Bài tiểu luận bài tập lớn môn mô hình hóa môi trường Bài tiểu luận bài tập lớn môn mô hình hóa môi trường Bài tiểu luận bài tập lớn môn mô hình hóa môi trườngBài tiểu luận bài tập lớn môn mô hình hóa môi trườngBài tiểu luận bài tập lớn môn mô hình hóa môi trườngBài tiểu luận bài tập lớn môn mô hình hóa môi trườngBài tiểu luận bài tập lớn môn mô hình hóa môi trườngBài tiểu luận bài tập lớn môn mô hình hóa môi trườngBài tiểu luận bài tập lớn môn mô hình hóa môi trườngBài tiểu luận bài tập lớn môn mô hình hóa môi trườngBài tiểu luận bài tập lớn môn mô hình hóa môi trườngBài tiểu luận bài tập lớn môn mô hình hóa môi trườngBài tiểu luận bài tập lớn môn mô hình hóa môi trườngBài tiểu luận bài tập lớn môn mô hình hóa môi trườngBài tiểu luận bài tập lớn môn mô hình hóa môi trường
1 ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM - - Tên đề tài: “ ỨNG DỤNG CHỈ SỐ WQI ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG NƯỚC AO NI CÁ ” BÀI TẬP LỚN MƠ HÌNH HĨA MƠI TRƯỜNG Sinh viên : Nơng Phúc Thắng : Hồng Quỳnh Anh : Vũ Văn Toản Hệ đào tạo : Chính quy Chuyên ngành : Khoa học môi trường Khoa : Mơi trường Khóa học : Giảng viên hướng dẫn: Ths: Hoàng Quý Nhân Thái Nguyên, năm 2018 Mục Lục ĐẶT VẤN ĐỀ VÀ Ý NGHĨA THỰC TIỄN 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 thơng tin có giá trị chuyên gia môi trường nước, khơng có ý nghĩa người dân, nhà quản lý hay nhà làm luật, người cần thông tin ngắn gọn, súc tích nguồn nước Do vậy, người ta sử dụng Chỉ số chất lượng nước (Water Quality Index-WQI) công tác đánh giá chất lượng nước Chỉ số chất lượng nước (viết tắt WQI) số tính tốn từ thơng số quan trắc chất lượng nước, dùng để mô tả định lượng chất lượng nước khả sử dụng nguồn nước đó; biểu diễn qua thang điểm WQI là phương tiện có khả tập hợp lượng lớn số liệu, thông 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 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 Để phục vụ cho công tác quy hoạch tài nguyên nước WQI được nghiên cứu sử dụng cho đánh giá chất lượng nước CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ TÀI LIỆU THAM KHẢO a) Cơ sở lý luận WQI Trên giới có nhiều dạng WQI sử dụng, đáng ý WQI Canada (The Canadian Council of Ministers of the Environment- CCME, 2001) WQI-CCME xây dựng dựa nhiều số liệu khác sử dụng quy trình thống kê với tối thiểu thơng số hệ số (F1-phạm vi, F2-tần suất F3-biên độ kết không đáp ứng mục tiêu CLN- giới hạn chuẩn) WQI-CCME công thức định lượng việc sử dụng thuận tiện với thông số giá trị chuẩn (mục tiêu CLN) chúng dễ dàng đưa vào WQI-CCME để tính tóan tự động Tuy nhiên, WQI-CCME, vai trò thơng số CLN WQI coi nhau, thực tế thành phần CLN có vai trò khác nguồn nước ví dụ thành phần chất rắn lơ lửng khơng có ý nghĩa quan trọng CLN nguồn nước thành phần oxy hòa tan WQI Quỹ Vệ sinh Quốc gia Mỹ (National