Phân tích đánh giá chất lượng nước hồ Thiền Quang, Hà Nội

Khoa Hóa học-Trường ĐHKHTN-ĐHQGN Luận văn Thạc sĩ MỞ ĐẦU Ngày nay, việc bảo vệ nguồn nước, đa dạng sinh học sử dụng hợp lý nguồn tài nguyên nước trở thành vấn đề vô cần thiết, đặc biệt ô nhiễm nguồn nước (nhất nguồn nước ngọt) trở nên ngày trầm trọng, đe dọa sống loài người gây nhiều khó khăn cho sản xuất, đời sống Trong hệ sinh thái nói chung hệ sinh thái thủy vực nói riêng hệ sinh thái hồ có ý nghĩa vô quan trọng Bên cạnh chức cấp nước, tưới tiêu cho nông nghiệp, du lịch - giải trí, thủy điện phòng hộ hồ chứa nhiều nguồn tài nguyên phong phú, “ngân hàng gen” đa dạng, quý cần phải bảo vệ [6] Hà Nội thành phố có mật độ hồ cao Phần lớn hồ có nguồn gốc tự nhiên, số có nguồn gốc nhân tạo Các hồ đóng vai trò quan trọng vào việc điều hòa nước mưa, nước thải tạo nên cảnh quan sinh thái cho thành phố Hà Nội Nhiều hồ chưa cải tạo, tiếp nhận nước thải sinh hoạt dân cư xung quanh Một số hồ cải tạo, kè xung quanh, tách nước thải nước mưa riêng hồ Hoàn Kiếm, hồ Thiền Quang; vài hồ cải tạo hồ Văn Chương, hồ Kim Liên, Với vai trò quan trọng việc quan trắc, thu thập thống kê số liệu chất lượng nước hồ hàng năm nhằm đánh giá trạng xu biến đổi chất lượng môi trường nước phục vụ công tác quản lý, bảo vệ môi trường địa bàn thành phố việc cần thiết Chúng ta biết rằng, chất lượng nước hàm nhân tố vật lý, hóa học, sinh học nhiều nhân tố khác Theo quan điểm nay, việc nghiên cứu chất lượng nước hệ sinh thái hồ không dừng lại việc khảo sát, phân tích số liệu hóa, lý sinh học mà cách tiếp cận toán học hướng nghiên cứu, cách để quản lý hiệu [6] Trịnh Bích Liên Khóa 20 (2009-2011) Khoa Hóa học-Trường ĐHKHTN-ĐHQGN Luận văn Thạc sĩ Nghiên cứu mô hình tính toán sinh thái chất lượng nước hồ Việt Nam, đánh giá phú dưỡng hướng mẻ bắt đầu quan tâm vào đầu năm 1990 Việc nghiên cứu chất lượng nước hồ theo quan điểm toán học công việc cần thiết nhằm tìm công cụ đánh giá, dự báo tình trạng chất lượng nước sinh thái hồ Trên sở đề xuất chiến lược quy hoạch, bảo vệ sử dụng hợp lý nguồn tài nguyên vô quý giá Theo hướng nghiên cứu đó, thực luận văn với đề tài: “Phân tích đánh giá chất lượng nước hồ Thiền Quang, Hà Nội” Luận văn yêu cầu đáp ứng nội dung bao gồm công việc sau: Phân tích thông số liên quan đến chất lượng nước hồ Thiền Quang Từ kết phân tích, đánh giá chất lượng nước hồ Thiền Quang thông qua QCVN 08:2008/BTNMT nước mặt số chất lượng nước (WQI -water quality index) Đề xuất số biện pháp bảo vệ, quản lý chất lượng nước hồ Thiền Quang Hy vọng đề tài đóng góp phần nhỏ vào công việc quản lý, bảo tồn phát triển bền vững hồ Thiền Quang, Hà Nội Hình Cảnh hồ Thiền Quang Trịnh Bích Liên Khóa 20 (2009-2011) Khoa Hóa học-Trường ĐHKHTN-ĐHQGN Luận văn