Bài tiểu luận CHỈ SỐ CHẤT LƯỢNG NƯỚC WQI VÀ ỨNG DỤNG

Bài tiểu luận: CHỈ SỐ CHẤT LƯỢNG NƯỚC WQI VÀ ỨNG DỤNG
MỤC LỤC
CHƯƠNG I: ĐỊNH NGHĨA CHỈ SỐ CHẤT LƯỢNG NƯỚC WQI 5
1.1. ĐỊNH NGHĨA 5
1.2. PHÂN TÍCH MỘT SỐ DẠNG WQI 5
1.3. LỰA CHỌN CÁC CHỈ TIÊU CHẤT LƯỢNG ĐỂ TÍNH TOÁN WQI 6
1.4. TÍNH TOÁN CHỈ SỐ WQI 6
CHƯƠNG 2. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU VÀ ỨNG DỤNG WQI 8
2.1. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU VÀ ÁP DỤNG WQI TRÊN THẾ GIỚI 8
2.1.1. Chỉ số chất lượng nước của Mỹ 8
Bảng 2.1. Các thông số đề cử để xem xét, thiết lập chỉ số chất lượng nước của NSF. .10
Hình 2.1: Đồ thị chuyển đổi giá trị đo của thông số lựa chọn (xi) thành chỉ số phụ (qi)
trong mô hình NSF - WQI 12
Bảng 2.2. Trọng số đóng góp của các thông số theo NSF – WQI 13
2.1.2. Chỉ số chất lượng của Canada 13
Bảng 2.3. Giá trị chỉ số sử dụng trong phương pháp BC 14
2.1.3. Chỉ số chất lượng nước của Malaysia 16
2.1.4. Chỉ số chất lượng nước áp dụng tại một số quốc gia Châu Âu (Universal
Water Quality Index) 17
Bảng 2.4. Các thông số lựa chọn và công thức tính chỉ số phụ 17
2.1.5. Chỉ số chất lượng nước của Bhargava (Ấn Độ) 19
Bảng 2.5: Các thông số chất lượng nước lựa chọn cho các mục đích riêng 20
2.2. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU VÀ ÁP DỤNG WQI Ở VIỆT NAM 21
2.2.1. Sử dụng chỉ số chất lượng nước để phân loại và phân vùng CLN sông
Hương 21
Bảng 2.6. Các thông số chất lượng nước lựa chọn các mục đích sử dụng riêng 21
Hình 2.2: “Hàm nhạy” của các thông số lựa chọn đối với các mục đích sử dụng riêng22
Bảng 2.7. Thông số và trọng số tương ứng 23
2.2.2. Xây dựng chỉ số chất lượng để đánh giá và quản lý chất lượng nước hệ thống
sông Đồng Nai 23
Bảng 2.8. Các thông số chất lượng nước và trọng số 23

Bảng 2.9. Phân loại chất lượng nguồn nước mặt 24
2.2.3. Phân vùng chất lượng nước theo mức độ ô nhiễm – áp dụng hệ thống WQI
phù hợp với TP Hồ Chí Minh 2007 – 2008 25
Hình 2.3: Các đồ thị hàm nhạy (Fi) đối với các thông số CLN khi tính WQIB 28
Bảng 2.10. Phân loại chất lượng nước theo WQI 28
CHƯƠNG 3. ỨNG DỤNG NGHIÊN CỨU CHỈ SỐ CHẤT LƯỢNG NƯỚC ĐỂ
ĐÁNH GIÁ VÀ PHÂN VÙNG CHẤT LƯỢNG NƯỚC SÔNG HẬU 29
3.1. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI 29
GVHD: TS. MAI TUẤN ANH
Bài tiểu luận: CHỈ SỐ CHẤT LƯỢNG NƯỚC WQI VÀ ỨNG DỤNG
3.2 NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 29
3.2.2. Phương pháp nghiên cứu 29
Hình 3.1. Các giai đoạn xây dựng chỉ số chất lượng nước 30
Bảng 3.1. Các công thức tập hợp tính WQI [2, 3, 5, 7, 9] 30
3.2.3. Phương pháp đánh giá chất lượng nước theo WQI 31
3.3. KẾT QUẢ -THẢO LUẬN 31
3.3.1 Kết quả xây dựng chỉ số chất lượng nước 31
Hình 3.2. Đồ thị và hàm số tương quan giữa nồng độ BOD và chỉ số phụ 31
Hình 3.3. Đồ thị và hàm số tương quan giữa nồng độ DO và chỉ số phụ 32
Hình 3.4. Đồ thị và hàm số tương quan giữa nồng độ SS và chỉ số phụ 32
Hình 3.5. Đồ thị và hàm số tương quan giữa thông số pH và chỉ số phụ 32
Hình 3.6. Đồ thị và hàm số tương quan giữa nồng độ COD và chỉ số phụ 33
Hình 3.7. Đồ thị và hàm số tương quan giữa nồng độ Tổng Coliform và chỉ số phụ 33
Bảng 3.2. Trọng số của các thông số chất lượng nước 34
3.3.2 Đánh giá chất lượng nước hệ thống sông Hậu bằng WQI – Phân vùng chất
lượng nước 34
Bảng 3.3. Phân loại ô nhiễm nguồn nước mặt 34
3.3.3. Diễn biến chất lượng hệ thống sông Hậu 34
Hình 3.8. Bản đồ phân vùng chất lượng nước sông Hậu năm 2007 36
3.4. KẾT LUẬN –KIẾN NGHỊ 37

GVHD: TS. MAI TUẤN ANH
Bài tiểu luận: CHỈ SỐ CHẤT LƯỢNG NƯỚC WQI VÀ ỨNG DỤNG
DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 2.1. Các thông số đề cử để xem xét, thiết lập chỉ số chất lượng nước của NSF 10
Bảng 2.2. Trọng số đóng góp của các thông số theo NSF – WQI 13
Bảng 2.3. Giá trị chỉ số sử dụng trong phương pháp BC 14
Bảng 2.4. Các thông số lựa chọn và công thức tính chỉ số phụ 17
Bảng 2.5: Các thông số chất lượng nước lựa chọn cho các mục đích riêng 20
Bảng 2.6. Các thông số chất lượng nước lựa chọn các mục đích sử dụng riêng 21
Bảng 2.7. Thông số và trọng số tương ứng 23
Bảng 2.8. Các thông số chất lượng nước và trọng số 23
Bảng 2.9. Phân loại chất lượng nguồn nước mặt 24
Bảng 2.10. Phân loại chất lượng nước theo WQI 28
Bảng 3.1. Các công thức tập hợp tính WQI [2, 3, 5, 7, 9] 30
Bảng 3.2. Trọng số của các thông số chất lượng nước 34
Bảng 3.3. Phân loại ô nhiễm nguồn nước mặt 34
GVHD: TS. MAI TUẤN ANH
Bài tiểu luận: CHỈ SỐ CHẤT LƯỢNG NƯỚC WQI VÀ ỨNG DỤNG
DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình 2.1: Đồ thị chuyển đổi giá trị đo của thông số lựa chọn (xi) thành chỉ số phụ (qi)
trong mô hình NSF - WQI 12
Hình 2.2: “Hàm nhạy” của các thông số lựa chọn đối với các mục đích sử dụng riêng.22
Hình 2.3: Các đồ thị hàm nhạy (Fi) đối với các thông số CLN khi tính WQIB 28
Hình 3.1. Các giai đoạn xây dựng chỉ số chất lượng nước 30
Hình 3.2. Đồ thị và hàm số tương quan giữa nồng độ BOD và chỉ số phụ 31
Hình 3.3. Đồ thị và hàm số tương quan giữa nồng độ DO và chỉ số phụ 32
Hình 3.4. Đồ thị và hàm số tương quan giữa nồng độ SS và chỉ số phụ 32
Hình 3.5. Đồ thị và hàm số tương quan giữa thông số pH và chỉ số phụ 32
Hình 3.6. Đồ thị và hàm số tương quan giữa nồng độ COD và chỉ số phụ 33
Hình 3.7. Đồ thị và hàm số tương quan giữa nồng độ Tổng Coliform và chỉ số phụ 33

