Đánh giá chất lượng nước sông vu gia đoạn chảy qua huyện đại lộc, tỉnh quảng nam theo chỉ số wqi

Tuy nhiên, do tiếp nhận nước thải công nghiệp, nước thải sinh hoạt cũng như chất thải từ các hoạt động dọc hai bờ sông cùng với sự phát triển kinh tế xã hội của huyện Đại Lộc, hầu hết tr

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM

Đà Nẵng, năm 2015

MỤC LỤC

A PHẦN MỞ ĐẦU 7

1 Lý do chọn đề tài 7

2 Mục tiêu của đề tài 7

3 Nhiệm vụ nghiên cứu 8

4 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 8

4.1 Đối tượng nghiên cứu 8

4.2 Phạm vi nghiên cứu 8

5 Lịch sử nghiên cứu 8

6 Phương pháp nghiên cứu 9

6.1 Phương pháp nghiên cứu, tổng hợp tài liệu 9

6.2 Phương pháp hồi cứu số liệu 9

6.3 Phương pháp điều tra, khảo sát thực địa 9

6.4 Phương pháp tính toán đánh giá chỉ số chất lượng nước (WQI) 10

6.5 Phương pháp bản đồ, biểu đồ 10

B PHẦN NỘI DUNG 11

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 11

1.1.Khái niệm chất lượng nước và vai trò của nước mặt đối với đời sống và sản xuất của con người 11

1.1.1.Khái niệm chỉ số chất lượng nước(WQI) 11

1.1.2.Vai trò của nước mặt đối với đời sống và sản xuất của con người 11

1.2 Nguyên nhân gây ô nhiễm nguồn nước 13

1.2.1 Do hoạt động kinh tế - xã hội 13

1.2.2 Do tác động của tự nhiên 15

1.3 Tổng quan về chỉ số chất lượng nước 15

1.3.1 Tình hình nghiên cứu chỉ số chất lượng nước trên thế giới 15

1.3.1.1 Chỉ số chất lượng nước của Canada 16

1.3.1.2 Chỉ số chất lượng nước của Mỹ 16

1.3.1.3 Chỉ số chất lượng nước của Malaysia 16

1.3.1.4 Chỉ số chất lượng nước áp dụng tại một số quốc gia Châu Âu 16

1.3.1.5 Chỉ số WQI của Ủy ban sông Mekong 17

1.3.2 Tình hình nghiên cứu và áp dụng chỉ số chất lượng tại Việt Nam 17

1.3.2.1 Giới thiệu sơ lược về chỉ số chất lượng nước (WQI) 17

1.3.2.2 Tình hình nghiên cứu và áp dụng chỉ số chất lượng tại Việt Nam 18

1.4 Một số lý luận chung về nước sông 24

1.5 Chất lượng nước sông 27

CHƯƠNG 2: ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG NƯỚC SÔNG VU GIA 29

ĐOẠN CHẢY QUA HUYỆN ĐẠI LỘC, TỈNH QUẢNG NAM THEO CHỈ SỐ WQI 29

2.1 Tổng quan về lưu vực sông Vu Gia 29

2.1.1 Điều kiện tự nhiên 29

Hình 1.1 Bản đồ hành chính huyện Đại Lộc tỉnh Quảng Nam 30

2.1.2 Điều kiện kinh tế - xã hội 31

2.2 Đánh giá hiện trạng và diễn biến chất lượng nước sông Vu Gia đoạn chảy qua huyện Đại Lộc, tỉnh Quảng Nam 31

2.3 Cơ sở đánh giá 32

2.4 Hiện trạng chất lượng nước 33

2.5 Áp dụng phương pháp tính WQI chất lượng nước sông Vu Gia đoạn chảy qua huyện Đại

Lộc tỉnh Quảng Nam 33

2.5.1 Tính giá trị WQI 36

2.5.2 Đánh giá chất lượng nước theo các chỉ số chất lượng nước WQI và theo giá trị WQI 39

CHƯƠNG 3: ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP BẢO VỆ VÀ SỬ DỤNG HỢP LÝ MÔI TRƯỜNG NƯỚC SÔNG VU GIA ĐOẠN CHẢY QUA HUYỆN ĐẠI LỘC, 55

TỈNH QUẢNG NAM 55

3.1.Cơ sở đề xuất giải pháp 55

3.2 Đề xuất giải pháp 56

3.2.1 Giải pháp quy hoạch 56

3.2.2 Tăng cường công tác tuyên truyền, nâng cao năng lực và nhận thức về bảo vệ môi trường 56

3.2.3 Tăng cường hiệu lực, năng lực quản lý 57

3.2.4 Tổ chức thực hiện các chương trình, dự án về bảo vệ môi trường 57

3.2.5 Tăng cường nguồn lực đầu tư 58

3.2.6 Giải pháp kỹ thuật 58

C KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 59

1 Kết luận 59

2 Kiến nghị 59

DANH MỤC BẢNG BIỂU

Bảng 1.1 Mức hướng dẫn của các thông số 17

Bảng 1.2 Phân loại mức độ ảnh hưởng dựa vào điểm số WQI 17

Bảng 1.3 Những thông số chất lượng nước quan trọng với các trọng số………14

Bảng 1.4 Phân loại chất lượng nước theo chỉ số WQI 19

Bảng 1.5 Bảng quy định các giá trị qi, BPi 21

Bảng 1.6 Bảng quy định các giá trị BPi và qi đối với DO% bão hòa 22

Bảng 1.7 Bảng quy định các giá trị BPi và qi đối với thông số pH 23

Bảng 1.8 Phân loại chất lượng nước theo chỉ số chất lượng nước WQI 23

Bảng 2.1 Giá trị giới hạn các thông số chất lượng nước mặt 32

Bảng2.2 Bảng quy định các giá trị qi, BPi 34

Bảng 2.3 Bảng quy định các giá trị BPi và qi đối với DO% bão hòa 35

Bảng 2.4 Bảng quy định các giá trị BPi và qi đối với thông số pH 35

Bảng 2.5 Phân loại chất lượng nước theo chỉ số chất lượng nước WQI 36

Bảng 2.6 Các thông số của chỉ số chất lượng nước 2 khu vực qua các năm (2010-2013) 36

Bảng 2.7 Các thông số của chỉ số chất lượng nước 2 khu vực qua các năm (2010-2013) đã được xử lí 38

Bảng 2.8 Chỉ số WQI qua các năm 2010 đến 2013 39

Bảng 2.9 Chất lượng nước sông thông qua các chỉ tiêu lý hóa tại 2 trạm qua 4 năm (mùa mưa) 40 Bảng 2.11 Chỉ số WQI qua các năm 2010 đến 2013 54

Bảng 2.12 Phân loại chất lượng nước theo chỉ số chất lượng nước WQI 55

DANH MỤC BIỂU ĐỒ Biểu đồ 2.1 Hàm lượng TSS tại các khu vực qua các năm (mùa mưa) 41

Biểu đồ 2.2 Hàm lượng COD tại các khu vực qua các năm (mùa mưa) 42

Biểu đồ 2.3 Hàm lượng Amoni tại các khu vực qua các năm (mùa mưa) 43

Biểu đồ 2.4 Hàm lượng P-PO tại các khu vực qua các năm (mùa mưa) 44

Biểu đồ 2.5 Hàm lượng Coliform tại các khu vực qua các năm (mùa mưa) 45

Biểu đồ 2.6 Hàm lượng DO tại các khu vực qua các năm (mùa mưa) 46

Biểu đồ 2.7 Hàm lượng TSS tại các khu vực qua các năm (mùa khô) 48

Biểu đồ 2.8 Hàm lượng COD tại các khu vực qua các năm (mùa khô) 49

Biểu đồ 2.9 Hàm lượng amoni tại các khu vực qua các năm (mùa khô) 50

Biểu đồ 2.10 Hàm lượng P-PO tại các khu vực qua các năm (mùa khô) 51

Biểu đồ 2.11 Hàm lượng coliform tại các khu vực qua các năm (mùa khô) 52

Biểu đồ 2.12 Hàm lượng DO tại các khu vực qua các năm (mùa khô) 53

Bảng 2.11 Chỉ số WQI qua các năm 2010 đến 2013 54

Biểu đồ 2.13 Chỉ số WQI của các khu vực qua các năm 54

QCVN : Quy chuẩn Việt Nam

COD : Nhu cầu oxy hóa học

LỜI CẢM ƠN

Tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến cô Th.S Nguyễn Thị Kim Thoa, người đã tận tình hướng dẫn và giúp đỡ tôi trong suốt thời gian làm khóa luận tốt nghiệp Đồng thời, tôi cũng xin gởi lời cảm ơn đến tất cả các thầy cô giáo trong khoa Địa Lý- Trường Đại Học

