Hình 26. Biểu đồ các thơng số DO, BOD, COD, SS tại các điểm quan trắc 2012
3.1.5. Tính tốn chỉ số chất lượng nước WQI:
Từ các thông số nhận được từ kết quả phân tích, áp dụng phương pháp tính chỉ số chất lượng nước WQI theo Quyết định số 879/QĐ-TCMT của Tổng cục môi trường Việt Nam[10]. Tác giả luận văn đã sử dụng chương trình Microsoft Office Excel 2007 để thiết lập cơng thức và tính tốn:
- Dựa trên kết quả phân tích các mẫu nước, ta đối chiếu với các Bảng 2, Bảng 3 và Bảng 4 để xác định giá trị i của các thông số: Bảng 11. Giá trị i của các thông số
TT Thông số Kết quả Năm 2012 Năm 2013 M1 M2 M3 M4 M5 M6 M7 M8 M9 M10 M1 M2 M3 M4 M5 M6 M7 M8 M9 M10 Giá trị i pH 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 5 3 3 3 3 3 3 3 3 3 DO 3 4 3 4 4 3 3 4 3 3 3 3 4 3 3 3 4 3 3 4 BOD5 3 2 3 2 2 3 2 2 2 2 1 1 2 1 2 2 2 1 2 2 COD 2 2 2 1 2 2 2 2 2 2 1 1 1 1 1 1 2 1 2 1 NH4+ 1 1 1 2 1 1 3 2 2 2 1 3 1 1 1 1 1 1 3 1 P-PO4 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 1 1 1 1 1 1 1 SS 1 1 2 5 3 2 2 3 1 1 1 1 1 2 2 2 1 2 1 3 Coliform 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
Bảng 12. Giá trị qicủa các thông số TT Thông TT Thông số Kết quả Năm 2012 Năm 2013 M1 M2 M3 M4 M5 M6 M7 M8 M9 M10 M1 M2 M3 M4 M5 M6 M7 M8 M9 M10 Giá trị qi pH 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 DO 50 75 50 75 75 50 50 75 50 50 50 50 75 50 50 50 75 50 50 75 BOD5 50 75 50 75 75 50 75 75 75 75 100 100 75 100 75 75 75 100 75 75 COD 75 75 75 100 75 75 75 75 75 75 100 100 100 100 100 100 75 100 75 100 NH4+ 100 100 100 75 100 100 50 75 75 75 100 50 100 100 100 100 100 100 50 100 P-PO4 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 75 100 100 100 100 100 100 100 SS 100 100 75 1 50 75 75 50 100 100 100 100 100 75 75 75 100 75 100 50 Coliform 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100
- Từ các kết quả i, qi và các thơng số quan trắc được trên sơng Lam ta tính tốn được chỉ số WQI cuối theo công thức: 3 / 1 2 1 5 1 2 1 5 1 100 c b b a a pH WQI WQI WQI WQI WQI [Công thức 10]
Bảng 13. Kết quả tính tốn WQI thơng số chất lượng nước sơng Lam năm 2012 và 2013 TT Thông số Kết quả Năm 2012 Năm 2013 M1 M2 M3 M4 M5 M6 M7 M8 M9 M10 M1 M2 M3 M4 M5 M6 M7 M8 M9 M10 1 pH 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 2 DO 70,21 86,84 70,32 76,78 80,69 74,74 69,65 75,63 69,65 61,59 71,26 72,39 76,5 66,73 67,86 70,13 78,68 69,22 65,6 76,5 3 BOD5 45 54,86 47,5 65,28 56,94 47,5 56,94 53,47 54,86 59,03 100 100 66,67 87,5 72,22 75 66,67 97,5 61,67 66,67 4 COD 60,83 70,42 62,08 76,25 70 59,58 70,42 57,92 63,75 67,92 115 110 80 105 90 105 70 105 68,33 80 5 NH4+ 99,38 97,5 80,63 70 76,88 80 27,5 55,42 55 71,67 107,5 28 112,5 107,5 110 87,5 102,5 100 26 92,5 6 P-PO4 123 120,75 120,5 108,25 113,25 123,75 106,88 115,88 114,05 119,75 124,75 122 55,5 124,25 124 124,5 124,5 124,75 101,5 121 7 SS 75,63 99,38 52,5 1 42,63 55,63 52,81 36,13 76,88 95 100 117,5 102,5 61,25 75 56,25 77,5 73,75 82,5 43,5 8 Coliform 112,98 120,2 116,76 113,27 115,53 110,9 110,13 100,38 104,49 120,81 117,36 117,78 119,2 116,02 117,9 117,4 106,8 117,8 77,8 110,5 WQI 88 100 78 21 73 78 73 64 83 96 100 100 99 89 94 85 90 95 75 75
Bảng 14. Kết quả tính tốn chỉ số WQI và mức đánh giá chất lượng nước sông Lam 2012 và 2013
Năm 2012 Năm 2013
Địa điểm
lấy mẫu WQI
Màu biểu
thị Mức đánh giá chất lượng nước WQI
Màu biểu
thị Mức đánh giá chất lượng nước
M1 88 Xanh lá cây Sử dụng cho mục đích cấp nước sinh hoạt nhưng
cần các biện pháp xử lý phù hợp 100
Xanh
nước biển Sử dụng tốt cho mục đích cấp nước sinh hoạt
M2 100 Xanh nước
biển Sử dụng tốt cho mục đích cấp nước sinh hoạt 100
Xanh
nước biển Sử dụng tốt cho mục đích cấp nước sinh hoạt
M3 78 Xanh lá cây Sử dụng cho mục đích cấp nước sinh hoạt nhưng
cần các biện pháp xử lý phù hợp 99
Xanh
nước biển Sử dụng tốt cho mục đích cấp nước sinh hoạt
M4 21 Đỏ Nước ô nhiễm nặng, cần các biện pháp xử lý
trong tương lai 89
Xanh lá cây
Sử dụng cho mục đích cấp nước sinh hoạt nhưng cần các biện pháp xử lý phù hợp
M5 73 Vàng Sử dụng cho mục đích tưới tiêu và các mục đích
tương đương khác 94
Xanh
nước biển Sử dụng tốt cho mục đích cấp nước sinh hoạt
M6 78 Xanh lá cây Sử dụng cho mục đích cấp nước sinh hoạt nhưng
cần các biện pháp xử lý phù hợp 85
Xanh lá cây
Sử dụng cho mục đích cấp nước sinh hoạt nhưng cần các biện pháp xử lý phù hợp
M7 73 Vàng Sử dụng cho mục đích tưới tiêu và các mục đích
tương đương khác 90
Xanh lá cây
Sử dụng cho mục đích cấp nước sinh hoạt nhưng cần các biện pháp xử lý phù hợp
M8 64 Vàng Sử dụng cho mục đích tưới tiêu và các mục đích
tương đương khác 95
Xanh
nước biển Sử dụng tốt cho mục đích cấp nước sinh hoạt
M9 83 Xanh lá cây Sử dụng cho mục đích cấp nước sinh hoạt nhưng
cần các biện pháp xử lý phù hợp 75 Vàng
Sử dụng cho mục đích tưới tiêu và các mục đích tương đương khác
Hình 28. Giá trị chỉ số WQI tại các điểm lấy mẫu Hình 29. Tỉ lệ giá trị WQI thuộc các mức phân loại chất lượng nước
Qua các biểu đồ được xây dựng trong q trình tính tốn chỉ số WQI ta có thể dễ dàng nhận thấy việc đánh giá chất lượng nước thông qua WQI đơn giản hơn so với việc đánh giá cùng lúc nhiều thơng số. Ví dụ như năm 2012 tại sơng Lam có nhiều thơng số như BOD, COD đáp ứng được mức A1 với tỉ lệ rất cao, tuy nhiên thông số N-NH4 + lại đáp ứng được mức A1 với tỉ lệ rất thấp, trong khi đó với kết quả tính tốn WQI ta có thể thấy ngay tỉ lệ số mẫu quan trắc đạt chất lượng nước có thể sử dụng tốt cho mục đích cấp nước sinh hoạt (giá trị WQI nằm trong khoảng 91 – 100) là 30%. Tương tự trong năm 2013, thì tỷ lệ này là 50%, cho thấy chất lượng nước tại các điểm quan trắc trên sơng Lam đã có nhiều dấu hiệu chuyển biến tốt.
Qua biểu đồ tại hình 20 và bảng 14, chúng ta có thể thấy được diễn biến và sự thay đổi chất lượng nước tại các điểm quan trắc qua các năm một cách chính xác và tổng quan nhất. Các thơng số có giá trị nằm trong khoảng từ mức A2 đến B1 với tỉ lệ nhiều nhất và ít có sự thay đổi hàng năm (nằm trong khoảng từ 51 – 90) là 60%. Cũng như kiểm soát được sự thay đổi đột ngột về chất lượng nước tại các điểm trên sơng Lam, từ đó đề xuất các giải pháp mang tính thiết thực, khắc phục kịp thời các sai phạm và hướng tới phát triển một cách bền vững, đảm bảo môi trường nước Sơng Lam. Ví dụ: như mẫu số M4, đo tại huyện Anh Sơn, Nghệ An, năm
2012 đạt WQI là 21 – (Mức báo động đỏ, Nước ô nhiễm nặng, cần các biện pháp xử
lý trong tương lai), chất lượng nước bị ô nhiễm nặng do việc nhà máy xi măng tại
Anh Sơn hoạt động liên tục mà không đáp ứng được các biện pháp đảm bảo môi trường, dẫn đến nguồn nước bị ô nhiễm nặng về cát bụi cũng như hóa chất trong q trình sản xuất cơng nghiệp; Từ đó, chính quyền đã có biện pháp khắc phục kịp thời, trong năm 2013 chất lượng nước đã được cải thiện rõ rệt, chỉ số WQI đạt 89 đã có thể sử dụng cho mục đích cấp nước sinh hoạt khi các biện pháp xử lý phù hợp.
