phương pháp tính toán chỉ số chất lượng nước (wqi) áp dụng cho các lưu vực sông việt nam

PHƯƠNG PH
Á
P T
Í
NH TO
Á
N CH
Ỉ
S
Ố
CH
Ấ
T LƯ
Ợ
NG NƯ
Ớ
C (WQI)
Á
P D
Ụ
NG CHO C
Á
C LƯU V
Ự
C SÔNG
VI
Ệ
T NAM
T
Ổ
NG C

Ụ
C MÔI TRƯ
Ờ
NG
TRUNG TÂM QUAN TR
Ắ
C MÔI TRƯ
Ờ
NG
H
à
N
ộ
i, 6.2011
N
ộ
i dung tr
ì
nh b
à
y
1.
Kh
á
i ni
ệ
m
2.
Kinh nghi
ệ

m xây d
ự
ng,
á
p d
ụ
ng WQI trên th
ế
gi
ớ
i
v
à
Vi
ệ
t Nam
3.
Phương ph
á
p t
í
nh WQI do T
ổ
ng c
ụ
c Môi trư
ờ
ng
ban h
à

nh
4.
T
í
nh to
á
n v
à
á
p d
ụ
ng th
ử
nghi
ệ
m WQI
Kh
á
i ni
ệ
m v
ề
WQI

Ch
ỉ
s
ố
ch
ấ

t lư
ợ
ng nư
ớ
c (vi
ế
t t
ắ
t l
à
WQI)
l
à
m
ộ
t ch
ỉ
s
ố
đư
ợ
c t
í
nh to
á
n t
ừ
c
á
c thông s

ố
quan tr
ắ
c ch
ấ
t
lư
ợ
ng nư
ớ
c, d
ù
ng đ
ể
mô t
ả
đ
ị
nh lư
ợ
ng v
ề
ch
ấ
t
lư
ợ
ng nư
ớ
c v

à
kh
ả
năng s
ử
d
ụ
ng c
ủ
a ngu
ồ
n nư
ớ
c
đ
ó
;
đư
ợ
c bi
ể
u di
ễ
n qua m
ộ
t thang đi
ể
m.
Cơ s
ở

đ
ể
xây d
ự
ng phương ph
á
p t
í
nh WQI

C
á
c nghiên c
ứ
u,
á
p d
ụ
ng AQI trên th
ế
gi
ớ
i v
à
Vi
ệ
t Nam

Trên th
ế

gi
ớ
i: Hoa K
ỳ
, Canada, Châu Âu, Malaysia,
Ấ
n Đ
ộ

Vi
ệ
t Nam: C
á
c nghiên c
ứ
u c
ủ
a PGS TS Lê Tr
ì
nh, TS Tôn
Th
ấ
t Lãng, TS Ph
ạ
m Th
ị
Minh H
ạ
nh


C
á
c quy chu
ẩ
n qu
ố
c gia v
ề
ch
ấ
t lư
ợ
ng nư
ớ
c hi
ệ
n h
à
nh

QCVN 08:2008/BTNMT Quy chu
ẩ
n qu
ố
c gia v
ề
ch
ấ
t lư
ợ

ng
nư
ớ
c m
ặ
t l
ụ
c đ
ị
a

QCVN 14:2008/BTNMT Quy chu
ẩ
n qu
ố
c gia v
ề
nư
ớ
c th
ả
i
sinh ho
ạ
t

TCVN 5945
:2005
Nư
ớ

c th
ả
i công nghi
ệ
p, tiêu chu
ẩ
n th
ả
i
Kinh nghi
ệ
m v
ề
WQI trên th
ế
gi
ớ
i v
à
Vi
ệ
t Nam

Hoa K
ỳ
: W
QI đư
ợ
c xây d
ự

ng cho m
ỗ
i bang,
đa s
ố
c
á
c bang ti
ế
p c
ậ
n theo phương
ph
á
p c
ủ
a Qu
ỹ
V
ệ
sinh Qu
ố
c gia M
ỹ
(National Sanitation Foundation
-
NSF)
–
sau
đâ

y g
ọ
i t
ắ
t
l
à
WQI
-
NSF

Canada: P
hương ph
á
p do Cơ quan B
ả
o v
ệ
môi trư
ờ
ng Canada
(The Canadian
Council of Ministers of the Environment
-
CCME, 2001) xây d
ự
ng

