2.3.1. Phương pháp nghiên cứu lý luận
Căn cứ vào nội dung của đề tài luận văn, lựa chọn các tài liệu cần thiết liên quan đến vấn đề nghiên cứu. Các tài liệu đƣợc tìm hiểu, thu thập gồm:
- Điều kiện tự nhiên của các hồ nội thành Hà Nội.
- Các chƣơng trình quan trắc môi trƣờng nƣớc các hồ nội thành Hà Nội, số liệu quan trắc phân tích nƣớc 20 hồ trong nghiên cứu giai đoạn 2010-2016. Danh sách 20 hồ thuộc 3 nhóm hồ đƣợc lựa chọn trong nghiên cứu thể hiện trong bảng 1.1.
- Thu thập các tài liệu về đánh giá chất lƣợng môi trƣờng nƣớc các hồ tại Hà Nội, nguyên nhân gây ô nhiễm môi trƣờng, đặc biệt là môi trƣờng nƣớc hồ của 20 hồ trong nghiên cứu.
- Các văn bản quy phạm pháp luật liên quan đến đề tài nghiên cứu, văn bản quy phạm pháp luật về bảo vệ môi trƣờng, đƣờng lối chính sách và quy chế quản lí nhà nƣớc về hồ của các cơ quan, tổ chức có liên quan do UBND thành phố phân cơng quản lý. Từ đó đƣa ra đƣợc mối quan hệ về quản lý môi trƣờng hồ giữa các cơ quan tổ chức và những tồn tại, khó khăn thực tế đặt ra trong công tác quản lý.
- Thu thập, thống kê và phân tích các số liệu, tài liệu, báo cáo, nghiên cứu đã đƣợc cơng bố, sách giáo trình, sách giáo khoa, các nguồn tài liệu đáng tin cậy từ Sở Tài nguyên và Môi trƣờng Hà Nội, các Sở Xây dựng, Sở Du lịch, Sở Nông nghiệp và Phát triển nông thôn...các quận, huyện trên địa bàn thành phố, từ các phƣơng tiện truyền thông.....
2.3.2. Phương pháp nghiên cứu thực tế
- Phƣơng pháp khảo sát thực địa: quan sát và đánh giá thực tế, xem xét các nguồn thải đổ vào các hồ và tình trạng xả chất thải xuống lịng hồ của các hộ dân cƣ sinh sống quanh khu vực 20 hồ nghiên cứu. Vị trí quan trắc và đặc điểm của các hồ trong nghiên cứu đƣợc thể hiện cụ thể trong Phụ lục 1.
+ Trong giới hạn nghiên cứu của đề tài, tôi thực hiện kế thừa các kết quả quan trắc, phân tích của 20 hồ trong phạm vi nghiên cứu (gồm 67 điểm quan trắc) thuộc chƣơng trình quan trắc và phân tích chất lƣợng nƣớc các sơng, hồ thốt nƣớc trên địa bàn thành phố Hà Nội của Sở Tài Nguyên và Môi Trƣờng Hà Nội.
+ Thu thập thông tin đƣợc tiến hành bằng cách quan sát tại hiện trƣờng và hỏi ý kiến ngƣời dân sống và hoạt động xung quanh 20 hồ trong giới hạn nghiên cứu.
2.3.3. Phương pháp chuyên gia và tham vấn ý kiến cộng đồng
Đề tài sử dụng phƣơng pháp tham vấn ý kiến cộng đồng của 134 ngƣời dân sống và sinh hoạt xung quanh 20 hồ thuộc phạm vi nghiên cứu và xin ý kiến của 6 chuyên gia trong lĩnh vực khoa học môi trƣờng. Mẫu phiếu điều tra, danh sách những ngƣời đƣợc tham vấn đƣợc trình bày trong Phụ lục 4
2.3.4. Phương pháp xử lý số liệu
Xử lý số liệu bằng phần mềm Microsoft Excel
Chỉ số chất lượng nước (viết tắt là WQI) là một chỉ số đƣợc tính tốn từ các
thơng số quan trắc chất lƣợng nƣớc, dùng để mô tả định lƣợng về chất lƣợng nƣớc và khả năng sử dụng của nguồn nƣớc đó; đƣợc biểu diễn qua một thang điểm.