Qua kết quả phân tích 10 mẫu nước, trên cơ sở đối chiếu so sánh với các Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về môi trường nước[11] và tiêu chuẩn về thông số WQI quy định tại Sổ tay hướng dẫn tính tốn chỉ số nước [12] tương ứng cho thấy: Qua các năm 2012, 2013 chỉ 01/10 mẫu nước có các thơng số vượt quá Quy chuẩn cho phép(Mẫu M4-2012); Còn tại các địa điểm và thời gian khác mặc dù có số lượng thơng số vượt Quy chuẩn không nhiều, sự diễn biến chất lượng nước không dao động quá lớn (từ 51-100) song điều đó cũng cho thấy mơi trường nước đã có dấu hiệu ơ nhiễm.
Đáng chú ý là tại thời điểm năm 2012, đoạn sông Lam đi qua địa phận Nghi Lộc, thành phố Vinh đến cuối sông Lam đổ ra Cửa Hội, chất lượng nước đều đạt quy chuẩn A2; Nhưng đến thời điểm cuối năm 2013, chất lượng nước mặt tại khu vực này đã có dấu hiệu suy giảm rõ rệt, chỉ số WQI chỉ đạt từ 51 – 75 (Vừa đủ tiêu chuẩn B2 dùng trong tưới tiêu, không thể dùng trong sinh hoạt). Các mẫu nước mặt,
thải rắn đa dạng không được thu gom xả thải bừa bãi ra môi trường gặp trời mưa nên kéo theo nhiều chất bẩn, ô nhiễm trên bề mặt xuống sông. Các hoạt động sản xuất công nghiệp, nơng nghiệp, đơ thị hóa, giao thơng vận tải và nước thải sinh hoạt... đang có xu hướng gia tăng hàm lượng các chất ô nhiễm gây suy giảm chất lượng nước tại khu vực hạ lưu sơng Lam nói trên.
3.2. Kết quả xây dựng bản đồ chất lượng nước sông Lam:
3.2.1. Kết quả xây dựng bản đồ hiện trạng chất lượng nước sông Lam dựa vào chỉ số WQI
Trên cơ sở phân loại chất lượng nước theo chỉ số WQI và phương pháp xây dựng bản đồ đã nêu trên, tác giả luận văn đã tiến hành xây dựng sơ đồ hiện trạng chất lượng nước sông Lam đoạn chảy qua địa bàn tỉnh Nghệ An, tức là tại mỗi vị trí quan trắc sẽ thể hiện kết quả tính tốn theo chỉ số WQI lên sơ đồ theo thang màu như quy định.
Sơ đồ chất lượng nước sơng Lam năm 2012:
Hình 30. Sơ đồ chất lượng nước sông Lam – Nghệ An 2012 Sơ đồ chất lượng nước sông Lam năm 2013: Sơ đồ chất lượng nước sơng Lam năm 2013:
Hình 31. Sơ đồ chất lượng nước sông Lam – Nghệ An năm 2013
Hình 32. Sơ đồ so sánh chất lượng nước tại các điểm trên sông Lam
3.2.2. Kết quả thực nghiệm xây dựng bản đồ phân vùng chất lượng nước sơng Lam
Từ đó ta có kết quả chạy mơ hình thực nghiệm phân vùng chất lượng nước sơng Lam trên cơ sở phương pháp nội suy đa thức được thể hiện trên bản đồ như sau:
Hình 33. Kết quả chạy nội suy năm 2012
Khi trình bày kết quả phân vùng chất nước nước trên tồn bản đồ sơng lam, do chiều dài của sơng lớn, kết quả nội suy khó thể hiện rõ trên bản đồ. Tác giả luận văn đã phóng to bản đồ để lấy kết quả nội suy một số đoạn sơng Lam để có thể quan sát một cách trực quan và chính xác hơn như sau:
2012 2013
Hình 35. Sơ đồ phân vùng nước sông Lam đoạn qua Anh Sơn
2012 2013
Hình 36. Sơ đồ phân vùng nước sơng Lam đoạn Hưng Nguyên – Cửa Hội Qua các sơ đồ phân vùng chất lượng nước sông Lam ở trên; thực trạng chất lượng nước, sự thay đổi chất lượng nước theo thời gian tại các vùng dọc theo khu vực sông Lam thể hiện một cách rõ nét, trực quan. Chất lượng nước sơng làm ở phía thượng nguồn hầu như chưa bị ô nhiễm, chỉ số WQI đều đạt từ 70 trở lên. Cịn phía hạ nguồn sơng Lam, do đặc điểm kinh tế - xã hội đang phát triển, việc đơ thị hóa
diễn ra nhanh chóng, kèm theo việc phát triển các ngành công nghiệp làm chất lượng nước sông Lam đang bị suy giảm về chất lượng qua hàng năm.
