1.4.2 .Trữ lượng nước mặt
2.3. Phƣơng pháp nghiên cứu
2.3.1. Phương pháp Thu thập và tổng hợp tài liệu
Nguồn tài liệu, số liệu sử dụng trong luận văn đƣợc thu thập từ Bộ Báo cáo hiện trạng môi trƣờng tỉnh Nghệ An năm 2004-2009 và Báo cáo Quan trắc thƣờng kỳ của tỉnh Nghệ An trong giai đoạn 2010 - 2012 của Trung tâm Quan trắc và kỹ thuật mơi trƣờng Nghệ An.
Ngồi ra cịn có các số liệu từ nguồn Niên giám thống kê tỉnh Nghệ An năm 2009, Niên giám thống kê Việt Nam năm 2011 và các đề tài dự án trong lĩnh vực bảo vệ môi trƣờng Tỉnh nhà.
Các số liệu sử dụng trong luận văn đã đƣợc công bố bằng văn bản, có giá trị pháp lý. Các số liệu này sẽ đƣợc tổng kết dƣới dạng bảng biểu, phục vụ cho nghiên cứu.
2.3.2. Phương pháp điều tra, khảo sát thực địa
Mục đích của phƣơng pháp khảo sát thực địa là kiểm tra những tài liệu và thơng tin thu thập đƣợc. Bên cạnh đó, việc khảo sát thực địa giúp thu thập số liệu, tài liệu về các nguồn gây ô nhiễm môi trƣờng nƣớc, đánh giá mức độ ô nhiễm nguồn nƣớc mặt một cách trực quan, hỗ trợ cho quá trình nghiên cứu, lý giải nguyên nhân vấn đề.
2.3.3. Phương pháp lấy mẫu và bảo quản
- Phƣơng pháp lấy mẫu: Mẫu nƣớc đƣợc lấy đựng vào các chai nhựa loại 1500/500ml, mẫu sau khi lấy tùy theo yêu cầu phân tích của từng thông số mà đƣợc bảo quản bằng các loại hóa chất hoặc điều kiện khác nhau theo quy định. Phƣơng pháp lấy mẫu áp dụng theo hƣớng dẫn tại TCVN 6663-6:2008 (ISO 5667-6:2005).
- Phƣơng pháp bảo quản mẫu:
Bảng 6: Phƣơng pháp bảo quản mẫu[9]
TT Thơng số Thể tích (ml)
Điều kiện/hóa chất
bảo quản mẫu Thời hạn
Nước mặt: 23 thông sô/mẫu (Bảo quản 21 t.số; pH, DO:đo nhanh tại hiện trường)
1 Các thông số chung:
BOD5, F, NO2, NO3- 1000 Lạnh - BOD5, Cr, NO2, NO3-: 01 ngày
, SS, Cr(VI), Coliform. - F: 30 ngày, - SS: 02ngày, coliform: 8h. 2 COD, dầu mỡ, NH4+ 500 Lạnh, H2SO4 (pH 1-2) COD, dầu mỡ: 30 ngày. NH4+ : 21ngày 3 Ni, Cu, Cd, Zn, Hg,
Mn, Fe, Pb, As, Sn 500 HNO3 (pH 1-2) 01 tháng 4 CN- 500 Lạnh+tối, NaOH
(pH >12) 7 ngày
Mẫu đƣợc lấy theo hƣớng dẫn tại TCVN 6663-6:2008 (ISO 5667-6:2005). Mẫu nƣớc sông trên địa bàn tỉnh Nghệ An đƣợc lấy theo các tuyến nhƣ sau: Tuyến sông Lam – sông Hiếu (dọc theo QL 7 và QL 48) (18 mẫu) , tuyến đồng bằng ven biển Quỳnh Lƣu – Diễn Châu – Nghi Lộc – Cửa Lò (06 mẫu), tại các Cụm CN, KCN 07 (mẫu) và các điểm khác tại thành phố Vinh (12 mẫu)
(Bản đồ mạng lưới quan trắc nước mặt tỉnh Nghệ An – Xem Phụ lục)
2.3.4. Phương pháp phân tích các thơng số ơ nhiễm
Bảng 7: Phƣơng pháp phân tích
STT Tên thơng số Phƣơng pháp
1 pH TCVN 6492:2011
2 DO TCVN 7325:2004
3 TSS TCVN 6625:2000
4 COD Hach method 8000
5 BOD5 TCVN 6001-2:2008
6 Amoni (NH4+) (Tính theo N) TCVN 6179-1:1996
7 Florua (F-) Hach Method 8029
8 Nitrit (NO2-) (Tính theo N) TCVN 6178:1996 9 Nitrat (NO3-) (Tính theo N) TCVN 7323-1:2004
10 Xianua (CN-) Hach method 8027
11 Asen (As) SMEWW 3125-2005
12 Cadimi (Cd) SMEWW 3125-2005
13 Chì (Pb) SMEWW 3125-2005
14 Crom VI (Cr6+) Hach Method 8023
15 Đồng (Cu) Hach Method 8506
16 Kẽm (Zn) Hach Method 8009
17 Niken (Ni) SMEWW 3125-2005
19 Mangan (Mn) TCVN 6002:1995
20 Thủy ngân (Hg) SMEWW 3125-2005
21 Tổng dầu mỡ SMEWW 5520F-2005
22 Thiếc (Sn) SMEWW 3125-2005
23 Coliform TCVN 6187-1:2009
2.3.5. Phương pháp đánh giá chất lượng nước
Để xây dựng nên bức tranh đầy đủ về hiện trạng chất lƣợng môi trƣờng nƣớc mặt tỉnh Nghệ An năm 2012 và xu thế biến đổi chất lƣợng nƣớc mặt tỉnh Nghệ An giai đoạn 2010 – 2012 luận văn sử dụng hai phƣơng pháp đánh giá: phƣơng pháp đánh giá theo chỉ tiêu riêng lẻ và phƣơng pháp đánh giá theo chỉ tiêu tổng hợp.
2.3.5.1. Đánh giá theo chỉ tiêu riêng lẻ
Sử dụng kết quả phân tích các chỉ tiêu để đánh giá chất lƣợng nƣớc trên các sông và hồ của tỉnh Nghệ An. Các chỉ tiêu đƣợc đánh giá bao gồm: pH, SS, DO, BOD5, COD, NO3-, NO2-, Fe, Cu, Mn, Zn, F-, CN-, Cr6+, Coliform, Cd, Hg, As, Pb. Đánh giá các chỉ tiêu trên theo Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lƣợng nƣớc mặt – QCVN 08:2008/BTNMT. Mức độ ô nhiễm của nƣớc phụ thuộc vào giá trị của các chỉ tiêu đánh giá và mức độ đáp ứng của chỉ tiêu đó với các yêu cầu của Quy chuẩn cho từng mục đích sử dụng.
2.3.5.2. Đánh giá theo chỉ tiêu tổng hợp (WQI)
Chỉ tiêu tổng hợp có thể dùng để đánh giá chất lƣợng nƣớc trên thế giới cũng nhƣ ở Việt Nam. Đó có thể là các chỉ số chất lƣợng nƣớc WQI (Water Quality Index), hệ số rủi ro RQ (Risk Quotient), chỉ số CWI (Canada Water Quality Index) …Phƣơng pháp đánh giá chất lƣợng môi trƣờng nƣớc theo chỉ tiêu tổng hợp có nhiều ƣu điểm nổi bật nhƣ so sánh đƣợc chất lƣợng môi trƣờng giữa các điểm khác nhau và tại các thời điểm khác nhau; lập đƣợc các biểu đồ, đồ thị biểu diễn sự biến đổi của các chỉ tiêu chất lƣợng môi trƣờng nƣớc mặt theo thời gian, thuận lợi trong việc xây dựng mơ hình tính tốn, dự báo chất lƣợng môi trƣờng tổng hợp.
Tại Việt Nam, phƣơng pháp đánh giá chất lƣợng môi trƣờng nƣớc mặt theo chỉ tiêu tổng hợp[4] (áp dụng cho 9 thông số : pH, DO, TSS, Độ đục, BOD5, COD, NH4+, PO42-, Coliforms) đã đƣợc Tổng cục Môi trƣờng ban hành và hƣớng dẫn thực
hiện từ năm 2011. Phƣơng pháp này có ƣu điểm nhƣ đánh giá chất lƣợng nƣớc mặt lục địa một cách tổng quát; có thể đƣợc sử dụng nhƣ một nguồn dữ liệu để phân vùng chất lƣợng nƣớc; cung cấp thông tin về môi trƣờng cho cộng đồng một cách đơn giản, dễ hiểu, trực quan; nâng cao nhận thức về môi trƣờng.
Từ kết quả phân tích chất lƣợng nƣớc mặt trên địa bàn tỉnh Nghệ An, chỉ số WQI đƣợc tính tốn theo 07 thông số bao gồm pH, DO, TSS, BOD5, COD, NH4+, Coliforms. Trên cơ sở số liệu thu thập, chỉ số WQI của tỉnh Nghệ An đã đƣợc tính tốn nhƣ sau:
- Bước 1: Tính tốn WQI thơng số
WQI thơng số (WQISI) đƣợc tính tốn cho các thơng số BOD5, COD, N-NH4, TSS, Tổng Coliform theo công thức nhƣ sau:
1 1 1 1 i p i i i i i SI BP C q BP BP q q WQI Trong đó:
BPi: Nồng độ giới hạn dƣới của giá trị thông số quan trắc đƣợc quy định trong bảng 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 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+1 cho trong bảng tƣơng ứng với giá trị BPi+1
Cp: Giá trị của thông số quan trắc đƣợc đƣa vào tính tốn.
Bảng 8: 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) TSS (mg/l) Coliform (MPN/100ml) 1 100 ≤4 ≤10 ≤0.1 ≤20 ≤2500 2 75 6 15 0.2 30 5000 3 50 15 30 0.5 50 7500 4 25 25 50 1 100 10.000 5 1 ≥50 ≥80 ≥5 >100 >10.000 (công thức 1)
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 thơng số chính bằng giá trị qi tương ứng.
Tính WQI đối với thơng số DO (WQIDO): tính tốn thơng qua giá trị DO % bão hịa.
Tính tốn giá trị DO bão hòa:
3 2 000077774 . 0 0079910 . 0 41022 . 0 652 . 14 T T T DObaohoa
T: nhiệt độ môi trường nước tại thời điểm quan trắc (đơn vị: 0
C).
Tính giá trị DO % bão hịa:
DO%bão hòa= DOhòa tan / DObão hòa*100
DOhòa tan: Giá trị DO quan trắc được (đơn vị: mg/l)
Tính giá trị WQIDO: p i i i i i i SI C BP q BP BP q q WQI 1 1 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.
Bảng 9: 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 hịa ≤ 20 thì WQIDO bằng 1.
Nếu 20< giá trị DO% bão hịa< 88 thì WQIDO đƣợc tính theo cơng thức 2 và sử dụng Bảng 2.
Nếu 88≤ giá trị DO% bão hòa≤ 112 thì WQIDO bằng 100.
Nếu 112< giá trị DO% bão hịa< 200 thì WQIDO đƣợc tính theo cơng thức 1 và sử dụng Bảng 2.
Nếu giá trị DO% bão hịa ≥200 thì WQIDO bằng 1.
Tính giá trị WQI đối với thông số pH
Bảng 10: 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 cơng thức 2 và sử dụng bảng 3. Nếu 6≤ giá trị pH≤8,5 thì WQIpH bằng 100.
Nếu 8.5< giá trị pH< 9 thì WQIpH đƣợc tính theo cơng thức 1 và sử dụng bảng 3. Nếu giá trị pH≥9 thì WQIpH bằng 1.
- Bước 2. Tính tốn WQI
Sau khi tính tốn WQI đối với từng thơng số nêu trên, việc tính tốn WQI đƣợc áp dụng theo cơng thức sau:
Trong đó:
WQIa: Giá trị WQI đã tính tốn đối với 04 thông số: DO, BOD5, COD, N-NH4 WQIb: Giá trị WQI đã tính tốn đối với thơng số TSS
WQIc: Giá trị WQI đã tính tốn đối với thơng số Tổng Coliform WQIpH: Giá trị WQI đã tính tốn đối với thơng số pH.
Ghi chú: Giá trị WQI sau khi tính tốn sẽ đƣợc làm trịn thành số ngun. - Bước 3. So sánh chỉ số chất lượng nước đã được tính tốn với bảng đánh giá
Sau khi tính tốn 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 11: Bảng đánh giá chất lƣợng nƣớc theo 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 Xanh lá cây
1/ 3 4 1 1 100 4 pH a b c a WQI
WQI WQI WQI WQI
các biện pháp xử lý phù hợp
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
2.3.6. Phương pháp xử lý số liệu
Sử dụng phần mềm Excel 2010 để tính tốn số liệu WQI theo cơng thức 1, 2,
3. Sử dụng các hàm if lồng, các hàm or, and, power để tính tốn và đối chiếu kết quả WQI theo mức đánh giá chất lƣợng nƣớc hƣớng dẫn.
2.3.7. Phương pháp phân tích diễn biến
Trên cơ sở phân tích số liệu quan trắc mơi trƣờng nƣớc mặt giai đoạn 2010 – 2012, nhận xét chiều biến thiên của số liệu, biến động nhƣ thế nào, mức độ biến động từ đó khái quát lên diễn biến và xu thế biến đổi của chất lƣợng môi trƣờng. Sử dụng bảng số liệu và biểu đồ để phân tích và minh họa cho xu thế.
Chƣơng 3- KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 3.1. Hiện trạng chất lƣợng nƣớc mặt tỉnh Nghệ An
3.1.1. Hiện trạng chất lượng nước mặt
3.1.1.1. Đánh giá bằng chỉ số WQI
Chỉ số chất lƣợng nƣớc (WQI) đƣợc tính tốn dùng cho đánh giá chất lƣợng môi trƣờng nƣớc tại 43 điểm quan trắc nƣớc mặt trên địa bàn tỉnh Nghệ An. Kết quả tính tốn có thể cung cấp cho chúng ta bức tranh tổng thể về chất lƣợng môi trƣờng nƣớc mặt trên địa bàn tỉnh Nghệ An.
Hình 1: Hiên trạng chất lƣợng nƣớc mặt trên địa bàn tỉnh Nghệ An (đơn vị %)
Chất lƣợng nƣớc trên địa bàn tỉnh Nghệ An trong đợt quan trắc này có 44% mẫu nƣớc ơ nhiễm nặng cần xử lý trong tƣơng lai, 2% mẫu sử dụng cho mục đích giao thơng thủy, 28% mẫu có thể sử dụng cho mục đích tƣới tiêu, 12% mẫu có thể sử dụng cho mục đích sinh hoạt nhƣng cần áp dụng biện pháp xử lý phù hợp, chỉ có 14% mẫu sử dụng tốt cho mục đích cấp nƣớc sinh hoạt.
