Ảnh hưởng của các thông số môi trường lên kết quả đánh giá chất lượng nước mặt sông hậu năm 2010 theo chỉ số chất lượng nước (WQI)

KHOA KỸ THUẬT - CÔNG NGHỆ - MÔI TRƯỜNG PHAN THỊ THÙY MỸ LOAN ẢNH HƯỞNG CỦA CÁC THÔNG SỐ MÔI TRƯỜNG LÊN KẾT QUẢ ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG NƯỚC MẶT SÔNG HẬU NĂM 2010 THEO CHỈ SỐ CHẤT LƯỢNG NƯ

KHOA KỸ THUẬT - CÔNG NGHỆ - MÔI TRƯỜNG

PHAN THỊ THÙY MỸ LOAN

ẢNH HƯỞNG CỦA CÁC THÔNG SỐ MÔI

TRƯỜNG LÊN KẾT QUẢ ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG NƯỚC MẶT SÔNG HẬU NĂM 2010 THEO

CHỈ SỐ CHẤT LƯỢNG NƯỚC (WQI)

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

An Giang, 05/2011

KHOA KỸ THUẬT - CÔNG NGHỆ - MÔI TRƯỜNG

PHAN THỊ THÙY MỸ LOAN

ẢNH HƯỞNG CỦA CÁC THÔNG SỐ MÔI

TRƯỜNG LÊN KẾT QUẢ ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG NƯỚC MẶT SÔNG HẬU NĂM 2010 THEO

CHỈ SỐ CHẤT LƯỢNG NƯỚC (WQI)

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

GVHD: Ths NGUYỄN TRẦN THIỆN KHÁNH

Ths NGUYỄN PHƯỚC LONG GVPB: Ths BÙI THỊ MAI PHỤNG Ths TRẦN NGỌC CHÂU

An Giang, 05/2011

Long Xuyên, ngày……tháng……năm 2011

Giáo viên hướng dẫn

Nguyễn Trần Thiện Khánh

LỜI CẢM ƠN

Trước hết, con xin dâng lòng biết ơn sâu sắc đến ba mẹ, người đã nuôi dạy con

đến ngày hôm nay

Đồng thời, tôi xin chân thành gởi lời cảm ơn đến tất cả quý Thầy, Cô Trường Đại

học An Giang đã cung cấp kiến thức và truyền đạt những kinh nghiệm quý báu

cho tôi trong suốt thời gian học tập tại Trường

Xin chân thành bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến thầy Nguyễn Trần Thiện Khánh,

anh Nguyễn Phước Long – Trung tâm Quan trắc và Kỹ thuật Tài nguyên - Môi

trường An Giang và Thầy, Cô bộ môn Môi trường và Phát triển bền vững đã tận

tình giúp đỡ, hướng dẫn và đóng góp nhiều ý kiến bổ ích cho tôi trong suốt thời

gian thực hiện và hoàn thành luận văn tốt nghiệp

Cuối cùng cũng xin gửi lời cảm ơn tới tất cả các bạn lớp DH8MT đã chia sẽ, giúp

đỡ và tạo điều kiện cho tôi hoàn thành đề tài

Một lần nữa xin chân thành cảm ơn!!!

Long xuyên, ngày 09 tháng 06 năm 2011

PO43- và Coliforms tại 7 vị trí quan trắc nằm dọc trên sông Hậu (từ thượng nguồn sông Hậu đến đoạn hạ nguồn sông Hậu khu vực An Giang trước khi đổ vào Cần Thơ)

Kết quả nghiên cứu cho thấy:

Trong 7 thông số khảo sát có 4 thông số vượt giới hạn cho phép so với QCVN 08:2008/BTNMT cột A1 bao gồm: DO, BOD5, TSS và Coliforms Các thông số còn lại như: pH, NO3- và PO43- đều nằm trong giới hạn cho phép so với QCVN Kết quả đánh giá chất lượng nước sông Hậu tại 7 vị trí quan trắc cho thấy, giá trị WQI dao động từ 47 đến 63 nằm trong mức IV, chất lượng nước đang ở ngưỡng giới hạn cần có những khuyến cáo để bảo vệ nguồn nước

Kết quả đề tài cũng cho thấy, giá trị WQI phụ thuộc rất lớn vào số thông số vượt giới hạn Quy chuẩn cho phép và chuẩn hóa khoảng giá trị vượt (K) của các thông

số so với Quy chuẩn Khi các thông số đánh giá nằm trong giới hạn cho phép theo Quy chuẩn không tham gia vào cách tính WQI sẽ cho giá trị WQI giảm dần

và thấp hơn so với giá trị WQI ban đầu Ngược lại khi các thông số đánh giá có kết quả vượt giới hạn cho phép theo Quy chuẩn không tham gia vào cách tính WQI thì giá trị WQI tăng lên và cao hơn so với kết quả WQI ban đầu

