B. PHẦN NỘI DUNG
2.5.1.Tính giá trị WQI
- Đề tài này tôi sử dụng phƣơng pháp tính chỉ số WQI của Tổng cục Môi trƣờng. - Phƣơng pháp tính chỉ số chất lƣợng nƣớc (WQI).
* 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:
(công thức 1)
Trong đó:
BPi: Nồng độ giới hạn dƣới của giá trị thông số quan trắc đƣợc quy định trong bảng 2.2 tƣơng ứng với mức i
BPi+1: Nồng độ giới hạn trên của giá trị thông số quan trắc đƣợc quy định trong bảng 2.2 tƣơng ứng với mức i+1
34
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+1 cho trong bảng tƣơng ứng với giá trị BPi+1 Cp: Giá trị của thông số quan trắc đƣợc đƣa vào tính toán.
Bảng2.3. 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: Trƣờng hợp giá trị Cp của thông số trùng với giá trị BPi đã cho trong bảng, thì xác định đƣợc WQI của thông số chính bằng giá trị qi tƣơng ứng.
* Tính giá trị WQI đối với thông số DO (WQIDO): tính toán thông qua giá trị DO % bão hòa.
Bƣớc 1: Tính toán giá trị DO % bão hòa: - Tính giá trị DO bão hòa:
T: nhiệt độ môi trƣờng nƣớc tại thời điểm quan trắc (đơn vị: 0C).
- Tính giá trị DO % bão hòa:
DO%bão hòa= DOhòa tan / DObão hòa*100
DOhòa tan: Giá trị DO quan trắc đƣợc (đơn vị: mg/l)
Bƣớc 2: Tính giá trị WQIDO:
(công thức 2)
35
Cp: giá trị DO % bão hòa
BPi, BPi+1, qi, qi+1 là các giá trị tƣơng ứng với mức i, i+1 trong bảng 2.3.
Bảng 2.3. 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 1 25 50 75 100 100 75 50 25 1
Nếu giá trị DO% bão hòa ≤ 20 thì WQIDO bằng 1.
Nếu 20< giá trị DO% bão hòa< 88 thì WQIDO đƣợc tính theo công thức 2 và sử dụng bảng 2.3.
Nếu 88≤ giá trị DO% bão hòa≤ 112 thì WQIDO bằng 100. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Nếu 112< giá trị DO% bão hòa< 200 thì WQIDO đƣợc tính theo công thức 1 và sử dụng bảng 2.3.
Nếu giá trị DO% bão hòa ≥200 thì WQIDO bằng 1. * Tính giá trị WQI đối với thông số pH
Bảng 2.4. 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 1 50 100 100 50 1
Nếu giá trị pH≤5.5 thì WQIpH bằng 1.
Nếu 5,5< giá trị pH<6 thì WQIpH đƣợc tính theo công thức 2 và sử dụng bảng 2.4. Nếu 6≤ giá trị pH≤8,5 thì WQIpH bằng 100.
Nếu 8.5< giá trị pH< 9 thì WQIpH đƣợc tính theo công thức 1 và sử dụng bảng 2.4. Nếu giá trị pH≥9 thì WQIpH bằng 1.
b. 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:
WQIa: Giá trị WQI đã tính toán đối với 05 thông số: DO, BOD5, COD, N-NH4, P-PO4 WQIb: Giá trị WQI đã tính toán đối với 02 thông số: TSS, độ đục
36
WQIpH: Giá trị WQI đã tính toán đối với thông số pH.
Ghi chú: Giá trị WQI sau khi tính toán sẽ đƣợc làm tròn thành số nguyên.
* So sánh chỉ số chất lƣợng nƣớc đã đƣợc tính toán với bảng đánh giá
Sau khi tính toán đƣợc 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 2.5. Phân loại chất lượng nước theo chỉ số chất lượng nước WQI
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 cho mục đích cấp nƣớc sinh hoạt
nhƣng cần các biện pháp xử lý phù hợp 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
2.5.1. Tính giá trị WQI (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Áp dụng phƣơng pháp vào tính chỉ số chất lƣợng nƣớc (WQI).
