Áp dụng chỉ số WQI đánh giá diễn biến chất lượng nước sông nhật lệ, tỉnh quảng bình giai đoạn 2012 – 2015 (tt)
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (578.64 KB, 47 trang )
TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUẢNG BÌNH
BÁO CÁO TỔNG KẾT
ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CỦA SINH VIÊN
ÁP DỤNG CHỈ SỐ WQI ĐÁNH GIÁ DIỄN BIẾN
CHẤT LƯỢNG NƯỚC SÔNG NHẬT LỆ,
TỈNH QUẢNG BÌNH GIAI ĐOẠN 2012 - 2015
<MSĐT: SV.36.15>
Họ, tên sinh viên chịu trách nhiệm chính: Trương Thu Huyền
Ngành học: Quản lý Tài nguyên và Môi trường
Khoa: Nông - Lâm - Ngư
Quảng Bình, năm 2016
Khóa học: 55
TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUẢNG BÌNH
BÁO CÁO TỔNG KẾT
ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CỦA SINH VIÊN
ÁP DỤNG CHỈ SỐ WQI ĐÁNH GIÁ DIỄN BIẾN
CHẤT LƯỢNG NƯỚC SÔNG NHẬT LỆ,
TỈNH QUẢNG BÌNH GIAI ĐOẠN 2012 - 2015
<MSĐT: SV.36.15>
Thuộc nhóm ngành khoa học: Nghiên cứu ứng dụng
Nhóm sinh viên tham gia nghiên cứu đề tài:
1/ Họ, tên: Trương Thu Huyền
2/ Họ, tên: Trần Thị Hương Ly
3/ Họ, tên: Nguyễn Ngọc Thành
4/ Họ, tên: Trương Mạnh Trung
5/ Họ, tên: Somxai Soulivong
Ngành học: Quản lý Tài nguyên và Môi trường
Khoa:
Nông - Lâm - Ngư
Giảng viên hướng dẫn: ThS. Võ Thị Nho
Quảng Bình, năm 2016
Khóa học: 55
LỜI CẢM ƠN
Để hoàn thành đề tài nghiên cứu khoa học này, chúng tôi đã nhận được sự giúp
đỡ quý báu của: Ban giám hiệu, Phòng HTQT - QLKH và toàn thể quý thầy cô giáo,
cán bộ khoa Nông - Lâm – Ngư trường Đại học Quảng Bình.
Chúng tôi xin trân trọng bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc nhất đối với với giảng viên
Võ Thị Nho, người đã tận tình hướng dẫn và dìu dắt chúng tôi trong suốt quá trình
nghiên cứu đề tài.
Chúng tôi xin cảm ơn quý thầy cô giáo đã có sự góp ý và trao đổi chân thành
trong quá trình thực hiện đề tài.
Xin chân thành cảm ơn!
LỜI CAM ĐOAN
Đề tài: “Áp dụng chỉ số WQI đánh giá diễn biến chất lượng nước sông Nhật Lệ,
tỉnh Quảng Bình giai đoạn 2012 – 2015”
Chúng tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng chúng tôi, các
số liệu và kết quả nghiên cứu trong đề tài nghiên cứu khoa học là trung thực, dựa trên
cơ sở nghiên cứu lý thuyết và tham khảo các tài liệu liên quan. Đề tài này chưa từng
được công bố trong bất kì một công trình nào khác.
MỤC LỤC
MỤC LỤC ........................................................................................................................i
DANH MỤC BẢNG BIỂU........................................................................................... iii
DANH MỤC ĐỒ THỊ ....................................................................................................iv
DANH MỤC HÌNH ẢNH...............................................................................................v
DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT ......................................................................................vi
A. MỞ ĐẦU ....................................................................................................................1
1. Lý do chọn đề tài ........................................................................................................1
2. Mục tiêu nghiên cứu ....................................................................................................2
2.1. Mục tiêu tổng quát....................................................................................................2
2.2. Mục tiêu cụ thể .........................................................................................................2
3. Đối tượng nghiên cứu ..................................................................................................2
4. Nhiệm vụ nghiên cứu ..................................................................................................4
5. Giới hạn nghiên cứu ....................................................................................................4
6. Phương pháp nghiên cứu .............................................................................................4
6.1. Phương pháp nghiên cứu lý thuyết...........................................................................4
6.2. Phương pháp khảo sát thực địa.................................................................................4
6.3. Phương pháp thu thập số liệu ...................................................................................5
6.4. Phương pháp xử lý số liệu ........................................................................................5
7. Đóng góp của đề tài .....................................................................................................9
7.1. Về mặt khoa học .......................................................................................................9
7.2. Về mặt thực tiễn .......................................................................................................9
8. Tổng quan tình hình nghiên cứu..................................................................................9
8.1. Tổng quan về chỉ số chất lượng nước WQI .............................................................9
8.1.1. Tổng quan về chỉ số môi trường[5].........................................................................9
i
8.1.2. Chỉ số chất lượng nước WQI[4,5]..........................................................................10
8.2. Tình hình nghiên cứu và ứng dụng chỉ số WQI của một số quốc gia trên Thế giới
[4]
....................................................................................................................................12
8.3. Tình hình nghiên cứu và áp dụng WQI tại Việt Nam ............................................13
B. NỘI DUNG...............................................................................................................15
CHƯƠNG I: KẾT QUẢ KHẢO SÁT VÀ TÍNH TOÁN WQI ....................................15
CHO SÔNG NHẬT LỆ.................................................................................................15
1.1. Các nguồn gây ô nhiễm nước sông Nhật Lệ ..........................................................15
