3.3.1.1.Tính theo Quyết định số 879/ QĐ-TCMT
a- Tính toán WQI thông số chất lượng nước sông Hồng
Kết quả WQI thông số chất lƣợng nƣớc sông Hồng đƣợc tính toán cho các thông số pH, DO, BOD5, COD, độ đục, TSS, NH4+, PO43-, Coliform theo công thức 2.1, 2.2 thể hiện qua bảng 3.7.
Bảng 3.7. Kết quả tính toán WQI thông số chất lượng nước sông Hồng vào mùa lũ (tháng 8/2010)
Ký hiệu mẫu
Chỉ tiêu
WQI
pH DO BOD5 COD Độ đục TSS NH4+ PO43- Coliform
NM1 KQPT 7,9 6,8 7 17 30,75 41 0,97 0,25 480 72
WQI phụ 100 100 72,2 71,7 49,5 61,3 26,5 62,5 100
NM2 KQPT 7,6 6,8 6 15 84,30 113 1,15 0,12 1.500 38
Áp dụng phương pháp tính toán chỉ số chất lượng nước (WQI) cho sông Hồng (đoạn chảy qua địa bàn thành phố Hà Nội)
Luận văn Thạc sĩ Khoa học Môi trường Nguyễn Duy Phú Khoa Môi trường – ĐHKHTN – ĐHQGHN
54 NM3 KQPT 7,7 6,9 5 14 63,62 87 1,07 0,17 930 61 WQI phụ 100 100 87,5 80,0 29,0 31,5 24,6 82,5 100 NM4 KQPT 7,6 6,9 5 13 82,86 108 0,94 0,35 750 38 WQI phụ 100 100 87,5 85 14,7 1 28 43,8 100 NM5 KQPT 7,5 6,7 4 18 47,52 68 0,64 0,13 930 69 WQI phụ 100 97,5 100 70 39,1 41 43 92,5 100 NM6 KQPT 7,7 6,7 3 12 53,78 74 0,74 0,11 1.500 68 WQI phụ 100 99,8 100 90 35,1 38 38 97,5 100 NM7 KQPT 7,8 7,1 13 24 35,08 48 0,42 0,32 2.400 68 WQI phụ 100 100 55,6 60 46,8 52,5 56,7 47,5 100 NM8 KQPT 7,7 7,2 7 17 67,20 84 0,54 0,24 2400 60 WQI phụ 100 100 72,2 71,7 26,8 33 48 65 100 NM9 KQPT 7,7 7 6 17 39,84 53 0,64 0,33 2.800 67 WQI phụ 100 100 75 71,7 43,9 48,5 43 46,3 97 NM10 KQPT 7,5 7,2 5 13 27,83 37 0,57 0,09 480 80 WQI phụ 100 100 87,5 85 55,4 66,3 46,5 100 100 NM11 KQPT 7,6 7,3 5 12 62,92 91 0,32 0,12 2.400 64 WQI phụ 100 100 87,5 90 29,4 29,5 65 95 100 NM12 KQPT 7,6 7 7 19 51,48 68 0,9 0,15 4.600 60 WQI phụ 100 100 72,2 68,3 36,6 41 30 87,5 79 NM13 KQPT 7,5 7,1 7 16 48,80 61 0,85 0,22 2.400 66 WQI phụ 100 100 72,2 73,3 38,3 44,5 32,5 70 100 NM14 KQPT 7,8 7,2 7 15 40,52 54 0,71 0,04 1.500 71 WQI phụ 100 100 72,2 75 43,4 48 39,5 100 100 NM15 KQPT 7,8 6,8 7 17 44,47 61 0,84 0,16 2.400 68 WQI phụ 100 100 72,2 71,7 41 44,5 33 85 100 b- Tính toán WQI
Sau khi tính WQI cho từng thông số, áp dụng công thức 2.3, tính toán đƣợc các giá trị WQI cuối cùng, thể hiện qua bảng 3.8.
