Đánh giá hiện trạng chất lượng môi trường nước mặt sông hà cối, huyện hải hà, tỉnh quảng ninh giai đoạn 2011 2021

Trang 1 i ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TRỊNH THU HỒNG ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG CHẤT LƢỢNG MÔI TRƢỜNG NƢỚC MẶT SÔNG HÀ CỐI, HUYỆN HẢI HÀ, TỈNH QUẢNG NINH GIAI ĐOẠN 2011 – 2021 L

Người hướng dẫn khoa học:TS Nguyễn Diệu Trinh

Thái Nguyên – 2022

LỜI CAM ĐOAN

Tôi là Trịnh Thu Hồng, xin cam đoan luận văn “Đánh giá hiện trạng chất lượng nước mặt sông Hà Cối, huyện Hải Hà, tỉnh Quảng Ninh giai đoạn 2011 - 2021” là công trình nghiên cứu do cá nhân tôi thực hiện dưới sự hướng dẫn khoa học của TS Nguyễn Diệu Trinh, không sao chép các công trình nghiên cứu của người khác Số liệu và kết quả của luận văn chưa từng được công bố tại bất kỳ công trình khoa học nào khác

Các thông tin thứ cấp sử dụng trong luận văn là có nguồn gốc rõ rang, được trích dẫn đầy đủ, trung thực và đúng qui cách

Tôi hoàn toàn chịu trách nhiệm về tính xác thực và nguyên bản của luận văn

Tác giả

Trịnh Thu Hồng

Đặc biệt, tôi xin bày tỏ lòng cảm ơn chân thành và sâu sắc tới TS Nguyễn

Diệu Trinh đã tận tình hướng dẫn tôi hoàn thành tốt luận văn này

Cuối cùng, t i xin được gửi lời cảm ơn đến gia đình, bạn bè, đồng nghiệp đã động viên, giúp đỡ cho tôi trong suốt quá trình học tập và thực hiện luận văn này

Quảng Ninh, ngày tháng năm 2022

Tác giả luận văn

Trịnh Thu Hồng

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU 1

1 Lý do chọn đề tài 1

2 Mục tiêu nghiên cứu 2

3 Nhiệm vụ nghiên cứu 2

4 Ý nghĩa khoa học của đề tài nghiên cứu 2

5 Những đóng góp mới của đề tài 3

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 4

1.1 Các khái niệm sử dụng trong luận văn 4

1.1.1 Khái niệm về tài nguyên nước 4

1.1.2 Các khái niệm khác có liên qua đến vấn đề nghiên cứu 4

1.2 Tổng quan các công trình nghiên cứu trên thế giới và Việt Nam có liên quan 5

1.2.1 Tổng quan các công trình nghiên cứu trên thế giới 5

1.2.2 Tổng quan các công trình nghiên cứu tại Việt Nam và khu vực nghiên cứu 7

1.3 Tổng quan các phương pháp đánh giá chất lượng nước mặt 10

1.3.1 Phương pháp truyền thống 10

1.3.2 Phương pháp chỉ số chất lượng nước (WQI) 11

1.4 Tổng quan khu vực nghiên cứu 15

1.4.1 Đặc điểm m i trường tự nhiên 15

1.4.2 Điều kiện kinh tế - xã hội huyện Hải Hà 19

1.4.3 Hiện trạng phát thải ô nhiễm trên lưu vực sông Hà Cối 21

1.4.4 Tác động ô nhiễm đến chất lượng nước và hệ sinh thái sông Hà Cối 21

CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP

NGHIÊN CỨU 24

2.1 Đối tượng nghiên cứu 24

2.2 Phạm vi nghiên cứu 24

2.3 Nội dung nghiên cứu 25

2.4 Phương pháp nghiên cứu 26

2.4.1 Phương pháp truyền thống 26

2.4.2 Phương pháp xây dựng chỉ số chất lượng nước Việt Nam VN _WQI 29

CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 34

3.1 Đánh giá diễn biến chất lượng nước mặt sông Hà Cối giai đoạn 2011 - 2019 34

v

3.1.1 Hiện trạng chất lượng nước mặt sông Hà Cối giai đoạn 2011 - 2015 34

3.1.2 Kết quả tính toán WQI giai đoạn 2011 - 2015 38

3.1.4 Kết quả tính toán WQI giai đoạn 2016 – 2019 48

3.2 Đánh giá hiện trạng chất lượng nước mặt sông Hà Cối giai đoạn 2020 – 2021 49

3.2.1 Hiện trạng chất lượng nước mặt sông Hà Cối giai đoạn 2020 – 2021 49

3.2.2 Kết quả tính toán WQI giai đoạn 2020 – 2021 58

3.3 Đề xuất các giải pháp bảo vệ m i trường nước sông Hà Cối 62

3.3.1 Giải pháp quản lý 62

3.3.2 Giải pháp kỹ thuật và công nghệ 64

3.3.3 Giám sát m i trường 65

KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ 68

Kết luận 68

Kiến nghị 69

TÀI LIỆU THAM KHẢO 70

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

A1 : Sử dụng tốt cho mục đích cấp nước sinh hoạt và các mục đích

khác như loại A2, B1 và B2

A2 : Dùng cho mục đích cấp nước sinh hoạt nhưng phải áp dụng

c ng nghệ xử lý phù hợp; bảo tồn động vật thủy sinh, hoặc các mục đích sử dụng như loại B1 và B2

B1 : Dùng cho mục đích tưới tiêu thủy lợi hoặc các mục đích sử dụng

khác có yêu cầu chất lượng nước tương tự hoặc các mục đích sử dụng như loại B2

B2 : Giao th ng thủy và các mục đích khác với yêu cầu chất lượng

nước thấp

BTNMT : Bộ Tài nguyên và M i trường

BOD : Nhu cầu oxy sinh hóa (Biochemical Oxygen Demand)

COD : Nhu cầu oxy hóa học (Chemical Oxygen Demand)

Kinh tế xã hội Một thành viên QCVN : Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia

Tiêu chuẩn Việt Nam Trách nhiệm hữu hạn TNMT : Tài nguyên M i trường

UBND : Ủy ban nhân dân

WQI : Chỉ số chất lượng nước (Water Quality Index)

vii

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 2.1 Vị trí lấy mẫu và ký hiệu mẫu 24

Bảng 2.2 Các thiết bị lấy mẫu, phương pháp phân tích chất lượng nước 27

Bảng 2.3 Quy định các giá trị qi, BPi cho các th ng số nhóm IV và V 29

Bảng 2.4 Quy định các giá trị qi, BPi cho các th ng số kim loại nặng (nhóm III) 30

