Nghiên cứu xây dựng hệ thống thu thập dữ liệu và cảnh báo môi trường từ xa

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập – Tự do – Hạnh phúc

BẢN XÁC NHẬN CHỈNH SỬA LUẬN VĂN THẠC SĨ
Họ và tên tác giả luận văn : Nguyễn Tiến Đức
Đề tài luận văn: Nghiên cứu xây dựng hệ thống thu thập dữ liệu và cảnh
báo môi trường từ xa
Chuyên ngành: Kỹ thuật truyền thông
Mã số SV: CB120682
Tác giả, Người hướng dẫn khoa học và Hội đồng chấm luận văn xác nhận
tác giả đã sửa chữa, bổ sung luận văn theo biên bản họp Hội đồng ngày
11/4/2015 với các nội dung sau:
……………………………………………………………………………………………………..………
……………………………………………………………………………………………..…………………
…………………………………………………………………………………..……………………………
………………………………………………………………………..………………………………………
……………………………………………………………..…………………………………………………
…………………………………………………..……………………………………………………………
………………………..

Ngày 16 tháng 4 năm 2015
Giáo viên hướng dẫn

CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG

Tác giả luận văn


LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan Luận văn Thạc sĩ kỹ thuật này là do tôi nghiên cứu và được
thực hiện dưới sự hướng dẫn của TS. Trần Văn Cúc. Các kết quả tham khảo từ các

nguồn tài liệu cũng như các công trình nghiên cứu khoa học khác được trích dẫn
đầy đủ. Nếu có vấn đề về sai phạm bản quyền, tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm
trước nhà trường.
Hà Nội, tháng 3 năm 2015
Học viên

Nguyễn Tiến Đức


LỜI CÁM ƠN
Lời đầu tiên tôi xin bày tỏ lòng cảm ơn sâu sắc tới TS. Trần Văn Cúc, thầy là
người tận tình hướng dẫn về mặt khoa học cho tôi trong suốt quá trình nghiên cứu
và hoàn thanh luận văn.
Xin chân thành cảm ơn các thầy, cô giáo Viện Điện tử - Viễn thông đã chỉ dẫn,
đóng góp nhiều ý kiến bổ ích trong quá trình hoàn thành luận văn.
Tôi xin bày tỏ lòng cảm ơn đến cán bộ, lãnh đạo Viện Khoa học kỹ thuật Bưu
điện, nơi tôi làm việc đã tạo điều kiện tốt nhất để tôi hoàn thiện luận văn.
Cuối cùng, tôi xin cảm ơn gia đình, người thân, bạn bè đã thường xuyên động
viên, giúp đỡ để tôi hoàn thành luận văn này.


MỤC LỤC
MỤC LỤC ...................................................................................................................... 3
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT........................................................................... 5
DANH MỤC HÌNH VẼ ................................................................................................ 6
DANH MỤC BẢNG BIỂU ........................................................................................... 8
MỞ ĐẦU ........................................................................................................................ 9
CHƯƠNG 1 : TỔNG QUAN VỀ GIÁM SÁT MÔI TRƯỜNG ................................. 11
1.1. Thực trạng ô nhiễm môi trường tại Việt Nam ....................................................... 11
1.2. Khái quát về giám sát môi trường [5] .................................................................... 17

1.2.1. Khái niệm giám sát môi trường ................................................................... 17
1.2.2. Phân loại giám sát môi trường ..................................................................... 18
1.3. Các thông số chính để đánh giá chất lượng của môi trường nước mặt [4] ............ 23
1.3.1. pH ................................................................................................................ 24
1.3.2. Nhiệt độ ....................................................................................................... 24
1.3.3. Hàm lượng chất rắn ..................................................................................... 24
1.3.4. Độ đục (Tur – Turbidity) ............................................................................. 25
1.3.5. Độ dẫn điện (EC – electrical conductivity) ................................................. 26
1.3.6. Oxy hòa tan (DO – Dissolved Oxygen) ...................................................... 26
1.3.7. Nhu cầu oxy hóa học (COD – Chemical Oxygen Demand) ....................... 26
1.3.8. Nhu cầu oxy sinh hóa (BOD – Biochemical Oxygen Demand) ................. 27
1.3.9. Độ muối (S‰ - Salinity) ............................................................................. 27
1.3.10. Kim loại và kim loại nặng ......................................................................... 28
CHƯƠNG 2 : NGHIÊN CỨU ĐỀ XUẤT MÔ HÌNH HỆ THỐNGTHU THẬP DỮ
LIỆU VÀ CẢNH BÁO MÔI TRƯỜNG TỪ XA ......................................................... 29
2.1. Mô hình tổng thể hệ thống thu thập dữ liệu và cảnh báo môi trường từ xa ........... 29
2.2. Phân hệ thu thập dữ liệu tại trạm quan trắc............................................................ 30
2.2.1. Yêu cầu chức năng của phân hệ thu thập dữ liệu tại trạm quan trắc ........... 30
2.2.2. Sơ đồ khối thiết kế bộ thu thập dữ liệu Datalogger ..................................... 31
2.2.3. Giải pháp nguồn cấp cho thiết bị thu thập dữ liệu Datalogger .................... 34
2.3. Phân hệ giám sát và điều khiển tại trung tâm quan trắc ......................................... 35
2.3.1. Yêu cầu chức năng của phân hệ giám sát và điều khiển tại trung tâm........ 35

3


2.3.2. Tổ chức lưu trữ dữ liệu trong các file .......................................................... 36
2.4. Phân hệ quản lý thông tin quan trắc tích hợp trên cổng thông tin điện tử ............. 37
2.4.1. Yêu cầu chức năng của phân hệ quản lý thông tin quan trắc ...................... 37
2.4.2. Mô tả kiến trúc hệ thống [7] ........................................................................ 38

2.4.3. Đặc tả hệ thống ............................................................................................ 39
2.4.4. Thiết kế giao diện người sử dụng ................................................................ 47
CHƯƠNG 3 : KẾT QUẢ XÂY DỰNG HỆ THỐNG ................................................. 52
3.1. Thiết bị thu thập dữ liệu Datalogger ...................................................................... 52
3.1.1. Cấu tạo thiết bị thu thập dữ liệu Datalogger: .............................................. 52
3.1.2. Các tính năng và đặc tính kỹ thuật .............................................................. 53
3.1.3. Kết quả đo đạc thử nghiệm thiết bị thu thập dữ liệu datalogger ................. 54
3.2. Phần mềm thu thập dữ liệu và cảnh báo tại trung tâm ........................................... 56
3.2.1. Các chức năng chính của phần mềm ........................................................... 56
3.2.2. Kết quả đánh giá thử nghiệm phần mềm:.................................................... 62
CHƯƠNG 4 : TRIỂN KHAI THỬ NGHIỆM THỰC TẾ TẠI ĐỊA BÀN TỈNH
LÂM ĐỒNG ................................................................................................................. 65
4.1. Kịch bản triển khai thử nghiệm tại Hồ Xuân Hương. ............................................ 65
4.2. Kịch bản triển khai thử nghiệm tạiđập tràn hồ Tuyền Lâm ................................... 75
4.3. Nhận xét kết quả thử nghiệm ................................................................................. 79
KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ................................................................. 81
TÀI LIỆU THAM KHẢO .......................................................................................... 83
PHỤ LỤC:.................................................................................................................... 84

