TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
Ô nhiễm nước
Theo Điều 2 Luật Tài nguyên nước, ô nhiễm nước được định nghĩa là sự thay đổi về tính chất vật lý, hóa học và thành phần sinh học của nước, không đạt tiêu chuẩn kỹ thuật cho phép Hiện tượng này gây ra tác động tiêu cực đến sức khỏe con người và hệ sinh thái.
1.1.2 Nguyên nhân (Phạm Ngọc Hồ và các cộng sự, 2010)
Sự ô nhiễm các nguồn nước có thể xảy ra do 2 nguyên nhân chính là ô nhiễm tự nhiên và ô nhiễm nhân tạo
Quá trình phát triển và suy tàn của thực vật, động vật trong nguồn nước, cùng với nước mưa rửa trôi các chất ô nhiễm từ bề mặt đất, là nguyên nhân chính gây ô nhiễm nguồn nước.
Là do mƣa,tuyết tan, lũ lụt,gió bão… hoặc do các sản phẩm hoạt động sống của sinh vật, kể cả xác chết của chúng
Cây cối và sinh vật chết sẽ bị vi sinh vật phân hủy thành chất hữu cơ Một phần chất này ngấm vào lòng đất, gây ô nhiễm nước ngầm, hoặc hòa vào dòng nước lớn qua hệ thống nước ngầm.
Lũ lụt có thể làm ô nhiễm nguồn nước, khuấy động chất bẩn trong hệ thống cống rãnh và mang theo nhiều chất thải độc hại từ các bãi rác, cũng như cuốn theo các hóa chất đã được lưu trữ trước đó.
Nước lụt có thể bị ô nhiễm bởi hóa chất từ nông nghiệp và công nghiệp, cũng như từ các tác nhân độc hại tại khu phế thải Công nhân làm việc gần các công trường công nghiệp bị lụt có nguy cơ tiếp xúc với nước ô nhiễm hóa chất Mặc dù ô nhiễm nước do các yếu tố tự nhiên như núi lửa, xói mòn, bão và lụt có thể xảy ra và gây hậu quả nghiêm trọng, nhưng chúng không phải là nguyên nhân chính dẫn đến sự suy thoái chất lượng nước toàn cầu.
Chủ yếu là do các hoạt động của con người như xả thải nước thải sinh hoạt, công nghiệp, nông nghiệp vào nguồn nước
Trong quá trình sinh hoạt và sản xuất, con người không chỉ khai thác tài nguyên thiên nhiên mà còn thải ra một lượng lớn chất thải, bao gồm chất thải rắn, khí thải và nước thải Nước thải từ các hoạt động sinh hoạt, nông nghiệp và công nghiệp, nếu không được xử lý triệt để, sẽ ảnh hưởng nghiêm trọng đến chất lượng nguồn nước, góp phần gây ô nhiễm nước.
Trước hết, phải kể đến các hoạt động công nghiệp của con người, là một trong những hoạt động gây tác động đến môi trường nước tương đối lớn
Nước thải công nghiệp là nước thải phát sinh từ các cơ sở sản xuất công nghiệp, tiểu thủ công nghiệp và giao thông vận tải, với thành phần không đồng nhất tùy thuộc vào ngành sản xuất cụ thể Chẳng hạn, nước thải từ các xí nghiệp chế biến thực phẩm thường chứa nhiều chất hữu cơ, trong khi nước thải từ các xí nghiệp thuộc da có thể chứa kim loại nặng và sulfua Mức độ ô nhiễm nước ở các khu công nghiệp và khu chế xuất rất cao, và đáng lo ngại là nhiều cơ sở sản xuất chưa có hệ thống xử lý nước thải và khí thải phù hợp để bảo vệ môi trường.
Ngoài ra, các hoạt động sinh hoạt của con người cũng gây ra các vấn đề ô nhiễm nguồn nước khá nghiêm trọng
Nước thải sinh hoạt là nước thải phát sinh từ hộ gia đình, bệnh viện, khách sạn và trường học, chứa các chất thải trong quá trình sinh hoạt của con người Thành phần chính của nước thải này bao gồm các chất hữu cơ dễ phân hủy, chất dinh dưỡng như photpho và nitơ, cùng với chất rắn và vi trùng Lượng nước thải và tải lượng chất thải phụ thuộc vào mức sống và lối sống của mỗi người, với mức sống cao hơn thường dẫn đến lượng nước thải lớn hơn Ở nhiều khu vực, nước thải không được xử lý và quay trở lại vòng tuần hoàn, tạo điều kiện cho bệnh tật lây lan và ô nhiễm môi trường Nước thải không được xử lý chảy vào sông, rạch và ao hồ, gây thiếu hụt oxy, ảnh hưởng đến sự sống của động vật và thực vật.
Hoạt động nông nghiệp đã gây ra những tác động nghiêm trọng đến môi trường nước, chủ yếu thông qua chăn nuôi gia súc và sản xuất nông nghiệp Phân và nước tiểu từ gia súc, cùng với thức ăn thừa không được xử lý, đã làm ô nhiễm nguồn nước Hơn nữa, việc sử dụng thuốc trừ sâu và phân bón chứa hóa chất độc hại từ các loại cây trồng như lúa, dưa, rau cũng là nguyên nhân chính gây ô nhiễm nước ngầm và nước mặt Nhiều nông dân sử dụng thuốc bảo vệ thực vật gấp ba lần liều khuyến cáo và vẫn tiếp tục dùng các loại thuốc đã bị cấm như Aldrin và Thiodol Việc thiếu trang bị bảo hộ lao động trong quá trình bón phân và phun thuốc, cùng với việc không có kho lưu trữ an toàn cho hóa chất, đã dẫn đến tình trạng thuốc được cất giữ không đúng cách, thậm chí gần nơi sinh hoạt Vỏ chai thuốc sau khi sử dụng thường bị vứt bỏ bừa bãi, góp phần làm gia tăng ô nhiễm môi trường.
Tình trạng ô nhiễm nước trên Thế giới và Việt Nam
1.2.1 Tình trạng ô nhiễm nước trên Thế giới [Nguyễn Hồng Thái và các cộng sự, 2013]
Nước là tài nguyên quý giá, nhưng không phải ai cũng nhận thức được điều này Hiện nay, hơn 1 tỷ người đang thiếu từ 20-50 lít nước sạch mỗi ngày cho nhu cầu cơ bản như ăn uống và tắm giặt, trong khi đó, nhiều người vẫn đang lãng phí nước.
Mỗi ngày, trái đất phải đối mặt với khoảng 2 triệu tấn chất thải sinh hoạt bị đổ ra sông hồ và biển cả, trong khi 70% lượng chất thải công nghiệp chưa qua xử lý được xả thẳng vào nguồn nước tại các quốc gia đang phát triển Đây là thông tin được Viện nước quốc tế (SIWI) công bố tại Tuần lễ nước thế giới diễn ra tại Stockholm, Thụy Điển vào ngày 5/9/2008.
Trong thập niên 60, ô nhiễm nước ở cả lục địa và đại dương gia tăng nhanh chóng, phản ánh sự phát triển mạnh mẽ của ngành công nghiệp Sự gia tăng này cho thấy mối liên hệ chặt chẽ giữa tiến bộ công nghiệp và tình trạng ô nhiễm môi trường, với nhiều ví dụ tiêu biểu minh chứng cho thực trạng đáng lo ngại này.
Các đại dương lớn trên thế giới, nơi chứa hầu hết lượng nước của trái đất, đang phải đối mặt với tình trạng ô nhiễm nghiêm trọng Mặc dù nước trong đại dương lưu thông thường xuyên, nhưng mức độ ô nhiễm lại khác nhau tùy thuộc vào từng khu vực Nhiều vùng biển đang bị ô nhiễm nặng nề, đe dọa sự sống của động vật biển, chủ yếu do ô nhiễm từ đất liền và giao thông vận tải biển Đặc biệt, bờ biển Barrow, Alaska đã trở thành nơi tích tụ rác thải, trong khi ô nhiễm nước ngọt cũng đang trở nên trầm trọng hơn.
