Hƣớng dẫn của GEMS/WATER về bố trí lấy mẫu trên mặt cắt ngang

Tùy tḥc vào lƣu lƣợng dịng chảy , khả năng pha trộn trên sông mà xác đi ̣nh chế đô ̣ lấy mẫu. Chƣơng trình GEMS/WATER lấy lƣu lƣợng sông là cơ sở cho việc xác định hoạt động lấy mẫu:

Bảng 2.1. Hƣớng dẫn của GEMS/WATER về bố trí lấy mẫu trên mặt cắt ngang ngang

Qtb (m3/s) Dạng sông, suối Số thủy trƣ̣c lấy mẫu

Điểm lấy mẫu theo chiều sâu

< 5 Suối nhỏ 2 1

5 – 140 Suối 4 2

150 - 1000 Sông 6 3

> 1000 Sông lớn  6 4

Nguồn: Jame Bartram and Rechard Balance - Water Quality Monitoring - A guide practicle to the design and implementation of fresh water studies and monitoring program. 1996 UNEP/WHO

2.2.3. Hướng dẫn về lựa chọn thông số CLN và bùn đáy

2.2.3.1. Hướng dẫn lựa chọn thông số CLN của tổ chứ Y tế thế giới

CLN cũng có thể đƣợc đánh giá bằng mô ̣t thông số hoă ̣c nhiều thông số . Trong hầu hết các mu ̣c tiêu , CLN có thể đƣợc mô tả thông qua khoảng 20 thông số trên các phƣơng diê ̣n lý , hóa và sinh học nƣớc . Do đó, viê ̣c lƣ̣a cho ̣n các thơ ng sớ giám sát CLN mặt (sông suối, hồ, ao) phải căn cứ vào mục tiêu quan trắc , sƣ̉ du ̣ng

nƣớc hiê ̣n ta ̣i và tƣơng lai bao gồm nƣớc ăn uống , nƣớc sinh hoa ̣t , nƣớc tƣới nông nghiê ̣p, nƣớc sƣ̉ du ̣ng nuôi trồng thủy sản, nƣớc phu ̣c vu ̣ vui chơi giải trí.

Việc lƣ̣a cho ̣n các thông số CLN khi thiết kế chƣơng trình quan trắc thƣờng xuất phát tƣ̀ mu ̣c tiêu “ muốn biết ” hoă ̣c “ cần phải biết ” về chất lƣơ ̣ng đối tƣơ ̣ng nƣớc quan tâm . Nhƣ̃ng thông số về CLN đƣợc l ựa chọn để đo và phân tích trong khn khở chƣơng trình GEMS /WATER cho đối tƣợng nƣớc sông , suối nhƣ sau:

Bảng 2. 2.Hƣớng dẫn về lựa chọn thơng số đo, phân tích CLN ở các loại trạm TT Thơng sớ đo và phân tích (nền vaSông, suối

̀ theo dõi xu thế)

1 Lƣu lƣơ ̣ng nƣớc X

2 Tổng chất rắn lơ lƣ̉ng (TSS) X

3 Nhiê ̣t đô ̣ nƣớc X

4 pH X

5 Độ dẫn (EC) X

6 Oxy hòa tan (DO) X

7 Ca X 8 Mg X 9 Na X 10 K X 11 Cl X 12 SO4-- X 13 Độ kiềm X 14 Nitrate X 15 Nitrite X 16 Ammonia X

17 Tổng phosphat (không lo ̣c mẫu) X

18 SiO2 X

19 Chlorophyll a X

20 Fecal Coliform X

Nguồn: WHO, 1991

Tuy nhiên , trong quá trình triển khai chƣơng trình quan trắc sẽ căn cứ vào mục tiêu sử dụng nƣớc, tính chất nguồn thải phân bố trong lƣu vực mà một số nhóm thơng sớ khác sẽ đƣợc lƣ̣a cho ̣n, có thể là:

 Nhóm thơng số chỉ thị ơ nhiễm hƣ̃u cơ : BOD, COD, Nitrate, Nitrite, Amonia, T-N, T-P;

 Nhóm kim loại nặng độc hại: As, Pb, Zn, Hg, Cr (vi), Cd;

 Nhóm thuốc bảo vệ thực vật cơ clo và phốt pho hữu cơ;

 Nhóm các chất hữu cơ độc hại: Tổng dầu mỡ, Phenol, Benzen.

