Để cung cấp cơ sở khoa học hỗ trợ các nhà quản lý trong việc kiểm soát ô nhiễm và quy hoạch phát triển đô thị, chúng tôi đã tiến hành nghiên cứu phân vùng chất lượng nước hồ Trúc Bạch, thành phố Hà Nội.
Nghiên cứu NGHIÊN CỨU PHÂN VÙNG Ô NHIỄM NƯỚC HỒ TRÚC BẠCH, THÀNH PHỐ HÀ NỘI Vũ Lê Dũng, Nguyễn Bích Ngọc Trường Đại học Tài ngun Mơi trường Hà Nội Tóm tắt Để cung cấp sở khoa học hỗ trợ nhà quản lý việc kiểm sốt nhiễm quy hoạch phát triển thị, tiến hành nghiên cứu phân vùng chất lượng nước hồ Trúc Bạch, thành phố Hà Nội Kết quan trắc 30 vị trí nước hồ Trúc Bạch phân tích thơng số đặc trưng mơi trường nước phịng thí nghiệm pH, độ đục, DO, TSS, BOD5, COD, NO-3, Cl- cho thấy chất lượng nước hồ Trúc Bạch bị ô nhiễm chất hữu cơ, giá trị COD BOD5 vượt giới hạn cho phép theo QCVN 08-MT/2015-BTNMT (cột B2) Nghiên cứu xây dựng đồ phân bố không gian ô nhiễm thông số ô nhiễm theo cấp: ô nhiễm, ô nhiễm nhiều, ô nhiễm nhiều ô nhiễm cực nhiều, hầu hồ Trúc Bạch mức độ ô nhiễm cực ô nhiễm Từ kết nghiên cứu đề xuất ba nhóm giải pháp nhằm xử lý, giảm thiểu mức độ ô nhiễm nước mặt hồ Trúc Bạch để bảo vệ sức khỏe sống người dân Từ khóa: Ơ nhiễm nước, phân vùng chất lượng nước, kiểm sốt nhiễm Abstract To provide a scientific basis to assist managers in pollution control and urban development planning, we conducted a study on zoning of water quality in Truc Bach Lake, Hanoi Results of observation at 30 locations of Truc Bach reservoir and analysis of characteristic parameters of laboratory water environment such as pH, turbidity, DO, TSS, BOD5, COD, NO-3, Cl-, Iit shows that the quality of Truc Bach reservoir is contaminated with organic matter, the COD and BOD5 exceeded the limit set in QCVN 08-MT / 2015-BTNMT (column B2) The study has developed maps of spatial distribution of pollutants in four levels: light pollution, pollution, severe pollution and extreme pollution Very polluted and polluted From the research results, three groups of solutions have been proposed to treat and reduce the level of surface pollution of Truc Bach Lake to protect the health and life of people Key words: Water pollution, water quality zoning, pollution control Đặt vấn đề Thủ đô Hà Nội trung tâm văn hóa lớn với hoạt động kinh tế, xã hội diễn mạnh mẽ khu vực có nguy nhiễm tăng cao Theo thống kê, Hà Nội có khoảng 100 hồ nước lớn nhỏ nằm rải rác [2] Ngoài hồ nước nhân tạo hồ Văn, hồ Ngọc Khánh, hồ Thành Cơng, Hà Nội cịn có hồ thiên tạo tiếng hồ Gươm, hồ Tây, hồ Trúc Bạch, hồ Thiền Quang Đó khơng địa điểm giải trí đẹp người dân mà cịn hệ thống điều hồ khơng khí thành phố Tuy nhiên, thực tế tất hồ Hà Nội tình trạng nhiễm nước báo động, nhiều tiêu vượt quy chuẩn cho phép mà nguyên nhân chủ yếu nước rác thải Do đó, việc đánh giá mức độ nhiễm nước hồ phục vụ mục đích quy hoạch sử dụng hợp lý nguồn nước mặt xây dựng định hướng kiểm sốt nhiễm, BVMT nước, việc nghiên cứu phân vùng CLN khu vực TP Hà Nội cần thiết cấp bách Tạp chí Khoa học Tài nguyên Môi trường - Số 17 - năm 2017 91 Nghiên cứu Đối tượng phương pháp nghiên cứu 2.1 Đối tượng nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu: Chất lượng nước hồ Trúc Bạch, thông qua tiêu: pH, độ đục, DO, TSS, BOD5, COD, NO-3, ClPhạm vi nghiên cứu: Toàn khu vực hồ Trúc Bạch (10 ha) thuộc phường Trúc Bạch, quận Ba Đình, TP Hà Nội Lượng mưa trung bình năm khoảng 1245 mm phân bố không đều, tập trung vào mùa mưa từ khoảng tháng đến tháng 10 (chiếm 60% - 70% lượng mưa năm) Nhiệt độ trung bình năm khoảng 23,40C; độ ẩm 79% Chế độ thuỷ văn hồ bị ảnh hưởng mạnh mẽ theo mùa Về mùa mưa, lưu lượng dòng chảy tăng mạnh sau dần ổn định Theo kết thống kê, điều tra Trung tâm Quan trắc Phân tích Tài nguyên Môi trường Hà Nội, hồ Trúc Bạch nguồn tiếp nhận nước thải từ 3.000 hộ dân cư địa bàn phường Trúc Bạch 21 sở sản xuất kinh doanh, dịch vụ nhà hàng, ăn uống xung quanh hồ, có tới sở sản xuất kinh doanh khu vực Ngũ Xá, Trấn Vũ có hành vi vi phạm pháp luật môi trường vệ sinh thực phẩm Với lượng nước thải lớn, trung bình từ 2.300 – 3.000 m3/ngày đêm hầu hết chưa qua xử lý thải trực tiếp xuống hồ gây nên tình trạng nước hồ nhiễm, có màu đen, sủi bọt bốc mùi thối [3] Kết quan trắc cho thấy, hầu hết số đo vượt quy chuẩn Việt Nam, như: Amoni vượt 7,8-32 lần; Nitrit vượt 48 - 113 lần, hàm lượng COD vượt từ 2,8 đến gần 10 lần… Trong đó, cơng tác vệ sinh, nạo vét lòng hồ chưa trọng (1 - lần /năm) 2.2 Phương pháp nghiên cứu 2.2.1 Phương pháp thu thập tổng hợp tài liệu Thu thập, tổng hợp kế thừa thông tin, liệu, số liệu cần thiết nguồn thải, đặc tính chất thải từ tài liệu, báo cáo, cơng trình nghiên cứu liên quan đến đề tài 2.2.2 Phương pháp khảo sát thực địa lấy mẫu trường Khảo sát thực địa khu vực nghiên cứu, sử dụng máy GPS cầm tay xác định tọa độ gốc vị trí điểm lấy mẫu Xác định 30 vị trí lấy mẫu phân bố dọc theo vị trí 13 nguồn thải vào hồ, cụ thể sau: Hình Vị trí, tọa độ vị trí lấy mẫu hồ Trúc Bạch 92 Tạp chí Khoa học Tài nguyên Môi trường - Số 17 - năm 2017 Nghiên cứu Kỹ thuật lấy mẫu bảo quản mẫu Thời gian lấy mẫu: Buổi sáng tuân theo TCVN 5994:1995 (ISO 5667(9h00) mùa hè, trời cao nắng, gió nhẹ Số lượng mẫu: 02 mẫu/ 01 điểm: 01 4:1987) - Chất lượng nước - Lấy mẫu mẫu bảo quản dung dịch H2SO4 (để Hướng dẫn lấy mẫu hồ, ao tự nhiên phân tích COD, NO3-), 01 mẫu bảo quản nhân tạo lạnh (để phân tích tiêu cịn lại) 2.2.3 Phương pháp phân tích phịng thí nghiệm STT Chỉ tiêu Đơn vị Phương pháp phân tích, Tiêu chuẩn kỹ thuật phân tích pH TCVN 6492:2011 (ISO 10523:2008) Độ đục NTU Dùng thiết bị đo nhanh trường DO mg/l TCVN 7325:2004 (ISO 11923:1997) – phương pháp đầu đo điện hóa TCVN 6625:2000 (ISO 11923:1997) – phương pháp lọc qua cát lọc TSS mg/l sợi thủy tinh TCVN 6001-1:2008 (ISO 5815:2003)- Phương pháp pha lỗng cấy BOD mg/l có bổ sung allythioure Phương pháp chuẩn độ đicromat theo TCVN 6491:1999 (ISO COD mg/l 6060:1989) Phương pháp trắc quang dùng thuốc thử axit sunfosalixylic theo NO3mg/l TCVN 6180:1996 (ISO 7890 – 3:1988) Clmg/l Phương pháp chuẩn độ Morh, TCVN 6194:1996 (ISO 9297:1989) 2.2.4 Phương pháp xử lý số liệu nội nghiệp: Kết phân tích tiêu TSS, BOD5, COD, Cl-, NO3-, sử dụng cơng thức tốn học phần mềm excel để tính tốn kết cuối 2.2.5 Phương pháp xây dựng đồ phân bố không gian chất ô nhiễm nước 1) Phương pháp nội suy không gian - Phương pháp trọng số nghịch đảo khoảng cách (Inverse Distance Weighted - IDM) Công thức nội suy xác định sau: n ˆ S )= Z( ∑ Z( S i =1 i )λi n ∑ λi i =1 Z(S0) giá trị điểm thứ i S0 vị trí cần nội suy n số điểm biết khoảng cách định từ vị trí cần nội suy λi trọng số điểm thứ i: λi = 1/ dip (di khoảng cách điểm i với S0, p số mũ khoảng cách) 2) Phương pháp chồng ghép đồ: Từ đồ hành hồ Trúc Bạch tỷ lệ 1:50.000, sử dụng phần mềm AcrGis để xây dựng đồ thành phần tiêu DO, TSS, BOD5, COD theo kết phân tích, đánh giá riêng lẻ tiêu Dựa đồ thành phần sử dụng phương pháp chồng chập đồ để có đồ có trị số đánh giá tổng hợp Kết thảo luận 3.1 Các nguồn thải gây nhiễm nước hồ Kết điều tra cho thấy nguồn thải khu vực xung quanh hồ Trúc Bạch bao gồm 13 nguồn thải [2] Trong Tạp chí Khoa học Tài nguyên Môi trường - Số 17 - năm 2017 93 Nghiên cứu Hình Bản đồ phân bố không gian nguồn thải hồ Trúc Bạch 3.2 Đánh giá chất lượng nước hồ Trúc Bạch Kết phân tích mẫu nước hồ Trúc Bạch so sánh với QCVN 08-MT/2015-BTNMT (cột B2) thể hình đây: 12 140 10 120 100 GTGH mg/l DO TSS (m g/l) DO (m g/l) có nguồn thải số 11 có song chắn rác, cịn lại khơng có song chắn rác (hình 2) Nguồn thải số cống thải nhà hàng bánh tôm Hồ Tây Nguồn thải số 10 hai mương dẫn nước thải gần 200 hộ dân cư vào hồ, tương ứng với lưu lượng nước thải 200m3/ngày đêm Nguồn thải 12 nguồn thải từ nhà khách Quân Đội với lưu lượng lớn từ 40 – 50 m3/ngày đêm Nguồn thải 13 nguồn thải từ nhà hàng Happy House Các nguồn thải số 3, 4, 5, 6, 8, miệng cống có kích thước từ 0,5 – 0,7 m gần ngang với bờ hồ, bắt nguồn từ hệ thống thu gom nước thải khu vực với hệ thống thoát nước dọc đường giao thông đổ vào hồ Hầu hết chất thải từ 13 nguồn thải đổ vào hồ chứa chất thải sinh hoạt với thành phần chủ yếu chất hữu cơ, bùn cặn, chất tẩy rửa số rác thải khác 80 GTGH: 100 mg/l 60 TSS 40 20 0 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 M u s (t 1 n 30) 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 M u s (t Hình Giá trị DO n 30) Hình Giá trị TSS 450 1400 400 1200 350 800 GTGH: 50 mg/l 600 COD 400 BOD (m g/l) COD (m g/l) 1000 300 250 GTGH: 25 mg/l 200 BOD 150 100 200 50 0 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 M u s (t n 30) Hình Giá trị COD 94 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 M u s (t n 30) Hình Giá trị BOD5 Tạp chí Khoa học Tài nguyên Môi trường - Số 17 - năm 2017 Nghiên cứu Theo kết phân tích mẫu nước 30 điểm hồ Trúc Bạch, cho thấy hầu hết vị trí lấy mẫu có giá trị tiêu pH, độ đục, Cl-, NO3- nằm giới hạn cho phép Tuy nhiên, điểm lấy mẫu số 10 tiêu DO = 0,5 mg/l thấp lần so với QCVN Giá trị TSS mẫu 10, 11, 14, 16 27 vượt QCVN từ 0,5 - 1,35 lần (hình 3, 4) Các điểm lấy mẫu nằm gần vị trí nguồn thải 12, 13 nguồn thải lớn từ nhà hàng Happy House, nhà khách Quân đội cống gom nước thải từ hộ dân cư ven hồ khơng có song chắn rác hệ thống thu gom xử lý trước xả thải vào hồ Riêng hai tiêu BOD5 COD tất điểm lấy mẫu vượt QCVN: Chỉ tiêu COD có giá trị trung bình cao gấp 18 lần so QCVN, điểm cao vượt 23 lần so với QCVN (hình 5) Chỉ tiêu BOD5 có giá trị trung bình cao gấp 15 lần so với QCVN điểm cao có giá trị cao gấp 21 lần so với QCVN (hình 6) Điều chứng tỏ nước hồ Trúc Bạch chứa lượng lớn chất hữu gây ảnh hưởng lớn đến CLN hồ 3.3 Phân bố không gian tiêu gây ô nhiễm nước hồ Dựa vào kết phân tích chi tiết tiêu CLN hồ Trúc Bạch (TSS, DO, BOD5, COD) sử dụng phương pháp nội suy không gian để thành lập đồ quy luật phân bố không gian chất nhiễm hồ Trúc Bạch Hình Bản đồ phân bố khơng gian TSS Hình Bản đồ phân bố khơng gian DO Hình Bản đồ phân bố khơng gian BOD5 Hình 10 Bản đồ phân bố khơng gian COD Tạp chí Khoa học Tài nguyên Môi trường - Số 17 - năm 2017 95 Nghiên cứu Từ đồ phân bố không gian thông số ô nhiễm TSS, DO, BOD5, COD nước hồ Trúc Bạch cho thấy, phân bố thông số không đồng điểm lấy mẫu khác hồ Mức độ ô nhiễm thể giảm dần từ màu đỏ, cam, vàng đến màu xanh Các điểm có giá trị TSS DO cao tập trung khu vực nguồn thải số (điểm lấy mẫu số 23), khu vực có cống xả nước thải sinh hoạt vào hồ với lưu lượng lớn (hơn 200 m3/ ngày đêm), đồng thời nơi tiếp nhận hàng chục bùn cát xả từ nhà máy nước Yên Phụ chưa qua xử lý Đối với điểm có giá trị BOD5 COD cao lại tập trung khu vực phía tây hồ, quanh nguồn thải 1, 2, 3, 8, 9, 11, 12 13 Nguyên nhân nguồn thải dòng thải thường xuyên vào hồ, bao gồm nước thải sinh hoạt từ hộ dân xung quanh hồ nước thải từ nhà hàng ăn uống, đặc biệt nguồn thải số - nguồn thải từ nhà hàng bánh tôm hồ Tây nguồn thải 12 - nguồn thải nhà khách Quân Đội thải xuống hồ nguồn thải thường xuyên có lưu lượng nước thải lớn khu vực 3.4 Phân cấp mức độ ô nhiễm nước mặt hồ Trúc Bạch Căn vào QCVN 08-MT:2015/ BTNMT, cột B2 giá trị tiêu vượt QCVN DO, TSS, COD BOD5 theo kết phân tích 30 điểm lấy mẫu nước hồ Trúc Bạch, từ phân cấp mức độ ô nhiễm tiêu theo mức độ ô nhiễm khác Bảng Phân cấp tiêu ô nhiễm nước mặt hồ Trúc bạch Chỉ tiêu Số cấp DO TSS BOD5 COD Phân ngưỡng Cấp 1: - mg/l (ô nhiễm) Cấp 2: - 20 mg/l (không ô nhiễm) Cấp 1: - 100 mg/l (không ô nhiễm) Cấp 2: 100 - 200 mg/l (ô nhiễm) Cấp 1: 259 - 346 mg/l (ô nhiễm) Cấp 2: 346 - 386 mg/l (ô nhiễm nhiều) Cấp 3: 386 - 426 mg/l (ô nhiễm nhiều) Cấp 1: 673 - 836 mg/l (ô nhiễm) Cấp 2: 836 - 959 mg/l (ô nhiễm nhiều) Cấp 3: 959 - 1140 mg/l (ô nhiễm nhiều) Bảng Phân cấp ô nhiễm nước mặt hồ Trúc Bạch Cấp độ Các thông số ô nhiễm Cấp DO TSS không ô nhiễm, BOD5 ô nhiễm, COD ô nhiễm nhiều - DO không ô nhiễm, TSS ô nhiễm, BOD5 ô nhiễm, COD ô nhiễm nhiều Cấp - DO TSS không ô nhiễm, BOD5 ô nhiễm nhiều, COD ô nhiễm nhiều - DO TSS không ô nhiễm, BOD5 ô nhiễm nhiều nhiều, COD ô nhiễm nhiều nhiều Cấp - DO TSS ô nhiễm, BOD5 ô nhiễm ô nhiễm nhiều, COD ô nhiễm nhiều - DO không ô nhiễm, TSS ô nhiễm, BOD5 ô nhiễm ô nhiễm nhiều, COD ô nhiễm nhiều nhiều - DO TSS không ô nhiễm, BOD5 ô nhiễm nhiều nhiều, COD ô nhiễm cực nhiều Cấp - DO không ô nhiễm, TSS ô nhiễm, BOD5 ô nhiễm nhiều nhiều, COD ô nhiễm cực nhiều 96 Tạp chí Khoa học Tài ngun Mơi trường - Số 17 - năm 2017 Nghiên cứu Sử dụng phương pháp chồng ghép đồ, ta có đồ phân bố không gian mức độ ô nhiễm nước mặt hồ Trúc Bạch (hình 11) Hình 11 Bản đồ phân bố không gian mức độ ô nhiễm nước mặt hồ Trúc Bạch Nhìn vào hình 11, ta thấy vùng ô đặc biệt nhà quản lý nhà nhiễm cực nhiều thể màu khoa học để có sách, giải đỏ, vị trí tiếp nhận nguồn thải pháp phù hợp nhằm kiểm soát cải 1, 8, 9, 11, 12 Đây chủ yếu nguồn thiện CLN hồ như: thải lưu lượng lớn trung bình khoảng - Tăng cường đầu tư kinh phí quy 250 - 300 m3/ngày đêm đổ vào hồ từ hoạch, xây dựng đồng hoàn chỉnh hệ cống gom nước thải sinh hoạt, nhà hàng thống nước, xử lý nước thải khu vực đường Ngũ Xá, Trấn Vũ Vùng thị trước đổ nước hồ Trúc Bạch ô nhiễm cấp lan rộng vùng - Tăng cường hoạt động thu gom hồ Điều cho thấy hồ khơng rác thải, nạo vét lịng hồ định kỳ lần/ trọng việc kiểm tra, nạo năm vét, làm vệ sinh hồ thường xuyên - Nâng cao chất lượng nước hồ Các vị trí 2, 3, 5, 10, 11, 26 27 thủy sinh Dùng loài thực - điểm tiếp nhận nguồn thải 2, 3, 4, 5, vật thủy sinh phổ thủy 6, 13 mức độ ô nhiễm nhiều, trúc trồng thành bè quanh điểm thể màu cam Và tiếp nhận nguồn thải để loại bỏ chất mức độ thấp dần từ màu cam đến màu dinh dưỡng hữu nước hồng nhạt - Xử lý nước hồ vi sinh vật 3.5 Định hướng giải pháp cải hữu hiệu Nghiên cứu lựa chọn chủng thiện chất lượng nước hồ Trúc Bạch vi sinh vật phù hợp với điều kiện chất Từ kết đánh giá phân vùng ô lượng nước hồ Dưới tác động vi nhiễm CLN hồ Trúc Bạch cho thấy sinh, mùi hôi thối giảm đáng kể vị trí khơng gian hồ có nồng độ cải thiện điều kiện nuôi trồng thủy chất ô nhiễm khác hầu sản cho hồ hết mức độ ô nhiễm đến nhiễm - Đẩy mạnh chương trình nặng, đó, cần phải có quan tâm truyền thơng mơi trường thơng qua Tạp chí Khoa học Tài nguyên Môi trường - Số 17 - năm 2017 97 Nghiên cứu buổi họp dân phố hay qua loa phát phường nhằm nâng cao ý thức người dân BVMT Kết luận Nghiên cứu điều tra nguồn thải khu vực xung quanh hồ Trúc Bạch bao gồm 13 nguồn thải Hầu hết chất thải từ 13 nguồn thải đổ vào hồ chứa chất thải sinh hoạt với thành phần chủ yếu chất hữu cơ, bùn cặn, chất tẩy rửa số rác thải khác Kết quan trắc phân tích mẫu nước hồ Trúc Bạch 30 vị trí với thơng số đặc trưng cho mơi trường nước mặt (pH, độ đục, DO, TSS, BOD5, COD, NO-3, Cl- ) cho thấy CLN hồ Trúc Bạch, TP Hà Nội bị ô nhiễm chất hữu cơ, chủ yếu khu vực phía tây hồ, quanh nguồn tiếp nhận nước thải sinh hoạt, nước thải từ nhà hàng dịch vụ ăn uống, với giá trị COD vượt từ 18 – 23 lần BOD5 vượt 15 - 20 lần so với QCVN 08-MT:2015/BTNMT (cột B2) Căn vào kết phân tích trên, nghiên cứu phân cấp mức độ ô nhiễm nước hồ Trúc Bạch, thành cấp khác nhau: ô nhiễm, ô nhiễm nhiều, ô 98 nhiễm nhiều ô nhiễm cực nhiều Trên sở đó, nghiên cứu ba nhóm giải pháp nhằm xử lý, giảm thiểu mức độ ô nhiễm nước mặt hồ Trúc Bạch để bảo vệ sức khỏe sống người dân, giải pháp công nghệ - kỹ thuật, giải pháp quản lý giải pháp giáo dục tuyên truyền TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Báo cáo môi trường quốc gia 2012 – Báo cáo môi trường nước mặt [2] Lê Trình, Nguyễn Lê Tú Quỳnh (2013), Nghiên cứu phân vùng ô nhiễm môi trường nước sông vùng Hà Nội, Viện Khoa học Môi trườn Phát triểni [3] Lê Trình, báo cáo chuyên đề "Hiện trạng chất lượng nước mặt địa bàn Hà Nội" dự án "Quy hoạch BVMT thủ đô Hà Nội đến năm 2020", chủ nhiệm dự án: sở TN-MT Hà Nội, 4/2012 [4] QCVN 08-MT:2015/BTNMT: Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia chất lượng nước mặt [5] Sở TN-MT Hà Nội, Báo cáo Dự án "Quy hoạch Bảo vệ môi trường Thủ đô Hà Nội đến năm 2020", 10/2012 BBT nhận bài: Ngày 20/7/2017 Phản biện xong: Ngày 20/8/2017 Tạp chí Khoa học Tài nguyên Môi trường - Số 17 - năm 2017 ... không ô nhiễm, BOD5 ô nhiễm, COD ô nhiễm nhiều - DO không ô nhiễm, TSS ô nhiễm, BOD5 ô nhiễm, COD ô nhiễm nhiều Cấp - DO TSS không ô nhiễm, BOD5 ô nhiễm nhiều, COD ô nhiễm nhiều - DO TSS không... TSS không ô nhiễm, BOD5 ô nhiễm nhiều nhiều, COD ô nhiễm nhiều nhiều Cấp - DO TSS ô nhiễm, BOD5 ô nhiễm ô nhiễm nhiều, COD ô nhiễm nhiều - DO không ô nhiễm, TSS ô nhiễm, BOD5 ô nhiễm ô nhiễm nhiều,... nước hồ Trúc Bạch, thành cấp khác nhau: ô nhiễm, ô nhiễm nhiều, ô 98 nhiễm nhiều ô nhiễm cực nhiều Trên sở đó, nghiên cứu ba nhóm giải pháp nhằm xử lý, giảm thiểu mức độ ô nhiễm nước mặt hồ Trúc