Bảng 2.6. Các thông số của chỉ số chất lượng nước 2 khu vực qua các năm (2010- 2013) Năm Chỉ tiêu 2010 2011 2012 2013 M1 M2 M1 M2 M1 M2 M1 M2 pH 7,3 7,5 7,5 7,4 6,9 7,4 7,5 7,4 TSS( mg/l) 342 113,6 75,6 56,2 39 69 138 19 P- PO4- ( mg/l) 0,17 0,13 0,08 0,08 0,05 0,04 0,05 0,03 COD ( mg/l) 8,2 6,9 6,1 7,5 2,6 3,5 5,5 2,8 Độ đục 160 127 190 203 127 267 185 25 Amoni ( mg/l) 0,5 0,5 0,5 0,15 0,3 0,2 0,06 0,08 BOD5 ( mg/l) 5,4 3,6 3,3 3,9 1,5 1,8 2,8 1,4 DO ( mg/l) 6,0 5,6 6,1 6,3 6,3 5,9 6,5 6,0 Nhiệt độ (0 C ) 27 27 25 28 24 27 27 26
37
Coliform (MPN/
100ml)
522 475 774 1382 916 2215 1130 2294
Nguồn : Sở tài nguyên và môi trƣờng tỉnh Quảng Nam
Ghi chú: M1 là trạm quan trắc gần thị trấn Ái Nghĩa M2 là trạm quan trắc gần cầu Nông Sơn
Tính chỉ số BOD5 của khu vực M1: gần thị trấn Ái Nghĩa (năm 2010).
Ta có chỉ số BOD5 của khu vực M1 là 5,4 (mg/l). So sánh với bảng 2.1 thì BOD5
của khu vực M1 thuộc khoảng 4 đến 6. Vì vậy để tính BOD5 của khu vực M1 ta
áp dụng công thức 1 với qi = 100, qi+1 = 75, BPi = 4, BPi+1 = 6 , Cp = 5,4 WQI BOD5 = (100-75)/ (6-4)x (6-5,4)+75 = 82,5
Tính chỉ số DO của khu vực M1 : gần thị trấn Ái Nghĩa (năm 2010).
+ Bƣớc 1: Tính toán giá trị DO % bão hòa:
Ta có nhiệt độ môi trƣờng nƣớc tại thời điểm quan trắc là 270
C, DO hòa tan là 6mg/l.
Tính giá trị DO bão hòa:
T: nhiệt độ môi trƣờng nƣớc tại thời điểm quan trắc (đơn vị: 0C).
DObaohao = 14,625 – 0,41022*27 + 0,0079910* 272 – 0,000077774 * 273 = 7,84367 Tính giá trị DO % bão hòa:
DO%bão hòa= DOhòa tan / DObão hòa*100
DOhòa tan: Giá trị DO quan trắc đƣợc (đơn vị: mg/l)
DO % bão hòa = 6/ 7,84367*100 = 76,5 % + Bƣớc 2: Tính giá trị WQIDO:
(công thức 2)
Trong đó:
Cp: giá trị DO % bão hòa
BPi, BPi+1, qi, qi+1 là các giá trị tƣơng ứng với mức i, i+1 trong bảng 2.2. +Nếu giá trị DO% bão hòa ≤ 20 thì WQIDO bằng 1.
+Nếu 20< giá trị DO% bão hòa< 88 thì WQIDO đƣợc tính theo công thức 2 và sử dụng bảng 2.2.
38
+Nếu 112< giá trị 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 bằng 1. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Ta có DO % bão hòa = 76,5% nên nằm trong khoảng Nếu 20< giá trị DO% bão hòa< 88 thì WQIDO đƣợc tính theo công thức 2 và sử dụng bảng 2.2.
WQIDO = (100- 75)/(88-75)* (76,5-75)+ 75= 77,9 * Tính giá trị WQI đối với thông số pH
Ta có pH tại thời điểm quan trắc có giá trị là 7,3 +Nếu giá trị pH≤5.5 thì WQIpH bằng 1.
