Nghiên cứu phân vùng chất lượng nước sông kênh rạch khu vực Tp Hồ Chí Minh theo ch ỉ số chất lượng nước (WQI) đề xuất khả sử dụng, 2007-2008 (chủ trì) Cơ quan quản lý: Sở KHCN TP Hồ Chí Minh Cơ quan thực hiện: Phân viện Công nghệ Bảo vệ Môi trường Chủ nhiệm: Tính cấp thiết việc sử dụng Chỉ số Chất lượng nước (WQI) đánh giá trạng quản lý chất lượng nước mặt tình hình nghiên c ứu phát, tri ển n ước Để đánh giá chất lượng nước (CLN), ô nhiễm nước sông, kênh rạch, ao đầm, nước biển, Việt Nam nhiều quốc gia giới, người ta thường dựa vào việc phân tích thơng số (parameter) CLN riêng biệt, so sánh thông số với giá tr ị gi ới h ạn quy định Tiêu chuẩn Quy chuẩn Quốc gia Tiêu chuẩn Quốc tế Cách làm “truyền thống” gặp phải số hạn chế: i Khó phân loại CLN cho mục đích sử dụng đó, chẳng hạn, TCVN 5942-1995 quy định CLN sông (loại A - đạt tiêu chuẩn cấp nước cho sinh hoạt) cột B (loại B - không đạt tiêu chuẩn cấp nước cho sinh hoạt), dùng cho mục đích khác) oxy hoà tan (DO), chất rắn lơ lửng (SS) tổng coliform (TC) tương ứng sau: DO = mg/L mg/L; SS = 20 mg/L 80 mg/L; TC = 5000 MPN/100mL 10.000 MPN/100mL Tuy nhiên thực tế, sông (hoặc đoạn sông này) đạt yêu cầu loại A DO, khơng đạt loại A SS TC, cịn sông khác (hoặc đoạn sông khác) đạt yêu cầu loại A SS, không đạt loại A DO TC, đạt loại A DO SS, TC không đạt loại A B… Mặt khác, mục đích sử dụng, thơng số có tầm quan trọng khác nhau, chẳng hạn: độ đục TC quan trọng cho mục đích tiếp xúc trực tiếp (tắm, bơi lội), lại khơng quan trọng cho mục đích cấp nước cho, nông nghiệp, nhiệt độ, độ mặn, NH 4+ không quan trọng với nước bãi tắm quan trọng với nước nuôi thủy sản v.v…Rõ ràng, trường hợp trên, khó kết luận CLN cuả mơṭ sông (hay đoaṇ sông) đạt loại A hay B CLN đaṭ yêu câù cho muc̣ đich ́ nay, ̀ laị không đaṭ yêu câu ̀ cho muc̣ đich ́ khac ́ Những điêu ̀ đó dâñ đêń rât́ khó phân vùng và phân loaị CLN sơng, khó định khả khai thác sông (hoặc đoạn sơng) cho mục đích sử dụng đó… ii Khi đánh giá CLN qua nhiều thơng số riêng biệt, khơng thể nói đến diễn biến CLN tổng quát sông (hay đoạn sông) vậy, khó so sánh CLN vùng m ột sông, so sánh CLN sông với sông khác, CLN thời gian với thời gian khác (theo tháng, mùa), CLN so với tương lai… Như vậy, khó khăn cho cơng tác giám sát diêñ biêń CLN, khó đánh giá hiệu đầu tư để bảo vệ nguồn nước kiểm sốt nhiễm nước… Mặt khác, đánh giá qua thông số CLN riêng biệt, cać nhà khoa học nhà chun mơn hiểu vậy, khó thơng tin CLN cho cộng đồng quan quản lý Nhà nước, nhà lãnh đạo để định phù hợp bảo vệ khai thác nguồn nước… Để khắc phục khó khăn trên, cần phải có một hệ thống số(*) cho phép lượng hoá CLN (tức biểu diễn CLN theo thang điểm thơng ́ nhât), ́ có khả mô tả tác động tổng hợp nồng độ nhiều thành phần hóa – lý – sinh ngu ồn n ước t ầm quan trọng mơĩ thơng số CLN đơí với mơṭ mục đích sử dung ̣ M ột nh ững ch ỉ số làChỉ số chất lượng nước (Water Quality Index - WQI) WQI số tính tốn từ nhiều thơng số CLN riêng biệt theo phương pháp xác định (hay theo m ột công th ức tốn học xác định) Mơ hình WQI đề xuất áp dụng Mỹ vào năm 1965 – 1970 áp dụng rộng rãi nhiều bang Hiện nhiều mơ hình WQI tri ển khai nghiên cứu áp dụng nhiều quốc gia Ấn Độ: Canada , Chi lê, Anh, Wales, Đài loan, Úc, Malaixia , WQI xem công cụ hữu hiệu nhà quản lý môi trường giám sát CLN, quản lý nguồn nước, đánh giá hiệu BVMT, kiểm sốt nhiễm nước, cung cấp thông tin ô nhiễm nước cho cộng đồng nhà hoạch định sách Với WQI, dễ áp dụng tin học để quản lý CLN đồ hóa CLN (chẳng hạn, màu hóa CLN theo thang điểm xác định) WQI với Chỉ số chất lượng khơng khí (AQI), Chỉ số đa dạng sinh học (BDI) phận hợp thành Chỉ số Chất lượng Môi trường(EQI) EQI cho phép đánh giá định lượng chất lượng môi trường hệ sinh thái hay vùng địa lý xác đ ịnh M ặt khác, WQI, giới Việt Nam, nhiều viện nghiên c ứu nhà khoa h ọc ti ếp c ận sử dụng số sinh học (Bioindex - BI) để đánh giá CLN (các phiêu sinh, th ực v ật, phiêu sinh động vật, động vật đáy, động vật bám…) Song, việc lấy mẫu, xác định thành phần loài mật độ lồi sinh vật thường khó khăn nhiều khó chuẩn hóa so v ới l m ẫu phân tích thơng số CLN mặt hóa – lý Do xu sử dụng WQI v ề hóa – lý đ ược nhiều quốc gia giới áp dụng Từ năm 70 đến nay, giới có hàng trăm cơng trình nghiên c ứu phát tri ển áp dụng mơ hình WQI cho quốc gia hay địa phương theo hướng: (i) Áp dụng mơ hình WQI có sẵn vào quốc gia / địa phương mình; (ii) Áp dụng có cải tiến mơ hình WQI có sẵn vào quốc gia / địa phương mình; (iii) Nghiên cứu phát triển mơ hình WQI cho quốc gia / địa phương Xu (i) (ii) tốn nhân lực, thời gian tài chính, nên phù h ợp v ới qu ốc gia phát triển Hiện giới, có 30 loại WQI s dụng Đặc biệt, Hoa Kỳ, Canada… WQI công bố hàng tháng nhi ều dịng sơng t ừng bang, giúp cho việc quản lý sử dụng nước tiện lợi Sự cần thiết đề tài nghiên cứu TP Hồ Chí Minh nằm hạ lưu lưu vực sông Đồng Nai - Sài Gịn có m ạng l ưới sơng r ạch với mật độ cao Các sơng Đồng Nai, Sài Gòn, Nhà Bè, Lòng Tàu, Đ ồng Tranh, D ừa, Ngã Bảy, Vàm Sát, Soài Rạp, Chợ Đệm, Cần Giuộc, Bến Lức… hàng trăm kênh rạch Sông, kênh, hồ đầm TP thực chức (một số sơng rạch có 1, chức năng, số kênh rạch đồng thời có chức này): Cấp nước cho sinh hoạt (thí dụ sơng Đồng Nai từ cầu Đồng Nai th ượng l ưu; sơng Sài Gịn Củ Chi) Ni trồng thuỷ sản (sơng Sài Gịn, Đồng Nai, sơng kênh r ạch huy ện Nhà Bè, Cần Giờ) Cấp nước thuỷ lợi (các sơng Sài Gịn vùng khơng nhi ễm m ặn, sông Đ ồng Nai, B ến Lức ) Giải trí, thể thao nước (các sơng Sài Gịn, Đồng Nai, sông Cần Giờ) Giao thông thuỷ (các sơng Sài Gịn, Đồng Nai, Lịng Tàu, Ngã Bảy, Đ ồng Tranh, Nhà Bè, Cần Giuộc, Soài Rạp kênh rạch lớn) Tiếp nhận thoát nước thải (tồn sơng kênh, rạch) Phân vùng chất lượng nước nội dung đặc biệt quan tr ọng không ch ỉ trongqu ản lý môi trường (như xác định