3. Ý nghĩa của đề tài
2.4. Phƣơng pháp nghiên cứu
2.4.1. Phương pháp thu thập và kế thừa số liệu
+ Tiến hành thu thập các tài liệu, số liệu, bản đồ, các công trình nghiên cứu có liên quan đến khu vực nghiên cứu.
+ Thu thập thông tin về điều kiện tự nhiên và kinh tế xã hội của thành phố Cẩm Phả, kế thừa các số liệu thống kê và điều tra Cục thống kê tỉnh Quảng Ninh, Sở TN&MT tỉnh Quảng Ninh và các thông tin khác có liên quan đến thành phố Cẩm Phả.
+ Thu thập thông tin về các số liệu mạng điểm quan trắc của khu vực nghiên cứu, bằng cách tổng hợp các tài liệu hiện có từ Sở TN&MT, Trung tâm Quan trắc
TN&MT, các báo cáo thƣờng niên của đơn vị hay của thành phố Cẩm Phả… Các tài liệu có liên quan đến nội dung nghiên cứu.
+ Thu thập các số liệu về hiện trạng, số liệu về kết quả quan trắc môi trƣờng nƣớc mặt của Sở TN&MT đƣợc đo nhanh tại hiện trƣờng và phân tích tại phòng thí nghiệm thuộc Trung tâm Quan trắc TN&MT để giải thích, lập luận, đánh giá các tác động môi trƣờng đƣa ra vị trí quan trắc phù hợp với thực tiễn.
+ Kế thừa kinh nghiệm, cách thức triển khai xây dựng mạng điểm quan trắc hiện trạng môi trƣờng, các báo cáo quan trắc môi trƣờng tại Trung tâm Quan trắc TN&MT.
+ Kế thừa phƣơng pháp lựa chọn điểm quan trắc theo Sổ tay hƣớng dẫn thiết kế chƣơng trình quan trắc môi trƣờng trong khuôn khổ dự án “Tăng cƣờng năng lực cho hoạt động quan trắc môi trƣờng” do Jica và Tổng cục Môi trƣờng phối hợp thực hiện.
2.4.2. Phương pháp khảo sát, đánh giá thực tế
Trong quá trình nghiên cứu, tác giả tiến hành khảo sát theo hƣớng phân bổ các nguồn nƣớc mặt chính trên địa bàn thành phố Cẩm Phả. Trên cơ sở khảo sát thực tiễn và mô phỏng bằng lý thuyết để đƣa ra đề xuất bổ sung mạng điểm quan trắc phù hợp. Thời gian khảo sát vào tháng 11/2019. Hƣớng khảo sát gồm 02 tuyến: (1) Dọc theo quốc lộ 18 A; (2) Dọc theo tuyến đƣờng 337 với các nội dung sau:
+ Khảo sát, cập nhật các dữ liệu về điều kiện tự nhiên, tình hình phát triển kinh tế - xã hội, điều tra hiện trạng và diễn biến phát sinh,
+ Rà soát lại các điểm quan trắc nƣớc mặt hiện có trên địa bàn thành phố (các điểm quan trắc thuộc mạng điểm quan trắc do tỉnh Quảng Ninh thực hiện).
+ Khảo sát xác định các nguồn thải chính trên địa bàn thành phố Cẩm Phả có tác động, ảnh hƣởng xấu đến nguồn nƣớc mặt.
+ Khảo sát hiện trƣờng kiểm chứng và hiệu chỉnh các điểm quan trắc đang thực hiện quan trắc nƣớc mặt, chịu tác động từ các nguồn thải do phát triển kinh tế xã hội tại địa phƣơng.
2.4.3. Phương pháp tính chỉ số chất lượng nước (WQI)
Áp dụng phƣơng pháp tính toán chỉ số chất lƣợng nƣớc Việt Nam (WQI) do Tổng cục Môi trƣờng ban hành tại Quyết định 1460/QĐ-TCMT ngày 12 tháng 11 năm 2019. Chỉ số WQI từ số liệu quan trắc môi trƣờng nƣớc mặt lục địa nhằm phản ánh chỉ
số chất lƣợng nƣớc tại các điểm quan trắc trên cơ sở đó đánh giá đƣợc tính đại diện, ổn định của các điểm quan trắc.
