nghiên cứu hiện trạng chất lượng nước sông công đoạn từ hạ lưu hồ núi cốc đến điểm hợp lưu sông cầu và đề xuất giải pháp bảo vệ

Chất lượng nước các con sông đang bị ô nhiễm nghiêm trọng, đồng thời khả năng tiếp nhận chất thải của chúng cũng bị mất dần như sông Nhuệ, Tô Lịch, sông Đồng Nai, sông Sài Gòn,…vùng thượ

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

Phạm Thị Thanh Thúy

NGHIÊN CỨU HIỆN TRẠNG CHẤT LƯỢNG NƯỚC SÔNG CÔNG ĐOẠN TỪ HẠ LƯU HỒ NÚI CỐC ĐẾN ĐIỂM HỢP LƯU SÔNG CẦU

VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP BẢO VỆ

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

Hà Nội - 2012

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

Phạm Thị Thanh Thúy

NGHIÊN CỨU HIỆN TRẠNG CHẤT LƯỢNG NƯỚC SÔNG CÔNG ĐOẠN TỪ HẠ LƯU HỒ NÚI CỐC ĐẾN ĐIỂM HỢP LƯU SÔNG CẦU

VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP BẢO VỆ

Chuyên ngành : Khoa học môi trường

Mã số: 60 85 02

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC

PGS.TS Nguyễn Mạnh Khải

Hà Nội - 2012

MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN

PHỤ LỤC

BẢNG DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

MỞ ĐẦU

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 9

1.1 Hiện trạng môi trường nước mặt của Việt Nam 9

1.2 Tổng quan về lưu vực sông Công 10

1.2.1 Điều kiện tự nhiên 10

1.2.2 Hiện trạng kinh tế xã hội khu vực nghiên cứu 11

1.2.3 Hiện trạng sử dụng đất 15

1.3 Tổng quan về chỉ số chất lượng nước (WQI) 17

1.3.1 Tổng quan về chỉ số môi trường 17

1.3.2 Lịch sử phát triển của phương pháp chỉ số CLN 18

1.4 Thải lượng các chất ô nhiễm 22

CHƯƠNG 2 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 24

2.1 Đối tượng nghiên cứu 24

2.2 Nội dung nghiên cứu 24

2.3 Phương pháp nghiên cứu 24

2.3.1 Phương pháp thu thập số liệu thứ cấp 24

2.3.2 Phương điều tra, phỏng vấn ngoài thực địa 24

2.3.3 Phương pháp thu mẫu và phân tích mẫu trong phòng thí nghiệm 24

2.3.3.1 Thời gian, tần suất và vị trí lấy mẫu 25

2.3.3.2 Phương pháp lấy mẫu 26

2.3.3.3 Phương pháp phân tích 27

2.3.4 Phương pháp xử lý số liệu 27

2.3.5 Tính toán WQI 28

2.3.5.1 Tính toán WQI thông số 28

2.3.5.2 Tính giá trị WQI đối với thông số DO (WQIDO) 28

2.3.5.3 Tính giá trị WQI đối với thông số pH 29

2.3.6 Đánh giá sức chịu tải và khả năng tiếp nhận nước thải của sông Công 31

2.3.7 Ước tính thải lượng ô nhiễm 33

CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 35

3.1 Đánh giá hiện trạng chất lượng nước sông Công và các phụ lưu của sông Công 35

3.1.1 Đánh giá hiện trạng chất lượng nước sông Công giai đoạn 2005-2011 35

3.1.2 Hiện trạng chất lượng nước các phụ lưu của sông Công 40

3.2 Tính toán WQI cho sông Công đoạn từ hạ lưu hồ Núi Cốc đến điểm hợp lưu sông Cầu 44

3.3 Đánh giá sức chịu tải và khả năng tiếp nhận nước thải của sông Công 48

3.4 Tính toán thải lượng ô nhiễm thải ra lưu vực sông Công 53

3.4.1 Tính toán thải lượng ô nhiễm của từng nguồn thải lưu vực sông Công từ hạ lưu hồ Núi Cốc đến điểm hợp lưu sông Cầu 53

3.4.1.1 Ước tính thải lượng từ hoạt động chăn nuôi năm 2010 53

Nguồn: Tính toán trong luận văn 53

3.4.1.2 Thải lượng từ sinh hoạt của con người năm 2010 53

3.4.1.3 Thải lượng do nước mưa chảy tràn khu vực đô thị năm 2010 54

3.4.1.4 Tính toán thải lượng do hoạt động nông nghiệp năm 2010 55

3.4.1.5 Thải lượng phát thải từ vùng rừng 55

3.4.1.6 Thải lượng ô nhiễm của ngành y tế 55

3.4.1.7 Thải lượng từ hoạt động sản xuất công nghiệp 56

3.4.2 Tính tổng thải lượng ô nhiễm đổ vào lưu vực sông Công đoạn từ hạ lưu hồ Núi Cốc đến điểm hợp lưu sông Cầu 57

3.5 Đề xuất giải pháp bảo vệ chất lượng nước sông Công 58

3.5.1 Giải pháp quy hoạch 58

3.5.2 Giải pháp quản lý 60

3.5.3 Giáo dục cộng đồng 61

3.5.4 Giải pháp kỹ thuật 62

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 64

TÀI LIỆU THAM KHẢO 67 PHỤ LỤC

CCME Canada Council of Ministry of the Environment

CSL Trung tâm St Laurent

EFA Explorerly Factor Analysis

HĐND Hội đồng nhân dân

LVS Lưu vực sông

MCP Mức cho phép

PTN Phòng Thí nghiệm

QCVN Quy chuẩn Việt Nam

SMEWW Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater TCMT Tổng cục môi trường

TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam

Tp.HCM Thành phố Hồ Chí Minh

UBND Ủy ban nhân dân

UWQI Universal Water Quality Index

VESDEC Viện khoa học môi trường và phát triển

WQI Water Quality Index

WQIA Water Quality Index weighted Arithmetic

QCVN 6TS Chỉ số chất lượng nước bao gồm 6 thông số

DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1 Mô hình tháp dữ liệu thể hiện mối quan hệ giữa các mức độ sử dụng dữ

liệu từ chi tiết đến tổng hợp 17

Hình 1.2 Sơ đồ các giai đoạn xây dựng chỉ số chất lượng nước 19

Hình 2.1 Sơ đồ vị trí lấy mẫu 26

Hình 3.1 Diễn biến TSS trung bình trên sông Công giai đoạn 2005 - 2011 36

Hình 3.2 Diễn biến BOD5 trung bình trên sông Công giai đoạn 2005-2011 37

Hình 3.3 Diễn biến COD trung bình trên sông Công giai đoạn 2005-2011 37

Hình 3.4 Diễn biến NH4+ trung bình trên sông Công giai đoạn 2005- 2011 38

Hình 3.5 Diễn biến NO2 trung bình trên sông Công giai đoạn 2005-2011 39

Hình 3.6 Diễn biến Coliform trung bình trên sông Công giai đoạn 2005-2011 40

Hình 3.7 Biểu đồ giá trị BOD5 trên phụ lưu sông Công năm 2011 40

Hình 3.8 Biểu đồ giá trị COD trên phụ lưu sông Công năm 2011 41

Hình 3.9 Biểu đồ TSS trên phụ lưu sông Công năm 2011 41

Hình 3.10 Biểu đồ coliform trên phụ lưu sông Công năm 2011 42

Hình 3.11 Biểu đồ BOD5, COD, TSS trung bình trên suối La Cấm giai đoạn 2005-2011 44