Bảng 2.5 Quy định các giá trị BPi và qi đối với DO% bão hòa 30

Bảng 2.6 Quy định các giá trị BPi và qi đối với th ng số pH 31

Bảng 2.7 Quy định trọng số của các nhóm th ng số 32

Bảng 3.1 Bảng tính toán chỉ số WQI sông Hà Cối từ năm 2011 – 2015 (W58) 39

Bảng 3.2 Bảng tính toán chỉ số WQI sông Hà Cối từ năm 2016 – 2019 (NM32) 48

Bảng 3.3 Bảng tính VN_WQI từ năm 2020 – 2021 tại điểm quan trắc NM99, NM100 59

Bảng 3.4 Bảng tính VN_WQI từ năm 2020 – 2021 tại điểm quan trắc NM101 60

Bảng 3.5 Vị trí quan trắc đề xuất 65

Bảng 3.6 Các thông số quan trắc đề xuất 66

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ

Hình 1.1 Vị trí sông Hà Cối 15

Hình 1.2 Sơ đồ vị trí lấy mẫu nước sông Hà Cối 25

Hình 3.1 Biểu đồ biểu diễn giá trị pH trong nước sông Hà Cối 34

Hình 3.2 Biểu đồ biểu diễn hàm lượng DO trong nước sông Hà Cối 35

Hình 3.3 Biểu đồ biểu diễn hàm lượng COD trong nước sông Hà Cối 35

Hình 3.4 Biểu đồ biểu diễn hàm lượng BOD5 trong nước sông Hà Cối 36

Hình 3.5 Biểu đồ biểu diễn hàm lượng TSS trong nước sông Hà Cối 37

Hình 3.6 Biểu đồ biểu diễn hàm lượng Colifrom trong nước sông Hà Cối 37

Hình 3.7 Biểu đồ biểu diễn tổng dầu mỡ trong nước sông Hà Cối 38

Hình 3.8 VN_WQI nước sông Hà Cối từ năm 2011 – 2015 39

Hình 3.9 Biểu đồ biểu diễn giá trị pH trong nước sông Hà Cối 40

Hình 3.10 Biểu đồ biểu diễn hàm lượng DO trong nước sông Hà Cối 41

Hình 3.11 Biểu đồ biểu diễn hàm lượng COD trong nước sông Hà Cối 41

Hình 3.12 Biểu đồ biểu diễn hàm lượng BOD5 trong nước sông Hà Cối 42

Hình 3.13 Biểu đồ biểu diễn hàm lượng TSS trong nước sông Hà Cối 42

Hình 3.14 Biểu đồ biểu diễn hàm lượng Coliform trong nước sông Hà Cối 43

Hình 3.15 Biểu đồ biểu diễn tổng dầu mỡ trong nước sông Hà Cối 44

Hình 3.16 Biểu đồ biểu diễn hàm lượng N-NO3 trong nước sông Hà Cối 44

Hình 3.17 Biểu đồ biểu diễn hàm lượng N-NO2 trong nước sông Hà Cối 45

Hình 3.18 Biểu đồ biểu diễn hàm lượng Amoni trong nước sông Hà Cối 45

Hình 3.19 Biểu đồ biểu diễn hàm lượng Phosphat trong nước sông Hà Cối 46

Hình 3.20 Biểu đồ biểu diễn hàm lượng Pb trong nước sông Hà Cối 47

Hình 3.21 Biểu đồ biểu diễn hàm lượng Fe trong nước sông Hà Cối 47

Hình 3.22 VN_WQI nước sông Hà Cối từ năm 2016 – 2019 (NM32) 49

Hình 3.23 Biểu đồ biểu diễn giá trị pH trong nước sông Hà Cối 50

Hình 3.24 Biểu đồ biểu diễn hàm lượng DO trong nước sông Hà Cối 50

Hình 3.25 Biểu đồ biểu diễn hàm lượng COD trongnước sông Hà Cối 51

Hình 3.26 Biểu đồ biểu diễn hàm lượng BOD5 trong nước sông Hà Cối 51

Hình 3.27 Biểu đồ biểu diễn hàm lượng TSS trong nước sông Hà Cối 52

Hình 3.28 Biểu đồ biểu diễn hàm lượng Coliform trong nước sông Hà Cối 52

Hình 3.29 Biểu đồ biểu diễn hàm lượng N-NO3 trong nước sông Hà Cối 53

Hình 3.30 Biểu đồ biểu diễn hàm lượng Amoni trong nước sông Hà Cối 53

Hình 3.31 Biểu đồ biểu diễn giá trị pH trong nước sông Hà Cối 54

Hình 3.32 Biểu đồ biểu diễn hàm lượng DO trong nước sông Hà Cối 55

Hình 3.33 Biểu đồ biểu diễn hàm lượng COD trong nước sông Hà Cối (NM101) 55

Hình 3.34 Biểu đồ biểu diễn hàm lượng BOD5 trong nước sông Hà Cối 56

Hình 3.35 Biểu đồ biểu diễn hàm lượng TSS trong nước sông Hà Cối 56

Hình 3.36 Biểu đồ biểu diễn hàm lượng N-NO3 trong nước sông Hà Cối 57

Hình 3.37 Biểu đồ biểu diễn hàm lượng N-NO2 trong nước sông Hà Cối 57

Hình 3.38 Biểu đồ biểu diễn hàm lượng Amoni trong nước sông Hà Cối 58

Hình 3.39 VN_WQI sông Hà Cối từ năm 2020 – 2021 tại vị trí NM99, NM100 59

MỞ ĐẦU

1 Lý do chọn đề tài

Trong các nguồn tài nguyên thiên nhiên, nguồn tài nguyên nước là một trong những nguồn tài nguyên quan trọng nhất Cùng với tài nguyên đất, tài nguyên nước duy trì sự sống trên Trái đất Nước là nhu cầu thiết yếu của cuộc sống, đóng vai trò quan trọng trong sự phát triển kinh tế - xã hội trên các vùng lãnh thổ Mặt khác, các nguồn thải trong quá trình sản xuất nếu kh ng được xử lý hợp lý, khi xả thải ra m i trường tự nhiên (trong đó có đất và nước) sẽ gây nhiễm cho m i trường nếu vượt quá khả năng chịu tải của nó Việc sử dụng vùng nước mặt làm nơi tiếp nhận nước thải chưa qua xử lý hoặc xử lý kh ng triệt để, sẽ gây hậu quả xấu cho hệ sinh thái dưới nước và cũng làm ảnh hưởng tới các hình thức sử dụng nước khác nhau Những năm gần đây, do tốc độ đ thị hóa, c ng nghiệp hóa ngày càng nhanh, nhu cầu khai thác sử dụng nước cho sinh hoạt và sản xuất tăng cao, đã tạo áp lực kh ng nhỏ lên nguồn nước cả về chất và lượng Việc khai thác nước quá mức có thể làm gia tăng tình trạng nhiễm mặn và nhiễm nguồn nước, đặc biệt là tại các vùng ven biển Lượng mưa trong mùa kh giảm xuống làm nước trong các s ng, hồ kh ng đủ để hòa tan, pha loãng chất bẩn làm cho sự nhiễm ngày càng nghiêm trọng trên nhiều đoạn sông

Hải Hà là một huyện nằm ở phía đ ng của tỉnh Quảng Ninh Phía đ ng giáp thị xã Móng Cái, phía tây giáp các huyện Bình Liêu, Đầm Hà, phía nam giáp biển Đ ng, phía bắc giáp Trung Quốc.Tổng lượng nước của huyện Hải Hà là 1.000,6 triệu m3; lượng nước

có thể khai thác, sử dụng là 961,44 triệu m3; lượng nước có thể phân bổ là 786,44 triệu

m3; Tổng lượng nước mặt 935,37 triệu m3, lượng nước có thể khai thác sử dụng 918,97 triệu m3 [17]

Sông Hà Cối là một con sông chảy qua huyện Hải Hà, tỉnh Quảng Ninh Diện tích lưu vực khoảng 118,4km2

Sông Hà Cối phục vụ cho cấp nước nông nghiệp, công nghiệp, nước sinh hoạt và phát triển giao th ng đường thủy Hiện tại nhà máy nước Hải

Hà sử dụng nguồn nước thô từ sông Hà Cối vận hàng với công suất 1.000 m3/ngày đêm đây là nguồn cấp nước chính phục vụ cấp nước sinh hoạt cho toàn huyện[17]

Trong quá trình phát triển kinh tế xã hội, nên các khu đ thị, c ng nghiệp được xây dựng nhiều, nhu cầu sử dụng nước tăng cao và kèm theo các nguồn nước thải xuống s ng đây là nguyên nhân gây nhiễm nước s ng Hà Cối và làm suy giảm chất lượng nước trong những năm gần đây hàm lượng NO3- gấp 2,75 lần; NO2- gấp 2,15

lần; BOD5 gấp 1,1 lần; tổng dầu mỡ 8,1 lần giới hạn cho phép (GHCP) của QCVN MT:2015/BTNMT[21] Để bảo vệ nguồn nước mặt trên địa bàn của huyện, cần phải có những đánh giá cụ thể về chất lượng nước mặt ở đây, trên cơ sở đó đề xuất các giải pháp giảm thiểu ô nhiễm m i trường nước Chính vì vậy t i đã tiến hành thực hiện đề tài

08-luận văn: “Đánh giá hiện trạng chất lượng môi trường nước mặt sông Hà Cối,

huyện Hải Hà, tỉnh Quảng Ninh giai đoạn 2011 - 2021”

2 Mục tiêu nghiên cứu

- Đánh giá chất lượng m i trường nước mặt s ng Hà Cối

- Đánh giá các yếu tố tác động đến chất lượng nước mặt s ng Hà Cối

- Đề xuất một số biện pháp bảo vệ m i trường nước mặt s ng Hà Cối

3 Nhiệm vụ nghiên cứu

Các nhiệm vụ nghiên cứu chính của luận văn như:

1 Làm sáng rõ hiện trạng về m i trường sông Hà Cối, mức độ ô nhiễm nguồn nước mặt do tác động của các nguồn thải phát sinh

2 Xác định nguyên nhân chính là nước thải sinh hoạt phát sinh từ hoạt động dân sinh và nguồn nước mưa chảy tràn bề mặt

3 Đánh giá chất lượng nước thông qua chỉ số chất lượng m i trường nước (WQI)

4 Dự báo các thông số gây ô nhiễm m i trường và mức ô nhiễm

5 Phân tích, đánh giá ảnh hưởng của các nguồn thải tới chất lượng nước mặt sông Hà Cối từ đó đề xuất các giải pháp bảo vệ m i trường (BVMT)

4 Ý nghĩa khoa học của đề tài nghiên cứu

- Các kết quả nghiên cứu chính

+ Đánh giá hiện trạng chất lượng m i trường nước mặt s ng Hà Cối th ng qua chỉ số WQI

5 Những đóng góp mới của đề tài

5.1 Đóng góp về mặt lý thuyết

- Hệ thống hóa những vấn đề chung về đánh giá diễn biến chất lượng nước (CLN) Đóng góp một nghiên cứu thực nghiệm chứng minh diễn biến CLN sông Hà

Cối đang có dấu hiệu suy giảm Xác định các yếu tố ảnh hưởng đến CLN

- Ngoài phương pháp truyền thống, luận văn cũng đã áp dụng phương pháp tính chỉ số CLN Việt Nam theo Quyết định 1460/QĐ-TCMT 12/11/2019 để đánh giá diễn biến CLN sông Hà Cối và là cơ sở cho các nghiên cứu sau này

5.2 Đóng góp về mặt thực tế

- Kết quả nghiên cứu giúp cho các nghiên cứu sau này, các nhà quản lý hoạch định chính sách có cách nhìn đầy đủ và toàn diện hơn về cách thức tiếp cận đối với vấn đề phát triển và BVMT bền vững nước mặt sông Hà Cối

- Nhận thức đầy đủ rõ ràng hơn về thực trạng CLN tại hồ, tác động của nguồn thải tới CLN sông Từ đó đề xuất các giải pháp làm cơ sở cho việc quản lý bảo vệ CLN sông hiện nay và trong tương lai

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Các khái niệm sử dụng trong luận văn

1.1.1 Khái niệm về tài nguyên nước

Nước là hợp chất hóa học của oxy và hidro gồm hai nguyên tử hidro và một nguyên tử oxy, có c ng thức hóa học là H2O Nước là yếu tố chủ yếu của hệ sinh thái,

là một trong các nhân tố quyết định chất lượng m i trường sống Và nước là tài nguyện tái tạo được, là nhu cầu cơ bản của mọi sự sống trên Trái Đất và cần thiết cho mọi hoạt động kinh tế xã hội của con người

Tài nguyên nước là toàn bộ lượng nước có trong các khu vực có nước trên Trái Đất mà con người có thể sử dụng được trong cuộc sống hằng ngày, để tồn tại, phát triển, phát triển nền kinh tế xã hội vv

Tài nguyên nước bao gồm nguồn nước mặt, nước dưới đất, nước mưa và nước biển thuộc lãnh thổ của nước Cộng hòa xã hội chủ nghĩa Việt Nam[13]

Trong đó nguồn nước là khái niệm chỉ các dạng tích tụ nước tự nhiên hoặc nhân tạo có thể khai thác sử dụng được, bao gồm: s ng, suối, kênh, rạch, hồ, ao, đầm, phá, biển, các tầng chứa nước dưới đất, mưa, băng, tuyết và các dạng tích tụ nước khác

Tùy theo tính chất, đặc điểm, của các nguồn nước cũng như yêu cầu quản lý, sử dụng chúng vào những mục đích khác nhau, pháp luật phân chia nguồn nước nói chung và các lưu vực s ng thành từng loại cụ thể như:

- Nước mặt là nước tồn tại trên mặt đất liền hoặc hải đảo

- Nước dưới đất là nước tồn tại trong các tầng chứa nước dưới đất

- Nước sinh hoạt là nước sạch hoặc nước có thể dùng cho ăn, uống, vệ sinh của con người

- Nước sạch là nước có chất lượng đáp ứng quy chuẩn kỹ thuật về nước sạch của Việt Nam

1.1.2 Các khái niệm khác có liên qua đến vấn đề nghiên cứu

a Ô nhiễm nguồn nước

Ô nhiễm nguồn nước là sự biến đổi tính chất vật lý, tính chất hóa học và thành phần sinh học của nước không phù hợp với tiêu chuẩn, quy chuẩn kỹ thuật cho phép, gây ảnh hưởng xấu đến con người và sinh vật[13]

b Khái niệm về chỉ số chất lượng nước:

Chỉ số chất lượng nước (Watrer Quality Index – WQI) là một chỉ số được tính toán từ các th ng số quan trắc chất lượng nước, dùng để m tả định lượng về chất lượng nước và khả năng sử dụng của nguồn nước đó, được biểu diễn qua một thang điểm[6]

c Suy thoái nguồn nước

Suy thoái nguồn nước là sự suy giảm về số lượng, chất lượng nguồn nước so với trạng thái tự nhiên hoặc so với trạng thái của nguồn nước đã được quan trắc trong các thời kỳ trước đó[13]

d Cạn kiệt nguồn nước

Cạn kiệt nguồn nước là sự suy giảm nghiêm trọng về số lượng của nguồn nước, làm cho nguồn nước không còn khả năng đáp ứng nhu cầu khai thác, sử dụng và duy trì hệ sinh thái thủy sinh[13]

e Quan trắc môi trường

Là việc theo dõi liên tục, định kỳ, đột xuất, có hệ thống về thành phần môi trường, các nhân tố tác động đến m i trường, chất thải nhằm cung cấp th ng tin đánh giá hiện trạng m i trường, diễn biến chất lượng m i trường và tác động xấu đến môi

trường [13]