Sư Phạm- Đại Học Đà Nẵng đẫ tạo điều kiện cho tôi hoàn thành khóa luận này

Cuối cùng tôi xin chân thành cảm ơn gia đình, bạn bè đã động viên, giúp đỡ chúng tôi trong suốt quá trình thực hiện khóa luận của mình

Đà Nẵng , ngày 05 tháng 05 năm 2015 Sinh viên thực hiện

Đỗ Thị Lài

A PHẦN MỞ ĐẦU

1 Lý do chọn đề tài

Hiện nay, chất lượng nước là một vấn đề thu hút sự quan tâm của rất nhiều nhà khoa học, các tổ chức môi trường trên thế giới cũng như từng quốc gia Để đánh giá tổng quát và định lượng chất lượng nước, nhiều quốc gia trên thế giới đã sử dụng Chỉ số chất lượng nước (Water Quality Index - WQI) WQI là một thông số "tổ hợp" được tính toán

từ nhiều thông số chất lượng nước riêng biệt theo một phương pháp xác định Thang điểm WQI thường là từ 0 (ứng với chất lượng xấu nhất) đến 100 (ứng với chất lượng nước tốt nhất) Mới đây, tại Việt Nam, ngày 01/7/2011, Tổng cục môi trường đã ban hành Quyết định số 879/QĐ-TCMT về ban hành sổ tay hướng dẫn tính toán chỉ số chất lượng nước áp dụng cho đánh giá hiện trạng chất lượng môi trường nước mặt lục địa Việt Nam Với WQI, có thể giám sát diễn biến tổng quát về chất lượng nước, so sánh được chất lượng nước các sông, thông tin cho cộng đồng và các nhà hoạch định chính sách hiểu về chất lượng nước, có thể bản đồ hóa chất lượng nước Với những ưu điểm đó, hiện nay WQI được xem là một công cụ hữu hiệu quản lý nguồn nước

Sông Vu Gia là một nhánh sông quan trọng của hệ thống sông Thu Bồn, đây là nơi lưu trữ nguồn tài nguyên thiên nhiên dồi dào, cấp nước cho các hoạt động công nghiệp, nông nghiệp và sinh hoạt trên địa bàn huyện Đại Lộc, tỉnh Quảng Nam bởi Đại Lộc là huyện gần như nằm trọn trong lưu vực sông Vu Gia Tuy nhiên, do tiếp nhận nước thải công nghiệp, nước thải sinh hoạt cũng như chất thải từ các hoạt động dọc hai bờ sông cùng với sự phát triển kinh tế xã hội của huyện Đại Lộc, hầu hết trong một điều kiện nghèo, đông dân, công nghệ lạc hậu cùng với sự thiếu ý thức của con người đã làm suy giảm nghiêm trọng chất lượng nước, ảnh hưởng tới cảnh quan lưu vực

Trên cơ sở đó, đề tài " Đánh giá chất lượng nước sông Vu Gia đoạn chảy qua

huyện Đại Lộc, tỉnh Quảng Nam theo chỉ số WQI" được lựa chọn với mục đích đánh

giá tổng quan chất lượng nước sông Vu Gia dựa trên phương pháp mới, có nhiều ưu điểm phục vụ công tác quản lý môi trường và đề xuất các biện pháp quản lý môi trường nước trên địa bàn huyện Đại Lộc, tỉnh Quảng Nam

2 Mục tiêu của đề tài

- Đánh giá chất lượng nước theo phương pháp tính chỉ số chất lượng nước (WQI)

- Tìm hiểu các nguyên nhân gây ô nhiễm chất lượng nước để từ đó đề xuất các giải pháp quản lý môi trường nước lưu vực sông Vu Gia đoạn chảy qua địa bàn huyện Đại Lộc, tỉnh Quảng Nam phù hợp

3 Nhiệm vụ nghiên cứu

- Thu thập thông tin, số liệu quan trắc để phân tích diễn biến chất lượng nước ở lưu vực sông Vu Gia đoạn chảy qua địa bàn huyện Đại Lộc, tỉnh Quảng Nam bằng phương pháp tính chỉ số chất lượng nước (WQI)

- Khảo sát thực tế, phỏng vấn trực tiếp cộng đồng và cán bộ địa phương để xác định các nguyên nhân gây ô nhiễm nguồn nước sông

- Đề xuất một số giải pháp giảm thiểu ô nhiễm

4 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

4.1 Đối tượng nghiên cứu

- Chất lượng nước lưu vực sông Vu Gia

- Tổng cục môi trường (6.2011), Phương pháp tính toán chỉ số chất lượng nước (WQI) áp dụng cho các lưu vực sông Việt Nam, Hà Nội Thông qua phương pháp tính toán chỉ số chất lượng nước của các lưu vực sông ở Việt Nam mà người ta phản ánh hiện trạng và diễn biến của chất lượng môi trường, đảm bảo tính phòng ngừa của công tác bảo

vệ môi trường, cung cấp thông tin cho những người những người quản lý, các nhà hoạch định chính sách cân nhắc về các vấn đề môi trường và phát triển kinh tế xã hội để đảm bảo phát triển bền vững và thông tin cho cộng đồng về chất lượng môi trường, nâng cao nhận thức bảo vệ môi trường cho cộng đồng

- Nghiên cứu hiện trạng chất lượng nước sông Công đoạn từ hạ lưu hồ Núi Cốc đến

điểm hợp lưu sông Cầu và đề xuất giải pháp bảo vệ của Phạm Thị Thanh Thúy, nhằm

khảo sát chất lượng nước sông Công nhất là đoạn sau điểm hợp lưu với suối tiếp nhận nước thải bãi rác Nam Sơn thường xuyên có hoạt động khai thác cát sỏi, giao thông thuỷ dẫn đến hàm lượng TSS trong nước sông tăng cao Từ năm 2010-2011 diễn biến chất lượng nước sông Công đang có xu hướng tốt dần lên do có sự kiểm soát chặt chẽ chất lượng các nguồn thải từ các hoạt động sản xuất, khai thác khoáng sản và các hoạt động

dân sinh khác trước khi đổ thải xuống sông Kết quả nghiên cứu đã xác định được nguồn

ô nhiễm đến chất lượng nước sông và đề xuất các biện pháp thiết thực nhằm sử dụng hợp

lí nguồn nước và bảo vệ nguồn nước phục vụ cho đời sống và sản xuất của người dân sinh sống quanh lưu vực

- Nhằm mục đích điều tra khảo sát chất lượng nước mặt hệ thống sông Đồng Nai – Sài Gòn, từ năm 1999 đến năm 2003, Phân Viện Khảo sát Quy hoạch Thủy lợi Nam Bộ được

Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn giao cho nhiệm vụ thực hiện dự án Điều tra cơ bản

thủy lợi “ Giám sát chất lượng nước hạ lưu sông Đồng Nai – Sài Gòn” nhằm giám sát,

đánh giá diễn biến nguồn nước mặt vùng hạ lưu hệ thống sông Đồng Nai và sông Sài Gòn do ảnh hưởng của các hoạt động phát triển kinh tế và xã hội trong lưu vực sông Kết quả nghiên cứu đã đánh giá các nguồn nhiễm bẩn hiện tại và tiềm tàng nhằm đề xuất các phương hướng sử dụng và bảo vệ nguồn nước trong các phương án quy hoạch thủy lợi giúp công tác quản lý hiệu quả

6 Phương pháp nghiên cứu

6.1 Phương pháp nghiên cứu, tổng hợp tài liệu

Là phương pháp thu thập toàn bộ tài liệu, thông tin có liên quan đến đề tài như điều kiện tự nhiên, điều kiện kinh tế xã hội và các vấn đề liên quan đến chất lượng nước trên lưu vực sông Vu Gia Sau đó tác giả chọn lọc, tổng hợp những tài liệu quan trọng và đánh giá chúng

6.2 Phương pháp hồi cứu số liệu

Để tiến hành nghiên cứu đề tài tác giả đã hồi cứu số liệu từ sở Tài Nguyên Môi Trường tỉnh Quảng Nam về chất lượng nước sông Vu Gia trên 2 trạm là trạm gần thị trấn Ái Nghĩa và trạm gần cầu Nông Sơn từ năm 2010 đến năm 2013 và tiến hành phân tích

6.3 Phương pháp điều tra, khảo sát thực địa

Điều tra, khảo sát thực địa là phương pháp tốt nhất để kiểm chứng độ chính xác của các tài liệu, số liệu thu thập được Đồng thời phương pháp này giúp thu thập các thông tin

bổ sung cần thiết cho đề tài mà phương pháp thu thập chưa đạt yêu cầu

Trong quá trình thực hiện đề tài tôi đã đi khảo sát về hiện trạng chất lượng nước sông

