Trên quan điểm bền vững, để thực hiện các nội dung nghiên cứu trong luận văn, học viên sử dụng nhóm phƣơng pháp sau:
a) Phương pháp kế thừa
Thu thập, chọn lọc các số liệu thứ cấp tại Sở Tài nguyên và Môi trƣờng Quảng Ninh, UBND thị xã Đông Triều, Trung tâm Quan trắc Tài nguyên và môi trƣờng Quảng Ninh, Công ty Cổ phần gốm Đất Việt, Công ty TNHH xây dựng Thắng Lợi, Nhà máy nhiệt điện Mạo Khê.
Các số liệu thứ cấp cần thu thập là:
- Điều kiện tự nhiên - kinh tế xã hội khu vực nghiên cứu. - Bản đồ hành chính khu vực thị xã Đông Triều.
- Số liệu quan trắc về chất lƣợng nƣớc mặt sông Cầm (năm 2006 – năm 2019). - Thông tin về các cơ sở sản xuất có hoạt động xả thải trên sông Cầm.
- Phƣơng pháp quan sát, ghi chép và chụp ảnh: quan sát bằng mắt thƣờng các đặc điểm về sinh cảnh của địa điểm lấy mẫu. Ghi chép đầy đủ các thông tin về thời gian, đặc điểm thời tiết, địa điểm thu mẫu. Tiến hành chụp ảnh thực địa, ảnh thực địa phải phản ánh đƣợc các nội dung nghiên cứu nhƣ các tính chất đặc biệt của khu vực nghiên cứu. Ảnh đƣợc lƣu giữ và có ghi chép đầy đủ về thời gian, địa điểm chụp.
- Phƣơng pháp lấy mẫu: lấy mẫu nƣớc theo Bộ TCVN 6663-6:2018.
- Phƣơng pháp đo nhanh tại hiện trƣờng: đo nhanh các thông số pH, nhiệt độ.
Bảng 2.2. Thiết bị đo các thông số hiện trƣờng
STT Thông số Thiết bị đo nhanh
1 Nhiệt độ Bút đo pH và nhiệt độ HI-98127 Hanna
2 pH Bút đo pH và nhiệt độ HI-98127 Hanna
- Bảo quản mẫu: mỗi điểm lấy mẫu lấy 3 chai mẫu: 1 chai bảo quản bằng H2SO4, 1 chai bảo quản bằng HNO3 và chai còn lại không bảo quản. Cụ thể:
Bảng 2.3. Phƣơng pháp bảo quản
STT Thông số Dụng cụ đựng
mẫu Bảo quản
Thời gian bảo quản
1 TSS Chai nhựa Lạnh 1-5˚C 48h
2 COD Chai nhựa H2SO4 đậm đặc 1 tháng
3 BOD5 Chai nhựa Lạnh 1-5˚C. Bảo quản tối 24h
4 NH4
+ Chai nhựa H2SO4 đậm đặc 1 tháng
5 NO3
- Chai nhựa Lạnh 1-5˚C 24h
6 PO43- Chai nhựa Lạnh 1-5˚C 1 tháng
7 Coliform Chai nhựa Lạnh 1-5˚C 8h
8 As Chai nhựa HNO3 đậm đặc 1 tháng
11 Pb Chai nhựa HNO3 đậm đặc 3 tháng
10 Fe Chai nhựa HNO3 đậm đặc 1 tháng
c) Phương pháp phân tích trong phòng thí nghiệm: phân tích tính chất hóa lý của mẫu nƣớc, xác định các thông số TSS, COD, BOD5, NH4+,NO3-, PO43-, Coliform, As, Pb, Fe.
Bảng 2.4. Phƣơng pháp phân tích các thông số trong phòng thí nghiệm
STT Thông số Phƣơng pháp phân tích (TCVN/SMEWW)
1 TSS SMEWW 2540D:2012 2 COD SMEWW 5220:2012 3 BOD5 TCVN 6001-1:2008 4 NH4+ TCVN 6179-1:1996 5 NO3- TCVN 6180:1996 6 PO43- TCVN 6202:2008 7 Coliform TCVN 6187-2:1996 8 As SMEWW 3125B:2012 9 Pb SMEWW 3125B:2012 10 Fe SMEWW 3111B:2012 d) Phương pháp xử lý số liệu
- Xử lý số liệu trên phần mềm Microsoft Office Excel.