4


DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT
Tiếng Anh

Tên viết tắt

Tiếng Việt

BVMT

Bảo vệ môi trường

CSDL

Cơ sở dữ liệu
National

NSAP

Survey

Pollution
Background

BAPMoN

Air Khảo sát quốc gia về ô
nhiễm không khí

Pollution Hệ thống trạm giám sát ô

Air

nhiễm nền không khí

Monitoring Network

Environmental Hệ thống trạm giám sát môi

Global
GEMS/AIR

of

Monitoring System/ Air

trường không khí toàn cầu

TS

Total Solid

Chất rắn tổng

TSS

Total Suspended Solid

Tổng chất rắn lơ lửng

Tur

Turbidity

Độ đục

EC

Electrical conductivity

Độ dẫn điện

DO

Dissolved Oxygen

Oxy hòa tan

COD

Chemical Oxygen Demand

Nhu cầu oxy hóa học

BOD

Biochemical Oxygen Demand

Nhu cầu oxy sinh hóa

Global
GSM

System

Mobile Hệ thống thông tin di động
toàn cầu

for

communication

LCD

Liquid crystal display

Màn hình tinh thể lỏng

MCU

Micro Controller Unit

Khối vi điều khiển

5


DANH MỤC HÌNH VẼ
Hình 1 : Mô hình hệ thống thu thập dữ liệu và cảnh báo môi trường từ xa..............29
Hình 2 : Sơ đồ khối thiết kế bộ thu thập dữ liệu Datalogger ....................................32
Hình 3 : Sơ đồ giải pháp cung cấp nguồn cho các thiết bị đầu thu ...........................35
Hình 4 : Dữ liệu quan trắc được lưu trữ binary tại trung tâm ...................................36
Hình 5 : Định dạng dữ liệu được lưu trữ theo ngày, tháng, năm ở log file tại trung
tâm dữ liệu .................................................................................................................37
Hình 6 : Mô hình tổng thể kiến trúc hệ thống ...........................................................38
Hình 7 : Tác nhân phần mềm Hệ thống ....................................................................39
Hình 8 : Mô hình usecase nhóm chng:năng qunh usecase nhóm .............................40
Hình 9 : Mô hình usecase nhóm chức năng quản lý thông tin quan trắc ..................43
Hình 10 : Cấu tạo mặt ngoài vỏ thiết bị thu thập dữ liệu Datalogger .......................52

Hình 11 : Cấu tạo bên trong thiết bị thu thập dữ liệu Datalogger .............................53
Hình 12 : Giao diện đăng nhập của phần mềm .........................................................56
Hình 13 : Chức năng phân quyền người sử dụng .....................................................57
Hình 14 : Chức năng thiết lập cấu hình hệ thống......................................................59
Hình 15 : Chức năng cấu hình kỹ thuật.....................................................................59
Hình 16 : Chức năng quản lý mức độ nghiêm trọng của cảnh báo ...........................60
Hình 17 : Chức năng cấu hình tham số trạm .............................................................61
Hình 18 : Đánh giá độ chiếm dụng của phần mềm quản lý giám sát .......................63
Hình 19 : Server hoạt động với 100 thiết bị và khả năng tiêu thụ tài nguyên ..........64
Hình 20 : Sơ đồ nguyên lý các thành phần thiết bị thử nghiệm lắp đặt tại trạm Hồ
Xuân Hương ..............................................................................................................66
Hình 21 :Thử nghiệm thiết bị thu thập dữ liệutại Hồ Xuân Hương ..........................67
Hình 22 : Mặt bằng vị trí lắp đặt thử nghiệm thiết bị thu thập dữ liệu Datalogger tại
Hồ Xuân Hương ........................................................................................................68
Hình 23 : Sơ đồ lắp đặt thiết bị thu thập dữ liệu tại trạm Hồ Xuân Hương ..............68
Hình 24 : Mặt trước và kích thước tủ thiết bị thu thập dữ liệu (Datalogger) ............69
Hình 25 : Tổng thể cột đỡ giàn Pin mặt trời trạm Hồ Xuân Hương .........................70

6


Hình 26 : Thiết kế, chế tạo lắp đặt giá đỡ giàn Pin trên cột đỡ.................................72
Hình 27 : Chế tạo, lắp đặt cọc định vị, bảo vệ Sensor quan trắc môi trường nước ..73
Hình 28 : Cấu tạo Sensor quan trắc môi trường nước...............................................73
Hình 29 : Các tham số môi trường thu thập tại trạm Hồ Xuân Hương .....................74
Hình 30 : Đồ thị giám sát online các tham số tại trạm Hồ Xuân Hương ..................74
Hình 31 : Thống kê chỉ tiêu Do tại trạm Hồ Xuân Hương trong tháng 2/2015 ........75
Hình 32 : Sơ đồ nguyên lý các thành phần thiết bị thử nghiệm tại đập tràn hồ Tuyền
Lâm............................................................................................................................76
Hình 33 : Thử nghiệm thiết bị dữ liệu Datalogger tại Hồ Tuyền Lâm .....................76

Hình 34 : Mặt bằng vị trí lắp đặt thiết bị thử nghiệm tại trạm Hồ Tuyền Lâm ........77
Hình 35 : Sơ đồ lắp đặt thiết bị thu thập dữ liệu (Datalogger) tại Hồ Tuyền Lâm ...77
Hình 36 : Các tham số môi trường thu thập tại trạm hồ Tuyền Lâm ........................78
Hình 37 :Đồ thị giám sát online các tham số tại trạm hồ Tuyền Lâm ......................78
Hình 38 :Đồ thị giám sát online các tham số tại trạm hồ Tuyền Lâm ......................79

7


DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng 1 : Bảng thử nghiệm kênh đo nhiệt độ.............................................................55
Bảng 2 : Bảng thử nghiệm kênh đo độ ẩm ................................................................55
Bảng 3 : Bảng phân quyền người sử dụng ................................................................57

8


MỞ ĐẦU
Tài nguyên thiên nhiên có vai trò quan trọng trong sự phát triển kinh tế - xã hội
của một quốc gia. Tuy nhiên, hiện nay nhiều nguồn tài nguyên thiên nhiên như tài
nguyên nước nói chung và tài nguyên nước mặt nói riêng đang bị khai thác, sử dụng
lãng phí, kém hiệu quả. Điều này khiến môi trường nước mặt đang bị phá hoại
nghiêm trọng, ô nhiễm và suy thoái đến mức báo động. Sự ô nhiễm môi trường
nước mặt có ảnh hưởng rất lớn đến các hoạt động kinh tế cũng như sức khỏe của
người dân. Để góp phần bảo vệ môi trường nước mặt, ngay từ đầu những năm 2000,
Tổng cục Môi trường đã tiến hành xây dựng mạng lưới quan trắc môi trường nước
mặt ở các lưu vực sông lớn như: sông Nhuệ - Đáy, sông Cầu và sông Đồng Nai…
Tuy nhiên, hoạt động quan trắc chủ yếu là quan trắc bán tự động có tần suất 3 - 4
lần/ năm. Dữ liệu thu thập được từ các hoạt động quan trắc này là dữ liệu không liên
tục và chỉ góp phần đánh giá hiện trạng chất lượng môi trường nước tại thời điểm

