ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG CHẤT LƯỢNG NƯỚC VÀ CÁC BIỆN PHÁP KIỂM SOÁT Ô NHIỄM SÔNG SÀI GÒN – ĐỒNG NAI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÔN ĐỨC THẮNG

KHOA MÔI TRƯỜNG VÀ BẢO HỘ LAO ĐỘNG

- -

CHỦ ĐỀ:

ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG CHẤT LƯỢNG NƯỚC VÀ CÁC BIỆN PHÁP KIỂM SOÁT Ô

NHIỄM SÔNG SÀI GÒN – ĐỒNG NAI

Tên môn học: Phương Pháp Tính Toán Trong Kỹ Thuật Môi Trường Mã môn: 902112

Giảng viên hướng dẫn: TS TRẦN THỊ PHƯƠNG QUỲNH Sinh viên thực hiện: LÊ THỊ NGỌC TRÂM

Mã số sinh viên: 92100390

TP HỒ CHÍ MINH 5/11/2022

4 Kết quả và thảo luận 9

4.1 Kết quả xử lý số liệu và đánh giá của từng thông số 9

1 Tóm tắt

Bài báo cáo trình bày kết quả đánh giá chất lượng nước mặt hệ thống sông Sài Gòn – Đồng Nai qua 5 điểm quan trắc: Nhà máy nước Thiện Tân, Cầu Đồng Nai, Cầu Bến Súc, Bến Nhà Rồng, Cầu Tân Thuận ở các giai đoạn từ tháng 3 – tháng 9 năm 2018, tháng 3 – tháng 9 năm 2019, tháng 3 – tháng 9 năm 2020, tháng 3 – tháng 9 năm 2021 Kết quả diễn biến được thể hiện bằng các thông số đo được: pH, TSS, DO, BOD5, NH4+, PO43- Quá trình nghiên cứu cho thất chất lượng nước mặt hệ thống sông Sài Gòn Đồng Nai đang rơi vào tình trạng ô nhiễm có nguy cơ nghiêm trọng Sông Sài Gòn có đặc điểm hơi chua (pH 4.2 –7.2 mg/L), oxy hòa tan (DO 2.2 – 6.9 mg/L), NH4 1.4 – 3.7 mg/L) Ở khu vực gần thành phố DO giảm khoảng từ 1,5 – 3 mg/L đi kèm sự gia tăng nồng độ NH4 có thể do nước thải nước thải sinh hoạt của người dân, các khu công nghiệp chưa qua xử lý đổ ra sông.

Từ khóa: chất lượng nước, môi trường, ô nhiễm, sông Sài Gòn, sông Đồng Nai

2 Đặt vấn đề

Tài nguyên nước là thành phần chủ yếu của môi trường sống, quyết định sự thành công của phát triển kinh tế - xã hội Hiện nay nguồn tài nguyên quan trọng nay đang phải đối mặt với nguy cơ ô nhiễm và cạn kiệt Nguyên nhân là do nhu cầu sinh hoạt và phát triển kinh tế ngày càng tăng cao, vì mục đích lợi nhuận mà con người đã cố tình bỏ qua các tác động có hại đối với môi trường một cách trực tiếp hoặc gián tiếp

Hệ thống sông Sài Gòn – Đồng Nai có vai trò rất quan trọng trong việc cung cấp nước sinh hoạt, phục vụ kinh tế, thủy điện,…Hiện nay, trên 90% nguồn nước sạch cung cấp cho sinh hoạt ở thành phố Hồ Chí Minh được lấy từ nguồn nước mặt sông Sài Gòn, sông Đồng Nai, kênh Đông Tuy nhiên, nguồn nước thô này đang bị áp lực bởi các hoạt động kinh tế - xã hội (Vùng kinh tế trọng điểm phía Nam có hơn 20 triệu dân, trong đó hơn 11 triệu lao động với năng suất lao động gấp 1,8 lần cả nước, tăng trưởng GDP gấp 1,75 lần cả nước nên các hoạt động phát triển kinh tế - xã hội trên lưu vực rất đa dạng và luôn diễn ra với một nhịp độ cao Các hoạt động đó, một mặt gắn liền với việc khai thác, sử dụng nguồn nước; mặt khác, tạo ra các chất thải, thải vào nguồn nước Rất nhiều chất thải chưa được xử lý hoặc xử lý chưa đạt chuẩn là nguyên nhân chính làm nguồn nước

các sông lớn bị ô nhiễm nặng[3]) Ngoài ra, tác động của biến đổi khí hậu cũng làm ảnh hưởng đến nguồn nước này Theo báo tài nguyên nguyên môi trường cho thấy chất lượng nước sông Đồng Nai (từ Hóa An về Cát Lái) đang bị ô nhiễm vi sinh rất nghiêm trọng và bị ô nhiễm nhẹ dầu mỡ Chất lượng nước sông Sài Gòn từ Bình Phước trở lên đạt tiêu chuẩn loại A, tù Bình Phước trở xuống đến điểm đổ về sông Đồng Nai đạt chuẩn nguồn loại B, ô nhiễm vi sinh cao[4] Để giải quyết vấn đề này không phải là điều đơn giản