Hình 3.8. Bản đồ phân vùng chất lượng nước sông Hậu năm 2007 36
GVHD: TS. MAI TUẤN ANH
Bài tiểu luận: CHỈ SỐ CHẤT LƯỢNG NƯỚC WQI VÀ ỨNG DỤNG
CHƯƠNG I: ĐỊNH NGHĨA CHỈ SỐ CHẤT LƯỢNG NƯỚC WQI
1.1. ĐỊNH NGHĨA
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.
Chỉ số chất lượng nước thông thường là một con số nằm trong khoảng từ 1 – 100,
nếu con số lớn hơn chứng tỏ chất lượng nước tốt hơn mong đợi.
Đối với các chỉ tiêu như nhiệt độ, pH, Coliform phân và oxy hòa tan chỉ số biểu thị
mức độ yêu cầu đối với nhu cầu sử dụng.
Đối với các chất dinh dưỡng hay bùn là các chỉ số mà thường không có trong tiêu
chuẩn thì chỉ số chất lượng biểu thị điều kiện môi trường tại khu vực.
Chỉ số 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; chỉ số nằm
trong khoảng 40 – 80 là ở mức giới hạn và nếu nhỏ hơn 40 là ở mức đáng lo ngại. Ứng
dụng lớn nhất của chỉ số chất lượng là dùng cho các mục tiêu so sánh (nơi nào có chất
lượng nước xấu, đáng lo ngại hơn so với các mục đích sử dụng) và để trả lời câu hỏi
của công chúng một cách chung chung (chất lượng nguồn nước ở nơi tôi ở ra sao?).
Các chỉ số có ít tác dụng đối với các mục tiêu cụ thể! Việc đánh giá chất lượng nước
cho các mục tiêu cụ thể phải dựa vào bảng phân tích chất lượng với đầy đủ các chỉ tiêu
cần thiết.
Chỉ số chất lượng nước WQI không chỉ dùng để xếp hạng nguồn nước mà giúp cho
chúng ta thấy nơi nào có vấn đề đáng lo ngại về chất lượng nguồn nước
1.2. 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
GVHD: TS. MAI TUẤN ANH
Bài tiểu luận: CHỈ SỐ CHẤT LƯỢNG NƯỚC WQI VÀ ỨNG DỤNG
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.
1.3. LỰA CHỌN CÁC CHỈ TIÊU CHẤT LƯỢNG ĐỂ TÍNH TOÁN WQI
Tùy theo mục đích sử dụng có thể lựa chọn các chỉ tiêu giám sát chất lượng để tính
toán chỉ số WQI, thông thường người ta lựa chọn các chỉ tiêu sau: nhiệt độ (T), oxy hòa
tan (DO), pH, Coliform phân (FC), tổng ni tơ (TN), tổng phospho (TP), tổng chất rắn lơ
lửng (SS), BOD, và độ đục.
Cũng có thể dùng tỷ số TN:TP thay cho từng chỉ tiêu riêng rẽ. Chỉ tiêu TN sử dụng

khi tỷ số TN:TP nhỏ hơn 10 và sử dụng TP khi tỷ số nói trên lớn hơn 20. Do bùn lắng
liên quan đến hai chỉ tiêu là SS và độ đục, do vậy kết hợp chúng lại thành một số x = 2/
[1/SS + 1/độ đục] sử dụng cho tính toán chỉ số WQI chung.
1.4. TÍNH TOÁN CHỈ SỐ WQI
Để tính toán và đánh giá chỉ số WQI cần tiến hành 3 bước
a. Bước 1:
Chuyển các số liệu chỉ tiêu chất lượng thành chỉ số có giá trị từ 1 – 100: mỗi chỉ tiêu
được quy đổi thành chỉ số theo hàm số bậc 2 với các hằng số được cho trong bảng. Các
hằng số này thay đổi tùy thuộc vào loại nguồn/vị trí đo. Đối với các chỉ tiêu nhiệt độ,
DO, pH, FC, BOD công thức tính cho giá trị 80 khi các chỉ tiêu đo đạt chất lượng theo
tiêu chuẩn. Vị trí địa lý thường quyết định tiêu chuẩn cho chỉ tiêu Coliform, ví dụ
nguồn loại A ở nhiệt độ thấp hơn 18 oC cho chỉ số khoảng 80.Công thức tính WQI cho
từng chỉ tiêu
WQI = a + b1(chỉ tiêu) + b2(chỉ tiêu)2
b. Bước 2:
Kết hợp các chỉ số: Các chỉ số WQI của nhiều đợt đo trong năm có thể kết hợp
thành một chỉ số chất lượng. Chỉ số WQI cho các chỉ tiêu khác nhau được kết hợp bằng
cách tính trung bình và trừ đi hệ số bất lợi của các tháng có chỉ số nhỏ hơn 80. Hệ số
này tính bằng công thức
Hệ số bất lợi = (85 – WQI)/2
Ví dụ chỉ số WQI trung bình tháng 1 là 89 và chỉ tiêu pH có chỉ số là 75. Khi đó hệ
số bất lợi của pH = (85 – 75)/2 = 5 và chỉ số WQI sẽ là 89 – 5 = 84.
c. Bước 3. Áp dụng các nguyên tắc để đánh giá
 Sử dụng các giá trị trung bình để kết hợp các chỉ tiêu, ví dụ SS và độ đục.
Bằng cách đó giảm được số lần đánh giá;
GVHD: TS. MAI TUẤN ANH
Bài tiểu luận: CHỈ SỐ CHẤT LƯỢNG NƯỚC WQI VÀ ỨNG DỤNG
 Sử dụng giới hạn chất dinh dưỡng (tỷ lệ TN:TP, hoặc TN hay TP) thay cho
việc phải tính toán chỉ số chất lượng cho cả hai chỉ tiêu;
 Hệ số bất lợi lớn nhất (20) sử dụng cho chất dinh dưỡng và bùn lắng khi chỉ

