Quan trắc khảo sát đánh giá chất lượng môi trường nước
3.2.3. Thực hiện quan trắc
3.2.3.1. Quan trắc lưu vực sông
1. Các thông tin cơ sở:
- Vị trí địa lý: tỉnh/thành phố, huyện, xã. - Tọa độ: kinh độ & vĩ độ
- Độ cao (m) so với mực nước biển
- Cảnh quan xung quanh vị trí lấy mẫu: tên làng gần nhất, cầu hoặc địa điểm nào đó
- Khoảng cách thao độ dài sông bao gồm: từ nguồn…km, trên giới hạn triều…km
2. Thông tin Sông
- Chiều rộng của khúc sông tại vị trí lấy mẫu * Trung bình
* Lớn nhất * Nhỏ nhất
- Độ sâu của khúc sông tại vị trí lấy mẫu * Trung bình
* Lớn nhất * Nhỏ nhất
- Đặc điểm của bờ: điều kiện đi lại - Bản chất của đáy sông
- Thủy thực vât
* Trug bình * Lớn nhất * Nhỏ nhất
- Phương tiện tốt nhất có thể có để đánh giá dòng tại vị trí và thời gian lay mẫu
3. Lưu vực thoát nước
- Diện tích lưu vực thoát nước thượng lưu (km2) - Đặc điểm khí khậu
- Đặc điểm địa chất (khu vực thượng lưu)
- Đặc điểm đất, lưu vực thượng lưu (thực vật tự nhiên, rừng, nông nghiệp, đô thị,..)
- Dân số trong lưu vực thượng lưu
- Những thành phố chính nằm ở thượng lưu của vị trí lấy mẫu 4. Các nhân tố ảnh hưởng đến con người
- Sự sử dụng nước chính (uống và sinh hoạt, nông nghiệp, công nghiệp, giải trí, hàng hải, đánh bắt thủy sản,..)
- Nguồn ô nhiễm lớn gần nhất (loại, khoảng cách, biện pháp kiểm soát) - Các kiểu ô nhiễm khác, tính chất, xu hướng và biện pháp kiểm soát - Điều kiện tự nhiên ảnh hưởng đến chất lượng nước
- Các thông tin giải thích có liên quan khác 5. Lấy mẫu và phân tích
- Theo dõi sự biến động của chất lượng nước trên mặt cắt - Vị trí của điểm lấy mẫu trên sông
Điểm 1: Điểm nền
Điểm 2: Điểm chịu tác động
Điểm 3: Điểm biến đổi theo thời gian
Điểm 4:Điểm xác định diễn biến xu thế
Điểm 5: Điểm đánh giá tác động chung - Độ sâu của vị trí lấy mẫu trên sông
- Phương pháp lấy mẫu (từ thuyền, cầu,..) - Thiết bị lấy mẫu
- Tần số của việc lấy mẫu thường xuyên
- Danh sách các yếu tố đã được tiến hành tại điểm lấy mẫu - Điều kiện bảo quản
- Người thực hiện lấy mẫu - Thời gian lấy mẫu
- Phân tích tại phòng thí nghiệm
3.2.3.2. Quan trắc ao, hồ
Hồ được định nghĩa như là một khối lượng nước ngọt được bao quanh bằng đất liền, có thể là tự nhiên hay nhân tạo. Hồ được đặc trưng bởi các thông số về hình thái hồ, chế độ thủy lực, hóa học, sinh học và bồi lắng. Các thông số này phụ thuộc vào tuổi, lịch sử, khí hậu và trữ lượng nước.
Thành phần của nước hồ luôn bị ảnh hưởng bởi trữ lượng nước trong hồ, điều đó có nghĩa là phụ thuộc vào sự cân bằng của toàn bộ lượng nước vào ra
1 2 3 4 5
Nguồn tác động
Đối tượng sử dụng
của hồ. Lượng nước chủ yếu vào hồ thường là nước sông, suối mang theo một khối lượng lớn vật chất có thể là thiên nhiên hoặc do con người hoặc cũng có thể là loại nước được xả trực tiếp từ nước thải đô thị, công nghiệp, nông nghiệp.
Đo lường lưộng và chất lượng nước vào hồ gặp nhiều khó khăn cũng vì lý do đa nguồn này. Lượng nước đầu ra của hồ cũng tương tự như lượng nước vào, có thể là sông hoặc các sử dụng cho mục đích kinh tế như công, nông nghiệp. Quá trình bốc hơi luôn được xem xét khi nghiên cứu về hồ.
Thời gian lưu nước lý thuyết của hồ sẽ bằng thể tích của hồ chia cho tổng lượng nước vào. Thời gian này rất khác nhau, có thể vài tháng đối với các hồ nông, đến hàng chục năm và thời gian này càng tăng khi các hồ càng rộng và sâu.
