Nghiên cứu xây dựng bản đồ phân vùng chất lượng nước sông đáy đoạn chảy qua địa phận huyện hoài đức thành phố hà nội

Cùng với sự phát triển của khoa học kỹ thuật, ứng dụng của nhiều phương pháp hiện đại, công nghệ thông tin đã tạo ra nhiều giải pháp để quản lý chất lượng của các môi trường khác nhau và

TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP KHOA QU ẢN LÝ TÀI NGUYÊN RỪNG & MÔI TRƯỜNG

- -

NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG BẢN ĐỒ PHÂN VÙNG CHẤT LƯỢNG NƯỚC SÔNG ĐÁY ĐOẠN CHẢY QUA ĐỊA PHẬN

HUY ỆN HOÀI ĐỨC - THÀNH PHỐ HÀ NỘI

Ngành : Khoa h ọc môi trường

Mã s ố : 306

Giáo viên hướng dẫn : ThS Trần Thị Hương

Sinh viên th ực hiện : Nguy ễn Xuân Cảnh

Hà N ội – 2016

L ỜI CẢM ƠN

Để hoàn thành chương trình đào tạo Đại học khóa học 2012 – 2016, được sự đồng ý của Khoa Quản lý Tài nguyên rừng & Môi trường, sự hướng dẫn nhiệt tình

của Th.S Trần Thị Hương Tôi đã thực hiện khóa luận với chủ đề: “Nghiên cứu xây

dựng bản đồ phân vùng chất lượng nước sông Đáy đoạn chảy qua địa phận huyện Hoài Đức - thành phố Hà Nội”

Trong quá trình thực hiện ngoài sự cố gắng nỗ lực của bản thân, tôi đã nhận được sự giúp đỡ, động viên của Nhà trường, Khoa QLTNR&MT, giáo viên hướng

dẫn, gia đình và bạn bè

Sau một thời gian tiến hành, đến nay khóa luận đã được hoàn thành Nhân dịp này, tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến Th.S Trần Thị Hương người đã trực tiếp hướng

dẫn, giúp đỡ và chỉ bảo tận tình để tôi hoàn thành khóa luận này

Tôi xin chân thành cảm ơn các thầy cô tại Trung tâm thí nghiệm thực hành, các thầy cô trong Bộ môn Kỹ thuật môi trường – Khoa QLTNR&MT – Trường ĐH Lâm Nghiệp Tôi cũng xin gửi lời cảm ơn tới UBND huyện Hoài Đức, người dân trong khu vực nghiên cứu, bạn bè, gia đình đã động viên, giúp đỡ tôi hoàn thành khóa

Xin chân thành cảm ơn!

Hà n ội, ngày … tháng … năm 2016

Sinh viên

Nguyễn Xuân Cảnh

TÓM T ẮT KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

1 Tên khóa lu ận: “Nghiên cứu xây dựng bản đồ phân vùng chất lượng nước

sông Đáy đoạn chảy qua địa phận huyện Hoài Đức - thành phố Hà Nội”

2 Sinh viên th ực hiện: Nguyễn Xuân Cảnh

3 Giáo viên hướng dẫn: ThS Trần Thị Hương

4 Địa điểm thực tập: Huyện Hoài Đức, TP Hà Nội

5 M ục tiêu nghiên cứu

a Mục tiêu chung:

- Đề tài góp phần nâng cao chất lượng môi trường nước sông Đáy thông qua nghiên c ứu xây dựng bản đồ phân vùng chất lượng nước sông đạn chảy qua địa phận huyện Hoài Đức, thành phố Hà Nội

- Đề xuất mô ̣t số giải pháp nhằm nâng cao chất lượng nước sông Đáy

ta ̣i khu vực nghiên cứu

6 N ội dung nghiên cứu:

- Nghiên c ứu các nguồn gây ảnh hưởng đến chất lượng nước sông Đáy đoạn chảy qua khu vực huyện Hoài Đức - thành phố Hà Nội

- Nghiên cứu đánh giá chất lượng nước sông Đáy trong khu vực nghiên - cứu

ta ̣i thời điểm quan trắc theo chı̉ số chất lượng nước – WQI

- Xây dựng bản đồ phân vùng chất lượng nước sông Đáy tại khu vực nghiên cứu theo chı̉ số chất lượng nước – WQI

- Đề xuất mô ̣t số giải pháp nhằm nâng cao chất lượng nước sông Đáy

ta ̣i khu vực nghiên cứu

7 Phương pháp nghiên cứu:

- Phương pháp thu thập và kế thừa số liệu

- Phương pháp ngoại nghiệp

- Phương pháp lấy mẫu ngoài hiện trường

- Phương pháp phân tích trong phòng thí nghiệm

o pH, độ đục, nhiệt độ, DO

o Ch ỉ tiêu chất rắn lơ lửng TSS

o Chỉ tiêu COD( Chemical Oxygen Demand- Nhu cầu oxy hóa học)

o Chỉ tiêu BOD5 ( Biochemical Oxygen Demand- Nhu cầu oxy sinh hóa)

o Chỉ tiêu P- PO4

3-o Hàm lượng N -NH4 +

o Hàm lượng Coliform

- Phương pháp đánh giá chất lương nước WQI

- Phương pháp xây dựng bản đồ bằng ArcGis

8 K ết quả đạt được:

Qua quá trình nghiên cứu chất lựng nước sông Đáy đoạn chảy qua địa

ph ận huyện Hoài Đức, thành phố Hà Nội đề tài đã rút ra một số kết luận sau sau:

- Tại khu vực nghiên cứu, chất lượng nước sông chi ̣u ảnh hưởng chủ yếu từ

4 nguồn thải chính là nước thải của làng nghề, nước thải sinh hoa ̣t của khu vực dân cư; nước thải từ hoạt động sản xuất nông nghiệp; nước thải công nghiệp và nước thải chăn nuôi

- Qua đánh giá theo các chỉ tiêu đơn lẻ cho thấy: Hầu hết các thông số chất lượng nước đều vượt quá giới hạn quy định trong QCVN 08-MT:2015/BTNMT (cột B1)

- Đề tài sử dụng chỉ số WQI cho thấy: chất lượng nước khu vực nghiên cứu vẫn ở mức ô nhiễm cao (giá trị WQI biến đổi 3 cấp độ ô nhiễm trong khoảng từ 0 -

25, từ 26 - 50 và từ 51 - 75),

- Qua bản đồ phân vùng chất lượng nước, có thể thấy chất lượng nước sông Đáy đoạn chảy qua huyện Hoài Đức, thành phố Hà Nội đã bị ô nhiễm Cần phải tăng cường công tác quản lý chất lượng nước tại khu vực nghiên cứu

- Để có thể cải thiê ̣n, duy trı̀ chất lượng nước cũng như viê ̣c quản lý sử dụng nguồn tài nguyên nước này một cách hợp lý thı̀ cần phải thực hiê ̣n quản lý tổng hợp, kết hợp nhiều biê ̣n pháp về kỹ thuâ ̣t, quản lý và tuyên truyền giáo dục

M ỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN

MỤC LỤC

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

DANH MỤC CÁC BẢNG

DANH MỤC CÁC HÌNH

ĐẶT VẤN ĐỀ 1

CHƯƠNG I TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 2

1.1 Một số khái niệm 2

1.1.1 Khái niệm về ô nhiễm môi trường nước 2

1.1.2 Phân loại ô nhiễm nước 2

1.2 Các thông số đánh giá chất lượng nước 3

1.3 Hiện tra ̣ng chất lượng môi trường nước mă ̣t ta ̣i Viê ̣t Nam [1] 5

1.4 Các phương pháp phân vùng chất lượng nước trên thế giới và Viê ̣t Nam 8

1.5 Tổng quan về chı̉ số chất lượng nước – WQI 10

1.5.1 Giới thiê ̣u chung về WQI 10

1.5.2 Quy trı̀nh xây dựng WQI 10

1.5.3 Một số phương pháp đánh giá chất lượng nước theo chı̉ số WQI 12

1.5.3.1 Trên thế giới 12

1.5.3.2 Ở Viê ̣t Nam 12

1.5.3.3 Phương pháp tı́nh toán chı̉ số chất lượng nước do Tổng cục Môi trường ban hành 12

1.6 Một số nghiên cứu về đánh giá chất lượng nước sông Đáy 13

CHƯƠNG II MỤC TIÊU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 16

2.1 Mục tiêu nghiên cứu 16

2.1.1 Mục tiêu chung 16

2.1.2 Mục tiêu cụ thể 16

2.2 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 16

2.2.1 Đối tượng nghiên cứu 16

2.2.2 Pha ̣m vi nghiên cứu 16

2.3 Nội dung nghiên cứu 16

2.3.1 Nghiên cứu các nguồn gây ảnh hưởng đến chất lượng nước sông Đáy đoạn chảy qua khu vực huyện Hoài Đức - thành phố Hà Nội 16

2.3.2 Nghiên cứu đánh giá chất lượng nước sông Đáy trong khu vực nghiên cứu ta ̣i thời điểm quan trắc theo chı̉ số chất lượng nước – WQI 17

2.3.3 Xây dựng bản đồ phân vùng chất lượng nước sông Đáy tại khu vực nghiên cứu theo chı̉ số chất lượng nước – WQI 17

2.3.4 Đề xuất mô ̣t số giải pháp nhằm nâng cao chất lượng nước sông Đáy ta ̣i khu vực nghiên cứu 17

