Đánh giá và phân vùng chất lượng nước sông châu giang đoạn chảy qua tỉnh hà nam

Các yếu tố cơ bản ảnh hướng ựến chất lượng nước sông Châu Giang ựoạn chảy qua ựịa bàn tỉnh Hà Namởởở 34 4.2.1 Nước thải sinh hoạt phát sinh từ các khu dân cưởởở 34 4.2.2 Nước thải phát s

BỘ GIÁO DỤC VÀ ðÀO TẠO TRƯỜNG ðẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI

LỜI CAM ðOAN

Tôi xin cam ñoan ñây là công trình nghiên cứu của tôi Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng ñược ai công bố trong bất kỳ luận văn nào khác

Tôi xin cam ñoan rằng mọi sự giúp ñỡ cho việc thực hiện luận văn này ñã ñược cảm ơn, các thông tin trích dẫn trong luận văn ñều ñược chỉ

rõ nguồn gốc

Tác giả luận văn

Nguyễn Thị Tâm

LỜI CẢM ƠN

Trong quá trình ựiều tra, nghiên cứu ựể hoàn thiện luận văn, tôi ựã nhận ựược sự hướng dẫn, giúp ựỡ nhiệt tình, quý báu của các nhà khoa học, của các cơ quan, tổ chức, nhân dân và các ựịa phương

Tôi xin ựược bày tỏ sự cảm ơn trân trọng nhất tới giáo viên hướng dẫn khoa học PGS.TS Phạm Ngọc Thụy ựã tận tình hướng dẫn, giúp ựỡ tôi trong suốt quá trình hoàn thành luận văn

Tôi xin trân trọng cảm ơn sự góp ý chân thành của các thầy, cô giáo trong khoa Tài nguyên và Môi trường, Viện đào tạo sau ựại học và nhà trường đại học Nông Nghiệp - Hà Nội, Phòng Tài nguyên và Môi trường, Trung tâm quan trắc TNMT Hà Nam Ầ ựã nhiệt tình giúp ựỡ tôi trong quá trình hoàn thành luận văn này

Tôi xin chân thành cảm ơn tới gia ựình, những người thân, cán bộ, ựồng nghiệp và bạn bè ựã tạo ựiều kiện tốt nhất về mọi mặt cho tôi trong suốt quá trình thực hiện ựề tài

Một lần nữa tôi xin trân trọng cảm ơn!

Phủ Lý, ngàyẦ thángẦ năm 2013

Tác giả luận văn

MỤC LỤC

Lời cam ñoan……… …………i

Lời cảm ơn……… ………… ii

Mục lục……… ……… iii

Danh mục bảng……… ……… vi

Danh mục ñồ thị……… ………vii

Danh mục viết tắt……… ……….….viii

PHẦN I: ðẶT VẤN ðỀ ···i

1.1 Tính cấp thiết của ñề tài:··· 1

1.2 Mục tiêu nghiên cứu:··· 1

1.3 Yêu cầu:··· 2

PHẦN II TỔNG QUAN TÀI LIỆU NGHIÊN CỨU ···3

2.1 Cơ sở lý luận về tài nguyên nước··· 3

2.1.1 Cơ sở lý luận··· 3

2.1.2 Cơ sở pháp lý··· 3

2.1.3 Tài nguyên nước mặt của thế giới và Việt Nam··· 4

2.2 Ô nhiễm nguồn nước mặt trên thế giới và Việt Nam··· 6

2.2.1 Tình trạng ô nhiễm nước trên thế giới··· 6

2.2.2 Tình trạng ô nhiễm nước ở Việt Nam··· 7

2.3 Tài nguyên nước mặt khu vực tỉnh Hà Nam.··· 7

2.3.1 Trữ lượng··· 7

2.3.2 Chất lượng··· 10

2.4 Các chỉ tiêu ñánh giá chất lượng nước ñược sử dụng trong luận văn··· 11

2.4.1 Các chỉ tiêu hóa lý··· 11

2.4.2 Các chỉ tiêu vi sinh··· 13

2.5 Tổng quan về Chỉ số chất lượng nước (WQI - Water Quality Index)···13

2.5.1 Tổng quan về chỉ số môi trường··· 13

2.5.2 Tổng quan về chỉ số chất lượng nước (WQI )··· 13

2.5.3 Tính toán chỉ số chất lượng nước (WQI)··· 14

2.5.4 Những phương pháp, chỉ số ñánh giá chất lượng nước trên thế giới··· 18

2.5.5 Những phương pháp, chỉ số ựánh giá chất lượng nước ở Việt Namởởở 19

PHẦN III đỐI TƯỢNG NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ởởở21

3.1 đối tượng và phạm vi nghiên cứu.ởởở 21

3.2 Nội dung nghiên cứuởởở 21

3.3 Phương pháp nghiên cứu.ởởở 21

3.3.1 Thu thập, chọn lọc và phân tắch các tài liệu có liên quanởởở 21

3.3.2 Phương pháp lấy mẫu và bảo quản mẫuởởở 22

3.3.3 Phương pháp phân tắch các thông số quan trắcởởở 24

3.3.4 Phương pháp ựánh giá chất lượng nướcởởở 25

3.3.5 Phương pháp phân vùng chất lượng sông Châu Giang bằng chỉ số tổng hợp chất lượng nước (WQI)ởởở 25

PHẦN IV KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN ởởở26

4.1 điều kiện tự nhiên - kinh tế xã hội tỉnh Hà Nam liên quan ựến nguồn nước khu vực nghiên cứuởởở 26

4.1.1 điều kiện tự nhiênởởở 26

4.1.2 đánh giá về ựiều kiện kinh tế - xã hội liên quan ựến nguồn nước khu vực tỉnh Hà Namởởở 31

4.2 Các yếu tố cơ bản ảnh hướng ựến chất lượng nước sông Châu Giang ựoạn chảy qua ựịa bàn tỉnh Hà Namởởở 34

4.2.1 Nước thải sinh hoạt phát sinh từ các khu dân cưởởở 34

4.2.2 Nước thải phát sinh từ hoạt ựộng sản xuất công nghiệp, tiểu thủ công nghiệp, làng nghềởởở 37

4.2.3 Nước thải phát sinh từ hoạt ựộng sản xuất nông nghiệpởởở 38

4.2.4 Phát sinh ô nhiễm từ hoạt ựộng ngoại tỉnhởởở 38

4.3 Diễn biến chất lượng nước mặt sông Châu Giang ựoạn chảy quan ựịa bàn tỉnh Hà Nam theo mùa Khô và mùa mưa thông qua các chỉ tiêu riêng lẻ năm 2013ởởở 38

4.4 đánh giá chất lượng nước mặt và diễn biến chất lượng nước sông Châu Giang vào mùa khô và mùa mưa giai ựoạn 2008 - 2013ởởở 43

4.5 Phân vùng chất lượng nước sông Châu Giang ựoạn chảy qua tỉnh

Hà Nam nước theo chỉ số WQI vào mùa khô (tháng 3) và mùa mưa

(tháng 7) năm 2013ởởở 49

4.5.1 Cơ sở phân chia ranh giới lấy mẫu phân tắchởởở 49

4.5.2 Phương pháp phân vùng chất lượng nướcởởở 50

4.5.3 đánh giá về chất lượng nguồn nước sông Châu Giang ựoạn chảy qua tỉnh Hà Nam dựa trên chỉ số WQIởởở 63

4.5.4 Khuyến cáo về sử dụng nguồn nước sông Châu Giang ựoạn chảy qua tỉnh Hà Namởởở 64

4.6 Dự báo xu thế biến ựộng về chất lượng nước sông Châu Giang trên ựịa bàn tỉnh Hà Nam.ởởở 64

4.7 đề xuất một số giải pháp nhằm giảm thiểu ô nhiễm và cải thiện chất lượng môi trường nước mặt tại sông Châu Giang ựoạn chảy qua ựịa bàn tỉnh Hà Namởởở 65

4.7.1 Giải pháp phát triển tài nguyên nướcởởở 65

4.7.2 Giải pháp tăng cường năng lực và sự tham gia của các bên liên quanởởở66

PHẦN V KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ởởở67

5.1 Kết luậnởởở 67

5.2 Kiến nghịởởở 68

DANH MỤC BẢNG

STT TÊN BẢNG TRANG

Bảng 2.1 Bảng lượng nước chảy trên sông của thế giới··· 5

Bảng 2.2 Một số con sông chính trên ñịa bàn tỉnh··· 9

Bảng 2.3 Bảng quy ñịnh các giá trị qi, BPi··· 15

Bảng 2.4 Bảng quy ñịnh các giá trị BPi và qi ñối với DO% bão hòa··· 16

Bảng 2.5 Bảng quy ñịnh các giá trị BPi và qi ñối với thông số pH··· 17

Bảng 3.1 ðiều kiện, thời giam bảo quản mẫu··· 23

Bảng 3.2: Phương pháp phân tích môi trường nước··· 24

Bảng 4.1 Lượng mưa trong các tháng và năm (ñơn vị mm)··· 28

Bảng 4.2 ðộ ẩm trong các tháng và năm (ñơn vị %)··· 28

Bảng 4.3 Nhiệt ñộ trong các tháng và năm (ñơn vị 0C)··· 29

Bảng 4.4 Giờ nắng trong các tháng và năm (ñơn vị: giờ)··· 30

Bảng 4.5 Quy mô dân số trong khu vực nghiên cứu··· 35

Bảng 4.6 Hệ số ô nhiễm do mỗi người ñưa hàng ngày vào môi trường··· 36

Bảng 4.7 Ước tính tải lượng một số chất ô nhiễm trong nước thải sinh hoạt của các khu dân cư ven sông Châu Giang··· 36