Từ năm 1932 đến 1968, thảm họa ô nhiễm thủy ngân xảy ra tại Nhật Bản khi nhà máy hóa chất Chisso xả thải nước độc hại chưa qua xử lý vào vịnh Minamata và biển Shiranui.
Theo Med.org.jp, chất thải sinh học tích tụ trong hải sản tại khu vực biển này đã gây ra tình trạng nhiễm độc thủy ngân cho người dân và động vật địa phương Bệnh do nhiễm độc thủy ngân ở đây được biết đến với tên gọi bệnh Minamata.
Vụ nhiễm độc đầu tiên đƣợc phát hiện năm 1956 nhƣng phải đến năm
Vào năm 1968, chính quyền Nhật Bản đã xác nhận rằng bệnh Minamata do nhà máy Chisso xả thải gây ô nhiễm, dẫn đến hậu quả nghiêm trọng kéo dài suốt 36 năm Những người nhiễm độc gặp phải các triệu chứng như co giật, chân tay co quắp và không thể nói Nhiều thai nhi sinh ra bị dị dạng, gần 2.000 người đã tử vong và khoảng 10.000 người bị ảnh hưởng Động vật như chó, mèo cũng bị nhiễm độc và chết, trong khi cá biển chết trôi dạt đầy bờ Đến năm 2004, tập đoàn Chisso đã phải bồi thường 86 triệu USD cho các nạn nhân và được yêu cầu làm sạch khu vực biển bị ô nhiễm Bệnh Minamata vẫn được coi là một trong bốn căn bệnh nghiêm trọng nhất do ô nhiễm môi trường tại Nhật Bản, với hậu quả kéo dài đến ngày nay, khi các nạn nhân hiện đã ngoài 40-50 tuổi, sống tách biệt và cần sự chăm sóc từ gia đình Các vụ kiện chống lại Chisso và chính quyền địa phương vẫn đang tiếp tục diễn ra.
Tại Trung Quốc, một vụ ô nhiễm thủy ngân tương tự như ở Nhật Bản đã xảy ra Theo nghiên cứu năm 2010 của Học viện Môi trường thuộc Đại học Đồng Tế ở Thượng Hải, Công ty hóa chất công nghiệp Cát Lâm, hiện là Công ty dầu khí Cát Lâm, đã thải ra 114 tấn thủy ngân và 5,4 tấn methylmercury vào sông Tùng Hoa trong khoảng thời gian từ năm 1958 đến 1982.
Các ca bệnh thần kinh nghi do nhiễm độc thủy ngân đã được ghi nhận lần đầu vào năm 1965 Đến năm 1973, hàm lượng thủy ngân trong tóc ngư dân vùng thượng lưu thành phố Cát Lâm đạt 52,5 mg/kg, vượt xa mức cho phép 1,8 mg/kg theo tiêu chuẩn của Tổ chức Y tế Thế giới (WHO) Tháng 7/1973, chính quyền Cát Lâm tiến hành điều tra ô nhiễm sông Tùng Hoa Mặc dù đến năm 1976, chính quyền Trung Quốc mới thừa nhận sự tồn tại của bệnh Minamata, nhưng nhà máy chỉ giảm lượng xả thủy ngân mà không ngừng hoàn toàn và bắt đầu xử lý nước Hiện tượng không có tôm cá xuất hiện dọc 100 km hạ lưu sông qua thành phố Cát Lâm cho thấy mức độ ô nhiễm nghiêm trọng.
Năm 1978, chính phủ yêu cầu nhà máy hóa chất Cát Lâm thực hiện công tác làm sạch ô nhiễm trong vòng ba năm Quá trình làm sạch sông bắt đầu vào tháng 3/1979 và hoàn thành vào cuối năm 1980, với tổng lượng nước được xử lý lên tới 192.000 tấn.
1988, chính quyền bồi thường cho ngư dân vùng bị ô nhiễm gần 4 triệu NDT (khoảng 2,56 triệu USD theo tỷ giá năm 1979)
Trung Quốc chưa công bố số liệu cụ thể về số người nhiễm bệnh Minamata tại khu vực sông Tùng Hoa Một nghiên cứu của Thư viện Y khoa Mỹ (PMC) vào tháng 9/2010 cho thấy, mặc dù nồng độ thủy ngân trong nước sông đã giảm, nhưng cần vài thập kỷ hoặc lên đến 100 năm để nồng độ này trở về mức ban đầu Nồng độ thủy ngân trong cá tuy giảm hơn 90% so với năm 1975, nhưng vẫn cao hơn mức bình thường từ 2-7 lần và dự kiến ít nhất 10 năm nữa mới đạt mức độ bình thường Tương tự, vụ nổ giàn khoan của BP ngoài khơi Louisiana vào năm 2010 đã gây ra sự cố tràn dầu Deepwater Horizon, theo New York Times.
Thảm họa giàn khoan di động nước sâu Horizon xảy ra khi khoan dầu thô ở độ sâu 1.500 m tại mỏ dầu khí Macondo Prospect, dẫn đến khí thoát ra từ giếng dầu với áp suất cao phát nổ, gây ra cái chết của 11 người và làm 17 người khác bị thương.
Giàn khoan bốc cháy và chìm xuống biển, dẫn đến việc gần 5 triệu thùng dầu tràn vào vịnh Mexico, gây hại cho các hệ sinh thái và ảnh hưởng nghiêm trọng đến ngành ngư nghiệp cũng như du lịch của các quốc gia trong khu vực Đây được xem là sự cố môi trường lớn nhất trong lịch sử nước Mỹ.
Vụ tràn dầu đã tác động tiêu cực đến hơn 400 loài sinh vật biển, với nồng độ dầu thô trong cá ở vùng Vịnh vẫn cao hơn mức bình thường sau 5 năm thảm họa, theo Cơ quan Khí tượng Thủy văn Mỹ (NOAA) Hệ quả là nhiều cá gặp phải dị tật tim bẩm sinh và chết sớm.
Theo NOAA, vụ tràn dầu có tác động lâu dài đến môi trường nhiều hơn chúng ta tưởng Trong một nghiên cứu, 32 con cá heo được quan sát cho thấy nhiều con bị nhẹ cân, thiếu máu, mắc bệnh phổi và bệnh gan Đặc biệt, nồng độ hormone giúp giảm căng thẳng và điều tiết trao đổi chất ở những con cá heo này cũng giảm đến một nửa.
Phương pháp chỉ số đánh giá chất lượng nước của Mỹ WQI
Chỉ số chất lượng nước (WQI) là một chỉ số quan trọng, được tính toán dựa trên các thông số quan trắc chất lượng nước Nó giúp mô tả định lượng về chất lượng nước và khả năng sử dụng của nguồn nước, thể hiện qua một thang điểm cụ thể.
WQI (Water Quality Index) đƣợc xuất hiện đầu tiên ở Mỹ vào thập niên
Chỉ số WQI (Water Quality Index) đã được áp dụng rộng rãi ở nhiều quốc gia, bao gồm Ấn Độ, Canada, Chile, Anh, Đài Loan, Úc và Malaysia Một trong những bộ chỉ số nổi tiếng là WQI-NSF do Quỹ vệ sinh Quốc gia Mỹ (NSF) phát triển Tại Việt Nam, nhiều nghiên cứu đã được thực hiện để áp dụng các bộ chỉ số chất lượng nước như WQI-2 và WQI-4, nhằm đánh giá chất lượng nước sông Sài Gòn tại Phú Cường, Bình Phước và Phú An trong giai đoạn 2003-2007.
