ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG NƯỚC SÔNG CẦU Ở HUYỆN CHỢ MỚI BẰNG CHỈ SỐ WQI THÔNG QUA CÁC THÔNG SỐ pH, Zn, DO, N_NH4+, P_PO43 và bản đồ arcgis, gis có kèm theo bản đồ ví dụ....................................................................................
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP.HCM KHOA CÔNG NGHỆ HÓA HỌC KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG NƯỚC SÔNG CẦU Ở HUYỆN CHỢ MỚI BẰNG CHỈ SỐ WQI THÔNG QUA CÁC THÔNG SỐ pH, Zn, DO, N_NH4+, P_PO43- GVHD : SVTH : MSSV : Tp.HCM, tháng 05, năm 2022 TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP.HCM KHOA CƠNG NGHỆ HĨA HỌC KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG NƯỚC SÔNG CẦU Ở HUYỆN CHỢ MỚI BẰNG CHỈ SỐ WQI THÔNG QUA CÁC THÔNG SỐ pH, Zn, DO, N_NH4+, P_PO43- GVHD : SVTH : MSSV : Tp.HCM, tháng 05, năm 2022 LỜI CẢM ƠN Để hồn thành khóa luận này, em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc chân thành đến giảng viên hướng dẫn ThS Đoàn Thị Minh Phương, người quan tâm, dẫn dắt hướng dẫn em tận tình suốt thời gian làm khóa luận Dù cơng việc cô bận cô dành thời gian để hướng dẫn hướng đi, cung cấp kiến thức bổ ích,góp ý sửa lỗi sai em để em có khóa luận tốt nghiệp chỉnh chu Em xin gửi lời cám ơn chân thành bày tỏ lòng biết ơn tới q Thầy Cơ khoa Cơng nghệ Hố học hết lòng truyền đạt cho em kiến thức kinh nghiệm quý báu suốt thời gian học trường Xin gửi lời cảm ơn đến bố mẹ bạn đóng góp ý kiến, giúp đỡ, động viên khuyến khích tơi suốt thời gian học tập thực khóa luận Cuối em xin gửi lời chúc đến thầy cô thật nhiều sức khỏe để tiếp tục nghiệp trồng người đưa hệ sinh viên chúng em đến bến bờ tri thức Em xin chân thành cảm ơn! i NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN Sinh viên : MSSV: Nhận xét : ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… Điểm đánh giá: ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… Ngày ……….tháng ………….năm 2022 ( ký tên, ghi rõ họ tên) ii NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN PHẢN BIỆN Sinh viên : MSSV: Nhận xét : ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… Điểm đánh giá: ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… Ngày ……….tháng ………….năm 2022 ( ký tên, ghi rõ họ tên) iii MỤC LỤC DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT VI DANH MỤC BẢNG VII DANH MỤC HÌNH ẢNH VIII CHƯƠNG TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan tài nguyên nước 1.1.1 Khái niệm tài nguyên nước 1.1.2 Phân loại 1.1.3 Quy luật biến đổi tài nguyên nước 1.1.4 Vai trò ảnh hưởng nước 1.1.5 Ơ nhiễm mơi trường nước 1.2 Giới thiệu sông Cầu, huyện Chợ Mới, tỉnh Bắc Kạn 1.2.1 Khái quái huyện Chợ Mới, Bắc Kạn 1.2.2 Khái quát sông Cầu .9 1.3 Tổng quan số chất lượng nước WQI .10 1.3.1 Khái quát số môi trường .10 1.3.2 Khái niệm WQI 10 1.3.3 Lịch sử phát triển phương pháp số chất lượng nước 11 1.3.4 Ứng dụng, mục đích, số dạng WQI 12 1.4.Tổng quan phần mềm excel .13 1.4.1 Phần mềm excel 13 1.4.2 Chức excel 13 