2.2.2. Phƣơng pháp nghiên cứu cụ thể
25
- Đây là phƣơng pháp sử dụng và thừa hƣởng những tài liệu đã có về chất lƣợng nƣớc mặt của kênh Tân Hóa - Lị Gốm của Sở Tài nguyên và Môi trƣờng TPHCM: số liệu về thủy văn, số liệu quan trắc.
- Thu thập, phân tích tổng hợp các nguồn tài liệu, tƣ liệu, số liệu, các văn bản từ các Sở ban ngành về các thơng tin có liên quan đến đề tài nhƣ thu thập số liệu từ Sở Tài nguyên và Môi trƣờng, thông tin từ các dự án đầu tƣ, quy hoạch kênh của thành phố; thông tin từ các báo cáo hiện trạng môi trƣờng, báo cáo thông tin môi trƣờng hàng năm đƣợc xem xét, chọn lọc các thông tin cần thiết để sử dụng thích hợp cho từng nội dung của luận văn.
- Thu thập và chọn lọc các thông tin về điều kiện tự nhiên, các cơng trình nghiên cứu trƣớc đây, các tài liệu trong và ngoài nƣớc liên quan đến đề tài nghiên cứu, các bản đồ hình chính, bản đồ lƣu vực kênh.
- Các tiêu chuẩn, quy chuẩn quy định về chất lƣợng nƣớc kênh,… Phƣơng pháp thu thập số liệu:
- Phƣơng pháp này đƣợc sử dụng chủ yếu trong quá trình thực hiện, thu thập các thông tin tƣ liệu liên quan từ cơ quan quản lý và từ thực tế:
Điều kiện kinh tế xã hội: Phân bố dân cƣ dọc bờ kênh, quy hoạch tái định cƣ, hiện trạng lấn kênh cho mục đích kinh doanh, các dự án cải tạo nâng cấp chất lƣợng nƣớc kênh.
Số liệu thủy văn: Tốc độ dòng chảy, mực độ triều dâng, lƣợng mƣa, nhiệt độ. Số liệu quan trắc môi trƣờng nƣớc kênh: Độ đục, COD, BOD, pH, Coliform, Amoni (NH4+) (tính theo nitơ), Photphas (PO43-) (tính theo P)
Các tài liệu khác theo nhiều cách khác nhau.
- Các dữ liệu thu thập đƣợc sẽ là thông tin đầu vào của q trình đánh giá hiện trạng mơi trƣờng chất lƣợng nƣớc kênh.
- Ngồi ra cịn tham khảo các nguồn tài liệu khác, thông tin từ Internet… Phƣơng pháp điều tra, khảo sát thực địa:
- Hình thức điều tra: điều tra qua hình thức văn bản hành chính để lấy thơng tin, số liệu cho việc đánh giá và khảo sát thực tế.
- Tiến hành khảo sát, ghi hình tại khu vực nghiên cứu về hiện trạng môi trƣờng kênh.
26
- Các thơng tin đƣợc thu thập thơng qua hình thức phỏng vấn trực tiếp, thông qua phiếu điều tra để thu thập thông tin và quá trình khảo sát trực tiếp các hộ dân trên địa bàn, nhằm nắm các thơng tin cơ bản về tình hình tập quán sinh hoạt của ngƣời dân, các loại hình sản xuất có nguồn thải vào mơi trƣờng nƣớc mặt trên địa bàn kênh và điều tra hiện trạng sử dụng nƣớc bằng các phiếu điều tra, phỏng vấn trực tiếp ngƣời dân và các cơ sở sản xuất theo các nội dung trong phiếu điều tra.
- Ngoài ra, phỏng vấn cán bộ quản lý để biết thực trạng kênh và ô nhiễm nguồn nƣớc ở kênh. Cán bộ đƣợc phỏng vấn ở Sở TM & MT TP.HCM, Phòng TNMT các quận.
Phƣơng pháp lấy mẫu và phân tích:
Kết quả phân tích mẫu nƣớc và kim loại nặng đƣợc đối chiếu với các tiêu chuẩn và quy chuẩn hiện hành: đánh giá chất lƣợng nƣớc mặt theo QCVN 08:2015/BTNMT (QCKTQG về chất lƣợng nƣớc mặt).