Trong lĩnh vực quản lý môi trường, các nhà nghiên cứu thường phải xử lý khối lượng lớn dữ liệu về chất lượng môi trường Để giải quyết vấn đề này, chỉ số chất lượng môi trường (EQI) đã được phát triển như một giải pháp mới Trong đó, chỉ số chất lượng nước (WQI) là một thành phần quan trọng, được tính toán từ nhiều thông số chất lượng nước theo một phương pháp xác định.
WQI, hay chỉ số chất lượng nước, được sử dụng để đánh giá mức độ ô nhiễm của nước, với thang điểm từ 0 đến 100 Trong đó, điểm số 0 thể hiện chất lượng nước kém nhất, trong khi điểm số 100 thể hiện chất lượng nước tốt nhất.
Việc sử dụng WQI có nhiều ƣu điểm:
Phương pháp này cho phép rút gọn một lượng lớn dữ liệu từ nhiều thông số vật lý, hóa học và vi sinh thành một con số đơn giản, nhờ vào quy trình dễ dàng và có tính lặp lại.
Kết quả từ các phép toán toán học cho phép đánh giá và phân loại khách quan chất lượng nước, đồng thời hỗ trợ so sánh chất lượng nước theo không gian và thời gian.
- Thích hợp với việc tin học hoá nên thuận lợi cho quản lý và cung cấp thông tin cho cộng đồng
Tuy nhiên, nó cúng tồn tại 1 số hạn chế sau:
- Thiếu sự nhất trí về cách tiếp cận chung để thiết kế chỉ số WQI
- WQI không bao hàm thông tin về hiệu quả kinh tế có đƣợc từ sự cải thiện CLN
Vào tháng 07 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, nhằm thống nhất phương pháp tính toán chỉ số CLN.
Người ta đã thống nhất chọn 9 thông số chất lượng nước quan trọng nhất trong số 35 thông số đƣợc đƣa ra
Bảng 1.1 Mức quan trọng và trọng số của 9 thông số WQI
TT Thông số Hệ số quan trọng
Một số công trình nghiên cứu về quản lý chất lượng nước sông tại Việt
Việt Nam, với mạng lưới sông ngòi dày đặc, hàng năm vận chuyển khoảng 839 tỉ m³ nước và hàng trăm triệu tấn phù sa, tạo thành nguồn tài nguyên quý giá cho sản xuất và đời sống Các sông ở nước ta không chỉ giàu nước mà còn chứa hàm lượng phù sa rất lớn, góp phần quan trọng vào sự phát triển nông nghiệp và kinh tế.
Sông ngòi Việt Nam đóng vai trò quan trọng với tổng lượng phù sa trôi theo dòng nước trên 200 triệu tấn/năm và tiềm năng thuỷ năng khoảng 30 triệu kW, trong đó hệ thống sông Hồng chiếm 11 triệu kW Mặc dù có giá trị lớn cho kinh tế, vấn đề ô nhiễm môi trường nước sông vẫn chưa được chú trọng Do đó, việc nghiên cứu đánh giá chất lượng nước sông và đề xuất giải pháp cải thiện chất lượng nước là rất cần thiết và cấp bách Nhiều công trình nghiên cứu đã được thực hiện nhằm giảm thiểu ô nhiễm và quản lý tài nguyên nước hiệu quả.
Năm 2008, Khuất Thị Thủy tại Trường Đại học Lâm Nghiệp đã thực hiện nghiên cứu về tình trạng ô nhiễm và quản lý chất lượng nước sông Nhuệ ở Hà Đông, Hà Tây Đề tài đã đánh giá mức độ ô nhiễm trong lưu vực sông, xác định nguyên nhân gây ô nhiễm và thực trạng quản lý hiện tại Tuy nhiên, nghiên cứu chưa đi sâu vào các nguyên nhân trực tiếp và gián tiếp dẫn đến những hạn chế trong quản lý, dẫn đến các giải pháp đưa ra còn mang tính chất chung và chưa phù hợp với thực tế của khu vực nghiên cứu.
Bài viết "Đánh giá chất lượng môi trường nước sông Lô đoạn chảy qua tỉnh Vĩnh Phúc và đề xuất biện pháp quản lý tài nguyên nước trên đoạn sông này" của Nguyên Lựu Hương (2013) đã phân tích mối quan hệ nhân quả giữa các hoạt động kinh tế xã hội và quá trình tự nhiên đối với chất lượng nước sông Lô, cung cấp cái nhìn tổng quan và thực tế về khu vực nghiên cứu Bài viết cũng đánh giá hiện trạng môi trường nước sông Lô và đề xuất các giải pháp quản lý, tuy nhiên, các giải pháp này chưa được cụ thể hóa và phù hợp với tình hình thực tế của lưu vực sông Lô.
Bài viết "Đánh giá hiện trạng nước sông Bùi đoạn chảy qua huyện Lương Sơn Hòa Bình – thị trấn Xuân Mai, Chương Mỹ Hà Nội" của Nguyễn Thị Thu Phúc (2016) đã thống kê các tác nhân tự nhiên và nhân tạo ảnh hưởng đến chất lượng nước sông Bùi Nghiên cứu đánh giá chất lượng nước dựa trên tiêu chuẩn QCVN và chỉ số WQI, đồng thời đề xuất một số biện pháp cải thiện chất lượng nước Tuy nhiên, nghiên cứu này chưa phân tích chi tiết về tác động của các yếu tố đến các chỉ tiêu chất lượng nước.
Nguyễn Thùy Dương đã thực hiện đề tài nghiên cứu về chất lượng nước sông Bùi từ đầu nguồn đến thị trấn Xuân Mai, Chương Mỹ, Hà Nội vào năm 2016 Đề tài này đã cung cấp thêm dữ liệu về chất lượng nước, tuy nhiên vẫn chưa khắc phục được những thiếu sót so với nghiên cứu trước đó của Nguyễn Thị Thu Phúc.
Năm 2011, Vũ Thị Hồng Nghĩa từ Trường Đại học Khoa học Tự nhiên đã thực hiện nghiên cứu luận văn thạc sỹ với đề tài “Nghiên cứu quản lý chất lượng nước Sông Cầu tại tỉnh Thái Nguyên”, nhằm đánh giá khách quan chất lượng nước sông Cầu Nghiên cứu phân chia sông Cầu thành nhiều đoạn dựa trên điều kiện kinh tế, tự nhiên và xã hội để xác định chất lượng nước từng đoạn, từ đó phản ánh toàn bộ tình trạng ô nhiễm Đề tài đã xác định rõ các nguyên nhân gây ô nhiễm cho từng đoạn sông và đề xuất 5 nhóm giải pháp quản lý nhằm giảm thiểu ô nhiễm và cải thiện chất lượng nước, dựa trên luật môi trường và quy hoạch hiện hành tại Thái Nguyên Tuy nhiên, nghiên cứu chưa đưa ra các biện pháp kỹ thuật và công nghệ chuyên sâu trong xử lý nguồn nước sông.
MỤC TIÊU- ĐỐI TƯỢNG - NỘI DUNG- PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
NGHIÊN CỨU 2.1 Mục tiêu nghiên cứu
2.1.1 Mục tiêu chung Đề tài nghiên cứu góp phần cung cấp cơ sở khoa học và thực tiễn nhằm có cái nhìn trực quan hơn về vấn đề chất lượng nước lưu vực sông nói chung và của lưu vực sông Bùi nói riêng, từ đó đề xuất ra biện pháp đảm bảo được chất lượng sống cho người dân trong lưu vực
Đánh giá chất lượng nước sông Bùi đoạn chảy qua huyện Chương Mỹ, Hà Nội và huyện Lương Sơn, Hòa Bình được thực hiện dựa trên các thông số quan trọng như pH, TSS, DO, BOD5, COD và NO2 Những chỉ số này phản ánh mức độ ô nhiễm và tình trạng sức khỏe của hệ sinh thái nước, từ đó cung cấp cái nhìn tổng quan về chất lượng nước trong khu vực.