1.2. Kết quả tính toán WQI thông số.............................................................................16
1.3. Kết quả tính WQI ...................................................................................................22
CHƯƠNG 2: ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG VÀ DIỄN BIẾN CHẤT LƯỢNG NƯỚC
SÔNG NHẬT LỆ ..........................................................................................................25
2.1. Đánh giá hiện trạng và diễn biến chất lượng nước sông Nhật Lệ năm 2015 .........25
2.1.1. Hiện trạng chất lượng nước sông Nhật Lệ năm 2015 .........................................25
2.1.2 Đánh giá diễn biến chất lượng nước sông Nhật Lệ năm 2015 .............................25
2.1.2.1. Theo không gian ...............................................................................................25
2.1.2.2. Theo thời gian...................................................................................................26
2.2. Đánh giá diễn biến chất lượng nước sông Nhật Lệ từ năm 2012-2015 ................27
2.2.1. Tại điểm quan trắc cầu Quán Hàu .......................................................................27
2.2.2. Tại điểm quan trắc cảng cá Nhật Lệ ....................................................................28
2.2.3 Tại điểm quan trắc cầu Nhật Lệ ...........................................................................28
C. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ..................................................................................30
1. Kết luận......................................................................................................................30
2. Kiến nghị ...................................................................................................................31
TÀI LIỆU THAM KHẢO .............................................................................................32
PHỤ LỤC ......................................................................................................................33
ii
DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng 1. Đặc điểm vị trí quan trắc chất lượng nước mặt sông Nhật Lệ ...........................3
Bảng 2. Bảng quy định các giá trị qi, BPi ........................................................................6
Bảng 3. Bảng quy định các giá trị BPi và qi đối với DO% bão hòa......................................7
Bảng 4. Bảng quy định các giá trị BPi và qi đối với thông số pH ...................................7
Bảng 5. Mức đánh giá chất lượng nước theo giá trị WQI ...............................................9
Bảng 6. Kết quả tính toán WQI thông số cho vị trí cầu Quán Hàu năm 2012 ..............17
Bảng 7. Kết quả tính toán WQI thông số cho vị trí cầu Nhật Lệ năm 2012 ................18
Bảng 8. Kết quả tính toán WQI thông số cho vị trí cầu Quán Hàu năm 2013 ..............18
Bảng 9. Kết quả tính toán WQI thông số cho vị trí cầu Nhật Lệ năm 2013 .................19
Bảng 10. Kết quả tính toán WQI thông số cho vị trí cầu Quán Hàu năm 2014 ............19
Bảng 11. Kết quả tính toán WQI thông số cho vị trí cảng cá Nhật Lệ năm 2014.........20
Bảng 12. Kết quả tính toán WQI thông số cho vị trí cầu Nhật Lệ năm 2014 ...............20
Bảng 13. Kết quả tính toán WQI thông số cho vị trí cầu Quán Hàu năm 2015 ............21
Bảng 14. Kết quả tính toán WQI thông số cho vị trí cảng cá Nhật Lệ năm 2015.........21
Bảng 15. Kết quả tính toán WQI thông số cho vị trí cầu Nhật Lệ năm 2015 ...............22
Bảng 16. Kết quả tính toán chỉ số WQI năm 2012........................................................22
Bảng 17. Kết quả tính toán chỉ số WQI năm 2013........................................................23
Bảng 18. Kết quả tính toán chỉ số WQI năm 2014........................................................23
Bảng 19. Kết quả tính toán chỉ số WQI năm 2015........................................................24
iii
DANH MỤC ĐỒ THỊ
Đồ thị 1. Diễn biến chất lượng nước sông tại 3 vị trí quan trắc ....................................26
Đồ thị 2. Diễn biến giá trị WQI tại cầu Quán Hàu năm 2015 .......................................26
Đồ thị 3. Diễn biến giá trị WQI tại Cảng cá Nhật Lệ năm 2015 ...................................26
Đồ thị 4. Diễn biến giá trị WQI tại cầu Nhật Lệ năm 2015 ..........................................26
Đồ thị 5. Diễn biến giá trịs WQI tại cầu Quán Hàu từ năm 2012-2015........................27
Đồ thị 6. Diễn biến giá trị WQI tại cảng cá Nhật Lệ từ năm 2014-2015 ......................28
Đồ thị 7. Diễn biến giá trị WQI tại cầu Nhật Lệ từ năm 2012-2015.............................28
iv
DANH MỤC HÌNH ẢNH
Hình 1. Sông Nhật Lệ, tỉnh Quảng Bình .........................................................................3
Hình 2. Rác thải đổ ra hai bên bờ sông .........................................................................15
Hình 3. Hoạt động của tàu thuyền .................................................................................15
Hình 4. Hoạt động của các nhà hàng nổi trên sông .......................................................15
Hình 5. Hoạt động khai thác cát ....................................................................................15
v
DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT
BOD5 : Nhu cầu Oxy sinh hóa
CLN: Chất lượng nước
COD: Nhu cầu Oxy hóa học
DO: Oxy hòa tan
N – NH4 : Amoni (tính theo Nitơ)
PGS. TS: Phó giáo sư tiến sĩ
P - PO4 : Photphas (tính theo Photpho)
QĐ: Quyết định
SS: Tổng chất rắn lơ lửng
TCMT: Tổng cục môi trường
WQI: Water Quality Indext
vi
A. MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài
Tài nguyên nước mặt bao gồm sông, suối, ao hồ là một loại tài nguyên thiên
nhiên quý giá, là động lực chủ yếu chi phối mọi hoạt động dân sinh kinh tế của con
người. Tuy nhiên, hiện nay tài nguyên nước mặt đang chịu tác động trực tiếp của các
nguồn gây ô nhiễm như: nước thải sinh hoạt, nước thải công nghiệp... Do đó, vấn đề
phát triển bền vững tài nguyên nước là vấn đề cấp thiết. Để có cơ sở đề xuất các biện
pháp sử dụng hợp lý và bảo vệ tài nguyên nước cần phải tiến hành đánh giá chất lượng
nước nguồn nước mặt.
