Đánh giá chất lượng môi trường nước thành phố uông bí, tỉnh quảng ninh và đề xuất giải pháp bảo vệ môi trường

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC

ĐOÀN HẢI SƠN

ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG MÔI TRƯỜNG NƯỚC
THÀNH PHỐ UÔNG BÍ, TỈNH QUẢNG NINH VÀ
ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP BẢO VỆ MÔI TRƯỜNG

LUẬN VĂN THẠC SĨ QUẢN LÝ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG

Thái Nguyên – 2020


ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC

ĐOÀN HẢI SƠN

ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG MÔI TRƯỜNG NƯỚC
THÀNH PHỐ UÔNG BÍ, TỈNH QUẢNG NINH VÀ
ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP BẢO VỆ MÔI TRƯỜNG

Chuyên ngành: Quản lý Tài nguyên và Môi trường
Mã số: 8850101
LUẬN VĂN THẠC SĨ QUẢN LÝ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG

Cán bộ hướng dẫn khoa học : TS. Chu Thành huy
Chữ ký của GVHD

Thái Nguyên – 2020

LỜI CAM ĐOAN
Tôi là Đoàn Hải Sơn, xin cam đoan luận văn “Đánh giá chất lượng môi
trường nước thành phố Uông Bí, tỉnh Quảng Ninh và đề xuất giải pháp bảo
vệ môi trường” là công trình nghiên cứu do cá nhân tôi thực hiện dưới sự
hướng dẫn khoa học của TS. Chu Thành Huy, không sao chép các công trình
nghiên cứu của người khác. Số liệu và kết quả của luận văn chưa từng được
công bố tại bất kỳ công trình khoa học nào khác.
Các thông tin thứ cấp sử dụng trong luận văn là có nguồn gốc rõ ràng,
được trích dẫn đầy đủ, trung thực và đúng qui cách.
Tôi hoàn toàn chịu trách nhiệm về tính xác thực và nguyên bản của luận
văn.
Tác giả

Đoàn Hải Sơn

i


LỜI CẢM ƠN
Tôi xin bày tỏ lòng cảm ơn chân thành và sâu sắc tới TS. Chu Thành
Huy đã tận tình hướng dẫn tôi hoàn thành tốt luận văn này.
Tôi xin chân thành cảm ơn các thầy, cô ở Trường Đại Học Khoa Học –
Trường Đại Học Thái Nguyên và các thầy cô ở Viện hàn lâm khoa học và công
nghệ Việt Nam đã truyền đạt cho tôi kiến thức trong suốt những năm học ở
trường.
Tôi xin chân thành cảm ơn Trung tâm Quan trắc Tài nguyên và Môi
trường – Sở Tài nguyên và Môi trường Quảng Ninh đã tạo điều kiện cho tôi tiến
hành thực nghiệm trong thời gian làm luận văn.

ii


MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN................................................................................................... i
LỜI CẢM

N ....................................................................................................... ii

MỤC LỤC............................................................................................................iii
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT ........................................... v
DANH MỤC CÁC BẢNG................................................................................... vi
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, BIỂU ĐỒ .........................................................viii
MỞ ĐẦU............................................................................................................... 1
1.L ý do chọn đề tài ............................................................................................... 1
2. Mục tiêu nghiên cứu.......................................................................................... 2
3. Nhiệm vụ nghiên cứu ........................................................................................ 2
4. Ý nghĩa của đề tài.............................................................................................. 2
CHƯ NG 1: TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU ................................ 3
1.1 Tổng quan vấn đề nghiên cứu ....................................................................... 3
1.1.1. Đánh giá chất lượng nước mặt theo phương pháp truyền thống ............ 3
1.1.2. Đánh giá chất lượng nước mặt theo chỉ số chất lượng nước .................. 4
1.2 Tổng quan khu vực nghiên cứu................................................................... 10
1.2.1. Đặc điểm tự nhiên ................................................................................. 10
1.2.2. Điều kiện kinh tế - xã hội thành phố Uông Bí ..................................... 14
1.2.3. Hiện trạng phát thải ô nhiễm nước của thành phố Uông Bí ................. 16
1.2.4. Tác động ô nhiễm đến chất lượng nước và hệ sinh thái ....................... 18
CHƯ NG 2. ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI, NỘI DUNG VÀ................................. 21
PHƯ NG PHÁP NGHIÊN CỨU....................................................................... 21

2.1 Đối tượng nghiên cứu.................................................................................. 21
2.2 Phạm vi nghiên cứu..................................................................................... 21
2.3 Nội Dung nghiên cứu .................................................................................. 23
2.4 Phương pháp xây dựng WQI....................................................................... 23
2.4.1 Phương pháp lấy mẫu............................................................................. 23
2.4.2 Phương pháp phân tích mẫu................................................................... 24
2.4.3 Phương pháp đánh giá chất lượng nước................................................. 25
CHƯ NG 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN............................ 30
3.1 Đánh giá diễn biến CLN theo kết quả quan trắc môi trường nước............... 30
3.1.1 Đánh giá hiện trạng CLN sông Đá Bạc năm 2020................................. 30
3.1.2 Diễn biến CLN sông Đá Bạc từ năm 2017 đến năm 2019..................... 35
3


3.2 Diễn biến CLN sông Đá Bạc dựa trên WQI ............................................... 39
3.2.1 Kết quả tính toán WQI sông Đá Bạc năm 2017 đến 2020 theo phương
pháp của TCMT .............................................................................................. 39
3.2.2 Kết quả tính toán WQI sông Đá Bạc từ năm 2017 đến năm 2020 theo
phương pháp NSF – WQI cải tiến................................................................... 44
3.3 Giải pháp đề xuất......................................................................................... 49
3.3.1 Giải pháp quản lý ................................................................................... 49
3.3.2 Giải pháp kỹ thuật nhằm giảm thiểu phát thải ....................................... 52
3.3.3 Giám sát môi trường .............................................................................. 53
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGH ............................................................................. 57
Kết luận ............................................................................................................... 57
Kiến nghị ............................................................................................................. 58
TÀI LIỆU THAM KHẢO................................................................................... 59
PHỤ LỤC ............................................................................................................ 61

4

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT
Cột A1

:

Sử dụng tốt cho mục đích cấp nước sinh hoạt và các mục đích
khác như loại A2, B1 và B2.

