Nghiên cứu hiện trạng chất lượng nước sông cầu đoạn chảy qua địa bàn tỉnh thái nguyên

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

Trần Thị Thu Hƣơng

NGHIÊN CƢ́U HIỆN TRẠNG CHẤT LƢỢNG NƢỚC SÔNG CẦU
ĐOẠN CHẢY QUA ĐỊA BÀN TỈNH THÁI NGUYÊN

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

Hà Nội - 2012


ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

Trần Thị Thu Hƣơng

NGHIÊN CƢ́U HIỆN TRẠNG CHẤT LƢỢNG NƢỚC SÔNG CẦU
ĐOẠN CHẢY QUA ĐỊA BÀN TỈNH THÁI NGUYÊN

Chuyên ngành : Khoa học môi trƣờng
Mã số: 60 85 02

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC
PGS.TSKH. Nguyễn Xuân Hải

Hà Nội - 2012

MỤC LỤC
DANH MỤC CÁC BẢNG ..................................................................................... iv
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ .................................................................. v
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT ..................................................................... vi
MỞ ĐẦU ................................................................................................................ 1
1. Tính cấp thiết của đề tài.................................................................................. 1
2. Mục tiêu nghiên cứu của đề tài: ....................................................................... 2
Chƣơng 1 - TỔNG QUAN TÀI LIỆU ..................................................................... 3
1.1. Tổng quan về lƣu vực sơng Cầu ................................................................... 3
1.1.1. Vị trí địa lý ............................................................................................ 3
1.1.2. Đặc điểm địa hình ................................................................................. 3
1.1.3. Đặc điểm khí hậu, khí tƣợng thủy văn ................................................... 4
1.1.4. Kinh tế - xã hội...................................................................................... 6
1.1.5. Đa dạng sinh học ................................................................................... 7
1.1.6. Tài nguyên nƣớc .................................................................................... 8
1.1.7. Tầm quan trọng của lƣu vực sông .......................................................... 9
1.2. Các yếu tố ảnh hƣởng đến chất lƣợng nƣớc mặt ........................................... 10
1.2.1. Tác động của phát triển công nghiệp ................................................... 10
1.2.2. Tác động từ hoạt động sinh hoạt, dịch vụ, du lịch ................................ 12
1.2.3. Tác động của phát triển nông nghiệp ................................................... 12
1.3. Tổng quan về chỉ số chất lƣợng nƣớc .......................................................... 13
1.3.1. Tình hình nghiên cứu chỉ số chất lƣợng nƣớc trên thế giới .................. 13
1.3.2. Tình hình nghiên cứu và áp dụng chỉ số chất lƣợng tại Việt Nam ........ 20
Chƣơng 2 - ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ...........................24
2.1. Đối tƣợng nghiên cứu: ............................................................................... 24
2.2. Phạm vi nghiên cứu đề tài .......................................................................... 24
2.3. Nội dung nghiên cứu ................................................................................. 24
2.4. Phƣơng pháp nghiên cứu ........................................................................... 25

ii


2.4.1. Phƣơng pháp thống kê, kế thừa truyền thống ....................................... 25
2.4.2. Phƣơng pháp điều tra, khảo sát thực địa .............................................. 25
2.4.3. Phƣơng pháp đo đạc, lấy mẫu ngoài thực địa và phân tích trong phịng
thí nghiệm: .................................................................................................... 25
2.4.4. Phƣơng pháp đánh giá chỉ số chất lƣợng nƣớc ..................................... 27
CHƢƠNG 3 - KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN ................................36
3.1. Đánh giá hiện trạng và diễn biến chất lƣợng nƣớc sông Cầu đoạn chảy qua tỉnh
Thái Nguyên ................................................................................................... 36
3.1.1. Cơ sở đánh giá ..................................................................................... 36
3.1.2. Hiện trạng chất lƣợng nƣớc ................................................................. 36
3.2. Áp dụng phƣơng pháp tính WQI chất lƣợng nƣớc sơng Cầu đoạn chảy qua tỉnh
Thái Ngun ................................................................................................... 50
3.2.1. Tính giá trị WQI .................................................................................. 50
3.2.2. Đánh giá chất lƣợng nƣớc theo giá trị WQI: ........................................ 53
3.3. Đề xuất các giải pháp nhằm bảo vệ và sử dụng hợp lý môi trƣờng nƣớc lƣu vực
sông Cầu đoạn chảy qua địa bàn tỉnh Thái Ngun ............................................. 57
3.3.1. Cơng tác kiện tồn tổ chức .................................................................. 57
3.3.3. Tăng cƣờng hiệu lực, năng lực quản lý ................................................ 57
3.3.4. Tổ chức thực hiện các chƣơng trình, dự án về bảo vệ môi trƣờng ........ 58
3.3.5. Tăng cƣờng nguồn lực đầu tƣ .............................................................. 58
KẾT LUẬN ............................................................................................................60
Kết luận.......................................................................................................... 60
Kiến nghị ........................................................................................................ 61
TÀI LIỆU THAM KHẢO ......................................................................................62
PHỤ LỤC 1 ............................................................................................................64
PHỤ LỤC 2 ............................................................................................................66

iii


DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 1.1. Một số số liệu đặc trƣng hình thái các sơng lƣu vực sơng Cầu [21] .......... 3
Bảng 1.2. Nhiệt độ trung bình và tổng số giờ nắng tại Thái Nguyên [13], [21] ........ 4
Bảng 1.3. Tổng lƣợng mƣa các tháng trong năm [13], [21] ...................................... 5
Bảng 1.4. Độ ẩm khơng khí trung bình các tháng trong năm [13], [21] .................... 5
Bảng 1.5. Diện tích, dân số và tốc độ tăng trƣởng kinh tế của các tỉnh thuộc LVS
Cầu năm 2010 [4], [18]............................................................................................ 7
Bảng 1.6. Giá trị chỉ số sử dụng trong phƣơng pháp BC [26] ..................................15
Bảng 1.7. Phân loại chất lƣợng nƣớc theo WQI – CCME [26] ................................16
Bảng 1.8. Phân loại chất lƣợng nƣớc theo OWQI [23] ............................................17
Bảng 1.9. Phân loại chất lƣợng nƣớc theo WQI trong phƣơng pháp NSF WQI [26]18
Bảng 1.10. Phân loại chất lƣợng nƣớc theo WQI của Malaysia [27] .......................18
Bảng 1.11. Kết quả phân loại nƣớc theo UWQI [24], [25] ......................................19
Bảng 1.12. Mức độ ảnh hƣởng đến con ngƣời theo WQI [15] .................................20
Bảng 1.13. Phân loại WQI của TS Tôn Thất Lãng [7] ............................................20
Bảng 1.14. Chất lƣợng nƣớc theo giá trị WQI [16] .................................................23
Bảng 2.1. Danh sách các điểm quan trắc chất lƣợng nƣớc sông Cầu đoạn chảy qua
địa bàn tỉnh Thái Nguyên .......................................................................................26
Bảng 2.2. Bảng quy định các giá trị qi, BPi [16] ......................................................33
Bảng 2.3. Bảng quy định các giá trị BPi và qi đối với DO% bão hòa [16].....................34
Bảng 2.4. Bảng quy định các giá trị BPi và qi đối với thông số pH [16] ..................34
Bảng 2.5. Chất lƣợng nƣớc theo giá trị WQI [16] ...................................................35
Bảng 3.1. Diễn biến chất lƣợng nƣớc sông Cầu vào mùa khô [14] ..........................37
Bảng 3.2. Diễn biến chất lƣợng nƣớc sông Cầu vào mùa mƣa [14] .........................39
Bảng 3.3. Giá trị WQI cho chất lƣợng nƣớc sông Cầu theo mùa khô ......................51
Bảng 3.4. Giá trị WQI cho chất lƣợng nƣớc sông Cầu theo mùa mƣa .....................52

iv


DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ
Hình 2.1. Sơ đồ lƣu vực sơng Cầu .........................................................................24
Hình 3.1. Diễn biến hàm lƣợng BOD trên các đoạn sông Cầu chảy qua tỉnh Thái
Nguyên theo mùa khơ từ năm 2009-2012 ...............................................................42
Hình 3.2. Diễn biến hàm lƣợng BOD trên các đoạn sông Cầu chảy qua tỉnh Thái
Nguyên theo mùa mƣa từ năm 2009-2012 ..............................................................42
Hình 3.3. Diễn biến hàm lƣợng COD trên các đoạn sông Cầu chảy qua tỉnh Thái
Nguyên theo mùa khô từ năm 2009-2012 ...............................................................43
Hình 3.4. Diễn biến hàm lƣợng COD trên các đoạn sông Cầu chảy qua tỉnh Thái
Nguyên theo mùa mƣa từ năm 2009-2012 ..............................................................43
Hình 3.5. Diễn biến hàm lƣợng TSS trên các đoạn sông Cầu chảy qua tỉnh Thái
Nguyên theo mùa khơ từ năm 2009-2012 ...............................................................44
Hình 3.6. Diễn biến hàm lƣợng TSS trên các đoạn sông Cầu chảy qua tỉnh Thái
Nguyên theo mùa mƣa từ năm 2009-2012 ..............................................................44
Hình 3.7. Diễn biến hàm lƣợng Coliform trên các đoạn sông Cầu chảy qua tỉnh Thái
Ngun theo mùa khơ từ năm 2009-2012 ...............................................................47
Hình 3.8. Diễn biến hàm lƣợng Coliform trên các đoạn sông Cầu chảy qua tỉnh Thái
Nguyên theo mùa mƣa từ năm 2009-2012 ..............................................................47
Hình 3.9. Bản đồ các điểm quan trắc chất lƣợng nƣớc sông Cầu đoạn chảy qua địa
bàn tỉnh Thái Nguyên .............................................................................................49
Hình 3.10. So sánh giá trị WQI nƣớc sơng Cầu giữa mùa khơ và mùa mƣa ............53
Hình 3.11: Phân vùng chất lƣợng nƣớc sông Cầu đoạn chảy qua tỉnh Thái Ngun
theo mùa khơ ..........................................................................................................55
Hình 3.12: Phân vùng chất lƣợng nƣớc sông Cầu đoạn chảy qua tỉnh Thái Nguyên
theo mùa mƣa .........................................................................................................56

v

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT
1

BOD

Nhu cầu oxy sinh hóa

2

BTNMT

Bộ Tài nguyên và Môi trƣờng

3
4

BVTV
CCME

Bảo vệ thực vất
Hội đồng của Bộ mơi trƣờng Canada

5

COD

Nhu cầu oxy hóa học

6

CP

Cổ phần

7
8

DO
FAO

Oxy hịa tan
Tổ chức nông lƣơng thế giới

9
10

GDP
GEMS

Tổng sản phẩm trong nƣớc
Hệ thống quan trắc mơi trƣờng tồn cầu

11
12
13
14

HCM

HTX
MTV
NM

Hồ Chí Minh
Hợp tác xã
Một thành viên
Nhà máy

15

NN

Nhà nƣớc

16
17
18
19

NSF
OWQI
PGS
QCVN

Quỹ Vệ sinh môi trƣờng quốc gia Mỹ
Chỉ số chất lƣợng nƣớc bang Oregon
Phó giáo sƣ
Quy chuẩn Việt Nam

20
21
22
23
24

QĐ
TCMT
TN
TNHH
TP

Quyết định
Tổng cục môi trƣờng
Thái Nguyên
Trách nhiệm hữu hạn
Thành phố

25
26
27
28

TSKH
TSS
UBND
WQI

Tiến sỹ khoa học
Tổng chất rắn lơ lửng

Ủy ban nhân dân
Chỉ số chất lƣợng nƣớc

29

XN

Xí nghiệp

vi


MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài
Sơng Cầu là một nhánh sông quan trọng của hệ thống sông Thái Bình, đây là
nơi lƣu trữ nguồn tài nguyên thiên nhiên dồi dào, cấp nƣớc cho các hoạt động công
nghiệp, nông nghiệp và sinh hoạt trên địa bàn 6 tỉnh Bắc Kạn, Thái Nguyên, Bắc
Giang, Bắc Ninh, Vĩnh Phúc và Hải Dƣơng. Hiện nay, cùng với sự phát triển kinh
tế xã hội của 6 tỉnh, hầu hết trong một điều kiện nghèo, đông dân, công nghệ lạc hậu
cùng với sự thiếu ý thức của con ngƣời đã làm suy giảm nghiêm trọng chất lƣợng
nƣớc, ảnh hƣởng tới cảnh quan lƣu vực.
Thái Nguyên là tỉnh gần nhƣ nằm trọn trong lƣu vực sông Cầu. Theo số liệu
quan trắc hàng năm, đoạn sông Cầu chảy qua Thành phố Thái Nguyên đã bị ô
nhiễm nặng, do tiếp nhận nƣớc thải công nghiệp, nƣớc thải sinh hoạt cũng nhƣ chất
thải từ các hoạt động dọc hai bờ sông.
Để đánh giá tổng quát và định lƣợng chất lƣợng nƣớc, nhiều quốc gia trên
thế giới đã sử dụng Chỉ số chất lƣợng nƣớc (Water Quality Index - WQI). WQI là
một thơng số "tổ hợp" đƣợc tính tốn từ nhiều thông số chất lƣợng nƣớc riêng biệt
theo một phƣơng pháp xác định. Thang điểm WQI thƣờng là từ 0 (ứng với chất
lƣợng xấu nhất) đến 100 (ứng với chất lƣợng nƣớc tốt nhất). Mới đây, tại Việt Nam,

ngày 01/7/2011, Tổng cục môi trƣờng đã ban hành Quyết định số 879/QĐ-TCMT
về ban hành sổ tay hƣớng dẫn tính tốn chỉ số chất lƣợng nƣớc áp dụng cho đánh
giá hiện trạng chất lƣợng môi trƣờng nƣớc mặt lục địa Việt Nam. Với WQI, có thể
giám sát diễn biến tổng quát về chất lƣợng nƣớc, so sánh đƣợc chất lƣợng nƣớc các
sông, thông tin cho cộng đồng và các nhà hoạch định chính sách hiểu về chất lƣợng
nƣớc, có thể bản đồ hóa chất lƣợng nƣớc... Với những ƣu điểm đó, hiện nay WQI
đƣợc xem là một công cụ hữu hiệu quản lý nguồn nƣớc.
Trên cơ sở đó, đề tài "Nghiên cứu hiện trạng chất lượng nước sông Cầu
đoạn chảy qua tỉnh Thái Nguyên" đƣợc lựa chọn với mục đích đánh giá tổng quan
chất lƣợng nƣớc sông Cầu dựa trên phƣơng pháp mới, có nhiều ƣu điểm phục vụ

1


công tác quản lý môi trƣờng và đề xuất các biện pháp quản lý môi trƣờng nƣớc trên
địa bàn tỉnh Thái Nguyên.
2. Mục tiêu nghiên cứu của đề tài:
- Đánh giá chất lƣợng nƣớc theo phƣơng pháp hiện hành và tìm hiểu các
ngun nhân gây ơ nhiễm chất lƣợng nƣớc;
- Đánh giá chất lƣợng nƣớc theo phƣơng pháp tính chỉ số chất lƣợng nƣớc
(WQI);
- Đề xuất các giải pháp, biện pháp quản lý môi trƣờng nƣớc lƣu vực sông
Cầu đoạn chảy qua địa bàn tỉnh Thái Nguyên.

