Đánh giá diễn biến chất lượng nước sông Cầm tại Huyện Đông Triều, tỉnh Quảng Ninh giai đoạn 2010 2013 thông qua chỉ số chất lượng nước WQI (Khóa luận tốt nghiệp)

Đánh giá diễn biến chất lượng nước sông Cầm tại Huyện Đông Triều, tỉnh Quảng Ninh giai đoạn 2010 2013 thông qua chỉ số chất lượng nước WQI (Khóa luận tốt nghiệp)Đánh giá diễn biến chất lượng nước sông Cầm tại Huyện Đông Triều, tỉnh Quảng Ninh giai đoạn 2010 2013 thông qua chỉ số chất lượng nước WQI (Khóa luận tốt nghiệp)Đánh giá diễn biến chất lượng nước sông Cầm tại Huyện Đông Triều, tỉnh Quảng Ninh giai đoạn 2010 2013 thông qua chỉ số chất lượng nước WQI (Khóa luận tốt nghiệp)Đánh giá diễn biến chất lượng nước sông Cầm tại Huyện Đông Triều, tỉnh Quảng Ninh giai đoạn 2010 2013 thông qua chỉ số chất lượng nước WQI (Khóa luận tốt nghiệp)Đánh giá diễn biến chất lượng nước sông Cầm tại Huyện Đông Triều, tỉnh Quảng Ninh giai đoạn 2010 2013 thông qua chỉ số chất lượng nước WQI (Khóa luận tốt nghiệp)Đánh giá diễn biến chất lượng nước sông Cầm tại Huyện Đông Triều, tỉnh Quảng Ninh giai đoạn 2010 2013 thông qua chỉ số chất lượng nước WQI (Khóa luận tốt nghiệp)Đánh giá diễn biến chất lượng nước sông Cầm tại Huyện Đông Triều, tỉnh Quảng Ninh giai đoạn 2010 2013 thông qua chỉ số chất lượng nước WQI (Khóa luận tốt nghiệp)

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM

2010 – 2013 THÔNG QUA CHỈ SỐ CHẤT LƯỢNG NƯỚC WQI

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

Chuyên ngành : Khoa học môi trường

Giảng viên hướng dẫn : ThS Trương Thị Ánh Tuyết

Thái Nguyên, năm 2014

LỜI CAM ĐOAN 1.Em xin cam đoan: Luận văn “Đánh giá diễn biến chất lượng nước sông

Cầm, huyện Đông Triều, tỉnh Quảng Ninh giai đoạn 2010 - 2013 thông qua chỉ

số chất lượng nước WQI” này là do em thực hiện dưới sự hướng dẫn trực tiếp của

ThS Trương Thị Ánh Tuyết

2 Mọi tham khảo trong luận văn đều được trích dẫn rõ ràng tên em và đã

được ghi rõ nguồn gốc

3 Mọi sao chép không hợp lệ, vi phạm quy chế đào tạo hay gian trá em xin

chịu hoàn toàn trách nhiệm

Thái Nguyên, ngày tháng năm 2014

Sinh viên

Vương Mạnh Hùng

LỜI CẢM ƠN

Để hoàn thành khóa luận này trước hết em xin trân trọng cảm ơn các thầy

cô trong khoa môi trường, Trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên đã tạo mọi điều kiện thuận lợi cho em hoàn thành khóa luận này

Cho phép em được bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến ThS Trương Thị Ánh Tuyết giáo viên hướng dẫn đã tận tình giúp đỡ em trong suốt quá trình thực hiện

đề tài và hoàn thành khóa luận

Em xin chân thành cảm ơn Trung tâm Quan trắc và Phân tích Môi trường –

Sở Tài nguyên và Môi trường Quảng Ninh đã tận tình giúp đỡ và tạo điều kiện thuận lợi cho em trong quá trình thực tập để hoàn thành tốt khóa luận này

Cuối cùng em xin cảm ơn gia đình, bạn bè và đồng nghiệp đã luôn ở bên em

và tạo mọi điều kiện cho em trong suốt quá trình học tập, nghiên cứu và thực hiện bài khóa luận này

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 3.1: Thời gian và thông số quan trắc CLN sông Cầm từ năm 2006 đến

2012[10] 15

Bảng 3.2: Bảng quy định các giá trị qi, BPi [14] 17

Bảng 3.3: Bảng quy định các giá trị BPi và qi đối với DO% bão hòa [14] 18

Bảng 3.4: Bảng quy định các giá trị BPi và qi đối với thông số pH [14] 18

Bảng 3.5: So sánh chỉ số chất lượng nước [14] 19

Bảng 4.1: Lượng mưa trung bình nhiều tháng đo được tại Đông Triều (mm) [19] 23 Bảng 4.2: Lưu lượng dòng chảy sông Cầm [9] 25

Bảng 4.3: Các đặc trưng cơ bản về hình thái học dòng chính sông Cầm [9] 25

Bảng 4.4: Hiện trạng phát thải và xử lý nước thải tại các nhà máy xả thải rasông Cầm [10] 30

Bảng 4.5: Kết quả quan trắc một số thông số cơ bản của các nguồn thảivào sông Cầm [10] 31

Bảng 4.6: Bảng tính chỉ số WQI sông Cầm tại điểm NM1 40

Bảng 4.7: Bảng tính chỉ số WQI tại điểm NM2 41

Bảng 4.8: Bảng tính chỉ số WQI sông Cầm tại điểm NM3 42

Bảng 4.9: Bảng tính chỉ số WQI sông Cầm tại điểm NM4 43

Bảng 4.10: Bảng tính chỉ số WQI sông Cầm tại điểm NM5 44

Bảng 4.11: Bảng tính chỉ số WQI sông Cầm tại điểm NM6 45

Bảng 4.12: Bảng tính chỉ số WQI sông Cầm tại điểm NM7 46

Bảng 4.13: Bảng tính chỉ số WQI sông Cầm tại điểm NM8 47

Bảng 4.14: Bảng tính WQI năm 2010 - 2013 48

Bảng 4.15: So sánh ưu điểm và hạn chế của PP WQIvà PP đánh giá theo tiêu chuẩn truyền thống đối với CLN 50

Bảng 4.16: Vị trí các trạm quan trắc đề xuất 55

Bảng 4.17: Các thông số quan trắc đề xuất 56

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ

Hình 3.1: Bản đồ lưu vực sông Cầm [10] 12

Hình 3.2 Sơ đồ mạng điểm quan trắc môi trường trên sông Cầm [10] 13

Hình 4.1: Sơ đồ huyện Đông Triều [16] 20

Hình 4.2: Diễn biến pH trong nước sông Cầm 33

Hình 4.3: Diễn biến DO trong nước sông Cầm 34

Hình 4.4: Diễn biến thông số BOD5 trong nước sông Cầm 35

Hình 4.5: Diễn biến thông số COD trong nước sông Cầm 36

Hình 4.6: Diễn biến thông số Coliform trong nước sông Cầm 37

Hình 4.7: Diễn biến thông số TSS trong nước sông Cầm 37

Hình 4.8: Diễn biến thông số N-NH4+ trong nước sông Cầm 38

Hình 4.9: Diễn biến thông số P-PO43- trong nước sông Cầm 39

Hình 4.10: Diễn biến Độ đục trong nước sông Cầm 39

Hình 4.11: WQI sông Cầm năm 2010 và năm 2012 48

Hình 4.12: Sơ đồ bố trí trạm quan trắc môi trường nước trên sông Cầm 55

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT

A1 : Sử dụng tốt cho mục đích cấp nước sinh hoạt và các mục đích

khác như loại A2, B1 và B2

A2 : Dùng cho mục đích cấp nước sinh hoạt nhưng phải áp dụng công

nghệ xử lý phù hợp; bảo tồn động vật thủy sinh, hoặc các mục

đích sử dụng như loại B1 và B2

B1 : Dùng cho mục đích tưới tiêu thủy lợi hoặc các mục đích sử dụng

khác có yêu cầu CLN tương tự hoặc các mục đích sử dụng như loại B2

B2 : Giao thông thủy và các mục đích khác với yêu cầu CLN thấp BOD : Nhu cầu oxy sinh hóa (Biochemical Oxygen Demand)

BTNMT : Bộ Tài nguyên và Môi trường

CLN : Chất lượng nước

COD : Nhu cầu oxy hóa học (Chemical Oxygen Demand)

DO : Lượng oxy hoà tan (Dissolvel Oxygen)

KTXH : Kinh tế xã hội

PP : Phương pháp

QCVN : Quy chuẩn kỹ thuật môi trường Việt Nam

QLMT : Quản lý môi trường

TCMT : Tổng Cục môi trường

TCVN : Tiêu chuẩn Việt Nam

TNMT : Tài nguyên Môi trường

UBND : Ủy ban nhân dân

WQI : Chỉ số Chất lượng nước (Water Quality Index)