2.4 Phương pháp nghiên cứu 17

2.4.1 Khảo sát, đánh giá các nguồn gây ảnh hưởng đến chất lượng nước sông đoạn chảy qua khu vực thành huyện Hoài Đức - thành phố Hà Nội 17

2.4.2 Đánh giá chất lượng nước sông Đáy trong khu vực nghiên cứu ta ̣i thời điểm quan trắc theo chı̉ số chất lượng nước – WQI 18

2.4.2.1 Phương pháp lấy mẫu và bảo quản mẫu 18

2.4.2.2 Phương pháp phân tı́ch các thông số môi trường 21

2.4.3 Xây dựng bản đồ phân vùng hiê ̣n tra ̣ng chất lượng nước sông Đáy khu vực nghiên cứu theo chı̉ số chất lượng nước – WQI 27

2.4.4 Đề xuất mô ̣t số giải pháp nhằm nâng cao chất lượng nước sông Đáy ta ̣i khu vực nghiên cứu 28

CHƯƠNG III ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN, KINH TẾ - XÃ HỘI 28

3.1 Điều kiện tự nhiên 28

3.1.1 Vị trí địa lý 28

3.1.4 Tài nguyên thiên nhiên 30

3.2 Điều kiện kinh tế - xã hội 31

3.2.2 Kính tế - xã hội: 31

CHƯƠNG IV KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 33

4.1 Các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng nước sông đoạn chảy qua địa phận huyện Hoài Đức, thành phố Hà Nội 33

4.1.1 Nguồn thải làng nghề và nước thải sinh hoạt 33

4.1.2 Nước thải công nghiệp 33

4.1.3 Nước thải từ hoạt động sản xuất nông nghiệp 34

4.1.4 Nước thải chăn nuôi 34

4.2 Đánh giá chất lượng nước sông đoạn chảy qua địa phận huyện Hoài Đức, thành phố Hà Nội 35

4.2.1 Đánh giá chất lượng nước sông qua chỉ số đơn lẻ 35

4.2.2 Đánh giá chất lượng nước sông theo chı̉ số WQI 45

4.3 Xây dựng bản đồ phân vùng chất lượng nước sông Đáy đoạn chảy qua địa phận huyện Hoài Đức, thành phố Hà Nội 47

4.4 Đề xuất mô ̣t số giải pháp nhằm nâng cao chất lượng nước sông Đáy tại khu vực nghiên cứu 49

4.4.1 Các biện pháp kỹ thuật 50

4.4.2 Biện pháp về pháp lý 50

4.4.3 Biện pháp kinh tế 51

4.4.4 Biện pháp tuyên truyền và giáo dục cộng đồng 51

CHƯƠNG V KẾT LUẬN, TỒN TẠI VÀ KIẾN NGHI ̣ 51

5.1 Kết luâ ̣n 51

5.2 Tồn ta ̣i 52

5.3 Kiến nghi ̣ 52 TÀI LIỆU THAM KHẢO

PHỤ LỤC

DANH M ỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

DANH M ỤC CÁC BẢNG

Bảng 2.1: Vị trí lấy mẫu nước sông Đáy đoạn chảy qua huyê ̣n Hoài Đức - thành phố

Hà Nội 18

Bảng 2.2: Bảng quy đi ̣nh các giá tri ̣ qi, BPi 25

Bảng 2.3: Bảng quy định các giá trị BPi và qi đối với DO% bão hòa 26

Bảng 2.4: Bảng quy định các giá trị BPi và qiđối với thông số pH 26

Bảng 2.5: Bảng mức đánh giá chất lượng nước dựa vào giá trị WQI 27

Bảng 2.6: Thông tin thành phần dữ liệu 28

Bảng 4.1: Kết quả phân tích mẫu nước sông Đáy 36

Bảng 4.3 Bảng kết quả phân tích giá trị WQI 46

DANH M ỤC CÁC HÌNH

Hình 2.1: Bản đồ vị trí các điểm lấy mẫu nước sông Đáy 20

Hı̀nh 4.1: Biểu đồ thể hiê ̣n sự biến đổi TSS theo các điểm lấy mẫu 37

Hı̀nh 4.2: Biểu đồ thể hiê ̣n sự biến đổi Độ đục theo các điểm lấy mẫu 38

Hı̀nh 4.3: Biểu đồ thể hiê ̣n sự biến đổi pH theo các điểm lấy mẫu 39

Hı̀nh 4.4: Biểu đồ thể hiê ̣n sự biến động giá trị DO theo các điểm lấy mẫu 40

Hı̀nh 4.5: Biểu đồ thể hiê ̣n sự biến động giá trị COD theo các điểm lấy mẫu 41

Hı̀nh 4.6: Biểu đồ thể hiê ̣n sự biến động giá trị BOD5 theo các điểm lấy mẫu 42

Hı̀nh 4.7: Biểu đồ thể hiê ̣n sự biến động giá trị N-NH4+theo các điểm lấy mẫu 43

Hı̀nh 4.8: Biểu đồ thể hiê ̣n sự biến động giá trị P-PO43-theo các điểm lấy mẫu 43

Hı̀nh 4.9: Biểu đồ thể hiê ̣n sự biến động giá trị Coliform theo các điểm lấy mẫu 44

Hı̀nh 4.10: Bản đồ phân vùng chất lượng nước theo chı̉ số WQI khu vực huyê ̣n Hoài Đức – thành phố Hà Nội trong mùa khô (tháng 4/2016) 48

ĐẶT VẤN ĐỀ

Ngày nay nền kinh tế Việt Nam đang ngày càng phát triển theo hướng công nghiệp hóa – hiện đại hóa, tuy nhiên sự phát triển đó đã kéo theo một loạt những hệ

lụy gây hại cho đời sống của người dân và sinh vật sống trong tự nhiên một trong

những vấn đề bức bách là ô nhiễm môi trường đặc biệt là môi trường nước mặt

Chất lượng nước mặt trên hầu khắp cả nước Việt Nam hiện nay đang ngày càng suy giảm trầm trọng do sự khai thác quá mức, việc xả thải một cách tràn lan đến

mức khó kiểm soát điều này dẫn đến nhiều ao, hồ, sông , suối, trở thành những con sông chết, những hệ thống nước mặt không còn khả năng sử dụng được khiến cho nhiều loài sinh vật không còn nơi cư trú, cuộc sống của người dân gặp muôn vàn khó khăn

Sông Đáy là một con sông lớn ở miền Bắc Việt Nam, nó là con sông chính

của lưu vực sông Nhuệ - Đáy ở phía tây nam vùng châu thổ sông Hồng Sông Đáy

chảy gọn trong các tỉnh thành Hà Nội, Hà Nam, Ninh Bình và Nam Định với dòng sông chảy gần song song bên hữu ngạn hạ lưu sông Hồng Trong đó đoạn chảy qua huyện Hoài Đức – Thành phố Hà Nội là nơi có nhiều làng nghề nên cần được quan tâm và chú trọng quản lý hơn cả

Cùng với sự phát triển của khoa học kỹ thuật, ứng dụng của nhiều phương pháp hiện đại, công nghệ thông tin đã tạo ra nhiều giải pháp để quản lý chất lượng

của các môi trường khác nhau và một trong những phương pháp được sử dụng ngày càng nhiều là phương pháp xây dựng bản đồ phân cấp mức độ ô nhiễm Việc sử dụng

bản đồ phân cấp mức độ ô nhiễm sẽ góp phần giúp cho quá trình quản lý được hiệu

quả hơn; dựa vào bản đồ có thể biết được khu vực nào bị ô nhiễm ở mức độ nghiêm

trọng, khu vực nào trung bình và khu vực nào an toàn để từ đó kết hợp với các công

cụ quản lý khác để có cách giải quyết phù hợp và triệt để Với sự ưu việt của nó nên phương pháp này được sử dụng ngày càng rộng rãi trên thế giới nói chung và Việt Nam nói riêng

Nhận thức được ô nhiễm môi trường nước sông Đáy trên địa bàn huyện Hoài Đức – thành phố Hà Nội là một vấn đề quan trọng và có ý nghĩa quyết định đến sự

tồn tại và phát triển bền vững của lưu vực sông nói chung và toàn xã hội nói riêng,

tôi đã lựa chọn thực hiện đề tài “Nghiên cứu xây dựng bản đồ phân vùng chất lượng

nước sông Đáy đoạn chảy qua địa phận Huyện Hoài Đức – Thành phố Hà Nội.”

CHƯƠNG I

T ỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU

1.1 M ột số khái niệm

1.1.1 Khái ni ệm về ô nhiễm môi trường nước

Ô nhiễm nước là sự thay đổi theo chiều hướng xấu đi các tính chất vật lý, hóa

học, sinh học của nước Trong nước với sự xuất hiện các chất lạ ở thể lòng hay thể

rắn làm cho nguồn nước trở lên độc hại với con người, động vật và sinh vật Làm

giảm độ đa dạng sinh vật trong nước Xét về mức độ lây lan truyền và quy mô ảnh hưởng thì ô nhiễm nguồn nước và vấn đề đáng lo ngại hơn môi trường đất Ô nhiễm nguồn nước xảy ra khi nước chảy qua về mặt các chất độc hại như rác thải sinh hoạt, hóa chất, thuốc trừ sâu, nước thải công nghiệp ,các chất ô nhiễm trên mặt đất rồi thẩm

thấu xuống đất vào mạch nước ngầm

Hiến chương châu Âu định nghĩa về nước: “Ô nhiễm nước là sự biến đổi nói chung do con người đối với chất lượng nước, làm nhiễm bẩn nước và gây nguy hiểm cho con người, cho công nghiệp, nông nghiệp, nuôi cá, nghỉ ngơi, giải trí, cho động

vật nuôi và các loài hoang dã.”