Vu Gia và những vấn đề khác có liên quan

6.4 Phương pháp tính toán đánh giá chỉ số chất lượng nước (WQI)

Là phương pháp quan trọng nhất của đề tài này, từ việc phân tích đến việc đánh giá chỉ số chất lượng nước nhằm phát hiện kiểm tra chất lượng nước của sông Vu Gia từ đó

có những phát hiện những vấn đề liên quan đến chất lượng nguồn nước để có những biện pháp cụ thể nhằm ngăn chặn tình trạng ô nhiễm nguồn nước

6.5 Phương pháp bản đồ, biểu đồ

Đây là phương pháp quan trọng và không thể thiếu của công tác nghiên cứu địa lý Bản

đồ sẽ được sử dụng trong suốt quá trình thực hiện đề tài Bản đồ không chỉ có tác dụng cụ thể hóa các vấn đề nghiên cứu mà còn có tác dụng thúc đẩy cho công tác nghiên cứu địa

lý tiến triển tốt hơn

B PHẦN NỘI DUNG

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU

1.1.Khái niệm chất lượng nước và vai trò của nước mặt đối với đời sống và sản xuất của con người

1.1.1.Khái niệm chỉ số chất lượng nước(WQI)

Là một chỉ số được tính toán từ các thông số quan trắc chất lượng nước, dùng để mô tả định lượng về chất lượng nước và khả năng sử dụng của nguồn nước đó; được biểu diễn

qua một thang điểm

1.1.2.Vai trò của nước mặt đối với đời sống và sản xuất của con người

+ Cung cấp nước

Sông ngòi nước ta có lượng dòng chảy rất phong phú có thể cung cấp nguồn thủy lợi dồi dào, đặc biệt là nguồn nước Theo Nguyễn Viết Phổ (1983) việc sử dụng nước sẽ được xác định như sau : cấp nước uống, cấp nước sinh hoạt, nước cho công nghiệp thực phẩm, nghỉ ngơi, thể dục thể thao, chăn nuôi thủy sản,tưới ruộng nhiên liệu cho điện và công nghiệp Tổng lượng nước sông ngòi của nước ta rất phong phú, theo Trần Thanh Xuân (1986) là khoảng 839.10m3/năm,trong đó theo Phan Quang Hạnh (1986) nguồn nước được cung cấp tại chỗ của Việt Nam là 316.10m3/năm tương ứng với lớp dòng chảy là 953mm/năm

Như vậy có thể thấy rằng Việt Nam là cường quốc về nước mặt và đứng thứ 11 trên thế giới về nguồn tài nguyên này Tuy nhiên mức độ sử dụng của nước ta còn thấp, cũng theo Trần Thanh Xuân (1986) nước ta mới chỉ sử dụng 5-6% lượng nước Về mặt này có thể khẳng định qua việc xưa kia sông Hồng đã tạo nên một nền văn minh lúa nước của dân tộc Lạc Việt và trong tương lai nhất định sông Hồng và sông Cửu Long cùng những con sông khác sẽ tạo điều kiện để phát triển nền nông nghiệp đất nước

+ Cung cấp thủy năng

Do lượng nước phong phú và địa hình núi non của nước ta nên nguồn thủy năng của sông ngòi nước ta cũng rất lớn Theo kết quả tính toán sơ bộ, công xuất thiết kế có thể lên tới 31.106

kw với tổng lượng điện năng là khoảng 270.106 kwh/năm Chiếm khoảng 2,32% của Châu Á và 0,8% trên toàn thế giới Tuy nhiên tỷ trọng thủy năng lại lớn , trung bình là 92,2 kw/km2, gấp 3,2 lần của Châu Á và 3,5 lần của thế giới (Nguyễn Ngọc Sinh, 1976) Với trữ năng kỹ thuật công suất lắp máy cũng đạt tới 20.106kw và điện lượng trung bình hằng năm đạt tới 80.106 kwh/năm, tức là chiếm tới 29,5 % tổng thủy năng Đặc biệt với điều kiện kỹ thuật cao, điện năng sản xuất có thể tăng lên tới 50% Ngoài ra nguồn thủy lợi được phân bố khá đồng đều trong cả nước

Hiện nay, trên nước ta xuất hiện nhiều công trình thủy điện lớn như Hòa Bình trên sông Đà với công suất là 1,9.109

kw, Trị An trên sông Đồng Nai với công suất là 0,32.109 kw và nhiều công trình khác như Thác Bà trên sông Chảy, Cẩm Sơn trên sông

Đà và một số công trình đang xây dựng và sẽ đưa vào sử dụng trong thời gian sớm nhất + Giao thông đường thủy

Giao thông đường sông rất thuận lợi, ở nước ta mạng lưới sông ngòi có mật độ dày đặc, lại có nguồn nước phong phú nên đường sông cũng là một ngành giao thông quan trọng Tổng số chiều dài các sông suối có thể đi lại được vào khoảng 42.000km và riêng miền Bắc đã là 24.000km theo Nguyễn Ngọc Sinh (1976) trong đó khoảng 6.800-7.000km đã được sử dụng thuận tiện cho thuyền bè vận tải cỡ 10 tấn trở lên

Nhân dân ta từ xưa đến nay sử dụng khá thành công nguồn thủy lợi này trong vận tải, đồng bằng Bắc Bộ, miền Bắc Trung Bộ với các cửa sông lớn và nhất là hệ thống kênh rạch đồng bằng Nam Trung Bộ khoảng 4400km cùng với các cửa sông lớn đã trở thành mạch máu giao thông quan trongj của nước ta

Giờ đây, với các hồ nhận tạo ngành giao thông đường sông sẽ phát huy xứng đáng vai trò của mình trong nền kinh tế quốc dân Đó là đóng vai trò điều tiết nước, cung cấp nước vào mùa khô, thoát nước vào mùa mưa, hơn nữa đây cũng sẽ là những hồ điều hòa sinh thái cho khu vực đông dân

Nghề đánh bắt cá trên sông và nuôi trồng thủy sản cũng đã góp phần đáng kể vào sản lượng khai thác thủy sản Không những trữ lượng cá lớn mà số lượng loài cũng phong phú với các loại cá ngon như cá Trôi, cá Trắm và đặc biệt là các loại cá hiếm như cá Vũ trên sông Đà, cá Trầm Hương trên sông Quế Xuân ở Cao Bằng

Các dòng chảy liên kết với nhau làm phong phú thêm nguồn cung cấp thực phẩm Mặt khác do nước sông có hàm lượng các ion và muối khoáng cao nên đây là nơi thuận lợi cho việc nuôi trồng thủy sản như nuôi cá nước chảy trong sông ở Cửu Long Đặc biệt sông ngòi còn là nơi cho cá biển vào đẻ trứng và phát triển nòi giống như cá Mòi Cờ rồi

cá cháy đã lần lượt từ vịnh Bắc Bộ đi sâu vào các sông trong mùa sinh sản

1.2 Nguyên nhân gây ô nhiễm nguồn nước

1.2.1 Do hoạt động kinh tế - xã hội

Những nguyên nhân gây nên ô nhiễm nguồn nước chúng ta có thể kể đến đầu tiên chính là do các hoạt động kinh tế - xã hội của con người đã thải quá nhiều các loại chất thải vào môi trường nước

+ Ô nhiễm nguồn nước do sản xuất nông nghiệp

Trong trồng trọt, ngoài lúa nước, chúng ta có những vùng chuyên canh các loại cây đặc thù như: nho, dưa hấu, hành, tỏi, ớt… thường xuyên phải sử dụng phân bón hóa chất vi lượng và thuốc bảo vệ thực vật ở mức cao Về chăn nuôi, hệ thống các trang trại bò, dê, cừu… rất phát triển nhưng phương pháp chăn thả lại tự do, thiếu quy hoạch Do đó, khả năng gây ô nhiễm nguồn nước từ các hóa chất có trong phân bón, thuốc bảo vệ thực vật,

từ chất thải trang trại chăn nuôi đều rất cao

Nhu cầu xã hội ngày càng phát triển cao đòi hỏi con người ngày càng sử dụng nhiều biện pháp khác nhau để tăng năng suất sản lượng sản phẩm Những hoạt động nhằm mục đích kinh tế của con người là nguyên nhân cơ bản làm ô nhiễm môi trường Việc sử dụng hóa chất trong nông nghiệp nhiều và không hợp lý đã làm cho môi trường ngày càng xấu