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN i  

TÓM LƯỢC ii  

MỤC LỤC iii  

DANH SÁCH BẢNG v  

DANH SÁCH HÌNH vi  

DANH SÁCH CÁC TỪ VIẾT TẮT vii  

Chương 1: GIỚI THIỆU 1  

Chương 2: LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU 3  

2.1 Sơ lược về sông Hậu (khu vực chảy qua tỉnh An Giang) 3 

2.2 Sơ lược vị trí quan trắc đánh giá chất lượng nước 4 

2.3 Tổng quan chỉ số chất lượng nước (WQI) 6 

2.3.1 Định nghĩa 6 

2.3.2 Tình hình nghiên cứu chỉ số chất lượng nước 7 

2.4 Ý nghĩa của các thông số môi trường 12 

2.4.1 Thông số pH 12 

2.4.2 Thông số nồng độ oxi hoà tan trong nước (DO, mg/l) 12 

2.4.3 Thông số chất rắn lơ lửng (TSS, mg/l) 13 

2.4.4 Thông số nhu cầu oxi sinh học (BOD5, mg/l) 13 

2.4.5 Thông số NO3- (mg/l) 13 

2.4.6 Thông số PO43- (mg/l) 13 

2.4.7 Thông số Coliforms (MPN/100ml) 13 

Chương 3: NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 14  

3.1 Đối tượng nghiên cứu 14 

3.2 Thời gian nghiên cứu 14 

3.3 Mục tiêu nghiên cứu 14 

3.3.1 Mục tiêu tổng quát 14 

3.3.2 Mục tiêu cụ thể 14 

3.4 Nội dung nghiên cứu 14 

3.5 Phương pháp nghiên cứu 15 

3.5.1 Phương pháp thu thập thông tin 15 

3.5.2 Phương pháp tính toán WQI 15 

3.5.3 Xử lý số liệu 18 

Chương 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 19  

4.1 Đánh giá chất lượng nước sông Hậu năm 2010 khu vực tỉnh An Giang: 19 

4.1.1 Thông số pH 19 

4.1.2 Thông số DO 20 

4.1.3 Thông số BOD5 21 

4.1.4 Thông số TSS 22 

4.1.5 Thông số NO3- 23 

4.1.6 Thông số PO43- 23 

4.1.7 Thông số Coliforms 24 

4.2 Đánh giá hiện trạng chất lượng nước sông Hậu năm 2010 theo chỉ số chất lượng nước (WQI): 25 

4.3 Ảnh hưởng của các thông số môi trường lên kết quả đánh giá chất lượng nước mặt sông Hậu năm 2010 theo chỉ số WQI 36 

4.3.1 Ảnh hưởng của các thông số môi trường lên kết quả WQI trên sông Hậu 36 

4.3.2 Ảnh hưởng của các thông số môi trường lên kết quả WQI qua các trường hợp khảo sát 37 

Chương 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 44  

5.1 Kết luận 44 

5.2 Kiến nghị 45 

PHỤ LỤC  

DANH SÁCH BẢNG

Bảng 2.1: Mạng lưới điểm quan trắc môi trường nước mặt sông Hậu 5 

Bảng 2.2: Phân loại chất lượng nguồn nước mặt 9 

Bảng 3.1: Chất lượng nước sông Hậu tháng 03/2010 16 

Bảng 3.2: Thang đánh giá chất lượng nước theo chỉ số WQI 18 

Bảng 4.1: Chất lượng nước sông Hậu theo WQI: 25 

Bảng 4.2: Giá trị WQI sông Hậu khi thay đổi thông số qua các trường hợp 36 

 

DANH SÁCH HÌNH

Hình 2.1: Bản đồ mạng lưới quan trắc môi trường nước mặt sông Hậu 6 

Hình 4.1: Biểu đồ biểu diễn pH trên sông Hậu 19 

Hình 4.2: Biểu đồ thể hiện nồng độ DO trên sông Hậu 20 

Hình 4.3: Biểu đồ thể hiện nồng độ BOD5 trên sông Hậu 21 

Hình 4.4: Biểu đồ thể hiện nồng độ TSS trên sông Hậu 22 

Hình 4.5: Biểu đồ thể hiện nồng độ NO3- trên sông Hậu 23 

Hình 4.6: Biểu đồ thể hiện nồng độ PO43- trên sông Hậu 24 

Hình 4.7: Biểu đồ thể hiện nồng độ Coliforms trên sông Hậu 25 

Hình 4.8: Sông Hậu khu vực tỉnh An Giang 27 

Hình 4.9: Vị trí H1 trên sông Hậu (Nơi giáp sông Hậu với sông từ Campuchia) 28  Hình 4.10: Vị trí H2 trên sông Hậu (Thượng nguồn sông Châu Đốc) 29 

Hình 4.11 : Vị trí H3 trên sông Hậu (Ngã 3 sông Châu Đốc) 30 

Hình 4.12: Vị trí H4 trên sông Hậu (Đoạn giữa từ ngã 3 sông Hậu giáp với kênh Xáng Vịnh Tre) 31 

Hình 4.13: Vị trí H5 trên sông Hậu (Ngã 3 sông Hậu tiếp giáp sông Vàm Nao) 32  Hình 4.14: Vị trí H6 trên sông Hậu (Ngã 3 sông Hậu giáp với kênh Rạch Giá – Long Xuyên) 33 

Hình 4.15: Vị trí H7 trên sông Hậu (Ngã 3 sông Hậu giáp với rạch Cái Sao) 34 

Hình 4.16: Diễn biến chất lượng nước trên sông Hậu theo WQI 35 

Hình 4.17: Diễn biến mức độ ảnh hưởng của các thông số môi trường lên WQI 36  Hình 4.18: Diễn biến mức độ ảnh hưởng của thông số pH lên WQI 37 

Hình 4.19: Diễn biến mức độ ảnh hưởng của thông số DO lên WQI 38 

Hình 4.20: Diễn biến mức độ ảnh hưởng của thông số BOD5 lên WQI 39 

Hình 4.21: Diễn biến mức độ ảnh hưởng của thông số TSS lên WQI 40 

Hình 4.22: Diễn biến mức độ ảnh hưởng của thông số NO3- lên WQI 41 

Hình 4.23: Diễn biến mức độ ảnh hưởng của thông số PO43- lên WQI 42 

DANH SÁCH CÁC TỪ VIẾT TẮT

WQI : Water Quality Index – chỉ số chất lượng nước

SXKD : Sản xuất kinh doanh

KĐT : Khu đô thị

KCN : Khu công nghiệp

TP HCM : Thành phố Hồ Chí Minh

NSF : National Sanitation Foundation – Quỹ vệ sinh quốc gia Mỹ

CCME : The Canadian Council of Ministers of the Environment – Hội

đồng Bộ trưởng môi trường Canada CTV : Cộng tác viên

QCVN : Quy chuẩn Việt Nam

BTNMT : Bộ Tài Nguyên Môi Trường

BOD5 : Nhu cầu oxy sinh học

TSS : Chất rắn lơ lửng

ĐBSCL : Đồng bằng sông Cửu Long

Chương 1 GIỚI THIỆU

Đồng bằng sông Cửu Long nói chung và An Giang nói riêng có liên quan mật thiết với tài nguyên nước An Giang có hệ thống sông ngòi chằng chịt với 2 con sông lớn: sông Tiền và sông Hậu và hơn 600 kênh rạch với tổng chiều dài khoảng 5.500 km,nguồn nước ngọt quanh năm thuận lợi cho việc phát triển nông nghiệp cũng như các hoạt động sản xuất kinh doanh khác Vì thế sông rạch có vai trò cực kỳ quan trọng trong cả phát triển kinh tế- xã hội của tỉnh