MỤC LỤC

PHẦN 1 MỞ ĐẦU - 1

1.1 Đặt vấn đề - 1

1.2 Mục tiêu nghiên cứu - 2

1.2.1 Mục tiêu chung - 2

1.2.2 Mục tiêu cụ thể - 2

1.2.3 Ý nghĩa của đề tài - 2

PHẦN 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU - 3

2.1 Tổng quan về nước mặt và ô nhiễm môi trường nước mặt - 3

2.1.1 Khái niệm và vai trò của tài nguyên nước mặt - 3

2.1.2 Ô nhiễm môi trường nước mặt - 3

2.2 Cơ sở đánh giá chất lượng nước và hiện trạng môi trường nước mặt ở Việt Nam - 6

2.2.1 Cơ sở đánh giá chất lượng nước - 6

2.2.2 Hiện trạng môi trường nước mặt ở Việt Nam - 7

2.3 Tổng quan các phương pháp đánh giá chất lượng thủy vực nước ngọt - 9

2.3.1 Phương pháp truyền thống trong đánh giá chất lượng nước thủy vực - 9

2.3.2 Phương pháp chỉ số chất lượng nước - 10

PHẦN 3: ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 12

3.1 Đối tượng, nội dung nghiên cứu - 12

3.1.1 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu - 12

3.1.2 Nội dung nghiên cứu - 12

3.1.3 Tổng hợp số liệu về đặc tính sông Cầm và CLN sông Cầm từ 2010 - 2013 - 13 3.1.4 Phương pháp xây dựng WQI - 15

PHẦN 4: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN - 20

4.1 Tổng quan hiện trạng môi trường lưu vực sông Cầm - 20

4.1.1 Đặc điểm môi trường tự nhiên - 20

4.1.2 Hiện trạng phát thải ô nhiễm trên lưu vực sông Cầm - 30

4.1.3 Tác động ô nhiễm đến chất lượng nước và hệ sinh thái sông Cầm - 32

4.2 Đánh giá diễn biến CLN theo kết quả quan trắc môi trường nước - 33

4.2.1 Đánh giá hiện trạng CLN sông Cầm qua kết quả quan trắc năm 2010 - 201333

4.3 Diễn biến chất lượng nước sông Cầm dựa trên WQI - 40

4.3.1 Kết quả tính toán WQI sông Cầm năm 2010 và 2013 theo phương pháp của TCMT - 40

4.4 So sánh ưu điểm của phương pháp chỉ số CLN WQI và phương pháp truyền thống - 49

4.5 Đề xuất các giải pháp bảo vệ môi trường chất lượng nước sông Cầm - 51

4.5.1 Giải pháp quản lý - 51

4.5.1.1 Quy hoạch môi trường - 51

4.5.1.2 Quản lý môi trường bằng công cụ pháp lý - 52

4.5.1.3 Nâng cao nhận thức về bảo vệ môi trường trong cộng đồng - 53

4.5.2 Giải pháp kỹ thuật nhằm giảm thiểu phát thải - 53

4.5.2.1 Đẩy mạnh sản xuất sạch hơn kết hợp với tái chế và tái sử dụng - 53

4.5.2.2 Kiểm soát nguồn phát thải ô nhiễm - 54

4.5.2.3 Giám sát môi trường - 54

PHẦN 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ - 57

5.1 Kết luận - 57

5.2 Kiến nghị - 58

TÀI LIỆU THAM KHẢO - 60

PHỤ LỤC - 62

bị ô nhiễm nặng Bảo vệ môi trường các lưu vực sông đang là yêu cầu bức thiết và

đang được quan tâm Trên địa bàn Huyện Đông Triều, sông Cầm có giá trị lớn đối

với việc cung cấp nước cho mục đích cấp nước sinh hoạt

Bên cạnh sự tích cực về mặt kinh tế, các cơ sở sản xuất công nghiệp gây ảnh hưởng tiêu cực đến môi trường và xã hội Trong thời gian gần đây có một số dự án,

cơ sở sản xuất công nghiệp hình thành dọc hai bên bờ sông Cầm hiện đã và đang xả nước thải vào nguồn nước và đang gây ra những ảnh hưởng tiêu cực đến CLN sông Việc đánh giá CLN sông Cầm thông qua việc quan trắc CLN và so sánh với Quy chuẩn Việt Nam (QCVN) đối với nước mặt đang được áp dụng chưa thể hiện

được rõ nét các diễn biến CLN theo thời gian, cũng như theo không gian

Phương pháp tiếp cận dựa trên chỉ số chất lượng nước WQI (Water Quality Index) cho phép tổng hợp các thông số CLN thành một chỉ số duy nhất để đánh giá diễn biến chất lượng sông Cầm thay đổi theo thời gian từ năm 2010 đến năm 2013, trên cơ sở đó có thể dự báo cho tương lai

Việc tiến hành nghiên cứu đề tài “Đánh giá diễn biến chất lượng nước sông Cầm tại Huyện Đông Triều, tỉnh Quảng Ninh giai đoạn 2010 - 2013 thông qua chỉ số chất lượng nước WQI” là rất cần thiết nhằm đánh giá diễn biến và xác

định chính xác mức độ ô nhiễm của sông, từ đó đưa ra các đề xuất với chính quyền địa phương các giải pháp quản lý

- Ứng dụng WQI để đánh giá diễn biên CLN sông Cầm

- Đề xuất các giải pháp bảo vệ môi trường nước sông Cầm

1.2.3 Ý nghĩa của đề tài

- Ý nghĩa trong học tập và nghiên cứu khoa học: Áp dụng thành thạo các phương pháp để đánh giá CLN vào thực tế cũng như tìm hiểu, áp dụng tốt phương pháp sử dụng chỉ số chất lượng nước WQI vào việc đánh giá diễn biến CLN trong nghiên cứu môi trường

- Ý nghĩa trong thực tiễn sản xuất: Kết quả nghiên cứu của đề tài đóng góp vào việc đẩy mạnh đối với việc phát triển kinh tế đi đôi với bảo vệ môi trường tại

địa phương, cụ thể là lưu vực sông Cầm, Huyện Đông Triều, tỉnh Quảng Ninh với

mong muốn ứng dụng công cụ quản lý môi trường mới trong công tác quản lý nhà nước về môi trường

PHẦN 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU

2.1 Tổng quan về nước mặt và ô nhiễm môi trường nước mặt

2.1.1 Khái niệm và vai trò của tài nguyên nước mặt

Môi trường: Theo Điều 3, Luật Bảo vệ Môi trường Việt Nam năm 2005: Môi

trường bao gồm các yếu tố tự nhiên và yếu tố vật chất nhân tạo quan hệ mật thiết với nhau, bao quanh con người, có ảnh hưởng tới đời sống, sản xuất, sự tồn tại, phát triển của con người và sinh vật [11]

Nước mặt: Theo Điều 2, Luật Tài nguyên nước số 17/2012/QH13: Nước mặt

là nước tồn tại trên mặt đất liền hoặc hải đảo [12].Nước mặt bao gồm các nguồn nước trong các hồ chứa, sông suối Do kết hợp giữa các dòng chảy trên bề mặt và thường xuyên tiếp xúc với không khí nên các đặc trưng của nước mặt là:

- Chứa khí hòa tan, đặc biệt là oxy; chứa nhiều chất rắn lơ lửng (riêng trường hợp nước trong các ao hồ, đầm lầy chứa chất rắn lơ lửng và chủ yếu ở dạng keo);

- Có hàm lượng chất hữu cơ cao, có sự hiện diện của nhiều loại tảo; chứa nhiều vi sinh vật

Vai trò của nguồn nước mặt:

- Cung cấp nước cho các hoạt động của con người, cho các nhà máy xử lý nước;

- Cung cấp nguồn năng lượng thủy điện, phục vụ tưới tiêu, nuôi trồng thủy sản;

- Tạo môi trường sống cho các vi sinh vật sống dưới nước;

- Góp phần điều hòa nhiệt độ, giao thông đường thủy trên sông

2.1.2 Ô nhiễm môi trường nước mặt

Khái niệm:

Ô nhiễm nước là sự thay đổi theo chiều xấu đi các tính chất vật lý-hóa sinh học của nước, với sự xuất hiện các chất lạ ở thể lỏng, rắn làm cho nguồn nước trở nên độc hại với con người và sinh vật, làm giảm độ đa dạng sinh học trong nước Xét về tốc độ lan truyền và quy mô ảnh hưởng thì ô nhiễm nước là vấn đề

học-đáng lo ngại hơn ô nhiễm đất

Hiến chương châu Âu về nước đã định nghĩa:

“Ô nhiễm nước là sự biến đổi nói chung do con người đối với CLN, làm nhiễm bẩn nước và gây nguy hiểm cho con người, cho nông nghiệp, nuôi cá, nghỉ ngơi, giải trí, cho động vật nuôi và các loài hoang dã” [17]

Theo bản chất các tác nhân gây ô nhiễm, người ta phân ra các loại ô nhiễm: ô nhiễm vô cơ, hữu cơ, ô nhiễm hóa chất, sinh học, ô nhiễm bởi các tác nhân vật lý

Nguyên nhân ô nhiễm nước:

Nước bị ô nhiễm là do sự phú dưỡng xảy ra chủ yếu ở các khu vực nước ngọt

và các vùng ven biển khép kín Do lượng muối khoáng và hàm lượng các chất hữu

cơ quá dư thừa làm cho các quần thể sinh vật trong nước không thể đồng hóa được Kết quả làm cho hàm lượng oxy trong nước giảm đột ngột, các khí độc tăng lên, tăng độ đục của nước, gây suy thoái thủy lực

• Nguyên nhân tự nhiên:

Là do mưa, tuyết tan, lũ lụt, gió bão hoặc do các sản phẩm hoạt động sống của sinh vật, kể cả các xác chết của chúng Cây cối, sinh vật chết đi, chúng bị vi sinh vật phân hủy thành chất hữu cơ Một phần sẽ ngấm vào lòng đất, sau đó ăn sâu

vào nước ngầm, gây ô nhiễm, hoặc theo dòng nước ngầm hòa vào dòng lớn

Nước lụt có thể bị ô nhiễm do hóa chất dùng trong nông nghiệp, kỹ nghệ hoặc

do các tác nhân độc hại của các khu phế thải Công nhân thu dọn lân cận các công trường kỹ thuật bị lụt có thể bị tác hại bởi nước ô nhiễm hóa chất

Ô nhiễm nước do các yếu tố tự nhiên (núi lửa, xói mòn, bão, lụt ) có thể rất nghiêm trọng, nhưng không thường xuyên và không phải là nguyên nhân chính gây suy thoái CLN toàn cầu

• Nguyên nhân nhân tạo:

Trong hoạt động sống của mình, con người đã thải vào môi trường xung quanh một khối lượng nước bẩn tương đương với khối lượng nước sạch đã được cung cấp Nước bẩn thải ra từ các khu dân cư, đô thị, thành phố, các nhà máy xí nghiệp v.v có chứa một khối lượng lớn chất bẩn rất đa dạng Khi nước bẩn chảy vào nguồn nước

sẽ làm thay đổi những đặc tính cơ bản của nguồn nước tự nhiên; như thay đổi tính chất cảm quan của nước, làm cho nước có màu, mùi đặc biệt, hoặc thay đổi thành phần hoá học của nước, làm tăng hàm lượng chất hữu cơ, muối khoáng xuất hiện các hợp chất độc hại, hoặc thay đổi hệ sinh vật trong nước, xuất hiện các loại vi khuẩn và virus gây bệnh Ngày nay, với mật độ dân đô thị ngày càng tăng, chính

phủ và cộng đồng ngày càng quan tâm tới lĩnh vực bảo vệ môi trường, mối liên quan giữa chất lượng môi trường và sức khoẻ ngày càng được hiểu rõ, những tổn thất kinh tế do ô nhiễm nước gây ra cũng được đánh giá chính xác hơn nên đã thúc

đẩy cải thiện các biện pháp áp dụng nhằm kiểm soát ô nhiễm[3]

- Từ sinh hoạt:

Nước thải sinh hoạt là nước thải phát sinh từ các hộ gia đình, bệnh viện, khách sạn, cơ quan, trường học, chứa các chất thải trong quá trình sinh hoạt, vệ sinh của con người

Nước thải đô thị là nước thải tạo thành do sự góp chung nước thải sinh hoạt, nước thải vệ sinh và nước thải của các cơ sở thương mại, công nghiệp nhỏ trong khu đô thị

- Từ hoạt động công nghiệp:

Nước thải công nghiệp là nước thải từ các cơ sở sản xuất công nghiệp, tiểu thủ công nghiệp, giao thông vận tải Hàm lượng nước thải của các ngành công nghiệp này có chứa xyanua (CN-), H2S, NH3 vượt hàng chục lần tiêu chuẩn cho phép nên

đã gây ô nhiễm nặng nề các nguồn nước mặt trong vùng dân cư Mức độ ô nhiễm

nước ở các khu công nghiệp, khu chế xuất, cụm công nghiệp tập trung là rất lớn

- Từ y tế:

Nước thải bệnh viện bao gồm nước thải từ các phòng phẫu thuật, phòng xét nghiệm, phòng thí nghiệm, từ các nhà vệ sinh, khu giặt là, rửa thực phẩm, bát đĩa, từ việc làm vệ sinh phòng cũng có thể từ các hoạt động sinh hoạt của bệnh nhân, người nuôi bệnh và cán bộ công nhân viên làm việc trong bệnh viện Điểm đặc thù của nước thải y tế có khả năng lan truyền rất mạnh các vi khuẩn gây bệnh, nhất là nước thải được xả ra từ những bệnh viện hay những khoa truyền nhiễm, lây nhiễm

- Từ hoạt động nông nghiệp:

Các hoạt động chăn nuôi gia súc; phân, nước tiểu gia súc, thức ăn thừa không qua xử lý đưa vào môi trường và các hoạt động sản xuất nông nghiệp khác; thuốc trừ sâu, phân bón từ các ruộng lúa, dưa, vườn cây, rau chứa các chất hóa học độc hại có thể gây ô nhiễm nguồn nước ngầm và nước mặt [12]

2.2 Cơ sở đánh giá chất lượng nước và hiện trạng môi trường nước mặt

ở Việt Nam

2.2.1 Cơ sở đánh giá chất lượng nước

Nước sông ngòi, ao hồ chứa nhiều các chất hữu cơ, vô cơ, các loại vi sinh vật khác nhau Tỷ lệ thành phần của các chất trên có trong một mẫu nước phản ánh CLN của mẫu Bố trí những vị trí lấy mẫu, phân tích định tính định lượng thành phần các chất trong mẫu nước trong phòng thí nghiệm là nội dung chủ yếu để đánh giá chất lượng và phát hiện tình hình ô nhiễm nguồn nước Có ba loại thông số phản ánh đặc tính khác nhau của CLN và thông số vật lý, thông số hóa học và thông số sinh học

Thông số hóa học:

Thông số hóa học phản ánh những đặc tính hóa học hữu cơ và vô cơ của nước

Đặc tính hóa hữu cơ của nước thể hiện trong quá trình sử dụng oxy hòa tan

trong nước của các loại vi khuẩn, vi sinh vật để phân hủy các chất hữu cơ

Nước tự nhiên tinh khiết hoàn toàn không chứa những chất hữu cơ nào cả Nước tự nhiên đã nhiễm bẩn thì thành phần các chất hữu cơ tăng lên các chất này luôn bị tác dụng phân hủy của các vi sinh vật Nếu lượng chất hữu cơ càng nhiều thì lượng oxy cần thiết cho quá trình phân hủy càng lớn, do đó lượng oxy hòa tan sẽ giảm xuống, ảnh hưởng đến quá trình sống của các sinh vật trong nước

Phản ánh đặc tính của quá trình trên, có thể dùng một số thông số sau:

+ Nhu cầu oxy sinh học BOD (mg/l)

+ Nhu cầu oxy hóa học COD (mg/l)

+ Nhu cầu oxy tổng cộng TOD (mg/l)

Trong các thông số, BOD là thông số quan trọng nhất, phản ánh mức độ nhiễm bẩn nước rõ rệt nhất

Đặc tính vô cơ của nước bao gồm độ mặn, độ cứng, độ pH, độ acid, độ kiềm,

lượng chứa các ion Mangan (Mn), Clo (Cl), đồng (Cu), kẽm (Zn), các hợp chất chứa Nito hữu cơ, amoniac (NH3, NO2, NO3) và phosphat (PO4)

Thông số sinh học:

Thông số sinh học của CLN gồm loại và mật độ các vi khuẩn gây bệnh, các vi sinh vật trong mẫu nước phân tích Đối với nước cung cấp cho sinh hoạt yêu cầu chất lượng cao, trong đó đặc biệt chú ý đến thông số này.[12]

Chỉ số chất lượng nước (WQI):

• Khái niệm chỉ số chất lượng nước (WQI):

- Chỉ số chất lượng nước (WQI): Là một chỉ số được tính toán từ các thông số quan trắc CLN, dùng để mô tả định lượng về CLN và khả năng sử dụng của nguồn nước đó; được biểu diễn qua một thang điểm

