Để đánh giá chất lƣợng môi trƣờng tác giả sử dụng các tiêu chuẩn, quy chuẩn hiện hành của Việt Nam và một số tiêu chuẩn của các quốc gia trên thế giới... để làm căn cứ phân tích kết quả nghiên cứu.
Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lƣợng nƣớc mặt QCVN 08:2008/BTNMT.
Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lƣợng nƣớc mặt bảo vệ đời sống thủy sinh QCVN 38:2011/BTNMT.
Tiêu chuẩn chất lƣợng nƣớc cho các ao NTTS của Bộ Nông nghiệp & Phát triển nông thôn và tiêu chuẩn chất lƣợng nƣớc ao NTTS của Claude E. Boyd (1990).
35
CHƢƠNG III: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 3.1. Đặc điểm thủy lý, thủy hóa của môi trƣờng nƣớc LVS Nhuệ - Đáy
Tác giả đã trực tiếp tham gia cả 4 đợt lấy mẫu vào các mùa: xuân, hạ, thu, đông tại các khu vực. Các thông số đo nhanh: pH; thế oxi hóa - khử, nhiệt độ và oxi hòa tan đƣợc đo bằng máy đo đa chỉ tiêu Hi 9828 của Rumani.
Kết quả đo đạc và phân tích đƣợc thể hiện nhƣ sau:
3.1.1. Đặc điểm độ pH và thế oxi hóa - khử Eh
Bảng 3.1. Giá trị trung bình của pH và Eh tại các khu vực trong các mùa
Giá trị Khu vực
pH trung bình Eh trung bình (mV) Xuân Hạ Thu Đông Xuân Thu Đông Khu vực 1 7.2 7.4 7.6 7.7 24,3 1,0 5,3 Khu vực 2 7.2 7.3 7.4 7.5 24,2 7,8 9,5 Khu vực 3 7.2 7.4 7.5 7.4 23,3 5,4 13,8 Khu vực 4 7.0 7.3 7.5 7.6 30,2 12,0 11,8 Khu vực 5 6.7 7.1 7.4 7.3 47,0 12,7 7,6 QCVN 08:2008 (A2) 6 ÷ 8,5 -
Tiêu chuẩn Claude E.
Boyd (1990) 6,5 - 9 -100 ÷ 100
QCVN
38:2011/BTNMT 6,5 – 8,5
Nhận xét: Tất cả các giá trị pH tại các khu vực trong các mùa đều nằm trong giới hạn cho phép (6,5 – 8,5) theo QCVN 38:2011/BTNMT - Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lƣợng nƣớc mặt bảo vệ đời sống thủy sinh. Giá trị pH đo đƣợc trên sông và các ao nuôi dao động từ 6,7 đến 7,7. Nhìn chung, độ pH có xu hƣớng tăng dần từ mùa xuân đến mùa hạ, mùa thu và mùa đông. Thời điểm lấy mẫu vào mùa xuân là nửa cuối của mùa khô nhƣng giá trị pH đo đƣợc lại thấp là do mƣa axit tập trung chủ yếu vào mùa khô và đầu mùa mƣa [37] . Xét theo khu vực thì pH ở khu vực 5 là thấp nhất, có thể là do ảnh hƣởng trực tiếp từ nƣớc sông Đào tại Nam Định, nơi tiếp nhận nguồn nƣớc thải công nghiệp và dân sinh từ thành phố Nam Định.
Theo tiêu chuẩn của Claude E. Boyd áp dụng cho ao nuôi thuỷ hải sản (Eh: - 100 ÷ 100mV) thì giá trị Eh tại các điểm thu mẫu trong nƣớc LVS Nhuệ - Đáy dao
36
động từ 1,0 - 47 mV, đều ở mức trung bình. Giá trị thế ô xi hóa khử (Eh) tại tất cả các khu vực cao nhất vào mùa xuân, cao hơn hẳn so với các mùa còn lại. Trên thực tế, khi pH càng giảm thì Eh càng tăng nên Eh vào mùa xuân tại tất cả các khu vực đều cao hơn các mùa còn lại, đặc biệt là Eh tại khu vực 5 đạt tới 47 mV. Giá trị Eh trung bình tại khu vực 1 – nƣớc sông Hồng là thấp nhất do độ pH trung bình của khu vực này cao hơn các khu vực còn lại.
3.1.2. Đặc điểm nhiệt độ và DO
Bảng 3.2. Giá trị trung bình của nhiệt độ và DO tại các khu vực trong các mùa
Giá trị Khu vực
t trung bình (oC) DO trung bình (mg/l) Xuân Hạ Thu Đông Xuân Hạ Thu Đông Khu vực 1 26,2 28,6 25,9 22,2 3,22 3,88 2,72 2,92 Khu vực 2 29,0 29,6 27,9 22,5 1,73 1,56 0,93 2,01 Khu vực 3 28,3 29,9 29,7 23,6 3,14 2,99 3,22 3,08 Khu vực 4 30,1 29,9 30,7 29,4 4,12 4,27 2,62 3,96 Khu vực 5 27,2 28,8 27,8 26,1 2,51 2,88 1,79 2,33 QCVN 38:2011/BTNMT - ≥ 4 Tiêu chuẩn cho NTTS 20 – 30 (29-30) -
Chú thích: Giá trị giới hạn tiêu chuẩn trong ngoặc đơn biểu thị cho khoảng giá trị tối ƣu nhất cho ao nuôi thủy sản.
Qua bảng 3.2 cho thấy tại tất cả các khu vực thì nhiệt độ cao nhất về mùa hạ và thấp nhất vào mùa đông. Tại các khu vực nhiệt độ gần nhƣ tƣơng đƣơng xét trong từng mùa, riêng nhiệt độ mùa đông là có biến động tại các khu vực. Mẫu tại khu vực 1 thu vào lúc sáng sớm, khu vực 2 thu vào cả sáng sớm và chiều muộn nên nhiệt độ thấp hơn, khu vực 3 thu mẫu vào tầm trƣa nhƣng đợt 2 vào mùa đông trời nhiều mây sắp mƣa nên nhiệt độ không quá cao. Còn khu vực 5 thu vào tầm giữa buổi sáng và khu vực 4 thu lúc gần trƣa nên nhiệt độ cao hơn. Hầu hết nhiệt độ trung bình tại các khu vực đều nằm trong tiêu chuẩn cho NTTS, ngoài khu vực 4 vào mùa xuân và mùa thu.
37
Ôxi hòa tan (DO) nói chung cao nhất vào mùa xuân và mùa hè do mùa xuân bắt đầu có nắng nhiều hơn nhƣng nhiệt độ lại chƣa cao và mùa hè có số giờ nắng cao thúc đẩy các quá trình quang hợp của thực vật thủy sinh, giải phóng ôxi vào trong môi trƣờng nƣớc. So với QCVN 38:2011/BTNMT, Oxy hòa tan tại các khu vực trong các mùa hầu hết đều không đạt giới hạn cho phép (DO≥ 4 mg/l), ngoại trừ DO tại khu vực 4 vào mùa xuân và mùa hạ. Giá trị này cao nhất là tại khu vực 4 vào mùa hạ cũng chỉ đạt 4,27 mg/l. Giá trị DO thấp nhất tại khu vực 2 đặc biệt là vào mùa thu do nguồn nƣớc bị ô nhiễm nặng từ các nguồn thải của thành phố Hà Nội, thấp hơn 5 lần mức tối thiểu. Thực tế, nguồn nƣớc ở các sông thuộc khu vực 2 bao gồm nƣớc sông chảy qua khu vực cầu Đen - Hà Đông - Hà Nội và nƣớc sông chảy qua cầu Chiếc - Thƣờng Tín - Hà Nội đều có màu đen đặc và mùi hôi khó chịu.
Khu vực 2 và 5 luôn có hàm lƣợng DO thấp hơn so nhiều so với tiêu chuẩn. Điều này có thể lý giải nƣớc sông và các ao NTTS tại hai khu vực này bị ô nhiễm nặng bởi các nguồn thải hữu cơ từ thành phố Hà Nội (khu vực 2) và Nam Định (khu vực 5).
3.1.3. Đặc điểm nồng độ sắt và cacbon hữu cơ tổng số (TOC)
Bảng 3.3. Giá trị trung bình của nồng độ Fe và cacbon hữu cơ tổng số tại các khu vực trong các mùa (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Giá trị Khu vực
Nồng độ Fe tổng số (mg/l) TOC (mg/l)
Xuân Hạ Thu Đông Xuân Hạ Thu Đông Khu vực 1 0,33 0,29 0,16 0,17 17 0 51 8 Khu vực 2 0,46 0,29 0,26 0,44 16 18 56 14 Khu vực 3 0,24 0,38 0,13 0,22 13 26 40 11 Khu vực 4 0,57 0,17 0,10 0,28 9 24 53 14 Khu vực 5 0,84 0,28 0,14 0,30 8 23 33 12 QCVN 08:2008 (A2) 1 - Tiêu chuẩn cho NTTS < 0,3 -
38
Nồng độ Fe tại tất cả các khu vực trong 4 mùa đều nhỏ hơn TCCP so với QCVN 08:2008 (1 mg/l). Tuy nhiên, so với tiêu chuẩn nồng độ Fe tổng số dùng trong NTTS thì ở một số vị trí có hàm lƣợng vƣợt quá tiêu chuẩn cho phép, đặc biệt là vào mùa xuân (bảng 3.3). Đặc biệt, nồng độ Fe cao nhất tại khu vực 5 vào mùa xuân cao hơn 2 lần so với TCCP trong NTTS. Sự tăng đột biến này của hàm lƣợng Fe trong mùa xuân tại khu vực 5 có thể là do sự ô nhiễm từ các nguồn thải đột xuất vào nƣớc sông Đào rồi đổ vào sông Đáy.
Cacbon hữu cơ tổng số TOC trong mùa thu là cao nhất và tƣơng đối đồng đều tại các khu vực. Sự tăng cao đột biến của TOC vào mùa thu là do đây là thời điểm lƣợng mƣa đã tăng đến mức cao nhất gây xáo trộn các lớp hữu cơ dƣới bùn đáy và làm tăng hữu cơ tổng số trong các mẫu khảo sát. Theo một số tài liệu nƣớc ngoài thì các vực nƣớc tự nhiên thƣờng có TOC dao động trong khoảng 1-30 mg/l và U.S. EPA đƣa ra hàm lƣợng TOC quy định cho nƣớc uống không vƣợt quá 4 mg/l [17]. Nhƣ vậy, so với kết quả thu đƣợc tại bảng 3.3, hàm lƣợng TOC trong LVS Nhuệ-Đáy dao động khá mạnh và cao hơn nhiều so với các vực nƣớc tự nhiên khác trên thế giới, đặc biệt là vào mùa thu. Hiện tại, tác giả chƣa tìm thấy tài liệu nào quy định về giới hạn của TOC trong nƣớc đối với NTTS hay đời sống sinh vật thủy sinh. Tuy nhiên, theo quan sát của bản thân và so sánh với các vực nƣớc tự nhiên khác trên thế giới, hàm lƣợng TOC trong nƣớc tại các điểm thu mẫu trên ao và sông khá cao và không phù hợp cho việc NTTS cũng nhƣ cho đời sống của các sinh vật thủy sinh. Cần thiết phải có các nghiên cứu sâu hơn về vấn đề này để có thể đƣa ra một tiêu chuẩn mang tính chất tham khảo cho ngành NTTS nói riêng và cho việc bảo vệ đời sống sinh vật thủy sinh nói chung.
39
3.2. Đánh giá ô nhiễm KLN trong nƣớc LVS Nhuệ - Đáy
3.2.1. Ô nhiễm trên sông
Hình 3.1. Biến động của nồng độ Cu trong nước sông (mg/l) tại các khu vực qua các mùa trong năm.
Dấu gạch trên đầu các cột là giá trị SEM (standard error of the mean – sai số chuẩn của giá trị trung bình).
Qua hình 3.1 ta thấy với sai số chuẩn của giá trị trung bình không quá lớn, có thể đánh giá nồng độ Cu tại tất cả các khu vực trong các mùa đều vƣợt xa TCCP theo QCVN 38:2011/BTNMT (0,2 mg/l). Đƣờng tiêu chuẩn nồng độ Cu bằng 0,2 mg/l là đƣờng thẳng nằm sát trục hoành. Nồng độ Cu biến động theo các mùa, nói chung cao nhất vào mùa hạ, sau đó đến mùa xuân và thấp nhất vào mùa đông. Có thể lý giải là do vào mùa xuân, mùa hạ khi nhiệt độ cao và sự hoạt động của các vi sinh vật cũng tăng cao sẽ làm tăng khả năng hòa tan kim loại Cu vào nƣớc. Trong mùa hạ, hàm lƣợng Cu tại khu vực 1 và 2 cao hơn các khu vực còn lại và sự khác biệt này có ý nghĩa về mặt thống kê (p<0,05). Vào mùa thu, Cu tại khu vực 1, 2 và 5 không khác nhau và cao hơn khu vực 3 và 4 (p<0,05). Mùa đông không có sự biến động nhiều về hàm lƣợng Cu giữa các khu vực nhƣng khu vực 3 và 4 vẫn thấp nhất (p<0,05). Mẫu thu trong mùa xuân có hàm lƣợng Cu không sai khác giữa các khu vực 1, 2, 3, và 4 nhƣng tại khu vực 5 hàm lƣợng lại tăng cao đột biến. Nồng độ Cu cao nhất tại mắt cắt 5 vào mùa xuân gấp 91,6 lần TCCP. Giá trị thấp nhất tại khu vực 4 vào mùa đông cũng cao gấp 11,2 lần TCCP.
40
Hình 3.2. Biến động của nồng độ Zn trong nước sông (mg/l) tại các khu vực qua các mùa trong năm.
Hình 3.2 cho thấy nồng độ Zn trong nƣớc sông biến động không nhiều qua các khu vực, ngoại trừ khu vực 1 là cao hơn cả do tiếp nhận nƣớc ô nhiễm từ thành phố Hà Nội và các khu công nghiệp thƣợng lƣu sông Hồng. Tại tất cả các vị trí khảo sát đều có nồng độ Zn vƣợt xa TCCP theo QCVN 08:2008/BTNMT (loại A2) (1 mg/l). Trong mùa xuân và mùa thu, nồng độ Zn tại các khu vực 2, 3, 4 và 5 không khác nhau (p>0,05) và thấp hơn hẳn so với khu vực 1 (p<0,05). Trong mùa hạ, nồng độ Zn tại khu vực 1 và 2 cao hơn các khu vực còn lại (p<0,05). Tuy nhiên, trong mùa đông, không thấy có sự sai khác nào giữa các khu vực (p>0,05).
Khi xét trong cùng 1 khu vực, nồng độ Zn cũng biến đổi khá nhiều theo mùa, trong đó mùa xuân và mùa thu có xu hƣớng cao hơn hẳn và mùa đông là thấp nhất (p<0,05). Mùa thu là nửa cuối của mùa mƣa, khi mà lƣợng mƣa lớn mang theo nƣớc thải chứa Zn từ các khu vực công nghiệp, đặc biệt là nhà máy pin đổ vào dòng nƣớc làm tăng nồng độ Zn trong nƣớc. Nồng độ Zn trong nƣớc sông cao nhất đƣợc ghi nhận ở mắt cắt 1 vào mùa thu lên tới 172,1 mg/l, cao gấp 172,1 lần so với TCCP. Vào mùa đông tại khu vực 4 có nồng độ Zn thấp nhất nhƣng cũng cao gấp 27,8 lần TCCP.
41
Hình 3.3. Biến động của nồng độ Cd trong nước sông (mg/l) tại các khu vực qua các mùa trong năm.
Theo hình 3.3, hầu hết tất cả các vị trí khảo sát đều có nồng độ Cd cao hơn TCCP theo QCVN 38:2011/BTNMT (0,005 mg/l). Sai số chuẩn của giá trị trung bình khá lớn tại tất cả các khu vực thu trong mùa hạ và tại khu vực 2, 3 và 5 vào mùa đông, có thể thấy không có sự biến động đáng kể của nồng độ Cd giữa các khu vực trong hai mùa hạ và đông. Trong mùa xuân, mẫu tại các khu vực 1, 2, 3 và 4 không khác nhau (p>0,05) và thấp hơn hẳn so với khu vực 5 (p<0,05). Còn mùa thu, hàm lƣợng Cd tại khu vực 1, 2, 3 và 5 không sai khác có ý nghĩa thống kê nhƣng lại cao hơn hẳn khu vực 4 (p<0,05).
Dựa trên biểu đồ có thể thấy sự biến động theo các mùa trong từng khu vực là khá rõ rệt, mùa hạ và mùa thu có mức độ ô nhiễm cao nhất, cao hơn hẳn so với các mùa khác, đặc biệt là tại khu vực 1, 2 và 3 (p<0,05). Mùa đông có hàm lƣợng Cd trong nƣớc thấp nhất, đặc biệt là tại khu vực 4 (chỉ cao gấp 2,7 lần TCCP) và thấp hơn tất cả các mùa còn lại trong năm (p<0,05). Nồng độ Cd đạt mức cao nhất tại khu vực 1 vào mùa hạ là 0,41 mg/l, cao gấp 82 lần TCCP. Vào mùa đông, nhiệt độ thấp, mức độ hoạt động của các loài vi sinh vật trong nƣớc và bùn đáy cũng thấp nhất nên lƣợng KLN hòa tan trong nƣớc từ bùn đáy ít hơn nhiều. Mặt khác, tại khu vực 4 (trên sông Đáy ở Ninh Bình) có sự hợp lƣu của sông Hoàng Long với sông Đáy dẫn đến sự pha loãng dòng nƣớc và gây sụt giảm nồng độ Cd tại khu vực này.
42
Hình 3.4. Biến động của nồng độ Pb trong nước sông (mg/l) tại các khu vực qua các mùa trong năm.
Phân tích biểu đồ ở hình 3.4 có thể thấy sai số chuẩn của giá trị trung bình rất khác nhau, những điểm có sai số chuẩn của giá trị trung bình cao chứng tỏ có sự biến động tại cùng 1 khu vực khảo sát trong cùng 1 mùa. Mặc dù vậy, ta vẫn thấy rằng nồng độ Pb luôn cao hơn nhiều lần so với QCVN 38:2011/BTNMT (0,02 mg/l). Sự biến động theo mùa xảy ra rõ nhất tại khu vực 1 và 5 với nồng độ Pb vào mùa xuân cao hơn hẳn so với các mùa trong năm (p<0,05). Tại khu vực 2, 3 và 4 không quan sát thấy có sự biến đổi theo mùa (p>0,05).
Nồng độ chì cũng biến động nhiều theo khu vực trong cùng 1 thời điểm nghiên cứu. Cụ thể có thể thấy trong mùa xuân và thu, hàm lƣợng chì tại khu vực 1 và 5 cao hơn hẳn các khu vực khác (p<0,05). Chì tại mặt cặt 4 thấp nhất khi so với các khu vực khác trong mùa đông (p<0,05), trong khi đó không thấy có sự sai khác về nồng độ chì giữa các khu vực trong mùa hạ (p>0,05).
Tại khu vực 1 vào mùa xuân, nồng độ Pb đạt mức cao nhất: 32,8 mg/l, cao gấp 1641,4 lần TCCP. Tại khu vực 3 vào mùa hạ, nồng độ Pb thấp nhất nhƣng cũng cao gấp 9,2 lần TCCP.
43
Hình 3.5. Biến động trung bình năm của nồng độ các KLN trong nước sông (mg/l) theo khu vực.
Trong hình 3.5 chúng ta xét về sự biến động của mức độ ô nhiễm các KLN trong nƣớc sông trung bình tất cả các mùa trong năm theo từng khu vực. Tất cả các kim loại nghiên cứu đều có nồng độ vƣợt nhiều lần so với TCCP theo QCVN 38:2011/BTNMT (đối với Cu, Cd và Pb) và QCVN 08:2008/BTNMT (loại A2) (đối với Zn). Mức độ ô nhiễm KLN trong nƣớc sông có xu hƣớng cao tại khu vực 1 và 5 nhƣng không có sự khác biệt rõ ràng so với các mắt cắt khác (p>0,05), ngoại trừ đối