Phương pháp nghiên cứu

2.2.1. Thu thập, chọn lọc và phân tích các tài liệu có liên quan

 Thu thập và xử lý các tài liệu, số liệu liên quan tới chất lượng nước của một số nguồn nước mặt trên địa bàn tỉnh Hòa Bình.

 Thu thập, tổng quan các tài liệu quốc tế và Việt Nam về phương pháp Chỉ số Chất lượng nước (WQI) trong đánh giá chất lượng nước mặt và phương pháp phân loại chất lượng nước mặt theo WQI.

 Các tiêu chuẩn, quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia về chất lượng nước mặt; tiêu chuẩn cấp nước cho tưới tiêu thủy lợi, nuôi trồng thủy sản,…

2.2.2. Phương pháp lấy mẫu, phân tích

Trong khuôn khổ chương trình: “Điều tra, đánh giá tình hình sử dụng và phát sinh chất thải (bao gồm chất thải nguy hại) đối với phân bón, hóa chất bảo vệ thực vật trong sản xuất nông nghiệp trên địa bàn tỉnh Hòa Bình; Đề xuất các giải pháp quản lý, bảo vệ môi trường” do Trung tâm An toàn hóa chất Bảo vệ môi trường (CECS) thực hiện, tác giả luận văn đã tham gia khảo sát, lấy mẫu tại 60 vị trí và

Viện KH & CNMT Luận văn Thạc sỹ 2013 -2015

Học viên: Đỗ Thị Thúy Vân 24

tiến hành quan trắc liên tục trên một số sông, hồ chính trên địa bàn tỉnh Hòa Bình vào thời điểm mùa mưa năm 2013 (tháng 10/2013)

2.2.2.1. Phương pháp lấy mẫu liên tục

a. Giới thiệu về thiết bị đo

Phần cứng:

 Hệ GPS và anten cho biết vị trí của điểm đo trong quá trình đo như độ sâu. Hình ảnh đáy hồ, kinh độ, vĩ độ, thời gian tiến hành đo đạc. Vị trí này sẽ được tổ hợp với các thông số đo đạc trong phần mềm WQM và bản đồ số hoá.

 Hệ thống lấy mẫu dùng để thu nhận mẫu và chuyển mẫu tới sensor trong suốt quá trình đo.

 Máy tính xách tay 486DX trở lên, bộ nhớ 8 MB DRAM, ổ cứng 850 MB. Máy tính giúp cho việc lưu trữ số liệu, thực hiện và điều khiển quá trình đo theo các lệnh của chương trình đã cài đặt, các hoạt động này tiến hành đồng thời với quá trình chuyển động của thuyền.

 Máy đo trong hệ thống hiện nay, máy đo U - 20 của hãng HORIBA (Nhật Bản) được sử dụng để đo nhiệt độ , pH, nồng độ oxy hoà tan DO, độ dẫn/độ muối, độ đục và các thông số khác (như nêu trong phần chỉ tiêu kỹ thuật).

 Bộ ADC được sử dụng để chuyển các tín hiệu từ các sensor và máy đo thành các tín hiệu số của máy tính. Bộ DAC được sử dụng để tạo ra các tín hiệu điều khiển cần thiết cho máy đo trên cơ sở các tín hiệu điều khiển từ máy tính.

 Bộ chọn đa kênh (MCS) tổ hợp với phần mềm, có chức năng chọn lọc bộ phận hoạt động thích hợp tại từng thời điểm. Bộ MCS này được điều khiển bằng máy tính và có khả năng thay đổi nhanh chóng và chính xác các thiết bị đo theo các thông số thích hợp.

 Nguồn phát sử dụng máy phát điện công suất nhỏ cỡ 450W trở lên hoặc acquy 12V để cung cấp điện cho toàn bộ hệ thống.

Phần mềm:

 WQM (Water Quality Measurement) là chương trình chính để :

Viện KH & CNMT Luận văn Thạc sỹ 2013 -2015

Học viên: Đỗ Thị Thúy Vân 25

 Điều khiển quá trình : đo toạ độ từ GPS, đo độ sâu, đo các thông số chất lượng nước (đo nhiệt độ , pH, nồng độ oxy hoà tan DO, độ dẫn/độ muối, độ đục ), hiển thị kết quả, vẽ đồ thị, lưu trữ số liệu đo dưới dạng text.

 Các phần mềm khác: Vi số liệu đo được lưu trữ dưới dạng text nên có thế sử dụng Các phần mềm khác : Excel for Windows, MapInfo, AutoCAD... để xử lý số liệu theo các yêu cầu khác nhau.

Hình 2.1: Thiết bị đo liên tục trên sông, hồ

b. Quy trình và phương thức lấy mẫu

Việc đo đạc là hoàn toàn tự động, số liệu được thu nhận qua hệ thống lấy mẫu và chuyển dữ liệu về máy tính. Kết quả mang tính khách quan, không phụ thuộc vào cảm tính của người đo. Do thời gian lấy mẫu là liên tục nên mọi thay đổi nhạy cảm của vùng quan sát đều không bị bỏ qua.

Viện KH & CNMT Luận văn Thạc sỹ 2013 -2015

Học viên: Đỗ Thị Thúy Vân 26

2.2.2.2. Phương pháp lấy mẫu về phòng thí nghiệm phân tích (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});

Mẫu được lấy theo quy định của TCVN 6663-6:2008 và bảo quản mẫu theo TCVN 6663-3:2008.. Các thông số: COD, N-NH4+, P-PO43-, hàm lượng kim loại nặng được phân tích tại Phòng thí nghiệm.

Phương pháp phân tích xác định các thông số chất lượng nước mặt thực hiện theo hướng dẫn của các tiêu chuẩn quốc gia hoặc tiêu chuẩn phân tích tương ứng của các tổ chức quốc tế:

TCVN 6491-1999 (ISO 6060-1989) và Standard Methods - Chất lượng nước - Xác định nhu cầu oxy hoá học.

TCVN 5988-1995 (ISO 5664-1984) - Chất lượng nước - Xác định amoni - Phương pháp chưng cất và chuẩn độ.

TCVN 6494-1999 - Chất lượng nước - Xác định Orthophotphat bằng sắc ký lỏng ion.

TCVN 5991-1995 (ISO 5666-3-1984) - Chất lượng nước - Xác định thủy ngân tổng số bằng phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử không ngọn lửa – Phương pháp sau khi vô cơ hóa với brom.

TCVN 6193-1996 (ISO 8288-1986) - Chất lượng nước – Xác định chì. Phương pháp trắc phổ hấp thụ nguyên tử ngọn lửa.

TCVN 6197–1996 (ISO 5961-1994) - Chất lượng nước – Xác định cadimi bằng phương pháp trắc phổ hấp thụ nguyên tử.

TCVN 6626-2000 (ISO 11969-1996) - Chất lượng nước – Xác định asen. Phương pháp đo hấp thụ nguyên tử (kỹ thuật hydrua).

2.2.3. Phương pháp tính toán chỉ số chất lượng nước (WQI)

Việc sử dụng WQI có nhiều ưu điểm:

Chỉ số WQI có khả năng đặc trưng cho tác động tổng hợp của nồng độ nhiều thành phần hóa – lý – sinh trong nguồn nước.

WQI cho phép lượng hóa chất lượng nước theo một thang điểm liên tục và nó thể hiện tổng hòa ảnh hưởng của các thông số.

Viện KH & CNMT Luận văn Thạc sỹ 2013 -2015

Học viên: Đỗ Thị Thúy Vân 27

Đơn giản, dễ hiểu, có tính khái quát cao có thể được sử dụng cho mục đích đánh giá diễn biến chất lượng nước theo không gian và thời gian, là nguồn thông tin phù hợp cho cộng đồng, cho những nhà quản lý không phải chuyên gia về môi trường nước.

