Đánh giá chất lượng nước bằng chỉ số chất lượng nước (NSF WQI) và GIS ở đầm phá xã Phú Mỹ, huyện Phú Vang, tỉnh Thừa Thiên Huế

CHƯƠNG MỞ ĐẦU Hệ thống đầm phá Tam Giang – Cầu Hai dạng cửa sông ven bờ điển hình Với khoảng gần 70 km chiều dài dọc theo bờ biển trải dài từ cửa sơng Ơ Lâu đến đầm Cầu Hai diện tích vào khoảng 22.000 ha, hệ thống đầm phá Tam Giang – Cầu Hai xem hệ thống đầm phá lớn Đông Nam Á bao gồm nhiều đầm phá nhỏ Tam Giang, Thanh Lam, đầm Sam, Hà Trung, Thủy Tú Cầu Hai nối tiếp từ Bắc đến Nam đầm phá dọc theo bờ biển Đầm phá có hai cửa (Thuận An Tư Hiền) thơng với biển nơi đổ sơng (sơng Ô Lâu, sông Bồ, sông Hương, sông Truồi) Là dạng đặc trưng cửa sông ven bờ nên hệ thống đầm phá Tam Giang - Cầu Hai đóng vai trò quan trọng q trình điều hòa dòng chảy, ngăn chặn xâm nhập mặn, ngồi khai thác để phục vụ giao thông, du lịch, đánh bắt nuôi trồng thủy sản Nhìn chung, mơi trường nước lợ đầm phá tạo điều kiện thuận lợi cho phân bố phát triển đa dạng sinh vật thủy sinh, mang lại nguồn lợi thủy sản đáng kể cho cộng đồng 300.000 cư dân sinh sống ven bờ Xã Phú Mỹ, huyện Phú Vang, tỉnh Thừa Thiên Huế xã nằm phía Nam đầm Sam Chuồn, diện tích 1147ha, diện tích mặt nước lớn chiếm 15% tổng diện tích xã Đây thuận lợi để Phú Mỹ phát triển nghề nuôi trồng thủy sản, hoạt động nuôi tôm thấp cao triều Trong năm gần đây, có nhiều chương trình dự án nghiên cứu môi trường vùng đầm phá Những dự án thu thập liệu chất lượng nước, tình trạng nhiễm đa dạng sinh học sông Hương hệ thống đầm phá Tam Giang – Cầu Hai, nhiên chưa có nghiên cứu đầy đủ chất lượng nước đầm Sam Chuồn hay đề tài nghiên cứu tập trung nghiên cứu riêng lẻ thơng số Vì vậy, kết thu nhà khoa học nhà chuyên môn hiểu được, chưa có nhìn tổng qt chất lượng nước, đó, khó thơng tin chất lượng nước cho cộng đồng quan quản lý Nhà nước, nhà lãnh đạo để định phù hợp bảo vệ khai thác nguồn nước Mặt khác, nghiên cứu chất lượng nước theo số WQI tập trung vào việc nghiên cứu thủy vực nước ngọt, sơng, suối, ao, hồ, chưa có nghiên cứu thủy vực lợ, mặn Chính lý trên, việc nghiên cứu chất lượng nước theo số NSF – WQI việc ứng dụng hệ thống thông tin địa lý GIS để thành lập đồ chất lượng nước đầm Sam Chuồn thuộc xã Phú Mỹ huyện Phú Vang hướng đúng, có ý nghĩa thực tiễn để quản lý tốt mơi trường vùng đầm phá, đồng thời cung cấp thông tin môi trường cho cộng đồng cách đơn giản, dễ hiểu, trực quan nâng cao nhận thức bảo vệ môi trường cho cộng đồng Được đồng ý khoa Thủy sản, trường Đại học Nông Lâm Huế với giáo viên hướng dẫn chọn đề tài: “Thử nghiệm đánh giá chất lượng nước số chất lượng nước (NSF - WQI) GIS đầm phá xã Phú Mỹ, huyện Phú Vang, tỉnh Thừa Thiên Huế” * Mục tiêu đề tài - Thử nghiệm số WQI đánh giá chất lượng nước đầm Sam Chuồn - Thành lập đồ biến động chất lượng nước đầm Sam Chuồn theo số WQI CHƯƠNG TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2.1 Giới thiệu chung địa điểm thực tập Hình 2.1.Bản đồ xã Phú Mỹ Xã Phú Mỹ thuộc huyện Phú Vang, tỉnh Thừa Thiên Huế, có diện tích 1147ha, dân số 9.620 người (2009) Xã có diện tích mặt nước 160ha * Vị trí địa lý • • • • Phía Đơng giáp xã Phú Xuân phá Tam Giang Phía Tây giáp xã Phú Thượng Phía Nam giáp thị xã Hương Thuỷ Phía Bắc giáp xã Phú Dương xã Phú An 2.2 Chỉ số chất lượng nước WQI ứng dụng 2.2.1 Giới thiệu số WQI WQI (Water Quality Index) thuật ngữ thể số đánh giá chất lượng nước xuất Mỹ vào thập niên 70, phương tiện có khả tập hợp lượng lớn số liệu, thơng tin chất lượng nước, đơn giản hóa số liệu 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 