(Luận văn thạc sĩ) đánh giá chất lượng nước sông sompoy và đề xuất giải pháp đảm bảo sử dụng cho sản xuất nông nghiệp huyện kaisone tỉnh savannakhet

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN - - Khonesavanh Norasane ĐÁNH GIÁ CHẤT LƢỢNG NƢỚC SÔNG SOMPOY VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP ĐẢM BẢO SỬ DỤNG CHO SẢN XUẤT NÔNG NGHIỆP HUYỆN KAISONE TỈNH SAVANNAKHET Luận văn Thạc sĩ môi trƣờng Ngành: Khoa học Môi trƣờng MS : 60440301 Giáo viên hƣớng dẫn: PGS.TS Nguyễn Thị Hà Hà Nội - 2017 LỜI CẢM ƠN Trƣớc tiên, em xin gửi lời cảm ơn chân thành sâu sắc tới khoa Môi trƣờng, Trƣờng Đại học Khoa học Tự nhiên - Đại học Quốc Gia Hà Nội giúp em định hƣớng nghiên cứu, xây dựng ý tƣởng tận tình hƣớng dẫn em thời gian học tập làm luận văn tốt nghiệp Cuối cùng, em xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành đến giảng viên hƣớng dẫn PGS.TS Nguyễn Thị Hà giáo viên Khoa Môi trƣờng, Trƣờng Đại học Khoa học tự nhiên - Đại học Quốc gia Hà Nội truyền thụ kiến thức quý báu cho em suốt trình thực luận văn Hà Nội, ngày 24 tháng 10 năm 2017 Học viên i MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN i Mở đầu iv CHƢƠNG – TỔNG QUAN 1.1 Hiện trạng chất lƣợng nƣớc sông sử dụng nông nghiệp giới Lào 1.1.1 Hiện trạng chất lƣợng nƣớc sông sử dụng nông nghiệp giới 1.1.2 Hiện trạng chất lƣợng nƣớc sông sử dụng nƣớc sông nông nghiệp Lào 1.2 Phƣơng pháp đánh giá chất lƣợng nƣớc sông 1.2.1 Phƣơng pháp phân tích, quan trắc 1.2.2 Đánh giá số WQI 1.3 Giải pháp sử dụng an tồn nƣớc sơng cho sản xuất nơng nghiệp 10 1.3.1 Nguyên nhân gây ô nhiễm nƣớc sông 10 1.3.2 Giải pháp bảo vệ chất lƣợng nƣớc sông 12 1.4 Tài nguyên nƣớc chất lƣợng nƣớc 16 1.5 Tầm quan lƣu vực sông 18 CHƢƠNG II – ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 19 2.1 Đối tƣợng phạm vi nghiên cứu 19 2.1.1 Đối tƣợng nghiên cứu 19 2.1.2 Đặc điểm khí hậu, ký tƣợng thủy văn 19 2.1.3 Kinh tế - xã hội 24 2.1.4 Đa dạng sinh học 28 2.1.5 Phạm vi nghiên cứu đề tài 28 2.2 Phƣơng pháp nghiên cứu 30 2.2.1 Phƣơng pháp thống kê, kế thừa truyền thống 30 2.2.2 Phƣơng pháp điều tra, khảo sát thực địa 30 2.2.3.Phƣơng pháp đo đạc, lấy mẫu thực địa phân tích phịng thí nghiệm: 31 2.2.4 Phƣơng pháp đánh giá theo số chất lƣợng nƣớc 52 ii CHƢƠNG III – KẾT QUẢ VÀ THỎA LUẬN 56 3.1 Đánh giá chất lƣợng nƣớc sông 56 3.1.1 Đánh giá theo nhóm thơng số phân tích 56 3.1.2 Đánh giá theo số chất lƣợng nƣớc 56 3.2 Đánh giá chất lƣợng nƣớc theo mực đính sử dụng nơng nghiệp 59 3.2.1 Nhóm thơng số đo nhanh phục vụ sản xuất nơng nghiệp Kaisone Phomvihan 59 3.2.2 Các chất hữu nƣớc sông Sompoy huyện Kaisone tỉnh Savannakhet 60 3.2.3 Các chất dịnh dƣỡng nƣớc sông Sompoy 62 3.2.4 Hàm lƣợng chất thải rắn lơ lừng (TSS) nƣớc sông 65 