Hiện tượng ô nhiễm nước xảy ra khi các loại hóa chất độc hại, các loại vi khuẩn gây bệnh, virut, ký sinh trùng phát sinh từ các nguồn rác thải khác nhau như chất thải công nghiệp từ các nhà máy sản xuất, các loại rác thải của các bệnh viên ,các loại rác

thải sinh hoạt bình thường của con người hay hóa chất, thuốc trừ sâu, phân bón hữu cơ… sử dụng trong sản xuất nông nghiệp được thải ra các môi trường bên ngoài mà không được qua xử lý như ao hồ, sông, kênh, rạch, … đã ngấm vào nguồn nước ngầm

mà không được qua xử lý với số lượng quá lớn vượt quá khả năng tự làm sạch của ao

hồ, sông, ngòi đất,…

1.1.2 Phân loại ô nhiễm nước

- Ô nhiễm nước có nguồn gốc tự nhiên: Do mưa, tuyết tan, gió bão, lũ lụt đưa vào môi trường nước chất thải bẩn, các sinh vật và vi sinh vật có hại kể cả xác chết

của chúng.[7]

- Ô nhiễm nước có nguồn gốc nhân tạo: Quá trình thải các chất độc hại chủ yếu dưới dạng lỏng như các chất thải sinh hoạt, công nghiệp, nông nghiệp, giao thông vào môi trường nước.[7]

Theo bản chất các tác nhân gây ô nhiễm, người ta phân ra các loại ô nhiễm nước:

ô nhiễm vô cơ, hữu cơ, ô nhiễm hoá chất, ô nhiễm sinh học, ô nhiễm bởi các tác nhân

vật lý.[7]

1.2 Các thông s ố đánh giá chất lượng nước

Chất lượng nước được đánh giá bởi các thông số, các chỉ tiêu đó là:

- Các thông s ố lý học như: nhiê ̣t đô ̣, đô ̣ đục, màu sắc, mùi vi ̣, TSS, …

- Các thông s ố hóa học như: pH, DO, BOD5, COD, các muối dinh dưỡng, các kim loại nặng, các khí hòa tan

- Các thông s ố sinh học

+ Độ đục: Các chất rắn không tan khi thải vào nước làm tăng lượng chất lơ lửng, tăng

độ đục của nước Các chất này có thể có nguồn gốc vô cơ hay hữu cơ, có thể phát sinh từ sự phân hủy chất của vi khuẩn Sự phát triển của vi khuẩn và các vi sinh vật khác làm tăng độ đục của nước và giảm độ xuyên thấu của ánh sáng Nhiều chất thải công nghiệp có chứa các chất có màu, hầu hết là màu hữu cơ, làm giảm giá trị sử

dụng của nước cũng như thẩm mỹ

Nước thải từ nhà máy dệt, giấy, thuộc da, lò mổ có độ màu rất cao, làm cản

trở khả năng quang hợp của hệ thủy sinh vật

+ T ổng chất rắn lơ lửng (TSS): Tổng chất rắn lơ lửng là thông số quan trọng để

đánh giá chất lượng nguồn nước Quy chuẩn môi trường quy định TSS tối đa cho phép đối với nguồn nước cấp sinh hoạt là 20 - 30 mg/l, đối với nguồn nước thủy lợi

là 50 - 100 mg/l, đối với nước biển bãi tắm và nuôi trồng thủy sản là 50mg/l

+ pH: pH của nước đặc trưng cho độ axit hay độ kiềm của nước Khi pH=7, nước được gọi là trung tính; nếu pH <7, nước là môi trường axit; pH>7 là nước có tính bazơ hay môi trường kiềm Đời sống các loài cá thường thích hợp với pH từ 6,5

- 8,5 Nếu pH không ở trong khoảng giá trị trên đều gây ảnh hưởng có hại cho động

vật thủy sinh pH của nước sông thường ổn định (do tính đệm của H2CO3- - HCO3- -

CO32-) pH của nước sẽ ảnh hưởng tới các quá trình hóa học như quá trình đông tụ hóa học, sát trùng, ăn mòn độ pH còn ảnh hưởng tới sự cân bằng các hệ thống hóa

học trong nước, qua đó ảnh hưởng tới đời sống thủy sinh vật Ví dụ, khi nước trong

thủy vực có tính axit thì các muối kim loại tăng khả năng hòa tan, gây độc cho thủy sinh vật

+ DO (oxi hòa tan): DO là yếu tố quyết định quá trình phân hủy sinh học các

chất ô nhiễm trong nước diễn ra trong điều kiện yếm khí hay hiếu khí Số liệu đo đạc

DO rất cần thiết, giúp có biện pháp duy trì điều kiện hiếu khí trong nguồn nước tự nhiên tiếp nhận chất ô nhiễm Trong kiểm soát ô nhiễm các dòng chảy, đòi hỏi phải duy trì DO trong giới hạn thích hợp cho các loại động vật thủy sinh Việc xác định

DO được dùng làm cơ sở xác định BOD để đánh giá mức độ ô nhiễm của nước thải

DO là yếu tố liên quan đến khống chế sự ăn mòn sắt, thép, …

Các yếu tố ảnh hưởng đến giá trị DO:

- Sự khuyếch tán oxi từ không khí vào nước: Lượng oxi khuyếch tán vào nước

phụ thuộc vào nhiệt độ của nước, sự có mặt của các khí khác trong nước, nồng độ oxi hòa tan trong nước

- Sự tiêu hao oxi do quá trình phân hủy sinh học chất hữu cơ: Lượng tổn thất oxi do nhu cầu phân hủy sinh học chất hữu cơ của các vi khuẩn hiếu khí được coi là lượng tiêu hao oxi lớn nhất trong nước Lượng tiêu hao này phụ thuộc vào bản chất

và lượng chất ô nhiễm hữu cơ, lượng và loại vi khuẩn, nhiệt độ, thể tích ao hồ, lưu lượng và lưu tốc dòng chảy

- Sự tiêu hao oxi do quá trình phân hủy các chất hữu cơ ở đáy thủy vực tạo ra quá trình phân hủy yếm khí thải ra các loại khí độc hại (H2S, NH3, CH4, CO2) Những

sản phẩm này tiếp tục phân hủy khi đi tới lớp nước phía trên Sự phân hủy này do các

vi khuẩn hiếu khí thực hiện vì thế oxi bị tiêu tốn

- Sự bổ sung oxi do quang hợp

- Sự hao hụt oxi hòa tan do hô hấp của thủy sinh vật

+ BOD 5 , COD: Giá trị BOD5, COD biểu thị lượng oxi cần thiết để oxi hóa các

chất hữu cơ trong thủy vực theo con đường sinh học hoặc hóa học Giá trị BOD5, COD càng cao có nghĩa là thủy vực càng bẩn

+ Amoni (Ammonium – NH 4 + ): Amoni được hình thành từ nitơ, trong các hợp chất

vô cơ và hữu cơ, là nguồn dinh dưỡng quan trọng đối với thực vật thủy sinh và tảo Trong nước bề mặt tự nhiên vùng không ô nhiễm, NH4+ có dạng vết (khoảng 0,05 mg/l) Nồng

độ amoni trong nước ngầm nhìn chung thường cao hơn ở nước mặt

Lượng amoni trong nước thải từ khu dân cư và nước thải các nhà máy hóa chất,

chế biến thực phẩm, sữa có thể lên tới 10 – 100 mg/l Ở nhiệt độ và pH của nước sông, amoni thường ở mức thấp, chưa gây hại cho thủy sinh vật;

tuy nhiên, khi pH và nhiệt độ cao, amoni chuyển thành khí NH3 độc với cá và động vật thủy sinh

+ Th ủy ngân (Hg + ): Thủy ngân dưới dạng hợp chất rất độc đối với sinh vật và người Tai nạn ở vịnh Minamata ở Nhật Bản là một ví dụ điển hình, đã gây tử vong cho hàng trăm người và gây nhiễm độc nặng hàng ngàn người khác Nguyên nhân là

do người dân ăn cá và các động vật biển khác đã bị nhiễm thủy ngân do nhà máy ở

đó thải ra Thủy ngân ít bị phân hủy sinh học, bị tích đọng trong cơ thể sinh vật thông qua chuỗi, mắt xích thức ăn Rong biển có thể tích tụ lượng thủy ngân gấp hơn 100

lần trong nước; cá có thể chứa đến 120 ppm Hg/kg Đó là do một xí nghiệp thải ra

vịnh Minamata chất CH3Hg độc hại cho sinh vật và người Người và gia súc ăn cá và

hải sản đánh bắt ở vùng này trở thành nạn nhân Có hàng trăm người chết và hàng

ngàn người bị thương tật suốt đời (Ramade, 1987)