Thạc sĩ CHƯƠNG I TỔNG QUAN 1.1 ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN CỦA HỒ THIỀN QUANG VÀ CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN CHẤT LƯỢNG NƯỚC HỒ Hồ Thiền Quang nằm địa phận quận Hai Bà Trưng, Hà Nội, lọt bốn phố Nguyễn Du, Trần Bình Trọng, Trần Nhân Tông Quang Trung Thiền Quang (ánh sáng nhà Phật) làng nằm phía đông nam hồ khu vực đầu phố Nguyễn Ðình Chiểu Ngoài làng ra, quanh hồ có làng Liên Thuỷ phía bắc tây, Quang Hoa phía tây nam Pháp Hoa phía nam Diện tích hồ Thiền Quang 5,5 ha; mực nước trung bình/max=4/5,2m; độ cao bờ 5,7m; thể tích hồ 175.000m3 Hồ Thiền Quang thuộc hệ thống hồ tự nhiên có liên thông ngầm với hồ Bảy mẫu, nơi tiếp nhận nước mưa, nước thải sinh hoạt khu vực Yết Kiêu – Trần Bình Trọng – Quang Trung phần khu vực Bà Triệu Năm 2003, Sở Giao thông Công Hà Nội thực kế hoạch tát nước, nạo vét lòng hồ, kè lại bờ bổ sung nước mới, giữ cho chất lượng nước hồ Ba phía vòng quanh hồ xây vườn hoa nhỏ, có ghế đá cho dân ngồi nghỉ ngắm cảnh[1] Mùa mưa khả điều tiết hồ tương đối tốt, chủ yếu nhận nước mưa tự nhiên Hồ tiếp nhận lượng nước thải từ số hàng quán café trung tâm văn hóa ven hồ Hồ tương đối sạch, xung quanh có bóng mát, lượng rác quanh hồ ít, quản lý chăm sóc tốt, dọn dẹp thường xuyên, hồ tận dụng để làm nơi nuôi cá số thủy sản khác[25] Tuy nhiên khuôn khổ luận văn thạc sĩ cho phép nghiên cứu chất lượng nước hồ theo hai mùa, mùa khô mùa mưa Hy vọng tương lai, đề tài phát triển nghiên cứu đánh giá chất lượng thủy sản sinh sống hồ Trịnh Bích Liên Khóa 20 (2009-2011) Khoa Hóa học-Trường ĐHKHTN-ĐHQGN Luận văn Thạc sĩ 1.2 MỘT SỐ KẾT QUẢ CHẤT LƯỢNG NƯỚC HỒ THIỀN QUANG ĐÃ CÔNG BỐ Theo kết Báo cáo quan trắc môi trường nước 13 hồ Hà Nội năm 2005 Phòng Quản lý Môi trường Khí tượng Thủy văn, sở Tài nguyên Môi trường Nhà đất Hà Nội (Nay Sở Tài nguyên Môi trường Hà Nội)[2], chất lượng nước hồ Thiền Quang lấy mẫu ngày 31/08/2005 trình bày bảng so sánh với giới hạn cho phép TCVN 5942 – 1995 (loại B áp dụng nước mặt dùng cho mục đích khác) Bảng 1: Kết phân tích mẫu nước hồ Thiền Quang lấy ngày 31/08/2005 TT Thông số Kết phân tích Đơn vị TCVN 5942 - 1995 Mẫu Mẫu (TQ1) (TQ2) 9,84 9,91 5,5 - C 33,5 34,4 - pH Nhiệt độ COD mgO2/l 51,5 64 < 35 BOD5 mgO2/l 30 40 < 25 TSS mg/l 22 26 80 NH4 (-N) mg/l 1,85 2,08 Dầu mỡ mg/l < 0,2 < 0,2 0,3 Trịnh Bích Liên Khóa 20 (2009-2011) Khoa Hóa học-Trường ĐHKHTN-ĐHQGN Tổng P Coliform Luận văn Thạc sĩ mg/l < 0,1 < 0,1 - MPN/100ml 36 2400 10000 Nhận xét: - Chỉ tiêu pH hai mẫu không đạt tiêu chuẩn cho phép (TCCP) - Chỉ tiêu COD hai mẫu không đạt TCCP - Chỉ tiêu BOD5 hai mẫu không đạt TCCP - Chỉ tiêu NH3(N) hai mẫu không đạt TCCP - Chỉ tiêu SS hai mẫu đạt TCCP - Chỉ tiêu dầu mỡ hai mẫu đạt TCCP - Chỉ tiêu