Cột A2

:

Dùng cho mục đích cấp nước sinh hoạt nhưng phải áp dụng
công nghệ xử lý phù hợp; bảo tồn động vật thủy sinh, hoặc các
mục đích sử dụng như loại B1 và B2.

Cột B1

:

Dùng cho mục đích tưới tiêu thủy lợi hoặc các mục đích sử dụng
khác có yêu cầu chất lượng nước tương tự hoặc các mục đích sử
dụng như loại B2.

Cột B2

:

Giao thông thủy và các mục đích khác với yêu cầu chất lượng
nước thấp.

BTNMT

:

Bộ Tài nguyên và Môi trường

BOD

:

Nhu cầu oxy sinh hóa (Biochemical Oxygen Demand)

COD

:

Nhu cầu oxy hóa học (Chemical Oxygen Demand)

CLN

:

Chất lượng nước

DO

:

Lượng oxy hoà tan (Dissolvel Oxygen)

KTXH

:

Kinh tế xã hội

MTV

:

Một thành viên

QCVN

:

Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia

QLMT

:

Quản lý môi trường

QT

:

Quan trắc

TCMT

:

Tổng Cục môi trường

TCVN

:

Tiêu chuẩn Việt Nam

TNHH

:

Trách nhiệm hữu hạn

TNMT

:

Tài nguyên Môi trường

UBND

:

Ủy ban nhân dân

WQI

:

Chỉ số chất lượng nước (Water Quality Index)

NSF

:

Quỹ vệ sinh Quốc gia (National Sanitation Foundation)

v


DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 1.1: So sánh ưu điểm và hạn chế của phương pháp WQI ........................... 4
và phương pháp đánh giá theo quy chuẩn truyền thống ...................................... 4
Bảng 1.2: Thông số, trọng lượng đóng góp wi của phương pháp NSF – WQI .. 6
Bảng 1.3: Lượng mưa trung bình nhiều năm đo được tại Uông Bí (mm) .......... 12
Bảng 1.4: Hiện trạng phát thải và xử lý nước thải tại các cơ sở xả thải ra sông
Vàng Danh tiếp nối sông Uông và chảy trực tiếp vào sông Đá Bạc................... 17
Bảng 2.1: Thời gian và thông số quan trắc CLN sông từ năm 2017 đến 2020... 23
Bảng 2.2. Thiết bị đo các thông số hiện trường .................................................. 24
Bảng 2.3. Phương pháp bảo quản ..................................................................................................... 24
Bảng 2.4. Phương pháp phân tích các thông số trong phòng thí nghiệm .................. 24
Bảng 2.5: Bảng quy định các giá trị qi, BPi ............................................................................... 25

Bảng 2.6: Bảng quy định các giá trị BPi và qi đối với DO% bão hòa ........................ 26
Bảng 2.7: Bảng quy định các giá trị BPi và qi đối với thông số pH ............................ 26
Bảng 2.1: So sánh chỉ số chất lượng nước .......................................................... 27
Bảng 2.2: Thông số và trọng số đóng góp wi của phương pháp HCM – WQI .. 28
Bảng 3.1: Bảng tính chỉ số WQI nước sông Đá Bạc Quý II năm 2020............. 40
Bảng 3.2: Bảng tính chỉ số WQI nước sông Đá Bạc Quý I năm 2020 ............... 40
Bảng 3.3: Bảng tính chỉ số WQI nước sông Đá Bạc Quý IV năm 2019 ............ 40
Bảng 3.4: Bảng tính chỉ số WQI nước sông Đá Bạc Quý III năm 2019 ............ 40
Bảng 3.5: Bảng tính chỉ số WQI nước sông Đá Bạc Quý II năm 2019............. 41
Bảng 3.6: Bảng tính chỉ số WQI nước sông Đá Bạc Quý I năm 2019 ............... 41
Bảng 3.7: Bảng tính chỉ số WQI nước sông Đá Bạc Quý IV năm 2018 ............ 41
Bảng 3.8: Bảng tính chỉ số WQI nước sông Đá Bạc Quý III năm 2018 ............ 41
Bảng 3.9: Bảng tính chỉ số WQI nước sông Đá Bạc Quý II năm 2018............. 42
Bảng 3.10: Bảng tính chỉ số WQI nước sông Đá Bạc Quý I năm 2018 ............. 42
Bảng 3.11: Bảng tính chỉ số WQI nước sông Đá Bạc Quý VI năm 2017 .......... 42
Bảng 3.12: Bảng tính chỉ số WQI nước sông Đá Bạc III năm 2017 .................. 43
Bảng 3.13: Bảng tính chỉ số WQI nước sông Đá Bạc Quý II năm 2017........... 43
Bảng 3.14: Bảng tính chỉ số WQI nước sông Đá Bạc Quý I năm 2017 ............. 43
vi


Bảng 3.15: Bảng tính toán chỉ số WQI nước sông Đá Bạc năm quý II năm 2020 .
45
Bảng 3.16: Bảng tính toán chỉ số WQI nước sông Đá Bạc năm quý I năm 2020 ..
45
Bảng 3.17: Bảng tính toán chỉ số WQI nước sông Đá Bạc năm quý IV năm 2019
45
Bảng 3.18: Bảng tính toán chỉ số WQI nước sông Đá Bạc năm quý III năm 2019
45
Bảng 3.19: Bảng tính toán chỉ số WQI nước sông Đá Bạc năm quý II năm 2019 .