Mục đích của việc sử dụng WQI Đánh giá nhanh chất lƣợng nƣớc.
Có thể đƣợc sử dụng nhƣ một nguồn dữ liệu để xây dựng bản đồ phân vùng chất lƣợng nƣớc.
Cung cấp thông tin môi trƣờng cho cộng đồng một cách đơn giản, dễ hiểu, trực quan. Nâng cao nhận thức môi trƣờng.
Các yêu cầu đối với việc tính toán WQI
WQI đƣợc tính toán cho số liệu của từng điểm quan trắc.
WQI thông số đƣợc tính toán cho từng thông số quan trắc. Mỗi thông số sẽ xác định đƣợc một giá trị WQI cụ thể, từ đó tính toán WQI để đánh giá chất lƣợng nƣớc của điểm quan trắc.
Thang đo giá trị WQI đƣợc chia thành các khoảng nhất định. Mỗi khoảng ứng với 1 mức đánh giá chất lƣợng nƣớc nhất định.
Quy trình tính toán và sử dụng WQI trong đánh giá chất lƣợng môi trƣờng nƣớc mặt lục địa gồm các bƣớc sau:
Bƣớc 1: Thu thập, tập hợp số liệu quan trắc từ tram quan trắc môi trƣờng nƣớc lục địa (số liệu đã qua xử lý).
Bƣớc 2: Tính toán các giá trị WQI thông số theo công thức. Bƣớc 3: Tính toán WQI.
Bƣớc 4: So sánh WQI với bảng các mức đánh giá chất lƣợng nƣớc.
- Bước 1: Thu thập, tập hợp số liệu quan trắc
Số liệu quan trắc đƣợc thu thập phải đảm bảo các yêu cầu sau:
Số liệu quan trắc sử dụng để tính WQI là số liệu quan trắc nƣớc mặt lục địa theo đợt đối với quan trắc định kỳ hoặc giá trị trung bình của thông số trong một khoảng thời gian xác định đối với quan trắc liên tục.
Các thông số đƣợc sử dụng để tính WQI thƣờng bao gồm: pH, TSS, độ đục,
Số liệu quan trắc đƣợc đƣa vào tính toán đã qua xử lý, đảm bảo loại bỏ các giá trị sai lệch, đạt yêu cầu đối với quy trình quy phạm về đảm bảo và kiểm soát chất lƣợng số liệu.
- Bước 2: Tính toán WQI thông số
* Tính toán WQI thông số nhƣ sau:
WQI thông số (WQISI) đƣợc tính toán cho các thông số BOD5, COD, N - NH4,
P - PO4, TSS, Độ đục, Tổng Coliform theo công thức nhƣ sau:
WQISI =
Trong đó:
+ BPi: nồng độ giới hạn dƣới của giá trị thông số quan trắc đƣợc quy định trong bảng 2.1 tƣơng ứng với mức i.
+ BPi+1: nồng độ giới hạn trên của giá trị thông số quan trắc đƣợc quy định
trong bảng 2.1 tƣơng ứng với mức i+1.
+ qi: giá trị WQI ở mức i đã cho trong bảng tƣơng ứng với giá trị BPi
+ qi+1: giá trị WQI ở mức i đã cho trong bảng tƣơng ứng với giá trị BPi+1
+ Cp: giá trị của thông số quan trắc đƣợc đƣa vào tính toán.
Bảng 2.1. Bảng quy định các giá trị qi, BPi
I qi
Giá trị BPi quy định đối với từng thông số BOD5 (mg/l) COD (mg/l) N-NH4 (mg/l) P-PO4 (mg/l) Độ đục (NTU) TSS (mg/l) Coliform (MPN/100ml) 1 100 ≤4 ≤10 ≤0,1 ≤0,1 ≤5 ≤20 ≤2500 2 75 6 15 0,2 0,2 20 30 5000 3 50 15 30 0,5 0,3 30 50 7500 4 25 25 50 1 0,5 70 100 10.000 5 1 ≥50 ≥80 ≥5 ≥6 ≥100 ≥100 ≥10.000
Ghi chú: Trường hợp giá trị Cp của thông số trùng với giá trị BPi đã cho trong
bảng, thì xác định được WQI của thông số chính bằng giá trị qi tương ứng.
- Tính thông số WQI đối với thông số DO (WQIDO) thông qua giá trị DO%
bão hòa.
DObão hòa = 14,652 - 0,41022 T + 0,009910 T2 - 0,000077774 T3
T: nhiệt độ môi trƣờng nƣớc tại thời điểm quan trắc (0C).
Tính giá trị DO% bão hòa:
+ DOhòa tan: giá trị DO quan trắc đƣợc (mg/l).
(2): Tính giá trị WQIDO
Trong đó:
CP: giá trị DO % bão hòa
BPi, BPi+!, qi, qi+!: là giá trị tƣơng ứng với mức i, i+1 trong bảng 2.2.
Bảng 2.2. Bảng quy định các giá trị BPi và qi đối với DO% bão hòa
I 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
BPi ≤20 20 50 75 88 112 125 150 200 ≥200
qi 10 25 50 75 100 100 75 50 25 10
Nếu giá trị DO% bão hòa ≤ 20 thì WQIDO = 10
Nếu 20 < DO% bão hòa < 88 thì WQIDO đƣợc tính theo công thức 2 và sử dụng
bảng 2.2.
Nếu 88 ≤ DO% bão hòa ≤ 112 thì WQIDO = 100
Nếu 112 < DO% bão hòa < 200 thì WQIDO đƣợc tính theo công thức 1 và sử dụng
bảng 2.2.
Nếu giá trị DO% bão hòa ≥ 200 thì WQIDO = 10
- Tính giá trị WQI đối với thông số pH
Bảng 2.3. Bảng quy định các giá trị BPi và qi đối với thông số pH
I 1 2 3 4 5 6
BPi ≤5,5 5,5 6 8,5 9 ≥9
qi 10 50 100 100 50 10
Nếu giá trị pH ≤ 5.5 thì WQIpH = 10
Nếu 5,5 < pH< 6 thì WQIpH đƣợc tính theo công thức 2 và sử dụng bảng 2.3.
Nếu 8.5 < pH< 9 thì WQIpH đƣợc tính theo công thức 1 và sử dụng bảng 2.3
Nếu giá trị pH ≥ 9 thì WQIpH = 10
Bước 3: Tính toán WQI
Sau khi tính toán WQI đối với từng thông số nêu trên, việc tính toán WQI đƣợc áp dụng theo công thức sau:
Trong đó:
WQII: giá trị WQI tính toán với thông số pH.
WQIIII: giá trị WQI đã tính toán với 5 thông số BOD5, COD, N - NH4, P - PO4,
Tổng Coliform.
WQIIV: giá trị WQI tính toán đối với 2 thông số TSS, độ đục.
WQIV: giá trị WQI tính toán với thông số Tổng Coliform.
Bước 4: So sánh chỉ số chất lượng nước đã được tính toán với bảng đánh giá
Sau khi tính toán WQI, sử dụng bảng xác định giá trị WQI tƣơng ứng với mức đánh giá chất lƣợng nƣớc để so sánh, đánh giá, cụ thể nhƣ sau:
Bảng 2.4. So sánh chỉ số chất lượng nước và mức độ đánh giá
Giá trị
WQI Mức đánh giá chất lƣợng nƣớc Màu
91 - 100 Sử dụng tốt cho mục đích cấp nƣớc sinh hoạt Xanh nƣớc biển
76 - 90 Sử dụng tốt cho mục đích nƣớc sinh hoạt nhƣng cần
các biện pháp xử lý Xanh lá cây
51 - 75 Sử dụng cho mục đích tƣới tiêu và các mục đích
tƣơng đƣơng khác Vàng
26 - 50 Sử dụng cho giao thông thủy và các mục đích tƣơng
đƣơng khác Da cam
0 - 25 Nƣớc ô nhiễm nặng cần các biện pháp xử lý trong
tƣơng lai Đỏ
2.4.4. Phương pháp đánh giá phân tích, tổng hợp và xử lý số liệu
+ Phân tích, đánh giá các số liệu sẵn có, các số liệu tổng hợp đƣợc. Tổng hợp các số liệu đó để đƣa ra đánh giá chính xác và đầy đủ. Các số liệu thu thập đƣợc tập hợp và xử lý trên phần mềm Microsoft Office Excel 2010.
+ Các biểu đồ và bảng biểu cũng đƣợc tập hợp và xử lý trên phần mềm Microsoft Office Excel 2010.
+ Các hình vẽ, hình ảnh trong báo cáo đƣợc thu thập từ tài khoản Google của tác giả luận văn, nhiều biểu đồ do tác giả cùng với các chuyên gia tự thiết kế và chỉnh sửa trên tiện ích Google Earth của Google.
CHƢƠNG III
KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN
3.1. Đánh giá hiện trạng mạng lƣới điểm quan trắc nƣớc mặt trên địa bàn thành phố Cẩm Phả phố Cẩm Phả
3.1.1. Vị trí quan trắc
Hiện nay mạng lƣới quan trắc môi trƣờng nƣớc tại Cẩm Phả thuộc mạng lƣới quan trắc môi trƣờng của tỉnh Quảng Ninh do Sở TN&MT quản lý. Công tác thực hiện quan trắc môi trƣờng định kỳ hàng năm đƣợc giao cho Trung tâm Quan trắc TN&MT thực hiện lấy mẫu, phân tích.
Mạng lƣới điểm quan trắc môi trƣờng nƣớc mặt tại Cẩm Phả gồm 04 điểm quan trắc đƣợc đặt đại diện trên các nguồn nƣớc mặt chính của Cẩm Phả. Các điểm quan trắc nƣớc mặt tại Cẩm Phả đƣợc mô tả thông tin tại bảng 3.1
Bảng 3.1. Thông tin về các điểm quan trắc môi trường nước mặt thành phố Cẩm Phả thuộc mạng điểm quan trắc môi trường tỉnh Quảng Ninh
STT
Ký hiệu mẫu
Tên điểm quan trắc Tọa độ VN2000 (107o45', múi chiếu 3o ) Mục đích quan trắc X Y 1 NM1
Hồ Cao Vân tại
đập Cao Vân 2330290 443560 Nhằm giám sát, đánh giá chất lƣợng nƣớc phục vụ mục đích cấp nƣớc sinh hoạt 2 NM2 Sông Diễn Vọng tại đập Đá Bạc 2326740 441868 Nhằm giám sát, đánh giá chất lƣợng nƣớc phục vụ mục đích cấp nƣớc sinh hoạt 3 NM3 Suối moong cọc 6 tại cầu 5 qua
QL 18A
2323378 455654
Nhằm giám sát diễn biến chất lƣợng nƣớc do tiếp nhận nƣớc thải từ các mỏ than và khu vực dân cƣ trƣớc khi đổ ra vịnh Bái Tử Long 4 NM4 Sông Mông Dƣơng tại đập Tràn Mông Dƣơng 2330058 455532 Nhằm đánh giá chất lƣợng nƣớc sử dụng cho mục đích cấp nƣớc công nghiệp, giám sát diễn biến chất lƣợng nƣớc do tiếp nhận nƣớc thải từ các mỏ than và khu vực dân cƣ trƣớc khi đổ ra vịnh Bái Tử Long
Hình 3.1. Sơ đồ phân bổ các điểm quan trắc nước mặt thành phố Cẩm Phả thuộc mạng điểm quan trắc môi trường tỉnh Quảng Ninh
Mạng lƣới quan trắc môi trƣờng nƣớc mặt tại Cẩm Phả có mật độ tƣơng đối ít, mới chỉ đánh giá đƣợc phần nào diễn biến chất lƣợng nƣớc, chƣa đáp ứng đƣợc việc theo dõi tác động của các nguồn ô nhiễm trong khi các nguồn ô nhiễm có xu hƣớng gia tăng do phát triển kinh tế.
3.1.2. Thông số quan trắc và tần suất lấy mẫu
Các thông số quan trắc gồm: 20 thông số, đƣợc Trung tâm Quan trắc Tài nguyên và Môi trƣờng tỉnh Quảng Ninh thực hiện đo nhanh tại hiện trƣờng và phân tích trong phòng thí nghiệm, cụ thể:
* Nhóm thông số vật lý (4 thông số): Tốc độ dòng, Nhiệt độ, pH, TSS.
* Nhóm thông số ô nhiễm hữu cơ và dinh dƣỡng (8 thông số): DO, BOD, COD,
NH4+, NO3-, NO2-, PO43-; Tổng dầu mỡ.
* Nhóm thông số ô nhiễm vô cơ (2 thông số): SO43-, Cl-.
* Nhóm thông số kim loại nặng (5 thông số): Asen, Thủy ngân, Chì, Cadimi, Sắt. * Nhóm thông số vi sinh (01 thông số): Coliform.
Tần suất lấy mẫu: Các mẫu đƣợc lấy định kỳ 4 lần/ năm (vào các tháng 1, 4, 7, 10 hàng năm).
Nhìn chung các điểm quan trắc đã có thông số và tần suất lấy mẫu cơ bản theo quy chuẩn quy định của nhà nƣớc. Tuy nhiên với địa bàn thành phố Cẩm Phả chịu tác động
của đa ngành, đa lĩnh vực, trong đó công nghiệp than ảnh hƣởng rất nghiêm trọng đến nhiều nguồn nƣớc mặt chƣa đƣợc theo dõi đánh giá để phản ánh đầy đủ chất lƣợng nƣớc mặt tại địa phƣơng.
3.1.3. Đánh giá ưu điểm và hạn chế của mạng lưới quan trắc môi trường nước tại thành phố Cẩm Phả
Qua phân tích hiện trạng mạng lƣới quan trắc, diễn biến chất lƣợng nƣớc mặt cho thấy mạng lƣới điểm quan trắc môi trƣờng hiện nay còn thiếu, chƣa phản ánh hết đƣợc chất lƣợng nƣớc mặt tại thành phố Cẩm Phả. Mặt khác với tình hình chất lƣợng nƣớc biến đổi liên tục do ảnh hƣởng từ các nguồn thải tác động, việc quan trắc tại một số vị trí đƣợc lựa chọn duy nhất để đánh giá cho chất lƣợng nƣớc tổng thể là không phù hợp. Có thể chỉ ra một số ƣu điểm và nhƣợc điểm của mạng lƣới quan trắc hiện nay trên địa bàn thành phố Cẩm Phả nhƣ sau:
* Ƣu điểm:
Nhìn chung, công tác quản lý chất lƣợng môi trƣờng tại tỉnh Quảng Ninh cũng nhƣ thành phố Cẩm Phả đƣợc quan tâm chú trọng. Tỉnh và thành phố đã xây dựng và duy trì mạng lƣới quan trắc cho hầu hết các thành phần môi trƣờng cơ bản, trong đó có môi trƣờng nƣớc.
Tại Cẩm Phả, các điểm quan trắc môi trƣờng nƣớc mặt đƣợc phân bổ trên các sông, suối, hồ chính phục vụ mục đích cấp nƣớc hoặc chịu ảnh hƣởng trực tiếp từ các nguồn thải trên địa bàn thành phố Cẩm Phả.
Số liệu thu đƣợc tại các điểm quan trắc đã phần nào phản ánh đƣợc chất lƣợng môi trƣờng tại địa phƣơng trong những năm gần đây.
Tần suất quan trắc lấy mẫu 4 lần/năm đã phần nào đáp ứng đƣợc nhiệm vụ theo dõi và dự báo diễn biến chất lƣợng nƣớc tại địa phƣơng.
Quy trình quan trắc lấy mẫu đƣợc thực hiện theo đúng quy trình của Bộ TN&MT.
* Hạn chế:
Mật độ các điểm quan trắc môi trƣờng còn thƣa, chƣa đủ đáp ứng yêu cầu theo dõi chất lƣợng nƣớc mặt của thành phố Cẩm Phả. Mặt khác các điểm quan trắc phân bố chƣa tính đến yếu tố về phân bổ các nguồn thải nên không đánh giá
Các thông số phân tích theo dõi còn thiếu chƣa đủ so với QCVN 08- MT:2015/BTNMT -Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lƣợng nƣớc mặt, chƣa chú ý đến các thông số quan trắc của các ngành có liên quan.
Mặc dù mật độ các điểm quan trắc và tần suất lấy mẫu ổn định nhƣng do các