- WQI thông số (WQISI): là chỉ số chất lượng nước tính toán cho mỗi thông số

• Mục đích của việc sử dụng WQI:

- Đánh giá nhanh CLN mặt lục địa một cách tổng quát;

- Có thể được sử dụng như một nguồn dữ liệu để xây dựng bản đồ phân vùng CLN;

- Cung cấp thông tin môi trường cho cộng đồng một cách đơn giản, dễ hiểu, trực quan;

- Nâng cao nhận thức về môi trường [14]

2.2.2 Hiện trạng môi trường nước mặt ở Việt Nam

Hiện nay ở Việt Nam, tốc độ công nghiệp hoá và đô thị hoá khá nhanh và sự gia tăng dân số gây áp lực ngày càng nặng nề đối với tài nguyên nước trong vùng lãnh thổ Môi trường nước ở nhiều đô thị, khu công nghiệp và làng nghề ngày càng

bị ô nhiễm bởi nước thải, khí thải và chất thải rắn Ở các thành phố lớn, hàng trăm

cơ sở sản xuất công nghiệp đang gây ô nhiễm môi trường nước do không có công trình và thiết bị xử lý chất thải Ô nhiễm nước do sản xuất công nghiệp là rất nặng;

ở ngành công nghiệp dệt may, ngành công nghiệp giấy và bột giấy, nước thải

thường có độ pH trung bình từ 9-11; chỉ số nhu cầu ô xy sinh hoá (BOD), nhu cầu ô

xy hoá học (COD) có thể lên đến 700mg/1 và 2.500mg/1; hàm lượng chất rắn lơ lửng cao gấp nhiều lần giới hạn cho phép

Ở thành phố Thái Nguyên, nước thải công nghiệp thải ra từ các cơ sở sản xuất

giấy, luyện gang thép, luyện kim màu, khai thác than; về mùa cạn tổng lượng nước

thải khu vực thành phố Thái Nguyên chiếm khoảng 15% lưu lượng sông Cầu; nước thải từ sản xuất giấy có pH từ 8,4-9 và hàm lượng NH4 là 4mg/1, hàm lượng chất hữu cơ cao, nước thải có màu nâu, mùi khó chịu

Khảo sát một số làng nghề sắt thép, đúc đồng, nhôm, chì, giấy, dệt nhuộm ở Bắc Ninh cho thấy có lượng nước thải hàng ngàn m3/ngày không qua xử lý, gây ô nhiễm nguồn nước và môi trường trong khu vực

Tình trạng ô nhiễm nước ở các đô thị thấy rõ nhất là ở thành phố Hà Nội và thành phố Hồ Chí Minh ở các thành phố này, nước thải sinh hoạt không có hệ thống xử lý tập trung mà trực tiếp xả ra nguồn tiếp nhận (sông, hồ, kênh, mương) Mặt khác, còn rất nhiều cơ sở sản xuất không xử lý nước thải, phần lớn các bệnh viện và cơ sở y tế lớn chưa có hệ thống xử lý nước thải; một lượng rác thải rắn lớn trong thành phố không thu gom hết được… là những nguồn quan trọng gây ra ô nhiễm nước

Không chỉ ở Hà Nội, thành phố Hồ Chí Minh mà ở các đô thị khác như Hải Phòng, Huế, Đà Nẵng, Nam Định, Hải Dương… nước thải sinh hoạt cũng không

được xử lý độ ô nhiễm nguồn nước nơi tiếp nhận nước thải đều vượt quá tiểu chuẩn

cho phép (TCCP), các thông số chất lơ lửng (SS), BOD; COD; Ô xy hoà tan (DO)

đều vượt từ 5-10 lần, thậm chí 20 lần TCCP

Về tình trạng ô nhiễm nước ở nông thôn và khu vực sản xuất nông nghiệp, hiện nay Việt Nam có gần 76% dân số đang sinh sống ở nông thôn là nơi cơ sở hạ tầng còn lạc hậu, phần lớn các chất thải của con người và gia súc không được xử lý nên thấm xuống đất hoặc bị rửa trôi, làm cho tình trạng ô nhiễm nguồn nước về mặt hữu cơ và vi sinh vật ngày càng cao Theo báo cáo của Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn, số vi khuẩn FecalColiform trung bình biến đổi từ 1.500 - 3.500MNP/100ml ở các vùng ven sông Tiền và sông Hậu, tăng lên tới 3.800 - 12.500MNP/100ml ở các kênh tưới tiêu [9]

Trong sản xuất nông nghiệp, do lạm dụng các loại thuốc BVTV, các nguồn nước ở sông, hồ, kênh, mương bị ô nhiễm, ảnh hưởng lớn đến môi trường nước và sức khoẻ nhân dân

Theo thống kê của Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn (NN&PTNT), tổng diện tích mặt nước sử dụng cho nuôi trồng thủy sản đến năm 2012 của cả nước

là 1.059.000 ha [18]

Do nuôi trồng thuỷ sản ồ ạt, thiếu quy hoạch, không tuân theo quy trình kỹ thuật nên đã gây nhiều tác động tiêu cực tới môi trường nước Cùng với việc sử dụng nhiều và không đúng cách các loại hoá chất trong nuôi trồng thuỷ sản, thì các thức ăn dư lắng xuống đáy ao, hồ, lòng sông làm cho môi trường nước bị ô nhiễm các chất hữu cơ, làm phát triển một số loài sinh vật gây bệnh và xuất hiện một số tảo độc; thậm chí đã có dấu hiệu xuất hiện thủy triều đỏ ở một số vùng ven biển Việt Nam

Có nhiều nguyên nhân khách quan và chủ quan dẫn đến tình trạng ô nhiễm môi trường nước, như sự gia tăng dân số, mặt trái của quá trình công nghiệp hoá, hiện đại hoá, cơ sở hạ tầng yếu kém, lạc hậu, nhận thức của người dân về vấn đề môi trường còn chưa cao… Đáng chú ý là sự bất cập trong hoạt động quản lý, bảo

vệ môi trường Nhận thức của nhiều cấp chính quyền, cơ quan quản lý, tổ chức và

cá nhân có trách nhiệm về nhiệm vụ bảo vệ môi trường nước chưa sâu sắc và đầy

đủ; chưa thấy rõ ô nhiễm môi trường nước là loại ô nhiễm gây nguy hiểm trực tiếp,

hàng ngày và khó khắc phục đối với đời sống con người cũng như sự phát triển bền vững của đất nước

2.3 Tổng quan các phương pháp đánh giá chất lượng thủy vực nước ngọt

Quan trắc môi trường nước là hoạt động quan trọng trong công tác quản lý nhà nước về bảo vệ môi trường đã được các cơ quan ban ngành trực thuộc Bộ Tài Nguyên môi trường Việt Nam đưa vào thực hiện từ năm 1994 đến nay

Hoạt động quan trắc môi trường nhằm ghi nhận các thông tin về hiện trạng và diễn biến môi trường nhằm phục vụ cho việc xây dựng chiến lược, lập kế hoạch, chương trình BVMT

Quan trắc CLMT nước và không khí là hai hoạt động quan trắc môi trường chủ yếu hiện nay Công tác quan trắc môi trường thường bao gồm các bước cơ bản như sau:

- Thiết lập kế hoạch quan trắc

- Thiết lập mạng lưới quan trắc

- Lấy mẫu và đo đạc tại hiện trường

- Phân tích trong phòng thí nghiệm

- Xử lý số liệu

- Phân tích và đánh giá số liệu

- Viết báo cáo kết quả quan trắc

Kết quả quan trắc thường được so sánh với chỉ tiêu chất lượng môi trường để

đánh giá về mức độ ô nhiễm của môi trường Hiện nay, kết quả quan trắc đã được

sử dụng trong một số các mô hình tính toán để xây dựng các dự báo về diễn biến môi trường theo các kịch bản phát triển kinh tế xã hội tại địa phương

Nhược điểm của phương pháp đánh giá CLN thông qua việc so sánh kết quả quan trắc CLN với giới hạn cho phép của quy chuẩn Việt Nam hiện hành là:

- Khi đánh giá qua từng thông số riêng biệt sẽ không nói lên diễn biến chất lượng tổng quát của con sông (hay đoạn 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

điểm này với thời điểm 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 đánh giá hiệu quả đầu tư để bảo vệ nguồn nước và kiểm soát ô nhiễm nước…

- Khi đánh giá CLN qua các thông số riêng biệt, khi đó có thể có thông số đạt, thông số vượt, điều đó chỉ nói lên CLN đối với từng thông số riêng biệt Do đó, chỉ các nhà khoa học hoặc các nhà chuyên môn mới hiểu được Vì vậy, khó thông tin về tình hình CLN cho cộng đồng dân chúng, gây khó khăn khi các nhà quản lý đưa ra các quyết định phù hợp về bảo vệ, khai thác nguồn nước [17]

2.3.2.1 Tổng quan phương pháp

a Khái niệm

Chỉ số chất lượng nước (Water Quality Index – WQI) là một trong các loại chỉ số môi trường (Environmental Index), được tính toán từ các thông số quan trắc CLN, dùng để mô tả định lượng về CLN và khả năng sử dụng nguồn nước đó Chỉ

số chất lượng nước được biểu diễn qua thang điểm từ 0 đến 100 [14]

Phương pháp đánh giá CLN thông qua chỉ số WQI đã khắc phục được các nhược điểm của phương pháp so sánh với quy chuẩn Phương pháp WQI có khả năng phân loại mức độ ô nhiễm của nguồn nước trên thang điểm

b Kinh nghiệm xây dựng WQI của một số quốc gia trên thế giới

Trên thế giới đã có rất nhiều quốc gia đã đưa áp dụng WQI vào thực tiễn, cũng như có nhiều các nhà khoa học nghiên cứu về các mô hình WQI

Hoa Kỳ: WQI được thực hiện từ những năm 70 của thế kỷ 20 và hiện đã

được xây dựng cho mỗi bang, đa số các bang tiếp cận theo phương pháp của Quỹ

Vệ sinh Quốc gia Mỹ (National Sanitation Foundation – NSF) – gọi tắt là WQI – NSF Đây cũng là bộ chỉ số được áp dụng tại nhiều quốc gia

Châu Âu: Các quốc gia ở châu Âu chủ yếu được xây dựng phát triển từ

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

Các quốc gia Malaysia, Ấn Độ phát triển từ WQI – NSF, nhưng mỗi quốc

gia có thể xây dựng nhiều loại WQI cho từng mục đích sử dụng [5]

2.2.2.2 Tình hình nghiên cứu và xây dựng WQI ở Việt Nam

Tại Việt Nam đã có nhiều nghiên cứu và đề xuất và áp dụng về bộ chỉ số chất lượng nước như các WQI-2 và WQI-4 được sử dụng để đánh giá số liệu CLN trên sông Sài Gòn tại Phú Cường, Bình Phước và Phú An trong thời gian từ 2003

đến 2007.Một số nghiên cứu điển hình như sau:

- Nghiên cứu của TS Tôn Thất Lãng, sử dụng chỉ số chất lượng nước (WQI)

để đánh giá và phân vùng CLN sông Hậu năm 2008 [5]

- Mô hình WQI đưa ra bởi PGS TS Lê Trình: [13]

Đề tài “Nghiên cứu phân vùng CLN theo các chỉ số chất lượng nước (WQI) và đánh giá khả năng sử dụng các nguồn nước sông, kênh rạch ở vùng thành phố Hồ

Chí Minh” năm 2008 do PGS TS Lê Trình làm chủ nhiệm là một trong những nghiên cứu đầu tiên ở Việt Nam về phân vùng CLN theo WQI

Gần đây nhất Tổng cục Môi trường đã chính thức ban hành Sổ tay hướng dẫn kỹ thuật tính toán chỉ số chất lượng nước theo Quyết định số 879/QĐ-TCMT ngày 01 tháng 07 năm 2011 với mục đích: đánh giá nhanh CLN mặt lục địa một cách tổng quát; Có thể được sử dụng như một nguồn dữ liệu để xây dựng bản đồ phân vùng CLN; cung cấp thông tin môi trường cho cộng đồng một cách đơn giản,

dễ hiểu, trực quan; nâng cao nhận thức về môi trường [14]

Tổng quan các phương pháp đánh giá chất lượng thủy vực nước ngọt cho thấy rằng phương pháp WQI là một công cụ tiềm năng trong đánh giá và phân loại CLN thủy vực

PHẦN 3

ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

3.1 Đối tượng, nội dung nghiên cứu

3.1.1 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

• Đối tượng: CLN sông Cầm

• Phạm vi: Lưu vực sông Cầm, huyện Đông Triều, tỉnh Quảng Ninh

+ Bản đồ sông Cầm:

Hình 3.1: Bản đồ lưu vực sông Cầm [10]

-Thu thập, tổng hợp số liệu về đặc tính sông Cầm và CLN sông Cầm từ 20010 – 2013

-Tính toán giá trị WQI dựa trên các số liệu thu thập và số liệu quan trắc

-Ứng dụng WQI để đánh giá diễn biên CLN sông Cầm

-Đề xuất các giải pháp bảo vệ môi trường nước sông Cầm

3.2 Phương pháp nghiên cứu

+ Mạng điểm quan trắc:

Vị trí các điểm quan trắc được lựa chọn dựa trên cơ sở dự báo ảnh hưởng của các nguồn thải và quá trình phát tán các chất ô nhiễm vào nguồn nước mặt trên dòng chính của sông Cầm, bên cạnh đó mạng điểm quan trắc cũng bao gồm đại diện cho các khu vực lưu vực sông từ thượng nguồn, trung nguồn và hạ nguồn Đây cũng

là cơ sở đánh giá, so sánh CLN và mức độ ảnh hưởng của các cơ sở sản xuất công nghiệp dọc hai bên lưu vực sông

Hình 3.2 Sơ đồ mạng điểm quan trắc môi trường trên sông Cầm [10]

Cụ thể các vị trí như sau:

+ N1 (tọa độ: 21005’44.99”N; 106034’02.16”E): Thượng nguồn sông Cầm, khu vực này không bị ảnh hưởng bởi các hoạt động sản xuất nông nghiêp, các cơ sở sản xuất công nghiệp Nước khá trong, sạch Mẫu được lấy cách bờ 5m, độ sâu 0,3m

+ N2 (tọa độ: 21005’31.60”N; 106033’12.49”E): Thượng nguồn sông Cầm gần vị trí xây dựng nhà máy nhiệt điện Mạo Khê Đây là điểm trước khi tiếp nhận các nguồn thải từ các hoạt động của Dự án Nhà máy nhiệt điện Mạo Khê Vào thời

điểm mùa mưa, khu vực bị ảnh hưởng bởi nước mặt tại khu vực đang thi công nhà

máy, nước đục Vị trí lấy mẫu giữa dòng, độ sâu khoảng 0,3m

+ N3 (tọa độ: 21005’26.06”N; 106032’01.80”E): Sông Cầm gần cảng và Nhà máy sản xuất gạch Đất Việt Khu vực chịu ảnh hưởng trực tiếp từ việc tiếp nhận các nguồn nước thải của nhà máy gạch, hoạt động giao thông thủy tại cảng Khu vực này có bề rộng lớn nhất của sông tạo thành dạng hồ và là nơi lắng đọng các chất rắn

lơ lửng khá tốt Dòng chảy với tốc độ thấp hơn so với khu vực thượng và hạ lưu của sông Vị trí lấy mẫu cách cảng khoảng 500m, độ sâu 0,3m

+ N4 (tọa độ: 21004’32.44”N; 106032’03.52”E): Cách cầu Cầu Cầm khoảng 100m về phía Bắc, đây là khu vực trung lưu của sông nơi tiếp nhận và hòa loãng của nhiều các dòng thải từ các nguồn thải dọc hai bên bờ sông Đây là một trong các

vị trí được coi là đánh giá CLN của sông tốt nhất Tại thời điểm quan trắc nước có mầu đục của phù sa Vị trí lấy mẫu giữa dòng, với độ sâu khoảng 0,3m

+ N5 (tọa độ: 21004’21.88”N; 106032’04.98”E): Đoạn cầu Cầm (Qua đường 18A), thuộc khu vực trung lưu của sông, dòng chảy bắt đầu thu hẹp vì thế tốc độ dòng chảy tăng so với khu vực thượng nguồn Khu vực này các dòng chảy được hòa lẫn các nguồn thải khu vực phía thượng nguồn Bên cạnh đó khu vực này còn có hoạt

động của cảng vật liệu xây dựng Vị trí lấy mẫu giữa dòng, cách mặt khoảng 0,3m

+ N6 (tọa độ: 21004’23.19”N; 106032’28.46”E): Cách cầu Cầm khoảng 100m về phía Nam (hạ nguồn), khu vực hai bên đoạn sông này không có cơ sở sản xuất công nghiệp xả thải vào sông Khu vực tiếp nhận các nguồn thải từ cánh đồng sản xuất nông nghiệp, khu vực nuôi trồng thủy sản Tại một số cống xả từ các khu vực trên, nước trong hơn so với nước sông Vị trí lấy mẫu cách xa các cửa cống này tại khu vực giữa dòng, độ sâu khoảng 0,3m