Bảng 3.8.Kết quả tính toán chỉ số WQI và mức đánh giá chất lượng nước sông Hồng vào mùa lũ (tháng 8/2010)
STT Ký hiệu mẫu WQI Mức đánh giá CLN Màu
1 NM1 72
Sử dụng cho mục đích tƣới tiêu và các mục đích tƣơng đƣơng khác
Luận văn Thạc sĩ Khoa học Môi trường Nguyễn Duy Phú Khoa Môi trường – ĐHKHTN – ĐHQGHN
55
STT Ký hiệu mẫu WQI Mức đánh giá CLN Màu
2 NM2 38 Sử dụng cho giao thông thủy và
các mục đích tƣơng đƣơng khác Da cam
3 NM3 61
Sử dụng cho mục đích tƣới tiêu và các mục đích tƣơng đƣơng
khác Vàng
4 NM4 38 Sử dụng cho giao thông thủy và
các mục đích tƣơng đƣơng khác Da cam
5 NM5 69
Sử dụng cho mục đích tƣới tiêu và các mục đích tƣơng đƣơng khác Vàng 6 NM6 68 7 NM7 68 8 NM8 60 9 NM9 67 10 NM10 80 Sử dụng cho mục đích cấp nƣớc sinh hoạt nhƣng cần các biện pháp xử lý phù hợp (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Xanh lá cây
11 NM11 64
Sử dụng cho mục đích tƣới tiêu và các mục đích tƣơng đƣơng khác Vàng 12 NM12 60 13 NM13 66 14 NM14 71 15 NM15 68
Kết quả tính toán cho thấy chất lƣợng nƣớc sông Hồng (đoạn chảy qua địa bàn thành phố Hà Nội) vào mùa lũ (tháng 8/2010) chủ yếu sử dụng đƣợc cho mục đích tƣới tiêu và các mục đích tƣơng đƣơng khác (51 ≤ WQI ≤ 75). Riêng tại vị trí thôn Hoắc Sơn – xã Châu Sơn – Ba Vì (NM2) và thôn Phƣơng Đình – xã Cẩm Đình – Phúc Thọ (NM4) có chỉ số WQI = 38 – Sử dụng cho mục đích giao thông thủy và các mục đích tƣơng đƣơng khác, tại Thúy Lĩnh – P. Lĩnh Nam – Hoàng Mai (NM10) có chỉ số WQI=80 - Sử dụng cho mục đích cấp nƣớc sinh hoạt nhƣng cần các biện pháp xử lý phù hợp.
3.3.1.2. Phương pháp đánh giá chất lượng môi trường nước sông Hồng dựa trên chỉ tiêu tổng hợp
Áp dụng phương pháp tính toán chỉ số chất lượng nước (WQI) cho sông Hồng (đoạn chảy qua địa bàn thành phố Hà Nội)
Luận văn Thạc sĩ Khoa học Môi trường Nguyễn Duy Phú Khoa Môi trường – ĐHKHTN – ĐHQGHN
56
Chất lƣợng môi trƣờng nƣớc sông Hồng đƣợc đánh giá dựa trên giá trị Ptb – tính theo công thức 2.8 ở chƣơng 2.
Các bƣớc tính Ptb:
Bƣớc 1: Lựa chọn các chỉ tiêu Ci đặc trƣng cho môi trƣờng nƣớc sông Hồng: pH, DO, BOD5, COD, độ đục, TSS, NH4+, PO43-, Coliform.
Bƣớc 2: Tính tỷ số Ci/Cio
Trong đó:
- Ci: nồng độ của các chỉ tiêu theo kết quả quan trắc
- Cio: nồng độ tƣơng ứng của các chỉ tiêu theo QCVN 08: 2008/BTNMT – Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia về chất lƣợng nƣớc mặt. Riêng độ đục không có trong quy chuẩn nên có thể áp dụng theo nghiên cứu của Pesce & Wunderlin (2000): A1 - 5 NTU; A2 - 20 NTU; B1 - 30 NTU; B2 - 70 NTU [26].
Bƣớc 3: Tính chỉ số Ptb
Chỉ số Ptb là giá trị trung bình của các tỷ số Ci/Cio của từng chỉ tiêu đã tính ở trên. Ptb đƣợc tính theo công thức:
Dựa vào giá trị Ptb tại tất cả các vị trí quan trắc (15 vị trí đại diện), có thể đánh giá đƣợc chất lƣợng môi trƣờng nƣớc sông Hồng dọc từ Ba Vì xuống đến Phú Xuyên phục vụ cho các mục đích sử dụng khác nhau. Các chỉ số Ptb ứng với các vị trí quan trắc đại diện đƣợc biểu diễn dƣới dạng biểu đồ hình cột với mốc so sánh là 1:
+ Với Ptb ≤ 1 - không bị ô nhiễm + Với Ptb > 1 - ô nhiễm.
Kết quả tính toán Ptb cho từng mục đích sử dụng tƣơng ứng với các mức giá trị giới hạn trong QCVN 08: 2008/ BTNMT, thể hiện qua bảng 3.9, hình 3.20.