Từ trước đến nay, tại nhiều quốc gia trên thế giới trong đó có Việt Nam, để đánh giá chất lượng nước, ô nhiễm nước sông, kênh rạch,… thường dựa vào việc phân tích các thông số chất lượng nước riêng biệt, sau đó so sánh từng thông số đó với giá trị giới hạn được quy định trong các quy chuẩn, tiêu chuẩn Quốc gia hoặc tiêu chuẩn Quốc tế Dạng thông tin như vậy khá phức tạp, chỉ có giá trị đối với các nhà khoa học hoặc các nhà chuyên môn, nhưng lại gây khó hiểu cho cộng đồng cũng như các cơ quan quản lý Nhà nước, các nhà lãnh đạo để ra các quyết định phù hợp về bảo vệ và khai thác nguồn nước,…Vì thế, sẽ gây khó khăn cho công tác giám sát diễn biễn chất lượng nước, bảo vệ nguồn nước và kiểm soát ô nhiễm nước…

Do đó để khắc phục, cần phải có một hoặc hệ thống chỉ số cho phép lượng hóa được chất lượng nước (nghĩa là biểu diễn chất lượng nước theo một thang điểm thống nhất), có khả năng mô tả tác động tổng hợp của nồng độ nhiều thành phần hóa - lý - sinh trong nguồn nước Một trong những chỉ số đó

là chỉ số chất lượng nước (Water Quality Index – WQI) Về cơ bản WQI là phương tiện toán học có khả năng tập hợp, tính toán một lượng lớn các số liệu, thông tin về chất lượng nước, đơn giản hóa các số liệu chất lượng nước, để cung cấp thông tin dưới dạng dễ hiểu, dễ sử dụng cho các cơ quan quản lý tài nguyên nước, môi trường và công chúng Nhiều nước trên thế giới trong đó

có Việt Nam đã và đang ứng dụng mô hình WQI trong đánh giá chất lượng nước mặt của các dòng sông tại địa phương mình Tại An Giang, WQI đang được triển khai ứng dụng để đánh giá chất lượng nước mặt tại sông, kênh rạch: Nghiên cứu chỉ số chất lượng nước để đánh giá và phân vùng chất lượng nước sông Hậu, Đánh giá chất lượng nước mặt theo chỉ số WQI ở rạch Cái Sao,….Trong hệ thống đánh giá WQI, kết quả WQI đạt được đại diện cho chất lượng nước tại từng vị trí cụ thể vào từng thời điểm cụ thể ( rất tốt – tốt – khá

tốt – đang ngưỡng giới hạn – bị ô nhiễm) nhưng không mô tả cho từng thông

số riêng biệt Vì trong tất cả các thông số quan trắc, không phải thông số nào cũng mang tính chất giống như tính chất của chất lượng nước tại vị tri đó vào thời điểm đó, hay nói cách khác chất lượng nước tại vị trí đó ô nhiễm thì chưa thể khẳng định rằng tất cả các thông số quan trắc tại vị trí đó đều ô nhiễm và ngược lại Vậy nên, việc xác định các thông số môi trường và sự ảnh hưởng của các thông số đóng vai trò quan trọng trong công tác đánh giá chất lượng nước của một lưu vực sông

Chính vì vậy, đề tài: “ Ảnh hưởng của các thông số môi trường lên

kết quả đánh giá chất lượng nước mặt sông Hậu năm 2010 theo chỉ số chất lượng nước WQI ” được tiến hành nhằm giúp chúng ta hiểu, nắm rõ hơn về

chỉ số chất lượng nước, để tạo cơ sở cho việc xác lập cơ sở khoa học để đánh giá, phân loại chất lượng nước các sông, kênh rạch theo chỉ số chất lượng nước (WQI) có tính khả thi, dễ áp dụng và quy hoạch sử dụng tài nguyên nước một cách hợp lý và an toàn

Chương 2 LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU 2.1 Sơ lược về sông Hậu (khu vực chảy qua tỉnh An Giang)

Sông Hậu chảy theo hướng song song với sông Tiền, chảy qua An Giang từ Bắc xuống Nam dài khoảng 97,34 km, chiều rộng từ 300m đến 1.250m và đi qua hầu hết các huyện thị trong tỉnh như: An Phú, Tân Châu, Châu Đốc, Châu Phú, Phú Tân, Châu Thành, Chợ Mới và Long Xuyên Đặc biệt là các huyện An Phú, Tân Châu, Phú Tân và Chợ Mới là vùng phát triển mạnh về nông nghiệp, thủy sản, có nguồn tài nguyên đất phù sa màu mỡ; thị

xã Châu Đốc là vùng kinh tế phía Tây của tỉnh biết tận dụng tiềm năng vả cơ hội phát triển nhanh du lịch trên sông nước,…

Khu vực sông Hậu bắt đầu từ biên giới giáp Campuchia đến đoạn hợp lưu giữa sông Châu Đốc và sông Hậu uốn khúc không đều và phân nhánh hình thành các cù lao như cù lao Bắc Nam, Vĩnh Trường và cồn Lớn, nhánh sông chính dài khoảng 28,17km, lòng sông rộng 3 – 8m Khu vực sông Hậu bắt đầu

từ đoạn hợp lưu giữa sông Châu Đốc và sông Hậu đến ngã ba sông Vàm Nao uốn khúc đều và phân nhánh hình thành cù lao Khánh Hòa và cù lao Bình Thủy, sông dài khoảng 33,35km, lòng sông rộng 300 – 1.000m Khu vực sông Hậu bắt đầu từ đoạn giao cắt giữa sông Hậu và sông Vàm Nao uốn khúc đều

và phân nhánh hình thành cù lao Bà Hòa, Mỹ Hòa Hưng và cồn Phó Ba, sông

dài khoảng 35,82km và lòng sông rộng 250 – 1.250m (Sở Tài nguyên và Môi

trường An giang, 2010)