1.5 Tổng quan ứng dụng GIS 13 1.5.1 Định nghĩa GIS 13 1.5.2 Các thành phần GIS .14 1.5.3 Mơ hình liệu GIS 15 1.5.4.Chức GIS 16 1.5.5.ArcGIS 16 CHƯƠNG PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH, LẬP BẢNG TÍNH VÀ TRIỂN KHAI MƠ HÌNH 19 2.1 Phương pháp phân tích 19 2.1.1 Lấy mẫu 19 2.1.2 Bảo quản mẫu 19 iv 2.1.3 Xác định thông số pH 21 2.1.4 Xác định thông số kẽm (Zn) 23 2.1.5 Xác định thơng số oxy hịa tan (DO) 24 2.1.6 Xác định thông số ammonium (N_NH4+) 25 2.1.7 Xác định thông số orthophosphate (PO43-) 26 2.1.8 Phân loại chất lượng nước .28 2.2 Phương pháp tính số WQI .28 2.2.1 Cơng thức tính WQI 28 2.2.2.Tính WQI excel .32 2.2.3 Cách mô chất lượng nước theo WQI Arcmap 33 CHƯƠNG KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 39 3.1 pH môi trường nước mặt .39 3.1.1 Bảng thông số excel 39 3.1.2 Thông số pH đồ ArcGIS nhận xét 40 3.2 Thông số Zn môi trường nước mặt .41 3.2.1 Bảng thông số excel 41 3.2.2.Thông số Zn đồ ArcGIS nhận xét 44 3.3 DO môi trường nước mặt 45 3.3.1 Bảng thông số excel 45 3.3.2.Thông số DO đồ ArcGIS nhận xét 47 3.4 Thông số N_ NH4+ môi trường nước mặt 48 3.4.1 Bảng thông số excel 48 3.4.2 Thông số N_NH4+ đồ ArcGIS nhận xét 52 3.5 P_PO43- môi trường nước mặt .53 3.5.1 Bảng thông số excel 53 3.5.2.Thông số P_PO43- đồ ArcGIS nhận xét 57 3.6 Tổng WQI 58 3.6.1 Bảng thông số excel 59 3.6.2 Tổng WQI đồ ArcGIS nhận xét 61 CHƯƠNG KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 63 4.1 Kết luận 63 4.2 Kiến nghị .63 TÀI LIỆU THAM KHẢO 65 v DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT Từ viết tắt Nghĩa tiếng Việt Nghĩa tiếng Anh TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam WQI Chỉ số chất lượng nước Water Quality Index DO Oxi hòa tan Dissolved oxygen QCVN 08:2008 /BTNMT Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia chất lượng nước mặt CSDL Cơ sở liệu N_NH4+ Hàm lượng Amoni P_PO43- Hàm lượng phosphate vi DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1 Phân loại nước theo độ cứng Bảng 1.2 : Ưu điểm phương pháp số WQI so phương pháp truyền thống 11 Bảng 2.1 Số liệu trạm quan trắc pH 22 Bảng 2.2.Số liệu trạm quan trắc Zn .23 Bảng 2.3 Số liệu trạm quan trắc thơng số oxy hịa tan (DO) 25 Bảng 2.5 Số liệu trạm quan trắc NH4+ 26 Bảng 2.6 Nồng độ thể tích mẫu .26 Bảng 2.7 Số liệu trạm quan trắc PO43- 27 Bảng 2.8 Giá trị giới hạn thông số chất lượng nước mặt .28 Bảng 2.9 Quy định giá trị qi, Bpi nhóm IV, V kim loại nặng 30 Bảng 2.10 Bảng quy định giá trị BPi qi DO% bão hòa 31 Bảng 2.11 Bảng quy định giá trị BPi qi thông số pH 31 Bảng 2.12 Mức đánh giá chất lượng môi trường nước mặt 32 vii DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1.1 Các thành phần GIS 14 Hình 1.2 Bộ phần mềm ứng dụng ArcGIS 17 Hình 2.1 Bản đồ điểm lấy mẫu .20 Hình 2.2.Tạo shape file 33 Hình 2.3.Chọn hệ tọa độ 34 Hình 2.4.Sử dụng cơng cụ create feature để thêm điểm lấy mẫu 34 Hình 2.5.Thêm điểm lấy mẫu từ tọa độ XY 35 Hình 2.6.Quá trình thêm điểm lấy mẫu từ tọa độ XY 35 Hình 