Hiện nay, số WQI triển khai nghiên cứu sử dụng rộng rãi nhiều quốc gia Ấn Độ, Canada, Chilê, Anh, Đài Loan, Úc, Malaysia…Một số nỗi tiếng áp dụng rộng rãi giới số WQI-NSF (National Sanitation Foundation - Water Quality Index) Quỹ vệ sinh Quốc gia Mỹ 2.2.2 Ý nghĩa việc đánh giá trạng chất lượng nước qua số chất lượng nước Hiện nay, Việt Nam nhiều quốc gia giới, để đánh giá chất lượng nước (CLN), ô nhiễm nước sông, kênh rạch, ao đầm…người ta thường dựa vào việc phân tích thơng số CLN riêng biệt, sau so sánh thơng số với giá trị giới hạn quy định quy chuẩn, tiêu chuẩn Quốc gia tiêu chuẩn Quốc tế Tuy nhiên, cách làm truyền thống có nhiều điểm hạn chế sau: Khi đánh giá CLN qua nhiều thông số riêng biệt khơng nói lên diễn biến CLN tổng qt sơng (hay đoạn sơng) khó so sánh CLN vùng sông, so sánh CLN sông với sông khác, CLN thời gian với thời gian khác (theo tháng, theo mùa), CLN so với tương lai Vì thế, gây khó khăn cho cơng tác giám sát diễn biến CLN, khó đánh giá hiệu đầu tư để bảo vệ nguồn nước kiểm sốt nhiễm nước Khi đánh giá qua thông số CLN riêng biệt, nhà khoa học nhà chuyên môn hiểu được, đó, 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 Vì để khắc phục khó khăn trên, cần phải có hệ thống số cho phép lượng hóa CLN (nghĩa biểu diễn CLN theo thang điểm thống nhất), có khả mơ tả tác động tổng hợp nồng độ nhiều thành phần hóa - lý - sinh nguồn nước Một số số chất lượng nước WQI 2.2.3 Mục đích việc áp dụng WQI • Đánh giá nhanh chất lượng nước mặt lục địa cách tổng qt • Có thể sử dụng nguồn liệu để xây dựng đồ phân vùng chất lượng nước • Cung cấp thơng tin mơi trường cho cộng đồng cách đơn giản, dễ hiểu, trực quan • Nâng cao nhận thức mơi trường [7] 2.2.4 Tổng quan số chất lượng nước Thế giới Việt Nam 2.2.4.1 Chỉ số chất lượng nước Mỹ i Chỉ số chất lượng nước bang Oregon (OWQI - Oregon Water Quality Index) Chỉ số chất lượng nước bang Oregon thiết lập ban đầu vào thập kỷ 70 Đây phương pháp đơn giản ngắn gọn nhằm diễn tả thông tin chất lượng nước sông, hồ Các thông số sử dụng: nhiệt độ, DO, BOD, pH, tổng chất rắn (TS), tổng N, tổng P Fecal Coliform (FC) [24] Bảng 2.1 Kết phân loại theo WQI Số điểm 10 - 59 60 - 79 80 - 84 85 - 89 90 - 100 Phân loại Rất nhiễm Ơ nhiễm Trung bình Tốt Rất tốt ii Chỉ số chất lượng Quỹ Vệ sinh Môi trường Hoa Kỳ (NSF- WQI) Chỉ số thiết lập vào năm 1970 Để xây dựng WQI này, dựa theo phương pháp Delphi, NSF mời 142 chuyên gia có kinh nghiệm nhiều lĩnh vực quản lý chất lượng nước Mỹ (bao gồm viên chức quản lý, kỹ sư, nhà khoa học) tham gia ý kiến Dựa vào kết thu được, NSF xác định thông số quan trọng để đánh giá chất lượng nước sinh hoạt là: DO, Fecal coliform, pH, BOD5, NO3-, tổng PO43-, nhiệt độ, độ đục tổng chất rắn (TS) [25] 2.2.4.2 Chỉ số chất lượng nước Hội Đồng Bộ Môi Trường Canada (CCME – Canada Council of Ministry of the Environment) Năm 1991, Hội Đồng Bộ Môi Trường Canada xây dựng số chất lượng nước viết tắt CCMEWQI công cụ quan trọng để quản lý nguồn tài nguyên nước [23] Các thơng số lựa chọn để tính tốn WQI chia theo nhóm: - Các nguyên tố hóa học vết - Thuốc trừ sâu - PCBs (Polychlorinated biphenyls) nhóm hóa chất nhân tạo gây độc cho mơi trường - PAHs (Polycyclic Aromatic Hydrocarbon) hợp chất da vòng thơm ngưng tụ - Oxy hòa tan (DO) * Kết phân loại Sau tính số chất lượng nước (CCMEWQI), người ta chia chất lượng nước làm loại sau Bảng 2.2 Kết phân loại chất lượng nước theo số CCMEWQI Giá trị số CCMEWQI Chất lượng nước 95 – 100 Rất tốt 80 – 94 Tốt 65 – 79 Trung bình 45 – 64 Trung bình – - 44 Kém 2.2.4.3 Chỉ số chất lượng nước Malaysia Bộ Môi trường Malaysia xây dựng Chỉ số chất lượng nước mặt với thông số: DO, BOD, COD, SS, N – NH3 pH * Kết phân loại Mức độ ô nhiễm nguồn nước kết luận dựa vào kết số tính theo cơng thức số phụ thông số BOD, N – NH 3, SS Kết tính tốn phân loại chất lượng nước theo WQI Malaysia sau Bảng 2.3 Kết phân loại theo số WQI Malaysia Mức độ nhiễm Chỉ số Ơ nhiễm nặng Ơ nhiễm vừa Khơng nhiễm WQI - 59 60 - 80 81 - 100 BOD - 79 80 - 90 91 - 100 N – NH3 - 70 71 - 91 92 - 100 SS - 69 70 - 75 76 - 100 2.2.4.4 Chỉ số chất lượng nước Bhargava (Ấn Độ) Chỉ số chất lượng nước WQI Ấn Độ tính dựa theo mơ hình Bhargava (1983) Qua ứng với mục đích sử dụng nước khác (chẳng hạn, cấp nước sinh hoạt, nông nghiệp, công nghiệp…) có thơng số lựa chon tương ứng Việc lựa chọn thơng số thể bảng Bảng 2.4 Các thông số chất lượng nước lựa chọn cho mục đích riêng Stt Mục đích sử dụng riêng Các thông số lựa chọn n Tiếp xúc trực tiếp Độ đục, amoni, TC, BOD5, DO Cấp nước sinh hoạt Độ đục, BOD5, TC, DO, Cl- Nông nghiệp Cl-, TDS, Bo, SAR 4 Công nghiệp Độ đục, TDS, độ cứng Bảo vệ đời sống thủy sinh nước tiếp xúc gián tiếp T0, DO, Cl-, BOD5 * Kết phân loại Sau tính WQI cho mục đích sử dụng, số chất lượng nước WQI tổng quát (cho đa mục đích sử dụng) tính cách lấy trung bình số học WQI mục đích sử dụng riêng với giả thiết tầm quan trọng mục đích sử dụng riêng Kết phân loại chất lượng nước theo WQI Bhargava thể sau: Bảng 2.5 Kết phân loại chất lượng nước Ấn Độ Loại Bhargava-WQI Giải thích I 90 ÷ 100 II 65 ÷ 89 Tốt (ơ nhiễm nhẹ) III 35 ÷ 64 Trung bình (ơ nhiễm trung bình) IV 11 ÷ 34 Xấu (ơ nhiễm nặng) V ÷ 10 Rất xấu (ô nhiễm nặng) Rất tốt (không ô nhiễm - nhiễm nhẹ) (Theo mơ hình WQI Bhargava, chất nhiễm có độc tính cao - kim loại nặng dư lượng hố chất bảo vệ thực vật ) vượt mức cho phép theo tiêu chuẩn, quy chuẩn quốc gia quốc tế, WQI = 0) [16] 2.2.4.5 Chỉ số chất lượng nước Việt Nam Tháng năm 2011, Tổng Cục môi trường, Bộ tài nguyên Môi trường ban hành sổ tay hướng dẫn tính tốn chất lượng nước cho nước mặt lục địa Việt Nam Quy trình tính tốn sử dụng WQI đánh giá chất lượng môi trường nước bao gồm bước sau: Bước 1: Thu thập, tập hợp số liệu quan trắc từ trạm quan trắc môi trường nước mặt lục địa (số liệu qua xử lý) Bước 2: Tính tốn giá trị WQI thơng số theo cơng thức Bước 3: Tính tốn WQI Bước 4: So sánh WQI với bảng mức đánh giá chất lượng nước Công thức tính WQI: WQI pH   WQI = WQI × WQI × WQI ∑ a 2∑ b c 100  a=1 b=1  1/ Trong đó: WQIa: Giá trị WQI tính tốn 05 thông số: DO, BOD 5, COD, N-NH4, P-PO4 WQIb: Giá trị WQI tính tốn 02 thông số: TSS, độ đục WQIc: Giá trị WQI tính tốn thơng số Tổng Coliform WQIpH: Giá trị WQI tính tốn thơng số pH Sau tính tốn WQI chất lượng nước phân thành loại bảng Bảng 2.6 Phân loại chất lượng nước mặt lục địa Việt Nam Giá trị WQI Mức đánh giá chất lượng nước Màu 91 - 100 Sử dụng tốt cho mục đích cấp nước sinh hoạt Xanh nước biển 76 - 90 Sử dụng cho mục đích cấp nước sinh hoạt cần biện pháp xử lý phù hợp Xanh 51 - 75 Sử dụng cho mục đích tưới tiêu mục đích tương đương khác Vàng 26 - 50 Sử dụng cho giao thông thủy mục đích tương đương khác Da cam - 25 Nước ô nhiễm nặng, cần biện pháp xử lý tương lai Đỏ 2.2.5 Phương pháp xây dựng số chất lượng nước Quỹ vệ sinh Quốc gia Mỹ NSF - WQI (The National Sanitation Foundation – Water Quality Index) giai đoạn để xây dựng WQI Q trình xây dựng WQI mô tả theo sơ đồ 2.1 X1, w1 q1 = f(x1) q1,w1 X2, w2 q2 = f x2) q2,w2 X n, w n qn = f(xn) qn,wn WQI = f(q1, q2 w1, w2 ) Sơ đồ 2.1 Các giai đoạn xây dựng