Nghiên cứu đề xuất mạng giám sát chất lượng nước sông nhuệ sông đáy khu vực thành phố hà nội

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRUNG TÂM NGHIÊN CỨU TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG NGUYỄN VĂN DIỄN NGHIÊN CỨU ĐỀ XUẤT MẠNG GIÁM SÁT CHẤT LƯỢNG NƯỚC SÔNG NHUỆ, SÔNG ĐÁY KHU VỰC THÀNH PHỐ HÀ NỘI LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI – NĂM 2008 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRUNG TÂM NGHIÊN CỨU TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG NGUYỄN VĂN DIỄN NGHIÊN CỨU ĐỀ XUẤT MẠNG GIÁM SÁT CHẤT LƯỢNG NƯỚC SÔNG NHUỆ, SÔNG ĐÁY KHU VỰC THÀNH PHỐ HÀ NỘI Chuyên ngành: Mơi trường phát triển bền vững (Chương trình đào tạo thí điểm) LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC MƠI TRƯỜNG Người hướng dẫn khoa học: TS Hồng Văn Thắng PGS TS Trịnh Thị Thanh HÀ NỘI – NĂM 2008 MỤC LỤC MỞ ĐẦU…… CHƢƠNG TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ MẠNG GIÁM SÁT CHẤT LƢỢNG NƢỚC 1.1 PHƢƠNG PHÁP THIẾT KẾ MẠNG GIÁM SÁT CHẤT LƢỢNG NƢỚC CỦA UNEP/WHO 1.1.1 Xác định vị trí đặt trạm nhánh sơng 1.1.2 Xác định tần suất lấy mẫu 1.1.3 Xác định thông số chất lượng nước 10 1.1.4 Chọn thông số giám sát chất lượng nước 11 1.2 THIẾT KẾ MẠNG GIÁM SÁT CHẤT LƢỢNG NƢỚC Ở MỘT SỐ NƢỚC 12 1.3 NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ MẠNG GIÁM SÁT TRONG NƢỚC 14 1.3.1 Nghiên cứu thiết kế mạng giám sát chất lượng nước 14 1.3.2 Tình hình giám sát chất lượng nước 16 CHƢƠNG CÁC YẾU TỐ TỰ NHIÊN, KINH TẾ-XÃ HỘI KHU VỰC HÀ NỘI ẢNH HƢỞNG ĐẾN MÔI TRƢỜNG NƢỚC SÔNG NHUỆ, SÔNG ĐÁY 19 2.1 CÁC YẾU TỐ TỰ NHIÊN 19 2.1.1 Vị trí địa lý 19 2.1.2 Địa hình, địa mạo 21 2.1.3 Thổ nhưỡng 22 2.1.4 Khí hậu 22 2.1.5 Mạng lưới sơng ngịi 25 2.1.6 Tài nguyên nước 27 2.2 CÁC YẾU TỐ KINH TẾ-XÃ HỘI 27 2.2.1 Đặc điểm chung 27 2.2.2 Dân số 28 2.2.3 Cơ sở công nghiệp 29 2.2.4 Các làng nghề 30 2.2.5 Các sở y tế 32 2.2.6 Nông nghiệp 32 CHƢƠNG KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 35 3.1 ĐÁNH GIÁ CHẤT LƢỢNG NƢỚC 35 i 3.1.1 Chất lượng nước sông Nhuệ 35 3.1.2 Chất lượng nước sông Đáy 48 3.1.3 Phân vùng chất lượng nước sông Nhuệ, sông Đáy 56 3.2 NGUỒN Ô NHIỄM VÀ NGUYÊN NHÂN Ô NHIỄM 61 3.2.1 Nguồn thải ô nhiễm điểm 62 3.2.2 Nguồn ô nhiễm diện 67 3.2.3 Nguyên nhân ô nhiễm 68 3.3 ĐỀ XUẤT MẠNG GIÁM SÁT CHẤT LƢỢNG NƢỚC 71 3.3.1 Cơ sở đề xuất mạng giám sát chất lượng nước 71 3.3.2 Đề xuất vị trí đặt trạm giám sát chất lượng nước 73 3.3.3 Kiến nghị thông số tần