3 Phương pháp nghiên cứu

3.1 Vị trí lấy mẫu

Mẫu nước mặt hệ thống sông Sài Gòn – Đồng Nai được thu mẫu trong 2 đợt mùa mưa (tháng 09/2018, 09/2019, 09/2020, 09/2021), mùa khô (tháng 3/2018, 03/2019, 03/2020, 03/2021) tại năm vị trí được mô tả ở bảng 1 và hình 1.

Bảng 1: Vị trí quan trắc

STT Danh sách vị trí lấy mẫu Ký hiệu

mẫu Tọa độ ( kinh độ - vĩ độ ) 1 Sông Đồng Nai - Khu vực

Nhà máy nước Thiện Tân DN1 1103’26”N - 10656’28”E

2 Sông Đồng Nai - Khu vực

Cầu Đồng Nai DN2 1054’03”N - 10650’24”E

3 Sông Sài Gòn - Khu vực Cầu Bến Súc DN3 1109’23”N - 10627’13”E

4 Sông Sài Gòn - Khu vực Bến Nhà Rồng DN4 1045’59”N - 10642’32”E

5 Sông Sài Gòn - Khu vực Cầu Tân Thuận DN5 1045’30”N - 10643’22”E

Hình 1: Bảng đồ sông Sài Gòn – Đồng Nai với 5 điểm thu mẫu

Nguồn Google Earth

3.2 Phương pháp thu mẫu và phân tích

Dữ liệu về 6 thông số vật lý và hóa học của chất lượng nước mặt được thu thập từ 5 điểm quan trắc trên lưu vực sông Đồng Nai – Sài Gòn từ năm 2018 đến 2021 với tần suất 2 lần/năm vào tháng 03 và tháng 09 Các thông số bao gồm: độ pH, mg/L, oxy hòa tan (DO, mg/L), tổng chất rắn lơ lửng (TSS, mg/L), nhu cầu oxy sinh hóa trong 5 ngày (BOD5, mg/L), amoni (NH4+, mg/L), phosphat (PO43-, mg/L)

Phương pháp thu mẫu thực hiện theo TCVN6663-3:2016 (ISO 5667-3:2012), bảo quản vận chuyển và xử lý mẫu theo TCVN6663-3:2016 (ISO 5667-3:2012) Công cụ: Bình chứa và nắp đậy, cái lọc

Kỹ thuật lấy mẫu: Nhúng ngập bình vào trong vị trí thủy vực để lấy mẫu, hướng miệng bình về phía thượng nguồn dòng chảy của nước, mở nút bình (nếu vẫn còn đậy) và giữ bình trong 1 tay Đưa cổ bình đã mở nút xuống dưới mặt nước cho đến khí ngập ở độ sâu khoảng 25cm Nếu nước nông phải đảm bảo mẫu lấy không bị nhiễm bùn đáy

Bảng 2: Phương pháp thu và phân tích mẫu nước mặt của các thông số [6]

pH Đo tại hiện trường Đo bằng máy đo Nhu cầu oxy sinh hóa trong

5 ngày (BOD5) Trữ lạnh (20oC) Ủ mẫu trong 5 ngày, chỗ tối, đậy

 Các dữ liệu giá trị trung bình (Mean), phương sai (Variance), độ lệch chuẩn (Standard deviation), hệ số tương quan Pearson, WQI được tính bằng các công

r = ∑ (𝑥𝑖−𝑥̅)(𝑦𝑖−𝑦̅)

𝑛𝑖=1

Để khảo sát về mức độ tương quan tuyến tính giữa các thông số, tính theo hệ số tương quan Pearson (r) Hệ số biến thiên trong khoảng [-1,1]

 Khi r = ±1 tập hợp các điểm (xi, yi) nằm trên một đường thằng, r=1 đường thẳng đi lên ( đồng biến ), r= -1 đường thẳng đi xuống ( nghịch biến )

 Khi r = 0 → x và y không có môi tương quan  Khi |𝑟| ≥ 7 → x và y tương quan cao

 Khi 0.5 ≤ |𝑟| ≤ 0.7 → x và y tương quan trung bình  Khi 0.3 ≤ |𝑟| ≤ 0.5 → x và y tương quan yếu

BPi : Nồng độ giới hạn dưới của giá trị thông số quan trắc được quy định trong Bảng 4 tương ứng với mức i

BPi+1: Nồng độ giới hạn trên của giá trị thông số quan trắc được quy định trong Bảng 4 tương ứng với mức i+1

qi : Giá trị WQI ở mức i đã cho trong bảng 3 tương ứng với giá trị BPi qi+1: Giá trị WQI ở mức i+1 cho trong bảng 3 tương ứng với giá trị BPi+1 Cp: Giá trị của thông số quan trắc được đưa vào tính toán

Bảng 3: Quy định các giá trị BPi, qi cho các thông số BOD5, NH4+, PO43-

 Đối với thông số DO tính toán thông qua giá trị DO % bão hòa: Bước 1: Tính toán giá trị DO % bão hoà

Tính giá trị DObh:

DObh= 14.652 – 0.41022T + 0.0079910T2 – 0.000077774T3

T: Nhiệt độ môi trường tại thời điểm quan trắc ( 250C) Tính giá trị DO % bão hoà:

DO%bh=𝐷𝑂ℎò𝑎 𝑡𝑎𝑛 𝐷𝑂𝑏ℎ 100

𝐷𝑂ℎò𝑎 𝑡𝑎𝑛: giá trị DO quan trắc được ( mg/L)

Bước 2: Tính giá trị WQIDO

WQI= 𝑞𝑖+1−𝑞𝑖

𝐵𝑃𝑖+1−𝐵𝑃𝑖(𝐶𝑝 − 𝐵𝑃𝑖) + 𝑞𝑖 (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 4

Bảng 4: Quy định các giá trị BPi, qi đối với DO % bão hòa

BPi <20 20 50 75 88 112 125 150 200 >200 qi 10 25 50 75 100 100 75 50 25 10 Nếu DO% bão hòa < 20 hoặc DO% bão hòa > 200, thì WQIDO = 10 Nếu 20 < DO% bão hòa < 88, thì WQIDO tính theo công thức (2) và sử dụng Bảng 4

Nếu 88 ≤ DO% bão hòa ≤ 112, thì WQIDO = 100 Nếu 112 < DO% bão hòa < 200, thì WQIDO tính theo công thức (1) và sử dụng Bảng 4  Đối với thông số pH:

Bảng 5: Quy định các giá trị BPi, qi đối với pH

BPi <5.5 5.5 6 8 9 >9

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

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

Nếu 6 ≤ pH ≤ 8,5, thì WQIpH bằng 100

Nếu 8,5 < pH < 9, thì WQIpH được tính theo công thức (1) và sử dụng Bảng 5

4 Kết quả và thảo luận

4.1 Kết quả xử lý số liệu và đánh giá của từng thông số

4.1.1 Thông số pH

Bảng 6: Giá trị nhỏ nhất, lớn nhất, trung bình, trung vị, phương sai, độ lệch

chuẩn (SD) của nồng độ pH (mg/L) tại các điểm thu mẫu khác nhau

Hình 2: Diễn biến pH của 5 khu vực sông Sài Gòn – Đồng Nai

Thời gian thu mẫu DN1 DN2 DN3 DN4 DN5

Qua kết quả quan trắc T3/2018 – T9/2021 cho thấy nồng độ pH trên tuyến sông Sài Gòn – Đồng Nai dao động trong khoảng 5.0 – 7.0 mg/L Hầu hết các vị trị đều đạt QCVN08:2015/BTNMT (cột A2) Vị trí có pH cao nhất (7.1 mg/L) là DN5 khu vực cầu Tân Thuận Tuy nhiên tại khu vực DN3 (cầu Bến Súc) có độ pH tương đối thấp nhất dao động từ 4.2 – 5.0 mg/L là do phèn hóa từ khu vực huyện Củ Chi và thị xã Bến Cát đổ vào lưu vực sông làm cho giá trị pH của sông không cao[5]