+ N7 (tọa độ: 21004’08.76”N; 106032’55.99”E): Phía hạ nguồn sông, nơi tập trung một số cảng vật liệu xây dựng nhỏ và có hoạt động giao thông thủy trên sông Khu vực tiếp nhận các nguồn thải từ sản xuất nông nghiệp và nuôi trồng thủy sản Nước khu vực này khá đục bởi phù sa Vị trí lấy mẫu cách bờ khoảng 5m, sâu khoảng 0,3m

+ N8 (tọa độ: 21005’35.77”N; 106032’17.61”E): Hạ nguồn sông trước khi đổ vào sông Đá Vách Với chiều dài khoảng 4km đoạn sông này không có cơ sở sản xuất công nghiệp hoặc cảng, chỉ có giao thông thủy Hai bên lưu vực là các cánh

đồng và khu nuôi trồng thủy sản Vị trí lấy mẫu cách bờ 5m, cách xa các cửa xả của

các hồ ao và mương dẫn nước cấp nông nghiệp.[10]

Thời gian quan trắc:

Để có cơ sở đánh giá CLN sông Cầm, em đã tham khảo kết quả quan trắc

môi trường nhiều năm trong Báo cáo Hiện trạng môi trường tỉnh Quảng Ninh từ năm 2010 đến 2013

Số liệu được hồi cứu từ năm 2010 đến 2013, tần suất quan trắc: 1 lần/1 năm Các đợt quan trắc trong năm 2010 và 2013 được thực hiện vào thời điểm nước cường

Bảng 3.1: Thời gian và thông số quan trắc CLN sông Cầm từ

năm 2006 đến 2012[10]

2010 Ngày 9/5 Nhiệt độ, pH, DO, độ đục, TSS,

BOD5, COD, N-NH4, P-PO4,

Coliform

3.2.2 Phương pháp xây dựng WQI

Áp dụng Quy trình xây dựng WQI do Tổng cục Môi trường ban hành [14]:

Phạm vi áp dụng: Tính toán chỉ số chất lượng nước từ số liệu quan trắc môi

trường nước mặt lục địa

Các nguyên tắc xây dựng chỉ số chất lượng nước WQI

Có thể được sử dụng như một nguồn dữ liệu để xây dựng bản đồ phân vùng CLN

Cung cấp thông tin môi trường cho cộng đồng một cách đơn giản, dễ hiểu,

trực quan

Nâng cao nhận thức môi trường

Các yêu cầu đối với việc tính toán WQI

WQI được tính toán cho số liệu của từng điểm quan trắc

WQI thông số được tính toán cho từng thông số quan trắc Mỗi thông số sẽ

được xác định được một giá trị WQI cụ thể, từ đó tính toán WQI để đánh giá CLN

của điểm quan trắc

Thang đo giá trị WQI được chia thành các khoảng nhất định Mỗi khoảng

- 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 đánh giá CLN

Bước 1: Thu thập, tập hợp số liệu quan trắc

Số liệu quan trắc được thu thập phải đảm bảo các yêu cầu sau:

Số liệu quan trắc sử dụng để tính WQI là số liệu của quan trắc nước mặt lục

địa theo đợt đối với quan trắc định kỳ hoặc giá trị trung bình của thông số trong

một khoảng thời gian xác định đối với quan trắc liên tục

Các thông số được sử dụng để tính WQI thường bao gồm các thông số: DO, nhiệt độ, BOD5, COD, N – NH4, P – PO4, TSS, Độ đục, Tổng Coliform, pH

Số liệu quan trắc được đưa vào tính toán đã qua xử lý, đảm bảo đã loại bỏ các giá trị sai lệch, đạt yêu cầu đối với quy trình quy phạm về đảm bảo và kiểm soát

chất lượng số liệu

Bước 2: Tính toán WQI thông số

Tính toán WQI thông số:

WQI thông số (WQISI) được tính toán cho các thông số BOD5, COD, N –

NH4, P – PO4, TSS, Độ đục, Tổng Coliform theo công thức như sau:

WQISI = qi – qi+1(BPI+1 – Cp) + qi+1 (công thức 1)

BPi+1 - BPi

Trong đó:

- qi: Giá trị WQI ở mức i đã cho trong bảng tương ứng với giá trị BPi

- qi+1: Giá trị WQI ở mức i đã cho trong bảng tương ứng với giá trị BPi+1

- Cp: Giá trị của thông số quan trắc được đưa vào tính toán

Bảng 3.2: Bảng quy định các giá trị qi, BPi [14]

N-NH4 (mg/l)

P-PO4 (mg/l)

Độ đục

(NTU)

TSS (mg/l)

Coliform (MPN/100ml)

T: nhiệt độ môi trường nước tại thời điểm quan trắc (0C)

Tính giá trị DO% bão hòa:

DO% bão hòa = (DOhòa tan/ DObão hòa)100

+ DOhòa tan: giá trị DO quan trắc được (mg/l)

(2): Tính giá trị WQIDO

WQISI = qi+1– qi(Cp– BPI+1) + qi (công thức 2)

BPi+1 - BPiTrong đó:

CP: giá trị DO % bão hòa

BPi, BPi+!, qi, qi+!: là giá trị tương ứng với mức i, i+1 trong bảng 2.3

Bảng 3.3: Bảng quy định các giá trị BPi và qi đối với DO% bão hòa [14]

BPi ≤20 20 50 75 88 112 125 150 200 ≥200

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

Nếu 20 < DO% bão hòa < 80 thì WQIDO được tính theo công thức 2 và sử dụng

bảng 2.2

Nếu 88 ≤ DO% bão hòa ≤ 112 thì WQIDO = 100

Nếu 112 < DO% bão hòa < 200 thì WQIDO được tính theo công thức 1 và sử dụng bảng 2.4

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

Tính giá trị WQI đối với thông số pH

Bảng 3.4: Bảng quy định các giá trị BPi và qi đối với thông số pH [14]

BPi ≤5.5 5.5 6 8.5 9 ≥9

Nếu giá trị pH ≤ 5.5 thì WQIpH = 1

Nếu 5.5 < pH< 6 thì WQIpH được tính theo công thức 2 và sử dụng bảng 2.3

Nếu 6 ≤ pH≤ 8.5 thì WQIpH = 100

Nếu 8.5 < pH< 9 thì WQIpH được tính theo công thức 1 và sử dụng bảng 2.3 Nếu giá trị pH ≥ 9 thì WQIpH = 1

Bước 3: 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:

3 / 1 2

1

5

1 5

a

pH

WQI WQI

WQI

WQI WQI

Trong đó:

WQIa: giá trị WQI đã tính toán với 5 thông số BOD5, COD, N – NH4, P –

PO4, Tổng Coliform

WQIb: giá trị WQI tính toán đối với 2 thông số TSS, độ đục

WQIc: giá trị WQI tính toán với thông số Tổng Coliform

WQIpH: giá trị WQI tính toán với thông số pH

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

Bước 4: So sánh chỉ số chất lượng nước đã được tính toán với bảng đánh giá

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

Bảng 3.5: So sánh chỉ số chất lượng nước [14]

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

76 – 90 Sử dụng tốt cho mục đích nước sinh hoạt

nhưng cần các biện pháp xử lý Xanh lá cây

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

đích tương đương khác Vàng

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

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

4

PHẦN 4 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN

4.1 Tổng quan hiện trạng môi trường lưu vực sông Cầm

4.1.1 Đặc điểm môi trường tự nhiên

4.1.1.1 Vị trí địa lý

Sông Cầm là một trong bốn sông lớn nhất của tỉnh Quảng Ninh gồm sông Diễn Vọng, sông Tiên Yên, sông Ka Long và sông Cầm, trong đó sông Cầm nằm giữa huyện Đông Triều, tỉnh Quảng Ninh Dưới đây là sơ đồ huyện Đông Triều thuộc tỉnh Quảng Ninh

Hình 4.1: Sơ đồ huyện Đông Triều [16]

Thượng lưu sông Cầm chảy qua các xã Tràng Lương, Bình Khê, đây là các

xã miền núi nằm phía Bắc của huyện Đông Triều Các xã trên có địa hình đồi núi cao, phần lớn diện tích là rừng tự nhiên hoặc rừng trồng và không có cơ sở sản xuất công nghiệp

Khu vực trung lưu sông Cầm chảy qua các xã Tràng An, Xuân Sơn Đây là các địa phương có các cơ sở sản xuất công nghiệp lớn đang và sẽ ảnh hưởng đến CLN sông Cầm Các cơ sở điển hình như: Dự án nhà máy nhiệt điện Mạo Khê, Nhà

máy gạch Đất Việt và cảng, Nhà máy gạch Thuận Thành và cảng, Nhà máy gạch

Đông Triều Các cơ sở này đã, đang và sẽ đưa nước thải, chất thải vào dòng chảy

của sông Đây là một trong các vấn đề quan trọng, ảnh hưởng trực tiếp đến CLN sông và các vấn đề bảo nguồn nước, bảo vệ môi trường của lưu vực này

