6. Ý nghĩa của luận văn
2.4.3.Đánh giá tương quan bằng độ nhạy
Ph n tích độ nhạy là phương pháp ph n tích mối quan hệ giữa các thông số đầu vào với kết quả đầu ra của số liệu: sự thay đổi của các yếu tố đầu vào tác động đến sự thay đổi kết quả của giá trị mục tiêu.
Đánh giá tương quan bằng độ nhạy để lựa chọn thông số đầu cho hàm hồi quy mô phỏng chỉ số chất lượng nước WQI dựa trên mô hình công thức tính toán chỉ số chất lượng nước WQI theo phương pháp “leave one out”. Trong phương pháp này ta loại bỏ lần lượt một thông số trong 10 thông số đầu vào để tính toán xem xét thông số nào ảnh hưởng đến kết quả WQI nhiều nhất. Khi cần đánh giá độ nhạy thông số nào ta rút thông số đó ra hỏi bảng dữ liệu cứ như vậy ta sẽ có tất cả 10 kết quả WQI mô phỏng, so sánh sai số gốc trung bình bình phương (RMSE), tương quan (R), độ lệch (bais) rút ra kết luận độ nhạy bằng cách so sánh kết quả từng WQI mô phỏng trong 10 kết quả có được với WQI tính thực tế, cái nào sai lệch càng lớn
càng có ý nghĩa hay nói cách hác càng tác động mạnh đến giá trị WQI mà hàm dự đoán mô phỏng, chúng có độ nhạy cao và ngược lại.
Các bước chính ph n tích độ nhạy:
Bước 1: 10 thông số đầu vào pH, độ cứng, chất rắn lơ lửng, Cl-, COD, NH4+, NO2-, NO3-, tổng sắt, SO42- sẽ được loại dần trong phương trình hồi quy tuyến tính (sử dụng phần mềm SPSS).
Bước 2: Tính toán giá trị hệ số bất định R2, sai số RSME, độ lệch BIAS giữa giá trị WQI tính toán và phương trình chạy hồi quy tuyến tính ở bước 1để thể nhận xét độ nhạy của từng thông số, mức độ ảnh hưởng của từng thông số tới ết quả đầu ra WQI mô phỏng trong bước 1.
Bước 3: So sánh độ nhạy của các thống sô dựa trên hệ số bất định R2, độ lệch BIAS, sai số gốc trung bình bình phương RMSE (root-mean-square) và sắp xếp theo thứ tự R2 giảm dần và quan sát thêm giá trị RMSE và BIAS
2.5. ánh giá sai số
Đánh giá sai số được đề cập trong mô phỏng các mô hình, thuật toán để thể hiện hiệu quả đạt được của mô hình. Sai số được sử dụng để đánh giá mức độ sai lệch giữa đầu ra của giá trị mô phỏng và giá trị mục tiêu. Có nhiều loại sai số khác nhau được sử dụng cho từng trường hợp tương ứng bao gồm sai số tương đối trung bình, sai số trung bình bình phương, tổng sai số bình phương, ...Đánh giá sai số nhằm xác
định sai lệch giữa kết quả mô hình và đo đạc thực tế có thể chấp nhận được hay không. Trong bài, sinh viên đánh giá sai số bằng các phương pháp :
Hệ số bất định R2:
∑ ∑ ∑
RMSE: √∑ BIAS : ∑ )| Trong đó:
: là chỉ số chất lượng nước WQI tính toán theo mô phỏng : là chỉ số chất lượng nước WQI tính toán thực tế
ƢƠNG III
KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1 iện trạng chất ƣợng nƣớc
Để đánh giá diễn biến CLN từ năm 2009 - 2013, đồng thời đưa ra ết luận chung về hiện trạng CLN sông Đồng Nai, đề tài sử dụng hai phương pháp đánh giá CLN là phương pháp đánh giá đơn yếu tố, phương pháp đánh giá bằng chỉ số WQI
3.1.1 Đánh giá chất lượng Nước dưới đất bằng phương pháp đơn yếu tố
Chỉ số pH
Hình 3. 1. Ch s pH tại các trạm quan trắ ăm 2009-2013
pH là một trong những thông số chất lượng nước quan trọng, tính acid và tính kiềm của NDĐ được mô tả bằng thông số pH, hơn thế nữa, độ pH còn quyết định dạng phân bố của nhiều chất vô cơ và hữa cơ tan trong nước, Theo QCVN 09:2008/BTNMT, nồng độ pH trong khoảng từ 5.5 - 8.5 là đạt tiêu chuẩn cho phép.
Diễn biến chỉ tiêu pH được biểu diễn tai Hình 3.1
- Lỗ khoan quan trắc ĐN43 ( xã Bình Lộc – Thị Xã Long Khánh)
Chỉ tiêu độ pH (6,3-8,2): có quy luật thay đổi gía trị là tăng vào mùa hô và giảm dần vào mùa mưa, đạt giá trị cao nhất 8,2 (4/2010) và trị thấp nhất 6,3
(09/2011). Tất cả các mẫu đều có độ pH nằm trong giới hạn (5,5 - 8,5) của quy chuẩn QCVN 09:2008/BTNMT
- Lỗ khoan quan trắc ĐN44 (xã Bảo Vinh – Long Khánh)
Chỉ tiêu pH (5,09 – 7,7): Có giá trị biến đổi theo mùa, mùa hô tăng cao hơn so với mùa mưa, biến đổi tương đối mạnh, từ 04/2010 đến 09/2011 độ pH có xu thế giảm, giá trị lớn nhất 7,7 (04/2009 và 04/2010), nhỏ nhất 5,09 (08/2013). Các mẫu 09/2011, 08/2012, 08/2013 thấp hơn giới hạn 5,5 của quy chuẩn QCVN 09:2008/BTNMT
- Lỗ khoan quan trắc ĐN48 (Hàng Gòn – Long Khánh)
Chỉ tiêu pH (5,74 – 7,3): quy luật biến đổi theo mùa, tăng dần vào mùa khô và giảm dần vào mùa mưa, theo thời gian có xu hướng giảm dần, giá trị lớn nhất 7,3 (5/2010), nhỏ nhất 5,74 (10/2013). Tất cả các mẫu đều nằm trong giới hạn (5,5-8,5) của quy chuẩn QCVN 09:2008/BTNMT
- Lỗ hoan thăm dò TD20, lỗ khoan nhiễm bẩn NB18A, NB18B
Trong năm 2013, chỉ tiêu pH nằm trong giới hạn cho phép của QCVN09:2008/BTNMT. Đặc biệt giá trị pH biến động khá cao tại trạm đo TD20, pH=7.2 vào mùa hô và pH=5.84 vào mùa mưa, nguyên nh n g y biến động nhiều là do khu vực của trạm đo TD20 có lượng mưa há cao, mưa là nguồn bổ cập nước ngầm chủ yếu. Khi lượng mưa lớn có tính acid thấm xuống nguồn nước ngầm gây ra thay đổi pH trong nước (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Chỉ tiêu pH của NDĐ trong hoảng thời gian từ 2009 – 2013, ta có thể nhận thấy là khá ổn định, biến động trong khoảng 5.09 – 8.2, hầu hết đều đạt chỉ tiêu cho phép của QCVN 09:2008/BTNMT, có thể sử dụng cho mục đích sinh hoạt và nhiều mục đích hác. Tuy nhiên tại lỗ khoan quan trắc ĐN44 (xã Bảo Vinh – Long Khánh),vào mùa mưa trong ba năm gần đ y 2011, 2012, 2013, chỉ số pH giảm vượt quá hoặc bằng giới hạn 5.5, cụ thể là 5.3(2011), 5.5(2012), 5.09(2013).
Độ cứng
Hình 3. 2. Ch s đ cứng tại các trạm quan trắ ăm 2009-2013
Độ cứng của nước được quyết định bởi hàm lượng chất khoáng hòa tan trong nước, chủ yếu là do các muối có chứa ion Ca2+
và Mg2+. Trong nước ngầm, giá trị độ cứng khá cao do chịu ảnh hưởng của cation và anion trong đất. Theo QCVN 09:2008/BTNMT , độ cứng cho phép trong nước ngầm là 500 mg/L(tính theo mg CaCO3).