Sự phân phối lượng nước giữa sông Tiền và sông Hậu thay đổi trên các đoạn sông khác nhau Phía trên biên giới Việt Nam – Campuchia, trước khi đổ vào lãnh thổ Việt Nam, chỉ khoảng 20 – 25% lượng nước đổ vào sông Hậu, 75 – 80% lượng nước còn lại đổ sang sông Tiền Chế độ thủy văn sông Hậu phụ thuộc chặt chẽ vào chế độ sông MêKông và chế độ bán nhật triều không đều của biển Đông với hai lần triều lên và hai lần triều xuống mỗi ngày, làm ảnh hưởng đến sông Hậu làm gia tăng mực nước bình quân trên sông rất có lợi cho tưới tiêu, nhưng bất lợi vào mùa lũ đặc biệt lúc lũ lớn gặp triều cường Hàng năm, lũ thường xuất hiện vào tháng 9 hoặc tháng 10, lưu lượng nước lớn nhất dao động từ 5.730 đến 6.860 m3/s Trùng vào mùa mưa, nước sông Hậu tăng lên và hình thành nên “mùa nước nổi”, người dân dọc theo bờ sông Hậu không những biết cách sống chung với lũ mà còn tận dụng nguồn lợi từ thiên nhiên

để phục vụ nhu cầu cuộc sống hàng ngày Ở An Giang, từ tháng 2 – tháng 5 là

mùa cạn, lượng nước nhỏ nhất dao động từ 1.960 đến 2.940 m3/s (Sở Tài

nguyên và Môi trường An giang, 2009)

Mạng lưới giao thông đường thủy ở An Giang rất phong phú và thuận tiện Trong đó, sông Hậu là tuyến vận tải quốc tế và trong nước quan trọng

An Giang có vị trí đầu nguồn, nơi có các tuyến giao thông nối liền các tỉnh trong vùng ĐBSCL với các nước bạn Lào, Campuchia, Thái lan và vùng biển Đông Đây là điều kiện rất thuận lợi cho việc mở cửa, hội nhập và phát triển của toàn vùng với các nước trong khu vực Ngoài ra, trên sông Hậu có cảng

Mỹ Thới, bến tàu Châu Đốc, các bến phà lớn: Châu Giang, Năng Gù, An Hòa

và Vàm Cống Ngoài ra còn có các bến tàu khác nằm trong địa phận các huyện: Chợ Mới, Phú Tân, An Phú,…góp phần quan trọng trong việc vận chuyển hành khách và hàng hóa bằng đường thủy trong tỉnh

2.2 Sơ lược vị trí quan trắc đánh giá chất lượng nước

Các vị trí quan trắc nằm dọc theo sông Hậu thể hiện đặc điểm của từng khu vực đại diện như:

- Thượng nguồn, hạ nguồn sông Hậu để kiểm soát chất lượng nước từ Campuchia đổ vào địa phận Việt Nam cũng như trước khi chảy qua tỉnh bạn

- Nơi tiếp giáp giữa nhánh sông từ Campuchia với sông ở địa phận nước ta nhằm kiểm soát chất lượng nước từ Campuchia đổ vào sông ở địa phận nước

Bảng 2.1: Mạng lưới điểm quan trắc môi trường nước mặt sông Hậu

( Nguồn: Trung tâm Quan trắc và Kỹ thật Tài nguyên - Môi trường, 2010)

Kiểm soát chất lượng nước

từ Campuchia đổ vào sông Hậu

Kiểm soát chất lượng nước

từ Campuchia đổ vào Châu Đốc

Kiểm soát chất lượng nước sông Hậu, nơi hợp lưu giữa sông Hậu và sông Châu Đốc

Kiểm soát chất lượng nước sông Hậu tác động bởi chất lượng nước kênh rạch nội đồng

Kiểm soát chất lượng nước sông Hậu, nơi hợp lưu giữa sông Hậu và sông Vàm Nao

Kiểm soát chất lượng nước sông Hậu tác động bởi khu vực TP Long Xuyên

Kiểm soát chất lượng nước cuối nguồn sông Hậu (đoạn chảy qua An Giang)

2.3 Tổng quan chỉ số chất lượng nước (WQI)

2.3.1 Định nghĩa

Chỉ số chất lượng nước (Water Quality Index - WQI) là một chỉ số được tính toán từ nhiều thông số chất lượng nước riêng biệt theo một phương pháp xác định (hay theo một công thức toán học xác định), là một hệ thống chỉ

số cho phép lượng hoá được chất lượng nước (tức là biểu diễn chất lượng nước

theo một thang điểm thống nhất) (Lê Trình, 2006)

Phương pháp đánh giá theo WQI dựa trên Quy chuẩn theo quy định của các cơ quan quản lý nên đây là công cụ rất hiệu quả trong quản lý môi trường, quan trắc ô nhiễm, đánh giá tác động môi trường, đánh giá hiệu quả xử lý ô nhiễm, đánh giá sơ bộ khả năng sử dụng nước Dựa vào đó các nhà lãnh đạo

và cả người dân bình thường cũng có thể biết chất lượng và mức độ ô nhiễm nước ở từng đoạn sông vào từng thời điểm cụ thể, từ đó có thể thực hiện công tác quản lý tài nguyên nước, phòng chống ô nhiễm, sử dụng nước hợp lý và an

toàn khi so sánh với các tiêu chuẩn hay quy chuẩn hiện hành (Lê Trình, 2006)

Hình 2.1: Bản đồ mạng lưới quan trắc môi trường nước mặt sông Hậu

2.3.2 Tình hình nghiên cứu chỉ số chất lượng nước

a Thế giới

Từ những năm 70 đến nay, có nhiều công trình nghiên cứu phát triển và ứng dụng mô hình WQI cho quốc gia hay địa phương mình theo một trong ba

hướng:

(1) Áp dụng mô hình WQI có sẵn cho quốc gia/địa phương mình

(2) Áp dụng có cải tiến một mô hình WQI có sẵn cho quốc gia/địa phương mình

(3) Nghiên cứu phát triển một mô hình WQI mới cho quốc gia/địa phương mình

Xu thế (1) và (2) ít tốn kém về nhân lực, thời gian và tài chính nên phù hợp với các quốc gia đang phát triển

Hiện nay, có trên 30 loại WQI đang được sử dụng tại nhiều quốc gia trên thế giới: Mỹ, Ấn Độ, Canada, Chilê, Anh, Wales, Đài Loan, Úc, Malaysia, Trong đó: NSF - WQI, Bhargva - WQI, CCME - WQI, là các chỉ

số được áp dụng rộng rãi và phổ biến nhất

Mô hình NSF - WQI do Quỹ vệ sinh Quốc gia Mỹ đề xuất và áp dụng đầu tiên ở Mỹ vào năm 1970 NSF - WQI được xây dựng bằng cách sử dụng

kỹ thuật Delphi của tập đoàn Rand, thu nhận và tổng hợp ý kiến của một số đông các chuyên gia khắp nước Mỹ để lựa chọn các thông số chất lượng nước quyết định sau đó xác lập phần trọng lượng đóng góp của từng thông số (vai trò quan trọng của thông số) và tiến hành xây dựng các đồ thị chuyển đổi từ

các giá trị đo được của thông số sang chỉ số phụ (Phạm Gia Hiền, 2007) Từ

kết quả các phiếu câu hỏi điều tra các chuyên gia, 9 trong 35 thông số chất lượng nước được lựa chọn bao gồm: nhiệt độ, độ đục, TSS, pH, BOD5, DO,

NO3-, PO43- và Coliforms Quỹ vệ sinh quốc gia Mỹ xây dựng hai công thức WQI dạng tổng và dạng tích là hai công thức được sử dụng rộng rãi ở Mỹ

- Dạng tổng và có tính đến phần trọng lượng đóng góp:

ƒ WA – WQI = ∑n w i I i

1

Mô hình Bhargava -WQI đề xuất năm 1983 tại Ấn Độ, được tính theo

công thức:

Trong đó:

Fi : giá trị hàm nhạy của thông số i, nhận giá trị trong khoảng 0,01 ÷ 1

n : số thông số chất lượng nước lựa chọn (n tùy thuộc vào mục đích sử

dụng nước) (Nguyễn Văn Hợp và ctv, 2009)

Mô hình WQI của Ấn Độ dùng để đánh giá chất lượng nước của lưu vực sông khi các thông số chất lượng nước được lựa chọn có kim loại độc (Fe,

Cu, Cd, Pb, Zn, ) Tuy nhiên, mô hình này chỉ sử dụng ít thông số chất lượng nước lựa chọn, thường chỉ 3 – 5 thông số để đưa vào mô hình tính WQI Trong khi đó, số thông số mô tả đặc trưng và tổng quát về chất lượng nước

WQI = 100 – (

732 1

2 3

2 2

mục tiêu chất lượng nước - giới hạn chuẩn (Phạm Gia Hiền, 2007)

CCME – WQI là một công thức rất định lượng và việc sử dụng hết sức thuận tiện với các thông số cùng các giá trị chuẩn của chúng có thể dễ dàng đưa vào CCME - WQI để tính toán Ngoài ra, để đánh giá chất lượng nước của một lưu vực sông khi có nhiều thông số chất lượng nước được lựa chọn thì phương pháp tính toán WQI theo mô hình Canada dễ dàng và đơn giản hơn so

với mô hình của Mỹ cũng như của Ấn Độ Do đó, đề tài tiến hành áp dụng mô

hình WQI của Canada trong quá trình nghiên cứu

Bảng 2.2: Phân loại chất lượng nguồn nước mặt

Loại nguồn nước Ký hiệu màu Chỉ số WQI Đánh giá chất lượng

1 Xanh dương 9<WQI ≤ 10 Không ô nhiễm

2 Lam 7<WQI ≤ 9 Ô nhiễm rất nhẹ

(Nguồn: Tôn Thất Lãng, 2004)

Kết quả tính toán WQI cho các trạm quan trắc tại sông Sài Gòn và sông Đồng Nai được dùng để đánh giá diễn biến chất lượng nước hệ thống sông Đồng Nai khu vực thành phố Hồ Chí Minh cho thấy: chất lượng nước sông Sài Gòn và sông Đồng Nai tại khu vực TP.HCM đều có xu hướng giảm theo thời gian Chất lượng nước thay đổi từ ô nhiễm rất nhẹ đến ô nhiễm nhẹ (9 > WQI

> 5) Đó là hậu quả của tình trạng phát triển kinh tế cũng như công nghiệp mạnh mẽ của các địa phương trong lưu vực trong khi các cơ sở hạ tầng phục

vụ lại không bắt kịp sự phát triển đó (Tôn Thất Lãng, 2004)

Năm 2005, Nguyễn Văn Hợp và ctv thực hiện đề tài: "Nghiên cứu đánh

giá chất lượng nước mặt trên cơ sở chỉ số chất lượng nước ở một số vùng tỉnh Quảng Trị”, ứng dụng mô hình WQI của Ấn Độ (Bhargara – WQI) đã đề xuất

một số hệ thống WQI và thực hiện phân loại, phân vùng chất lượng nước cho các sông ở tỉnh Quảng Trị

Năm 2008, đề tài “Nghiên cứu phân vùng chất lượng nước theo các chỉ

số chất lượng nước (WQI) và đánh giá khả năng sử dụng các nguồn nước sông, kênh rạch ở địa bàn TP Hồ Chí Minh” do Phân Viện Công nghệ mới và

Bảo vệ Môi trường – Trung tâm Khoa học – Kỹ thuật và Công nghệ Quân sự -

Bộ Quốc phòng cùng với Viện Môi trường và Phát triển bền vững, Viện Quy

hoạch thủy lợi miền Nam và một số nhà khoa học ở các viện, trường khác phối

hợp thực hiện Đề tài vận dụng và cải tiến các mô hình WQI của Hoa Kỳ và

Ấn Độ để lập mô hình WQI phù hợp cho đặc điểm môi trường nước TP Hồ Chí Minh, bao gồm 4 mô hình