- Xác định ảnh hưởng của lưu lượng dòng chảy đến chất lượng nước
- Đối tượng: Nước mặt sông Bùi đoạn chảy qua huyện Chương Mỹ Hà Nội và huyện Lương Sơn Hòa Bình
- Đánh giá đặc điểm chất lượng nước sông Bùi tại khu vực nghiên cứu theo QCVN 08:2008/BTNMT và chỉ số WQI
- Xác định đặc điểm lưu lượng dòng chảy sông Bùi
- Xác định ảnh hưởng của lưu lượng đến chất lượng nước sông Bùi
2.4 Phương pháp nghiên cứu Để thực hiện các nội dung nghiên cứu này, đề tài chủ yếu sử dụng phương pháp điều tra thực địa (khảo sát theo tuyến và lấy mẫu), phỏng vấn các hộ dân hai bên bờ sông và phân tích trong phòng thí nghiệm
2.4.1 Phương pháp khảo sát theo tuyến
Dựa vào phương pháp này làm cơ sở để lựa chọn vị trí lấy mẫu
+ Phương pháp này sử dụng nhằm xác định nguồn gây ô nhiễm dọc theo hai bên bờ sông của khu vực điều tra
+ Quan sát và xác định các yếu tố sau: màu, mùi từ đó đánh giá sơ bộ chất lượng nước và xác định các điểm lấy mẫu
Kết quả điều tra cho thấy nước sông Bùi không đồng nhất qua các khúc sông, vì vậy tôi đã chọn 03 điểm lấy mẫu ở các vị trí thượng lưu, trung lưu và hạ lưu để xác định chất lượng nước Các vị trí này đại diện cho chất lượng nước tại từng khúc sông Để đánh giá chất lượng nước theo thời gian, tôi đã so sánh với kết quả khóa luận của Đỗ Thị Thu Phúc.
2.4.2 Phương pháp lấy mẫu nước dùng để đánh giá chất lượng nước sông
Mẫu nước được thu thập từ ba vị trí khác nhau dọc theo sông Bùi, bao gồm điểm thượng lưu tại xã Lâm Sơn, huyện Lương Sơn, tỉnh Hòa Bình; điểm trung lưu tại xã Đầm Rái; và điểm hạ lưu tại vị trí hợp lưu với sông Tích tại thị trấn Xuân Mai.
Hình 2.1 Sơ đồ lấy mẫu
Nguyên tắc lấy mẫu nước bao gồm việc không làm xáo trộn các tầng nước và đảm bảo mẫu nước có tính đại diện cao Cần tránh lấy mẫu ở những khu vực đặc biệt như vùng nước đọng, nơi có cỏ dại mọc nhiều và nước xâm nhập Dụng cụ lấy mẫu và chứa mẫu phải được rửa sạch bằng các chất tẩy rửa và dung dịch axit để giảm thiểu sự biến đổi của mẫu Đối với phân tích vi sinh vật, dụng cụ lấy mẫu cần phải được vô trùng.
Xử lý ban đầu mẫu là bước quan trọng trong nghiên cứu, nhằm đảm bảo nồng độ chất trong mẫu ổn định từ khi lấy mẫu đến khi phân tích Công đoạn này giúp ngăn ngừa hiện tượng kết tủa và phân hủy chất phân tích, đảm bảo độ chính xác của kết quả nghiên cứu.
Dụng cụ lấy mẫu nước chuyên dụng bao gồm chai nhựa polyme 1 lít và gậy inox dài 1,2m Gậy được trang bị đầu lắp bình nhựa và đầu cho nước chảy vào, với phần điều chỉnh giúp lấy mẫu ở cả nơi có dòng chảy mạnh và nơi nước tĩnh, tùy thuộc vào vị trí lấy mẫu.
Để lấy mẫu nước, đầu tiên, ta lắp chai vào dụng cụ lấy mẫu và thả chai xuống vị trí lấy mẫu Khi nước trong chai đã đầy, kéo từ từ chai lên và tháo chai ra khỏi gậy chuyên dụng, sau đó đậy nắp chai thật chặt Tiếp theo, dán nhãn vào chai và ghi đầy đủ thông tin về mẫu nước lên nhãn Để bảo quản mẫu, cho các hóa chất tinh khiết theo từng tiêu chí cần phân tích Cuối cùng, cho các mẫu nước vào thùng bảo quản và vận chuyển đến phòng thí nghiệm.
Vận chuyển mẫu là quá trình chuyển giao mẫu từ địa điểm lấy mẫu về phòng phân tích Để đảm bảo chất lượng mẫu, trước khi vận chuyển, cần bảo quản mẫu an toàn trong các dụng cụ chuyên dụng, nhằm tránh nhiễm bẩn và mất màu.
Sau khi các mẫu nước được vận chuyển đến phòng thí nghiệm, chúng sẽ được phân tích các chỉ tiêu như COD, BOD5, TSS, Fe 3+, PO 3-4, NO 2-2, NO - 3, độ đục và Coliform Sau khi hoàn tất việc phân tích, mẫu nước thừa sẽ được bảo quản trong tủ lạnh sâu cho đến khi kết thúc đợt nghiên cứu.
- Vị trí và thời gian lấy mẫu:
Sau khi khảo sát tuyến, chúng tôi đã xác định các vị trí lấy mẫu Đề tài tiến hành lấy 3 mẫu tại 3 địa điểm khác nhau, bao gồm thượng lưu, trung lưu và hạ lưu.
Bảng 2.1: Vị trí và thời gian lấy mẫu
Vị trí Tọa độ Ngày 2/3 Ngày 9/3 Ngày
Bảng 2.2: Đặc điểm vị trí lấy mẫu năm 2016 ( Theo Khóa luận của Đỗ Thị Thu Phúc)
Lƣợng mƣa (mm) Đặc điểm vị trí lấy mẫu Thượng lưu Trung lưu Hạ lưu
15/2 0 Bên bờ phải là nhà dân, có trồng rau cạnh bờ sông, bên bờ trái là thảm thực vật, cỏ lau sậy cây bụi
Bên bờ phải là cánh đồng ngô, bờ trái là trồng rau, và ruộng lúa
Bên bờ trái, người dân trồng rau, trong khi bờ phải, các hộ dân gần sông xả nước thải sinh hoạt trực tiếp xuống sông Khu vực bờ sông cũng bị ô nhiễm bởi nhiều rác thải sinh hoạt.