suất giám sát 77 KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ 84 TÀI LIỆU THAM KHẢO 86 PHỤ LỤC… 89 ii MỞ ĐẦU Tính cấp thiết, ý nghĩa khoa học Lưu vực sơng Đáy, sơng Nhuệ có nhiều khu công nghiệp ngành kinh tế khác phát triển mạnh mẽ thải nhiều chất thải gây nhiễm nguồn nước Vì vậy, việc đề xuất mạng giám sát chất lượng nước sông Nhuệ, Đáy cần thiết nhằm:  Thu thập thông tin, số liệu chất lượng nước có hệ thống nhằm thống vị trí đo đạc chất lượng nước;  Chuẩn hố thơng tin, liệu chất lượng nước, phục vụ công tác đánh giá, kiểm sốt dự báo nhiễm nước Trong khuôn khổ luận văn giới hạn nghiên cứu với tên luận văn “Nghiên cứu đề xuất mạng giám sát chất lượng nước sông Nhuệ, sông Đáy khu vực thành phố Hà Nội“ Mục tiêu nghiên cứu Luận văn có số mục tiêu nghiên cứu sau: Xác định nguồn gây ô nhiễm sơng Nhuệ, sơng Đáy khu vực thành phố Hà Nội Đánh giá chất lượng nước phân vùng ô nhiễm nước sông Nhuệ, sông Đáy khu vực thành phố Hà Nội Xác định vị trí đặt trạm giám sát chất lượng nước sông Nhuệ, sông Đáy khu vực thành phố Hà Nội Đối tƣợng phạm vi nghiên cứu Luận văn tập trung nghiên cứu trạng, phân tích đánh giá đối tượng gây nhiễm nước sơng Nhuệ, sơng Đáy khu vực thành phố Hà Nội Đánh giá trạng phân tích chất lượng nước khu vực thành phố Hà Nội phân vùng ô nhiễm nước kiến nghị vị trí đặt trạm giám sát chất lượng nước khu vực thành phố Hà Nội mở rộng Luận văn tập trung nghiên cứu số vấn đề sau:  Tổng quan phương pháp kinh nghiệm thiết kế chất lượng nước nước giới;  Tổng quan điều kiện tự nhiên, kinh tế-xã hội khu vực nghiên cứu;  Thống kê, phân loại đánh giá loại hình gây nhiễm tới nguồn nước sông Nhuệ, sông Đáy khu vực nghiên cứu;  Đánh giá chất lượng nước sông Nhuệ, sông Đáy khu vực nghiên cứu dựa vào thông số chất lượng nước phân vùng ô nhiễm nước;  Kiến nghị mạng giám sát chất lượng nước sông Nhuệ, sông Đáy khu vực thành phố Hà Nội Phƣơng pháp nghiên cứu Luận văn sử dụng phương pháp nghiên cứu sau:  Phương pháp thu thập tài liệu, kế thừa: thu thập tài liệu, liệu liên quan đến thiết kế mạng giám sát chất lượng nước giới nước, làm sở lý thuyết cho việc thiết kế mạng giám sát chất lượng nước sông Nhuệ, sông Đáy khu vực thành phố Hà Nội Thu thập tài liệu kết nghiên cứu sông Nhuệ, sơng Đáy để kế thừa phân tích  Phương pháp điều tra, vấn số sở gây nhiễm số người dân khu vực nghiên cứu; điều tra, khảo sát thực địa mắt thường đo đạc chất lượng nước trường phục vụ đánh giá phân loại chất lượng nước  Phương pháp thống