Hình 3.12 Biểu đồ WQI của sông Công khu vực nghiên cứu 45

Hình 3.13 Biểu đồ WQI của phụ lưu sông Công vào mùa khô và mùa mưa 46

Hình 3.14 Tỉ lệ thông số so với QCVN08:2008/BTNMT 47

Hình 3.15 Tỉ lệ WQI thuộc các mức phân loại chất lượng nước 47

Hình 3.16 Chỉ số WQI trung bình các năm của sông Công khu vực nghiên cứu 48

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 1.2 Độ ẩm trung bình các tháng trong năm tại Thái Nguyên (2010) 10

Bảng 1.3 Tổng lượng mưa các tháng trong năm (mm) 11

Bảng 1.4 Tình hình phát triển dân số khu vực nghiên cứu 12

Bảng 1.5 Tình hình chăn nuôi của các xã năm 2010 13

Bảng 1.6 Hiện trạng lâm nghiệp năm 2010 14

Bảng 1.7 Hiện trạng sử dụng đất tại các xã, huyện khu vực nghiên cứu năm 2010 16 Bảng 1.8 Các công thức tập hợp tính WQI 20

Bảng 1.9 Tính toán WQI cuối cùng [39, 40] 21

Bảng 2.1 Thông số và phương pháp phân tích 27

Bảng 2.2 Bảng quy định các giá trị qi, BPi 28

Bảng 2.3 Bảng quy định các giá trị BPi và qi đối với DO% bão hòa 29

Bảng 2.4 Bảng quy định các giá trị BPi và qi đối với thông số pH 29

Bảng 2.5 Phân loại chất lượng nước mô hình WQI – TCMT 30

Bảng 2.6 Hệ số lưu lượng dòng chảy 32

Bảng 2.7 Chỉ số đánh giá sức chịu tải và khả năng tiếp nhận nước thải 32

Bảng 2.8 Đánh giá sức chịu tải và khả năng tiếp nhận nước thải của DO 33

Bảng 2.9 Hệ số chảy tràn đối với một số nguồn ô nhiễm điển hình 34

Bảng 3.1 Kết quả WQI của sông Công khu vực nghiên cứu mùa khô và mùa mưa 44

Bảng 3.2 Kết quả WQI của phụ lưu sông Công mùa khô và mùa mưa 45

Bảng 3.3 Tính toán WQI của sông Công khu vực nghiên cứu trung bình qua các năm 48

Bảng 3.4 DO, BOD5, NH4 + -N dọc sông Công mùa mưa tháng 10/2011 51

Bảng 3.5 Bảng tính toán sức chịu tải và khả năng tiếp nhận nước thải của sông Công 52

Bảng 3.6 Tổng hợp sức chịu tải và khả năng tiếp nhận nước thải của nước sông Công trên địa bàn tỉnh Thái Nguyên 52

Bảng 3.7 Hệ số phát thải ô nhiễm của động vật nuôi khu vực nghiên cứu 53

Bảng 3.8 Ước tính thải lượng từ hoạt động chăn nuôi khu vực nghiên cứu 53

Bảng 3.9 Thải lượng từ hoạt động sinh hoạt đổ ra sông Công năm 2010 54

Bảng 3.10 Thải lượng từ các đô thị trong khu vực nghiên cứu năm 2010 54

Bảng 3.11 Thải lượng từ hoạt động nông nghiệp năm 2010 55

Bảng 3.12 Thải lượng từ vùng rừng năm 2010 55

Bảng 3.13 Ước tính số lượng giường bệnh tại khu vực nghiên cứu 56

Bảng 3.14 Tổng thải lượng từ hoạt động y tế năm 2010 56

Bảng 3.15 Lưu lượng nước thải của một số cở sở công nghiệp trên địa bàn nghiên cứu 56

Bảng 3.16 Hệ số chảy tràn đối với một số nguồn ô nhiễm điển hình 58

Bảng 3.17 Giá trị tổng thải lượng ô nhiễm năm 2010 58

MỞ ĐẦU

Nước là một yếu tố sinh thái không thể thiếu đối với sự sống và là nguồn tự nhiên có khả năng tái tạo vô cùng quý giá đối với con người Nước được dùng trong các hoạt động nông nghiệp, công nghiệp, dân dụng, giải trí và tạo cảnh quan môi trường Hầu hết các hoạt động trên đều cần nước ngọt Theo J.A Jonnes, 97,41% thể tích nước Trái Đất nằm trong biển và đại dương, 1,98% trong băng tuyết hai cực, núi cao, còn lại 0,61% nằm rải rác trong không khí và các thuỷ vực mặt, ngầm

ở lục địa [11]

Hệ thống sông suối của Việt Nam khá phát triển, nhưng phân bố không đều Mật độ trung bình 0,6 km/km, lớn nhất 2 - 4 km/km ở châu thổ sông Hồng - Thái Bình và Cửu Long, do nhu cầu tiêu thoát nước lớn trong khi địa hình bằng phẳng, biên độ triều lớn và khả năng can thiệp của con người cao [5] Mật độ sông suối lớn tạo ra những thuận lợi cho đối tượng trực tiếp dùng nước, tạo điều kiện phát triển giao thông thủy

Cùng với sự phát triển đất nước theo hướng CNH – HĐH, quá trình đô thị hoá diễn ra mạnh mẽ, môi trường nói chung và môi trường nước nói riêng đang bị tác động rất lớn Chất lượng nước các con sông đang bị ô nhiễm nghiêm trọng, đồng thời khả năng tiếp nhận chất thải của chúng cũng bị mất dần như sông Nhuệ, Tô Lịch, sông Đồng Nai, sông Sài Gòn,…vùng thượng lưu cũng như hạ lưu các con sông đã chịu tác động mạnh mẽ từ các hoạt động sinh hoạt, y tế, hoạt động sản xuất

nông, lâm nghiệp và công nghiệp… từ các tỉnh trong lưu vực sông [2]

Sông Công là một chi lưu của sông Cầu Sông Công bắt nguồn từ vùng Ba

Lá, huyện Định Hóa, chảy theo hướng Tây Bắc-Đông Nam Môi trường nước sông Công đang có biểu hiện bị ô nhiễm do nguồn thải từ các hoạt động sản xuất nông nghiệp, sản xuất công nghiệp, dịch vụ chủ yếu qua khu vực thị xã sông Công Với vai trò trong việc phát triển kinh tế-xã hội của tỉnh Thái Nguyên, việc bảo vệ tổng thể môi trường nước sông Công là hết sức cần thiết

Trước những yêu cầu về việc bảo vệ môi trường nước sông Công, chúng tôi

thực hiện đề tài “Nghiên cứu hiện trạng chất lượng nước sông Công đoạn từ hạ

lưu Hồ Núi Cốc đến điểm hợp lưu sông Cầu và đề xuất giải pháp bảo vệ”, với

mục tiêu sau:

Đánh giá hiện trạng và diễn biến chất lượng nước Sông Công

Đánh giá khả năng chịu tải của dòng sông

Đánh giá các sức ép của phát triển kinh tế - xã hội, của các hoạt động công nghiệp, tiểu thủ công nghiệp, nông, lâm ngư nghiệp lên môi trường nước Sông Công; trên cơ sở đó đề xuất các giải pháp bảo vệ môi trường nước vùng Sông Công

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Hiện trạng môi trường nước mặt của Việt Nam

