CHƢƠNG 2 : ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.2. Phƣơng pháp thiết kế mạng lƣới quan trắc giám sát chất lƣợng nƣớc và bùn
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
3.1. Lựa chọn sơ bộ các điểm giám sát chất lƣợng nƣớc và bùn đáy thƣợng nguồn hệ thống sông Hồng.
Từ phƣơng pháp thiết lập mạng lƣới quan trắc của Sander, từ các tài liệu thứ cấp thu thập đƣợc, kết hợp với nguyên tắc chung về lựa chọn vi ̣ trí quan trắc theo monitoring CLN toàn cầu GEMS /WATER đã nêu ở chƣơng 2, học viên đã tiến hành quy hoạch sơ bộ các điểm quan trắc CLN và bùn đáy. Các điểm quan trắc CLN và bùn đáy sẽ đƣợc thực hiện tại cùng vị trí. Vị trí các điểm nhƣ sau:
3.1.1. Các điểm giám sát sơ bộ môi trường thộc tỉnh Lai Châu:
Theo phƣơng pháp của Sander ta có các vị trí nhƣ sau:
Hình 3.1. Vị trí lấy mẫu sơ bộ trên sông thuộc tỉnh Lai Châu
Tuy nhiên, theo các nguyên tắc của CEMS/Water, kết hợp với điều kiện thực tế tại các vị trí thì các vị trí khơng phù hợp và bị loại bỏ gồm:
- Trên sơng Đà: Vị trí (1) - do nhánh sơng nằm phía bên Vân Nam – Trung Quốc, vị trí (5) nằm quá sâu trong lãnh thổ nƣớc ta và chịu nhiều ảnh hƣởng bởi các nguồn thải trong nƣớc nhƣ nƣớc thải sinh hoạt tại thị xã Lai Châu, nƣớc từ hoạt động sản xuất nơng nghiệp…
- Trên suối Nậm Mạ: Vị trí (3) – do nhánh sông này nằm trong lãnh thổ Việt Nam và hoàn toàn không chịu ảnh hƣởng bởi nguồn thải từ phía Vân Nam - Trung Quốc
Nhƣ vậy các vị trí lựa chọn gồm ( Vị trí chi tiết xem xem tại hình 3.4):
Tên sơng Vị trí Địa điểm
Sơng Đà
(2) Cầu treo Pắc Ma - H. Mƣờng Tè
(3) Trạm TV. Mƣờng Tè - Huyện Mƣờng Tè
(4) Trạm TV. Mƣờng Lay - Huyện Mƣờng Lay
Suối Nậm Na (2) Cầu Pa Nâ ̣m Cúm - Huyện Phong Thổ
(3) Cầu treo Pa Tần - Huyện Phong Thổ
(4) Cầu Pa Sô Huổi Luông - Huyện Phong Thổ
Tất cả các vị trí đƣợc lựa chọn trên đều gần khu vực biên giới, có giao thơng thuận tiện và có các cầu cống qua sơng. Các vị trí này khơng hoặc rất ít chịu ảnh hƣởng bởi dịng thải từ phía lãnh thổ Việt Nam. Chi tiết các vị trí đƣợc mơ tả tại bảng sau:
Bảng 3.1. Đề xuất sơ bộ hệ thống điểm quan trắc CLN & bùn đáy qua sông Đà, suối Nậm Na - Tỉnh Lai Châu
TT Vị
trí Điểm lấy mẫu
Tọa độ
Sơng Chú thích Mức ƣu
tiên Kinh đơ ̣ E Vĩ độ N
1 (2)
Cầu Pa Nâ ̣m Cúm (Ma Lù Thàng - H.
Phong Thổ)
103o10’30’’ 22o36’03’’ Nâ ̣m Na
- Trạm kiểm sốt ơ nhiễm sơng Nậm Na.
- Khoảng cách từ vị trí lấy mẫu tới cửa biên giới Việt Nam - Trung Quốc khoảng 300 m về phía thƣợng lƣu.
(I)
2 (3) Cầu treo Pa Tần
103012’22’’ 22
028’13’’ Nâ ̣m Na
- Trạm kiểm sốt ơ nhiễm sơng Nậm Na.
- Khoảng cách từ vị trí lấy mẫu tới cửa biên giới Việt Nam - Trung Quốc khoảng 5k m về phía thƣợng lƣu.
(II)
3 (4)
Cầu Pa Sô Huổi Luông (H. Phong
Thổ)
103o10’.59’’ 22o32’.49’’ Nậm Na
- Kiểm sốt ơ nhiễm sông Nậm Na trƣớc khi chảy vào thị trấn Phong Thổ.
- Khoảng cách từ Cầu tới cửa biên giới Việt Nam - Trung Quốc khoảng 15 km
- Vị trí có thể thay thế điểm Cầu Pa Nậm Cúm khi cần thiết. (II) 4 (2) Cầu treo Pắc Ma - Huyện Mƣờng Tè - Tỉnh Lai Châu 102o48’18’’ 22o19’03’’ Đà
- Trạm kiểm sốt đầu nguồn sơng Đà. Khoảng cách từ cầu treo Pắc Ma tới vị trí nơi sồng Đà bắt đầu chảy vào Lãnh thổ VN khoảng 20 km. (I) 5 (3) Trạm TV. Mƣờng Tè - TT. Mƣờng Tè, H. Mƣờng Tè 102o36’58” 22o18’15” Đà
- Trạm thay thế điểm Pắc Ma khi cần thiết.
- Có thể khai thác số liệu quan trắc mực nƣớc trong TTV
(II)
6 (4) Trạm TV. Mƣờng Lay
– H. Sìn Hồ 103
o
42
3.1.2. Các điểm giám sát sơ bộ thuộc tỉnh Lào Cai
Các vị trí lựa chọn theo phƣơng pháp của Sander gồm:
o Vị trí trên sơng Hồng: (2), (3), (4), (5), (7), (8)
o Vị trí trên suối Nậm Thi: (2)
o Vị trí trên sơng Chảy: (1), (2)
43
Theo các nguyên tắc của CEMS/Water, kết hợp với điều kiện thực tế tại các vị trí thì các vị trí khơng phù hợp gồm: Trên sơng Hồng có vị trí (2) do nằm phía bên Vân Nam – Trung Quốc, vị trí (5) do điều kiện lấy mẫu khơng hợp lý “khơng có cơng trình cầu, cống nào và cũng khơng có bến thuyền, phà hay trạm thủy văn nào). Trên sơng Chảy 2 vị trí (1) bị loại bỏ do nằm bên Vân Nam – Trung Quốc.
Nhƣ vậy, các vị trí đƣợc lựa chọn gồm (xem sơ đồ vị trí tại hình 3.4)::
Tên sơng Vị trí Địa điểm
Sơng Hồng
(3) Lũng Pô – xã A Mú Sung – H. Bát Sát (4) Đồn biên phòng Bản Vƣợt – H. Bát Sát (7) Cầu Cốc Lếu – TP. Lào Cai
(8) Cầu Phố Lu – TP. Lào Cai
Suối Nậm Thi (2) Cầu Hữu Nghị - Cửa khẩu Cốc Lếu – TP. Lào Cai
Sông Chảy (2) Cầu Sông Chảy – H. Mƣờng Khƣơng – Lào Cai
(3) Cầu Bảo Nhai – H. Bảo Hà – Lào Cai
Các vị trí đƣợc lựa chọn trên đều gần khu vực biên giới, có giao thơng thuận tiện và có các cầu cống qua sơng. Các vị trí này khơng hoặc rất ít chịu ảnh hƣởng bởi dịng thải từ phía lãnh thổ Việt Nam. Chi tiết các vị trí đƣợc mơ tả tại bảng sau:
44
Bảng 3. 2. Đề xuất sơ bộ các điểm quan trắc CLN & Bùn đáy trên sông Hồng, sông Chảy, suối Nậm Thi - tỉnh Lào Cai.
TT Vị trí Điểm lấy mẫu Tọa độ Tên sơng Chú thích Mức
ƣu tiên Kinh đô ̣ E Vĩ độ N
1 (3) Điểm Lũng Pô (xã A
Mú Sung) 103o39’01’’ 22o47’26’’ Hồng
- Vị trí sơng Hồng bắt đầu chảy vào Việt Nam.
- Sông không chịu tác động do các hoạt động KTXH của Việt Nam.
- Trạm kiểm sốt ơ nhiễm đầu nguồn sông Hồng (Trạm nền Sông Hồng). (I) 2 (4) Trạm cửa khẩu Bản Vƣợc (Xã Cốc Mỳ - H. Bát Sát - Tỉnh Lao Cai) 103o50’27’’ 22o35’34’’ Hồng
- Khoảng cách từ Bản Vƣợc tới nơi Sông Hồng bắt đầu vào Việt Nam về phía thƣợng nguồn khoảng 50 km.
- Nơi đây có bến tàu thuyền nên có thể tận dụng để thực hiện lấy mẫu.
- Có thể thay thế điểm Lũng Pô trong trƣờng hợp cần thiết (I) 3 (7) Trạm TV. Lào Cai (Cầu Cốc Lếu - TP. Lao Cai) 103o58’07’’ 22o30’11’’ Hồng
- Trạm kiểm sốt toàn bợ lƣợng nƣớc sông từ Trung Quốc qua sông Hồng và suối Nậm Thi.
- Cầu Cốc Lếu đảm bảo an toàn cho việc lấy mẫu trong mọi loại hình thời tiết.
(I)
4 (8) Cầu Lu (Thị trấn Lu
- H. Bảo Thắng) 104
o10’47’’ 22o19’15’’ Hồng - Khoảng cách từ Cầu Lu theo đƣờng
45
TT Vị trí Điểm lấy mẫu Kinh đô ̣ E Tọa độ Vĩ độ N Tên sơng Chú thích ƣu tiên Mức
- Khu vƣ̣c có ha ̣ tầng phát triển (hê ̣ thống