WQI 2.2.5.1 Giai đoạn 1: Lựa chọn thơng số CLN định (xi) Một số thông số định (hay thông số lựa chọn) chọn từ nhiều thơng số CLN để tính vào WQI Từ kết phiếu câu hỏi điều tra 142 chuyên gia, 35 thông số CLN lựa chọn bao gồm: Ÿ Thông số vật lý: thay đổi nhiệt độ ∆T, độ đục, tổng chất rắn TS Ÿ Thơng số hóa học: pH, BOD5, DO, NO3-, PO43- Ÿ Thông số vi sinh: Fecal Coliform (FC) 2.2.5.2 Giai đoạn 2: Xác định phần trọng lượng đóng góp thông số định (wi) Phần trọng lượng đóng góp (wi) thơng số định biễu diễn dạng số thập phân Mỗi thông số có mức đóng góp lớn, nhỏ vào WQI khác tổng phần trọng lượng đóng góp thơng số (∑wi=1) Phần trọng lượng đóng góp (wi) xác định theo trình tự:  Xác định điểm xếp hạng thông số định (mi): Tổng điểm thông số i mi = Tổng số phiếu câu hỏi  Tính phần trọng lượng đóng góp trung gian thông số (wi’) Ÿ Chấp nhận mi nhỏ có wi’ Ÿ Tính wi’ thông số khác công thức: wi ' = mi (min) mi  Tính phần trọng lượng đóng góp thức thơng số (wi) wi = wi ' n ∑ wi ' 2.2.5.3 Giai đoạn 3: Chuyển giá trị đo thông số định (xi) thành số phụ (qi) để quy chúng thang điểm chung từ 1-100 Để chuyển giá trị đo thông số định (x i) thành số phụ (qi), chủ yếu theo hai cách: sử dụng hàm đồ thị gọi hàm ẩn, sử dụng hàm tuyến tính/phi tuyến tính 10 Bảng 4.3 Kết nghiên cứu WQI theo điểm quan trắc Thông số wi ΔT (oC) PM1 PM2 PM3 PM4 giá trị qi wi*qi giá trị qi wi*qi giá trị qi wi*qi giá trị qi wi*qi 0,1 3,04 81 8,1 3,49 79 7,9 3,58 79 7,9 1,91 85 8,5 pH 0,11 6,7 79 8,69 7,96 85 9,35 7,98 85 9,35 7,73 91 10,01 DO (mg/l) 0,17 7,23 98 16,66 6,24 89 15,1 6,66 93 15,81 6,33 89 15,13 NTU (NTU) 0,08 7,17 82 6,56 4,77 86 6,88 4,12 88 7,04 4,68 87 6,96 NO3 (mg/l) 0,1 0,15 97 9,7 0,12 97 9,7 0,14 97 9,7 0,21 97 9,7 PO4 (mg/l) 0,1 0,18 93 9,3 0,13 95 9,5 0,14 94 9,4 0,17 93 9,3 TS (mg/l) 0,07 46,54 86 6,02 33,43 85 5,95 30,66 85 5,95 32,73 85 5,95 BOD (mg/l) 0,11 5,18 55 6,05 2,84 68 7,48 1,99 80 8,8 1,93 81 8,91 FC (MNP/100ml) 0,16 574,7 27 4,32 193,3 38 6,08 170 39 6,24 211,1 37 5,92 WQI Thông số 75,40 wi 77,97 PM5 giá qi PM6 wi*qi giá qi 80,19 PM7 wi*qi giá qi 80,38 PM8 wi*qi giá qi PM9 wi*qi giá qi wi*qi 43 trị trị ΔT (oC) 0,1 3,8 pH 0,11 6,41 DO (mg/l) 0,17 6,81 95 NTU (NTU) 0,08 8,81 NO3- (mg/l) 0,1 PO43- (mg/l) 0,1 79 7,9 2,66 82 6,44 68 7,48 7,54 16,15 6,62 93 15,8 78 6,24 6,59 83 0,17 97 9,7 0,19 0,16 94 9,4 0,07 49,67 86 0,11 5,67 FC 0,16 703,7 (MNP/100ml) BOD (mg/l) WQI 7,8 trị 3,41 TS (mg/l) 78 trị 3,4 80 92 10,12 7,5 6,34 90 15,3 6,64 6,14 84 97 9,7 0,15 0,17 93 9,3 0,13 6,02 50,6 87 52 5,72 4,68 25 611 6,41 0,705 65,74 2,7 82 8,2 92 10,12 6,56 74 8,14 6,2 88 14,96 6,57 92 15,64 6,72 5,7 85 6,8 6,96 82 6,56 97 9,7 0,2 97 9,7 0,19 97 9,7 95 9,5 0,2 93 9,3 0,19 92 9,2 6,09 37,48 86 6,02 35 85 5,95 51,3 87 6,09 57 6,27 2,49 70 7,7 2,8 68 7,48 4,33 59 6,49 27 4,32 350, 32 5,12 223 36 5,76 736 25 73,51 78,38 8,2 trị 78,07 74,02 44 Diễn biến chất lượng nước theo NSF-WQI qua điểm thể qua đồ thị 4.11 Đồ thị 4.11 Kết nghiên cứu số WQI theo điểm quan trắc Khi nghiên cứu kết tính tốn WQI qua điểm cho thấy, đa số điểm quan trắc có giá trị nằm mức tốt với điểm có chất lượng nước thuộc loại II (chiếm 88,89 % tổng số điểm) điểm có chất lượng nước thuộc loại III (chiếm 11,11% tổng số điểm) WQI có giá trị cao điểm PM4 với giá trị 80,38 điểm thấp điểm PM5 với giá trị 65,74 điểm Sở dĩ điểm PM5 có giá trị thấp so với điểm khác điểm PM5 nơi mà ghe, thuyền ngư dân tập trung neo đậu, khu vực đông dân cư sinh sống nên nước chịu ảnh hưởng nhiều từ rác thải từ hoạt động sinh hoạt Vì chất