2


Chƣơng 1 - TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1. Tổng quan về lƣu vực sơng Cầu
1.1.1. Vị trí địa lý

Lƣu vực sơng Cầu nằm trong phạm vi toạ độ địa lý: 21o07’ - 22o18’ vĩ bắc,
105o28’ - 106o08’ kinh đơng, có tổng diện tích lƣu vực là 10530 km2, bao gồm tồn
bộ hay phần lãnh thổ 6 tỉnh (Bắc Kạn, Bắc Giang, Bắc Ninh, Thái Nguyên, Hải
Dƣơng, Vĩnh Phúc) và 2 huyện thuộc Hà Nội, trong đó chính lƣu sơng Cầu có chiều
dài là 288 km và diện tích lƣu vực là 6030 km2. Các phụ lƣu có tổng chiều dài là
1332 km và diện tích lƣu vực là 3535 km2. [1], [21].
1.1.2. Đặc điểm địa hình
Lƣu vực sơng Cầu có dạng trải dài từ Bắc xuống Nam. Thung lũng phía
thƣợng lƣu và trung lƣu nằm giữa hai cánh cung sông Gâm và cánh cung Ngân Sơn
- Yên Lạc. Phần thƣợng lƣu sông Cầu chảy theo hƣớng Bắc Nam, độ cao trung bình
đạt tới 300 - 400m, lịng sơng hẹp và rất dốc, nhiều thác ghềnh và có hệ số uốn khúc
lớn (>2,0), độ rộng trung bình trong mùa cạn khoảng 50 - 60m, 80 - 100m trong
mùa lũ, độ dốc khoảng >0,1%. Phần trung lƣu từ Chợ Mới, sông Cầu chảy theo
hƣớng Tây Bắc - Đông Nam trên một đoạn khá dài sau đó trở lại hƣớng cũ cho tới
Thái Nguyên. Đoạn này địa hình đã thấp xuống đáng kể, lịng sơng mở rộng, độ dốc
cũng giảm chỉ cịn khoảng 0,05%, độ uốn khúc vẫn cao.
Hạ lƣu sơng Cầu đƣợc tính từ Thác Huống đến Phả Lại, từ đây hƣớng chảy
chủ đạo là Tây Bắc - Đơng Nam, địa hình có độ cao trung bình 10 đến 20m, lịng
sơng rất rộng 70 đến 150m và độ dốc giảm đáng kể, chỉ cịn khoảng 0,01%.
Mật độ sơng suối trong lƣu vực sơng Cầu thuộc loại cao: 0,95-1,2 km/km2,
tổng chiều dài phụ lƣu có chiều dài lớn hơn 10 km là 1.602 km. [18].
Bảng 1.1. Một số số liệu đặc trưng hình thái các sơng lưu vực sơng Cầu [21]

TT
1

Tên
sơng
Cầu

Chiều
dài
(km)
288

Diện
tích
lƣu
vực
6030

Độ cao
trung
bình
LV
190

3

Độ dốc
trung
bình
16,1

Hệ số
tập
trung
nƣớc
2,1

Hệ số
uốn
khúc

Mật độ
lƣới
sông

2,02

0,95


2
3
4
5
6

Chợ
Chu
Nghinh
Tƣờng
Đu
Cơng
Cà Lồ

36

437

206

24,6

1,4

1,40

1,19

46

465

290

39,4

1,5

1,60

1,05

44
96
89

360

951
881

129
224
87

13,3
27,3
4,7

1,7
2,2
1,7

1,40
1,43
2,7

0,94
1,20
0,73

1.1.3. Đặc điểm khí hậu, khí tƣợng thủy văn
1.1.3.1. Đặc điểm khí hậu
Do địa hình thấp dần từ Bắc xuống Nam nên khí hậu của tỉnh vào mùa đơng
đƣợc chia thành ba vùng:
 Vùng lạnh nhiều nằm ở phía Bắc huyện Võ Nhai.
 Vùng lạnh vừa gồm huyện Định Hoá, Phú Lƣơng, Nam Võ Nhai.
 Vùng ấm gồm các huyện Đại Từ, Đồng Hỷ, Phổ Yên, Phú Bình, Thị xã

Sông Công và thành phố Thái Nguyên.
a. Về chế độ nhiệt:
Bảng 1.2. Nhiệt độ trung bình và tổng số giờ nắng tại Thái Ngun [13], [21]
NHIỆT ĐỘ KHƠNG KHÍ TRUNG BÌNH THÁNG (0C)
N/Th

1

2

3

4

10

11

12

TB

25,7

21,9

16,6

23,6

29,1 27,4 27,4

26,7

23,7

17,3

24

2009 16,2 21,6 20,7 22,9 26,7 29,4 29,6 28,5 26,8

25,4

20,3

29,5

24

2010 14,4 13,5 20,8

26,7 28,1 28,4 28,2 27,7

26,1

20,5

17,3

23

2011 15,1 21,9 20,5 24,1 26,5 29,2 28,9 29,4 28,3

26,2

21,0

19,4

24,2

2007 15,7 17,6 18,8
2008 17,7

18

20

5

24

7

8

9

28,6 29,3 28,9 28,3 28,3

25,1 26,5
24

6
29

TỔNG SỐ GIỜ NẮNG TRONG THÁNG (giờ)
N/Th

1

2007

2

5

6

7

8

4

26 17

28

63 179 127 195 153 194

143

98

71 108

1294

2008

45 21

23

86 154 160 168 110 184

122

122

89 106

1274

2009

55 54

23

70 161 191 205 153 133

115

190

2010

55 27

71

54 128 110 156 148 153

2011

96 49

42

93 140 168 160 217 175

4

9

10

11

12

TB TỔNG

3

34

115

1384

108 158

101 106

1269

120 138

60

1458

122


b. Về chế độ mưa:

Với lƣợng mƣa khá lớn, trung bình 1451,3 - 2.030,2 mm, tổng lƣợng nƣớc
mƣa tự nhiên của tỉnh Thái Nguyên dự tính lên tới 6,4 tỷ m3/năm. Theo thời gian,
lƣợng mƣa tập trung khoảng 87% vào mùa mƣa (từ tháng 5 đến tháng 10) trong đó
riêng lƣợng mƣa tháng 7, 8 chiếm đến gần 30% tổng lƣợng mƣa cả năm và vì vậy
thƣờng gây ra những trận lũ lụt lớn. Vào mùa khô, đặc biệt là tháng 12, tháng 1,
lƣợng mƣa trong tháng chỉ bằng 0,5% lƣợng mƣa cả năm.
Bảng 1.3. Tổng lượng mưa các tháng trong năm [13], [21]
TỔNG LƢỢNG MƢA THÁNG (mm)
N/Th
2007