2.2.3.2. Hướng dẫn lựa chọn thông số bùn đáy theo Bộ TNMT

Các thông số bùn đáy đƣợc lựa chọn dựa theo hƣớng dẫn của Bộ Tài nguyên và Môi trƣờng (QCVN 43:2012/BTNMT – Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lƣợng trầm tích). Viê ̣c lƣ̣a cho ̣n các thông số bùn đáy khi thiết kế chƣơng trình quan trắc xuất phát vào mục tiêu quan trắc, giám sát và mục đích sử dụng nguồn nƣớc. Đồng thời cũng căn cứ vào các hoạt động sản xuất, xả thải xuống dịng sơng từ phía tỉnh Vân Nam – Trung Quốc. Nhƣ̃ng thơng sớ về bùn đáy đƣợc lựa chọn để lấy mẫu và phân tích gồm:

Bảng 2.3. Hƣớng dẫn lựa chọn thơng số giám sát bùn đáy sông [2]

TT Thông số Đơn vị (theo khối

lƣợng khô) Giá trị giới hạn 1 Asen (As) mg/kg 17,0 2 Cadimi (Cd) mg/kg 3,5 3 Chì (Pb) mg/kg 91,3 4 Kẽm (Zn) mg/kg 315 5 Thủy ngân (Hg) mg/kg 0,5 6 Tổng Crôm (Cr) mg/kg 90 7 Đồng (Cu) mg/kg 197 8 Tổng Hydrocacbon mg/kg 100 9 Chlordane mg/kg 8,9 10 DDD g/kg 8,5 11 DDE g/kg 6,8 12 DDT g/kg 4,8 13 Dieldrin g/kg 6,7 14 Endrin g/kg 62,4 15 Heptachlor epoxide g/kg 2,7 16 Lindan g/kg 1,4 17 Tổng Polyclobiphenyl (PCB)* g/kg 277

18 Dioxin và Furan ng/kg TEQ 21,5

Nguồn: QCVN 43:2012/BTNMT – Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng trầm tích

2.2.3.3. Độ độc hại của các chất ô nhiễm với con người và hệ sinh thái

Mức độ độc hại của các chất ô nhiễm hiện diện trong nƣớc đối với sức khỏe ngƣời dùng nƣớc, đối với hệ sinh thái nƣớc đƣợc xem xét. Những thông số biểu hiện cho mức độc hại của nguồn nƣớc bao gồm:

 Nhóm các kim loại nặng độc hại

- Thủy ngân: là mợt chất đợc có phổ đợc rất rợng về phƣơng diện sinh học, khi

nhiễm đợc có thể tích tụ trong các tế bào thần kinh, thận, gan của động vật. Ngợ đợc Hg có thể gây bệnh mãn tính và cấp tính.

- Asen: là chất có đợc tính rất cao và có nguy cơ gây ung thƣ cho ngƣời, giải gây

đợc có thể rất rợng: từ đợc mãn tính đến đợc cấp tính mức đợ nghiêm trọng; có thể tích lũy trong cơ thể và cũng có thể dẫn đến tử vong

- Cadimi: có thể tich tụ trong tế bào, và con ngƣời có thể bị ngợ đợc khi ăn thực

phẩm, đặc biệt là cá tích tụ cadimi trong tế bào. Khi nhiễm đợc cadimi, có thể dẫn đến tăng huyết áp mạnh vùng thận, gây nơn mửa nghiêm trọng; cadimi tích tụ trong các tế bào gan và thận; cadimi làm giảm năng suất mợt số loại cây trồng và tích tụ trong tế bào thực vật.