tiến hành quan trắc.
Ngày nay, với sự phát triển của khoa học công nghệ nhiều quốc gia trên thế giới
đã đưa vào sử dụng hệ thống quan trắc môi trường nước tự động, liên tục nhằm khai
thác và sử dụng có hiệu quả nguồn tài nguyên nước mặt. Ở nước ta, hiện số lượng
trạm quan trắc môi trường nước tự động vẫn còn hạn chế. Theo “Quy hoạch tổng
thể mạng lưới quan trắc tài nguyên và môi trường quốc gia đến năm 2020”, đến
năm 2020 số lượng trạm quan trắc nước mặt phải đạt 348 trạm, trong đó có 270
trạm quan trắc lượng nước sông, 116 trạm quan trắc chất lượng nước sông, hồ và
1580 điểm đo mưa.
Vì vậy cần thiết phải tăng cường đầu tư lắp đặt rất nhiều trạm quan trắc môi
trường nước trong thời gian tới. Những trạm quan trắc môi trường nước mặt hiện
nay đều do nước ngoài cung cấp. Các trạm quan trắc môi trường nước tự động, liên
tục ngoại nhập giá thành cao, chi phí duy trì hoạt động lớn, khả năng nâng cấp mở
rộng rất khó, cụ thể như một số trạm quan trắc môi trường nước mới được Tổng cục
Môi trường bàn giao cho địa phương sử dụng các thiết bị của các hãng HACH
(Mỹ), Aqualytic (Đức), … khi hỏng đều phải mua module thay thế chính hãng và

9


thuê chuyên gia xác định sai hỏng với kinh phí lớn, thời gian sửa chữa cũng không
kịp thời làm gián đoạn công việc quan trắc trong thời gian dài. Xuất phát từ yêu cầu
thực tế đó luận văn đã lựa chọn đề tài “Nghiên cứu xây dựng hệ thống thu thập dữ
liệu và cảnh báo môi trường từ xa”.
Mục tiêu chính của đề tài là nghiên cứu đề xuất mô hình tổng thể hệ thống thu
thập dữ liệu và cảnh báo môi trường từ xa nhằm theo dõi, giám sát chất lượng môi
trường nước mặt trên các lưu vực sông hồ ở nước ta. Hệ thống phải có khả năng
cung cấp số liệu, thông tin cần thiết về hiện trạng và diễn biến chất lượng môi
trường nước làm cơ sở để đưa ra chiến lược kế hoạch bảo vệ, khai thác và sử dụng
hợp lý nguồn tài nguyên nước mặt phục vụ cho đời sống và các hoạt động kinh tế xã

hội, góp phần hoàn thiện cơ sở dữ liệu về hiện trạng và diễn biến môi trường nước
mặt ở Việt Nam.
Luận văn chỉ tập trung vào xây dựng mô hình hệ thống thu thập dữ liệu và cảnh
báo môi trường từ xa đặc biệt là thiết kế phân hệ quản lý thông tin quan trắc có khả
năng tích hợp lên các cổng thông tin điện tử hiện tại. Ngoài ra, luận văn còn đánh
giá hiệu quả sử dụng hệ thống thông qua việc triển khai thử nghiệm thực tế tại địa
bàn tỉnh Lâm Đồng.
Với mục tiêu đặt ra như vậy, những nội dung và kết quả nghiên cứu chính của
luận văn được trình bày trong 4 chương:
− Chương 1: Tổng quan về giám sát môi trường
− Chương 2: Nghiên cứu đề xuất mô hình tổng thể hệ thống thu thập dữ liệu và
cảnh báo môi trường từ xa
− Chương 3: Kết quả xây dựng hệ thống
− Chương 4: Triển khai thừ nghiệm thực tế tại địa bàn tỉnh Lâm Đồng

10


CHƯƠNG 1 : TỔNG QUAN VỀ GIÁM SÁT MÔI TRƯỜNG
1.1. Thực trạng ô nhiễm môi trường tại Việt Nam
Trong những năm đầu thực hiện đường lối đổi mới, vì tập trung ưu tiên phát
triển kinh tế và cũng một phần do nhận thức hạn chế nên việc gắn phát triển kinh tế
với bảo vệ môi trường chưa chú trọng đúng mức. Tình trạng tách rời công tác bảo
vệ môi trường với sự phát triển kinh tế - xã hội diễn ra phổ biến ở nhiều ngành,
nhiều cấp, dẫn đến tình trạng gây ô nhiễm môi trường diễn ra phổ biến và ngày càng
nghiêm trọng. Đối tượng gây ô nhiễm môi trường chủ yếu là hoạt động sản xuất của
nhà máy trong các khu công nghiệp, hoạt động làng nghề và sinh hoạt tại các đô thị
lớn. Ô nhiễm môi trường bao gồm 3 loại chính là: ô nhiễm đất, ô nhiễm nước và ô
nhiễm không khí. Trong ba loại ô nhiễm đó thì ô nhiễm không khí tại các đô thị lớn,
khu công nghiệp và làng nghề là nghiêm trọng nhất, mức độ ô nhiễm vượt nhiều lần

tiêu chuẩn cho phép. [1]
Theo Báo cáo của Bộ Tài nguyên và Môi trường, tính đến ngày 20/4/2008 cả
nước có 185 khu công nghiệp được Thủ tướng Chính phủ quyết định thành lập trên
địa bàn 56 tỉnh, thành phố trực thuộc trung ương. Đến hết năm 2008, cả nước có
khoảng trên 200 khu công nghiệp. Ngoài ra, còn có hàng trăm cụm, điểm công
nghiệp được uỷ ban nhân dân các tỉnh, thành phố trực thuộc trung ương quyết định
thành lập. Cũng theo báo cáo giám sát của Uỷ ban Khoa học, Công nghệ và Môi
trường của Quốc hội, tỉ lệ các khu công nghiệp có hệ thống xử lý nước thải tập
trung ở một số địa phương rất thấp, có nơi chỉ đạt 15 - 20%, như tỉnh Bà Rịa - Vũng
Tàu, Vĩnh Phúc. Một số khu công nghiệp có xây dựng hệ thống xử lý nước thải tập
trung nhưng hầu như không vận hành vì để giảm chi phí. Đến nay, mới có 60 khu
công nghiệp đã hoạt động có trạm xử lí nước thải tập trung (chiếm 42% số khu công
nghiệp đã vận hành) và 20 khu công nghiệp đang xây dựng trạm xử lý nước thải.
Tại Hội nghị triển khai Đề án bảo vệ môi trường lưu vực hệ thống sông Đồng Nai
ngày 26/2/2008, các cơ quan chuyên môn đều có chung đánh giá: nguồn nước thuộc
lưu vực sông Sài Gòn - Đồng Nai hiện đang bị ô nhiễm nặng, không đạt chất lượng
nước dùng làm nguồn cấp nước sinh hoạt. Theo số liệu khảo sát do Chi cục Bảo vệ

