Nghiên cứu phân tích đồng thời một số hợp chất nitro vòng thơm bằng phương pháp Von Ampe kết hợp với hồi quy đa biến

Nghiên cứu phân tích đồng thời một số hợp chất nitro vòng thơm bằng phương pháp Von Ampe kết hợp với hồi quy đa biến Nghiên cứu phân tích đồng thời một số hợp chất nitro vòng thơm bằng phương pháp Von Ampe kết hợp với hồi quy đa biến luận văn tốt nghiệp thạc sĩ

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN _ Nguyễn Thị Thế Nguyên NGHIÊN CỨU PHÂN VÙNG CHẤT LƯỢNG NƯỚC VỊNH HẠ LONG, TỈNH QUẢNG NINH VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP QUẢN LÝ VÀ SỬ DỤNG LUẬN ÁN TIẾN SĨ KHOA HỌC MÔI TRƯỜNG Hà Nội - 2014 i ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN _ Nguyễn Thị Thế Nguyên NGHIÊN CỨU PHÂN VÙNG CHẤT LƯỢNG NƯỚC VỊNH HẠ LONG, TỈNH QUẢNG NINH VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP QUẢN LÝ VÀ SỬ DỤNG Chuyên ngành: Môi trường đất nước Mã số: 62440303 LUẬN ÁN TIẾN SĨ KHOA HỌC MÔI TRƯỜNG NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS TS Nguyễn Chu Hồi PGS TS Đồng Kim Loan Hà Nội - 2014 ii LỜI CAM ĐOAN Tơi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng Các số liệu, kết nêu luận án trung thực chưa cơng bố cơng trình khác Nguyễn Thị Thế Nguyên iii LỜI CẢM ƠN Trước hết xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến PGS TS Nguyễn Chu Hồi PGS.TS Đồng Kim Loan giúp đỡ quý báu khoa học động viên, khích lệ để tơi hồn thành luận án Bên cạnh đó, tơi xin cảm ơn tập thể thày cô giáo khoa Môi trường, trường Đại học Khoa học Tự nhiên – Đại học Quốc gia Hà Nội khoa Kỹ thuật biển, trường Đại học Thủy Lợi, Ban giám hiệu trường Đại học Thủy Lợi ý kiến đóng góp cho luận án tạo điều kiện thuận lợi để tơi hồn thành cơng việc nghiên cứu Tơi xin cảm ơn Ban Quản lý vịnh Hạ Long, Sở Tài nguyên Môi trường Quảng Ninh, Viện Tài nguyên Môi trường Biển cung cấp số liệu tài liệu cho luận án Cuối cùng, xin cảm ơn đồng nghiệp, gia đình, bạn bè ln động viên, ủng hộ giúp đỡ q trình thực luận án Tơi xin trân trọng cảm ơn! Nguyễn Thị Thế Nguyên iv MỤC LỤC MỤC LỤC i DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ MỞ ĐẦU Chương TỔNG QUAN 13 1.1 Giới thiệu chung khu vực nghiên cứu 13 1.1.1 Vị trí địa lý 13 1.1.2 Đặc điểm khí tượng, thuỷ - hải văn 13 1.1.3 Đặc điểm địa hình, địa chất 14 1.1.4 Hiện trạng đa dạng sinh học vịnh Hạ Long 14 1.1.5 Vai trò nước biển vịnh Hạ Long 17 1.2 Tình hình nghiên cứu chất lượng nước quản lý môi trường vịnh Hạ Long 19 1.3 Tình hình nghiên cứu ứng dụng số chất lượng nước 23 1.3.1 Phương pháp tính tốn 23 1.3.2 Các thơng số tính tốn 27 1.3.3 Trọng số thông số 29 1.3.4 Thang phân loại chất lượng nước 29 1.3.5 Nhận xét nghiên cứu số chất lượng nước 30 1.4 Tình hình nghiên cứu áp dụng mơ hình tốn phục vụ quản lý chất lượng nước biển 38 1.4.1 Tình hình nghiên cứu áp dụng mơ hình tốn phục vụ quản lý chất lượng nước biển 38 1.4.2 Giới thiệu mơ hình Delft3D 39 1.5 Tình hình nghiên cứu, áp dụng phân vùng chất lượng nước