BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ CẤP TRƯỜNG ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG, THÔNG SỐ, VỊ TRÍ QUAN TRẮC CHẤT LƯỢNG MÔI TRƯỜNG NƯỚC MẶT TỈNH
TỔNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU, MỤC TIÊU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
Một số vấn đề ô nhiễm môi trường nước mặt ở Đồng Bằng sông Cửu Long
Theo luật tài nguyên nước 2012: “Nước mặt là nước tồn tại trên mặt đất liền và hải đảo” Nước mặt là nước trên sông, hồ hoặc nước ngọt trong vùng đất ngập nước nước mặt được bổ sung một cách tự nhiên bởi nước mưa và chúng mất đi khi chảy vào đại dương, bốc hơi và thấm xuống đất 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 hướng xấu đến con người và sinh vật (Luật Tài nguyên nước, 2012)
Sự gia tăng dân số và phát triển ồ ạt của các khu đô thị, khu công nghiệp đã tạo ra những thách thức lớn đối với chất lượng nguồn nước, chất lượng đất và không khí tại khu vực Đồng bằng sông Cửu Long, đặc biệt là ô nhiễm nguồn nước Mỗi khu vực nhất định sẽ đặc trưng bởi các dạng ô nhiễm khác nhau
1.1.1 Ô nhiễm bởi chất rắn lơ lửng
Tổng lượng khô của chất rắn còn lại trên giấy lọc thủy tinh khi lọc 1 lít mẫu nước qua phểu lọc rồi sấy ở 105 o C tới trọng lượng không đổi được gọi là tổng chất rắn lơ lửng (TSS) Đơn vị TSS là mg/L Chất rắn lơ lửng làm cho nước đục hoặc bẩn không thể dùng cho sinh hoạt, thường ở dạng không hòa tan khi ở trong nước, nó hạn chế độ sâu tầng nước được ánh sáng chiếu xuống, gây ảnh hưởng tới quá trình quang hợp của tảo, rong rêu làm cho nước không sử dụng được để uống và cho nhu cầu sinh hoạt khác Theo QCVN 08- MT:2015/BTNMT, chất lượng nước có hàm lượng TSS nằm trong giới hạn cột A1 (20 mg/L) sử dụng tốt cho mục đích cấp nước sinh hoạt, cột A2 (30 mg/L) chất lượng nước dùng cho mục đích cấp nước sinh hoạt phải áp dụng công nghệ xử lý phù hợp hoặc các mục đích sử dụng như loại B1 và B2 tương ứng là 50 và 100 mg/L dùng cho mục đích tưới tiêu, thủy lợi hoặc các mục đích sử dụng khác có yêu cầu chất lượng nước tương tự hoặc chỉ dùng cho giao thông thủy và các mục đích khác với yêu cầu nước chất lượng thấp
Trên các sông chính và sông nhánh của sông Hậu TSS dao động trong khoảng từ 41.2±33.7 đến 89.57±31.31 mg/L (Lien et al., 2016), trên các kênh rạch của tỉnh An Giang giai đoạn 2009-2016, TSS dao động từ 25.0 ± 11.5 mg/L đến 93.7 ± 28.3 mg/L (Ly and
Giao, 2018); riêng sông Hậu giai đoạn 2009-2016 là 40.1-68.0 mg/L (Ly and Giao, 2018) và năm 2018 là 41.16±35.81- 48.67±9.07 mg/L (Giao, 2020) Trên các kênh rạch tỉnh Sóc Trăng, TSS dao động từ 16-176 mg/L (Đinh Diệp Anh Tuấn và ctv., 2019) Nghiên cứu của Lien et al (2016) và Ut et al (2013) cũng cho thấy chất lượng nước chịu ảnh hưởng
13 lớn của thời gian trong đó mùa mưa TSS luôn cao hơn mùa khô do tác động của nước mưa chảy tràn và xói lở TSS ở thượng nguồn có xu hướng cao hơn hạ nguồn vì do tốc độ dòng chảy và lượng phù sa chứa trong cột nước (Giao, 2020) TSS gây tăng chi phí xử lý nước cấp, ảnh hưởng đến đời sống thủy sinh vật TSS còn giúp vận chuyển các tác nhân ô nhiễm khác như vi sinh vật gây bệnh, thuốc bảo vệ thực vật, chất kháng sinh đến nhiều nơi khác nhau trong thủy vực, làm tăng khả năng tiếp xúc với các yếu tố môi trường bất lợi đối với con người và sinh vật
1.1.2 Ô nhiễm bởi các chất hữu cơ
Hàm lượng oxy hoà tan: Các sinh vật sống đều phụ thuộc vào lượng oxy, tuỳ vào môi trường sống mà các sinh vật sẽ sử dụng các dạng oxy khác nhau Đối với môi trường nước thì oxy hoà tan (DO) là một yếu tố rất quan trọng, nhằm duy trì quá trình trao đổi chất, sinh trưởng và phát triển Theo quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng nước mặt thì hàm lượng DO là ≥6, ≥5, ≥4, ≥2 (mg/L) tương ứng cho các cột A1, A2, B1 và B2 Hàm lượng DO trung bình ở các thủy vực thượng nguồn An Giang dao động từ 4.0-5.2 mg/L (Ly and
Giao, 2018), sông Hậu năm 2016 là 4.8±1.1- 5.5±0.7 mg/L (Lien et al., 2016), năm 2018 là 5.29±0.33-5.56±0.56 mg/L (Giao, 2020) Ở các kênh rạch tỉnh Sóc Trăng DO thấp hơn các nghiên cứu khác dao động từ 1.7-6.17 mg/L (Đinh Diệp Anh Tuấn và ctv., 2019) Sự biến động theo mùa của DO ít hơn so với TSS DO trung bình ở các tháng 3, tháng 6 và tháng 9 lần lượt là 5.5±1, 5.6±0.3, và 6.1±0.6 mg/L, cho thấy tháng 9 cao hơn so với các tháng còn lại (Giao, 2020) Hàm lượng DO trên sông Tiền trong khoảng thời gian từ 2011 đến 2019 thấp hơn giới hạn cho phép của cột A1 theo QCVN 08-MT:2015/BTNMT Ở các thủy vực như sông Tiền và sông Hậu thì DO nên bằng 5 mg/L hoặc cao hơn thì mới phù hợp cho đời sống thủy sinh vật (Ongley, 2009) Hàm lượng DO trên sông phụ thuộc vào sự khuếch tán, sự hiện diện của phiêu sinh thực vật và chất hữu cơ DO có thể sử dụng như một chỉ thị cho sự hiện diện của ô nhiễm hữu cơ vì các vi sinh vật khi phân hủy chất hữu cơ cần có sự hiện diện của oxy Oxy trong thủy vực thấp có thể dẫn đến sự suy giảm đa dạng sinh học của thủy vực
Nhu cầu oxy sinh hoá: Nhu cầu oxy sinh hoá (BOD) là lượng oxy cần thiết để oxy hóa các chất hữu cơ có trong nước bằng vi sinh vật hiếu khí Đây là một chỉ tiêu dùng để xác định mức độ nhiễm bẩn của nước, giá trị BOD càng lớn thì mức độ ô nhiễm hữu cơ càng cao Chỉ số BOD phụ thuộc vào nhiệt độ và thời gian ổn định Nhu cầu oxy sinh học thường được xác định sau khoảng thời gian 5 ngày ở nhiệt độ 20 o C, do sau thời gian này phần lớn các chất hữu cơ bị phân hủy Nếu quá 5 ngày, quá trình nitrate hóa có thể ảnh hưởng đến kết quả đo đạc giá trị BOD của mẫu Theo QCVN 08-MT:2015/BTNMT, chất
14 lượng nước có nồng độ BOD nằm trong giới hạn cột A1 (4 mg/L) sử dụng tốt cho mục đích cấp nước sinh hoạt và các mục đích khác; giới hạn cột A2 (6 mg/L) chất lượng nước dùng cho mục đích cấp nước sinh hoạt phải áp dụng công nghệ xử lý phù hợp hoặc giới hạn cột B1 (15 mg/L) 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 (25 mg/L) chỉ dùng cho giao thông thủy và các mục đích khác với yêu cầu nước chất lượng thấp Giá trị BOD và COD có vai trò quan trọng trong việc lựa chọn công nghệ xử lý nước thải
BOD trên sông rạch bao gồm các kênh rạch nội đồng và sông Hậu của tỉnh An Giang trong khoảng 6.6 ±1.2- 8.2 ± 2.5 mg/L (Ly and Giao, 2018), các kênh rạch tỉnh Sóc Trăng trong khoảng 2.2-22.4 mg/L (Đinh Diệp Anh Tuấn và ctv., 2019) hầu hết đã vượt QCVN
08-MT:2015/BTNMT, cột A1 BOD ở các tháng qua các năm có khuynh hướng tăng dao động trong khoảng từ 5.1±4.2 đến 10.5±3.9 mg/L Giá trị BOD ở các tháng 3, tháng 6, và tháng 9 lần lượt là 6.1±1.6, 5.1±2.2 và 8.9±2.6 mg/L cho thấy mùa mưa BOD cao hơn có ý nghĩa so với mùa khô (Giao, 2020) Sự biến động theo mùa của các hợp chất hữu cơ trong đó mùa mưa cao hơn mùa khô cũng được ghi nhận bởi các nghiên cứu trước đó (Ly and
Giao, 2018) Nước sông có hàm lượng BOD vượt QCVN 08-MT:2015/BTNMT gây ra nhiều rủi ro khi sử dụng làm nước cấp do các hợp chất carbon có thể kết hợp với chlo trong giai đoạn khử trùng sản sinh ra các hợp chất nguy hại đến sức khỏe khi tiếp xúc với cộng đồng qua quá trình sử dụng nước (Ratpukdi et al., 2019) Cũng giống như TSS, ô nhiễm hữu cơ do hàm lượng BOD cao là vấn đề chung của các thủy vực ở đồng bằng sông Cửu Long Nguồn gốc phát sinh BOD có thể là do chất thải từ hoạt động trồng trọt, chăn nuôi, bãi chôn lấp rác, sinh hoạt, và dịch vụ đã thải chất thải không qua xử lý vào môi trường nước mặt (MRC, 2015; Chea et al., 2016; Nhien and Giao, 2019)
Nhu cầu oxy hoá học: Lượng oxy cần thiết để oxy hoá các hợp chất hoá học trong nước bao gồm cả vô cơ và hữu cơ được gọi là nhu cầu oxy hoá học (COD) Như vậy, COD là lượng oxy cần để oxy hoá toàn bộ các chất hoá học trong nước, trong khi đó BOD là lượng oxy cần thiết để oxy hoá một phần các hợp chất hữu cơ dễ phân huỷ bởi vi sinh vật
Toàn bộ lượng oxy sử dụng cho các phản ứng trên được lấy từ oxy hoà tan trong nước (DO) Do vậy nhu cầu oxy hoá học và oxy sinh học cao sẽ làm giảm nồng độ DO của nước, có hại cho sinh vật nước và hệ sinh thái nước nói chung Nước thải sản xuất, nước thải sinh hoạt là nguyên nhân tạo ra các giá trị BOD và COD cao của môi trường nước Theo QCVN 08-MT:2015/BTNMT giá trị COD quy định cho các cột A1, A2, B1, B2 tương ứng là 10, 15, 30, 50 mg/L phù hợp cho các mục đích sử dụng nước mặt khác nhau
Tổng quan về điều kiện tự nhiên, kinh tế xã hội tỉnh Hậu Giang
1.2.1 Điều kiện tự nhiên a Vị trí địa lý
Tỉnh Hậu Giang có vị trí trung tâm nằm ở tiểu vùng sông Hậu thuộc ĐBSCL, tỉnh lỵ là thành phố Vị Thanh cách thành phố Hồ Chí Minh 240 km về phía Tây Nam, cách thành phố Cần Thơ hơn 47 km theo tuyến đường Quốc lộ 61C
Tỉnh nằm trong giới hạn: 105 0 19’39” - 105 0 53’49” kinh độ Đông
9 0 34’59” - 9 0 59’39” vĩ độ Bắc Địa giới hành chính tỉnh Hậu Giang với các mặt tiếp giáp: Phía Bắc giáp Thành phố Cần Thơ Phía Nam giáp tỉnh Sóc Trăng Phía Tây giáp tỉnh Kiên Giang và Bạc Liêu Phía Ðông giáp sông Hậu, ranh giới hành chính với tỉnh Vĩnh Long
22 Hình 1 Bản đồ hành chính tỉnh Hậu Giang b Diện tích và các đơn vị hành chính
Diện tích tự nhiên của tỉnh Hậu Giang là 160.058,69 ha, chiếm khoảng 4% diện tíchvùng ÐBSCL và chiếm khoảng 0,4% tổng diện tích tự nhiên của cả nước Các đơn vị hành chính: Hậu Giang có 08 đơn vị hành chính, gồm 1 thành phố, 02 thị xã và 5 huyện
Với 76 đơn vị hành chính cấp xã, phường, thị trấn; trong đó có 12 phường, 10 thị trấn và
54 xã c Đặc điểm địa hình Địa hình khá bằng phẳng mang đặc trưng chung của ĐBSCL Trên địa bàn tỉnh có các tuyến giao thông đường bộ quan trọng như quốc lộ 1A, quốc lộ 61, quốc lộ 61C, và các tuyến giao thông đường thủy: kênh xáng Xà No, kênh Quản lộ - Phụng Hiệp, Địa hình có độ cao thấp dần từ Bắc xuống Nam và từ Đông sang Tây Địa hình trên toàn tỉnh có thể chia thành ba vùng đặc trưng như sau:
+ Vùng triều: Là vùng tiếp giáp sông Hậu với diện tích 19.200 ha, phát triển mạnh về kinh tế vườn và kinh tế nông lâm nghiệp và thủy sản
+ Vùng úng triều: Tiếp giáp với vùng triều có diện tích khoảng 16.800 ha, phát triển mạnh cây lúa có tiềm năng công nghiệp và dịch vụ
23 + Vùng ngập úng: Nằm sâu trong nội đồng: phát triển nông nghiệp đa dạng (lúa, mía, khóm…) Có khả năng phát triển mạnh về thương mại và dịch vụ d Thời tiết
Tỉnh Hậu Giang nằm trong vòng đai nội chí tuyến Bắc bán cầu, gần xích đạo; có khí hậu nhiệt đới gió mùa mang đặc trưng chung của miền Tây Nam Bộ
Trong năm có hai mùa mưa nắng rõ rệt, mùa mưa có gió Tây Nam từ tháng 5 đến tháng 11, mùa khô có gió Đông Bắc từ tháng 4 đến tháng 12 hàng năm
+ Nhiệt độ trung bình: Nhiệt độ trung bình năm vào khoảng 27,7 0 C và không có sự chênh lệch quá lớn từ năm 2016-2018, tháng có nhiệt độ cao nhất vào tháng 5 (29,5 0 C) và thấp nhất vào tháng 12 (26,3 0 C) Chênh lệch nhiệt độ trung bình giữa tháng nóng nhất và tháng lạnh nhất khoảng 3,2 0 C
+ Độ ẩm tương đối trung bình trong năm: Ðộ ẩm phân hóa theo mùa tương đối rõ rệt, năm 2018 độ ẩm trung bình thấp nhất vào các tháng 3, tháng 4 là 77%, độ ẩm trung bình lớn nhất vào tháng 5 là 86% Chênh lệch độ ẩm trung bình giữa tháng ẩm nhất và tháng ít ẩm nhất khoảng 9%
+ Số giờ nắng trong năm: Năm 2018, số giờ nắng trung bình cao nhất vào tháng 3 là 268,6 giờ; số giờ nắng trung bình thấp nhất vào tháng 10 là 176,1 giờ
+ Lượng mưa trong năm: Lượng mưa trung bình năm 2018 là 2062,2 mm/năm, tập trung cao nhất từ tháng 5, lượng mưa cao nhất vào tháng 5 là 499,5 mm, lượng mưa thấp nhất vào tháng 03 là 12 mm đ Thủy văn
Tỉnh Hậu Giang có hệ thống sông rạch chằng chịt, nối liền nhau với tổng chiều dài khoảng 2.300 km Mật độ sông rạch khá lớn 1,5 km/km, vùng ven sông Hậu thuộc huyện Châu Thành lên đến 2 km/km Chế độ thủy văn của tỉnh Hậu Giang vừa chịu ảnh hưởng của chế độ nguồn nước sông Hậu, vừa chịu ảnh hưởng chế độ triều biển Đông, biển Tây và chế độ mưa nội tỉnh Thủy văn được chi phối bởi hai nguồn chính: Sông Hậu (triều biển Đông) và sông Cái Lớn (triều biển Tây) Theo niên giám thống kê năm 2018, mực nước sông Cái Côn cao nhất là 151cm và thấp nhất là (- 87cm); mực nước sông Xà No cao nhất là 75cm và thấp nhất là (- 8cm)
1.2.2 Tình hình kinh tế - xã hội a Về kinh tế
Tốc độ tăng trưởng kinh tế (GRDP) đạt 6,5%, trong đó, khu vực nông - lâm - ngư nghiệp (khu vực I): 2,77%, khu vực công nghiệp - xây dựng (khu vực II): 10,19%, khu vực thương mại - dịch vụ (khu vực III): 6,51% GRDP bình quân đầu người đạt 45 triệu
24 đồng/người/năm, tương đương 1.945 USD, tăng 15,63% so cùng kỳ Tổng vốn đầu tư toàn xã hội trên địa bàn theo giá hiện hành 19.275 tỷ đồng, tăng 8,07% so cùng kỳ Tổng thu ngân sách nhà nước trên địa bàn là 9.564 tỷ đồng, bằng 96,31% so cùng kỳ Trong đó, thu nội địa là 3.500 tỷ đồng, tăng 4,54% so cùng kỳ Tổng chi ngân sách địa phương là 8.667 tỷ đồng, tăng 21,19% so cùng kỳ, trong đó: chi đầu tư phát triển là 4.005 tỷ đồng, tăng 35,35% so cùng kỳ Tổng kim ngạch xuất nhập khẩu 1.068 triệu USD, bằng 95,84% so cùng kỳ Trong đó: Kim ngạch xuất khẩu và dịch vụ thu ngoại tệ 667 triệu USD, bằng 89,94% so cùng kỳ Kim ngạch nhập khẩu 401 triệu USD, tăng 7,58% so cùng kỳ b Về văn hóa-xã hội