Trước đây, việc đánh giá chất lượng nước và mức độ ô nhiễm của các thủy vực
thường dựa vào phân tích các chỉ số chất lượng nước riêng biệt và so sánh với giá trị
giới hạn được quyết định trong các tiêu chuẩn, quy chuẩn trong nước và quốc tế. Cách
làm này có nhiều hạn chế. Thứ nhất, đánh giá nhiều thông số riêng biệt không nói lên
chất lượng nước tổng quát của con sông. Thứ hai, với các thông số riêng lẻ, có thông
số đạt và có thông số vượt tiêu chuẩn cho phép nên việc đánh giá chất lượng nước
sông chỉ có các nhà khoa học có chuyên môn mới hiểu được. Do vậy, sẽ khó thông tin
tình trạng chất lượng nước sông cho công chúng, gây khó khăn khi các nhà quản lý
đưa ra các quyết định nhằm bảo vệ hay khai thác các nguồn nước hợp lý.
Để khắc phục khó khăn trên cần có một hoặc một hệ thống chỉ số cho phép nhìn
nhận chất lượng nước một cách tổng hợp về các chỉ tiêu lý – hóa – sinh của nguồn
nước, được đánh giá theo một thang điểm, thống nhất, dễ hiểu với các đối tượng phổ
thông. Một trong các chỉ số đó là: “ Chỉ số chất lượng nước – WQI ”. Chỉ số chất
lượng nước (WQI) với ưu điểm là đơn giản, dễ hiểu, có tính khái quát cao có thể được
sử dụng cho mục đích đánh giá diễn biến chất lượng nước theo không gian và thời
gian, là nguồn thông tin phù hợp cho cộng đồng, cho những nhà quản lý không phải là
chuyên gia về môi trường nước.
Sông Nhật Lệ là hệ thống sông lớn thứ hai ở Quảng Bình, bắt nguồn từ núi U Bò,
Co Roi ( Trường Sơn) chảy ra biển Đông tại cửa Nhật Lệ
[6]
. Sông Nhật Lệ là nguồn
cung cấp nước cho các hộ dân. Sông Nhật Lệ cũng đóng góp vào ngành du lịch của
tỉnh Quảng Bình. Tuy nhiên, cũng giống như các con sông chảy qua khu vực nội
thành, sông Nhật Lệ chịu tác động của nhiều nguồn thải: nước thải sinh hoạt, rác thải,
hoạt động tàu thuyền...Việc đánh giá diễn biến chất lượng nước sông Nhật Lệ là yêu
cầu cấp thiết hiện nay để làm cơ sở xác định các biện pháp bảo vệ và phát triển nguồn
nước sông Nhật Lệ.
1
Từ tính cấp thiết đó chúng tôi đã tiến hành nghiên cứu đề tài: “Áp dụng chỉ số
WQI đánh giá diễn biến chất lượng nước sông Nhật Lệ, tỉnh Quảng Bình giai đoạn
2012-2015”.
2. Mục tiêu nghiên cứu
2.1. Mục tiêu tổng quát
- Đánh giá được diễn biến chất lượng nước sông Nhật Lệ, tỉnh Quảng Bình;
- Đánh giá được khả năng sử dụng của nguồn nước sông Nhật Lệ.
2.2. Mục tiêu cụ thể
- Tính toán được chỉ số WQI cho sông Nhật Lệ qua các đợt quan trắc từ năm
2012-2015;
- Đánh giá được diễn biến chất lượng nước sông Nhật Lệ, tỉnh Quảng Bình từ
năm 2012-2015.