+ Asen (As): Asen là kim loại nặng rất độc hại, nó gây độc khi vào cơ thể qua con đường ăn uống, hô hấp và tiếp xúc qua da Tuy nhiên, nhiễm độc có thể xảy ra nhiều hơn khi ăn thức ăn và nước uống bị nhiễm asen Nguyên nhân của ô nhiễm Asen trong nước là do:

- Quá trình sử dụng thuốc trừ sâu, phân bón có chứa Asen trong nông nghiệp và quá trình bảo quản gỗ

- Quá trình hòa tan các chất khoáng chứa Asen trong tự nhiên và lắng đọng Asen trong khí quyển

- Quá trình sản xuất công nghiệp, các chất sử dụng trong sinh hoạt cũng gây ô nhiễm Asen lớn

As (III) thể hiện tính độc khi nó tấn công vào nhóm hoạt động -SH của enzim làm cản trở hoạt động của enzim AsO43- có tính chất tương tự như PO43- gây ức chế enzim, ngăn cản quá trình tạo ra ATP - là chất sản sinh ra năng lượng As (III) làm đông tụ các protein do tấn công vào liên kết sunfua

1.3 Hiê ̣n tra ̣ng chất lượng môi trường nước mă ̣t ta ̣i Viê ̣t Nam [1]

Môi trường nước mặt của Việt Nam đã và đang bị ô nhiễm ở nhiều khu vực,

thậm chí có xu hướng mở rộng về phạm vi và mức độ ô nhiễm Tuy nhiên, tùy theo điều kiện tự nhiên đặc thù cũng như trọng tâm phát triển kinh tế - xã hội ở mỗi vùng

miền, các nguồn gây ô nhiễm và hiện trạng môi trường nước mặt ở các miền cũng có

những vấn đề khác nhau

Nhìn chung chất lượng nước ở thượng lưu các con sông còn khá tốt, nhưng vùng

hạ lưu phần lớn đã bị ô nhiễm, có nơi ở mức nghiêm trọng Nguyên nhân là do nước thải

của các cơ sở sản xuất, kinh doanh, nước thải sinh hoạt không được xử lý đã và đang thải

trực tiếp ra các dòng sông Chất lượng nước suy giảm mạnh, nhiều chỉ tiêu như BOD5, COD, NH4+ tổng N, tổng P cao hơn tiêu chuẩn cho phép nhiều lần

Ở miền Bắc, đặc biệt là khu vực đồng bằng sông Hồng, đây là khu vực tập trung đông dân cư, chịu áp lực mạnh mẽ của gia tăng dân số và quá trình đô thị hóa, cùng

với việc phát triển mạnh các ngành kinh tế mũi nhọn, môi trường nước mặt ở nhiều nơi đã bị ô nhiễm Tại lưu vực sông Cầu, mặc dù trong vài năm gần đây, chất lượng nước sông Cầu đã được cải thiện, tuy nhiên, vẫn còn nhiều đoạn sông bị ô nhiễm nghiêm trọng, đó là các đoạn sông chảy qua các khu vực đô thị, khu công nghiê ̣p và các làng nghề thuộc các tỉnh Thái Nguyên, Bắc Giang, Bắc Ninh Trong đó, sông Ngũ Huyện Khê là một trong những điển hình ô nhiễm nặng từ nhiều năm nay trên lưu vực sông Cầu

So với các sông khác trong vùng, sông Hồng có mức độ ô nhiễm thấp hơn Ở khu vực đầu nguồn, khu vực miền núi Đông Bắc (sông Kỳ Cùng, Hiến, Bằng Giang) môi trường nước vẫn còn tương đối tốt Tuy nhiên, trong vài năm gần đây, vào mùa khô, môi trường nước sông Hồng tại Lào Cai có hiện tượng ô nhiễm bất thường trong

thời gian ngắn (khoảng 3-5 ngày), có thể là do nước thải hoặc ô nhiễm từ đầu nguồn, đoạn chảy qua Phú Thọ và Vĩnh Phúc, môi trường nước bị ô nhiễm tại các khu vực

gần các nhà máy, khu công nghiê ̣p

Khu vực miền Trung và Tây Nguyên, môi trường nước mặt chịu tác động chủ

yếu do nước thải của ngành công nghiệp chế biến: cao su, mía đường, tinh bột sắn,

cà phê…, hoạt động chăn nuôi và đặc biệt từ các công trình thủy điện vừa và nhỏ Tuy nhiên, do mật độ dân cư cũng như các khu vực sản xuất khá thưa nên vấn đề ô nhiễm chỉ mang tính cục bộ, điển hình như ô nhiễm hữu cơ khu vực gần nhà máy đường trên sông Trà Khúc hay sông Kôn đoạn chảy qua khu dân cư; ô nhiễm trên sông Ba vào mùa khô do các sông trong khu vực như sông Hương, Vu Gia, Thu Bồn, Trà Bồng, Trà Khúc

Môi trường nước mặt tại khu vực Đông Nam bộ chủ yếu bị ô nhiễm là do nước

thải công nghiệp và sinh hoạt Tuy nhiên, vấn đề ô nhiễm chỉ tập trung tại vùng trọng

điểm phát triển kinh tế - xã hội phía Nam, nơi có nhiều đô thị và khu công nghiê ̣p

Hiện nay, có 114 khu công nghiê ̣p, khu sản xuất đang hoạt động tập trung tại 4 tỉnh Bình Dương, Đồng Nai, Tp Hồ Chí Minh và Bà Rịa - Vũng Tàu, trong số đó, có khoảng 30% khu công nghiê ̣p, khu sản xuất chưa có hệ thống xử lý nước thải tập trung, chính vì vậy, ô nhiễm nước thải công nghiệp là vấn đề chính ở khu vực này Bên cạnh đó, khu vực này cũng là nơi có tỷ lệ dân cư sống ở khu vực đô thị cao nhất

cả nước (trên 57%) Hiện chỉ có Tp Hồ Chí Minh đã lắp đặt hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt tập trung nhưng cũng chỉ đáp ứng được một phần Ngoài ra, nước thải từ

hoạt động nuôi trồng thủy sản, các làng nghề tiểu thủ công nghiệp cũng là nguồn gây

ô nhiễm đáng kể đối với vùng này Trên dòng chính sông Đồng Nai và sông Sài Gòn, khu vực thượng lưu chất lượng nước còn tương đối tốt nhưng khu vực hạ lưu đã bị ô nhiễm hữu cơ, điển hình như sông Đồng Nai đoạn qua thành phố Biên Hòa (đây là khu vực chịu tác động nặng nhất trên toàn tuyến sông), sông Sài Gòn đoạn qua Tp

Hồ Chí Minh Một vấn đề cũng cần lưu ý đối với sông Sài Gòn, đó là mức độ ô nhiễm

bắt đầu có xu hướng mở rộng về phía thượng lưu

Vùng đồng bằng sông Cửu Long có mạng lưới sông ngòi, kênh rạch phân bố dày đặc Chất lượng nước mặt khu vực này còn khá tốt, trừ một số kênh rạch nội đồng

có dấu hiệu bị ô nhiễm dinh dưỡng, điển hình là khu vực hạ lưu sông Tiền, sông Hậu (mức độ ô nhiễm trên sông Tiền cao hơn sông Hậu) Nguyên nhân chính là do bị ảnh hưởng bởi nước thải phát sinh từ hoạt động nuôi trồng, chế biến thủy sản và sử dụng phân bón hóa học trong nông nghiệp Tuy nhiên, vấn đề ô nhiễm chỉ xảy ra cục bộ tại

một số khu vực và cũng nhanh chóng được pha loãng do lưu lượng chảy trên sông thường ở mức cao nên đã làm giảm mức độ ô nhiễm trên diện rộng

Một vấn đề nổi cộm ở khu vực này là hiện tượng xâm nhập mặn do chịu ảnh hưởng mạnh của chế độ thủy triều tại biển Đông và vịnh Thái Lan Độ mặn trên sông

Hậu tăng cao vào những tháng giữa và cuối mùa kiệt

Các sông Vàm Cỏ Đông và Vàm Cỏ Tây cũng đang bị ảnh hưởng từ hoạt động của các nhà máy, khu dân cư, hoạt động tháo chua rửa phèn trong sản xuất nông nghiệp Tại

một số khu vực trên sông Vàm Cỏ Đông, đã bị ô nhiễm vi sinh ở mức cao Tuy nhiên, khả năng tự làm sạch của các con sông này khá tốt nên ngoài các điểm gần cống xả nước thải,

chất lượng nước nhìn chung vẫn đạt quy chuẩn cho phép

1.4 Các phương pháp phân vùng chất lượng nước trên thế giới và Viê ̣t Nam

Ở các nước trên thế giới, người ta thường sử dụng 2 phương pháp tiếp cận để khoanh vùng ô nhiễm/chất lượng môi trường xung quanh như sau:

- Phương pháp tính toán theo mô hình khuyếch tán ô nhiễm môi trường bằng hệ

th ống thông tin địa lý (GIS): Phương pháp tiếp cận này đòi hỏi phải có đầy đủ các

thông số về các nguồn thải gây ra ô nhiễm môi trường (vị trí không gian, lưu lượng

thải, chất thải, phương thức thải và các tính chất vật lý của nguồn thải) và phải có đầy

đủ các thông số về điều kiện khí hậu, thủy văn, hải văn, địa hình, địa chất thủy văn

của khu vực nghiên cứu Phương pháp tiếp cận tính toán phân bố ô nhiễm theo mô hình có thể vẽ được các đường đồng mức ô nhiễm tương đối chính xác, tức là có thể khoanh chia vùng nghiên cứu thành các khu vực có mức độ ô nhiễm môi trường khác nhau [2]