Sanitation Foundation-NSF) số chất lượng nước dùng phổ biến WQI-NSF xây dựng cách sử dụng kỹ thuật Delphi tập đoàn Rand, thu nhận tổng hợp ý kiến số đông chuyên gia khắp nước Mỹ để lựa chọn thơng số CLN định sau xác lập phần trọng lượng đóng góp thơng số (vai trò quan trọng thơng số - wi) tiến hành xây dựng đồ thị chuyển đổi từ giá trị đo thông số sang số phụ (qi) WQI-NSF xây dựng khoa học dựa ý kiến số đông nhà khoa học chất lượng nước, có tính đến vai trò (trọng số) thông số tham gia WQI so sánh kết với giá trị chuẩn (mục tiêu CLN) qua giản đồ tính số phụ (qi) Tuy nhiên giá trị trọng số (wi) giản đồ tính số phụ (qi) WQI-NSF thích hợp với điều kiện chất lượng nước Mỹ Do vậy, cần có WQI phù hợp với điều kiện Việt Nam, ví dụ vùng Đồng sơng Cửu Long, nhiệt độ thường thay đổi nói khơng có thay đổi nên yếu tố nhiệt độ nguồn nước bỏ qua WQI, để sử dụng thực tế Hiện phương pháp tính WQI Tổng cục Mơi trường ban hành sử dụng áp dụng cho công việc đánh giá chất lượng môi trường nước công tác bảo vệ môi trường nước mặt Việt Nam b) Tài liệu tham khảo • Sổ tay hướng dẫn tính tốn số chất lượng nước WQI( Ban hành kèm theo Quyết định số 879 /QĐ-TCMT ngày 01 tháng năm 2011 Tổng cục trưởng Tổng cục Mơi trường) • Cơng thức tính WQI • Cơng thức tính WQI thành phần thơng số thứ • Cơng thức tính WQI thành phần thơng số thứ hai • Giá trị DO bão hòa • Giá trị DO % bão hòa • Phần mềm Environmental Quality Index Đối với phần mềm này, việc tính tốn phải mua quyền phần mềm, kết tính tốn xuất trực tiếp đưa dạng biểu đồ, bảng thống kê… • Ứng dụng Exel tính số chất lượng nước(WQI ) theo định 879/QĐ-TCMT 2011 Đại học Tài nguyên Môi trường HCM Với ứng dụng tính tốn qua exel ta việc nhập số liệu, thông số mơi trường tính tốn đưa kết phần nhập liệu, thông số WQI thứ BOD5, COD, N-NH4, P-PO4, Độ đục, TSS, Coloform, DO, PH đực hiển thị sheet màu xanh: 8 9 10 10 11 11 12 • Kết quan trắc mẫu nước trung tâm năm 2015 2016 2017 2018 NỘI DUNG, PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU a) Nội dung: • Hoạt động nhóm, nâng cao kỹ làm việc nhóm, phân chia cơng việc cho thành viên nhóm, nâng cao ý thức, trách nhiệm thành viên trình làm việc nhóm • Làm rõ phương pháp tính WQI, tiếp cận với phần mềm, ứng dụng tin học lĩnh vực tính số chất lượng nước công nghệ thông tin lĩnh vực môi trường, nâng cao hiểu biết ứng dụng hiệu học tập q trình làm việc • Thực đề tài, làm rõ số chất lượng môi trường nước khu vực quan trắc, tính tốn đưa kết kết luận phù hợp với ứng dụng thực tiễn sản xuất b) Phương pháp nghiên cứu • Thu thập thông tin, số liệu quan trắc nước • Xử lý số liệu, lập bảng thống kê 12 13 • Nghiên cứu, đọc sổ tay hướng dẫn, tìm kiếm phần mềm ứng dụng, giải pháp tính tốn số WQI nhanh, hiệu quả, tiết kiệm thời gian so với phương pháp tính tốn truyền thống • Lập biểu đồ, phân