11


môi trường phối hợp với Công ty Cấp nước Sài Gòn thực hiện năm 2008 cho thấy,
lượng NH3 (amoniac), chất rắn lơ lửng, ô nhiễm hữu cơ (đặc biệt là ô nhiễm dầu và
vi sinh) tăng cao tại hầu hết các rạch, cống và các điểm xả. Có khu vực, hàm lượng
nồng độ NH3 trong nước vượt gấp 30 lần tiêu chuẩn cho phép (như cửa sông Thị
Tính); hàm lượng chì trong nước vượt tiêu chuẩn quy định nhiều lần; chất rắn lơ
lửng vượt tiêu chuẩn từ 3 - 9 lần... Tác nhân chủ yếu của tình trạng ô nhiễm này
chính là trên 9.000 cơ sở sản xuất công nghiệp nằm phân tán, nằm xen kẽ trong khu
dân cư trên lưu vực sông Đồng Nai. Bình quân mỗi ngày, lưu vực sông phải tiếp
nhận khoảng 48.000m3 nước thải từ các cơ sở sản xuất này. Dọc lưu vực sông

Đồng Nai, có 56 khu công nghiệp, khu chế xuất đang hoạt động nhưng chỉ có 21
khu có hệ thống xử lý nước thải tập trung, số còn lại đều xả trực tiếp vào nguồn
nước, gây tác động xấu đến chất lượng nước của các nguồn tiếp nhận... Có nơi, hoạt
động của các nhà máy trong khu công nghiệp đã phá vỡ hệ thống thuỷ lợi, tạo ra
những cánh đồng hạn hán, ngập úng và ô nhiễm nguồn nước tưới, gây trở ngại rất
lớn cho sản xuất nông nghiệp của bà con nông dân. [1]
Nhìn chung, hầu hết các khu, cụm, điểm công nghiệp trên cả nước chưa đáp
ứng được những tiêu chuẩn về môi trường theo quy định. Thực trạng đó làm cho
môi trường sinh thái ở một số địa phương bị ô nhiễm nghiêm trọng. Cộng đồng dân
cư, nhất là các cộng đồng dân cư lân cận với các khu công nghiệp, đang phải đối
mặt với thảm hoạ về môi trường. Họ phải sống chung với khói bụi, uống nước từ
nguồn ô nhiễm chất thải công nghiệp... Từ đó, gây bất bình, dẫn đến những phản
ứng, đấu tranh quyết liệt của người dân đối với những hoạt động gây ô nhiễm môi
trường, có khi bùng phát thành các xung đột xã hội gay gắt. [1]
Cùng với sự ra đời ồ ạt các khu, cụm, điểm công nghiệp, các làng nghề thủ công
truyền thống cũng có sự phục hồi và phát triển mạnh mẽ. Việc phát triển các làng
nghề có vai trò quan trọng đối với sự phát triển kinh tế - xã hội và giải quyết việc
làm ở các địa phương. Tuy nhiên, hậu quả về môi trường do các hoạt động sản xuất
làng nghề đưa lại cũng ngày càng nghiêm trọng. Tình trạng ô nhiễm không khí, chủ
yếu là do nhiên liệu sử dụng trong các làng nghề là than, lượng bụi và khí CO, CO2,

12


SO2 và NOx thải ra trong quá trình sản xuất khá cao. Theo thống kê của Hiệp hội
Làng nghề Việt Nam, hiện nay cả nước có 2.790 làng nghề, trong đó có 240 làng
nghề truyền thống, đang giải quyết việc làm cho khoảng 11 triệu lao động, bao gồm
cả lao động thường xuyên và lao động không thường xuyên. Các làng nghề được
phân bố rộng khắp cả nước, trong đó các khu vực tập trung phát triển nhất là đồng
bằng sông Hồng, Bắc Trung Bộ, Tây Bắc Bộ, đồng bằng sông Cửu Long. Riêng ở

đồng bằng sông Hồng có 866 làng nghề, chiếm 42,9% cả nước. Hình thức các đơn
vị sản xuất của làng nghề rất đa dạng, có thể là gia đình, hợp tác xã hoặc doanh
nghiệp. Tuy nhiên, do sản xuất mang tính tự phát, sử dụng công nghệ thủ công lạc
hậu, chắp vá, mặt bằng sản xuất chật chội, việc đầu tư xây dựng hệ thống xử lý
nước thải ít được quan tâm, ý thức bảo vệ môi trường sinh thái của người dân làng
nghề còn kém, bên cạnh đó lại thiếu một cơ chế quản lý, giám sát của các cơ quan
chức năng của Nhà nước, chưa có những chế tài đủ mạnh đối với những hộ làm
nghề thủ công gây ô nhiễm môi trường và cũng chưa kiên quyết loại bỏ những làng
nghề gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng, nên tình trạng ô nhiễm môi trường tại
các làng nghề ngày càng trầm trọng và hiện nay đã ở mức “báo động đỏ”. Hoạt
động gây ô nhiễm môi trường sinh thái tại các làng nghề không chỉ ảnh hưởng trực
tiếp đến cuộc sống, sinh hoạt và sức khoẻ của những người dân làng nghề mà còn
ảnh hưởng đến cả những người dân sống ở vùng lân cận, gây phản ứng quyết liệt
của bộ phận dân cư này, làm nảy sinh các xung đột xã hội gay gắt. [1]
Bên cạnh các khu công nghiệp và các làng nghề gây ô nhiễm môi trường, tại
các đô thị lớn, tình trạng ô nhiễm cũng ở mức báo động. Đó là các ô nhiễm về nước
thải, rác thải sinh hoạt, rác thải y tế, không khí, tiếng ồn... Những năm gần đây, dân
số ở các đô thị tăng nhanh khiến hệ thống cấp thoát nước không đáp ứng nổi và
xuống cấp nhanh chóng. Nước thải, rác thải sinh hoạt (vô cơ và hữu cơ) ở đô thị hầu
hết đều trực tiếp xả ra môi trường mà không có bất kỳ một biện pháp xử lý nào
ngoài việc rác thải được vận chuyển đến bãi chôn lấp. Theo thống kê của cơ quan
chức năng, mỗi ngày người dân ở các thành phố lớn thải ra hàng nghìn tấn rác; các
cơ sở sản xuất thải ra hàng trăm nghìn mét khối nước thải độc hại; các phương tiện

13


giao thông thải ra hàng trăm tấn bụi, khí độc. Trong tổng số khoảng 34 tấn rác thải
rắn y tế mỗi ngày, thành phố Hà Nội và thành phố Hồ Chí Minh chiếm đến 1/3; bầu
khí quyển của thành phố Hà Nội và thành phố Hồ Chí Minh có mức benzen và

sunfua đioxit đáng báo động. Theo một kết quả nghiên cứu mới công bố năm 2008
của Ngân hàng Thế giới (WB), trên 10 tỉnh thành phố Việt Nam, xếp theo thứ hạng
về ô nhiễm đất, nước, không khí, thành phố Hồ Chí Minh và Hà Nội là những địa
bàn ô nhiễm đất nặng nhất. Theo báo cáo của Chương trình môi trường của Liên
hợp quốc, thành phố Hà Nội và thành phố Hồ Chí Minh đứng đầu châu Á về mức
độ ô nhiễm bụi. [1]
Quá trình công nghiệp hóa, hiện đại hóa nông nghiệp, nông thôn ở nước ta hiện
nay đã và đang trở thành một xu thế phát triển tất yếu. Tuy nhiên, trong quá trình
phát triển, tại nhiều khu vực nông thôn đang phải đối mặt với tình trạng ô nhiễm
môi trường nghiêm trọng, ảnh hưởng không nhỏ đến sức khỏe của người dân.
Bộ mặt nhiều vùng nông thôn ở Việt Nam đã có nhiều thay đổi trong quá trình
công nghiệp hóa, đô thị hóa đang diễn ra nhanh chóng. Tại các vùng nông thôn, các
khu công nghiệp, khu chế xuất được xây dựng, các làng ghề thủ công, làng nghề
truyền thống phát triển một cách nhanh chóng, qua đó góp phần không nhỏ cho sự
phát triển kinh tế - xã hội của các địa phương, cũng như giải quyết việc làm, tăng
thu nhập và nâng cao chất lượng cuộc sống của người dân ở khu vực này. Tuy
nhiên, tình trạng ô nhiễm môi trường đang diễn ra hết sức nghiêm trọng. Nguyên
nhân dẫn đến tình trạng nêu trên là do tốc độ công nghiệp hóa và đô thị hóa tăng
nhanh; sự gia tăng dân số gây áp lực ngày càng nặng nề đối với nguồn tài nguyên
nước trong vùng lãnh thổ. Môi trường nước ở nhiều khu đô thị, khu công nghiệp,
làng nghề ngày càng bị ô nhiễm bởi khí thải, chất rắn do không có công trình và
thiết bị xử lý chất thải đồng bộ... [3]
Trong sản xuất nông nghiệp, do việc lạm dụng các loại thuốc bảo vệ thực vật,
các nguồn nước ở sông, hồ, kênh mương bị ô nhiễm đã ảnh hưởng lớn đến môi
trường nước và sức khỏe người dân. Việc nuôi trồng thủy sản ồ ạt, thiếu quy hoạch,
không tuân theo quy trình kỹ thuật cho nên đã gây nhiều tác động tiêu cực tới môi

14

trường nước. Cùng với việc sử dụng nhiều và không đúng cách các loại hóa chất
trong nuôi trồng thủy sản khiến các thức ăn lắng xuống đáy ao, hồ, lòng sông làm
cho môi trường nước bị ô nhiễm các chất hữu cơ, dẫn đến phát triển một số loài sinh
vật gây bệnh và xuất hiện một số tảo độ, thậm chí đã xuất hiện thủy triều đỏ ở một
số vùng ven biển Việt Nam. [3]
Bên cạnh đó, nhận thức của cộng đồng đang làm việc, sinh sống tại các khu vực
nông thôn về vấn đề môi trường còn chưa cao, người dân ở nông thôn chưa có ý
thức bảo vệ môi trường (BVMT). Việc lạm dụng thuốc bảo vệ thực vật trong sản
xuất, việc xả nước, xả rác thải; sử dụng nước không hợp vệ sinh, việc đầu tư các
công trình phục vụ đời sống và sức khỏe (bể nước, cống rãnh thoát nước, nhà vệ
sinh...); việc tham gia công tác BVMT cộng đồng còn rất nhiều hạn chế, nhất là
trong hoạt động quản lý, BVMT còn bất cập. Nhận thức của nhiều cấp chính quyền,
cơ quan quản lý tổ chức, cá nhân có trách nhiệm về nhiệm vụ BVMT chưa đầy đủ,
chưa thấy rõ được nguy cơ ô nhiễm môi trường ở khu vực nông thôn sẽ có những
tác động tiêu cực đến đời sống kinh tế - xã hội và sức khỏe người dân như thế nào.
Ðội ngũ cán bộ quản lý môi trường vừa thiếu, vừa yếu về chuyên môn, nghiệp vụ;
cơ sở pháp lý, nguồn ngân sách đầu tư cho BVMT chưa đáp ứng được yêu cầu, còn
đầu tư dàn trải và thiếu hiệu quả; cơ chế phân công và phối hợp giữa các cơ quan,
các ngành và địa phương chưa đồng bộ, còn chồng chéo, chưa quy định trách nhiệm
một cách rõ ràng. [3]
Kết quả "Nghiên cứu ảnh hưởng của ô nhiễm a-sen trong nguồn nước ăn uống,
sinh hoạt tới sức khỏe, bệnh tật của cộng đồng dân cư vùng đồng bằng sông Hồng
và biện pháp khắc phục", do Viện Y học lao động và Vệ sinh môi trường thực hiện
cho thấy: Trong số hơn bốn nghìn đối tượng (nam, nữ) đã sử dụng nước giếng
khoan trong hơn ba năm (có nhiễm chất a-sen) để ăn, uống và tắm giặt đã phát hiện
được 60 trường hợp nhiễm độc a-sen mãn tính (chiếm tỷ lệ 1,62%), trong tổng số
người sử dụng nước ô nhiễm a-sen và chủ yếu phân bố ở các tỉnh, thành phố như Hà
Nội (7,25%), Vĩnh Phúc (4,98%), Nam Ðịnh (4,5%)... Một số bệnh có tính chất di
truyền, tại các khu vực nông thôn hiện nay ở nước ta đã và đang xuất hiện nhiều

15


loại bệnh tật có tính chất lây lan, đe dọa đến sức khỏe và tính mạng của người dân
như dịch tả, uốn ván, bệnh ngoài da, ung thư... [3]
Ô nhiễm môi trường không những gây tác động xấu tới các hệ sinh thái tự nhiên
mà còn ảnh hưởng đến sức khỏe của con người và các sinh vật khác trên trái đất. Để
giải quyết vấn đề này, cần thực hiện đồng bộ nhiều giải pháp. Trong đó, việc giám
sát môi trường thường xuyên và tuân thủ theo các quy định có sẵn sẽ góp phần hạn
chế và thay đổi những biến chuyển tiêu cực tình trạng ô nhiễm môi trường trên
phạm vi ngày càng mở rộng.
Các quy trình giám sát môi trường sẽ tiến hành theo dõi thường xuyên chất
lượng môi trường tại một vài nơi cố định có vị trí trọng tâm, trọng điểm được dùng
là nơi phục vụ các hoạt động bảo vệ môi trường và phát triển bền vững. Ngày nay,
vị trí này đã được mở rộng tại nhiều nơi trên mỗi khu vực, đặc biệt là các khu vực
có khu công nghiệp gần môi trường sống của con người hay nguồn tài nguyên quý
giá cần quản lý nghiêm ngặt. Giám sát môi trường với việc phân tích nước thải,
phân tích nước hiện trường, phân tích nước mặt…. để tìm ra các loại chất và hàm
lượng chất với mức độ cho phép nhằm đảm bảo cho sự an toàn của con người và
môi trường.
Để quy trình này mang giá trị thực tiễn và lâu dài, các bước thực hiện phải được
đảm bảo tuân thủ theo những tiêu chuẩn kỹ thuật cao, nhằm đạt được mục tiêu cụ
thể bao gồm:
− Cung cấp các đánh giá về diễn biến chất lượng môi trường trên quy mô quốc
gia, phục vụ việc xây dựng báo cáo hiện trạng môi trường.
− Cung cấp các đánh giá về diễn biến chất lượng môi trường của từng vùng
trọng điểm được quan trắc để phục vụ các yêu cầu tức thời của các cấp quản
lý nhà nước về bảo vệ môi trường.
− Cảnh báo kịp thời các diễn biến bất thường hay các nguy cơ ô nhiễm, suy
thoái môi trường.