1.2 Tổng quan các công trình nghiên cứu trên thế giới và Việt Nam có liên quan

1.2.1 Tổng quan các công trình nghiên cứu trên thế giới

Theo báo cáo diễn biến m i trường nước ở Việt Nam của Bộ Tài nguyên và môi trường (BTNMT) năm 2004, tổng lượng nước trên Thế giới ước tính khoảng 1,328 tỷ km3 Trong đó nước đại dương chiếm 94,4% ; khoảng 2% tồn tại ở dạng băng tuyết ở các cực và 0,6% ở các bể chứa khác Trên 80% lượng băng tồn tại ở Nam cực và chỉ

có hơn 10% ở Bắc cực, phần còn lại ở các đỉnh núi hoặc s ng băng Lượng nước ngọt chúng ta có thể sử dụng ở các s ng, suối, hồ, nước ngầm chỉ khoảng 8.000.000 km3

(0,6% tổng lượng nước) trong đó nước mặt chỉ có 36.000 km3 còn lại là nước ngầm Tuy nhiên, việc khai thác nguồn nước ngầm để sử dụng hiện nay gặp rất nhiều khó khăn và tốn nhiều chi phí Do vậy nguồn nước mặt đóng vai trò rất quan trọng đối với

sự phát triển của nhân loại[2]

Theo ước tính, đến năm 2030 vẫn còn khoảng 5 tỷ người (chiếm 67% số dân thế giới) chưa được tiếp cận với các điều kiện vệ sinh về nước Gia tăng dân số đồng

nghĩa với gia tăng nhu cầu lương thực và tất nhiên nhu cầu về nước cũng tăng Cho đến nay n ng nghiệp vẫn là đối tượng tiêu thụ nhiều nước nhất, chiếm tới 70% lượng nước tiêu thụ so với 20% dành cho c ng nghiệp và 10% dùng trong sinh hoạt đời sống[3],[4]

Với các nước phát triển (Anh, Pháp, Mỹ, Úc, Nhật Bản…), đầu thế kỷ XX, việc nghiên cứu đánh giá chất lượng nước đã đề ra các quy trình, quy phạm trong các bộ Luật về nước cùng với các chính sách quan trọng nhằm quản lý tổng hợp tài nguyên nước theo lưu vực s ng Trong các quy trình, quy phạm này bao gồm các biện pháp nhằm bảo vệ nguồn nước, quy hoạch khai thác sử dụng hợp lý nguồn nước phục vụ phát triển bền vững lưu vực s ng bằng việc áp dụng c ng nghệ sản xuất sạch, thu gom

xử lý một phần hoặc toàn bộ chất thải, nước thải trước khi đổ ra s ng, quan trắc lượng

và chất lượng m i trường nước, cảnh báo các chất độc hại trong s ng và dự báo sinh thái - chất lượng nước trên toàn lưu vực s ng

Với các nước đang phát triển, vấn đề sử dụng hợp lý tài nguyên nước, bảo vệ

m i trường nước được quan tâm từ vài chục năm nay, đặc biệt là từ đầu thế kỷ 21 trở lại đây Các c ng trình nghiên cứu về tài nguyên nước đã chú trọng cả về lượng và chất phục vụ các mục đích khác nhau trong quá trình phát triển kinh tế xã hội tại các vùng lãnh thổ Việc nghiên cứu đánh giá chất lượng nguồn nước đang đặt ra v cùng cấp thiết đối với đời sống con người Trên cơ sở đánh giá chất lượng nước bằng nhiều phương pháp truyền thống và hiện đại, đề xuất các biện pháp quản lý, bảo vệ và sử dụng tài nguyên nước một cách hiệu quả và mang tính bền vững

Một trong các phương pháp đánh giá chất lượng nước mặt đang được sử dụng rộng rãi hiện nay là đánh giá chất lượng nước th ng qua chỉ số chất lượng nước Water Quality Index (WQI)

Chỉ số chất lượng nước WQI là một trong các loại chỉ số m i trường nước, được tính toán từ các th ng số quan trắc chất lượng nước, dùng để m tả định lượng về chất lượng nước và khả năng sử dụng nguồn nước đó Chỉ số chất lượng nước được biểu diễn qua thang điểm của phương pháp sử dụng Phương pháp WQI có khả năng phân loại mức độ nhiễm của nguồn nước trên thang điểm

Việc sử dụng WQI có thể khắc phục được các hạn chế trong cách đánh giá nghiên cứu diễn biến chất lượng nước theo phương pháp truyền thống, đó là áp dụng

thể cho ta một bức tranh tổng thể về hiện trạng chất lượng nước của một lưu vực s ng, qua đó có những định hướng đúng đắn trong việc quy hoạch sử dụng nguồn nước trên

s ng phục vụ các mục đích phát triển kinh tế xã hội của địa phương

Trên thế giới đã có rất nhiều quốc gia đã đưa áp dụng WQI vào thực tiễn, cũng như có nhiều các nhà khoa học nghiên cứu về các m hình WQI

Hoa Kỳ: WQI được thực hiện từ những năm 70 của thế kỷ 20 và hiện đã được

xây dựng cho mỗi bang, đa số các bang tiếp cận theo phương pháp của Quỹ Vệ sinh Quốc gia Mỹ (National Sanitation Foundation – NSF) – gọi tắt là WQI – NSF[28]

Canada: Phương pháp do Cơ quan Bảo vệ m i trường Canada (The Canadian

Council of Ministers of the Environment – CCEM, 2001) xây dựng

Châu Âu: Các quốc gia ở châu Âu chủ yếu được xây dựng phát triển từ WQI –

NSF (của Hoa Kỳ), tuy nhiên mỗi quốc gia – địa phương lựa chọn nhóm các th ng số

và phương pháp tính chỉ số phụ riêng

Các quốc gia ASEAN, Ấn Độ, Hàn Quốc phát triển từ WQI – NSF, nhưng

mỗi quốc gia có thể xây dựng nhiều loại WQI cho từng mục đích sử dụng[27]

1.2.2 Tổng quan các công trình nghiên cứu tại Việt Nam và khu vực nghiên cứu

1.2.2.1 Tổng quan các công trình nghiên cứu tại Việt Nam

Việt Nam nằm ở phía Đ ng Nam Á, tận cùng của khối lục địa Á Âu, lục địa lớn nhất hành tinh, trước mặt là Thái Bình Dương nên có một nguồn hơi ẩm lớn Chính nhờ có một chế độ khí hậu điều hoà, lượng mưa trung bình hàng năm từ 1.500 - 2.000mm đã tạo nên một hệ thống s ng ngòi khá dày đặc (cứ hơn 10km bờ biển thì có một cửa s ng) Theo số liệu Cục quản lý tài nguyên nước, ở nước ta hiện có 3450

s ng, suối với chiều dài từ 10 km trở lên, tổng lượng nước đổ ra biển từ s ng ngòi khoảng 800×109m3, lượng nước này có thể tưới đủ cho 1/3 diện tích bề mặt hành tinh Các s ng suối này nằm trong 108 lưu vực s ng được phân bố và trải dài trên cả nước Nằm trong vùng nhiệt đới gió mùa, Việt Nam được đánh giá là quốc gia có nguồn tài nguyên nước khá phong phú cả về lượng mưa, nguồn nước mặt trong các hệ thống

s ng, hồ và nguồn nước dưới đất “Cục Quản lý tài nguyên nước, 2015”

Việt Nam có hơn 2.360 con s ng có chiều dài từ 10 km trở lên, trong đó có 109

s ng chính Chia thành các lưu vực, toàn quốc có 16 lưu vực s ng (LVS) với diện tích lưu vực lớn hơn 2.500 km2, trong đó 10/16 lưu vực có diện tích trên 10.000 km2

(LVS Bằng Giang - Kỳ Cùng, Hồng - Thái Bình, Mã, Cả, Vu Gia - Thu Bồn, Ba, Srê Pốk, Sê

San, Đồng Nai, Mê C ng) Tổng diện tích các LVS cả nước lên đến trên 1.167 nghìn

km2.Theo các kết quả quan trắc cho thấy chất lượng nước ở thượng lưu của hầu hết các con s ng chính của Việt Nam còn khá tốt, trong khi mức độ nhiễm ở hạ lưu của các

s ng này ngày càng tăng do ảnh hưởng của các đ thị và các cơ sở c ng nghiệp Đặc biệt, mức độ nhiễm tại các s ng tăng cao vào mùa kh khi lưu lượng nước đổ về các

s ng giảm

Chỉ số BOD5 và N-NH4+: Theo kết quả quan trắc 02 th ng số trên tại một số điểm của các hệ thống s ng chính trên cả nước cho thấy có hiện tượng vượt mức quy chuẩn cho phép và dao động từ BOD5 có giá trị vượt 1 - 3 lần; còn N-NH4+ có những

s ng chính vượt khá cao so với quy chuẩn cho phép 2,5 – 19 lần[7]

Hàm lượng chất rắn lơ lửng (TSS) đo được tại các s ng chính trên cả nước tại một

số con s ng chính có giá trị vượt ngưỡng quy chuẩn cho phép loại A2 từ 1 – 3,5 lần[7]

Việt Nam là cũng là một trong những quốc gia đưa chỉ số WQI vào đánh giá chất lượng nước từ những năm đầu của thế kỷ 21

Một số c ng trình nghiên cứu đã áp dụng về bộ chỉ số chất lượng nước như các WQI-2 và WQI-4 được sử dụng để đánh giá số liệu chất lượng nước trên s ng Sài Gòn tại Phú Cường, Bình Phước và Phú An trong thời gian từ 2003 đến 2007 Một số tác giả nghiên cứu áp dụng WQI để đánh giá chất lượng nước s ng Hương, s ng Bồ ở Thừa Thiên – Huế [8],[11],[12] Một số tác giả khác đã có những nghiên cứu sử dụng WQI để đánh giá chất lượng nước s ng Hậu hoặc một số s ng ở tỉnh Đồng Nai [18],[19] Cũng có những nghiên cứu sử dụng chỉ số chất lượng nước WQI đánh giá chất lượng nước mặt cho một vùng lãnh thổ Các tác giả đó chủ yếu tập trung nghiên cứu áp dụng m hình WQI của Quỹ Vệ sinh Mỹ (US National Sanitary Foundation – WQI hay NSF-WQI) đề xuất vào những năm 70; hoặc áp dụng có điều chỉnh m hình WQI do Bhargava - Ấn Độ đề xuất năm 1983; hoặc m hình WQI do Hội đồng Bộ trưởng M i trường Canada đề xuất năm 2001 Tuy vậy, khi áp dụng m hình đó, các tác giả chỉ sử dụng ít th ng số chất lượng nước lựa chọn (thường chỉ 3 – 5) để đưa vào

m hình tính WQI, nên m tả kém đại diện về chất lượng nước tổng quát của s ng

1.2.2.2 Các công trình đã được nghiên cứu tại Quảng Ninh

- Nguyễn Trung Ngọc (2012), đã đánh giá diễn biến chất lượng nước sông Cầm, huyện Đ ng Triều, tỉnh Quảng Ninh thông qua chỉ số chất lượng nước WQI Kết

thế đánh giá trong 6 năm từ 2006 đến 2012 cho thấy nước s ng đang có dấu hiệu gia tăng mức độ ô nhiễm, đặc biệt là từ những năm 2011 - 2012 do các cơ sở sản xuất công nghiệp xả thải vào sông