kê, phân tích, tổng hợp so sánh: kết điều tra, khảo sát kết hợp với thông tin, tài liệu thu thập thống kê, phân loại, tổng hợp so sánh để xác định nguồn ô nhiễm chính, trạng xu diễn biến chất lượng nước, làm sở để kiến nghị mạng giám sát chất lượng nước  Sử dụng công nghệ GIS để thể kết nghiên cứu đồ Tình hình nghiên cứu Để triển khai nghiên cứu hoàn thành luận văn, tác giả khảo sát thực tế, đo đạc phân tích chất lượng nước trường, thu thập tài liệu chất lượng nước từ Cục Bảo vệ môi trường; tài liệu kinh tế-xã hội tổng hợp từ niên giám thống kê tài liệu quy hoạch sử dụng đất thành phố Hà Nội Các công cụ để thực phân tích số liệu, đo đạc chất lượng nước trường xác định tọa độ điểm lấy mẫu chất lượng nước gồm:  Phần mềm microsoft excel để thống kê phân tích liệu;  Máy định vị toàn cầu (GPS) cầm tay để xác định tọa độ điểm lấy mẫu chất lượng nước;  Máy đo đạc chất lượng nước trường Nhật Bản nhãn hiệu TOA;  GIS phần mềm Mapinfor để đưa vị trí giám sát chất lượng nước đồ Kết cấu luận văn Kết cấu luận văn chia làm chương Nội dung chương luận văn sau:  Chương Tổng quan nghiên cứu thiết kế mạng giám sát chất lượng nước  Chương Các yếu tố tự nhiên, kinh tế-xã hội khu vực Hà Nội ảnh hưởng đến môi trường nước sông Nhuệ, sông Đáy  Chương Kết nghiên cứu thảo luận CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ MẠNG GIÁM SÁT CHẤT LƢỢNG NƢỚC 1.1 PHƢƠNG PHÁP THIẾT KẾ MẠNG GIÁM SÁT CHẤT LƢỢNG NƢỚC CỦA UNEP/WHO Hiện có số phương pháp thiết kế mạng giám sát chất lượng nước gồm: phương pháp Sender, phương pháp Su-Young Park phổ biến phù hợp với tình hình thực tế phương pháp thiết kế mạng giám sát chất lượng nước UNEP/WHO Để thiết kế mạng giám sát chất lượng nước, UNEP/WHO kiến nghị sau:  Xác định mục tiêu mạng giám sát chất lượng nước,  Xác định đặc điểm, tự nhiên, kinh tế-xã hội vùng nghiên cứu  Xác định vị trí lấy mẫu  Xác định thông số chất lượng nước  Xác định tần suất thời gian lấy mẫu  Xây dựng kế hoạch triển khai thiết kế, kiểm soát bảo đảm chất lượng nước 1.2 THIẾT KẾ MẠNG GIÁM SÁT CHẤT LƢỢNG NƢỚC Ở MỘT SỐ NƢỚC Chỉ tính riêng 17 nước khu vực châu Á-Thái Bình Dương gồm Trung Quốc, Hồng Kơng, Hàn Quốc, Thái Lan, Australia, Banglases, Fiji, Iran, Malaysia, New Zealand, Pakistan, Papua New Guinea, Philippines, Sri lan ka, Ấn Độ, Nhật Bản,… có khoảng gần nghìn trạm quan trắc chất lượng nước Có thể rút kết luận phương pháp tiếp cận thiết kế giám sát chất lượng nước giới sau:  Khi thiết kế mạng giám sát chất lượng