- Mô hình A: Áp dụng công thức WQI của Quỹ Vệ sinh Hoa kỳ (NSF)

có điều chỉnh một vài thông số (ký hiệu là NFS –WQI/HCM), các thông số được chọn: DO, Coliforms, pH, tổng N, tổng P, , độ đục và SS

- Mô hình B: Cải tiến mô hình NSF-WQI phù hợp môi trường nước TP

Hồ Chí Minh (ký hiệu là HCM-WQI) Mô hình này áp dụng phương pháp Delphi bằng việc gửi đến 30 nhà khoa học môi trường, cán bộ quản lý nguồn nước, công ty cấp thoát nước để lựa chọn 10 thông số điển hình và quan trọng nhất trong 40 thông số đề cử 10 thông số được chọn nhiều nhất: DO, BOD5,

SS, Coliforms, pH, tổng N, dầu mỡ, COD và tổng P

- Mô hình C: Áp dụng mô hình Bhargava (Ấn Độ) có điều chỉnh (ký

hiệu là WQIB – HCM) để phù hợp với việc đánh giá chất lượng nước theo Quy chuẩn Việt Nam về chất lượng nước mặt và phản ảnh đặc điểm chất lượng nước mặt khu vực TP Hồ Chí Minh, với 10 thông số được lựa chọn: pH, DO,

SS, EC, BOD5, COD, NH4+, Fe, Coliforms và dầu mỡ

- Mô hình D: Hệ thống WQI đơn giản để phân vùng chất lượng nước

TP Hồ Chí Minh (ký hiệu HCM-WQI 6TS) với 6 thông số được chọn lọc: pH, tổng N, DO, BOD5, COD và Coliforms

Kết quả nghiên cứu cho thấy: phần lớn các điểm trên sông Đồng Nai và Sài Gòn, các sông ở Cần Giờ chỉ đạt loại III (trung bình, ô nhiễm trung bình); các kênh rạch ở các quận nội thành chỉ đạt loại IV và V (rất kém, ô nhiễm rất

nặng) (Lê Trình, 2008)

Năm 2009, Nguyễn Văn Hợp và ctv tiếp tục ứng dụng mô hình Bhargara – WQI của Ấn Độ vào công tác đánh giá chất lượng nước ở tỉnh Thừa Thiên Huế qua đề tài: “Đánh giá chất lượng nước sông Bồ tỉnh Thừa Thiên Huế dựa vào chỉ số chất lượng nước (WQI)”

Gần đây, đề tài nghiên cứu khoa học “Đánh giá chất lượng nước mặt theo chỉ số WQI ở rạch Cái Sao - tỉnh An Giang vào mùa mưa” do Nguyễn Thị Mỹ Trinh, sinh viên DH7TS, khoa Nông nghiệp và Tài nguyên Thiên nhiên, trường Đại Học An Giang thực hiện Đề tài áp dụng phương pháp tính toán WQI của Canada trong quá trình nghiên cứu Kết quả nghiên cứu cho thấy: chất lượng nước tuyến rạch Cái Sao đã bị suy giảm và ô nhiễm, không thể sử dụng cho các mục đích sinh hoạt, nuôi trồng thủy sản, các hoạt động

sản xuất nông nghiệp và bảo tồn động vật thủy sinh (Nguyễn Thị Mỹ Trinh,

2009)

2.4 Ý nghĩa của các thông số môi trường

Theo Nguyễn Thị Thu Thủy, 2006, chất lượng nước trong thiên nhiên

được đặc trưng bởi các thông số vật lý, hóa học, sinh học Đây là các thông số phản ánh đặc điểm chung về chất lượng nước

Thông số vật lý: độ đục, độ màu, mùi vị, chất rắn lơ lửng, độ pH, nhiệt độ,…

Thông số hóa học: BOD, COD, DO, độ cứng, độ kiềm, PO43-, NO3-,

Fe2+, các hợp chất nitơ như: nitrat, nitrit, ammoniac, …

Thông số vi sinh: E.coli, tổng Coliform,…

2.4.1 Thông số pH

Độ pH là một trong những thông số cần xác định đối với chất lượng nước Sự thay đổi giá trị pH trong nước có thể dẫn tới những thay đổi về thành phần các chất trong nước do quá trình hòa tan hoặc kết tủa, hoặc thúc đẩy hay ngăn chặn những phản ứng hóa học, sinh học xảy ra trong nước, ảnh hưởng rất lớn (trực tiếp hoặc gián tiếp) đối với đời sống thủy sinh như: sinh trưởng, tỉ lệ

sống, sinh sản và dinh dưỡng (Lê Văn Cát và ctv, 2006.)

2.4.2 Thông số nồng độ oxi hoà tan trong nước (DO, mg/l)

Oxy là loại khí hòa tan trong nước, không tác dụng với nước về mặt hóa học Nồng độ oxy hòa tan trong nước (mg/L) là lượng oxy từ không khí có thể hòa tan vào trong nước thông qua tiếp xúc bề mặt của nước và không khí phụ thuộc vào nhiệt độ, áp suất và độ mặn của nước Ngoài ra còn có một lượng oxy bổ sung vào trong nước do quá trình quang hợp của thực vật sống

dưới nước chủ yếu là tảo (Đặng Kim Chi, 1999)

Oxy hòa tan trong nước sẽ tham gia vào quá trình trao đổi chất, duy trì năng lượng cho quá trình phát triển, sinh sản và tái sản xuất cho các sinh vật sống trong nước Việc xác định thông số về hàm lượng oxy hòa tan có ý nghĩa quan trọng trong việc duy trì điều kiện hiếu khí của nước tự nhiên và phân hủy hiếu khí trong quá trình xử lý nước thải DO thấp ảnh hưởng đến quá trình hô hấp của động vật thủy sinh, cũng như khả năng làm sạch của nguồn nước Để quá trình tự làm sạch diễn ra một cách bình thường ở nguồn nước thì cần phải

có một lượng dự trữ oxy hòa tan (Lê Văn Cát và ctv, 2006)