Các Chỉ Tiêu Phân Tích: Độ đục
Độ đục của nƣớc bắt đầu từ sự hiện diện của một số các chất lơ lửng có kích thƣớc thay đổi từ dạng phân tán thơ đến dạng keo, huyền phù (kích thƣớc 0,1 - 10 mm). Trong nƣớc, các chất gây đục thƣờng là đất sét, chất hữu cơ, chất vô cơ, thực vật và các vi sinh vật bao gồm các loại phiêu sinh động vật.
Độ đục phát sinh từ nhiều nguyên nhân nhƣ:
Ảnh hƣởng của nƣớc lũ làm xáo trộn lớp đất, lôi cuốn, phân rã xác động thực vật.
Chất thải sinh hoạt, nƣớc thải sinh hoạt, nƣớc thải công nghiệp. Sự phát triển của vi khuẩn và một số vi sinh vật: tảo,…
Ý nghĩa môi trường:
Độ đục ảnh hƣởng quan trọng đến cấp nƣớc công cộng, làm giảm vẻ mỹ quan, gây khó khăn cho q trình lọc và khử khuẩn.
pH
Là đại lƣợng đặc trƣng cho tính acid hay kiềm trong mẫu nƣớc. - Khi pH = 7: nƣớc trung tính
- pH > 7 : nƣớc có tính bazơ - pH < 7 : nƣớc có tính axit
27
- Trong lĩnh vực cấp nƣớc, pH liên quan đến tính ăn mịn, hồ tan và ảnh hƣởng đến các quá trình xử lý nƣớc nhƣ keo tụ, oxy hoá, diệt khuẩn, làm mềm, khử sắt. pH của nƣớc có liên quan đến sự hiện diện của một số kim loại và khí hồ tan trong nƣớc. Ở pH < 5, nƣớc có thể chứa Fe, Mn, Al ở dạng hồ tan và một số loại khí nhƣ CO2, H2S tồn tại ở dạng tự do trong nƣớc. Tính chất này đƣợc sử dụng để khử các hợp chất sulfur và cacbonat có trong nƣớc bằng biện pháp làm thoáng.
- Khi tăng pH có thêm tác nhân oxy hố, các kim loại hồ tan trong nƣớc chuyển thành dạng kết tủa ra khỏi nƣớc bằng biện pháp lắng lọc.
- pH chi phối mọi quá trình hoạt động của vi sinh vật trong nƣớc. Vì vậy, pH cần đƣợc kiểm sốt trong khoảng thích hợp khi xử lý nƣớc thải bằng phƣơng pháp sinh học.
Nitrate
- Là giai đoạn oxy hố cao nhất trong chu trình nitơ và là giai đoạn sau cùng trong tiến trình oxy hố sinh học. Ở lớp nƣớc mặt, nitrat thƣờng ở dạng vết nhƣng đối với nƣớc ngầm mạch nơng lại có hàm lƣợng rất cao. Nƣớc uống chứa nhiều nitrat có thể gây bệnh huyết sắc tố cho trẻ em.
Phosphate
- Trong thiên nhiên, phosphate đƣợc xem là sản phẩm của q trình lân hố, thƣờng gặp ở dạng vết đối với nƣớc thiên nhiên. Khi hàm lƣợng phosphate cao sẽ là một yếu tố giúp rong rêu phát triển mạnh. Hiện tƣợng này có thể có nguồn gốc từ sự ơ nhiễm của nƣớc sinh hoạt, nông nghiệp hoặc từ nƣớc thải công nghiệp sản xuất bột giặt, chất tẩy rửa hay phân bón. Do đó, chỉ tiêu phosphate đƣợc ứng dụng trong việc kiểm sốt mức độ ơ nhiễm của dòng nƣớc.