Châu Âu: C
á

c qu
ố
c gia
ở
châu Âu ch
ủ
y
ế
u đư
ợ
c xây d
ự
ng ph
á
t tri
ể
n t
ừ
WQI
–
NSF (c
ủ
a Hoa K
ỳ
), tuy nhiên m
ỗ
i Qu
ố
c gia
–

đ
ị
a phương l
ự
a ch
ọ
n c
á
c thông s
ố
v
à
phương ph
á
p t
í
nh ch
ỉ
s
ố
ph
ụ
riêng

C
á
c qu
ố
c gia Malaysia,
Ấ

n Đ
ộ
ph
á
t tri
ể
n t
ừ
WQI
–
NSF
, n
hưng m
ỗ
i qu
ố
c gia c
ó
th
ể
xây d
ự
ng nhi
ề
u lo
ạ
i WQI cho t
ừ
ng m
ụ

c đ
í
ch s
ử
d
ụ
ng

Vi
ệ
t Nam:
•
WQI chưa đư
ợ
c tri
ể
n khai ch
í
nh th
ứ
c.
•
Nghiên c
ứ
u c
ủ
a PGS TS Lê Tr
ì
nh, TS Tôn Th
ấ

t Lãng, TS Ph
ạ
m Th
ị
Minh H
ạ
nh, c
á
ch ti
ế
p c
ậ
n
c
ả
i ti
ế
n t
ừ
WQI
–
NSF.
•
Phương ph
á
p WQI đưa ra b
ở
i
Ủ
y ban sông Mê Kông: t

í
nh to
á
n t
ổ
ng h
ợ
p
Kinh nghi
ệ
m v
ề
WQI
Thông thư
ờ
ng m
ộ
t ch
ỉ
s
ố
môi trư
ờ
ng đư
ợ
c xây d
ự
ng
qua qua c
á

c bư
ớ
c sau:

Bư
ớ
c 1: L
ự
a ch
ọ
n thông s
ố

Bư
ớ
c 2: Chuy
ể
n c
á
c thông s
ố
v
ề
c
ù
ng m
ộ
t thang đo
(t
í

nh
to
á
n ch
ỉ
s
ố
ph
ụ
)

Bư
ớ
c 3: X
á
c đ
ị
nh tr
ọ
ng s
ố

Bư
ớ
c 4: T
í
nh to
á
n ch
ỉ

s
ố
cu
ố
i c
ù
ng
Kinh nghi
ệ
m v
ề
WQI
C
á
c bư
ớ
c xây d
ự
ng ch
ỉ
s
ố
môi trư
ờ
ng nư
ớ
c
Bư
ớ
c 1: L

ự
a ch
ọ
n thông s
ố

C
ó
r
ấ
t nhi
ề
u thông s
ố
th
ể
hi
ệ
n ch
ấ
t lư
ợ
ng nư
ớ
c, ch
ỉ
s
ố
ch
ấ

t lư
ợ
ng nư
ớ
c
không th
ể
bao g
ồ
m t
ấ
t c
ả
c
á
c thông s
ố
đ
ó
. (qu
á
nhi
ề
u thông s
ố
c
ũ
ng không
t
ố

t)

Vi
ệ
c l
ự
a ch
ọ
n thông s
ố
ph
ụ
thu
ộ
c v
à
o m
ụ
c đ
í
ch xây d
ự
ng ch
ỉ
s
ố
WQI. Tuy
nhiên c
á
c thông s

ố
đư
ợ
c l
ự
a ch
ọ
n nên thu
ộ
c v
à
o t
ấ
t c
ả
c
á
c nh
ó
m đ
ặ
c trưng
.