tích kết đưa kết luận • Viết báo cáo KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU Bảng tính số WQI mơi trường nước ao ni cá Biểu đồ số WQI qua năm Qua biểu đồ, so sánh kết ta thấy nguồn nước sử dụng cho mục đích sinh hoạt cần phải có biện pháp sử lý thật tốt sử dụng Qua quan sát thực tế nước ao có màu xanh đục chưa phải nước sử dụng sinh hoạt Biểu đồ số WQI pH qua năm Về PH dường số WQI không thay đổi, mức PH ổn định phù hợp với nuôi trồng loại thủy sản nước Nên giữ ổn định mức 6.5 đến 7.5 để nuôi cá Biểu đồ số WQI DO qua năm Chỉ số DO ổn định qua năm để ni trồng thủy sản cần tăng thêm biện pháp sục khí, diện tích ao ni lớn lượng oxy hòa tan nước chủ yếu 13 14 trình quang hợp thực vật phù du phần nhỏ khuếch tán từ khí vào DO cần cho q trình hơ hấp sinh vật nước đặc biệt cá Chanratchakool (1995) nhận xét hàm lượng oxy hòa tan nước nhỏ mg/l sử dụng thức ăn dễ nhiễm bệnh Chiu (1992) thơng báo lượng oxy hòa tan nhỏ 3,5 mg/l gây chết tôm Theo Swingle (1969) nồng độ oxy hòa tan nước lý tưởng cho tơm, cá mg/l Mỗi lồi cá khác có ngưỡng oxy khác oxy nước mg/l cá lười ăn, cá đầu; giảm xuống mg/l cá ngừng ăn Khi oxy nước tiếp tục giảm xuống 0,5 - 0,6 mg/l cá đầu, kéo dài chết Biểu đồ số WQI BOD5 qua năm BOD5 giảm mạnh q trình ni trồng thủy sản chủ đầu tư giảm lượng cá thả phân bố lượng thức ăn lại nên chất thải, thức ăn dư thừa khơng nhiều, đến cho thấy mơi trường nước giới hạn cho phép cột B1 theo QCVN 08-2008 Biểu đồ số WQI COD qua năm COD từ viết tắt Chemical Oxygen Demand – nhu cầu oxy hóa học Đây lượng oxy cần thiết để oxy hoá hợp chất hố học nước bao gồm vơ hữu COD lượng oxy cần để oxy hoá tồn chất hố học nước, BOD lượng oxy cần thiết để oxy hố phần hợp chất hữu dễ phân huỷ vi sinh vật Toàn lượng oxy sử dụng cho phản ứng lấy từ oxy hoà tan nước (DO) Do nhu cầu oxy hoá học oxy sinh học cao làm giảm nồng độ DO nước, có hại cho sinh vật nước hệ sinh thái nước nói chung Nước thải hữu cơ, nước thải sinh hoạt nước thải hoá chất tác nhân tạo giá trị BOD COD cao môi trường nước COD tiêu chuẩn quan trọng để đánh giá mức độ ô nhiễm nước (nước thải, nước mặt, nước sinh hoạt) cho biết hàm lượng chất hữu có nước Hàm lượng COD nước cao chứng tỏ nguồn nước có nhiều chất hữu gây nhiễm Trên biểu đồ ta thấy COD có 14 15 chiều hướng suy giảm giảm sản lượng nuôi trồng thức ăn dư thừa nên nước ngày Biểu đồ số WQI Coliform qua năm Chỉ số WQI vi khuẩn coliform ổn định không tăng không giảm Biểu đồ số WQI TSS qua năm TSS chất rắn lơ lửng nươc, theo biểu đồ ta thấy với trình giảm bớt cá hoạt động sinh vật nước giảm, đồng thời khơng có chất hữu dư thừa nên TSS giảm mạnh ao có thả số loại thực vật làm nước bèo tây nên nước so với năm trước 15 16 Biểu đồ số WQI N-NH4 qua năm N-NH4 thấp giảm theo tỉ lệ thuận năm Sự tồn NH4+ nước phụ thuộc vào pH, pH hầu hết nitrogen tổng số dạng ion NH 4+, cần thiết cho phát triển sinh vật, hàm lượng NH 4+ cao làm cho thực vật phù du phát triển q mức khơng có lợi cho cá (thiếu oxy vào sáng sớm, pH dao động ) Theo Boyd (1990) hàm lượng NH 4+ thích hợp cho ao ni thủy sản 0,2-2 mg/l NH4+ thường độc NH3 nồng độ tăng cao gây độc cho thủy sinh vật , nồng độ gây chết NH 4+ dạng phức xác định cho nhiều loài ngưỡng mức chết chưa xác định mức làm giảm tốc độ sinh trưởng cá thể (Wiliam A.Wurts, 2005) 16 17 Biểu đồ số WQI P-PO4 qua năm Trong nước phốt phát tồn dạng H 2PO4, HPO42- PO43-, phân tích thường xác định dạng P-PO43- Trong ao nuôi, hàm lượng muối hòa tan phosphate (P-PO43-) nước thường thấp khoảng ÷ 20 μg/l vượt 200 μg/l, ao ni giàu dinh dưỡng Hàm lượng T-P vượt 1.000 μg/l Hàm lượng P-PO 43- thích hợp cho ao ni cá từ ÷ 200 μg/l, hàm lượng P-PO43- nhỏ μg/l thực vật phù du khơng phát triển hàm lượng P-PO43- vượt 200 μg/l thực vật phù du “nở hoa” làm ánh sáng bị che khuất, giảm hiệu quang hợp, tăng lượng chất hữu tảo bị tàn lụi, làm ao thiếu oxy cá sinh trưởng chậm, thời gian kéo dài chết Hàm lượng P-PO4 tăng đỉnh điểm năm 2016 thời gian loại tảo xuất làm nước ao có váng, qua biện pháp sử lý nước ao khơng tảo Biểu đồ số WQI độ đục qua năm Độ đục thể tính quang học nguồn nước, ảnh hưởng đến nhìn vật lý nước Chất rắn lơ lửng vật chất có màu hòa tan làm giảm độ nước Độ đục thường sử dụng số chất lượng nước dựa vào suốt nước tổng số ước tính chất rắn lơ lửng nước Độ đục nước dựa vào lượng ánh sáng bị tán xạ hạt Càng nhiều hạt cặn lơ lững diện nước ánh sáng cang bị phân tán qua nước Như vậy, độ đục tổng chất rắn lơ lửng có liên quan Tuy nhiên, độ đục khơng phải phép đo trực tiếp tổng số chất rắn lơ lửng nước Thay vào đó, biện pháp làm nước tương đối, độ đục thường sử dụng để thay đổi nồng độ tổng chất rắn lơ lửng nước mà khơng cần cung cấp phép đo xác chất rắn 17 18 Độ đục tăng giảm không thời gian lấy mẫu năm 2016 2018 vào mùa mưa KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Công tác ni trồng thủy sản có vai trò quan trọng đời sống người mặt kinh tế an ninh lương thực, đồng thời thách thức ô nhiễm môi trường nguồn nước trình đầu tư cần phải quan tâm tới vấn đề môi trường nước đảm bảo cho tương lai sau Việc tính tốn WQI quy định định số 870/QĐ-TCMT ngày 01 tháng 07 năm 2011 Tổng cục Môi trường WQI số tính tốn từ thơng số quan trắc chất lượng nước, dùng để mô tả định lượng chất lượng nước khả sử dụng nguồn nước đó, biểu diễn qua thang điểm Mục đích WQI là: Đánh giá chất lượng nước mặt lục địa cách tổng quát; Có thể sử dụng nguồn liệu để xây dựng đồ phân vùng chất lượng nước ứng dụng GIS Cung cấp thông tin môi trường cho cộng đồng cách đơn giản, dễ hiểu, trực quan Nâng cao nhận thức bảo vệ môi trường Nên cần quan tâm công tác xây dựng sở liệu, tuyên truyền phổ biến với cộng đồng 18