đi

Ở nước ta, hàng năm sản xuất hàng triệu tấn phân lân từ các nhà máy lớn (Supephotphat Lâm Thao, Long Thành, Đồng Nai, Văn Điển và Ninh Bình) Dự báo đến năm 2015, lượng phân bón sử dụng ở nước ta sẽ trên 3,5 triệu tấn

Trong nguyên liệu sản xuất phân lân có chứa 3% Flo Khoảng 50 - 60% lượng Flo này nằm lại trong phân bón Khi bón nhiều phân lân sẽ làm tăng hàm lượng Flo trong đất và

sẽ làm ô nhiễm đất khi hàm lượng của nó đạt tới 10 mg/1kg đất

Trong các chất thải của nhà máy sản xuất phân lân có chứa 96,9% các chất gây ô nhiễm

mà chủ yếu là Flo Flo trong đất sẽ được tích lũy bởi thực vật, Flo gây độc cho người và gia súc, kìm hãm hoạt động của một số enzyme, ngăn quá trình quang hợp và tổng hợp protein ở thực vật

Khi bón đạm cho cây trồng, cây chỉ sử dụng được 40 - 60%, phần còn lại nằm trong đất và gây ô nhiễm đất Các nhà nghiên cứu về dinh dưỡng cây trồng thường nói đến ảnh hưởng xấu của hàm lượng nitrat quá cao trong nông sản có thể gây ung thư

Việc bón thúc đạm sẽ làm cho hàm lượng nitrat tích lũy trên mặt đất và làm giảm chất lượng nước Khi bón đạm cho cây trồng từ phân khoáng và phân hữu cơ thì sẽ có một lượng khí thải đưa vào không khí Trước hết là khí NH3 làm ô nhiễm môi trường không khí, ngoài ra còn khí NO2 làm ảnh hưởng đến tầng ôzôn, thường số lượng khí N2O sản sinh ra từ phân bón là 15%

Khi trong sản phẩm có chứa nhiều đạm, nhất là không cân đối thì đạm sẽ chuyển từ

NH4- sang NO2- Đặc biệt hàm lượng NO

tồn dư trong các loại rau rất cao, nguyên nhân

là do sử dụng không hợp lý liều lượng và tỷ lệ phân đạm vô cơ và hữu cơ bón cho cây, phương thức bón không đúng do chạy theo lợi nhuận, bón thúc trễ, sát với thời điểm thu hoạch, sử dụng nguồn nước tưới có hàm lượng NO3- rửa trôi cao

Ngoài ra, hiện tượng thừa đạm sẽ làm cho bộ phận của cây, nhất là các cơ quan sinh trưởng sẽ phát triển mạnh, tạo thêm nguồn thức ăn cho nhiều loài vi sinh vật gây hại Đạm thừa làm cho vỏ tế bào cây trở nên mỏng, tạo điều kiện dễ dàng cho một số loài vi sinh vật gây bệnh xâm nhập, kích thích một số loài vi sinh vật trong đất xâm nhập vào rễ

và gây hại cho cây Sâu bệnh xuất hiện nhiều làm số lần phun thuốc tăng theo cũng làm ô nhiễm môi trường

Các loại phân hóa học do nguồn nguyên liệu và quá trình sản xuất có khi chứa các loại kim loại nặng, các kim loại này được cây trồng hấp thụ và tích lũy trong sản phẩm Người và gia súc dùng sản phẩm chứa các kim loại này lâu ngày sẽ bị nhiễm độc

Phân vô cơ có nhiều tác dụng, đó là yếu tố thật cần thiết cho thâm canh tăng năng suất, thiếu phân vô cơ sẽ không thể cho năng suất cây trồng cao Tuy nhiên, điều quan trọng là phải sử dụng đúng kỹ thuật vì hầu hết các trường hợp gây ra hậu quả không tốt do phân bón là do sử dụng không đúng kỹ thuật

Trong phân chuồng, phân bắc chưa hoai mục có chứa nhiều mầm bệnh cho người và gia súc và còn có thể gây hại cho rễ cây vì thế bón phân chuồng khi chưa hoai mục sẽ phản tác dụng

+ Ô nhiễm nguồn nước do các hoạt động sản xuất công nghiệp

Các nhà máy giấy thải ra nước có chứa nhiều glucid dễ dậy men Một nhà máy trung bình làm nhiễm bẩn nước tương đươngvới một thành phố 500.000 dân

Các nhà máy chế biến thực phẩm, sản xuất đồ hộp, thuộc da, lò mổ, đều có nước thải chứa protein Khi được thải ra dòng chảy, protein nhanh chóng bị phân hủy cho ra acid amin, acid béo, acid thơm, H2S, nhiều chất chứa S và P, có tính độc và mùi khó chịu Ước tính khoảng 1 tỷ tấn dầu được chở bằng đường biển mỗi năm Một phần của khối lượng này, khoảng 0,1 - 0,3% được ném ra biển một cách tương đối hợp pháp: đó là sự rửa các tàu dầu bằng nước biển Các tai nạn đắm tàu chở dầu là tương đối thường xuyên

Ðã có 129 tai nạn tàu dầu từ 1973 - 1975, làm ô nhiễm biển bởi 340.000 tấn dầu (Ramade, 1989)

Ước tính có khoảng 3.6 triệu tấn dầu thô thải ra biển hàng năm (Baker,1983) Một tấn dầu loang rộng 12 km2 trên mặt biển, do đó biển luôn luôn có một lớp mỏng dầu trên mặt (Furon,1962)

Các vực nước ở đất liền cũng bị nhiễm bẩn bởi hydrocarbon Sự thải của các nhà máy lọc dầu, hay sự thải dầu nhớt xe tàu, hoặc là do vô ý làm rơi vãi xăng dầu Tốc độ thấm của xăng dầu lớn gấp 7 lần của nước, sẽ làm các lớp nước ngầm bị nhiễm Khoảng 1,6 triệu tấn hydrocarbon do các con sông của các quốc gia kỹ nghệ hóa thải ra vùng bờ biển + Ô nhiễm nguồn nước do chất thải trong sinh hoạt

Bột giặt tổng hợp phổ biến từ năm 1950 Chúng là các chất hữu cơ có cực (polar) và không có cực (non-polar) Có 3 loại bột giặt: anionic, cationic và non-ionic Bột giặt anionic được sử dụng nhiều nhất, nó có chứa TBS (tetrazopylène benzen sulfonate), không bị phân hủy sinh học

Xà bông là tên gọi chung của muối kim loại với acid béo Ngoài các xà bông Natri và Kali tan được trong nước, thường dùng trong sinh hoạt, còn các xà bông không tan thì chứa calci, sắt, nhôm sử dụng trong kỹ thuật (các chất bôi trơn, sơn, verni)

1.2.2 Do tác động của tự nhiên

Ô nhiễm do tự nhiên là do sự bào mòn hay sự sụt lở núi đồi, đất ven bờ sông làm dòng nuớc cuốn theo các chất cơ học như bùn, đất, cát, chất mùn… hoặc do sự phun trào của núi lửa làm bụi khói bốc lên cao theo nước mua rơi xuống đất, hoặc do triều cường nước biển dâng cao vào sâu gây ô nhiễm các dòng sông, hoặc sự hòa tan nhiều chất muối khoáng có nồng độ quá cao, trong đó có chất gây ung thư như Arsen, Fluor và các chất kim loại nặng…

Điều đáng nói là tự nhiên vốn có sự cân bằng, nước bị ô nhiễm do tự nhiên sẽ được quá trình tuần hoàn và thời gian trả lại nguyên vẹn, tuy nhiên với con người thì khác, đó

là một gánh nặng thêm với tự nhiên, khi dân số tăng quá nhanh và việc sử dụng nước sạch không hợp lý, không giữ vệ sinh môi trường sẽ phá vỡ cấu trúc tự nhiên vốn có

1.3 Tổng quan về chỉ số chất lượng nước

1.3.1 Tình hình nghiên cứu chỉ số chất lượng nước trên thế giới

Mô hình WQI được đề xuất và áp dụng đầu tiên ở Mỹ vào những năm 1965 - 1970 và đang được áp dụng rộng rãi ở nhiều bang Từ những năm 70 đến nay, trên thế giới đã có hàng trăm công trình nghiên cứu phát triển và áp dụng mô hình WQI cho quốc gia hay địa phương mình theo một trong 3 hướng:

(i) Áp dụng một mô hình WQI có sẵn của nước ngoài vào quốc gia/địa phương mình (ii) Áp dụng có cải tiến một mô hình WQI có sẵn vào quốc gia/địa phương mình

(iii) Nghiên cứu phát triển một mô hình WQI mới cho quốc gia/địa phương mình

1.3.1.1 Chỉ số chất lượng nước của Canada

Phương pháp do Cơ quan Bảo vệ môi trường Canada (The Canadian Council of Ministers of the Environment- CCME, 2001) xây dựng