3.2.5 Hàm lƣợng vi sinh vật (Coliform) nƣớc sông Sompoy 67 3.3 Nguyên nhân gây ô nhiễm đến chất lƣợng nƣớc sông 68 3.3.4 Hiện trạng chất lƣợng nƣớc 70 3.4 Đề xuất giải pháp nhằm bảo vệ sử dụng hợp lý môi trƣờng nƣớc lƣu vực sông Sompoy đoạn chảy qua huyện Kaisone tỉnh Savannakhet 74 3.4.1 Giải pháp quản lý 74 3.4.2 Giải pháp công nghệ 78 3.4.3 Giải pháp khác 81 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 83 TÀI LIỆU THAM KHẢO 85 iii DANH MỤC BẢNG Bảng 2.1 Nhiệt độ trung bình tổng số nắng Savannakhet 19 Bảng 2.2: Lƣu lƣợng nƣớc mƣa trung bình năm (mm/năm) trạm đo nƣớc mƣa Xeno (1995-2010) 20 Bảng 2.3: Lƣu lƣợng nƣớc mƣa trung bình năm (mm/năm) tram đo nƣớc mƣa tỉnh Savannakhet (1989-2004) 21 Bảng 2.4: Tốc độ gió trung bình năm tháng 21 Bảng 2.5: Tốc độ gió lớn năm tháng 22 Bảng 2.6: Độ ẩm khơng khí trung bình tháng 22 Bảng 2.7: Dự báo dân số Kaysone Phomvihane 25 Bảng 2.8: GDP giai đoạn 2006-2009 ƣớc tính cho giai đoạn 2010-2014 25 Bảng 2.9: Ngành kinh tế Kaysone Phomvihane 26 Bảng 2.10: Bảng quy định giá trị qi, BPi 53 Bảng 2.11: Bảng quy định giá trị BPi qi DO% bão hòa 53 Bảng 2.12: Bảng quy định giá trị BPi qi thông số pH 54 Bảng 3.1: Giá trị WQI cho chất lƣợng nƣớc sông Sompoy theo mùa mƣa 57 Bảng 3.2: Diễn biến thông số DO nƣớc sông Sompoy huyện Kaisone Phomvihan tỉnh Savannakhet 60 Bảng 3.3: Diễn biến thông số COD BOD5 nƣớc sông Sompoy huyện Kaisone Phomvihan tỉnh Savannakhet 61 Bảng 3.4: Diễn biến hàm lƣợng chất dinh dƣỡng nƣớc sông 63 Bảng 3.5: Diễn biến hàm lƣợng tổng chất thải rắn lơ lửng nƣớc sông Sompoy huyện Kaisone tỉnh Savannakhet 66 Bảng 3.6: Diễn biến hàm lƣợng tổng chất thải rắn lơ lửng nƣớc sông Sompoy huyện Kaisone tỉnh Savannakhet 67 Bảng 3.7: Số lƣợng thú nuôi huyện (2013) 69 Bảng 3.8: Danh sách điểm quan trắc chất lƣợng nƣớc sông Sompoy chảy qua địa bàn huyện Kaisone tỉnh Savannakhet 71 Bảng 3.9: Kết phân tích mẫu nƣớc sơng Sompoy 72 iv DANH MỤC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ Hình 2.1: sơ đồ lƣu vực sông Sompoy 28 Hình 2.2: Điều tra khảo sát thực địa khu vực quan trắc sông Sompoy, huyện Kaisone tỉnh Savannakhet 31 Hình 3.1: Biểu đồ giá trị WQI nƣớc sông Sompoy 58 Hình 3.2: Hàm lƣợng chất hữu nƣớc phục sản xuất nông nghiệp khu sông Sompoy huyện Kaisone tỉnh Savannakhet 62 Hình 3.3: Hàm lƣợng chất dinh dƣỡng PO43- nƣớc phục sản xuất nông nghiệp khu vực sông Sompoy huyện Kaisone tỉnh Savannakhet 64 Hình 3.4: Hàm lƣợng chất dinh dƣỡng NH4+ nƣớc phục sản xuất nông nghiệp khu vực sông Sompoy huyện Kaisone tỉnh Savannakhet 65 Hình 3.5: Hàm lƣợng tổng chất thải rắn lơ lửng nƣớc phục sản xuất nông nghiệp khu vực sông Sompoy huyện Kaisone tỉnh Savannakhet 66 Hình 3.6: Hàm lƣợng Coliform nƣớc phục sản xuất nông nghiệp khu vực