- Chì: đƣợc tích tụ trong cơ thể con ngƣời và đợng vật ni. Chì có thể gây đợc

mãn tính và cấp tính, đặc biệt đối với trẻ em.

- Crơm (hóa trị 6): là chất đợc cho ngƣời và là chất gây mẫn cảm cho da. Tuy

nhiên chƣa có bằng chứng nguy hiểm đối với con ngƣời của Cr hóa trị 3.

- Mangan: gây cho nƣớc có mầu và vị khơng dễ chịu, là chất độc cho động vật ở

hàm lƣợng cao.

- Đồng: Với mợt hàm lƣợng nhỏ thì Cu là yếu tố vi lƣợng cần thiết cho quá trình

trao đổi chất của cơ thể sống. Tuy nhiên khi bị nhiễm đợc với hàm lƣợng lớn có thể gây nôn mửa và phá hủy gan. Đồng là chất độc cho các loài thủy sinh, đặc biệt là cá ngay ở hàm lƣợng thấp.

- Kẽm: với hàm lƣợng cao làm cho nƣớc có vị khó chịu, là chất đợc cho mợt số thực vật và thủy sinh.

 Nhóm các chất hữu cơ bền độc hại và có khả năng tích tụ trong bùn đáy, trong động vật đáy (ốc, sị) và cá

- Hóa chất bảo vệ thực vật cơ clo hữu cơ (DDT, Aldrin, Endrin, Lindan, Chlodane, BHC...)

- Hóa chất bảo vệ thực vật cơ phốt pho hữu cơ (Paration, Malation). - Nhóm hóa chất trừ cở: 2,4D; 2,4,5T.

- Các chất hữu cơ: PCBs, PAHs, Phenol.

 Nhóm phóng xạ nước

- Tổng phóng xạ Alpha - Tổng phóng xạ beta

2.2.4. Kinh nghiê ̣m về tần suất và thời gian lấy mẫu

2.2.4.1. Kinh nghiệm về tần suất và thời gian lấy mẫu CLN

Đối với những nguồn nƣớc có CLN biến đợng nhiều thì tần suất lấy mẫu cần phải dày hơn . Dƣới đây là bảng hƣớng dẫn về tần suất và thời gian lấy mẫu nghiên cƣ́u CLN ở các loa ̣i tra ̣m giám sát khác nhau trong khuôn khổ GEMS /WATER.

Bảng 2.4. Bảng Tần suất lấy mẫu trên hệ thống trạm GEMS/WATER [11]

Nguồn nƣớc Tần suất lấy mẫu

Trạm nền

Sông, suối Tối thiểu:

4 lần/năm bao gồm 01 lần khi nƣớ c lớn nhất và 01 lần khi xuất hiê ̣n nƣớc thấp nhất

Tốt nhất: 24 lần/năm (2 tuần lấy mẫu một lần)

Trạm theo dõi xu thế

Sông, suối

Tối thiểu: 12 lần/năm cho lƣu vƣ̣c sông có diê ̣n tích lƣu vƣ̣c  100.000 km2

.

Tốt nhất: 24 lần/năm đối vớ i lƣu vƣ̣c sơng có diê ̣n tích

10.000 km2

. Trong đó:

- Trạm nền (trạm cơ sở) là trạm không chịu ảnh hƣởng trực tiếp bởi các nguồn ô nhiễm để xác định môi trƣờng nền.