nước phải xác định rõ mục tiêu;  Xem xét trạm giám sát chất lượng nước có;  Phân tích tài liệu chất lượng nước khứ;  Kết hợp xây dựng luật pháp, làm sở pháp lý để triển khai mạng giám sát chất lượng nước 1.3 NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ MẠNG GIÁM SÁT TRONG NƢỚC Kết nghiên cứu thiết kế mạng giám sát chất lượng nước nước rút số nhận xét sau:  Xác định rõ loại trạm chất lượng nước tiến hành giám sát  Các thông số chất lượng nước bao gồm đại diện nhóm thơng số: vật lý, hóa học sinh học  Đo đạc dịng chảy dòng tiếp nhận để xác định tải lượng  Xác định nguồn gây ô nhiễm yếu tố tự nhiên, kinh tế-xã hội ảnh hưởng đến chất lượng nước  Tần suất giám sát tùy thuộc vào mục đích vị trí trạm CHƢƠNG 2: CÁC YẾU TỐ TỰ NHIÊN, KINH TẾ-XÃ HỘI KHU VỰC HÀ NỘI ẢNH HƢỞNG ĐẾN MÔI TRƢỜNG NƢỚC SÔNG NHUỆ, SÔNG ĐÁY 2.1 CÁC YẾU TỐ TỰ NHIÊN Vùng sông Nhuệ, sông Đáy trải dài thành phố Hà Đông huyện Từ Liêm, Thanh Trì, Thanh Oai, Thường Tín, Phú Xuyên, Phúc Thọ, Hoài Đức, Quốc Oai, Đan Phượng, Thạch Thất, Chương Mỹ, Mỹ Đức Ứng Hòa Diện tích vùng sơng Nhuệ, sơng Đáy khoảng 1.669 km2, chiếm gần 22% diện tích tồn lưu vực 2.1.1 Địa hình, địa mạo Địa hình vùng đồi chiếm phân bố chủ yếu phía Bắc kéo dài từ Bất Bạt đến Xuân Mai huyện Mỹ Đức, Ứng Hòa Địa hình đồng thấp dần từ Tây sang Đơng, phân bố chủ yếu huyện Đan Phượng, Thạch Thất, Quốc Oai, Thường Tín, Từ Liêm, Thanh Trì, Phú Xuyên, Ứng Hòa Mỹ Đức Địa mạo đồi thuộc huyện Quốc Oai, Thạch Thất; địa mạo đồng nhìn chung thấp, trũng bị chia cắt hệ thống sông đặc biệt chịu tác động mạnh mẽ từ người 2.1.2 Thổ nhƣỡng Các nhóm đất chủ yếu lưu vực sơng Nhuệ, sơng Đáy bao gồm: phù sa, đất xám, đất vàng đỏ đất xói mịn trơ sỏi đá Đất phù sa từ chua đến chua, pHKCL = 4,25 đến 4,86, hàm lượng mùn nghèo từ 1,3 đến 0,76% Đất xám xám bạc màu giàu silic nghèo kim loại kiềm kiểm thổ với pHKCl dao động từ 5,02 đến 5,44 2.1.3 Khí hậu Nhiệt độ trung bình năm lưu vực sông Nhuệ, sông Đáy giai đoạn 2000-2005 dao động từ 23,4 oC đến 23,4 oC Lượng mưa năm bình quân giai đoạn 2000-2005 khoảng 1405,6 mm Lượng bốc trung bình năm khoảng 938 mm/năm Độ ẩm bình quân giai đoạn 2000-2005 84,7% Lượng xạ mặt trời trung bình khoảng 4.270 kcal/m2 2.1.4 Mạng lƣới sơng ngịi Sơng Đáy có chi lưu chính, bao gồm: sơng Tích, sơng Thanh Hà, sơng Hồng Long, sông Nhuệ, sông Châu, sông Đào Nam Định sông Ninh Cơ thể bảng 2-1 TT 3 Tên sông Bảng 2-1 Các sơng khu vực thành phố Hà Nội Tổng chiều dài (km) Chiều dài địa bàn