4.1.2 Thông số TSS

Bảng 7: Giá trị nhỏ nhất, lớn nhất, trung bình, trung vị, phương sai, độ lệch

chuẩn (SD) của nồng độ TSS (mg/L) tại các điểm thu mẫu khác nhau

Thời gian thu mẫu DN1 DN2 DN3 DN4 DN5

Hình 3: Diễn biến TSS của 5 khu vực sông Sài Gòn – Đồng Nai

Hàm lượng TSS trên hệ thống sông Sài Gòn - Đồng Nai dao động từ 55.6 đến 139.0 mg/L, trung bình từ 72.66 đến 96.23 mg/L Hàm lượng TSS vào mùa mưa (tháng 9) cao hơn so với mùa khô (tháng 3) TSS cao nhất là vào đợt tháng 9 năm 2020 do đây là năm có mưa lớn, lưu lượng nước trên sông cao, nước chảy mạnh, lũ từ thượng nguồn đồ về mang theo nhiều phù sa cộng thêm vật chất bị trôi rửa từ hai bên bờ sông do đó TSS tăng cao vào thời điểm này [6] Theo QCVN08: 2015/BTNMT (cột A2) về chất lượng nước mặt giới hạn về hàm lượng TSS là 30 mg/L cho thấy cả 5/5 vị trí đều vượt quá quy chuẩn QCVN08:2015/BTNMT

4.1.3 Thông số DO

Bảng 8: Giá trị nhỏ nhất, lớn nhất, trung bình, trung vị, phương sai, độ lệch

chuẩn (SD) của nồng độ DO (mg/L) tại các điểm thu mẫu khác nhau

Thời gian thu mẫu DN1 DN2 DN3 DN4 DN5

Hình 4: Diễn biến DO của 5 khu vực sông Sài Gòn – Đồng Nai

Qua kết quả quan trắc cho thấy nồng độ DO trên tuyến sông dao động từ 2.2 – 6.9 mg/L Tại 3 khu vực DN1, DN2, DN3 đều đạt QCVN08:2015/BTNMT (cột A2) Hầu hết nồng độ DO trong tháng 9 sẽ cao hơn so với tháng 3, thấp nhất ở khu vực Bến Nhà Rồng (2.2 mg/L) vào tháng 3/2020 và 2021 Nồng độ DO có xu hướng giảm dần từ khu vực cầu Bến Súc đến cầu Tân Thuận cho thấy mặt nước sông Sài Gòn có dấu hiệu thay đổi theo chiều hướng xấu lâu dài sẽ ảnh hưởng đến hệ sinh thái sông và làm giảm khả năng tự làm sạch của sông Sài Gòn [5] và tăng dần ở nhà máy nước Thiện Tân đến cầu Đồng Nai

Bảng 9: Giá trị nhỏ nhất, lớn nhất, trung bình, trung vị, phương sai, độ lệch

chuẩn (SD) của nồng độ BOD5 (mg/L) tại các điểm thu mẫu khác nhau

Hình 5: Diễn biến BOD5 của 5 khu vực sông Sài Gòn – Đồng Nai

Giá trị BOD5 đo được tại 5 vị trí đều vượt quá QCVN08:2015/BTNMT (cột A2), nhưng lại đủ quy chuẩn ở cột B2, trung bình thấp nhất ở khu vực cầu Đồng Nai với giá trị BOD5 là 8.43mg/L, trung bình cao nhất tại khu vực Bến Nhà Rồng có giá trị BOD5 là 23.39mg/L Nồng độ BOD5 vào tháng 3 đều cao hơn so với tháng 9

Bảng 10: Giá trị nhỏ nhất, lớn nhất, trung bình, trung vị, phương sai, độ lệch

chuẩn (SD) của nồng độ NH4 (mg/L) tại các điểm thu mẫu khác nhau

Hình 6: Diễn biến NH4 của 5 khu vực sông Sài Gòn – Đồng Nai

Thông số NH4 được chọn làm tiêu chuẩn đánh giá hàm lượng các chất dinh dưỡng trong môi trường nước Qua các đợt quan trắc cho thấy 5/5 vị trí có hàm lượng amoni vượt quá quy chuẩn QCVN08:2015/BTNMT (cột A2) dao động từ 1.5 – 3.7 mg/L Hàm lượng NH4 cao nhất ở 2 khu vực DN5 và DN4 nguyên do đây là khu vực nằm gần thành phố nên có lượng nước thải sinh hoạt cao hơn từ đó làm tăng hàm lượng amoni có trong nươc sông [7] Đây cũng là nguyên nhân chính làm suy giảm thông số DO tại các vị trí này

Bảng 11: Giá trị nhỏ nhất, lớn nhất, trung bình, trung vị, phương sai, độ lệch

chuẩn (SD) của nồng độ PO4 (mg/L) tại các điểm thu mẫu khác nhau

Hình 7: Diễn biến PO4 của 5 khu vực sông Sài Gòn – Đồng Nai

Từ kết quả quan trắc cho thấy có đến 5/5 vị trí có hàm lượng phosphat vượt quá quy chuẩn QCVN08:2015/BTNMT (cột A2) dao động từ 0.14 – 1.49 mg/L Hai khu vực Bến Nhà Rồng và cầu Tần Thuận là nơi có hàm lượng phosphat cao nhất là đây là khu vực gần thành phố nên bị ảnh hưởng của nước thải sinh hoạt chưa qua xử lý bởi các hộ gia đình, khu dân cư và các công ty nhà máy, xí nghiệp