Tuy vậy, phương pháp tính toán mô hình khuyếch tán ô nhiễm không phải là phương pháp vạn năng Thí dụ đối với ô nhiễm môi trường không khí chỉ đảm bảo

độ chính xác tin cậy đối với các nguồn ô nhiễm công nghiệp và nguồn ô nhiễm giao thông Còn ô nhiễm môi trường không khí do các nguồn khác gây ra, như là nguồn ô nhiễm không khí từ các hoạt động xây dựng và sinh hoạt, dịch vụ, đun nấu của nhân dân , nói chung không thể hoặc rất khó khăn xác định bằng phương pháp tính toán theo mô hình khuyếch tán ô nhiễm.[2]

- Phương pháp tổng hợp, phân tích, thống kê số liệu quan trắc môi trường thực

t ế: Phương pháp này đòi hỏi phải có hệ thống các trạm quan trắc môi trường xung

quanh hoàn thiện, phân bố các điểm đo bao trùm cả khu vực nghiên cứu, phân bố các điểm đo càng dày càng đạt được độ chính xác của khoanh vùng ô nhiễm Thời gian quan trắc phải phù hợp để kết quả quan trắc phản ánh đúng thực trạng ô nhiễm môi trường Việc khoanh vùng ô nhiễm trên cơ sở phân tích, thống kê các số liệu quan

trắc môi trường thường chỉ có giá trị gần đúng, nhưng là phương pháp cơ bản, có tính

khả thi, thường được sử dụng phổ biến ở các nước trên thế giới Trong nhiều trường

hợp thiếu số liệu quan trắc môi trường thực tế thì người ta kết hợp thêm với phương pháp tính toán theo mô hình khuyếch tán ô nhiễm để khoanh vùng ô nhiễm/hay chất lượng môi trường xung quanh [2]

Tiêu chí để khoanh vùng ô nhiễm môi trường chính là các chỉ tiêu cụ thể (định lượng) để đánh giá mức độ ô nhiễm môi trường khác nhau, các vùng ô nhiễm khác nhau, được phân chia bằng đường ranh giới có mức ô nhiễm môi trường khác nhau

để đánh giá mức độ của ô nhiễm môi trường hay phân loại chất lượng môi trường ở các nước trên thế giới, người ta thường sử dụng Chỉ số chất lượng môi trường (Environment Quality Index - EQI), như là đối với môi trường không khí là AQI, đối

với môi trường nước mặt là WQI, đối với môi trường nước biển ven bờ là SWQI [2]

Chỉ số chất lượng môi trường (EQI) vào các năm khoảng 1990 về trước người

ta thường dùng là các chỉ số chất lượng môi trường đối với từng thông số ô nhiễm (chất ô nhiễm) riêng biệt, vào những năm sau 1990 người ta thường dùng các chỉ số

chất lượng môi trường chung hay tổng quát, tổng hợp đối với nhiều chất ô nhiễm đặc trưng của mỗi môi trường xác định, như là EQI tổng hợp đối với môi trường không khí, môi trường nước mặt hay môi trường nước biển ven bờ [2]

Phương pháp phân vùng chất lượng nước dựa vào chỉ số chất lượng nước (WQI)

đã được áp dụng ở nhiều nơi trên thế giới và một số đề tài đã được thực hiện ở Việt

Nam như: Đề tài: “Nghiên cứu phân vùng chất lượng nước sông hồ theo chỉ số chất lượng nước và đề xuất phương án sử dụng, bảo vệ môi trường nước mặt vùng Hà

N ội” - PGS.TS Lê Trı̀nh, ThS Nguyễn Lê Tú Quỳnh, Viê ̣n Khoa học công nghê ̣ và Phát triển được Sở KHCN TP.Hà Nội nghiệm thu (2010); Đề tài: “Phân vùng chất lượng nước ở các khu vực tại TP.Hồ Chı́ Minh theo chı̉ số quốc tế WQI” do PGS.TS

Lê Trình, Phân viện công nghệ mới và bảo vệ môi trường làm chủ nhiệm đề tài, năm

2008; Đề tài: “Nghiên cứu phân vùng chất lượng nước sông Thương trên địa bàn tỉnh

B ắc Giang nhằm phục vụ quản lí tài nguyên nước”của Dương Thi ̣ Dung, trường Đa ̣i

ho ̣c Nông nghiê ̣p Hà Nội, năm 2013; Đề tài: “Nghiên cứu phân vùng chất lượng nước

Vi ̣nh Hạ Long, tı̉nh Quảng Ninh và đề xuất giải pháp quản lý và sử dụng” của Nguyễn

Thi ̣ Thế Nguyên, trường Đa ̣i học Khoa học Tự nhiên – Đa ̣i học Quốc gia Hà Nội, năm 2014…

Bộ chỉ số chuẩn chất lượng nước (Water Quality Index – WQI) về cơ bản là phương tiện toán học để tính toán một giá trị riêng lẻ từ kết quả một số thí nghiệm

Kết quả chỉ số biểu hiện chất lượng nước của một lưu vực nhất định như hồ, sông

hoặc suối WQI được đề xuất đầu tiên ở Mỹ vào những năm 70 và hiện vẫn đang

được áp dụng rộng rãi ở nhiều bang Hiện nay, mô hình WQI đã được triển khai nghiên cứu áp dụng ở nhiều quốc gia như Ấn độ, Canada, Chilê, Anh, đài Loan, Úc, Malaysia… để thực hiện phân cấp chất lượng nước sông Đáy đoa ̣n chảy qua khu vực huyện Hoài Đức – Thành phố Hà Nội, đề tài sử dụng chỉ số chất lượng nước (WQI) do Tổng cục Môi trường – Bộ Tài nguyên và Môi trường đề xuất và ban hành kèm theo Quyết định số 879/Qđ-TCMT ngày 01 tháng 7 năm 2011 làm cơ sở khoa

học cho việc tính toán phân vùng chất lượng nước

1.5 Tổng quan về chı̉ số chất lượng nước – WQI

1.5.1 Giới thiê ̣u chung về WQI

Chỉ số chất lượng nước (Water Quality Index -WQI) là một chỉ số tổ hợp được tính toán từ các thông số chất lượng nước xác định thông qua một công thức toán học WQI dùng để mô tả định lượng về chất lượng nước và được biểu diễn qua một thang điểm

Hiện nay có rất nhiều quốc gia/địa phương xây dựng và áp dụng chỉ số WQI Thông qua một mô hình tính toán, từ các thông số khác nhau ta thu được một chỉ số duy nhất Sau đó chất lượng nước có thể được so sánh với nhau thông qua chỉ số đó Đây là phương pháp đơn giản so với việc phân tích một loạt các thông số

Các ứng dụng chủ yếu của WQI bao gồm:

• Phục vụ quá trình ra quyết định: WQI có thể được sử dụng làm cơ sở cho

việc ra các quyết định phân bổ tài chính và xác định các vấn đề ưu tiên

• Phân vùng chất lượng nước

• Thực thi tiêu chuẩn: WQI có thể đánh giá được mức độ đáp ứng/không đáp ứng của chất lượng nước đối với tiêu chuẩn hiện hành

• Phân tích diễn biến chất lượng nước theo không gian và thời gian

• Công bố thông tin cho cộng đồng

• Nghiên cứu khoa học: các nghiên cứu chuyên sâu về chất lượng nước thường không sử dụng WQI, tuy nhiên WQI có thể sử dụng cho các nghiên

cứu vĩ mô khác như đánh giá tác động của quá trình đô thị hóa đến chất

lượng nước khu vực, đánh giá hiệu quả kiểm soát phát thải, …

1.5.2 Quy trı̀nh xây dựng WQI

Hầu hết các mô hình chỉ số chất lượng nước hiện nay đều được xây dựng thông qua quy trình 4 bước như sau:

Bước 1: Lựa chọn thông số

Có rất nhiều thông số có thể thể hiện chất lượng nước, sự lựa chọn các thông số khác nhau để tính toán WQI phụ thuộc vào mục đích sử dụng nguồn nước và mục tiêu của WQI

Các thông số nên được lựa chọn theo 5 chỉ thị sau:

• Hàm lượng Oxy: DO;

• Phú dưỡng: N-NH4+, N-NO3, Tổng N, P-PO4, Tổng P, BOD5, COD, TOC;

• Các khía cạnh sức khỏe: Tổng Coliform, Fecal Coliform, Dư lượng thuốc bảo vệ thực vật, các kim loại nặng;

• Đặc tính vật lý: Nhiệt độ, pH, Màu sắc;

• Chất rắn lơ lửng: Độ đục, TSS

Bước 2: Chuyển đổi các thông số về cùng một thang đo (tính toán chỉ số phụ)

Các thông số thường có đơn vị khác nhau và có các khoảng giá trị khác nhau,

vì vậy để tập hợp được các thông số vào chỉ số WQI ta phải chuyển các thông số về cùng một thang đo Bước này sẽ tạo ra một chỉ số phụ cho mỗi thông số Chỉ số phụ

có thể được tạo ra bằng tỉ số giữa giá trị thông số và giá trị trong quy chuẩn

Bước 3: Xác đi ̣nh trọng số

Trọng số được đưa ra khi ta cho rằng các thông số có tầm quan trọng khác nhau đối với chất lượng nước Trọng số có thể xác định bằng phương pháp delphi, phương pháp đánh giá tầm quan trọng dựa vào mục đích sử dụng, tầm quan trọng của các thông số đối với đời sống thủy sinh, tính toán trọng số dựa trên các tiêu chuẩn hiện hành, dựa trên đặc điểm của nguồn thải vào lưu vực, bằng các phương pháp thống kê…