Hà Nội (km) Đáy Nhuệ Tích Tơ Lịch Lừ Sét Kim Ngưu 237 74 32 14,6 5,6 5,9 11,8 71 65 32 14,6 5,6 5,9 11,8 2.1.5 Tài nguyên nƣớc Tài ngun nước năm tồn lưu vực sơng Nhuệ, sông Đáy khoảng 28,8 tỷ m3 Chất lượng nước bị ô nhiễm tiêu DO, BOD5, NH4, NO2 dầu mỡ Các khu vực ô nhiễm gồm: Phúc La, Cự Đà, đập Đồng Quan, cống Thần sông Nhuệ cầu Mai Lĩnh sông Đáy 2.2 CÁC YẾU TỐ KINH TẾ-XÃ HỘI 2.2.1 Đặc điểm chung Lưu vực sông Nhuệ, sông Đáy khu vực thành phố Hà Nội phát triển mạnh mẽ công nghiệp, làng nghề nơng nghiệp có dân số tăng nhanh 2.2.2 Dân số Dân số lưu vực sông Nhuệ, sông Đáy khoảng 2,5 triệu người, dân số thị gần 450 nghìn người, chiếm 17,6 % tổng dân số khu vực; dân số nông thôn 2,1 triệu người Mật độ dân số trung bình khoảng 1.757 người/km2 2.2.3 Cơ sở công nghiệp Các ngành công nghiệp chủ yếu khí - chế tạo máy, chế biến thực phẩm, dệt nhuộm, hóa chất giấy vật liệu xây dựng cấu bảng 2-2 Bảng 2-2 Các sở cơng nghiệp vùng sơng Nhuệ, sông Đáy khu vực thành phố Hà Nội TT Nhóm ngành sản xuất Số sở Tỷ lệ (%) Cơ khí- chế tạo máy 56 45,9 Chế biến thực phẩm 19 15,6 Dệt nhuộm 23 18,9 Giấy hóa chất 10 8,2 Vật liệu xây dựng 14 11,5 Tổng cộng 122 100 2.2.4 Các làng nghề Các loại hình làng nghề chủ yếu bao gồm ươm tơ dệt vải thêu ren, chế biến nơng sản thực phẩm, kim khí, thủ cơng mỹ nghệ, chế biến lâm sản, vật liệu xây dựng, khai thác đá cấu bảng 2-3 Bảng 2-3 Số lƣợng làng nghề theo nhóm ngành sản xuất sông Nhuệ, sông Đáy khu vực thành phố Hà Nội TT Nhóm ngành sản xuất Số làng nghề Tỷ lệ (%) Ươm tơ, dệt vải thêu ren 34 12,7 Chế biến nông sản thực phẩm 47 17,6 TT Nhóm ngành sản xuất Số làng nghề Tỷ lệ (%) Cơ kim khí 13 4,9 Thủ công, mỹ nghệ chế biến lâm sản 106 39,7 Vật liệu xây dựng, khai thác đá 0,4 Các ngành nghề khác 66 24,7 Tổng cộng 267 100 2.2.5 Các sở y tế Lưu vực sông Nhuệ, sơng Đáy số bệnh viện lớn điển hình bao gồm: Bạch Mai, Hữu Nghị, Việt Đức, bệnh viện E, bệnh viện 108, quân y viện 103, quân y viện 105, bệnh viện Sơn Tây, bệnh viện Đa khoa tỉnh Hà Tây 2.2.6 Nơng nghiệp Diện tích đất nơng nghiệp khoảng 191 nghìn tập trung chủ yếu huyện Chương Mỹ, Mỹ Đức, Ứng Hòa Phú Xuyên dao động từ 11 nghìn đến 15 nghìn ha/huyện Các vùng khác gồm Thanh Trì, Từ Liêm, Đan Phượng, Hà Đơng có diện tích đến nghìn ha/huyện CHƢƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 3.1 ĐÁNH GIÁ CHẤT LƢỢNG NƢỚC Tài liệu để đánh giá chất lượng nước sông Nhuệ, sông Đáy gồm kết điều tra, khảo sát thựa địa tháng 11 năm 2008, tài liệu