vùng nguồn nước loại A, loại B loại C theo TCVN 5942-1995 chất lượng nước mặt, vùng có chất lượng nước đạt loại I (khơng ô nhi ễm), vùng có chất lượng nước đạt loại IV (ơ nhiễm nặng) mà cịn có tầm quan trọng quy ho ạch s dụng tài nguyên nước cách hợp lý an tồn Khi có phân vùng tốt, lãnh đạo sở, ngành, doanh nghiệp TP H Chí Minh c ộng đồng xác định rõ: Vùng (đoạn sông nào) có khả sử dụng an tồn cho c ấp n ước sinh ho ạt (l nước cho nhà máy nước); Vùng có khả ni trồng thuỷ sản nước mặn, nước lợ, nước an tồn, có hiệu kinh tế; Vùng có khả cấp nước thuỷ lợi an tồn, có chất lượng tốt Vùng có khả xây dựng sở thể thao, du lịch nước đủ tiêu chuẩn Vùng sử dụng cho m ục đích trên, c ần ưu tiên x lý, ki ểm sốt nhiễm Do chưa có nghiên cứu phân vùng chất lượng nước nên vi ệc sử dụng n ước lưu vực Đồng Nai - Sài Gịn nói chung TP Hồ Chí Minh nói riêng ch ưa phù h ợp: nhi ều ểm lấy nước cấp nhà máy nước không đạt tiêu chuẩn chất lượng – tr ường h ợp ển hình nhà máy nước Tân Hiệp sơng Sài Gịn; m ột số ểm nuôi thu ỷ sản gặp r ủi ro khơng thích hợp chất lượng nước (do độ mặn, độ đục ô nhiễm yếu tố hóa lý ho ặc vi sinh) Các vấn đề thường phương tiện thông tin đại chúng c quan quản lý môi trường cảnh báo chưa có biện pháp khắc phục Với lý trên, việc thực Đề tài có tính cần thiết cấp bách, tính có khả áp dụng thực tế Mục tiêu đề tài Mục tiêu (a): Xác lập sở khoa học để phân loại chất lượng nước sông, kênh TP Hồ Chí Minh theo số chất lượng nước (WQI) có tính khả thi, dễ áp dụng Mục tiêu (b): Thực phân vùng chất lượng nước sơng, rạch khu vực TP H Chí Minh theo mơ hình WQI lập có sở khoa học thực tế Mục tiêu(c): Đánh giá mức độ phù hợp vùng chất lượng nước mục tiêu sử dụng khác vùng n ước phục vụ cấp n ước, du l ịch, thu ỷ s ản quản lý môi trường nước Nội dung nghiên cứu Để đạt mục tiêu trên, Đề tài triển khai nội dung sau: Thu thập, xử lý tài liệu, số liệu dự án, đề tài cấp Nhà nước, Cấp TP, Hợp tác qu ốc tế thực lưu vực sơng Đồng Nai – Sài Gịn TP Hồ Chí Minh quan tr ắc chất lượng nước ô nhiễm nước mặt Thu thập, tổng quan tài liệu quốc tế Việt Nam phân loại chất lượng nước theo WQI Triển khai khảo sát thực địa, thu mẫu, phân tích bổ sung thơng số chất l ượng n ước đặc trưng Đo đạc diễn biến chất lượng nước theo chiều dài dịng sơng, kênh Nghiên cứu sở khoa học phân vùng chất lượng nước mặt TP Hồ Chí Minh Triển khai phân vùng chất lượng nước sông, kênh rạch khu vực TP Hồ Chí Minh Xây dựng tập đồ phân vùng chất lượng nước TP Hồ Chí Minh Điều tra, đánh giá lấy ý kiến cộng đồng khả sử dụng nước Tham vấn ý kiến chuyên gia tầm quan tr ọng thông s ố đánh giá ch ất lượng nước đặc thù cho TP Hồ Chí Minh Đánh giá mức độ phù hợp vùng chất lượng n ước m ục đích s dụng nước Phương pháp nghiên cứu Phương pháp thu thập xử lý thông tin phương pháp luận Các phương pháp thu mẫu, phân tích chất lượng nước mặt hóa – lý Phương pháp đo đạc, phân