Dân số trung bình 733.500 người; tỷ lệ tăng dân số trung bình -55,3%o, trong đó tỷ lệ tăng dân số tự nhiên 10,5 %o Tỷ lệ hộ nghèo còn dưới 5,17%, giảm 2,1% so với cùng kỳ
Số lao động được tạo việc làm là 17.950 lao động, tăng 2,57% so cùng kỳ, đạt 119,67%
KH; tỷ lệ lao động qua đào tạo đạt 55,68%, tăng 6,5% so cùng kỳ, đạt 106,67% KH; tỷ lệ thất nghiệp khu vực thành thị còn 3,4%, giảm 0,1% so cùng kỳ; tỷ lệ thiếu việc làm khu vực nông thôn còn 1,45%, giảm 0,05% so cùng kỳ
Cơ sở pháp lý và sự cần thiết quan trắc môi trường nước mặt tỉnh Hậu Giang
1.3.1 Các cơ sở pháp lý
Luật Bảo vệ môi trường ngày 23 tháng 6 năm 2014;
Thông tư số 43/2015/TT-BTNMT ngày 29 tháng 9 năm 2015 về báo cáo hiện trạng môi trường, bộ chỉ thị môi trường và quản lý số liệu quan trắc môi trường;
Thông tư số 24/2017/TT-BTNMT ngày 01 tháng 9 năm 2017 của Bộ Tài nguyên và Môi trường về việc Quy định kỹ thuật quan trắc môi trường;
Quyết định số 1460/QĐ-TCMT ngày 12 tháng 11 năm 2019 của Tổng cục Môi trường về việc ban hành hướng dẫn kỹ thuật tính toán và công bố chỉ số chất lượng nước Việt Nam (VN – WQI);
QCVN 08-MT:2015/BTNMT – Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng nước mặt;
Quyết định số 445/QĐ.UBND ngày 22 tháng 02 năm 2012 của UBND tỉnh Hậu
Giang vê việc Phê duyệt “Quy hoạch mạng lưới Quan trắc môi trường tỉnh Hậu Giang đến năm 2020”;
Chương trình quan trắc môi trường tỉnh Hậu Giang năm 2019 đã được Giám đốc Sở Tài nguyên và Môi trường phê duyệt
1.3.2 Sự cần thiết phải quan trắc môi trường
Tỉnh Hậu Giang nói riêng và đồng bằng sông Cửu Long nói chung đang cùng cả nước chuyển dịch cơ cấu kinh tế theo hướng công nghiệp hóa, hiện đại hóa tốc độ phát triển kinh tế đang được đẩy mạnh với nhiều hoạt động kinh tế đa dạng, hình thành các khu, cụm công nghiệp, thu hút đầu tư phát triển công nghiệp…Cùng với việc đẩy mạnh phát triển
28 kinh tế và quá trình đô thị hóa cũng đã và đang đặt ra nhiều thách thức về môi trường; môi trường đô thị và nông thôn ngày càng bị ô nhiễm do nước thải, rác thải từ hoạt động sản xuất kinh doanh, dịch vụ và sinh hoạt của cộng đồng thải ra môi trường không qua xử lý;
Ngoài các ô nhiễm trên thì chất thải trong sản xuất nông nghiệp cũng góp phần gây ô nhiễm môi trường Mặt khác, tốc độ phát triển công nghiệp và đô thị tăng nhanh, cùng với việc chưa kiểm soát hết được việc xử lý các chất thải đã làm cho môi trường sinh thái, đặc biệt là môi trường nước ngày càng ô nhiễm
Bên cạnh việc đẩy mạnh phát triển kinh tế thì vấn đề suy thoái và ô nhiễm môi trường xảy ra là điều khó tránh khỏi Do đó, công tác quan trắc môi trường, đánh giá chất lượng môi trường tại các khu vực, nơi có nguồn phát sinh chất thải cao như khu công nghiệp, khu đô thị, khu dân cư tập trung…là cần thiết để nhằm tạo lập cơ sở dữ liệu khoa học, mang tính liên tục để phục vụ công tác đánh giá, dự báo diễn biến chất lượng môi trường.
Các nghiên cứu trong và ngoài nước
Cho et al (2009) sử dụng phân tích thành phần chính (Principal Component
Analysis, PCA) giải thích sự thay đổi chất lượng nước ở Hồ Yeongsan, Hàn Quốc với 18 chỉ tiêu bao gồm nhiệt độ, pH, DO, COD, BOD, SS, TC, TN, TP, SD, Chlorophyll-a, EC, NO3 N, NH4 +, FIB, PO4 3 P, DTN, DTP Kết quả nghiên cứu đã xác định 05 thành phần chính quan trọng nhất bao gồm khí tượng thủy văn, tải lượng nitơ, phốt-pho, Chlorophyll- a và vi khuẩn chỉ thị phân FIB quyết định chất lượng nước hồ Yeongsan Chounlamany et al (2017) sử dụng phân tích cụm (Cluster Analysis, CA) và PCA để nghiên cứu chất lượng nước ở sông Markina, Philippines sử dụng bộ dữ liệu gồm 12 thông số hóa lý (pH, EC, TDS, TSS, độ đục, DO, COD, BOD, Cl - , NO3 N, SO4 2-, PO4 3 P) của 05 trạm quan trắc trong 12 tháng Kết quả nghiên cho thấy việc quan trắc chất lượng môi trường nước sông chỉ cần 04 trạm, 09 thông số chất lượng nước (TDS, Cl - , DO, COD, BOD và PO4 3 P) với tần suất 03 tháng trong năm Kết quả PCA còn cho thấy nước sông Marikina ô nhiễm chủ yếu là từ các nguồn nhân tạo như dinh dưỡng, TSS, độ đục và SO4 2- và yếu tố tự nhiên như sự thay đổi của thời tiết, xói mòn.Tương tự như vậy, Feher et al (2016) cũng đã sử dụng CA và PCA để giảm số lượng trạm quan trắc môi trường nước từ 9 trạm xuống còn 3 trạm, và chỉ ra 5 nguồn phát sinh ô nhiễm cũng như các chỉ tiêu chất lượng môi trường nước cần đưa vào thực hiện quan trắc
Nghiên cứu của Ouyang (2005) đã tiến hàn đánh giá các trạm quan trắc chất lượng nước sông bằng phương pháp phân tích thành phần chính Nghiên cứu này đã áp dụng các kỹ thuật phân tích thành phần chính (PCA) để đánh giá hiệu quả của mạng lưới quan trắc
29 chất lượng nước mặt trong một con sông Mục tiêu chính của nghiên cứu là xác định các trạm quan trắc quan trọng trong việc đánh giá các biến động hằng năm của chất lượng nước
Có 20 trạm quan trắc được sử dụng để theo dõi các thông số lý, hóa, và sinh học trên hạ lưu của sông Staint John, Hoa Kỳ Kết quả cho thấy 3 trạm giám sát được xác định là ít quan trọng hơn trong việc giải thích biến động hàng năm của bộ số liệu, và do đó có thể được xem là các trạm phụ.Ngoài ra, kỹ thuật PFA cũng được sử dụng để xác định các thông số chất lượng nước quan trọng Kết quả cho thấy tổng carbon hữu cơ, carbon hữu cơ hòa tan, tổng nitơ, nitrate và nitrite, orthophosphate, độ kiềm, độ mặn, Mg và Ca là những thông số quan trọng nhất trong việc đánh giá sự thay đổi của chất lượng nước trên sông Nghiên cứu này cho thấy các kỹ thuật PCA và PFA là các công cụ hữu ích để xác định các trạm và thông số quan trắc chất lượng nước mặt quan trọng
Bên cạnh đó, việc đánh giá chất lượng nước trong khu vực nghiên cứu, các mạng lưới không được thiết kế dựa trên các hướng dẫn của tiêu chuẩn Số lượng các vị trí lớn hoặc nhỏ trong các mạng lưới quan trắc sẽ gây ra các vấn đề Do đó, nghiên cứu của
Hosseinimarandi et al (2014) đã được thực hiên nhằm đánh giá các mạng lưới quan trắc về sự thay đổi chất lượng nước ngầm của đồng bằng Shib-Kuh ở Tây Nam Iran Mục đích của nghiên cứu này là cải thiện mạng lưới quan trắc và tiết kiệm chi phí Trong tầng chứa nước này, các anion hóa học chính của nước ngầm, cation, EC, TDS, TH, SAR và pH được đo trong 20 vị trí Các phương pháp phân tích cụm thống kê được sử dụng và các quan sát, thông số và vị trí lấy mẫu được phân tích và đánh giá Kết quả cho thấy xác suất giảm 25% vị trí quan trắc Nó cũng cho thấy rằng có thể một số tham số đo đã bị loại bỏ Phương pháp phân tích cụm là một cách phù hợp để đánh giá chất lượng thành lập cũng như chức năng của các mạng lưới giám sát tài nguyên nước Thông qua việc áp dụng phương pháp này, số lượng vị trí, thông số hoặc cả hai yếu tố này có thể được tối ưu hóa và tối ưu hóa này dẫn đến việc nâng cấp các mạng quan trắc