Thời gian lưu nước là thời gian nhỏ nhất cần thiết để đạt cân bằng sau khi có một sự thay đổi lớn ở đầu vào. Trong thực tế điều này hiếm khi xảy ratrừ khi hồ được trộn hoàn toàn. Mức độ trộn sẽ khác nhau phụ thuộc vào hình dạng của hồ và vị trí của các kênh, sông vào và ra. Khi hồ dài hoặc có dạng hình cây với nhiều nhánh hoặc gồm nhiều lưu vực thì sự hòa trộn ven bờ sẽ kém và sự biến đổi chất lượng nước sẽ xảy ra.
1. Phân loại về mặt dinh dưỡng của hồ
Người ta có thể chia hồ làm bốn loại sau khi xét đến các sản phẩm quan trọng:
- Nghèo dinh dưỡng: Chất dinh dưỡng (chủ yếu là nitơ và phốt pho) có nồng độ thấp và hạn chế. Sinh khối của nước ở mức độ thấp. Tốc độ phân hủy các chất hữu cơ cân bằng với sự tạo thành chúng
- Dinh dưỡng trung bình: Có sự gia tăng trong việc cung cấp các chất dinh dưỡng và có sự gia tăng tương ứng sinh khối và các chất hữu cơ. Những chất này bắt đầu có sự tích lũy. Oxy ở đáy thường không trong tình trạnh bão hòa.
- Giàu dinh dưỡng: hồ chứa nhiều dinh dưỡng, sinh khối rất nhiều và chất hữu cơ tích lũy với tốc độ cao cùng vói sự lắng đọng xuống đáy. Điều này dẫn đến sự tiêu thụ oxy ở đáy, đôi khi đến hết.
- Rất giàu dinh dưỡng: có sự tích lũy quá mức các chất hữu cơ, chủ yếu dạng humic và nó hạn chế hoạt động sinh học. Đa số các hồ này là các hồ nông và nước có tính axit và trong quá trình chuyển thành đầm.
Bốn loại hồ này có thể xảy ra tự nhiên và đôi khi có khuynh hướng chuyển chậm từ dạng nghèo dinh dưỡng sang dạng giàu dinh dưỡng bởi các quá trình tự nhiên do kết quả của sự bồi lắng và thời gian.
Khi các chất dinh dưỡng đầu vào tăng lên – thông qua mưa, sông, nước ngầm, nước thải, các hoạt độg của con người, thì có sự biến đổi nhanh chóng dể chuyển về trạng thái giàu dinh dưỡng. Sự thay đổi phụ thuộc chủ yếu vào tỷ lệ của các chất dinh dưỡng trên một đơn vị diện tích hồ và thời gian lưu nước. Sự thúc đẩy này của quá trình tự nhiên có thể cũng được xem như là sự ô nhiễm hữu cơ. Các tác động của nó là sự loại oxy trong nước ở đáy hồ, giảm dộ trong, tăng chất hữu cơ lơ lững trong nước ở bề mặt, thay đổi sinh vật phù du và các loài cá.
2. Sự phân tầng và độ xáo trộn nước
Một đặc tính khác của hồ cần quan tâm khi lấy mẫu là sự phân tầng nhiệt do ảnh hưởng của nhiệt với khối lượng riêng của nước (khối lượng riêng của nước lớn nhất ở 40 C).
Lớp nước ấm trên bề mặt được gọi là tầng mặt và lớp nước lạnh hơn ở dưới là tầng đáy. Giữa hai lớp nước là khu vực mà nhiệt độ thay đổi từ nhiệt độ của tầng mặt tới nhiệt độ của tầng đáy. Khu vực này được gọi là tầng giữa hoặc tầng biến nhiệt. Tầng đáy không có sự cấp khí trực tiếp từ khí quyển và có thể trở nên cạn kiệt oxy nếu có chứa nhiều chất hữu cơ. Dưới điều kiện yếm khí, sự giảm các hợp chất khác nhau trong trầm tích có thể xảy ra, một phần của chúng chuyển sang dạng có thể hòa tan và phân tán vào trong lớp tầng đáy. Các chất tạo ra theo cách này gồm amoni, nitrat, phosphate, sunfua, silicat, các hợp chất của sắt và mangan.
Khi thời tiết trở nên lạnh hơn, nhiệt độ của tầng mặt và tầng giữa còn hạ xuống thấp hơn. Khi tầng mặt đạt đến nhiệt độ mà tại đó khối lượng riêng của
nó lớn hơn khối lượng riêng của tầng đáy thì có sự "nghịch đảo nhiệt" của nước hồ. Điều này xảy ra tương đối nhanh và dẫn đến sự đảo trộn theo phương thẳng dứng trong nước hồ.
Sự phân tầng nhiệt thường không xảy ra với các hồ lớn trừ khi độ sâu của hồ lớn hơn 10 m. Nó cũng không thường xuất hiện với các hồ nhỏ, nông, đặc biệt ở những nơi có tốc độ dòng mạnh.
Trong các vùng nhiệt đới và gần xích đạo, các hồ sâu thường phân tầng trong suốt năm. Sợ phân tầng lâu dài này dẫn đến sự yếm khí liên tục của nước ở đáy hồ.
Tần suất của độ xáo trộn phụ thuộc vào khí hậu địa phương và các hồ có thể được phân loại như sau:
- Đơn chu kỳ: 1 lần/ năm, hồ ôn đới, không đóng băng. - Hai chu kỳ: 2 lần/ năm, hồ ôn đới, đóng băng.
- Đa chu kỳ: nhiều lần / năm, hồ ôn đới hoặc nhiệt đới nông. - Không chu kỳ: ít trộn, hồ nhiệt đới sâu.
- Bán chu kỳ: trộn không hoàn toàn, chủ yếu các hồ không chu kỳ nhưng đôi khi là hồ đơn chu kỳ và hai chu kỳ.
Độ xáo trộn gần bờ có thể bị ảnh hưởng do gió nhưng hiệu quả thường giới hạn ở các lớp bề mặt.
3. Sự biến đổi theo mùa và theo hướng thẳng đứng của các hoạt độnh sinh học Sinh khối của hò sẽ ảnh hưởng nhiều đến chất lượng nước, các ảnh hưởng của chúng sẽ khác nhau phụ thuộc theo tuổi của hồ. Các hoạt động có kết quả trực tiếp nhất là sự quang hợp, chủ yếu do sinh vật trôi nổi tự dưỡng trên lớp nước phía trên của hồ (khu vực dinh dưỡng tương ứng với lớp nước ấm tầng mặt). Điều này dẫn đến sự hấp thụ các chất dinh dưỡng như nitơ, photpho và silic để tạo ra oxy và hấp thụ CO2 ở dạng tự do hay kết hợp, và dẫn đến sự tăng giá trị PH.
Ở tầng đáy hồ, sự giảm sút về mặt vi sinh của các mảnh vụn tảo gây hiệu ứng "mưa" từ khu vực dinh dưỡng phía trên dẫn đến sự tái sinh phosphor, nitơ
vô cơ, tăng CO2, chuyển theo hướng axit hóa nước và quan trọng hơn cả là sự giảm oxy. Ở các chu kỳ nghịch đảo, chất lượng nước của hồ là đồng nhất từ đáy tới bề mặt hồ, trừ trường hợp với hồ đơn chu kỳ - loại hồ này chỉ đồng nhất trong lớp bề mặt được trộn. Hóa học hồ phức tạp hơn sông và nước ngầm là do quá trình bên ngoài (nước vào, hóa học, cân bằng nước, bay hơi) và quá trình bên trong (hoạt động sinh học, trộn nước) mà dẫn đến biến động chất lượng nước theo thời gian và phương thẳng đứng.
4. Lựa chọn vị trí
Khi lựa chọn vị trí giám sát chắt lượng nước hồ/ hồ chứa, nên thu thập các thông tin một cách toàn diện như dung tích, diện tích bề mặt, độ sâu trung bình, thời gian thay nước mới và các thông tin có thể có được như về đặc điểm nhiệt động, thủy lực và sinh thái. Vị trí lấy mẫu nên đặt gần với điểm vào và ra các chất thải vào hồ. Nếu có sự xáo trộn gián tiếp tốt và khối lượng lớn của nước gia nhạp thì một vị trí gần giữa hồ là đủ để quan trắc tình trạng nền và xu thế. Nếu hồ được chia thành nhiều vịnh hay lưu vực thì cần nhiều vị trí hơn. Theo các tài liệu, số lượng các điểm lấy mẫu sẽ bằng với giá trị làm tròn của lôgarit diện tích hồ (theo kilômét vuông).
Nghiên cứu ban đầu giám sát chất lượng nước nên dựa trên hệ thống ô lưới và đường cắt ngang để đưa ra mạng lưới điểm đo. Các thông tin từ nghiên cứu này sẽ đưa ra những hướng dẫn hoặc xác định các vị trí thích hợp nhất cho việc lấy mẫu theo các mục tiêu đã xác định. Trong ccá điểm lựa chọn, thời gian và nhân lực cho lấy mẫu tại các điểm trên hồ thường lớn hơn so với lấy mẫu trên sông và nước ngầm.
