Đánh giá chất lượng nước hồ An Dương, tỉnh Hải Dương sử dụng chỉ số chất lượng và các chỉ số ô nhiễm nước

Bài viết thực hiện để đánh giá chất lượng nước hồ An Dương, tỉnh Hải Dương từ 2019-2020 thông qua 12 mẫu nước mặt đã được lấy trên hồ vào mùa mưa (9/2019) và mùa khô (2/2020) để phân tích các thông số chất lượng nước.

TNU Journal of Science and Technology 225(09): 39 - 46 ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG NƯỚC HỒ AN DƯƠNG, TỈNH HẢI DƯƠNG SỬ DỤNG CHỈ SỐ CHẤT LƯỢNG VÀ CÁC CHỈ SỐ Ô NHIỄM NƯỚC Nguyễn Minh Anh, Nguyễn Thu Hằng, Bùi Thị Huyền, Nguyễn Hoàng Mỹ, Cao Thị Huệ, Cao Trường Sơn* Học viện Nơng nghiệp Việt Nam TĨM TẮT Nghiên cứu thực để đánh giá chất lượng nước hồ An Dương, tỉnh Hải Dương từ 2019 - 2020 12 mẫu nước mặt lấy hồ vào mùa mưa (9/2019) mùa khô (2/2020) để phân tích thơng số chất lượng nước Chỉ số chất lượng nước (WQI), số ô nhiễm tổng hợp (CPI) số ô nhiễm hữu (OPI) sử dụng để đánh giá chất lượng nước hồ Phân tích Pearson, T-test Cluster tính tốn để đánh giá mối tương quan nồng độ chất ô nhiễm nước hồ, biến động chất lượng nước hồ theo không gian thời gian Kết nghiên cứu cho thấy: Chất lượng nước hồ mùa mưa cịn tốt dùng để cấp nước sinh hoạt Tuy nhiên, mùa khô chất lượng nước bị ô nhiễm thông số TSS, PO 43-, NH4+, COD BOD5 Có khác biệt chất lượng nước hồ theo khơng gian thời gian Trong đó, q trình pha lỗng chất nhiễm mùa mưa gia tăng chất thải chim, cò mùa khô hai yếu tố dẫn tới chất lượng nước mùa mưa tốt mùa khô Theo không gian chất lượng nước hồ phân thành điểm biến động biến động Sự phân chia phụ thuộc vào phân bố nguồn thải xung quan hồ vị trí cống dẫn nước vào hồ Từ khóa: Chỉ số chất lượng nước; số ô nhiễm nước; chất lượng nước; đánh giá; hồ An Dương Ngày nhận bài: 19/6/2020; Ngày hoàn thiện: 30/8/2020; Ngày đăng: 31/8/2020 ASSESSMENT OF AN DUONG LAKE WATER QUALITY IN HAI DUONG PROVINCE USING A WATER QUALITY INDEX AND WATER POLLUTION INDECIES Nguyen Minh Anh, Nguyen Thu Hang, Bui Thi Huyen, Nguyen Hoang My, Cao Thi Hue, Cao Truong Son* Vietnam National University of Agriculture ABSTRACT This study was carried out to assess water quality of An Duong lake in Hai Duong province in the period from 2019 to 2020 12 surface water samples were taken on the lake in rainy season (9/2019) and dry season (2/2020) to analyze water quality parameters Water quality index (WQI), comprehensive pollution index (CPI) and organic pollution index (OPI) were used to assess water quality of the lake Pearson, T-test and Cluster analysis were calculated to evaluate the correlation among concentration of pollutants in the lake water and the fluctuation in water quality of the lake over time and space The results showed that: water quality of the lake in rainy season is still good for domestic use However, in dry season, water quality is polluted by the parameters of TSS, PO43-, NH4+, COD and BOD5 There is a difference in water quality of the lake over time and space In which, the process of diluting concentration of pollutants in rainy season and increasing the waste of birds and storks in dry season are two factors that lead to water quality of the lake in the rainy season better than in the dry season According to