3. Đối tượng nghiên cứu
- Đối tượng nghiên cứu: sông Nhật Lệ (cụ thể tại 3 điểm: Cầu Quán Hàu, cảng cá
Nhật Lệ, cầu Nhật Lệ).
Sông Nhật Lệ là hệ thống sông lớn thứ 2 của tỉnh Quảng Bình, sau hệ thống sông
Gianh. Sông Nhật Lệ nhận nước từ 2 con sông chính là sông Kiến Giang và sông Long
Đại. Đoạn sông mang tên Nhật Lệ được tính từ ngã ba sông Long Đại (cách cầu Long
Đại 1,5km) về đến cửa Nhật Lệ (Đồng Hới) dài 17km. Nếu tính từ nguồn Kiến Giang
về đến cửa Nhật Lệ có chiều dài 96km. Hệ thống sông Nhật Lệ có lưu vực rộng
2.647km2. Hệ thống sông bao gồm 24 phụ lưu lớn nhỏ, độ rộng bình quân của lưu vực
45km2, bình quân sông, suối trong lưu vực có chiều dài 0,84 km/km2.[2]
2
Hình 1. Sông Nhật Lệ, tỉnh Quảng Bình
Nước sông Nhật Lệ có nguy cơ bị ô nhiễm do chịu tác động của nhiều nguồn gây
ô nhiễm như: chất thải từ hoạt động của tàu thuyền, nước thải từ hoạt động của nhà
hàng nổi, nước thải sinh hoạt từ khu vực chợ Đồng Hới, nước thải từ các trung tâm đô
thị như thị trấn Quán Hàu và đặc biệt là thành phố Đồng Hới.
Hiện nay, sông Nhật Lệ có 3 vị trí tiến hành quan trắc các chỉ tiêu chất lượng
nước mặt. Nhóm đã tiến hành khảo sát thực tế để xác định đặc điểm của 3 vị trí quan
trắc và đồng thời xác định được các loại nguồn thải có khả năng gây ảnh hưởng đến
chất lượng nước sông Nhật Lệ.
Bảng 1. Đặc điểm vị trí quan trắc chất lượng nước mặt sông Nhật Lệ
Vị trí
Cầu Quán
Hàu
Tọa độ
(N:17023’58.7”
E:106038’21.2”)
Cảng cá Nhật (N:17027’2.0”
Lệ
E:106038’14.1”)
Đặc điểm
Cách vị trí lấy mẫu khoảng 500 m về phía Đông
có nhà hàng nổi đang hoạt động, gần khu vực
chợ Quán Hàu.
Khu vực chịu tác động từ các hoạt động của cảng
cá Nhật Lệ và tiếp nhận nước thải của Công ty
3
TNHH Chế biến bột cá nông sản Quảng Bình.
Cầu
(N:17028’59.6”
Nhật Lệ
E:106037’37.8”)
Có hoạt động của một số tàu thuyền qua lại, cách
khu vực chợ Đồng Hới khoảng 1,5km về phía
Nam.
4. Nhiệm vụ nghiên cứu
- Đánh giá hiện trạng chất lượng nước sông Nhật Lệ trong năm 2015 theo 4 đợt
quan trắc vào các tháng 3, 6, 9, 11 năm 2015;
- Đánh giá diễn biến chất lượng nước sông Nhật Lệ theo 4 đợt quan trắc vào các
tháng 3, 6, 9, 11 năm 2015 của 3 vị trí quan trắc: tại cầu Quán Hàu, cảng cá Nhật Lệ
và cầu Nhật Lệ;
- Đánh giá diễn biến chất lượng nước sông Nhật Lệ từ năm 2012-2015.
5. Giới hạn nghiên cứu
Trong quá trình nghiên cứu đề tài “Áp dụng chỉ số WQI đánh giá diễn biến chất
lượng nước sông Nhật Lệ, tỉnh Quảng Bình giai đoạn 2012-2015”được giới hạn về các
vấn đề sau:
- Về không gian: Sông Nhật Lệ, tỉnh Quảng Bình (cụ thể 3 điểm quan trắc là: cầu
Quán Hàu, cảng cá Nhật Lệ và cầu Nhật Lệ);
- Về thời gian: Từ năm 2012-2015.
6. Phương pháp nghiên cứu
6.1. Phương pháp nghiên cứu lý thuyết
Tìm kiếm, nghiên cứu các tài liệu liên quan đến các phương pháp đánh giá chất
lượng nước, các phương pháp tính chỉ số chất lượng nước WQI, những ứng dụng của
chỉ số chất lượng nước WQI.
6.2. Phương pháp khảo sát thực địa
Tiến hành khảo sát thực tế vị trí các điểm quan trắc chất lượng nước sông Nhật
Lệ: cầu Quán Hàu, cảng cá Nhật Lệ và cầu Nhật Lệ;
Tiến hành khảo sát dọc chiều dài sông từ ngã ba sông đến cửa sông Nhật Lệ để
xác định các loại nguồn thải thải ra sông Nhật Lệ.