1

2

3

4

18,7 39,6 58,6
41

5

6

7

8

9

10

11

12

TỔNG

TB

40,5 181,2 224,5 328,2 410,9 292,3

9

93

47,9 145,4

1744,4

87,3

6,3 141,3

1695,9

9,9 23,8 120,9

1451,3

2008

2,3 24,4

19,6 391,3 233,5 262,7 328,5 215,9

83,1

2009

2,1 39,1 85,7 135,4 160,2 238,1 317,2 120,8 273,3

45,7

2010

12,3 18,4 24,6 129,7 120,8 238,8 523,3 395,7 207,1 154,1 200,1 5,3

169,2 2030,2

2011

10,8 14,1 33,0 137,8 567,8 318,7 248,2 187,8 221,0

152,9 1808,7

66,1 0,5

2,9

c. Tốc độ gió và hướng gió
Trên địa bàn Thái Nguyên, trong năm có 2 mùa chính, mùa Đơng gió có
hƣớng Bắc và Đơng Bắc, mùa Hè gió có hƣớng Nam và Đơng Nam. Tốc độ gió
trung bình trong các tháng khoảng từ 1,2 đến 1,6 m/s. Tốc độ gió lớn nhất dao động
trong khoảng từ 10 đến 24 m/s.
d/ Độ ẩm khơng khí
Độ ẩm khơng khí trung bình trên địa bàn Thái Ngun khá lớn và khơng có
sự dao động lớn trong các tháng.
Bảng 1.4. Độ ẩm khơng khí trung bình các tháng trong năm [13], [21]
ĐỘ ẨM KHƠNG KHÍ TRUNG BÌNH THÁNG (%)
N/Th

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

TB

2007

83

83

86

85

84

85

84

86

80

79

85

76

83

2008

78

86

87

83

81

82

85

88

78

82

79

78

82

2009

71

83

90

82

77

80

80

84

84

80

75

84

81

5


2010

83

77

86

87

80

83

83

85

86

85

79

75

82

2011

73

86

83

84

83

79

84

81

80

79

71

74

80

e/ Độ bền vững khí quyển
Độ bền vững khí quyển xác định theo tốc độ gió và bức xạ mặt trời vào ban
ngày và độ che phủ mây vào ban đêm. Khu vực Thái Ngun có lƣợng mây trung
bình năm vào khoảng 7,5/10. Thời kỳ nhiều mây nhất là vào cuối mùa Đông mà
tháng cực đại là tháng 3, lƣợng mây trung bình là 9/10, ít mây nhất là 4 tháng cuối
năm, tháng đạt cực tiểu là tháng 10, 11, lƣợng mây trung bình chỉ 6/10.
1.1.3.2. Thuỷ văn
Dịng chảy trên lƣu vực sông Cầu khá đồng đều. Lƣu vực sông Cơng có
modun dịng chảy vào khoảng 27-30 l/s.km2, vùng thƣợng lƣu sơng Cầu (từ Thác
Riềng trở lên) có modun dịng chảy năm là 22-24 l/s.km2 thuộc loại trung bình.
Vùng ít nƣớc nhất là sơng Đu có modun dịng chảy năm là 19,5-23 l/s.km2.
Dịng chảy năm dao động khơng đáng kể, năm nhiều nƣớc chỉ lớn hơn năm ít
nƣớc khoảng 1,8 đến 2,3 lần. Hệ số biến đổi dòng đạt khoảng 0,28.
Nhìn chung, điều kiện khí hậu - thuỷ văn của tỉnh Thái Nguyên tƣơng đối
thuận lợi về các mặt để có thể phát triển một hệ sinh thái đa dạng và bền vững,
thuận lợi cho phát triển các ngành nông, lâm nghiệp nói chung. Tuy vậy, vào mùa
mƣa với lƣợng mƣa tập trung lớn thƣờng xảy ra tai biến về sụt lở, trƣợt đất, lũ quét
ở một số triền đồi núi và lũ lụt ở khu vực dọc theo lƣu vực sông Cầu và sông Công.
1.1.4. Kinh tế - xã hội
Lƣu vực chiếm khoảng 47% diện tích của 6 tỉnh. Tổng dân số 6 tỉnh thuộc
lƣu vực năm 2010 khoảng trên 6,7 triệu ngƣời. Trong đó, dân số nơng thơn khoảng
5,7 triệu ngƣời, dân số thành thị khoảng trên 1 triệu ngƣời. Mật độ dân số trung
bình khoảng 427 ngƣời/km2, cao hơn 2 lần so với mật độ trung bình quốc gia.
Vùng núi thấp và trung du là khu vực có mật độ dân cƣ thấp nhất trong lƣu
vực, chiếm khoảng 63% diện tích tồn lƣu vực nhƣng dân số chỉ chiếm khoảng 15%
dân số lƣu vực. Mật độ dân số cao ở vùng trung tâm và khu vực đồng bằng.

6


Thành phần dân cƣ trong lƣu vực có sự đan xen của 8 dân tộc anh em: Kinh,
Tày, Nùng, Sán Dìu, Mơng, Sán Chay, Hoa, Dao trong đó ngƣời Kinh chiếm đa số.
Cơ cấu kinh tế dựa trên nông nghiệp, lâm nghiệp, cơng nghiệp, thủy sản
đóng góp khơng đáng kể vào cơ cấu này. GDP tăng trƣởng mạnh mẽ, tăng gấp đơi
trong vịng 5 năm tại hầu hết các tỉnh trong lƣu vực.
Bảng 1.5. Diện tích, dân số và tốc độ tăng trưởng kinh tế của các tỉnh thuộc LVS
Cầu năm 2010 [4], [18]

Tỉnh

Diện tích
2

(km )

Dân số

Dân số trong
lƣu vực

(nghìn
ngƣời)

GDP (tỷ

Tốc độ tăng

đồng) theo giá trƣởng so

(nghìn

cố định năm

với

ngƣời)

1994

2009 (%)

Bắc Kạn

4.868,4

301,9

152,3

1.307,2

112

Thái Nguyên

3.562,8

1.131,3

1.100,0

6.381

111

Bắc Ninh

823

998,4

712,6

9.697

115,3

Bắc Giang

3.822,7

1.554,2

691,5

6.080,8

109,3

Hải Dƣơng

1.650,2

1.713,5

30,0

13.436

110,1

Vĩnh Phúc

1.231,7

1.008,4

799,1

51.729,7

121,8

1.1.5. Đa dạng sinh học
Thái Ngun vào năm 2010, có trên 155,06 nghìn ha đất lâm nghiệp (chiếm
46,62 % diện tích tự nhiên), trong đó diện tích đất rừng tự nhiên khoảng 93 nghìn
ha, rừng trồng có trên 62 nghìn ha, tỷ lệ che phủ rừng 45,7%. Diện tích rừng đầu

nguồn, rừng phịng hộ có gần 36,34 nghìn ha, rừng đặc dụng 28,1 nghìn ha và rừng
kinh tế 81,4 nghìn ha. Tổng diện tích đất lâm nghiệp chƣa sử dụng có 49.049 nghìn
ha (phần lớn là diện tích rừng tự nhiên đã bị tàn phá), trong số này có trên 39 nghìn
ha có khả năng phục vụ mục đích phục hồi rừng.
1.1.5.1. Về hệ thực vật
Thái Nguyên là tỉnh có nguồn tài nguyên thực vật khá phong phú và đa dạng
về loài, gen và hệ sinh thái. Các hệ sinh thái rừng có mức đa dạng sinh học khá cao.