space, water quality of the lake is divided into points with little fluctuation and fluctuation This division depends on the distribution of waste sources around the lake and the location of culverts that drain water into the lake Keywords: An Duong Lake; assessment; water quality; water quality index; water pollution Index Received: 19/6/2020; Revised: 30/8/2020; Published: 31/8/2020 * Corresponding author Email: caotruongson.hua@gmail.com; ctson@vnua.edu.vn http://jst.tnu.edu.vn; Email: jst@tnu.edu.vn 39 Nguyễn Minh Anh Đtg Tạp chí KHOA HỌC & CƠNG NGHỆ ĐHTN Mở đầu Trong năm qua chất lượng hồ nước nước ta có dấu hiệu nhiễm nguyên nhân khác Có thể kể đến như: hồ Ba Bể (Bắc Kạn) bị ô nhiễm nước thải khai thác quặng đổ suối chảy vào hồ; hồ Thác Bà (Yên Bái), hồ Trị An (Đồng Nai) chất lượng nước hồ bị suy giảm nước thải sinh hoạt chứa chất hữu đổ xuống sông theo dòng chảy đổ vào hồ; hồ Tây (Hà Nội) bị ô nhiễm tiếp nhận nước thải sinh hoạt khu dân cư xung quanh [1]; hồ Cấm Sơn Bắc Giang chất lượng nước bị suy giảm, đặc biệt mùa khô chịu tác động nguồn thải nông nghiệp sinh hoạt từ khu vực lân cận [2] Điều cho thấy việc theo dõi, đánh giá chất lượng nước hồ nhằm kịp thời đưa giải pháp bảo vệ môi trường nhiệm vụ cần thiết Các chương trình quan trắc chất lượng nước hồ lớn, có ý nghĩa quan trọng thiết lập mạng lưới quan trắc chất lượng nước quốc gia địa phương [3] Tuy nhiên, điểm yếu lớn công tác đánh giá chất lượng nước 225(09): 39 - 46 Việt Nam dừng việc theo dõi so sánh nồng độ thông số đơn lẻ với quy chuẩn môi trường nên chưa đưa nhìn khái qt trạng nhiễm nước hồ [4], việc ứng dụng tính tốn số chất lượng nước áp dụng mạng lưới quan trắc quốc gia [3] Trong đó, địa phương số chất lượng nước, số nhiễm phân tích thống kê chưa ứng dụng để phân tích dự báo xu hướng chất lượng nước Trong nghiên cứu sử dụng số chất lượng nước (WQI), số ô nhiễm nước tổng hợp (CPI), số ô nhiễm chất hữu (OPI) phân tích thống kê để đánh giá chất lượng nước hồ An Dương, tỉnh Hải Dương giai đoạn 2019 – 2020 Mục tiêu nghiên cứu đánh giá thực trạng, diễn biến chất lượng nước hồ, từ đưa cảnh báo kịp thời góp phần bảo vệ mơi trường cho khu vực hồ An Dương Địa điểm Phương pháp nghiên cứu 2.1 Địa điểm nghiên cứu Mẫu N1 N2 N3 N4 N5 N6 N7 N8 N9 N10 N11 N12 Tọa độ mẫu nước hồ N E 20.716497 106.225969 20.715834 106.226802 20.715095 106.225724 20.714612 106.227765 20.714612 106.226907 20.715121 106.277425 20.714554 106.227459 20.714333 106.227459 20.713637 106.228279 20.715020 106.229213 20.713047 106.229358 20.712505 106.229282 Hình Vị trí nguồn thải điểm lấy mẫu nước hồ Hồ An Dương thuộc huyện Thanh Miện, tỉnh Hải Dương Cách thủ Hà Nội 80 km phía Đơng, có tọa độ địa lý 20042’53’’ vĩ độ Bắc, 106013’41’’ kinh độ Đơng (Hình 1) Hồ An Dương khu vực có mật độ đa dạng sinh học cao tỉnh Hải Dương [5] Hồ có diện tích 7.000 m2, hồ An Dương có hai hịn đảo nhỏ nơi cư trú khoảng 50 loài chim, có 40 http://jst.tnu.edu.vn; Email: jst@tnu.edu.vn Nguyễn Minh Anh Đtg Tạp chí KHOA HỌC & CƠNG NGHỆ ĐHTN nhiều loài chim quý cần bảo vệ Tuy nhiên, năm gần chất lượng nước hồ có xu hướng bị suy giảm tác động nguồn thải khác Việc theo dõi, đánh giá chất lượng nước hồ trở thành nhiệm vụ quan trọng tỉnh Hải Dương việc