Nhƣ vậy hiện trạng chất lƣợng nƣớc mặt trên địa bàn tỉnh Nghệ An tính đến tháng 9 năm 2012 nhìn chung khá xấu, với 44% mẫu nƣớc ơ nhiễm nặng và 30% mẫu chất lƣợng nƣớc thấp. Chỉ có 26% mẫu có thể sử dụng cho mục đích sinh hoạt. Nguyên nhân ô nhiễm đƣợc xác định chủ yếu bởi hàm lƣợng lƣợng TSS quá cao,
Hiện trạng chất lượng nước mặt trên địa bàn tỉnh Nghệ An
44 14
12
28
2
Nước ô nhiễm nặng cần xử lý trong tương lai
Sử dụng cho giao thơng thuỷ và các mục đích tương đương khác Sử dụng cho mục đích tưới tiêu và các mục đích tương đương khác Sử dụng cho mục đích cấp nước sinh hoạt những cần biện pháp xử lý sử dụng tốt cho mục đích cấp nước sinh hoạt
21 21 19 21 19 21 20 18 19 19 20 20 21 21 22 M1 M2 M3 M4 M5 M6 M7
Nước ô nhiễm nặng cần xử lý trong tương lai
18 72 70 20 20 21 20 63 20 91 65 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 M8 M9 M10 M11 M12 M13 M14 M15 M16 M17 M18 Nước ô nhiễm nặng cần xử lý trong tương lai
sử dụng tốt cho mục đích cấp nước sinh hoạt Sử dụng cho mục đích tưới tiêu và các mục đích tương đương khác
ngồi ra do DO, BOD, COD, NH4 khơng đáp ứng yêu cầu của Quy chuẩn ở mức A2.
Chỉ số WQI của các điểm phân tích nƣớc mặt trên địa bàn tỉnh Nghệ An có sự phân hố theo các lƣu vực tự nhiên, theo khu vực thành thị và nông thôn, khu vực đồng bằng ven biển và miền núi phía Tây.
3.1.1.1.1. Chất lượng nước mặt trên địa bàn tỉnh Nghệ An phân theo lưu vực
- Lƣu vực sơng Hiếu và phụ lƣu
Hình 2: Chỉ số WQI sông Hiếu và phụ lƣu
Chỉ số WQI tại tất cả các điểm quan trắc trên sông Hiếu và phụ lƣu rất thấp (WQITB<21). Nƣớc mặt tuyến sông Hiếu bị ô nhiễm nặng, cần có biện pháp xử lý trong tƣơng lai. Nguyên nhân chỉ số WQI thấp trên toàn lƣu vực là do WQITSS=1 trên toàn bộ các mẫu phân tích. Ba điểm M3, M5, M7 nằm trong tốp 6
điểm có chất lƣợng nƣớc xấu nhất trên địa bàn tỉnh Nghệ An. Nguyên nhân nhiễm bẩn TSS trên tồn bộ tuyến sơng Hiếu là do quá trình xâm thực, bào mòn của tự nhiên, do hoạt động xả thải nƣớc thải chế biến đá, khoáng sản chƣa xủ lý hoặc xử lý chƣa đạt chuẩn ra môi trƣờng.
- Lƣu vực sơng Lam và phụ lƣu
Hình 3: Chỉ số WQI sông Lam và phụ lƣu
Nƣớc mặt sông Lam đã bị ô nhiễm. Tồn lƣu vực có 55% mẫu nƣớc bị ô nhiễm nặng do WQITSS=1 do q trình xâm thực, bào mịn của tự nhiên và khai thác vàng sa khoáng, khai thác cát sỏi ở trong lịng sơng; 36% mẫu nƣớc sử dụng cho mục đích tƣới tiêu và các mục đích tƣơng đƣơng khác, do
Hiện trang chất lượng nước mặt ven biển
50 50
Sử dụng cho mục đích cấp nước sinh hoạt những cần biện pháp xử lý
sử dụng tốt cho mục đích cấp nước sinh hoạt
21 60 20 88 85 91 72 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 M25 M26 M27 M28 M29 M30 M31 Sử dụng cho mục đích cấp nước sinh hoạt nhưng cần biện pháp xử lý
Sử dụng tốt cho mục đích cấp nước sinh hoạt
Ơ nhiễm nặng cần xử lý trong tương lai Sử dụng cho mục đích tưới tiêu và các mục đích tương đương khác
giá trị đo đƣợc của TSS, BOD, COD không đáp ứng yêu cầu của Quy chuẩn ở cột
A2. Chỉ có 1/11 mẫu (9%) sử dụng tốt cho mục đích sinh hoạt, đáp ứng Quy chuẩn
cột A1. Đây là mẫu nƣớc mặt lấy tại Bara Bến Thuỷ, điểm cuối của sông Lam trƣớc