- Phạm Văn Nhị (2013), đã sử dụng chỉ số WQI để đánh giá chất lượng nước sông Vàng Danh, thành phố Cẩm Phả, tỉnh Quảng Ninh Kết quả nghiên cứu từ năm 2010-2013 cho thấy mức độ ô nhiễm nước s ng Vàng Danh đang có chiều hướng giảm, phương pháp đánh giá theo WQI tương đồng với phương pháp truyền thống nhưng đơn giản và dễ hiểu, dễ thông tin cho cộng đồng về chất lượng nước của lưu vực s ng Vàng Danh, qua đó đề xuất các biện pháp quản lý nhằm bảo vệ chất lượng nước lưu vực sông Vàng Danh

- Trần Thiện Cường (2016), Đánh giá chất lượng m i trường nước sông Uông, thành phố Cẩm Phả, tỉnh Quảng Ninh thông qua chỉ số chất lượng WQI Kết quả nghiên cứu cho thấy nước sông Uông bị ô nhiễm bởi hàm lượng chất rắn lơ lửng, BOD5, COD, Phospho, Nitrat và Coliform, nguyên nhân được xác định là hoạt động khai thác than cũng như hoạt động xả thải từ các cơ sở sản xuất và nước thải sinh hoạt của dân cư xung quanh khu vực làm ảnh hưởng đến chất lượng nước sông

- Vũ Thị Thu Hương (2020) đánh giá chất lượng nước mặt sông Tràng Vinh, thành phố Móng Cái, tỉnh Quảng Ninh, tác giả đã đánh giá diễn biến và chất lượng chỉ

số m i trường (WQI) giai đoạn từ năm 2016 – 2020 Kết quả nghiên cứu cho thấy nước s ng Tràng Vinh chưa có dấu hiệu ô nhiễm, nước sông vẫn đạt QCVN về mục đích phục vụ cấp nước sinh hoạt cho thành phố Móng Cái

- Vũ Thị Nguyệt (2020), đã đánh giá chất lượng nước mặt sông Ba Chẽ đoạn thuộc huyện Ba Chẽ, tỉnh Quảng Ninh bằng chỉ số chất lượng nước WQI Kết quả nghiên cứu cho thấy nước sông Ba Chẽ có dấu hiệu ô nhiễm chất hữu cơ tăng dần từ năm 2015 – 2019, nguyên nhân được do hoạt động của khu vực sản xuất, chế biến lâm sản, chế biến sản phầm từ gỗ, tre, nứa và nước thải sinh hoạt của người dân nên ảnh hưởng đến chất lượng nước sông

- Trần Thị Thanh Thúy (2020), đánh giá chất lượng nước mặt hồ Yên Trung, thành phố Uông Bí, tỉnh Quảng Ninh th ng qua đánh giá diễn biến và chỉ số chất lượng nước (WQI) Kết quả nghiên cứu cho thấy nước hồ Yên Trung hiện tại chưa có dấu hiệu ô nhiễm tuy nhiên một số hàm lượng của các thông số như amoni, nitrat,

photphat và thông số hữu cơ có xu hướng tăng dần theo thời gian nguyên nhân là do các hoạt động do lịch ở đây ngày càng tăng cao

- Tại khu vực nghiên cứu là sông Hà Cối hiện nay chưa có c ng trình nghiên cứu nào liên quan đến đánh giá chất lượng nước thông quá chỉ số chất lượng nước (WQI) mà chỉ có báo cáo kết quả quan trắc định kỳ và báo cáo kết quả quan trắc hiện trạng m i trường tỉnh do Trung tâm Quan trắc Tài nguyên và M i trường thực hiện, các báo cáo này chỉ đánh giá diễn biến bằng phương pháp truyền thống là so sánh với QCVN, phương pháp này kh ng thể hiện được một cách toàn diện và chính xác các thành phần gây ô nhiễm m i trường Do vậy, đề tài nghiên cứu Đánh giá chất lượng và diễn biến m i trường nước mặt sông Hà Cối, huyện Hải Hà, tỉnh Quảng Ninh là thực

sự cấp thiết Đề tài được thực hiện là cơ sở giúp cơ quan quản lý nhà nước có các giải pháp bảo vệ m i trường phù hợp và có cơ sở để giám sát các nguồn gây ô nhiễm đến

m i trường nước tại khu vực nghiên cứu

1.3 Tổng quan các phương pháp đánh giá chất lượng nước mặt

1.3.1 Phương pháp truyền thống

a Khái niệm

Quan trắc m i trường là quá trình theo dõi có hệ thống về thành phần môi trường, các yếu tố tác động lên m i trường nhằm cung cấp th ng tin đánh giá hiện trạng, diễn biến chất lượng m i trường và các tác động xấu đối với m i trường [6]

b Kinh nghiệm của một số quốc gia trên thế giới và ở Việt Nam về phương pháp quan trắc m i trường

Theo tổng hợp của Bộ Khoa học Công nghệ và M i trường (1998), Các biện pháp kiểm soát ô nhiễm và quản lý chất thải thì chất lượng nước được đánh giá khác nhau tùy thuộc từng Quốc gia và được mô tả như sau:

+ Trên thế giới:

Trên thế giới chất lượng nước được đánh giá th ng qua các tiêu chuẩn cụ thể:

- Mỹ: các Bang lãnh trách nhiệm xây dựng các tiêu chuẩn chất lượng nước xung quanh Bộ tiêu chuẩn được dùng cho việc sử dụng nước và xác định nồng độ tối

đa của các chất ô nhiễm khác nhau không làm trở ngại đến việc sử dụng nước

- Bỉ: các chuẩn mực chung xác định các mục tiêu chất lượng nước đối với các nguồn nước mặt có những công dụng đặc biệt Các mục tiêu này áp dụng đối với chất

chất lượng để thích ứng với các hoạt động như tắm, đảm bảo sự sống của cá, các loài giáp xác

- Brazin: các tiêu chuẩn chất lượng nước xung quanh về cơ bản cũng bao trùm một dải rộng các chất ô nhiễm và những đặc tính cũng giống như các tiêu chuẩn của

Mỹ Các chỉ tiêu này bao gồm dầu nhờn, các chất rắn, vi khuẩn cô li trong phân, oxy hòa tan và các chất độc khác Tuy nhiên các tiêu chuẩn chất lượng nước Brazin không bao gồm điều khoản các chất không phân hủy chung như trong trường hợp của Mỹ

- Ấn Độ: sự phân loại vào công dụng của các đoạn s ng đã cung cáp các điều kiện tiên quyết để đặt ra các mục tiêu chất lượng nước Mỗi đoạn sông có thể có một hoặc nhiều công dụng như tưới nước, làm nước uống, giao thông, giải trí và thẩm mỹ, nơi tiếp nhận các nguồn nước thải đã xử lý Công dụng tốt nhất được chỉ định, đòi hỏi chất lượng cao nhất, sau đó được đánh dấu trên bản đồ sử dụng nước chính thức, với mức độ xử lý quy định cho tất cả các loại đổ thải

+ Ở Việt Nam:

Quan trắc m i trường là hoạt động quan trọng trong công tác quản lý nhà nước

về BVMT đã được các cơ quan ban ngành trực thuộc Bộ Tài Nguyên và M i trường Việt Nam đưa vào thực hiện từ năm 1994 đến nay

Hoạt động quan trắc m i trường nhằm ghi nhận các thông tin về hiện trạng và diễn biến m i trường nhằm phục vụ cho việc xây dựng chiến lược, lập kế hoạch, chương trình BVMT

Quan trắc chất lượng m i trường nước là một trong các hoạt động m i trường chủ yếu hiện nay và là một trong những yêu cầu, nhiệm vụ cần thực hiện để bảo vệ

m i trường Điều này rất có ý nghĩa trong việc đánh giá chất lương nguồn nước để có biện pháp điều chỉnh

Quan trắc m i trường nước mặt là sự theo dõi để biết được các yếu tố sẽ tác động lên nguồn nước Từ đó sẽ có được những đánh giá cụ thể về hiện trạng nguồn nước và những diễn biến có thể xảy ra

1.3.2 Phương pháp chỉ số chất lượng nước (WQI)

a Khái niệm

Chỉ số chất lượng nước của Việt Nam là chỉ số được tính toán từ các thông số quan trắc chất lượng nước mặt ở Việt Nam, dùng để mô tả định lượng về chất lượng

nước và khả năng sử dụng của nguồn nước đó, được biểu diễn qua một thang điểm[16]

b Kinh nghiệm xây dựng chỉ số chất lượng nước (Water Quality Index – WQI) của một số quốc gia trên thế giới và Việt Nam

Việc sử dụng sinh vật trong nước làm chỉ thị cho mức độ sạch ở Đức từ năm

1850 được coi là nghiên cứu đầu tiên về WQI trong đó chỉ số Horton (1965) là chỉ số WQI đầu tiên được xây dựng trên thang số

WQI được đề xuất và áp dụng đầu tiên ở Mỹ vào những năm 1965 ÷ 1970 Sau

đó, do có nhiều ưu điểm nên WQI nhanh chóng được chấp nhận và triển khai áp dụng

ở nhiều quốc gia trên thế giới như: Canada, Achentina, Anh, Mexico, Ấn Độ, Thái Lan,…Một số điển hình ở các nước như sau:

Hoa Kỳ: WQI được thực hiện từ những năm 70 của thế kỷ 20 và hiện đã được

xây dựng cho mỗi bang, đa số các bang tiếp cận theo phương pháp của Quỹ Vệ sinh Quốc gia Mỹ (National Sanitation Foundation – NSF) – gọi tắt là WQI – NSF, điển hình một số bang như:

+ Bang Origon: WQI là một con số đại diện cho chất lượng nước tính toán từ 8 thông số: nhiệt độ, DO, BOD, pH, Tổng N, Tổng P, tổng rắn, fecal coliform Việc lựa chọn biến số sử dụng phương pháp delphi và tập hợp lại các biến số bằng phương pháp chuyên gia, Chuyển đổi các biến số bằng cách logarit hóa để tính các chỉ số phụ OWQI được đưa ra từ năm 1970 và liên tục được cải tiến WQI áp dụng tại Bang là một chỉ số tổng hợp được sử dụng để đánh giá chất lượng nước cho các mục đích

th ng thường (câu cá, bơi…) M hình WQI hiện tại đang áp dụng sử dụng phương pháp trọng số cân bằng và công thức WQI sử dụng hàm bình phương điều hòa không trọng số