Trên thế giới hiện nay có nhiều dạng WQI đang được sử dụng, trong đó đáng chú ý là WQI của Canada (The Canadian Council of Ministers of the Environment- CCME, 2001) WQI-CCME được xây dựng dựa trên rất nhiều số liệu khác nhau sử dụng một quy trình thống kê với tối thiểu 4 thông số và 3 hệ số chính (F1-phạm vi, F2-tần suất và F3-biên độ của các kết quả không đáp ứng được các mục tiêu CLN- giới hạn chuẩn) WQI-CCME là một công thức rất định lượng và việc sử dụng hết sức thuận tiện với các thông

số cùng các giá trị chuẩn (mục tiêu CLN) của chúng có thể dễ dàng đưa vào WQI-CCME

để tính toán tự động Tuy nhiên, trong WQI-CCME, vai trò của các thông số CLN trong WQI được coi như nhau, mặc dù trong thực tế các thành phần CLN có vai trò khác nhau đối với nguồn nước ví dụ như thành phần chất rắn lơ lửng không có ý nghĩa quan trọng đối với CLN nguồn nước như thành phần oxy hòa tan

1.3.1.2 Chỉ số chất lượng nước của Mỹ

WQI của Quỹ Vệ sinh Quốc gia Mỹ (National Sanitation Foundation-NSF) là một trong các bộ chỉ số chất lượng nước được dùng phổ biến WQI-NSF được xây dựng bằng cách sử dụng kỹ thuật Delphi của tập đoàn Rand, thu nhận và tổng hợp ý kiến của một số đông các chuyên gia khắp nước Mỹ để lựa chọn các thông số CLN quyết định sau đó xác lập phần trọng lượng đóng góp của từng thông số (vai trò quan trọng của thông số - wi)

và tiến hành xây dựng các đồ thị chuyển đổi từ các giá trị đo được của thông số sang chỉ

số phụ (qi) WQI-NSF được xây dựng rất khoa học dựa trên ý kiến số đông các nhà khoa học về chất lượng nước, có tính đến vai trò (trọng số) của các thông số tham gia trong WQI và so sánh các kết quả với giá trị chuẩn (mục tiêu CLN) qua giản đồ tính chỉ số phụ (qi) Tuy nhiên các giá trị trọng số (wi) hoặc giản đồ tính chỉ số phụ (qi) trong WQI-NSF chỉ thích hợp với điều kiện chất lượng nước của Mỹ

1.3.1.3 Chỉ số chất lượng nước của Malaysia

Các quốc gia Malaysia, Ấn Độ phát triển từ WQI – NSF, nhưng mỗi quốc gia có thể xây dựng nhiều loại WQI cho từng mục đích sử dụng

1.3.1.4 Chỉ số chất lượng nước áp dụng tại một số quốc gia Châu Âu

(Universal Water Quality Index)

Các quốc gia ở châu Âu chủ yếu được xây dựng phát triển từ WQI – NSF (của Hoa Kỳ), tuy nhiên mỗi Quốc gia – địa phương lựa chọn các thông số và phương pháp tính chỉ số phụ riêng

1.3.1.5 Chỉ số WQI của Ủy ban sông Mekong

Các thông số được sử dụng để tính toán WQI bao gồm: DO, Amoni NH4+, COD và Tổng P

WQI của mỗi trạm quan trắc được tính toán theo công thức sau:

n: số mẫu trong 1 năm

M: Số điểm tối đa có thể đạt được của các mẫu trong 1 năm

Bảng 1.1 Mức hướng dẫn của các thông số

Sau khi tính toán WQI, mức độ ảnh hưởng đến con người dựa vào điểm số

WQI được phân loại theo các mức như sau:

Bảng 1.2 Phân loại mức độ ảnh hưởng dựa vào điểm số WQI

Phân loại Điểm số

C: Có ảnh hưởng 7-8.5 D: Ảnh hưởng nghiêm trọng <7

Thông thường một chỉ số môi trường được xây dựng qua các bước sau:

Bước 1: Lựa chọn thông số

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

Bước 3: Xác định trọng số

Bước 4: Tính toán chỉ số cuối cùng

1.3.2.2 Tình hình nghiên cứu và áp dụng chỉ số chất lượng tại Việt Nam

a Nghiên cứu chỉ số WQI của Tôn Thất Lãng

PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN CHỈ SỐ CHẤT LƯỢNG NƯỚC (WQI)

*Lựa chọn thông số: phương pháp Delphi

Các thông số được lựa chọn để tính WQI cho sông Đồng Nai:

* Tính toán chỉ số phụ: phương pháp delphi và phương pháp đường cong tỉ lệ

Từ điểm số trung bình do các chuyên gia cho ứng với từng khoảng nồng độ thực tế, đối với mỗi thông số chất lượng nước chúng tôi xây dựng một đồ thị và hàm số tương quan giữa nồng độ và chỉ số phụ Dựa vào phương pháp thử với sự trợ giúp của phần mềm xử

lý bảng tính Excel, các hàm chất lượng nước được biểu thị bằng các phương trình sau:

- Hàm chất lượng nước với thông số BOD5 y = - 0,0006x2 - 0,1491x + 9,8255

- Hàm chất lượng nước với thông số DO y = 0,0047x2 + 1,20276x - 0,0058

- Hàm chất lượng nước với thông số TSS y = 0,0003x2 - 0,1304x + 11,459

- Hàm chất lượng nước với thông số pH y = 0,0862x4 - 2,4623x3 + 24,756x2 – 102,23x + 150,23

trọng số của các thông số chất lượng nước để xây dựng chỉ số phụ và hàm chất lượng nước

Kết quả có 6 thông số chất lượng nước được lựa chọn là những thông số chất lượng nước quan trọng với các trọng số được trình bày trong bảng sau:

Bảng 1.3 Những thông số chất lượng nước quan trọng với các trọng số

Thông số Trọng số tạm thời Trọng số cuối cùng

2 Lam 7<WQI≤9 Ô nhiễm rất nhẹ Nuôi trồng thủy hải sản, nông

nghiệp, mục đích giải trí, giao thông thủy (GTT)

3 Lục 5<WQI≤7 Ô nhiễm nhẹ Giải trí ngoại trừ các môn thể

thao tiếp xúc trực tiếp, phù hợp với một số loại cá

4 Vàng 3<WQI≤5 Ô nhiễm trung

6 Đỏ WQI≤1 Ô nhiễm rất nặng Chỉ sử dụng với GTT

b Chỉ số WQI của Lê Trình

Đề tài “Nghiên cứu phân vùng chất lượng nước theo các chỉ số chất lượng nước(WQI)

và đánh giá khả năng sử dụng các nguồn nước sông, kênh rạch ở vùng thành phố Hồ Chí Minh” do Lê trình làm chủ nhiệm là một trong những công trình nghiên cứu đầu tiên ở Việt Nam về phân vùng chất lượng nước theo WQI

- Phương pháp lập và tính toán WQI

Có nhiều phương pháp xây dựng công thức và tính toán WQI Trong đề tài

nghiên cứu này 4 mô hình WQI đã được nghiên cứu, tính toán dựa theo 2 mô hình

WQI cơ bản của Hoa Kỳ và Ấn Độ

Mô hình cơ bản của Quỹ Vệ sinh Quốc gia Hoa Kỳ (NSF-WQI)

NSF-WQI được tính theo một trong 2 công thức: công thức dạng tổng (ký kiệu là

WA-WQI) và công thức dạng tích (ký kiệu là WM-WQI):

WA-WQI =∑ w i q i và WM-WQI = π q i

Phần trọng lượng đóng góp (wi) của 9 thông số lựa chọn như sau:

DO = 0,17; F.coli = 0,15; pH = 0,12; BOD5 = 0,10; NO3: 0,1 0; PO4: 0,10; biến

thiên nhiệt độ (ΔT = độ lệch nhiệt độ nước giữa 2 điểm quan trắc gần nhau) = 0,10; độ

đục = 0,08; tổng chất rắn (TS) = 0,08

Chỉ số phụ qi được xác định dựa vào các đồ thị qi = f(xi)

Theo mô hình này, giá trị WQI xác định được nằm trong khoảng 0 đến 100: WQI = 0 ứng với mức CLN xấu nhất, WQI = 100 ứng với mức CLN tốt nhất

c Chỉ số WQI do Tổng cục Môi trường - Bộ Tài Nguyên và Môi trường đề nghị (Quyết định số 879/QĐ-TCMT)

* WQI thông số (WQISI ) được tính toán cho các thông số BOD 5 , COD, N-NH 4 , P-PO 4 , TSS, độ đục, Tổng Coliform theo công thức như sau:

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

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

- Tính giá trị DO bão hòa:

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

- Tính giá trị DO % bão hòa:

DO%bão hòa= DOhòa tan / DObão hòa*100

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

Bước 2: Tính giá trị WQIDO:

(công thức 2)

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 1.6

Bảng 1.6 Bảng quy định các giá trị BPi và qi đối với DO% bão hòa

BP i ≤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 1.6

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 1.6

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

* Tính giá trị WQI đối với thông số pH

Bảng 1.7 Bảng quy định các giá trị BPi và qi đối với thông số pH

BP i ≤5.5 5.5 6 8.5 9 ≥9

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 1.7

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 1.7

Nếu giá trị pH≥9 thì WQIpH bằng 1

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

Ghi chú: Giá trị WQI sau khi tính toán sẽ được làm tròn thành số nguyên

* So sánh chỉ số chất lượng nước đã được tính toán với bảng đánh giá

Sau khi tính toán được WQI, sử dụng bảng xác định giá trị WQI tương ứng với mức đánh giá chất lượng nước để so sánh, đánh giá, cụ thể như sau:

Bảng 1.8 Phân loại chất lượng nước theo chỉ số chất lượng nước WQI

Giá trị WQI Mức đánh giá chất lượng nước Màu

91 – 100 Sử dụng tốt cho mục đích cấp nước sinh hoạt Xanh nước biển

76 – 90 Sử dụng cho mục đích cấp nước sinh hoạt

nhưng cần các biện pháp xử lý phù hợp Xanh lá cây

51 – 75 Sử dụng cho mục đích tưới tiêu và các mục

đích tương đương khác Vàng

26 – 50 Sử dụng cho giao thông thủy và các mục đích

tương đương khác Da cam

0 – 25 Nước ô nhiễm nặng, cần các biện pháp xử lý Đỏ

trong tương lai

1.4 Một số lý luận chung về nước sông

a Thành phần hóa học của nước sông

Theo O.A.Alekin có thể chia tất cả các nước tự nhiên trong đó có nước sông, theo anion chủ yếu thành 3 loại : nước hidro cacbon và cacbonat có anion chiếm ưu thế là anion HCO3 và anion CO3, nước sunfat có anion chủ yếu là SO4 và nước Clo có thành phần chủ yếu là anion Cl Mỗi một loại lại được phân chia theo cation chiếm ưu thế thành

ba nhóm : canxi, natri, magie Phần lớn các con sông trên Trái Đất thuộc loại hidro cacbonat

Theo mức độ khoáng hóa, O.A.Alekin phân chia nước thành 4 mức : khoáng hóa nhỏ (dưới 200mg/l), khoáng hóa trung bình (200-500mg/l) , khoáng hóa tăng cao (500-1000mg/l) và khoáng hóa cao ( >1000mg/l) Độ khoáng hóa cảu nước sông đại bộ phận trung bình và nhỏ

Các nguồn nuôi dưỡng đóng vai trò lớn trong sự hình thành thành phần hóa học của nước sông Nuôi dưỡng do nước ngầm thường gây ra sự tăng độ khoáng hóa của nước sông Nuôi dưỡng do nước tuyết và mưa thường làm giảm độ khoáng hóa Nước tuyết và mưa chảy trên đất dễ rửa trôi một lượng muối dễ hòa tan hơn so với các loại đất mà nước ngầm tiếp xúc Chính vì thế khi sự nuôi dưỡng bởi nước tuyết và nước mưa là chủ yếu thì các anion HCO3-, Ca2+, Mg2+ chiếm ưu thế trong thành phần của nước sông

Khi sông chuyển sang nuôi dưỡng bằng nước ngầm sẽ xãy ra sự tăng tương đối các ion muối dễ hòa tan SO4-

và Cl- Sự thay đổi độ khoáng hóa và thành phần ion của nước sông tùy thuộc vào quan hệ khác nhau của các nguồn nuôi dưỡng được xác định ở mức độ đáng kể bởi đặc điểm đất đá lưu vực của chúng Theo mức chuyển đổi từ đới thừa ẩm tới đới không đủ ẩm, từ các vùng phân bố của đất đen, đất xám và đất màu hạt dẻ, độ khoáng hóa của nước mưa và nước tuyết chảy trên các loại đất này tăng dần Do vậy, độ khoáng hóa của nước sông cũng tăng lên, trong đó chủ yếu do các ion SO4-

và Cl- Các sông thu nước từ các bồn thu nước bị lầy hóa được phân biệt bởi độ khoáng hóa thấp Nước các con sông này chứa một lượng lớn chất mùn làm cho nước có màu nâu vàng

Trong vòng một năm, thành phần hóa học của nước sông có thể thay đổi tùy thuộc vào các điều kiện nuôi dưỡng khác nhau và do ảnh hưởng của các nhân tố khí tượng Trong thời kì nuôi dưỡng mật độ khoáng hóa giảm Ngược lại trong mùa khô, khi chuyển sang nuôi dưỡng bởi nước ngầm độ khoáng hóa lại tăng lên Khi thay đổi mùa, cả độ khoáng hóa của nước sông và cả tương quan giữa các ion đều thay đổi Kết quả là trong các mùa

khác nhau, thành phần hóa học của một vài sông có thể thay đổi từ loại này sang loại không

b Thành phần các chất hòa tan của nước sông

Lượng các chất hòa tan do sông mang qua một mặt cắt ngang nào đấy trong một chu

kì thời gian nào đấy (ngày, tháng, năm) được dòng các chất hòa tan, thường biểu thị bằng tấn trong khoảng thời gian đã cho

Các ion chủ yếu là khối lượng cơ bản của các chất hòa tan Các nguyên tố vi lượng

và chất vi sinh vật chiếm một phần nhỏ trong lượng chất hòa tan của nước sông và được nghiên cứu ít hơn Chính vì thế mà sau này, dòng các chất hòa tan được hiểu là các ion chủ yếu hay dòng ion Dòng ion tổng cộng được xác định bởi độ khoáng hóa của nước sông bởi đại lượng dòng chảy

Dòng ion R1 được tính theo công thức

R1 = A.Q.X

Q : Lưu lượng nước trung bình trong thời gian T (m3/s)

X : Nồng độ ion hay tổng các ion (mg/l)

A : Hệ số đổi đơn vị Khi dòng ion tính bằng t/năm thì A= 31,54 Ngoài trị số tuyệt đối của dòng ion, người ta còn sử dụng đặc trưng tương đối của nó dưới dạng modun dòng các chất hòa tan, thường biểu thi bằng tấn từ một đơn vị diện tịch trong một đơn vị thời gian( t/km2/năm)

Khối lượng các chất hòa tan do sông mang ra biển và các hồ không lưu thông đạt tới kích cỡ rất đáng kể Trong đó phần chủ yếu ( tới 73,7%) mang ra đại dương còn phần mang vào các bể chứa không lưu thông nhỏ hơn nhiều ( 26,3%) Như vậy, rõ ràng là các sông nhiều nước tháo được một lượng chất hòa tan lớn hơn, cũng như chúng có độ khoáng hóa cao hơn

Sự phụ thuộc của dòng các chất hòa tan vào dòng chảy lỏng quyết định đáng kể mức độ phân phối trong các năm của dòng ion Trên các sông Đông Âu Liên Xô, phần cơ bản của chất hòa tan vào thời kì lũ xuân còn trên các con sông có lũ vào thời kì ẩm của năm thì phần cơ bản của chất hòa tan vào mùa hè

c Thành phần vật lí của nước sông

- Ánh sáng

Năng lượng mặt trời khi truyền qua khí quyển đến mặt đất thì năng lượng giảm dần

do sự hấp thụ của khí quyển và vật chất trên bề mặt đất Quá trình quang hợp của thực vật thủy sinh gia tăng khi cường độ bức xạ Mặt Trời gia tăng và sẽ giảm khi cường độ bức xạ Mặt Trời giảm Khả năng xâm nhập củ ánh sáng vào môi trường nước phụ thuộc vào tính lặng của mặt nước và góc tới tia sáng so với bề mặt nước

Quá trình quang hợp của thực vật thủy sinh không thực hiện được khi cường độ ánh sáng thấp hơn 1% Tầng nước nhận được hơn 1% cường độ ánh sáng được gọi là tầng ánh sáng hay tầng quang hợp

-Năng lượng nhiệt

Nguồn nhiệt chính làm cho nước các thủy vực ấm lên là do năng lượng ánh sáng Mặt Trời cung cấp Do đó, nhiệt độ của nước thay đổi theo vị trí địa lí của thủy vực, theo mùa, theo thời tiết và theo ngày đêm Sự thay đổi nhiệt độ của nước trong thủy vực theo ngày đêm gắn liền với cường độ ánh sáng Mặt Trời trong ngày