Nhu cầu oxy sinh hoá (Biochemical Oxygen Demand – BOD)
- Nhu cầu oxy sinh hoá là lƣợng oxy cần thiết phải cung cấp để vi sinh tiêu thụ trong quá trình oxy hố các chất hữu cơ có thể bị vi sinh vật phân huỷ trong điều kiện yếm khí. Là chỉ tiêu xác định mức độ ô nhiễm của nƣớc thải sinh hoạt và công nghiệp qua chỉ số oxy dùng để khoáng hoá các chất hữu cơ. Chỉ số BOD chỉ ra lƣợng oxy mà vi khuẩn tiêu thụ trong phản ứng oxy hoá các chất hữu cơ trong nƣớc ô nhiễm. Chỉ số BOD càng cao chứng tỏ lƣợng chất hữu cơ có khả năng phân huỷ sinh học ơ nhiễm trong nƣớc càng lớn. Ngồi ra BOD còn là một trong những chỉ
28
tiêu quan trọng nhất để kiểm sốt ơ nhiễm dịng chảy. BOD có liên quan đến việc đo lƣợng oxy tiêu thụ do vi sinh vật khi phân huỷ chất hữu cơ có trong nƣớc thải.
Nhu cầu oxy hố học (Chemical Oxygen Demand – COD)
Là một trong những chỉ tiêu đặc trƣng dùng để khảo sát, đánh giá hiện trạng và kiểm tra mức độ ô nhiễm của nguồn nƣớc thải và nƣớc mặt đặc biệt là các cơng trình xả thải. Là lƣợng oxy cần thiết để oxy hoá các chất hữu cơ trong thành phần nƣớc thải bằng phƣơng pháp hoá học (sử dụng tác nhân oxy hoá mạnh).
Theo phƣơng pháp này, chỉ trong một khoảng thời gian ngắn hầu nhƣ toàn bộ các chất hữu cơ đã bị oxy hố, chỉ trừ một số ít trƣờng hợp ngoại lệ, nhờ vậy cho phép xác định nhanh hàm lƣợng chất hữu cơ.
Oxy hoà tan (Dissolve oxygen)
Là yếu tố xác định sự thay đổi xảy ra do vi sinh vật kỵ khí hoặc hiếu khí. Đây là chỉ tiêu quan trọng liên quan đến việc kiểm sốt dịng chảy. Ngồi ra DO cịn là cơ sở kiểm tra BOD nhằm đánh giá mức độ ô nhiễm của nƣớc thải sinh hoạt và nƣớc thải công nghiệp.
Tất cả các q trình xử lý hiếu khí phụ thuộc vào sự hiện diện của DO. Trong nƣớc thải, việc xác định DO là khơng thể thiếu vì đó là phƣơng tiện kiểm sốt tốc độ sục khí, đảm bảo đủ lƣợng DO thích hợp cho vi sinh vật hiếu khí phát triển.
DO cũng là yếu tố quan trọng trong sự ăn mòn sắt thép đặc biệt là hệ thống cấp nƣớc lị hơi.
Chỉ tiêu vi sinh
Trong nƣớc có nhiều loại vi trùng, siêu vi trùng, rong tảo và các loại đơn bào. Trong số này có một số gây bệnh nên ta cần loại bỏ chúng trƣớc khi sử dụng. Việc kiểm tra chỉ tiêu vi sinh không thể xác định một loại đặc trƣng. Một số loại vi sinh vật dùng phân tích chỉ tiêu vi sinh là Coliform, Fecal Coliform, E.Coli,…
Phƣơng Pháp Lấy Mẫu:
Phối hợp với Sở TN & MT, thiết lập các điểm lấy mẫu phân tích cố định kênh, dựa trên kết quả khảo sát, các vị trí lấy mẫu đƣợc lựa chọn, tiến hành thu mẫu và phân tích các chỉ tiêu phục vụ cho quá trình đánh giá chất lƣợng nƣớc của kênh.
29
Bảng 2. 1. Vị trí các trạm khảo sát chất lƣợng nƣớc TH - LG
STT Địa điểm Kí hiệu Vị trí
1 Cầu Hịa Bình M1 N:10 046’51.7’’ E:106038’45.8’’ 2 Cầu Ơng Bng M2 N:10 046’22.8’’ E:106038’32.4’’
(Nguồn: Nghiên Cứu Khả Thi về Vệ sinh và Nâng cấp Đô thị lƣu vực kênh TH-LG, tập 7, 03/2003). - Quá trình thu mẫu nƣớc gồm các bƣớc sau:
Phƣơng pháp lấy và bảo quản mẫu nƣớc đƣợc tiến hành theo:
TCVN 6663 - 3:2008 (ISO 5667 - 3:2003) - Chất lƣợng nƣớc - Lấy mẫu. Hƣớng dẫn bảo quản và xử lý mẫu.