Các yêu cầu đối với việc tính tốn WQI
- WQI đƣợc tính tốn riêng cho số liệu của từng điểm quan trắc;
- WQI thơng số đƣợc tính tốn cho từng thơng số quan trắc. Mỗi thông số sẽ xác định đƣợc một giá trị WQI cụ thể, từ đó tính tốn 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 tốn và sử dụng WQI trong đánh giá chất lƣợng môi trƣờng nƣớc mặt lục địa
Quy trình tính tốn và sử dụng WQI trong đánh giá chất lƣợng môi trƣờng nƣớc bao gồm các bƣớc sau:
Bước 1: Thu thập, tập hợp số liệu quan trắc từ trạm quan trắc môi trƣờng
nƣớc mặt lục địa (số liệu đã qua xử lý);
Bước 2: Tính tốn các giá trị WQI thơng số theo cơng thức; Bước 3: Tính tốn WQI;
Bước 4: So sánh WQI với bảng các mức đánh giá chất lƣợng nƣớc.
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 của quan trắc nƣớc mặt lục địa theo đợt đối với quan trắc định kỳ hoặc giá trị trung bình của thơng 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 các thơng số: DO, nhiệt độ, BOD5, COD, N-NH4, P-PO4 , TSS, Tổng Coliform, pH
- Số liệu quan trắc đƣợc đƣa vào tính tốn đã qua xử lý, đảm bảo đã loại bỏ các giá trị sai lệch, đạt yêu cầu đối với quy trình quy phạm về đảm bảo và kiểm sốt chất lƣợng số liệu.
Tính tốn WQI thơng số
WQI thông số (WQISI) đƣợc tính tốn cho các thơng số BOD5, COD, N- NH4, P-PO4, 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 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 thơng số chính bằng giá trị qi tương ứng.
Tính giá trị WQI đối với thơng số DO (WQIDO): tính tốn thơng qua giá trị
DO % bão hịa.
Bước 1: Tính tốn giá trị DO % bão hịa:
Tính giá trị DO bão hòa:
3 2 0.000077774 0079910 . 0 41022 . 0 652 . 14 T T T DObaohoa
T: nhiệt độ môi trường nước tại thời điểm quan trắc (đơn vị: 0C).
- 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) Bước 2: 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 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 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 hịa≤ 112 thì WQIDO bằng 100.
Nếu 112< giá trị DO% bão hòa< 200 thì WQIDO đƣợc tính theo cơng thức 1 và sử dụng Bảng 2.
Nếu giá trị DO% bão hòa ≥200 thì WQIDO bằng 1.
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 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.
Tính tốn WQI
Sau khi tính tốn WQI đối với từng thông số nêu trên, việc tính tốn WQI đƣợc áp dụng theo công thức sau:
3 / 1 2 1 5 1 2 1 5 1 100 b c b a a
pH WQI WQI WQI
WQI WQI
Trong đó:
WQIa: Giá trị WQI đã tính tốn đối với 05 thông số: DO, BOD5, COD, N-NH4, P-PO4
WQIb: Giá trị WQI đã tính tốn đối với 02 thơng số: TSS, độ đục 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 nguyên.
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 2.4: Các mức đánh giá chất lƣợng nƣớc theo chỉ số 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 thơng 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
(Nguồn: Quyết định số 879/QĐ-TCMT ngày 01 tháng 7 năm 2011 của Tổng
cục trưởng Tổng cục Môi trường)
b. Phƣơng pháp vẽ biểu đồ
Sử dụng phần mềm Microsolf Excel 2013 để vẽ các loại biểu đồ đánh giá diễn biến chất lƣợng môi trƣờng nƣớc hồ. Với dạng biểu đồ thể hiện diễn biến chất lƣợng nƣớc theo không gian và thời gian. Cụ thể, mỗi biểu đồ thể hiện sự thay đổi hàm lƣợng của các thông số qua các năm tại các vị trí hồ nghiên cứu.
Đối với dạng biểu đồ thể hiện diễn biến chất lƣợng nƣớc theo mùa, số liệu đƣợc lựa chọn để so sánh chất lƣợng nƣớc giữa 2 mùa là số liệu tính WQI theo hai đợt mùa mƣa (đợt 1) và mùa khô (đợt 2) trong mỗi năm.
2.3.5. Phương pháp so sánh, phân tích, đánh giá
Đánh giá diễn biến chất lƣợng nƣớc hồ thông qua các thông số chất lƣợng nƣớc: BOD5, COD, NH4+, PO43-, Fe, dầu mỡ, Coliform và thông qua chỉ số chất lƣợng nƣớc WQI trong giai đoạn 2010 – 2016. Kết quả quan trắc, phân tích đƣợc đối chiếu với quy chuẩn Việt Nam QCVN08-MT:2015/BTNMT cột B1 - Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lƣợng nƣớc mặt áp dụng đối với nguồn nƣớc có mục đích tƣới tiêu thuỷ lợi hoặc các mục đích sử dụng khác có u cầu chất lƣợng nƣớc tƣợng tự hoặc thấp hơn. Việc đối chiếu này cho phép đánh giá chất lƣợng nƣớc hồ là đạt hay không đạt tiêu chuẩn hiện hành qua các năm.
Số liệu thu thập đƣợc sẽ đƣợc so sánh giữa các thời điểm trong giai đoạn nghiên cứu 2010 – 2016 (giữa mùa mƣa và mùa khô, diễn biến qua các năm), giữa các nhóm hồ nghiên cứu nhằm đánh giá sự tác động của các yếu tố xung quanh.
Phân tích, đánh giá tính hiệu quả của các công tác quản lý chất lƣợng mơi trƣờng nƣớc hồ. Kết hợp lí luận với thực tiễn, đem lí luận phân tích thực tiễn, từ phân tích thực tiễn mà rút ra lí luận; phƣơng pháp này đƣợc sử dụng với mục đích chủ yếu nhằm hệ thống các văn bản pháp quy, các quy định về quản lý hồ trên địa bàn thành phố, đánh giá diễn biến môi trƣờng hồ (khu vực nội thành) giai đoạn 2010-2016.
Trên cơ sở các dữ liệu đƣợc thu thập, đề tài sử dụng phƣơng pháp phân tích, đánh giá số liệu nhằm nhận định các vấn đề về thực trạng ô nhiễm hồ, những khó khăn, bất cập trong công tác quản lý môi trƣờng hồ và đề xuất đƣợc các phƣơng án giải quyết vấn đề.
CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN
3.1. Đánh giá diễn biến chất lƣợng môi trƣờng nƣớc hồ nội thành Hà Nội trong giai đoạn 2010 – 2016
Nƣớc các hồ nội thành Hà Nội không đƣợc phép sử dụng cho cấp nƣớc sinh hoạt, chủ yếu đƣợc sử dụng với mục đích dùng cho tƣới tiêu, thủy lợi hoặc các mục đích tƣơng đƣơng khác. Do vậy, khi đánh giá chất lƣợng nƣớc của các hồ nội thành Hà Nội chỉ đánh giá so với QCVN 08-MT:2015/BTNMT cột B1.
Cột B1: Nƣớc dùng cho mục đích tƣới tiêu thủy lợi hoặc các mục đích sử dụng khác có u cầu chất lƣợng nƣớc tƣơng tự hoặc mục đích sử dụng nhƣ loại B2.
3.1.1. Nhóm hồ đã cải tạo và tách nước thải hồn tồn
Nhóm hồ đã cải tạo và tách nƣớc thải hoàn tồn (nhóm 1) trong giới hạn nghiên cứu của luận văn bao gồm 2 hồ là hồ Tây và hồ Hoàn Kiếm. Sau khi thực hiện xử lý số liệu, kết quả về hàm lƣợng các chất trong môi trƣờng nƣớc của 2 hồ trong giai đoạn từ năm 2010 – 2016 đƣợc trình bày cụ thể trong phần phụ lục 2a.
Diến biến chất lƣợng nƣớc các hồ đƣợc thể hiện qua các biểu đồ dƣới đây
Hình 3.1: Kết quả phân tích hàm lƣợng các chất của hồ thuộc nhóm 1 trong giai đoạn 2010 – 2016
BOD5
Từ năm 2010 đến năm 2016 hàm lƣơng BOD5 ở tất cả các hồ thuộc nhóm đã cải tạo và tách nƣớc thải hoàn tồn đều có giá trị cao và vƣợt QCVN 08- MT:2015/BTNMT cột B1 từ 0,3 đến 1,5 lần. Đến năm 2014, giá trị của hàm lƣợng BOD5 tại các hồ này có xu hƣớng giảm so với các năm trƣớc. Năm 2015, hồ Tây có hàm lƣợng BOD5 tăng cao và vƣợt QCCP 1,2 lần. Chất lƣợng nƣớc hồ trong năm 2016 nằm trong giới hạn QCCP.
COD
Hàm lƣợng COD tại các hồ thuộc nhóm 1 qua các năm đều cao và vƣợt ngƣỡng QCVN 08-MT:2015/BTNMT cột B1 từ 1,21 đến 1,7 lần. Hàm lƣợng COD cao nhất là của hồ Hoàn Kiếm trong năm 2010. Hàm lƣợng COD trong nƣớc hồ có xu hƣớng giảm trong các năm gần đây, tuy nhiên trong năm 2016, hàm lƣợng COD co xu hƣớng tăng lên.
PO43-
Hàm lƣợng phốt phát trong nƣớc tại các hồ dao động không đồng đều, đa số đều nằm trong giới hạn cho phép của QCVN. Hàm lƣợng PO43- cao nhất ở hồ Tây năm 2011 vƣợt QCVN 2,2 lần. Trong năm 2016, hàm lƣợng photphat trong nƣớc của các hồ thuộc nhóm 1 đều nằm trong giới hạn QCCP.
Coliform
Hàm lƣợng coliform tại các hồ thuộc nhóm 1 qua các năm đa số đều nằm trong giới hạn cho phép của QCVN 08-MT:2015/BTNMT cột B1.
Hàm lƣợng coliform tại các hồ từ năm 2010 đến năm 2014 có xu hƣớng tăng nhƣng giảm dần đến năm 2016, cao nhất là của Hồ Tây trong năm 2014, cao hơn QCCP 1,2 lần. Qua các năm 2010-2016, hàm lƣợng Coliform tại Hồ Tây ln cao hơn hồ Hồn Kiếm, tuy nhiên, đa số vẫn nằm trong giới hạn cho phép của QCCP.
Đánh giá chung
Trong giai đoạn 2010-2016, nhìn chung diễn biến chất lƣợng nƣớc hồ Tây và hồ Hồn Kiếm thuộc nhóm 1, nhóm các hồ đã đƣợc cải tạo và tách nƣớc thải hồn
tồn có xu hƣớng đƣợc cải thiện. Hàm lƣợng các chất đa số đều nằm trong giới hạn cho phép của QCVN 08-MT:2015/BTNMT cột B1 trong những năm gần đây.
3.1.2. Nhóm hồ đã cải tạo nhưng vẫn tiếp nhận hỗn hợp nước mưa và nước thải
Nhóm hồ đã cải tạo nhƣng vẫn tiếp nhận hỗn hợp nƣớc mƣa và nƣớc thải (nhóm 2) trong giới hạn nghiên cứu của luận văn bao gồm 13 hồ. Sau khi thực hiện