− Xây dựng cơ sở dữ liệu về chất lượng môi trường phục vụ việc lưu trữ, cung
cấp và trao đổi thông tin trong phạm vi quốc gia và quốc tế.

16


Hiện nay, có rất nhiều cơ sở sản xuất và nuôi trồng thủy sản, khu công nghiệp,
khai thác tài nguyên lắp đặt hệ thống giám sát môi trường thường xuyên và liên tục,
sử dụng các loại thiết bị phân tích nước, test-kit để cho ra những kết quả chính xác
về mức độ các chất trong môi trường nước, môi trường khí nhằm đảm bảo mọi sự
thay đổi về môi trường đều được cập nhật và xử lý kịp thời. Điều này không chỉ
giúp con người yên tâm cho quá trình sản xuất được tiến hành thuận lợi, mang hiệu
quả cao mà đồng thời bảo vệ môi trường sống dài lâu.
1.2. Khái quát về giám sát môi trường [5]

1.2.1. Khái niệm giám sát môi trường
Giám sát môi trường bao gồm việc ghi nhận (theo dõi) các hiện tượng thủy văn
và các hiện tượng tự nhiên khác, các loại hình và nguồn ô nhiễm, kiểm tra việc tuân
thủ các tiêu chuẩn vệ sinh, xác định lượng thải tối ưu, dự báo tiềm năng và các
nguồn gây ô nhiễm. Trong đó, kiểm tra việc thực hiện các điều luật, kế hoạch và các
quyết định có liên quan đến sử dụng hợp lý tài nguyên thiên nhiên và bảo vệ môi
trường rất quan trọng.
Kết quả của giám sát môi trường là cơ sở đề phân tích các dữ liệu về chất lượng
môi trường phục vụ cho việc quy hoạch và phát triển bền vững kinh tế xã hội của
từng vùng cũng như trên phạm vi toàn lãnh thổ. Trong đánh giá tác động môi
trường, giám sát là quá trình không thể thiếu được, nó giúp cho việc quản lý chặt
chẽ các nguồn thải gây ô nhiễm môi trường, chủ động điều chỉnh kế hoạch sản xuất,
giảm chi phí cho việc xử lý chất thải. Vì vậy, thuật ngữ giám sát môi trường được
hiểu là sự giám sát bao gồm đo đạc, quan trắc, ghi nhận , xử lý , phân tích và kiểm
soát môi trường thường xuyên, liên tục và đồng bộ các yếu tố về chất lượng môi

trường. Hệ thống giám sát môi trường là công cụ cơ bản kiểm soát chất lượng và ô
nhiễm môi trường. Nói cách khác, giám sát môi trường giúp cho những người quản
lý quyết định, các nhà lập chính sách, kế hoạch và quản lý điều chỉnh các chương
trình, kế hoạch phát triển sao cho nguồn tài nguyên được sử dụng một cách có hiệu
quả nhất phù hợp với sự phát triển bền vững về mặt kinh tế xã hội và bảo vệ môi
trường. Tóm lại, giám sát môi trường là công cụ cơ bản để kiểm soát môi trường, là

17


chìa khóa để quản lý chất lượng môi trường và là mắt xích quan trọng trong quá
trình đánh giá tác động môi trường.
Ban đầu hệ thống giám sát môi trường được triển khai để kiểm soát một cách
tổng thể chất lượng môi trường thiên nhiên, đặc biệt là môi trường nước và không
khí. Sau này trong quá trình hoàn thiện, cần thiết phải làm rõ mối quan hệ giữa
nguồn tạo ra chất thải và chất lượng môi trường, cho nên dẫn đến việc phải thiết lập
các trạm kiểm soát môi trường tại các xí nghiệp, các khu công nghiệp và đô thị, hau
còn gọi là giám sát các nguồn thải.
Thực tế, việc đo đạc một cách thuần túy sự ô nhiễm phát sinh tại các nguồn thải
là bước đầu hướng tới việc hoàn thiện công nghệ sản xuất sạch, không hoặc ít tạo ra
chất gây ô nhiễm môi trường. Việc giám sát cho phép các nhà quản lý giám sát một
cách chặt chẽ các nguồn thải và các định mức thải, buộc các nhà sản xuất tuân thủ
các quy chế hiện hành về bảo vệ môi trường. Do đó, giám sát môi trường là việc
làm hết sức cần thiết để kiểm soát, ngăn ngừa và hạn chế các sự cố môi trường có
thể xảy ra.

1.2.2. Phân loại giám sát môi trường
Các nguồn gốc phát thải ô nhiễm có thể do hoạt động con người hoặc có thể do
các hoạt động thiên nhiên làm tổn hại đến môi trường cũng như đến chất lượng cuộc
sống của con người. Sự phân loại thể loại giám sát môi trường cũng vì thế được

chia ra làm hai loại khác nhau, đó là:
− Giám sát nguồn thải.
− Giám sát chất lượng môi trường.
Mục tiêu chính của chương trình giám sát chất lượng môi trường không bao gồm
kiểm soát các nguồn thải do đó trong cuốn sách này chương trình giám sát nguồn
thải chỉ liệt kê một số thông tin chính để tham khảo.
1.2.2.1. Giám sát nguồn thải
Mục tiêu của việc giám sát nguồn thải:

18


− Để xác định lượng thải hoặc tốc độ thải của các chất ô nhiễm vào môi trường
từ những nguồn thải cụ thể nhằm phục vụ cho một hay nhiều mục đích đã
nêu ở các sơ đồ nói trên.
− Để đánh giá hiệu quả xử lý của trạm xử lý chất thải.
− Để đánh giá sự tuân thủ pháp luật hoặc tiêu chuẩn thải vào môi trường …
Để phục vụ mục đích này người ta có thể giám sát bằng hệ thống giám sát cố
định hoặc di động cho cả ba loại chất thải: rắn, lỏng và khí. Một số thể loại giám sát
này được vắn tắt như sau:
− Giám sát cố định nguồn thải điểm (ví dụ như ống khói nhà máy).
− Giám sát lưu động nguồn thải khí, lỏng trên một diện rộng.
− Giám sát cố định nguồn thải lỏng.
1.2.2.2. Giám sát chất lượng môi trường
Môi trường nước và môi trường không khí đều thuộc loại môi trường chất lưu
(chất chảy), do vậy sự lan truyền các chất trong hai môi trường này có những nét
giống nhau, quá trình vận chuyển vật chất dưới hai môi trường này đều xảy ra do
quá trình khuyếch tán và vận tải. Điều khác nhau chỉ ở chỗ cường độ của các quá
trình trên không như nhau. Thông thường quá trình lan truyền trong môi trường
không khí rất mạnh mẽ còn trong môi trường nước xảy ra chậm hơn nhiều. Do vậy,