Bảng 4.8 Các khu sản xuất công nghiệp, làng nghề trên ñịa bàn nghiên cứu··· 37

Bảng 4.9: Diễn biến chất lượng nước mặt sông Châu Giang mùa khô giai ñoạn 2008 – 2013 tại ñiểm quan trắc Vĩnh Trụ··· 43

Bảng 4.10: Diễn biến chất lượng nước mặt sông Châu Giang mùa mưa giai ñoạn 2008 – 2013 tại ñiểm quan trắc Vĩnh Trụ··· 44

Bảng 4.11 Vị trí quan trắc môi trường··· 50

Bảng 4.12 Kết quả tính toán WQI thông số chất lượng nước sông Châu Giang vào mùa khô (tháng 3/2013)··· 55

Bảng 4.13 Kết quả tính toán WQI thông số chất lượng nước sông Châu Giang vào mùa mưa(tháng 7/2013)··· 57

Bảng 4.14: Kết quả tính toán chỉ số WQI và mức ñánh giá chất lượng nước sông Châu Giang vào mùa khô (tháng 3 năm 2013)··· 59

Bảng 4.15: Kết quả tính toán chỉ số WQI và mức ñánh giá chất lượng nước sông Châu Giang vào mùa mưa (tháng 7 năm 2013)··· 60

DANH MỤC HÌNH

STT TÊN HÌNH TRANG

Hình 4.1 Bản ñồ hiện trạng tỉnh Hà Nam……….26

Hình 4.2 Nồng ñộ DO tại các ñiểm quan trắc···39

Hình 4.3 Diễn biến Nồng ñộ COD theo mùa···39

Hình 4.4 Diễn biến Nồng ñộ BOD5 theo mùa···40

Hình 4.5 Diễn biến Nồng ñộ TSS theo mùa···40

Hình 4.6 Diễn biến Nồng ñộ NH4+ theo mùa···41

Hình 4.7 Diễn biến Nồng ñộ PO43- theo mùa···42

Hình 4.8 Diễn biến hàm lượng coliform theo mùa···42

Hình 4.9 Diễn biến pH qua các năm···44

Hình 4.10 Diễn biến nồng ñộ DO qua các năm···45

Hình 4.11 Diễn biến Nồng ñộ COD qua các năm···45

Hình 4.13 Diễn biến Nồng ñộ TSS qua các năm···46

Hình 4.14 Diễn biến Nồng ñộ NH4+ theo mùa···47

Hình 4.15 Diễn biến Nồng ñộ PO43- theo mùa···47

Hình 4.16 Diễn biến hàm lượng colifrom theo mùa···48

Hình 4.17 Sơ ñồ lấy mẫu phân tích……….51

HÌNH 4.18 SƠ ðỒ PHÂN VÙNG CHẤT LƯỢNG NƯỚC MÙA KHÔ

(THÁNG 3/2013)···61

HÌNH 4.19 SƠ ðỒ PHÂN VÙNG CHẤT LƯỢNG NƯỚC MÙA MƯA

(THÁNG 7/2013)···62

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT Chữ viết tắt Ý nghĩa

PHẦN I: đẶT VẤN đỀ 1.1 Tắnh cấp thiết của ựề tài:

Sông Châu Giang là một trong ba con sông lớn chảy qua ựịa phận tỉnh Hà Nam Nó có rất nhiều chức năng quan trọng ựặc biệt của nguồn nước, ựối với phát triển kinh tế - xã hội của tỉnh Chắnh vì vậy việc tăng cường và nâng cao hiệu quả quản lý và bảo vệ nguồn nước sông Châu Giang là một nhiệm vụ quan trọng, là một yêu cầu cấp thiết, ựể ựảm bảo các mục tiêu phát triển hiện tại và phát triển bền vững trong tương lai

Phân vùng chất lượng nước là nội dung ựặc biệt quan trọng không chỉ trong quản lý môi trường mà còn có tầm quan trọng trong quy hoạch sử dụng tài nguyên nước một cách hợp lý và an toàn Nhằm góp phần ngăn chặn các nguy cơ suy thoái về nguồn nước cũng như từng bước khắc phục, cải thiện và bảo vệ nguồn nước mặt trên ựịa bàn tỉnh Hà Nam, cần thiết phải tiến hành nghiên cứu ựể xây dựng công cụ quản lý thống nhất và tổng hợp tài nguyên nước sông Châu Giang Chỉ số chất lượng nước và phân vùng chất lượng nước là công cụ giúp ựánh giá mức ựộ ô nhiễm từng ựoạn sông phục vụ mục ựắch quy hoạch sử dụng hợp lý nguồn nước mặt và xây dựng ựịnh hướng kiểm soát ô nhiễm, bảo vệ môi trường nước, từ ựó, xây dựng các biện pháp ựể kiểm soát ô nhiễm môi trường nước tốt hơn

đây là một vấn ựề rất cần thiết và cấp bách, vì vậy tôi ựã tiến hành thực hiện

ựề tài Ộđánh giá và phân vùng chất lượng nước sông Châu Giang ựoạn chảy

qua tỉnh Hà NamỢ

1.2 Mục tiêu nghiên cứu:

- đánh giá chất lượng nước sông Châu Giang (ựoạn chảy qua tỉnh Hà Nam)

- Khuyến cáo về khả năng sử dụng nước và ựề xuất các giải pháp nhằm sử dụng hợp lý và bền vững nguồn nước sông Châu Giang

-Xây dựng ñược sơ ñồ phân vùng chất lượng nước theo chỉ số WQI

PHẦN II TỔNG QUAN TÀI LIỆU NGHIÊN CỨU

2.1 Cơ sở lý luận về tài nguyên nước

2.1.1 Cơ sở lý luận

Bảo vệ môi trường hiện nay ựang là vấn ựề nóng của toàn cầu, không chỉ

là sự quan tâm của các nhà khoa học mà còn là của tất cả người dân Nguồn nước

bị ô nhiễm là một trong các nguyên nhân gây ra nhiều bệnh tật cho con người Cuộc sống con người trở nên khó khăn khi môi trường nước bị suy giảm về số lượng và chất lượng

đánh giá và phân vùng chất lượng nước cung cấp bức tranh tổng thể về cả

2 phương diện: Phương diện về vật lý, hóa học thể hiện chất lượng môi trường và phương diện quy hoạch sử dụng hiệu quả và bền vững nguồn tài nguyên nước đánh giá và phân vùng chất lượng môi trường nước ựược coi như một gửi Ộthông ựiệpỢ về tình trạng về chất lượng môi trường nước ựền người dân, thông qua việc cung cấp thông tin tin cậy về môi trường ựể hỗ trợ quá trình ra quyết ựịnh quy hoạch sử dụng nguồn nước của cả lưu vực Một trong những mục tiêu quan trọng của việc ựánh giá hiện trạng và xây dựng bản ựồ phân vùng chất lượng nước là cung cấp thông tin nhằm nâng cao nhận thức và hiểu biết của cộng ựồng về tình hình môi trường, khuyến khắch và thúc ựẩy việc xây dựng, triển khai và nhân rộng các mô hình cộng ựồng tham gia bảo vệ môi trường, nhằm thực hiện mục tiêu xã hội hóa công tác bảo vệ môi trường

2.1.2 Cơ sở pháp lý

Nước là tài nguyên ựặc biệt quan trọng, là thành phần thiết yếu của sự sống và môi trường, quyết ựịnh sự tồn tại và phát triển bền vững của ựất nước, mặt khác nước cũng gây ra những tai họa cho con người và môi trường Do vậy việc quản lý nguồn tài nguyên nước ựòi hỏi một hệ thống các văn bản bảo

vệ và khai thác nguồn nước nhằm tạo cơ sở pháp lý cho công tác này Các biện pháp mang tắnh chất pháp lý, thiết chế và hành chắnh này ựược áp dụng cho việc sử dụng và phân phối tài nguyên nước, ựảm bảo phát triển bền vững tài nguyên nước

Hiện nay, việc phân cấp quản lý nhà nước về tài nguyên nước nằm ở 2 bộ là: Bộ tài nguyên và môi trường, bộ Nông nghiệp và phát triển nông thôn

Các văn bản mang tính pháp lý trong quản lý tài nguyên nước ñang có hiệu lực

- Luật bảo vệ môi trường số 52/2005/QH11 do Quốc hội thông qua ngày 29/11/2005 và chính thức có hiệu lực từ ngày 01/07/2006