2.4.3 Thông số chất rắn lơ lửng (TSS, mg/l)

Đây là chỉ tiêu để đánh giá sự có mặt của các chất lơ lửng có kích thước

đa dạng từ phân tán keo đến phân tán thô, ảnh hưởng đến sự truyền suốt của ánh sáng Chất rắn lơ lửng hạn chế độ sâu tầng nước được ánh sáng chiếu xuống, gây ảnh hưởng đến quá trình quang hợp của tảo, rong rêu,…Chất rắn

lơ lửng cũng là tác nhân gây ảnh hưởng tiêu cực đến tài nguyên thủy sinh, gây

bồi lắng làm xáo trộn dòng chảy (Lê Văn Cát và ctv, 2006).

2.4.4 Thông số nhu cầu oxi sinh học (BOD 5 , mg/l)

Thông số BOD5 là lượng oxy cần thiết cho vi khuẩn sử dụng trong quá trình phân hủy chất hữu cơ trong một khoảng thời gian xác định Đây là thông

số cơ bản để đánh giá mức độ ô nhiễm nguồn nước bởi nước thải sinh hoạt và nước thải công nghiệp, giá trị BOD càng lớn nghĩa là nguồn nước ô nhiễm hữu

cơ càng cao và ngược lại

2.4.5 Thông số NO 3 - (mg/l)

Thông số NO3- là một trong những thông số đánh giá mức độ phú dưỡng hóa của một lưu vực Mặt khác nếu NO3- trong nước sinh hoạt cao sẽ gây ra các bệnh về hồng cầu, dễ thấy nhất là bệnh xanh da ở trẻ nhỏ vả không cho trẻ uống hoặc ăn các loại thực phẩm có hàm lượng nitrat vượt quá 10 mg/l N-NO3- (Trần Văn Nhị, 2009)

2.4.6 Thông số PO 4 3- (mg/l)

PO43- là nguồn dinh dưỡng cho tảo, khi lượng PO43- trong nước cao thì nguy cơ tảo phát triển, tảo sẽ sử dụng oxi trong nước cho quá trình quang hợp

từ đó làm giảm oxi trong nước (Lê Văn Cát và ctv, 2006) Đây là một trong

những thành phần gây nên hiện tượng giàu dinh dưỡng trên các dòng chảy Chính vì thế việc kiểm soát và duy trì PO43- ở giới hạn cho phép rất cần trong việc phát triển đời sống các sinh vật có ích nói riêng và bảo vệ môi trường nói chung

Chương 3 NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

3.1 Đối tượng nghiên cứu

Chất lượng nước mặt sông Hậu (khu vực tỉnh An Giang) năm 2010

Phương pháp đánh giá chất lượng nước theo WQI

Các thông số môi trường sử dụng trong phương pháp đánh giá WQI

3.2 Thời gian nghiên cứu

3.4 Nội dung nghiên cứu

Thu thập số liệu chất lượng nước mặt sông Hậu khu vực tỉnh An Giang năm 2010, làm cơ sở cho việc tính toán chỉ số chất lượng nước(WQI)

Dựa vào mô hình WQI của Canada để tính toán chỉ số chất lượng nước

ở sông Hậu, gồm các thông số: pH, DO, BOD5, TSS, NO3-, PO43- và Coliforms

Đánh giá hiện trạng môi trường nước mặt sông Hậu năm 2010 theo WQI

Xác định mức độ ảnh hưởng các thông số môi trường lên kết quả đánh giá chất lượng nước mặt sông Hậu năm 2010 theo chỉ số chất lượng nước (WQI) Các trường hợp sau được áp dụng:

) Trường hợp 1 (WQI-pH): Khi thông số pH không tham gia vào hệ

thống tính toán giá trị WQI

) Trường hợp 2 (WQI-DO): Khi thông số DO không tham gia vào hệ

thống tính toán giá trị WQI

) Trường hợp 3 (WQI-BOD 5 ): Khi thông số BOD5 không tham gia vào hệ thống tính toán giá trị WQI

) Trường hợp 4 (WQI-TSS): Khi thông số TSS không tham gia vào

hệ thống tính toán giá trị WQI

) Trường hợp 5 (WQI-NO 3 - ): Khi thông số NO3 không tham gia vào

hệ thống tính toán giá trị WQI

) Trường hợp 6 (WQI-PO 4 3- ): Khi thông số PO43- không tham gia vào

hệ thống tính toán giá trị WQI

) Trường hợp 7 (WQI-Coliforms): Khi thông số Coliforms không

tham gia vào hệ thống tính toán giá trị WQI

3.5 Phương pháp nghiên cứu

3.5.1 Phương pháp thu thập thông tin

Thu thập dữ liệu về điều kiện tự nhiên khu vực nghiên cứu (sông Hậu – khu vực chảy qua tỉnh An Giang)

Phương pháp tính WQI

Kết quả quan trắc chất lượng nước mặt sông Hậu năm 2010

3.5.2 Phương pháp tính toán WQI

Đề tài áp dụng phương pháp tính toán chỉ số chất lượng nước (WQI)

a Tính toán:

Công thức tính:

Trong đó:

Ví dụ:

Bảng 3.1: Chất lượng nước sông Hậu tháng 03/2010

Vị trí pH (mg/l) DO BOD5 (mg/l) (mg/l) TSS (mg/l) NO3- PO43- (mg/l) (MPN/100ml) Coliforms