46
Bảng 3.20: Bảng tính toán chỉ số WQI nước sông Đá Bạc năm quý I năm 2019 ..
46
Bảng 3.21: Bảng tính toán chỉ số WQI nước sông Đá Bạc năm quý IV năm 2018
46
Bảng 3.22: Bảng tính toán chỉ số WQI nước sông Đá Bạc năm quý III năm 2018
46
Bảng 3.23: Bảng tính toán chỉ số WQI nước sông Đá Bạc năm quý II năm 2018
47
Bảng 3.24: Bảng tính toán chỉ số WQI nước sông Đá Bạc quý I năm 2018..........
47
Bảng 3.25: Bảng tính toán chỉ số WQI nước sông Đá Bạc năm quý IV năm 2017
47
Bảng 3.26: Bảng tính toán chỉ số WQI nước sông Đá Bạc quý III năm 2017 ... 47
Bảng 3.27: Bảng tính toán chỉ số WQI nước sông Đá Bạc quý II năm 2017..... 48
Bảng 3.28: Bảng tính toán chỉ số WQI nước sông Đá Bạc quý I năm 2017 ...... 48
Bảng 3.29: Vị trí các trạm quan trắc đề xuất ...................................................... 54
Bảng 3.30: Các thông số quan trắc đề xuất......................................................... 55

vii


DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, BIỂU ĐỒ
Hình 1.1: Sơ đồ khu vực sông Đá Bạc, thành phố Uông
Bí.........................................10
Hình 2.1: Sơ đồ mạng điểm quan trắc môi trường nước sông Đá Bạc
.......................21
Hình 3.1: Diễn biến pH trong nước sông Đá
Bạc..........................................................30
Hình 3.2: Diễn biến DO trong nước sông Đá

Bạc.........................................................30
Hình 3.3: Diễn biến thông số BOD5 trong nước sông Đá
Bạc....................................31
Hình 3.4: Diễn biến thông số COD trong nước sông Đá Bạc
.....................................32
Hình 3.5: Diễn biến thông số Coliform trong nước sông Đá
Bạc................................32
Hình 3.6: Diễn biến thông số TSS trong nước sông Đá
Bạc........................................33
Hình 3.7: Diễn biến thông số N-NH4+ trong nước sông Đá
Bạc................................33
Hình 3.8: Diễn biến thông số P-PO43- trong nước sông Đá Bạc
...............................34
Hình 3.9: Diễn biến thông số độ đục trong nước sông Đá
Bạc...................................34
Hình 3.10: Biểu đồ pH trong nước sông Đá Bạc từ năm 2017 đến năm
2019...........35
Hình 3.11: Biểu đồ thông số DO nước sông Đá Bạc từ năm 2017 đến năm 2019
....36
Hình 3.12: Biểu đồ thông số BOD5 sông Đá Bạc từ năm 2017 đến năm
2019.........36
Hình 3.13: Biểu đồ thông số COD trong nước sông Đá Bạc từ năm 2017 –
2019....37
Hình 3.14: Biểu đồ thông số COD trong nước sông Đá Bạctừ năm 2017 2019......37
Hình 3.15: Biểu đồ thông số N-NH4 trong nước sông Đá Bạc từ năm 2017 đến
năm
2019....................................................................................................................................38
viii

Hình 3.16: Biểu đồ thông số TSS trong nước sông Đá Bạc từ năm 2017 –
2019......38
Hình 3.17: Biểu đồ thông số P-PO4 trong nước sông Đá Bạc từ năm 2017 - 2019
..39
Hình 3.18: Biểu đồ chỉ số WQI nước sông Đá Bạc từ năm 2017 đến năm 2020
......44
Hình 3.19: Biểu đồ chỉ số WQI (theo phương pháp NSF – WQI cải tiến do TS.
Lê
Trình) nước sông Đá Bạc từ năm 2017 đến năm
2020.................................................49
Hình 3.20: Sơ đồ bố trí trạm quan trắc môi trường nước trên sông Đá
Bạc...............55

viii


MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài
Trong các vấn đề môi trường tại thành phố Uông Bí hiện nay, ô nhiễm
nước và khai thác tài nguyên nước bừa bãi đang là một vấn đề thu hút rất
nhiều sự quan tâm của các cơ quan quản lý và người dân. Nhưng thực tế cho
thấy khai thác sử dụng tài nguyên nước trên địa bàn tỉnh còn nhiều bất cập,
tiềm ẩn nhiều mâu thuẫn, đặc biệt khi nhu cầu sử dụng nước tiếp tục tăng
mạnh trong tương lai nhằm thỏa mãn các yêu cầu của phát triển kinh tế.
Trong khi đó lượng nước có thể khai thác, sử dụng ngày càng giảm sút cả về
số lượng và chất lượng, những mâu thuẫn nảy sinh trong quá trình khai thác
nước giữa các ngành liên tục xảy ra. Do đó, yêu cầu đặt ra là cần phải có
phương hướng giải quyết những vấn đề này.
Qua nhiều năm liên tục thực hiện phát triển kinh tế - xã hội, thành phố
Uông Bí là nơi có tốc độ phát triển cao, đạt được nhiều thành tựu đáng kể. Tuy

nhiên, bên cạnh những lợi ích kinh tế - xã hội là sự ô nhiễm môi trường ngày
càng trầm trọng, đặc biệt là môi trường nước, không khí…vv.
Sông Đá Bạc: Đoạn sông này nằm ở vùng cửa sông và là hạ du của các
con sông lớn: sông Hồng, sông Thái Bình, nên nhận lượng nước lớn từ các sông
này phân bổ vào do đó lưu lượng nước sông đủ khả năng pha loãng các chất gây
ô nhiễm trong nước thải dọc theo sông (chủ yếu là nước thải nông nghiệp và
nước thải của nhà máy nhiệt điện). Do đó chất lượng nước còn khá tốt. Vấn đề
chất lượng nước của sông chủ yếu là hàm lượng phù sa cao và xâm nhập mặn.
Kết quả quan trắc độ mặn vào mùa kiệt trên sông Đá Bạc cho thấy độ mặn chỉ
dao động trong phạm vi 0,1 - 0,5‰ vẫn có thể sử dụng cho tưới. Con sông này
còn tiếp nhận các nguồn thải từ sông Sinh, sông Uông Đổ vào.
Trên cơ sở đó, việc nghiên cứu và đề xuất giải pháp bảo vệ môi trường
nước sông Đá Bạc là phù hợp với điều kiện và hoàn cảnh cụ thể của thành phố
Uông Bí là vấn đề cần thiết và cấp bách. Việc đề xuất giải pháp giải pháp bảo vệ
môi trường nước góp phần vào quá trình phát triển kinh tế xã hội. Đây cũng là
cơ sở để cho thành phố Uông Bí hướng đến phát triển bền vững và đây cũng là
lý do đề tài nghiên cứu “Đánh giá chất lượng môi trường nước thành phố
Uông Bí, tỉnh Quảng Ninh và đề xuất giải pháp bảo vệ môi trường”.