các chất ô nhiễm trong nước chỉ tồn tại trong khu vực gần nguồn thải chỉ trừ các
chất bền vững và tồn tại lơ lửng trong nước lâu dài như bụi phóng xạ của các
nguyên tố có chu kỳ bán phân hủy lớn.
Mục tiêu giám sát chất lượng môi trường bao gồm sáu mục tiêu như đã trình bày
ở phần mục tiêu chiến lược giám sát môi trường. Nhưng mục đích các xem xét khi
thiết kế mạng lưới giám sát bao giờ cũng phải đảm bảo các kết quả đo lường đưa ra
chính xác. Có nghĩa là các mẫu phải là đại diện cho các điều kiện chủ đạo của môi
trường về thời gian và không gian. Như vậy, không chỉ không gian chọn đo đạc mà
còn cả vị trí lấy mẫu tại không gian đã lựa chọn cũng có tầm quan trọng. Để phục
vụ mục tiêu đã lựa chọn của cả hệ thống giám sát, sự lựa chọn một mạng lưới vị trí
đo đặc thù, việc xác định thể loại giám sát, sự xác định không gian địa lý nơi sẽ đặt

19


vị trí điểm đo và cuối cùng là vị trí sẽ lấy mẫu hoặc đo đạc đòi hỏi phải được kiểm
tra qua bốn bước:
(1) Xác định mục đích phục vụ hệ thống lưới trạm giám sát.
(2) Xác định thể loại giám sát tốt nhất để đáp ứng mục tiêu.
(3) Xác định vị trí tổng thể để đặt vị trí điểm đo.
(4) Xác định lưới giám sát cụ thể.
Như vậy, chọn số lượng vị trí điểm đo đạc trong một hệ thống trạm đo đạc phụ
thuộc rất nhiều vào các thông số đo đạc và vào mục tiêu đo đạc. Ví dụ, để đo đạc
được chất lượng không khí (cho thông số SO2 và khói) tại Liên hiệp Anh, người ta
đã phải dùng một hệ thống bao gồm 1.200 trạm, mặc dù cho đến nay con số này đã
được giảm đi nhiều. Khi hệ thống trạm bao gồm quá ít số lượng trạm thì các vận
chuyển chất thải thông qua các điều kiện thủy văn và khí tượng xảy ra ở giữa các
trạm sẽ không được thể hiện ở dãy số liệu của hệ thống trạm và như vậy hệ thống
trạm đó sẽ không phục vụ được mục tiêu đặt ra là hệ thống giám sát chất lượng môi
trường.

a) Giám sát chất lượng không khí
Các vấn đề ô nhiễm không khí biến động rất lớn từ vùng này sang vùng khác và
từ chất thải khí này sang chất khác. Sự khác nhau về địa hình, khí hậu, đặc thù
nguồn thải, bản chất nguồn thải, các qui chế hành chính và luật pháp khiến cho
chương trình giám sát cũng sẽ thay đổi về mục đích, nội dung, độ dài và do đó sẽ
thay đổi về cả thể lọai trạm giám sát. Một số chuyên gia cho rằng vẫn có thể phân
loại về các hệ thống giám sát chất lượng không khí như sau:
(1) Hệ thống trạm giám sát cho một nguồn hay một nhóm nguồn phát thải. Loại này
có thể coi như giám sát phát thải địa phương.
(2) Hệ thống trạm có thể được thiết lập bao gồm số lượng trạm rất lớn trên một diện
tích rất lớn bao gồm cả vùng có ô nhiễm cao nhất đến vùng có ô nhiễm ít nhất (như
ở nông thôn) nhằm có một bức tranh toàn diện và dữ liệu rất cơ bản về thông số ô
nhiễm cần quan tâm ví dụ như dự án đã nêu trên ở Anh.

20


(3) Các hệ thống trạm cơ bản để theo dõi mức nền ô nhiễm thường được thiết lập ở
các vị trí tiêu biểu cho đặc trưng điều kiện tự nhiên và ít có sự gia nhập trực tiếp các
nguồn thải.
 Hệ thống trạm giám sát địa phương
Loại hệ thống này thường đặt ra nhiệm vụ cụ thể theo dõi hoặc kiểm tra mức độ
ô nhiễm do một hay nhiều nguồn thải khí. Mức độ ô nhiễm tại mặt đất được giám
sát và sau đó được tính toán và dự báo bằng các mô hình dự báo. Trong trường hợp
này thông thường các vị trí đo đạc được phác thảo bằng các mô hình tính toán nồng
độ ô nhiễm.
 Hệ thống trạm giám sát phạm vi lãnh thổ rộng
Các chất ô nhiễm sau khi được phát ra từ nguồn sẽ được lan truyền hoặc khuyếch
tán đến các vị trí xa hơn nhiều so với nguồn phát ra chúng. Để nhận biết mức độ lan
bao xa các chất ô nhiễm, mức độ biến đổi về nồng độ giữa phát thải và nơi tiếp

nhận, người ta cần phải thiết lập một hệ thống trạm giám sát trên phạm vi diện tích
rất rộng để theo dõi. Như đã nêu, tại nước Anh, một hệ thống có tên là Khảo sát
Quốc gia về ô nhiễm không khí (National Survey of Air Pollution – NSAP) đã được
triển khai với 1.200 trạm năm 1961, giám sát hàng ngày cho cả đô thị và nông thôn.
Năm 1981 hệ thống này được phê duyệt lại với 150 trạm cho mục tiêu giám sát dài
hạn (long-term) và 400 trạm cho mục đích ngắn hạn tập trung ở các thành phố. Các
trạm thành phố hiện vẫn đang hoạt động ngoài mục đích phục vụ Quốc gia còn cho
cả khu vực khối Cộng đồng chung châu Âu.
 Hệ thống trạm giám sát phạm vi vùng và Quốc tế
Các trạm này được thiết lập với mục đích theo dõi dài hạn các biến đổi ô nhiễm
nền trong phạm vi Quốc tế. Loại trạm này được đặt ở vùng xa xôi hoặc vùng không
có ảnh hưởng trực tiếp của nguồn thải. Đại diện cho hạng trạm này là của Hệ thóng
trạm giám sát ô nhiễm nền không khí (Background Air Pollution Monitoring
Network – BAPMoN) và của Hệ thống trạm giám sát môi trường không khí toàn
cầu (Global Environmental Monitoring System/ Air – GEMS/AIR).
b) Giám sát chất lượng nước