Hạ lưu sông chảy qua xã Kim Sơn và Hưng Đạo trước khi đổ ra sông Đá Vách Dọc theo hạ lưu sông Cầm không có cơ sở sản xuất công nghiệp, chủ yếu là các khu vực sản xuất nông nghiệp, trồng lúa và hoa mầu [16]

4.1.1.2 Địa hình, địa mạo

Các đỉnh núi lớn ở cánh cung Đông Triều được cấu tạo bằng đá phun trào rhyolite Các đỉnh cao nhất là núi Khoáng Nam Châu Lãnh cao 1.507 m và núi Cao Xiêm cao 1.330 m Phía Nam của cánh cung thấp hơn phía bắc; có các đỉnh cao đáng kể là núi Yên Tử và núi Am Váp Vùng đồi đá phiến giữa hai dãy Nam Mẫu và Bình Liêu có độ cao tương đối đồng đều, chừng 200-300 m, một số điểm cao 500 m Xen giữa vùng này là một vài lòng chảo giữa núi ở hai bên các sông Phố

Cũ và sông Ba Chẽ Phía mặt lõm của cánh cung Đông Triều (tức phía tây) là vùng

đồi núi thấp Lục Ngạn Có thể chia sông Cầm bao gồm 3 dạng địa hình chính sau đây [16]:

- Vùng thung lũng bãi bồi: phân bố dọc theo sông suối trên lưu vực Đây là vùng đất thấp, phù sa mới, phì nhiêu, bằng phẳng, độ cao trung bình khoảng 3,6 – 4,2m so với mực nước biển

- Vùng địa hình bằng phẳng: nằm phía hạ lưu sông, địa hình bằng phẳng và

là các cánh đồng sản xuất nông nghiệp thuộc xã Hưng Đạo Vùng này có độ dốc thấp khoảng 1%

- Vùng địa hình đồi thấp có lượn sóng: nằm trên các nền phù sa cổ, chủ yếu

là các đồi thấp với đỉnh bằng phẳng, độ dốc khoảng 3% độ, độ cao phổ biến từ 4,5 – 6,7m và là thượng lưu, nơi tập hợp các dòng chảy hình thành lên sông Cầm

Trong thời gian gần đây, địa hình tự nhiên này đang bị biến động mạnh chủ yếu do phát triển kinh tế - xã hội của địa phương như: công nghiệp nhiệt điện, công nghiệp khai thác và chế biến khoáng sản (than và sét), hoạt động cảng và giao thông thủy, sản xuất nông nghiệp [19]

4.1.1.3 Địa chất

- Cấu tạo địa chất: Bao gồm các lớp đát đá như sau: Trên cùng là lớp đất mầu phù sa, tích lũy trong quá trình phong hóa, sau đó đến lớp trầm tích đệ tứ (chủ yếu

là các lớp đất sét, á sét, cát sỏi) có bề dày khoảng 26,4 – 44,5m

- Địa tầng và tính chất cơ lý chính khu vực như sau (từ trên xuống dưới): + Lớp 1: Đất phù sa phục vụ sản xuất nông nghiệp có chiều dầy từ 0,3 – 0,7m, lớp này phân bố toàn khu vực trải dài từ thượng nguồn sông Cầm đến Hạ lưu sông Trong đó chiều dầy của lớp này tăng từ phía thượng nguồn đến hạ nguồn sông Cầm + Lớp 2: Đất sét màu đen, sám vàng đốm đỏ, có lẫn ít sạn nhỏ thạch anh, ở trạng thái cứng Lớp này phân bố trên toàn bộ diện tích khu vực và có chiều dày biến đổi từ 12m – 6,8m

+ Lớp 3: Cát hạt to, mầu xám vàng, xám trắng, lẫn ít sỏi sạn thạch anh, có trạng thái chặt vừa, bão hòa nước lớp cát này phân bố đều khắp toàn khu vực, có bề dầy 3,1m đến 18,4m

+ Lớp 4: Sét pha mầu xám xanh, xám trắng, vân vàng, có lẫn ít sỏi sạn nhỏ thạch anh, xen kẹp trong lớp đất này có các lớp xét mỏng, dạng thần kinh Lớp này

ở trạng thái cứng, phân bố khắp khu vực huyện Đông Triều, có bề dày biến đổi từ

2,1m đến 8,6m

+ Lớp 5: Cát lẫn sỏi sạn, có mầu xám vàng, xám trắng, chặt vừa, bão hòa nước Lớp này phân bố hầu khắp huyện, có bề dầy thay đổi lớn, từ 1,3 đến 12,3m + Lớp 6: Đá gốc phong hóa nặng thành bột kết, mầu xám xanh, đốm đỏ, nứt

nẻ nhiều, hơi cứng, chỉ gặp ở vài nơi ở độ sâu 38,5 đến 44,5m, có bề dầy lớn

+ Lớp 7: Đá gốc phong hóa nặng thành cát kết, mầu xám xanh, xám trắng, hơi cứng, chỉ bắt gặp ở vài nơi, tại độ sâu 26,4 – 33,4m, có bề dầy khá lớn nhưng chưa xác định được [9]

- Nhiệt độ trung bình tháng cao nhất trong năm là tháng 6, 7: 28,20C – 28,80C, tháng có nhiệt độ thấp nhất là tháng 1 và tháng 2: 14,60C – 15,10C

- Nhiệt độ cao nhất tuyệt đối: 380C

- Nhiệt độ thấp nhất tuyệt đối: 80C [20]

Bảng 4.1: Lượng mưa trung bình nhiều tháng đo được

tại Đông Triều (mm) [19]

Tháng 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Tổng

Lượng

mưa 20,6 22,7 47,1 81,3 204,3 215,1 243,2 307,4 201,7 106 40,6 21,4 1.511,4

Độ ẩm không khí trung bình hàng năm là 83%, độ ẩm không khí thường thay

đổi theo mùa và các tháng trong năm, cao nhất vào tháng 3, tháng 4 đạt 87%, thấp

nhất vào tháng 11, 12 đạt 77% [19]

4.1.1.5 Đa dạng sinh học

Động vật thủy sinh:

- Lưu vực sông Cầm do ảnh hưởng thủy triều tạo thành vùng nước lợ vì vậy

có nhiều loại động vật đặc hữu có giá trị đa dạng sinh học và giá trị kinh tế như: + Rươi (giun nhiều tơ – Polychaeta, thuộc Họ Rươi (danh pháp khoa học: Nereidae, đôi khi viết thành Nereididae Bao gồm khoảng 500 loài, được phân thành 42 chi, chủ yếu là các loài giun biển và nước lợ Tên gọi phổ biến của các loài thuộc họ này trong tiếng Việt là Rươi Đây là loài có giá trị dinh dưỡng và kinh tế khá cao thường xuất hiện 20 tháng 9 và 5 tháng 10 âm lịch

+ Cáy: phân bố khắp lưu vực sông Cầm, Cáy được sử dụng nấu canh và làm mắm, đây là một trong các đặc sản của Đông Triều Hiện nay các khu vực trũng dọc

theo hai bên sông Cầm được chính quyền địa phương quy hoạch thành các khu vực trồng lúa, kết hợp với nuôi cáy tự nhiên đem lại hiệu quả kinh tế cao cho nông dân + Cá Ngần: là loại cá cơm sống vùng cửa sông, nước lợ, kích thước bằng

đầu đũa, toàn thân trắng ngần Ăn rất ngon, xương giòn Cá Ngần thường sống tầng

nước mặt, phân bố khá nhiều tại khu vực trung và hạ lưu sông

+ Ngoài các loài trên khu vực sông Cầm còn có các loài cá đặc trưng của vùng nước lợ như: Cá Chép, cá Diếc, cá Trê, cá nheo, cá rô,… các loài giáp xác như: tôm, tép,… các loài hai mảnh như: trai, hến,… các loài da trơn như lươn, trạch,… Do sông Cầm có đa dạng sinh học đã hình thành nghề đánh bắt và nuôi trồng thủy sản trên lưu vực sông Cầm [9]

4.1.1.6 Đặc điểm thủy văn

a Nước mặt:

Sông Cầm bắt nguồn từ sườn phía Nam của dẫy núi Yên Tử có độ cao

khoảng 800 – 1000m chảy qua các xã Thượng Yên Công (Uông Bí), xã Tràng Lương và Bình Khê sau đó hình thành sông chính chảy qua các xã Đức Chính, Hưng Đạo (huyện Đông Triều) Sông Cầm uốn khúc quanh có rồi đổ vào sông Đá Vách rồi đổ ra biển