WQI sẽ tạo điều kiện thuận lợi cho bản đồ hóa chất lượng nước thông qua việc “màu hóa” các thang điểm,…

Ngoài những ưu điểm trên, WQI cũng có một vài điểm hạn chế như: thiếu sự nhất trí về cách tiếp cận chung để xây dựng mô hình WQI, WQI không bao hàm thông tin về hiệu quả kinh tế có được từ những nỗ lực cải thiện chất lượng nước,…

Dựa vào những ưu điểm của việc sử dụng WQI và trong phạm vi luận văn, tác giả đã lựa chọn phương pháp tính WQI theo Quyết định số 879/QĐ-TCMT ngày 1 tháng 7 năm 2011[11] để đánh giá chất lượng nước của một số nguồn nước mặt trên địa bàn tỉnh Hòa Bình với hai phương pháp tính toán:

 Phương pháp 1: phương pháp tính toán với các thông số đo nhanh (nhiệt độ, pH, độ đục, DO)

 Phương pháp 2: phương pháp tính toán của TCMT với các thông số: nhiệt độ, pH, độ đục, DO, COD, N-NH4+, P-PO43-.

2.3. Phần mềm WQMHH5 tính toán chỉ số chất lượng nước WQI

2.3.1. Mục đích sử dụng

Phần mềm tính toán WQI của GS.TS Lê Quốc Hùng [22, 23] là công cụ hỗ trợ giúp người dùng tính toán các phép tính phức tạp trong các công thức tính toán chỉ số chất lượng nước trên thế giới cũng như tại Việt Nam.

Công thức tính toán WQI được sử dụng trong phần mềm tính toán WQI:

 Công thức tính toán do TCMT 100 pH 3 1 5 1 2 1 2 1 5 1             a a b b c  Công thức TB cộng không trọng số    n i i q n I 1 1

Viện KH & CNMT Luận văn Thạc sỹ 2013 -2015

Học viên: Đỗ Thị Thúy Vân 28  Công thức TB có trọng số w q i n i i I    1

 Công thức TB nhân không trọng số

n n i i q I 1/ 1           Công thức TB nhân có trọng số n i i qw I i 1   2.3.2. Cách sử dụng phần mềm (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});

Áp dụng phần mềm WQMHH5 tính toán WQI để tính toán WQI theo công thức tính toán của Tổng cục Môi trường cho một số nguồn nước mặt trên địa bàn tỉnh Hòa Bình

Cách sử dụng phần mềm tính toán WQI:

Trước tiên vào data file/ open data:

Viện KH & CNMT Luận văn Thạc sỹ 2013 -2015

Học viên: Đỗ Thị Thúy Vân 29

Sau đó vào View/WQMap để mở bản đồ cần tính toán:

Hình 2.3: Bản đồ chất lượng nước

Từ kết quả đo đạc được, nhập số liệu các thông số đo vào bảng dưới dạng text và nhập vào phần mềm tính toán:

Hình 2.4: Nhập số liệu tính toán dưới dạng text

Sau đó lựa chọn các thông số tham gia vào tính toán WQI (pH, độ đục, DO, DO%, COD, N-NH4+, P-PO43-):

Viện KH & CNMT Luận văn Thạc sỹ 2013 -2015

Học viên: Đỗ Thị Thúy Vân 30

Hình 2.5: Lựa chọn thông số tính toán

Lựa chọn tính toán theo công thức TCMT:

Hình 2.6: Lựa chọn công thức tính toán

Sau khi lựa chọn công thức tính toán/Draw WQI trên phần mềm để đưa ra bảng kết quả tính toán WQI và biểu đồ 3D.