21


Các chất ô nhiễm trong môi trường nước luôn luôn biến đổi cả về chất lẫn về
lượng. Trong môi trường không khí chúng biến đổi chủ yếu là do hai quá trình cơ
học như ngưng tụ, lắng đọng và quá trình hóa học dưới tác động của các yếu tố vật
lý và hóa học như nhiệt độ, độ ẩm và bức xạ Mặt trời. Trong môi trường nước, quá
trình biến đổi của các chất phức tạp hơn nhiều. Ngoài các quá trình biến đổi dưới
tác dụng của các nhân tố vật lý và hóa học còn có biến đổi do các sinh vật gây ra mà
sự biến đổi này của các chất ô nhiễm lại phụ thuộc vào các yếu tố khác ví dụ như
nhiệt độ nước. Người ta thấy rằng, quá trình phân hủy dầu và các sản phẩm dầu do
sinh vật sẽ tăng cường độ lên khoảng hai lần khi nhiệt độ nước tăng lên 10oC. Quá
trình biến đổi các chất trong môi trường nước có thể xảy ra theo hai chiều ngược

nhau tùy theo các điều kiện cụ thể.
Ô nhiễm nước bắt nguồn từ các chất ô nhiễm khí, ô nhiễm đất và trực tiếp từ các
nguồn thải lỏng (đô thị, công, nông nghiệp). Các hậu quả của ô nhiễm nước sẽ dẫn
đến:
− Kích thích sự phát triển của thủy thực vật dẫn đến phú dưỡng mà hậu quả
của nó là dẫn đến sự phân hủy oxy sẽ mang lại sự thay đổi về sinh thái nước.
− Các hậu quả trực tiếp hay gián tiếp về độc chất đến thủy sinh vật.
− Làm biến mất giá trị thực tiễn của nước.
− Giám sát chất lượng nước thiên nhiên có thể phục vụ cho mục đích sau:
− Thu thập các thông tin chung về chất lượng nước sông, hồ, cửa sông và biển.
− Để đánh giá ảnh hưởng sự tham gia làm biến đổi chất lượng nước từ các
nguồn thải khi chúng gia nhập.
− Để kiểm tra chất lượng nước tại nơi mà chúng được khai thác sử dụng là
nguồn nước cấp.
− Để đánh giá như một chỉ thị ô nhiễm tích lũy (sử dụng trầm tích và sinh học).
Có hai lý do gây sự phân bố không đồng nhất chất lượng nước, đó là:
1) Nếu hệ thống nước được cấu tạo từ hai hoặc nhiều hơn loại nước làm cho
chúng không xáo trộn được hoàn toàn, ví dụ như phân tầng nhiệt tại các hồ hay tại
vị trí thấp hơn nguồn xả nước thải ra sông.

22


2) Nếu như chất ô nhiễm phân bố không đồng đều trong một hệ thống nước
không đồng nhất (đa hệ), ví dụ như dầu mỡ có xu thế luôn nổi trong khi chất rắn lơ
lửng luôn có xu thế chìm. Những phản ứng hóa học hay sinh học cũng có thể xảy ra
không đồng nhất tại những phần khác nhau ngay trong một hệ thống nước làm thay
đổi hoặc biến đổi nồng độ chất ô nhiễm. Khi mức độ xáo trộn là chưa biết, một khảo
sát ngắn có thể cần phải tiến hành trước khi ra quyết định vị trí trạm lấy mẫu. Các
số đo cần trong khảo sát này là: pH, độ dẫn điện, nhiệt độ, DO và một số chất ô

nhiễm khác đặc thù của cửa thải.
Tầm quan trọng của vị trí trạm lấy mẫu là rất lớn. Nếu vị trí trạm lấy mẫu ở hạ
lưu sông có nguồn thải đi qua, dãy số liệu lấy mẫu và đo lường cần phải thể hiện đủ
cho chiều dài, chiều ngang và độ sâu của nơi lấy mẫu. Nếu chất lượng nước trung
bình được thiết lập cho mục tiêu dài hạn, trạm lấy mẫu nên lấy mẫu ở những nơi
cuối nguồn (hạ lưu) để các khuyếch tán theo chiều dài và các xáo trộn đã diễn ra
tương đối hoàn toàn. Lấy mẫu vùng cửa sông có vai trò đưa ra những biến thiên
không gian và thời gian cho toàn bộ dòng sông trước khi đổ ra biển. Vị trí trạm lấy
mẫu cửa sông phụ thuộc vào độ lớn và tầm quan trọng của cửa sông cũng như vào
các thông số quan tâm. Xác định nồng độ hay giám sát các kim loại vết trong chất
lượng nước thiên nhiên là khâu cơ bản để tính toán trữ lượng hoặc chu trình của
chúng.
1.3. Các thông số chính để đánh giá chất lượng của môi trường nước mặt [4]
Để đánh giá chất lượng nước, chúng ta có thể sử dụng nhiều thông số khác nhau
đó là các thông số về vật lý, hóa học và sinh học. Tuy nhiên một nguồn nước tốt cho
mục đích sử dụng này thì chưa chắc đã tốt cho mục đích sử dụng khác. Vì vậy,
không có một bộ số liệu nào đánh giá chất lượng của tất cả các nguồn nước, việc
đánh giá chất lượng nước bao giờ cũng gắn liền với mục đích sử dụng. Dù nước
được sử dụng cho mục đích nào thì cũng cần phải có những yếu cầu nhất định với
các đặc tính vật lý, hóa học và sinh học. Do vậy, chất lượng nước có thể được xác
định bằng một dải các biến số đặt giới hạn cho mục đích sử dụng. Sau đây là một số

23


thông số chính về vật lý, hóa học và sinh học thường được sử dụng để đánh giá môi
trường nước.

1.3.1. pH
Độ pH là chỉ số đặc trưng cho nồng độ ion H+ có trong dung dịch, thường được

dùng để biểu thị tính axit và tính kiềm của nước.
− pH = 7 nước có tính trung tính;
− pH < 7 nước có tính axit;
− pH > 7 nước có tính kiềm.
Độ pH của nước có liên quan đến sự hiện diện của một số kim loại và khí hoà tan
trong nước. Ở độ pH < 5, tuỳ thuộc vào điều kiện địa chất, trong một số nguồn nước
có thể chứa sắt, mangan, nhôm ở dạng hoà tan và một số loại khí như CO2, H2S tồn
tại ở dạng tự do trong nước. Độ pH được ứng dụng để khử các hợp chất sunfua và
cacbonat có trong nước bằng biện pháp làm thoáng. Ngoài ra khi tăng pH và có
thêm tác nhân oxy hoá, các kim loại hoà tan trong nước chuyển thành dạng kết tủa
và dễ dàng tách ra khỏi nước bằng biện pháp lắng lọc.

1.3.2. Nhiệt độ
Nhiệt độ của nước là đại lượng phụ thuộc vào điều kiện môi trường và khí hậu.
Nhiệt độ có ảnh hưởng không nhỏ đến các quá trình xử lý nước và nhu cầu tiêu thụ.
Trong ao hồ, nhiệt độ nước chính là hàm số của độ sâu. Hoạt động của con người
cũng có thể làm tăng nhiệt độ của nước và có thể gây ra các tác động sinh thái nhất
định.
Thông số nhiệt độ dùng để tính các dạng độ kiềm, để nghiên cứu mức độ bão hòa
của oxy, cacbonat, tính toán độ muối và các hoạt động thí nghiệm khác. Thông số
nhiệt rât cần thiết cho các chuyển đo đạc hiện trường về điều kiện tiêu chuẩn.

1.3.3. Hàm lượng chất rắn
Chất rắn tồn tại trong nước có thể do:
− Các chất vô cơ có dạng hòa tan (các muối) hoặc các chất không hòa tan như
đất đá ở dạng huyền phù.

24