Nguyễn Hồng Thảo Ly và Nguyễn Thanh Giao (2018) đã nghiên cứu “Chất lượng nước mặt ở các kênh rạch nội đồng tỉnh An Giang, Việt Nam giai đoạn 2009 đến 2016”
Mục tiêu của nghiên cứu là đánh giá diễn biến chất lượng nước mặt tại các kênh rạch nội đồng đã ô nhiễm hữu cơ và vi sinh vật Nguồn nước không phù hợp cho mục đích cấp nước sinh hoạt và bảo tồn thực vật thủy sinh Kết quả cho thấy các chỉ tiêu như DO, BOD, TSS, P-PO4 3-, và coliform trong mùa mưa cao hơn mùa khô Vấn đề ô nhiễm hữu cơ và vi sinh vật diễn ra trong thời gian dài và chưa có giải pháp xử lý làm cho chất lượng nước suy giảm dẫn đến suy giảm về trữ lượng Nghiên cứu cũng đã chỉ ra nông nghiệp là hoạt động chính
30 góp phần làm ô nhiễm nguồn nước mặt trên các kênh rạch nội đồng bên cạnh các kênh rạch nội đồng Ngoài ra nghiên cứu này kiến nghị thực hành sản xuất nông nghiệp thân thiện môi trường cần sớm được triển khai để hạn chế ô nhiễm nguồn nước mặt quan trọng của khu vực ĐBSCL
Nguyễn Thanh Giao (2020) cũng sử dụng PCA và CA đánh giá hệ thống quan trắc chất lượng môi trường nước mặt sông Hậu sử dụng số liệu quan trắc trong 12 tháng của năm 2018 với các tiêu pH, nhiệt độ, DO, TSS, N-NO3 -, P-PO4 3-, COD và coliform Kết quả PCA tất cả các chỉ tiêu quan trắc đều có ảnh hưởng đến chất lượng nước mặt và chất lượng nước mặt trên sông Hậu chịu tác động của nhiều nguồn ô nhiễm khác nhau Kết quả CA cho thấy từ 8 điểm quan trắc trên sông Hậu có thể giảm xuống còn 3 - 4 điểm, từ 12 lần thu mẫu trong năm xuống còn 3 - 4 lần giúp giảm chi phí quan trắc.
Tính cấp thiết của đề tài
Hậu Giang có vị trí trung tâm nằm ở tiểu vùng sông Hậu thuộc đồng bằng sông Cửu Long (ĐBSCL) với diện tích 160.058,69 ha Địa hình khá bằng phẳng, hệ thống sông ngòi chằng chịt và nối liền nhau có tổng chiều dài khoảng 2.300 km, đặc biệt, có vùng ven sông Hậu thuộc huyện Châu Thành chảy dài 2 km Chế độ thủy văn của tỉnh Hậu Giang chịu sự chi phối chính từ sông Hậu và sông Cái Lớn Hòa cùng sự phát triển chung của cả nước, tỉnh Hậu Giang đã dần chuyển dịch cơ cấu kinh tế theo hướng công nghiệp hóa, hiện đại hóa và quá trình đô thị hóa cũng đang diễn ra mạnh mẽ Dân số trung bình 733.500 người, tổng sản phẩm trên địa bàn (GRDP) bình quân đầu người đạt 45 triệu đồng/người/năm, trên 176 doanh nghiệp và hơn 4.644 cơ sở sản xuất công nghiệp với tốc độ tăng trưởng nhanh
Hoạt động sản xuất nông - lâm nghiệp và thủy sản cũng phát triển mạnh với 196.124 ha diện tích lúa gieo trồng cả năm; nuôi trồng và đánh bắt thủy sản phát triển khá (Cục thống kê tỉnh Hậu Giang, 2019) Tuy nhiên, tốc độ phát triển kinh tế vượt bật, đô thị hóa thiếu kiểm soát đã đặt ra nhiều thách thức trong đó có vấn đề môi trường, đặc biệt là môi trường nước
Nước cần thiết cho sự sống; điều này đã được chứng minh rằng nước có chất lượng tốt là một thành phần quan trọng cho sự phát triển kinh tế xã hội bền vững (Bartram et al.,
1996).Do đó, việc đánh giá chất lượng nước sông là quan trọng nhất vì nó ảnh hưởng trực tiếp đến sức khỏe cộng đồng và đời sống thủy sinh.Tuy nhiên, do sự thay đổi không gian và thời gian của chất lượng nước thường sẽ gây khó khăn cho việc xác định một chương trình quan trắc cung cấp ước tính đại diện và đáng tin cậy về chất lượng nước mặt tiếp tục mơ hồ (Dixon và Chiswell, 1996) Quan trắc chất lượng nước là nhiệm vụ quan trọng để quản lý duy trì chất lượng nước phục vụ cho quá trình phát triển kinh tế xã hội Nhưng
31 thường số lượng điểm quan trắc và thời gian và thông số quan trắc là một vấn đề thách thức Đối với việc quan trắc chất lượng môi trường nước mặt, các chỉ tiêu lý-hóa học và sinh học có thể được lựa chọn (Cao et al., 2007; Wijeyaratne and Kalaotuwave, 2017; Giao,
2019; Giao and Nhiên, 2020) Các chỉ tiêu lý hóa học bao gồm nhiệt độ, pH, tổng chất rắn lơ lửng (TSS), độ đục, oxy hòa tan (DO), nhu cầu oxy sinh học (BOD), nhu cầu oxy hóa học (COD), ammonia (NH4 +-N), orthophosphate (PO4 3 P), kim loại nặng (Fe, Al, Mn, Cr, Cd), chloride (Cl - ), sulfate (SO4 2-), thuốc bảo vệ thực vật, chất kháng sinh hay các yếu tố sinh học như E coli, coliform (MPN/100mL) (Cho et al., 2009; Chounlamany et al., 2017; Zeinalzadeh and Rezaei, 2017) Việc lựa chọn chỉ tiêu quan trắc, vị trí quan trắc chất lượng môi trường nước mặt ở Việt Nam hiện nay chủ yếu dựa vào kinh phí và đặc điểm của các nguồn phát sinh chất ô nhiễm (Cao et al., 2007; MONRE, 2012) Trong khi đó, trên thế giới phương pháp phân tích đa biến bao gồm được ứng dụng rộng rãi để đánh giá chất lượng nước (Chounlamany et al., 2017; Zeinalzadeh and Rezaei, 2017) bao gồm đánh giá biến động chất lượng nước sông, hồ (Cho et al., 2009; Chounlamany et al., 2017) Phương pháp phân tích đa biến còn được sử dụng để nhận dạng nguồn phát sinh chất ô nhiễm, đánh giá tính hiệu quả của mạng lưới quan trắc bao gồm vị trí, tần suất và chỉ tiêu quan trắc (Vega et al., 1998; Singh et al., 2005; Ouyang, 2005; Chounlamany et al.,
2017; Zeinalzadeh and Rezaei, 2017; Giao, 2020) Trong số các phương pháp, CA và
PCA đã được sử dụng rộng rãi, có khả năng phát hiện sự tương đồng giữa các mẫu và/hoặc thông số môi trường (Wenning và Erickson 1994; Battegazzore và Renoldi 1995;
Voutsa et al 1995; Wang et al 2006; Mendiguchia et al 2007).Kỹ thuật CA và PCA đã được áp dụng để đánh giá sự phân bố của các loại biến động mực nước khác nhau nhằm xác định xem có thể đo ít vị trí hơn hay không trong khi vẫn đạt được các mục tiêu giám sát dài hạn hiệu quả tại bốn địa điểm nghiên cứu nhỏ ở Hoa Kỳ (Winter et al 2000)
Từ những nghiên cứu trên cho thấy phương pháp thống kê đa biến có thể được sử dụng để đánh giá mạng lưới quan trắc môi trường nước mặt Nghiên cứu được tiến hành để đánh giá chất lượng môi trường nước mặt, thời gian quan trắc, vị trí quan trắc và thông số quan trắc môi trường nước mặt tỉnh Hậu Giang Kết quả nghiên cứu là thông tin quan trọng để hoàn thiện hệ thống các vị trí, chỉ tiêu và thời gian quan trắc chất lượng nước tỉnh Hậu Giang.