biển, quy hoạch quản lý không gian biển 41 Chương PHẠM VI, ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 44 2.1 Phạm vi nghiên cứu 44 2.1.1 Phạm vi địa lý 44 2.1.2 Phạm vi vấn đề nghiên cứu 45 2.2 Đối tượng nghiên cứu 45 2.3 Phương pháp tiếp cận 46 2.4 Các phương pháp nghiên cứu 48 2.4.1 Phương pháp mơ hình tốn 48 2.4.2 Phương pháp xây dựng số chất lượng nước 48 2.4.3 Phương pháp nội suy không gian 50 2.4.4 Phương pháp phân vùng chất lượng nước theo WQI 51 2.4.5 Phương pháp điều tra, khảo sát chất lượng nước phân tích phịng thí nghiệm 51 Chương KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 55 3.1 Một số vấn đề chất lượng nước vịnh Hạ Long 55 3.1.1 Các nguồn tác động đến chất lượng nước vịnh Hạ Long 55 3.1.2 Đánh giá dự báo diễn biến nguồn tác động đến chất lượng nước 63 3.1.3 Hiện trạng diễn biến chất lượng nước vịnh Hạ Long 67 3.1.4 Đánh giá dự báo diễn biến chất lượng nước vịnh Hạ Long 76 3.2 Nghiên cứu lan truyền chất nước vịnh Hạ Long 78 3.2.1 Thiết lập hiệu chỉnh mơ hình thủy động lực 78 3.2.2 Thiết lập mơ hình lan truyền chất 86 3.2.3 Kết mô sơ chế độ thủy động lực 88 3.2.4 Kết mô lan truyền chất 91 3.2.5 Đánh giá chung mức độ tác động khu vực nguồn thải 97 3.3 Thiết lập số chất lượng nước cho vịnh Hạ Long 99 3.3.1 Mục đích xây dựng số chất lượng cho vịnh Hạ Long 99 3.3.2 Phân tích lựa chọn thơng số tính toán WQI 100 3.3.3 Xác định trọng số thơng số tính WQI 106 3.3.4 Xây dựng số phụ giản đồ số phụ 110 3.3.5 Phân tích lựa chọn phương pháp tổng hợp số phụ 117 3.3.6 Đề xuất hiệu chỉnh dạng tích có trọng số WQI cho vịnh Hạ Long 123 3.3.7 Xây dựng thang phân loại WQI cho vịnh Hạ Long 125 3.3.8 Kiểm nghiệm công thức tính WQI cho vịnh Hạ Long 126 3.3.9 So sánh cơng thức tính WQI xây dựng với số công thức khác 127 3.3.10 Đánh giá chung cơng thức tính WQI cho vịnh Hạ Long 130 3.4 Phân vùng chất lượng nước vịnh Hạ Long 132 3.4.1 Mục đích phân vùng chất lượng nước vịnh Hạ Long 132 3.4.2 Cơ sở phân vùng chất lượng nước vịnh Hạ Long 133 3.4.3 Kết phân vùng chất lượng nước vịnh Hạ Long 139 3.5 Đề xuất giải pháp quản lý sử dụng nước vịnh Hạ Long 142 3.5.1 Cơ sở đề xuất giải pháp quản lý sử dụng nước vịnh Hạ Long 142 3.5.2 Đề xuất mục tiêu bảo vệ chất lượng nước vịnh Hạ Long 145 3.5.3 Đề xuất định hướng quản lý hoạt động sử dụng vùng chất lượng nước vịnh Hạ Long 146 3.5.4 Đề xuất số giải pháp quản lý chất lượng nước vịnh Hạ Long 154 KẾT LUẬN 162 DANH MỤC CÁC CƠNG TRÌNH KHOA HỌC CỦA TÁC GIẢ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN 165 TÀI LIỆU THAM KHẢO 166 PHỤ LỤC 174 Phụ lục 1: Một số quy chuẩn/tiêu chuẩn chất lượng nước biển ven bờ sử dụng luận án 174 Phụ lục 2: Biểu đồ diễn biến chất lượng nước vịnh Hạ Long từ 2002 đến 2013 177 Phụ lục 3: Vị trí đặc điểm vị trí đo đạc chất lượng nước tháng 4/2013 tháng 8/2013 181 Phụ lục 4: Tính tốn kiểm nghiệm WQI cho vịnh Hạ Long với số liệu giả định 184 Phụ lục 5: Cơ sở toán học mơ hình Delft3d-Flow 191 DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT ADB BQL BOD BP BTNMT BTTS CLN Chl-a COD CP DO %DOBH EoH F Coli GHCP HST Ii IDRC IUCN JICA KCN NCS NOAA NN-PTNT NTTS SAREC SIDA SWOT QCVN 10:2008/BTNMT qi QHKGB T Coli TOC TN TNMT TP : Ngân hàng phát triển châu Á : Ban quản lý : Nhu cầu ơxy sinh hóa : Bình phương : Bộ Tài nguyên Môi trường : Bảo tồn thủy sinh : Chất lượng nước : Chlorophyll-a : Nhu cầu ôxy hóa học : Cổ phần : Hàm lượng ôxy hịa tan : Phần trăm ơxy bão hịa : Phát huy giá trị di sản (Enhancing our Heritage) : Feacal coliform : Giới hạn cho phép : Hệ sinh thái : Chỉ số phụ thông số i : Trung tâm nghiên cứu phát triển quốc tế Canada : Tổ chức bảo tồn thiên nhiên quốc tế : Cơ quan hợp tác quốc tế Nhật Bản : Khu công nghiệp : Nghiên cứu sinh : Cơ quan quản lý khí đại dương Mỹ : Nơng nghiệp phát triển nông thôn : Nuôi trồng thủy sản : Cơ quan hợp tác nghiên cứu Thụy Điển : Tổ chức hợp tác phát triển quốc tế Thụy Điển : Điểm mạnh – Điểm yếu – Cơ hội – Thách thức (StrenghsWeaknesses - Opportunities - Threats) : Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia chất lượng nước biển ven bờ : Chỉ số phụ thông số i : Quy hoạch không gian biển : Tổng coliform : Tổng bon hữu : Tổng nitơ : Tài nguyên môi trường : Tổng phốt TS TSS UBND UNESCO WB WQI : Thông số : Tổng chất rắn lơ lửng : Uỷ ban nhân dân : Tổ chức giáo dục, khoa học văn hóa Liên hiệp quốc : Ngân hàng giới : Chỉ số chất lượng nước (Water quality index) DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1 Độ phủ san hô sống điểm khảo sát vịnh Hạ Long 17 Bảng 1.2 Tổng hợp tình hình nghiên cứu ứng dụng số chất lượng nước 31 Bảng 3.1 Dự báo tình hình du lịch Quảng Ninh vịnh Hạ Long 58 Bảng 3.2 Khối lượng nước thải công suất xử lý KCN Cái Lân Việt Hưng 60 Bảng 3.3 Tổng hợp nguồn tác động đến chất lượng nước vịnh Hạ Long 64 Bảng 3.4 Dự báo diễn biến nguồn tác động đến chất lượng nước vịnh Hạ Long 66 Bảng 3.5 Nồng độ sắt kẽm nước biển vịnh Hạ Long năm 2012 75 Bảng 3.6 Tóm tắt tham số đầu vào mơ hình thủy động lực 83 Bảng 3.7 Biến thiên giá trị TN vịnh Hạ Long sau 15 ngày mơ (µg/L) 98 Bảng 3.8 Tải lượng ô nhiễm đưa vào vịnh Hạ Long-Bái Tử Long từ 2008-2010 98 Bảng 3.9 Tầm quan trọng trọng số thơng số tính WQI cho vịnh Hạ Long 109 Bảng 3.10 Giá trị DObão hòa theo nhiệt độ, độ mặn áp suất 1atm 112 Bảng 3.11 Bảng quy định giá trị số phụ qi tương ứng với nồng độ Ci 114 Bảng 3.12 Kết tổng hợp số phụ với phương pháp tính khác 119 Bảng 3.13 Đánh giá chung phương pháp tổng hợp số phụ 122 Bảng 3.14 Kết tính WQI với hai dạng tích có trọng số trường hợp đủ số liệu thiếu số liệu 124 Bảng 3.15 Phân tích thiết lập ngưỡng phân loại chất lượng nước 125 Bảng 3.16 Kết tính tốn ngưỡng phân loại chất lượng nước 126 Bảng 3.17 Thang phân loại chất lượng nước khả sử dụng nguồn nước 126 Bảng 3.18 Kết so sánh WQI cho vịnh Hạ Long với số số khác 128 Bảng 3.19 Một số ví dụ tính tốn phân loại chất lượng nước vịnh Hạ Long theo công thức WQI xây dựng WQI Canada 129 Bảng 3.20 Kết đánh giá trình xây dựng WQI cho vịnh Hạ Long 131 Bảng 3.21 Kết đo đạc tính toán số chất lượng nước tháng 8/2013 134 Bảng 3.22 Kết đo đạc tính tốn số chất lượng nước tháng 4/2013 137 Bảng 3.23 Bảng phân loại chất lượng nước vịnh theo WQI 139 Bảng 3.24 Tóm tắt phân tích SWOT cơng tác quản lý CLN vịnh Hạ Long 144 Bảng 3.25 Đặc điểm CLN mục tiêu quản lý CLN vịnh Hạ Long 146 Bảng 3.26 Đề xuất hoạt động vùng nước có chất lượng tốt đến tốt 147 Bảng 3.27 Đề xuất hoạt động vùng nước có chất lượng xấu đến trung bình 149 Bảng 3.28 Đề xuất hoạt động vùng nước có chất lượng xấu 150 Bảng 3.29 Tổng hợp đề xuất định hướng quản lý sử dụng vùng nước vịnh Hạ Long 151 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ Hình 2.1 Hình ảnh khu vực nghiên cứu 44 Hình 2.2 Sơ đồ giải nội dung nghiên cứu 46 Hình 2.3 Sơ đồ tổng quát xây dựng số chất lượng nước 49 Hình 2.4 Các vị trí đo đạc chất lượng nước tháng 4/2013 tháng 8/2013 53 Hình 3.1 Lượng nước thải cơng suất xử lý thành phố Hạ Long 56 Hình 3.2 Phân bố hàm lượng tổng chất rắn lơ lửng (kg/m3) vị trí nạo vét thi công cảng Công ten nơ quốc tế Cái Lân vị trí đổ thải triều xuống 62 Hình 3.3 Hàm lượng TSS số điểm vịnh Hạ Long tháng 8/2013 68 Hình 3.4 Giá trị COD số khu vực vịnh Hạ Long tháng 4/2013 8/2013 69 Hình 3.5 Giá trị COD Cửa Lục năm 2011 2012 70 Hình 3.6 Giá trị TOC số khu vực vịnh Hạ Long tháng tháng 8/2013 71 Hình 3.7 Diễn biến hàm lượng dầu mỡ nước vịnh Hạ Long vào mùa khơ 71 Hình 3.8 Diễn biến hàm lượng dầu mỡ nước vịnh Hạ Long vào mùa mưa 71 Hình 3.9 Nồng độ amoni nước vịnh Hạ Long tháng 8/2013 72 Hình 3.10 Nồng độ phốt phát nước vịnh Hạ Long tháng 8/2013 73 Hình 3.11 Diễn biến hàm lượng chlorophyll-a Cửa Lục 74 Hình 3.12 Diễn biến giá trị coliform nước vịnh Hạ Long vào mùa khơ 75 Hình 3.13 Diễn biến giá trị coliform nước vịnh Hạ Long vào mùa mưa 76 Hình 3.14 Điều kiện địa hình vùng lõi vịnh Hạ Long 79 Hình 3.15 Mơ hình Delft-Almighty tạo biên phía biển cho khu vực nghiên cứu 79 Hình 3.16 Điều kiện biên phía sơng - mực nước ba trạm Do Nghi, Cửa Cấm trạm Quang Phục 80 Hình 3.17 Vị trí nghiên cứu lưới tính tốn 82 Hình 3.18 Vị trí biên thủy lực điều kiện địa hình tồn miền tính 82 Hình 3.19 Kết hiệu chỉnh mực nước trạm Hòn Dấu tháng 9-10 năm 2006 84 Hình 3.20 Kết hiệu chỉnh mực nước trạm Cát Bà tháng 9-10 năm 2006 84 Hình 3.21 Kết hiệu chỉnh mực nước trạm Hồng Gai tháng 9-10 năm 2006 84 ... 3.12 Kết tổng hợp số phụ với phương pháp tính khác 119 Bảng 3.13 Đánh giá chung phương pháp tổng hợp số phụ 122 Bảng 3.14 Kết tính WQI với hai dạng tích có trọng số trường hợp đủ số liệu... vi, đối tượng phương pháp nghiên cứu nêu tóm tắt phạm vi địa lý vấn đề nghiên cứu, đối tượng phương pháp tiếp cận, phương pháp nghiên cứu sử dụng luận án Trong phần kết nghiên cứu thảo luận,... so với chất quy chuẩn n: Số lượng thơng số tính WQI C1*: GHCP (theo quy chuẩn quốc gia) thông số chọn làm chất quy chuẩn Ci*: GHCP (theo quy chuẩn quốc gia) thông số i 1.3.4 Thang phân loại chất