chỉnh pH = 6 bằng axit HCl

Hút 25ml mẫu vào bình định mức 25ml rồi thêm 1ml thuốc thử Grisse Lắc đều, sau 15p đo quang tại bước sóng 540nm

- Tiến hành:

* Xây dựng đường chuẩn

Chuẩn bị 8 bình định mức 25ml có đánh số thứ tự từ 0 – 7

Các bước dựng đường chuẩn làm theo bảng sau:

Bảng 2.6: Các bước xây dựng đường chuẩn PO 4 3-

Phương trình đường chuẩn: y = 0,7115x + 0,0043 R² = 0,9993

* Phân tích mẫu môi trường:

Tiến hành lọc mẫu trước khi phân tích

Hút chính xác V ml dung dịch mẫu môi trường vào bình định mức 25ml Các bước tiếp theo tiến hành tương tự dãy chuẩn

Đo độ hấp thụ quang tại bước sóng 880nm

- Nguyên tắc: Chuyển toàn bộ các dạng sắt không tan về dạng sắt tan

(Fe2+ và Fe3+) Khử toàn bộ Fe3+ về Fe2+ Ở pH 2,5 – 9, Fe2+ sẽ tác dụng với thuốc thử 1,10 phenantrolin tạo thành phức màu đỏ cam So màu ở bước sóng 510nm

- Tiến hành:

* Xây dựng đường chuẩn:

Chuẩn bị 7 bình định mức 25ml đánh số từ 0 – 6

Các bước tiến hành theo bảng dưới đây:

Bảng 2.7: Các bước xây dựng đường chuẩn Fe

AgNO 3

HgSO 4

* Phân tích mẫu môi trường:

Mẫu môi trường được axit hóa đến pH = 1 ngay sau khi lấy mẫu bằng axit HNO3

Lấy chính xác 50ml mẫu môi trường đã axit hóa vào cốc thủy tinh, thêm 5ml dung dịch Kali peroxodisunfit và đun sôi nhẹ trong 40 phút (đảm bảo thể tích không cạn quá 20ml) Làm nguội và chuyển vào bình định mức dung tích 50ml, thêm 4ml dung dịch Hydroxyl – amoni clorua và định mức đến vạch Hút 20ml dung dịch trên cho vào bình định mức 25ml, thêm 0,5ml dung dịch Hydroxyl – amoni clorua, 1ml dung dịch đệm axetat, 1ml dung dịch thuốc thử 1,10 phenantrolin 0,1% rồi định mức tới vạch

Để yên 15 phút rồi đem đo quang ở bước sóng 510nm