số WQI tính toán cho các chỉ tiêu này dưới 80.
Chúng ta có thể sử dụng một số đồ thị sau để tính toán WQI, tất nhiên là các đường
cong này chỉ có tính minh họa và nó sẽ biến đổi tùy thuộc vào điều kiện cụ thể
Sau khi tính toán xong các chỉ số đối với từng chỉ tiêu chất lượng, chúng ta tính chỉ
số chất lượng WQI chung bằng cách nhân các chỉ số của từng chỉ tiêu riêng lẻ với hệ số
tương ứng của chúng
Chỉ tiêu Hệ số (fi)
DO 0.17
FC 0.16
pH 0.11
BOD 0.11
T 0.10
TP 0.10
TN (N-NO3-) 0.10
Độ đục 0.08
TS 0 .07
WQI = WQIi × fi
Trong đó: WQIi – chỉ số chất lượng tính cho từng chỉ tiêu riêng rẽ.
GVHD: TS. MAI TUẤN ANH
Bài tiểu luận: CHỈ SỐ CHẤT LƯỢNG NƯỚC WQI VÀ ỨNG DỤNG
CHƯƠNG 2. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU VÀ ỨNG DỤNG WQI
2.1. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU VÀ ÁP DỤNG WQI TRÊN THẾ GIỚI
Trên thế giới hiện nay tùy thuộc vào vị trí địa lý, điều kiện tự nhiên, hiện trạng chất
lượng nước của mỗi vùng, mỗi quốc gia mà có nhiều cách tiếp cận và xây dựng mô
hình chỉ số chất lượng nước khác nhau, trong đó một số mô hình chỉ số chất lượng nước
(WQI) được áp dụng phổ biến trên thế giới được tóm tắt như sau.
2.1.1. Chỉ số chất lượng nước của Mỹ
a) Chỉ số chất lượng nước bang Oregon (OWQI - Oregon Water Quality Index)
Chỉ số chất lượng nước của bang Oregon được thiết lập ban đầu vào thập kỷ 70.
Đây là phương pháp đơn giản và ngắn gọn nhằm diễn tả thông tin về chất lượng nước

sông, hồ.
 Lựa chọn các thông số
Các thông số sử dụng: nhiệt độ, DO, BOD, pH, tổng chất rắn (TS), tổng N, tổng P
và Fecal Coliform (FC).
 Công thức tính
WQI =
∑
=
n
i
i
SI
n
1
2
1
=
22222222
11111111
8
FCPNTSpHBODDOT
SISISISISISISISI
+++++++
Trong đó:
+ n: số lượng các thông số tính toán (8 thông số)
+ SI
i
2
: là chỉ số phụ của các thông số tính toán
+ Các chỉ số phụ này được xác định theo các công thức cho từng thông số

sau:
Nhiệt độ
+ T ≤ 11
0
C: SI
T
= 100
+ 11
0
C < T ≤ 29
0
C: SI
T
= 76,54 + 4,172. T – 0,1623.T
2
– 2,0557.10
-3
T
3
+ 29
0
C < T : SI
T
= 10
DO
+ DO bão hòa (DOs ) ≤ 100%
+ Nồng độ DO (DO
c
) ≤ 3,3 mg/l : SI
DO

= 10
+ 3,3 mg/l < DO
c
< 10,5 mg/l: SI
DO
= - 80,29 + 31,88. DO
c
– 1,401.DO
c
2
+ 10,5 mg/l ≤ DO
c
: SI
DO
= 100
+ 100% < DO
s
≤ 275%: SI
DO
= 100e
(DOs – 100)*(-1,197.10
2
−
)
+ 275%< DO
s
: SI
DO
= 10
BOD

5
+ BOD
5
≤ 8 mg/l : SI
BOD
= 100*e
BOD*(-0,1993)
+ 8 mg/l < BOD: SI
BOD
= 10
GVHD: TS. MAI TUẤN ANH
Bài tiểu luận: CHỈ SỐ CHẤT LƯỢNG NƯỚC WQI VÀ ỨNG DỤNG
pH
+ pH < 4: SI
pH
= 10
+ 4 ≤ pH < 7 : SI
pH
= 2,628*e
(pH*0,5200)
+ 7≤ pH ≤ 8: SI
pH
= 100
+ 8 < pH ≤ 11 : SI
pH
= 100*e
((pH – 8)*(- 0,5188))
+ 11 < pH: SIpH = 10
Tổng chất rắn (TS): phụ thuộc vào từng lưu vực khác nhau.
+ TS ≤ 40 mg/l: SI

TS
= 100
+ 40mg/l < TS ≤ 220 mg/l: SI
TS
= 142,6e
((TS*(-8,862.10
3
−
))
+ 220 mg/l <TS: SI
TS
= 10
Tổng N
+ N ≤ 3 mg/l: SI
N
= 100*e
((N*(-0,4605))
+3mg/l < N: SIN = 10
Tổng P
+ P ≤ 0,25mg/l: SI
P
= 100 – 299,5*P – 0,1384*P
2
+ 0,25 < P : SI
P
= 10
Fecal Coliform (FC)
+ FC
≤
50MPN/100ml: SI

FC
= 98
+ 50MPN/100ml < FC < 1600MPN/100ml: SI
FC
= 98*e
((FC – 50)*(-9,9178*10
4
−
))
+ 1600MPN/100ml < FC: SI
FC
= 10
 Kết quả phân loại theo WQI
Số điểm 10 - 59 60 - 79 80 - 84 85 - 89 90 - 100
Phân loại Rất ô nhiễm Ô nhiễm Trung bình Tốt Rất tốt
b) Chỉ số chất lượng của Quỹ Vệ sinh Môi trường Hoa Kỳ (NSF- WQI)
 Lựa chọn các thông số
Chỉ số này được thiết lập vào năm 1970. Để xây dựng WQI này, dựa theo phương
pháp Delphi NSF đã mời 142 chuyên gia có kinh nghiệm trong nhiều lĩnh vực quản lý
chất lượng nước ở Mỹ (bao gồm các viên chức quản lý, các kỹ sư, các nhà khoa học)
cùng tham gia ý kiến. Số người này đã trả lời bảng câu hỏi (Bảng 2.1) về 35 loại tác
nhân ô nhiễm nguồn nước có thể được lựa chọn làm chỉ số chất lượng nước. Số người
này có thể thêm hoặc bớt các thông số nào đó và sắp xếp thứ tự các thông số theo mức
độ quan trọng. Sau đó, họ trả lời bảng câu hỏi về mức độ quan trọng của từng thông số
trong số 35 thông số trên theo cách cho điểm. Dựa vào kết quả thu được từ việc trả lời
hai câu hỏi trên, NSF đã xác định 9 thông số quan trọng nhất để đánh giá chất lượng
nước sinh hoạt là: DO, fecal coliform, pH, BOD
5
, NO
3

