Đề tài luận văn Cao học ngành Hóa phân tích về nghiên cứu đánh giá chất lượng nước xã Sơn Trạch Quảng Bình, đã được Hội đồng khoa học Đại học Huế thông qua. Có thể sử dụng nội dung đề tài để tham khảo xây dựng qui trình đánh giá chất lượng nước ở các địa phương khác theo tiêu chuẩn chất lượng nước WQI.
1 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan công trình nghiên cứu riêng Các số liệu kết nghiên cứu nêu luận văn trung thực, đồng tác giả cho phép sử dụng chưa công bố công trình khác Trần Xuân Tuấn LỜI CẢM ƠN Tôi xin chân thành cảm ơn Thầy PGS TS Nguyễn Văn Hợp TS Nguyễn Hải Phong tận tình hướng dẫn, giúp đỡ hoàn thành luận văn Xin chân thành cám ơn thầy cô giáo khoa Hoá học - trường Đại học Khoa học – Đại học Huế tạo điều kiện thuận lợi đóng góp nhiều ý kiến quý báu cho suốt thời gian học tập thực luận văn Xin chân thành cám ơn bạn bè người thân giúp đỡ động viên hoàn thành luận văn Cám ơn bạn lớp Cao học Hóa học (2009 – 2011) Huế, tháng 10 năm 2011 Trần Xuân Tuấn MỤC LỤC Trang MỞ ĐẦU Chương TỔNG QUAN 1.1 Nhu cầu nước chất lượng nước 1.2 Các nguồn ô nhiễm nước 1.2.1 Ô nhiễm nước tự nhiên [14] 1.2.2 Ô nhiễm nước nhân tạo [14] 1.3 Các thông số chất lượng nước đánh giá 1.4 Giới thiệu số chất lượng nước 1.4.1 Khái niệm WQI 1.4.2 Ưu điểm hạn chế WQI 1.4.3 Tính toán WQI đánh giá CLN qua WQI 1.4.3.1 Phương pháp chung để xây dựng mô hình tính WQI 1.4.3.2 Đánh giá chất lượng nước theo WQI 11 1.4.4 Tính toán WQI đánh giá CLN 11 1.5 Sơ lược xã Sơn Trạch, huyện Bố Trạch, tỉnh Quảng Bình 14 Chương NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 16 2.1 Nội dung nghiên cứu 16 2.2 Phương pháp nghiên cứu 16 2.2.1 Phạm vi nghiên cứu 16 2.2.2 Chuẩn bị mẫu 16 2.2.3 Phương pháp đo/phân tích thông số CLN .18 2.2.4 Phương pháp xử lý số liệu thực nghiệm 20 2.2.5 Phương pháp đánh giá chất lượng nước 20 Chương KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN .21 3.1 Kiểm soát chất lượng phương pháp phân tích 21 3.1.1 Độ 21 3.1.2 Độ lặp lại 22 3.2 Đánh giá CLN giếng xã Sơn Trạch 23 3.2.1 pH 23 3.2.2 Độ cứng (tính theo CaCO3) 25 3.2.3 Tổng chất rắn hòa tan .28 3.2.4 Nhu cầu oxy hóa học (phép đo pemanganat) 30 3.2.5 Nitrat, amoni 31 3.2.6 Tổng coliform 32 3.2.7 Kim loại độc (Cu, Pb, Cd, Zn) .32 3.3 Đánh giá CLN sông Son đoạn qua xã Sơn Trạch 32 3.3.1 Đánh giá CLN qua thông số riêng biệt 32 3.3.1.1 Nhiệt độ 32 3.3.1.2 pH 33 3.3.1.3 Tổng chất rắn hòa tan, độ cứng tổng sắt tan 34 3.3.1.4 BOD5, COD oxy hòa tan 35 3.3.1.5 Chất dinh dưỡng (nitrat, amoni photphat) .37 3.3.1.6 Tổng coliform .37 3.4.1.7 Kim loại độc (Cu, Pb, Cd, Zn) 38 3.3.2 Đánh giá CLN sông Son dựa vào Chỉ số chất lượng nước 38 3.4 Đề xuất số giải pháp cải thiện CLN cấp cho sinh hoạt 40 3.5 Đề xuất chương trình quan trắc CLN 42 KẾT LUẬN 45 TÀI LIỆU THAM KHẢO .46 DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT Tên tiếng Việt Tên tiếng Anh Viết tắt Bảo vệ môi trường BVMT Bộ tài nguyên môi trường BTNMT Bộ Y tế BYT Tổng chất rắn lơ lửng Total Suspended Solids TSS Chất lượng nước Water quality CLN Độ dẫn Electrical conductivity EC Độ đục Turbidity TUR Độ lệch chuẩn tương đối Relative Standard Deviation RSD Độ thu hồi Recovery Rev Chỉ số chất lượng nước Water Quality Index WQI Nhu cầu oxy sinh hoá Biological Oxygen Demand BOD Nhu cầu oxy hoá học Chemical Oxygen Demand COD Quy chuẩn Việt Nam QCVN Quản lý nguồn nước QLNN Oxy hoà tan Dissolved Oxygen DO Phân tích phương sai Analysis of Variation ANOV A Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN Tổ chức Y tế Thế giới World Health Organization WHO Tổng chất rắn hòa tan Total Dissolved Solids TDS Tổng cục môi trường TCMT Tổng Nitơ Total Nitrogen TN Tổng photpho Total Phosphorus TP Tổng Coliform Total Coliform TC DANH MỤC CÁC BẢNG Số hiệu bảng Tên bảng Trang 1.1 Các công thức tính WQI tổng quát 1.2 Phân loại CLN theo WQI 1.3 Một số mô hình WQI giới 10 1.4 Bảng quy định giá trị qi, BPi 12 1.5 Bảng quy định giá trị BPi qi DO% bão hòa 12 1.6 Bảng quy định giá trị BPi qi thông số pH 13 1.7 Bảng mức đánh giá CLN theo WQI 13 2.1 Chi tiết mẫu nước giếng 17 2.2 Chi tiết mẫu nước sông Son 17 2.3 Các phương pháp đo/phân tích chất lượng nước 19 3.1 Kết xác định độ phương pháp phân tích 21 3.2 Kết xác định độ lặp lại phương pháp phân tích 22 3.3 Giá trị pH trung bình mẫu nước giếng xã Sơn Trạch 23 3.4 Kết phân tích phương sai yếu tố thông số pH 24 3.5 Độ cứng trung bình mẫu nước giếng xã Sơn Trạch 26 3.6 Kết phân tích phương sai chiều thông số độ cứng 27 3.7 TDS trung bình mẫu nước giếng xã Sơn Trạch 29 3.8 COD trung bình mẫu nước giếng xã Sơn Trạch 30 3.9 Nồng độ N-NO3- trung bình nước giếng xã Sơn Trạch 31 3.10 Kết phân tích thông số CLN sông Son 33 3.11 Kết tính toán WQISI thông số riêng biệt mặt cắt 39 3.12 Kết tính toán WQI theo không gian vào thời gian 39 3.13 Kết phân tích phương sai chiều WQI 40 3.14 Chương trình quan trắc giám sát CLN xã Sơn Trạch 44 DANH MỤC CÁC HÌNH Số hiệu hình Tên hình Trang 3.1 Biến động pH nước giếng theo tháng theo thôn vùng khảo sát 24 3.2 Biến động độ cứng nước giếng theo tháng theo thôn vùng khảo sát 26 3.3 Đường hồi quy tuyến tính biểu diễn tương quan pH độ cứng 28 3.4 Biến động TDS nước giếng theo tháng theo thôn vùng khảo sát 29 3.5 Đường hồi quy tuyến tính biểu diễn tương quan TDS độ cứng 29 3.6 Biến động COD nước giếng theo tháng theo thôn vùng khảo sát 30 3.7 Biến động N-NO3- nước giếng theo tháng theo thôn vùng khảo sát 31 3.8 Biến động nhiệt độ nước sông Son (2-8/2011) 33 3.9 Biến động pH nước sông Son (2-8/2011) 34 3.10 Biến động TDS nước sông Son (2 - 8/2011) 34 3.11 Biến động Độ cứng nước sông Son (2 - 8/2011) 35 3.12 Biến động tổng sắt tan nước sông Son (2 - 8/2011) 35 3.13 Biến động BOD5 nước sông Son (2 - 8/2011) 36 3.14 Biến động COD nước sông Son (2 - 8/2011) 36 3.15 Biến động DO nước sông Son (2 - 8/2011) 36 3.16 Biến động TC nước sông Son (2-8/2011) 37 3.17 Biến động WQI nước sông Son (2 - 8/2011) 39 3.18 Cơ cấu tổ chức, chức nhiệm vụ QLNN dựa vào cộng đồng 43 MỞ ĐẦU Nước sinh hoạt nhu cầu thiết yếu sống toàn nhân loại Ở nước ta năm gần đây, Đảng Chính phủ quan tâm đến việc giải nước vệ sinh môi trường, vùng nông thôn miền núi Từ ngày 29 tháng năm 1994, Chỉ thị 200/TTg Thủ tướng Chính phủ đảm bảo nước vệ sinh môi trường nông thôn ban hành Trên sở đó, Bộ Ban, ngành có liên quan Bộ Y tế, Bộ Tài nguyên Môi trường, Bộ Khoa học Công nghệ nhiều văn pháp lý hướng dẫn cách tổ chức thực Chỉ thị ban hành tiêu chuẩn chất lượng nguồn nước, chất lượng nước uống nước sinh hoạt như: QCVN 08:2008/BTNMT Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia chất lượng nước (CLN) mặt [5] QCVN 09:2008/BTNMT Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia CLN ngầm [6]; Quy chuẩn Việt Nam QCVN 01:2009/BYT - Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia CLN ăn uống [3] QCVN 02:2009/BYT - Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia CLN sinh hoạt [4] Xã Sơn Trạch, huyện Bố Trạch, tỉnh Quảng Bình có vị trí nằm vùng đệm vườn Quốc Gia Phong Nha Kẻ Bàng cách thành phố Đồng Hới khoảng 40 km phía Tây Bắc, có diện tích đất tự nhiên 101,20 km có dòng sông Son bắt nguồn từ hang động vùng Phong Nha - Kẻ Bàng chảy qua địa bàn xã Dân cư xã sống tập trung dọc bên bờ sông Son với nghề nghiệp chủ yếu sản xuất nông nghiệp, chăn nuôi gia súc, gia cầm, làm nghề rừng, nuôi đánh bắt cá nước nghề vận tải hành khách vào thăm động Phong Nha đường sông [12] Nguồn nước sử dụng cho mục đích sinh hoạt ăn uống nhân dân xã chủ yếu nước giếng phần nhỏ nước lấy từ sông Son Sông Son hình thành hợp lưu sông Chày sông Troóc Các chi lưu sông chủ yếu chảy ngầm địa hình Catxtơ (Karst) đá vôi, nước sông chứa nhiều khoáng chất, đặc biệt canxi magie Mặt khác, nước giếng nhiều nơi thuộc khu vực xã Sơn Trạch bị nhiễm vôi vậy, gây lo lắng sức khoẻ cộng đồng khu vực Trong nhiều năm qua, nghiên cứu CLN mặt nước ngầm khu vực hạn chế, nên thiếu thông tin để định hướng cho giải pháp cung cấp nước an toàn cho cộng đồng khu vực Rõ ràng, cần thiết phải thực nghiên cứu đánh giá CLN cấp cho sinh hoạt khu vực xã Sơn Trạch Xuất phát từ vấn đề trên, đề tài “Phân tích đánh giá CLN giếng khu vực xã Sơn Trạch - Bố Trạch - Quảng Bình” thực nhằm mục đích góp phần xây dựng sở dử liệu CLN giếng, nước sông Son định hướng cho giải pháp cung cấp nước an toàn cho cộng đồng khu vực 10 Chương TỔNG QUAN 1.1 Nhu cầu nước chất lượng nước Nước tài nguyên vô quan trọng, thành phần thiết yếu sống, định đến tồn phát triển nhân loại Ba phần tư diện tích bề mặt Trái Đất nước, nước chiếm tỷ lệ nhỏ (khoảng 