H
à
m lư
ợ
ng Oxy


Ph
ú
dư
ỡ
ng

C
á
c kh
í
a c
ạ
nh v
ề
s
ứ
c kh
ỏ
e

Đ
ặ
c t
í
nh v
ậ
t lý

Ch
ấ

t r
ắ
n lơ l
ử
ng.
M
ộ
t s
ố
phương ph
á
p t
í
nh to
á
n WQI
C
á
c bư
ớ
c xây d
ự
ng ch
ỉ
s
ố
môi trư
ờ
ng
Bư

ớ
c 1: L
ự
a ch
ọ
n thông s
ố
M
ộ
t s
ố
phương ph
á
p t
í
nh to
á
n WQI
C
á
c bư
ớ
c xây d
ự
ng ch
ỉ
s
ố
môi trư
ờ

ng
Bư
ớ
c 1: L
ự
a ch
ọ
n thông s
ố
M
ộ
t s
ố
phương ph
á
p t
í
nh to
á
n WQI
Bư
ớ
c 2: T
í
nh to
á
n ch
ỉ
s
ố

ph
ụ

M
ỗ
i thông s
ố
c
ó
m
ộ
t thang đo riêng
–
C
á
c ch
ỉ
s
ố
ph
ụ
c
ó
c
ù
ng m
ộ
t thang đo

C

ó
2
phương ph
á
p thư
ờ
ng đư
ợ
c s
ử
d
ụ
ng l
à
phương ph
á
p chu
ẩ
n h
ó
a v
à
phương ph
á
p Rating
Curve.
Đa s
ố
c
á

c nghiên c
ứ
u v
ề
WQI s
ử
d
ụ
ng phương ph
á
p đư
ờ
ng cong t
ỉ
l
ệ
(Rating Curve)

C
á
c thang đo thư
ờ
ng đư
ợ
c s
ử
d
ụ
ng:


-
100 to 100 (Stoner, 1978)

-
50 to 100 (B
é
ronet al, 1979)

0 to 1 (Swamee and Tyagi, 2000)

0 to 10 (Cooper et al, 1994)

0 to 14 (Prati et al, 1971)

0 to 16 (Sargaonkar and Deshpande, 2003)

0 to 25 (Gray, 1996)

0 to 100 (Brown et al, 1973; Shyue et al, 1996; Liou et al, 2004
; Sede
ñ
o
-
D
í
az and L
ó
pez
-
L

ó
pez, 2007; Simões et al, 2008)

1 to 10 (Melloul and Collins, 1998)

10 to 100 (Dunnette, 1979)
M
ộ
t s
ố
phương ph
á
p t
í
nh to
á
n WQI

Bư
ớ
c 3: Tr
ọ
ng s
ố

Tr
ọ
ng s
ố
đư

ợ
c đưa ra khi ta cho r
ằ
ng c
á
c thông s
ố
c
ó
t
ầ
m quan tr
ọ
ng kh
á
c nhau
đ
ố
i v
ớ
i ch
ấ
t lư
ợ
ng nư
ớ
c. Tr
ọ
ng s
ố

c
ó
th
ể
x
á
c đ
ị
nh b
ằ
ng phương ph
á
p delphi,
phương ph
á
p đ
á
nh gi
á
t
ầ
m quan tr
ọ
ng d
ự
a v
à
o m
ụ
c đ

í
ch s
ử
d
ụ
ng, t
ầ
m quan tr
ọ
ng
c
ủ
a c
á
c thông s
ố
đ
ố
i v
ớ
i đ
ờ
i s
ố
ng th
ủ
y sinh, t
í
nh to
á

n tr
ọ
ng s
ố
d
ự
a trên c
á
c tiêu
chu
ẩ
n hi
ệ
n h
à
nh, d
ự
a trên đ
ặ
c đi
ể
m c
ủ
a ngu
ồ
n th
ả
i v
à
o lưu v

ự
c, b
ằ
ng c
á
c phương
ph
á
p th
ố
ng kê
…

M
ộ
t s
ố
nghiên c
ứ
u cho r
ằ
ng tr
ọ
ng s
ố
l
à
không c
ầ
n thi

ế
t. M
ỗ
i lưu v
ự
c kh
á
c nhau
c
ó
c
á
c đ
ặ
c đi
ể
m kh
á
c nhau v
à
c
ó
c
á
c tr
ọ
ng s
ố
kh
á

c nhau, v
ì
v
ậ
y WQI c
ủ
a c
á
c lưu
v
ự
c kh
á
c nhau không th
ể
so s
á
nh v
ớ
i nhau.
Bư
ớ
c 4: T
í
nh to
á
n ch
ỉ
s
ố