sông Sompoy huyện Kaisone tỉnh Savannakhet 68 Hình 3.7: Bản đồ quan trắc chất lƣợng nƣớc sông Sompoy đoạn chảy qua huyện Kaisone tỉnh Savannakhet 74 Hình 3.8: chế trình xử lý nƣớc thải hồ sinh học 78 Hình 3.9: sơ đồ hệ thống xử lý nƣớc thải bùn hoạt tính thơng thƣờng 80 v Mở đầu Huyện Kaysone nằm phía Đơng Bắc tỉnh Savannakhet với diện tích 681.618 km2, diện tích đồng chiếm tới 95% tổng diện tích huyện Kaysone huyện đƣợc sử quan tâm phát triển kính tế xã hội nhiều tỉnh Ngƣời dân huyện 75% làm nông nghiệp, 15% kinh doanh 10% cán (Dự án hồ thủy lợi sông Sôm Poui năm 2013) Vùng đồng Huyện Kaysone nằm khu vực vũng sâu nƣớc mƣa sông Sôm poy, Sông nhang sông nhỏ chi nhánh sông Sôm Poy Đồng Huyện Kaysone phủ hợp cho công việc sản xuất nông nghiệp, 70% tổng diện tích đƣợc khai thác đề làm ruộng Trong công việc sản xuất nông nghiệp sử nƣớc từ sông Sôm poy nhiều vào mùa mƣa số nƣớc tƣới vào mùa hè Trong năm 2004, Ủy sông Mê Kông quốc tế thực nghiên cứu chất lƣợng nƣớc sông Mê Kơng chi nhánh có kết chất lƣợng nƣớc từ trạm đo sông đạt mức độ từ tốt tốt Trong công việc nghiên cứu từ đầu cƣới dịng sơng cho thấy chất lƣợng nƣớc khơng bị suy thối, trừ số đoạn chạy qua thủ đô Viêng Chăn thấy nồng độ oxy hòa tan nƣớc thấp, độ đục nƣớc cao chịu ảnh hƣởng đất bờ sơng xói mịn đoạn đầu chạy qua thủ đô Viêng Chăn Từ năm 1992 độ dục đoạn sông chay qua thủ đô Viêng Chăn có khuynh hƣớng giảm xuống song song với việc xây dựng thủy điện Xayyabuly Sông Sompoy nhánh sông quan trọng sông Mêkong chạy qua vùng đồng lớn nƣớc, nơi lƣu trữ nguồn tài nguyên thiên nhiên dồi dào, cấp nƣớc cho hoạt động công nghiệp, nông nghiệp sinh hoạt địa huyện Kaisone tỉnh Savannakhet Hiện nay, phủ lào nói chung tỉnh Savannakhet nói riêng có xu hƣơng phát triển nơng nghiệp vùng đồng tỉnh Savannakhet thành khu sản xuất sản phẩm nông nghiệp đất nƣớc sơng Sompoy nguồn cung cấp nƣớc cho khu vực sản xuất Vùng đồng sơng Sompoy có khuynh hƣớng xây dựng sản xuất lƣơng thực sản phẩm tỉnh, thời gian qua quyền tỉnh Savannakhet khảo sát nghiên cứu sử dụng tài nguyên nƣớc sông Sompoy nhánh để phục vụ sản xuất nông nghiệp vùng đồng trên, dân số tập trung vùng phần lớn nghèo xếp vào huyện phát triển phủ lào, nhƣng ngƣợc lại vùng lại có diện tích sản xuất nơng nghiệp rộng phù hợp cho công việc trồng lúa chăn nuôi Để đánh giá tổng quát định lƣợng chất lƣợng nƣớc, nhiều quốc gia giới sử dụng Chỉ số chất lƣợng nƣớc (Water Quality Index - WQI) WQI thông số "tổ hợp" đƣợc tính tốn từ nhiều thơng số chất lƣợng nƣớc riêng biệt theo phƣơng pháp xác định Thang điểm WQI thƣờng từ (ứng với chất lƣợng xấu nhất) đến 100 (ứng với chất lƣợng nƣớc tốt nhất) Mới đây, Việt Nam, ngày 01/7/2011, Tổng cục môi trƣờng ban hành Quyết định số 879/QĐ-TCMT ban hành sổ tay hƣớng dẫn tính tốn số chất lƣợng nƣớc áp dụng cho đánh giá trạng chất lƣợng môi trƣờng nƣớc mặt lục địa Việt Nam Với WQI, giám sát diễn biến tổng quát chất lƣợng nƣớc, so sánh đƣợc chất lƣợng nƣớc sông, thông tin cho cộng đồng nhà hoạch định sách hiểu chất lƣợng nƣớc, đồ hóa chất lƣợng nƣớc Với ƣu điểm đó, WQI đƣợc xem cơng cụ hữu hiệu quản lý nguồn nƣớc Thực tế cho thấy việc sử dùng nƣớc sông Sôm poui mang lại nhiều lợi cho sản xuất nơng nghiệp lƣơng thực phục vụ ngƣời, nhƣng chƣa có tài liệu đánh giá chất lƣợng nƣớc nguồn nƣớc thời gian tới phủ nƣớc cơng hịa nhân chủ nhân dân lào có quy hoạch xây dựng hồ thủy lợi để phúc vụ sản xuất nơng nghiệp Chính luận văn, tiến hành đánh giá chất lƣợng nƣớc sông Sôm Poui với mực tiêu nội dung sau: Mục tiêu nghiên cứu: Đánh giá trạng chất lƣợng nƣớc đề xuất giải pháp nhằm đảm bảo mức độ an toàn cho mục đích sử dụng tƣới tiêu nơng nghiệp Trên sở đó, đề tài ―Đánh giá chất lƣợng nƣớc sơng Sompoy đề xuất giải pháp đảm bảo sử dụng cho sản xuất nông nghiệp huyện Kaisone Phomvihan tỉnh Savannakhet‖ đƣợc lựa chọn với mục đích đánh giá tổng quan chất lƣợng nƣớc sông Sompoy dựa phƣơng pháp mới, có nhiều ƣu điểm phục vụ cơng tác quản lý môi trƣờng đề xuất biện pháp quản lý môi trƣờng nƣớc địa bàn tỉnh Savannakhet CHƢƠNG – TỔNG QUAN 1.1 Hiện trạng chất lƣợng nƣớc sông sử dụng nông nghiệp giới Lào 1.1.1 Hiện trạng chất lƣợng nƣớc sông sử dụng nông nghiệp giới Nƣớc mặt đƣợc sử dụng để tƣới tiêu cho thực phẩm tồn giới Nƣớc có chất lƣợng vệ sinh thay đổi bị nhiễm từ nhiều nguồn khác Sự liên quan nƣớc tƣới bị nhiễm bẩn với ô nhiễm sản phẩm tƣơi đƣợc xác định rõ có nhiều báo cáo bùng nổ dịch bệnh liên quan đến tiêu thụ tƣơi Mục tiêu nghiên cứu tóm tắt liệu số phân mầm bệnh đƣợc lựa chọn để đánh giá mức độ ô nhiễm phân sông Na Uy đƣợc sử dụng cho việc tƣới khu vực có mức sản xuất cao loại thực phẩm khác Các nguồn nhiễm phân dịng sơng đƣợc xác định Các biện pháp thực để giảm lƣợng thải từ ngành nƣớc thải nông nghiệp biện pháp tiềm đƣợc xác định để thực tƣơng lai đƣợc trình bày thảo luận liên quan đến lợi ích tiềm chi phí Điều quan trọng ngƣời sử dụng nƣớc, độc lập với mục đích sử dụng, nhận thức đƣợc chất lƣợng vệ sinh biện pháp can thiệp áp dụng đƣợc Ô nhiễm nƣớc mặt mạng lƣới phức tạp có nhiều yếu tố cần phải có số biện pháp can thiệp cấp khác để đạt đƣợc sông vững tƣới tiêu an tồn Nơng nghiệp ngành sử dụng nƣớc lớn giới Mức tiêu thụ nƣớc cho tƣới tiêu đến 70% số trƣờng hợp 90% nhu cầu nƣớc giới Do tình trạng thiếu nƣớc tăng theo thời gian do: (i) nhu cầu lƣơng thực toàn cầu tăng; (ii) thị hố; (iii) thay đổi khí hậu; (iv) nƣớc chất lƣợng đƣợc sử dụng số nƣớc - TMWW dƣờng nhƣ giải pháp hấp dẫn bền vững, ngƣời ta hy vọng tái sử dụng tăng lên tƣơng lai gần[2] Nhu cầu tƣới nƣớc cấp thiết, khoảng 7% đất đƣợc tƣới toàn giới, tức 20 triệu 50 quốc gia, đƣợc tƣới nƣớc thô đƣợc xử lý phần, gián tiếp trực tiếp [3] Tuy nhiên, nhiều nƣớc tiên tiến nông nghiệp khác lại sử dụng nƣớc thải đô thị xử lý Các ứng dụng tái sử dụng nƣớc Hoa Kỳ theo thứ tự giảm lƣợng nƣớc là: (1) tƣới tiêu nông nghiệp; (2) tái chế công nghiệp tái sử dụng; (3) thủy lợi cảnh quan; (4) nạp tiền nƣớc ngầm; (5) sử dụng giải trí; (6) sử dụng khơng sử dụng đƣợc thị; cuối cùng, (7) sử dụng lại đƣợc sử dụng đƣợc Tại California, Hoa Kỳ khoảng 65% nƣớc đƣợc tái chế cách tái sử dụng nông nghiệp [4-6] Cũng Israel, khoảng 64% nƣớc thải thị xử lý có đƣợc tái chế; tổng lƣợng khí thải sản xuất hàng năm 1,7 tỷ m3 [7] Cụ thể hơn, Ý việc tái sử dụng đƣợc áp dụng 4000 giới hạn đảo Sicily Sardinia [8,9] 1.1.2 Hiện trạng chất lƣợng nƣớc sông sử dụng nƣớc sông nông nghiệp Lào Lào giai đoạn tăng trƣởng kinh tế tƣơng đối nhanh phát triển tài nguyên thiên nhiên Thủy điện, khai thác mỏ lâm nghiệp lĩnh vực hoạt động chính, du lịch, nông nghiệp thủy sản phát triển thay đổi Các khu đô thị phát triển thay đổi dân số phát triển thƣơng mại cơng nghiệp Do đó, ngày có nhiều áp lực mơi trƣờng nhu cầu ngày tăng quản lý tài nguyên thiên nhiên cách bền vững[10] Nƣớc nói chung có nhiều nguồn tài nguyên nƣớc Tổng tài nguyên nƣớc mặt (bao gồm dịng chảy sơng Mê Kơng chi lƣu nó) 55.000 m3, cao châu Á Tuy nhiên, có nguồn nƣớc quốc gia đƣợc phát triển Tổng dung tích lƣu trữ hồ chứa lớn 3% lƣu lƣợng bề mặt hàng năm[10] Cho đến thời điểm tại, trọng tâm chất lƣợng nƣớc Lào đƣợc theo dõi chung môi trƣờng, bảo vệ môi trƣờng liên quan đến dự án (EIAs, EMPs, vv) nhận thức công chúng giáo dục Sự phát triển nhanh chóng tài nguyên nƣớc tác động lƣu vực sông gây nhiều rủi ro cho suy giảm chất lƣợng nƣớc Các khuyến nghị đƣợc đƣa bối cảnh khác để cải thiện việc giám sát chất lƣợng nƣớc, mơ hình hố tăng cƣờng kỹ thuật khác Tuy nhiên, thay giải khu vực yếu kém, cần phải có cách tiếp cận có hệ thống hơn[10] TT Thông số Đơn vị PPPT SP1 SP2 SP3 SP4 SP5 SP6 SP7 SP8 QC08: 2008 - TCVN 6492:2011 7,12 6,57 6,61 6,63 6,81 6,53 6,71 6,55 - 5,9 C SEWW 2550B:2012 28,2 28,4 30,3 29,0 27,9 30,1 29,5 28,8 - pH Nhiệt độ Độ đục NTU TCVN 6184:2008 157 138 154 224 424 401 363 298 - TSS mg/L SMEWW 5520CN.B&F:2012 204 242 193 207 388 325 268 270 50 BOD5 mgO/L SMEWW 5210B:2012 18 20 22 27 30 26 19 26 15 COD mgO/L SMEWW 5220C:2012 27 28 32 34 42 35 28 40 30 PO43- mgP/L TCVN 6202:2008 0,308 0,234 0,263 0,285 0,537 0,551 0,537 0,308 0,3 NH4+ mgN/L SMEWW 4500 B&F:2012 0,114 0,103 0,098 0,098 0,131 0,114 0,087 0,114 Cd mg/L SMEWW 3111B:2012 0,0169 0,0154 0,0163 0,0148 0,0157 0,0172 0,0145 0,0166 0,01 10 Pb mg/L SMEWW 3111B:2012