4
6.3. Phương pháp thu thập số liệu
Hàng năm, Trung tâm Quan trắc và Kỹ thuật Môi trường tỉnh Quảng Bình tiến
hành quan trắc chất lượng môi trường đất, nước, không khí trên địa bàn tỉnh Quảng
Bình. Quan trắc chất lượng nước mặt sông Nhật Lệ được tiến hành tại 2 đến 3 vị trí với
tần suất là 4 lần/năm. Kết quả quan trắc các thông số môi trường nước mặt tại sông
Nhật Lệ từ năm 2012-2015 được thể hiện ở phụ lục 1, 2, 3, 4.
6.4. Phương pháp xử lý số liệu
Tính toán chỉ số chất lượng nước theo Quyết định số 879/QĐ – TCMT ngày 01
tháng 07 năm 2011 của Tổng cục trưởng Tổng cục môi trường.[3]
Quy trình tính toán và sử dụng WQI trong đánh giá chất lượng môi trường nước
bao gồm 4 bước. Cụ thể như sau:
Bước 1: Thu thập, tập hợp số liệu quan trắc từ trạm quan trắc môi trường
nước mặt lục địa (số liệu đã qua xử lý);
Số liệu quan trắc được thu thập phải đảm bảo các yêu cầu sau:
- Số liệu quan trắc sử dụng để tính WQI là số liệu của quan trắc nước mặt lục địa
theo đợt đối với quan trắc định kỳ hoặc giá trị trung bình của thông số trong một
khoảng thời gian xác định đối với quan trắc liên tục;
- Các thông số được sử dụng để tính WQI thường bao gồm các thông số: DO,
nhiệt độ, BOD5, COD, N-NH4, P-PO4, TSS, độ đục, Tổng Coliform, pH;
- Số liệu quan trắc được đưa vào tính toán đã qua xử lý, đảm bảo đã loại bỏ các
giá trị sai lệch, đạt yêu cầu đối với quy trình quy phạm về đảm bảo và kiểm soát chất
lượng số liệu.
Bước 2: Tính toán các giá trị WQI thông số theo công thức;
* WQI thông số (WQISI) được tính toán cho các thông số BOD5, COD, N-NH4,
P-PO4 , TSS, độ đục, Tổng Coliform theo công thức như sau:
WQI SI
qi qi 1
BPi 1 C p qi 1
BPi 1 BPi
Trong đó:
5
( 1)
BPi: Nồng độ giới hạn dưới của giá trị thông số quan trắc được quy định trong
bảng 1 tương ứng với mức i;
BPi+1: Nồng độ giới hạn trên của giá trị thông số quan trắc được quy định trong
bảng 1 tương ứng với mức i+1;
qi: Giá trị WQI ở mức i đã cho trong bảng tương ứng với giá trị BPi ;
qi+1: Giá trị WQI ở mức i+1 cho trong bảng tương ứng với giá trị BPi+1;
Cp: Giá trị của thông số quan trắc được đưa vào tính toán.
Bảng 2. Bảng quy định các giá trị qi, BPi
Giá trị BPi quy định đối với từng thông số
I
qi
BOD5
COD
N-NH4
P-PO4
Độ đục
TSS
Coliform
(mg/l)
(mg/l)
(mg/l)
(mg/l)
(NTU)
(mg/l)
(MPN/100ml)
1
100
≤4
≤10
≤0,1
≤0,1
≤5
≤20
≤2500
2
75
6
15
0,2
0,2
20
30
5000
3
50
15
30
0,5
0,3
30
50
7500
4
25
25
50
1
0,5
70
100
10.000
5
1
≥50
≥80
≥5
≥6
≥100
>100
>10.000
Ghi chú: Trường hợp giá trị Cp của thông số trùng với giá trị BPi đã cho trong
bảng, thì xác định được WQI của thông số chính bằng giá trị qi tương ứng.
* Tính giá trị WQI đối với thông số DO (WQIDO): tính toán thông qua giá trị DO
% bão hòa.
Bước 1: Tính toán giá trị DO % bão hòa:
- Tính giá trị DO bão hòa:
DO
baohoa
14 , 652 0 , 41022 T 0 , 0079910 T 2 0 , 000077774
T: nhiệt độ môi trường nước tại thời điểm quan trắc (đơn vị: 0C).
- Tính giá trị DO % bão hòa:
6
T3
(2)
DO%bão hòa= DOhòa tan / DObão hòa*100
(3)
DOhòa tan: Giá trị DO quan trắc được (đơn vị: mg/l)
Bước 2: Tính giá trị WQIDO:
WQISI
qi 1 qi
C p BPi qi
BPi 1 BPi
(4)
Trong đó:
Cp: giá trị DO % bão hòa;
BPi, BPi+1, qi, qi+1 là các giá trị tương ứng với mức i, i+1 trong Bảng 3.
Bảng 3. Bảng quy định các giá trị BPi và qi đối với DO% bão hòa
I
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
BPi
≤20
20
50
75
88
112
125
150
200
≥200
qi
1
25
50
75
100
100
75
50
25
1
Nếu giá trị DO% bão hòa ≤ 20 thì WQIDO bằng 1;
Nếu 20< giá trị DO% bão hòa< 88 thì WQIDO được tính theo công thức (4) và sử
dụng Bảng 3;
Nếu 88≤ giá trị DO% bão hòa≤ 112 thì WQIDO bằng 100;
Nếu 112< giá trị DO% bão hòa< 200 thì WQIDO được tính theo công thức (1) và sử
dụng Bảng 3;
Nếu giá trị DO% bão hòa ≥200 thì WQIDO bằng 1.