WQI cu
ố
i c
ù
ng
C
C
á
á
c bư
c bư
ớ
ớ
c xây d
c xây d
ự
ự
ng ch
ng ch
ỉ
ỉ
s
s
ố
ố
WQI
WQI
Trung b
ì
nh c

ộ
ng không
tr
ọ
ng s
ố
r
Trung b
ì
nh c
ộ
ng c
ó
tr
ọ
ng s
ố
r
Trung b
ì
nh nhân
không tr
ọ
ng s
ố
r
Trung b
ì
nh nhân c
ó

tr
ọ
ng s
ố
r
T
ổ
ng không tr
ọ
ng s
ố
d
ạ
ng Solway
T
ổ
ng c
ó
tr
ọ
ng s
ố
d
ạ
ng
Solway
Trung b
ì
nh b
ì

nh
phương đi
ề
u hòa
không tr
ọ
ng s
ố
Min
Max
M
ộ
t s
ố
phương ph
á
p t
í
nh to
á
n WQI

Bư
ớ
c 4: T
í
nh to
á
n ch
ỉ

s
ố
WQI cu
ố
i c
ù
ng

C
á
c b
ấ
t c
ậ
p khi t
í
nh to
á
n ch
ỉ
s
ố
WQI cu
ố
i c
ù
ng

T
í

nh che khu
ấ
t
: M
ộ
t ch
ỉ
s
ố
ph
ụ
th
ể
hi
ệ
n ch
ấ
t lư
ợ
ng nư
ớ
c
x
ấ
u nhưng c
ó
th
ể
ch
ỉ

s
ố
cu
ố
i c
ù
ng l
ạ
i th
ể
hi
ệ
n ch
ấ
t lư
ợ
ng t
ố
t

T
í
nh mơ h
ồ
:
Đi
ề
u n
à
y x

ả
y ra khi ch
ấ
t lư
ợ
ng nư
ớ
c ch
ấ
p nh
ậ
n
đư
ợ
c nhưng ch
ỉ
s
ố
WQI l
ạ
i th
ể
hi
ệ
n ngư
ợ
c l
ạ
i


T
í
nh không m
ề
m d
ẻ
o
: Khi m
ộ
t thông s
ố
c
ó
th
ể
b
ổ
xung v
à
o
vi
ệ
c đ
á
nh gi
á
ch
ấ
t lư
ợ

ng nư
ớ
c nhưng l
ạ
i không đư
ợ
c t
í
nh
v
à
o WQI do phương ph
á
p đ
ã
đư
ợ
c c
ố
đ
ị
nh.
K
h
ắ
c
ph
ụ
c c
á

c b
ấ
t
c
ậ
p khi t
í
nh to
á
n ch
ỉ
s
ố
cu
ố
i c
ù
ng

Liou et al. (2004
)

Swamee and Tyagi
K
ế
t h
ợ
p gi
ữ
a TB c

ộ
ng v
à
TB nhân
V
í
d
ụ
1
. P
hương ph
á
p t
í
nh WQI c
ủ
a bang Origon
Bư
ớ
c 1: L
ự
a ch
ọ
n thông s
ố

Phương ph
á
p WQI
á

p d
ụ
ng t
ạ
i bang Origon
–
Hoa
k
ỳ
s
ử
d
ụ
ng 8 thông s
ố
:

Nhi
ệ
t đ
ộ
, pH

DO

BOD, T
ổ
ng N (ammonia+nitrate nitrogen), T
ổ
ng P


T
ổ
ng r
ắ
n (Total solids)

Fecal coliform
M
M
ộ
ộ
t s
t s
ố
ố
phương ph
phương ph
á
á
p t
p t
í
í
nh WQI c
nh WQI c
ụ
ụ
th
th