lượng nước điểm PM5 Ngược lại điểm xa bờ PM3, PM4, PM2, PM8,PM7 có điểm số cao Nhìn chung, qua kết tính tốn số WQI chất lượng nước đầm phá xã Phú Mỹ, huyện Phú Vang, tỉnh Thừa Thiên Huế cho thấy chất lượng nước có biến động theo khơng gian điểm xa bờ có chất lượng tốt điểm gần bờ Vì bà ngư dân cần phải lưu ý chất lượng nước vùng bờ lấy nước đưa vào ao nuôi 45 4.2.2 Chỉ số chất lượng nước NSF-WQI theo thời gian Kết tính tốn số chất lượng nước đầm phá xã Phú Mỹ theo không gian thể bảng 4.4 Bảng 4.4 Kết tính tốn WQI theo thời gian Tháng Tháng giá trị qi wi*qi giá trị qi wi*qi Tháng giá trị qi wi*qi Thông số wi ΔT (oC) 0,1 1,7 86 8,6 1,55 87 8,7 1,63 86 8,6 pH 0,11 6,82 84 9,24 6,97 87 9,57 7,83 89 9,79 DO (mg/l) 0,17 5,64 78 13,26 6,98 97 16,49 7,04 98 16,66 NTU (NTU) 0,08 7,5 81 6,48 6,03 84 6,72 4,57 87 6,96 NO3- (mg/l) 0,1 0,19 97 9,7 0,16 97 9,7 0,14 97 9,7 PO43- (mg/l) 0,1 0,18 93 9,3 0,17 93 9,3 0,12 95 9,5 TS (mg/l) 0,07 47,74 86 6,02 38,15 86 6,02 36,72 86 6,02 BOD (mg/l) 0,11 4,01 61 6,71 3,54 64 7,04 3,1 66 7,26 FC (MNP/100ml) 0,16 667,15 26 4,16 303,3 33 5,28 287,4 34 5,44 WQI 73,47 78,82 79,93 46 Diễn biến chất lượng nước theo thời gian biểu diễn qua đồ thị 4.12 Đồ thị 4.12 Biến động số WQI theo thời gian Qua q trình tính tốn WQI bảng 4.4 biểu diễn đồ thị 4.12 cho thấy, chất lượng nước đầm phá xã Phú Mỹ tháng 1, tháng tháng đạt loại II, chất lượng nước tốt phù hợp cho mục đích ni trồng thủy, hải sản, nơng nghiệp, giải trí giao thơng thủy Theo thời gian số WQI tháng có xu hướng tăng Giá trị WQI cao vào tháng (79,93 điểm) thấp vào tháng (73,47 điểm) nguyên nhân có thay đổi thơng số lựa chọn, dần chuyển sang mùa khô Các thống số DO, pH có xu hướng tăng thơng số NTU, FC TS có xu hướng giảm điều, làm cho điểm số WQI tăng dần theo tháng nghiên cứu Từ biến động cho thấy tháng 2,3,4 thời điểm thích hợp cho việc bà ngư dân thả giống để bắt đầu vụ nuôi Tuy nhiên, bà cần lưu ý đến chất lượng nước vào tháng 2, tháng có chất lượng nước thuộc loại II lại có số điểm WQI thấp vượt qua mức nước thuộc loại III 47 4.3 Ứng dụng GIS đánh giá chất lượng nước theo số WQI Hệ thống thông tin địa lý (viết tắt GIS) biết đến hệ thống phần mềm máy tính sử dụng việc vẻ đồ, phân tích vật thể tượng tồn trái đất Là hệ thống ứng dụng rộng rải nhiều lĩnh vực đời sống như: Giao thơng, Địa chính, Khí tượng Thủy văn, y tế, môi trường Riêng công tác quản lý chất lượng nước GIS xem công cụ hiệu cho việc phân vùng, quy hoạch, phân tích giám sát chất lượng nước Kết việc ứng dụng GIS đánh giá chất lượng nước đầm Sam chuồn thể đồ bên 4.3.1 Phân bố chất lượng nước tháng Kết tính tốn WQI cho thấy, chất lượng nước tháng có biến động, giá trị WQI dao động khoảng 69,3 ÷ 77,97 điểm WQI cao điểm PM3 (69,30) thấp điểm điểm PM5 (77,97) Nhìn chung chất lượng nước điểm đầm phá xã Phú Mỹ thuộc loại trung bình loại tốt Kết nội suy thể đồ sau Hình 4.1 Bản đồ phân bố chất lượng nước tháng 48 Theo đồ phân bố chất lượng nước phân bố chất lượng nước thể màu khác Chất lượng nước thuộc loại III (chất lượng nước trung bình) quy định màu vàng, chất lượng nước thuộc loại II (chất lượng nước tốt) quy định màu xanh Qua từ đồ phân bố chất lượng nước tháng hình 4.1 cho thấy chất lượng nước đầm phá xã Phú Mỹ có biến động theo khơng gian có sai khác vùng gần bờ vùng xa bờ Nhìn chung chất lượng nước có chiều hướng tăng cách xa vùng gần bờ, điều thể chuyển dần từ màu vàng sang màu xanh xa vùng bờ Các điểm gần bờ thường có chất lượng nước Đặc biệt điểm PM5, PM6, PM1 có chất lượng nước mức trung bình Điều lý