Thường nhiệt độ thấp nhất vào buổi sáng, cao nhất vào buổi chiều Biên độ dao động nhiệt trong ngày đêm lớn hay nhỏ phụ thuộc vào tính chất thủy vực như thủy vực nhỏ và nông có biên độ dao động nhiệt lớn hơn các thủy vực có thủy vực lớn và sâu Trong thủy vực năng lượng bị mất do nước bốc hơi, phát xạ nhiệt, hấp thụ vào nền đáy hoặc dòng chảy khỏi thủy vực

-Sự phân tầng nhiệt độ

Các thủy vực tự nhiên, đặc biệt là các thủy vực nước tĩnh, sự phân tầng thường xãy ra khi có sự chênh lệch nhiệt giữa tầng mặt và tầng đáy Do tác động của sóng và gió, nhiệt

độ từ mặt nước được truyền xuống sâu 1m đến vài trăm mét thành một tầng nước có nhiệt

độ đồng nhất gọi là tầng mặt Khi nhiệt độ của tầng mặt thay đổi thì lúc này tỷ trọng nước tầng mặt cao sẽ chìm xuống và nước ở tầng dưới nhẹ hơn sẽ nổi gây hiện tượng phá vỡ tầng

-Độ đục, độ trong

Độ đục là khả năng cản những tia Mặt Trời và độ trong của nước là khả năng ánh sáng Mặt Trời xuyên qua được Hai tính chất này của nước tỷ lệ nghịch với nhau và phụ thuộc vào lượng keo khoáng, vật chất hữu cơ lơ lửng, sự phát triển của các vi tảo, sóng gió thủy triều và lượng mưa đổ vòa thủy vực Ở những thủy vực khác nhau nguyên nhân gây độ đục cũng khác nhau

Ở sông, độ đục của nước là do sự có mặt của các chất khoáng không hòa tan như phù

sa, các chất keo có nguồn gốc hữu cơ và vô cơ Do đó độ vẫn đục thay đổi theo mùa rõ rệt Mùa mưa, nước mưa chảy vào sông theo các tạp chất trên mặt đất nên độ đục của sông cao và độ đục giảm dần theo mùa khô

Độ đục và độ trong của nước có ảnh hưởng đến cường độ chiếu sáng của Mặt Trời vào thủy vựt có ảnh hưởng đến cường độ quang hợp của thực vật phù du Độ trong thích hợp đối với các ao nuôi ca là từ 20cm đến 30cm đối với ao nuôi tôm là 30cm đến 40 cm Nguyên nhân gây nên độ đục là do nguồn nước, nước rửa trôi bụi phóng xạ từ không khí, chất lơ lửng nền đáy- tạo ra do chuyển động của dòng nước và cá, thức ăn thừa, chất thải của tôm cá nuôi

- Màu nước

Nước sạch sẽ không có màu, chỉ có lớp nước dày mới có màu xanh lơ Trên thực tế, nước thiên nhiên của các thủy vực thường có màu do sự xuất hiện của hợp chất vô cơ và hữu cơ hòa tan hoặc không hòa tan hay sự phát triển của tảo Trong ao nuôi thủy sản thường có màu xanh nhạt do sự phát triển của tảo lục, loại tảo này thường phát triển trong môi trường nước ngọt hoặc nước lợ, màu xanh đậm do sự phát triển của tảo lam trong môi trường nước lợ, nước ngot và nước mặn, màu vang nâu do sự phát triển của tao silic, màu vàng cam là do đất phèn tiềm tàn bị oxy hóa thành các váng sắt, màu đỏ gạch là do nước có nhiều phù sa do đất bị xóa mòn từ vùng thượng nguồn được dòng nước mang đến vùng hạ lưu, màu nâu đen do nước chứa nhiều vật chất hữu cơ do hàm lượng oxy hòa tan thấp, màu trắng đục do nước chứa nhiều hạt sét

- Mùi

Nước thiên nhiên trong các thủy vực thường có mùi do sự hiện diện của vi khuẩn, hợp chất vô cơ, hữu cơ hòa tan hoặc không hòa tan gây ra Các hợp chất hữu cơ đang

bị phân hủy sẽ hình thành các hợp chất có mùi rất khó chịu

+ Mùi tanh và hôi: có vi khuẩn phát triển

+ Mùi tanh: nước có nhiều sắt

+ Mùi chlorile: do quá trình khử khuẩn

+ Mùi trứng thối: do có nhiều khí H2S

+ Mùi bùn: do tảo lục phát triển mạnh

- Vị

Nước của thiên nhiên có vị là do sự có mặt của một số muối hay khí hòa tan trong nước gây ra Vị của nước phụ thuộc vòa số lượng và thành phần hóa học của các chất chứa trong nước, nhiệt độ của nước và độ nhạy cảm của người thử Có thể phân biệt

4 loại vị cơ bản : mặn, ngọt, đắng, chua

1.5.Chất lượng nước sông

a Độ pH

Nguồn nước có độ pH > 7 thường có nhiều ion nhôm cacbonate và bicacbonate ( do chảy qua nhiều tầng đá) Nguồn nước có độ pH >7 thường có chứa nhiều ion gốc acid Trong môi trường pH thấp ( pH<7) khả năng khử trùng của Cl sẽ mạnh hơn, pH liên quan đến tính ăn mòn thiết bị, dụng cụ chứa nước, ống dẫn nước, làm hỏng men răng Khi pH

>8,5 nếu trong nước có hợp chất trihalomenthane gây ung thư

Theo QCVN về chất lượng nước mặt quy định giới hạn cho phép pH trong nước dùng cho mục đích cấp nước sinh hoạt, bảo tồn thủy sinh và tưới tiêu dao động từ 6-8,5

b Tổng chất rắn lơ lửng (TSS)

Chất rắn trong nước thải bao gồm vô cơ, hữu cơ, ion kim loại, sinh vật Chất rắn hiện diện trong nước bao gồm vật chất hòa tan và không hòa tan Tổng lượng chất rắn lơ lửng (TSS) dược tính bằng cách cân trọng lượng những chất còn lại trên giấy lọc và được sử dụng khi lọc nước phân tích các chất rắn hòa tan TSS biểu thị lượng chất không hòa tan

lơ lửng trong nước được biểu thị là mg/l

Theo QCVN về chất lượng nước mặt quy định giới hạn cho phép TSS trong nước dùng cho mục đích cấp nước sinh hoạt, bảo tồn thủy sản và tưới tiêu là 30mg/l

c Nhu cầu oxy hóa học (COD)

Nhu cầu oxy hóa học (COD) là hàm lượng oxy cần thiết chi quá trình oxy hóa học các chất hữu cơ trong nước thành CO2 và H2O

COD là một thông số quan trọng được sử dụng rộng rãi để đánh giá hàm lượng chất hữu cơ của nước thải và sự ô nhiễm của nước tự nhiên COD càng cao thì mức độ ô nhiễm chất hữu cơ càng nặng nề

Chất hữu cơ trong nước bị oxy hóa càng nhiêù thì lượng oxy hóa cần thiết cho quá trình oxy hóa các chất hưũ cơ tro ng mẫu thành CO2 và H2O càng cao Lượng oxy tương ứng với hàm lượng chất hữu cơ có thể bị oxy hóa và được xác định bằng cách sử dụng chất oxy hóa mạnh như KMnO4, K2Cr2O2 trong môi trường axit

Theo QCVN về chất lượng nước mặt quy định giới hạn cho phép COD trong nước dùng cho cấp nước sinh hoạt, bảo tồn thủy sinh và tưới tiêu là 15mg/l

c Nitrat (NO 3- , -N)

Hàm lượng nitrat (NO

- N) là một trong những thông số quyết định để đánh giá chất lượng nước Trong điều kiện bình thường, hàm lượng NO3- là một trong các loại chất dinh dưỡng cần thiết cho sự sinh trưởng và phát triển của vi sinh vật cũng như thực vật nói chung Tuy nhiên, khi hàm lượng NO3- -N trong nước quá lớn thì sẽ ảnh hường đến chất lượng nước cũng như khả năng sinh trưởng và phát triển của các loại vi sinh vật Mặt khác, trong nước thải sinh hoạt thường chứa một lượng NO3-, N rất lớn và thường vượt giới hạn cho phép

Theo QCVN về chất lượng nước mặt quy định giới hạn cho phép NO

3-, -N trong nước dùng cho cấp nước sinh hoạt, bảo tồn thủy sinh và tưới tiêu là 5mg/l

d Phosphat (PO 4- ,-P)