-
, tổng PO
4
3-
, nhiệt độ, độ đục và
tổng chất rắn (TS).
GVHD: TS. MAI TUẤN ANH
Bài tiểu luận: CHỈ SỐ CHẤT LƯỢNG NƯỚC WQI VÀ ỨNG DỤNG
Bảng 2.1. Các thông số đề cử để xem xét, thiết lập chỉ số chất lượng nước của NSF
Oxy hòa tan
Fecal coliform
pH
BOD520
Hóa chất diệt cỏ
(herbicides)
Nhiệt độ
Hóa chất BVTV
(pesticides)
Phosphat
Nitrat
Chất rắn hòa tan
Hoạt tính phóng xạ
Các phenol
COD
Các chất chiết bằng
cloroform
Amoniac
Tổng chất rắn
Dầu và mỡ
Độ đục-

Clorua
Độ kiềm
Sắt
Màu
Mangan
Florua
Đồng
Sulphat
Canxi
Độ cứng
Natri
Kali
Độ axit
Bicacbonat
Magiê
Nhôm
Silic
 Công thức tính
NSF – WQI được tính theo một trong hai công thức: công thức dạng tổng (ký hiệu
là WA – WQI) và công thức dạng tích (ký hiệu là WM – WQI). Công thức toán học của
2 cách tính trên được thể hiện như sau:
Công thức tổng:
9
i i
i=1
WA-WQI = w q
∑

Công thức tích:
i

9
W
i
i=1
WM-WQI = q
∏

Trong đó: NSF - WQI: chỉ số chất lượng nước của Quỹ Vệ sinh Quốc gia Hoa Kỳ
w
i
: trọng số đóng góp của thông số ô nhiễm i có giá trị 0 – 1;
9
i
i=1
w = 1
∑
(Bảng
1.2)
Chỉ số phụ q
i
được xác định dựa vào các đồ thị q
i
= f(x
i
) (xem các đồ thị chỉ số
phụ q
i
= f(x
i
) ở Hình 1.1). Trên mỗi đồ thị q

i
= f(x
i
), giá trị trung bình và khoảng tin
cậy 80% được biểu diễn. q
i
nhận giá trị trong khoảng 0 ÷ 100.
Theo mô hình NSF-WQI, điểm WQI sẽ bằng 0 nếu nồng độ của bất kỳ chất độc nào
(kim loại nặng xyanua, phenol và dư lượng hoá chất bảo vệ thực vật) vượt quá mức cho
phép trong Tiêu chuẩn hoặc Quy chuẩn Hoa Kỳ.
GVHD: TS. MAI TUẤN ANH
Bài tiểu luận: CHỈ SỐ CHẤT LƯỢNG NƯỚC WQI VÀ ỨNG DỤNG
GVHD: TS. MAI TUẤN ANH
Bài tiểu luận: CHỈ SỐ CHẤT LƯỢNG NƯỚC WQI VÀ ỨNG DỤNG
Bảng 2.2. Trọng số đóng góp của các thông số theo NSF – WQI
Thông số Trọng số
DO bão hoà 0,17
F.Coli 0,16
BOD 0,11
pH 0,11
Sự thay đổi nhiệt độ 0,10
Tổng P 0,10
NO
3
-
0,10
Độ đục 0,08
Tổng chất rắn (TS) 0,07
 Kết quả phân loại theo NSF-WQI
Số điểm 0-25 26-50 51-70 71-90 91 - 100

Phân loại Rất ô
nhiễm
Ô
nhiễm
Trung bình Tốt Rất tốt
2.1.2. Chỉ số chất lượng của Canada
Mỗi vùng tại Canada đều sử dụng chỉ số chất lượng nước riêng nhằm để phân vùng
chất lượng nước tại vùng đó. Tuy nhiên có 2 phương pháp được sử dụng nhiều nhất là
phương pháp Bristish Columbia (Phương pháp BC) và phương pháp của Hội đồng của
Bộ Môi trường Canada (CCME)
[7]
.
a) Các chỉ số chất lượng nước của tỉnh Bristish Columbia (BC Index)
 Mô tả chỉ số: Các chỉ số chất lượng nước được tính theo 3 mục đích sử
dung khác nhau:
+Chỉ số chất lượng nước uống
+Chỉ số chất lượng nước cho các hoạt động thể thao dưới nước
+Chỉ số chất lượng nước chung: bảo vệ sức khỏe con người, đời sống thủy
sinh, thể thao giải trí
 Phương pháp tính
Chỉ số =
2
3
2
2
2
1
)
3
(

F
FF
++
Chỉ số phân loại = Chỉ số/1,45
Trong đó:
+F1: Được tính bằng số thông số vượt tiêu chuẩn trên tổng số các thông số
F1 = (n/N)* 100
GVHD: TS. MAI TUẤN ANH
13
Bài tiểu luận: CHỈ SỐ CHẤT LƯỢNG NƯỚC WQI VÀ ỨNG DỤNG
+F2: Được tính bằng số lần đo thông số vượt tiêu chuẩn chia cho tổng số
lần đo thông số.
F2 = (m/M)*100
+F3: Được tính theo công thức sau:
F3 = Max [{(XMM
i, j
- Std
j
)/XMM
i,j
}*100]
Trong đó:
o XMM
i,j
là giá trị lớn nhất hoặc nhỏ nhất của thông số thứ j trong mẫu
thứ i, trừ các giá trị DO và pH đã sử dụng.
o Std
j
: Là giá trị giới hạn có thể chấp nhận được (giá trị tiêu chuẩn) của
thông số j trong việc xác định chất lượng nước.

 Kết quả phân loại
Kết quả phân loại chất lượng nước theo phương pháp BC Index được thể hiện
trong Bảng 2.3 như sau:
Bảng 2.3. Giá trị chỉ số sử dụng trong phương pháp BC
F
1
F
2
F
3
Chỉ số Chỉ số phân loại
Rất tốt 0 – 2 0 – 1 0-9 0-4 0-3
Tốt 3 – 14 2 -14 10-45 5-25 4 -17
Trung bình 15 – 35 15 – 40 46-96 26-62 18-43
Ô nhiễm 36 – 50 41-60 97-99 63-85 44-50
Rất ô nhiễm 51 - 100 61-100 99,1-100 86-145 60 -100
b) Chỉ số chất lượng nước của Hội đồng Bộ Môi trường Canada (CCME – Canada
Council of Ministry of the Environment)
Được phát triển từ năm 1991, Hội đồng Bộ Môi trường của Canada (CCME) cũng
đã xây dựng chỉ số chất lượng nước (CCMEWQI) như là một công cụ quan trọng để
quản lý nguồn tài nguyên nước
[8]
.
 Lựa chọn các thông số: Các thông số lựa chọn để tính toán WQI được
chia theo 5 nhóm
+Các nguyên tố hóa học vết
+Thuốc trừ sâu
+PCBs
+ PAHs
+Oxy hòa tan (DO)