1


2. Mục tiêu nghiên cứu
Đánh giá hiện trạng chất lượng môi trường nước sông Đá Bạc, thành phố
Uông Bí, tỉnh Quảng Ninh.
Đề xuất các giải pháp giảm thiểu ô nhiễm và bảo vệ môi trường nước
sông Đá Bạc, thành phố Uông Bí, tỉnh Quảng Ninh.
3. Nhiệm vụ nghiên cứu
Tổng quan cơ sở lý luận về đánh giá chất lượng môi trường nước mặt
Tổng hợp tài liệu hiện trạng khu vực nghiên cứu.

Khảo sát hiện trạng và lập kế hoạch quan trắc khu vực nghiên cứu.
Lấy mẫu quan trắc, phân tích mẫu trong phòng thí nghiệm khu vực
nghiên cứu.
Đánh giá chất lượng môi trường nước theo chỉ số chất lượng nước
Đề xuất một số giải pháp.
4. Ý nghĩa của đề tài
- Ý nghĩa khoa học
Bổ sung phương pháp luận trong nghiên cứu đánh giá tài nguyên nước
mặt phục vụ phát triển kinh tế xã hội.
- Ý nghĩa thực tiễn
Tìm ra nguyên nhân ô nhiễm môi trường nước sông Đá Bạc của thành
phố, đề xuất giải pháp bảo vệ môi trường nước.

2


CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN C U
1.1 Tổng quan vấn đề nghiên cứu
1.1.1. Đánh giá chất lượng nước mặt theo phương pháp truyền thống
Quan trắc môi trường nước là hoạt động quan trọng trong công tác quản
lý nhà nước về bảo vệ môi trường đã được các cơ quan ban ngành trực thuộc
Bộ Tài Nguyên và Môi trường Việt Nam đưa vào thực hiện từ năm 1994 đến
nay [18].
Hoạt động quan trắc môi trường nhằm ghi nhận các thông tin về hiện trạng
và diễn biến môi trường nhằm phục vụ cho việc xây dựng chiến lược, lập kế
hoạch, chương trình BVMT.
Quan trắc CLMT nước và không khí là hai hoạt động quan trắc môi
trường chủ yếu hiện nay. Công tác quan trắc môi trường bao gồm các bước cơ
bản như sau:
- Thiết lập kế hoạch quan trắc.

-

Thiết lập mạng lưới quan trắc.
Lấy mẫu và đo đạc tại hiện trường.

-

Phân tích trong phòng thí nghiệm.
Xử lý số liệu.
Phân tích và đánh giá số liệu.

-

Viết báo cáo kết quả quan trắc.
Kết quả quan trắc thường được so sánh với tiêu chuẩn, Quy chuẩn về môi
trường hiện hành để đánh giá về mức độ ô nhiễm của môi trường. Hiện nay, kết
quả quan trắc đã được sử dụng trong một số các mô hình tính toán để xây dựng
các dự báo về diễn biến môi trường theo các kịch bản phát triển kinh tế xã hội
tại địa phương.
Nhược điểm của phương pháp đánh giá chất lượng nước thông qua việc so
sánh kết quả quan trắc chất lượng nước với giới hạn cho phép của Quy chuẩn
Việt Nam hiện hành là:
- Khi đánh giá qua từng thông số riêng biệt sẽ không nói lên diễn biến chất
lượng tổng quát của con sông hay đoạn sông, do vậy khó so sánh CLN từng
vùng của một con sông, so sánh CLN của con sông này với con sông khác, CLN
thời điểm này với thời điểm khác (theo tháng, theo mùa), CLN quá khứ, hiện tại
và tương lai…Vì thế, sẽ gây khó khăn cho công tác theo dõi, giám sát diễn biến

3

CLN; khó đánh giá hiệu quả đầu tư để bảo vệ nguồn nước và kiểm soát ô nhiễm
nước….

4


- Khi đánh giá chất lượng nước qua các thông số riêng biệt, có thể có thông
số đạt, có thông số vượt so giới hạn cho phép của Quy chuẩn. Điều đó chỉ nói
lên CLN đối với từng thông số riêng biệt và chỉ các nhà khoa học hoặc các nhà
chuyên môn mới hiểu được. Vì vậy, khó thông tin về tình hình CLN cho cộng
đồng dân chúng, gây khó khăn khi các nhà quản lý đưa ra các quyết định phù
hợp về bảo vệ, khai thác nguồn nước.
1.1.2. Đánh giá chất lượng nước mặt theo chỉ số chất lượng nước
Chỉ số chất lượng nước (Water Quality Index – WQI) là một trong các loại
chỉ số môi trường (Environmental Index), 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 nguồn nước đó. Chỉ số chất lượng nước được biểu diễn qua thang điểm
từ 0 đến 100 [10].
Phương pháp đánh giá chất lượng nước thông qua chỉ số WQI đã khắc
phục được các nhược điểm của phương pháp so sánh với quy chuẩn. Phương
pháp WQI có khả năng phân loại mức độ ô nhiễm của nguồn nước trên thang
điểm.
- Ưu điểm của WQI trong đánh giá diễn biến chất lượng nước
Việc sử dụng WQI có thể khắc phục được các hạn chế trong cách đánh giá
nghiên cứu diễn biến CLN theo phương pháp truyền thống là áp dụng tiêu chuẩn
cho từng thông số riêng biệt. Từ các tài liệu tham khảo được về phương pháp
nghiên cứu CLN bằng chỉ số WQI, có thể thấy các ưu điểm và hạn chế của
phương pháp này so với phương pháp truyền thống – đánh giá bằng quy chuẩn
cho từng thông số riêng biệt theo bảng 1.1:

Bảng 1.1: So sánh ưu điểm và hạn chế của phương pháp WQI
và phương pháp đánh giá theo quy chuẩn truyền thống
Phương pháp đánh giá bằng quy chuẩn

Phương pháp đánh giá CLN bằng WQI

Khó phân loại CLN cho một mục đích cụ

Cho phép phân loại CLN cho một mục

thể

đích sử dụng nhất định

Hạn chế trong việc biểu diễn CLN tổng

Cho phép so sánh CLN theo thời gian

quát, khó phân vùng và phân loại CLN (theo tháng, năm, theo mùa, theo sự
sông, do đó khó khăn trong việc so sánh kiện…) và không gian (đoạn sông, sông
CLN theo thời gian và không gian

này với sông khác…)

5


Phương pháp đánh giá bằng quy chuẩn

Phương pháp đánh giá CLN bằng WQI

Khó khăn cho công tác theo dõi diễn biến

Thuận lợi hơn trong việc theo dõi và đánh

CLN, đánh giá hiệu quả đầu tư để bảo vệ giá diễn biến CLN để kịp thời có những
giải pháp quản lý thích hợp và đánh giá

nguồn nước và kiểm soát ô nhiễm nước

thuận lợi cho việc đánh giá hiệu quả đầu
tư
Khó sử dụng phổ biến, chỉ các nhà

Cho phép ước lượng hóa và có khả năng

nghiên cứu, nhà khoa học, giới chuyên mô phỏng các tác động tổng hợp của nồng
môn mới hiểu, do đó khó thông tin cho độ nhiều thành phần, trong đó đã tính đến
cộng đồng và các cơ quan quản lý, nhà mức độ đóng góp quan trọng của từng
lãnh đạo để đưa ra các quyết định phù hợp thông số, do đó đơn giản hóa và dễ hiểu;
về bảo vệ và khai thác nguồn nước

thuận lợi cho việc sử dụng phổ biến trong
cộng đồng.

a) Các nghiên cứu xây dựng chỉ số chất lượng trên thế giới
Trên thế giới đã có rất nhiều quốc gia áp dụng WQI vào thực tiễn, cũng
như có nhiều nhà khoa học nghiên cứu về các mô hình WQI, điển hình nhất là
mô hình WQI-NFS của Hòa Kỳ. WQI tại Hoa Kỳ được thực hiện từ những năm
70 của thế kỷ 20 và hiện đã được xây dựng cho mỗi bang, đa số các bang tiếp

cận theo phương pháp của Quỹ Vệ sinh Quốc gia Mỹ (National Sanitation
Foundation – NSF) – gọi tắt là WQI – NSF. Đây cũng là bộ chỉ số được áp dụng
tại nhiều quốc gia [18].
NSF –WQI được xây dựng bằng cách sử dụng kỹ thuật Delphi để xác định
các thông số CLN lựa chọn (xi), sau đó xác lập phần trọng lượng đóng góp của
từng thông số (wi) và xây dựng các đồ thị chuyển đổi từ các giá trị xi (giá trị đo
được của thông số lựa chọn xi) sang chỉ số phụ (qi).
Công thức tính: NSF – WQI được xây dựng theo một trong 2 công thức:
∑

Công thức dạng tổng – WQIA:

∏

Công thức dạng tích – WQIM:
Trong đó:

Wi: là trọng số (là số biểu thị độ quan trọng của thông số chất lượng nước)
6


qi: là chỉ số phụ của thông số chất lượng nước thứ i
- Lựa chọn thông số, xác định trọng số:
Trọng số cuối cùng hay còn gọi là phần trọng lượng đóng góp (wi) của 9
thông số được tính toán trong bảng sau:
Bảng 1.2: Thông số, trọng lượng đóng góp wi của phương pháp NSF – WQI
STT

NSF
Nhóm thông số

1.

Thông số lựa chọn

Trọng số đóng góp

Biến đổi nhiệt độ (∆T)

0,12

Tổng chất rắn (TS)

0,08

3.

Độ đục

0,10

4.

pH

0,08

Oxy hòa tan (DO)

0,17

6.

Nhu cầu oxi sinh hóa (BOD5)

0,10

7.

Ion Nitrat (NO3-)

0,10

8.

Ion photphat (PO43-)

0,10

Fecal coliform

0,15

2.

5.

9.

Thông số vật lý

Thông số hóa học

Thông số sinh học
Tổng wi

1,00

(Nguồn: Tài liệu tham khảo [21]).
Đây là mô hình gốc được nghiên cứu và đề xuất bởi NSF. Tuy nhiên, các
thông số và trọng số lựa chọn trong mô hình này dựa vào tiêu chuẩn đánh giá
chất lượng nước của Mỹ và áp dụng thích hợp cho điều kiện nghiên cứu cũng
như điều kiện tự nhiên và sông suối ở Mỹ và các vùng lân cận. Khi áp dụng các
vùng lãnh thổ địa lý khác hoặc quốc gia khác thì cần được được điều chỉnh phù
hợp với mục tiêu và yêu cầu về đặc điểm tự nhiên và xã hội của vùng được
nghiên cứu.
Ở Canada, cơ quan Bảo vệ môi trường Canada (The Canadian Council of
Ministers of the Environment – CCEM, 2001) cũng xây dựng mô hình WQI
riêng với mã định danh WQI-CCEM)[9]. WQI-CCEM bao gồm 3 yếu tố:

7


“Scope - F1”; “Frequency - F2’ và “Amplitude - F3”. Nó được xem xét như một
vectơ trong không gian R