Giá trị độ cứng (44.8 – 210 mg/L): tại các trạm quan trắc, giá trị đo độ cứng hàng năm hông cao, giá trị thấp nhất đo được trong vòng 5 năm (2009-2013) là 44.8 mg CaCO3/L tại trạm quan trắc ĐN 48 (T03/2013), giá trị cao nhất đo được là 210 mg CaCO3/L tại LK ĐN44 vào tháng 03/2011. Giá trị độ cứng tại các trạm quan trắc không biến động nhiều trong nhiều năm, sự chênh lệch độ cứng giữa mùa mưa và mùa hô hông đáng ể. Riêng trạm quan trắc ĐN44 giá trị độ cứng lại biến đổi theo mùa rõ rệt (Hình 3.3). Độ cứng tăng cao vào mưa và giảm mạnh vào mùa khô. Nguyên nhân gây ra có thể do việc phân hóa mạnh của các lớp đất đá của khu vực này vào mùa mưa g y ra tình trạng độ cứng tăng cao cho nguồn NDĐ hu vực có lỗ hoan ĐN44 cụ thể là xã Bảo Vinh – thị xã Long Khánh
Cần đánh giá sát giá trị độ cứng để phục vụ cho các ngành công nghiệp có liên quan tới làm lạnh động cơ, nấu nồi hơi có áp suất bình thường, nồi hơi có áp suất cao. Nhìn chung, độ cứng của NDĐ tại Thị Xã Long Khánh đáp ứng được cho nhiều mục đích sử dụng khác nhau: sinh hoạt, công nghiệp, nông nghiệp, ...
Hình 3. 3. S bi đổi theo mùa c đ cứng tại trạm quan trắ 44
Tổng chất rắn lơ lửng
Hình 3. 4. Ch s TSS tại các trạm quan trắ ăm 2009-2013
Tổng chất rắn lơ lửng (TSS): là phần chất rắn hông hòa tan trong nước, có kích thước từ 10-1
đến 10-2 µm như hoáng sét, bùn, than, mùn…Các chất rắn lơ lửng làm cho nước đục, thay đổi màu sắc và các tính chất khác của nước. Tổng chất rắn
lơ lửng là thông số quan trọng để đánh giá chất lượng nguồn nước. Theo QCVN09:2008/BTNMT giới hạn hàm lượng chất rắn lơ lửng có trong nước là 1500 mg/L.
Giá trị TSS (<2.0mg/L – 274): Trong khoảng thời gian 2009-2011, hầu hết các trạm quan trắc đều có giá trị TSS <2,0 mg/L hoặc rất thấp phản ánh tình trạng nguồn nước rất tốt và ổn định, hầu như hông có cặn và chất rắn lơ lửng, riêng trạm quan trắc ĐN 44 có giá trị là 112 mg/L nhưng cũng rất bé so với giới hạn của QCVN09:2008/BTNMT là 1500 mg/L. Bắt đầu vào năm 2012, giá trị TSS tăng lên thấy rõ, giá trị TSS cao nhất thấy được là tại trạm TD20 TSS có giá trị là 440 mg/L (3/2013) nhưng lại giảm vào mùa mưa (T08/2013) với giá trị là 274 mg/L. Tại các lỗ hoan ĐN 43, ĐN 48, NB18A, NB18B, giá trị TSS khá ổn định theo các năm và theo mùa. Nhìn chung giá trị TSS trong nguồn NDĐ trên địa bàn thị xã có giá trị nhỏ có thể đáp ứng cho các ngành sản xuất.
Chỉ tiêu COD
Hình 3. 5. H m ợng COD tại các trạm quan trắ ăm 2009-2013
Nhu cầu oxy hóa học – Chemical Oxygen Demand (COD): là lượng oxi cần thiết để oxi hóa hoàn toàn các chất hữu cơ và vô cơ có trong mẫu thành CO2 và nước. COD biểu thị lượng chất hữu cơ có thể oxi hóa bằng hóa học. Trong thực tế
COD được dùng rộng rãi để đặc trưng cho mức độ các chất hữu cơ trong nước ô nhiễm kể cả chất hữu cơ dễ phân hủy và khó phân hủy sinh học.