- Luật Tài nguyên nước số 17/2012/QH13 ñã ñược Quốc hội nước CHXHCNVN khóa XIII, kỳ họp thứ 3 thông qua ngày 21/6/2012

- Nghị ñịnh số 120/2008/Nð-CP về quản lý lưu vực sông

- Quyết ñịnh 879/Qð-TCMT ngày 01/7/2011 của Tổng cục Môi trường về việc ban hành sổ tay hướng dẫn tính toán chỉ số chất lượng nước

2.1.3 Tài nguyên nước mặt của thế giới và Việt Nam

Tài nguyên nước bao gồm nguồn nước mặt, nước mưa, nước dưới ñất, nước biển (Luật tài nguyên nước, 2012) Nguồn nước mặt, thường ñược gọi là tài nguyên nước mặt, tồn tại thường xuyên hay không thường xuyên trong các thuỷ vực ở trên mặt ñất như: sông ngòi, hồ tự nhiên, hồ chứa (hồ nhân tạo), ñầm lầy, ñồng ruộng và băng tuyết Tài nguyên nước sông là thành phần chủ yếu và quan trọng nhất, ñược sử dụng rộng rãi trong ñời sống và sản xuất Do ñó, tài nguyên nước nói chung và tài nguyên nước mặt nói riêng là một trong những yếu tố quyết ñịnh sự phát triển kinh tế xã hội của một vùng lãnh thổ hay một quốc gia

2.1.3.1.Tài nguyên nước mặt trên thế giới

Lượng nước toàn cầu là khoảng 1386 triệu Km3, trong ñónước biển và ñại dương chiếm 96,5% Chỉ còn lại 3,3% lượng nước trong ñất liền và trong khí quyển Lượng nước ngọt mà con người có thể sử dụng ñược khoảng 35 triệu km3, chiếm 2,53% lượng nước toàn cầu Tuy nhiên trong số lượng nước ngọt ñó, băng

và tuyết chiếm 24,7 triệu km3 và nước ngầm nằm ở ñộ sâu tới 600m so với mực nước biển chiếm 10,53 triệu Km3.Lượng nước ngọt trong các hồ chứa là 91.000

Km3 và trong các suối là 2120km3 (Nguồn: Korzun và các cộng sự, 1978)

Lượng mưa trung bình hàng năm trên bề mặt trái ñất khoảng 800mm Tuy nhiên sự phân bố mưa không ñồng ñều giữa các khu vực trên thế giới, tạo nên những vùng mưa nhiều, dư thừa nước và những vùng ít thiếu nước Vùng dư thừa

nước là nơi lượng mưa cao, thỏa mãn ựược nhu cầu nước tiềm năng của thảm thực vật Vùng mưa ắt là nơi mưa ắt không ựủ cho thảm thực vật phát triển Nhìn chung, Châu Phi, Trung đông, miền Tây nước Mỹ, Tây Bắc Mehico, một phần của Chile, Argentina và phần lớn Australia ựược coi là những vùng thiếu nước Nguồn nước trên các sông là nguồn nước quan trọng, ựáp ứng nhu cầu nước của con người và vi sinh vật trên cạn Lưu lượng nước trên các dòng sông thông qua chu trình nước toàn cầu, thể hiện sự biến ựộng nhiều hơn lượng nước chứa trong các hồ, lượng nước ngầm và các khối băng (Nguồn: Shiklomanov,1990) Dưới ựây là bảng lượng nước chảy trên sông của thế giới

Bảng 2.1 Bảng lượng nước chảy trên sông của thế giới

Khu vực Dòng chảy hàng

năm (km 3 )

% so với toàn cầu

Diện tắch (1000km 2 )

Tài nguyên nước mặt (dòng chảy sông ngòi) của một vùng lãnh thổ hay một quốc gia là tổng của lượng dòng chảy sông ngòi từ ngoài vùng chảy vào và lượng dòng chảy ựược sinh ra trong vùng (dòng chảy nội ựịa)

Tổng lượng dòng chảy sông ngòi trung bình hàng năm của nước ta bằng khoảng 847 km3, trong ựó tổng lượng ngoài vùng chảy vào là 507km3 chiếm 60%

và dòng chảy nội ựịa là 340 km3, chiếm 40%

Tài nguyên nước mặt của Việt Nam tương ñối phong phú, chiếm khoảng 2% tổng lượng dòng chảy của các sông trên thế giới, trong khi ñó diện tích ñất liền nước ta chỉ chiếm khoảng 1,35% của thế giới Tuy nhiên, một ñặc ñiểm quan trọng của tài nguyên nước mặt là những biến ñổi mạnh mẽ theo thời gian (dao ñộng giữa các năm và phân phối không ñều trong năm) và còn phân bố rất không ñều giữa các hệ thống sông và các vùng

Tổng lượng dòng chảy năm của sông Mê Kông bằng khoảng 500 km3, chiếm tới 59% tổng lượng dòng chảy năm của các sông trong cả nước, sau ñó ñến hệ thống sông Hồng 126,5 km3 (14,9%), hệ thống sông ðồng Nai 36,3 km3(4,3%), sông Mã, Cả, Thu Bồn có tổng lượng dòng chảy xấp xỉ nhau, khoảng trên dưới 20 km3 (2,3 - 2,6%), các hệ thống sông Kỳ Cùng, Thái Bình và sông Ba cũng xấp xỉ nhau, khoảng km3(1%), các sông còn lại là 94,5 km3 (11,1%)

Một ñặc ñiểm quan trọng nữa của tài nguyên nước sông của nước ta là phần lớn nước sông (khoảng 60%) lại ñược hình thành trên phần lưu vực nằm ở nước ngoài, trong ñó hệ thống sông Mê Kông chiếm nhiều nhất (447 km3, 88%) Nếu chỉ xét thành phần lượng nước sông ñược hình thành trong lãnh thổ nước ta, thì hệ thống sông Hồng có tổng lượng dòng chảy lớn nhất (81,3 km3) chiếm 23,9%, sau ñó ñến hệ thống sông Mê Kông (53 km3, 15,6%), hệ thống sông ðồng Nai (32,8 km3, 9,6%) (Trần Xuân Thành, 2011)

2.2 Ô nhiễm nguồn nước mặt trên thế giới và Việt Nam

2.2.1 Tình trạng ô nhiễm nước trên thế giới

Trong thập niên 60, ô nhiễm nước lục ñịa và ñại dương gia tăng với nhịp

ñộ ñáng lo ngại Tiến ñộ ô nhiễm nước phản ánh trung thực tiến bộ phát triển kỹ nghệ, tiêu biểu như:

Anh Quốc: Ðầu thế kỷ 19, sông Tamise rất sạch Nó trở thành ống cống lộ thiên vào giữa thế kỷ này Các sông khác cũng có tình trạng tương tự trước khi người ta ñưa ra các biện pháp bảo vệ nghiêm ngặt

Nước Pháp rộng hơn, kỹ nghệ phân tán và nhiều sông lớn, nhưng vấn ñề cũng không khác nhiều Người dân Paris còn uống nước sông Seine ñến cuối thế

kỷ 18 Từ ñó vấn ñề ñổi khác: các sông lớn và nước ngầm nhiều nơi không còn dùng làm nước sinh hoạt ñược nữa, 5.000 km sông của Pháp bị ô nhiễm mãn

tắnh Sông Rhin chảy qua vùng kỹ nghệ hóa mạnh, khu vực có hơn 40 triệu người, là nạn nhân của nhiều tai nạn (như nạn cháy nhà máy thuốc Sandoz ở Bâle năm 1986) thêm vào các nguồn ô nhiễm thường xuyên

Ở Hoa Kỳ tình trạng tương tự ở bờ phắa ựông cũng như nhiều vùng khác Vùng Đại hồ bị ô nhiễm nặng, trong ựó hồ Erie, Ontario ựặc biệt nghiêm trọng (Nguyễn Hồng Thái và cộng sự, 2009)

2.2.2 Tình trạng ô nhiễm nước ở Việt Nam

Nước ta có nền công nghiệp chưa phát triển mạnh, các khu công nghiệp

và các ựô thị chưa nhiều, nhưng tình trạng ô nhiễm nước ựã xảy ra ở nhiều nơi với các mức ựộ nghiêm trọng khác nhau (Cao Liêm và Trần Đức Viên, 1990) Nông nghiệp là ngành sử dụng nhiều nước nhất dùng tưới lúa và hoa màu, chủ yếu là ở ựồng bằng sông Cửu Long và sông Hồng Việc sử dụng nông dược

và phân bón hóa học càng góp thêm phần ô nhiễm môi trường nông thôn

Công nghiệp là ngành làm ô nhiễm nước quan trọng, mỗi ngành có một loại nước thải khác nhau Khu công nghiệp Thái Nguyên thải nước biến Sông Cầu thành màu ựen, mặt nước sủi bọt trên chiều dài hàng chục cây số Khu công nghiệp Việt Trì xả mỗi ngày hàng ngàn mét khối nước thải của nhà máy hóa chất, thuốc trừ sâu, giấy, dệt xuống Sông Hồng làm nước bị nhiễm bẩn ựáng kể Khu công nghiệp Biên Hòa và TP HCM tạo ra nguồn nước thải công nghiệp và sinh hoạt rất lớn, làm nhiễm bẩn tất cả các sông rạch ở ựây và cả vùng phụ cận

Nước dùng trong sinh hoạt của dân cư ngày càng tăng nhanh do dân số và các ựô thị Nước cống từ nước thải sinh hoạt cộng với nước thải cuả các cơ sở tiểu thủ công nghiệp trong khu dân cư là ựặc trưng ô nhiễm của các ựô thị ở nước ta Điều ựáng nói là các loại nước thải ựều ựược trực tiếp thải ra môi trường, chưa qua xử lý, vì nước ta chưa có hệ thống xử lý nước thải nào ựúng nghĩa như tên gọi (http://isponre.gov.vn , 2009)

2.3 Tài nguyên nước mặt khu vực tỉnh Hà Nam

2.3.1 Trữ lượng

Hà Nam nằm ở trung lưu hệ thống sông Hồng, hàng năm tiếp nhận nguồn nước của 2 sông lớn: Sông Hồng và sông đáy Sông Hồng có trữ lượng nước khá dồi dào là nguồn cung cấp nước chắnh cho tỉnh Hà Nam qua sông Nhuệ và các trạm bơm, cống ven sông Sông đáy tuy là nguồn nước kém dồi dào hơn và ắt

phù sa nhưng cũng là nguồn nước quan trọng cả về cấp thoát nước lẫn giao thông thuỷ của tỉnh Ngoài ra trong nội tỉnh còn có các con sông quan trọng khác như: Sông Nhuệ, sông Châu Giang, sông Sắt trữ lượng tài nguyên nước mưa khoảng 1,602 tỷ m3/năm Trung bình dòng chảy mặt từ các sông chảy vào tỉnh Hà Nam hàng năm vào khoảng 87,4 tỷ m3 nước, trong ựó:

Sông Hồng là ranh giới phắa ựông của tỉnh với các tỉnh Hưng Yên và Thái

Bình Trên lãnh thổ tỉnh, sông có chiều dài 38,6 km Sông Hồng hàng năm có khoảng 83,6 tỷ m3 nước chảy vào ựịa phận tỉnh, có vai trò tưới tiêu quan trọng và tạo nên những bãi bồi màu mỡ với diện tắch gần 10.000 ha

Sông đáy là một nhánh của sông

Hồng bắt nguồn từ Phúc Thọ (Hà Tây cũ) chảy vào lãnh thổ Hà Nam khoảng 3 tỷ m3 nước mỗi năm Sông đáy còn là ranh giới giữa Hà Nam

và Ninh Bình Trên lãnh thổ Hà Nam sông đáy có chiều dài 47,6 km

Sông Nhuệ là sông ựào dẫn nước sông Hồng từ Thụy Phương, Từ Liêm, Hà Nội

và ựi vào Hà Nam với chiều dài 14,5 km, sau ựó ựổ vào sông đáy ở Phủ Lý Hàng năm ựón nhận khoảng 0,8 tỷ m3 nước

Sông Châu Giang bắt nguồn từ Tắc

Giang Duy tiên nhận hợp lưu của sông

Nông Giang ựến An mông (Tiên Phong)

chia thành hai nhánh, một nhánh làm ranh

giới giữa huyện Lý Nhân và Bình Lục

nhánh này chảy ra trạm bơm tưới tiêu Hữu

bị rồi ra sông Hồng và một nhánh làm ranh

giới giữa huyện Duy Tiên và Bình Lục

nhánh này ra sông đáy tại Thành phố Phủ

Một ựoạn sông đáy

Sông Châu

Lý, sông Châu chảy qua ựịa phận tỉnh Hà Nam có chiều dài khoảng 64 km Mực nước trung bình năm là +2,18m; Mực nước cao nhất (lũ lịch sử ngày 22/8/1971)

là +4,00m

Trong 10 năm gần ựây, công trình thuỷ ựiện Hoà Bình ựã tắch nước mùa mưa và phát ựiện, mùa kiệt nước xả xuống hạ lưu tăng thêm so với trạng thái tự nhiên trước 1987 hàng tháng khoảng 100m3/s, như vậy phần hạ lưu sông đáy cũng ựược hưởng thêm khoảng 20m3/s, tạo ựiều kiện thuận lợi cho việc cung cấp nước của tỉnh Hà Nam Tuy nhiên mực nước trên các triền sông của tỉnh cũng không tưới tự chảy ựược mà phải dùng bơm hay ựập ựể tạo nguồn

Các con sông nội tỉnh như sông Nhuệ, sông Châu, sông Sắt không có nguồn sinh thuỷ mà chủ yếu lă lượng nước mưa và dòng chảy hồi quy của các khu tưới lấy nước từ sông đáy, sông Hồng Thông qua các cống Liên Mạc, cống Phủ Lý và các trạm bơm, dòng chảy ở các sông này phụ thuộc vào việc lấy nước

của các công trình thuỷ lợi trong tỉnh (đỗ Tiến Hùng, 2011)

Bảng 2.2 Một số con sông chắnh trên ựịa bàn tỉnh

4 Duy Tiên (1 nhánh của sông Nhuệ) 18,3 18,3

5 Châu Giang (từ ựập Quan Trung ựến Hữu Bị) 34 34

6 Châu Giang (từ Tắc Giang ựến Phủ Lý) 27,3 27,3

2.3.2 Chất lượng

Hà Nam là tỉnh nằm ở trung lưu của lưu vực sông Nhuệ - đáy, tiếp nối

với phần Hà Nội ở phắa thượng lưu Do ựặc ựiểm này nên chất lượng nước sông

ở tỉnh Hà Nam ngoài ảnh hưởng của các hoạt ựộng xả thải trong tỉnh còn chịu ảnh hưởng lớn bởi chất lượng nước sông ở phắa thượng lưu Vì vậy, ựể ựánh giá chất lượng nước sông tỉnh Hà Nam cần xem xét theo hệ thống chủ yếu là hệ thống sông Nhuệ - đáy- Châu Giang Nghiên cứu nhiều tài liệu cho thấy: nguồn nước trong hệ thống sông Nhuệ - đáy bị ô nhiễm ở một số vị trắ

Sông Nhuệ là con sông bị ô nhiễm nặng nề nhất do phải tiếp nhận phần lớn nước thải sinh hoạt từ Hà Nội Thậm chắ trong mùa mưa các chỉ tiêu BOD5, nước sông Nhuệ phắa thượng lưu, trước khi tiếp nhận nước thải từ Hà Nội, nhìn chung còn tốt, mặc dù hàm lượng SS khá cao đoạn sông chảy qua quận Hà đông tại Phúc La, trước ựoạn nhập với sông Tô Lịch bị ô nhiễm nặng về COD và BOD5, vượt tiêu chuẩn loại B từ 3-4 lần Chỉ tiêu DO khá thấp, không ựáp ứng tiêu chuẩn loại A Nhìn chung, chất lượng nước sông không tốt, nước có mầu ựen, nổi váng bọt và có mùi tanh đoạn từ sau vị trắ nhập với sông Tô Lịch ựến vị trắ nhập với sông đáy, mức ựộ ô nhiễm có giảm nhẹ do các chất ô nhiễm bị tiêu hủy, phân tán, tuy nhiên mức ựộ ô nhiễm vẫn vượt tiêu chuẩn loại B Mặc dù hiện nay nước thải ựổ vào sông Tô Lịch ựã ựược xử lý qua hồ Yên Sở và ựược bơm ra sông Hồng trong mùa khô nhưng song Nhuệ vấn có xu hướng gia tăng mức ựộ ô nhiễm,cho thấy mức ựộ gia tăng COD theo thời gian

Sông đáy cũng ựang bị ô nhiễm cục bộ với mức ựộ ô nhiễm có xu hướng tăng, ựặc biệt là ựoạn sông bị tác ựộng bởi nước sông Nhuệ đoạn từ quận Hà đông ựến thành phố Phủ Lý, nước sông đáy chủ yếu bị ô nhiễm hữu cơ, các chỉ tiêu hữu cơ trên ựoạn sông từ Ứng Hòa, Mỹ đức, Hà Nội và Kim Bảng, Phủ Lý-

Hà Nam ựều vượt tiêu chuẩn loại A Tại Cầu Hồng Phú, Phủ lý, Hà Nam, nơi giao nhau của sông đáy, Nhuệ và Châu Giang, nước bị ô nhiễm hữu cơ nặng, ựặc biệt là trong mùa khô khi cống Liên Mạc ựóng đoạn từ Phủ Lý tới chỗ nhập với sông Hoàng Long tại Gián Khẩu-Gia Viễn-Ninh Bình nước sông bị ô nhiễm nặng

nề, nguyên nhân không chỉ do nước từ sông Nhuệ mà còn do nước thải sinh hoạt

và công nghiệp từ thành phố Phủ Lý Các chỉ tiêu BOD5 vượt 2-3 lần tiểu chuẩn QCVN 08:2008/BTNMT loại A1, trong ựoạn này, sông đáy cũng nhận nước từ sông Hoàng Long, bị ô nhiễm sau khi chảy qua Hòa Bình và huyện Gia Viễn, Ninh Bình (Sở TN và Môi trường tỉnh Hà Nam, 2012)