+ Bang Floria: Các nhóm thông số để tính toán WQI: Độ trong của nước: độ đục, tổng rắn lơ lửng Hàm lượng ôxy: DO; nhu cầu xy (phú dưỡng): COD, BOD, TOC; các chất dinh dưỡng: Tổng N, tổng P, Nitrat; Vi khuẩn: Tổng Coliform và Fecal Coliform Chỉ số phụ được tính toán từ giá trị thông số bằng phương pháp đường cong

tỷ lệ, đường cong này được xây dựng từ các tiêu chuẩn về nước mặt và các nghiên cứu

về nồng độ các chất ô nhiễm trong nước Mô hình WQI hiện tại không sử dụng trọng

số và công thức trung bình cộng không trọng số

Canada: Phương pháp do Cơ quan Bảo vệ m i trường Canada (The Canadian

Council of Ministers of the Environment – CCEM, 2001) xây dựng Phương pháp WQI-CCME được xây dựng dựa trên rất nhiều số liệu khác nhau sử dụng một quy trình thống kê với tối thiểu 4 thông số và 3 hệ số chính (F1-phạm vi, F2-tần suất, F3-biên độ của các kết quả kh ng đáp ứng được các mục tiêu CLN giới hạn chuẩn) WQI-CCME là một công thức rất định lượng và việc sử dụng hết sức thuận tiện với các thông số cùng các giá trị chuẩn (mục tiêu CLN) của chúng có thể dễ dàng đưa vào WQI-CCME để tính toán tự động Tuy nhiên, trong WQI-CCME, vai trò của các thông số CLN trong WQI được coi như nhau, mặc dù trong thực tế các thành phần CLN có vai trò khác nhau đối với nguồn nước

Châu Âu: Các quốc gia ở châu Âu chủ yếu được xây dựng phát triển từ WQI –

NSF (của Hoa Kỳ), tuy nhiên mỗi quốc gia – địa phương lựa chọn nhóm các thông số

và phương pháp tính chỉ số phụ riêng WQI-NSF được xây dựng bằng cách sử dụng kỹ thuật Delphi của tập đoàn Rand, thu nhận và tổng hợp ý kiến của một số đ ng các chuyên gia khắp nước Mỹ để lựa chọn các thông số CLN quyết định sau đó xác lập phần trọng lượng đóng góp của từng thông số (vai trò quan trọng của thông số - wi) và tiến hành xây dựng các đồ thị chuyển đổi từ các giá trị đo được của thông số sang chỉ

số phụ (qi) WQI-NSF được xây dựng rất khoa học dựa trên ý kiến số đ ng các nhà khoa học về chất lượng nước, có tính đến vai trò (trọng số) của các thông số tham gia trong WQI và so sánh các kết quả với giá trị chuẩn (mục tiêu CLN) qua giản đồ tính chỉ số phụ (qi) Tuy nhiên các giá trị trọng số (wi) hoặc giản đồ tính chỉ số phụ (qi) trong WQI-NSF chỉ thích hợp với điều kiện chất lượng nước của Mỹ

Các quốc gia Malaysia, Ấn Độ phát triển từ WQI – NSF, nhưng mỗi quốc gia

có thể xây dựng nhiều loại WQI cho từng mục đích sử dụng

* Các công trình nghiên cứu tại Việt Nam:

Tại Việt Nam đã có nhiều nghiên cứu và đề xuất và áp dụng về bộ chỉ số CLN như các WQI-2 và WQI-4 được sử dụng để đánh giá số liệu CLN trên sông Sài Gòn tại Phú Cường, Bình Phước và Phú An trong thời gian từ 2003 đến 2007 Một số nghiên cứu điển hình như sau:

Nghiên cứu của TS Tôn Thất Lãng, sử dụng chỉ số chất lượng nước (WQI) để đánh giá và phân vùng chất lượng nước sông Hậu năm 2008 [19]

Tác giả đã nghiên cứu WQI để đánh giá và phân vùng chất lượng sông Hậu với

mô hình WQI với nhóm gồm 6 thông số: pH, DO, BOD, COD, TSS, Coliform Mô hình có ứngdụng phương pháp Delphi và phương pháp đường cong tỷ lệ

Kết quả: Đã chỉ rõ diễn biến chất lượng tại từng vùng từ đó phân vùng chất lượng nước

- M hình WQI đưa ra bởi TS Phạm Thị Minh Hạnh: Chỉ số chất lượng nước được chia làm 2 loại là: Chỉ số chất lượng nước cơ bản IB và chỉ số chất lượng nước tổng hợp IO Chỉ số chất lượng nước cơ bản IB sử dụng các thông số: COD, BOD5,

DO, Độ đục, TSS, N-NH4, P-PO4, tổng Coliform và Chỉ số chất lượng nước tổng hợp

IO sử dụng 8 thông số sử dụng cho IB, pH và các chất độc hại (phenols, pesticides, cyanide kim loại nặng: As, Cd, cr, Pb, hg, Zn, Cu và Ni) WQI được chia làm 5 mức, mức càng cao thi chất lượng m i trường nước càng tốt

- M hình WQI đưa ra bởi PGS TS Lê Trình [15]:

Đề tài “Nghiên cứu phân vùng chất lượng nước theo các chỉ số chất lượng nước (WQI) và đánh giá khả năng sử dụng các nguồn nước sông, kênh rạch ở vùng thành phố Hồ Chí Minh” năm 2008 do PGS TS Lê Trình làm chủ nhiệm là một trong những nghiên cứu đầu tiên ở Việt Nam về phân vùng chất lượng nước theo WQI Trong đề tài nghiên cứu này 4 m hình WQI đã được nghiên cứu, tính toán dựa trên 2 mô hình WQI cơ bản của Hoa Kỳ và Ấn Độ gồm m hình cơ bản của Quỹ vệ sinh Quốc gia Hoa Kỳ (NSF-WQI) NSF-WQI được tính theo một trong 2 công thức: công thức dạng tổng và công thức dạng tích và mô hình Bhargava (1983)

- M hình WQI đưa ra bởi Ủy ban sông Mekong: các thông số được sử dụng để tính toán gồm: DO, Amoni, NH4+, COD, Tổng P Sau khi tính toán WQI, mức độ ảnh hưởng đến con người dựa vào điểm số được phân loại theo 04 mức A, B, C, D thang điểm từ 1 đến 10 điểm

- Tổng cục M i trường đã ban hành Quyết định số 1460/QĐ-TCMT ngày 12/11/2019 về việc ban hành hướng dẫn kỹ thuật tính toán và công bố chỉ số chất lượng nước Việt Nam (VN_WQI) với mục đích hướng dẫn việc tính toán và công bố chỉ số chất lượng nước (VN_WQI) từ dữ liệu quan trắc định kỳ m i trường nước mặt lục địa[20]

1.4 Tổng quan khu vực nghiên cứu

1.4.1 Đặc điểm môi trường tự nhiên

1.4.1.1 Vị trí địa lý

Huyện Hải Hà là huyện miền núi biên giới giáp biển về phía Đ ng Bắc của tỉnh Quảng Ninh, cách thành phố Hạ Long 150km, cách cửa khẩu Quốc tế Móng Cái 40km Có tọa độ địa lý ở 21012’46” đến 21038’27” vĩ độ Bắc và từ 107030’54” đến

107051’49” kinh độ Đ ng

Phía Bắc giáp Trung Quốc, với đường biên giới dài 22,8km Phía Đ ng giáp thành phố Móng Cái Phía Nam giáp Biển Đ ng với chiều dài bờ biển khoảng 35km, nằm trong vành đai Vịnh Bắc Bộ Phía Tây giáp huyện Đầm Hà và huyện Bình Liêu Huyện Hải Hà nằm trên Quốc lộ 18 nối cửa khẩu Móng Cái với thành phố Hạ Long,

có 35km bờ biển và nhiều cửa sông, có cửa khẩu Bắc Phong Sinh với Trung Quốc[22]

Hình 1.1 Vị trí sông Hà Cối

Sông Hà Cối là con sông nằm trọn vẹn trong địa phận ranh giới huyện Hải Hà

mà không bắt nguồn từ các sông, suối của các huyện, thị, thành phố lân cận do vậy trong đề tài luận văn lựa chọn sông Hà Cối để đánh giá là phù hợp

1.4.1.2 Địa hình

Hải Hà là huyện có địa hình miền núi, trung du ven biển, nằm trong hệ thống cánh cung Đ ng Triều - Móng Cái Phía Tây Bắc Hải Hà là vùng đồi núi thấp, phía Nam là vùng phù sa ven biển tiếp giáp dãy núi đá v i chắn sóng gió cho vùng đất liền Địa hình được chia thành 2 dạng địa hình chính:

Sông Hà Cối

Vùng trung du ven biển: Vừa có địa hình đồi núi thấp, vừa có đồng bằng xen

kẽ, tập trung ở các xã ven biển như: Quảng Thắng, Quảng Minh, Quảng Trung, Quảng Điền và Quảng Phong Địa hình vùng này thuận lợi cho phát triển cây công nghiệp, trồng lúa và nuôi trồng thủy sản[22]

Vùng đồi núi cao phía Tây Bắc: Độ cao từ 200 - 1.500m so với mặt nước biền gồm các dãy núi cao, dạng bán bình nguyên Địa hình chia cắt nhiều tạo thành các thung lũng hẹp, chân đồi là những ruộng bậc thang Cấu tạo địa chất của vùng chủ yếu

là đá sa phiến thạch, khi phong hóa chia ra đất đỏ vàng hoặc vàng đỏ, thanh phần cơ giới trung bình Dưới tầng đất mịn thường gặp lớp đá mẹ phong hóa mềm (vụn bở) Tùy theo địa hình mà tầng đất hình thành dày hay mỏng tập trung chính ở các xã Quảng Sơn, Quảng Đức, Quảng Thành[22]

Vùng đảo: Huyện Hải Hà có một xã đảo Cái Chiên với diện tích 2.549,95ha, địa hình phức tạp, giao thông gặp nhiều khó khăn, việc giao lưu với bên ngoài chủ yếu là đường thủy[22]

Hệ tầng Tấn Mài (O3 - S tm): Phân bố tại vùng núi cao thuộc các xã Quảng Sơn, Quảng Thịnh và Quảng Đức và xã đảo Cái Chiên Thành phần củ yếu của hệ tầng

là các trầm tích lục nguyên biến chất yếu, phần dưới hạt lớn, phần trên hạt nhỏ Đá bị biến chất kh ng đều theo đường phương Tại một số nơi, đá bị vò nhàu, uốn nếp mạnh

mẽ và bị ép mặt láng bóng

Hệ tầng Bình Liêu (T2a bl): Phân bố tại vung núi cao Quảng Nam Châu phía bắc xã Quảng Sơn và Quảng Đức Hệ tầng này được lộ ra ở huyện Hải Hà đặc trưng bởi các trầm tích lục nguyên xen với đá nguồn núi lửa