tích chất lượng nước liên tục Các phương pháp thống kê, đánh giá lưu lượng, tải lượng ô nhiễm từ nước thải Phương pháp lập tính toán WQI Phương pháp phân loại phân vùng chất lượng nước dựa vào WQI Kết nghiên cứu Từ kết nghiên cứu Đề tài chúng tơi đưa số kết luận chính: Khu vực TP Hồ Chí Minh nằm hạ lưu hệ thống sơng Đ ồng Nai – Sài Gịn có m ạng lưới sông, kênh rạch dày, chất lượng nước (CLN) sông b ị ảnh h ưởng rõ r ệt y ếu tố tự nhiên: chế độ thủy văn (dòng chảy từ thượng lưu tri ều từ bi ển Đông), đặc ểm th ổ nhưỡng (đất phèn) Đặc biệt CLN sông rạch bị tác đ ộng rõ r ệt ngu ồn gây ô nhi ễm hoạt động sinh hoạt, công nghiệp, nông, ngư nghiệp, thủy lợi, tạo bi ến đ ổi r ất m ạnh mức độ ô nhiễm theo không gian thời gian Hiện sông rạch lưu vực sông Đ ồng Nai – Sài Gòn ti ếp nh ận kho ảng 1,2 tri ệu m nước thải công nghiệp hàng triệu m3 nước thải từ đồng ruộng, trang trại thủy sản Đến năm 2020 lưu lượng nước thải sinh hoạt lên tới 2,2 tri ệu m 3/ngày (tăng 1,8 lần so với năm 2007), lưu lượng nước thải công nghiệp tăng đến 2,8 triệu m 3/ngày (tăng 8,3 lần so với năm 2007 KCN, CCN quy hoạch lấp đầy) Như tương lai nguy ô nhiễm nguồn n ước sông, kênh rạch TP H Chí Minh khơng khơng giảm mà cịn gia tăng nhanh chóng, đặc bi ệt ô nhi ễm ch ất th ải công nghiệp Đây cảnh báo khẩn cấp cho công tác bảo vệ phục hồi CLN TP H Chí Minh phục vụ cấp nước an tồn cho sinh hoạt, thủy sản, du lịch nông nghiệp Bằng đo đạc, phân tích liên tục CLN theo chiều dài dịng sơng, kênh r ạch k ết h ợp s ố liệu phân tích vào mùa năm 2007 35 điểm đại diện Đề tài xác định rõ ràng phân bố vùng nước bị nhiễm mặn, bị axit hóa, bị nhiễm chất hữu cơ, dinh d ưỡng, dầu mỡ vi sinh Các đồ (số hóa) diễn biến thành phần ô nhiễm đ ược xây dựng Đường cong biến đổi oxy hòa tan (DO, đặc trưng cho ô nhi ễm h ữu c ơ) d ọc sơng Sài Gịn kéo dài đến Lịng Tàu biển xác lập Đây tài li ệu có giá tr ị cao ph ục v ụ cho việc đánh giá diễn biến CLN tương lai, ph ục v ụ qu ản lý môi tr ường, c ảnh báo ô nhiễm cung cấp thông tin cho việc sử dụng nước Bằng việc lựa chọn 10 thông số đặc trưng ( DO, BOD, SS, T.coliform, pH, T N, Đ ộ đục, Dầu mỡ, COD, Tổng P) vận dụng c ải ti ến mơ hình WQI c Hoa Kỳ Ấn Đ ộ) Đề tài lập mơ hình WQI phù hợp cho đặc điểm môi trường nước TP Hồ Chí Minh (ký hi ệu WQI – NSF/HCM, WQIB – HCM HCM - WQI) Trên sở số liệu phân tích CLN Đề tài giá trị WQI điểm 35 điểm khảo sát đại di ện sơng r ạch đ ược tính toán Dựa theo thang điểm Hệ thống HCM – WQI CLN c t ừng ểm đ ược phân loại Kết cho thấy khơng có điểm TP Hồ Chí Minh đạt loại I (rất tốt - nhiễm nhẹ), có số điểm sơng Sài Gịn, Đồng Nai số sơng Cần Gi đ ạt lo ại II (t ốt, ô nhiễm nhẹ); phần lớn điểm sông Đồng Nai Sài Gịn, sơng C ần Gi ch ỉ đ ạt loại III (trung bình, ô nhiễm trung bình); phần lớn sông Chợ Đệm, Cần Giu ộc, kênh An H ạ, Thầy Cai, Rạch Tra, sơng rạch Bình Chánh, Nhà Bè, Hóc Môn ch