* Tính giá trị WQI đối với thông số pH
Bảng 4. Bảng quy định các giá trị BPi và qi đối với thông số pH
I
1
2
3
4
5
6
BPi
≤5,5
5,5
6
8,5
9
50
100
100
50
≥9
qi
1
7
1
Nếu giá trị pH≤5,5 thì WQIpH bằng 1;
Nếu 5,5< giá trị pH<6 thì WQIpH được tính theo công thức 2 và sử dụng bảng 4;
Nếu 6≤ giá trị pH≤8,5 thì WQIpH bằng 100;
Nếu 8,5< giá trị pH< 9 thì WQIpH được tính theo công thức 1 và sử dụng bảng 4;
Nếu giá trị pH≥9 thì WQIpH bằng 1.
Bước 3: Tính toán WQI
Sau khi tính toán WQI đối với từng thông số nêu trên, việc tính toán WQI được
áp dụng theo công thức sau:
WQI pH 1 5
1 2
WQI
WQI a WQI b WQI c
100 5 a 1
2 b1
1/ 3
(5)
Trong đó:
WQIa: Giá trị WQI đã tính toán đối với 05 thông số: DO, BOD5, COD,
N-NH4, P-PO4 ;
WQIb: Giá trị WQI đã tính toán đối với 02 thông số: TSS, độ đục ;
WQIc: Giá trị WQI đã tính toán đối với thông số Tổng Coliform ;
WQIpH: Giá trị WQI đã tính toán đối với thông số pH.
Ghi chú: Giá trị WQI sau khi tính toán sẽ được làm tròn thành số nguyên.
Nhận xét : Giá trị WQI phụ của các nhóm thông số càng cao thì chỉ số cuối cùng
của WQI càng cao. Tuy nhiên, WQI cuối cùng còn phụ thuộc vào tương quan giữa các
giá trị WQI thông số. Nếu một trong số các nhóm WQI có giá trị rất thấp thì giá trị
WQI cuối cùng sẽ thấp dù cho giá trị WQI của các nhóm còn lại khá cao.
Bước 4: So sánh chỉ số chất lượng nước đã được tính toán với bảng đánh giá
Sau khi tính toán được WQI, sử dụng bảng xác định giá trị WQI tương ứng với
mức đánh giá chất lượng nước để so sánh, đánh giá, cụ thể như sau:
8
Bảng 5. Mức đánh giá chất lượng nước theo giá trị WQI
Giá trị WQI
91 – 100
76 – 90
51 – 75
26 – 50
0 – 25
Mức đánh giá chất lượng nước
Sử dụng tốt cho mục đích cấp nước sinh hoạt
Sử dụng cho mục đích cấp nước sinh hoạt nhưng
cần các biện pháp xử lý phù hợp
Sử dụng cho mục đích tưới tiêu và các mục đích
tương đương khác
Sử dụng cho giao thông thủy và các mục đích
tương đương khác
Nước ô nhiễm nặng, cần các biện pháp xử lý
trong tương lai
Màu
Rất tốt
Tốt
Trung bình
Ô nhiễm
Rất ô nhiễm
7. Đóng góp của đề tài
7.1. Về mặt khoa học
- Đề tài là cơ sở lý luận để phục vụ cho việc đánh giá chất lượng nước sông Nhật
Lệ, tỉnh Quảng Bình;
- Đề tài là tư liệu để phục vụ cho việc nghiên cứu, học tập của sinh viên.
7.2. Về mặt thực tiễn
- Đánh giá được hiện trạng, diễn biến chất lượng nước sông Nhật Lệ, tỉnh Quảng
Bình;
- Cơ sở để quản lý tổng hợp tài nguyên nước tỉnh Quảng Bình.
8. Tổng quan tình hình nghiên cứu
8.1. Tổng quan về chỉ số chất lượng nước WQI
8.1.1. Tổng quan về chỉ số môi trường[4]
- Khái niệm chỉ số môi trường: là một tập hợp của các tham số hay chỉ thị được
tích hợp hay nhân với trọng số. Các chỉ số ở mức độ tích hợp cao hơn, nghĩa là chúng
được tính toán từ nhiều biến số hay dữ liệu để giải thích cho một hiện tượng nào đó.
9
Chỉ số môi trường truyền đạt các thông điệp đơn giản và rõ ràng về một vấn đề môi
trường dễ hiểu cho cả chuyên gia và công chúng.
- Mục đích của chỉ số môi trường:
+ Phản ánh hiện trạng và diễn biến của chất lượng môi trường, đảm bảo tính
phòng ngừa của công tác bảo vệ môi trường;
+ Cung cấp thông tin cho những người quản lý, các nhà hoạch định chính sách
cân nhắc về các vấn đề môi trường và phát triển kinh tế xã hội để đảm bảo phát triển
bền vững;
+ Thu gọn kích thước, đơn giản hóa thông tin để dễ dàng quản lý, sử dụng và tạo
ra tính hiệu quả của thông tin;
+ Thông tin cho cộng đồng về chất lượng môi trường, nâng cao nhận thức bảo vệ
môi trường cho cộng đồng.