TCVN 5994:1995 (ISO 5667 - 4:1987) - Chất lƣợng nƣớc - Lấy mẫu. Hƣớng dẫn lấy mẫu ở hồ ao tự nhiên và nhân tạo.
TCVN 6663 - 6:2008 (ISO 5667 - 6:2005) - Chất lƣợng nƣớc - Lấy mẫu. Hƣớng dẫn lấy mẫu ở sông và suối.
Mẫu nƣớc để xác định nồng độ chất ô nhiễm trong nguồn nƣớc tiếp nhận là mẫu tổ hợp của ít nhất 3 mẫu đơn đƣợc lấy tại 3 vị trí khác nhau trên cùng một mặt cắt ngang (giữa dịng, 1/4 chiều rộng sơng từ bờ trái và 1/4 chiều rộng sông từ bờ phải) và ở độ sâu 0,5m tính từ mặt nƣớc.
Dụng cụ lấy mẫu
Mẫu đƣợc lấy bằng thiết bị chuyên dùng rồi đổ vào can nhựa có dung tích 1 - 2 lít hoặc lấy trực tiếp bằng can nhựa nhúng trực tiếp xuống nƣớc ở độ sâu 0,2 - 0,4m.
Công tác lấy mẫu
Việc lấy mẫu đƣợc thực hiện đúng thời gian quy định. Các mẫu nƣớc đƣợc bảo quản và đem về nơi lƣu trữ mẫu tại phịng thí nghiệm. Các can nhựa đựng mẫu đều đƣợc rửa sạch, tráng bằng axit và nƣớc sạch trƣớc khi tiến hành lấy mẫu. Riêng chai thu mẫu để xét nghiệm vi sinh đƣợc khử trùng trƣớc đó theo đúng quy tắc. Khi tiến hành lấy mẫu, các can mẫu đƣợc tráng 03 lần bằng chính mẫu nƣớc cần lấy, sau đó mới đổ đầy và vặn nút thật chặt.
30
Các thông số nhƣ: DO, nhiệt độ, pH, độ dẫn điện, độ mặn, độ đục đƣợc đo ngay tại hiện trƣờng.
Bảo quản mẫu
Để đảm bảo độ chính xác cho kết quả phân tích, các mẫu nƣớc đƣợc bảo quản trong thùng đá chuyên dụng. Sau khi lấy mẫu, mẫu nƣớc đƣợc xếp vào thùng, trong thùng ln xếp một lớp nƣớc đá để duy trì nhiệt độ cho mẫu ở khoảng 40C và đƣợc bảo quản trong suốt quá trình vận chuyển về phịng thí nghiệm (thơng thƣờng từ 24 - 48h). Đồng thời cố định mẫu bằng axit đối với một số chỉ tiêu bắt buộc.
Các nhóm thí nghiệm trong phịng thí nghiệm cũng có các thiết bị lƣu trữ mẫu, bảo đảm chất lƣợng mẫu không thay đổi trong suốt thời gian tiến hành phân tích. Các mẫu đƣợc phân tích ngay sau khi vận chuyển về phòng trong vòng 24h.
Bảng 2. 2. Bảo quản mẫu theo quy định
STT Thơng số phân tích Chai đựng Điều kiện bảo quản Thời gian bảo quản tối đa
1 BOD PE Lạnh 4o C 4 giờ 2 COD PE Lạnh 4oC 4 giờ 3 DO PE Đo tại chỗ 4 pH PE Đo tại chỗ 5 SS PE Lạnh 4oC 4 giờ 6 Nitrate PE Lạnh 4o C 24 giờ 7 Photphas PE Lạnh 4o C 24 giờ
8 Coliform TT Vô trùng nƣớc, sau
lấy mẫu, 4o
C 12 giờ
Ghi chú PE: chai polyethylen TT: chai thuỷ tinh
Bảng 2. 3. Phƣơng Pháp Phân Tích
Stt Thơng số Đơn vị Phƣơng pháp thử nghiệm
31
Stt Thông số Đơn vị Phƣơng pháp thử nghiệm
02 DO mg/L TCVN 7324:2004 03 COD mg/L SMEWW 5220 (C):2005 (*) 04 TSS mg/L TCVN 6625 – 2000 (*) 05 BOD5 mg/L TCVN 6001 – 2 – 2008 (**)
06 Amoni (tính theo N) mg/L SMEWW 4500 – N C(**)
07 Tổng P mg/L TCVN 6202 – 2008
08 Tổng Coliforms MPN/100ml SMEWW 9221 B – 2005 Phƣơng pháp thống kê và xử lý dữ liệu
- Kết quả điều tra sẽ đƣợc xử lý, tổng hợp và phân tích trên máy tính dựa trên các phần mềm ứng dụng Word, Excel…
- Các kết quả phân tích đƣợc thể hiện trên các bảng biểu, đồ thị, xử lý bằng chƣơng trình Microsoft Excel.