Bảng 2.3: Đặc điểm vị trí lấy mẫu năm 2017
Lƣợng mƣa (mm) Đặc điểm vị trí lấy mẫu Thượng lưu Trung lưu Hạ lưu
2/3 1,25 Bên bờ phải và bờ trái là nhà dân, có trồng rau cạnh bờ sông, thảm thực vật, cỏ lau sậy cây bụi
Bên bờ phải là cánh đồng ngô, bờ trái là trồng rau, và ruộng lúa
Bên bờ trái các hộ dân trồng rau, bờ phải là nhà dân, cùng trường học, đường nước thải, rác thải xuống bờ sông
2.4.3 Phương pháp phân tích mẫu Đề tài tiến hành phân tích các thông số: pH, TSS, Độ đục, coliform,
+ Các chỉ tiêu: pH, DO ta tiến hành xác định bằng phương pháp đo nhanh tại hiện trường
+ Các chỉ tiêu: Độ dục, coliform, TSS, BOD 5 , COD, NO - 2 , NH 4 + ,
-,Fe ta tiến hành phân tích trong phòng thí nghiệm
Bảng 2.4: Các phương pháp phân tích mẫu
TT Tên chỉ Tiêu Phương pháp xác định
2 Hàm lƣợng Oxy hòa tan trong nước – DO
3 Độ đục Dùng thiết bị đo nhanh để xác định độ đục
4 Chất rắn lơ lửng (TSS) Phương pháp phân tích trọng lượng
5 Nhu cầu oxi sinh học (BOD5) TCVN 6001-1995 (ISO 5815-1989)
6 Nhu cầu oxi hóa học TCVN 6491-1999 (ISO 6060-1989)
7 Hàm lượng PO 4 3- Phương pháp đo quang
9 Hàm lượng NO 3 - Phương pháp đo quang
- Phương pháp đo quang với thuốc thử
11 Hàm lượng sắt tổng Phương pháp đo quang với thuốc thử axit sunfosalixilic
* Xác định pH của nước:
TCVN 6492-1999 (ISO 10523-1994) - Chất lượng nước – Xác định pH
Ta tiến hành đo bằng máy đo pH cầm tay để xác định thông số pH, ngay tại vị trí lấy mẫu
- Rửa sạch điện cực bằng bình tia nước cất
- Bật máy và nhúng điện cực vào nước tại vị trí lấy mẫu Đợi đến khi các giá trị cần đo trên máy ổn định rồi đọc kết quả
- Rửa sạch lại điện cực bằng nước cất
* Xác định hàm lượng oxi hòa tan trong nước (DO):
TCVN 5499-1995 Chất lượng nước – Xác định oxy hoà tan - Phương pháp Winkler
Ta tiến hành đo bằng máy do nhanh DO để xác định thông số DO ngay tại vị trí lấy mẫu
- Rửa sạch điện cực bằng bình tia nước cất
- Bật máy và nhúng điện cực vào nước tại vị trí lấy mẫu Đợi đến khi các giá trị cần đo trên máy ổn định rồi đọc kết quả
Dùng thiết bị đo nhanh để xác định độ đục:
- Rửa sạch cu vét bằng nước cất
Bật máy đo và cho mẫu vào cu vét Lau khô bên ngoài cu vét trước khi cho vào máy để tiến hành đo Đợi cho đến khi giá trị cần đo ổn định trên máy, sau đó đọc kết quả.
- Máy đƣợc chuẩn hóa bằng các dung dịch chuẩn độ dục có nồng độ lần lƣợt là 0,1 NTU, 10 NTU, 100 NTU, 500 NTU, 1000 NTU
- Đơn vị đo độ dục là NTU
* Xác định chất rắn lơ lửng (TSS)
TSS được phân tích bằng phương pháp phân tích trọng lượng
- Cân chính xác một tờ giấy lọc đã sấy khô trên cân phân tích, ghi kết quả m1 (mg) Gấp giấy lọc thành hình nón rồi đặt vào phễu lọc
- Dùng ống dong chính xác thể tích V= 100 ml nước phân tích vào cốc
Sau khi chuẩn bị 250 ml dung dịch, tiến hành lọc qua phễu lọc Giấy lọc chứa cặn được sấy khô ở nhiệt độ 105oC cho đến khi đạt khối lượng không đổi Cuối cùng, cân cả giấy và cặn thu được để xác định khối lượng m2 (mg).
- Chất rắn lơ lửng (TSS) đƣợc tính theo công thức:
* Xác định nhu cầu oxi sinh hóa (BOD 5 )
TCVN 6001-1995 (ISO 5815-1989) - Chất lượng nước - Xác định nhu cầu oxi sinh hoá sau 5 ngày (BOD 5 ) - Phương pháp cấy và pha loãng
ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN - KINH TẾ - XÃ HỘI KHU VỰC NGHIÊN CỨU
Điều kiện tự nhiên
Thị trấn Xuân Mai, nằm tại giao điểm giữa Quốc lộ 6 và Quốc lộ 21A (nay là Đường Hồ Chí Minh), cách trung tâm Hà Nội 33 km về phía tây, là một trong năm đô thị vệ tinh của Hà Nội, bao gồm Sơn Tây, Hòa Lạc, Xuân Mai, Phú Xuyên, Sóc Sơn và Mê Linh trong tương lai.
Phía tây giáp Thị trấn Lương Sơn, huyện Lương Sơn, tỉnh Hòa Bình Phía bắc giáp xã Đông Yên, huyện Quốc Oai, Hà Nội
Phía đông giáp xã Thủy Xuân Tiên, huyện Chương Mỹ
Phía Nam giáp xã Thủy Xuân Tiên, huyện Chương Mỹ
Thị trấn Xuân Mai có địa hình phức tạp, bao gồm vùng đồi núi thấp ở phía Tây Bắc với độ cao trung bình từ 48-130m so với mực nước biển, và đồng bằng tương đối bằng phẳng ở phía Đông với độ cao trung bình từ 4,0-7,0m.
Nhìn chung, địa hình thấp dần từ Tây sang Đông, độ dốc địa hình nhiều khu vực Tây Nam thị trấn lớn hơn 10%.
Thị trấn Xuân Mai tọa lạc trong vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa của đồng bằng Bắc Bộ, đóng vai trò là khu vực chuyển tiếp giữa vùng núi Tây Bắc và đồng bằng Nhiệt độ trung bình từ tháng 11 đến tháng 4 khoảng 20ºC, trong khi tháng 1 và đầu tháng 2 thường có những ngày nhiệt độ giảm xuống còn 8 - 12ºC Vào tháng 6 và tháng 7, nhiệt độ có thể đạt mức cao nhất là 38ºC, với mùa hè có lượng mưa nhiều, còn mùa đông thì ít mưa và đôi khi xuất hiện sương muối.
Thị trấn Xuân Mai chủ yếu sử dụng nguồn nước mặt từ hai con sông lớn là sông Bùi và sông Tích, cung cấp nước thiết yếu cho sản xuất nông nghiệp và sinh hoạt của cư dân địa phương.
3.1.2 Huyện Lương Sơn- Hòa Bình
Huyện Lương Sơn, nằm cách thủ đô Hà Nội khoảng 40 km, là cửa ngõ của tỉnh Hòa Bình và miền Tây Bắc Việt Nam Khu vực này giáp ranh với khu công nghệ cao Hòa Lạc, khu đô thị Phú Cát, Miếu Môn, Đại học Quốc Gia và làng văn hóa các dân tộc, tạo nên một vị trí địa lý thuận lợi và tiềm năng phát triển.
Huyện Lương Sơn tọa lạc ở phía nam dãy núi Ba Vì, nơi bao gồm một phần của Vườn Quốc Gia Ba Vì Phía Đông, huyện này giáp ranh với huyện Mỹ Đức thuộc thành phố Hà Nội.
Hà Nội Phía Tây giáp huyện Kỳ Sơn, tỉnh Hòa Bình Phía Nam giáp huyện
Kim Bôi và huyện Lạc Thủy, tỉnh Hòa Bình Phía Bắc giáp huyện Quốc Oai và huyện Thạch Thất, thành phố Hà Nội
Lương Sơn là huyện bán sơn địa thuộc tỉnh Hòa Bình, nổi bật với địa hình núi thấp và đồng bằng, có độ cao trung bình 251 mét so với mực nước biển Huyện nằm ở vị trí tiếp giáp giữa đồng bằng châu thổ sông Hồng và miền núi tây bắc Bắc Bộ, với địa thế nghiêng từ tây bắc xuống đông nam Đặc trưng địa hình của Lương Sơn là những dãy núi thấp xen kẽ các khối núi đá vôi và hang động, cùng với nhiều khe suối, hồ tự nhiên và hồ nhân tạo, tạo nên cảnh sắc thơ mộng và hấp dẫn.
Khí hậu Lương Sơn thuộc vùng nhiệt đới gió mùa, với mùa đông từ tháng 11 đến tháng 3 và mùa hè từ tháng 4 đến tháng 10 Lượng mưa trung bình đạt 1,769 mm, tạo điều kiện cho sự phát triển đa dạng cây trồng và vật nuôi Khu vực này còn nổi bật với nhiều danh lam thắng cảnh và di tích khảo cổ, thu hút lượng lớn khách du lịch hàng năm, như hang Trầm, hang Rổng, hang Tằm, hang Trâu, mái đá Diềm và núi Vua Bà.
