Phân tích và đánh giá chất lượng nước sông gianh tỉnh quảng bình

MỤC LỤC TRANG PHỤ BÌA i LỜI CAM ĐOAN ii LỜI CẢM ƠN iii MỤC LỤC DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT DANH MỤC CÁC BẢNG DANH MỤC CÁC HÌNH MỞ ĐẦU CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN LÝ THUYẾT 1.1 Chất lượng nước nguồn ô nhiễm nước 1.1.1 Chất lượng nước nhu cầu đánh giá chất lượng nước 1.1.2 Ô nhiễm nước nguồn gây ô nhiễm 10 1.2 Khái quát sơng Gianh 13 1.2.1 Vị trí địa lý 13 1.2.2 Địa hình 14 1.2.3 Đặc điểm khí tượng thủy văn 15 1.3 Một số phương pháp xác định thông số chất lượng nước 17 1.3.1 Phương pháp xác định COD 17 1.3.2 Phương pháp xác định BOD5 18 1.3.3 Phương pháp xác định amon 19 1.3.4 Phương pháp xác định nitrat 20 1.3.5 Phương pháp xác định photphat 22 1.3.6 Phương pháp xác định độ cứng 25 1.3.7 Phương pháp xác định tổng sắt tan 25 CHƢƠNG 2: NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 28 2.1 Nội dung nghiên cứu 28 2.2 Phương pháp nghiên c ứu 28 2.2.1 Phạm vi nghiên cứu 28 2.2.2 Chuẩn bị mẫu 28 2.2.3 Phương pháp phân tích thơng số chất lượng nước 32 2.2.4 Phương pháp đánh giá thông số chất lượng nước 34 2.3 Đánh giá độ tin cậy phương pháp 36 2.3.1 Xây dựng đường chuẩn 36 2.3.2 Xác định giới hạn phát giới hạn định lượng 36 2.3.3 Độ lặp lại 37 2.3.4 Độ 38 CHƢƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 39 3.1 Kiểm soát chất lượng phương pháp phân tích 39 3.1.1 Xây dựng đường chuẩn 39 3.1.2 Khảo sát giới hạn phát hiện, giới hạn định lượng phép đo 42 3.1.3 Đánh giá độ lặp lại phép đo 43 3.1.4 Đánh giá độ phép đo 43 3.2 Kết đo, phân tích số thông số chât lượng nước sông Gianh 44 3.2.1 Kết đo thông số chất lượng nước sông Gianh trường 42 3.2.2 Kết phân tích thơng số CLN sơng Gianh phịng thí nghiệm 43 3.3 Đánh giá thông số chất lượng nước sông Gianh 46 3.2.1 Nhiệt độ 46 3.2.2 pH 46 3.2.3 Tổng chất rắn hòa tan độ dẫn điện 48 3.2.4 Độ cứng 50 3.2.5 COD, BOD5 DO 51 3.2.6 Hàm lượng amoni, nitrat photphat 55 3.2.7 Coliform 60 3.2.8 Tổng sắt tan 62 3.4 Đề xuất giải pháp kiểm sốt chât lượng nước sơng Gianh 63 3.4.1 Giải pháp quản lý 63 3.4.2 Giải pháp kỹ thuật 63 3.4.3 Giải pháp tuyên truyền giáo dục 64 KẾT LUẬN 65 TÀI LIỆU THAM KHẢO 66 DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT Tên tiếng Việt Tên tiếng Anh Viết tắt Chất lượng nước Water Quality Độ dẫn điện Electrical Conductivity Độ đục Turbidity Độ hấp thụ quang Absorption Độ lệch chuẩn tương đối Ralative Standard Deviation RSD Độ thu hồi Recovery Rev Giới hạn định lượng Limit of detection LOD Giới hạn phát Limit of quantification LOQ EC TUR A Hệ số tương quan R Hiệp hội nhà hố phân Association of Official Analytical tích thống Chemists Nhu cầu oxi sinh hóa CLN 5-day Biochemical Oxygen AOAC BOD5 Demand Nhu cầu oxi hóa học Chemical Oxygen Demand COD Oxi hòa tan Dissolved Oxygen DO Phân tích phương sai Analysis of Variance Tổng chất rắn hòa tan Total Dissolved Solids TDS Tổng chất rắn lơ lửng Total Suspended Solids TSS Tổng coliform Total Coliform TC Tiêu chuẩn Việt Nam Viet Nam Standard TCVN Quy chuẩn Việt Nam Viet Nam Regulation QCVN ANOVA DANH MỤC CÁC BẢNG Số hiệu Tên bảng Trang 2.1 Mô tả vị trí lấy mẫu, thời gian lấy mẫu 29 2.2 Các phương pháp đo/phân tích thơng số CLN 32 2.3 Bố trí thí nghiệm theo tốn ANOVA chiều 34 2.4 Kết phân tích ANOVA chiều 35 3.1 Sự phụ thuộc độ hấp thụ quang vào hàm lượng chất phân tích 40 3.2 Giới hạn định lượng giới hạn phát thông số CLN 42 Kết đánh giá độ lặp lại phương pháp phân tích 3.3 43 thơng số CLN Kết đánh giá độ phương pháp phân tích thơng 3.4 43 số CLN Kết đo thông số chất lượng nước sông Gianh đo 3.5 44 trường Kết phân tích thông số chất lượng nước sông Gianh 3.6 3.7 45 phịng thí nghiệm Kết phân tích ANOVA chiều với thông số pH 47 Độ lệch nhỏ độ lệch giá trị pH trung bình nước 3.8 sơng Gianh vị trí lấy mẫu 47 Độ lệch nhỏ độ lệch giá trị pH trung bình nước 3.9 48 sông Gianh đợt lấy mẫu 3.10 Kết phân tích ANOVA chiều với thơng số EC TDS 49 Độ lệch nhỏ độ lệch giá trị EC TDS trung bình 3.11 nước sơng Gianh vị trí lấy mẫu 50 3.12 Kết phân tích ANOVA chiều với thông số Độ cứng 50 Độ lệch nhỏ độ lệch giá trị độ cứng trung bình 3.13 nước sơng Gianh vị trí lấy mẫu 51 Kết phân tích ANOVA chiều với thông số COD, BOD5, 3.14 3.15 53 DO Độ lệch nhỏ độ lệch giá trị hàm lượng DO, COD 54 Độ lệch nhỏ độ lệch giá trị DO trung bình 3.16 nước sông Gianh đợt lấy mẫu 55 3.17 Kết phân tích ANOVA chiều với thông số NH4+, NO3-, PO43- 57 3.18 Độ lệch nhỏ độ lệch giá trị NH4+, NO3-, PO43-trung bình nước sơng Gianh vị trí lấy mẫu 58 Độ lệch nhỏ độ lệch giá trị NH4+, NO3-, PO4 33.19 trung bình nước sông Gianh đợt lấy mẫu 59 3.20 Kết phân tích ANOVA chiều với thơng số Coliform 60 Độ lệch nhỏ độ lệch giá trị hàm lượng coliform 3.21 trung bình nước sơng Gianh vị trí lấy mẫu 61 Độ lệch nhỏ độ lệch cặp giá trị hàm lượng 3.22 coliform trung bình nước sông Gianh đợt lấy mẫu 61 3.23 Kết phân tích ANOVA chiều với thơng số tổng sắt tan 62 Độ lệch nhỏ độ lệch giá trị nồng độ tổng sắt tan 3.24 trung bình nước sơng Gianh đợt lấy mẫu 62 DANH MỤC CÁC HÌNH Số hiệu Tên hình Trang 2.1 Vị trí điểm lấy mẫu sông Gianh 31 3.1 Đường chuẩn xác định hàm lượng COD 41 3.2 Đường chuẩn xác định hàm lượng N-NH4+ 41 3.3 Đường chuẩn xác định hàm lượng N-NO3- 41 3.4 Đường chuẩn xác định hàm lượng P-PO43- 42 3.5 Đường chuẩn xác định hàm lượng tổng sắt tan 42 3.6 Biến động pH nước sông Gianh 46 3.7 Biến động COD nước sông Gianh 51 3.8 Biến động BOD5 nước sông Gianh 52 3.9 Biến động DO nước sông Gianh 52 3.10 Biến động N-NH4+ nước sông Gianh 55 3.11 Biến động N-NO3- nước sông Gianh 56 3.12 Biến động P-PO4 3- nước sông Gianh 56 3.13 Biến động coliform nước sông Gianh 60 MỞ ĐẦU Sông Gianh hệ thống sơng lớn tỉnh Quảng Bình biểu trưng địa lý vùng đất Nó hợp lưu sơng vào loại trung bình tỉnh: sơng Rào Nậy, sơng Rào Nan sông Son Bắt nguồn từ dãy Trường Sơn, trước xuôi biển Đông, sông Gianh đem lại nguồn lợi lớn thủy sản cung cấp nước cho nông nghiệp sinh hoạt người dân vùng đồng ven sông vùng đồng rộng lớn hạ lưu [22], [23] Trong năm gần đây, q trình cơng nghiệp hóa diễn mạnh mẽ, đời sống kinh tế xã hội ngày phát triển với gia tăng dân số dẫn đến lượng nước thải ngày lớn Đặc biệt nguồn nước thải sở sản xuất, chế biến chưa qua xử lý nguyên nhân chủ yếu làm suy giảm chất lượng nước (CLN) sông Gianh [23] Tháng – 2016, cố công ty Hưng Nghiệp Formusa thải chất thải trực tiếp gây ô nhiễm môi trường biển ảnh hưởng không nhỏ đến CLN vùng cửa sông Mặc dù kết điều tra nguyên nhân đánh giá chất lượng môi trường biển công bố rộng rãi cho cộng đồng, Bộ Tài nguyên Môi trường tiếp tục phối hợp với địa phương tiếp tục giám sát chất lượng môi trường biển, Sở Tài ngun Mơi trường tỉnh có đợt quan trắc định kỳ chất lượng nước sông, nhiên không tránh khỏi tâm lý hoang mang, lo ngại cho người dân [3] Trong thời gian qua có số nghiên cứu đề cập tới chất lượng nước sông Gianh như: Phân vùng chức môi trường sông Gianh Quảng Bình (Đinh Việt Hùng, 2011) [10], Nghiên cứu biến đổi chất lượng nước vùng cửa sông ven biển tỉnh Quảng Bình (Phạm Thị Thủy, 2014) [16], Tuy nhiên nghiên cứu chưa sâu, tập trung nghiên cứu tiêu chất lượng nước sông Gianh Tháng - 2018, đề tài Phân tích số tiêu nhằm đánh giá chất lượng nước sông Gianh đoạn chảy qua thị xã Ba Đồn, Quảng Bình tác giả Đồn Thị Việt Hà cơng bố Nhưng đề tài nghiên cứu sông phạm vi hẹp với số lượng tiêu hạn chế Xuất phát từ lý trên, đề tài: “Phân tích đánh giá chất lƣợng nƣớc sơng Gianh tỉnh Quảng Bình” thực nhằm mục đích: - Xác định thông số chất lượng nước sông Gianh - Đánh giá mức độ ô nhiễm thông số CLN, so sánh với Quy chuẩn Kỹ thuật Quốc gia chất lượng nước mặt - Đóng góp số thơng tin khoa học chất lượng nước sông Gianh, giúp nhà quản lý có biện pháp trước mắt lâu dài thích hợp bảo vệ nguồn nước, góp phần bảo vệ mơi trường tài ngun tỉnh Quảng Bình Chƣơng TỔNG QUAN LÝ THUYẾT 1.1 CHẤT LƢỢNG NƢỚC VÀ NGUỒN Ô NHIỄM NGUỒN NƢỚC 1.1.1 Chất lƣợng nƣớc nhu cầu đánh giá chất lƣợng nƣớc Tài nguyên nước thành phần thiết yếu môi trường sống, yếu tố tách rời sống, phát triển người sinh vật Nguồn nước thiên nhiên ban tặng vô phong phú, khó bị chất lượng nước sử dụng có nguy suy giảm việc sử dụng chưa hợp lý người Việt Nam có hệ thống sông, suối nhiều… điều kiện tự nhiên vị trí địa lý tạo nguồn tài nguyên nước dồi từ nước mặt, nước ngầm lượng mưa đáng kể năm Theo thống kê Bộ Tài nguyên Mơi trường, Việt Nam có 3450 sơng, suối với chiều dài từ 10 km trở lên Các sông suối nằm 108 lưu vực sông phân bố trải dài nước với tổng diện tích 1167 triệu km2 Tổng lượng nước mặt trung bình năm Việt Nam khoảng 830 tỉ m3 Tuy nhiên, khoảng 63% nguồn nước mặt Việt Nam (tương ứng với 520 tỷ m3) có nguồn gốc ngồi biên giới quốc gia, có gần 310 tỉ m3 năm sinh lãnh thổ Việt Nam [2] Hiện nguồn tài nguyên thiên nhiên quý quan trọng phải đối mặt với nguy ô nhiễm cạn kiệt Nguy thiếu nước, đặc biệt nước hiểm họa lớn tồn vong người tồn sống Trái đất Do người cần phải nhanh chóng có biện pháp bảo vệ sử dụng hợp lý nguồn tài nguyên nước đặc biệt khung cảnh biến đổi khí hậu Để đánh giá chất lượng nước mức độ gây nhiễm nước, dựa vào số tiêu quy định giới hạn tiêu theo Luật bảo vệ mơi trường số quốc gia hay tiêu chuẩn quốc tế quy định cho loại nước sử dụng theo mục đích khác Để phân tích chất lượng nước ta cần phải phân tích thơng số CLN Dựa vào chất thông số CLN, người ta chia thơng số CLN thành nhóm: thơng số vật lý, thơng số hóa học, thơng số vi sinh [18], [26]: Các thông số vật lý: màu sắc, mùi, nhiệt độ (Tem), tổng chất rắn (TS), tổng chất rắn hòa tam (TDS), độ đục (TUR), độ dẫn điện (EC), Các thơng số hóa học: thơng số hóa học chia thành thơng số đặc trung cho chất hữu thông số đặc trung cho chất vô cơ: - Các thông số đặc trưng cho chất hữu cơ: Nhu cầu oxi sinh hóa (BOD), nhu cầu oxi hóa học (COD), tổng cacbon hữu (TOC), hợp chất phenol, hóa chất bảo vệ thực vật - Các thông số đặc trưng cho chất vô cơ: độ cứng, độ muối (Sal), pH, nitrat (NO3-), nitrit (NO2-), amoni (NH3/ NH4 +), photphat (PO43-), sunfat (SO42-), kim loại độc (CdII, CuII, PbII, HgII, ), Các thông số vi sinh: tổng coliform (TC), coliform phân (FC) Escherichia coli (E.coli) thông số cho biết nhiễm vi khuẩn có nguồn gốc phân Ngoài cách phân chia trên, người ta dựa vào khoảng nồng độ chất có mặt nước để chia thơng số CLN thành nhóm sau: Các cấu tử (nồng độ cỡ 10 100 ppm): BOD, COD, DO, TOC, độ cứng, độ kiềm, TDS, SS, độ mặn, Các ion thường gặp (nồng độ cỡ 10 ppm): NO3-, NO2-, NH4+, PO43-, F-, SO42-, Các cấu tử lượng vết (nồng độ cỡ ppb 1ppm): kim loại độc (CdII, CuII, PbII, NiII, AsIII ), hóa chất bảo vệ thực vật (nhóm DDT, nhóm HCH, aldrine, ) Các cấu tử siêu vết (nồng độ nhỏ ppb) HgII, PCBs, đioxins, furans, Số lượng thông số chất lượng nước lớn nên phân tích tất thơng số gặp khó khăn nhiều mặt: kinh tế, thời gian, nhân lực, Do tùy thuộc vào nguồn nước mục đích phân tích mà người ta thường lựa chọn số lượng thông số CLN cần thiết để phân tích 1.1.2 Ơ nhiễm nƣớc nguồn gây ô nhiễm Hiến chương châu Âu nước định nghĩa: "Ô nhiễm nước biến đổi nói chung người chất lượng nước, làm nhiễm bẩn nước gây nguy 10 có ảnh hưởng đến hàm lượng BOD5 COD nước sông Gianh, riêng DO bị ảnh hưởng yếu tố vị trí thời gian lấy mẫu (với mức ý nghĩa p