- Dựng đồ thị minh hoạ các chỉ tiêu đo đạc để nhận xét sự biến đổi của các chỉ tiêu.
- Phân tích, đánh giá dựa trên qui chuẩn: QCVN 08:2008/BTNMT cột B1, Luật BVMT.
Phƣơng pháp so sánh
So sánh giữa lý thuyết và thực tế, giữa các quy chuẩn, tiêu chuẩn với hiện trạng thông qua các tài liệu, thông tin thu thập từ đó rút ra kết luận cho các nghiên cứu liên quan trong Đề tài.
Phƣơng pháp chuyên gia phân tích
Tham vấn kết quả nghiên cứu tới các nhà khoa học, chuyên gia và nhà quản lý.
GS.TSKH LÊ HUY BÁ - Viện Khoa Học Công Nghệ Và Quản Lý Môi Trƣờng, Trƣờng ĐH Công Nghiệp TP.HCM
TS NGUYỄN MINH LÂM - Viện Môi Trƣờng và Tài Nguyên, Trƣờng ĐH Bách KHOA TPHCM.
TS. NGUYỄN TẤN PHONG - Viện Môi Trƣờng và Tài Nguyên, Trƣờng ĐH BÁCH KHOA TP. HCM .
32
TS. LƢƠNG VĂN VIỆT - Viện KHCN & Quản Lý Môi Trƣờng, Trƣờng ĐH Công Nghiệp TPHCM.
TS TRẦN THỊ NGỌC DIỆU – Viện KHCN & Quản Lý Môi Trƣờng, Trƣờng ĐH Công Nghiệp TPHCM.
- Trên cơ sở các phiếu góp ý của các chuyên gia và nhà quản lý trong lĩnh vực mơi trƣờng đề xuất các chính sách, giải pháp phù hợp với thực tiễn.
Cơ sở lý thuyết về khả năng chịu tải của dòng kênh
Một số khái niệm về “ Khả năng chịu tải”, cho đến nay có rất nhiều tác giả trên thế giới đƣa ra khái niệm khác nhau về khả năng chịu tải.
- Khả năng chịu tải của môi trƣờng là khả năng tiếp nhận lớn nhất tổng các nguồn thải mà vẫn nằm trong khả năng tự làm sạch của môi trƣờng. (Williams 1996).
- Khả năng chịu tải của môi trƣờng là khả năng tiếp nhận các loại chất thải tối đa mà vẫn đáp ứng các yêu cầu chất lƣợng cho mục đích sử dụng nƣớc đƣợc qui định tại khu vực nghiên cứu (duy trì cân bằng sinh thái, đảm bảo chất lƣợng nƣớc sinh hoạt, …). Nhƣ vậy, theo quan điểm này, khả năng chịu tải của nƣớc phụ thuộc vào khả năng tụ làm sạch tự nhiên ( it’s purephication) của hệ sinh thái đó. Bên cạnh đó, khả năng tự làm sạch tự nhiên của hệ sinh thái phụ thuộc vào thành phần, cấu trúc cũng nhƣ hình dạng của kênh.
- Khả năng chịu tải tính đến các q trình vật lý nhƣ: q trình hịa tan, phân tán, lắng tụ và bay hơi cũng nhƣ cá q trình hóa học, sinh học, sinh hóa mà đẫn đến sự phân hủy hay loại bỏ chất gây ô nhiễm hoặc các tác động không chấp nhận đƣợc ở khu vực bị tác động. Xem xét các q trình dẫn đến sự tích tụ nhiều lần của chất gây ơ nhiễm và khả năng chuyển hóa thành hợp chất độc hơn ( ví dụ Hg thành