Điều kiện kinh tế- xã hội của khu vực nghiên cứu
3.2.1 Thị trấn Xuân Mai [Ủy ban nhân dân thị trấn Xuân Mai 2014]
Theo điều tra năm 2014, toàn thị trấn có 5.385 hộ với tổng dân số 19.981 người, được phân bổ ở 9 khu dân cư Ngoài ra, còn có hơn 13.000 nhân khẩu thuộc 30 cơ quan, đơn vị, trường học và lực lượng vũ trang của Trung ương, thành phố và huyện đang hoạt động trên địa bàn.
Tỷ lệ lao động được đào tạo tại thị trấn chỉ đạt 13,0%, cho thấy một số lượng lớn lao động chưa qua đào tạo Trong đó, lao động trong ngành nông – lâm nghiệp chiếm tới 32% tổng số lao động của toàn thị trấn.
Tỷ lệ lao động phi nông nghiệp tại thị trấn đạt 48% tổng số lao động, trong đó phần lớn là những người buôn bán tự phát và chưa được đào tạo.
Thị trấn Xuân Mai có lực lượng lao động dồi dào, nhưng tỷ lệ lao động chưa qua đào tạo vẫn chiếm 13,0%, ảnh hưởng đến việc áp dụng khoa học công nghệ trong sản xuất Tỷ trọng lao động nông - lâm nghiệp vẫn cao, chiếm 32% Để cải thiện tình hình, cần mở các lớp đào tạo nghề cho người lao động, với mục tiêu đến năm 2020, tỷ lệ lao động qua đào tạo đạt trên 40% Đồng thời, phát triển các ngành phi nông nghiệp sẽ tạo thêm việc làm và nâng cao tỷ trọng lao động trong lĩnh vực này.
Tỷ lệ tăng dân số tự nhiên của thị trấn Xuân Mai có xu hướng giảm qua các năm, nhưng do điều kiện địa lý thuận lợi cho phát triển kinh tế, lượng dân cư đến sinh sống tại đây ngày càng tăng Cụ thể, tỷ lệ tăng dân số cơ học đã tăng từ 1,7% vào năm 2005 lên 2,1% vào năm 2009 Hiện tại, toàn thị trấn có 4.764 hộ, trong đó 1.103 hộ làm nông nghiệp và 3.661 hộ phi nông nghiệp.
Thị trấn có một trạm y tế đạt chuẩn từ năm 2014 với diện tích khuôn viên 853,1m², trong đó diện tích xây dựng là 120m² Trạm y tế bao gồm một vườn thuốc nam diện tích 50m² và một dãy nhà hai tầng với 10 phòng, bao gồm phòng lưu bệnh nhân, phòng dược, phòng đông y, phòng trực, phòng sinh, phòng hậu sản, phòng khám phụ khoa, phòng hành chính, phòng tư vấn sức khỏe và phòng trưởng trạm Trạm có 7 giường bệnh phục vụ bệnh nhân và đội ngũ cán bộ gồm 5 người, bao gồm 1 bác sĩ và 4 y sĩ Điều này cho thấy tình hình phát triển kinh tế của khu vực tương đối tốt và ổn định.
3.2.2 Huyện Lương Sơn - Hòa Bình
Theo Tổng cục Thống kê – Bộ Kế hoạch và Đầu tư, tăng trưởng kinh tế ước đạt 7,4% Cụ thể, lĩnh vực nông, lâm nghiệp và thủy sản tăng 3,9%, ngành công nghiệp - xây dựng tăng 10,31%, trong khi dịch vụ tăng 6,24%.
+ Theo Nghị quyết của Hội đồng nhân dân tỉnh:
Tăng trưởng kinh tế không tính Công ty Thủy điện ước đạt 11,24% Trong đó: Nông, lâm nghiệp, thủy sản tăng 4,5%; công nghiệp - xây dựng tăng 14,8%; dịch vụ tăng 10,6%
Hoạt động sản xuất nông, lâm nghiệp và thủy sản trong năm đạt diện tích gieo trồng 126,4 nghìn ha, vượt 0,7% kế hoạch với sản lượng 36,5 vạn tấn, vượt 0,5 vạn tấn so với mục tiêu Cơ cấu cây trồng tiếp tục chuyển đổi tích cực, với hơn 700 ha đất lúa và cây màu kém hiệu quả được chuyển sang trồng các loại cây có giá trị kinh tế cao như cam, bưởi, nhãn Chương trình mục tiêu quốc gia xây dựng nông thôn mới được triển khai tích cực, hiện có 31 xã đạt 19 tiêu chí nông thôn mới, chiếm 16,23% tổng số xã, vượt 1,23% kế hoạch; bình quân mỗi xã đạt 11,58 tiêu chí, tăng 1,5 tiêu chí so với cùng kỳ năm trước, đáp ứng kế hoạch đề ra.
Trong lĩnh vực tài nguyên và môi trường, việc triển khai điều chỉnh quy hoạch sử dụng đất đến năm 2020 là rất quan trọng Điều này bao gồm kế hoạch sử dụng đất 5 năm giai đoạn 2016-2020 cấp tỉnh, nhằm tối ưu hóa việc quản lý và sử dụng tài nguyên đất đai Các điều chỉnh này sẽ đảm bảo sự phát triển bền vững và đáp ứng nhu cầu sử dụng đất trong tương lai.
Vào năm 2016, Ủy ban nhân dân tỉnh Hòa Bình đã ban hành Quyết định số 09/2015/QĐ-UBND ngày 14/4/2015 quy định về quản lý hoạt động khoáng sản trên địa bàn tỉnh Quyết định này chỉ đạo các cơ quan chức năng tăng cường công tác kiểm tra, phát hiện và ngăn chặn kịp thời các điểm khai thác khoáng sản trái phép.
Trong nỗ lực phát triển kinh tế xã hội, đã giải quyết việc làm cho khoảng 16.300 lao động và tuyển sinh đào tạo nghề cho 17.350 lao động Các vấn đề an sinh xã hội luôn được chú trọng và chăm lo Đặc biệt, tỷ lệ hộ nghèo ước giảm còn 12%, giảm 3,46% so với năm 2014.
Công tác thông tin và truyền thông tại tỉnh đang được nâng cao về chất lượng, với nội dung tuyên truyền tập trung vào các nhiệm vụ trọng tâm Đặc biệt, các sự kiện chính trị, kinh tế, văn hóa xã hội và quốc phòng an ninh được phản ánh một cách chính xác và kịp thời.
KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN
Đánh giá đặc điểm chất lượng nước sông Bùi
4.1.1 Đánh giá đặc điểm chất lượng nước sông Bùi theo QCVN 08:2008/BTNMT
4.1.1.1 Giá trị pH pH là chỉ số đo độ hoạt động (hoạt độ) của các ion hiđrô (H+) trong dung dịch và vì vậy là độ axít hay bazơ của nó Các dung dịch nước có giá trị pH nhỏ hơn 7 đƣợc coi là có tính axít, trong khi các giá trị pH lớn hơn 7 được coi là có tính kiềm Nguồn nước có pH>7 thường chứa nhiều ion nhóm carbonate và bicarbonate (do chảy qua nhiều tầng đất đá) Nguồn nước có pH
< 7 thường chứa nhiều ion gốc axit
Biểu đồ 4.1: Đặc điểm chỉ tiêu pH theo thời gian tại các điểm điều tra
Giá trị pH của nước phải nằm trong khoảng từ 5.5 đến 9, theo quy định QCVN 08:2008/BTNMT Đây là giới hạn cho cột B1, áp dụng cho mục đích tưới tiêu thủy lợi và các mục đích sử dụng khác yêu cầu chất lượng nước tương tự.
Hạ lưu Giới hạn trên Giới hạn dưới
Trong giai đoạn 2016-2017, pH tại các vị trí thượng lưu, trung lưu và hạ lưu luôn duy trì trong khoảng từ 7 đến 8, với sự giảm nhẹ từ thượng lưu xuống hạ lưu, ngoại trừ một số thời điểm đặc biệt như 15/3, 15/5 và 9/3 Sự biến động pH diễn ra không đều từ tháng 1 đến tháng 5, có thể do ảnh hưởng của các yếu tố thời tiết như nhiệt độ và độ ẩm.
Trong những tháng mưa, pH thường cao hơn so với những tháng không mưa Nguyên nhân chính là do lượng mưa làm ảnh hưởng đến chất lượng nước, dẫn đến sự pha loãng độ axit và làm tăng nhẹ độ pH.
Tổng chất rắn lơ lửng trong nước (TSS) là các chất rắn có thể bị loại bỏ bằng bộ lọc, bao gồm bùn, thực vật, động vật mục nát, chất thải công nghiệp, rác thải và các hạt vô cơ, hữu cơ Các hạt vô cơ thường là đất sét, phù sa, trong khi hạt hữu cơ thường là sợi thực vật, tảo và vi khuẩn Nồng độ cao của TSS có thể gây tắc nghẽn dòng chảy, làm tắc các thiết bị lọc và ảnh hưởng tiêu cực đến đời sống thủy sinh.
Biểu đồ 4.2: Đặc điểm chỉ tiêu TSS theo thời gian tại các điểm điều tra
Trong tháng 5/2016 và năm 2017, giá trị TSS vượt ngưỡng QC B1 cho phép, với mức cao nhất đạt 688 (g/l), lớn hơn 13 lần so với ngưỡng cho phép, trong khi các giá trị còn lại đều nằm dưới mức này Xét theo không gian, giá trị TSS ở vị trí trung lưu luôn cao hơn hoặc gần bằng giá trị ở vị trí hạ lưu.
2016 tăng dần theo từng tháng
Giá trị TSS tháng 5 tăng cao đột biến do lượng mưa lớn gây xói mòn đất, rác thải và thực vật bị cuốn trôi vào dòng nước, làm tăng nồng độ chất rắn lơ lửng Trong khi đó, giá trị TSS vào ngày 25/3 và 1/4, dù cũng được lấy sau mưa, không vượt quá mức quy chuẩn nhiều vì lượng mưa ở mức trung bình, không đủ mạnh để gây xói mòn đáng kể Do đó, mặc dù có một số vật chất bị cuốn theo dòng chảy, nhưng chúng nhanh chóng lắng lại, dẫn đến giá trị TSS không cao như tháng 5/2016.
DO (oxy hòa tan) là yếu tố thiết yếu cho sự hô hấp của các sinh vật nước như cá, lưỡng cư, thủy sinh và côn trùng Oxy thường được tạo ra từ sự hòa tan trong khí quyển hoặc qua quá trình quang hợp của tảo Nồng độ oxy tự do trong nước dao động từ 8 - 10 ppm và chịu ảnh hưởng mạnh mẽ bởi nhiệt độ, sự phân hủy hóa chất và hoạt động quang hợp của tảo.
DO thấp dẫn đến giảm hoạt động hoặc chết của các loài sinh vật nước, vì vậy, DO là chỉ số quan trọng để đánh giá mức độ ô nhiễm nước trong các thủy vực.
Biểu đồ 4.3: Đặc điểm chỉ tiêu DO theo thời gian tại các điểm điều tra
Hầu hết các giá trị chất lượng nước đều đạt ngưỡng quy chuẩn cho phép theo giới hạn cột B1, phù hợp cho mục đích tưới tiêu thủy lợi và các sử dụng khác yêu cầu chất lượng tương tự Tuy nhiên, một số vị trí ở hạ lưu vào ngày 15/5 và 9/3 có giá trị thấp hơn quy chuẩn.
Giá trị DO ở thượng lưu thường cao hơn so với hạ lưu và trung lưu, dao động từ 4,5 đến 9,2, trong khi DO ở hạ lưu chỉ từ 3,9 đến 5,1 Theo thời gian, giá trị DO năm 2017 đã giảm so với năm 2016, đặc biệt ở thượng lưu, với mức giảm từ 1,1 mg/l xuống 3,3 mg/l.
Giá trị DO vào các ngày 15/5, 25/3 và 1/4 thấp hơn so với các ngày 15/1, 15/2 và 15/3 do những giá trị này được đo sau mưa, khi lượng mưa làm gia tăng chất rắn lơ lửng, tảo và sinh vật phù du Sự gia tăng này làm tiêu tốn oxy cho quá trình hô hấp của các sinh vật, dẫn đến giảm lượng oxy hòa tan trong nước Thêm vào đó, thời tiết chuyển sang hè vào tháng 4 và 5 khiến thời gian nắng ít hơn, làm giảm khả năng quang hợp của các sinh vật trong nước, từ đó cũng góp phần làm giảm giá trị DO.
BOD (Biochemical oxygen Demand- nhu cầu oxy sinh hoá) là lƣợng oxy cần thiết để vi sinh vật oxy hoá các chất hữu cơ
Trong môi trường nước, quá trình oxy hóa sinh học diễn ra khi vi sinh vật sử dụng oxy hòa tan, do đó việc xác định tổng lượng oxy hòa tan cần thiết cho quá trình phân hủy sinh học là rất quan trọng để đánh giá tác động của dòng thải đến nguồn nước Chỉ số BOD5 thể hiện lượng chất thải hữu cơ trong nước có khả năng bị phân hủy bởi vi sinh vật.
Biểu đồ 4.4: Đặc điểm chỉ tiêu BOD theo thời gian tại các điểm điều tra
Biểu đồ cho thấy ngày 2/3 có giá trị BOD5 thượng lưu cao nhất với 51 mg/l, vượt quá tiêu chuẩn cho phép 15 mg/l hơn 3 lần, trong khi giá trị ở hạ lưu là 24 mg/l, cũng vượt quá gần 2 lần Vào ngày 25/3, giá trị BOD5 thượng lưu là 25.6 mg/l, vẫn vượt quá tiêu chuẩn gần 2 lần Các mẫu còn lại trong năm 2016 đều nằm dưới giới hạn QCVN 08:2008/BTNMT, phù hợp cho mục đích tưới tiêu và các mục đích sử dụng nước tương tự Theo không gian, năm 2016, giá trị BOD5 tăng dần từ thượng lưu xuống hạ lưu, trong khi năm 2017, giá trị BOD5 giảm dần theo lượng mưa; lượng mưa càng lớn thì giá trị BOD5 càng nhỏ.
Giá trị mẫu này tăng mạnh 2/3, có thể do mẫu được lấy sau mưa, mặc dù lượng mưa nhỏ Chất hữu cơ bổ sung không nhiều, nhưng vẫn còn tồn tại trong nước mà không bị cuốn trôi, dẫn đến kết quả đo cao hơn so với các mẫu khác.
Đặc điểm lưu lượng dòng chảy của sông Bùi
4.2.1 Đặc điểm mặt cắt sông Bùi tại các điểm đo
- Vị trí thượng lưu, chiều rộng lòng dẫn là 6,9m với độ sâu là 0,35m
Bảng 4.11: Đặc điểm dòng chảy ở thượng lưu
Lƣợng mƣa (mm) Vận tốc
- Vị trí trung lưu, chiều rộng lòng dẫn là 17,6m với độ sâu là 0,495m
Bảng 4.12: Đặc điểm dòng chảy ở trung lưu
Lƣợng mƣa (mm) Vận tốc
- Vị trí hạ lưu, chiều rộng lòng dẫn là 35,2m với độ sâu là 0,97m
Bảng 4.13: Đặc điểm dòng chảy ở hạ lưu
Lƣợng mƣa (mm) Vận tốc
Hình 4.1: Sơ đồ mặt cắt sông Bùi tại 3 vị trí nghiên cứu
4.2.2 Đặc điểm lưu lượng dòng chảy sông Bùi
Biểu đồ 4.14: Đặc điểm lưu lượng dòng chảy
Biểu đồ cho thấy mối quan hệ rõ ràng giữa lượng mưa và lưu lượng dòng chảy; khi lượng mưa tăng từ 1,25 mm lên 22,6 mm, lưu lượng dòng chảy ở các khu vực cũng tăng theo Cụ thể, lưu lượng dòng chảy ở thượng lưu tăng từ 0,09 m³/s lên 0,14 m³/s, ở trung lưu từ 0,3 m³/s lên 0,5 m³/s, và ở hạ lưu từ 0,02 m³/s lên 0,05 m³/s Đặc biệt, lưu lượng dòng chảy ở trung lưu cao nhất do sông có độ sâu lớn.