Mục tiêu nghiên cứu
Nghiên cứu sử dụng phương pháp thống kê mô tả, và thống kê đa biến để đánh giá chất lượng, thông số và vị trí quan trắc môi trường nước mặt tỉnh Hậu Giang năm 2018 và 2019
Nội dung nghiên cứu
qua các chỉ tiêu pH, nhiệt độ, chất rắn lơ lửng (TSS), oxy hòa tan (DO), nhu cầu oxy sinh hóa (BOD), nhu cầu oxy hóa học (COD), ammonia (NH4 +-N), nitrite (NO2 N), nitrate
(NO3 N), orthophosphate (PO4 3- -P), coliforms, và sắt (Fe) Chất lượng nước mặt được đánh giá so sánh với Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về môi trường nước mặt QCVN 08- MT:2015/BTNMT
- Ứng dụng thống kê đa biến bao gồm phân tích cụm (CA), phân tích thành phần chính (PCA) nhằm đánh giá vị trí quan trắc và xác định các thông số quan trắc chất lượng nước quan trọng trong chương trình Quan trắc môi trường tỉnh Hậu Giang năm 2018 và 2019 sử dụng số liệu trung bình của các chỉ tiêu đề cập bên trên.
Phương pháp nghiên cứu
1.8.1 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
Nghiên cứu được thực hiện trên 17 tuyến sông/kênh thuộc địa bàn tỉnh Hậu Giang trong giai đoạn 2018-2019
1.8.2 Giới thiệu về phương pháp thu thập và phân tích số liệu
Số liệu được thu thập tại 38 vị trí quan trắc chất lượng môi trường nước tỉnh Hậu Giang vào năm 2019 Trong đó 33 vị trí trên các kênh rạch tỉnh Hậu Giang và 6 vị trí sông Hậu chảy qua thuộc Hậu Giang Các vị trí được quan trắc trên các kênh rạch như, Kênh Xà No (từ XN1 đến XN7), kênh Xáng Nàng Mau (từ NM8 đến NM12), Sông Ba Láng (BL13, BL14, BL15), Kênh Cái Côn (CCO16, CCO17, CCO18), Kênh Cái Dầu (CD19, CD20), Kênh Lái Hiếu (LH21, LH22), chợ Vĩnh Viễn (VV23), Vàm Cái Cui (CC24), Vàm Mái Dầm (MD25), Kênh Cựa Gà (CG26), Kênh Búng Tàu (BT27), Kênh Mang Cá (MC28), Kênh Xẻo Xu (XX29), Chợ Kinh Cùng (KC30), Kênh Cái Lớn (CL31), Kênh Hậu Giang
3 (HG32), và sông Hậu thuộc Hậu Giang (SH33, SH34, SH35, SH36, SH37, SH38) Trong đó, các kênh như kênh xáng Nàng Mau, Xáng Xà No, Vàm Cái Cui, kênh Cái Côn, Sông Ba Láng, Vàm Mái Dầm và kênh Cái Dầu là các nhánh sông chính của sông Hậu vào địa phận Hậu Giang Sơ đồ vị trí thu thập số liệu quan trắc được trình bày trong Hình 2 và
Hình 2 Vị trí thu mẫu
Bảng 1 Mô tả chi tiết đặc điểm vị trí thu mẫu
Tọa độ Vị trí thu mẫu Đặc điểm vị trí
No, Cầu Cái Tư – xã Tân Tiến Đánh giá chất lượng nước mặt ở vị trí giao giữa 2 sông lớn tại Vị Thanh: sông Cái Tư và Kênh xáng Xà No Đây là khu vực tiếp giáp với các nhánh sông thuộc tỉnh Kiên
Giang, nên có thể gây việc thoát nước chậm vì vậy ảnh hưởng các nguồn thải trên cả 2 tỉnh
Kênh Xáng Xà No, cách
Xí nghiệp đường Vị Thanh 50m
Vị trí quan trắc này đánh giá mức độ ảnh hưởng từ hoạt động của chợ, dân cư sinh sống và một phần từ hoạt động sản xuất của xí nghiêp đường đối với chất lượng nước mặt khu vực xung quanh
Kênh Xáng Xà No, gần nhà máy nước Vị Thanh
Vị trí quan trắc nhằm đánh giá được mức độ ảnh hưởng của việc xả thải của khu dân cư sinh sống dọc kênh và các hoạt động phát triển đô thị trong thành phố Vị Thanh đến chất lượng nguồn nước mặt kênh Xáng Xà No Điểm này cũng gần nhà máy nước Vị Thanh., quan trắc tại đây để phản ánh kịp thời diễn biến của nguồn nước cấp tại khu vực nhằm có biện pháp xử lý kịp thời, tránh ảnh hưởng đến sức khoẻ của người dân khi sử dụng
Kênh Xáng Xà No, gần UBND xã Vị Thanh
Nhằm đánh giá chất lượng nguồn nước dưới tác động của các hoạt động nông nghiệp (chăn nuôi, trồng lúa…) và sinh hoạt dân cư nông thôn
Kênh Xáng Xà No chợ Bảy Ngàn
Kiểm tra chất lượng nước nhánh kênh Xáng Xà No gần huyện Vị Thủy, khảo sát những tác động từ sinh hoạt khu vực chợ, tuyến dân cư TT Bảy Ngàn và các hoạt
35 động nông nghiệp xung quanh
Kênh xáng Xà No, gần chợ Một Ngàn
Theo dõi diễn biến chất lượng nước tại nhánh kênh Xáng Xà No dưới ảnh hưởng của hoạt động giao thông đường thủy và lượng xả thải từ khu vực chợ và dân cư tại TT Một Ngàn
Ngã 3 sông Cái Răng – kênh Xáng Xà
No, xã Nhơn Nghĩa A Điểm quan trắc tại vị trí này nhằm xem xét tác động của các nguồn thải tập trung từ hoạt động sản xuất công nghiệp tại CCN Nhơn Nghĩa
A, các hoạt động giao thông đường thủy tuyến Hậu Giang – Cần Thơ
Kênh Xáng Nàng Mau – chợ xã Vĩnh Thuận Tây
Là khu vực chợ và dân cư nông thôn Vị Thủy, tiếp giáp thị xã Long Mỹ, do vùng có tiềm năng nuôi trồng thủy sản quy mô (cá rô đầu vuông), nên các hoạt động này ảnh hưởng lớn đến chất lượng nước mặt
Ngã tư Kênh Xáng Nàng Mau, TT Nàng Mau
Nhằm đánh giá chất lượng nước mặt gần TT Nàng Mau nơi có mật độ dân cư cao và ảnh hưởng nước thải từ hoạt động của chợ Mặt khác cũng theo dõi chất lượng nước từ khu vưc tiếp giáp giữa kênh Xáng Nàng Mau với kênh thủy lợi khác
Kênh Xáng Nàng Mau, chợ xã Vĩnh Tường
Nhằm đánh giá chất lượng nước mặt tại khu vực chợ và nước thải từ các kênh rạch sản xuất nông nghiệp xã Vĩnh Tường
Ngã tư kênh Xáng Nàng Mau – kênh Đông Lợi
Nhằm đánh giá nguồn nước mặt tại khu đô thị, dân cư nông thôn nằm trên trục giao thông đường thủy chính, chịu ảnh hưởng từ hoạt động nông nghiệp trồng trọt, chăn nuôi và nuôi trồng thủy sản
Kênh Xáng Nàng Mau Điểm này phản ánh chất lượng nước tại khu vực chợ
36 gần chợ Cầu Trắng Lớn nông sản của huyện nơi tập trung buôn bán nông sản lớn tấp nập, có nhiều ghe tàu qua lại
Nhánh sông Ba Láng, chợ Rạch Gòi Đánh giá nguồn nước mặt tại khu vực chợ và dân cư tại thị trấn trung tâm ven sông rạch chịu tác động từ các công ty chế biến thủy sản hoạt động chợ và sinh hoạt dân cư ven sông
Ngã 4 sông Ba Láng – chợ Cái Tắc, TT Cái Tắc
Xây dựng điểm quan trắc tại đây để giám sát đánh giá những tác động của các nguồn thải từ chợ Cái Tắc và các khu dân cư lân cận.ảnh hưởng từ nước thải của KCN
Tân Phú Thạnh đến nguồn nước mặt
Ba Láng, bến đò số 10 Đánh giá các nguồn gây ô nhiễm tập trung từ hoạt động sản xuất công nghiệp, thủy sản, nước thải từ bệnh viện số 10