Hệ tầng Hà Cối (J1-2 hc): Phân bố rộng rãi trong các gò đồi của các xã ven biển huyện Hải Hà như Đường Hoa, Tiến Tới, Quảng Phong, Quảng Long, Quảng Chính, Quảng Thành, Quảng Thắng Hệ tầng được đặc trưng bởi các trầm tích lục địa màu đỏ,

thay đổi nhanh về thành phần độ hạt, nghèo vật chất hữu cơ, kh ng thuận lợi cho cây trồng phát triển

Hệ Đệ Tứ: Phân bố chủ yếu trong các đồng bằng nhỏ hẹp của các xã ven biển

và bãi triều huyện Hải Hà Thành phần của đặc trưng là các trầm tích bở rời hạt th như cuội sỏi, cát, bột, sét (ít) tướng s ng biển (vùng cửa s ng Hà Cối, Mã Ham, Đường Hoa, Cái Đại Hoàng), đầm lầy ven biển và biển n ng ven bờ

Huyện Hải Hà nằm trong đới kiến trúc Caledoni Katazia (Pusarovski, 1965) với hoạt động kiến tạo kiểu cửa s ng hình phễu khá bình ổn Đứt gãy đóng vai trò quan trọng đi qua vùng chủ yếu là các hệ đứt gãy hướng Đông Bắc - Tây Nam bao gồm đứt gãy Tấn Mài - Tiên Yên và Hoành Bồ - Vĩnh Thực

Do nằm trong vùng kiến tạo chủ yếu gây bởi hoạt động biển lấn kh ng đền bù bồi tích nên bờ biển Hải Hà sẽ có quá trình xói lở chiếm ưu thế hơn bồi tụ, các trầm tích chiếm ưu thế chủ yếu là bột và cát bột

1.4.1.4 Đặc điểm khí hậu

Khu vực nghiên cứu trong vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa

Đặc trưng các yếu tố khí tượng qua quan trắc tại trạm Quảng Hà như sau:

Chế độ nhiệt: Nhiệt độ không khí có ảnh hưởng đến sự lan truyền và chuyển

hóa các chất ô nhiễm trong không khí gần mặt đất và nguồn nước

Tại khu vực nghiên cứu, các giá trị đặc trưng về nhiệt độ gồm: nhiệt độ trung bình năm 22,70

C Mùa hè nhiệt độ trung bình từ 26 - 280C, cao nhất 28,10C Mùa đ ng nhiệt độ trung bình từ 14,4 – 20,70 C, thấp nhất 14,4 – 16,70C

Bảng 1.1: Nhiệt độ trung bình tháng quan trắc nhiều năm tại trạm Quảng Hà

Nguồn: Niên gián thống kê tỉnh Quảng Ninh năm 2017, 2018, 2019

Số giờ nắng trung bình mùa hè 6 - 7giờ/ngày, mùa đ ng 3- 4 giờ/ngày Tổng số giờ nắng trung bình năm là 1.717 giờ Trung bình số ngày nắng trong tháng là 24 ngày

Chế độ mưa: Mưa có tác dụng làm sạch m i trường không khí và pha loãng

chất thải lỏng

Tổng lượng mưa trung bình năm khu vực nghiên cứu là 3.464,3 mm, tháng cao nhất là tháng 7: 922,8 mm, tháng có lượng mưa thấp nhất là tháng 1: 13,8 mm (năm 2013) Mưa thường tập trung vào các tháng 5,6,7,8 chiếm tới 60% lượng mưa cả năm

Chế độ gió: Gió là yếu tố khí tượng cơ bản nhất có ảnh hưởng đến sự lan

truyền các chất ô nhiễm trong không khí và làm xáo trộn các chất ô nhiễm trong nước

Tại khu vực nghiên cứu trong năm có hai mùa chính, mùa Đ ng có gió Bắc và

Đ ng Bắc, mùa hè có gió Đ ng Nam và Nam Mùa đ ng thịnh hành gió Bắc hoặc

Đ ng Bắc, vận tốc gió trung bình 2,93,6m/s Mùa hè gió thịnh hành chủ yếu là gió Nam và Đ ng Nam, vận tốc gió trung bình 3,43,7m/s Tốc độ gió cực đại đến 20m/s

Độ ẩm không khí: Độ ẩm không khí lớn tạo điều kiện cho vi sinh vật từ mặt

đất phát tán vào không khí, lan truyền và chuyển hóa các chất ô nhiễm, gây tác động đến m i trường

Các giá trị đặc trưng về độ ẩm tại khu vực nghiên cứu: độ ẩm trung bình 3 năm 85,9%, cao nhất 90,7%, thấp nhất 77,7% Tháng có độ ẩm cao nhất là tháng 3/2018 (94%), thấp nhất là tháng 12/2019 (76%)

Bảng 1.2: Độ ẩm tương đối trung bình tháng quan trắc nhiều năm tại trạm Quảng Hà Đơn vị tính: %

Huyện Hải Hà có 3 hồ chứa nước ngọt: Hồ Trúc Bài Sơn nằm trên địa bàn xã Quảng Sơn, có diện tích 110ha, với dung tích thường xuyên đạt 15 triệu m3 nước; Hồ Khe Dầu thuộc xã đảo Cái Chiên, có diện tích 18ha, đây là hồ chứa nước ngọt lớn nhất trên đảo; Hồ Khe Đình - Cái Chiên có diện tích 15ha, độ sâu trung bình 4 - 6m, có hệ thống mương bê t ng dẫn nước Chế độ thủy văn của các s ng, suối trong vùng khá phức tạp, phân phối dòng chảy kh ng đều trong năm Mùa mưa lượng nước dồn nhanh

về s ng chính tạo nên dòng chảy lớn và xiết Về mùa kh , dòng chảy cạn kiệt, mực nước dòng s ng rất thấp Thủy triều vùng biển Hải Hà theo chế độ nhật triều (1 ngày,

1 đêm có lần nước triều lên xuống), biên độ triều lớn, thủy triều mạnh trong năm vào các tháng 1, 2, 6, 7, 8, 10 Sóng biển tương ứng với chế độ gió: Sóng mùa hè thường hướng Đ ng và Nam; mùa đ ng thường có hướng Bắc và Đ ng Bắc Độ cao trung bình của sóng là 0,5m; bước sóng trung bình thường 30 - 40m Nồng độ muối thay đổi theo mùa, mùa mưa từ 15 - 18%, mùa kh từ 22 - 25%

1.4.2 Điều kiện kinh tế - xã hội huyện Hải Hà

a Tăng trưởng kinh tế

Tổng giá trị sản xuất năm 2021 đạt 25.420,9 tỷ đồng, tăng 15,1% so với cùng

kỳ Các lĩnh vực cơ bản duy trì hoạt động sản xuất, tăng trưởng so với cùng kỳ năm

2020 Cơ cấu kinh tế được duy trì theo hướng tích cực, tạo chuyển biến rõ nét trong chuyển dịch cơ cấu kinh tế Trong đó: ngành c ng nghiệp xây dựng vẫn chiếm vai trò chủ đạo (chiếm 71,7% tăng 1,5% so với cùng kỳ), tỷ trọng ngành thương mại – dịch

vụ (chiếm 24% giảm 1,5% so với cùng kỳ), tỷ trọng ngành nông nghiệp (chiếm 4,3%, duy trì so với năm 2020)[23]

b Tình hình sản xuất – kinh doanh trên các lĩnh vực

- Khu vực I: Nông nghiệp, lâm nghiệp, thủy sản[23]:

+ Trồng trọt: Tổng giá trị sản xuất đạt 240 tỷ đồng, tằn 3,58% so với cùng kỳ Diện tích gieo trồng của toàn huyện trong vụ đ ng 603ha; Tổng sản lượng lương thực đạt 23.777,3 tấn

+ Chăn nu i: Toàn xã có 409.951 con gia súc, gia cầm; sản lượng thịt hơi các loại 13.152 tần đạt 126,6% so vơi cùng kỳ

+ Lâm nghiệp: Toàn huyện đã trồng rừng đạt 437,53 ha, các loại cây trồng chủ yếu là Keo, Bạch Đàn Sản lượng khai thác vỏ quế đạt 40 tấn/năm

+ Thủy sản: Sản lượng thủy sản trong năm đạt 19.025 tấn (khai thác 10.859 tấn, nuôi trồng 8.166 tấn)

- Khu vực II: Công nghiệp và đầu tư xây dựng cơ bản: Tổng giá trị sản xuấ đạt 18.217,6 tỷ đồng, tắng 17,5% so với cùng kỳ[23]

+ Sản xuất tiểu thủ công nghiệp đạt 937,088 tỷ đồng tăng 1,6% so với cùng kỳ + Giá trị xây dựng đạt 3.041,5 tỷ đồng tăng 21,5% so với cùng kỳ

- Khu vực III: Thương mại, dịch vụ và thuê sản phẩm: Tổng giá trị thương mại, dịch vụ đạt 9.456,48 tỷ đồng, tăng 8,95% so với cùng kỳ

+ Kim ngạch xuất khẩu đạt 24,9 triệu USD, tằng 200% so với cùng kỳ

- Về thu ngân sách: Tổng thu ngân sách trên toàn huyền đạt 359.180 triệu, bằng 125% so với cùng kỳ Trong đó: thu xuất nhập khẩu đạt 26.739 triệu đồng; thu nội địa đạt 332,441 triệu đồng

c Văn hóa – xã hội

Tỷ lệ lao động qua đào tạo đạt 71,1% tăng 3,9% so với cùng kỳ (trong đó lao động có bằng cấp, chứng chỉ đạt 46%)

- Công tác giáo dục: Chất lượng giảm dạy càng được nâng cao Tỷ lệ trường công lập đạt chuẩn chất lượng giáo dục là 39/42 trường Toàn huyện có 76,16% cán

bộ, giáo viên đạt chuẩn trình độ đào tạo trở lên (trong đó trình độ trên chuẩn đạt 24,98%) Toàn huyện có 41/42 trường công lập thuộc huyện đạt chuẩn quốc gia tính đến hết năm[23]

- Các hoạt động văn hóa – thông tin – thể thao: huyện đã tổ chức đại hội TDTT lần thứ VI với nhiều m n thi đấu; Xây dựng làng văn hóa, gia đình văn hóa, tính đến nay có 113/114 hồ sơ đề nghị công nhận “Khu dân văn hóa”, số khu dân cư văn hóa đạt 100/114 thôn, bản, khu phố và GĐVH đạt 93%[23]

- Công tác y tế: Thực hiện khám cho 6.116 lượt người, điều trị nội trú cho 1.037 lượt bệnh nhân, đã điều trị nội trú cho 16.157 lượt bệnh nhân, tăng 2% so với so với cùng kỳ Tuyên truyền, vận động nhân dân tham gia bảo hiểm y tế, đến nay tỷ lệ người dân tham gia bảo hiểm y tế đạt 64.282/63.560, tăng 0,5% so với kế hoạch[23]