Sông Châu Giang: mức ựộ ô nhiễm ựang gia tăng, con sông này nhập với sông đáy và sông Nhuệ tại Phủ Lý Tuy nhiên, dòng chảy từ sông Hồng hiện nay

ựã bị ựóng lại và chất lượng nước sông hiện ựang bị tác ựộng bởi chất thải nông nghiệp và nước ô nhiễm từ sông đáy và sông Nhuệ Kết quả quan trắc cho thấy mức ựộ ô nhiễm một số chỉ tiêu như COD gia tăng liên tục trong những năm qua Như vậy các sông lớn chảy vào, ra ựịa phận tỉnh Hà Nam ựã có dấu hiệu ô nhiễm trong những năm qua, ựặc biệt những năm gần ựây có xu thế suy thoái chất lượng nước

Các nguồn gây ô nhiễm phân tán bao gồm: rửa trôi ựất và các hoạt ựộng phát triển gây tăng mức ựộ ô nhiễm SS ở nhiều con sông, và nguồn thải chứa hóa chất trong sản xuất nông nghiệp Các chất thải rắn cũng là nguồn ô nhiễm chắnh ựối với nguồn nước mặt trong lưu vực Sự gia tăng phát triển kinh tế, ựô thị hóa

và gia tăng dân số làm tăng số lượng chất thải rắn Trong số lượng chất thải rắn, chất thải từ sinh hoạt chiếm 80%, phần còn lại từ công nghiệp, lượng chất thải rắn tăng ựồng thời với mức tăng dân số trong những năm qua (Sở TN và Môi trường tỉnh Hà Nam, 2013)

2.4 Các chỉ tiêu ựánh giá chất lượng nước ựược sử dụng trong luận văn

2.4.1 Các chỉ tiêu hóa lý

- độ ựục

độ ựục do sự hiện diện của các chất huyền trọc như ựất sét, bùn, chất hữu

cơ li ti và nhiều loại vi sinh vật khác Nước có ựộ ựục cao chứng tỏ nước có nhiều tạp chất chứa trong nó, khả năng truyền ánh sáng qua nước giảm

mềm, khử sắt diệt khuẩn Vì thế, việc xét nghiệm pH ñể hoàn chỉnh chất lượng

và phù hợp với yêu cầu kỹ thuật ñóng một vai trò hết sức quan trọng trong kỹ thuật môi trường

- Ammoniac (N-NH 4

+ )

Amoniac là chất gây nhiễm ñộc cho nước Sự hiện diện của amoniac trong nước mặt hoặc nước ngầm bắt nguồn từ hoạt ñộng phân hủy hữu cơ do các vi sinh vật trong ñiều kiện yếm khí ðây cũng là một chất thường dùng trong khâu khử trùng nước cấp, chúng ñược sử dụng dưới dạng các hóa chất diệt khuẩn chloramines nhằm tạo lượng clo dư có tác dụng kéo dài thời gian diệt khuẩn khi nước ñược lưu chuyển trong các ñường ống dẫn

- Phosphate (P-PO 4 3- )

Trong thiên nhiên phosphate ñược xem là sản phẩm của quá trình lân hóa

và thường gặp dưới dạng vết ñối với nước thiên nhiên Khi hàm lượng phosphate phát triển mạnh mẽ sẽ là một yếu tố giúp rong rêu phát triển mạnh

- Oxy hòa tan (DO)

Giới hạn lượng hòa tan (dissolved oxygen) trong nước thiên nhiên và nước thải tùy thuộc vào ñiều kiện hóa lý và hoạt ñộng sinh học của các loại vi sinh vật Việc xác ñịnh hàm lượng oxy hòa tan là phương tiện kiểm soát sự ô nhiễm do mọi hoạt ñộng của con người và kiểm tra hậu quả của việc xử lý nước thải

- Nhu cầu oxy hóa học(COD)

Nhu cầu oxy hóa học (COD) là lượng oxy tương ñương của các cấu trúc hữu cơ trong mẫu nước bị oxy hóa bởi tác nhân hóa học có tính oxy hóa mạnh

ðây là một phương pháp xác ñịnh vừa nhanh chóng vừa quan trọng ñể khảo sát các thông số của dòng nước và nước thải công nghiệp, ñặc biệt trong các công trình xử lý nước thải Phương pháp này không cần chất xúc tác nhưng nhược ñiểm là không có tính bao quát ñối với các hợp chất hữu cơ (thí dụ axit axetic)

mà trên phương diện sinh học thực sự có ích cho nhiều loại vi sinh trong nước Trong khi ñó nó lại có khả năng oxy hóa vài loại chất hữu cơ khác nhau như celluloz mà những chất này không góp phần làm thay ñổi lượng oxy trong dòng nước nhận ở thời ñiểm hiện tại

- Nhu cầu oxy sinh hóa(BOD)

Nhu cầu oxy sinh hóa (BOD) ñược xác ñịnh dựa trên kinh nghiệm phân tích ñã ñược tiến hành tại nhiều phòng thí nghiệp chuẩn, trong việc tìm sự liên hệ giữa nhu cầu oxy ñối với hoạt ñộng sinh học hiếu khí trong nước thải hoặc dòng chảy bị ô nhiễm

2.4.2 Các chỉ tiêu vi sinh

Nhóm vi sinh vật Coliform ñược dùng rộng rãi làm chỉ thị của việc ô nhiễm phân, ñặc trưng bởi khả năng lên men lactose trong môi trường cấy ở 35 –

370 C với sự tạo thành axit aldehyd và khí trong vòng 48h

2.5 Tổng quan về Chỉ số chất lượng nước (WQI - Water Quality Index)

2.5.1 Tổng quan về chỉ số môi trường

Chỉ số môi trường là tập hợp các tham số hay chỉ thị ñược tích hợp hay nhân với trọng số Các chỉ số ở mức ñộ tích hợp cao hơn, nghĩa là chúng ñược tính toán từ nhiều biến số hay dữ liệu ñể giải thích cho một hiện tượng nào ñó

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

* Khái niệm: Chỉ số chất lượng nước (WQI - Water Quality Index) là một

chỉ số tổng hợp ñược tính toán từ các thông số chất lượng nước xác ñịnh thông số chất lượng nước và ñược biểu diễn qua một thang ñiểm (N.V.Hop, T.C.To, T.Q.Tung, 2008)

* Lịch sử ra ñời và các ứng dụng chủ yếu của WQI

- Việc sử dụng vi sinh vật trong nước làm chỉ thị cho mức ñộ sạch ở ðức

từ năm 1850 ñược coi là nghiên cứu ñầu tiên về WQI Chỉ số Horton (1965) là chỉ số WQI ñầu tiên ñược xây dựng trên thang số

- Các ứng dụng chủ yếu của WQI bao gồm:

+ Phục vụ quá trình ra quyết ñịnh: WQI có thể ñược sử dụng làm cơ sở cho việc ra các quyết ñịnh phân bổ tài chính và xác ñịnh các vấn ñề ưu tiên + Phân vùng chất lượng nước

+ Thực thi tiêu chuẩn: WQI có thể ñánh giá ñược mức ñộ ñáp ứng/ không ñáp ứng của chất lượng nước ñối với tiêu chuẩn hiện hành

+ Phân tích diễn biến chất lượng nước theo không gian và thời gian + Công bố thông tin cho cộng ñồng

+ Nghiên cứu khoa học: các nghiên cứu chuyên sâu về chất lượng nước thường không sử dụng WQI, tuy nhiên WQI có thể sử dụng cho các nghiên cứu

vĩ mô khác nhau như ñánh giá tác ñộng của quá trình ñô thị hóa ñến chất lượng nước khu vực, ñánh giá hiệu quả kiểm soát phát thải (Tôn Thất Lãng, 2007)

2.5.3 Tính toán chỉ số chất lượng nước (WQI)

2.5.3.1 Các yêu cầu ñối với việc tính toán WQI

- WQI ñược tính toán riêng cho số liệu của từng ñiểm quan trắc;

- WQI thông số ñược tính toán cho từng thông số quan trắc Mỗi thông số

sẽ xác ñịnh ñược một giá trị WQI cụ thể, từ ñó tính toán WQI ñể ñánh giá chất lượng nước của ñiểm quan trắc;

- Thang ño giá trị WQI ñược chia thành các khoảng nhất ñịnh Mỗi khoảng ứng với 1 mức ñánh giá chất lượng nước nhất ñịnh

2.5.3.2 Quy trình tính toán và sử dụng WQI trong ñánh giá chất lượng môi trường nước mặt

Quy trình tính toán và sử dụng WQI trong ñánh giá chất lượng môi trường nước bao gồm các bước sau:

Bước 1: Thu thập, tập hợp số liệu quan trắc từ trạm quan trắc môi trường nước mặt lục ñịa (số liệu ñã qua xử lý);

Bước 2: Tính toán các giá trị WQI thông số theo công thức;

Bước 3: Tính toán WQI;

Bước 4: So sánh WQI với bảng các mức ñánh giá chất lượng nước

2.5.3.3 Tính toán WQI

a Tính toán WQI thông số

* WQI thông số (WQISI ) ñược tính toán cho các thông số BOD 5 , COD,

N-NH 4 , P-PO 4 , TSS, ñộ ñục, Tổng Coliform theo công thức như sau:

1

1

+ +

i i

BP BP

q q WQI

qi: Giá trị WQI ở mức i ñã 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 ñược ñưa vào tính toán

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

- Tính giá trị DO bão hòa:

3 2

000077774 ,

0 0079910

, 0 41022

, 0 652 ,

T: nhiệt ñộ môi trường nước tại thời ñiểm quan trắc (ñơn vị: 0 C)

- Tính giá trị DO % bão hòa:

DO%bão hòa= DOhòa tan / DObão hòa*100

DO hòa tan : Giá trị DO quan trắc ñược (ñơn vị: mg/l)

Bước 2: Tính giá trị WQIDO:

( p i ) i

i i

i i

BP BP

q q

Trong ñó:

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 1.4

Bảng 2.4 Bảng quy ñịnh các giá trị BP i và qi ñối với DO % bão hòa

q i 1 25 50 75 100 100 75 50 25 1

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

Nếu 20< giá trị DO% bão hòa< 88 thì WQIDO ñược tính theo công thức 2 và

sử dụng Bảng 1.4

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

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

và sử dụng Bảng 1.4

(công thức 2)

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

* Tính giá trị WQI ñối với thông số pH

Bảng 2.5 Bảng quy ñịnh các giá trị BP i và q i ñối với thông số pH

Nếu giá trị pH≤5.5 thì WQIpH bằng 1

Nếu 5,5< giá trị pH<6 thì WQIpH ñược tính theo công thức 2 và sử dụng bảng 1.5

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

Nếu 8.5< giá trị pH< 9 thì WQIpH ñược tính theo công thức 1 và sử dụng bảng 1.5

Nếu giá trị pH≥9 thì WQIpH bằng 1

b Tính toán WQI

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

ñược áp dụng theo công thức sau:

3 / 1 2

1

5

1 5

b a

a

pH

WQI WQI

WQI

WQI WQI

Trong ñó:

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

WQIb: Giá trị WQI ñã tính toán ñối với 02 thông số: TSS, ñộ ñục

WQIc: Giá trị WQI ñã tính toán ñối với thông số Tổng Coliform

WQIpH: Giá trị WQI ñã tính toán ñối với thông số pH

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

2.5.3.4 So sánh chỉ số chất lượng nước ñã ñược tính toán với bảng ñánh giá

Sau khi tính toán ñược WQI, sử dụng bảng xác ñịnh giá trị WQI tương ứng với mức ñánh giá chất lượng nước ñể so sánh, ñánh giá, cụ thể như sau:

Giá trị WQI Mức ñánh giá chất lượng nước Màu

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

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

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

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

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

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

(Nguồn: Tổng cục Môi trường, 2011)

2.5.4 Những phương pháp, chỉ số ñánh giá chất lượng nước trên thế giới

Hiện nay có rất nhiều quốc gia xây dựng và áp dụng chỉ số WQI Thông qua một số mô hình tính toán, từ các thông số khác nhau ta thu ñược một chỉ số duy nhất, sau ñó chất lượng nước có thể ñược so sánh với nhau thông qua chỉ số

ñó ðây là phương pháp ñơn giản so với việc phân tích một loạt các thông số

Hoa Kỳ: WQI ñược xây dựng cho mỗi bang, ña số các bang tiếp cận theo

phương pháp của quỹ vệ sinh Quốc gia Mỹ (National Sanitation Foundation - NSF) - gọi tắt là WQI - NSF

Canada: phương pháp do cơ quan Bảo vệ môi trường Canada (The

Canadian Council of Ministers of the Environmen CCME, 2001) xây dựng

Châu Âu: Các quốc gia Châu Âu chủ yếu ñược xây dựng phát triển từ

WQI - NSF (của Hoa Kỳ), tuy nhiên mỗi quốc gia - ñịa phương lựa chọn các thông số và phương pháp tính chỉ số phụ riêng

Các quốc gia Malaysia, Ấn ðộ phát triển từ WQI -NSF, nhưng mỗi quốc

gia có thể xây dựng cho nhiều loại WQI cho từng mực ñích sử dụng

2.5.5 Những phương pháp, chỉ số ñánh giá chất lượng nước ở Việt Nam

Trước ñây, ở Việt Nam và nhiều nước trên thế giới ñể ñánh giá chất lượng nước (CLN), mức ñộ ô nhiễm nước sông, kênh, rạch, ao, hồ, ñầm…người ta thường dựa vào việc phân tích các thông số CLN riêng biệt, sau ñó so sánh giá trị từng thông số ñó với giá trị giới hạn ñược qui ñịnh trong các tiêu chuẩn/qui chuẩn trong nước hoặc quốc tế Tuy nhiên, cách làm này có rất nhiều các hạn chế như sau:

- Khi ñánh giá qua từng thông số riêng biệt sẽ không nói lên diễn biến chất lượng tổng quát của cong sông (hay ñoạn sông), do vậy khó so sánh CLN từng vùng của một con sông, so sánh CLN của con sông này với con sông khác, CLN thời ñiểm này với thời ñiểm khác (theo tháng, theo mùa), CLN quá khứ, hiện tại

và tương lai…Vì thế, sẽ gây khó khăn cho công tác theo dõi, giám sát diễn biến CLN, khó ñánh giá hiệu quả ñầu tư ñể bảo vệ nguồn nước và kiểm soát ô nhiễm nước…

Khi ñánh giá chất lượng nước qua các thông số riêng biệt, khi ñó có thể

có thông số ñạt, thông số vượt, ñiều ñó chỉ nói lên CLN ñối với từng thông số ñối riêng biệt Do ñó, chỉ các nhà khoa học hoặc các nhà chuyên môn mới hiểu ñược

Vì vậy, khó thông tin về tình hình CLN cho cộng ñồng dân chúng, gây khó khăn khi các nhà quản lý ñưa ra các quyết ñịnh phù hợp về bảo vệ, khai thác nguồn nước…

ðể khắc phục khó khăn trên, cần phải có một hoặc một hệ thống chỉ số cho phép lượng hoá ñược CLN (nghĩa là biểu diễn CLN theo một thang ñiểm thống nhất), có khả năng mô tả tác ñộng tổng hợp của nồng ñộ nhiều thành phần hoá – lý – sinh trong nguồn nước Một trong số chỉ số ñó là chỉ số chất lượng nước (Water Quality Index - WQI)

*Một số nghiên cứu ñiển hình về WQI ñã ñược thực hiện ở trong nước như:

- Mô hình WQI do PGS.TS Lê Trình áp dụng cho sông, kênh rạch của thành phố Hồ Chí Minh

- Nghiên cứu của TS Tôn Thất Lãng, TS Phạm Thị Minh Hạnh, cách tiếp cận cải tiến từ WQI - NSF

- Mô hình WQI do TS Tôn Thất Lãng áp dụng cho sông ðồng Nai

- Phương pháp WQI ñưa ra bởi Ủy ban sông Mê Kông: tính toán tổng hợp Hiện nay, ñể thống nhất cách tính toán chỉ số CLN, tháng 07 năm 2011, Tổng cục Môi trường ñã chính thức ban hành Sổ tay hướng dẫn kỹ thuật tính toán chỉ số chất lượng nước theo Quyết ñịnh số 879/Qð-TCMT ngày 01 tháng 07 năm 2011 của Tổng cục trưởng Tổng cục Môi trường Theo Quyết ñịnh chỉ số CLN ñược áp ñối với số liệu quan trắc môi trường nước mặt lục ñịa và áp dụng ñối với cơ quan quản lý nhà nước về môi trường, các tổ chức, cá nhân có tham gia vào mạng lưới quan trắc môi trường và tham gia vào việc công bố thông tin

về chất lượng môi trường cho cộng ñồng Theo hướng dẫn Chỉ số chất lượng nước (viết tắt là WQI) là một chỉ số ñược tính toán từ các thông số quan trắc chất lượng nước, dùng ñể mô tả ñịnh lượng về chất lượng nước và khả năng sử dụng của nguồn nước ñó; ñược biểu diễn qua một thang ñiểm WQI thông số (viết tắt

là WQISI) là chỉ số chất lượng nước tính toán cho mỗi thông số

PHẦN III đỐI TƯỢNG NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

3.1 đối tượng và phạm vi nghiên cứu

- đối tượng nghiên cứu:

+ Các yếu tố ảnh hưởng ựến chất lượng nước mặt sông Châu Giang khu vực nghiên cứu