giải vùng bờ thường chịu nhiều chất thải từ hoạt động sinh hoạt người dân sinh sống từ làm chất lượng nước Từ kết cho thấy rằng, để giảm thiểu rủi ro nuôi trồng loại thủy sản đầm phá Phú Mỹ bà ngư dân ven đầm phá cần phải cân nhắc kỹ thời gian thả giống hợp lý Khi đưa nước vào ao nuôi cần ý đến cơng tác cải tạo chất lượng chủ yếu nước lấy từ vùng gần bờ, khu nuôi chắn sáo đầm chưa nên thả giống vào thời điểm thả số khu xa bờ có số chất lượng nước tốt 4.3.2 Phân bố chất lượng nước tháng Kết phân tích chất lượng nước tháng cho thấy giá trị WQI cao so với tháng qua điểm nghiên cứu giá trị WQI có biến động khoảng từ 74,36 ÷ 83,74 Giá trị WQI cao điểm PM3 (83,74) thấp điểm PM9 (74,36) Kết nội suy thể đồ 4.2 49 Hình 4.2 Bản đồ phân bố chất lượng nước tháng Từ hình 4.2 đồ chất lượng nước tháng cho thấy chất lượng nước đầm phá xã Phú Mỹ, huyện Phú Vang, tỉnh Thừa Thiên Huế nằm mức tốt, chất lượng nước thuộc loại II thể màu xanh Đối với khoảng thời gian bà thả giống lấy nước vào ao nuôi nhằm phục vụ cho mục đích ni trồng thủy sản cần phải thường xuyên giám sát biến động chất lượng nước 4.3.3 Phân bố chất lượng nước tháng Qua kết tính tốn WQI cho thấy giá trị tháng có dao động khoảng hẹp từ 77,66 ÷ 84,82 Cao điểm PM2 với giá trị 84,82 thấp điểm PM9 có giá trị 77,66 Kết nội suy thể đồ 4.3 sau 50 Hình 4.3 Bản đồ phân bố chất lượng nước tháng Khi nội suy chất lượng nước tháng theo không gian cho thấy, chất lượng nước tháng mức tốt (chất lượng nước thuộc loại II) Điều thể màu xanh So sánh với đồ chất lượng nước tháng cho thấy tháng có chất lượng nước đồng mặt không gian Đây khoảng thời gian có chất lượng nước tốt tháng nghiên cứu Vì thời điểm thích hợp cho hoạt động ni trồng thủy sản 51 CHƯƠNG KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 5.1 Kết luận * Chất lượng nước thông số môi trường: - Hầu hết thông số môi trường phù hợp với quy chuẩn môi trường như: thông tư 44 Bộ Tài nguyên Môi trường yêu cầu chất lượng nước nuôi tôm, QCVN 38:2011/BTNMT chất lượng nước mặt bảo vệ đời sống thủy sinh, QCVN 08:2008/BTNMT QCVN 10: 2008/BTNMT quy chuẩn kỹ thuật Quốc Gia chất lượng nước biển ven bờ - Các thông số chất lượng nước đầm Phú Mỹ có biến động theo thời gian có thay đổi theo chiều hướng tốt - Các thống số như: nhiệt độ (26,70 ÷ 30,67 0C), DO (5,5 ÷ 8,8mg/l), BOD5 (0,35 ÷ 6,20mg/l), NO3- (0,05 ÷ 0,25mg/l), PO43- (0 ÷ 0,25mg/l) TS (19,5 ÷ 67mg/l) phù hợp với quy chuẩn thích hợp cho đời sống thủy sinh Giá trị độ đục (3,00 ÷ 13,00NTU) mức thích hợp cho mục đích ni trồng thủy sản - Yếu tố pH vào tháng có giá trị 6,82mg/l tháng có giá trị 6,97mg/l thấp so với quy chuẩn Vì cần có biện pháp cải tạo độ pH đưa nước vào nuôi thời gian - Lượng tổng coliform phân FC có giá trị cao tháng nghiên cứu (70 ÷ 1095MPN/100ml) Đây nguy gây ô nhiễm vi khuẩn phân nước nguồn lây bệnh cho loài động vật thủy sản * Chất lượng nước thông qua số chất lượng nước WQI: - Chất lượng nước đầm Phú Mỹ theo tháng nghiên cứu dao động từ 73,47 ÷ 79,93 thuộc loại III, chất lượng nước tốt Tuy nhiên lại có khơng đồng mặt khơng gian Chất lượng nước điểm gần bờ thường thấp điểm xa bờ - Qua tháng nghiên cứu số WQI có xu hướng tăng 5.2 Kiến nghị Do thời gian thực đề tài ngắn nên việc nghiên cứu diễn phạm vi nhỏ Chưa bao quát phạm vi tồn đầm Vì cần có nhiều nghiên cứu rộng với thời gian quan trắc nhiều hơn, tạo thuận lợi cho việc quản lý chất lượng nước, phục vụ công tác dự báo cho hoạt động nuôi trồng thủy sản đầm phá 52 TÀI LIỆU THAM KHẢO A Tài liệu tiếng Việt [1] Trí Tú Anh, Đánh giá trạng môi trường nước đề xuất số biện pháp nâng cao chất lượng nước đầm Thị Nại, Bình Định, 2009 - 2010 [2] Bộ mơn Quản Lý Môi Trường Và Nguồn Lợi Thủy Sản, trường đại học Nông Lâm Huế, Điều tra đa dạng sinh học phục vụ dự án quy hoạch chi tiết khu bảo tồn biển Hải Vân - Sơn Chà, 2011 [3] Bộ Nông nghiệp Phát triển Nông thôn, TT44: 2010/BNNPTNT - Quy định điều kiện sở, vùng nuôi tôm sú, tơm chân trắng thâm canh đảm bảo an tồn vệ sinh thực phẩm, 2010 [4] Bộ Tài nguyên Môi trường, QCVN 08: 2008/BTNMT - Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia chất lượng nước mặt, 2008 [5] Bộ Tài nguyên Môi trường, QCVN 10: 2008/BTNMT - Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia chất lượng nước biển ven bờ, 2008 [6] Bộ Tài nguyên Môi trường, QCVN 38:2011/BTNMT - Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia chất lượng nước mặt bảo vệ đời sống thủy sinh, 2010 [7] Bộ Tài nguyên Môi trường, Sổ tay hướng dẫn tính tốn chất lượng nước, 2011 [8] Lê Văn Cát, Đỗ Thị Hồng Nhung, Ngô Ngọc Cát, Nước nuôi thủy sản, chất lượng giải pháp cải thiện chất lượng, NXB khoa học kỹ thuật Hà Nội, 2006 [9] Trương Văn Đàn, Ứng dụng GIS viễn thám quản lý môi trường nguồn lợi thủy sản, Trường Đại học Nông Lâm Huế, 1012 [10] Nguyễn Văn Hợp ctv, Đánh giá chất lượng nước sông Bồ tỉnh Thừa Thiên Huế dựa vào số chất lượng nước (WQI), 2010 [11] Nguyễn Văn Hợp cộng sự, Đánh giá chất lượng nước trầm tích đầm phá Tam Giang - Cầu Hai, 2006 – 2007 [12] Tôn Thất Lãng, Xây Dựng Chỉ Số Chất Lượng Để Đánh Giá Và Quản Lý Chất Lượng Nước Hệ Thống Sông Đồng Nai, 2004 [13] Tôn Thất Lãng, Nghiên cứu số chất lượng nước để đánh giá phân vùng chất lượng nước sông Hậu, 2007 [14] Trịnh Bích Liên, Phân tích đánh giá chất lượng nước hồ Thiền Quang, 2011 53 [15] Lê Thi Vinh, Đánh giá chất lượng mơi trường đầm Thủy Triều, Khánh Hòa, 2005 - 2006 B Tài liệu tiếng Anh [16] Bhargave D.S, Use of water quality index for river classification and zoning of Ganga River, Environmental Poll, 1983 [17] Ishaku J M, Ahmed A S, Abubakar M A, Assessment of groundwater quality using water quality index and GIS in Jada, northeastern Nigeria, International Research Journal of Geology and Mining (IRJGM) (2276-6618) Vol (3) pp 54-61, May 2012 [18] Middle States Geographer, Application of the national Sanitation foundation water quality index in the cazenovia creek, NY, pilot watershed management project, 1996:95-104 [19] Mouna Ketata-Rokbani, Moncef Gueddari, Rachida Bouhlila Use of Geographical Information System and Water Quality Index to Assess Groundwater Quality in El Khairat Deep Aquifer (Enfidha, Tunisian Sahel), Iranica Journal of Energy & Environment 2: 133-144, 2011 [20] Rumman Mowla Chowdhury, Sardar Yaffe Muntasir and M Monowar Hossain Water Quality Index Of Water Bodies Along Faridpur - Barisal Road In Banglades, 2012 [21] Thakor F J, Bhoi D K, Dabhi H R, Pandya S N and Nikitaraj B Chauhan Water Quality Index (W.Q.I.) of Pariyej Lake Dist Kheda – Gujarat, 2011 C Các website [22] Calculating NSF Water Quality Index http://www.water-research.net/watrqualindex/index.htm [23] Canadian Water Quality Guidelines for the Protection of Aquatic Life http://www.ccme.ca/assets/pdf/wqi_usermanualfctsht_e.pdf [24] Interpretation and Communication of Water Quality Data Using the Oregon Water Quality Index http://www.deq.state.or.us/lab/wqm/wqindex.htm [25] National Sanitation Foundation Water Quality Index http://bcn.boulder.co.us/basin/watershed/wqi_nsf.html 54 MỤC LỤC Trang CHƯƠNG MỞ ĐẦU CHƯƠNG TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2.1 Giới thiệu chung địa điểm thực tập 2.2 Chỉ số chất lượng nước WQI ứng dụng 2.2.1 Giới thiệu số WQI 2.2.2 Ý nghĩa việc đánh giá trạng chất lượng nước qua số chất lượng nước 2.2.3 Mục đích việc áp dụng WQI 2.2.4 Tổng quan số chất lượng nước Thế giới Việt Nam .5 2.2.4.1 Chỉ số chất lượng nước Mỹ 2.2.4.2 Chỉ số chất lượng nước Hội Đồng Bộ Môi Trường Canada (CCME – Canada Council of Ministry of the Environment) 2.2.4.3 Chỉ số chất lượng nước Malaysia 2.2.4.4 Chỉ số chất lượng nước Bhargava (Ấn Độ) 2.2.4.5 Chỉ số chất lượng nước Việt Nam 2.2.5 Phương pháp xây dựng số chất lượng nước Quỹ vệ sinh Quốc gia Mỹ NSF - WQI (The National Sanitation Foundation – Water Quality Index) 2.2.5.1 Giai đoạn 1: Lựa chọn thông số CLN định (xi) 2.2.5.2 Giai đoạn 2: Xác định phần trọng lượng đóng góp thông số định (wi) 10 2.2.5.3 Giai đoạn 3: Chuyển giá trị đo thông số định (xi) thành số phụ (qi) để quy chúng thang điểm chung từ 1-100 .10 2.2.5.4 Giai đoạn 4: Tính tốn WQI công thức tập hợp 12 2.2.6 Ứng dụng số WQI giới 14 2.2.6.1 WQI Mỹ 14 2.2.6.2 Tại Ấn Độ 14 2.2.6.3 Tại Bangladesh 15 55 2.2.7 Các ứng dụng đánh giá chất lượng nước số WQI Việt Nam 17 2.2.7.1 Tại miền Bắc 17 2.2.7.2 Tại miền Nam 18 2.2.7.3 Tại miền Trung 19 2.3 Hệ thống thông tin địa lí GIS ứng dụng GIS đánh giá chất lượng nước 19 2.3.1 Hệ thống thơng tin địa lí GIS 19 2.3.2 Ứng dụng GIS đánh giá chất lượng nước .20 2.3.2.1 Tại Tuy-ni-di (Tunisia) 20 2.3.2.2 Tại Nigeria 21 2.3.2.3 Tại Việt Nam .22 CHƯƠNG NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 24 3.3 Phương pháp nghiên cứu 24 3.3.1 Phương pháp thu phân tích mẫu 24 3.3.1.1.Phương pháp thu mẫu bảo quản mẫu thực địa .24 3.3.1.2.Phương pháp phân tích mẫu 26 3.3.3 Phương pháp lập đồ chất lượng nước dựa vào số chất lượng nước công nghệ GIS 28 3.3.4 Phương pháp xử lý số liệu 28 CHƯƠNG KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 29 4.1 Biến động thông số môi trường đầm phá xã Phú Mỹ 29 4.1.1 Biến động nhiệt độ (To) 29 4.1.2 Biến động giá trị pH .30 4.1.3 Biến động oxy hòa tan (DO) 31 4.1.4 Biến động Nitrate (NO3-) .33 4.1.5 Biến động Photphat (PO43-) 34 4.1.6 Biến động nhu cầu oxy sinh hóa (BOD5) 35 4.1.7 Biến động độ đục (NTU) 36 4.1.8 Biến động tổng chất rắn (TS) 37 56 4.1.9 Biến động Fecal Coliform (FC) 38 4.2 Thử nghiệm đánh giá chất lượng nước thông qua số chất lượng nước NSF - WQI 40 4.2.1 Chỉ số chất lượng nước NSF-WQI theo không gian 40 4.2.1.1 Kết nghiên cứu WQI theo không gian xa bờ gần bờ .40 4.2.1.2 Kết nghiên cứu WQI theo không gian qua điểm quan trắc 42 4.2.2 Chỉ số chất lượng nước NSF-WQI theo thời gian 46 4.3 Ứng dụng GIS đánh giá chất lượng nước theo số WQI .48 4.3.1 Phân bố chất lượng nước tháng 48 4.3.2 Phân bố chất lượng nước tháng 49 4.3.3 Phân bố chất lượng nước tháng 50 CHƯƠNG KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 52 5.1 Kết luận .52 5.2 Kiến nghị 52 TÀI LIỆU THAM KHẢO 53 57 ... Barishal 63 K-4 Bhurghata Khal, Kalkini, Maderpur 80 K-5 Kornapara khal, Kalkini, Maderipur 68 R-3 Mostofapur River, Maderipur 85 K-6 Srinerdi khal, Maderipur 60 K-7 Kamerer khal, Rajore, Faridpur... Bangladesh khoa Kỹ thuật Tài nguyên nước Bangladesh, Đại học Kỹ thuật Công nghệ Dhaka, sử dụng để quan trắc đánh giá chất lượng nước 34 trạm thủy vực dọc theo đường thuộc Faridpur-Barisal Bangladesh... Malaysia…Một số nỗi tiếng áp dụng rộng rãi giới số WQI-NSF (National Sanitation Foundation - Water Quality Index) Quỹ vệ sinh Quốc gia Mỹ 2.2.2 Ý nghĩa việc đánh giá trạng chất lượng nước qua