5. Lấy mẫu theo các độ sâu của mặt cắt tại hồ
Vị trí lấy mẫu thường được xác định từ sự kết hợp của các mốc trên bờ và các độ sâu của mặt cắt. Cố định chính xác về điểm lấy mẫu vào mỗi thời điểm không dễ dàng nhưng điều này không quan trọng bởi vì có độ xáo trộn tốt. Tại mỗi mặt cắt, mẫu nước sẽ được lấy ở những khoảng cách khác nhau và theo
chiều thẳng đứng (độ sâu). Một chương trình tối thiểu về lấy mẫu theo độ sâu như sau:
- Hai độ sâu (bề mặt và đáy) nếu độ sâu hồ nhỏ hơn 10 m.
- Ba độ sâu (bề mặt, tầng biến nhiệt và đáy) nếu độ sâu hồ nhỏ hơn 30 m. - Bốn độ sâu (bề mặt, tầng biến nhiệt, phía trên của tầng đáy và đáy) nếu
độ sâu hồ nhỏ hơn 100 m.
- Nếu hồ sâu lớn hơn 100 m, các độ sâu hơn nữa sẽ được xem xét. 6. Thông tin cơ sở
- Tên trạm.
- Vị trí địa lý: tỉnh/ thành phố, huyện, xã. - Kinh độ và vĩ độ (với các hồ chứa lớn). - Độ cao (m) so với mặt biển.
- Cảnh quan xung quanh vị trí lấy mẫu: tên làng gần nhất, cầu hoặc địa điểm nào đó.
- Vị trí của điểm lấy mẫu trên hồ có liên quan đến bờ của hồ. - Các vùng tiếp giáp với hồ.
- Hồ thuộc lưu vực sông. - Nguồn gốc.
- Loại hồ (với các hồ chứa: loại và năm xây dựng). 7. Thông tin hồ chứa
- Diện tích bề mặt(km2) - Chiều dài lớn nhất (km). - Chiều rộng lớn nhất (km). - Chu vi của hồ (km). - Thể tích (km3). - Độ sâu lớn nhất (m). - Độ sâu trung bình (m).
- Tên (tốc độ thải trung bình) của các sông nhánh nhập vào và kênh (sông) ra:
* Sông nhánh (m3/s). * Kênh (sông) ra (m3/s).
- Dao động mức nước hàng năm (m): - Tự hiên.
- Điều tiết.
- Số lượng nước ở thượng lưu và hạ lưu chính (trong trường hợp có chuỗi hồ):
* Thượng lưu. * Hạ lưu.
- (Kiểu và chu kỳ phân tầng.
- Đặc điểm của nước (độ cứng, pH, muối, chất lơ lửng, đục v.v…). - Tính trong suốt:
Cao. Thấp.
Trung bình.
- Đặc điểm dinh dưỡng: Nghèo dinh dưỡng. Dinh dưỡng trung bình. Giàu dinh dưỡng. Khá giàu dinh dưỡng. Rất giàu dinh dưỡng. Khác.
8. Lưu vực thoát nước
• Diện tích lưu vựcthoát nước (km2).
• Độ cao lớn nhất (m).
• Độ cao trung trung bình (m).
• Đặc điiểm địa chất.
• Đặc điểm đất (thực vật tự nhiên chính, rừng, nông nghiệp, đô thị…).
• Dân số trong lưu vực (năm tham khảo).
• Các thành phố chính gần hồ.
9. Các nhân tố ảnh hưởng đến con người
• Sự sử dụng nước chính (uống và sinh hoạt, nông nghiệp, công ngjhiệp,
giải trí, hàng hải và đánh bắt thủy sản v.v.).
• Kiểu ô nhiễm (đặc tính và sử lý) và biện pháp kiểm soát.
• Mục đích sử dụng nước (vị trí, kiểu sử dụng, thể tích, số lượng người phục vụ, bề mặt tưới v. v.).
• Các thông tin giải thích liên quan khác (dạng bài tiết, không tính toán). 10. Lấy mẫu và phân tích
• Các độ sâu đã lấy mẫu (m)
• Phương oháp lấy mẫu (dùng thuyền, cầu).
• Thiết bị sử dụng lấy mẫu.
• Sự khó khăn khi lấy mẫu (do thừi tiết…).
• Tần suất của việc lấy mẫu thường xuyên.
• Danh sách các yếu tố đã được tiến hành tại điểm lấy mẫu
• Phòng thí nghiệm phân tích mẫu.
• Khoảng cách đến phòng thí nghiệm
• Điều kiện bảo quản
• Người thực hiện lấy mẫu
• Thời gian lấy mẫu