Giá trị COD (<2,0-18,0 mg/L) có quy luật biến đổi theo mùa trong năm và theo thời gian năm hông rõ ràng. Trong năm 2012 và 2013 chỉ số COD có xu hướng giảm vào cả hai mùa: mùa mưa và mùa khô, giá trị đạt dưới quy chuẩn QCVN 09:2008/BTNMT 4 mg/L. Giá trị lớn nhất 18 mg/L(4/2010) tại trạm quan trắc ĐN44, giá trị thấp nhất là <2.0 mg/L, giá trị này xuất hiện nhiều trong năm 2013 chứng tỏ ô nhiễm hữu cơ có xu hướng giảm dần. Từ năm 2009 đến năm 2011 tất cả các mẫu đều vượt giới hạn (4mg/L) của QCVN 09:2008/BTNMT. Nguyên nhân dễ thấy là do các giếng có quy mô hộ gia đình phần lớn hoan hai thác nước tầng nông, hông được điều tra khảo sát trước khi khoan; khi thi công khoan và kết cấu giếng hông đảm bảo yêu cầu kỹ thuật khoan và cách ly bảo vệ tầng chứa nước; các công trình hi hoan hông có nước sau đó được bỏ lại hông có biện pháp xử lý trám lấp, hi về mùa mưa các công trình hai thác NDĐ phục vụ cho tưới thường bỏ ngỏ, nước từ các nơi tràn vào các giếng gây ô nhiễm nguồn nước, do yêu cầu phục vụ nước tại chỗ nên nhiều công trình được hoan hai thác ngay gần các nguồn xả thải như bãi rác, chuồng trại chăn nuôi hay gần ho chứa thuốc bảo vệ thực vật, … tạo ra các nguy cơ thông tầng dẫn các chất ô nhiễm vào nguồn NDĐ, mà nguy cơ ô nhiễm đầu tiên thường là ô nhiễm các chất hữu cơ và vô cơ. Trong những năm gần đ y , Thị Xã Long Khánh đã tiến hành nhiều biện pháp quản lí để giải quyết triệt để các nguồn gây nên ô nhiễm nguồn NDĐ, đảm bảo sử dụng ổn định và bền vững nguồn tài nguyên này.
Chỉ tiêu Amoni
Amoni được sinh ra khi chất hữu cơ bị phân hủy bởi hoạt động của vi sinh vật kị khí do vậy nồng độ amoni trong nước ngầm thường cao hơn nước mặt. Một số loại vi khuẩn hiếu khí có khả năng chuyển hóa amoni thành nitrit và sau đó thành nitrat, quá trình này có thể làm giảm hàm lượng oxy hòa tan trong nước. Ngoài ra, Amoni có thể sinh ra do các quá trình khử tự nhiên trong điều kiện kỵ khí.
Hình 3. 6. H m ợng NH4 tại các trạm quan trắ ăm 2009-2013
Giá trị Amoni NH4+ khá cao (0,0 - 0.32 mg/L), có sự biến đổi tương đối lớn nhưng lại không có quy luật biến đổi cụ thể đối với hàm lượng amoni trong NDĐ theo mùa hay theo năm, nồng độ cao nhất đo được tại trạm ĐN44 có giá trị là 0.32 mg/L (T03/2013) gấp 3 lần QCVN 09:2008/BTNMT (0,1 mg/L), không có sự hiện hiện diện của Ion Amoni vào T9/2010 ở cả 3 trạm ĐN 43, ĐN 44, ĐN 48.. Đa số các giá trị quan trắc đều vượt quá quy chuẩn QCVN 09:2008/BTNMT cho phép (0,1 mg/L). Nồng độ Amoni cao thường do các nguồn như phân bón, chất thải công nghiệp và nông nghiệp chứa các chất hữu cơ, amoniac tự do và muối amoni thấm vào đất từ từ đi vào nguồn nước ngầm hoặc thông qua các lỗ hoan hông đảm bảo quy định trám lấp.
Chỉ tiêu Cl-
Chỉ tiêu Cl- (<5.0 - 55.2mg/l): Từ năm 2009 đến năm 2013 hàm lượng Cl- có xu hướng giảm dần, mùa hô thường cao hơn mùa mưa, giá trị lớn nhất 55.2mg/L đo được tại trạm ĐN 44(3/2011). Tất cả các mẫu đều có giá trị thấp hơn nhiều so với giới hạn của QCVN 09:2008/BTNMT (250mg/L). Nhận thấy giá trị của thông số Cl- khá cao tại trạm quan trắc ĐN 44 trong thời gian nhiều năm. ĐN 44 nằm ở xã Bảo Vinh, là khu vực có cụm Công nghiệp Bảo Vinh đang hoạt động và mở rộng, các chất thải ra từ cụm công nghiệp, các chất thải trong hoạt động nông nghiệp và
chăn nuôi trên địa bàn xã Bảo Vinh là nguyên nh n hàng đầu gây nên các vấn đề ô nhiễm nguồn NDĐ trên địa bàn xã nói riêng và Thị Xã Long Khánh nói chung.
Hình 3. 7. H m ợng Cl- tại các trạm quan trắ ăm 2009-2013
Chỉ tiêu NO2-
Hình 3. 8. H m ợng NO2- tại các trạm quan trắ ăm 2009-2013
Chỉ tiêu NO2- (<0,002 - 0.055mg/L): Hàm lượng NO2- trong NDĐ rất thấp và thấp hơn quy chuẩn là 1mg/L (QCVN09:2008/BTNMT ), có xu hướng giảm trong những năm gần đ y. Nồng độ NO2 cao nhất đo tại trạm quan trắc ĐN44 có giá trị là 0.055 mg/L (T04/2009) . Tại trạm ĐN 48, hàm lượng NO2- duy trì ở mức rất (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
thấp(<0.002 mg/L) trong khoảng thời gian phân tích (2009-2013) trong hi đó tại trạm quan trắc ĐN 44, giá trị NO2- cao hơn hẳn so với các trạm quan trắc khác. Không phát hiện quy luật thay đổi theo mùa hay theo năm của NO2-.
Chỉ tiêu NO3-
Hình 3. 9. H m ợng NO3- tại các trạm quan trắ ăm 2009-2013
Chỉ tiêu NO3- (<0.05 - 21.60 mg/L). Sự tăng giảm của nồng độ NO3 không theo mùa và biến đổi không nhiều theo năm. Đa số các giá trị đều rất nhỏ và không vượt quá giá trị giới hạn của QCVN09:2008/BTNMT (15 mg/L). Tuy nhiên vào tháng 9/2011 tại trạm quan trắc ĐN 44 giá trị đo NO3 rất cao 21.6 mg/L lớn hơn 1.5 lần so với QCVN09:2008/BTNMT, điều nhận thấy là giá trị đo của NO3- của trạm đo ĐN 44 qua các năm là khá cao so với các trạm quan trắc khác. Điều này cho xã Bảo Vinh đang có hiện tượng ô nhiễm NO3-. Có sự liên quan giữa nồng độ NO2- cao và NO3- cao do 2 chất này có thể chuyển hóa cho nhau nhờ các vi sinh vật có trong đất. Ô nhiễm NO3- nằm trong nguồn gây ô nhiễm dinh dưỡng - phú dưỡng, nguyên nh n thường do phân bón của người dân trong quá trình trồng trọt sử dụng không hợp lí, nguồn ph n bón đi vào đất và thấm xuống nguồn nước ngầm. Hàm lượng Nitrate cao trong nước có thể gây ra các bệnh nguy hiểm, nhất là bệnh về hồng cầu. Cần có biện pháp giảm thiểu nguồn NO3- đưa vào trong đất và xử lí trong nước trước hi đưa vào sử dụng nhất là mục đích ăn uống.
Chỉ tiêu sắt tổng
Hình 3. 10. H m ợng sắt tổng tại các trạm quan trắ ăm 2009-2013
Chỉ tiêu sắt tổng (<0.05 - 4.7mg/L): có sự biến đổi tương đối lớn, chưa phát hiện quy luật diễn biến theo mùa và theo thời gian. Giá trị cao nhất 4,70mg/L tại trạm quan trắc ĐN 44 (9/2010), giá trị thấp nhất <0.05 mg//L thường xuất hiện vào mùa