Lưu vực sông Cầm: Phía thượng nguồn có địa hình cao, độ dốc lưu vực và

độ dốc lòng sông tương đối lớn, nhất là các suối nhánh đổ vào sông Cầm có độ dốc

lớn Lưu vực sông có hình dạng cái lược, độ dài sông chính ngắn và chảy theo hướng Đông – Tây Chỉ trên đoạn sông chính dài khoảng 19,5km với cao độ lòng sông từ hạ lưu lên thượng lưu chỉ là 10 – 60m đã có tới 6 con suối lớn dài khoảng từ

8 – 10km, bắt nguồn từ phía Nam Yên Tử với độ cao từ 800 – 1000m đổ trực tiếp theo hướng Bắc – Nam

Hồ Bến Châu: là hồ nước ngọt cung cấp nước sản xuất nông nghiệp cho dân

địa phương Các thông số chính của hồ như sau:

- Dung tích chứa: 8,9 triệu m3

- Mực nước cao nhất: 29,6m

- Mực nước thấp nhất: 17,7m

- Diện tích mặt hồ: 105ha (ứng với mực nước cao nhất)

Ngoài hồ Bến Châu trên địa bàn huyện Đông Triều còn có hồ An Sinh, hồ Khe Chè nằm phía Tây Bắc huyện với dung tích nước khá lớn trong đó hồ Khe Chè

với dung tích 15,4 triệu m3, là nguồn cung cấp nướt ngọt cho sản xuất nông nghiệp của huyện và dự trữ cấp nước cho Dự án nhà máy nước sạch Đông Triều Bên cạnh

đó khu vực phía Đông Bắc huyện còn một số hồ khá lớn như Khe Ươn 1, Khe Ươn

2, hồ Nội Hoàng, Dộc Chày, Yên Dưỡng,… hầu hết các hồ này bị ảnh hưởng bởi nước thải từ các mỏ than Mạo Khê, Khe Chuối, Hồ Thiên [9]

b Đặc điểm hình thái của sông Cầm

Theo kết quả đo đạc từ Trung tâm Dự báo khí tượng thủy văn Quảng Ninh thì lưu lượng dòng chảy của sông Cầm phụ thuộc vào thủy triều lên xuống trong ngày

và đặc biệt theo mùa Về mùa mưa lưu lượng dòng chảy có thể lên đến 190m3/s

Bảng 4.2: Lưu lượng dòng chảy sông Cầm [9]

3

/s) Tối thiểu Trung bình Tối đa

c Vai trò của sông Cầm và quy hoạch sử dụng nước:

Sông Cầm có vai trong quan trọng đối với quá trình phát triển kinh tế xã hội của huyện Đông Triều, là nguồn cung cấp nước tưới tiêu chính cho các xã Hưng

Đạo, Đức Chính, Tràng An, Bình Khê,… tạo phù sa cho các cánh đồng sản xuất

nông nghiệp Ngoài ra sông Cầm còn đóng vai trò tiêu thoát nước cho huyện Đông Triều trong mùa mưa lũ.Theo báo cáo quy hoạch phát triển kinh tế - xã hội huyện

Đông Triều đến năm 2015 tầm nhìn 2020, nhấn mạnh việc ưu tiên khai thác các thế

mạnh của địa phương Sông Cầm có các thế mạnh phục vụ phát triển kinh tế như sau:

- Bảo vệ CLN sông Cầm phục vụ tưới tiêu cho một phần diện tích nông nghiệp cho địa phương, trong đó tăng cường quản lý nhà nước trong việc quy hoạch các dự án gần sông và sử dụng nước sông Các dự án phải lập báo cáo đánh giá tác

động môi trường và có hệ thống xử lý nước thải đạt quy chuẩn hiện hành trước khi

xả thải vào nguồn nước

- Phát huy lợi thế, kinh tế từ sông Cầm mang lại, trong đó đưa diện tích đất ngập nước hiệu quả thấp chuyển sang nuôi trồng thủy sản, nuôi cáy và rươi

- Phát triển giao thông thủy trên lợi thế luồng lạch sông Cầm nối với sông Đá Vách, Kinh Thầy với hệ thống giao thông thủy nội địa khu vực phía Bắc và khu vực nội tỉnh [19]

d Nước ngầm:

Nước ngầm ở huyện Đông Triều phân bố hầu khắp trên địa bàn huyện, đặc biệt các xã đồng bằng nằm phía Nam huyện Kết quả khảo sát thực tế tại các xã Hồng Phong, Hưng Đạo, Đức Chính,… như sau:

+ Ở độ sâu của giếng đào từ 2 – 4m so với mặt đất là đã có nước, tuy nhiên CLN chưa được tốt và chủ yếu là ảnh hưởng bởi các hoạt động sinh hoạt, sản xuất trên phía mặt đất

+ Độ sâu từ 5 – 10m lượng nước khá lớn, không phụ thuộc vào mùa, tại các

xã như Bình Khê, Tràng Lương, Đức Chính,… CLN khá tốt Theo số liệu quan trắc của Trung tâm Quan trắc và Phân tích Môi trường Quảng Ninh thì nước ngầm nằm trong giới hạn cho phép của QCVN 09:2008/BTNMT - Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về CLN ngầm Tại một số giếng của các hộ dân thuộc xã Hồng Phong, Đức Chính, Hưng Đạo,… (gần lưu vực sông Cầm) thì có độ chua và mặn (dưới 5%0) + Tại các giếng khoan có độ sâu dưới 15m đều cho CLN tốt và lượng nước khá dồi dào [10]

4.1.2 Điều kiện xã hội huyện Đông Triều thuộc lưu vực sông Cầm

4.1.2.1 Đặc điểm Kinh tế

Hoạt động công nghiệp

Công nghiệp là một thế mạnh của huyện Đông Triều, được thiện nhiên đặc biệt ưu đãi với nhiều loại khoáng sản khác nhau có giá trị kinh tế đã và đang tạo nên ngành công nghiệp phát triển Trong đó:

- Công nghiệp khai thác than: Đông Triều nằm trong vùng khoáng sản than trải dài từ Đông Triều đến Mông Dương Trên địa bàn huyện có một số mỏ than lớn như: mỏ Mạo Khê, mỏ Hồng Thái, mỏ Hồ Thiên, mỏ Khe Chuối,… hiện đang đưa vào khai thác, ngoài ra còn một số mỏ than nhỏ phân bố không tập trung như mỏ Nguyễn Huệ, Hồng Phong,…

- Công nghiệp khai thác, chế biến khoáng sản sét: nằm trong khoáng sản sét trải dài từ Chí Linh (Hải Dương) đến Hạ Long (Quảng Ninh), Đông Triều có trữ lượng sét khá lớn trải dài hầu khắp huyện (trừ vùng có khoáng sản than) nhiều mỏ

lộ thiên lớn như mỏ Việt Dân, mỏ Bình Khê,… Các khu vực còn lại nằm cách lớp

đất mặt từ 1 – 1,5m, chiều dầy của mỏ có thể đến trên 20m Trên địa bàn huyện có

trên 12 nhà máy, sản lượng hàng năm đạt 220 – 250 triệu sản phẩm

- Công nghiệp khác: Trên địa bàn còn một số ngành công nghiệp điển hình như cơ khí, đóng tàu và công nghiệp làng nghề Trên địa bàn xã Kim Sơn, huyện

Đông Triều có Cụm Công nghiệp Kim Sơn với tổng số doanh nghiệp, cơ sở sản

xuất hiện tại là 28 đơn vị

Nhìn chung Công nghiệp huyện Đông Triều khá phát triển, hiện đang là thế mạnh đưa kinh tế của huyện từng bước hội nhập với các thành phố trong địa bàn tỉnh [10]

Nông nghiệp

Trồng trọt: Tổng diện tích trồng trọt của huyện là 6.206,1ha, phân bố tại các

xã nông nghiệp như Hồng Phong, Đức Chính, Hưng Đạo, Bình Dương, Tân Việt, Tràng An, Kim Sơn, Xuân Sơn, Thủy An, Nguyễn Huệ Các giống lúa được trồng phổ biến như: Hương thơm số 1, nếp cái Hoa Vàng, BC15, Q5, DT

Chăn nuôi: Điều kiện diện tích đất nông nghiệp và lâm nghiệp khá lớn, ngành chăn nuôi của huyện cũng khá phát triển Theo số liệu thống kê đến ngày 1/4/2012 thì

đàn trâu: 3.215 con, đàn bò: 1.576 con, đàn lợn: 64.232 con, đàn gia Cầm: 532.000