Việt Nam có mạng lưới sông ngòi dày đặc, trong đó có 13 hệ thống sông lớn

có diện tích trên 10000 km2 Tài nguyên nước mặt tương đối phong phú, chiếm khoảng 2% tổng lượng dòng chảy của các sông trên thế giới Tổng lượng dòng chảy năm của sông Mê Kông khoảng 500 km3

, chiếm tới 59% tổng lượng dòng chảy năm của các sông trong cả nước Hệ thống sông Hồng 126,5 km3 (14,9%), hệ thống sông Đồng Nai 36,3 km3

(4,3%), sông Mã, sông Cả, Thu Bồn có tổng lượng dòng chảy gần bằng nhan khoảng 20 km3 (2,3-2,6%), các hệ thống sông Kỳ Cùng, sông Thái Bình và sông Ba cũng xấp xỉ nhau khoảng 9km3

(1%), các sông còn lại là 94,5 km3(11,1%) [2] Đây là nguồn tài nguyên nước vô cùng quý giá góp phần vào sự phát triển kinh tế - xã hội của đất nước Tuy nhiên, nước mặt ở Việt Nam hiện đang đối mặt với tình trạng suy kiệt và ô nhiễm trên diện rộng [2]

Theo thống kê của Cục quản lý tài nguyên nước, tổng trữ lượng nước mặt của Việt Nam chỉ đạt khoảng hơn 830-840 tỷ km3, trong đó hơn 60% lượng nước được sản sinh từ nước ngoài Tình trạng suy kiệt nguồn nước trong các hệ thống sông ngòi, kênh, hồ chứa đang diễn ra ngày càng nghiêm trọng mà nguyên nhân chủ yếu là do khai thác quá mức tài nguyên nước và ảnh hưởng của biến đổi khí hậu

Khả năng cung cấp nước cũng khác nhau đối với các vùng khác nhau trên lãnh thổ Đối với LV hệ thống sông Đồng Nai (khu vực có đóng góp đến 40% tổng sản phẩm quốc nội cả nước), hiện tại có khả năng cung cấp nước đạt 2.350

m3/người/năm và có thể giảm xuống còn khoảng 1.600 m3/người/năm vào 2025 nếu dân số vẫn tiếp tục tăng như xu hướng hiện nay Tình hình này còn xấu hơn tại LVS Cầu, khả năng cung cấp nước hiện tại là 656 m3/người/năm LVS Nhuệ - Đáy con

số này là 2.830 m3/người/năm [6]

1.2 Tổng quan về lưu vực sông Công

1.2.1 Điều kiện tự nhiên

- Vị trí địa lý

Sông Công bắt nguồn từ vùng núi Ba Lá, huyện Định Hóa (106036’00’’,

21052’00’’), ở độ cao 275m, đây là phụ lưu lớn nhất trong số 26 phụ lưu ra nhập sông Cầu (không kể sông Thương), chạy dọc theo chân núi Tam Đảo dòng sông bị ngăn lại ở huyện Đại Từ tạo thành hồ núi Cốc Sông Công có chiều dài từ nguồn đến đập Núi Cốc là 54km và đến cửa ra nơi nhập lưu với sông Cầu là 95km, có tổng diện tích lưu vực sông Công là 951km2, tính đến đập Núi Cốc là 536km2

, độ dốc trung bình 27,3%, mật độ sông suối 1,20 km/km² Tổng lượng nước 0,794 km³ ứng với lưu lượng trung bình năm 25 m³/s, môđun dòng chảy năm 26 l/s.km² Mùa lũ từ tháng 6 đến tháng 10, chiếm 74,7% lượng nước cả năm; tháng 8 có lượng dòng chảy lớn nhất chiếm 19,30% lượng nước [20]

- Đặc điểm khí hậu

Toàn bộ lưu vực sông Công nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới ẩm ướt, gió mùa chịu ảnh hưởng của gió mùa Đông Nam và gió mùa Đông Bắc Hướng gió thịnh hành trên lưu vực là hướng gió Tây Bắc-Đông Nam Độ ẩm khá lớn 86-90% Nhiệt độ trung bình năm đạt khoảng 23,6oC trong đó nhiệt độ trung bình cao nhất đạt 28,9oC (thời gian tháng 6) và trung bình thấp nhất khoảng 17oC Nhiệt độ cao nhất trong năm là 40,1oC Biên độ nhiệt ngày khá cao, từ 7,0 - 7,3o

Lƣợng mƣa

Với lượng mưa khá lớn, trung bình khoảng 1.500-2.500 mm Theo thời gian, lượng mưa tập trung khoảng 87% vào mùa mưa (từ tháng 5 đến tháng 10) trong đó riêng lượng mưa tháng 8 chiếm đến gần 30% tổng lượng mưa cả năm và vì vậy thường gây ra những trận lũ lụt Vào mùa khô, đặc biệt là tháng 12, tháng 1, lượng

mưa trong tháng chỉ bằng 0,5% lượng mưa cả năm

Bảng 1.3 Tổng lượng mưa các tháng trong năm (mm)

Tổng lượng nước sông Công trung bình năm vào khoảng 0,794.106 m3, lưu lượng trung bình năm 25 m3

/s và modul dòng chảy năm vào khoảng 26 l/s.km2 Trên Sông Công có 14 nhánh cấp I Trong 14 nhánh cấp I của Sông Công có

8 nhánh ở thượng lưu đập Hồ Núi Cốc

Sáu nhánh cấp I còn lại chảy nhập vào sông Công ở hạ lưu đập (5 nhánh bên phải và một nhánh bên trái) [22]

1.2.2 Hiện trạng kinh tế xã hội khu vực nghiên cứu

a Dân số

Tổng dân số toàn vùng là 161914 người Trong cơ cấu dân số, tỷ lệ nam là 49,9% và nữ là 50,1% (dân số toàn vùng) Về độ tuổi gồm các mức 0-14 tuổi chiếm

40,31% dân số, 15-19 tuổi 10,24%, 20-54 tuổi 57,08% và trên 54 tuổi chỉ có 20% trong đó trên 80 tuổi là 0,7% Nhìn chung tỷ lệ người có tuổi ít hơn so với các vùng khác trên cả nước chung, các xã có sự phân bố dân cư không đồng đều Tình hình

phát triển dân số của các xã liên quan đến vùng nghiên cứu được tóm tắt tại bảng sau:

Bảng 1.4 Tình hình phát triển dân số khu vực nghiên cứu

b Hiện trạng phát triển kinh tế

Các hộ sống trong vùng nghiên cứu thu nhập chủ yếu từ sản xuất nông nghiệp Trong đó từ trồng trọt chiếm 80-85%; từ chăn nuôi là 15-20%

- Ngành nông - lâm nghiệp - thủy sản

chăn nuôi theo mô hình trang trại lớn tập trung như: có diện tích đồng cỏ chăn nuôi thả lớn dưới tán rừng, đồng cỏ tự nhiên Do kĩ thuật chăn nuôi còn lạc hậu, giống gia súc gia cầm chủ yếu là giống địa phương có tầm vóc nhỏ, tăng trưởng chậm, đặc biệt là khả năng phòng chống dịch kém nên hiệu quả kinh tế ngành chăn nuôi chưa cao

Bảng 1.5 Tình hình chăn nuôi của các xã năm 2010

ha Như vậy nhiều hộ nằm trong vùng dự án có thể chuyển từ sản xuất nông nghiệp sang chuyên trồng và chăm sóc, bảo vệ rừng phòng hộ, rừng sản xuất mà không ảnh

hưởng đến thu nhập, đồng thời đảm bảo tốt cuộc sống Diện tích rừng bị phá và khai thác trái phép còn lớn đặc biệt từ năm 2009 trở lại đây

