1.2.1. Phương phỏp truyền thống đỏnh giỏ chất lượng nước mặt
Quan trắc mụi trƣờng nƣớc là hoạt động quan trọng trong cụng tỏc quản lý nhà nƣớc về bảo vệ mụi trƣờng đó đƣợc cỏc cơ quan ban ngành trực thuộc Bộ Tài Nguyờn và Mụi trƣờng Việt Nam đƣa vào thực hiện từ năm 1994 đến nay [18].
Hoạt động quan trắc mụi trƣờng nhằm ghi nhận cỏc thụng tin về hiện trạng và diễn biến mụi trƣờng nhằm phục vụ cho việc xõy dựng chiến lƣợc, lập kế hoạch, chƣơng trỡnh BVMT.
Quan trắc CLMT nƣớc và khụng khớ là hai hoạt động quan trắc mụi trƣờng chủ yếu hiện nay. Cụng tỏc quan trắc mụi trƣờng thƣờng bao gồm cỏc bƣớc cơ bản nhƣ sau:
- Thiết lập kế hoạch quan trắc.
- Thiết lập mạng lƣới quan trắc.
- Lấy mẫu và đo đạc tại hiện trƣờng.
- Phõn tớch trong phũng thớ nghiệm.
- Xử lý số liệu.
- Phõn tớch và đỏnh giỏ số liệu.
- Viết bỏo cỏo kết quả quan trắc.
Kết quả quan trắc thƣờng đƣợc so sỏnh với tiờu chuẩn, Quy chuẩn về mụi trƣờng hiện hành để đỏnh giỏ về mức độ ụ nhiễm của mụi trƣờng. Hiện nay, kết quả quan trắc đó đƣợc sử dụng trong một số cỏc mụ hỡnh tớnh toỏn để xõy dựng cỏc dự
Formatted: Outline numbered + Level: 3 +
Numbering Style: 1, 2, 3, … + Start at: 1 + Alignment: Left + Aligned at: 0" + Indent at: 0.5"
33
Formatted: English (United States)
bỏo về diễn biến mụi trƣờng theo cỏc kịch bản phỏt triển kinh tế xó hội tại địa phƣơng.
Nhƣợc điểm của phƣơng phỏp đỏnh giỏ chất lƣợng nƣớc thụng qua việc so sỏnh kết quả quan trắc chất lƣợng nƣớc với giới hạn cho phộp của Quy chuẩn Việt Nam hiện hành là:
- Khi đỏnh giỏ qua từng thụng số riờng biệt sẽ khụng núi lờn diễn biến chất lƣợng tổng quỏt của con sụng (hay đoạn sụng), do vậy khú so sỏnh CLN từng vựng của một con sụng, so sỏnh CLN của con sụng này với con sụng khỏc, CLN thời điểm này với thời điểm khỏc (theo thỏng, theo mựa), CLN quỏ khứ, hiện tại và tƣơng lai…Vỡ thế, sẽ gõy khú khăn cho cụng tỏc theo dừi, giỏm sỏt diễn biến CLN; khú đỏnh giỏ hiệu quả đầu tƣ để bảo vệ nguồn nƣớc và kiểm soỏt ụ nhiễm nƣớc….
- Khi đỏnh giỏ chất lƣợng nƣớc qua cỏc thụng số riờng biệt, cú thể cú thụng số đạt, cú thụng số vƣợt so giới hạn cho phộp của Quy chuẩn. Điều đú chỉ núi lờn CLN đối với từng thụng số riờng biệt và chỉ cỏc nhà khoa học hoặc cỏc nhà chuyờn mụn mới hiểu đƣợc. Vỡ vậy, khú thụng tin về tỡnh hỡnh CLN cho cộng đồng dõn chỳng, gõy khú khăn khi cỏc nhà quản lý đƣa ra cỏc quyết định phự hợp về bảo vệ, khai thỏc nguồn nƣớc.
Bảng 1.33: Cỏc phƣơng phỏp, thiết bị phõn tớch chất lƣợng nƣớc
TT Thụng số Thiết bị và phƣơng phỏp phõn tớch
1 pH
Thiết bị đo chất lƣợng nƣớc đa chỉ tiờu WQC-24 (TOADKK/Nhật bản) theo Tiờu chuẩn Việt Nam TCVN 6492:1999.
2 DO
Thiết bị đo chất lƣợng nƣớc đa chỉ tiờu WQC-24 (TOADKK/Nhật bản) theo Tiờu chuẩn Việt Nam TCVN 6492:1999.
3 COD Mỏy phỏ mẫu DRB 200, mỏy so màu cầm tay DR 890 (Hach/Mỹ), Tiờu chuẩn Việt Nam TCVN 6491: 1999.
Formatted: Font: Times New Roman, 13 pt,
Not Italic, Font color: Auto
Formatted: Indent: First line: 0.38", No
bullets or numbering
Formatted: Font color: Auto Formatted: Line spacing: 1.5 lines Formatted: Font color: Auto Formatted: Line spacing: 1.5 lines
Formatted: Font color: Auto Formatted: Line spacing: 1.5 lines
Formatted: Font color: Auto Formatted: Line spacing: 1.5 lines
34
Formatted: English (United States)
TT Thụng số Thiết bị và phƣơng phỏp phõn tớch
4 BOD5
Tủ ấm BOD FOC 225E (Velp/ í) Theo tiờu chuẩn Việt Nam TCVN 6001-1: 2008..
5 SS Tiờu chuẩn Việt Nam TCVN 6625-2000.
6 NH4+- N Mỏy quang phổ tử ngoại khả kiến U 2900 (Hitachi/Nhật bản)
7 NO3
-
(theo N) Mỏy quang phổ tử ngoại khả kiến U 2900 (Hitachi/Nhật bản).
8 NO2
-
(theo N) Mỏy quang phổ tử ngoại khả kiến U 2900 (Hitachi/Nhật bản).
9 PO43-
Mỏy quang phổ tử ngoại khả kiến U 2900 (Hitachi/Nhật bản).
10 Tổng Coliform
Tủ ấm Model: IC402/Yamato-Nhật bản, Nồi hấp tiệt trựng Model: SQ 510/Yamato-Nhật bản, Tủ cấy an toàn sinh học Model: AC2-4E1- Hóng/ESCO-Singapo sản xuất tại Indonesia, Phƣơng phỏp nhiều ống - Tiờu chuẩn Việt Nam TCVN 6187-2: 1996.
1.2.2. Phương phỏp chỉ số chất lượng nước a) Tổng quan phương phỏp
- Khỏi niệm
Chỉ số chất lƣợng nƣớc (Water Quality Index – WQI) là một trong cỏc loại chỉ số mụi trƣờng (Environmental Index), đƣợc tớnh toỏn từ cỏc thụng số quan trắc chất lƣợng nƣớc, dựng để mụ tả định lƣợng về chất lƣợng nƣớc và khả năng sử dụng nguồn nƣớc đú. Chỉ số chất lƣợng nƣớc đƣợc biểu diễn qua thang điểm từ 0 đến 100 [2].
Formatted: Font color: Auto Formatted: Line spacing: 1.5 lines Formatted: Font color: Auto Formatted: Line spacing: 1.5 lines Formatted: Font color: Auto Formatted: Line spacing: 1.5 lines Formatted: Font color: Auto Formatted: Line spacing: 1.5 lines
Formatted: Font color: Auto Formatted: Line spacing: 1.5 lines Formatted: Space Before: 0 pt, After: 0 pt,
Line spacing: 1.5 lines
Formatted: Font color: Auto Formatted: Line spacing: 1.5 lines Formatted: Space Before: 0 pt, After: 0 pt,
Line spacing: 1.5 lines
Formatted: Font color: Auto Formatted: Line spacing: 1.5 lines
Formatted: Font color: Auto Formatted: Line spacing: 1.5 lines Formatted: Space Before: 0 pt, After: 0 pt,
Line spacing: 1.5 lines
Formatted: Indent: Left: 0.25", No bullets
or numbering
35
Formatted: English (United States)
Phƣơng phỏp đỏnh giỏ chất lƣợng nƣớc thụng qua chỉ số WQI đó khắc phục đƣợc cỏc nhƣợc điểm của phƣơng phỏp so sỏnh với quy chuẩn. Phƣơng phỏp WQI cú khả năng phõn loại mức độ ụ nhiễm của nguồn nƣớc trờn thang điểm.
- Ưu điểm của WQI trong đỏnh giỏ diễn biến chất lượng nước
Việc sử dụng WQI cú thể khắc phục đƣợc cỏc hạn chế trong cỏch đỏnh giỏ nghiờn cứu diễn biến CLN theo phƣơng phỏp truyền thống là ỏp dụng tiờu chuẩn cho từng thụng số riờng biệt. Từ cỏc tài liệu tham khảo đƣợc về phƣơng phỏp nghiờn cứu CLN bằng chỉ số WQI, đề tài tổng hợp và đỏnh giỏ về cỏc ƣu điểm và hạn chế của phƣơng phỏp này so với phƣơng phỏp truyền thống – đỏnh giỏ bằng quy chuẩn cho từng thụng số riờng biệt theo bảng 1.4:
Bảng 1. 44: So sỏnh ƣu điểm và hạn chế của phƣơng phỏp WQI và
phƣơng phỏp đỏnh giỏ theo tiờu chuẩn truyền thống
Phƣơng phỏp đỏnh giỏ bằng quy chuẩn Phƣơng phỏp đỏnh giỏ CLN bằng WQI
Khú phõn loại CLN cho một mục đớch cụ thể
Cho phộp phõn loại CLN cho một mục đớch sử dụng nhất định
Hạn chế trong việc biểu diễn CLN tổng quỏt, khú phõn vựng và phõn loại CLN sụng, do đú khú khăn trong việc so sỏnh CLN theo thời gian và khụng gian
Cho phộp so sỏnh CLN theo thời gian (theo thỏng, năm, theo mựa, theo sự kiện…) và khụng gian (đoạn sụng, sụng này với sụng khỏc…)
Khú khăn cho cụng tỏc theo dừi diễn biến CLN, đỏnh giỏ hiệu quả đầu tƣ để bảo vệ nguồn nƣớc và kiểm soỏt ụ nhiễm nƣớc
Thuận lợi hơn trong việc theo dừi và đỏnh giỏ diễn biến CLN để kịp thời cú những giải phỏp quản lý thớch hợp và đỏnh giỏ thuận lợi cho việc đỏnh giỏ hiệu quả đầu tƣ
Khú sử dụng phổ biến, chỉ cỏc nhà nghiờn cứu, nhà khoa học, giới chuyờn mụn mới hiểu, do đú khú thụng tin cho cộng đồng và cỏc cơ quan quản lý, nhà
Cho phộp ƣớc lƣợng húa và cú khả năng mụ phỏng cỏc tỏc động tổng hợp của nồng độ nhiều thành phần, trong đú đó tớnh đến mức độ đúng gúp quan trọng của từng
Formatted: Font: Times New Roman, 13 pt,
Not Italic, Font color: Auto
Formatted: Font: Bold
Formatted: Font: Bold, Font color: Auto Formatted: Font: Times New Roman, Bold,
Font color: Auto
36
Formatted: English (United States) Phƣơng phỏp đỏnh giỏ bằng quy chuẩn Phƣơng phỏp đỏnh giỏ CLN bằng WQI
lónh đạo để đƣa ra cỏc quyết định phự hợp về bảo vệ và khai thỏc nguồn nƣớc
thụng số, do đú đơn giản húa và dễ hiểu; thuận lợi cho việc sử dụng phổ biến trong cộng đồng.
Chỉ rừ nguồn nƣớc bị ụ nhiễm thụng số nào.
Cỏc hạn chế của phƣơng phỏp WQI: tớnh che khuất là khi cú một chỉ số phụ nào đú thể hiện chất lƣợng nƣớc xấu nhƣng chỉ số tớnh toỏn cuối cựng cho chất lƣợng nƣớc tốt.
Cú thể quan trắc nhiều thụng số, tựy theo mục đớch nghiờn cứu
Tớnh khụng linh hoạt: do phƣơng phỏp WQI đó cố định cho cỏc thụng số nờn đƣa cỏc thụng số khỏc vào cần phải xõy dựng và tớnh toỏn lại
- Kinh nghiệm xõy dựng WQI của một số quốc gia trờn thế giới
Trờn thế giới đó cú rất nhiều quốc gia ỏp dụng WQI vào thực tiễn, cũng nhƣ cú nhiều cỏc nhà khoa học nghiờn cứu về cỏc mụ hỡnh WQI, điển hỡnh
Hoa Kỳ: WQI đƣợc thực hiện từ những năm 70 của thế kỷ 20 và hiện đó đƣợc
xõy dựng cho mỗi Bang, đa số cỏc bang tiếp cận theo phƣơng phỏp của Quỹ Vệ sinh Quốc gia Mỹ (National Sanitation Foundation – NSF) – gọi tắt là WQI – NSF. Đõy cũng là bộ chỉ số đƣợc ỏp dụng tại nhiều quốc gia [11].
Canada: Phƣơng phỏp do Cơ quan Bảo vệ mụi trƣờng Canada (The Canadian
Council of Ministers of the Environment – CCEM, 2001) xõy dựng [9].
Chõu Âu: Cỏc quốc gia ở chõu Âu chủ yếu đƣợc xõy dựng phỏt triển từ WQI
– NSF (của Hoa Kỳ), tuy nhiờn mỗi quốc gia – địa phƣơng lựa chọn nhúm cỏc thụng số và phƣơng phỏp tớnh chỉ số phụ riờng .
Cỏc quốc gia Malaysia, Ấn Độ phỏt triển từ WQI – NSF, nhƣng mỗi quốc gia cú thể xõy dựng nhiều loại WQI cho từng mục đớch sử dụng [8].
37
Formatted: English (United States)
b) Tỡnh hỡnh nghiờn cứu và xõy dựng WQI ở Việt Nam
Tại Việt Nam đó cú nhiều nghiờn cứu và đề xuất và ỏp dụng về bộ chỉ số CLN nhƣ cỏc WQI-2 và WQI-4 đƣợc sử dụng để đỏnh giỏ số liệu CLN trờn sụng Sài Gũn tại Phỳ Cƣờng, Bỡnh Phƣớc và Phỳ An trong thời gian từ năm 2003 đến 2007. Một số nghiờn cứu điển hỡnh nhƣ sau:
- Nghiờn cứu của TS. Tụn Thất Lóng, sử dụng chỉ số chất lƣợng nƣớc (WQI) để đỏnh giỏ và phõn vựng chất lƣợng nƣớc sụng Hậu năm 2008 [6].
TS. Tụn Thất Lóng đó nghiờn cứu mụ hỡnh WQI để đỏnh giỏ và phõn vựng chất lƣợng nƣớc sụng Hậu với mụ hỡnh WQI gồm 6 thụng số: pH, DO, BOD, COD, TSS, Coliform. Mụ hỡnh cú ứng dụng phƣơng phỏp Delphi và phƣơng phỏp đƣờng cong tỷ lệ.
Kết quả nghiờn cứu cho thấy diễn biến chất lƣợng nƣớc tại từng vựng, làm cơ sở phõn vựng chất lƣợng nƣớc.
- Mụ hỡnh WQI đƣa ra bởi PGS. TS Lờ Trỡnh [17]: Đề tài “Nghiờn cứu phõn vựng chất lƣợng nƣớc theo cỏc chỉ số chất lƣợng nƣớc (WQI) và đỏnh giỏ khả năng sử dụng cỏc nguồn nƣớc sụng, kờnh rạch ở vựng thành phố Hồ Chớ Minh” năm 2008 do PGS. TS Lờ Trỡnh làm chủ nhiệm là một trong những nghiờn cứu đầu tiờn ở Việt Nam về phõn vựng chất lƣợng nƣớc theo WQI.
- Gần đõy nhất Tổng cục Mụi trƣờng đó chớnh thức ban hành Sổ tay hƣớng dẫn kỹ thuật tớnh toỏn chỉ số chất lƣợng nƣớc theo Quyết định số 879/QĐ-TCMT ngày 01 thỏng 07 năm 2011 với mục đớch: đỏnh giỏ nhanh chất lƣợng nƣớc mặt lục địa một cỏch tổng quỏt; cú thể đƣợc sử dụng nhƣ một nguồn dữ liệu để xõy dựng bản đồ phõn vựng CLN; cung cấp thụng tin mụi trƣờng cho cộng đồng một cỏch đơn giản, dễ hiểu, trực quan; nõng cao nhận thức về mụi trƣờng [18].
Tổng quan cỏc phƣơng phỏp đỏnh giỏ chất lƣợng nƣớc mặt cho thấy rằng phƣơng phỏp WQI là một cụng cụ tiềm năng trong đỏnh giỏ và phõn loại chất lƣợng nƣớc mặt.
38
Formatted: English (United States)
CHƢƠNG 2: ĐỊA ĐIỂM, THỜI GIAN, PHƢƠNG PHÁP LUẬN VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIấN CỨU
2.1. Địa điểm nghiờn cứu
Lƣu vực sụng Diễn Vọng đoạn qua khu vực Thành phố Cẩm Phả - tỉnh Quảng Ninh
2.2. Thời gian nghiờn cứu
Mựa mƣa và mựa khụ năm 2011, năm 2012, cỏc năm 2006 - 2012
2.3. Phƣơng phỏp luận và phƣơng phỏp nghiờn cứu
2.3.1.Phương phỏp luận
Phƣơng phỏp tiếp cận hệ thống, ỏp lực, hiện trạng, tỏc động, đỏp ứng.)
2.3.2.Phương phỏp nghiờn cứu
2.3.2.1. Thu thập, chọn lọc và phõn tớch cỏc tài liệu liờn quan
Thu thập, tổng quan cỏc tài liệu Quốc tế và Việt Nam về cỏc phƣơng phỏp đỏnh giỏ chất lƣợng nƣớc mặt...
Cỏc quy chuẩn, tiờu chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lƣợng nƣớc mặt, nƣớc cấp ăn uống, nƣớc cấp sinh hoạt...
Cỏc đề ỏn, quy hoạch phỏt triển kinh tế - xó hội tỉnh Quảng Ninh, Quy hoạch phỏt triển kinh tế xó hội Tp. Cẩm Phả, Quy hoạch Tài nguyờn nƣớc của tỉnh Quảng Ninh...
2.3.2.2. Phương phỏp lấy mẫu, phõn tớch
Trong khuụn khổ chƣơng trỡnh: “Giỏm sỏt chất lƣợng mụi trƣờng của sụng Diễn Vọng đoạn chảy qua Tp. Cẩm Phả tỉnh Quảng Ninh”. Do Trung tõm Quan trắc và Phõn tớch Mụi trƣờng – Sở Tài nguyờn và Mụi trƣờng Quảng Ninh thực hiện, tỏc giả luận văn đó tham gia khảo sỏt lấy mẫu tại cỏc vị trớ quan trắc tại thƣợng nguồn sụng Diễn Vọng đoạn chảy qua khu vực Tp. Cẩm Phả vào 4 đợt năm 2011 và 04 đợt năm 2012 đo đạc thờm cỏc thụng số độ đục, nhiệt độ để phục vụ cho việc tớnh toỏn.
2.3.2.3. Cỏc phương phỏp tớnh toỏn
Formatted: Heading 1, Left, Line spacing:
single
Formatted: Heading 2, Indent: Left: 0", First
line: 0", Line spacing: single
Formatted: Heading 2, Line spacing: single Formatted: French (France)
Formatted: Heading 2, Line spacing: single Formatted: French (France)
Formatted: Heading 3, Line spacing: single Formatted: No underline
Formatted: Font: Italic, No underline
39
Formatted: English (United States)
a. Phƣơng phỏp xõy dựngWQI
Áp dụng Quy trỡnh xõy dựng WQI do Tổng cục Mụi trƣờng ban hành: [20]:
Phạm vi ỏp dụng: Tớnh toỏn chỉ số chất lƣợng nƣớc từ số liệu quan trắc mụi trƣờng nƣớc mặt lục địa.
Cỏc nguyờn tắc xõy dựng chỉ số chất lƣợng nƣớc WQI
Bảo đảm tớnh phự hợp. Bảo đảm tớnh chớnh xỏc. Bảo đảm tớnh nhất quỏn. Bảo đảm tớnh liờn tục. Bảo đảm tớnh sẵn cú. Bảo đảm tớnh cú thể so sỏnh.
Mục đớch của việc sử dụng WQI
Đỏnh giỏ nhanh chất lƣợng nƣớc.
Cú thể đƣợc sử dụng nhƣ một nguồn dữ liệu để xõy dựng bản đồ phõn vựng chất lƣợng nƣớc.
Cung cấp thụng tin mụi trƣờng cho cộng đồng một cỏch đơn giản, dễ hiểu, trực quan.
Nõng cao nhận thức mụi trƣờng.
Cỏc yờu cầu đối với việc tớnh toỏn WQI
WQI đƣợc tớnh toỏn cho số liệu của từng điểm quan trắc.
WQI thụng số đƣợc tớnh toỏn cho từng thụng số quan trắc. Mỗi thụng số sẽ đƣợc xỏc định đƣợc một giỏ trị WQI cụ thể, từ đú tớnh toỏn WQI để đỏnh giỏ chất lƣợng nƣớc của điểm quan trắc.
Thang đo giỏ trị WQI đƣợc chia thành cỏc khoảng nhất định. Mỗi khoảng ứng với 1 mức đỏnh giỏ chất lƣợng nƣớc nhất định.
Quy trỡnh tớnh toỏn và sử dụng WQI trong đỏnh giỏ chất lƣợng mụi trƣờng nƣớc mặt lục địa.
Quy trỡnh tớnh toỏn và sử dụng WQI trong đỏnh giỏ chất lƣợng mụi trƣờng nƣớc gồm cỏc bƣớc sau:
40
Formatted: English (United States)
- Bƣớc 1: Thu thập, tập hợp số liệu quan trắc từ tram quan trắc mụi trƣờng nƣớc lục địa (số liệu đó qua xử lý).
- Bƣớc 2: Tớnh toỏn cỏc giỏ trị WQI thụng số theo cụng thức. - Bƣớc 3: Tớnh toỏn WQI.
- Bƣớc 4: So sỏnh WQI với bảng cỏc mức đỏnh giỏ chất lƣợng nƣớc.
Bƣớc 1: Thu thập, tập hợp số liệu quan trắc
Số liệu quan trắc đƣợc thu thập phải đảm bảo cỏc yờu cầu sau:
Số liệu quan trắc sử dụng để tớnh WQI là số liệu của quan trắc nƣớc mặt lục địa theo đợt đối với quan trắc định kỳ hoặc giỏ trị trung bỡnh của thụng số trong một khoảng thời gian xỏc định đối với quan trắc liờn tục.
Cỏc thụng số đƣợc sử dụng để tớnh WQI thƣờng bao gồm cỏc thụng số: DO, nhiệt độ, BOD5, COD, N – NH4, P – PO4, TSS, Độ đục, Tổng Coliform, pH.
Số liệu quan trắc đƣợc đƣa vào tớnh toỏn đó qua xử lý, đảm bảo đó loại bỏ cỏc giỏ trị sai lệch, đạt yờu cầu đối với quy trỡnh quy phạm về đảm bảo và kiểm soỏt