2.7.Thêm cột tên điểm 35 Hình 2.8.Thêm cột WQI 36 Hình 2.9.Kết sau thêm đầy đủ điểm lấy mẫu .36 Hình 2.10.Lớp sơng ngịi mở phần mềm ArcGis 37 Hình 2.11 Tiến hành nội suy IDW kết sau nội suy IDW 37 Hình 2.12.Sử dụng lệnh Reclassify phân thành khoảng 38 Hình 2.13.Kết sau biên tập đồ 38 Hình 3.1 Vùng nhập liệu đánh giá pH .39 Hình 3.2 Bảng kết báo cáo tiêu pH 39 Hình 3.3 Bản đồ thơng số pH nước sơng Cầu huyện Chợ Mới thể phần mềm .40 Hình 3.4 Bảng tình đường chuẩn mẫu Zn dựa vào số liệu phân tích 41 Hình 3.5 Bảng tính giá trị WQI Zn dựa vào số liệu phân tích 42 Hình 3.6 Kết báo cáo thơng số Zn theo số liệu phân tích 43 Hình 3.7 Vùng nhập liệu tính WQI thơng số Zn từ trạm quan trắc 43 Hình 3.8 Bảng kết báo cáo thông số Zn từ trạm quan trắc 44 Hình 3.9 Thơng số Zn nước sông Cầu huyện Chợ Mới thể phần mềm .45 Hình 3.10 Vùng nhập liệu tính thơng số DO 46 Hình 3.11 Bảng báo cáo kết thông số DO 47 Hình 3.12 Thơng số DO nước sông Cầu huyện Chợ Mới thể phần mềm .48 Hình 3.13 Bảng tình đường chuẩn mẫu NH4+ dựa vào số liệu phân tích .49 viii Trường ĐH Cơng nghiệp Thực phẩm Tp.HCM Khoa Cơng nghệ Hóa học Hình 3.17.Bảng kết báo cáo thơng số N_NH4+ từ trạm quan trắc 3.4.2 Thông số N_NH4+ đồ ArcGIS nhận xét Nhận xét: Theo kết phân tích thơng số N_NH4+ từ trạm quan trắc tất điểm mẫu đạt mức tốt WQI=100 đạt cột A1 so với QCVN 08MT:2015/BTNMT, mẫu thích hợp để sừ dụng cho mục đích cấp nước sinh hoạt sau áp dụng xử lý thông thường, bảo tồn động vật thủy sinh mục đích khác Bản đồ thơng số N_NH4+ đồ ArcGIS lấy điểm sông Cầu thuộc huyện Chợ Mới tỉnh Bắc Kạn Hình 3.18: GVHD: 52 Trường ĐH Công nghiệp Thực phẩm Tp.HCM Khoa Cơng nghệ Hóa học Hình 3.18 Thơng số N_NH4+ nước sông Cầu huyện Chợ Mới thể phần mềm 3.5 P_PO43- môi trường nước mặt 3.5.1 Bảng thông số excel 3.5.1.1 Nhập liệu từ số liệu phân tích GVHD: 53 Trường ĐH Cơng nghiệp Thực phẩm Tp.HCM Khoa Cơng nghệ Hóa học Số liệu phân tích thơng số PO43- tính theo mg/L độ hấp thu A 3.5.1.1 dựa vào tiêu chuẩn TCVN 6202:2008 so sánh với quy chuẩn QCVN 08-MT: 2015/ BTNMT WQI Bảng tính đường chuẩn, phương trình hồi quy mẫu thông số PO43- dựa vào số liệu phân tích Hình 3.19: Hình 3.19 Bảng tình đường chuẩn mẫu PO43- dựa vào số liệu phân tích Hàm cơng thức tính hệ số a phương trình hồi quy thông số PO43- excel: =SLOPE(B5:G5,B4:G4) Hàm cơng thức tính hệ số b phương trình hồi quy thông số PO43- excel: =INTERCEPT(B5:G5,B4:G4) Hàm công thức phương trình hồi quy hồn chỉnh thơng số PO43- excel: =IF(G7>0,CONCATENATE("y=",ROUND(D7,4),"x","+",ROUND(G7,4)), CONCATENATE("y=",ROUND(D7,4),"x",ROUND(G7,4))) Tính giá trị kết mẫu(mg/L) thơng số PO43-: =(H5-$G$7)/$D$7 Tính giá trị trung bình mẫu thơng số PO43-: =AVERAGE(H8:J8) Hàm cơng thức tính độ lệch chuẩn SD thơng số PO43-: =STDEV(H8:J8) Hàm công thức biểu diễn kết giá trị mẫu theo đơn vị mg/L thông số NH4: =CONCATENATE(ROUND(H9,4),"+-",ROUND(H10,4)) Bảng tính giá trị WQI thơng số P_PO43- dựa vào số liệu phân tích so sánh với QCVN 08-MT:2015/BTNMT Hình 3.20: GVHD: 54 Trường ĐH Cơng nghiệp Thực phẩm Tp.HCM Khoa Cơng nghệ Hóa học Hình 3.20.Bảng tính giá trị WQI P_PO43- dựa vào số liệu phân tích Hàm cơng thức tính mẫu thơng số P_PO43- từ NH4 excel: =H8*32/98 Hàm công thức tính trung bình mẫu thơng số P_PO43-: =AVERAGE(B28:B30) Cơng thức tính giá trị qi thơng số P_PO43-dựa theo Bảng 2.9 excel: =IF(B28 =4,10,INDEX($B$56:$B$60,MATCH(B28,$I$56: $I$60)) )) Công thức tính giá trị qi+1 thơng số P_PO43- dựa theo Bảng 2.9 excel: =IF( B28=4,10,INDEX($B$56:$B$60,MATCH(B28,$I$56:$I$60)+1))) Cơng thức tính giá trị Bpi thông số P_PO43- dựa theo Bảng 2.9 excel: =IF( B28=4,10,INDEX($I$56:$I$60,MATCH(B28,$I$56:$I$60)))) Cơng thức tính giá trị BPi+1 thông số P_PO43- dựa theo Bảng 2.9 excel: =IF(B28=4,10,INDEX($I$56:$I$60,MATCH(B28,$I$56:$I$60)+1)) Cơng thức tính giá trị WQI thơng số P_PO43- dựa vào Biểu thức 2.1 excel: =IF(C28=D28,C28,(C28-D28)/(F28-E28)*(F28-B28)+D28) Xét tiêu P_PO43- đạt chuẩn sử dụng so với QCVN 08-MT:2015/BTNMT dựa theo Bảng 2.8 với hàm công thức excel: =IF(B282,"Vượt tiêu chuẩn",INDEX($A$64:$D$64,MATCH(B28,$A$65:$D$65)))) Bảng báo cáo kết WQI thông số phosphate P_PO43- dựa vào số liệu phân tích Hình 2.21: Hàm cơng thức xét thơng số P_PO43- đạt chuẩn sử dụng với QCVN 08MT:2015/BTNMT dựa theo Bảng 2.8 với hàm công thức excel: =IF(B282,"Vượt tiêu chuẩn", INDEX($A$65: $D$65, MATCH(B28,$A$66:$D$66)))) Nhận xét: Theo kết phân tích thơng số P_PO43-, tất điểm mẫu đạt mức tốt WQI=100 đạt cột A1 so với QCVN 08-MT:2015/BTNMT, mẫu thích hợp để sừ dụng cho mục đích cấp nước sinh hoạt sau áp dụng xử lý thông thường, bảo tồn động vật thủy sinh mục đích khác GVHD: 55 Trường ĐH Công nghiệp Thực phẩm Tp.HCM Khoa Công nghệ Hóa học Hình 3.21.Kết báo cáo thơng số P_PO43- theo số liệu phân tích 3.5.1.2.Nhập liệu từ thơng số quan trắc Vùng nhập liệu thông số P_PO43- lấy từ trạm quan trắc, có điểm lấy phân sông Cầu thuộc huyện Chợ Mới Hình 3.22: Hình 3.22.Vùng nhập liệu tính WQI thơng số P_PO43- từ trạm quan trắc Các hàm tính WQI thông số P_PO43- từ trạm quan trắc tương tự phần 3.5.1.1 cần thay cột phần 3.5.1.1 cột bảng thông số từ trạm quan trắc Bảng báo cáo kết thông số P_PO43- từ trạm quan trắc Hình 3.23: Các hàm tính bảng kết báo cáo thơng số P_PO43- từ trạm quan trắc tương tự bảng kết báo cáo thông số P_PO43- từ số liệu phân tích phần 3.5.1.2 Nhận xét: Từ bảng báo cáo thông số P_PO43- từ trạm quan trắc, ta thấy điểm lấy điều đạt chất lượng tốt theo WQI=100 đạt cột A1 so với QCVN 08-MT:2015/BTNMT đạt chất lượng tốt GVHD: 56 Trường ĐH Công nghiệp Thực phẩm Tp.HCM Khoa Cơng nghệ Hóa học Hình 3.23.Bảng kết báo cáo thông số P_PO43- từ trạm quan trắc 3.5.2.Thông số P_PO43- đồ ArcGIS nhận xét Nhận xét:Theo bảng số liệu vùng nhập liệu bảng báo cáo kết thông số P_PO43ta thấy điểm đạt WQI=100 so với đạt cột A mức tốt Bản đồ thông số P_PO43- cho thấy sông Cầu đạt tiêu WQI=100 mức tốt từ 90-100, so QCVN 08-MT:2015/BTNMT P_PO43- =91,G49=76,G49=51 ,G49=26,G49=10,G49= 91,G3=76,G3=51,G3=26,G3=10,G3