Một số nghiên cứu cho rằng trọng số là không cần thiết Mỗi lưu vực khác nhau

có các đặc điểm khác nhau và có các trọng số khác nhau, vì vậy WQI của các lưu vực khác nhau không thể so sánh với nhau

Bước 4: Tính toán chỉ số WQI cuối cùng

Các phương pháp thường được sử dụng để tính toán WQI cuối cùng từ các chỉ

số phụ: trung bình cộng, trung bình nhân hoặc giá trị lớn nhất

Sau khi tı́nh toán được giá tri ̣ WQI cuối cùng, ta sẽ so sánh giá tri ̣ WQI tı́nh toán được với thang đo tương ứng để đánh giá chất lượng nước của khu vực

1.5.3 Một số phương pháp đánh giá chất lượng nước theo chı̉ số WQI

1.5.3.1 Trên thế giới

Hiê ̣n nay có rất nhiều quốc gia xây dựng và áp dụng chı̉ số WQI Do đă ̣c điểm của mỗi khu vực khác nhau nên mỗi quốc gia/khu vực khác nhau có phương pháp xây dựng chı̉ số WQI khác nhau

Ở Hoa Kỳ WQI được xây dựng cho mỗi bang, đa số các bang tiếp câ ̣n theo phương pháp của Quỹ Vê ̣ sinh Quốc gia Mỹ (National Sanitation Foundation – NSF) Ở Canada sử dụng phương pháp do Cơ quan Bảo vê ̣ môi trường Canada (The Canadian Council of Ministers of the Environment – CCME, 2001) xây dựng Ở châu Âu, phương pháp đánh giá chất lượng nước theo chı̉ số chất lượng nước (WQI) được xây dựng phát triển từ chı̉ số WQI – NSF của Hoa Kỳ Tuy nhiên, mỗi quốc gia/đi ̣a phương lựa cho ̣n các thông số và phương pháp tı́nh chı̉ số phụ riêng Các quốc gia Malaysia, Ấn Độ phát triển từ WQI – NSF và xây dựng nhiều loa ̣i WQI cho từng mục đı́ch sử dụng

1.5.3.2 Ở Việt Nam

Ở Viê ̣t Nam, hầu hết các đi ̣a phương áp dụng cách tı́nh WQI theo sổ tay hướng dẫn tı́nh toán chı̉ số chất lượng nước do Tổng cục Môi trường ban hành theo Quyết

đi ̣nh số 879/QĐ-TCMT ngày 01 tháng 07 năm 2011 Ngoài ra, còn sử dụng phương pháp đánh giá chất lượng môi trường của giáo sư Pha ̣m Ngọc Hồ, phương pháp WQI đưa ra bởi Ủy ban sông Mê Kông và một số phương pháp WQI khác được cải tiến cho phù hợp với điều kiê ̣n, đă ̣c điểm của từng đi ̣a phương

1.5.3.3 Phương pháp tı́nh toán chı̉ số chất lượng nước do Tổng cục Môi trường ban hành

Phương pháp này áp dụng để tı́nh WQI cho đánh giá chất lượng môi trường nước mă ̣t lục đi ̣a

Các thông số được sử dụng để tı́nh WQI thường bao gồm các thông số: DO, nhiệt độ, BOD5, COD, N-NH4, P-PO4, TSS, độ đục, Tổng Coliform, pH;

Chỉ số chất lượng nước tổng hợp tính toán trên cơ sở nhiều chỉ tiêu cho ta một đánh giá tổng quan Thông thường chỉ số trên 80 chứng tỏ môi trường nước đạt chất lượng tốt; chỉ số nằm trong khoảng 40 – 80 là ở mức giới hạn và nếu nhỏ hơn 40 là ở

mức đáng lo ngại

Việc phân loại chất lượng nước dựa vào giá trị WQI đã được số hóa tạo ra sự

dễ hiểu đối với các cơ quan quản lý nhà nước và dân chúng về hiện trạng mức độ ô nhiễm nước của đoạn sông đó Chỉ cần cơ quan quản lý môi trường hoặc quản lý tài nguyên nước thông báo về giá trị WQI kèm theo giải thích ngắn gọn về phân loại chất lượng nước theo các giá trị này thì các cơ quan quản lý nhà nước, doanh nghiệp và dân chúng có thể hiểu ngay nguồn nước của sông đó có chất lượng như thế nào, có phù hợp với mục đích sử dụng cụ thể nào đó không

1.6 Mô ̣t số nghiên cứu về đánh giá chất lượng nước sông Đáy

Năm 2015, Nguyễn Văn Tı̀nh, trường Đa ̣i học Lâm Nghiê ̣p Viê ̣t Nam đã tiến

hành đề tài: “Đánh giá chất lượng nước và đề xuất biện pháp nâng cao chất lượng nước sông Đáy đoạn chảy qua xã Thanh Đa, huyện Phúc Thọ, Hà Nội” với sự hướng

dẫn của Ths.Lê Khánh Toàn và cho kết quả đánh giá hiê ̣n tra ̣ng môi trường nước mă ̣t sông Đáy đoa ̣n chảy qua xã Thanh Đa, huyê ̣n Phúc Thọ, Hà Nội như sau:

- Tại các vị trí lấy mẫu, giá tri ̣ pH trong các mẫu dao động từ 7,6 đến 8,1 và nằm trong khoảng giới ha ̣n quy đi ̣nh trong QCVN 08:2008, cột A2

- Nồng độ DO trong các mẫu dao động từ 0,54 mg/l đến 1,84 mg/l thấp hơn so với QCVN 08:2008/BTNMT cột B2(Giới ha ̣n là >= 2) Các mẫu nước đều không thỏa mãn giới ha ̣n cho sự phát triển đời sống thủy sinh do đó viê ̣c khai thác tài nguyên nước song vào mục đı́ch nuôi trồng thủy sản hay bảo vê ̣ các hê ̣ sinh thái nước là khó có khả năng nếu không có các biê ̣n pháp cải thiê ̣n chất lượng nước

- Nồng độ COD (Chemical Oxygent Demand) trong các mẫu dao động từ 48 mg/L đến 144mg/l Tiêu chuẩn cho phép theo Quy chuẩn Việt Nam QCVN 08:2008,

cột B2 Như vậy nồng độ COD hầu hết các mẫu đều vượt mức ch phép

- Nồng độ NH4+ trong các mẫu dao động từ 2,518mg/l đến 40,737mg/l, nồng

đô ̣ PO43- dao đô ̣ng từ 0,6546 mg/l đến 4,9782 mg/l đều vượt quá QCVN 08:2008/BTNMT CỘT B2 rất nhiều lần

- Nồng độ NO3- trong các mẫu dao động từ 0,1 mg/l đến 4,19 mg/l (mẫu số B7) Tiêu chuẩn cho phép theo Quy chuẩn Việt Nam QCVN 08:2008, cột A2 áp dụng đối

với nguồn nước mặt sử dụng làm nguồn nước thô để xử lý cấp cho sinh hoạt là 5 mg/l Như vậy nồng độ NO3- của tất cả các mẫu đều nằm trong giới hạn tiêu chuẩn cho phép

- Nồng độ BOD5 trong nước sông Đáy đều nhau và đều vượt tiêu chuẩn cho phép, vı̀ vâ ̣y chất lượng nước rất thấp, chı̉ có thể sử dụng vào mục đı́ch thủy lợi

- Nồng độ cặn lơ lửng tổng số TSS (Total Suspended Substance) trong các mẫu

là tương đối cao, nồng độ dao động từ 162mg/l đến 652mg/l vượt QCVN 08:2008/BTNMT, cột B2 từ 1,5 và cao nhất gấp 6,5 lân ở mẫu 2 Ta ̣i đó gần điểm nuôi gia cầm nên các chất thải từ chăn nuôi được thải thẳng ra sông cùng với các hoa ̣t

đô ̣ng bơi lô ̣i của gia cầm nên hàm lượng TSS rất cao

- Đô ̣ muối dao đô ̣ng từ 0,9 đến 1,5 Chứng tỏ nồng độ các ion hòa tan trong nước khá cao Nước chı̉ nên sử dụng vào mục đı́ch tưới tiêu và chăn nuôi gia cầm

- Đô ̣ dẫn điê ̣n của nước rất cao dao động từ 475 đến 712 do đó trong nước có nhiều ion hoa ̣t đô ̣ng, không tốt cho con người Vı̀ vâ ̣y chı̉ nên dùng trong tưới tiêu và

chăn nuôi gia cầm

Ngoài ra đề tài còn sử dụng phương pháp đánh giá chất lượng nước bằng mô hı̀nh DPSIR để đánh giá chất lượng nước sông Đáy đoa ̣n chảy qua xã Thanh Đa,

huyê ̣n Phúc Thọ, Hà Nội

Qua đó có thể thấy, chưa có công trı̀nh nghiên cứu nào áp dụng phương pháp đánh giá và phân cấp chất lượng nước sông Đáy theo chı̉ số WQI Viê ̣c phân cấp chất lượng nước theo chı̉ số WQI có vai trò quan trọng trong công tác quản lý chất lượng nước, cụ thể:

Khi có phân cấp chất lượng nước, các cấp lãnh đa ̣o và các sở, ngành, doanh nghiê ̣p, cô ̣ng đồng đi ̣a phương sẽ xác đi ̣nh được:

- Vùng nào (đoa ̣n sông nào) đa ̣t yêu cầu về chất lượng nước an toàn cho cấp nước sinh hoa ̣t;

- Vùng nào đa ̣t yêu cầu về chất lượng nước có khả năng nuôi trồng thủy sản an toàn, có hiê ̣u quả kinh tế;

- Vùng nào có khả năng cấp nước thủy lợi an toàn, có chất lượng tốt;

- Vùng nào có khả năng xây dựng cơ sở thể thao, du li ̣ch dưới nước đủ tiêu chuẩn;

- Vùng nào không thể sử dụng cho các mục đı́ch trên, cần ưu tiên xử lý, kiểm soát ô nhiễm

Vı̀ vâ ̣y, cần thiết phải có đánh giá chất lượng nước và phân cấp chất lượng nước sông Đáy để có biê ̣n pháp quản lý tài nguyên nước sông và quy hoa ̣ch sử dụng nước một cách phù hợp

CHƯƠNG II

M ỤC TIÊU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1 M ục tiêu nghiên cứu

2.2 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

2.2.1 Đối tượng nghiên cứu

Đối tượng nghiên cứu là chất lượng nước sông Đáy thông qua 10 thông số chất lượng nước, bao gồm: nhiê ̣t độ, pH, độ đục, TSS, DO, COD, BOD5, N-NH4+, P-

PO43-, tổng Coliform

2.2.2 Phạm vi nghiên cứu

- Pha ̣m vi không gian: Sông Đáy đoa ̣n chảy qua khu vực huyện Hoài Đức - thành phố Hà Nội

- Pha ̣m vi thời gian: Từ ngày 22/02/2015 đến ngày 10/05/2015

2.3 N ội dung nghiên cứu

Để đạt được những mục tiêu trên, đề tài tiến hành nghiên cứu các nội dung:

2.3.1 Nghiên c ứu các nguồn gây ảnh hưởng đến chất lượng nước sông Đáy đoạn

ch ảy qua khu vực huyện Hoài Đức - thành phố Hà Nội

- Tiến hành điều tra, khảo sát thực đi ̣a kết hợp phỏng vấn người dân đi ̣a phương để xác đi ̣nh các nguồn ảnh hưởng đến chất lượng nước sông, hiê ̣n tra ̣ng sử dụng nước sông, ảnh hưởng của chất lượng nước sông hiê ̣n ta ̣i đến cuộc sống của người dân xung quanh,

- Tìm hiểu được các hoạt động kinh tế - xã hội xung quanh, tác động trực tiếp

hoặc gián tiếp đến sông, phạm vi, quy mô của các hoạt động đó, tı̀nh tra ̣ng quản lý các nguồn thải, đặc tính chất thải, khối lượng chất thải, …

2.3.2 Nghiên c ứu đánh giá chất lượng nước sông Đáy trong khu vực nghiên cứu tại thời điểm quan trắc theo chı̉ số chất lượng nước – WQI

- Tiến hành lấy mẫu nước, bảo quản và phân tı́ch các thông số chất lượng nước

cơ bản phục vụ cho tı́nh toán chı̉ số chất lượng nước;

- Xử lý số liê ̣u, so sánh các thông số chất lượng nước với Quy chuẩn QCVN 08-MT:2015/BTNMT – Quy chuẩn kỹ thuâ ̣t quốc gia về chất lượng nước mă ̣t để đánh giá hiê ̣n tra ̣ng chất lượng nước sông theo các tiêu chı́ đơn lẻ có quy đi ̣nh trong Quy chuẩn;

- Tı́nh toán chı̉ số chất lượng nước (WQI) và so sánh với thang đo chất lượng nước tương ứng để đánh giá chất lượng nước hiê ̣n ta ̣i ta ̣i các điểm lấy mẫu;

2.3.3 Xây dựng bản đồ phân vùng chất lượng nước sông Đáy tại khu vực nghiên cứu theo chı̉ số chất lượng nước – WQI

- Từ chı̉ số WQI tı́nh được cho các điểm lấy mẫu, sử dụng phần mềm ArcGIS, Mapinfor để tiến hành phân vùng chất lượng nước theo giá tri ̣ WQI cho đoa ̣n sông nghiên cứu

2.3.4 Đề xuất một số giải pháp nhằm nâng cao chất lượng nước sông Đáy tại khu vực nghiên cứu

Căn cứ vào các tài liê ̣u thu thâ ̣p được kết hợp với kết quả điều tra, khảo sát, phân tı́ch mẫu và bản đồ phân vùng chất lượng nước để đề xuất một số kiến nghi ̣ nhằm cải

thiê ̣n chất lượng nước sông, sử dụng các công cụ quản lý môi trường

2.4 Phương pháp nghiên cứu

2.4.1 Kh ảo sát, đánh giá các nguồn gây ảnh hưởng đến chất lượng nước sông đoạn chảy qua khu vực thành huyện Hoài Đức - thành phố Hà Nội

Để thực hiê ̣n nô ̣i dung này, khóa luâ ̣n sử dụng các phương pháp: Phương pháp khảo sát hiê ̣n trường, phương pháp phỏng vấn và phương pháp kế thừa tài liê ̣u

- Phương pháp khảo sát hiê ̣n trường: Tiến hành điều tra, khảo sát khu vực

nghiên cứu dọc theo chiều dài sông bắt đầu từ đi ̣a phâ ̣n xã Minh Khai đến điểm cuối là đi ̣a phâ ̣n xã Đông La (nơi nối giữa sông Đáy và nhánh sông Nhuê ̣) để xác đi ̣nh các nguồn ô nhiễm, nguồn ảnh hưởng đến chất lượng nước sông Đáy; đánh giá trực quan

đă ̣c điểm nước sông về màu, mùi để đánh giá sơ bộ chất lượng nước sông Từ đó xác

đi ̣nh các điểm lấy mẫu và phương pháp lấy mẫu phù hợp với đă ̣c điểm khu vực

- Phương pháp phỏng vấn: Đánh giá nhâ ̣n thức của người dân, ảnh hưởng của

môi trường nước sông đến kinh tế xã hội, sức khỏe con người, hiê ̣n tra ̣ng sử dụng nước sông, … thông qua phương pháp phỏng vấn trực tiếp người dân đi ̣a phương

• Đối tượng phỏng vấn: Người dân sinh sống trong khu vực nghiên cứu, đă ̣c

biê ̣t là những hộ gia đı̀nh sống ven sông

• Số lượng người phỏng vấn: 30

• Phương pháp phỏng vấn: phỏng vấn trực tiếp người dân

• Nô ̣i dung phỏng vấn:

 Mục đı́ch sử dụng nước sông của hộ gia đı̀nh: dùng cho sinh hoa ̣t, tưới tiêu, nuôi thủy hải sản, mục đı́ch khác;

 Đánh giá của người dân về chất lượng nước sông ta ̣i khu vực: chiều hướng thay đổi, chất lượng nước hiê ̣n ta ̣i ở mức tốt, trung bı̀nh hay thấp;

 Những ảnh hưởng của chất lượng nước sông hiê ̣n ta ̣i đến gia đı̀nh: kinh tế, sức khỏe, sinh hoa ̣t;

- Phương pháp kế thừa tài liê ̣u: Thu thâ ̣p các thông tin có sẵn liên quan đến

đề tài nghiên cứu như: thông tin về điều kiê ̣n tự nhiên, kinh tế - xã hội của khu vực nghiên cứu; các số liê ̣u, công trı̀nh nghiên cứu đánh giá về chất lượng nước sông Đáy

2.4.2 Đánh giá chất lượng nước sông Đáy trong khu vực nghiên cứu tại thời điểm quan trắc theo chı̉ số chất lượng nước – WQI

Để thực hiê ̣n nô ̣i dung này, khóa luâ ̣n sử dụng các phương pháp: phương pháp lấy mẫu và bảo quản mẫu; phương pháp phân tı́ch trong phòng thı́ nghiê ̣m; phương pháp xử lý số liê ̣u và đánh giá kết quả

2.4.2.1 Phương pháp lấy mẫu và bảo quản mẫu

Trước khi lấy mẫu cần xác định khu vực và địa điểm lấy mẫu

• Ngu ồn lấy mẫu: Nước mặt sông Đáy đoạn chảy qua huyê ̣n Hoài Đức - thành

phố Hà Nội

• Th ời gian lấy mẫu: 9 h - 12h, ngày 29/02/2016

• S ố lương mẫu: 15 mẫu

• V ị trí lấy mẫu: Vị trí lấy mẫu được thể hiện ở bảng 2.1

B ảng 2.1: Vị trí lấy mẫu nước sông Đáy đoạn chảy qua huyê ̣n Hoài Đức -

thành ph ố Hà Nội

• Sơ đồ vi ̣ trı́ lấy mẫu

Sơ đồ các vị trí lấy mẫu được thể hiện:

Hình 2.1: B ản đồ vị trí các điểm lấy mẫu nước sông Đáy

• Phương pháp lấy mẫu:

Các mẫu nước được lấy theo phương pháp lấy mẫu đơn lẻ dựa trên Tiêu chuẩn

Viê ̣t Nam TCVN 5996-1995: Chất lượng nước lấy mẫu - Hướng dẫn lấy mẫu ở sông và suối Qua khảo sát thực đi ̣a sẽ xác đi ̣nh được vi ̣ trı́ lấy mẫu và số lượng mẫu cần

thiết để đánh giá được chất lượng nước cho toàn bộ khu vực nghiên cứu

Chuẩn bi ̣ đầy đủ các dụng cụ lấy mẫu cần thiết: chai nhựa đựng mẫu nước; thùng xốp chứa đá để chứa và bảo quản các mẫu; các hóa chất bảo quản mẫu; nhãn; bút; sổ ghi chép; băng dı́nh; bản đồ; máy đi ̣nh vi ̣ GPS; thiết bi ̣ đo nhanh nhiê ̣t độ, pH và DO; và một số dụng cụ khác như: điê ̣n thoa ̣i, máy ảnh, găng tay, Các dụng cụ: chai nhựa, thùng xốp phải được rửa sa ̣ch sẽ để đảm bảo không bi ̣ nhiễm bẩn mẫu trong quá trı̀nh lấy mẫu và vâ ̣n chuyển mẫu; các thiết bi ̣ như: máy đi ̣nh vi ̣ GPS, thiết bi ̣ đo nhanh nhiê ̣t đô ̣, pH, DO cần được kiểm tra tı̀nh tra ̣ng hoa ̣t động và tı̀nh tra ̣ng pin trước khi đi ra hiê ̣n trường lấy mẫu

Ta ̣i hiê ̣n trường, tiến hành lấy mẫu bằng cách nhúng chai đựng mẫu xuống dòng nước ở độ sâu khoảng 30 – 50 cm, hướng miê ̣ng chai về hướng dòng nước tới Khi nước đã đầy chai, tiến hành đóng nắp chai ngay dưới mă ̣t nước để tránh oxy xâm nhâ ̣p vào mẫu phân tı́ch

Sau khi lấy mẫu vào chai chứa mẫu, tiến hành các phương pháp bảo quản cho mẫu theo TCVN 5993 – 1995, dán nhãn và ghi đầy đủ các thông tin: tên mẫu, kı́ hiê ̣u mẫu, thời gian lấy mẫu, người lấy mẫu Sau đó đưa mẫu vào thùng xốp có sẵn đá la ̣nh để bảo quản

Sau khi hoàn thành công viê ̣c lấy mẫu và bảo quản mẫu tại hiê ̣n trường, tiến hành

vâ ̣n chuyển mẫu đến phòng thı́ nghiê ̣m để thực hiê ̣n phân tı́ch các thông số đánh giá chất lượng nước

2.4.2.2 Phương pháp phân tı́ch các thông số môi trường

Để đánh giá chất lượng môi trường nước cho khu vực nghiên cứu theo chı̉ số chất lượng nước (WQI) do Tổng cục Môi trường ban hành, đề tài tiến hành phân tı́ch

10 thông số: nhiê ̣t đô ̣, pH, DO, đô ̣ đục, TSS, BOD5, COD, N-NH4+, P-PO43-, Tổng Coliform

Các mẫu nước được vâ ̣n chuyển về ta ̣i phòng thı́ nghiê ̣m trường Đa ̣i học Lâm nghiê ̣p Viê ̣t Nam để phân tı́ch các thông số trên

+ Phương pháp xác đi ̣nh các thông số: nhiê ̣t độ, pH, DO, độ đục:

Các thông số này được xác đi ̣nh bằng thiết bi ̣ đo nhanh ngay ta ̣i hiê ̣n trường hoă ̣c trong phòng thı́ nghiê ̣m

Trước khi tiến hành đo cần chuẩn hóa và kiểm tra kỹ tı̀nh tra ̣ng hoa ̣t động của thiết bi ̣ để tránh sai số khi đo

+ Phương pháp phân tı́ch TSS: Sử dụng phương pháp phân tı́ch trọng lượng

Quy trı̀nh phân tı́ch: Lấy chính xác 100ml mẫu nước cần phân tích rồi lọc qua

giấy lọc Khối lượng giấy lọc trước và sau khi lọc phải sấy khô bằng tủ sấy đến khối lượng không đổi ở nhiệt độ 1500C rồi đem cân trên cân phân tích với sai số ± 0,1mg

Từ đó hàm lượng chất rắn lơ lửng được xác định bằng công thức:

TSS = (m2 - m1)/V (mg/l) Trong đó:

m1: Khối lượng giấy lọc ở 1500C trước khi lọc (mg)

m2: Khối lượng giấy lọc ở 1500C sau khi lọc (mg)

V: Thể tích mẫu nước qua giấy lọc (l)

+ Phương pháp phân tı́ch BOD 5 : Sử dụng phương pháp cấy và pha loãng

Quy trı̀nh phân tı́ch: Chuẩn bị nước pha loãng: Tiến hành bổ sung các dung

dịch: dung dịch đệm photphat có pH = 7,2; dung dịch CaCl2 2,75 g/l, MgSO4 22,5 g/l, dung dịch FeCl3 0,25 g/l vào nước cất với tỷ lệ cứ 1 lít nước lần lượt cho 1ml mỗi dung dịch trên Sau đó sục khí vào dung dịch trong khoảng 1 giờ, sao cho nồng độ oxi hòa tan ít nhất phải đạt 8 mg/l Chú ý không để làm nhiễm bẩn dung dịch, đặc

biệt là các chất hữu cơ, chất oxi hóa, chất khử hoặc kim loại

Pha loãng mẫu nước theo một tỷ lệ thích hợp bằng dung dịch nước pha loãng

đã chuẩn bị vào bình BOD Khi pha loãng cần hết sức tránh không để cho oxi cuốn theo Sau khi pha loãng tiến hành đo nồng độ oxi hòa tan ban đầu (đây là giá trị DO1

Thực hiện một mẫu trắng bằng cách cho nước pha loãng vào một bình BOD khác và xác định DO1 Sau đó đem mẫu và mẫu trắng ủ 5 ngày trong tủ kín, ở 20oC Sau 5 ngày tiến hành đo lại giá trị DO trong mẫu (đây là giá trị DO5)

Giá trị BOD5 được tính toán theo công thức:

BOD5 = (DO1 – DO5).F (mg/l) Trong đó:

DO1: giá trị DO của dung dịch mẫu sau 15 phút pha loãng

DO5: giá trị DO được xác định sau 5 này ủ

F: hệ số pha loãng (Xác đi ̣nh hê ̣ số F theo TCVN 6001:1995)

Giá trị BOD5 thực của mẫu được tính theo công thức:

BOD5thực = BOD5mẫu – BOD5mẫu trắng (mg/l)

+ Phương pháp phân tı́ch COD:

Để xác định COD đề tài sử dụng một chất oxi hóa mạnh để oxi hóa chất hữu cơ

có trong mẫu trong môi trường Axit, chất oxi hóa được sử dụng là K2Cr2O7 Phản ứng diễn ra với sự có mặt của Ag2SO4 và đun hồi lưu trong 2 giờ ở 1500C Khi đó

xảy ra phản ứng:

Chất hữu cơ + K2Cr2O7 + H+ = CO2 + H2O + 2Cr3+ + 2K+

Lượng dư Cr2O72- được chuẩn độ bằng dung dịch Fe2+ với chỉ thị feroin:

Cr2O72- + Fe2+ + H+ = Cr3+ + Fe3+ + H2O

Chỉ thị chuyển từ màu vàng chanh sang màu đỏ gạch

Trình t ự phân tích: Cho chính xác 2 ml mẫu, 1 ml dung dịch K2Cr2O7 (chứa

muối thủy ngân – HgSO4), 3 ml dung dịch AgSO4 (trong H2SO4) vào ống nung COD

đã được rửa sạch kỹ và làm sạch bằng H2SO4 20% Thực hiện một mẫu trắng theo trình tự như với mẫu phân tích nhưng thay 2 ml mẫu bằng 2 ml nước cất Mẫu sau đó được nung ở 150oC trong 2 giờ và để nguội Sau đó tiến hành chuẩn độ bằng dung

dịch Fe2+ với chỉ thị feroin Ghi lại thể tích Fe2+đã tiêu tốn và tính toán chỉ số COD theo công thức:

COD =

Vmau

b).N.8.10 -

(mg/l) Trong đó:

a: số ml Fe(NH4)2(SO4)2.6H2O dùng để chuẩn độ mẫu trắng

b: số ml Fe(NH4)2(SO4)2.6H2O dùng để chuẩn mẫu

Vmau: Số ml mẫu được lấy để phân tích

N: Nồng độ đương lượng của dung dịch Fe2+

+ Phương pháp phân tı́ch P-PO 4 3- :

Hàm lượng PO43-được xác định dựa trên nguyên tắc sự tạo phức giữa ion PO4

3-với dung dịch thử photphat tạo phức chất màu xanh dương trong môi trường pH = 8,5

Trình t ự phân tích: Lọc 100 ml mẫu nước phân tích, lấy 20 ml dung dịch lọc

pha loãng 50 lần và điều chỉnh pH đến 8,5 Lấy chính xác một lượng mẫu và thêm