- Trạm theo dõi xu thế (Trạm tác động) là trạng quan trắc đánh giá tác đợng của nguồn thải nào đó tới khu vực theo dõi

Trong thực tế triển khai thì viê ̣c xác đi ̣nh thời gian giƣ̃a các lần lấy mẫu phu ̣ thuô ̣c vào chế đô ̣ thủy văn của sông , hồ và sự biến động của các thông số CLN theo thời gian. Thông thƣờng, khoảng cách giữa hai lần lấy mẫu độc lập một tháng là đã đƣơ ̣c chấp thuâ ̣n ở hầu hết các nƣớc trong thƣ̣c hiê ̣n chƣơng trình quan trắc CLN dài hạn (khi thời gian quan trắc 1 năm). Đối với mục đích kiểm sốt ơ nhiễm thì

tần suất đo, lấy mẫu phân tích phải thƣ̣c hiê ̣n thƣờng xuyên hơn và có th ể tiến hành lấy mẫu hàng tuần.

Khi nhƣ̃ng nghi ngờ xuất hiê ̣n thì phải thƣ̣c hiê ̣n lấy mẫu hàng ngày hoă ̣c thƣ̣c hiê ̣n đo đa ̣c liên tu ̣c cho mô ̣t số thông số xác đi ̣nh . Trong nhƣ̃ng trƣờng hợp đă ̣c biê ̣t nhƣ trên thì loa ̣i mẫu trô ̣n (composition sample ) đƣợc sƣ̉ du ̣ng để phân tích . Mẫu đƣơ ̣c lấy bằng cách trô ̣n theo tỷ lê ̣ xác đi ̣nh mô ̣t lƣợng mẫu nhất đi ̣nh đƣợc lấy ở nhƣ̃ng thời điểm khác nhau (1, 2, 3,….24h) trong ngày . Loại mẫu trợn chỉ có thể thƣ̣c hiê ̣n khi phù hợp với mu ̣c tiêu đă ̣t ra và loa ̣i mẫu trô ̣n không sƣ̉ du ̣ng để xác đi ̣nh nhƣ̃ng thông số hay biến đổi nhƣ các loa ̣i khí hòa tan (oxi). Ở mỗi trạm cố đi ̣nh, khi thƣ̣c hiê ̣n lấy mẫu đi ̣nh kỳ nên thống nhất lấy ta ̣i thời điểm cố đi ̣nh trong ngày bởi vì CLN thƣờng biến đợng theo chu kỳ trong ngày do tác động của các yếu tố ngoa ̣i lai . Trong trƣờng hợp muốn phát hiê ̣n ra quy luâ ̣t biến đô ̣ng hoă ̣c muốn phát hiện nồng đợ lớn nhất thì phải triển khai lấy mẫu theo thời đoa ̣n (cƣ́ hai hoă ̣c ba giờ thƣ̣c hiê ̣n mô ̣t lần lấy mẫu trong suốt thời gian 24h/ngày).

Đối với sông, suối thì viê ̣c lấy mẫu cần phải chú ý tới chế đô ̣ dòng chảy bởi vì khi dòng chảy nhỏ nhất hoă ̣c lớn nhấ t cũng là thời điểm chất lƣợng nƣớc xuất hiê ̣n nhƣ̃ng giá tri ̣ cƣ̣c đoan (lớn nhất hoă ̣c nhỏ nhất).

2.2.4.2. Kinh nghiệm về tần suất và thời gian lấy mẫu bùn đáy

Do chƣa có tài liệu nào hƣớng dẫn về tần suất lấy mẫu bùn đáy, nên để đảm bảo tính đồng nhất và phù hợp với chƣơng trình giám sát thì việc lấy mẫu bùn đáy cũng sẽ thống nhất cùng với tần suất lấy mẫu CLN.

2.2.5. Kiểm nghiệm sự phù hợp của mạng lưới quan trắc đề xuất

Để xem mạng lƣới điểm quan trắc đề xuất dựa trên 4 nguyên tắc cơ bản và những điều kiện thỏa mãn ở các mục 2.2.2 – 2.2.4 cần tiến hành lấy mẫu tại những

điểm quan trắc và đánh giá CLN theo chỉ tiêu tổng hợp sử dụng chỉ số ReWQI [10]. Trên cơ sở đó nếu CLN của các điểm quan trắc trên cùng mợt nhánh sơng, suối có xu thế diễn biến tƣơng đồng thì mạng lƣới đề xuất coi nhƣ phù hợp với thực tế và có tính khả thi. Nếu trên cùng mợt nhánh sơng, suối có mợt điểm bất thƣờng so với xu thế chung thì loại bỏ điểm đó ra khỏi mạng lƣới quan trắc.