ỉ đ ạt lo ại IV (kém, ô nhiễm nặng); phần lớn kênh rạch quận n ội thành đạt lo ại IV V (r ất kém, ô nhiễm nặng) Kết phân loại CLN theo WQI tính ph ần m ềm có tính khách quan, làm sở cho công tác quan trắc môi trường nước s d ụng n ước c ải tạo ô nhiễm năm tới Đây lần lưu vực sơng Đồng Nai – Sài Gịn sơng phíaNam phân loại CLN theo hệ thống WQI có tính quốc tế hóa Mơ hình HCM – WQI theo thơng số, áp d ụng K ết qu ả phân lo ại CLN theo hệ thống 10 thông số thông số ểm c th ống nh ất, khơng có s ự chênh lệch lớn Dựa vào kết phân loại CLN theo WQI 35 điểm kết hợp chặt chẽ với kết phương pháp đo đạc, phân tích CLN liên tục theo chiều dài dịng sơng, kênh rạch mùa theo thông số đặc trưng chung cho nhiễm: hữu c (qua DO), mặn hóa (qua đ ộ m ặn, EC), ô nhiễm yếu tố tự nhiên nước thải (qua độ đục), đề tài phân vùng CLN sông kênh rạch khu vực TP Hồ Chí Minh Việc phân vùng CLN đ ược th ực hi ện c ả theo y ếu t ố t ự nhiên (phân vùng theo nhiễm phèn nhiễm mặn) theo ô nhiễm tự nhiên kết h ợp ho ạt đ ộng người (theo WQI) Phân vùng theo yếu tố tự nhiên (nhiễm m ặn, nhi ễm phèn) đ ược thực theo kết đo đạc, phân tích trực tiếp; phân vùng theo ô nhi ễm thực hi ện d ựa theo phân loại WQI Các đồ phân vùng CLN (GIS) theo mùa xây d ựng Đây lần đồ phân vùng CLN theo WQI thực Việt Nam Dựa vào kết phân vùng CLN kết hợp khảo sát thực địa ý ki ến thu th ập qua b ảng câu hỏi TCVN chất lượng nước Đề tài đánh giá đề xuất kh ả sử d ụng nước vùng môi trường nước TP Hồ Chí Minh Theo mức độ phù hợp (đ ộ an toàn) cho cấp nước sinh hoạt, thủy sản, du lịch, thủy lợi đo ạn sông đ ược đánh giá K ết qu ả cho thấy số đoạn sông Đồng Nai, Sài Gịn cấp nước cho nhà máy n ước yêu cầu phải xử lý đặc biệt, đoạn sông phục v ụ cho th ủy l ợi, th ủy s ản n ước ng ọt du lịch Phần lớn đoạn sông Cần Giờ phục vụ th ủy sản n ước m ặn – l ợ nh ưng v ới mức độ phù hợp khác Nguồn nước sông Chợ Đệm, kênh An Hạ, Rạch Tra, Thầy Cai, rạch Cần Giuộc sông Nhà Bè không phù h ợp cho th ủy l ợi c ấp n ước sinh ho ạt Các kênh rạch khu vực nội thành khơng thể sử dụng cho mục đích Mặc dầu Đề tài khơng có mục đích đề xuất giải pháp cải tạo ô nhi ễm, b ảo v ệ môi trường nước với kết nghiên cứu cho phép định hướng mục tiêu ưu tiên bảo vệ phục hồi CLN sông rạch địa bàn TP Hồ Chí Minh ... dịng sơng, kênh Nghiên cứu sở khoa học phân vùng chất lượng nước mặt TP Hồ Chí Minh Triển khai phân vùng chất lượng nước sông, kênh rạch khu vực TP Hồ Chí Minh Xây dựng tập đồ phân vùng chất lượng... nhiên nước thải (qua độ đục), đề tài phân vùng CLN sơng kênh rạch khu vực TP Hồ Chí Minh Việc phân vùng CLN đ ược th ực hi ện c ả theo y ếu t ố t ự nhiên (phân vùng theo nhiễm phèn nhiễm mặn) theo... WQI) Phân vùng theo yếu tố tự nhiên (nhiễm m ặn, nhi ễm phèn) đ ược thực theo kết đo đạc, phân tích trực tiếp; phân vùng theo ô nhi ễm thực hi ện d ựa theo phân loại WQI Các đồ phân vùng CLN (GIS)