7


Theo thống kê trên địa bàn tỉnh Thái Nguyên đã phát hiện 1645 loài thực vật của
817 chi, 191 họ thuộc 5 ngành, trong đó có 223 lồi cây gỗ quý, 843 loài cây thuốc;
số loài quý hiếm bị đe dọa có tên trong Sách đỏ Việt Nam là 74 loài.
1.1.5.2. Về hệ động vật
Kết quả điều tra những năm gần đây đã thống kê đƣợc 251 loài động vật có
xƣơng sống trên cạn thuộc 83 họ, 26 bộ và 1116 lồi cơn trùng thuộc 11 bộ,139 họ.
Trong đó có 56 lồi động vật có xƣơng sống và 238 lồi cơn trùng q hiếm, có giá
trị khoa học ghi trong Sách Đỏ Việt Nam, 2007; Danh lục Đỏ IUCN, 2007; Nghị
định 32/2006/NĐ-CP. Thành phần các nhóm sinh vật các thuỷ vực ở Thái Nguyên
khá phong phú với đa phần là các nhóm phổ biến thƣờng gặp tại các dạng thuỷ vực
ở phía Bắc Việt Nam với 135 lồi cá (có 8 loài quý hiếm), 96 loài thực vật nổi, 66
loài động vật nổi và 49 loài động vật đáy. Trong thành phần các nhóm thuỷ sinh vật
xuất hiện một số nhóm lồi chỉ thị cho chất lƣợng nƣớc bị ơ nhiễm hữu cơ thuộc các
nhóm tảo Mắt, nhóm Trùng bánh xe. Hiện nay mật độ của chúng không cao nên
mức độ ô nhiễm của thủy vực là ở dạng nhẹ.
1.1.6. Tài nguyên nƣớc
Nguồn nƣớc mặt của Thái Nguyên chủ yếu do hệ thống sơng ngịi cung cấp.
Thái Ngun có hai sơng chính là sơng Cơng và sơng Cầu. [3].
- Sơng Cơng: Sơng Cơng có lƣu vực 951 km2 bắt nguồn từ vùng núi Ba Lá

huyện Định Hoá chạy dọc theo chân núi Tam Đảo, nằm trong vùng mƣa lớn nhất
của tỉnh Thái Ngun. Dịng sơng đã đƣợc ngăn lại ở Đại Từ tạo thành Hồ Núi Cốc
có mặt nƣớc rộng khoảng 25 km2 với sức chứa lên tới 175 triệu m3 nƣớc. Hồ này có
thể chủ động điều hồ dịng chảy, chủ động tƣới tiêu cho 12 nghìn ha lúa hai vụ
màu, cây công nghiệp và cung cấp nƣớc sinh hoạt cho thành phố Thái Nguyên và
thị xã Sông Công.
- Sông Cầu: Sông Cầu nằm trong hệ thống sông Thái Bình có lƣu vực 3.480
km2 bắt nguồn từ Chợ Đồn chảy theo hƣớng Bắc - Đông Nam. Tổng lƣợng nƣớc
sông Cầu khoảng 4,5 tỷ m3. Hệ thống thuỷ nông của con sơng này có khả năng tƣới
cho 24 nghìn ha lúa hai vụ của huyện Phú Bình và các huyện Hiệp Hoà, Tân Yên

8


của tỉnh Bắc Giang.
Ngồi ra, tỉnh Thái Ngun cịn nhiều sông nhỏ khác thuộc hệ thống sông Kỳ
Cùng và hệ thống sông Lô. Theo đánh giá của các cơ quan chun mơn thì trên các
con sơng nhánh chảy trên địa bàn tỉnh Thái Nguyên có tiềm năng thuỷ điện kết hợp
với thuỷ lợi quy mô nhỏ.
Các hồ chứa nƣớc: Thái Nguyên trên 4000 ha hồ ao, trong đó, có rất nhiều
hồ nhân tạo do đắp đập ngăn dòng chảy, lấy nƣớc làm thuỷ lợi để phục vụ cho sản
xuất nông nghiệp. Hồ Núi Cốc trên sông Công là hồ lớn và quan trọng nhất trên địa
bàn tỉnh. Hồ có diện tích mặt nƣớc rộng khoảng 30 km2, có sức chứa đủ để tƣới tiêu
cho hàng nghìn ha đất nơng nghiệp và chia sẻ một phần nƣớc cho sông Cầu.
1.1.7. Tầm quan trọng của lƣu vực sông
Các hoạt động của phát triển kinh tế - xã hội trong lƣu vực hệ thống sông
Cầu diễn ra rất đa dạng và phức tạp với nhịp độ cao. Chúng gắn liền với việc khai
thác nguồn nƣớc sơng Cầu phục vụ cho các mục đích khác nhau: cấp nƣớc, thủy lợị,
giao thông, nuôi trồng thủy sản ... Trong đó, chức năng phục vụ cho tƣới tiêu là chủ
yếu.

Trong lƣu vực có hai hệ thống thủy lợi lớn là: hệ thống thủy lợi sông Cầu và
hệ thống thủy lợi Núi Cốc. Hệ thống thủy lợi sông Cầu đƣợc ngƣời Pháp thiết kế và
xây dựng vào năm 1922 và hoàn thành vào năm 1936, cung cấp nƣớc tƣới tiêu cho
23.640 ha đất canh tác cho vụ xuân và 27.900 ha đất canh tác cho vụ hè. Hệ
thống thủy lợi núi Cốc cung cấp nƣớc tƣới tiêu cho 6.360 ha vào mùa xuân và 9.800
ha vào mùa hè.
Ngoài ra nguồn nƣớc sơng Cầu cịn cung cấp nƣớc cho sản xuất cho công
nghiệp. Tuy nhiên các hoạt động phát triển kinh tế xã hội đó cũng tạo ra các nguy
cơ hủy hoại môi trƣờng lƣu vực. Việc khai thác q mức tài ngun nƣớc có thể
làm mơi trƣờng biến đổi theo hƣớng xấu. Ngoài ra, hầu hết các chất thải từ các hoạt
động kinh tế xã hội này đều ít đƣợc quan tâm xử lý một cách đúng đắn trƣớc khi xả
thải vào lƣu vực sông Cầu. Một khi lƣợng chất thải này vƣợt quá khả năng tự làm
sạch của mơi trƣờng tự nhiên thì sẽ làm ơ nhiễm môi trƣờng.

