2.3.1. Số lƣợng số liệu thu đƣợc
* Mẫu nước:
- Số lượng điểm thu mẫu: 02 điểm/1 cửa sông; 04 cửa sông.
- Tần suất thu mẫu: 07 ngày liên tục/đợt; 02 đợt/năm; trong 02 năm liên tiếp. - Số lượng chỉ tiêu phân tích: 10 chỉ tiêu KLN (As, Cd, Pb, Zn, Hg, Cr, Cu, Fe, Mn, Ni).
Số lượng kết quả phân tích thu được đối với mẫu nước = 2.240 số liệu.
* Mẫu trầm tích:
- Số lượng điểm thu mẫu: 02 điểm/1 cửa sông; 04 cửa sông.
- Tần suất thu mẫu: 07 ngày liên tục/đợt; 02 đợt/năm; trong 02 năm liên tiếp. - Số lượng chỉ tiêu phân tích: 10 chỉ tiêu KLN (As, Cd, Pb, Zn, Hg, Cr, Cu, Fe, Mn, Ni).
Số lượng kết quả phân tích thu được đối với mẫu nước = 2.240 số liệu. Tổng số lượng kết quả thu được = 4.480 số liệu.
2.3.2. Xử lý số liệu thực nghiệm
2.3.2.1. Đánh giá chất lƣợng nƣớc tại các cửa sông của Hải Phòng
Để đánh giá chất lượng nước tại các cửa sông của Hải Phòng, các kết quả thu được hàm lượng kim loại nặng trong mẫu nước được so sánh với QCVN 10:2008/BTNMT - Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia về chất lượng nước biển ven bờ. Đánh giá hàm lượng kim loại nặng theo các điểm quan trắc và theo mùa. Qua đó cho thấy tình trạng ô nhiễm của các kim loại nặng và bước đầu đưa ra các nguyên nhân gây ô nhiễm tại các cửa sông.
2.3.2.2. Đánh giá chất lƣợng trầm tích tại các cửa sông của Hải Phòng
Để đánh giá chất lượng trầm tích tại các cửa sông của Hải Phòng các kết quả thu được hàm lượng kim loại nặng trong trầm tích được so sánh với QCVN 43:2012/BTNMT - Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng trầm tích. Đánh giá hàm lượng kim loai nặng theo các điểm thu mẫu. Qua đó cho thấy tình trạng ô
35
nhiễm của kim loại nặng trong trầm tích tại các cửa sông và bước đầu đưa ra các nguyên nhân gây ô nhiễm.
2.3.2.3. Đánh giá mối tương quan giữa chất lượng nước và chất lượng trầm tích
Tiến hành đánh giá mối tương quan giữa chất lượng nước chất lượng trầm tích tại các cửa sông của Hải Phòng qua các kết quả thu được. Mối tương quan giữa hàm lượng kim loại nặng trong nước và trong trầm tích tại các cửa sông được đánh giá bằng phương pháp phân tích tương quan.
Phương pháp phân tích tương quan là một phương pháp toán học áp dụng vào việc phân tích thống kê nhằm biểu hiện và nghiên cứu mối liên hệ tương quan giữa các chỉ tiêu. Quá trình phân tích tương quan gồm các công việc cụ thể sau:
- Phân tích định tính về bản chất của mối quan hệ, đồng thời dùng phương pháp đồ thị để xác định tính chất và xu thế của mối quan hệ đó.
- Biểu hiện cụ thể mối liên hệ tương quan bằng phương trình hồi quy tuyến tính hoặc phi tuyến tính và tính các tham số của các phương trình.
- Đánh giá mức độ chặt chẽ của mối liên hệ tương quan bằng các hệ số tương quan hoặc tỉ số tương quan.
Liên hệ tương quan tuyến tính giữa hai chỉ tiêu:
a. Phương trình hồi quy tuyến tính (đường thẳng)
Nếu gọi y và x là các trị số thực tế của các chỉ tiêu phân tích, có thể xây dựng được phương trình hồi quy đường thẳng như sau:
̃ ; (1a)
Trong đó:
̃ - trị số lý thuyết (điều chỉnh) của chỉ tiêu x; a và b là các hệ số của phương trình
Bằng phương pháp bình phương nhỏ nhất xây dựng được hệ phương trình chuẩn tắc xác định các hệ số a và b của phương trình đường thẳng:
{ (1b) Từ số liệu đã cho của x và y, ta tính toán các đại lượng xy, x2 và y2.
36
Thay số liệu tính được vào hệ phương trình 1b, tính được: a, b
Gán giá trị a và b vào phương trình tổng quát có dạng cụ thể của phương trình đường thẳng là: ̃ ;
b. Hệ số tương quan tuyến tính giữa hai chỉ tiêu (ký hiệu là r)
Công thức tính hệ số tương quan:
̅̅̅̅ ̅ ̅ (2a) (2b) Trong đó: ̅̅̅ ; ̅ ; ̅ √ ̅ √ ( ) √ ̅ √ ( )
Hệ số tương quan lấy giá trị trong khoảng từ -1 đến 1 (-1 ≤ r ≤ 1)
Excel cung cấp chức năng thống kê để đo lường sự tương quan giữa hai biến. Áp dụng chức năng Pearson trong Excel để tính toán hệ số tương quan Pearson:
r = Pearson (dữ liệu tập x, dữ liệu tập y)
Khi r càng gần 0 thì quan hệ càng lỏng lẻo, ngược lại khi r càng gần 1 hoặc -1 thì quan hệ càng chặt chẽ (r > 0 có quan hệ thuận và r < 0 có quan hệ nghịch). Trường hợp r = 0 thì giữa x và y không có quan hệ.
Với -0,1 < r < 0 hoặc 0 < r < 0,1: ít tương quan.
Với -0,3 < r < -0,1 hoặc 0,1 < r < 0,3: tương quan yếu.
Với -0,5 < r < -0,3 hoặc 0,3 < r < 0,5: tương quan trung bình.
37
CHƢƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1. Hiện trạng môi trƣờng tại các cửa sông Hải Phòng
3.1.1. Các nguồn gây ô nhiễm nước khu vực cửa sông
Nước mặt khu vực nghiên cứu đang chịu tác động mạnh mẽ của các hoạt động kinh tế - xã hội, nhất là của các khu công nghiệp, sản xuất làng nghề, khu khai thác và chế biến, các tụ điểm dân cư. Quá trình khảo sát, nghiên cứu và đánh giá tác động tổng thể môi trường khu vực cửa sông đã xác định sơ bộ các nguồn ô nhiễm chính cũng như tác động của chúng đối với môi trường nước được đưa ra trong bảng 3.1:
Bảng 3.1: Các nguồn chính tác động đến môi trường khu vực cửa sông Hải Phòng Các nguồn ô nhiễm chính Tác động chính đến môi trƣờng
1. Khu vực cửa sông Nam Triệu: nước thải công nghiệp. (ước tính lượng thải
23.000 m3/ngày.đêm) - Sản xuất phân bón.
- Công nghiệp chế tạo máy. - Công nghiệp đóng tàu. - Vận tải biển.
- Hóa chất.
- Ô nhiễm các chất hữu cơ.
- Tăng độ đục do tăng hàm lượng chất rắn lơ lửng.
- Ô nhiễm các kim loại nặng. - Ô nhiễm vi sinh, mùi, màu. - Ô nhiễm môi trường không khí
2. Khu vực cửa sông Lạch Tray: nước thải công nghiệp. (ước tính lượng thải
16.000 m3/ngày.đêm) - Khu xử lý rác thải Tràng Cát. - Nuôi trồng thủy sản - Chế biến thực phẩm. - Khai thác cát. - Vận tải biển
- Ô nhiễm các chất hữu cơ.
- Tăng độ đục do tăng hàm lượng chất rắn lơ lửng.
- Ô nhiễm các kim loại nặng. - Ô nhiễm vi sinh, mùi, màu. - Ô nhiễm đặc biệt.
38
Các nguồn ô nhiễm chính Tác động chính đến môi trƣờng
3. Khu vực cửa sông Văn Úc, cửa sông Thái Bình. (ước tính lượng thải 5.000
m3/ngày.đêm)
- Ô nhiễm từ các làng nghề và tiểu thủ công nghiệp.
- Sử dụng phân bón, thuốc trừ sâu, cỏ
- Ô nhiễm hữu cơ, phú dưỡng, ô nhiễm đặc biệt. Ô nhiễm môi trường không khí.
- Phú dưỡng
- Ô nhiễm thuốc bảo vệ thực v
Ngoài các nguồn thải chính và tập trung về sản xuất công nghiệp, tiểu thủ công nghiệp, còn có các loại nguồn thải khác gây ô nhiễm môi trường chưa được kiểm soát cả về số lượng và chất lượng nước khi thải vào các lưu vực sông như: nước sinh hoạt, bệnh viện, chất thải sinh hoạt của người dân sống cạnh các khu vực nghiên cứu.
3.1.2. Chế độ thủy văn tại khu vực khảo sát
Theo thống kê của Trạm khí tượng Hải văn Hòn Dấu, cho kết quả lượng mưa trong các tháng năm 2014 và 2015 của thành phố Hải Phòng như sau:
Lượng mưa của Hải Phòng có sự khác biệt rõ rệt giữa 2 mùa khô và mùa mưa trong năm, cực đại vào tháng 8 với lượng mưa xấp xỉ 350 mm/tháng, cực tiểu vào tháng 1 với lượng mưa chỉ khoảng 20 mm/tháng.
39
3.1.3. Hàm lƣợng các kim loại nặng trong nƣớc
Các kim loại nặng được nghiên cứu bao gồm: As, Cd, Pb, Zn, Hg, Cr, Cu, Fe, Mn, Ni. Hàm lượng các kim loại này trong nước được đánh giá theo từng khu vực cửa sông như sau:
3.1.3.1. Khu vực cửa sông Nam Triệu
Giá trị trung bình hàm lượng các kim loại nặng trong mẫu nước 7 ngày quan trắc liên tục/1 đợt tại khu vực cửa sông Nam Triệu được trình bày tại bảng 3.2:
40
Bảng 3 2: Giá trị trung bình hàm lượng các kim loại nặng trong mẫu nước tại khu vực cửa sông Nam Triệu
Điểm quan trắc
Năm Tháng
Giá trị trung bình các KLN trong 7 ngày quan trắc liên tục
As Cd Pb Zn Hg Cr Cu Fe Mn Ni TB (μg/l) RSD (%) TB (μg/l) RSD (%) TB (μg/l) RSD (%) TB (μg/l) RSD (%) TB (μg/l) RSD (%) TB (μg/l) RSD (%) TB (μg/l) RSD (%) TB (μg/l) RSD (%) TB (μg/l) RSD (%) TB (μg/l) RSD (%) NT 1.1 2014 T1 27,7 1,7 1,9 8,4 42,2 2,2 697 0,6 0,8 20,7 17,5 1,8 573 3,9 4055 4,2 303 18,0 17,1 4,7 T8 10,8 7,3 1,5 6,1 22,5 7,2 574 1,9 0,4 9,5 11,4 2,9 335 5,4 1701 3,8 139 7,4 9,0 3,2 2015 T1 30,0 2,3 2,2 3,3 43,4 3,7 704 0,6 0,9 11,9 18,6 2,2 620 1,4 3940 4,0 271 4,6 17,3 1,6 T8 11,7 4,7 1,6 2,3 22,0 3,4 555 1,1 0,3 8,5 10,5 3,9 294 5,3 1614 8,2 126 6,8 8,2 1,1 NT 2.1 2014 T1 16,1 5,1 1,7 2,9 37,3 2,6 601 0,4 0,7 10,7 7,8 4,2 508 2,4 3201 3,3 231 3,6 13,2 2,1 T8 10,7 6,1 1,5 6,5 21,6 6,0 473 0,4 0,4 8,9 5,5 6,1 304 3,9 1577 10,6 129 3,7 7,9 1,6 2015 T1 17,6 2,6 1,8 4,0 40,5 3,3 604 0,7 0,7 17,3 7,9 2,3 554 4,9 3345 4,1 222 5,7 14,3 2,4 T8 9,2 2,6 1,5 2,5 19,8 3,1 472 0,3 0,3 12,6 4,3 5,0 211 2,5 1234 7,6 98 5,3 6,3 4,0 QCVN 10:2008 (1) 10 5 20 50 1 20 30 100 100 - QCVN 10:2008 (2) 40 5 50 1000 2 50 500 100 100 - QCVN 10:2008 (3) 50 5 100 2000 5 50 1000 300 100 -
41
42
Kết quả phân tích hàm lượng kim loại nặng trong các mẫu nước khu vực cửa sông Nam Triệu (bảng 3.2) và biểu đồ hàm lượng theo mùa (hình 3.1) cho thấy:
Hàm lượng các kim loại nặng (trừ Fe và Mn) đều ở dưới ngưỡng cho phép của QCVN 10:2008/BTNMT, vùng bãi tắm và thể thao dưới nước. Tuy nhiên, chỉ có hàm lượng 3 kim loại Cd, Hg, Cr đạt giá trị dưới ngưỡng nước biển ven bờ cho vùng nuôi trồng, bảo tồn thủy sinh. Hàm lượng Fe tại điểm thu mẫu cách KCN Đình Vũ 100 m về phía hạ lưu (NT 1) có giá trị dao động từ 1614,4 ÷ 4054,7 μg/l, vượt ngưỡng cho phép tại cột 3 (300 μg/l) từ 4 đến 13 lần. Hàm lượng Mn dao động từ 98 ÷ 303 µg/l có giá trị vượt ngưỡng cho phép (100 μg/l) từ 1 đến 3 lần, có nguy cơ gây ô nhiễm trong các năm tiếp theo nếu không có giải pháp quản lý nguồn thải ra sông từ các cơ sở sản xuất và khu công nghiệp.
Diễn biến về hàm lượng các kim loại nặng giữa hai mùa có sự khác biệt rõ rệt, hàm lượng các chất trong mùa mưa đều thấp hơn mùa khô. Có thể lý giải do mùa mưa nước tại khu vực cửa sông được pha loãng, kết hợp với quá trình tự làm sạch nên nồng độ các chất ô nhiễm có giảm bớt so với mùa khô.
Hàm lượng KLN qua 2 năm không có sự chênh lệch lớn: hàm lượng kim loại nặng năm 2015 có tăng nhẹ, song vẫn chưa vượt ngưỡng tiêu chuẩn so với năm 2014.
Từ kết quả phân tích có thể thấy hàm lượng các kim loại nặng trong nước được sắp xếp theo trình tự giảm dần như sau:
Fe > Zn > Cu > Mn > Pb > As > Cr > Ni > Cd > Hg
Qua kết quả thực nghiệm có thể đánh giá khu vực cửa sông Nam Triệu có chất lượng nước thấp, có dấu hiệu ô nhiễm Fe, Mn nặng, không đủ điều kiện phục vụ nuôi trồng thủy sản và các mục đích khác.
3.1.3.2. Khu vực cửa sông Lạch Tray
Giá trị trung bình hàm lượng các kim loại nặng trong mẫu nước 7 ngày quan trắc liên tục/1 đợt tại khu vực cửa sông Lạch Tray được trình bày tại bảng 3.3:
43
Bảng 3.3: Giá trị trung bình hàm lượng các kim loại nặng trong mẫu nước tại khu vực cửa sông Lạch Tray
Điểm quan trắc
Năm Tháng
Giá trị trung bình các KLN trong 7 ngày quan trắc liên tục
As Cd Pb Zn Hg Cr Cu Fe Mn Ni TB (μg/l) RSD (%) TB (μg/l) RSD (%) TB (μg/l) RSD (%) TB (μg/l) RSD (%) TB (μg/l) RSD (%) TB (μg/l) RSD (%) TB (μg/l) RSD (%) TB (μg/l) RSD (%) TB (μg/l) RSD (%) TB (μg/l) RSD (%) LT 1.1 2014 T1 22,2 1,0 2,5 1,8 46,4 0,7 1367 0,4 2,6 16,0 6,9 2,6 911 0,5 3459 1,0 351 0,7 21,0 0,9 T8 9,0 2,6 1,5 9,6 26,6 3,1 1080 0,0 1,5 11,8 5,6 0,7 505 2,2 1293 4,9 192 0,9 13,0 2,7 2015 T1 23,5 1,6 2,8 0,7 46,7 3,0 1427 0,4 2,6 12,8 7,2 2,7 901 1,9 3537 1,2 370 1,3 21,9 1,0 T8 8,5 2,3 1,3 4,0 25,4 3,1 984 0,1 1,6 16,1 5,8 0,6 482 4,1 1289 2,8 193 1,0 12,4 2,8 LT 2.1 2014 T1 14,5 1,4 1,9 3,7 16,1 2,9 1115 0,3 1,7 6,2 6,5 2,8 618 1,4 2083 1,9 265 5,2 16,0 0,3 T8 4,4 10,3 0,7 6,2 5,1 6,4 872 0,3 1,2 9,5 3,4 2,4 421 1,2 1180 1,3 187 2,4 12,0 0,6 2015 T1 15,4 1,3 1,9 5,5 16,7 2,0 1114 0,3 1,9 6,3 6,6 2,6 649 17,7 2287 6,3 224 11,0 16,3 1,7 T8 3,9 8,8 0,7 8,7 5,4 4,1 857 0,3 1,3 10,4 3,3 1,7 431 0,7 1212 1,1 189 3,4 12,6 2,4 QCVN 10:2008 (1) 10 5 20 50 1 20 30 100 100 - QCVN 10:2008 (2) 40 5 50 1000 2 50 500 100 100 - QCVN 10:2008 (3) 50 5 100 2000 5 50 1000 300 100 -
44
45
Kết quả phân tích hàm lượng kim loại nặng trong các mẫu nước khu vực cửa sông Lạch Tray (bảng 3.3) và biểu đồ hàm lượng theo mùa (hình 3.2) cho thấy:
Hàm lượng kim loại As, Pb, Zn, Hg, Cd, Cr6+
đều nằm dưới ngưỡng cho phép của QCVN 10:2008/BTNMT. Tuy nhiên, nếu so sánh với giá trị cột 1 (Vùng nuôi trồng, bảo tồn thủy sinh) thì chỉ có hàm lượng Cd, Cr6+ ở dưới ngưỡng cho phép.
Tại các điểm thu mẫu hàm lượng Cu dao động từ 421 ÷ 911 µg/l có giá trị gần với ngưỡng cho phép tại cột 3 (nước sử dụng cho các mục đích khác); hàm lượng Fe có giá trị từ 1180 ÷ 3537 µg/l vượt ngưỡng cho phép từ 4 đến 11 lần; hàm lượng Mn có giá trị từ 187 ÷ 351 µg/l vượt ngưỡng cho phép từ 1,8 đến 3,5 lần. Có thể lý giải cho việc mẫu nước tại khu vực này có hàm lượng Cu, Fe, Mn cao là do phải tiếp nhận một lượng lớn nguồn thải là nước rỉ rác chưa được xử lý hoàn toàn từ khu vực xử lý rác thải Tràng Cát.
Diễn biến về hàm lượng các kim loại nặng giữa hai mùa có sự khác biệt rõ rệt: hàm lượng các chất trong mùa mưa đều thấp hơn mùa khô. Có thể lý giải do mùa mưa nước tại khu vực cửa sông được pha loãng, kết hợp với quá trình tự làm sạch nên nồng độ các chất ô nhiễm có giảm bớt so với mùa khô.
Từ kết quả phân tích hàm lượng kim loại nặng trong nước khu vực cửa sông Lạch Tray, có thể thấy hàm lượng các kim loại nặng trong nước được sắp xếp theo trình tự giảm dần như sau:
Fe > Zn > Cu > Mn > Pb > As > Ni > Cr > Hg > Cd
Có thể đánh giá, chất lượng nước khu vực cửa sông Lạch Tray có chất lượng thấp, bị ô nhiễm Fe, Hg và có nguy cơ ô nhiễm các kim loại nặng khác nếu không có biện pháp giảm thiểu trong thời gian tới.
3.1.3.3. Khu vực cửa sông Văn Úc
Giá trị trung bình hàm lượng các kim loại nặng trong mẫu nước 7 ngày quan