+Nếu 5,5< giá trị pH<6 thì WQIpH đƣợc tính theo công thức 2 và sử dụng bảng 2.3.
+Nếu 6≤ giá trị pH≤8,5 thì WQIpH bằng 100.
+Nếu 8.5< giá trị pH< 9 thì WQIpH đƣợc tính theo công thức 1 và sử dụng bảng 2.3.
+Nếu giá trị pH≥9 thì WQIpH bằng 1.
Theo công thức trên thì pH tại thời điểm quan trắc là 7,3 nên nằm trong 6≤ giá trị pH≤8,5 thì WQIpH bằng 100.
Tƣơng tự tính các thông số còn lại của 2 khu vực các năm còn lại theo các bƣớc trên.
Từ cách tính trên ta tính đƣợc giá trị WQI của các chỉ số của 2 khu vực qua các năm.
Bảng 2.7. Các thông số của chỉ số chất lượng nước 2 khu vực qua các năm (2010- 2013) đã được xử lí Năm Chỉ tiêu 2010 2011 2012 2013 M1 M2 M1 M2 M1 M2 M1 M2 pH 100 100 100 100 100 100 100 100 TSS( mg/l) 100 100 37,2 46,9 63,8 40,5 100 100 P- PO4- ( mg/l) 75,1 92,5 100 87,7 100 100 100 100 COD ( mg/l) 100 100 100 100 100 100 100 100 Độ đục 100 100 100 100 100 100 100 62,5 Amoni ( mg/l) 156,3 51,7 50 87,5 66,7 75 100 100 DO ( mg/l) 77,9 78,6 74,6 100 76,2 75,4 94,7 75,4 Coliform (MPN/ 100ml) 100 100 100 100 100 100 100 100 Tính chỉ số chất lƣợng nƣớc theo công thức
39
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:
WQIa: Giá trị WQI đã tính toán đối với 05 thông số: DO, BOD5, COD, N-NH4, P- PO4
WQIb: Giá trị WQI đã tính toán đối với 02 thông số: TSS, độ đục WQIc: Giá trị WQI đã tính toán đối với thông số Tổng Coliform WQIpH: Giá trị WQI đã tính toán đối với thông số pH.
Ghi chú: Giá trị WQI sau khi tính toán sẽ đƣợc làm tròn thành số nguyên.
Bảng 2.8. Chỉ số WQI qua các năm 2010 đến 2013
Chỉ số WQI Năm
Trạm thị trấn Ái Nghĩa (M1) Trạm cầu Nông Sơn (M2)
2010 99 95
2011 84 89
2012 90 86
2013 100 92
2.5.2. Đánh giá chất lượng nước theo các chỉ số chất lượng nước WQI và theo giá trị WQI
a. So sánh các chỉ số chất lƣợng nƣớc WQI giữa mùa khô và mùa mƣa
Hiện nay, tình trạng ô nhiễm nƣớc trên các dòng sông đang ngày càng tăng cao, các hợp chất nhƣ phosphate (P- PO4-), chất rắn lơ lửng (TSS) cũng nhƣ các chất chì (Pb), Asen (As) thƣờng xuất hiện nhiều trong nguồn nƣớc, gây ảnh hƣởng xấu đến con ngƣời nói riêng và động thực vật nói chung. Sự gia tăng ô nhiễm trên các dòng sông đã gây ảnh hƣởng đến đời sống của ngƣời dân cũng nhƣ các họat động sản xuất nông nghiệp, nuôi trồng thủy sản…
Qua phân tích các chỉ số chất lƣợng nƣớc, ta thấy: chất lƣợng nƣớc vào mùa mƣa bị biến đổi đáng kể so với mùa khô do đây là thời điểm hay xảy ra mƣa lũ, kéo theo nhiều tạp chất, dòng chảy bị xáo trộn.