Nhìn chung, chất lượng nước sơng Lam đã bị ơ nhiễm ở mức từ trung bình đến nhẹ. Chất lượng nước có xu hướng giảm trong những năm gần đây. Nguyên nhân chủ yếu là do nước thải sinh hoạt và nước thải công nghiệp gây ra. Hiện nay, trên địa bàn tỉnh Nghệ An đã có 6 khu cơng nghiệp. Trong đó, nhiều ngành cơng nghiệp có thế mạnh như các ngành chế biến thực phẩm - đồ uống, chế biến thuỷ hải sản, dệt may, vật liệu xây dựng, cơ khí, sản xuất đồ thủ cơng mỹ nghệ, chế tác đá mỹ nghệ, đá trang trí, sản xuất bao bì, nhựa, giấy... nhưng chưa có khu cơng nghiệp nào có hệ thống xử lý tập trung. Hầu như nước thải công nghiệp chưa qua xử lý mà xả thẳng vào mơi trường. Vì vậy, nước sơng Lam đã có dấu hiệu ơ nhiễm hầu hết các chỉ tiêu. Nồng độ các chất dinh dưỡng tương đối cao. Nồng độ NO2- dao động từ 0,016 đến 0,136 mg/l, vượt vượt tiêu chuẩn nước mặt TCVN 5942-1995, loại A (0,01 mg/l). Nồng độ NH3 dao động trong khoảng 0,13 – 2,42 mg/l, vượt tiêu chuẩn nước mặt TCVN 5942-1995, loại A (0,05 mg/l). Các chỉ tiêu SS, chất hữu cơ và vi sinh đều xấp xỉ hoặc vượt tiêu chuẩn cho phép 5942-1995, loại A.
Có thể nhận thấy ở các vùng tập trung dân cư, khu công nghiệp, các nhà máy... chất lượng nước đều bị các tác động, ảnh hưởng nhất định. Đặc biệt là tại điểm lấy mẫu M4 năm 2012 tại Anh Sơn chỉ số WQI chỉ đạt 21 là mức độ ô nhiễm nặng – tại đây có Hai nhà máy xi măng 12/9 và nhà máy xi măng 19/5 bên quốc lộ 7A, việc các nhà máy trong quá hoạt động tạo ra một lượng bụi lớn, làm môi trường bị ô nhiễm bụi nặng nề. Nồng độ SS trong nước sông Lam tại khu vực cao (2 điểm lấy mẫu ở Anh Sơn có nồng độ SS tại: M4 là 128,75 mg/l, M5 là 64,76 mg/l) vượt quá quy chuẩn cho phép[11], làm suy giảm nghiêm trọng chất lượng nước.
Hình 37. Nhà máy xi măng Anh Sơn trong quá trình hoạt động Sơn trong quá trình hoạt động
Dịng sơng Lam ở Nam Đàn và các huyện thượng nguồn người dân cũng xả rác thải xuống sông giống như khu vực này, thêm nữa là tình trạng khai thác cát sỏi và đào vàng ngay giữa dịng chảy của sơng Lam, đặc biệt là các huyện thượng
nguồn rộ lên phong trào vàng tặc đào xới lịng sơng và đổ xuống lịng sơng rất nhiều chất hóa học độc hại trong quá trình khai thác vàng. Đi về phía hạ nguồn, huyện Hưng Nguyên là một huyện có đến 10 xã sống ven sông nhưng chưa có bãi xử lý rác thải sinh hoạt nên hàng ngày rác thải sinh hoạt tại các xã này đều được tập kết lại đến cuối ngày rồi đổ ra bờ sơng, tình trạng này bắt đầu từ khá lâu nhưng ngày càng nhiều kể từ năm 2009. Tình trạng trên khơng có xu hướng thuyên giảm mà ngày càng tăng thêm khiến nước sông đã chuyển màu từ lâu.
Tại thành phố Vinh hiện nay đa số các kênh, mương thoát nước mưa, nước thải chung của thành phố đã bị ô nhiễm bởi các hợp chất hữu cơ, vi sinh vật và cặn lơ lửng. Các hộ gia đình, các nhà máy và các cơ sở sản xuất kinh doanh chưa có