8.1.2. Chỉ số chất lượng nước WQI[1,4]
Chỉ số chất lượng nước (Water Quality Index – WQI) là một chỉ số tổ hợp được
tính toán từ các thông số chất lượng nước xác định thông qua một công thức toán học.
WQI dùng để mô tả định lượng về chất lượng nước và được biểu diễn qua một thang
điểm.
Việc sử dụng sinh vật trong nước làm chỉ thị cho mức độ sạch ở Đức từ năm
1850 được coi là nghiên cứu đầu tiên về WQI.
Chỉ số Horton ( 1965) là chỉ số WQI đầu tiên được xây dựng trên thang số.
Hiện nay, có rất nhiều quốc gia, địa phương xây dựng và áp dụng chỉ số WQI.
Thông qua một mô hình tính toán, từ các thông số khác nhau ta thu được một chỉ số
duy nhất. Sau đó chất lượng nước có thể được so sánh với nhau thông qua chỉ số đó.
Đây là phương pháp đơn giản so với việc phân tích một loạt các thông số.
∙ Các ứng dụng chủ yếu của WQI bao gồm:
- Phục vụ quá trình ra quyết định: WQI có thể được sử dụng là cơ sở cho việc ra
các quyết định phân bổ tài chính và xác định các vấn đề ưu tiên;
- Phân vùng chất lượng nước;
- Thực thi tiêu chuẩn: WQI có thể đánh giá được mức độ đáp ứng/ không đáp
ứng của chất lượng nước đối với tiêu chuẩn hiện hành;
10
- Phân tích diễn biến chất lượng nước theo không gian và thời gian;
- Công bố thông tin cho cộng đồng;
- Nghiên cứu khoa học: các nghiên cứu chuyên sâu về chất lượng nước thường
không sử dụng WQI, tuy nhiên WQI có thể sử dụng cho các nghiên cứu vĩ mô khác
như đánh giá tác động của quá trình đô thị hóa đến chất lượng nước khu vực, đánh giá
hiệu quả kiểm soát phát thải, …
WQI 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. [4]
Chỉ số tổng hợp tính toán trên cơ sở nhiều chỉ tiêu cho ta một đánh giá tổng quan.
Chỉ số chất lượng nước thông thường là một con số nằm trong khoảng từ 1–100, nếu
con số càng lớn chứng tỏ chất lượng nước càng tốt. 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 chất lượng nguồn nước với mục đích sử dụng và xác
định được vị trí đáng lo ngại về chất lượng nguồn nước. [1]
∙ Lựa chọn các chỉ tiêu chất lượng để tính toán WQI [1]
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 Nitơ (TN), tổng Photpho (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 một số x=
2/[1/SS +1/độ đục] sử dụng cho tính toán chỉ số WQI chung.
∙ Đánh giá phương pháp sử dụng chỉ số WQI để đánh giá chất lượng nước
+ Ưu điểm:
Chỉ số WQI có khả năng đặc trưng cho tác động tổng hợp của nồng độ nhiều
thành phần hóa- lý- sinh trong nguồn nước.
11
Đơn giản, dễ hiểu, có tính khái quát cao có thể sử dụng cho mục đích đánh giá
diễn biến chất lượng nước theo không gian và thời gian, là nguồn thông tin phù hợp
cho cộng đồng, cho những nhà quản lý không phải chuyên gia về môi trường nước.
+ Hạn chế
Một chỉ số phụ thể hiện chất lượng nước xấu nhưng có thể chỉ số cuối cùng thể
hiện chất lượng nước tốt.
Phương pháp tính WQI cố định cho các thông số tính toán nên khi một thông số
có thể bổ sung vào việc đánh giá chất lượng nước nhưng lại không được tính toán vào
WQI.
Cần phải thiết lập được mạng lưới quan trắc môi trường nước với nhiều điểm thu
mẫu và tần suất quan trắc tương đối dày.
8.2. Tình hình nghiên cứu và ứng dụng chỉ số WQI của một số quốc gia trên Thế
giới [1]
Có rất nhiều quốc gia đã đưa áp dụng WQI vào thực tiễn, cũng như có nhiều các
nhà khoa học nghiên cứu về các mô hình WQI.
Hoa Kỳ: WQI được xây dựng cho mỗi bang, đa số các bang tiếp cận theo phương
pháp của Qũy Vệ sinh quốc gia Mỹ( Naitional Sanitation Foundation – NSF) – sau đây
gọi tắt là WQI–NSF. WQI- NSF được xây dựng bằng cách sử dụng kỹ thuật Delphi
của tập đoàn Rand, thu nhận và tổng hợp ý kiến của một số đông các chuyên gia khắp
nước Mỹ để lựa chọn các thông số CLN quyết định sau đó xác lập phần trọng lượng
đóng góp của từng thông số (vai trò quan trọng của thông số - wi) và tiến hành xây
dựng các đồ thị chuyển đổi từ các giá trị đo được của thông số sang chỉ số phụ (qi).