Bảng 1.6 Hiện trạng lâm nghiệp năm 2010

ĐVT: ha

Huyện, xã Tổng diện tích

rừng (ha)

Rừng tự nhiên (ha)

Rừng trồng (ha)

Nguồn: Số liệu do các xã cung cấp [14, 15, 16]

- Ngành tiểu thủ công nghiệp, thương mại, dịch vụ du lịch

Về phát triển tiểu thủ công nghiệp, thương mại, dịch vụ du lịch: các xã lưu

vực sông Công có nhiều điều kiện thuận lợi để phát triển tiểu thủ công nghiệp, dịch

vụ thương mại do nằm trên tuyến đường tỉnh lộ 261 Hiện tại trên địa bàn của các xã này đều có chợ để tiêu thụ các sản phẩm nông sản Ngành tiểu thủ công nghiệp công nghiệp như dệt, mây tre đan, sản xuất vật liệu xây dựng và chế biến nông sản phát triển mạnh Mỗi xã có từ 15-20 hộ buôn bán nhỏ lẻ, 1-2 xưởng cưa xẻ, xay sát

- Hiện trạng hệ thống kết cấu hạ tầng

Giao thông vận tải: Tỉnh lộ 270 và tỉnh lộ 261 Tỉnh lộ 270 chạy qua các xã Phúc Trìu, Phúc Xuân, Tân Thái và xã Hùng Sơn Tỉnh lộ 261 chạy qua các xã Bình Thuận, Lục Ba, Vạn Thọ Ngoài ra trong vùng còn có hàng trăm km đường liên thôn, liên xã Tuy nhiên đa phần các tuyến giao thông liên xã, liên thôn có chất lượng chưa tốt

Hệ thống cung cấp điện: Hệ thống điện lưới quốc gia đã đảm bảo cung cấp cho các xã với 100% dân số được sử dụng điện sinh hoạt

Hệ thống thuỷ lợi: Các công trình thuỷ lợi trong vùng dự án cơ bản đã đáp ứng nhu cầu tưới tiêu cho trên 70% diện tích đất canh tác

1.2.3 Hiện trạng sử dụng đất

Tổng diện tích đất của các huyện, xã là 44333.26 ha, các hoạt động kinh tế chính của các xã trong vùng chủ yếu là hoạt động nông nghiệp, tổng diện tích đất

nông nghiệp là 21376.16 ha , đất lâm nghiệp là 11675.15 ha, các loại cây trồng

chính là lúa, ngô và cây chè

Bảng 1.7 Hiện trạng sử dụng đất tại các xã, huyện khu vực nghiên cứu năm 2010

ĐVT: ha

Tên xã Tổng diện tích Đất Nông

nghiệp

Đất lâm nghiệp

Đất nuôi trồng thuỷ sản

Đất ở Đất chuyên

dùng(*)

Đất chƣa sử dụng

1.3 Tổng quan về chỉ số chất lượng nước (WQI)

1.3.1 Tổng quan về chỉ số môi trường

Chỉ số môi trường: là một tập hợp của các tham số hay chỉ thị được tích hợp hay nhân với trọng số Các chỉ số ở mức độ tích hợp cao hơn, nghĩa là chúng được tính toán từ nhiều biến số hay dữ liệu để giải thích cho một hiện tượng nào đó Chỉ

số môi trường truyền đạt các thông điệp đơn giản và rõ ràng về một vấn đề môi trường cho người ra quyết định không phải là chuyên gia và cho công chúng [21]

Hình 1.1 Mô hình tháp dữ liệu thể hiện mối quan hệ giữa các mức độ sử

dụng dữ liệu từ chi tiết đến tổng hợp

Mục đích của chỉ số môi trường:

Theo Trung tâm quan trắc môi trường-Tổng cục môi trường chỉ số môi trường được xây dựng để đạt một số mục đích sau đây [21]:

- Phản ánh hiện trạng và diễn biến của chất lượng môi trường, đảm bảo tính phòng ngừa của công tác bảo vệ môi trường

- Cung cấp thông tin cho những người những người quản lý, các nhà hoạch định chính sách cân nhắc về các vấn đề môi trường và phát triển kinh tế xã hội để đảm bảo phát triển bền vững

- Thu gọn, đơn giản hóa thông tin để dễ dàng quản lý, sử dụng và tạo ra tính hiệu quả của thông tin

- Thông tin cho cộng đồng về chất lượng môi trường, nâng cao nhận thức bảo vệ môi trường cho cộng đồng

1.3.2 Lịch sử phát triển của phương pháp chỉ số CLN

WQI (Water Quality Index) được xuất hiện đầu tiên ở Mỹ vào thập niên 70

và hiện đang được áp dụng rộng rãi ở nhiều bang Hiện nay, WQI được triển khai nghiên cứu và sử dụng rộng rãi ở nhiều quốc gia như Ấn Độ, Canada, Chilê, Anh, Đài Loan, Úc, Malaysia… Một trong những bộ chỉ số nỗi tiếng, được áp dụng rộng rãi trên thế giới là bộ WQI-NSF của Quỹ vệ sinh Quốc gia Mỹ NSF (National Sanitation Foundation - Water Quality Index) Tại Việt Nam đã có nhiều nghiên cứu và đề xuất và 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 sông Sài Gòn tại Phú Cường, Bình Phước và Phú An trong thời gian từ 2003 đến 2007 [24]

Từ những năm 70 đến nay, trên thế giới đã có hàng trăm công trình nghiên cứu phát triển và áp dụng mô hình WQI cho quốc gia hay địa phương mình theo một trong 3 hướng sau:

- Áp dụng mô hình WQI có sẵn vào quốc gia/địa phương mình

- Áp dụng có cải tiến một mô hình WQI có sẵn vào quốc gia/địa phương mình

- Nghiên cứu phát triển một mô hình WQI mới cho quốc gia/địa phương mình Trong đó hướng hai hướng đầu tiên phù hợp cho việc áp dụng ở các nước đang phát triển vì ít tốn kém về nhân lực, thời gian và tài chính

Ở Việt Nam, phương pháp này đã được các nhà khoa học nghiên cứu và áp dụng cho một vài lưu vực sông

Hiện nay, do tăng nhanh tốc độ phát triển kinh tế xã hội, tốc độ đô thị hóa, công nghiệp hóa ở một số tỉnh, thành phố trên lưu vực sông chính trên cả nước đều khá nhanh, do đó lượng chất thải phát sinh ngày càng nhiều và ảnh hưởng ngày càng nghiêm trọng đến CLN của các dòng sông Do đó, cần có những đánh giá phân vùng CLN cập nhật kịp thời theo không gian và thời gian để phục vụ cho việc quy hoạch, quản lý nhằm bảo vệ môi trường nước cho các lưu vực

- Quy trình xây dựng WQI

Phương pháp xây dựng WQI

Quá trình xây dựng WQI có thể được mô tả theo sơ đồ [43]:

Hình 1.2 Sơ đồ các giai đoạn xây dựng chỉ số chất lượng nước

Các giai đoạn có thể được thực hiện theo nhiều cách khác nhau như:

- Dựa vào ý kiến chủ quan của tác giả;

- Tập hợp ý kiến theo phương pháp Delphi, tức là sử dụng các bảng câu hỏi điều tra, rồi tập hợp kết quả