 Công thức tính
CCMEWQI = 100 -








++
732,1
2
3
2
2
2
1
FFF
Trong đó:
GVHD: TS. MAI TUẤN ANH
14
Bài tiểu luận: CHỈ SỐ CHẤT LƯỢNG NƯỚC WQI VÀ ỨNG DỤNG
+ F
1
– Tỉ lệ phần trăm giữa số thông số không đạt tiêu chuẩn và tổng số thông
số đang xét, F
1
được tính như sau:
F

1
= Số thông số không đạt x100
Tổng số thông số
+ F
2
– Tần suất không đạt tiêu chuẩn, tức là tỉ lệ mẫu không đạt tiêu chuẩn
với tổng số mẫu (xét tất cả các thông số phân tích), F
2
được tính như sau:
F
2
= Số mẫu không đạt x100
Tổng số mẫu
+ F
3
– Mức độ không đạt tiêu chuẩn (biên độ), F
3
được tính theo 3 bước:
o Tính độ lệch e
i
: là mức độ vượt tiêu chuẩn của từng mẫu không đạt
- Nếu tiêu chuẩn của thông số i là ngưỡng trên so với tiêu chuẩn thì:
e
i
= Giá trị mẫu - 1
Tiêu chuẩn
- Nếu tiêu chuẩn của thông số i là ngưỡng dưới so với tiêu chuẩn thì:
e
i
= Tiêu chuẩn - 1

Giá trị mẫu
o Chuẩn hóa tổng độ lệch được tính qua công thức:
nse =
∑
=
n
i
i
e
1
Tổng số mẫu
o Như vậy F
3
được tính bằng công thức:
F
3
=
nse
0,01nse +0,01
 Kết quả phân loại
Sau khi tính được chỉ số chất lượng nước (CCMEWQI), người ta chia chất lượng
nước ra làm 5 loại như sau:
Giá trị chỉ số
CCMEWQI
Chất lượng nước
95 – 100 Rất tốt
80 – 94 Tốt
65 – 79 Trung bình
45 – 64 Trung bình – kém
GVHD: TS. MAI TUẤN ANH

15
Bài tiểu luận: CHỈ SỐ CHẤT LƯỢNG NƯỚC WQI VÀ ỨNG DỤNG
0 - 44 Kém
2.1.3. Chỉ số chất lượng nước của Malaysia
Bộ Môi trường Malaysia cũng xây dựng Chỉ số chất lượng nước mặt với các
thông số: DO, BOD, COD, SS, N – NH
3
và pH.
 Công thức tính WQI:
WQI =
i
n
i
i
SIW
∑
=
1
Trong đó:
+ W
i
: là trọng số của thông số i
+ SI
i
là chỉ số phụ của thông số i
+ Trọng số W
i
tương ứng với từng thông số lựa chọn
Thông số DO BOD COD N – NH
3

SS pH
Trọng số 0,22 0,19 0,16 0,15 0,16 0,12
Các chỉ số phụ được xác định theo các công thức cho từng thông số
Chỉ số phụ DO (tính theo phần trăm bão hòa x%)
+ SI
DO
= 0 khi x
≤
8
+ SI
DO
= 100 khi x
≥
92
+ SI
DO
= -0,395 +0,03x
2
– 0,0002x
3
khi 8 < x < 92
Chỉ số phụ của BOD: (x: nồng độ, mg/l)
+ SI
BOD
= 100,4 – 4,23x khi x
≤
5
+ SI
BOD
= 103 e

-0,055x
– 0,1x khi x > 5
Chỉ số phụ của COD: (x: nồng độ, mg/l)
+ SI
COD
= - 1,33x + 99,1 khi x
≤
20
+ SI
COD
= 103 e
-0,0157x
– 0,04x khi x > 20
Chỉ số phụ của N-NH
3
: (x: nồng độ, mg/l)
+ SI
AN
= 100,5 – 105x khi x
≤
0,3
+ SIAN = 94 e-0,0573x – 5*
2
−
x
khi 0,3 < x < 4
+ SI
AN
= 0 khi x
≥

4
 Kết quả phân loại
Mức độ ô nhiễm nguồn nước sẽ được kết luận dựa vào kết quả chỉ số tính theo công
thức hoặc chỉ số phụ của các thông số BOD, N – NH
3
, SS. Kết quả tính toán và phân
loại chất lượng nước theo WQI của Malaysia như sau:
Chỉ số
Mức độ ô nhiễm
Ô nhiễm nặng Ô nhiễm vừa Không ô nhiễm
WQI 0 - 59 60 - 80 81 - 100
BOD 0 - 79 80 - 90 91 - 100
GVHD: TS. MAI TUẤN ANH
16
Bài tiểu luận: CHỈ SỐ CHẤT LƯỢNG NƯỚC WQI VÀ ỨNG DỤNG
N – NH
3
0 - 70 71 - 91 92 - 100
SS 0 - 69 70 - 75 76 - 100
2.1.4. Chỉ số chất lượng nước áp dụng tại một số quốc gia Châu Âu
(Universal Water Quality Index)
 Công thức chung
UWQI =
i
n
i
i
Iw
∑
=

1
Trong đó:
+ w
i
là trọng số của thông số i
+ I
i
là chỉ số phụ của thông số i
+n: số thông số
 Thông số lựa chọn và chỉ số phụ
Các thông số lựa chọn để tính toán chỉ số và công thức tính chỉ số phụ I
i
được nêu
trong Bảng 2.4
Bảng 2.4. Các thông số lựa chọn và công thức tính chỉ số phụ
Thông số Phân loại Chỉ số phụ
BOD
X<3
3≤X<5
5≤X<7
X≥7
y=100
y=-25X+175
y=-22,5X+162,5
y= 0
Nitrat
X≤5
5<X≤10
10<X≤20
X>20

y=100
y=-10X+150
y=-4,5X+95
y= 0
Asen
X≤0,02
0,02<X≤0,05
0,05<X≤0,1
X>0,1
y=100
y=-1666,7X+133,33
y=-900X+95
y= 0
DO
X≥8
8<X≤6
6<X≤3
X<3
y=100
y=25X-100
y=15X-40
y= 0
Flo
X≤1
1<X≤2
X>2
y=100
y=-95X+194,17
y= 0
Tổng Photpho X≤0,02 y=100

GVHD: TS. MAI TUẤN ANH
17
Bài tiểu luận: CHỈ SỐ CHẤT LƯỢNG NƯỚC WQI VÀ ỨNG DỤNG
0,02<X≤0,16
0,16<X≤0,65
X>0,65
y=-357,14X+107,14
y=-91,837X+64,694
y= 0
Hg
X≤0,0001
0,0001<X≤0,0005
0,0005<X≤0,002
X>0,002
y=100
y=-125000X+112,5
y=-30000X+65
y= 0
Se
X≤0,01
0,01<X≤0,02
X>0,02
y=100
y=4500X+95
y= 0
CN
-
X≤0,01
0,01<X≤0,05
0,05<X≤0,1