Coliform hai mẫu đạt TCCP Bảng 2: Kết phân tích mẫu nước hồ Thiền Quang lấy ngày 19/10/2005 TT Thông số Kết phân tích Đơn vị TCVN 5942 - 1995 Mẫu Mẫu (TQ1) (TQ1) - 8,64 8,28 5,5 - C 29,9 30,1 - pH Nhiệt độ COD mgO2/l 54 64 < 35 BOD5 mgO2/l 35 36 < 25 SS mg/l 27 24 80 NH3 (N) mg/l 1,45 7,72 Dầu mỡ mg/l 0,75 0,50 0,3 Tổng P mg/l < 0,1 < 0,1 - Coliform MPN/100ml 240 460 10000 Trịnh Bích Liên Khóa 20 (2009-2011) Khoa Hóa học-Trường ĐHKHTN-ĐHQGN Luận văn Thạc sĩ Nhận xét: - Chỉ tiêu pH hai mẫu đạt tiêu chuẩn cho phép (TCCP) - Chỉ tiêu COD hai mẫu không đạt TCCP - Chỉ tiêu BOD5 hai mẫu không đạt TCCP - Chỉ tiêu SS hai mẫu đạt TCCP - Chỉ tiêu NH3(N) hai mẫu không đạt TCCP - Chỉ tiêu dầu mỡ hai mẫu không đạt TCCP - Chỉ tiêu Coliform hai mẫu đạt TCCP [2] Theo Báo cáo Hiện trạng Môi trường Thành phố Hà Nội năm 2008 Sở Tài nguyên Môi trường Hà Nội hồ Thiền Quang bị ô nhiễm kim loại nặng Các tiêu ô nhiễm chủ yếu BOD 5, COD, Cr, Pb, Dầu mỡ Coliform Năm 2006 ô nhiễm năm 2007 Năm 2007: Nhu cầu ôxi sinh học (BOD 5) vượt tiêu chuẩn cho phép trung bình 2,54 lần, nhu cầu ôxi hóa học (COD) vượt tiêu chuẩn cho phép trung bình 2,83 lần, hàm lượng crom (Cr) vượt tiêu chuẩn cho phép trung bình 2,27 lần Số lượng coliform tổng số vượt tiêu chuẩn cho phép trung bình 61,5 lần [3] Theo luận văn thạc sĩ khoa học [27], tác giả Đỗ Kiều Tú đưa bảng kết phân tích nước hồ Thiền Quang năm 2010 bảng Bảng 3: Kết phân tích nước hồ Thiền Quang năm 2010 Nhiệt Thông số độ pH (ToC) DO (mg/l) Độ đục (NTU) BOD5 COD Ptổng (mg/l) (mg/l) (mg/l) NH4+ NO2- -N -N (mg/l) (mg/l) QCVN 08:2008/ BTNMT - 5,59 ≥4 - 15 30 0,3 0,5 0,04 3,76 12 80 185 1,13 3,79 0,428 (B1) Kết 33,0 Trịnh Bích Liên 8,55 Khóa 20 (2009-2011) Khoa Hóa học-Trường ĐHKHTN-ĐHQGN Luận văn Thạc sĩ Đối chiếu QCVN 08:2008/BTNMT (Loại B1), mẫu nước hồ Thiền Quang có tiêu pH đạt quy chuẩn, tiêu DO, BOD 5, COD, tổng P, NH4+ -N, NO2 N không đạt quy chuẩn cho phép Tiếp theo, tác giả Đỗ Kiều Tú phân loại chất lượng nước hồ dựa số hóa học WQI, phân loại mức độ phì dưỡng hồ dựa số sinh học Chlorophyll-a , kết chất lượng nước hồ Thiền Quang thuộc loại Những số liệu cho thấy chất lượng hồ Thiền Quang có thay đổi theo mùa, thông số pH, COD, BOD5, NH4+ cao giới hạn B tiêu chuẩn chất lượng nước mặt Điều cho thấy cần thiết tiếp tục nghiên cứu đánh giá chất lượng nước hồ Thiền Quang Trịnh Bích Liên Khóa 20 (2009-2011) Khoa Hóa học-Trường ĐHKHTN-ĐHQGN Luận văn Thạc sĩ 1.3 QCVN 08:2008/BTNMT VỀ CHẤT LƯỢNG NƯỚC MẶT Giá trị giới hạn thông số chất lượng nước mặt quy định bảng Bảng 4: Các thông số giá trị giới hạn theo QCVN 08:2008/BTNMT Giá trị giới hạn Loại A TT Thông số Đơn vị Loại B A1 A2 B1 B2 6-8,5 6-8,5 5,5-9 5,5-9 pH Ôxy hòa tan (DO) mg/l ≥6 ≥5 ≥4 ≥2 Tổng chất rắn