Phosphat tồn tại trong nước ở dạng H2PO4-, HPO42-, PO43-, các poly phosphat và photpho hữu cơ, photpho có nhiều trong phân gia súc, người, trong chất thải của một số ngành sản xuất phân lân

Theo QCVN về chất lượng nước mặt quy định giới hạn cho phép phosphat trong nước dùng cho cấp nước sinh hoạt, bảo tồn thủy sinh và tưới tiêu là 0,2mg/l

CHƯƠNG 2: ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG NƯỚC SÔNG VU GIA

ĐOẠN CHẢY QUA HUYỆN ĐẠI LỘC, TỈNH QUẢNG NAM THEO CHỈ SỐ WQI

2.1.Tổng quan về lưu vực sông Vu Gia

2.1.1 Điều kiện tự nhiên

Sông Vu Gia bắt nguồn từ dãy Trường Sơn do các nhánh sông Cái, sông Bung, sông Côn hợp lại, lưu vực khoảng 5.500km2

chảy qua huyện Đông Giang, Tây Giang, Nam Giang, Phước Sơn, Đại Lộc, Điện Bàn Sông Vu Gia nối với hệ thống sông Thu Bồn qua sông Quảng Huế Lưu lượng bình quân nhiều năm là 400m3/s; vào mùa khô 40-50 m3/s, mùa lũ đến 27.000m3/s Hiện tại có thể khai thác vận tải đường sông từ ngã ba Ái Nghĩa – Thượng Đức 23km

b/ Đặc điểm địa hình

Địa hình trên lưu vực có sự phân hóa theo từng khu vực Vùng thượng nguồn có địa hình núi cao, dốc với các thung lũng hẹp và nhiều thác ghềnh Đến vùng trung lưu, địa hình thấp dần, lòng sông mở rộng và khi xuống tới hạ lưu địa hình trở nên bằng phẳng, cho phép nước chảy tràn vào các cánh đồng, thôn xóm trong mùa lũ

c/ Đặc điểm khí hậu

Lưu vực có khí hậu nhiệt đới gió mùa Độ ẩm trung bình 84% Nhiệt độ trung bình 25,40C Toàn lưu vực chịu ảnh hưởng của gió mùa Đông Bắc từ tháng X đến tháng III với vận tốc trung bình 6- 10m/s Gió Nam, Đông Nam và gió mùa Tây Nam thổi từ tháng

V đến tháng VIII với vận tốc trung bình 4-6m/s

Mưa có sự phân hóa rõ rệt theo từng khu vực và theo mùa Tổng lượng mưa hàng năm thay đổi từ 2.000 mm ở đồng bằng đến 4.000 mm ở vùng núi Mùa mưa thường kéo dài bốn tháng, từ tháng IX đến hết tháng XII Lượng mưa trong mùa mưa chiếm 65-80%

tổng lượng mưa hàng năm, 40-50% lượng mưa hàng năm vào tháng X và XI Trong khi

đó, mùa khô kéo dài từ tháng I đến tháng VIII với lượng mưa chỉ chiếm có 3-5% tổng lượng mưa cả năm (tập trung từ tháng II đến tháng IV) Tháng V và VI là thời gian mưa lớn thứ hai trong năm, xuất hiện ở phần Tây Bắc lưu vực nên gây ra lũ Tiểu Mãn ở lưu vực sông Bung

Hình 1.1 Bản đồ hành chính huyện Đại Lộc tỉnh Quảng Nam

d/ Đặc điểm thủy văn

*Dòng chảy năm

-Tổng lượng dòng chảy hàng năm bình quân của lưu vực khoảng 20 tỷ m3

- Cũng như phân phối của lượng mưa, dòng chảy trong năm cũng chia thành 2 mùa rõ rệt (mùa lũ và mùa cạn)

Mùa lũ thường bắt đầu từ trung tuần tháng IX và kết thúc vào thượng tuần tháng I năm sau Lượng nước mùa lũ đạt 62,5 - 69,2% lượng nước cả năm, lượng nước mùa cạn đạt 21,8 - 38,5% lượng nước cả năm

- Sự biến động dòng chảy trong năm khá lớn, gây khó khăn cho việc sử dụng khai thác nguồn nước tự nhiên trên sông suối trong lưu vực

Lưu vực Vũ Gia-Thu Bồn có mùa lũ hàng năm từ tháng X đến tháng XII Tuy nhiên, mùa lũ ở đây cũng không ổn định, nhiều năm lũ xảy ra từ tháng IX và cũng nhiều năm sang tháng I của năm sau vẫn có lũ

*Dòng chảy kiệt

Dòng chảy tháng nhỏ nhất trên lu vực Vu Gia-Thu Bồn phần lớn vào tháng IV Những năm ít hoặc không có mưa tiểu mãn vào tháng V, tháng VI thì dòng chảy nhỏ nhất vào tháng VII và tháng VIII

*Chế độ triều

Triều ở vùng biển Quảng Nam và thành phố Đà Nẵng thuộc loại triều yếu, qua số liệu quan trắc tại các trạm thuỷ văn gần cửa sông cho thấy, biên độ triều trung bình khoảng 0,8 - 1,2m, lớn nhất đạt trên 1,5m Ranh giới ảnh hởng triều trên các sông tối đa chỉ khoảng 35 km tính từ cửa sông

2.1.2 Điều kiện kinh tế - xã hội

+ Xã hội

Toàn huyện có 65 trường học, trong đó có 1.038 lớp ở tất cả các bậc học và 1.804 giáo viên Trong những năm qua, giáo dục cơ sở và phổ thông đã đáp ứng kịp thời xu thế phát triển dân sinh-kinh tế trên địa bàn huyện

2.2 Đánh giá hiện trạng và diễn biến chất lượng nước sông Vu Gia đoạn chảy qua huyện Đại Lộc, tỉnh Quảng Nam

Để đánh giá hiện trạng chất lượng nước sông Vu Gia – Thu Bồn đoạn chảy qua huyện Đại Lộc tỉnh Quảng Nam, đề tài tiến hành đi thực tế quan sát chất lượng nước sông Vu Gia trên 2 khu vực chính là khu vực nước sông gần thị trấn Ái Nghĩa và khu vực nước sông gần cầu Nông Sơn

Qua điều tra khảo sát tôi nhận thấy rằng ở dọc sông có một số cống thải trực tiếp từ các

hộ dân, các cơ sở chế biến, khu công nghiệp…Đặc biệt là đoạn sông gần thị trấn Ái Nghĩa, điều này làm ảnh hưởng đến chất lượng nước sông Vu Gia

Theo số liệu thống kê, hiện nay khu vực thượng lưu sông Vu Gia có 06 cụm công nghiệp chủ yếu tập trung tại huyện Đại Lộc như: Đại Nghĩa; khu 5 thị trấn Ái Nghĩa; Đại Hiệp; Đại An (Ái Nghĩa mở rộng); Hòa Trung (xã Đại Quang); Mỹ An (xã Đại Quang); thị trấn Khâm Đức (huyện Phước Sơn) Nước thải của các cụm công nghiệp nêu trên thải

ra hệ thống sông Vu Gia mỗi ngày khá lớn, đến 4.000m3 /ngày-đêm, trong đó có khoảng 887m3 SS, 1275m3 COD, 547m3 BOD, 3.599m3 Phenol và 0.3999m3 chì, vượt tiêu chuẩn cho phép nhiều lần Hầu hết các cụm công nghiệp này chưa có nhà máy xử lý nước thải tập trung, nước thải được đổ trực tiếp ra sông Vu Gia

Nhìn chung, chất lượng nước sông Vu Gia đã vị ô nhiễm ở mức từ trung bình đến nhẹ Chất lượng nước có xu hướng giảm trong những năm gần đây Nguyên nhân chủ yếu là

do nước thải sinh hoạt và nước thải công nghiệp gây ra Hiện nay, trên địa bàn huyện Đại Lộc có 06 khu công nghiệp Trong đó, các khu công nghiệp này hoạt động nhưng chưa có khu công nghiệp nào có hệ thống xử lý tập trung Hầu như nước thải công nghiệp chưa qua xử lý mà xả thẳng vào sông Vu Gia

2.3 Cơ sở đánh giá

Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia về chất lượng nước mặt (QCVN 08 : 2008/BTNMT)

Theo quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng nước mặt quy định giá trị giới hạn của các thông số chất l ượng nước mặt được quy định tại bảng sau:

Bảng 2.1 Giá trị giới hạn các thông số chất lượng nước mặt

10 Nitrat (NO3-)( tính theo N) mg/l 2 5 10 15

11 Phosphate (PO4-)(tính theo P) mg/l 0,1 0,2 0,3 0,5