bảo tồn, lưu giữ cảnh quan thiên nhiên bảo vệ loài chim quý nơi 2.2 Phương pháp nghiên cứu * Lấy mẫu nước hồ: 12 mẫu nước mặt lấy độ sâu 20 cm so mặt nước 225(09): 39 - 46 vào mùa mưa (9/2019) mùa khô (2/2020) Quy trình lấy mẫu nước hồ tuân thủ theo TCVN 5994:1995 Bộ Tài nguyên Môi trường (TN&MT) Vị trí điểm lấy mẫu nước hồ hình * Phân tích tiêu môi trường: Các thông số như: Nhiệt độ nước (to), DO, độ đục pH đo sau trình lấy mẫu máy đo to/pH/DO/Độ đục cầm tay Các thơng số cịn lại phân tích phịng thí nghiệm theo phương pháp phân tích hành Bộ TN&MT (Bảng 1) Bảng Phương pháp phân tích tiêu chất lượng nước Thơng số TSS BOD5 COD NH4+ PO43Coliform Phương pháp phân tích Khối lượng lọc qua lọc sợi thủy tinh Nuôi cấy tủ ổn định nhiệt độ 20oC vòng ngày Chuẩn độ lượng dư K2Cr2O7 dung dịch muối Mohr Sử dụng máy so màu UV/VIS bước sóng 410 nm Sử dụng máy so màu UV/VIS bước sóng 660 nm Lọc màng, đếm khuẩn lạc có phản ứng oxydaza âm tính vi khuẩn coliform TCVN TCVN 6625:2000 TCVN 6625:2000 TCVN 6491:1999 TCVN 6179-1:1996 TCVN 6202:2008 TCVN 6187-2:1996 * Đánh giá chất lượng nước: Tính tốn Chỉ số chất lượng nước tổng hợp (WQI): WQI tính theo cơng thức [3] sau: WQI pH   WQI = WQI  WQI b  WQI c    a  100  a=1 b=1  1/ Trong đó: WQIa: Giá trị WQI tính cho thơng số: DO, BOD5, COD, NH4+, PO43WQIb: Giá trị WQI tính cho thơng số: TSS, độ đục WQIc: Giá trị WQI tính cho thơng số Coliform WQIpH: Giá trị WQI tính cho thông số pH Điểm WQI dao động từ – 100 điểm phân chia thành mức chất lượng (bảng 2) Bảng Các mức chất lượng nước theo điểm số WQI Mức Điểm WQI 91 – 100 76 – 90 51 – 75 26 – 50 – 25 Mục đích sử dụng Sử dụng tốt cho mục đích cấp nước sinh hoạt Sử dụng tốt cho mục đích cấp nước sinh hoạt phải có biện pháp xử lý phù hợp Sử dụng cho mục đích tưới tiêu mục đích tương đương khác Sử dụng cho mục đích giao thơng thủy mục đích tương đương khác Nước ô nhiễm nặng cần biện pháp xử lý Chỉ số ô nhiễm tổng hợp (Comprehensive Pollution Index-CPI): sử dụng để đánh giá mức độ ô nhiễm thủy vực dựa thông số quan trắc [6] Cơng thức tính: Trong đó: CPI – Chỉ số nhiễm tổng hợp; n – số tiêu chất lượng nước theo dõi; PIi – Chỉ số ô nhiễm thơng số thứ i tính theo cơng thức: PI i http://jst.tnu.edu.vn; Email: jst@tnu.edu.vn 41 Nguyễn Minh Anh Đtg Tạp chí KHOA HỌC & CƠNG NGHỆ ĐHTN Trong đó: Ci nồng độ đo thông số thứ i môi trường nước; Si – Ngưỡng giới hạn cho phép thông số thứ i quy định quy chuẩn mơi trường Các thơng số sử dụng để tính toán CPI nghiên cứu gồm: TSS, PO43-, NH4+, COD, BOD5 Coliform CPI nước chia làm mức đánh giá theo điểm số: từ – 0,20 điểm (Sạch); từ 0,21 – 0,40 điểm (Khá sạch); từ 0,41 – 1,00 điểm (Ô nhiễm nhẹ); từ 1,01 – 2,00 điểm (Ơ nhiễm trung bình); 2,01 điểm (Ơ nhiễm nặng) Chỉ số nhiễm hữu (Organic Pollution Index - OPI): số đánh giá mức độ ô nhiễm chất hữu thủy vực dựa kết quan trắc bốn thông số chất lượng nước gồm: COD, DO, DIN (Nitơ vô hịa tan) DIP (Phốt vơ hịa tan) [7] Cơng thức tính: OPI Trong đó: COD, DO, DIN DIP nồng độ thông số đo đạc thủy vực CODs, DOs, DINs DIPs ngưỡng giới hạn thông số quy định quy chuẩn môi trường Trong nghiên cứu này, nồng độ DIN tính nồng độ NH4+ DIP tính nồng độ PO43- nước OPI chia thành mức chất lượng nước theo điểm số: Rất tốt (