2 3

2 2

2

F + +

)

o Đặt d là tổng số giá trị đo đạc được

Æ d = (tổng số thông số khảo sát * tổng số vị trí quan trắc) = 49

Ö F 2 = 17/49 * 100 = 34,69

- Bước 3: tính F 3

o Khoảng giá trị vượt: mH2 (DO)= 0,32; m H4 (DO)= 0,03; m H5 (DO)= 0,31;

m H6 (DO)= 0,74; m H7 (DO)= 0,88; m H1 (BOD 5 )= 0,25; m H2 (BOD 5 )= 0,75;

m H3 (BOD 5 )= 0,50; m H5 (BOD 5 )= 0,5; m H7 (BOD 5 )= 0,75; m H1 (TSS)= 0,15;

m H2 (TSS)= 0,10; m H4 (TSS)= 0,45; m H5 (TSS)= 0,20; m H6 (TSS)= 0,90;

m H7 (TSS)= 1,50; m H7 (PO 43-)= 0,40

o K = ( 0,32+….+ 0,40) / 49 = 0,18

Ö F 3 = 0,18 / (0,01*0,18 + 0,01) = 15,25

Thang đánh giá để đánh giá và phân tích chất lượng nước

Bảng 3.2: Thang đánh giá chất lượng nước theo chỉ số WQI

( Nguồn: Canadian Council of Ministers of the Environment, 2001)

3.5.3 Xử lý số liệu

Do kết quả quan trắc giữa các vị trí khảo sát trên sông Hậu trong đề tài nghiên cứu không đồng nhất về số đợt quan trắc nên đề tài tiến hành lấy kết quả quan trắc trung bình cả năm trên sông Hậu để áp dụng tính WQI

Sử dụng phần mềm Excel để tính toán, vẽ biểu đồ và phân tích số liệu

Giá trị chỉ số

WQI

Phân

95 – 100 I Rất tốt, nước chưa có dấu hiệu ô nhiễm

80 – 94 II Tốt, nước cần được bảo vệ và quản lý tốt

65 – 79 III Chất lượng nước phù hợp với mục đích sử

Chương 4 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 4.1 Đánh giá chất lượng nước sông Hậu năm 2010 khu vực tỉnh An Giang:

Hình 4.1: Biểu đồ biểu diễn pH trên sông Hậu

Qua biểu đồ cho thấy pH tại các vị trí khảo sát trên sông Hậu năm 2010 biến động từ 6,71 – 7,24 Khoảng giá trị này nằm trong giới hạn cho phép theo

QCVN 08:2008/BTNMT cột A1 (6 – 8,5), giá trị này rất phù hợp với điều kiện phát triển cho đời sống thủy sinh vật trong nước

4.1.2 Thông số DO

Tất cả các vị trí khảo sát trên sông Hậu năm 2010 có hàm lượng DO biến động từ 4,27 mg/l – 5,85 mg/l, thấp hơn mức giới hạn cho phép từ 1,02 lần đến 1,4 lần theo QCVN 08:2008 cột A1 Đối với những vị trí có khu vực nuôi trồng thủy sản (ao, bè,…) như các vị trí: H3, H4, H5 cần phải có giải pháp cung cấp thêm oxy cho vùng nuôi để đảm bảo thủy sản phát triển ổn định đồng thời phải thay đổi nguồn nước để tăng cường DO trong nước

DO (mg/l)

Hình 4.2: Biểu đồ thể hiện nồng độ DO trên sông Hậu

BOD 5 (mg/l)

Hình 4.3: Biểu đồ thể hiện nồng độ BOD 5 trên sông Hậu

Nồng độ chất hữu cơ trung bình năm 2010 trên sông Hậu tại các vị trí khảo sát có giá trị từ 3,5 mg/l – 11 mg/l Trong đó, chỉ ngã 3 sông Hậu tiếp giáp với kênh Rạch Giá – Long Xuyên (H6 = 3,5 mg/l) nằm trong giới hạn cho phép theo QCVN 08:2008/BTNMT cột A1, tất cả các vị trí còn lại đều vượt giới hạn cho phép từ 1,13 lần – 2,75 lần, nồng độ BOD5 cao nhất là tại ngã 3 sông Châu Đốc (H3 = 11 mg/l) Do đây là khu vực có hệ thống làng bè tập trung hoạt động mạnh, lượng chất thải từ quá trình nuôi cá, thức ăn thừa, chất thải của cá theo dòng nước chảy ra sông nếu vận tốc nước chậm và mực nước

thải sẽ lâu hơn, khả năng tự làm sạch của dòng sông giảm dẫn đến nồng độ chất ô nhiễm tại đây cao

TSS (mg/l)

Hình 4.4: Biểu đồ thể hiện nồng độ TSS trên sông Hậu

Nồng độ TSS trên sông Hậu tại các vị trí khảo sát dao động từ 43,5 mg/l – 54 mg/l, tất cả các vị trí đều vượt ngưỡng cho phép từ 2,1 – 2,7 lần theo QCVN 08:2008/BTNMT cột A1 Qua hình 4.4 ta thấy, đầu nguồn sông Hậu

có nồng độ TSS cao (H1 = 51 mg/l) giảm dần về phía hạ lưu rồi tăng đột ngột tại ngã 3 sông Châu Đốc (H3 = 51 mg/l), tiếp tục giảm đến cuối nguồn thì tăng trở lại (H7 = 54 mg/l) Đầu nguồn sông Hậu có giá trị cao do đây là khu vực tiếp giáp với nước bạn Campuchia, khi mùa mưa đến nước trên thượng nguồn tăng nhanh tràn về hạ nguồn kéo theo lượng chất rắn lơ lửng trên đường chảy

của dòng sông góp phần tăng nồng độ TSS Nồng độ TSS tại ngã 3 sông Châu Đốc tăng cao do chịu sự ảnh hưởng từ hoạt động thuyền bè qua lại nhiều, các tàu chở cát,…Và đây còn là khu vực phát triển loại hình nuôi cá trên sông, các

nhà hàng nổi, nhà trên kênh rạch vẫn còn,…

NO 3 - (mg/l)

Hình 4.5: Biểu đồ thể hiện nồng độ NO 3 - trên sông Hậu

Kết quả quan trắc cho thấy, nồng độ NO3- trên sông Hậu tại tất cả các vị trí khảo sát dao động từ 0,07 mg/l – 0,3 mg/l, nằm trong giới hạn cho phép so với QCVN 08:2008/BTNMT theo cột A1 (2 mg/l)

4.1.6 Thông số PO 43-