lơ lửng (TSS) mg/l 20 30 50 100 COD mg/l 10 15 30 50 BOD5 (200C) mg/l 15 25 Amoni (NH+4) (tính theo N) mg/l 0,1 0,2 0,5 Clorua (Cl-) mg/l 250 400 600 - Florua (F-) mg/l 1,5 1,5 Nitrit (NO-2) (tính theo N) mg/l 0,01 0,02 0,04 0,05 10 Nitrat (NO-3) (tính theo N) mg/l 10 15 11 Phosphat (PO43-) (tính theo P) mg/l 0,1 0,2 0,3 0,5 12 Xianua (CN-) mg/l 0,005 0,01 0,02 0,02 13 Asen (As) mg/l 0,01 0,02 0,05 0,1 14 Cadimi (Cd) mg/l 0,005 0,005 0,01 0,01 15 Chì (Pb) mg/l 0,02 0,02 0,05 0,05 16 Crom III (Cr3+) mg/l 0,05 0,1 0,5 17 Crom VI (Cr6+) mg/l 0,01 0,02 0,04 0,05 18 Đồng (Cu) mg/l 0,1 0,2 0,5 19 Kẽm (Zn) mg/l 0,5 1,0 1,5 20 Niken (Ni) mg/l 0,1 0,1 0,1 0,1 21 Sắt (Fe) mg/l 0,5 1,5 22 Thủy ngân (Hg) mg/l 0,001 0,001 0,001 0,002 23 Chất hoạt động bề mặt mg/l 0,1 0,2 0,4 0,5 Trịnh Bích Liên Khóa 20 (2009-2011) Khoa Hóa học-Trường ĐHKHTN-ĐHQGN TT Thông số Luận văn Thạc sĩ Giá trị giới hạn Đơn vị Loại A Loại B A1 A2 B1 B2 mg/l 0,01 0,02 0,1 0,3 24 Tổng dầu, mỡ (oils & grease) 25 E.coli MPN/ 100ml 20 50 100 200 26 Coliform MPN/ 100ml 2500 5000 7500 10000 Ghi chú: Việc phân hạng nguồn nước mặt nhằm đánh giá kiểm soát chất lượng nước, phục vụ cho mục đích sử dụng nước khác nhau: A1 - Sử dụng tốt cho mục đích cấp nước sinh hoạt mục đích khác loại A2, B1 B2 A2 - Dùng cho mục đích cấp nước sinh hoạt phải áp dụng công nghệ xử lý phù hợp; bảo tồn động thực vật thủy sinh, mục đích loại B1 B2 B1 - Dùng cho mục đích tưới tiêu thủy lợi mục đích sử dụng khác có yêu cầu chất lượng nước tương tự mục đích sử dụng loại B2 B2 - Giao thông thuỷ mục đích khác với yêu cầu nước chất lượng thấp [4] Trong đánh giá chất lượng nước, việc thống kê phân loại chất lượng nước gặp nhiều khó khăn phức tạp, khó hình dung cấp định Những báo cáo đánh giá chất lượng nước truyền thống thường bao gồm tóm tắt thống kê phức tạp theo thành phần chất lượng nước theo nguồn nước Dạng thông tin có giá trị chuyên gia chất lượng nước, ý nghĩa người dân, nhà quản lý hay nhà làm luật, người cần thông tin ngắn gọn, súc tích nguồn nước Trong đó, để khai thác sử dụng nguồn nước, việc phân loại nguồn nước quan trọng cần thiết Do vậy, người ta sử dụng số chất lượng nước công tác đánh giá chất lượng nước Việc sử dụng số chất lượng nước (WQI) hướng nhiều nước chuyên gia phân tích, đánh giá chất lượng nước sử dụng WQI phương tiện có khả tập hợp lượng lớn số liệu, thông tin chất lượng nước, đơn giản hóa số liệu Trịnh Bích Liên Khóa 20 (2009-2011) Khoa Hóa học-Trường ĐHKHTN-ĐHQGN Luận văn Thạc sĩ chất lượng nước, để cung cấp thông tin dạng dễ hiểu, dễ sử dụng cho quan quản lý tài nguyên nước, môi trường công chúng Trong công tác quy hoạch quản lý tài nguyên nước, việc phân vùng chất lượng nước diện rộng yêu cầu quan trọng WQI công cụ hữu hiệu để đáp ứng nhiệm vụ Vì vậy, nhiệm vụ nghiên cứu theo hướng luận văn tính toán WQI theo sổ tay hướng dẫn tính toán chất lượng nước Tổng cục Môi trường ban hành áp dụng WQI để đánh giá chất lượng nước hồ Thiền Quang cách tổng quát Trịnh Bích Liên 10 Khóa 20 (2009-2011) Khoa Hóa học-Trường ĐHKHTN-ĐHQGN Luận văn Thạc sĩ Các tiêu lại nitrat, crom III, crom VI, asen, phosphat, xianua, E.coli nhỏ giới hạn phát Việc đối chiếu chất lượng nước Hồ Thiền Quang với QCVN 08 :2008/BNMT chất lượng nước mặt, ta đưa nhận xét cho kết tiêu phân tích đạt hay không đạt tiêu chuẩn loại B1 hay A2 mà chưa có cách nhìn tổng thể, kết hợp hay ảnh hưởng tiêu với Trong số trường hợp mẫu lấy đợt có số tiêu đạt quy chuẩn cho phép loại A2, có vài tiêu lại không đạt tổng thể kết luận mẫu đạt loại B1 mà không đạt loại A2 khó xếp loại mẫu thuộc loại B1 hay A2 Do việc áp dụng số WQI tích hợp thông số chất lượng nước cho phép phân loại mức độ ô nhiễm nước hồ giúp cho việc đánh giá chất lượng nước tổng quát quản lý dễ dàng 3.2.2 KẾT QUẢ TÍNH WQI VÀ ĐÁNH GIÁ THEO WQI Trịnh Bích Liên 49 Khóa 20 (2009-2011) Khoa Hóa học-Trường ĐHKHTN-ĐHQGN Luận văn Thạc sĩ Tính toán số chất lượng nước Với số liệu thu thập đợt ngày 4/11/2010 Kết phân tích trình bày theo bảng 14 Bảng 14 Kết phân tích đợt ngày 4/11/2010 BOD5 COD N-NH4+ (mg/l) (mg/l) (mg/l) 29 45 2.6 PPO43(mg/l) [...]... đông và mùa hè, từ tháng 11 năm 2010 đến tháng 7 năm 2011 2.1.2 Đánh giá chất lượng nước hồ Thiền Quang đối chiếu QCVN 08:2008/BTNMT về chất lượng nước mặt 2.1.3 Đánh giá chất lượng nước hồ Thiền Quang qua tính toán chỉ số chất lượng nước (WQI -water quality index) 2.1.4 Đề xuất một số biện pháp bảo vệ, quản lý chất lượng nước hồ Thiền Quang 2.2 LẤY MẪU VÀ BẢO QUẢN Qui trình lấy mẫu, bảo quản và xử... CN của thành phố Hà nội “Nghiên cứu phân vùng chất lượng nước các sông, hồ, trên địa bàn thành phố Hà nội theo mô hình chỉ số chất lượng nước (WQI) được sở KHCN – thành phố Hà nội, Viện Môi trường phát triển bền vững chủ trì và PGS.TS Lê Trình làm chủ nhiệm thực hiện 2008-2009 Đề tài đã khảo sát phân tích bổ sung mức độ ô nhiễm các sông hồ tại 50 điểm, kết hợp đo đạc diễn biến chất lượng nước theo... kỳ và của Ấn độ (Bhargara) để phân vùng chất lượng nước và đánh giá khả năng sử dụng nước các sông Đề xuất yêu cầu phân tích 10 thông số chọn lọc hoặc ít nhất 6 thông số để có thể đánh giá tổng quát về chất lượng nước toàn bộ lưu vực Kết quả nghiên cứu này có giá trị cao trong đánh giá, phân loại chất lượng nước và phân vùng ô nhiễm các lưu vực sông, phục vụ cho sử dụng nước và quy hoạch kiểm soát ô... WQI có giá trị từ 1 đến 10 Tác giả đã xây dựng một hệ thống câu hỏi gửi đến cho các chuyên gia chất lượng nước để lựa chọn thông số chất lượng nước quan trọng và đánh giá trọng số biểu diễn độ quan trọng của các thông số chất lượng nước Kết quả tính toán WQI được dùng để đánh giá diễn biến chất lượng nước sông Đồng Nai khu vực thành phố Hồ Chí Minh trong giai đoạn 1994-2004 cho thấy: Chất lượng nước. .. xác định giá trị WQI tương ứng với mức đánh giá chất lượng nước để so sánh, đánh giá, cụ thể được trình bày ở bảng 10 Trịnh Bích Liên 21 Khóa 20 (2009-2011) Khoa Hóa học-Trường ĐHKHTN-ĐHQGN Luận văn Thạc sĩ Bảng 10 Mức đánh giá chất lượng nước Giá trị WQI Mức đánh giá chất lượng nước 91 - 100 Sử dụng tốt cho mục đích cấp nước sinh hoạt 76 - 90 51 - 75 26 - 50 0 - 25 Sử dụng cho mục đích cấp nước sinh... gia phân tích đánh giá chất lượng nước trên thế giới sử dụng Trịnh Bích Liên 12 Khóa 20 (2009-2011) Khoa Hóa học-Trường ĐHKHTN-ĐHQGN Luận văn Thạc sĩ Mục đích của WQI là nâng cao hiểu biết về các vấn đề chất lượng nước bằng cách tích hợp dữ liệu phức tạp thành dạng 1 điểm số mô tả tình trạng và đánh giá xu hướng chất lượng nước Dựa trên giá trị của WQI các thuỷ vực sông, ao, hồ có thể được phân loại chất. .. bảo và kiểm soát chất lượng số liệu 1.4.5 Một số phương pháp đánh giá chất lượng nước sử dụng chỉ số chất lượng nước trên thế giới Trong quản lý môi trường, việc xác định một cách tổng thể chất lượng nước cho các mục đích sử dụng khác nhau nhờ một số lượng lớn các mẫu và các thông số đôi khi lại rất khó khăn Để nâng cao hiệu quả quản lý chất lượng nước, việc sử dụng chỉ số chất lượng nước WQI (water... khoảng giá trị của từng thông số để các chuyên gia đánh giá chất lượng nước Dựa vào ý kiến của các chuyên gia, đường cong phân hạng của từng thông số sẽ được xây dựng để có thể xác định chỉ số phụ Đồng thời, các tiêu chuẩn đánh giá chất lượng nước dựa vào hệ thống chỉ số được đề xuất Việc áp dụng chỉ số chất lượng nước được đánh giá bởi các nhà quản lý là phù hợp Nó cung cấp một phương pháp đánh giá tổng... văn Thạc sĩ 1.4 CHỈ SỐ CHẤT LƯỢNG NƯỚC (WQI- Water Quality Index) Trong sổ tay hướng dẫn tính toán chất lượng nước của Tổng cục Môi trường (TCMT) chỉ số chất lượng nước được hiểu như sau: 1 Chỉ số chất lượng nước (viết tắt là WQI) là một chỉ số được tính toán từ các thông số quan trắc chất lượng nước, dùng để mô tả định lượng về chất lượng nước và khả năng sử dụng của nguồn nước đó; được biểu diễn... với chất lượng nước đúng với từng vùng vì những nhược điểm sau: NSF-WQI là chỉ số tổng quát cho phép đánh giá chất lượng nước tổng quan, ta phải tính cho 8-9 thông số chất lượng nước đặc trưng trên NFS-WQI dùng để đánh giá cho nhiều mục đích sử dụng: Nước cấp sinh hoạt, nước cấp sản xuất công nghiệp, vì vậy khi chỉ cần đánh giá một đoạn sông, ao hoặc hồ cho 1 một mục đích riêng nào đó thì NFS-WQI sẽ đánh