1.4.3 Hiện trạng phát thải ô nhiễm trên lưu vực sông Hà Cối

Các nguồn ô nhiễm trên lưu vực sông Hà Cối gồm:

a Nguồn thải dạng điểm

Khu vực lưu vực sông Hà Cối có các nguồn thải dạng điểm và tập trung, do khu vực có các hoạt động sản xuất công nghiệp như khai thác quặng, khai thác đá vv; và

có các khu nuôi trồng thủy sản, sản xuất nông, lâm nghiệp

Nguồn thải nước sinh hoạt từ các cụm dân cư

Huyện Hải Hà hiện chưa có trạm xử lý nước thải sinh hoạt tập trung, hầu hết nước thải sinh hoạt ở huyện đều được xử lý sơ bộ tại bể phốt tự xây sau đó xả thải ra mương nước gần nhà hoặc các khu vực ao, ruộng trũng hoặc tự ngấm xuống đất Nước thải sinh hoạt khu dân cư ven s ng Hà Cối được xử lý sơ tại bể phốt và thải ra cống thoát nước thải chung khu vực và thải ra s ng Như vậy khu vực lưu vực sông chịu tác động nước thải sinh hoạt của các khu dân cư thải ra sông, tuy nhiên mức độ ảnh hưởng

của nước thải sinh hoạt đến lưu vực sông không lớn

- Nguồn thải nước công nghiệp: Hiện tại khu vực huyện Hải Hà có khu công

nghiệp Texhong Hải Hà với quy môi lớn tuy nhiên nước thải của khu công nghiệp này không thải xuống sông nên không gây ảnh hưởng đến chất lượng nước sông Nguồn nước thải công nghiệp chủ yếu là các khu tiểu thủ công nghiệp, khu khai thác khoáng sản như quặng Pyprophilis, đá các mỏ này không thải trực tiếp xuống s ng mà đã được xử lý sơ bộ trước khi thải ra m i trường

b Nguồn thải dạng diện

Nước thải từ sản xuất nông nghiệp:

+ Diện tích lưu vực sông Hà Cối khoảng: 118,4km2, trong đó diện tích đất nông nghiệp chiếm khoảng 21,6km2

+ Lượng phân bón sử dụng hàng năm trên lưu vực khoảng 1.665 tấn

Các hoạt động sản xuất nông nghiệp lưu vực sông Hà Cối sử dụng nước sông này và hầu hết các nguồn thải từ nông nghiệp lại được thải hoặc ngấm theo độ cao xuống sông Hà Cối

1.4.4 Tác động ô nhiễm đến chất lượng nước và hệ sinh thái sông Hà Cối

1.4.4.1 Tác động ô nhiễm đến chất lượng nước

Các nguồn thải từ các hoạt động sản xuất nông nghiệp, lâm nghiệp, hoạt động

dân sinh ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng nước của sông Hà Cối, cụ thể:

- Suy giảm chất lượng nước s ng do hàm lượng cao của chất hữu cơ như BOD, COD, T-P, T-N, cặn lơ lửng, kim loại nặng đổ thải vào sông liên tục trong thời gian

dài với lưu lượng khá lớn

- Hoạt động của các cơ sở khác và chế biến khoáng sản đã phát sinh ra lượng lớn nước thải công nghiệp xả thải ra lưu vực s ng và tác động tiêu cực đến chất lượng

nước sông Hà Cối

- Hoạt động dân sinh phát sinh lượng nước thải sinh hoạt thải vào lưu vực sông

Hà Cối Lượng nước thải sinh hoạt này làm gia tăng nhiễm chất hữu cơ như BOD, COD, N- NO3, N- NO2, N- NH4 và hàm lượng khác như TSS, TDS

Trong trường hợp sức chịu tải của dòng sông quá giới hạn thì khả năng phục hồi là

rất khó, trong khi các nguồn thải trên vẫn tiếp tục xả thải vào lưu vực sông Hà Cối

Khi nguồn nước sông Hà Cối bị ảnh hưởng sẽ không thể sử dụng làm nước cấp cho sản xuất nông nghiệp thuộc lưu vực và không sử dụng làm nước cấp sinh hoạt cho nhân dân của thành phố Chất lượng nước ảnh hưởng trực tiếp đến đời sống dân sinh

của nhiều xã, phường thuộc lưu vực sông Hà Cối

1.4.4.2 Tác động hệ sinh thái

Các hoạt động sản xuất công nghiệp lưu vực sông Hà Cối ảnh hưởng đến hệ

sinh thái như sau:

- Mất diện tích vùng lưu vực sông do quá trình xả thải của các cơ sở công nghiệp và nông nghiệp Điều này đồng nghĩa với việc mất nơi cư ngụ của các sinh vật Lưu vực này cũng là vùng đệm quan trọng cung cấp dinh dưỡng cho các hệ sinh vật

1) Trên thế giới đã có rất nhiều c ng trình nghiên cứu về tài nguyên nước trong

đó có tài nguyên nước mặt Theo trình độ phát triển, các nước có trình độ phát triển khác nhau sẽ có cách tiếp cận với vấn đề nghiên cứu tài nguyên nước mặt khác nhau Các nước phát triển đã đề ra các quy trình, quy phạm trong các bộ Luật về nước cùng với các chính sách quan trọng nhằm quản lý tổng hợp tài nguyên nước theo lưu vực

cả về lượng và chất phục vụ các mục đích khác nhau trong quá trình phát triển kinh tế

xã hội tại các vùng lãnh thổ trong vài thập kỷ gần đây

2) Việt Nam là nước có mạng lưới s ng suối phát triển Những năm gần đây, Việt Nam đã chú trọng tới việc nghiên cứu tổng hợp tài nguyên nước theo lưu vực sông Theo các kết quả quan trắc cho thấy chất lượng nước ở thượng lưu của hầu hết các con s ng chính của Việt Nam còn khá tốt, trong khi mức độ nhiễm ở hạ lưu của các s ng này ngày càng tăng do ảnh hưởng của các đ thị và các cơ sở c ng nghiệp

3) Ở Quảng Ninh cũng đã có những đề tài, dự án, luận án, luận văn trong nội dung nghiên cứu có đề cập đến tài nguyên nước mặt Các kết quả cũng cho thấy đã có dấu hiệu nhiễm nước mặt BOD5, COD, Phospho, Nitrat và Coliform tại một số lưu vực s ng như s ng U ng… Qua kết quả khảo sát, tại khu vực nghiên cứu là sông Hà Cối hiện nay chưa có c ng trình nghiên cứu nào liên quan đến đánh giá chất lượng nước thông quá chỉ số chất lượng nước (WQI) mà chỉ có báo cáo kết quả quan trắc định kỳ và báo cáo kết quả quan trắc hiện trạng m i trường tỉnh do Trung tâm Quan trắc Tài nguyên và M i trường thực hiện

4) Sông Hà Cối chịu tác động nước thải sinh hoạt của các khu dân cư thải ra sông Lượng nước thải sinh hoạt này làm gia tăng nhiễm chất hữu cơ như BOD, COD, N- NO3, N- NO2, N- NH4 và hàm lượng khác như TSS, TDS Các hoạt động sản xuất nông nghiệp lưu vực sông Hà Cối sử dụng nước sông này và hầu hết các nguồn thải từ nông nghiệp lại được thải hoặc ngấm theo độ cao xuống sông Hà Cối, sẽ làm gia tăng nhiễm nước sông bởi các loại thuốc bảo vệ thực vật, hợp chất hữu cơ và

vi sinh

CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP

- Số lượng mẫu: năm 2011 – 2015 số lượng mẫu 01 mẫu; năm 2016 – 2019 do

thay đổi điểm quan trắc số lượng mẫu 01 mẫu; năm 2020 – 2021 thay đổi mạng điểm quan trắc số lượng mẫu 03 mẫu Các điểm lấy mẫu này theo quyết định phê duyệt mạng điểm quan trắc hiện trạng m i trưởng tỉnh Quảng Ninh do UBND tỉnh phê duyệt (Theo Quyết định 1927/QĐ-UBND ngày 08/7/2015)

- Trong quá trình thực hiện khảo sát lấy mẫu học viên chỉ thực hiện được trong năm 2020, 2021 còn những giai đoạn trước từ năm 2011 – 2019 là những số liệu học viên kế thừa từ báo cáo quan trắc hiện trạng m i trường tỉnh Quảng Ninh do Trung tâm Quan trắc Tài nguyên và M i trường thực hiện Số liệu các năm 2020, 2021 được phân tích trong phòng thì nghiệm của Trung tâm Quan trắc Tài nguyên và M i trường (phòng phân tích được chứng nhận theo ISO/IEC 17025:2017 và VIMCERTS 023) học viên được tham gia phân tích một số các thông số như TSS, N- NO3, N- NO2, N-

NH4, P- PO4

- Vị trí cụ thể theo tọa độ, tầng sâu, sơ đồ, mô tả vị trí:

Bảng 2.1 Vị trí lấy mẫu và ký hiệu mẫu [21]

STT Năm quan trắc Ký hiệu mẫu Tọa độ Vị trí lấy mẫu

Hình 1.2 Sơ đồ vị trí lấy mẫu nước sông Hà Cối

2.3 Nội dung nghiên cứu

- Đánh giá hiện trạng chất lượng m i trường nước mặt sông Hà Cối

- Phân tích các nhân tố ảnh hưởng, nguyên nhân gây ô nhiễm m i trường nước mặt sông Hà Cối

- Đánh giá diễn biến chất lượng nước mặt sông Hà Cối qua các năm từ

2011-2021 thông qua chỉ số chất lượng nước WQI

- Đề xuất các giải pháp bảo vệ m i trường nước mặt sông Hà Cối

NM32

W58

NM99

NM100

2.4 Phương pháp nghiên cứu

2.4.1 Phương pháp truyền thống

2.4.1.1 Phương pháp thu thập tài liệu, số liệu

Đề tài đã tập trung thu thập được các nguồn số liệu như sau:

+ Các báo cáo, bài báo khoa học, sách, luận văn thạc sĩ,…

+ Số liệu quan trắc từ năm 2011 – 2021 được thu thập từ Báo cáo tổng hợp kết quả quan trắc m i trường tỉnh Quảng Ninh của Sở Tài nguyên và M i trường

+ Thông tin về đặc điểm m i trường tự nhiên lưu vực sông Hà Cối được thu thập từ các thuyết minh Quy hoạch

+ Thông tin về điều kiện kinh tế - xã hội lưu vực sông Hà Cối được thu thập từ báo cáo tình hình thực hiện nhiệm vụ kinh tế - xã hội và công tác chỉ đạo, điều hành của UBND huyện năm 2021, kế hoạch phát triển kinh tế - xã hội năm 2022 của UBND huyện Hải Hà; các trang báo điện tử…