WQI-NSF được xây dựng rất khoa học dựa trên ý kiến số đông các nhà khoa học về
chất lượng nước, có tính đến vai trò (trọng số) của các thông số tham gia trong WQI và
so sánh các kết quả với giá trị chuẩn (mục tiêu CLN) qua giản đồ tính chỉ số phụ (qi).
Canada: Phương pháp do cơ quan Bảo vệ môi trường Canada( The Canadian
Countcill of Ministers of the Environment - CCME 2001) đã xây dựng. 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
12
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.
Châu Âu: Các quốc gia ở châu Âu chủ yếu được xây dựng phát triển từ WQI –
NSF (của Hoa Kỳ), tuy nhiên mỗi Quốc gia – địa phương lựa chọn các thông số và
phương pháp tính chỉ số phụ riêng.
Các quốc gia Malayxia, Ấn Độ: phát triển từ WQI – NSF, nhưng mỗi quốc gia có
thể xây dựng nhiều loại WQI cho từng mục đích sử dụng.
8.3. Tình hình nghiên cứu và áp dụng WQI tại Việt Nam
Tại Việt Nam đã có nhiều nghiên cứu, đề xuất và áp dụng về bộ chỉ số chất lượng
nước như các WQI -2 và WQI- 4 được sử dụng để đánh giá số liệu chất lượng nước
trên sông Sài Gòn tại Phú Cường, Bình Phước và Phú An trong thời gian từ 2003 đến
2007.
Đề tài: “Nghiên cứu phân vùng chất lượng nước theo các chỉ số chất lượng nước
(WQI) và đánh giá khả năng sử dụng các nguồn nước sông, kênh rạch ở vùng thành
phố Hồ Chí Minh” do PGS.TS Lê Trình làm chủ nhiệm. [5]
Bài báo “Đánh giá chất lượng nước sông Bồ tỉnh Thừa Thiên Huế dựa vào chỉ số
chất lượng nước WQI” của nhóm tác giả Nguyễn Văn Hợp, Phạm Nguyễn Anh Thi,
Nguyễn Mạnh Hưng, Thủy Châu Tờ thuộc trường Đại học Khoa học, Đại học Huế và
Nguyễn Minh Cường thuộc trường Đại học Sư phạm, Đại học Huế được in trên Tạp
chí Khoa học, Đại học Huế, Số 58, 2010 [4].
Hiện nay, để thống nhất cách tính toán chỉ số chất lượng nước, tháng 07 năm
2011, Tổng cục Môi trường đã chính thức ban hành Sổ tay hướng dẫn kỹ thuật tính
toán chỉ số chất lượng nước theo Quyết định số 879/QĐ-TCMT ngày 01 tháng 07 năm
2011 của Tổng cục trưởng Tổng cục Môi trường. Theo Quyết định chỉ số chất lượng
nước được áp dụng đối với số liệu quan trắc môi trường chất lượng nước mặt lục địa
và áp dụng đối với cơ quan quản lý nhà nước nhà nước về môi trường, các tổ chức, cá
nhân có tham gia vào mạng lưới quan trắc môi trường và tham gia vào việc công bố
thông tin về chất lượng môi trường cho cộng đồng. Theo hướng dẫn chỉ số chất lượng
nước (viết tắt là WQI) là một chỉ số được tính toán từ các thông số quan trắc chất
lượng nước, dùng để mô tả định lượng về chất lượng nước và khả năng sử dụng của
nguồn nước đó; được biểu diễn qua một thang điểm. WQI thông số (viết tắt là WQISI)
là chỉ số chất lượng nước tính toán cho mỗi thông số. [3]
13
Qua tình hình nghiên cứu và áp dụng chỉ số WQI ở nước ta cho thấy phương
pháp tính toán chỉ số WQI được đề xuất dựa trên những phương pháp luận về WQI áp
dụng phổ biến nhất hiện nay. Vì vậy, đây là phương pháp có sơ sở khoa học vững
chắc. Kết quả từ các mô hình áp dụng chỉ số WQI cho thấy phương pháp WQI là phù
hợp trong việc đánh giá hiện trạng, diễn biến chất lượng nước và phân vùng chất lượng
nước.
14
B. NỘI DUNG
CHƯƠNG I: KẾT QUẢ KHẢO SÁT VÀ TÍNH TOÁN WQI
CHO SÔNG NHẬT LỆ
1.1. Các nguồn gây ô nhiễm nước sông Nhật Lệ
Kết quả khảo sát thực tế cho thấy, nước sông Nhật Lệ chịu tác động của chất thải
sinh hoạt và sản xuất của con người, từ hoạt động của các nhà hàng nổi, tàu thuyền và
hoạt động khai thác cát.
Hình 2. Rác thải đổ ra hai bên bờ
Hình 3. Hoạt động của tàu thuyền
sông
Hình 4. Hoạt động của các nhà hàng
Hình 5. Hoạt động khai thác cát
nổi trên sông
15