Q (m 3 /s) Đặc điểm lưu lượng dòng chảy
Hạ lưu Lƣợng mƣa (mm)
Vào năm 2017, lòng dẫn không quá lớn dẫn đến vận tốc dòng chảy cao Ngược lại, ở hạ lưu, với độ sâu gần 1m và chiều rộng lòng dẫn lớn, vận tốc dòng chảy chậm lại, gây ra lưu lượng dòng chảy thấp.
4.2.3 Ảnh hưởng của lưu lượng dòng chảy tới chất lượng nước sông Bùi 4.2.3.1 Thông số độ đục
Biểu đồ 4.15: Ảnh hưởng của lưu lượng dòng tới độ đục ở vị trí thượng lưu
Biểu đồ 4.16: Ảnh hưởng của lưu lượng dòng tới độ đục ở vị trí trung lưu y = 529,38x - 55,326 R² = 0,6505
Biểu đồ 4.17: Ảnh hưởng của lưu lượng dòng tới độ đục ở vị trí hạ lưu
Biểu đồ cho thấy mối liên hệ giữa lưu lượng dòng và độ đục, với hệ số tương quan từ thượng lưu là R= 0,806, giảm xuống R= 0,887 ở trung lưu và tăng lên R= 0,974 ở hạ lưu, cho thấy ảnh hưởng của lưu lượng dòng tới độ đục càng lớn khi đến hạ lưu Nguyên nhân là do mưa gây xói mòn bãi bồi, rửa trôi thực vật và rác thải, làm tăng lượng chất rắn cuốn theo dòng chảy, giữ lại các hạt lơ lửng và dẫn đến tăng độ đục Dòng chảy ở thượng lưu ít bị tác động nên độ đục thấp, nhưng khi đi xuống hạ lưu, dòng chảy cuốn theo rác thải và đất đá xói mòn, đồng thời hạ lưu còn tiếp nhận nước từ sông Tích.
* Một số nghiên cứu về ảnh hưởng của lưu lượng dòng chảy đến độ đục y = 773,38x - 16,361 R² = 0,9498
Hình 4.2 Mối quan hệ giữu lưu lượng dòng chảy và độ đục
Hình 4.3 Mối quan hệ giữu lưu lượng dòng chảy, độ đục và TSS [Fink, J
C (2005, August) Chapter 4 – Establishing A Relationship Between
So sánh kết quả từ hai biểu đồ, ta nhận thấy rằng lưu lượng dòng chảy và độ đục có mối quan hệ đồng biến Khi lượng mưa tăng, dòng chảy cũng gia tăng, dẫn đến sự gia tăng chất rắn lơ lửng trong nước Mưa chính là yếu tố giải thích cho hiện tượng này.
Lưu lượng nước cao trong các con sông giúp giữ cho các hạt lơ lửng trong nước, ngăn không cho chúng lắng xuống đáy Do đó, độ đục có thể luôn hiện diện trong môi trường dòng chảy tự nhiên.
Thời tiết và lượng mưa lớn có tác động đáng kể đến dòng chảy của nước, dẫn đến sự thay đổi về độ đục Khi lượng mưa tăng, khối lượng dòng chảy cũng gia tăng, làm khuấy động trầm tích và gây xói mòn bờ sông.
Tại các khu vực khô, như đất xốp hoặc nơi đang khai thác công trình, gió có khả năng thổi bụi, bùn và các hạt khác vào nguồn nước Sự bổ sung này làm tăng nồng độ chất rắn lơ lửng trong nước.
Nhánh sông có khả năng làm thay đổi độ đục của nước Khi nước ngọt từ dòng suối hoặc sông chảy vào cửa sông nước mặn, sự biến đổi trong dòng chảy có thể dẫn đến sự gia tăng độ đục Khu vực pha trộn giữa nước ngọt và nước mặn thường là nơi có độ đục cao nhất.
Biểu đồ 4.18: Ảnh hưởng của lưu lượng dòng tới DO ở vị trí thượng lưu y = -67,38x + 14,253 R² = 0,839
Biểu đồ 4.19: Ảnh hưởng của lưu lượng dòng tới DO ở vị trí trung lưu
Biểu đồ 4.20: Ảnh hưởng của lưu lượng dòng tới DO ở vị trí hạ lưu
Ba biểu đồ cho thấy mối quan hệ giữa lưu lượng dòng chảy và nồng độ oxy hòa tan (DO) ở các vị trí thượng lưu và trung lưu, trong đó lưu lượng tăng dẫn đến nồng độ DO giảm Khi có mưa, dòng chảy tăng làm giảm khả năng quang hợp của tảo do thiếu ánh sáng mặt trời, dẫn đến giảm oxy trong nước Ở hạ lưu, mối quan hệ này chưa rõ ràng, có thể do ảnh hưởng từ thượng nguồn và các hoạt động sinh hoạt, nông nghiệp.
Q (m 3 /s) người dân, cùng với lượng mưa nhỏ nên chưa đánh giá được chính xác mức độ ảnh hường của lưu lượng dòng đến DO
* Một số nghiên cứu về ảnh hưởng của lưu lượng dòng chảy đến DO
Hình 4.4: Mối quan hệ giữa lưu lượng dòng chảy và DO [Aweng-Eh Rak và các cộng sự (2010)
Hình 4.5: Mối quan hệ giữa lưu lượng dòng chảy của các dòng sông và
DO [Andy Bookter và các cộng sự (January 2009) ]
Dựa vào hai biểu đồ, có thể nhận thấy rằng khi lưu lượng tăng, nồng độ oxy hòa tan (DO) có xu hướng giảm, nhưng sự thay đổi này không rõ rệt Nguyên nhân là do ngoài lượng mưa, DO còn bị ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố khác như nhiệt độ, sinh vật trong nước, oxy trong không khí, áp suất và độ mặn Do đó, sự thay đổi của DO khi lưu lượng dòng chảy tăng thường có chỉ số tương quan thấp.
* Một số biểu đồ thể hiện mối quan hệ giữa lưu lượng dòng chảy và chỉ tiêu chất lượng nước
Hình 4.6: Mối quan hệ giữa lưu lượng dòng chảy và nhiệt độ [Andy
Bookter và các cộng sự (January 2009) ]
Hình 4.7: Mối quan hệ giữa lưu lượng dòng chảy và DO [K.T và cộng sự
Hình 4.8: Mối quan hệ giữa lưu lượng dòng chảy và TSS [Andrea
Hình 4.9: Mối quan hệ giữa lưu lượng dòng chảy và BOD 5 /COD và SS [
Shin Myoung-Sun và cộng sự (2011)]
- Từ các biểu đồ trên có thể thấy hầu hết các chỉ tiêu bị ảnh hưởng là
Khi lưu lượng dòng nước tăng cao, chỉ số TSS (Tổng chất rắn lơ lửng) cũng gia tăng, trong khi các chỉ số DO (Oxy hòa tan), BOD5 (Nhu cầu oxy sinh hóa trong 5 ngày) và COD (Nhu cầu oxy hóa học) lại giảm xuống Nguyên nhân chủ yếu là do lưu lượng lớn gây ra xói mòn và trượt lở, làm cho rác thải và chất rắn lơ lửng theo dòng nước, dẫn đến sự gia tăng TSS Sự hiện diện của nhiều sinh vật và chất rắn trong nước sẽ hấp thụ oxy, từ đó làm giảm nồng độ DO.