0,01% tổng lượng nước trái đất) Mặc dù lại đóng vai trò quan trọng đời sống người Các nguồn nước chủ yếu nước mặt, nước chảy ngầm nước ngầm [15], [30]: - Nước mặt: Nước mặt nước sông, hồ nước vùng đất ngập nước Nước mặt bổ sung cách tự nhiên giáng thủy chúng chảy vào đại dương, bốc thấm xuống đất - Dòng chảy ngầm: Dòng chảy ngầm dòng chảy đá bị nứt nẻ (không phải nước ngầm) sông Dòng chảy ngầm thường hình thành bề mặt động lực học nước mặt nước ngầm thật Nó nhận nước từ nguồn nước ngầm tầng ngậm nước bổ cấp đầy đủ bổ sung nước vào tầng nước ngầm nước ngầm cạn kiệt Dạng dòng chảy phổ biến khu vực karst có nhiều hố sụt dòng sông ngầm - Nước ngầm: Nước ngầm hay gọi nước đất, nước chứa lỗ rỗng đất đá Nó nước chứa tầng ngậm nước bên mực nước ngầm Đôi người ta phân biệt nước ngầm nông, nước ngầm sâu nước chôn vùi Hiện nay, dân số Việt Nam sống nông thôn có 61,4 triệu người, chiếm gần 70,4% số dân nước [14] Vì vậy, việc cấp nước cho nhu cầu ăn uống, sinh hoạt nông thôn vấn đề cấp thiết Trên thực tế vùng nông thôn thiếu nước số lượng chất lượng nước (CLN) chưa đảm bảo Nguồn nước cung cấp sinh hoạt chủ yếu giếng, ao hồ, nước mưa, chưa qua xử lý Tại nhiều nơi, người dân địa phương áp dụng biện pháp lọc thô, giàn mưa lọc để loại phèn, để có nước cho sinh hoạt gia đình Nhưng trước tình hình ô 10 Amoni (N-NH4+/NH3) mg/L < 0,01 < 0,01 < 0,01 < 0,01 < 0,01 < 0,01 < 0,01 11 Photphat (P-PO4) mg/L < 0,01 < 0,01 < 0,01 < 0,01 < 0,01 < 0,01 < 0,01 12 Tổng sắt tan mg/L < 0,03 < 0,03 < 0,03 < 0,03 < 0,03 0,11 0,12 13 Độ cứng (theo CaCO3) mg/L 171 185 240 231 216 168 187 14 tổng coliform MPN/100mL [...]... Trung bình, có tính đến trọng lượng đóng góp Trung bình nhân, có trọng lượng đóng góp Trung bình, có tính đến trọng lượng đóng góp Trung bình bình phương điều hòa, không tính trọng lượng đóng góp Trung bình, có tính đến trọng lượng đóng góp Bình phương điều hòa trung bình Trung bình, không tính trọng lượng đóng góp Đọc trực tiếp Hàm bậc hai 18 1.4.3.2 Đánh giá chất lượng nước theo WQI Trên cơ sở WQI. .. vào WQI (theo Quyết định số 879 /QĐ-TCMT ngày 01 tháng 7 năm 2011) (5) Đề xuất một số giải pháp cải thiện chất lượng nước cho cấp sinh hoạt và chương trình quan trắc chất lượng nước tiếp theo 2.2 Phương pháp nghiên cứu 2.2.1 Phạm vi nghiên cứu Phạm vi nghiên cứu của đề tài là các giếng nước ở địa bàn xã Sơn Trạch (gồm 5 thôn: Cù Lạc 1, Cù lạc 2, Hà Lời, Phong Nha và Xuân Sơn) , huyện Bố Trạch, tỉnh Quảng. .. các chất hữu cơ dễ bị phân hủy sinh học (cacbohydrat, protein,…), chất dinh dưỡng (photpho, nitơ), chất thải rắn và vi trùng Tùy theo mức sống và lối sống mà lượng nước thải cũng như tải lượng các chất ô 12 nhiễm (tính trên một người trong một ngày) là khác nhau Nhìn chung mức sống càng cao thì lượng nước thải và tải lượng thải các chất ô nhiễm càng cao b Nước thải đô thị (municipal