A. Đánh giá chất lƣợng nƣớc theo ReWQI:

Là phƣơng pháp đánh giá tổng hợp chất lƣợng nƣớc đối với từng loại nƣớc (nƣớc mặt, nƣớc ngầm, nƣớc biển ven bờ, vv) tƣơng ứng với các tiêu chuẩn môi trƣờng của từng loại nƣớc theo quy định của mỗi Quốc gia. ReWQI đƣợc dựa trên tỷ lệ tƣơng đối (chuẩn hóa quy mơ 100) của các thông số không phù hợp với tiêu chuẩn môi trƣờng và tổng số ơ nhiễm nói chung, đƣợc xây dựng bởi GS.TS Phạm Ngọc Hồ và cợng sự [10]. Với các bƣớc tính nhƣ sau:

Đối với mơi trƣờng nƣớc mặt, các thơng số đƣợc chia làm 3 nhóm chính,và đƣợc tính tốn với QCVN 08:2008/BTNMT - Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia về chất lƣợng nƣớc mặt với hai nhóm cợt chất lƣợng nƣớc chính: cợt ( A1- A2), cợt B ( B1- B2)

- Nhóm 1: Nhóm tiêu chuẩn dƣới gồm các thông số nhƣ NH4+, NO3-, BOD, COD, SS, Cu, Ca, Zn, Pb, tổng dầu mỡ, Coliform …

- Nhóm 2: Nhóm tiêu chuẩn trên nhƣ thơng số DO

- Nhóm 3: Nhóm tiêu chuẩn trong đoạn [a, b] nhƣ pH

B. Quy trình tính tốn và đánh giá kết quả của ReWQI gồm 6 bƣớc sau: 1) Bƣớc 1: Tính trọng số tạm thời Wi’

Đối với các thơng số trong nhóm cột A:

- Tiêu chuẩn dƣới:

+ Tính so sánh với cợt A1- sử dụng tốt cho mục đích cấp nƣớc sinh hoạt và cho các mục đích khác nhƣ loại A2, B1, B2.

* * * * ' i 1 i 2 * i 1 i 2 i 1 i 1 * i 1 C (A )+C (A ) C (A )+C (A ) W (A ) = : C (A ) 2  2C (A )

+ Tính so sánh với cợt A2 – dùng cho mục đích cấp nƣớc sinh hoạt nhƣng phải áp dụng công nghệ xử lý phù hợp; bảo tồn động thực vật thủy sinh hoặc các mục đích sử dụng khác nhƣ B1, B2:

* * * * ' i 1 i 2 * i 1 i 2 i 2 i 2 * i 2 C (A )+C (A ) C (A )+C (A ) W (A ) = : C (A ) 2 2C (A )  - Tiêu chuẩn trên:

+ Tính so sánh với cợt A1:

* * ' DO 1 DO 1 DO 1 * * * * DO 1 DO 2 DO 1 DO 2 C (A ) 2C (A ) W (A ) = C (A )+C (A ) C (A )+C (A ) 2  + Tính so sánh với cột A2 * ' DO 2 DO 2 * * DO 1 DO 2 2C (A ) W (A ) = C (A )+C (A )

- Tiêu chuẩn trong đoạn [a, b] đối với pH:

𝑾′𝑷𝑯 𝑨𝟏 = 𝒃𝟏− 𝒂𝟏 + 𝒃𝟐− 𝒂𝟐 𝟐 𝒃𝟏− 𝒂𝟏 ' 1 1 2 2 pH 2 2 2 (b -a )+(b -a ) W (A )= 2(b -a ) Trong đó: Ci*

