Chỉ số chất lượng nước docx

Chỉ số chất lượng nước - Water Quality Index-WQI
I. Đặt vấn đề
Những báo cáo đánh giá chất lượng nước (CLN) truyền thống thường bao gồm các tóm tắt thống kê phức tạp theo thành phần CLN cũng như theo nguồn nước. Dạng thông tin như vậy chỉ có giá trị đối với các chuyên gia về CLN, nhưng có thể không có ý nghĩa đối với người dân, các nhà quản lý hay các nhà làm luật, những người cần các thông tin ngắn gọn, súc tích về nguồn nước. Do vậy, người ta đã sử dụng Chỉ số chất lượng nước (Water Quality Index-WQI) trong công tác đánh giá CLN. WQI là là một phương tiện có khả năng tập hợp một lượng lớn các số liệu, thông tin về chất lượng
nước, đơn giản hóa các số liệu chất lượng nước, để cung cấp thông tin dưới dạng dễ hiểu, dễ sử dụng cho các cơ quan quản lý tài nguyên nước, môi trường và công chúng
Trong công tác quy hoạch quản lý tài nguyên nước, việc phân vùng CLN trên một diện rộng là một yêu cầu hết sức quan trọng và WQI là một công cụ hữu hiệu để đáp ứng nhiệm vụ này. Để phục vụ cho công tác quy hoạch tài nguyên nước của Viện Quy hoạch Thủy lợi miền Nam, WQI đã được được nghiên cứu và sử dụng cho đánh giá CLN.
II. Phân tích một số dạng WQI
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 tóan 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.
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.
Do vậy, cần có các WQI phù hợp với điều kiện của Việt Nam, ví dụ ở vùng Đồng bằng sông Cửu Long, nền nhiệt độ thường thay đổi rất ít hoặc có thể nói không có thay đổi nên yếu tố nhiệt độ nguồn nước có thể bỏ qua trong WQI, để sử dụng trong thực tế.
III. Các WQI được đề xuất
3.1 WQI-2
WQI này lấy cơ sở của WQI-CCME nhưng có thay đổi các hệ số tính.
√F1M2+F2M2+F3M2
WQI-2 = 100 -
1.732
Trong đó: F1M, F2M và F3M là các hệ số F1,F2 và F3 trong CCME-WQI được thay đổi với việc đưa các trọng số vào công thức tính của các hệ số này.
WQI-CCME được sử dụng để tính cho số liệu của cả năm, trong khi đó WQI-2 đề xuất được sử dụng để tính cho số liệu của một tháng. Nếu trong một tháng có nhiều dẫy số liệu, thì kết quả WQI-2 của một tháng được tính dựa trên trung bình của các dẫy số liệu đó. Tương tự, WQI-2 của một năm sẽ được tính dựa trên trung bình của các tháng trong năm.
3.2 WQI-4
WQI-4 được đề xuất dựa trên phương pháp của WQI-NSF trong đó các giản đồ chuyển đổi các giá trị của số liệu sang chỉ số phụ được thiết lập dựa trên việc so sánh với các giá trị giới hạn (các tiêu chuẩn CLN được lựa chọn theo mục tiêu sử dụng) và trọng số của các thông số CLN được tham khảo từ ý kiến chuyên gia và từ các so sánh thực tế. Chỉ số CLN đề xuất này có 8 thông số bao gồm: pH, tổng chất rắn lơ lửng (TSS), độ đục, oxy hòa tan, tổng nitơ, tổng photpho, nhu cầu oxy sinh hóa (BOD5) và coliform. Thang phân loại CLN dựa theo phân loại trong WQI-NSF.
Các WQI-2 và WQI-4 được sử dụng để đánh giá số liệu CLN trên sông Sài Gòn tại Phú Cường, Bình Phước và Phú An trong thời gian từ 2003 đến 2007. Các kết quả trình bày trong hai hình sau:
Hình 01: Kết quả tính WQI-2 cho sông Sài Gòn
Hình 02: Kết quả tính WQI-4 cho sông Sài Gòn
Các kết quả đánh giá CLN dựa trên WQI-2 và WQI-4 cho 3 vị trí trên sông Sài Gòn nói chung, phù hợp với xu hướng thực tế và cũng không khác biệt nhiều với các đánh giá thông thường. Chất lượng nước sông Sài Gòn ở mức từ kém đến trung bình (WQI từ 26-70) và CLN giảm dần từ thượng lưu (Phú Cường) đến hạ lưu (Hóa An) do khu vực này bị ảnh hưởng trực tiếp nước thải sinh hoạt của TP. HCM.
IV. Kết luận
Các áp dụng ban đầu của các WQI đề xuất cho thấy kết quả khả quan và khả năng sử dụng của chúng trong thực tế. Tuy nhiên các WQI này vẫn cần phải được hoàn thiện hơn nữa (mở rộng thêm các thông số, thay đổi các giới hạn chuẩn-mục tiêu CLN, độ nhạy khi giảm thông số ) để có thể sử dụng một cách rộng rãi. Tuy nhiên cũng cần phải lưu ý rằng WQI không thể thay thế một sự phân tích chi tiết các dữ liệu giám sát CLN, và cũng không được sử dụng như một công cụ duy nhất để quản lý các nguồn nước. Chỉ số này chỉ cung cấp một sự khái quát về chất lượng nước, do vậy bên cạnh
WQI, vẫn cần thiết các báo cáo đánh giá CLN chi tiết cho các nhà chuyên môn sử dụng.
Ths. Phạm Gia Hiền
Giám đốc Trung tâm Chất lượng nước-Môi trường
Sưu tầm: siwrp.org.vn