wastewater) Nước. .. thủy và các mục đích tương đương khác 0 - 25 Nước ô nhiễm nặng, cần các biện pháp xử lý trong tương lai 1.5 Sơ lược về xã Sơn Trạch, huyện Bố Trạch, tỉnh Quảng Bình 21 Xã Sơn Trạch nằm 2 bên bờ sông Son có phía Bắc giáp đường Hồ Chí Minh, phía Nam giáp hang động và rừng Quốc gia Phong Nha - Kẻ Bàng, phía Tây giáp dãy núi Trường Sơn về phía địa phận xã Phúc Trạch, phía Đông giáp khu dân cư, ruộng màu,... (COD), N-NH4, P-PO4 , tổng chất rắn lơ lững (TSS), độ đục, tổng coliform, pH Tiếp theo, tính WQI thông số (hay chỉ số phụ của thông số - chỉ số này thể hiện chất lượng của thông số càng lớn thì chất lượng thông số càng tốt và ngược lại) và cuối cùng, tính WQI tổng quát theo một công thức xác định Tính toán WQI các bước như sau [16]: 1) Tính toán WQI thông số - WQI thông số (WQISI) được tính toán cho... Thiết bị lấy mẫu kiểu ngang, loại chuyên dùng cho lấy mẫu nước mặt Việc lấy mẫu và bảo quản mẫu theo các quy định trong Tiêu chuẩn Việt Nam: TCVN 5993:1995 – Chất lượng nước – Lấy mẫu Hướng dẫn bảo quản và xử lý mẫu; TCVN 5996:1995 – Chất lượng nước – Lấy mẫu Hướng dẫn lấy mẫu sông suối và TCVN 6000:1995 – Chất lượng nước – Lấy mẫu Hướng dẫn lấy mẫu nước ngầm 2.2.3 Phương pháp đo/phân tích các thông số... trị pH ≤ 5,5 thì WQIpH bằng 1; Nếu 5,5 < giá trị pH < 6 thì WQIpH được tính theo công thức 1.4 và sử dụng bảng 1.6; 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 1.1 và sử dụng bảng 1.6; Nếu giá trị pH ≥ 9 thì WQIpH bằng 1 2) Tính toán WQI Sau khi tính toán WQI đối với từng thông số nêu trên, việc tính toán WQI được áp dụng theo công thức sau:... xác định được mức độ ảnh hưởng đến sức khỏe người khi tiếp xúc thường xuyên với nước cứng Theo phân loại về độ cứng của Anh [28], nước có độ cứng từ 150 đến 200 mg/L được gọi là nước cứng vừa, từ 200 đến 300 gọi là nước cứng và độ cứng trên 300 mg/L là nước rất cứng Bảng 3.5 Độ cứng trung bình của các mẫu nước giếng ở xã Sơn Trạch Tháng Mẫu/Thôn (a) CL2 (n=3) XS (n=3) CL1 (n=2) PN (n=2) HL (n=3) tb ±... trường ban hành theo Quyết định số 879/QĐ-TCMT ngày 01/7/2011 [16] (iv) Đánh giá CLN thông qua các chỉ thị sinh học Phương pháp này thường gặp nhiều khó khăn trong việc lấy các mẫu sinh học (thực vật, động vật) nên cũng ít được áp dụng 1.4 Giới thiệu về chỉ số chất lượng nước 1.4.1 Khái niệm về WQI Chỉ số chất lượng nước (WQI) là một thông số “tổ hợp” được tính toán từ nhiều thông số CLN theo một phương... vào ngành sản xuất công nghiệp cụ thể Thông thường, nước thải công nghiệp chứa nhiều chất ô nhiễm nguy hiểm hơn nước thải sinh hoạt và nước thải đô thị như các kim loại độc (Hg, Cd, Pb, Cu, Ni, Cr…), các chất hữu cơ nguy hiểm… Trong nhiều trường hợp, người ta tách riêng nước thải y tế và coi nó là nước thải nguy hại Nước thải từ các cơ sở y tế gồm nước thải từ các phòng phẫu thuật, phòng xét nghiệm,