9


1.2. Các yếu tố ảnh hƣởng đến chất lƣợng nƣớc mặt
1.2.1. Tác động của phát triển công nghiệp
Hoạt động phát triển kinh tế - xã hội đã tác động lớn tới chất lƣợng mơi
trƣờng nói chung và nguồn nƣớc mặt nói riêng.
- Nước thải cơng nghiệp:
Tỉnh Thái Ngun thống kê đến năm 2010 có khoảng 1468 cơ sở cơng
nghiệp, với các ngành nghề sản xuất chủ yếu gồm: khai khoáng, luyện kim, chế biến
thực phẩm, sản xuất vật liệu xây dựng,... Ƣớc tính lƣu lƣợng nƣớc thải của các cơ
sở công nghiệp trên địa bàn tỉnh là gần 2 triệu m3/tháng.
Phần lớn lƣợng nƣớc thải tại các cơ sở công nghiệp trên địa bàn tỉnh không
đƣợc xử lý đạt Quy chuẩn môi trƣờng quy định trƣớc khi xả vào nguồn nƣớc mặt.
Với số lƣợng cơ sở cơng nghiệp tăng bình quân hàng năm trong giai đoạn 2005 2010 là 22,2%, trong đó đặc biệt là gia tăng các cơ sở hoạt động khai thác khoáng
sản, vật liệu xây dựng, luyện kim,... với lƣợng nƣớc thải phát sinh lớn. Lƣu lƣợng

nƣớc thải công nghiệp hàng năm cũng đƣợc gia tăng theo tỷ lệ thuận với số lƣợng
các cơ sở công nghiệp.
Ngành luyện kim, cơ khí với lƣu lƣợng nƣớc thải hàng năm trên 6,4 triệu m3,
trong đó lƣợng nƣớc thải của khu cơng nghiệp gang thép Thái Ngun là có ảnh
hƣởng lớn nhất. Các hoạt động luyện gang, luyện cốc, luyện thép, cán thép, gia
cơng cơ khí phát sinh nƣớc thải có chứa nhiều chất ơ nhiễm độc hại nhƣ dầu mỡ,
kim loại nặng, phelon, xianua,... Đến nay các cơ sở trong khu công nghiệp gang
thép đã từng bƣớc đầu tƣ xây dựng các cơng trình xử lý nƣớc thải nhằm giảm thiểu
ơ nhiễm.
Hoạt động khai thác khống sản là một trong những loại hình hoạt động phát
sinh lƣợng nƣớc thải lớn nhất trên địa bàn tỉnh, lƣu lƣợng nƣớc thải phát sinh hàng
năm trên 12,14 triệu m3, phần lớn nƣớc thải tại các mỏ đƣợc xử lý sơ bộ qua các hố
lắng rồi xả ra nguồn nƣớc mặt, thành phần ô nhiễm trong nƣớc thải là chất rắn lơ
lửng, độ màu, một số kim loại nặng,... Kết quả quan trắc giám sát môi trƣờng hàng
năm tại các mỏ, so sánh với QCVN 24:2009/BTNMT cho thấy hàm lƣợng TSS

10


vƣợt từ 1,2 đến 3,6 lần; tại các mỏ kim loại màu (chì, kẽm, thiếc,…) phát hiện hàm
lƣợng Pb, Zn, As, Cd vƣợt từ 3,5 - 20 lần.
Sản xuất giấy: trên địa bàn tỉnh có 03 cơ sở sản xuất giấy với lƣu lƣợng nƣớc
thải phát sinh hàng năm là 550.320 m3. Trƣớc năm 2009, hệ thống xử lý nƣớc thải
của các cơ sở này đều không đáp ứng đƣợc yêu cầu về xả thải, hàm lƣợng COD
vƣợt từ 2 - 14 lần, hàm lƣợng TSS vƣợt từ 1,5 - 9 lần so với Quy chuẩn kỹ thuật
quốc gia về nƣớc thải công nghiệp giấy và bột giấy QCVN 12:2008/BTNMT cột
B2, sau đó hệ thống xử lý đƣợc cải tạo, hoàn thiện, hiện nay nƣớc thải sau xử lý đã
phần lớn đáp ứng đƣợc tiêu chuẩn xả thải.
Chế biến thực phẩm: hoạt động này phát sinh khoảng 200.000 m3/năm, phần
lớn nƣớc thải xử lý không đáp ứng đƣợc tiêu chuẩn xả thải, với thành phần ô nhiễm

chủ yếu là các chất hữu cơ, dinh dƣỡng, vi khuẩn,... qua quá trình phân huỷ làm
nguồn nƣớc bốc mùi hôi thối. Kết quả kiểm sốt ơ nhiễm hàng năm tại các cơ sở
chế biến thực phẩm cho thấy hàm lƣợng COD vƣợt từ 2 - 25 lần, hàm lƣợng BOD
vƣợt từ 2,5 - 22 lần, hàm lƣợng amoni vƣợt từ 1,5 - 3 lần, hàm lƣợng coliform vƣợt
trên 100 lần so với Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nƣớc thải công nghiệp QCVN
24:2009/BTNMT cột B.
Hoạt động sản xuất vật liệu xây dựng: phát sinh trên 470.000 m3/năm với
thành phần ô nhiễm chủ yếu là chất rắn lơ lửng gây đục nguồn nƣớc mặt, hàm
lƣợng chất rắn lơ lửng xác định vƣợt QCVN 24:2009/BTNMT cột B từ 1,6 - 8,2
lần.
- Nước thải y tế: theo thống kê đến hết năm 2010, tỉnh Thái Nguyên có 493
cơ sở y tế với 3.885 giƣờng bệnh, lƣu lƣợng nƣớc thải y tế ƣớc tính là 2331
m3/ngày. Hiện chỉ có một số bệnh viện có hệ thống xử lý nƣớc thải (bênh viện C,
bệnh viện Lao và Phổi, bệnh viện đa khoa Phổ Yên, bệnh viện A) hoạt động tƣơng
đối hiệu quả, chất lƣợng nƣớc sau xử lý đáp ứng đƣợc tiêu chuẩn xả thải; nhiều
bệnh viện đã có hệ thống xử lý nƣớc thải nhƣng hiệu quả xử lý không cao (bệnh
viện Đa khoa trung ƣơng Thái Nguyên, bệnh viện gang thép và một số bệnh viện
tuyến huyện), chất lƣợng nƣớc sau xử lý không đáp ứng đƣợc tiêu chuẩn và thải

11


trực tiếp vào nguồn nƣớc mang theo nhiều hoá chất độc hại, các chất hữu cơ, dinh
dƣỡng và vi khuẩn gây bệnh, kết quả quan trắc cho thấy hàm lƣợng BOD vƣợt từ
1,4 - 5,5 lần, amoni vƣợt từ 4,2 - 7,6 lần, hàm lƣợng coliform vƣợt đến 320 lần so
với Tiêu chuẩn nƣớc thải bệnh viện TCVN 7382:2004.
1.2.2. Tác động từ hoạt động sinh hoạt, dịch vụ, du lịch
Cùng với cơng nghiệp hóa và đơ thị hóa lƣu vực sông Cầu, khối lƣợng chất
thải rắn phát sinh ngày càng gia tăng, bao gồm rác thải sinh hoạt, rác thải công
nghiệp và rác thải bệnh viện. Một phần không nhỏ rác thải trên không đƣợc xử lý và