ể
ể
V
í
d
ụ
1
. P
hương ph
á
p t
í
nh WQI c
ủ
a bang Origon
Bư
ớ
c 2: T
í
nh to
á
n ch
ỉ
s
ố
ph
ụ
: P
hương ph
á

p Delphi v
à
Rating
Curve, than
g đo c
ủ
a c
á
c ch
ỉ
s
ố
ph
ụ
: 0
-
100

Ch
ỉ
s
ố
ph
ụ
DO:
SI
DO

DO
≤

3.3 mg/l
SI
DO
= 10

3.3 mg/l < DO
≤
10.5 mg/l
SI
DO
=
-
80.29+31.88*DO
-
1.401*DO
2

10.5 mg/l < DO
SI
DO
= 100
M
M
ộ
ộ
t s
t s
ố
ố
phương ph

phương ph
á
á
p t
p t
í
í
nh WQI c
nh WQI c
ụ
ụ
th
th
ể
ể
Bư
ớ
c 2: T
í
nh to
á
n ch
ỉ
s
ố
ph
ụ
Chỉ
s
ố phụ

BOD: SI
BOD

BOD
≤
8 mg/l:
SI
BOD
= 100*exp(BOD*
-
0.1993)

8 mg/l < BOD SI
BOD
= 10
M
M
ộ
ộ
t s
t s
ố
ố
phương ph
phương ph
á
á
p t
p t
í

í
nh WQI c
nh WQI c
ụ
ụ
th
th
ể
ể
V
í
d
ụ
1
. P
hương ph
á
p t
í
nh WQI c
ủ
a bang Origon
V
í
d
ụ
1
. P
hương ph
á

p t
í
nh WQI c
ủ
a bang Origon
Bư
ớ
c 3: Tr
ọ
ng s
ố
Origon WQI s
ử
d
ụ
ng phương ph
á
p tr
ọ
ng s
ố
cân b
ằ
ng (không c
ó
tr
ọ
ng s
ố
).

Bư
ớ
c 4: T
í
nh to
á
n ch
ỉ
s
ố
cu
ố
i c
ù
ng
S
ử
d
ụ
ng h
à
m s
ố
b
ì
nh phương đi
ề
u hòa




n
i
i
SI
n
WQI
1
2
1
Cá
c m
ứ
c AQI v
à ý nghĩ
a
•
10
–
59 r
ấ
t x
ấ
u
•
60
–
79 X
ấ
u

•
80
–
84 Trung b
ì
nh
•
85
–
89 T
ố
t
•
90
–
100 R
ấ
t t
ố
t
M
M
ộ
ộ
t s
t s
ố
ố
phương ph
phương ph

á
á
p t
p t
í
í
nh WQI c
nh WQI c
ụ
ụ
th
th
ể
ể
V
V
í
í
d
d
ụ
ụ
2
2
. W
. W
QI đưa ra b
QI đưa ra b
ở
ở

i TS Tôn Th
i TS Tôn Th
ấ
ấ
t Lãng cho sông
Đ
t Lãng cho sông
Đ
ồ
ồ
ng Nai
ng Nai
Bư
ớ
c 1: L
ự
a ch
ọ
n thông s
ố
: P
hương ph
á
p Delphi
Cá
c thông s
ố
đ
ượ
c l

ự
a c
họ
n
để tí
nh WQI cho sông
Đồ
ng Nai:

BOD, T
ổ
ng N

DO

SS

pH

Coliform
M
M
ộ
ộ
t s
t s
ố
ố
phương ph
phương ph

á
á
p t
p t
í
í
nh WQI c
nh WQI c
ụ
ụ
th
th
ể
ể
V
V
í
í
d
d
ụ
ụ
2
2
. W
. W
QI đưa ra b
QI đưa ra b
ở
ở

i TS Tôn Th
i TS Tôn Th
ấ
ấ
t Lãng
t Lãng
Bư
ớ
c 2: T
í
nh to
á
n ch
ỉ
s
ố
ph
ụ
-
Phương ph
á
p delphi v
à
Rating Curve
C
á
c ch
ỉ
s
ố

ph
ụ
đư
ợ
c t
í
nh to
á
n như sau
: (t
hang đo
0
–
10)

BOD5 y =
-
0,0006x
2
-
0,1491x + 9,8255

DO y = 0,0047x
2
+ 1,20276x
-
0,0058

SS y = 0,0003x
2

-
0,1304x + 11,459

pH y = 0,0862x
4
-
2,4623x
3
+ 24,756x
2
-
102,23x + 150,23

N: y =
-
0,04x
2
-
0,1752x + 9,0244

Coliform y = 179.39x
-
0,4067
M
M
ộ
ộ
t s
t s
ố

ố
phương ph
phương ph
á
á
p t
p t
í
í
nh WQI c
nh WQI c
ụ
ụ
th
th
ể
ể
V
V
í
í
d
d
ụ
ụ
2
2
. W
. W
QI đưa ra b

QI đưa ra b
ở
ở
i TS Tôn Th
i TS Tôn Th
ấ
ấ
t Lãng
t Lãng
Bư
ớ
c 3: Tr
ọ
ng s
ố
-
Phương ph
á
p Delphi
Thông qua vi
ệ
c l
ấ
y ý ki
ế
n c
ủ
a 40 nh
à
khoa h

ọ
c v
ề
môi trư
ờ
ng, ta c
ó
b
ả
ng c
á
c tr
ọ
ng s
ố
như sau
:
M
M
ộ
ộ
t s
t s
ố
ố
phương ph
phương ph
á
á
p t

p t
í
í
nh WQI c
nh WQI c
ụ
ụ
th
th
ể
ể
V
V
í
í
d
d
ụ
ụ
2
2
. W
. W
QI đưa ra b
QI đưa ra b
ở
ở
i TS Tôn Th
i TS Tôn Th
ấ

ấ
t Lãng
t Lãng
Bư
ớ
c 4: T
í
nh to
á
n ch
ỉ
s
ố
cu
ố
i c
ù
ng
–
phương ph
á
p trung
b
ì
nh c
ộ
ng c
ó
tr
ọ

ng s
ố
M
M
ộ
ộ
t s
t s
ố
ố
phương ph
phương ph
á
á
p t
p t
í
í
nh WQI c
nh WQI c
ụ
ụ
th
th
ể
ể
n
i i
i=1
WQIA= q W


qi : Tr
qi : Tr
ọ
ọ
ng s
ng s
ố
ố
Wi: Ch
Wi: Ch
ỉ
ỉ
s
s
ố
ố
ph
ph
ụ
ụ
So s
So s
á
á
nh phương ph
nh phương ph
á
á
p t

p t
í
í
nh ch
nh ch
ỉ
ỉ
s
s
ố
ố
ph
ph
ụ
ụ
gi
gi
ữ
ữ
a 2
a 2
phương ph
phương ph
á
á
p trên
p trên
Bang Origon
0
4

8
12
16
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
Sông
Đồ
ng
Nai
0
30
60
90
120
150
0
1
2
3

4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
DO
pH
C
C
á
á
c d
c d
ạ
ạ
ng đư
ng đư
ờ
ờ
ng kh
ng kh
á
á
tương đ

tương đ
ồ
ồ
ng nhau
ng nhau
V
í
d
ụ
3
. P
hương ph
á
p Floria WQI
Bư
ớ
c 1: L
ự
a ch
ọ
n thông s
ố
C
á
c nh
ó
m thông s
ố
đ
ể

t
í
nh to
á
n WQI

Đ
ộ
trong c
ủ
a nư
ớ
c:
đ
ộ
đ
ụ
c, t
ổ
ng r
ắ
n lơ l
ử
ng

DO

Như c
ầ
u oxy (ph

ú
dư
ỡ
ng): COD, BOD, TOC

C
á
c ch
ấ
t dinh dư
ỡ
ng: T
ổ
ng N, nitrat, T
ổ
ng P

Vi kh
ẩ
n: T
ổ
ng Coliform v
à
Fecal Coliform
M
M
ộ
ộ
t s
t s

ố
ố
phương ph
phương ph
á
á
p t
p t
í
í
nh WQI c
nh WQI c
ụ
ụ
th
th
ể
ể
V
í
d
ụ
3
. P
hương ph
á
p Floria WQI
Bư
ớ
c 2: T

í
nh to
á
n ch
ỉ
s
ố
ph
ụ
: pp Rating curve
M
M
ộ
ộ
t s
t s
ố
ố
phương ph
phương ph
á
á
p t
p t
í
í
nh WQI c
nh WQI c
ụ
ụ

th
th
ể
ể