Viện KH & CNMT Luận văn Thạc sỹ 2013 -2015

Học viên: Đỗ Thị Thúy Vân 31

CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN

3.1. Các nguồn tác động đến chất lượng nước của một số nguồn nước mặt trên địa bàn tỉnh Hòa Bình địa bàn tỉnh Hòa Bình

Trong quá trình phát triển, công nghiệp hóa, hiện đại hóa, các địa phương trên địa bàn Hòa Bình đã, đang và sẽ tiếp tục bị tác động bởi các chất thải sinh ra từ các hoạt động kinh tế - xã hội trên địa bàn, trong đó đáng lưu ý là nước thải từ các hoạt động công nghiệp, từ các khu dân cư, và từ các hoạt động nông nghiệp,…

Các nguồn tác động chính đến chất lượng nước của một số nguồn nước mặt trên địa bàn tỉnh Hòa Bình được nhận diện bao gồm:

3.1.1. Nguồn thải từ hoạt động khu dân cư

Nước thải sinh hoạt là một trong những nguồn tác động đáng kể đối với môi trường nước. Dân số và mật độ dân số trên địa bàn tỉnh Hòa Bình được trình bày tại bảng 3.1. Trong bảng số liệu này, lượng dân số ngày càng tăng cao, tốc độ dân số thành thị qua các năm cũng tăng cao.

Bảng 3.1: Sự phân bố dân cư của tỉnh Hòa Bình năm 2009, 2012

Thành phố/huyện Diện tích

(km2)

Dân số

(người) (người/kmMật độ 2)

Năm 2009 Năm 2012 Năm 2009 Năm 2012 (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});

Tổng số 4.608 788.274 806.102 171,1 175

Thành phố Hòa Bình 144 84.500 91.230 571 633

Huyện Đà Bắc 778 53.762 52.242 69 67

Huyện Mai Châu 571 50.739 53.380 89,8 93

Huyện Kỳ Sơn 210 32.724 31.794 155,8 151

Huyện Lương Sơn 377 63.855 91.907 172,1 243

Huyện Cao Phong 255 40.675 42.042 159,5 165

Huyện Kim Bôi 550 142.085 108.092 257,8 196

Huyện Tân Lạc 532 78.342 80.762 147,2 152

Huyện Lạc Sơn 587 133.120 135.859 228,7 231

Viện KH & CNMT Luận văn Thạc sỹ 2013 -2015

Học viên: Đỗ Thị Thúy Vân 32

Huyện Yên Thủy 289 59.590 61.285 210,5 212

(Nguồn: Niên giám thống kê tỉnh Hòa Bình năm 2009, 2012)

Trong nhiều năm gần đây, tốc độ đô thị hóa trên địa bàn tỉnh Hòa Bình ngày càng tăng. Do đặc điểm điều kiện tự nhiên và tình hình phát triển KT-XH thuận lợi. Quá trình đô thị hoá nhanh cùng với sự thay đổi điều kiện sống đã làm cho một bộ phận dân cư ở nông thôn di cư mạnh ra các đô thị. Số dân cư sống ở thành thị tăng đột biến với mật độ dân cư dày đặc gây mất cân đối giữa thành thị và nông thôn. Bên cạnh đó, không chỉ ở thành thị, mà ngay cả ở khu vực nông thôn, lượng nước thải sinh hoạt chiếm tỷ lệ rất lớn và tăng nhanh qua các năm.

 Hồ Hòa Bình

Hồ Hòa Bình là nơi tiếp nhận nguồn nước thải từ các hoạt động sinh hoạt khu dân cư dọc hai bên bờ của các huyện/thành phố trong tỉnh như huyện Đà Bắc, Mai Châu, Kỳ Sơn, Tân Lạc, Cao Phong và thành phố Hòa Bình với tổng dân số (năm 2012) là 351.450 người . Đây là khu vực phát sinh lượng nước thải lớn nhất.

Đô thị hóa nhanh đi kèm với tốc độ gia tăng dân số quá nhanh tại một số địa phương đã dẫn đến khối lượng nước thải của người dân gia tăng một cách nhanh chóng. Nước thải của các hộ gia đình hầu hết không được xử lý mà đổ trực tiếp ra nguồn tiếp nhận là sông, hồ. Đặc biệt tại thành phố Hòa Bình là nơi tập trung nhiều cơ quan, trường học, công sở, bệnh viện,...dân số lớn và mật độ dân cư cao do đó lượng nước thải thải ra nhiều.

 Sông Bôi, sông Bùi

Khu vực sông Bôi chảy qua hai huyện Lạc Thủy và phần lớn huyện Kim Bôi với tổng dân số (năm 2012) là 165.601 người. Là nơi tiếp nhận nước thải sinh hoạt của hai huyện.

Sông Bùi bắt nguồn từ xã Dân Hòa huyện Kỳ Sơn, là chi lưu lớn của sông Tích, lưu vực sông gần như nằm trọn trong huyện Lương Sơn với dân số khoảng 123.701 người (năm 2012).

Nước thải sinh hoạt tại hai khu vực này hầu hết không được xử lý mà đổ thải trực tiếp ra nguồn tiếp nhận là các sông, suối.

Viện KH & CNMT Luận văn Thạc sỹ 2013 -2015

Học viên: Đỗ Thị Thúy Vân 33

3.1.2. Nguồn thải từ hoạt động công nghiệp

Các ngành công nghiệp chủ yếu trên địa bàn tỉnh là ngành công nghiệp chế biến. Tính đến nay trên địa bàn tỉnh Hoà Bình đã có 08 KCN, trong đó có 02 KCN đã đi vào hoạt động là: KCN Lương Sơn với diện tích 230 ha và KCN Bờ trái Sông Đà với diện tích 86 ha với 58 dự án đi vào hoạt động tại 02 KCN này [7]. Sự gia tăng các hoạt động công nghiệp kéo theo hàng loạt vấn đề về môi trường, hàng năm thải ra lượng lớn nước thải công nghiệp. Hầu hết các sản xuất đều có hệ thống thu gom, nhưng chưa có hệ thống xử lý thích hợp và thải ngay ra các con sông trên địa bàn, gây tình trạng ô nhiễm nguồn nước mặt [8].

 Khu vực hồ Hòa Bình

Tính đến thời điểm hiện tại chỉ có KCN Bờ trái sông Đà đang đi vào hoạt động, ngành sản xuất chủ yếu là các doanh nghiệp sản xuất công nghệ cao và các doanh nghiệp nằm trong các khu dân cư đang hoạt động, phần lớn lượng nước này chỉ được xử lý sơ bộ và được đổ trực tiếp vào hệ thống các sông, suối thoát nước.

Các ngành sản xuất trong khu vực này khá phong phú, trong đó có một số ngành chính đó là ngành sản xuất giấy, sản xuất bia, ngành sản xuất mía đường, … các ngành sản xuất này có tải lượng nước thải và các chất ô nhiễm lớn.

 Khu vực sông Bôi (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});

Tại khu vực sông Bôi, có KCN Thanh Hà và các cụm công nghiệp: Chi Nê, Phú Thành, Phú Thành II, Đồng Tâm, An Bình, nằm trên địa bàn huyện Lạc Thủy. Hiện tại KCN trên địa bàn vẫn đang trong giai đoạn thi công xây dựng nên hầu như chưa đổ thải nhiều ra môi trường nước mặt trên khu vực.

 Khu vực sông Bùi

Tại khu vực sông Bùi hiện nay chỉ có KCN Lương Sơn đã đi vào hoạt động và đã có quy hoạch xây dựng hệ thống xử lý nước thải với công suất 3000 m3/ngày đêm. Nước thải được thu gom và xử lý, tuy nhiên công suất xử lý vẫn chưa đáp ứng với lượng nước thải tại khu công nghiệp nên một lượng nước thải vẫn xả ra nguồn tiếp nhận là các sông, suối tại khu vực.

Viện KH & CNMT Luận văn Thạc sỹ 2013 -2015