- Kết quả đƣợc so sánh với QCVN 08-MT:2015/BTNMT – Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lƣợng nƣớc mặt.
e) Phương pháp toán học: phƣơng pháp tính toán đánh giá gián tiếp khả năng tiếp nhận nƣớc thải công nghiệp của sông Cầm qua thông tƣ số 76/2017/TT-BTNMT đƣợc tính theo công thức:
Ltn = (Ltđ – Lnn – Lt) x Fs
Trong đó:
- Ltn: khả năng tiếp nhận nƣớc thải, sức chịu tải đối với từng thông số ô nhiễm, đơn vị kg/ngày;
- Ltđ: tải lƣợng tối đa của thông số chất lƣợng nƣớc mặt đối với đoạn sông, đơn vị kg/ngày;
- Lnn: tải lƣợng của thông số chất lƣợng nƣớc hiện có trong nguồn nƣớc của đoạn sông, đơn vị kg/ngày;
- Lt: tải lƣợng thông số ô nhiễm có trong nguồn nƣớc thải, đơn vị kg/ngày; - Fs: Hệ số an toàn, đƣợc xem xét, lựa chọn Fs = 0,5 (trong khoảng 0,3-0,7). Dƣới đây sẽ tính toán chi tiết các tải lƣợng theo công thức trên:
Công thức xác định:
Ltđ = Cqc x Qs x 86,4
Trong đó:
Cqc: Giá trị giới hạn của thông số chất lƣợng nƣớc mặt theo quy chuẩn kỹ thuật về chất lƣợng nƣớc mặt ứng với mục đích sử dụng nƣớc của đoạn sông (QCVN 08:2015/BTNMT, cột B1 - do nƣớc nguồn tiếp nhận không sử dụng cho mục đích cấp nƣớc sinh hoạt), đơn vị mg/l;
Qs: Lƣu lƣợng dòng chảy của đoạn sông đánh giá trƣớc khi tiếp nhận nƣớc thải, đơn vị m3/s.
Giá trị 86,4 là hệ số chuyển đổi đơn vị thứ nguyên từ (m3/s), (mg/l) sang (kg/ngày).
* Xác định tải lượng của thông số chất lượng nước hiện có trong nguồn nước
Công thức xác định:
Lnn = Cnn x Qs x 86,4
Trong đó:
Cnn:Kết quả phân tích thông số chất lƣợng nƣớc mặt, đơn vị mg/l; Qs: Lƣu lƣợng dòng chảy ở đoạn sông cần đánh giá, đơn vị m3/s;
Giá trị 86,4 là hệ số chuyển đổi đơn vị thứ nguyên từ (m3/s), (mg/l) sang (kg/ngày).
* Xác định tải lượng thông số ô nhiễm có trong nguồn nước thải
Công thức tính toán:
Lt = Ct x Qt x 86,4
Trong đó:
Ct: Kết quả phân tích thông số ô nhiễm có trong nguồn nƣớc thải xả vào đoạn sông đơn vị mg/l;
Qt: Lƣu lƣợng lớn nhất của nguồn nƣớc xả vào đoạn sông, đơn vị m3/s;
Giá trị 86,4 là hệ số chuyển đổi đơn vị thứ nguyên từ (m3/s), (mg/l) sang (kg/ngày).
Đây là nhóm phƣơng pháp phù hợp, đảm bảo cho các kết quả nghiên cứu có độ tin cậy và chính xác cao, là cơ sở khoa học vững chắc để đề xuất các giải pháp khoa học bảo
CHƢƠNG 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 3.1. Đánh giá hiện trạng chất lƣợng nƣớc mặt sông Cầm
Để đánh giá hiện trạng chất lƣợng nƣớc mặt sông Cầm, học viên đã lấy mẫu phân tích tại 6 vị trí với các chỉ tiêu chất lƣợng nƣớc mặt gồm: pH, TSS, COD, BOD5, NH4+, NO3-, PO43-, Coliform, As, Pb, Fe. Kết quả quan trắc chất lƣợng nƣớc mặt sông Cầm đƣợc thể hiện trong bảng 3.1.
Bảng 3.1. Kết quả quan trắc chất lƣợng nƣớc mặt sông Cầm
Vị trí quan trắc Thời điểm quan trắc
Nhiệt độ pH TSS COD BOD5 NH4+ NO3- PO43- Coliform As Pb Fe
o C - mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l MPN/100ml mg/l mg/l mg/l QCVN 08- MT:2015/BTNMT (B1) - 5,5-9 50 30 15 0,9 10 0,3 7500 0,05 0,05 1,5 NM1 T9/2019 22,8 6,12 24,3 17 5,67 0,022 1,031 0,019 70 <0,0003 <0,0007 <0,02 T2/2020 19,3 6,48 23,1 15,9 4,76 0,019 1,004 0,012 40 <0,0003 <0,0007 <0,02 NM2 T9/2019 23,1 6,78 35,7 21,5 8,89 0,187 1,239 0,146 120 0,0021 0,0017 0,3048 T2/2020 19,9 6,38 43,9 18,3 7,11 0,172 1,069 0,122 130 0,0019 0,001 0,2797 NM3 T9/2019 24,4 7,02 59,9 33,6 15 0,742 1,749 0,298 750 0,0034 0,0052 0,432 T2/2020 19,6 7,17 56,6 29,7 12,8 0,679 1,683 0,271 640 0,0026 0,0044 0,419 NM4 T9/2019 24,7 6,99 62,9 28,1 14,5 0,598 1,446 0,263 530 0,0024 0,0057 0,462 T2/2020 20,3 7,13 52,1 23,3 11,1 0,571 1,39 0,251 440 0,0022 0,0049 0,451 NM5 T9/2019 24,1 6,63 64,4 27,7 13,7 0,569 1,523 0,213 430 0,0032 0,004 0,5625 T2/2020 19,2 6,6 52,4 21 12,3 0,511 1,393 0,201 390 0,0027 0,0033 0,4365 NM6 T9/2019 23,5 6,74 88,4 17,8 8,95 0,562 1,217 0,054 950 0,0026 0,0051 0,2655 T2/2020 20,1 7,13 79,5 10,3 8,12 0,463 0,863 0,042 900 0,0017 0,0047 0,1953 Chú thích: NM1: Thƣợng nguồn sông Cầm.
NM2: Sông Cầm, tại điểm tiếp nhận nƣớc thải nhà máy nhiệt điện Mạo Khê.
NM3: Sông Cầm, tại điểm tiếp nhận nƣớc thải bến xuất sản phẩm của công ty gốm Đất Việt. NM4: Sông Cầm, tại điểm tiếp nhận nƣớc thải nhà máy công ty gốm Đất Việt.
NM5: Sông Cầm, tại điểm tiếp nhận nƣớc thải nhà máy công ty Thắng Lợi. NM6: Sông Cầm, tại cầu Cầm (gần điểm nuôi thủy sản của dân địa phƣơng).
Ngoài ra, học viên sử dụng cơ sở dữ liệu môi trƣờng nƣớc mặt sông Cầm năm 2019 trong Báo cáo kết quả quan trắc môi trƣờng hiện trạng tỉnh Quảng Ninh năm 2019 để làm rõ bức tranh toàn cảnh của chất lƣợng nƣớc mặt sông Cầm. Trong đó, vị trí quan trắc nƣớc mặt trên sông Cầm trong Báo cáo kết quả quan trắc môi trƣờng hiện trạng tỉnh Quảng Ninh năm 2019 trùng với vị trí quan trắc NM6 - Sông Cầm, tại cầu Cầm (gần điểm nuôi thủy sản của dân địa phƣơng) của học viên. Kết quả quan trắc chất lƣợng nƣớc mặt sông Cầm 2019 đƣợc thể hiên ở bảng 3.2.
Bảng 3.2. Kết quả quan trắc chất lƣợng nƣớc mặt sông Cầm năm 2019
Năm Thời gian
Nhiệt
độ pH TSS COD BOD5 NO3- NH4+ PO43- Coliform As Pb Fe
o C - mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l MPN/100ml mg/l mg/l mg/l 2019 QI/2019 18,2 6,74 89,5 17,8 6,7 0,863 0,562 0,032 1500 0,0022 0,0057 0,3655 QII/2019 24,3 7,25 88,9 10,3 5,2 1,217 0,639 0,026 2500 <0,0003 0,0062 0,1247 QIII/2019 31,1 6,78 103,7 9,4 4,6 0,243 0,486 0,059 1500 0,0016 0,0009 0,3864 QIV/2019 25,3 6,89 76,2 12,9 5,4 0,127 0,812 0,093 750 0,0023 0,0009 0,5084 QCVN 08-MT:2015/BTNMT (B1) - 5,5-9 50 30 15 10 0,9 0,3 7500 0,05 0,05 1,5
3.1.1. Thông số đo nhanh
a) Nhiệt độ
Nhiệt độ trong nƣớc không đƣợc quy định trong QCVN 08-MT:2015/BTNMT (B1) - Quy chuẩn quốc gia về chất lƣợng môi trƣờng nƣớc mặt và QCVN 08- MT:2015/BTNMT (B1).
Nhiệt độ nƣớc mặt tại sông Cầm qua 2 đợt quan trắc qua các vị trí dao động từ 19,2 – 24,7oC.
Nhiệt độ trung bình nƣớc mặt sông Cầm năm 2019 là 24,7oC, dao động từ 18,2 - 31,1oC.
b) Độ pH
Quy chuẩn quốc gia về chất lƣợng môi trƣờng nƣớc mặt QCVN 08- MT:2015/BTNMT (B1) quy định giá trị pH nằm trong khoảng từ 5,5 đến 9.
Qua bảng 3.1, ta thấy giá trị pH dao động từ 6,12 – 7,17 đều nằm trong GHCP của QCVN 08-MT:2015/BTNMT (B1).
Độ pH dao động từ 6,74-7,25 qua các đợt quan trắc trong năm 2019 đều nằm trong GHCP của QCVN 08-MT:2015/BTNMT (B1)
3.1.2. Tổng chất rắn lơ lửng (TSS)
Tổng chất rắn lơ lửng (TSS) có sự tăng cao rõ rệt tại một số điểm xả của các cơ sở sản xuất vật liệu xây dựng, đƣợc thể hiện trong hình 3.1.
Hình 3.1. Biểu đồ thể hiện hàm lƣợng TSS
Hàm lƣợng TSS tại sông Cầm qua 2 đợt dao động từ 23,1mg/l đến 88,4mg/l, tại các điểm tiếp nhận nƣớc thải tại bến xuất sản phẩm và nhà máy của Công ty CP gốm Đất Việt
và vị trí nƣớc mặt sông cầm tại cầu Cầm (NM6) đều có hàm lƣợng TSS vƣợt GHCP của QCVN 08-MT:2015/BTNMT (B1) - Quy chuẩn quốc gia về chất lƣợng môi trƣờng nƣớc mặt và QCVN 08-MT:2015/BTNMT (B1) quy định giá trị TSS là 50mg/l.
Từ vị trí tiếp nhận nƣớc thải của Công ty CP gốm Đất Việt đến cầu Cầm có các cơ sở sản xuất vật liệu xây dựng bên cạnh sông, nên nƣớc sông bị ảnh hƣởng bởi hoạt động sản xuất và vận chuyển làm cho nƣớc sông có nhiều cặn hơn. Hàm lƣợng TSS trên sông Cầm cao nhất là tại vị trí cầu Cầm (NM6), đợt tháng 9/2019 vƣợt 1,77 lần và đợt tháng 2/2020 vƣợt 1,59 lần GHCP của QCVN 08-MT:2015/BTNMT (B1).
Hàm lƣợng TSS có xu hƣớng tăng dần từ thƣợng nguồn sông Cầm qua các khu vực nhận nguồn nƣớc thải từ các cơ sở sản xuất hai bên bờ sông đến đoạn cầu Cầm.
Hàm lƣợng tổng chất rắn lơ lửng trong năm 2019 tại sông Cầm đƣợc thể hiện qua hình 3.2.
Hình 3.2. Biều đồ hàm lƣợng TSS năm 2019
Hàm lƣợng TSS qua 4 đợt quan trắc trong năm 2019 dao động từ 76,2-103,7mg/l đều vƣợt GHCP của QCVN 08-MT:2015/BTNMT (B1) - Quy chuẩn quốc gia về chất lƣợng môi trƣờng nƣớc mặt và QCVN 08-MT:2015/BTNMT (B1) 1,52-2,07 lần.
Hàm lƣợng TSS của nƣớc mặt sông Cầm cao nhất là vào quý III. Đây là thời gian mƣa nhiều trên địa bàn thị xã và lƣợng tàu bè đi lại nhiều khiến cho hàm lƣợng TSS cao hơn hẳn so với các đợt quan trắc khác trong năm.
3.1.3. Nhu cầu oxi hóa học (COD)
Giá trị COD trong nƣớc mặt đƣợc so sánh với QCVN 08-MT:2015/BTNMT (B1) - Quy chuẩn quốc gia về chất lƣợng môi trƣờng nƣớc mặt và QCVN 08-MT:2015/BTNMT (B1) quy định giá trị COD là 30mg/l.
Nhu cầu oxy hóa học (COD) có sự tăng cao, đặc biệt tại điểm xả của các cơ sở sản xuất vật liệu xây dựng nhƣ hình 3.3.
Hình 3.3. Biểu đồ thể hiện hàm lƣợng COD
Hình 3.2 cho thấy hàm lƣợng COD tại sông Cầm qua 2 đợt và các vị trí quan trắc dao động từ 10,3mg/l – 33,6mg/l, nằm trong GHCP của QCVN 08-MT:2015/BTNMT.
Nhìn chung, hàm lƣợng COD tại vị trí NM3 (điểm tiếp nhận nƣớc thải bến xuất sản phẩm của công ty gốm Đất Việt) là cao nhất (tháng 9/2019 vƣợt GHCP 1,12 lần). Do nơi đây là bến xuất sản phẩm của cơ sở sản xuất vật liệu xây dựng, nƣớc thải khu vực này chủ yếu là nƣớc mƣa chảy tràn chảy xuống mƣơng thoát nƣớc nên sẽ cuốn theo đất đá, đất sét,.. cùng với lƣợng tàu bè tập trung ở nơi đây cao hơn những vị trí khác, chịu ảnh hƣởng lớn của hoạt động giao thông đƣờng thủy tại đây.
Nhu cầu oxi hóa học (COD) tại sông Cầm trong năm 2019 đƣợc thể hiện ở hình 3.4.
Hinh 3.4. Biều đồ hàm lƣợng COD năm 2019
Hàm lƣợng COD trong năm 2019 tại sông Cầm dao động từ 9,4-17,8mg/l. Hàm lƣợng COD dù nằm trong GHCP của QCVN 08-MT:2015/BTNMT (B1) nhƣng vào quý I và quý IV trong năm vẫn cao hơn 2 quý còn lại là do đây là thời gian đánh bắt hải sản trong năm, các hoạt động đánh bắt hải sản diễn ra mạnh mẽ trong thời gian này đã làm thay đổi chất lƣợng nƣớc mặt sông Cầm đối với thông số COD.
3.1.4. Nhu cầu oxi sinh hóa (BOD5)
Quy chuẩn quốc gia về chất lƣợng môi trƣờng nƣớc mặt QCVN 08- MT:2015/BTNMT (B1) quy định hàm lƣợng BOD5 là 15mg/l.
Hàm lƣợng BOD5 quan trắc qua 2 đợt đều nằm trong GHCP của QCVN 08- MT:2015/BTNMT (B1).
Hàm lƣợng BOD5 tại các vị trí tiếp nhận nƣớc thải của các cơ sở sản xuất vật liệu xây dựng (NM3, NM4 và NM5) cao hơn các vị trí ở thƣợng nguồn (NM1), điểm tiếp nhận nƣớc thải của nhà máy nhiệt điện Mạo Khê (NM2) và cầu Cầm (NM6) do 3 vị trí trên gần với các cơ sở sản xuất vật liệu xây dựng nên chịu ảnh lƣởng của hoạt động sản xuất và vận chuyển vật liệu xây dựng tại đây.
Nhu cầu oxi sinh hóa (BOD5) tại sông Cầm trong năm 2019 đƣợc thể hiện ở hình 3.5.
Hình 3.5. Biều đồ hàm lƣợng BOD5 năm 2019
Hàm lƣợng BOD5 trong năm 2019 tại sông Cầm dao động từ 4,6-6,7mg/l. Qua các đợt quan trắc đều nằm trong GHCP của QCVN 08-MT:2015/BTNMT (B1).
Dù hàm lƣợng BOD5 tại khu vực cầu Cầm trên sông Cầm khá ổn định nhƣng hàm lƣợng BOD5 giữa năm 2019 (quý II và quý III) thấp hơn khoảng thời gian đầu năm (quý I) và cuối năm (quý IV) do vào giữa năm tại khu vực cầu Cầm không diễn ra hoạt động đánh bắt hải sản của dân địa phƣơng.
3.1.5. Các hợp chất của Nito
Các hợp chất của Nitơ trong nƣớc gồm: Amoni (NH4+), Nitrat (NO3-).
Quy chuẩn quốc gia về chất lƣợng môi trƣờng nƣớc mặt và QCVN 08- MT:2015/BTNMT (B1) quy định hàm lƣợng Amoni là 0,9mg/l.
Quy chuẩn quốc gia về chất lƣợng môi trƣờng nƣớc mặt và QCVN 08- MT:2015/BTNMT (B1) quy định hàm lƣợng Nitrat là 10mg/l.
Hàm lƣợng Amoni tại sông Cầm dao động từ 0,019mg/l đến 0,742mg/l. Hàm lƣợng Amoni tại các vị trí quan trắc đều nằm trong GHCP của QCVN 08- MT:2015/BTNMT (B1).
Hàm lƣợng Nitrat tại sông Cầm dao động từ 1,004mg/l đến 1,749mg/l. Tuy hàm lƣợng Nitrat tại các vị trí tiếp nhận nƣớc thải từ các cơ sở sản xuất vật liệu xây dựng (NM3, NM4 và NM5) cao hơn so với các vị trí khác nhƣng vẫn nằm trong GHCP của
Hàm lƣợng Amoni qua 4 đợt quan trắc trong năm 2019 tại sông Cầm dao động từ