Luận văn Thạc sĩ Khoa học Môi trường Nguyễn Duy Phú Khoa Môi trường – ĐHKHTN – ĐHQGHN
57
Bảng 3.9. Kết quả tính Ptb tại các vị trí quan trắc chất lượng nước sông Hồng vào mùa lũ (tháng 8/2010)
STT Ký hiệu mẫu Giá trị Ptb
Cột A1 Cột A2 Cột B1 Cột B2 1 NM1 2,9 1,5 0,8 0,5 2 NM2 4,5 2,0 1,2 0,6 3 NM3 3,8 1,8 1,0 0,6 4 NM4 4,4 2,0 1,2 0,6 5 NM5 2,9 1,4 0,8 0,5 6 NM6 3,0 1,4 0,8 0,5 7 NM7 2,8 1,4 0,8 0,5 8 NM8 3,5 1,6 1,0 0,6 9 NM9 2,9 1,4 0,9 0,5 10 NM10 2,1 1,0 0,6 0,4 11 NM11 3,0 1,4 0,8 0,5 12 NM12 3,5 1,7 1,0 0,6 13 NM13 3,3 1,6 0,9 0,5 14 NM14 2,7 1,3 0,7 0,4 15 NM15 3,1 1,5 0,9 0,5
Qua kết quả tính toán Ptb cho thấy:
- So với mức giá trị giới hạn cột A1 - Sử dụng tốt cho mục đích cấp nƣớc cho sinh hoạt: tất cả các vị trí có giá trị Ptb > 1 (ô nhiễm).
- So với mức giá trị giới hạn cột A2 – Sử dụng cho mục đích cấp cho sinh hoạt nhƣng phải áp dụng công nghệ xử lý phù hợp: phần lớn các vị trí quan trắc có giá trị Ptb > 1 (ô nhiễm). Riêng tại Thúy Lĩnh – P. Lĩnh Nam – Hoàng Mai có Ptb = 1 (không bị ô nhiễm)
- So với mức giá trị giới hạn cột B1- dùng cho mục đích tƣới tiêu thủy lợi: phần lớn các vị trí quan trắc dọc sông Hồng từ Ba Vì đến Phú Xuyên vào mùa lũ (tháng 8/2010) có giá trị Ptb ≤ 1 (không bị ô nhiễm), trừ vị trí thôn Hoắc Sơn – xã
Áp dụng phương pháp tính toán chỉ số chất lượng nước (WQI) cho sông Hồng (đoạn chảy qua địa bàn thành phố Hà Nội) (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Luận văn Thạc sĩ Khoa học Môi trường Nguyễn Duy Phú Khoa Môi trường – ĐHKHTN – ĐHQGHN
58
Châu Sơn – Ba Vì (NM2), thôn Phƣơng Đình – xã Cẩm Đình – Phúc Thọ (NM4) có Ptb > 1 (ô nhiễm).
- So với mức giá trị giới hạn cột B2 – dùng cho mục đích giao thông thủy và các mục đích khác với yêu cầu nƣớc chất lƣợng thấp: tất cả các vị trí có giá trị Ptb ≤ 1 (không bị ô nhiễm). 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5 NM1 NM2 NM3 NM4 NM5 NM6 NM7 NM8 NM9 NM10 NM11 NM12 NM13 NM14 NM15 Vị trí G iá t rị P tb Cột A1 Cột A2 Cột B1 Cột B2 Giới hạn
Hình 3.22. Biểu đồ thể hiện giá trị Ptb tại các vị trí quan trắc chất lượng nước sông Hồng vào mùa lũ (tháng 8/2010)
3.3.1.3. So sánh giữa 2 phương pháp
Kết quả tính toán theo 2 phƣơng pháp là tƣơng đối phù hợp với nhau. Tuy nhiên, mỗi phƣơng pháp đều có những ƣu điểm và hạn chế riêng:
Phƣơng pháp đánh giá chất lƣợng môi trƣờng nƣớc theo chỉ tiêu tổng hợp
- Ƣu điểm:
+ Đánh giá tổng hợp tất cả các chỉ tiêu ô nhiễm môi trƣờng nƣớc mặt có trong QCVN 08: 2008/BTNMT.
+ Tính toán đơn giản, dễ hiểu. - Hạn chế:
+ Phƣơng pháp chỉ đánh giá đối với từng mục đích sử dụng tƣơng ứng với các mức giá trị giới hạn cho phép trong QCVN 08: 2008 cột A1, A2, B1, B2.
Luận văn Thạc sĩ Khoa học Môi trường Nguyễn Duy Phú Khoa Môi trường – ĐHKHTN – ĐHQGHN
59
+ Không đánh giá đƣợc chất lƣợng nƣớc tổng quát của một con sông (hay đoạn sông), khó so sánh chất lƣợng từng vùng của một con sông, so sánh CLN sông này với sông khác, CLN thời gian này với thời gian khác (theo tháng, mùa), CLN hiện tại so với tƣơng lai.
+ Đánh giá theo chỉ tiêu tổng hợp, chỉ có các nhà khoa học hoặc các nhà chuyên môn mới hiểu đƣợc và nhƣ vậy, khó thông tin về CLN cho cộng đồng và các cơ quan quản lý Nhà nƣớc, các nhà lãnh đạo để ra các quyết định phù hợp về bảo vệ và khai thác nguồn nƣớc…
Phƣơng pháp đánh giá chất lƣợng môi trƣờng nƣớc theo chỉ số WQI
- Ƣu điểm:
+ Chỉ số WQI có khả năng đặc trƣng cho tác động tổng hợp của nồng độ nhiều thành phần hóa – lý – sinh trong nguồn nƣớc.
+ Đơn giản, dễ hiểu, có tính khái quát cao có thể đƣợc sử dụng cho mục đích đánh giá diễn biến chất lƣợng nƣớc theo không gian và thời gian, là nguồn thông tin phù hợp cho cộng đồng, cho những nhà quản lý không phải chuyên gia về môi trƣờng nƣớc.
- Hạn chế:
+ Một chỉ số phụ thể hiện chất lƣợng nƣớc xấu nhƣng có thể chỉ số cuối cùng lại thể hiện chất lƣợng nƣớc tốt.
+ Phƣơng pháp tính chỉ số WQI cố định các thông số tính toán nên khi một thông số có thể bổ xung vào việc đánh giá chất lƣợng môi trƣờng nƣớc nhƣng lại không đƣợc tính toán vào WQI.
+ Cần phải thiết lập và hoạt động mạng lƣới quan trắc môi trƣờng nƣớc với nhiều điểm thu mẫu, tần suất quan trắc tƣơng đối dày.
+ Đối với sông Hồng nói chung và đoạn chảy qua địa bàn thành phố Hà Nội nói riêng, có lƣợng phù sa rất lớn đặc biệt là vào mùa lũ nên hàm lƣợng TSS và độ đục cũng rất cao. Do đó, khi tính toán chỉ WQI sẽ không phản ánh chính xác đƣợc mức độ ô nhiễm nƣớc sông.
Áp dụng phương pháp tính toán chỉ số chất lượng nước (WQI) cho sông Hồng (đoạn chảy qua địa bàn thành phố Hà Nội)
Luận văn Thạc sĩ Khoa học Môi trường Nguyễn Duy Phú Khoa Môi trường – ĐHKHTN – ĐHQGHN
60
+ Nƣớc sông Hồng đƣợc sử dụng cho nhiều mục đích khác nhau nhƣ cấp nƣớc sinh hoạt, tƣới tiêu thủy lợi, nuôi trồng thủy sản, giao thông vận tải… nên mỗi thông số ô nhiễm sẽ có mức độ quan trọng khác nhau đối với từng mục đích sử dụng, chẳng hạn: độ đục và tổng Coliform rất quan trọng cho mục đích tiếp xúc trực tiếp (tắm, bơi lội), nhƣng lại không quan trọng cho mục đích cấp nƣớc nông nghiệp; nhiệt độ, độ mặn, NH4+ không quan trọng lắm với nƣớc bãi tắm nhƣng lại rất quan trọng với nuôi trồng thủy sản…
Vì vậy, tác giả luận văn đã nghiên cứu, đề xuất cải tiến phƣơng pháp tính WQI theo Quyết định số 879/QĐ-TCMT cho phù hợp với sông Hồng. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
3.3.2. Đề xuất phƣơng pháp tính chỉ số chất lƣợng nƣớc (WQI) cho sông Hồng đoạn chảy qua địa bàn thành phố Hà Nội đoạn chảy qua địa bàn thành phố Hà Nội
Nhƣ đã trình bày ở trên, đa phần các phƣơng pháp tính WQI trên thế giới hiện nay đều đƣợc phát triển từ phƣơng pháp tính WQI của Quỹ vệ sinh Quốc gia Hoa Kỳ (NSF-WQI).
Do vậy, trong luận văn này, tác giả sẽ áp dụng kết hợp phƣơng pháp tính WQI theo Quyết định số 879/QĐ-TCMT và phƣơng pháp tính WQI của Quỹ vệ sinh Quốc gia Hoa Kỳ (NSF-WQI) có biến đổi cho phù hợp với sông Hồng (viết tắt là SH-WQI).
Theo phân tích và đánh giá trong mục 3.1, chất lƣợng nƣớc sông Hồng đoạn chảy qua khu vực nội thành thành phố Hà Nội chủ yếu chịu ảnh hƣởng bởi nƣớc thải sinh hoạt của các khu dân cƣ sống ven hai bờ sông và nƣớc thải công nghiệp. Tại khu vực các huyện ngoại thành, ngoài việc chịu ảnh hƣởng bởi nƣớc thải sinh hoạt và công nghiệp, chất lƣợng nƣớc khu vực này còn chịu ảnh hƣởng bởi nƣớc thải từ hoạt động sản xuất nông nghiệp.
Mặt khác, kết quả quan trắc chất lƣợng nƣớc sông Hồng đoạn chảy qua địa bàn thành phố Hà Nội, cũng cho thấy nguồn nƣớc bị ô nhiễm bởi các yếu tố:
- Các chất rắn lơ lửng;
- Các chất hữu cơ (thông qua thông số BOD5, COD, DO); - Các chất dinh dƣỡng (thông qua thông số NH4+, PO43-);
Luận văn Thạc sĩ Khoa học Môi trường Nguyễn Duy Phú Khoa Môi trường – ĐHKHTN – ĐHQGHN
61 - Vi khuẩn (thông qua thông số Coliform).
Tại một số vị trí quan trắc, các thông số trên vƣợt quy chuẩn cho phép đối với nƣớc mặt cấp cho tƣới tiêu, thủy lợi (QCVN 08:2008/BTNMT cột B1).
Căn cứ vào đặc điểm nƣớc sông Hồng đoạn chảy qua địa bàn thành phố Hà Nội, phƣơng pháp tính WQI của Quỹ vệ sinh Quốc gia Hoa Kỳ (NSF-WQI) và theo Quyết định số 879/QĐ-TCMT, tác giả luận văn tiến hành cải tiến phƣơng pháp tính WQI có điều chỉnh một số yếu tố cho phù hợp với đặc thù của sông Hồng nhƣ sau:
Các thông số lựa chọn
Các thông số về chất lƣợng nƣớc mặt đƣợc lựa chọn trong SH-WQI cũng tƣơng tự nhƣ phƣơng pháp tính WQI theo Quyết định số 879/QĐ-TCMT: pH, DO, BOD5, COD, NH4+, PO43-, TSS, độ đục, tổng Coliform.
Xác định trọng lƣợng đóng góp của các thông số (trọng số wi)
Phần trọng lƣợng đóng góp (wi) của 9 thông số trong SH-WQI đƣợc lựa chọn theo công thức tính của NSF-WQI nhƣ trong bảng 3.10.
Bảng 3.10. Trọng lượng đóng góp của các thông số
STT Thông số Trọng lƣợng đóng góp (wi) 1 DO 0,17 2 Tổng Coliform 0,15 3 pH 0,12 4 BOD5 0,10 5 COD 0,10 6 NH4+ 0,10 7 PO43- 0,10 8 TSS 0,08 9 Độ đục 0,08 Tổng 1,0
Áp dụng phương pháp tính toán chỉ số chất lượng nước (WQI) cho sông Hồng (đoạn chảy qua địa bàn thành phố Hà Nội)
Luận văn Thạc sĩ Khoa học Môi trường Nguyễn Duy Phú Khoa Môi trường – ĐHKHTN – ĐHQGHN
62
Xác định chỉ số phụ qi
Chỉ số phụ qi trong SH-WQI đƣợc xác định bằng WQI cho các thông số theo phƣơng pháp tính WQI theo Quyết định 879/QĐ-TCMT.
Công thức tính WQI
Tác giả luận văn sẽ sử dụng cả 2 dạng công thức tính dạng tích và dạng tổng của NSF-WQI để tính toán SH-WQI.
- Công thức dạng tổng: SH-WQI/WA = 9 1 . i qi wi - Công thức dạng tích: SH-WQI/WM = 9 1 i wi qi
Kết quả phân loại
Bảng 3.11. Phân loại chất lượng nước theo giá trị của SH-WQI
Loại Màu Giá trị
WQI
Đánh giá (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
chất lƣợng Mục đích sử dụng
I Xanh nƣớc
biển 91-100 Rất tốt Sử dụng tốt cho mục đích cấp nƣớc sinh hoạt