Thời gian thu mẫu DN1 DN2 DN3 DN4 DN5

Dựa theo quyết định về việc ban hành hướng dẫn kỹ thuật tính toán và công bố

chỉ số chất lượng nước Việt Nam (VN_WQI) [8] các thông số để tính tính

VN_WQI được chia thành 5 nhóm:  Nhóm I: thông số pH

 Nhóm II (thông số thuốc bảo vệ thực vật): bao gồm các thông số Aldrin, BHC, Dieldrin, DDTs (p,p’-DDT, p,p’-DDD, p,p’-DDE), Heptachlor & Heptachlorepoxide

 Nhóm III (nhóm thông số kim loại nặng): bao gồm các thông số As, Cd, Pb, Cr6+, Cu, Zn, Hg

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

 Nhóm V (nhóm thông số vi sinh): bao gồm các thông số Coliform, E.coli

Số liệu để tính toán VN_WQI phải bao gồm tối thiểu 03/05 nhóm thông số nhưng trong bài báo cáo này chỉ đáp ứng được 02/05 thông số vì vậy không thể tính được số liệu VN_WQI

4.3 Giá trị hệ số tương quan

Bảng 12: Hệ số tương quan giữa các thông số

Total

P 0.402219 0.327656 -0.86381 0.894721 0.941088 1

Từ bảng tương quan cho thấy BOD5 và DO có mối tương quan nghịch cao vì hàm lượng BOD5 càng cao thì các chất hữu cơ hòa tan trong nước càng nhiều thì lượng oxy để cần để oxy hóa các chất càng nhiều từ đó làm giảm hàm lượng DO Nhìn vào bảng 12 dễ dàng nhận thấy giữa các thông số NH4+, PO43- tương quan nghịch cao so với DO vì amoni và phosphat đều là những chất đo hàm lượng dinh dưỡng có trong chất thải, chất dinh dưỡng càng nhiều vi sinh vật càng phát triển gây ra suy giảm DO

Giữa BOD5 và NH4+, PO43- tương quan thuận cao vì BOD5 là phương pháp phân tích chất hữu cơ trong nước còn NH4+, PO43- là những chất hữu cơ có trong chất thải sinh hoạt,…

4.4 Thảo luận

Nguồn nước mặt sông Sài Gòn – Đồng Nai chịu động từ tự nhiên và nhân tạo Tiềm năng nguồn nước sông Sài Gòn – Đồng Nai khá dồi dào, hằng năm cung cấp cho thành phố Hồ Chí Minh một lượng nước rất lớn nhưng chất lượng nước biến động do chịu ảnh hưởng của chế độ mưa và chế độ gió mùa nên dòng chảy mặt cũng phân theo hai mùa, đó là mùa mưa và mùa khô Ngoài ra, lưu vực sông Sài Gòn (khu vực TP,HCM) còn chịu ảnh hưởng bởi các nguồn thải từ các hoạt động kinh tế xã hội như nước thải sinh hoạt của người dân; nước thải từ hoạt động canh tác, sản xuất nông nghiệp; nước thải từ khu công nghiệp, cụm khu công nghiệp dọc theo sông và các cơ sở sản xuất ngoài khu/cụm công nghiệp Nghiên cứu này được thực hiện để đánh giá quan hệ hóa nước của nước mặt được thu thập từ năm điểm lấy mẫu khác nhau trên lưu vực sông Sài Gòn – Đồng Nai chảy qua Các biểu đồ phân tích mối tương quan giữa các thông số với nhau tại 5 khu vực: Nhà máy nước Thiện Tân, cầu Đồng Nai, cầu Bến Súc, Bến Nhà Rồng và cầu Tân Thuận cho thấy chưa xảy ra tình trạng ô nhiễm nặng, các thông số nhiễm vẫn nằm trong khoảng cho phép và vẫn còn có thể xử lý được.Tuy vậy hiện trạng ô nhiễm nguồn nước của sông Sài Gòn – Đồng Nai đã và đang có chiều hướng tăng từng ngày, đặc biệt ô nhiễm chất hữu cơ cũng như lượng chất rắn lơ lửng có trong nước Cần phải có cách khắc phục lượng xả thải ra sông , lượng nước trước khi thải ra sông phải được xử lý đúng với quy định