40 (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Do vậy, đề tài tiến hành phân tích chỉ tiêu lý hóa của 2 trạm trên sông Vu Gia qua 4 năm 2010 đến năm 2013. Cụ thể nhƣ sau:
- Chất lƣợng nƣớc sông Vu Gia vào mùa mƣa
Bảng 2.9. Chất lượng nước sông thông qua các chỉ tiêu lý hóa tại 2 trạm qua 4 năm (mùa mưa) Năm Chỉ tiêu 2010 2011 2012 2013 M1 M2 M1 M2 M1 M2 M1 M2 pH 7,3 7,6 7,4 7 6,8 7,3 7,4 7,2 TSS( mg/l) 482,9 49,3 76,5 55,5 19 62,3 81,6 16,7 P- PO4- ( mg/l) 0,06 0,08 0,05 0,07 0,05 0,06 0,06 0,03 COD ( mg/l) 10,3 8,3 5,7 6,3 2,6 2,8 3,5 2,3 Amoni ( mg/l) 1,06 0,75 0,23 0,06 0,03 0,02 0,03 0,14 DO ( mg/l) 6,1 5,2 6,0 5,9 6,0 6,1 6,8 6,2 Coliform (MPN/ 100ml) 530 300 910 1107 1320 2155 1420 2400
Ghi chú: M1 là trạm quan trắc gần thị trấn Ái Nghĩa M2 là trạm quan trắc gần cầu Nông Sơn
Qua bảng 2.9 thì ta thấy nhìn chung chất lƣợng nƣớc sông ở đây có xu hƣớng bị ô nhiễm nhẹ nhƣng vẫn trong giới hạn cho phép và chƣa thấy xuất hiện ô nhiễm kim loại nặng.
Độ pH trung bình tai khu vực nghiên cứu dao động từ 6,8 đến 7,6 trong đó thấp nhất là năm 2012 tại khu vực M1 với độ pH trung bình là 6,8 và cao nhất là năm 2010 tại khu vực M2 với độ pH trung bình là 7,6. So với QCVN 08:2008/ BTNMT về chất lƣợng nƣớc mặt quy định giới hạn cho phép của pH dành cho mục đích nuôi trồng, bảo tồn thủy sản là 6-8,5 và mục đích cấp nƣớc tƣới tiêu là 5,5-9. Nhƣ vậy, hàm lƣợng pH ở trong khu vực nghiên cứu đều nằm trong giới hạn cho phép.
Đối với các chỉ tiêu về COD, TSS, P-PO4-, coliform, Amoni, DO khi so sánh với QCVN 08:2008/BTNMT cho thấy hàm lƣợng các chất trên đều trong giới hạn cho phép. Riêng hàm lƣợng TSS, Amoni trong năm 2010 tại khu vực M1 vƣợt ngƣỡng cho phép, cụ thể nhƣ sau:
41
Biểu đồ 2.1. Hàm lượng TSS tại các khu vực qua các năm (mùa mưa)
Qua bảng 2.9 và biểu đồ 2.1 thì hàm lƣợng TSS trung bình tại các khu vực nghiên cứu dao động từ 16- 81,6 mg/l, riêng năm 2010 tại khu vực M1 có sự khác biệt lớn về hàm lƣợng TSS và đạt giá trị 482,9 mg/l cao nhất trong tất cả các năm.
So sánh với QCVN 08:2008 / BTNMT, quy định giới hạn cho phép của TSS trong nƣớc mặt dành cho mục đích tƣới tiêu và giao thông thủy là 50mg/l thì mức trung bình của 2 khu vực qua các năm đều vƣợt so với quy chuẩn cho phép. Cụ thể: khu vực M1 của năm 2010 vƣợt xa quy chuẩn cho phép hơn 9 lần, khu vực M1 của năm 2011 vƣợt xa quy
Năm QCVN 08 : 2008 BTNMT Hạng B1: 50 mg/l 49,3 76,5 55,5 19 62,3 81,6 16 ,7 Mg/l 482,9
42
chuẩn cho phép là 1,5 lần, khu vực M2 của năm 2011 vƣợt 1,1 lần, khu vực M2 của năm 2012 vƣợt 1,2 lần, khu vực M1 của năm 2013 vƣợt 1,6 lần. Riêng khu vực M1 của năm 2012 và khu vực M2 của năm 2013 không vƣợt quy chuẩn 20mg/l và đƣợc sử dụng cho mục đích cấp nƣớc sinh hoạt và các mục đích khác.
Vậy qua 4 năm ở 2 khu vực đều bị ô nhiễm TSS. Riêng năm 2010 ở khu vực M1 bị ô nhiễm nặng nhất
Biểu đồ 2.2. Hàm lượng COD tại các khu vực qua các năm (mùa mưa)
Theo kết quả bảng 2.9 và biểu đồ 2.2 thì hàm lƣợng COD trung bình tại các khu vực nghiên cứu dao động từ 2,3-10,3 mg/l, trong đó cao nhất là khu vực M1(năm 2010) với hàm lƣợng COD trung bình là 10,3m/l, thấp nhất là khu vực M2 (năm 2013) 2,3 mg/l. Hàm lƣợng COD thay đổi qua các năm và có xu hƣớng giảm.
So sánh với QCVN 08:2008/BTNMT, quy định giới hạn cho phép của COD trong nƣớc mặt dành cho mục đích cấp nƣớc sinh hoạt, bảo tồn thủy sinh và tƣới tiêu là 10mg/l thì khu vực M1 (năm 2010) vƣợt qua giới hạn 0,3mg/l, còn khu vực M2 (năm 2010) và tất cả các khu vực qua các năm 2011-2013 đều thấp hơn quy chuẩn
Nhƣ vậy, nhìn chung hàm lƣợng COD của 2 khu vực nghiên cứu qua các năm chƣa vƣợt qua giới hạn cho phép.
QCVN 08:2008/BTNMT Hạng A1 : 10mg/l 10,3 8,3 5,7 6,3 2,6 2,8 3,5 2,3 Năm
43
Biểu đồ 2.3. Hàm lượng Amoni tại các khu vực qua các năm (mùa mưa)
Theo kết quả bảng 2.9 và biểu đồ 2.3 thì hàm lƣợng Amoni trung bình tại các khu vực nghiên cứu dao động từ 1,06-0,02 mg/l, trong đó cao nhất là khu vực M1 (năm 2010) với hàm lƣợng Amoni là 1,06m/l, thấp nhất là khu vực M2 (năm 2012) là 0,02mg/l. Hàm lƣợng amoni thay đổi qua các năm và có xu hƣớng giảm.
So sánh với QCVN 08:2008/ BTNMT, quy định giới hạn cho phép của Amoni trong nƣớc mặt cho mục đích cấp nƣớc, bảo tồn thủy sinh, tƣới tiêu là 0,2mg/l thì 2 khu vực của năm 2010 và khu vực M1 (năm 2011) vƣợt quy chuẩn. Cụ thể : khu vực M1 (năm
Mg/l Năm QCVN 08:2008/BTNMT Hạng A2: 0,2mg/l 1,06 0,75 0,23 0,06 0,03 0,02 0,03 0,14 Mg/l
44
2010) vƣợt quy chuẩn 5,3 lần, khu vực M2 (năm 2010) vƣợt 3,7 lần, khu vực M1(năm 2011) vƣợt 1,1 lần, 2 khu vực của các năm còn lại dƣới quy chuẩn.
Biểu đồ 2.4. Hàm lượng P-PO4- tại các khu vực qua các năm (mùa mưa)
Theo kết quả bảng 2.9 và biểu đồ 2.4 thì hàm lƣợng P-PO4- trung bình tại các khu vực nghiên cứu dao động từ 0,03-0,08mg/l, trong đó cao nhất là khu vực M2 (năm 2010) với hàm lƣợng P-PO4- trung bình là 0,08mg/l, thấp nhất là khu vực M2 (năm 2013) là 0,03mg/l. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
So sánh với QCVN 08:2008/BTNMT, quy định giới hạn cho phép của P-PO4- trong nƣớc mặt dành cho nục đích cấp nƣớc sinh hoạt, tƣới tiêu và bảo tồn thủy sinh là 0,1 mg/l