X>0,1
y=100
y=-1250X+112,5
y=-900X+95
y= 0
Cd
X≤0,003
0,003<X≤0,005
0,005<X≤0,010
X>0,010
y=100
y=-25000X+175
y=-9000X+95
y= 0
Tổng coliform
X≤50
50<X≤5000
5000<X≤50000
X>50000
y=100
y=-10,857lnX+142,47
y=-21,715lnX+284,95
y= 0
pH
6,5≤X≤8,5
5,5≤X≤6,4 và
8,6≤X≤9
X<5,5 and X>9
y=100
y=50

y= 0
Trọng số áp dụng cho từng thông số w
i
Phạm vi Thông số Tầm quan trọng Trọng số
Gây hại đến sức
khỏe
Tổng coliform 4 0,114
Cadmi 3 0,086
Xyanua 3 0,086
Thủy ngân 3 0,086
Selen 3 0,086
GVHD: TS. MAI TUẤN ANH
18
Bài tiểu luận: CHỈ SỐ CHẤT LƯỢNG NƯỚC WQI VÀ ỨNG DỤNG
Asen 4 0,113
Florue 3 0,086
Nitrat-N 3 0,086
Quan trắc DO 4 0,114
pH 1 0,029
Suy giảm
Oxy
BOD 2 0,057
Tổng phospho 2 0,057
 Kết quả phân loại
Sau khi tính được chỉ số chất lượng nước (UWQI), người ta chia chất lượng nước ra
làm 5 loại như sau:
Giá trị chỉ số UWQI Chất lượng nước
95 – 100 Rất tốt
75 – 94 Tốt
50 – 74 Trung bình

25 – 49 Ô nhiễm
0 - 24 Rất ô nhiễm
2.1.5. Chỉ số chất lượng nước của Bhargava (Ấn Độ)
 Công thức tính
Theo mô hình Bhargava (1983) WQI cho mỗi mục đích sử dụng nước (chẳng hạn,
cấp nước sinh hoạt, nông nghiệp, công nghiệp…) được tính toán theo công thức (1) và
WQI tổng quát (hay WQI cho đa mục đích sử dụng nước) được tính theo công thức (2).
1/n
n
i
i=1
WQI = F x 100
 
 
 
∏
(1)
Trong đó F
i
:
+ Giá trị "hàm nhạy" Fi của thông số i, nhận giá trị trong khoảng 0,01 ÷ 1 và
được xác định từ đồ thị “hàm nhạy” đối với thông số i. Các đồ thị “hàm
nhạy” có dạng tuyến tính và được xây dựng dựa vào Tiêu chuẩn Quốc gia
(hoặc quốc tế) quy định về chất lượng nước cho mỗi mục đích sử dụng riêng
+ n: số thông số CLN lựa chọn (n = 3 ÷ 6, tuỳ thuộc vào mục đích sử dụng
nước)
GVHD: TS. MAI TUẤN ANH
19
Bài tiểu luận: CHỈ SỐ CHẤT LƯỢNG NƯỚC WQI VÀ ỨNG DỤNG
k

i
i=1
WQI
WQI =
k
∑
(2)
Trong đó, WQI
i
là WQI của các mục đích sử dụng nước khác nhau, k là số mục đích
sử dụng nước. Có thể đưa vào tử số của công thức (2) các hệ số thể hiện tầm quan trọng
khác nhau của mỗi mục đích sử dụng nước.
Các thông số chất lượng nước lựa chọn cho các mục đích sử dụng riêng theo mô hình
Bhargava được trình bày trong Bảng 2.5.
Bảng 2.5: Các thông số chất lượng nước lựa chọn cho các mục đích riêng
TT Mục đích sử dụng riêng Các thông số lựa chọn n
1 Tiếp xúc trực tiếp Độ đục, amoni, TC, BOD
5
, DO 5
2 Cấp nước sinh hoạt Độ đục, BOD
5
, TC, DO, Cl
-
5
3 Nông nghiệp Cl
-
, TDS, Bo, SAR 4
4 Công nghiệp Độ đục, TDS, độ cứng 3
5 Bảo vệ đời sống thủy sinh
nước ngọt và tiếp xúc gián tiếp

t
0
, DO, Cl
-
, BOD
5
4
 Kết quả phân loại
Sau khi tính WQI cho từng mục đích sử dụng, chỉ số chất lượng nước WQI tổng
quát (cho đa mục đích sử dụng) được tính bằng cách lấy trung bình số học các WQI của
các mục đích sử dụng riêng với giả thiết tầm quan trọng của các mục đích sử dụng riêng
đó là như nhau
Kết quả phân loại chất lượng nước theo WQI của Bhargava được thể hiện như sau:
Loại Bhargava-WQI Giải thích
I
90 ÷ 100
Rất tốt
(không ô nhiễm - ô nhiễm rất nhẹ)
II
65 ÷ 89
Tốt (ô nhiễm nhẹ)
III
35 ÷ 64
Trung bình (ô nhiễm trung bình)
IV
11 ÷ 34
Xấu (ô nhiễm nặng)
V
0 ÷ 10
Rất xấu (ô nhiễm rất nặng)

(Theo mô hình WQI của Bhargava, nếu một trong các chất ô nhiễm có độc tính cao -
kim loại nặng hoặc dư lượng hoá chất bảo vệ thực vật ) vượt quá mức cho phép theo tiêu
chuẩn, quy chuẩn quốc gia hoặc quốc tế, thì WQI = 0)
GVHD: TS. MAI TUẤN ANH
20
Bài tiểu luận: CHỈ SỐ CHẤT LƯỢNG NƯỚC WQI VÀ ỨNG DỤNG
2.2. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU VÀ ÁP DỤNG WQI Ở VIỆT NAM
2.2.1. Sử dụng chỉ số chất lượng nước để phân loại và phân vùng CLN sông
Hương
a) Phương pháp Bhargava (Ấn Độ)
Sông Hương là một nguồn nước quan trọng, cung cấp 75% khối lượng nước cho
mọi hoạt động của đô thị Huế, bao gồm cấp nước cho sinh hoạt, công nghiệp, nông
nghiệp, giao thông thủy, du lịch Sông Hương cũng là nơi tiêp nhận lượng lớn nước
thải chưa qua xử lý, các vấn đề như lũ lụt, nhiễm mặn cũng là những nguyên nhân ảnh
hưởng tới chất lượng nước sông Hương
[8]
. Từ tháng 1 đến tháng 12 năm 2004 Nguyễn
Văn Hợp, Thủy Châu Tờ, Hoàng Thái Long thuộc Khoa Hóa trường Đại học Huế đã
tiến hành nghiên cứu phân vùng chất lượng nước sông Hương dựa vào chỉ số CLN
WQI.
 Lựa chọn các thông số
Để mô hình WQI của Bhargava phù hợp và đơn giản hơn khi áp dụng vào sông
Hương, tác giả đã tiến hành một số điều chỉnh được nêu trong Bảng 2.6. như sau:
Bảng 2.6. Các thông số chất lượng nước lựa chọn các mục đích sử dụng riêng
TT Mục đích sử dụng riêng Các thông số lựa chọn n
1 Tiếp xúc trực tiếp Độ đục, amoni, TC, BOD
5
, DO 5
2 Cấp nước sinh hoạt
(a)

Độ đục, COD, TC, DO, EC 5
3 Nông nghiệp
(b)
EC, SAR 2
4 Công nghiệp
(c)
Độ đục, EC, độ cứng 3
5
Bảo vệ đời sống thủy sinh nước
ngọt và tiếp xúc gián tiếp
(d)
Độ đục, DO, EC, BOD
5
4
(a)
Đối với mục đích 1: Thay COD cho BOD
5
, EC cho Cl
-
trong mô hình
Bharagava
(b)
Đối với mục đích 3: Thay EC cho Cl
-
, bỏ TDS và Bo trong mô hình Bharagava
(c)
Đối với mục đích 4: Thay EC cho TDS trong mô hình Bharagava
(d)
Đối với mục đích 5: thay độ đục cho nhiệt độ, EC cho Cl
-

trong mô hình
Bharagava.
Giá trị "hàm nhạy" Fi của thông số lựa chọn trong Bảng 1.6 trên, nhận giá trị trong
khoảng 0,01 ÷ 1 và được xác định từ đồ thị “hàm nhạy” như trong Hình 1.2
GVHD: TS. MAI TUẤN ANH
21
Bài tiểu luận: CHỈ SỐ CHẤT LƯỢNG NƯỚC WQI VÀ ỨNG DỤNG
Hình 2.2: “Hàm nhạy” của các thông số lựa chọn đối với các mục đích sử dụng
riêng
 Đánh giá chất lượng nước
Theo mô hình Bhargava, WQI nhận giá trị từ 1 (CLN xấu nhất) đến 100 (CLN tốt
nhất) và được phân thành 5 loại:
+ Loại I (rất tốt): từ 90 – 100
+ Loại II (tốt): từ 65 – 89
+ Loại III (trung bình): từ 35 – 64
+ Loại IV (xấu): từ 11 – 34
+ Loại V (rất xấu): từ 1 – 10
b) Phương pháp của Quỹ Vệ sinh Môi trường Hoa Kỳ (NSF- WQI)
Các tác giả Nguyễn Văn Hợp, Thủy Châu Tờ ( Đại học Huế) và Nguyễn Hữu Nam
(Sở TN & MT Quảng Trị) đã áp dụng hệ thống NSF – WQI để đánh giá biến động CLN
sông Hương từ tháng 5/1998 đến 12/2002 với mục đích đánh giá CLN sông Hương một
cách đại diện. Mặc khác những đánh giá dựa vào từng thông số CLN riêng biệt cũng
được đưa ra nhằm mục đích so sánh với cách đánh giá dựa vào WQI.
 Phương pháp tính
WQI được tính toán từ các thông số chất lượng nước quyết định thông qua một công
thức toán học xác định. WQI được biểu diễn thông qua thang điểm, nhận giá trị trong
khoảng 0 – 100. Trong nghiên cứu này dùng công thức nhân có trọng số, theo công
thức:
WQI =
∏

=
n
i
i
q
1
wi
Trong đó:
- q
i
: chỉ số phụ của thông số i, nhận giá trị trong khoảng 0 – 100 và được
xác định từ hàm chỉ số phụ của thông số i;
GVHD: TS. MAI TUẤN ANH
22
Bài tiểu luận: CHỈ SỐ CHẤT LƯỢNG NƯỚC WQI VÀ ỨNG DỤNG
- w
i
trọng lượng đóng góp của thông số i, nhận giá trị trong khoảng 0 – 1;
∑
i
w
= 1
- n: Số thông số được chọn để tính WQI; trong hệ thống NSF-WQI, n = 9
Thông số lựa chọn và trọng số:
Các thông số và trọng số tương ứng trong phương pháp tính này được trình bày
trong Bảng 2.7. dưới đây
Bảng 2.7. Thông số và trọng số tương ứng
Thống số DO FC pH BOD
5
NO

3
-
PO
4
T
0
Độ đục TDS
Trọng số 0,17 0,15 0,12 0,1 0,1 0,1 0,1 0,08 0,08
2.2.2. Xây dựng chỉ số chất lượng để đánh giá và quản lý chất lượng nước hệ
thống sông Đồng Nai
Trong đề tài “xây dựng cơ sở dữ liệu GIS kết hợp với mô hình toán và chỉ số chất
lượng nước phục vụ công tác quản lý và kiểm soát chất lượng nước hạ lưu hệ thống
sông Sài Gòn – Đồng Nai” từ năm 2003 đến 2005, tác giả Tôn Thất Lãng đã xây dựng
mô hình chỉ số chất lượng nước WQI dựa vào mô hình của NSF-WQI
a. Phương pháp tính
Ứng dụng phương pháp Delphi để xây dựng chỉ số chất lượng nước. Tác giả đã xây
dựng một hệ thống câu hỏi gởi đến cho các chuyên gia chất lượng nước để lựa chọn
thông số chất lượng nước quan trọng và đánh giá trọng số biểu thị độ quan trọng của
các thông số chất lượng nước.
Công thức tính:
WQI =
∑
n
ii
WI
1
Trong đó Ii, Wi lần lượt là các chỉ số phụ và trọng số tương ứng với thông số chất
lượng nước i được lựa chọn
b. Kết quả lấy ý kiến các chuyên gia
Theo phương pháp Delphi, các mẫu phỏng vấn được biên soạn và gởi đến

40 chuyên gia chất lượng nước ở các trường đại học, các viện nghiên cứu, các trung
tâm môi trường để lấy ý kiến. Các mẫu phỏng vấn được gởi đi hai đợt: đợt một là các
câu hỏi để xác định các thông số chất lượng nước quan trọng, đợt hai là các câu hỏi để
xác định 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 2.8 như sau:
Bảng 2.8. Các thông số chất lượng nước và trọng số
TT Thông số Trọng số tạm thờ
i
Trọng số cuố
i cùng
1 BOD5 1,00 0,23
2 DO 0,76 0,18
GVHD: TS. MAI TUẤN ANH
23
Bài tiểu luận: CHỈ SỐ CHẤT LƯỢNG NƯỚC WQI VÀ ỨNG DỤNG
3 SS 0,70 0,16
4 pH 0,66 0,15
5 Tổng N 0,63 0,15
6 Tổng coliform 0,56 0,13
c. Xây dựng đồ thị tương quan giữa các yếu tố chất lượng nước và chỉ số phụ,
xác định hàm chất lượng nước
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, tác giả đề tài đã xây dựng một đồ thị
và hàm số tương quan giữa nồng độ và chỉ số phụ. Các hàm chất lượng nước được
biểu thị bằng các phương trình sau:
 Hàm chất lượng nước với thông số BOD
5
y = - 0,0006x