TT Mái Dầm Đây là vị trí tiếp giáp với tỉnh Sóc Trăng nên đây cũng là giao điểm của các nguồn thải của 2 tỉnh Điểm quan trắc tại đây giúp kiểm soát nguồn nước chịu tác động từ các nhà máy: sản xuất thiết bị xử lý nước thải sản xuất hoặc lắp ráp các thiết bị điện tử - thông tin – viễn thông…tại CCN Phú Hữu A – GĐ2 Nước tại khu vực có thể bị ô nhiễm bởi hàm lượng dầu khoáng, các chất vô cơ, kim loại nặng…rất cao và lượng nước thải từ khu dân cư đô thị Cái Côn ở tỉnh Sóc Trăng
Kênh Cái Côn, gần nhà lồng chợ Ngã Bảy
Vị trí quan trắc tại đây nhằm đánh giá tác động đến môi trường nước của chợ Ngã Bảy, là một trong những chợ lớn của tỉnh
18 CCO18 9 0 47 ’ 52.9 ’’ 105 0 49’05.6 ’’ Điểm quan trắc này nhằm đánh giá sự tác động từ hoạt
37 Kênh Ba Ngàn – kênh Cái Côn động của dân cư sinh sống và hoạt động sản xuất của Nhà máy đường ảnh hưởng đến nguồn nước của khu vực
Kênh Cái Dầu, gần chợ Ngã Sáu, TT Ngã Sáu Điểm quan trắc được chọn nhằm đánh giá tác động của lượng xả thải từ hoạt động khu vực chợ trung tâm của TT Ngã Sáu (hàng tiêu dùng, nông sản và thiết bị công nghiệp liên quan, theo định hướng sẽ phát triển thành chợ hậu cần của các K/CCN của huyện), sinh hoạt dân cư đến chất lượng nguồn nước mặt
Vàm Cái Dầu, TT Mái Dầm
Là khu vực tiếp giáp với 3 K/CCN: KCN sông Hậu,
ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG NƯỚC MẶT TỈNH HẬU GIANG
Chất lượng nước mặt tỉnh Hậu Giang năm 2018
Các sơ đồ hình hộp của các tham số chất lượng nước cho thấy các biến đổi trong năm 2018 tại 38 điểm với 12 thông số chất lượng nước (Hình 3) Hình 3 đã tóm tắt bộ dữ liệu chất lượng nước bao gồm các giá trị trung bình, giá trị tứ phân vị thứ nhất (Q1) và thứ ba (Q3), giá trị thấp nhất và giá trị cao nhất; các giá trị này đã được xác định cho từng thông số bằng cách tính toán cho tất cả 38 trạm trong năm 2018 Dòng ngang trên hộp cho thấy nồng độ trung bình, đáy và đỉnhcủa hộp tương ứng với Q1 và Q3 Các đường thẳng đứng kéo dài từ đáy và đỉnh hộp tương ứng với các giá trị thấp nhất và cao nhất Giá trị pH dao động từ 6.9±0.1-7.2±0.1, trung bình năm khoảng 7.0±0.05; nằm trong giới hạn cho phép của QCVN 08-MT:2015/BTNMT Các nghiên cứu trước cho thấy pH môi trường nước mặt tại An Giang, Cần Thơ và Sóc Trăng cũng nằm trong khoảng trung tính (Lien et al., 2016;
Ly and Giao, 2018; Đinh Diệp Anh Tuấn và ctv., 2019; Giao, 2020) Nhiệt độ trên các kênh rạch tỉnh Hậu Giang năm 2018 biến động từ 28.6±0.2-30.3±1.6 0 C, trung bình tại 29.4±0.38 0 C và nằm trong giới hạn cho phép của WHO (2008) Nhiệt độ trên các sông rạch của Hậu Giang tương tự các kênh rạch nội đồng của tỉnh An Giang dao động từ 28.1±0.9 o C đến 31.3±2.0 o C (Ly and Giao, 2018) Nhiệt độ trên sông Hậu dao động từ 26.8 đến 29.4 o C (Giao, 2020) cao hơn với nhiệt độ trên các sông rạch ở Hậu Giang Nhìn chung, nhiệt độ và pH trên các kênh rạch phù hợp cho sự phát triển của các sinh vật dưới nước (Boyd,
1998) Qua biểu đồ hình hộp có thể thấy giá trị trung bình pH và nhiệt độ tại các vị trí trong năm không có sự biến động lớn
Hàm lượng oxy hòa tan rất quan trọng đối với đời sống thủy sinh Các chất hữu cơ phân hủy, khí hòa tan, chất thải công nghiệp, chất thải khoáng sản và kết quả dòng chảy nông nghiệp có thể dẫn đến hàm lượng oxy hòa tan thấp hơn mức giới hạn thông thường
(Srivastava et al., 2011; Addo et al., 2013) Nồng độ DO dưới 5.0 mg/L ảnh hưởng xấu đến đời sống thủy sinh (Sinha và Biswas, 2011) Do đó, giá trị DO trong nghiên cứu hiện tại biến động tương đối lớn từ 3.6±0.1-5.9±0.1 mg/L, trung bình năm tại 4.6±0.69 mg/L, có thể có những ảnh hưởng đến sự sống của hệ sinh thái dưới nước Tuy nhiên, so sánh với QCVN 08-MT:2015/BTNMT giá trị DO trung bình năm tại khu vực nằm trong giới hạn cho phép của cột A1 Hàm lượng DO ở kênh rạch Sóc Trăng dao động từ 1.7 đến 6.2 mg/L (Đinh Diệp Anh Tuấn và ctv., 2019); ở các kênh rạch nội đồng của An Giang trong giai đoạn 2009-2016 trong khoảng 4.9-5.5 mg/L (Ly and Giao, 2018) và trên sông Hậu năm 2018 là 4.9-6.3 mg/L (Giao, 2020) Hàm lượng DO năm 2018 biến động trong các khoảng
43 giá trị ở các kênh rạch Sóc Trăng, An Giang và trên sông Hậu (Cần Thơ) Ngoài ra, một số nghiên cứu trước đây cũng báo cáo các giá trị tương tự của DO đối với các vùng nước sông (Karikari et al., 2007; Jayalakshmi et al., 2011; Addo et al., 2013)
Hàm lượng chất rắn lơ lửng trong nước phụ thuộc vào số lượng vật chất lơ lửng, đất và cát, những yếu tố này đều ảnh hưởng trực tiếp đến độ đục trong nước Hàm lượng TSS tại các vị trí dao động từ 30.8±18-83.8±25.8 mg/L, trung bình năm tại 52.6±14.01 mg/L, cao hơn so với QCVN 08-MT:2015/BTNMT cột A1 và A2 Nghiên cứu trước đó cho thấy trên sông Hậu năm 2016 đạt trung bình 51.5 ± 31.37 mg/L (Lien et al., 2016), TSS năm 2018 dao động từ 41.16-48.67 mg/L (Giao, 2020) Trên các kênh rạch nội đồng của tỉnh An Giang, TSS đạt 25.0-93.7 mg/L trong khoảng thời gian từ 2009-2016 (Ly và Giao,
2018) Trong khi đó trên các kênh rạch tỉnh Sóc Trăng, TSS dao động khoảng từ 16-176 mg/L (Đinh Diệp Anh Tuấn và ctv., 2019) Như vậy, nghiên cứu hiện tại có xu hướng thấp hơn so với các nghiên cứu tại tỉnh An Giang và Sóc Trăng, tuy nhiên hàm lượng này vẫn vượt quá giới hạn cho phép của QCVN 08-MT:2015/BTNMT Ngoài ra, theo nhận định của Akan et al (2008) và Gebreyohannes et al (2015) nước sông có hàm lượng TSS nhỏ hơn 100 mg/L có thể có tính chất gần như nước thải, TSS lớn hơn 100 mg/L nhưng dưới 220 mg/L được phân loại là nước thải ở mức trung bình Do đó, giá trị trung bình TSS chung của các kênh rạch ở Hậu Giang năm 2018 là 52.6 mg/L có thể được coi là có tính chất nước thải yếu
Hình 3 Biến động chất lượng nước sông Hậu năm 2018 Hàm lượng BOD và COD liên quan đến các chất ô nhiễm vô cơ và hữu cơ gây ra các điều kiện bất lợi cho sự phát triển của sinh vật Hàm lượng COD được quy định trong QCVN 08-MT:2015/BTNMT cột A1 là 10 mg/L Trong nghiên cứu hiện tại, hàm lượng BOD và COD năm 2018 dao động từ 5.9±1.5-16.0±7.3 mg/L và 9.9±2.6-23.5±3.7 mg/L,
45 trung bình ở mức 12.3±2.57 mg/L và 19.4±3.58 mg/L; cao hơn so với giới hạn quy định của quy chuẩn Điều này phù hợp với kết quả đo đạc DO DO thấp, BOD và COD cao cho thấy môi trường nước mặt tỉnh Hậu Giang năm 2018 đã ô nhiễm hữu cơ vì cả BOD và COD chỉ thị môi trường nước ô nhiễm chất hữu cơ (Galal-Gorchev et al., 1993; Kazi et al.,
2009) Các nghiên cứu trước cũng cho thấy các sông rạch ở đồng bằng sông Cửu Long đã ô nhiễm hữu cơ Chẳng hạn, hàm lượng BOD ở các kênh rạch nội đồng tỉnh An Giang giai đoạn 2009-2016 trong khoảng từ 4.7 ± 2.3-12.3 ± 9.2 mg/L (Ly and Giao, 2018); BOD và COD ở kênh rạch Sóc Trăng lần lượt là 2.2-22.4 mg/L và 6.0-44.9 mg/L (Đinh Diệp Anh
Tuấn và ctv., 2019); và COD trên sông Hậu 10.4 ± 1.2-16.5 ± 4.1 mg/L (Giao, 2020) Hàm lượng BOD và COD trong nước sông cao chủ yếu là do ảnh hưởng của các hoạt động kinh tế xã hội như nông nghiệp, công nghiệp, dịch vụ, dân cư và đô thị (MONRE, 2012;
Nồng độ N-NH4 + tại 38 vị trí thu mẫu trên các con sông dao động từ 0.04±0.075- 0.48±0.355 mg/L, trung bình tại 0.24±0.13 mg/L So sánh với hàm lượng amonia đã được ghi nhận trong nước mặt ở Sóc Trăng 0.02-4.15 mg/L (Đinh Diệp Anh Tuấn và ctv.,
2019), cao hơn so với của tỉnh Hậu Giang Bên cạnh đó, giá trị của N-NO2 - cũng dao động trong khoảng 0.02±0.006-0.15±0.160 mg/L, trung bình tại 0.04±0.02 mg/L Hàm lượng nitrite ở các kênh rạch tỉnh Hậu Giang thấp hơn nhiều so với nitrite (0.001-0.56 mg/L) ở các kênh rạch tỉnh Sóc Trăng (Đinh Diệp Anh Tuấn và ctv., 2019) cho thấy môi trường thiếu oxy và độc hại đối với đời sống thủy sinh vật Nồng độ nitrate (N-NO3 -) được sử dụng như một thông số biểu hiện cho mức độ chất dinh dưỡng trong các thủy vực và có khả năng hỗ trợ sự phát triển của thực vật Nồng độ nitrate cao tại điều kiện thuận lợi cho sự phát triển của phiêu sinh thực vật Nồng độ N-NO3 - trong nước thuộc kênh rạch tỉnh Hậu Giang năm 2018 dao động từ 0.21±0.061-0.44±0.133 mg/L, trung bình tại 0.31±0.06 mg/L Hàm lượng nitrate ở các kênh rạch nội đồng của An Giang trong khoảng thời gian 2009-2016 dao động từ 0.03 - 1.76 mg/L (Ly and Giao, 2018) Trong khi hàm lượng nitrate ở các kênh rạch của tỉnh Sóc Trăng dao động từ 0.05-1.14 mg/L (Đinh Diệp Anh Tuấn và ctv., 2019) Điều này cho thấy hàm lượng nitrate trên các kênh rạch tỉnh Hậu Giang có xu hướng thấp hơn so với kênh rạch tại tỉnh An Giang và Sóc Trăng Sự khác biệt giữa kết quả nghiên cứu so với nghiên cứu hiện tại có thể là do kết quả của quá trình oxy hóa các mảnh vụn hữu cơ, chất thải của người và động vật (DWAF, 1996) Kết quả trung bình của N-NO3 -, N-NO2 -, N-NH4 + trong năm 2018 đều nằm trong giới hạn cho phép của QCVN 08-MT:2015/BTNMT, cho thấy dòng sông ít bị ô nhiễm bởi các chất dinh dưỡng có nguồn gốc từ nitơ
46 Hàm lượng orthophosphate là chất dinh dưỡng cho nhiều sinh vật sống dưới nước, tuy nhiên việc có quá nhiều hàm lượng này trong nước thể gây ra hiện tượng phũ dưỡng hóa Orthophosphate 0.11±0.048-0.26±0.192 mg/L, trung bình khoảng 0.17±0.05 mg/L
Theo ghi nhận của Ly and Giao (2018) các kênh rạch tỉnh An Giang có hàm lượng lân hòa tan trung bình 0.16 ± 0.12 mg/L, ở Sóc Trăng từ 0 - 0.9 mg/L (Đinh Diệp Anh Tuấn và ctv., 2019), cao hơn so với nghiên cứu hiện tại Điều này có thể nhận thấy rằng hầu hết môi trường nước mặt ở ĐBSCL có nguy cơ xảy ra phú dưỡng hóa, ảnh hưởng đến thủy sinh vật và sức khỏe con người (Ongley, 2009) Tuy nhiên, ở sông lớn như sông Hậu, nồng độ lân hòa tan nằm trong khoảng 0.04 ± 0.03 - 0.10 ± 0.05 mg/L (Giao, 2020) thấp hơn nhiều so với các kênh rạch tỉnh An Giang và Hậu Giang
Chất lượng nước mặt tỉnh Hậu Giang năm 2019
Tương tự năm 2018, các giá trị đánh giá chất lượng nước năm 2019 được tính toán cho từng thông số dựa trên 38 vị trí thu mẫu (Hình 4) Giá trị pH trong môi trường nước mặt dao động từ 6.8±0.0 đến 7.1±0.3, đạt trung bình 7.0±0.1 nằm trong quy chuẩn cho phép
(6.5-8.5) Giá trị pH trong năm 2019 có xu hướng thấp hơn ở một số vị trí so với năm 2018, tuy nhiên giá trí trung bình không có dao động đáng kể Giá trị pH trong nghiên cứu này vẫn nằm trong khoảng thích hợp cho sự phát triển của thủy sinh vật (Boyd, 1998) Nhiệt độ
47 biến động thấp và nằm trong khoảng từ 28.6±0.2 o C đến 29.6±0.9 o C (TB tại 28.9±0.4 o C); có xu hướng thấp hơn so với nhiệt độ nước năm 2018 tại cùng các vị trí Nhìn chung, nhiệt độ nước dao động không lớn do khả năng ổn định nhiệt của môi trường nước (Boyd, 1998)
Nhiệt độ này phù hợp với sự phát triển của thủy sinh vật (Boyd, 1998; Ongley, 2009)
Tổng chất rắn lơ lửng dao động từ 32.8±6.4 đến 77.5±40.9 mg/L (TB tại 55.3±12.3 mg/L) vượt quy chuẩn cho phép từ 1.6-3.8 lần đối với cột A1 và từ 1.09- 2.5 lần đối với cột A2 Hàm lượng TSS năm 2019 tại một số vị trí thấp hơn so với năm 2018, tuy nhiên giá trị trung bình chung của năm 2019 có xu hướng cao hơn so với năm 2018 TSS cao gây suy giảm chất lượng nguồn nước, làm gia tăng chi phí xử lý nước cấp (Ly and Giao, 2018)
Nguyên nhân dẫn đến TSS cao là do đặc tính nước của ĐBSCL và vào nước mưa chảy tràn, xói mòn, sự hiện diện của phiêu sinh thực vật (MONRE, 2012; Giao and Nhien, 2020)
Hàm lượng oxy hòa tan đạt trung bình 4.0 ± 0.6 mg/L (dao động trong khoảng 3.2 ± 0.1 - 5.2 ± 0.8 mg/L) (Hình 4) Giá trị trung bình này thấp hơn giá trị cho phép trong QCVN
08-MT:2015/BTNMT, cột A1; thấp hơn so với năm 2018 Hàm lượng oxy hòa tan trong môi trường nước phụ thuộc vào sự khuếch tán không khí vào nước, độ xáo trộn của sông, sự hiện diện của chất hữu cơ dễ phân hủy sinh học và quá trình quang hợp của phiêu sinh thực vật (Giao and Nhien, 2020) Hàm lượng DO thích hợp cho sự duy trì đời sống thủy sinh vật được quy định ở mức 5 mg/L, hàm lượng dưới mức này có thể ảnh hưởng xấu đến đời sống sinh vật, trong khi đó nếu hàm lượng này ở dưới 2 mg/L có thể gây chết cho hầu hết các loài cá (Chapman, 1997) Từ đó, có thể thấy hàm lượng DO trong năm 2019 có dấu hiệu ô nhiễm hữu cơ nhưng chưa ảnh hưởng đáng kể đến sinh vật dưới nước
Hình 4 Biến động chất lượng nước sông Hậu năm 2019 dựa trên 38 vị trí thu mẫu
Hàm lượng BOD và COD trên các kênh rạch Hậu Giang đạt giá trị trung bình lần lượt là 10.5±2.4 mg/L và 17.7±4.5 mg/L và cả hai đều vượt QCVN 08-MT:2015/BTNMT, cột A (Hình 4) Bên cạnh đó, hàm lượng BOD và COD này có xu hướng tăng so với năm 2018 Các hợp chất đạm amonia, nitrite và nitrate có nồng độ trung bình lần lượt là
49 0.26±0.22 mg/L, 0.04±0.02 mg/L, và 0.35±0.07 mg/L (Hình 4) Giá trị cho phép theo QCVN 08-MT:2015/BTNMT, Cột A1 đối với amonia, nitrite và nitrate 0.3 mg/L, 0.05 mg/L, và 2 mg/L Có thể thấy rằng amonia và nitrite gần bằng với giá trị của QCVN 08- MT:2015/BTNMT Theo nghiên cứu trước đây của Giao (2020) hàm lượng nitrate trên sông Hậu năm 2018 là 0.08-0.33 mg/L, thấp hơn so với hàm lượng trên cách kênh rạch trong nghiên cứu hiện tại Sự hiện diện của nitrite cho thấy môi trường thiếu oxy, phù hợp với giá trị DO thấp ở phần thảo luận trước đó Sự hiện diện của amonia có thể gây độc cho thủy sinh vật (Giao et al., 2017) Thêm vào đó, sự hiện diện của hàm lượng nitrate trong nước > 0.7 mg/L có thể dẫn đến hiện tượng tảo nở hoa (Ongley, 2009; Zeinalzadeh and
Rezaei, 2017) Tuy nhiên, DWAF (1996) và Boyd và Green (2002), thành phần các hợp chất dinh dưỡng trong nước mặt dao động từ nhỏ hơn 0.2 mg/L (N-NH4 +) và nhỏ hơn 5 mg/L (N-NO3 -) Như vậy hàm lượng nitrate không là vấn đề đáng quan tâm ở các thủy vực tỉnh Hậu Giang ở cả hai năm 2018 và năm 2019
Orthophosphate trên các kênh rạch Hậu Giang dao động trong khoảng 0.1±0.02 - 0.36±0.26 mg/L, đạt trung bình tại 0.21±0.08 mg/L, cao hơn so với năm 2018 Giá trị này đã vượt ngưỡng cho phép cột A1 (0.1 mg/L) và cột A2 (0.2 mg/L) của QCVN 08- MT:2015/BTNMT Điều này cho thấy, môi trường nước tỉnh Hậu Giang đang và sẽ đối mặt với nguy cơ phú dưỡng hóa do hàm lượng lân hòa tan cao hơn ngưỡng cho phép (Li and
Liao, 2003) Nguồn gốc của lân có thể là do phân bón, bột giặt do hoạt động trồng trọt, chăn nuôi và công nghiệp (Barakat et al., 2016)
Mật số coliforms dao động lớn từ 1.156,3±500 đến 15.275±15.244,8 MPN/100 mL, với giá trị trung bình 7.392,5±4303,9 MPN/100 mL vượt giá trị cho phép trong QCVN 08- MT:2015/BTNMT, cột A Tuy nhiên, hàm lượng coliform trên sông Hậu năm 2019 (1.156,25-1.657,5 MPN/100mL) được xác định có xu hướng giảm nhẹ so với năm 2018 (1.611,25-3.722,5 MPN/100mL) Giá trị sắt dao động từ 0.3±0.1-2.3±1.9 mg/L (trung bình tại 1.2±0.6 mg/L) đã vượt QCVN 08-MT:2015/BTNMT, cột A Nhìn chung, chất lượng nước tại các kênh rạch tỉnh Hậu Giang vào năm 2019 có xu hướng ô nhiễm hơn so với năm 2018 Cụ thể, hàm lượng DO, TSS và các chất dinh dưỡng như N-NH4 +, N-NO3 -, P-PO4 3- có giá trị năm 2019 cao hơn so với năm 2018.
Biến động chất lượng nước tỉnh Hậu Giang giai đoạn 2018-2019
Trung bình 38 vị trí thu mẫu vào 4 đợt thu mẫu đã được tính toán nhằm đánh giá sự biến đối chất lượng nước tại Hậu Giang ở đầu và cuối mùa khô; đầu và cuối mùa mưa (Hình
5) Giá trị pH trung bình hầu như không có sự biến đổi đáng kể qua 4 đợt thu mẫu, dao động từ 6.97±0.10-7.02±0.12 (mùa khô) và 6.97±0.15-7.03±0.12 (mùa mưa) Giá trị pH có
50 xu hướng tăng dần trong mùa khô và giảm dần vào mùa mưa Từ kết quả phân tích ANOVA cho thấy chất lượng nước tại các kênh rạch tỉnh Hậu Giang có sự khác biệt có ý nghĩa thống kế giữa đầu và cuối mùa khô; đầu và cuối mùa mưa Tuy nhiên, nghiên cứu không ghi nhận được sự khác biệt có ý nghĩa thống kê vào cuối mùa khô và đầu mùa mưa; cuối mùa mưa và đầu mùa khô Nhìn chung, chất lượng nước không bị ảnh hưởng đáng kể bởi mùa, dòng chảy và các nguồn ô nhiễm khác
Hình 5 Biến động theo tháng của pH tại Hậu Giang giai đoạn 2018-2019 Nhiệt độ ở các tháng 3, tháng 5, tháng 8 và tháng 10 lần lượt là 29.28±0.46,
29.21±0.88, 28.91±0.66, và 29.18±0.68 o C Trong đó chỉ có nhiệt độ ở tháng 8 là thấp hơn đáng kể so với các tháng còn lại (Hình 6) Nhiệt độ của mùa mưa có khuynh hướng dao động nhiều hơn so với mùa khô trong đó tháng ít dao động nhất là tháng 3 và dao động nhiều nhất là tháng 8 Kết quả nghiên cứu cho thấy nhiệt độ có sự biến động theo mùa khá rõ rệt Nguyên nhân chính là do thời tiết, chế độ nắng mặc dù nước có chức năng điều hòa nhiệt độ Khoảng nhiệt độ này vẫn nằm trong khoảng chịu đựng của thủy sinh vật
Hình 6 Biến động theo tháng của nhiệt độ tại Hậu Giang giai đoạn 2018-2019 Hàm lượng oxy hòa tan trong nước thấp và có giá trị ở các tháng 3, 5, 8, 10 lần lượt là 4.34±0.69, 4.39±0.65, 4.21±0.77, và 4.25±0.77 mg/L Sự biến động của DO trong mùa mưa (CV%) cao hơn mùa khô (CV-15%) Hàm lượng oxy hòa tan cao nhất trong tháng 3 thấp nhất trong tháng 5 (Hình 7) Tuy nhiên, hàm lượng DO không khác biệt có ý nghĩa thống kê (p>0.05) Nghiên cứu trước đó cho thấy DO trong mùa khô thường thấp hơn mùa mưa bởi trong mùa mưa hàm lượng chất hữu cơ bị pha loãng (Lien et al., 2016; Ly and Giao, 2018) Bên cạnh đó, tốc độ dòng chảy cũng mạnh trên các sông rạch làm xáo trộn DO vào trong nước Nhìn chung DO thấp hơn QCVN 08-MT:2015/BTNMT
Hình 7 Biến động theo tháng của DO tại Hậu Giang giai đoạn 2018-2019 BOD có sự biến động lớn theo mùa với hệ số biến động từ 23-39% (Hình 8) Giá trị BOD ở các tháng 3, 5, 8, và 10 lần lượt là 12.83±4.55, 7.3±2.31, 12.74±4.95, và 12.7±2.96 mg/L BOD ở tháng 5 thấp hơn đáng kể so với các tháng còn lại (p