- Sử dụng các kỹ thuật thống kê

Phần trọng lượng đóng góp (wi) của các thông số quyết định được biểu diễn dưới dạng số thập phân Mỗi thông số có mức đóng góp lớn, nhỏ vào WQI khác nhau và tổng trọng lượng đóng góp của các thông số bằng 1 (w i  1) Tuy nhiên, cũng có một số loại WQI không tính đến phần trọng lượng đóng góp

Để chuyển giá trị đo của các thông số quyết định (xi) thành các chỉ số phụ (qi), chủ yếu theo hai cách:

- Sử dụng các hàm đồ thị còn gọi là hàm ẩn

- Sử dụng các hàm tuyến tính hoặc phi tuyến tính

Các công thức tính WQI có nhiều dạng khác nhau, có thể tính và không tính đến phần trọng lượng đóng góp, có thể là dạng tổng hoặc dạng tích hoặc dạng Solway (xem bảng 1.8)

Giai đoạn 1: Lựa chọn các thông số

CLN, xác định trọng số của từng

thông số

Giai đoạn 2: Xây dựng đồ thị xác

định chỉ số phụ của từng thông số

Giai đoạn 3: Tính toán WQI và ứng

dụng để đánh giá chất lượng nước

Ý kiến của chuyên gia

Ý kiến của chuyên gia

Số liệu đo đạc

i w q

WS-WQI

Nguồn: [43, 35, 10, 13]

Hầu hết các mô hình chỉ số chất lượng nước hiện nay đều được xây dựng thông qua quy trình 4 bước như sau:

Bước 1: Lựa chọn thông số

Việc lựa chọn thông số có thể dùng phương pháp Delphi hoặc phân tích nhân

tố quan trọng Các thông số nên được lựa chọn theo 5 chỉ thị sau:

- Hàm lượng Oxy: DO

- Phú dưỡng: NH4+-N, NO3--N, Tổng N, PO43--P, Tổng P, BOD5, COD, TOC

- Các khía cạnh sức khỏe: tổng Coliform, Fecal Coliform, dư lượng thuốc bảo vệ thực vật, các kim loại nặng

- Đặc tính vật lý: Nhiệt độ, pH, màu sắc

- Chất rắn lơ lửng: Độ đục, TSS

Bước 2: Chuyển đổi các thông số về cùng một thang đo (tính toán chỉ số phụ)

Các thông số thường có đơn vị khác nhau và có các khoảng giá trị khác nhau,

vì vậy để tập hợp được các thông số vào WQI ta phải chuyển các thông số về cùng một thang đo Bước này sẽ tạo ra một chỉ số phụ cho mỗi thông số Chỉ số phụ có thể được tạo ra bằng tỉ số giữa giá trị thông số và giá trị trong quy chuẩn

Bước 3: Trọng số

Trọng số có thể xác định bằng phương pháp Delphi, phương pháp đánh giá tầm quan trọng dựa vào mục đích sử dụng, tầm quan trọng của các thông số đối với

đời sống thủy sinh, tính toán trọng số dựa trên các tiêu chuẩn hiện hành, dựa trên đặc điểm của nguồn thải vào lưu vực, bằng các phương pháp thống kê…

Bước 4: Tính toán chỉ số WQI cuối cùng

Các phương pháp thường được sử dụng để tính toán WQI cuối cùng từ các chỉ số phụ: trung bình cộng, trung bình nhân hoặc giá trị lớn nhất

Bảng 1.9 Tính toán WQI cuối cùng [39, 40]

1 Trung bình cộng

Prati et al., 1971; Sargaonkar and Deshpande, 2003; Frumin et al., 1997

Dojlido et al., 1994; Cude, 2001

8 Giá trị nhỏ nhất I = Min(q1,q2, qn) Smith, 1990

9 Giá trị lớn nhất I = Max(q1,q2,…qn) Couillard and Lefebvre, 1985

Nguồn: Trích dẫn bởi Phạm Thị Minh Hạnh trong luận án tiến sĩ

“Development of Water Quality Indices for Surface Water Quality Evaluation in Vietnam”, [40]

1.4 Ƣớc tính thải lƣợng ô nhiễm

Các nguồn ô nhiễm tác động lên chất lượng nước lưu vực sông Công đoạn từ

hạ lưu hồ Núi Cốc đến điểm hợp lưu sông Cầu được chia làm 2 dạng: Nguồn điểm

Bảng 1.10 Các loại nguồn ô nhiễm trên lưu vực sông Công

Nguồn điểm

Các cơ sở

Nhà máy Trang trại Bệnh viện Bãi rác Làng nghề

Nguồn diện

Lợn Vùng đô thị Vùng đô thị Vùng nông nghiệp Vùng nông nghiệp

Thải lượng ô nhiễm tại nguồn:

Khi tính toán thải lượng ô nhiễm, dựa trên hệ số phát thải của mỗi nguồn thải Các bước tính toán dự báo thải lượng ô nhiễm như sau:

- Căn cứ quy hoạch phát triển của tỉnh, của các huyện xác định các nguồn thải trên toàn lưu vực trong tương lai theo từng giai đoạn phát triển

- Tính thải lượng từng loại nguồn thải trong một đơn vị thời gian

Theo đó lượng thải của một đối tượng phát thải được tính bằng công thức:

Qpt =V x F

Trong đó:

- Q là thải lượng ô nhiễm tại nguồn (tính bằng kg, gam chất thải)

- V đơn vị của nguồn phát thải (số dân, vật nuôi hoặc diện tích khu đô thị )

- F là hệ số phát thải trên mỗi đơn vị nguồn phát thải trong một đơn vị thời gian (gam hoặc kg trên mỗi đơn vị nguồn phát thải trong một khoảng thời gian là ngày hoặc năm ) Hệ số phát thải được tra cứu tại Assessment of Sources of Air, water and land Polution – WHO 1993

Thải lượng ô nhiễm

Trong kế hoạch Quản lý môi trường nước, Thải lượng ô nhiễm phải được hiểu là thải lượng ô nhiễm ra sông và được tính bằng thải lượng ô nhiễm tại nguồn nhân với hệ số chảy tràn

Tính toán thải lượng xâm nhập môi trường nước sông Công bằng cách sử dụng “hệ số chảy tràn” (run-off Coeficient) đối với từng loại nguồn thải

Qct=Qpt x R Trong đó:

- Qct: Thải lượng ô nhiễm

- Qpt: Thải lượng ô nhiễm tại nguồn

- R: Hệ số chảy tràn [3]

CHƯƠNG 2 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1 Đối tượng nghiên cứu

Sông Công là phụ lưu lớn nhất trong số 26 phụ lưu ra nhập sông Cầu chạy dọc theo chân núi Tam Đảo dòng sông bị ngăn lại ở huyện Đại Từ tạo thành hồ núi Cốc Sông Công có chiều dài từ nguồn đến đập Núi Cốc là 54km và đến cửa ra nơi nhập lưu với sông Cầu là 95km, có tổng diện tích lưu vực sông Công là 951km2

, tính đến đập Núi Cốc là 536km2

Nước mặt trên sông Công có diễn biến ngày càng phức tạp hơn nên tác giả đã chọn đối tượng nghiên cứu là nước mặt sông Công khu vực từ hạ lưu hồ Núi Cốc đến điểm hợp lưu với sông Cầu

2.2 Nội dung nghiên cứu

Để đạt được mục tiêu đề ra, khoá luận đã thực hiện các nội dung sau:

- Nghiên cứu, đánh giá diễn biến chất lượng môi trường nước mặt của sông Công đoạn từ hạ lưu Hồ Núi Cốc tới điểm hợp lưu với sông Cầu

- Đánh giá diễn biến chất lượng nước mặt dựa vào QCVN 08:2008/BTNMT

- Đánh giá chất lượng nước mặt dựa vào chỉ số chất lượng nước WQI

- Đánh giá khả năng chịu tải của dòng sông

- Nghiên cứu và đề xuất một số giải pháp nhằm giảm thiểu ô nhiễm và cải thiện chất lượng môi trường nước mặt tại sông Công đoạn từ hạ lưu Hồ Núi Cốc tới điểm hợp lưu với sông Cầu

2.3 Phương pháp nghiên cứu

2.3.1 Phương pháp thu thập số liệu thứ cấp

Sử dụng các tài liệu đã có tại Khu công nghiệp sông Công, Phòng Tài nguyên và môi trường của thị xã sông Công, huyện Phổ Yên, thành phố Thái Nguyên, Sở Tài nguyên và Môi trường tỉnh Thái Nguyên

2.3.2 Phương điều tra, phỏng vấn ngoài thực địa

Áp dụng phương pháp điều tra, khảo sát, đo đạc, phỏng vấn người dân sinh sống tại khu vực xung quanh khu công nghiệp và các cán bộ quản lý môi trường tại

địa phương nhằm xác định rõ hiện trạng và các tác động môi trường

2.3.3 Phương pháp thu mẫu và phân tích mẫu trong phòng thí nghiệm

2.3.3.1 Thời gian, tần suất và vị trí lấy mẫu

Để đánh giá hiện trạng và diễn biến chất lượng nước sông Công, cần có các

số liệu chi tiết về chất lượng môi trường nước theo thời gian tại lưu vực sông Công: chất lượng môi trường nước của sông Công, các phụ lưu và các nguồn nước thải đổ vào sông Công

Trên cơ sở kế thừa, sử dụng các số liệu quan trắc đã có từ quá trình thực hiện mạng lưới quan trắc của tỉnh phê duyệt năm 2004, phê duyệt điều chỉnh năm 2008

và năm 2011, các điểm quan trắc phân tích được lựa chọn bổ sung nhằm đánh giá chi tiết tổng thể chất lượng môi trường lưu vực sông Công đoạn từ hạ lưu hồ Núi Cốc đến điểm hợp lưu với sông Cầu học viên đã tiến hành lấy mẫu vào mùa mưa vào tháng 10/2011 và mùa khô vào tháng 2/2012

Vị trí lấy mẫu:

- NM-1: Đập Hồ Núi Cốc

- NM-2: Trạm bơm nước của nhà máy nước sông Công

- NM-6: Cầu Bến Đẫm, Đắc Sơn, Phổ Yên

- NM-7: Cầu Đa Phúc

- NM-3: Sau điểm xả suối tiếp nhận nước rác Đá Mài 100m

- NM-4: Sau điểm xả suối tiếp nhận nước thải của thị xã sông Công 200m

- NM-5: Sau điểm xả suối chảy qua bãi rác Nam Sơn 100m

- SHH-1: Suối Hai Huyện

- SĐS-2: Suối Đắc Sơn

- SCT-3: Suối Cầu Tây

- SĐT-4: Suối Đầu Trâu

- SLC-5: Suối La Cấm

Hình 2.1 Sơ đồ vị trí lấy mẫu Chú thích: điểm lấy mẫu

2.3.3.2 Phương pháp lấy mẫu

Phương pháp lấy mẫu, bảo quản mẫu, đo đạc hiện trường

- Phương pháp lấy mẫu:

Dựa theo TCVN 6663-6:2008 (ISO 5667-6:2005):

- Mẫu được lấy ở độ sâu 50cm, giữa dòng và chọn nơi không có xoáy, không

có tàu thuyền mới đi qua, nước tương đối tĩnh để đảm bảo hạn chế sai số của các thông số đo nhanh

- Bảo quản mẫu:

Mẫu được bảo quản tùy từng thông số phù hợp với TCVN 666-3:2008 (ISO5667-3:2003)

+ Tất cả các mẫu được bảo quản lạnh trong trong suốt quá trình lấy mẫu và vận chuyển về PTN

+ Mẫu kim loại nặng được vô cơ hóa tại hiện trường

- Đo đạc tại hiện trường:

Thông số pH, DO, nhiệt độ được đo trực tiếp tại hiện trường và liên tục nhiều điểm trên sông chính nhằm đánh giá diễn biến DO và nhiệt của nước sông Công theo không gian

3 P SMEWW 4110:2005 TSS SMEWW 2540-D:2005 Coliform SMEWW 9222

Cd SMEWW 3113:2005 E.coli SMEWW 9221D

Kết quả nghiên cứu được xử lý bằng phương pháp thống kê toán học:

- Xử lý số liệu, vẽ đồ thị và tính tương quan bằng sử dụng phần mềm excel

- Phương pháp đánh giá chất lượng môi trường nước: giá trị của các thông số phân tích được so sánh với Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia như: QCVN 08:2008/BTNMT

và WQI Đối với QCVN 08:2008/BTNMT có 4 mức quy định, học viên sẽ so sánh giá trị các thông số với một mức gần nhất

2.3.5 Tính toán WQI

2.3.5.1 Tính toán WQI thông số

WQI thông số (WQISI) được tính toán cho các thông số BOD5, COD, N-NH4, P-PO4 , TSS, độ đục, Tổng Coliform theo công thức như sau:

-BPi: Hàm lượng giới hạn dưới của giá trị thông số quan trắc được quy định trong bảng 1 tương ứng với mức i

BPi+1: Hàm lượng giới hạn trên của giá trị thông số quan trắc được quy định trong bảng 1 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 thông số quan trắc được đưa vào tính toán

N-NH 4 (mg/l)

P-PO 4 (mg/l)

Độ đục (NTU)

TSS (mg/l)

Coliform (MPN/100ml)

2.3.5.2 Tính giá trị WQI đối với thông số DO (WQI DO )

Tính toán thông qua giá trị DO% bão hòa

Bước 1: Tính toán giá trị DO% bão hòa:

- Tính giá trị DO bão hòa:

b· o hoµ

DO = 14.652 - 0.41022T + 0.0079910T - 0.000077774T

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

BP BP+

-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 2.3

Bảng 2.3 Bảng quy định các giá trị BP i và qi đối với DO % bão hòa

Nếu giá trị DO% bão hòa ≤ 20 thì WQIDO bằng 1

Nếu 20< giá trị DO% bão hòa< 88 thì WQIDO được tính theo công thức 2 và sử dụng Bảng 2.3

Nếu 88≤ giá trị DO% bão hòa≤ 112 thì WQIDO bằng 100

Nếu 112< giá trị DO% bão hòa< 200 thì WQIDO được tính theo công thức 1 và

sử dụng Bảng 2.3

Nếu giá trị DO% bão hòa ≥200 thì WQIDO bằng 1

2.3.5.3 Tính giá trị WQI đối với thông số pH

Nếu giá trị pH≤5,5 thì WQIpH bằng 1

Nếu 5,5< giá trị pH<6 thì WQIpH được tính theo công thức 2 và sử dụng bảng 2.4

Nếu 6≤ giá trị pH≤8,5 thì WQIpH bằng 100

Nếu 8,5< giá trị pH< 9 thì WQIpH được tính theo công thức 1 và sử dụng bảng 2.4

Nếu giá trị pH≥9 thì WQIpH bằng 1

Tính toán WQI – TCMT

Sau khi tính toán WQI đối với từng thông số nêu trên, việc tính toán WQI

được áp dụng theo công thức sau:

3

1 5

1

2 12

15

pH

xWQI WQI x

WQI

WQI WQI

Trong đó:

WQIa: Giá trị WQI đã tính toán đối với 05 thông số: DO, BOD5, COD, N-NH4, P-PO4

WQIb: Giá trị WQI đã tính toán đối với 02 thông số: TSS, độ đục

WQIc: Giá trị WQI đã tính toán đối với thông số Tổng Coliform

WQIpH: Giá trị WQI đã tính toán đối với thông số pH

Ghi chú: Giá trị WQI sau khi tính toán sẽ được làm tròn thành số nguyên

So sánh chỉ số chất lượng nước đã được tính toán với bảng đánh giá

Sau khi tính toán được WQI, sử dụng bảng xác định giá trị WQI tương ứng với mức đánh giá chất lượng nước để so sánh, đánh giá, cụ thể như sau:

Bảng 2.5 Phân loại chất lượng nước mô hình WQI – TCMT

Giá trị WQI Mức đánh giá chất lượng nước Màu

91 - 100 Sử dụng tốt cho mục đích cấp nước sinh hoạt Xanh nước biển

76 - 90 Sử dụng cho mục đích cấp nước sinh hoạt

nhưng cần các biện pháp xử lý phù hợp Xanh lá cây

51 - 75 Sử dụng cho mục đích tưới tiêu và các mục

26 - 50 Sử dụng cho giao thông thủy và các mục đích

0 - 25 Nước ô nhiễm nặng, cần các biện pháp xử lý

Nguồn: Quyết định số 879 /QĐ-TCMT ngày 01 tháng 7 năm 2011 của Tổng cục Môi trường

2.3.6 Đánh giá sức chịu tải và khả năng tiếp nhận nước thải của sông Công

Để đánh giá sơ bộ (độ chính xác không cao) về sức chịu tải và khả năng tiếp nhận nước thải của sông Công trên địa bàn tỉnh Thái Nguyên có thể áp dụng phương pháp do VESDEC đề xuất dưới đây

Các chất ô nhiễm đặc trưng qua 3 thông số: DO, BOD5 và NH4+ Đây là những thông số đặc trưng cho các chất gây ô nhiễm từ các nguồn thải khác nhau: nước thải sinh hoạt, công nghiệp, nông nghiệp và du lịch

Giới hạn cho phép đối với các mục tiêu sử dụng nguồn nước, trong đó trọng tâm là là sử dụng cho mục đích sinh hoạt Do vậy QCVN 08:2008/BTNMT, mức A2 được sử dụng làm căn cứ đánh giá

Đối với BOD5 và NH4

+

, đánh giá khả năng chịu tải theo công thức:

S

C x k

A 1Trong đó:

A: Chỉ số đánh giá sức chịu tải và khả năng tiếp nhận nước thải;

k: Hệ số lưu lượng dòng chảy

C: Hàm lượng thông số đánh giá tại điểm quan trắc;

Hệ số lưu lượng dòng chảy (k) thể hiện khả năng tự làm sạch của nguồn nước mặt, giá trị lưu lượng càng cao thì khả năng tự làm sạch càng lớn Hệ số k quy định như sau:

Bảng 2.6 Hệ số lưu lượng dòng chảy

Lưu lượng trung bình hàng năm (m 3

Bảng 2.8 Đánh giá sức chịu tải và khả năng tiếp nhận nước thải của DO

>7,6 (độ bão hòa ở 25o

Tính thải lượng từng loại nguồn thải trong một đơn vị thời gian

Theo đó lượng thải của một đối tượng phát thải được tính bằng công thức:

Qpt = V x F Trong đó:

- Qpt: là thải lượng (tính bằng kg, gam chất thải)

- V: đơn vị của nguồn phát thải (số dân, vật nuôi hoặc diện tích khu đô thị )

- F: là hệ số phát thải trên mỗi đơn vị nguồn phát thải trong một đơn vị thời gian (gam hoặc kg trên mỗi đơn vị nguồn phát thải trong một khoảng thời gian là ngày hoặc năm ) Hệ số phát thải được tra cứu tại Assessment of Sources of Air, water and land Polution – WHO 1993

Ước tính tổng thải lượng ô nhiễm

Tổng lượng thải phát sinh trên lưu vực một con sông hay một hồ nước không xâm nhập toàn bộ 100% vào môi trường nước Phần lớn thải lượng bị tự phân huỷ trên bề mặt do quá trình làm sạch tự nhiên, bị hấp thụ vào thực vật hoặc bị giữ lại khi ngấm vào đất Tỷ lệ phần chất chất ô nhiễm xâm nhập môi trường nước được

gọi là hệ số chảy tràn (run-off coefficient) (Nguồn: Nghiên cứu quản lý môi trường

nước các lưu vực sông Việt Nam-JICA 2010) [3]

Trên cơ sở thực nghiệm, hệ số này có giá trị như sau:

Bảng 2.9 Hệ số chảy tràn đối với một số nguồn ô nhiễm điển hình

Dạng nguồn

Hệ số (theo tỷ lệ đô thị hoá)

<5% 5%-10% 10-15% >15%

Nguồn điểm

Cơ sở (bệnh viện, bãi rác,

Nguồn diện

Chăn nuôi 0,01 0,04 0,07 0,09

Lượng thải xâm nhập môi trường nước lưu vực sông Công khu vực nghiên cứu được tính như sau:

Qtổng = Rsinh hoạt x (Qpt sinh hoạt) + Rchăn nuôi x (Qpt chăn nuôi) + Rnông nghiêp x (Qpt nông nghiệp) + +Rcơ sở x (Qpt cơ sở)

CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN

3.1 Đánh giá hiện trạng chất lượng nước sông Công và các phụ lưu của sông Công 3.1.1 Đánh giá hiện trạng chất lượng nước sông Công giai đoạn 2005-2011

Giá trị các thông số quan trắc chất lượng nước trên sông Công thấp hơn so với sông Cầu, tuy nhiên chất lượng nước không đáp ứng quy chuẩn nước cấp cho sinh hoạt (mức A1 và A2 của QCVN 08:2008/BTNMT) Theo không gian, do đặc trưng ô nhiễm tại từng khu vực mà diễn biến hàm lượng các chất ô nhiễm là khác nhau, như tại khu vực thượng lưu, do có nhiều hoạt động khai thác khoáng sản mà hàm lượng một số kim loại nặng cao hơn so với hạ lưu, ngược lại, tại khu vực hạ lưu, tại một số khu vực tập trung đông dân cư, mức độ ô nhiễm hữu cơ, các chất dinh dưỡng phía hạ lưu cao hơn so với thượng lưu Theo thời gian, từ năm 2005 trở

lại đây mức độ ô nhiễm có xu hướng diễn biến khá phức tạp, cụ thể như sau:

Thông số TSS

Hàm lượng TSS trung bình của sông Công đoạn từ hạ lưu hồ Núi Cốc đến điểm hợp lưu sông Cầu từ năm 2005-2011 có xu hướng giảm Hàm lượng TSS trung bình năm 2005 tại vị trí đập Hồ Núi Cốc, Trạm bơm của Nhà máy nước sông Công, sau điểm tiếp nhận nước rác Đá Mài 100m có hàm lượng TSS cao hơn mức cho phép QCVN 08:2008/BTNMT mức B1, chỉ đạt với mức B2 Nguyên nhân chủ yếu là do hoạt động thác cát sỏi lòng sông, tiếp nhận nước rác khu bãi thải Đá Mài Tuy nhiên từ 2005 đến 2011 hàm lượng TSS tại hầu hết các vị trí quan trắc có xu hướng giảm và đạt QCVN 08:2008/BTNMT mức A1

Tại các vị trí Cầu Đa Phúc và sau điểm xả suối tiếp nhận nước thải của thị xã sông Công 200m, hàm lượng TSS có xu hướng tăng lên và chỉ đạt QCVN 08:2008/BTNMT mức B2 Nguyên nhân là do tại đây luôn diễn ra hoạt động khai thác cát sỏi và giao thông thủy

Tại vị trí sau điểm xả suối chảy qua bãi rác Nam Sơn 100m hàm lượng TSS trung bình năm 2010 vượt QCVN 08:2008/BTNMT mức B2 1,07 lần, tuy nhiên đến năm 2011 hàm lượng TSS lại có xu hướng giảm xuống đạt mức cho phép đối với mức A1

Trung bình năm 2011, tại vị trí sau điểm xả suối chảy qua bãi rác Nam Sơn 100m, Cầu Bến Đẫm, hàm lượng TSS đạt QCVN 08:2008/BTNMT mức A1

Sau điểm xả suối tiếp nhận nước rác Đá Mài 100m

Sau điểm xả suối tiếp nhận nước thải của thị xã Sông Công 200m

Sau điểm xả suối chảy qua bãi rác Nam Sơn 100m

Cầu Bến Đẫm, Đắc Sơn, Phổ Yên

Cầu Đa Phúc

2006 2007 2008 2009 2010 2011 QCVNA1 QCVNA2 QCVNB1 QCVNB2

Hình 3.1 Diễn biến TSS trung bình trên sông Công giai đoạn 2005 - 2011

Ô nhiễm hữu cơ

Thông số DO

Hàm lượng DO trên sông Công đoạn từ hạ lưu hồ Núi Cốc đến hợp lưu sông Cầu từ năm 2005-2011 tại hầu hết các vị trí đều đạt mức cho phép QCVN 08:2008/BTNMT mức A2 Riêng tại vị trí đập Hồ Núi Cốc, Trạm bơm nước của Nhà máy nước sông Công, sau điểm xả suối tiếp nhận nước rác Đá Mài 100m, sau điểm

xả suối chảy qua bãi rác Nam Sơn 100m hàm lượng DO năm 2005 chỉ đạt mức cho phép QCVN 08:2008/BTNMT mức B1 Tuy nhiên diễn biến từ năm 2005 đến 2011

có xu hướng tăng lên và đạt mức cho phép QCVN 08:2008/BTNMT mức A2

Thông số BOD 5

Giá trị BOD5 trên sông Công đoạn từ hạ lưu hồ Núi Cốc đến điểm hợp lưu sông Cầu trung bình năm từ 2006 đến 2011 tại các vị trí đều đạt mức cho phép của QCVN 08:2008/BTNMT mức B1 Tại vị trí sau điểm xả suối tiếp nhận nước rác Đá Mài 100m, sau điểm xả suối chảy qua bãi rác Nam Sơn 100m giá trị BOD5 trung bình năm 2005 là 21,1 mg/l vượt QCVN 08:2008/BTNMT (mức B1) 1,41 lần Tuy nhiên từ năm 2006-2011 giá trị BOD5 tại các điểm quan trắc này có xu hướng giảm dần và đạt mức cho phép đối QCVN 08:2008/BTNMT (mức B1) Tại các vị trí đập

hồ Núi Cốc, trạm bơm nước nhà máy nước sông Công, sau điểm xả suối tiếp nhận nước thải của thị xã Sông Công 200m, Cầu Bến Đẫm và Cầu Đa Phúc trung bình năm 2011 có giá trị BOD5 đạt mức cho phép QCVN 08:2008/BTNMT mức A2

Sau điểm xả suối tiếp nhận nước rác Đá Mài 100m

Sau điểm xả suối tiếp nhận nước thải của thị

xã Sông Công 200m

Sau điểm xả suối chảy qua bãi rác Nam Sơn 100m

Cầu Bến Đẫm, Đắc Sơn, Phổ Yên

Cầu Đa Phúc

2006 2007 2008 2009 2010 2011 QCVNA1 QCVNA2 QCVNB1 QCVNB2

Hình 3.2 Diễn biến BOD 5 trung bình trên sông Công giai đoạn 2005-2011

Thông số COD

Giá trị COD trên sông Công đoạn từ hạ lưu hồ Núi Cốc đến điểm hợp lưa với sông Cầu trung bình từ năm 2005 đến 2011 có sự biến động tăng giảm qua các năm nhưng vẫn đạt mức cho phép của QCVN 08:2008/BTNMT mức B1 Tại vị trí đập Hồ Núi Cốc, trạm bơm nước của nhà máy nước sông Công, cầu Đa Phúc giá trị COD có xu hướng giảm qua các năm và đạt mức cho phép của QCVN 08:2008/BTNMT mức A2 Còn tại các vị trí khác chỉ đạt mức cho phép của QCVN 08:2008/BTNMT với mức B1

Sau điểm

xả suối tiếp nhận nước rác

Đá Mài 100m

Sau điểm

xả suối tiếp nhận nước thải của thị xã

Sông Công 200m

Sau điểm

xả suối chảy qua bãi rác Nam Sơn 100m

Cầu Bến Đẫm, Đắc Sơn, Phổ Yên

Cầu Đa Phúc

2006 2007 2008 2009 2010 2011 QCVNA1 QCVNA2 QCVNB1 QCVNB2

Hình 3.3 Diễn biến COD trung bình trên sông Công giai đoạn 2005-2011

Ô nhiễm dinh dƣỡng

Thông số NH 4 +

Hàm lượng amoni trên sông Công đoạn từ hạ lưu hồ Núi Cốc đến điểm hợp lưa với sông Cầu trung bình năm 2005 tại hầu hết các vị trí quan trắc chỉ đạt QCVN 08:2008/BTNMT mức B1 Tại vị trí sau điểm xả suối tiếp nhận nước rác Đá Mài và bãi rác Nam Sơn hàm lượng amoni vượt QCVN 08:2008/BTNMT mức B1 là 1,76 lần chỉ đạt QCVN 08:2008/BTNMT mức B2 Tuy nhiên qua các năm hàm lượng amoni có xu hướng giảm dần và đạt mức cho phép QCVN 08:2008/BTNMT mức A1 như tại vị trí đập Hồ Núi Cốc, trạm bơm nước Nhà máy nước sông Công, cầu Bến Đẫm, cầu Đa Phúc và sau điểm xả suối nước thải của thị xã Sông Công 200m Tại các vị trí sau điểm xả suối tiếp nhận nước rác Đá Mài, sau điểm xả suối chảy qua bãi rác Nam Sơn hàm lượng amoni giảm qua các năm và trung bình năm 2011 đạt QCVN 08:2008/BTNMT mức A2

Sau điểm xả suối tiếp nhận nước rác Đá Mài 100m

Sau điểm xả suối tiếp nhận nước thải của thị

xã sông Công 200m

Sau điểm xả suối chảy qua bãi rác Nam Sơn 100m

Cầu Bến Đẫm, Đắc Sơn, Phổ Yên

Cầu Đa Phúc

2006 2007 2008

2009 2010 2011 QCVNA1 QCVNA2 QCVNB1 QCVNB2

Hình 3.4 Diễn biến NH 4 + trung bình trên sông Công giai đoạn 2005- 2011