đổ bừa bãi ra sông, hồ, ao trong khu vực. Theo số liệu thống kê ở lƣu vực sơng Cầu
ƣớc tính có khoảng 1.500 tấn rác thải trong 1 ngày. Đây là nguồn ô nhiễm tiềm tàng
cho nƣớc mặt và nƣớc ngầm.
- Nƣớc thải sinh hoạt: với tổng dân số gần 1,13 triệu, trong đó dân số đơ thị
chiếm 25,62%, với dân số ngày càng tăng, đặc biệt tại các khu vực đô thị, trong khi
hạ tầng kỹ thuật chƣa phát triển tƣơng ứng đã làm gia tăng vấn đề ô nhiễm do nƣớc
thải sinh hoạt. Nƣớc thải sinh hoạt đều không đƣợc xử lý, thải thẳng vào các nguồn
nƣớc mặt. Đặc trƣng ô nhiễm trong nƣớc thải sinh hoạt là các hợp chất hữu cơ, dinh
dƣỡng, chứa nhiều vi khuẩn gây bệnh. Ƣớc tính lƣu lƣợng nƣớc thải hàng ngày trên
địa bàn tỉnh là trên 90.000 m3/ngày, trong đó nƣớc thải sinh hoạt tại các khu vực đô
thị chiếm gần 50%.
- Chất thải rắn: với tỷ lệ thu gom chất thải rắn thấp, chỉ thành phố Thái
Nguyên khoảng 80%, còn các huyện, thị tỷ lệ thu gom từ 20 - 30%, lƣợng chất thải
rắn không đƣợc thu gom và xử lý, thƣờng thải thẳng ra các mƣơng, rãnh, sông suối
và là nguồn gây ô nhiễm tiềm tàng cho nƣớc mặt.
1.2.3. Tác động của phát triển nông nghiệp
Hoạt động nông nghiệp: Với diện tích đất sản xuất nơng nghiệp là 99.440,69
ha, chiếm 28,2% diện tích tồn tỉnh, để tăng năng suất cây trồng, thuốc bảo vệ thực
vật và phân bón hố học đƣợc sử dụng ngày càng nhiều. Theo Chi cục Bảo vệ thực
vật Thái Nguyên, lƣợng hoá chất bảo vệ thực vật (BVTV) trong sản xuất nông
nghiệp tùy theo loại cây trồng nhƣ lúa nƣớc khoảng 2,5 kg/ha/năm, chè khoảng 3 -

12


3,5 kg/ha/năm, ngơ khoảng 2 kg/ha/năm, bình qn khoảng 3,0 kg/ha/năm. Tổng
lƣợng hố chất BVTV ƣớc tính khoảng trên 298 tấn/năm và hàng nghìn tấn phân
bón hố học. Lƣợng hố chất BVTV, phân bón hố học dƣ thừa đƣợc đổ vào nguồn
nƣớc mặt, ƣớc tính khoảng 33%.
Hoạt động chăn ni gia súc, gia cầm: với 96.728 con trâu, 43.752 con bò,

560.015 con lợn, 2.294 con ngựa, 9.325 con dê và 6,067 triệu gà, vịt, hoạt động
chăn nuôi gia súc, gia cầm đã phát sinh một lƣợng lớn nƣớc thải, chất thải rắn
nhƣng hầu hết các biện pháp xử lý nƣớc thải, chất thải rắn từ các chuồng trại chăn
nuôi đều không đƣợc thực hiện và thải thẳng xuống các nguồn nƣớc mặt. Kết quả
quan trắc nƣớc thải tại một số trang trại chăn nuôi, so sánh với QCVN
24:2009/BTNMT cột B cho thấy hàm lƣợng COD vƣợt từ 4,6 - 42,6 lần, hàm lƣợng
amoni vƣợt từ 21,5 - 60 lần, hàm lƣợng phosphor vƣợt từ 25,8 - 62,4 lần,…
1.3. Tổng quan về chỉ số chất lƣợng nƣớc
1.3.1. Tình hình nghiên cứu chỉ số chất lƣợng nƣớc trên thế giới
Mơ hình WQI đƣợc đề xuất và áp dụng đầu tiên ở Mỹ vào những năm 1965 1970 và đang đƣợc áp dụng rộng rãi ở nhiều bang. Từ những năm 70 đến nay, trên
thế giới đã có hàng trăm cơng trình nghiên cứu phát triển và áp dụng mơ hình WQI
cho quốc gia hay địa phƣơng mình theo một trong 3 hƣớng:
(i) Áp dụng một mơ hình WQI có sẵn của nƣớc ngồi vào quốc gia/địa
phƣơng mình;
(ii) Áp dụng có cải tiến một mơ hình WQI có sẵn vào quốc gia/địa phƣơng
mình;
(iii) Nghiên cứu phát triển một mơ hình WQI mới cho quốc gia/địa phƣơng
mình.
Xu thế (i) và (ii) ít tốn kém về nhân lực, thời gian và tài chính, nên phù hợp
với các quốc gia đang phát triển.
Hiện nay có trên 30 loại WQI đã đƣợc triển khai và áp dụng ở nhiều quốc
gia: Ấn Độ, Canada, Chilê, Anh, Wales, Đài Loan, Úc, Malaysia…

13


WQI đƣợc xem là một công cụ hữu hiệu đối với các nhà quản lý môi trƣờng
trong giám sát chất lƣợng nƣớc, quản lý nguồn nƣớc, đánh giá hiệu quả bảo vệ mơi
trƣờng, kiểm sốt ơ nhiễm nƣớc, cung cấp thông tin ô nhiễm nƣớc cho cộng đồng
và các nhà hoạch định chính sách... Với WQI, dễ áp dụng tin học để quản lý chất

lƣợng nƣớc và bản đồ hóa chất lƣợng nƣớc (chẳng hạn, màu hóa chất lƣợng nƣớc
theo các thang điểm xác định).
Với việc phân loại chất lƣợng nƣớc dựa vào giá trị WQI đã đƣợc số hóa tạo
ra sự dễ hiểu đối với các cơ quan quản lý nhà nƣớc và dân chúng về hiện trạng mức
độ ô nhiễm nƣớc của một đoạn sông, hồ, đầm. Chỉ cần đƣợc cơ quan quản lý môi
trƣờng hoặc quản lý tài nguyên nƣớc thông báo về giá trị WQI kèm theo giải thích
ngắn gọn về phân loại chất lƣợng nƣớc theo các giá trị này thì các cơ quan quản lý
nhà nƣớc, doanh nghiệp và dân chúng có thể hiểu ngay nguồn nƣớc của sơng, hồ
nào đó có chất lƣợng thế nào, có phù hợp với mục đích sử dụng cụ thể nào đó hay
khơng.
WQI đƣợc cập nhật và cơng bố hàng tháng đối với nhiều dịng sơng ở từng
bang, giúp cho việc quản lý và sử dụng nƣớc rất tiện lợi và hiệu quả.
1.3.1.1. Chỉ số chất lƣợng nƣớc của Canada
Tại Canada, mỗi tỉnh đều sử dụng chỉ số chất lƣợng nƣớc riêng để phân vùng
chất lƣợng nƣớc tại tỉnh đó. Tuy nhiên có 2 phƣơng pháp đƣợc sử dụng nhiều nhất
là phƣơng pháp Bristish Columbia (Phƣơng pháp BC) và phƣơng pháp của Hội
đồng Bộ Môi trƣờng Canada (CCME). [26].
a. Chỉ số chất lượng nước vùng Bristish Columbia (BC Index)
Mô tả chỉ số
Các chỉ số chất lƣợng nƣớc đƣợc tính theo 3 mục đích sử dụng khác nhau: (i)
Chỉ số chất lƣợng nƣớc uống; (ii) Chỉ số chất lƣợng nƣớc cho các hoạt động thể
thao dƣới nƣớc; (iii) Chỉ số chất lƣợng nƣớc chung: bảo vệ sức khỏe con ngƣời, đời
sống thủy sinh, thể thao giải trí, ...
Phương pháp tính

14


WQI 

F12  F22  (

F3 2
)
3

1,453

Trong đó:
F1: Đƣợc tính bằng số thông số vƣợt tiêu chuẩn trên tổng số các thơng số
F1 = (n/N)* 100
F2: Đƣợc tính bằng số lần đo thông số vƣợt tiêu chuẩn chia cho tổng số lần đo
thơng số.
F2 = (m/M)*100
F3: Đƣợc tính theo cơng thức sau:
 XMM i , j  Std j

F3  Max
x100 


XMM i , j



Trong đó:
XMM i,j là giá trị lớn nhất hoặc nhỏ nhất của thông số thứ j trong mẫu thứ i,
trừ các giá trị DO và pH đã sử dụng.
Stdj: Là giá trị giới hạn có thể chấp nhận đƣợc (giá trị tiêu chuẩn) của thông số
j trong việc xác định chất lƣợng nƣớc.