2
- 0,1491x +
9,8255
 Hàm chất lượng nước với thông số DO y = 0,0047x
2

+ 1,20276x - 0,0058
 Hàm chất lượng nước với thông số SS y = 0,0003x
2
- 0,1304x + 11,459
 Hàm chất lượng nước với thông số pH y = 0,0862x
4
- 2,4623x
3
+ 24,756x
2
–
102,23x + 150,23
 Hàm chất lượng nước với thông số tổng N: y = - 0,04x
2
– 0,1752x + 9,0244
 Hàm chất lượng nước với thông số T. Coliform y = 179.39x-0,4067
d. Phân loại chất lượng nguồn nước mặt bằng WQI
Để đánh giá chất lượng nước hệ thống sông Đồng Nai, dựa vào một số kết quả
nghiên cứu của nhiều tác giả và kinh nghiệm thực tế, tác giả Đề tài đề xuất
phân loại nguồn nước mặt theo chỉ số WQI như sau
.
Bảng 2.9. Phân loại chất lượng nguồn nước mặt
Loại nguồn
nước

Ký hiệu màu Chỉ số WQI Đánh giá chất lượng
1 Xanh dương 9<WQI<10 Không ô nhiễm
2 Lam 7<WQI<9 Ô nhiễm rất nhẹ
3 Lục 5<WQI<7 Ô nhiễm nhẹ
4 Vàng 3<WQI<5 Ô nhiễm trung bình
5 Da cam 1<WQI<3 Ô nhiễm nặng
6 Đỏ 9<WQI<10 Ô nhiễm rất nặng
GVHD: TS. MAI TUẤN ANH
24
Bài tiểu luận: CHỈ SỐ CHẤT LƯỢNG NƯỚC WQI VÀ ỨNG DỤNG
2.2.3. Phân vùng chất lượng nước theo mức độ ô nhiễm – áp dụng hệ thống
WQI phù hợp với TP Hồ Chí Minh 2007 – 2008
Trong đề tài “Nghiên cứu phân vùng CLN trên cơ sở chỉ số chất lượng nước (WQI)
và đánh giá khả năng sử dụng các nguồn nước sông, kênh rạch ở vùng TP.HCM”
(2007 – 2008), Lê Trình và CTV đã xây dựng được hệ thống chỉ số WQI cho các sông,
kênh rạch khu vực TP.HCM. Một số mô hình WQI do tác giả đề xuất được trình bày
dưới đây:
a. Mô hình 1: Áp dụng công thức WQI của Quỹ Vệ sinh Hoa kỳ (NSF) có điều
chỉnh một vài thông số (ký hiệu: NFS –WQI/HCM)
Về cơ bản dựa vào mô hình NSF – WQI của Hoa Kỳ với điều chỉnh một vài thông
số như sau:
 Số thông số được chọn: 9 thông số
 Các thông số được chọn
Theo NFS - WQI Theo NFS – WQI/HCM
1. DO 1. DO
2. F.Coli 2. T. Coliform
3. pH 3. pH
4. BOD
5
4. BOD

5
5. NO
3
-
5. Tổng N
6. PO
4
-
6. Tổng P
7. Biến thiên nhiệt độ (∆ T) 7. ∆T
8. Độ đục 8. Độ đục
9. Tổng chất rắn (TS) 9. TDS / SS
 Công thức tính: cả 2 dạng tổng (WA-WQI) và dạng tích (WM-WQI)
9
i i
i=1
WA-WQI = w q
∑

i
9
W
i
i=1
WM-WQI = q
∏

 Trọng lượng đóng góp (trọng số w
i
):

1. DO: 0,17
2. F.coli (hoặc T.coliform trong NFS-WQI
H
): 0,15
3. pH: 0,12
4. BOD: 0,10
5. NO
3
(hoặc tổng N trong NFS-WQI
H
: 0,10
GVHD: TS. MAI TUẤN ANH
25
Bài tiểu luận: CHỈ SỐ CHẤT LƯỢNG NƯỚC WQI VÀ ỨNG DỤNG
6. PO
4
(hoặc tổng P trong NFS-WQI
H
: 0,10
7. ∆T: 0,10
8. Độ đục: 0,08
9. TS (hoặc TDS + SS trong NFS-WQI): 0,08.
b. Mô hình 2: Cải tiến mô hình NSF-WQI phù hợp môi trường nước TP. Hồ Chí
Minh (ký hiệu HCM-WQI)
Đây là mô hình do Tác giả của đề tài này đề xuất dựa theo cải tiến mô hình NFS-
WQI của Hoa Kỳ.
Áp dụng phương pháp Delphi, Đề tài này đã gửi 30 nhà khoa học môi trường, cán
bộ quản lý nguồn nước, công ty cấp thoát nước bản danh mục gồm 40 thông số đề nghị
lựa chọn ≤ 10 thông số điển hình và quan trọng nhất để phục vụ quan trắc và đánh giá
chất lượng nước sông, kênh rạch TP. Hồ Chí Minh.

Kết quả từ 20 ý kiến trả lời 10 thông số được bình chọn nhiều nhất là:
1. DO 6. Tổng N
2. BOD 7. Độ đục
3. SS 8. Dầu mỡ
4. T.coliform 9. COD
5. pH 10. Tổng P
Dựa vào thứ tự ưu tiên lựa chọn tác giả của Đề tài đã tính điểm xếp hạng (m
i
), trọng
số đóng góp trung gian (wi’), trọng số đóng góp chính (wi), xây dựng đồ thị tương quan
giữa các thông số và lựa chọn chỉ số phụ (q
i
) của từng thông số.
 Các trọng số (w
i
) của các thông số lựa chọn tương ứng như sau:
1. DO: 0,19
2. BOD5 : 0,14
3. Độ đục: 0,12
4. TN: 0,11
5. COD: 0,09
6. pH: 0,08
7. Tổng coliform: 0,08
8. Tổng P: 0,08; SS: 0,07
9. Dầu mỡ:0,04
 Các phương trình xác định chỉ số phụ (qi) đối với các thông số lựa chọn
như sau:
DO (y) : y = - 0,7061 x
2
+ 17,179 x + 3,7855

BOD
5
(y) : y = 0,0068 x
2
− 2,1089 x + 100,34
Độ đục (y): y = 105,73 e
- 0,0168 x
Tổng N (y): y = 0,1213 x
2
− 8,318 x + 99,233
COD (y) : y = 0,0039 x
2
− 1,157 x + 94,011
pH (y): y = 0,416 x
4
− 11,609 x
3
+ 110,15 x
2
− 409,46 x + 539,31
GVHD: TS. MAI TUẤN ANH
26