+ Thu thập tài liệu, số liệu đã có: internet, văn bản quy phạm pháp luật, các số liệu, dữ liệu, thông tin có sẵn trong và ngoài nước liên quan đến nội dung của đề tài nghiên cứu

2.4.1.2 Phương pháp khảo sát thực địa

Phương pháp quan sát, ghi chép và chụp ảnh: quan sát bằng mắt thường các đặc điểm về sinh cảnh của địa điểm lấy mẫu Ghi chép đầy đủ các thông tin về thời gian, đặc điểm thời tiết, địa điểm thu mẫu Tiến hành chụp ảnh thực địa, ảnh thực địa phải phản ánh được các nội dung nghiên cứu như các tính chất đặc biệt của khu vực nghiên cứu

Tiến hành khảo sát thực địa xác định nguồn xả thải từ các khu vực

Phương pháp nghiên cứu ngoài thực địa được thực hiện với mục đích:

+ Điều tra thực tế hiện trạng các nguồn xả thải vào sông Hà Cối

+ Thiết kế điểm lấy mẫu

+ Tiến hành lấy các mẫu phân tích phục vụ đánh giá chất lượng nước theo tiêu chuẩn hiện hành

2.4.1.3 Phương pháp lấy mẫu, phân tích mẫu

+ Phương pháp lấy mẫu nước mặt theo TCVN 1:2011/TCVN 3:2008

6663-+ Phân tích mẫu: các chỉ tiêu phân tích gồm: Nhiệt độ, pH, DO, COD, BOD5,

Phương pháp phân tích từng chỉ tiêu theo TCVN hiện hành, cụ thể:

Bảng 2.2 Các thiết bị lấy mẫu, phương pháp phân tích chất lượng nước

1 Nhiệt độ SMEWW 2550B :2005 Máy đo nhiệt độ : YSI pro

7 N - NO2 TCVN 6178:1996

Máy quang phổ hấp thụ phân tử tử ngoại – khả kiến UV-VIS - DR6000 - HACH;

8 N - NH4 TCVN 6179-1 :1996 Máy quang phổ tử ngoại khả kiến

Tủ ấm Model: IC402/Yamato-Nhật bản, Nồi hấp tiệt trùng Model: SQ 510/Yamato-Nhật bản, Tủ cấy an toàn sinh học Model: AC2-4E1- Hãng/ESCO-Singapo sản xuất tại Indonesia

11 E.Coli

Phương pháp nhiều ống - Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 6187-2:1996

Tủ ấm Model: IC402/Yamato-Nhật bản, Nồi hấp tiệt trùng Model: SQ 510/Yamato-Nhật bản, Tủ cấy an toàn sinh học Model: AC2-4E1- Hãng/ESCO-Singapo sản xuất tại Indonesia

12 As PP Phân tích 3125B :2012 Hệ thống quan phổ phát xạ hồ quang

plasma ICPMS7700

13 Hg PP Phân tích theo TCVN

7877:2008

Hệ thống quan phổ phát xạ hồ quang plasma ICPMS7700

14 Pb PP Phân tích SMEWW

3125B:2012

Hệ thống quan phổ phát xạ hồ quang plasma ICPMS7700

15 Cd PP Phân tích SMEWW

3125B:2012

Hệ thống quan phổ phát xạ hồ quang plasma ICPMS7700

2.4.1.4 Phương pháp phân tích và xử lý số liệu

Phân tích, đánh giá các số liệu sẵn có, các số liệu phân tích được Tổng hợp các

số liệu đó để đưa ra đánh giá chính xác và đầy đủ Các số liệu thu thập được tập hợp

và xử lý trên Microsoft Excel 2020

Kết quả phân tích nước mặt được so sánh với QCVN 08-MT:2015/BTNMT và

sử dụng để tính toán chỉ số chất lượng nước VN_WQI

2.4.1.5 Phương pháp quan trắc môi trường

Quan trắc chất lượng nước là cơ sở của việc quản lý chất lượng nước Việc quan trắc sẽ cung cấp thông tin cho phép đưa ra các quyết định có lý trong các vấn đề sau:

- Miêu tả nguồn nước và đặt ra các ưu tiên trong quản lý chất lượng nước

- Phát triển và thực hiện các chương trình quản lý chất lượng nước

- Đánh giá hiệu quả của các hoạt động quản lý

Công tác quan trắc m i trường thường bao gồm các bước cơ bản như sau:

- Thiết lập kế hoạch quan trắc

- Thiết lập mạng lưới quan trắc

- Lấy mẫu và đo đạc tại hiện trường

- Phân tích trong phòng thí nghiệm

- Xử lý số liệu

- Phân tích và đánh giá số liệu

- Viết báo cáo kết quả quan trắc

Kết quả quan trắc thường được so sánh với chỉ tiêu chất lượng m i trường để đánh giá về mức độ ô nhiễm của m i trường Hiện nay, kết quả quan trắc đã được sử dụng trong một số các m hình tính toán để xây dựng các dự báo về diễn biến môi trường theo các kịch bản phát triển kinh tế xã hội tại địa phương

Trong quá trình thực hiện đề tài, tác giả đã vận dụng phương pháp như sau: Đánh giá chất lượng nước mặt thông qua các chỉ tiêu riêng lẻ: Nhiệt độ, pH, DO, COD, BOD5, N- NO3, N- NO2, N- NH4, P - PO4, Coliform, E.Coli, As, Hg, Pb, Cd

Sử dụng kết quả phân tích các chỉ tiêu trên so sánh với Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng nước mặt QCVN 08-MT:2015/BTNMT (cột B1) Mức độ ô nhiễm của nước phụ thuộc vào giá trị của các chỉ tiêu đánh giá và mức độ đáp ứng của chỉ tiêu đó với các yêu cầu Quy chuẩn cho từng mục đích sử dụng

2.4.2 Phương pháp xây dựng chỉ số chất lượng nước Việt Nam VN _WQI

Chỉ số CLN được tính theo thang điểm (khoảng giá trị WQI) tương ứng với biểu tượng và các màu sắc để đánh giá chất lượng nước đáp ứng cho nhu cầu sử dụng,

1 Tính toán WQI thông số (WQISI)

WQISI =

( ) (C ng thức 1) Trong đó:

BPi : Nồng độ giới hạn dưới của giá trị th ng số quan trắc được quy định trong Bảng 2.3 tương ứng với mức i

BPi+1: Nồng độ giới hạn trên của giá trị th ng số quan trắc được quy định trong Bảng 2.3 tương ứng với mức i+1

qi: Giá trị WQI ở mức i đã cho trong bảng tương ứng với giá trị BPi

qi+1: Giá trị WQI ở mức i+1 cho trong bảng tương ứng với giá trị BPi+1

Cp: Giá trị của th ng số quan trắc được đưa vào tính toán

Bảng 2.3 Quy định các giá trị q i , BP i cho các thông số nhóm IV và V

Bảng 2.4 Quy định các giá trị qi, BPi cho các thông số kim loại nặng (nhóm III)

* Đối với thông số DO (WQI DO ), tính toán th ng qua giá trị DO % bão hòa

Bước 1: Tính toán giá trị DO % bão hòa

- Tính giá trị DO bão hòa:

DObão hòa = 14,652 - 0,41022T + 0,0079910T 2 - 0,000077774T 3

T: nhiệt độ môi trường nước tại thời điểm quan trắc (đơn vị: 0

C)

- Tính giá trị DO % bão hòa:

DO%bão hòa = DOhòa tan / DObão hòa*100

DO hòa tan : Giá trị DO quan trắc được (đơn vị: mg/l)

Bước 2: Tính giá trị WQIDO

( ) (C ng thức 2) Trong đó: Cp: giá trị DO % bão hòa

BPi, BPi+1, qi, qi+1 là các giá trị tương ứng với mức i, i+1 trong Bảng 2.5

Bảng 2.5 Quy định các giá trị BPi và qi đối với DO% bão hòa

BPi <20 20 50 75 88 112 125 150 200 >200

Nếu DO% bão hòa < 20 hoặc DO% bão hòa > 200, thì WQIDO = 10

Nếu 20 < DO% bão hòa < 88, thì WQIDO tính theo c ng thức 2 và sử dụng Bảng 2.5 Nếu 88 ≤ DO% bão hòa ≤ 112, thì WQIDO = 100

Nếu 112 < DO% bão hòa < 200, thì WQIDO tính theo c ng thức 1 và sử dụng Bảng 2.5

* Đối với thông số pH

Bảng 2.6 Quy định các giá trị BPi và qi đối với thông số pH

Nếu pH < 5,5 hoặc pH > 9, thì WQIpH = 10

Nếu 5,5 < pH < 6, thì WQIpH tính theo c ng thức 2 và sử dụng Bảng 2.6

Nếu 6 ≤ pH ≤ 8,5, thì WQIpH bằng 100

Nếu 8,5 < pH < 9, thì WQIpH đƣợc tính theo c ng thức 1 và sử dụng Bảng 2.6

* Đối với các thông số nhóm II: Aldrin, BHC, Dieldrin, DDTs, Heptachlor

WQII: Kết quả tính toán đối với th ng số nhóm I

WQIII: Kết quả tính toán đối với các th ng số nhóm II

WQIIII: Kết quả tính toán đối với các th ng số nhóm III

WQIIV: Kết quả tính toán đối với các th ng số nhóm IV

WQIV: Kết quả tính toán đối với th ng số nhóm V

Chú ý: Nếu kh ng có số liệu của nhóm th ng số V thì c ng thức tính toán WQI cuối cùng như sau:

(C ng thức 4) Đối với thủy vực cần chú ý vấn đề nhiễm hữu cơ, tính toán WQI với trọng số của nhóm th ng số theo Bảng 2.7 (tương ứng C ng thức 5)

Bảng 2.7 Quy định trọng số của các nhóm thông số

Nhóm III (nhóm thông số kim loại nặng): As, Hg, Pb, Cd

Nhóm IV (nhóm thông số hữu cơ và dinh dưỡng): bao gồm các thông số DO, COD, BOD5, N - NO3, N - NO2, N - NH4, P - PO4

Nhóm V (nhóm thông số vi sinh): Coliform, E.Coli

Phương pháp tính toán VN_WQI được sử dụng xuyên suốt để đánh giá diễn biến chất lượng nước từ năm 2011 - 2021

Tiểu kết chương 2

1) Luận văn xác định được rõ đối tượng nghiên cứu là chất lượng nước mặt, phạm vi không gian nghiên cứu là sông Hà Cối, huyện Hải Hà, tỉnh Quảng Ninh trong giai đoạn 2011-2021 Mẫu nước được lấy và phân tích tại các vị trí quan trắc trên sông

Hà Cối theo từng giai đoạn, cụ thể: giai đoạn 2011-2015, quan trắc tại Cầu Hà Cối; giai đoạn 2016 – 2019, quan trắc tại đập lấy nước về nhà máy xử lý nước cấp tại xã Quảng Chính; giai đoạn 2020-2021, quan trắc tại 3 vị trí: đoạn trước mỏ đá Quảng