Bảng 1.6. Giá trị chỉ số sử dụng trong phương pháp BC [26]

Rất tốt
Tốt
Trung bình
Ơ nhiễm
Rất ơ nhiễm

F1
0–2
3 – 14
15 – 35
36 – 50
51 – 100

F2
0–1
2 -14
15 - 40
41-60
61-100

F3
0-9
10-45
46-96
97-99
99,1-100

Chỉ số

0-4
5-25
26-62
63-85
86-145

Chỉ số phân loại
0-3
4-17
18-43
44-50
60-100

b. Chỉ số chất lượng nước của Hội đồng của Bộ Môi trường Canada
(CCME - Canada Council of Ministry of the Environment)
Chỉ số chất lƣợng nƣớc của CCME đƣợc tính dựa vào việc phát triển phƣơng
pháp tính chỉ số chất lƣợng nƣớc của vùng British Columbia (BC Index).
Lựa chọn các thông số
Các thơng số lựa chọn để tính tốn WQI đƣợc chia theo 5 nhóm: (i) Các

15


nguyên tố hóa học vết; (ii) Thuốc trừ sâu; (iii) PCBs; (iv) PAHs; (v) Dissolved
oxygen (DO).
Phương pháp tính
Phƣơng pháp này kết hợp ba phép đo khác nhau:
Phạm vi (F1): Số lƣợng chất ô nhiễm vƣợt quá tiêu chuẩn.
F1 = [Số thông số không đạt tiêu chuẩn/tổng số thông số] * 100
Tần suất (F2): Tỉ lệ mẫu của mỗi chất ô nhiễm vƣợt q tiêu chuẩn.

F2 = [Số mẫu có thơng số không đạt tiêu chuẩn/tổng số mẫu] *100
Mức độ (F3): Số mẫu vƣợt tiêu chuẩn cho phép, đƣợc tính theo ba bƣớc:
Bước 1
Trƣờng hợp giá trị thông số phải thấp hơn tiêu chuẩn
Ei = (Giá trị thông số i/Giá trị tiêu chuẩn i) - 1
Trƣờng hợp giá trị thông số phải cao hơn giá trị tiêu chuẩn
Ei = (Giá trị tiêu chuẩn/Giá trị thơng số)
Bước 2: Tính giá trị NSE
n

NSE 

 Ei
1

n

Bước 3: Tính giá trị “Mức độ” F3
F3 

NSE
0,01NSE  0,01

Tính giá trị WQI
WQI  100 

F12  F22  F3

2

1,732

Dựa vào giá trị WQI, chất lƣợng nƣớc đƣợc phân thành các loại nhƣ sau:
Bảng 1.7. Phân loại chất lượng nước theo WQI – CCME [26]
Thang điểm
95 - 100

Chất lƣợng nƣớc
Rất tốt: Nguồn nƣớc không bị ảnh hƣởng bởi những ngƣồn ô nhiễm,
chất lƣợng nƣớc ở điều kiện gần nhƣ tự nhiên

16


80 - 94
65 - 79
45 - 64
0 - 44

Tốt: Các nguồn ô nhiễm tác động đến chất lƣợng nƣớc không đáng kể;
chất lƣợng nƣớc hiếm khi ở mức độ tự nhiên.
Trung bình: Nguồn nƣớc đơi khi bị ảnh hƣởng các các nguồn ô nhiễm,
chất lƣợng nƣớc hiếm khi đạt tới điều kiện tự nhiên
Ô nhiễm: Nguồn nƣớc thƣờng xuyên bị ảnh hƣởng bởi các nguồn ơ
nhiễm
Ơ nhiễm nặng: Nguồn nƣớc luôn bị ảnh hƣởng bởi các nguồn ô
nhiễm.

1.3.1.2. Chỉ số chất lƣợng nƣớc của Mỹ
a. Chỉ số chất lượng bang Oregon (OWQI - Oregon Water Quality Index)

Lựa chọn các thông số:
Các thông số sử dụng: Nhiệt độ, DO, BOD, Amonia, Nitrat-Nitrogen, TS,
pH, Fecal Coliform (FC).
Cơng thức tính
WQI 

n
n

1

 SI
i 1

2
i

Trong đó:
- n số chỉ số phụ
- SIi2 là chỉ số phụ
Kết quả phân loại
Dựa vào giá trị WQI, chất lƣợng nƣớc đƣợc phân thành các loại nhƣ sau:
Bảng 1.8. Phân loại chất lượng nước theo OWQI [23]
WQI
Phân loại

10 - 59

60 - 79

Rất ơ

Ơ

nhiễm

nhiễm

80 - 84

85 - 89

90 - 100

Trung bình

Tốt

Rất tốt

b. Chỉ số chất lượng của Quỹ Vệ sinh Môi trường Hoa Kỳ (NSF WQI)
Lựa chọn các thông số
Quỹ Vệ sinh Môi trƣờng Hoa Kỳ lựa chọn 9 thông số: BOD, DO, F.Coli,
NO3-, pH, nhiệt độ, tổng chất rắn lơ lửng, Tổng P, độ đục.

17


Cơng thức tính
n

NSF WQI =  Li * Wi
i 1

Trong đó:
Li = chỉ số phụ của thơng số i, có giá trị 0 - 100 và đƣợc xác định từ hàm chỉ
số phụ đối với thông số i
Wi = trọng số đóng góp của thơng số i có giá trị 0 - 1;

¦ W

i

1

n = số thơng số lựa chọn
WQI có giá trị = 0-100 (0: chất lƣợng nƣớc kém nhất; 100: chất lƣợng nƣớc
cao nhất).
Kết quả phân loại
Dựa vào giá trị WQI, chất lƣợng nƣớc đƣợc phân thành các loại nhƣ sau:
Bảng 1.9. Phân loại chất lượng nước theo WQI trong phương pháp NSF WQI [26]
WQI

0-25

25-50

50-70

70-90

90 - 100

Phân loại

Rất ơ nhiễm

Ơ nhiễm

Trung bình

Tốt

Rất tốt

1.3.1.3. Chỉ số chất lƣợng nƣớc của Malaysia
Bộ Môi trƣờng Malaysia lựa chọn 6 thông số: DO, BOD, COD, SS, N NH3 và pH để xây dựng chỉ số chất lƣợng nƣớc.
Cơng thức tính WQI:
n

WQI =

W SI
i 1

i

i

Trong đó:

- Wi: là trọng số của thơng số i
- SIi là chỉ số phụ của thông số i
Bảng 1.10. Phân loại chất lượng nước theo WQI của Malaysia [27]
Chỉ số
WQI

Mức độ ơ nhiễm
Ơ nhiễm nặng

Ơ nhiễm vừa

Khơng ơ nhiễm

0 - 59

60 - 80

81 - 100

18