+ Các thông số ựược lựa chọn ựể ựánh giá chất lượng nước sông Châu Giang khu vực nghiên cứu: Thông số vật lý, thông số hóa học, thông số vi sinh

- Phạm vi nghiên cứu: Nước mặt sông Châu Giang ựoạn chảy qua ựịa bàn

tỉnh Hà Nam

3.2 Nội dung nghiên cứu

- điều kiện tự nhiên - kinh tế xã hội của tỉnh Hà Nam liên quan ựến nguồn nước sông Châu Giang ựoạn chảy qua ựịa bàn tỉnh Hà Nam

- Các yếu tố cơ bản ảnh hướng ựến chất lượng nước sông Châu Giang ựoạn chảy qua ựịa bàn tỉnh Hà Nam

- đánh giá chất lượng nước mặt và diễn biến chất lượng nước sông Châu Giang vào mùa khô và mùa mưa giai ựoạn 2008 Ờ 2013 thông qua các chỉ tiêu riêng lẻ

- đánh giá và phân vùng chất lượng nước sông Châu Giang ựoạn chảy qua tỉnh Hà Nam nước theo chỉ số WQI vào mùa khô (tháng 3) và mùa mưa (tháng 7) năm 2013

- Dự báo xu thế biến ựộng về chất lượng sông Châu Giang trên ựịa bàn tỉnh Hà Nam

- đề xuất một số giải pháp nhằm giảm thiểu ô nhiễm và cải thiện chất lượng môi trường nước mặt tại sông Châu Giang ựoạn chảy qua ựịa bàn tỉnh Hà Nam

3.3 Phương pháp nghiên cứu

3.3.1 Thu thập, chọn lọc và phân tắch các tài liệu có liên quan

- Thu thập số liệu, số liệu thông tin có sẵn từ các cơ quan, phòng ban chức năng từ Trung Ương ựến thành phố, Sở Tài nguyên và Môi trường tỉnh Hà Nam, phòng Tài nguyên và Môi trường, phòng Thống kê, UBND các xã phường

- Thu thập, tổng quan các tài liệu Quốc tế và Việt Nam về phương pháp tắnh toán chỉ số chất lượng nước mặt

- Các ựề án quy hoạch phát triển kinh tế, các vấn ựề môi trong toàn tỉnh ựến năm 2020

- Các tiêu chuẩn, quy chuẩn Quốc gia về chất lượng nước mặt; tiêu chuẩn cấp nước cho sinh hoạt, tưới tiêu thủy lợi, nuôi trường thủy sản

3.3.2 Phương pháp lấy mẫu và bảo quản mẫu

Mẫu nước ựược lấy theo tiêu chuẩn TCVN 6663:2008 (Bộ khoa học công nghệ và Môi trường, 2008) Một số thông số ựo tại hiện trường như: nhiệt ựộ,

pH, TDS Các thông số khác ựược phân tắch trong phòng thắ nghiệm

Các bước thực hiện

Bước 1 Chuẩn bị các vật liệu ựể lấy mẫu:

Ớ Dụng cụ lấy mẫu mở: Là những bình hở miệng dùng ựể lấy nước ở bề mặt

Ớ Dụng cụ lấy mẫu kắn: đó là những vật thể rỗng, có van, dùng ựể lấy mẫu nước ở ựộ sâu xác ựịnh (mẫu ựơn hoặc mẫu loạt) hoặc ựể lấy mẫu tổ hợp theo chiều sâu

Ớ Bơm: Bơm bút dùng tay hoặc mô tơ, hoặc bơm nhúng, hoặc máy lấy mẫu phun hơi ựều sử dụng ựược

Ớ Các dụng cụ khác: phễu, dây, xắch, tay cầm nối dài, phin lọc và hộp lọc, thùng chứa và vận chuyển mẫu

Ớ Các dụng cụ an toàn cá nhân: găng tay, khẩu trang y tế, kắnh bảo hộ, bộ ựồ cấp cứu

Ớ Kiểm tra chất lượng của các thiết bị xem có dấu hiệu hỏng hóc, nứt hay vỡ trước khi ựem ra sử dụng

Bước 2 Chọn vị trắ lấy mẫu:

Các vị trắ lấy mẫu nằm dọc theo dòng sông Châu Giang, mỗi mẫu thể hiện chất lượng nước sông ựoạn chảy qua ựịa phận của xã ựó Sông Châu Giang chảy qua 32 xã của của tỉnh Hà Nam Vì vậy tác giả ựã tiến hành lấy 15 mẫu, vị trắ ựược chọn có tắnh chất ựặc chưng cho chất lượng nước khu vực ựó

Bước 3 Cách thức lấy mẫu:

Tại mỗi ñiểm, lấy 3 mẫu ở 3 ñộ sâu khác nhau, mẫu ñầu tiên là lấy nước trên bề mặt ñộ sâu khoảng 50cm, mẫu thứ hai lấy ở giữa, mẫu thứ ba lấy gần ñáy sau ñó trộn chung lại thành 1 mẫu duy nhất

Ghi ký hiệu lại mẫu bao gồm tên mẫu, thời gian lấy mẫu, người lấy mẫu

ñể dễ phân biệt khi thí nghiệm

Bước 4 Dung tích mẫu:

Tùy theo các chỉ tiêu xét nghiệm mà tính toán lượng mẫu cần lấy

- Xét nghiệm hóa lý 8 chỉ tiêu: 1 lít nước mẫu

- Xét nghiệm vi sinh: 0,5 lít mẫu giữ lạnh (không quá 24 giờ)

Bước 5 Bảo quản mẫu:

Tốt nhất mẫu nên ñược phân tích ngay khi lấy Nếu không thể phân tích ngay trong vòng 1 giờ, bảo quản mẫu ở 4oC không quá 24giờ Nếu bảo quản trong thời gian dài nên ñông lạnh ở -20oC Do ñiều kiện không cho phép nên nhóm ñã thực hiện phân tích ngay các chỉ tiêu DO, tổng N, tổng P, pH Sau ñó bảo quản mẫu trong ñiều kiện 4oC sau khoảng 20 giờ rồi phân tích tiếp các chỉ tiêu còn lại

Bảng 3.1 ðiều kiện, thời giam bảo quản mẫu

TT Phân tích Chai

ñựng

ðiều kiện bảo quản

Thời gian bảo quản tối ña

3.3.3 Phương pháp phân tích các thông số quan trắc

- Thông số Vật lý: Nhiệt ñộ, ñộ ñục, tổng chất rắn lơ lửng

- Thông số hóa học: pH, DO, COD, BOD5; NH4+, PO4

3 Thông số vi sinh: Tổng Colifrom

*Phương pháp và thiết bị phân tích

Các thông số: Nhiệt ñộ, pH, DO ñược xác ñịnh bằng các thiết bị phân tích hiện trường; các thông số khác ñược phân tích trong phòng thí nghiệm:

Bảng 3.2: Phương pháp phân tích môi trường nước

TT Thông số Phương pháp phân tích Thiết bị phân tích

2 DO PP ñiện hoá theo TCVN 7325-2004 Sension 156

Bếp phá mẫu COD, máy quang phổ tử ngoại khả kiến UVis 2800

4 BOD5

PP pha loãng TCVN 6001-2-2008

Tủ BOD, máy ño oxy hòa tan Sension 156

5 NH4+

PP trưng cất, chuẩn ñộ theo

6 PO4

3-PP trắc phổ dùng amonimoliodat theo TCVN 6202-2008

Máy quang phổ tử ngoại khả kiến UVis 2800

7 SS PP khối lượng theo TCVN 6625:2000 Tủ sấy Binder, cân phân tích

ñiện tử Mettler (Thuỵ Sỹ)

8 Tổng

Coliform

PP nhiều ống (phương pháp MPN)

3.3.4 Phương pháp ựánh giá chất lượng nước

3.2.4.1 đánh giá chất lượng nước mặt và diễn biến theo mùa thông qua các chỉ tiêu riêng lẻ

- Các chỉ tiêu ựược ựánh giá bao gồm: Nhiệt ựộ, ựộ ựục, tổng chất rắn lơ lửng, pH, DO, COD, BOD5; NH4+, PO43-, Tổng Colifrom

- Kết quả phân tắch ựược so sánh với QCVN 08:2008/BTNMT (Bộ Tài nguyên và Môi trường, 2008) (cột A2) - Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng nước mặt-Loại A2-dùng cho mục ựắch cấp nước sinh hoạt nhưng phải áp dụng công nghệ xử lắ phù hợp

3.2.4.2 đánh giá chất lượng nước mặt và diễn biến theo mùa qua các năm (giai ựoạn 2008-2013)

Thống kê số liệu từ năm 2008 ựến năm 2012 kết hợp với kết quả phân tắch

ựã làm ựược ựể ựánh giá xu thế biến ựổi chất lượng nước theo mùa và biến ựộng qua các năm

3.3.5 Phương pháp phân vùng chất lượng sông Châu Giang bằng chỉ số tổng hợp chất lượng nước (WQI)

Trong phạm vi luận văn, tác giả ựã lựa chọn phương pháp tắnh WQI theo

sổ tay hướng dẫn tắnh toán chỉ số chất lượng nước ban hành kèm theo quyết ựịnh

số 879/Qđ-TCMT ngày 01 tháng 7 năm 2011 của Tổng cục trưởng Tổng cục Môi trường, áp dụng thực tế cho sông Châu Giang (ựoạn chảy qua ựịa bàn tỉnh

Hà Nam) ựề từ ựó làm cơ sở ựể ựánh giá và phân vùng chất lượng nước khu vực nghiên cứu

Trên cơ sở các chỉ số WQI tắnh toán ựược, Tác giả luận văn ựã sử dụng phần mềm GIS tạo lập bản ựồ phân vùng chất lượng nước theo chỉ số WQI (Tôn Thất Lãng và cộng tác viên, 2006)

PHẦN IV KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN

4.1 điều kiện tự nhiên - kinh tế xã hội tỉnh Hà Nam liên quan ựến nguồn nước khu vực nghiên cứu

4.1.1 điều kiện tự nhiên

* Vị trắ ựịa lý

Hà Nam là tỉnh thuộc ựồng bằng Sông Hồng; phắa Bắc và Tây Bắc giáp với thành phố Hà Nội, phắa đông giáp tỉnh Hưng Yên và tỉnh Thái Bình, phắa Nam giáp tỉnh Nam định, phắa Tây Nam giáp tỉnh Ninh Bình và phắa Tây giáp tỉnh Hoà Bình và có tọa ựộ ựịa lý nằm trong khoảng:

105o45Ỗ00Ợ - 106o10Ỗ00Ợ Kinh ựộ đông

20o22Ỗ00Ợ - 20o42Ỗ00Ợ Vĩ ựộ Bắc Trên ựịa bàn tỉnh có nhiều tuyến ựường quan trọng chạy qua như trục ựường Quốc lộ 1A, ựường sắt Bắc - Nam và một số tuyến ựường liên tỉnh khác như Quốc lộ 21A, 21B Thuận lợi về vị trắ ựịa lý và ựiều kiện giao thông sẽ là tiền ựề thúc ựẩy sự phát triển kinh tế - xã hội, giao lưu văn hoá tỉnh với các tỉnh khác, ựặc biệt là với thủ ựô Hà Nội

Hình 4.1 Bản ựồ hiện trạng tỉnh Hà Nam

địa hình ựồi thấp: gồm các dải ựồi bát úp nằm xen kẽ hoặc ven rìa ựịa hình núi ựá vôi, một số khu vực tạo thành một dải (dải thôn Non-xã Thanh Lưu, Chanh Thượng-xã Liêm Sơn) hoặc tạo thành các chỏm ựộc lập ở các xã Thanh Bình, Thanh Lưu, đọi Sơn điểm chung của dạng ựịa hình ựồi thấp là ựỉnh tròn, sườn thoải (ựộ dốc sườn 10 - 15o), ựa số là các ựồi trọc hoặc trồng cây lương thực, cây công nghiệp (chè) Nhiều chỗ do quá trình xói lở ựá gốc rắn chắc lộ ngay trên bề mặt đặc biệt một phần của dạng ựịa hình này ựược cấu thành từ các ựá trầm tắch dolomit, mà tiêu biểu là dãy Bút Sơn - Kiện Khê

địa hình ựồng bằng: chiếm diện tắch rộng lớn ở các huyện Duy Tiên, Bình Lục, Lý Nhân, thành phố Phủ Lý và một phần thuộc các huyện Kim Bảng, Thanh Liêm địa hình ựồng bằng trong tỉnh tương ựối bằng phẳng Cụ thể bề mặt ựồng bằng huyện Duy Tiên, Kim Bảng cao ựộ trung bình +3m ựến +4m, Lý Nhân là +2m ựến +3m và phắa đông huyện Thanh Liêm, Bình Lục là +1m ựến +2m; nơi thấp nhất là cánh ựồng An Lão, Bình Lục là +1m

*Khắ hậu: Mang khắ hậu nhiệt ựới gió mùa với hai hướng gió chủ ựạo đông

Bắc và đông Nam, có 4 mùa với 4 kiểu thời tiết: mùa xuân ấm áp, mùa hè nóng, mùa thu mát mẻ và mùa ựông lạnh

* điều kiện khắ tượng

Ớ Lượng mưa: Lượng mưa trung bình trong những năm gần ựây khoảng

1.768,8 mm/năm, chia ra hai mùa rõ rệt mùa mưa và mùa khô Mùa mưa từ tháng

5 ựến tháng 10 chiếm khoảng 80% lượng mưa cả năm, tập trung các tháng 5, 6,

7, 8, 9,10,11 Mùa khô từ tháng 11 ựến tháng 4 năm sau Lượng mưa trung bình

ựo ựược ở trạm khắ tượng thuỷ văn Hà Nam ựược thể hiện trong bảng sau:

Bảng 4.1 Lượng mưa trong các tháng và năm (ñơn vị mm)

• Nhiệt ñộ:

Nhiệt ñộ trung bình năm năm gần ñây chênh lệch nhau không lớn, dao ñộng trong khoảng 23,2 -24,550 C , các tháng nóng nhất trong năm là tháng 6, 7, 8, 9, tháng có nhiệt ñộ trung bình thấp nhất trong năm thường là tháng 1, 2, 12

Nhiệt ñộ trung bình năm 24,550 nhiệt ñộ trung bình tháng cao nhất lên ñến 30,60 C năm 2010

Bảng 4.3 Nhiệt ñộ trong các tháng và năm (ñơn vị 0 C)

nắng cả năm, các tháng có giờ nắng cao là tháng 5, 6, 7, 8,9,11

Bức xạ mặt trời là yếu tố quan trọng ảnh hưởng trực tiếp ñến chế ñộ nhiệt trong vùng, ảnh hưởng ñến quá trình phát tán cũng như biến ñổi các chất ô

nhiễm Tầng bức xạ trung bình hàng ngày ở Hà Nam là 100-120 kcal/cm2 Các tháng có bức xạ cao nhất là các tháng mùa hè (tháng 6,8 và tháng 9) và thấp nhất

(Nguồn : Cục thống kê tỉnh Hà Nam, 2013)

Ớ Tốc ựộ gió và hướng gió:

Tại khu vực Hà Nam, trong năm có 2 hướng gió chắnh Mùa ựông có gió hướng bắc và ựông bắc từ tháng 11 ựến tháng 4 năm sau Mùa hè có gió Nam và đông Nam từ tháng 4 ựến tháng 8 Khu vực Hà Nam chịu ảnh hưởng của bão tương tự như vùng ựồng bằng Bắc Bộ Trong những năm gần ựây số lượng cơn bão ảnh hưởng ựến tỉnh ta không nhiều, tuy nhiên ựang có chiều hướng tăng lên

do ảnh hưởng của biến ựổi khắ hậu trên trái ựất

Tốc ựộ gió trung bình trong năm: 1,8 m/s

Các hiện tượng khắ tượng bất thường:

Ở ựồng bằng Bắc Bộ có những khu vực xảy ra hiện tượng mưa ựá, vòi rồng, gió lốc tuy nhiên ở tỉnh Hà Nam hiện tượng này ắt xảy ra

* Thủy văn

Tỉnh Hà Nam có lượng mưa trung bình khoảng 1.722 mm/năm Dòng chảy nước mặt từ Sông Hồng, Sông đáy, Sông Nhuệ hàng năm ựưa vào tỉnh khoảng 14,050 tỷ m3 nước Dòng chảy ngầm chuyển qua ựịa bàn cũng giúp cho Hà Nam luôn luôn ựược bổ sung nước dưới ựất từ các vùng khác Diện tắch lưu vực sông đáy 5.800km2, chiều dài sông 240km, chiều dài chảy trong ựịa phận Hà Nam 47km Theo báo cáo của Trạm khắ tượng thuỷ văn Hà Nam, mực nước sông đáy tại trạm Phủ lý như sau:

Là một tỉnh nhỏ, nhưng Hà Nam có mật ựộ dân số tương ựối cao so với các

tỉnh thuộc ựồng bằng sông Hồng Toàn tỉnh có 786.860 người (theo thống kê tỉnh

Hà Nam năm, 2012), mật ựộ dân số trung bình năm 2012 là 914 người/km2 Dân

số Hà Nam chủ yếu là tăng dân số cơ học

Dân số ựô thị tăng khoảng 82.384 người và nông thôn khoảng 704.476người Tỷ lệ sinh giảm khoảng 2,32 Ẹ/năm so với năm trước Tỷ số nam/nữ năm 2012 của tỉnh là 0,953 Dân số dưới 25 tuổi chiếm tỷ lệ cao

* Tốc ựộ ựô thị hóa

Trong quá trình ựô thị hoá, vấn ựề di dân nông thôn - thành thị xảy ra với hầu hết các thành phố trong cả nước Ở Hà Nam tốc ựộ tập trung dân cư tại thành