3

Mỗi thông số chất lượng nước quan trắc là một biến số, mỗi biến số có thể
nhận các giá trị khác nhau. Để tính toán các yếu tố cấu thành WQI theo phương

pháp này, cần thiết phải có tiêu chuẩn đối với từng thông số. Cụ thể, tính toán
như sau:
F1 (Scope) - Phạm vi: F1 = (Số biến nhận giá trị ngoài tiêu chuẩn/tổng số
biến) x100
F2 (Frequency) - Tần số: F2 = Số giá trị nằm ngoài tiêu chuẩn/Tổng số
giá trị phân tích x100
F3 (Amplitude) - Biên độ: Để tính F3 cần tính độ lệch của giá trị nằm
ngoài tiêu chuẩn so với tiêu chuẩn, Ký hiệu là Exc.
Exci = (Giá trị nằm ngoài tiêu chuẩn/Giá trị tiêu chuẩn) - 1 nếu giá trị này
lớn hơn tiêu chuẩn hoặc bằng (Giá trị tiêu chuẩn/Giá trị nằm ngoài tiêu chuẩn) 1 nếu giá trị này bé hơn tiêu chuẩn.
Tổng sự biến động của các giá trị nằm ngoài tiêu chuẩn trong chuỗi số
liệu quan trắc ký hiệu là nse và được tính toán theo công thức:
nse = Tổng của các độ lệch/tổng số giá trị phân tích
Giá trị F3 được tính: F3 =

ns e
0.01nse  0.01

Và chỉ số chất lượng nước WQI được tính như sau:
2 
 F2  F2  F
1
2
3


WQI = 100 –


1.372




Số 1.732 xuất hiện là do mỗi một yếu tố thành phần có thể nhận giá trị cao nhất
là 100. Điều này có nghĩa là độ dài vectơ có thể nhận giá trị:
100 2 100 2
100 2

 173. là tối đa
2

8


Sau khi xác định được WQI chúng ta có thể đánh giá chất lượng vùng nước như
sau:
WQI

Đánh giá

95-100

Rất tốt

80-94

Tốt

65-79

TB

45-64

Kém

0-44

Rất kém

Chú giải
Nước không có các chất gây hại, nó gần như ở
trạng thái tự nhiên, chưa bị tác động bởi con
người.
Chất lượng nước còn tốt, có một số đe doạ
nhưng ở mức độ không quan trọng
Chất lượng nước vẫn được bảo vệ thường
xuyên, một số trường hợp có thể bị xấu đi.
Chất lượng nước luôn bị đe dọa, không có lợi
cho trồng trọt.
Chất lượng nước bị đe doạ nghiêm trọng, mức
độ ô nhiễm cao.

(Nguồn: Tài liệu tham khảo[19])
Ngoài ra, các quốc gia châu Âu, Malaysia, Ấn Độ… cũng phát triển WQI
của riêng mình phù hợp với đặc điểm của từng quốc gia trên cơ sở WQI – NSF
(của Hoa Kỳ) [8].
b) Tình hình nghiên cứu và sử dụng WQI ở Việt Nam
Tại Việt Nam đã có nhiều nghiên cứu và đề xuất áp dụng các bộ chỉ số
CLN khác nhau cho từng khu vực nghiên cứu, có thể kế đến một số nghiên cứu

điển hình như sau:
Nghiên cứu của Phạm Gia Hiền (2009) về sử dụng hai bộ chỉ số WQI-2 và
WQI-4 để đánh giá CLN trên sông Sài Gòn tại Phú Cường, Bình Phước và Phú
An trong thời gian từ năm 2003 đến 2007. Trong đó WQI-2 được xây dựng trên
cơ sở WQI-CCME có sự thay đổi các hệ số tính để phù hợp với điều kiện miền
nam Việt Nam. Tương tự như vậy, bộ chỉ số WQI-4 được đề xuất dựa trên
phương pháp của WQI-NSF nhưng các giản đồ chuyển đổi các giá trị của số liệu
sang chỉ số phụ được thiết lập dựa trên việc so sánh với các giá trị giới hạn (các
tiêu chuẩn CLN được lựa chọn theo mục tiêu sử dụng) và trọng số của các thông
số CLN được tham khảo từ ý kiến chuyên gia và từ các so sánh thực tế. Chỉ số
CLN đề xuất này có 8 thông số bao gồm: pH, tổng chất rắn lơ lửng (TSS), độ
đục, oxy hòa tan, tổng nitơ, tổng photpho, nhu cầu oxy sinh hóa (BOD5) và
coliform.


Nghiên cứu của Tôn Thất Lãng, sử dụng chỉ số chất lượng nước (WQI) để
đánh giá và phân vùng chất lượng nước sông Hậu năm 2008 [9]. Trong nghiên
cứu này, Tôn Thất Lãng đã sử dụng mô hình WQI gồm 6 thông số: pH, DO,
BOD, COD, TSS, Coliform. Mô hình có ứng dụng phương pháp Delphi và
phương pháp đường cong tỷ lệ. Kết quả nghiên cứu cho thấy diễn biến chất
lượng nước tại từng vùng, làm cơ sở phân vùng chất lượng nước.
Mô hình HCM –WQI cải tiến đưa ra bởi Lê Trình [5], được phát triển từ
mô hình NSF – WQI của Hoa Kỳ, trong đó cơ bản điều chỉnh 4 thông số trong
bộ 9 thông số của NSF – WQI gồm: Coliform thay thế cho Fecal, NO3 - được
3-

thay thế bằng T-N, PO4 được thay thế bằng T-P, bỏ thông số biên độ nhiệt
(ΔT), bổ sung thông số dầu mỡ COD. Đây là mô hình phù hợp hơn với điều kiện
xả thải và mục tiêu đánh giá các sông suối thuộc lưu vực sông Đồng Nai – Sài
Gòn.

Dưới góc độ quản lý nhà nước, năm 2011, Tổng cục Môi trường đã ban
hành Sổ tay hướng dẫn kỹ thuật tính toán chỉ số chất lượng nước theo Quyết
định số 879/QĐ-TCMT. Đến năm 2019 Tổng cục Môi trường đã chính thức ban
hành Hướng dẫn kỹ thuật tính toán và công bố chỉ số chất lượng nước Việt Nam
theo Quyết định số 1460/QĐ-TCMT (12/11/2019) với mục đích: hướng dẫn việc
tính toán và công bố chỉ số chất lượng nước (VN_WQI) từ dữ liệu quan trắc
định kỳ môi trường nước mặt lục địa [10].
Đánh giá và lựa chọn mô hình WQI môi trường nước sông Đá Bạc thành
phố Uông Bí:
Qua tìm hiểu các mô hình nêu trên cùng với hiện trạng dữ liệu quan trắc
nước sông thành phố Uông Bí mà tác giả thu thập và khảo sát, lấy mẫu phân
tích; tác giả có nhận xét, đánh giá như sau:
Về đặc điểm nguồn thải: Nguồn gây ô nhiễm nước sông thành phố Uông
Bí tiếp nhận các nguồn nước thải từ quá trình khai thác than, vật liệu xây và từ
quá trình sản xuất công nghiệp (các nhà máy nhiệt điện, xi măng trên địa bàn),
sản xuất nông nghiệp, nước thải sinh hoạt từ các khu dân cư dọc theo sông và
các khu đô thị tập trung.


Về dữ liệu quan trắc: Quảng Ninh chưa xây dựng đồng bộ hệ thống quan
trắc cho hệ thống sông suối của tỉnh. Các số liệu quan trắc về sông Đá Bạc được
Trung tâm Quan trắc Tài nguyên và Môi trường Quảng Ninh thực hiện từ năm
2017 đến 2020.
Xuất phát từ các đặc điểm trên và mục tiêu xây dựng WQI tổng quát cho
việc đánh giá CLN sông Đá Bạc, thành phố Uông Bí theo không gian và thời
gian trong nhiều năm, tác giả lựa chọn mô hình WQI của Tổng Cục môi trường
để đánh giá diễn biến chất lượng nước thành phố Uông Bí là thích hợp nhất.
1.2 Tổng quan khu vực nghiên cứu
Đặc điểm tự nhiên
a) Vị trí địa lý

Sông Đá Bạc nằm ở phía Nam thành phố Uông Bí và giáp với huyện Thủy
Nguyên, thành phố Hải Phòng. Sông Đá Bạc là một nhánh sông thuộc hệ thống
sông Hồng - Thái Bình, sông Đá Bạc chảy qua địa phận của 3 xã phường thuộc
thành phố Uông Bí (phường Phương Nam, xã Điền Công, phường Yên Thanh).
Sông Đá Bạc chảy từ Tây sang Đông và đổ ra biển.

Hình 1.1: Sơ đồ khu vực sông Đá Bạc, thành phố Uông Bí
b) Địa hình, địa mạo
Địa hình, địa mạo, có thể phân biệt địa hình từ núi ra biển là núi, đồi, đồng
bằng và hải đảo và địa hình tạo bởi hai đứt gãy lớn, làm cho các địa hình trên có


điều kiện xen kẽ. Địa hình núi thấp cánh cung Đông Triều có dãy núi lớn chạy
song song với biển, kéo dài từ Đông Triều qua Ba Chẽ đến Móng Cái theo hướng
Đông Bắc – Tây Nam giống như hình vòng cung quay bề lồi về phía biển [3].
Các đỉnh núi lớn ở cánh cung Đông Triều - Uông Bí được cấu tạo bằng đá
phun trào rhyolite. Các núi hầu hết có độ cao dưới 1000m. Vùng phía Bắc có các
đỉnh cao nhất là núi Khoáng Nam Châu Lãnh cao 1.506 m, Cao Xiêm cao 1.330
m. Phía Tây Nam có các đỉnh cao đáng kể là núi Yên Tử với độ cao 1083m, Am
Váp cao 1094m...[3].
Các núi ở đây cấu tạo bởi đá phun trào riolit khó phá hủy tạo nên địa hình
tương đối sắc nét, đỉnh nhọn, sườn dốc, độ chia cắt sâu và dày. Đây cũng là
đường chia cắt của các con sông ngắn của Quảng Ninh chảy trực tiếp ra vịnh
Bắc Bộ và cũng là nơi đón gió mùa gây mưa địa hình rất lớn trước núi.
Đồng bằng ven biển: chiếm 10% diện tích toàn tỉnh, có dải lớn nhất là
đồng bằng ven biển miền Đông và đồng bằng phù sa sông Thái Bình ở miền
Tây. Dải đồng bằng phù sa sông Thái Bình rất hẹp kẹp giữa dãy núi Yên Tử và
hạ lưu sông Thái Bình kéo dài từ Đông Triều tới Yên Hưng. Về địa mạo có thể
phân chia thành hai dải:
+ Đồng bằng phù sa ven sông Thái Bình thấp và bằng phẳng, nhiều nơi bị

ảnh hưởng mặn khi triều lên. Dọc theo bờ sông đã được đắp đê ngăn mặn để cấy
lúa. Đặc biệt khu vực nam Uông Bí có nhiều núi đá vôi thuộc dạng Karst sét nối
liền với vùng karst Kinh Môn của tỉnh Hải Dương.
+ Đồng bằng xen đồi núi chạy song song với dải trên, có nhiều đồi núi
thấp từ 50 – 75m. Sườn dốc, thoải, đỉnh bằng [3].
c) Địa chất
Thành phố Uông Bí với cấu tạo nền tảng rắn chủ yếu là các đá trầm tích
lục nguyên có tuổi từ Triat đến Đệ tứ, ít hơn là các thành tạo cacbonat. Nét nổi
bật nhất là các trầm tích có hạt thô và sự phân bố rộng rãi của các vỉa than công
nghiệp trong phân hệ tầng dưới của hệ tầng Hòn Gai. Theo trật tự từ cổ đến trẻ,
các thành tạo địa chất trong khu vực nghiên cứu bao gồm:
- Hệ tầng Hòn Gai (T3n – r hg ) là thành phần chính cấu tạo nên các dãy
núi thuộc thị xã Uông Bí. Đây là hệ tầng chứa than cung cấp nhiên liệu quan
trọng nhất của nước ta. Thuộc phạm vi thị xã Uông Bí, hệ tầng Hòn Gai phân bố
trong hai dải chính: dải thứ nhất kéo dài từ Yên Tử đến Bảo Đài, tạo nên dãy núi
cao nhất ở phía Bắc thị xã; dải thứ hai kéo dài từ Đông Mạo Khê qua núi Ba
Vàng, núi Bình Hương, núi U Mòi đến Hòn Gai. Các thành tạo địa chất của hệ


tầng này chủ yếu gồm các thành tạo hạt thô như cát kết, bột kết, một số nơi có
cuội kết xen phiến sét, thạch anh,... Sản phẩm vỏ phong hóa thường là litoma
hoặc saprolit với bề dày hạn chế.
- Địa chất khu vực nghiên cứu hoàn toàn là đất đá nguyên thổ ổn định.
Cấu tạo địa chất phân thành 2 lớp cơ bản:
- Lớp phủ là lớp á cát, á sét lẫn sỏi sạn, chiều dày lớp phủ thay đổi và
khoảng 1,5  4m.
- Dưới lớp phủ á cát, á sét là đá dốc dạng bột kết, cát kết, sét kết bị phong
hoá, thế nằm ổn định.
d) Đặc điểm khí hậu
Khu vực thành phố Uông Bí nằm trong vành đai khí hậu nhiệt đới gió

mùa và chịu ảnh hưởng của khí hậu biển nên khá ôn hoà. Hằng năm có hai mùa
rõ rệt, mùa hè từ tháng 5 đến tháng 10 với đặc trưng nóng ẩm, mưa nhiều và
mùa đông lạnh từ tháng 11 đến tháng 4 năm sau [6]:
- Nhiệt độ
0

+ Nhiệt độ trung bình hàng năm vào khoảng 24 C
+ Nhiệt độ trung bình tháng cao nhất trong năm là tháng 6, tháng 7:
0

0

0

29,4 C – 29,1 C, tháng có nhiệt độ thấp nhất là tháng 1 và tháng 2: 16,6 C.
0

+ Nhiệt độ cao nhất tuyệt đối: 40,7 C.
0

+ Nhiệt độ thấp nhất tuyệt đối: 5 C [6], [11].
- Lượng mưa
Lượng mưa trung bình hàng năm là 1.402,7 mm phân bố không đều trong
năm (bảng 1.1) và phân thành hai mùa rõ rệt:
+ Mùa mưa nhiều: từ tháng 4 đến tháng 9 chiếm 80% tổng lượng mưa cả
năm. Tháng có lượng mưa lớn nhất là tháng 7 đạt 350,7mm.
+ Mùa mưa ít: từ tháng 10 đến tháng 3 năm sau, lượng mưa chỉ chiếm
20% tổng lượng mưa cả năm. Tháng có lượng mưa ít nhất là tháng 1 (0,1mm)
[6].
Bảng 1.3: ượng mưa trung b nh nhiều n m đo được tại Uông Bí mm

Tháng

1

2

Lượng
mưa
(mm)

0,1

22

3

4

5

6

7

8

63,9 122,8 86,4 262,3 350,7 205,2

9
221

10

11

12

TB cả
năm

16,3 21,3 30,7 1.402,7

(Nguồn: Niên giám thống kê năm 2018)

12


- Độ ẩm không khí
Độ ẩm không khí trung bình hàng năm là 83%. Độ ẩm không khí thường
thay đổi theo mùa và các tháng trong năm, cao nhất vào tháng 3 và tháng 4 đạt
87%, thấp nhất vào tháng 11 và tháng 12 đạt 77% [6].
e) Đa dạng sinh học
Sự phân hoá của các điều kiện nhiệt-ẩm trên nền địa hình của thị xã Uông
Bí đã tạo nên các đai thực vật đặc trưng theo độ cao. ở độ cao <500m, khí hậu
mang tính chất chuyển tiếp giữa nhiệt đới ẩm và hơi ẩm với một mùa đông ngắn,
kiểu thảm thực vật đặc trưng là rừng kín cây lá rộng thường xanh xen lẫn một số
lượng đáng kể các cây rụng lá vào thời kỳ mùa đông. ở độ cao trên 500 m, khí
hậu mang tính chất á nhiệt đới ẩm với kiểu rừng đặc trưng là rừng kín cây lá
rộng thường xanh á nhiệt đới ẩm.
Vùng cửa sông ven biển trên sông Đá Bạc chịu ảnh hưởng của chế độ

nhật triều đều. Những khu vực ở trong bãi có độ mặn thấp phổ biến các cây có
biên độ muối rộng, chịu được nồng độ muối trung bình như Sú, Vẹt tách, Vẹt.
Khu vực ven sông phổ biến các cây có biên độ muối hẹp, nồng độ muối thấp
như Bần, Bình bát, Ráng đại....
Dưới tác động tổng hợp của các điều kiện khí hậu, địa chất, địa hình, thuỷ
văn, hải văn, thổ nhưỡng đã hình thành nên thảm thực vật nguyên sinh rất phong
phú và đa dạng, bao gồm rừng kín cây lá rộng thường xanh nhiệt đới ẩm, rừng
kín cây lá rộng thường xanh á nhiệt đới ẩm trên đất feralit địa đới ở vùng đồi
núi; rừng đầm lầy - nước ngọt trên đất nội địa đới ngập nước ngọt; rừng ngập
mặn trên đất nội địa đới ngập nước mặn.
Dựa vào các kết quả nghiên cứu trước đó về thực vật Uông Bí như “thực
vật khu vực Đông Yên Tử’’ “hệ thực vật khu vực Tây Yên Tử” các loài thực vật
ở khu vực Uông Bí, bao gồm có 1271 loài, trong đó 1102 loài tự nhiên và 169
loài cây trồng thuộc 179 họ của 3 ngành thực vật [17].
Hệ thực vật của khu vực (chỉ tính riêng các loài tự nhiên, loài tự nhiên ở
khu vực có gây trồng, các loài cây trồng bị hoang dại hoá) có 1102 loài thuộc
162 họ, thuộc các ngành, lớp. Trong đó có 22 loài quý hiếm [17].
Trải qua quá trình tác động lâu dài của con người (cả tích cực và tiêu
cực), các kiểu thảm thực vật trên đã bị suy thoái và hầu như không còn giữ được
sự phong phú về cấu trúc và thành phần loài như trước đó. Thay thế vào đó là
các thảm thực vật thứ sinh nhân tác với cấu trúc đơn giản, nghèo thành phần loài
13