chất lượng nước Cục Bảo vệ môi trường tháng 7, 8, 10, 11 năm 2007 Các tiêu đánh giá chất lượng nước bao gồm pH, chất rắn lơ lửng, DO, BOD5, COD, NO3-, NO2-, dầu, coliform, tổng Fe2+, Cd2+ Pb2+… Việc đánh giá dựa vào tiêu chuẩn chất lượng nước mặt Việt Nam, TCVN 5942-1995 loại A B (gọi tắt tiêu chuẩn loại A B) 3.1.1 Chất lƣợng nƣớc sơng Nhuệ Từ kết phân tích tiêu chất lượng nước sơng Nhuệ rút số nhận xét sau đây:  Quy luật diễn biến tiêu chất lượng nước theo không gian tương đối rõ ràng Chất lượng nước khu vực Cự Đà cầu Chiếc xấu Hầu hết tiêu không đạt tiêu chuẩn cho phép Chất lượng nước khu vực Đồng quan cống Thần cải thiện so với khu vực Cự Đà cầu Chiếc nhìn chung cịn bị nhiễm nặng Ngun nhân ảnh hưởng nước thải nội thành Hà Nội nước thải làng nghề, sở công nghiệp  Diễn biến tiêu chất lượng nước theo thời gian không theo quy luật rõ ràng Nguyên nhân ảnh hưởng vận hành cống Liên Mạc tháo nước tiêu nơng nghiệp  Hàm lượng trung bình tiêu chất lượng nước gồm: pH, NO3-, coliform, Camidi Chì đạt tiêu chuẩn chất lượng nước loại A  Hàm lượng trung bình tiêu chất lượng nước gồm: DO, BOD5, COD không đạt tiêu chuẩn chất lượng nước loại A  Hàm lượng trung bình tiêu chất lượng nước gồm: chất rắn lơ lửng, NO2-, sắt không đạt tiêu chuẩn cho phép loại B 3.1.2 Chất lƣợng nƣớc sông Đáy Từ kết phân tích tiêu chất lượng nước sơng Đáy, có số nhận định chất lượng nước sông Đáy sau:  Xu diễn biến số tiêu chất lượng nước theo không gian bao gồm DO, BOD 5, COD diễn biến không theo quy luật Hàm lượng tiêu khu vực cầu Mai Lĩnh lớn khu vực Ba Thá Do vậy, khó đưa nhận xét quy luật biến đổi tiêu theo khơng gian Ngun nhân ảnh hưởng yếu tố cục khu vực trình lấy mẫu chất lượng nước  Xu diễn biến tiêu lại bao gồm chất rắn lơ lửng, NO3-, NO2-, PO43-, sắt, camidi chì biến đổi theo quy luật Hàm lượng chất có xu tăng dần từ Mai Lĩnh đến Ba Thá  Phần lớn tiêu đạt tiêu chuẩn chất lượng nước loại B không đạt tiêu chuẩn chất lượng nước loại A 3.1.3 Phân vùng chất lƣợng nƣớc sông Nhuệ, sông Đáy Việc phân vùng chất lượng nước dựa vào kết nghiên cứu đề án tổng thể bảo vệ môi trường lưu vực sông Nhuệ sông Đáy kết nghiên cứu sở khoa học nghiên cứu chất lượng nước sông Đồng Nai theo bảng sau: Bảng 3-1 Phƣơng pháp phân vùng ô nhiễm nƣớc sông Nhuệ, sông Đáy Vùng CLN DO (mg/l) COD (mg/l) BOD5 (mg/l) NH4+ (mg/l) PO43- (mg/l) Cl- (mg/l) Coliform (MPN/100 ml) Vùng CLN DO (mg/l) COD (mg/l) BOD5 (mg/l) NH4+ (mg/l) PO43- (mg/l) Cl- (mg/l) Coliform (MPN/100 ml) ≥6