- giá trị TCCP của thơng số i tại mỗi điểm quan trắc; a1, b1, a2, b2 – các cận dƣới và cận trên của đoạn [a1, b1] và [a2, b2]

Đối với các thơng số trong nhóm cột B:

Tính tốn tƣơng tự nhƣ đối với các thơng số trong nhóm cợt A

2) Bƣớc 2: Tính trọng số Wi 𝑊𝑖 = Wi′ 𝑊𝑖′ 𝑛 𝑖=1 Trong đó:

𝑊𝑖′

𝑛

𝑖=1 − Tổng của Wi’ theo cả 3 trƣờng hợp tính tốn ở trên (nhóm tiêu chuẩn dƣới, tiêu chuẩn trên và trong đoạn)

3) Bƣớc 3: Tính qi cho từng thơng số

- qi = 𝐶𝑖

𝐶𝑖∗ với các thông số sau: NH4+, NO3-, BOD, COD, TSS, Cu, Pb, Zn, Ca, tổng dầu mỡ, Coliform…

ci – giá trị quan trắc thực tế của thông số i tại điểm quan trắc - qi = CDO∗

CDO đối với thông số DO - Đối với thông số pH:

 Nếu CpH đo≤ a thì 𝑞𝑝𝐻 = 𝑎 𝐶𝑝𝐻 (Dấu bằng xảy ra thì qpH = 1)  Nếu a < CpH đo< b thì qpH =𝑐𝑝𝐻 −𝑎 𝑏−𝑎  Nếu CpH đo≥ b thì𝑞𝑝𝐻 =𝐶𝑝𝐻 𝑏 (Dấu bằng xảy ra thì qpH = 1) 4) Bƣớc 4: Tính ReWQI Cơng thức tính tốn: 𝑅𝑒𝑊𝑄𝐼 = 100 ∗ (1 −𝑃𝑘 𝑃𝑛) Trong đó:

 Pk = ki=1 Wi ∗ (qi− 1) : áp dụng cho các thơng số có qi>1, k là tổng số thơng số có qi>1

 Pn = Pk + Pm, trong đó Pm đƣợc tính bằng cơng thức:

 Pm = Pm1 + Pm 2 = m1i=1Wiqi + m2i=1Wi(1 − qi)

 Với m = m1+m2, m1 là tổng số thơng số có qi=1, m2 là tổng các thơng số có qi<1

5) Bƣớc 5: Xây dựng thang đánh giá (dựa vào thông số khảo sát)

Bảng 2.5. Thang đánh giá chất lƣợng nƣớc của ReWQI = I

ReWQI (n chẵn) ReWQI (n lẻ) CLMT Màu ReWQI = I

502𝑛 −1 𝑛 < I ≤ 100 502𝑛 −1 𝑛 < I ≤ 100 Rất tốt Xanh blue 100𝑛−1 𝑛 < I ≤ 502𝑛 −1 𝑛 100𝑛−1 𝑛 < I ≤ 502𝑛 −1 𝑛 Tốt Xanh green

50< I ≤ 100𝑛−1 𝑛 50𝑛−1 𝑛 < I ≤ 100𝑛−1 𝑛 Trung bình Vàng 100 𝑛 < I ≤ 50 100 𝑛 < I ≤ 50 𝑛 − 1 𝑛 Xấu Da Cam 0 ≤ I ≤ 100 𝑛 0 ≤ I ≤ 100 𝑛 Rất xấu Đỏ

Đối chiếu giá trị ReWQI của từng vị trí quan trắc với bảng phân cấp để suy ra chất lƣợng nƣớc tƣơng ứng với điểm quan trắc đó

6) Bƣớc 6: Biểu diễn kết quả trên đồ thị hoặc biểu đồ và đánh giá kết quả thu

CHƢƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN