I. Dung dịch tiêu chuẩn có
5.4.2. Phân loại chỉ số đánh giá chất lượng môi trường
Chỉ số chất lượng môi trường chỉ xuất hiện và phát triển trong thời gian khoảng 40 năm gần đây tuy nhiên lý thuyết về chỉ số đã xuất hiện từ hơn 160 năm trước (năm 1848 ở Đức) với việc đánh giá chất lượng nước dựa vào sự xuất hiện hoặc biến mất của một số loài sống nước (chỉ thị sinh học). Đến những năm gần đây rất nhiều chỉ số chất lượng môi trường ra đời và được chấp nhận và sử dụng rộng rãi trên thế giới, các chỉ số này gồm:
(1) Chỉ số hoá học (dựa trên nguyên tắc tập hợp rất nhiều thông số hoá học trong
1 giá trị số học cụ thể. Mục đích của chỉ số nhằm lượng hoá tính chất của môi trường bao gồm tất cả hàm lượng của các chất có trong môi trường đó. Chỉ số hoá học được xây dựng bằng cách tính toán các công thức, xác định mức ý nghĩa và trọng số của từng thông số hoá học)
(2) Chỉ số sinh học (dựa trên nguyên tắc tập hợp các thông số về mật độ, thành phần loài
loại với mục đích dựa vào các loài và các nhóm sinh vật chỉ thị cho tính chất môi trường để xây dựng lượng hoá chất lượng môi trường bằng các sinh vật chỉ thị)
(3) Chỉ số sinh hoá (phối kết hợp của hai loại chỉ số trên) 5.4.3. Phương pháp tiếp cận xây dựng chỉ số môi trường
Phương pháp xây dựng các chỉ số được hình thành từ các chỉ số sơ khai như của Horton cho đến một số các chỉ số sau này đều dựa trên 1 phương pháp cơ bản bao gồm 3 bước và đây là phương pháp chuẩn để xây dựng nên một chỉ số chất lượng môi trường. Tuy nhiên, tùy theo mục tiêu nghiên cứu xây dựng chỉ số hay điều kiện áp dụng chỉ số cụ thể mà nhà nghiên cứu có thể tiến hành thay đổi theo quan điểm của riêng mình:
Bước 1: Lựa chọn thông số
Bước 2: Xác định các tiêu chí: mức ý nghĩa và trọng số cho từng thông số Bước 3: Tập Xây dựng nên chỉ số hoàn chỉnh
Bước 1: Lựa chọn thông số
Như ta đã biết, một mẫu đánh giá chất lượng môi trường được thu thập có thể cung cấp rất nhiều thông tin về các thành phần có trong đó như các nguyên tố ở dạng ion (kim loại nặng); chất hữu cơ (thuốc trừ sâu, chất tẩy rửa…); các anion như CO3-, HCO3-, SO4-, NO3-, NO2-… , các chất rắn lơ lửng, các thành phần sinh vật… Như vậy, chỉ số (với đặc tính cơ bản là tập hợp của nhiều thông số) sẽ trở nên rất cồng kềnh nếu như tất cả các thông số đều xuất hiện trong chỉ số. Thay vào đó, ta có thể chọn một vài thông số quan trọng để đưa ra đánh giá một cách tổng hợp về chất lượng nước do đó, đây được xem là một bước rất quan trọng trong việc quyết định tính chính xác của chỉ số.
Việc lựa chọn thông số để xây dựng chỉ số đòi hỏi phải có kiến thức rất sâu về ý nghĩa của các thông số và về đặc tính của nguồn thải. Do vậy, hoạt động lựa chon thông số đòi hỏi phải có kinh nghiệm, sự cẩn thận và các kỹ năng thu thập và lọc thông tin để có thể đảm bảo cho các thông số được lựa chọn phải mang tính đại diện cho chất lượng môi trường khi sử dụng chỉ số.
Bước 2: Xác định các tiêu chí: mức ý nghĩa và tầm quan trọng của các thông số
Các thông số chất lượng môi trường trong một mẫu phân tích rất khác nhau, trước hết được thể hiện trong bản chất của thông số, mức độ ảnh hưởng của thông số đến chất lượng môi trường, tiếp đó không thể đồng nhất được với nhau do khác biệt về đơn vị. Ví dụ: Nhiệt độ oC, oF, coliform MPN, EC micro-mhos, và các thông số hoá học mg/l… Hơn nữa, khoảng biến động của các thông số cũng là rất khác nhau. Ví dụ: DO thường biến đổi 0-12 mg/l, trong khi đó Na 0-1000 mg/l, các nguyên tố độc nhưng kim loại nặng (Hg, Cd, As…) thường thấp hơn 1 mg/l. Chính vì vậy, để xây dựng chỉ số, rất cần có một bước chuyển đổi nồng độ hay kết quả đo của thông số theo các thang điểm số nhất định.
Việc cho điểm cho các thông số có thể thực hiện bằng cách sử dụng các hàm số được gọi là xây dựng chỉ số phụ. Các hàm số này được xây dựng dựa trên việc xác định tương quan giữa thông số được đo và một vài tiêu chí cụ thể sử dụng trong đánh giá chất lượng nước. Ví
dụ: Để cho điểm cho các giá trị của thông số pH khi xem xét với tiêu chuẩn nước dùng cho thuỷ lợi, người ta sẽ xem xét ảnh hưởng của các khoảng giá trị pH đối với đối tượng cây trồng, để xây dựng chỉ số. Bộ cơ sở dữ liệu để xây dựng nên hàm số tương quan (hàm xác định chỉ số phụ) chính là bộ số liệu trong các kết quả phân tích môi trường tại địa điểm nghiên cứu đó. Để xây dựng các chỉ số, sẽ có rất nhiều hàm số toán học khác nhau được sử dụng để tính toán theo yêu cầu đối với từng thông số ô nhiễm. Những hàm số này sẽ bao gồm các tích đơn giản, hoặc được nhân với trọng số… Quá trình tổng quát: tính toán hàm số và kết hợp các hàm số để hình thành 1 chỉ số được mô tả ở sơ đồ dưới đây.
Hình 12.2. Sơ đồ tổng quát phương pháp xây dựng chỉ số
Như đã nói ở các bước trên, việc đưa ra một danh sách các thông số đại diện là rất quan trọng bởi 2 bước trên sẽ quyết định được kích thước của chỉ số, mức độ tin cây của chỉ số và hiệu quả của việc sử dụng chỉ số. Nhưng sau khi các danh sách thông số hay hàm số được xây dựng, vẫn cần phải đặt trọng số cho từng thông số. Bởi vì ngay cả khi đã đưa ra các thông số mang tính đại diện cho chất lượng nước bởi vì mỗi thông số lại có một mức độ quan trọng không giống nhau. Một số chỉ số giả thuyết trọng số của tất cả các thông số là như nhau. Nhưng hầu hết các chỉ số, các thông số đều được đặt trọng số.
Trong đó, tổng trọng số của các thông số bằng 1:
I2 = f 2 = f 2(x 2) … In fn(xn) I2 = f2(x2) Thông số x1 Thông số x2 Thông số xi Thông số xn Hàm số I1 Hàm số I2 Hàm số Ii Hàm số In Luồng thông tin
I=g(I1,I2…In) Chỉ số chất lượng Dữ liệu lượng hoá chất lượng môi trường
Hình 12.3. Giới thiệu một số dạng hàm số phụ trong xây dựng chỉ số Bước 3: Kết hợp các hàm số để thiết lập chỉ số cuối cùng:
Trong bước cuối cùng này, các hàm số sẽ được kết hợp để xây dựng chỉ số chất lượng nước hoàn chỉnh. Dưới đây là một số phương pháp kết hợp được sử dụng: