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 1 Application of Water Quality Index computation on Hong river water (Ha Noi city section) Nguyen Duy Phu Hanoi University of science, VNU Faculty of Environmental Science Major: Environmental science; Code: 60 85 02 Supervisors: Ass. Prof. Trinh Thi Thanh Date of Presenting Thesis: 2011 Abstract. Trình bày tổng quan về sông Hồng và chỉ số chất lƣợng nƣớc (WQI). Đánh giá các yếu tố có khả năng ảnh hƣởng đến chất lƣợng nƣớc sông Hồng (đoạn chảy qua địa bàn thành phố Hà Nội) và đánh giá hiện trạng nƣớc sông Hồng (đoạn chảy qua địa bàn thành phố Hà Nội) vào mùa lũ và mùa cạn năm 2010. Xây dựng sơ đồ hiện trạng môi trƣờng nƣớc theo chỉ số WQI và đánh giá khả năng sử dụng nguồn nƣớc sông Hồng (đoạn chảy qua địa bàn TP. Hà Nội): Tính toán chỉ số chất lƣợng nƣớc (WQI) theo Quyết định số 879/QĐ-TCMT; Phƣơng pháp đánh giá chất lƣợng nƣớc theo chỉ tiêu tổng hợp; Đề xuất phƣơng pháp tính chỉ số chất lƣợng nƣớc (WQI) cho sông Hồng (đoạn chảy qua địa bàn thành phố Hà Nội); Xây dựng sơ đồ hiện trạng chất lƣợng nƣớc sông Hồng (đoạn chảy qua địa bàn thành phố Hà Nội) theo chỉ số WQI; Đánh giá khả năng sử dụng nguồn nƣớc sông Hồng (đoạn chảy qua địa bàn thành phố Hà Nội). Keywords. Khoa học môi trƣờng; Ô nhiễm môi trƣờng; Tài nguyên nƣớc; Chỉ số chất lƣợng; Sông Hồng Content Chỉ số môi trƣờng là cách sử dụng số liệu tổng hợp hơn so với đánh giá từng thông số hay sử dụng các chỉ thị. Rất nhiều các quốc gia trên thế giới đã triển khai áp dụng các mô hình chỉ số chất lƣợng nƣớc (WQI) với nhiều mục đích khác nhau. Từ nhiều giá trị của các thông số khác nhau, bằng các cánh tính toán phù hợp, ta thu đƣợc một chỉ số duy nhất, giá trị của chỉ số này phản ánh một cách tổng quát nhất về chất lƣợng nƣớc. 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 2 Nhằm góp phần ngăn chặn các nguy cơ khủng hoảng về nguồn nƣớc cũng nhƣ từng bƣớc khắc phục, cải thiện và bảo vệ nguồn nƣớc mặt trên địa bàn thành phố Hà Nội, cần thiết phải tiến hành nghiên cứu để xây dựng công cụ quản lý thống nhất và tổng hợp tài nguyên nƣớc sông Hồng. Chỉ số chất lƣợng nƣớc (WQI) và phân vùng chất lƣợng nƣớc là công cụ giúp đánh giá mức độ ô nhiễm từng đoạn sông phục vụ mục đích quy hoạch sử dụng hợp lý nguồn nƣớc mặt và xây dựng định hƣớng kiểm soát ô nhiễm, bảo vệ môi trƣờng nƣớc. Từ đó, xây dựng các biện pháp để kiểm soát ô nhiễm môi trƣờng nƣớc tốt hơn, đây là một vấn đề rất cần thiết và cấp bách. Do đó, luận văn “Áp dụng phƣơng pháp tính toán chỉ số chất lƣợng nƣớc (WQI) cho sông Hồng (đoạn chảy qua địa bàn thành phố Hà Nội)”, đã đƣợc tiến hành với nội dung nghiên cứu nhƣ sau: 1. Đánh giá các yếu tố có khả năng ảnh hƣởng đến chất lƣợng nƣớc sông Hồng (đoạn chảy qua địa bàn thành phố Hà Nội). 2. Đánh giá hiện trạng nƣớc sông Hồng (đoạn chảy qua địa bàn thành phố Hà Nội) vào mùa lũ và mùa cạn năm 2010. 3. Xây dựng sơ đồ hiện trạng môi trƣờng nƣớc theo chỉ số WQI và đánh giá khả năng sử dụng nguồn nƣớc sông Hồng (đoạn chảy qua địa bàn TP. Hà Nội).  Tính toán chỉ số chất lƣợng nƣớc (WQI) theo Quyết định số 879/QĐ- TCMT;  Phƣơng pháp đánh giá chất lƣợng nƣớc theo chỉ tiêu tổng hợp;  Đề xuất phƣơng pháp tính chỉ số chất lƣợng nƣớc (WQI) cho sông Hồng (đoạn chảy qua địa bàn thành phố Hà Nội);  Xây dựng sơ đồ hiện trạng chất lƣợng nƣớc sông Hồng (đoạn chảy qua địa bàn thành phố Hà Nội) theo chỉ số WQI;  Đánh giá khả năng sử dụng nguồn nƣớc sông Hồng (đoạn chảy qua địa bàn thành phố Hà Nội). CHƢƠNG 1- TỔNG QUAN TÀI LIỆU NGHIÊN CỨU 1.1. ĐẶC ĐIỂM CỦA SÔNG HỒNG Ðoạn sông Hồng chảy qua Hà Nội dài khoảng 150 km kéo dài từ huyện Ba Vì tới huyện Phú Xuyên, có mực nƣớc dao động rất lớn theo mùa. Vào mùa lũ, đặc biệt từ tháng 7 đến tháng 9, mực nƣớc sông dâng cao, có thể đạt 14 m. Vào mùa cạn, mực nƣớc sông tƣơng đối thấp, có thể xuống chỉ còn có 2 m và thƣờng xuất hiện vào tháng 3, tháng 4. 1.2. TỔNG QUAN CHUNG VỀ CHỈ SỐ CHẤT LƢỢNG NƢỚC (WQI) 1.2.1 Tổng quan về chỉ số môi trƣờng Chỉ số môi trƣờng: là một tập hợp các tham số hay chỉ thị đƣợc tích hợp hay nhân với trọng số. Các chỉ số ở mức độ tích hợp cao hơn, nghĩa là chúng đƣợc tính toán từ nhiều biến số hay dữ liệu để giải thích cho một hiện tƣợng nào đó. 1.2.2. Tổng quan về chỉ số chất lƣợng nƣớc (WQI) Giới thiệu chung về WQI Chỉ số chất lƣợng nƣớc (Water Quality Index- WQI) là một chỉ số tổ hợp đƣợc tính toán từ các thông số chất lƣợng nƣớc xác định thông qua một công thức 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 3 toán học. WQI dùng để mô tả định lƣợng về chất lƣợng nƣớc và đƣợc biểu diễn qua một thang điểm. Quy trình xây dựng WQI Hầu hết các mô hình chỉ số chất lƣợng nƣớc hiện nay đều đƣợc xây dựng thông qua quy trình 4 bƣớc nhƣ sau: Bước 1: lựa chọn thông số Các thông số nên đƣợc lựa chọn theo 5 chỉ thị sau: Hàm lƣợng Oxy; Phú dƣỡng; Các khía cạnh sức khỏe; Đặc tính vật lý; Chất rắn lơ lửng. Bước 2: chuyển đổi các thông số về cùng một thang đo (tính toán chỉ số phụ) Bước 3: trọng số Trọng số đƣợc đƣa ra khi ta cho rằng các thông số có tầm quan trọng khác nhau đối với chất lƣợng nƣớc. Bước 4: tính toán chỉ số WQI cuối cùng Các phƣơng pháp thƣờng đƣợc sử dụng để tính toán WQI cuối cùng từ các chỉ số phụ: trung bình cộng, trung bình nhân hoặc giá trị lớn nhất 1.2.3. Kinh nghiệm xây dựng WQI của một số quốc gia trên thế giới Có rất nhiều quốc gia đã đƣa áp dụng WQI vào thực tiễn, cũng nhƣ có nhiều các nhà khoa học nghiên cứu về các mô hình WQI. Hoa Kỳ: WQI đƣợc xây dựng cho mỗi bang, đa số các bang tiếp cận theo phƣơng pháp của Quỹ Vệ sinh Quốc gia Mỹ (National Sanitation Foundation-NSF) – sau đây gọi tắt là WQI-NSF. Canada: phƣơng pháp do Cơ quan Bảo vệ môi trƣờng Canada (The Canadian Council of Ministers of the Environment- CCME, 2001) xây dựng. Châu Âu: các quốc gia ở châu Âu chủ yếu đƣợc xây dựng phát triển từ WQI – NSF (của Hoa Kỳ), tuy nhiên mỗi Quốc gia – địa phƣơng lựa chọn các thông số và phƣơng pháp tính chỉ số phụ riêng. Các quốc gia Malaysia, Ấn Độ phát triển từ WQI – NSF, nhƣng mỗi quốc gia có thể xây dựng nhiều loại WQI cho từng mục đích sử dụng. 1.2.4. Tình hình nghiên cứu và kết quả đạt đƣợc về xây dựng WQI ở Việt Nam - Mô hình WQI do PGS. TS. Lê Trình áp dụng cho sông, kênh rạch của thành phố Hồ Chí Minh - Mô hình WQI do TS. Tôn Thất Lãng áp dụng tại sông Đồng Nai CHƢƠNG 2 - ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1. ĐỐI TƢỢNG NGHIÊN CỨU 2.1.1. Các thông số đƣợc lựa chọn - Thông số vật lý: nhiệt độ, độ đục, tổng chất rắn lơ lửng (TSS) - Thông số hóa học: pH, DO, COD, BOD 5 , N-NH 4 , P-PO 4 - Thông số vi sinh: tổng Coliform 2.1.2. Vị trí quan trắc đƣợc đƣa vào tính toán Bảng 2.1. Vị trí quan trắc đưa vào tính toán 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 4 TT Kí hiệu Vị trí Tọa độ Đặc điểm nơi quan trắc Kinh độ Vĩ độ 1 NM1 Thôn Cổ Đô - Xã Cổ Đô - Ba Vì 0536900 2353000 Nƣớc trong, dòng chảy mạnh 2 NM2 Hoắc Châu - Châu Sơn - Ba Vì 0540900 2354901 Nƣớc trong, dòng chảy mạnh 3 NM3 Phú Thịnh - Sơn Tây 0545900 2353001 Nƣớc trong, dòng chảy mạnh 4 NM4 Cẩm Đình - Phúc Thọ 0557500 2339202 Nƣớc trong, dòng chảy mạnh 5 NM5 Vân Hà - Phúc Thọ 0565700 2340301 Nƣớc trong, dòng chảy mạnh 6 NM6 Thôn Bá Nội - Hạ Mỗ - Đan Phƣợng 0572001 2339304 Nƣớc trong, dòng chảy mạnh 7 NM7 Thƣợng Cát - Từ Liêm 0576451 2333736 Gần điểm khai thác cát Liên Mạc, nƣớc trong, không mùi 8 NM8 P.Tứ Liên - Q.Tây Hồ 0587573 2331186 Gần khu trồng chuối và hoa màu. Nƣớc trong, không mùi 9 NM9 Cầu Vĩnh Tuy - Quận Hoàng Mai 0591158 2322782 Cầu Vĩnh Tuy – cảng Hà Nội, nƣớc trong, không mùi 10 NM10 Thúy Lĩnh - P. Lĩnh Nam - Q. Hoàng Mai 0594417 2320711 Sau cửa sông Đào Bắc Hƣng Hải, cách bến đò 250m, dòng chảy nhẹ 11 NM11 Duyên Hà - Thanh Trì 0591634 2314926 Hạ lƣu mƣơng thoát nƣớc của trạm bơm Yên Sở. Cách trạm bơm Yên Sở 700m, dòng chảy nhẹ 12 NM12 Tại Phà Mễ Sở - Hồng Vân - Thƣờng Tín 0593908 2310320 Nƣớc trong, dòng chảy nhẹ 13 NM13 Thống Nhất - Thƣờng Tín 0595443 2301888 Nƣớc trong, dòng chảy nhẹ 14 NM14 Hồng Thái - Phú Xuyên 0600901 2296056 Nƣớc trong, dòng chảy nhẹ 15 NM15 Quang Lãng - Phú Xuyên 0603942 2285522 Nƣớc trong, dòng chảy vừa phải 2.2. PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.2.1. Thu thập, chọn lọc và phân tích các tài liệu có liên quan - Thu thập, tổng quan các tài liệu Quốc tế và Việt Nam về phƣơng pháp tính chỉ số chất lƣợng nƣớc (WQI) trong đánh giá chất lƣợng nƣớc mặt. - Các đề án, quy hoạch phát triển kinh tế - xã hội các quận/huyện ven sông Hồng; quy hoạch tổng thể phát triển kinh tế - xã hội thành phố Hà Nội đến năm 2020…; - Các tiêu chuẩn, quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia về chất lƣợng nƣớc mặt; tiêu chuẩn cấp nƣớc cho tƣới tiêu thủy lợi, nuôi trồng thủy sản…. 2.2.2. Phƣơng pháp lấy mẫu, phân tích Trong khuôn khổ chƣơng trình: “Giám sát chất lƣợng môi trƣờng của sông Hồng đoạn chảy qua địa bàn thành phố Hà Nội”. Do Trung tâm Quan trắc và Phân tích Tài nguyên Môi trƣờng – Sở Tài nguyên và Môi trƣờng Hà Nội thực hiện, tác giả luận văn đã tham gia khảo sát, lấy mẫu tại 15 điểm dọc từ Ba Vì xuống đến Phú Xuyên vào 2 đợt (tháng 3 và tháng 8/2010), đo đạc thêm các thông số độ đục, nhiệt độ để phục vụ cho việc tính toán chỉ số chất lƣợng nƣớc (WQI). 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 5 2.2.3. Các phƣơng pháp tính toán chỉ số chất lƣợng nƣớc (WQI) Trong phạm vi luận văn, tác giả đã lựa chọn phƣơng pháp tính WQI theo Quyết định số 879/QĐ-TCMT và phƣơng pháp đánh giá theo chỉ tiêu tổng hợp, áp dụng thực tế cho sông Hồng (đoạn chảy qua địa bàn thành phố Hà Nội), để thấy đƣợc những ƣu điểm và hạn chế của phƣơng pháp. Từ đó, đề xuất cải tiến phƣơng pháp tính WQI cho phù hợp. CHƢƠNG 3 - KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 3.1. ĐÁNH GIÁ CÁC YẾU TỐ CƠ BẢN ẢNH HƢỞNG ĐẾN CHẤT LƢỢNG NƢỚC SÔNG HỒNG ĐOẠN CHẢY QUA ĐỊA BÀN THÀNH PHỐ HÀ NỘI 3.1.1. Nƣớc thải sinh hoạt phát sinh từ các khu dân cƣ 3.1.1.1. Hiện trạng phát sinh nước thải sinh hoạt từ các khu dân cư Theo nghiên cứu của JICA vào năm 1997 và năm 2000, lƣợng nƣớc cấp trung bình cho mỗi ngƣời (giai đoạn 2005 – 2010) tại khu vực đô thị là 160 lít/ngƣời/ngày và tại khu vực nông thôn là 80 lít/ngƣời/ngày. Lƣợng nƣớc thải sinh hoạt phát sinh bằng 80% lƣợng nƣớc cấp. Căn cứ số dân của 78 xã/phƣờng thuộc 17 quận/huyện ven hai bờ sông Hồng năm 2010, lƣu lƣợng nƣớc thải phát sinh hàng ngày ƣớc tính khoảng 73.436 m 3 /ngày. Tải lƣợng các chất ô nhiễm trong nƣớc thải sinh hoạt của các khu dân cƣ dọc sông Hồng trên địa bàn thành phố Hà Nội đƣợc ƣớc tính nhƣ trong bảng 3.1 Bảng 3.1. Ước tính tải lượng một số chất ô nhiễm trong nước thải sinh hoạt của các khu dân cư ven sông Hồng STT Chất ô nhiễm Tải lƣợng (tấn/ngày) 1 BOD 5 24,6 2 COD 43,3 3 Chất rắn lơ lửng 53,5 4 Dầu mỡ 9,9 5 Tổng nito 4,5 6 Amoni 1,8 7 Tổng phospho 1,2 8 Tổng Coliform 2,5.10 8 Nguồn: Ước tính dựa theo số liệu về tải lượng ô nhiễm trung bình trong nước thải sinh hoạt do một người thải ra trong một ngày của WHO (Geneva, 1993) 3.1.1.2. Dự báo lưu lượng và tải lượng ô nhiễm do nước thải sinh hoạt Căn cứ tốc độ tăng dân số khu vực đô thị của thành phố giai đoạn 2015-2020 và tiêu chuẩn phát thải nƣớc thải sinh hoạt đƣợc tính theo tiêu chuẩn nƣớc cấp với khối lƣợng bằng 80% lƣợng nƣớc cấp. Dự báo giai đoạn 2015-2020 lƣợng nƣớc cấp cho sinh hoạt đối với khu vực thành thị 200 lít/ngƣời/ngày; khu vực nông thôn 120 lít/ngƣời/ngày. 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 6 Dự báo lƣợng nƣớc thải sinh hoạt phát sinh của các khu dân cƣ ven sông trên địa bàn thành phố đến năm 2015 là 112.882 m 3 /ngày, năm 2020 là 141.444 m 3 /ngày. Tải lƣợng các chất ô nhiễm có trong nƣớc thải của các khu dân cƣ ven sông trên địa bàn thành phố dự báo đến năm 2015 và 2020 thể hiện qua bảng 3.2 Bảng 3.2. Dự báo tải lượng một số chất ô nhiễm trong nước thải sinh hoạt của các khu dân cư ven sông Hồng đến năm 2020 STT Chất ô nhiễm Tải lƣợng (tấn/ngày) Năm 2015 Năm 2020 1 BOD 5 28,3 33,9 2 COD 49,7 59,6 3 Chất rắn lơ lửng 61,5 73,6 4 Dầu mỡ 11,4 13,7 5 Tổng nito 5,1 6,2 6 Amoni 2,0 2,4 7 Tổng phospho 1,4 1,6 Nguồn: Ước tính dựa theo số liệu về tải lượng ô nhiễm trung bình trong nước thải sinh hoạt do một người thải ra trong một ngày của WHO (Geneva, 1993). 3.1.2. Nƣớc thải từ hoạt động sản xuất công nghiệp Theo JICA (1997) lƣợng nƣớc thải công nghiệp đƣợc ƣớc tính là 40 m 3 /ha/ngày, BOD 5 tƣơng ứng khoảng 16 kg/ha/ngày. Căn cứ vào thực trạng hoạt động của các KCN và CCN dọc sông Hồng trên địa bàn thành phố Hà Nội, tổng diện tích các KCN, CCN đã đƣợc lấp đầy đến năm 2010 là 377,2 ha, tổng lƣợng nƣớc thải phát sinh là 15.088 m 3 /ng.đ, tải lƣợng BOD 5 khoảng 6.035,2 kg/ng.đ. 3.1.3. Các nguồn gây ô nhiễm khác Sông Hồng (đoạn chảy qua khu vực nội thành TP. Hà Nội) đang và sẽ phải tiếp nhận nƣớc thải sinh hoạt và công nghiệp từ khu vực nội thành thành phố đƣợc bơm ra từ hồ Yên Sở. Sông Hồng hiện đang là tuyến giao thông thủy quan trọng của khu vực đồng bằng sông Hồng, nối liền các tỉnh ven biển với các tỉnh Tây Bắc. Hoạt động lƣu thông của tàu thuyền trên sông Hồng đƣợc dự báo sẽ tăng lên trong tƣơng lai. Điều này sẽ làm gia tăng ô nhiễm nƣớc sông Hồng do dầu mỡ. Nƣớc thải từ hoạt động sản xuất nông nghiệp của các xã/phƣờng ven sông Hồng trên địa bàn thành phố Hà Nội. 3.2. ĐÁNH GIÁ CHẤT LƢỢNG NƢỚC SÔNG HỒNG ĐOẠN CHẢY QUA ĐỊA BÀN THÀNH PHỐ HÀ NỘI 3.2.1. Chất lƣợng nƣớc sông Hồng vào mùa cạn (tháng 3/2010)  Nồng độ oxy hòa tan Nƣớc sông Hồng đoạn chảy qua địa bàn thành phố Hà Nội vào mùa cạn (tháng 3/2010) có hàm lƣợng DO dao động trong khoảng 5,6 – 11,5 mg/l. Các giá trị này đều cao hơn quy chuẩn cho phép cột B1 – sử dụng cho mục đích tƣới tiêu thủy lợi.  Ô nhiễm do các chất hữu cơ 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 7 Vào mùa cạn (tháng 3/2010) nƣớc sông Hồng chảy qua địa bàn thành phố Hà Nội đã có dấu hiệu bị ô nhiễm nhẹ bởi các chất hữu cơ. Trong đó: - Hàm lƣợng COD: dao động trong khoảng từ 17 - 35 mg/l, vƣợt quy chuẩn cho phép từ 1,1 – 1,2 lần. - Hàm lƣợng BOD 5 tại tất cả các vị trí quan trắc dọc sông Hồng trên địa bàn thành phố Hà Nội dao động trong khoảng từ 5 – 13 mg/l, thấp hơn quy chuẩn cho phép đối với mục đích tƣới tiêu thủy lợi.  Hàm lƣợng chất rắn lơ lửng Vào mùa cạn (tháng 3/2010) nƣớc sông Hồng tƣơng đối trong, lƣợng phù sa từ thƣợng nguồn tƣơng đối ít nên tại các vị trí quan trắc hàm lƣợng chất rắn lơ lửng (TSS) dao động trong khoảng 12 – 43,7 mg/l, nằm trong quy chuẩn cho phép cột B1.  Ô nhiễm do chất dinh dƣỡng - Hàm lƣợng NH 4 + : dao động trong khoảng 0,06 – 1,13 mg/l, vƣợt quy chuẩn cho phép 2,26 lần tại vị trí thôn Cổ Đô – Cổ Đô – Ba Vì, vƣợt 1,04 lần tại vị trí Thúy Lĩnh – P. Lĩnh Nam – Hoàng Mai. Các vị trí còn lại đều đạt quy chuẩn cho phép. - Hàm lƣợng PO 4 3- : dao động trong khoảng từ 0,05 – 0,72 mg/l, 8/14 vị trí vƣợt quy chuẩn cho phép từ 1,3 – 2,4 lần. Trong đó cao nhất tại vị trí phƣờng Tứ Liên – Tây Hồ (0,72 mg/l).  Ô nhiễm do vi sinh vật Hàm lƣợng Coliform tại các vị trí quan trắc dọc sông Hồng trên địa bàn thành phố Hà Nội dao động trong khoảng 70 – 110.000 MPN/100ml. Trong đó, 4 vị trí từ Thúy Lĩnh – Lĩnh Nam – Hoàng Mai đến vị trí thuộc xã Thống Nhất – Thƣờng Tín có hàm lƣợng Coliform vƣợt quy chuẩn từ 1,24 – 14,7 lần, cao nhất tại vị trí thuộc xã Duyên Hà – Thanh Trì (110.000 MPN/100 ml). 3.2.2. Chất lƣợng nƣớc sông Hồng vào mùa lũ (tháng 8/2010)  Nồng độ oxy hòa tan Vào mùa lũ (tháng 8/2010), nồng độ oxy hòa tan trong nƣớc sông Hồng dao động trong khoảng 6,7 – 7,3 mg/l. Các giá trị này đều cao hơn giới hạn tối thiểu cho phép theo QCVN 08:2008 cột B1 – dùng cho mục đích tƣới tiêu thủy lợi.  Ô nhiễm do chất hữu cơ Nhìn chung hàm lƣợng BOD 5 , COD trên sông Hồng (đoạn chảy qua địa bàn thành phố Hà Nội) ở mức tƣơng đối thấp, BOD 5 dao động trong khoảng 3 – 13 mg/l, COD dao động 12 – 24 mg/l. Các giá trị này đều thấp hơn mức giới hạn tối đa cho phép đối với mục đích cấp cho tƣới tiêu.  Hàm lƣợng chất rắn lơ lửng Hàm lƣợng TSS tại 15 vị trí quan trắc dọc sông Hồng trên địa bàn thành phố Hà Nội tƣơng đối cao, dao động từ 37 mg/l đến 113 mg/l, vƣợt quy chuẩn cho phép từ 1,06 đến 2,26 lần. Tại vị trí thôn Hoắc Châu – Châu Sơn – Ba Vì (NM2) có hàm lƣợng TSS cao nhất, vƣợt 2,26 lần; tại vị trí xã Cẩm Đình – Phúc Thọ (NM4) vƣợt quy chuẩn 2,16 lần.  Ô nhiễm do chất dinh dƣỡng 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 8 - Hàm lƣợng NH 4 + : Nƣớc sông Hồng đoạn chảy qua địa bàn thành phố Hà Nội vào tháng 8/2010 đã có dấu hiệu bị ô nhiễm NH 4 + , dao động từ 0,32 – 1,15 mg/l, vƣợt quy chuẩn cho phép đối với cột B1 – sử dụng cho tƣới tiêu thủy lợi từ 1,08 – 2,3 lần - Hàm lƣợng PO 4 3- : dao động từ 0,04 – 0,35 mg/l, phần lớn các vị trí dọc sông Hồng đều nằm trong quy chuẩn cho phép. Trừ vị trí tại xã Cẩm Đình – Phúc Thọ (NM4), Thƣợng Cát – Từ Liêm (NM7) và tại vị trí cầu Vĩnh Tuy – Hoàng Mai (NM9) có hàm lƣợng vƣợt quy chuẩn từ 1,1 – 1,2 lần.  Ô nhiễm do vi sinh Hàm lƣợng Coliform tổng số tại các vị trí dọc sông Hồng vào tháng 8/2010 tƣơng đối thấp, nằm trong quy chuẩn cho phép đối với nƣớc mặt dùng cho mục đích tƣới tiêu thủy lợi. 3.2.3. So sánh chất lƣợng nƣớc sông Hồng giữa mùa lũ và mùa cạn năm 2010  Nồng độ ôxy hòa tan Nồng độ oxy hòa tan trong nƣớc sông Hồng dọc từ Ba Vì xuống đến Phú Xuyên vào mùa cạn (tháng 3/2010) cao hơn so với mùa lũ (tháng 8/2010), trừ vị trí tại Thúy Lĩnh – Lĩnh Nam – Hoàng Mai.  Hàm lƣợng các chất hữu cơ Hàm lƣợng các chất hữu cơ (BOD 5 , COD) trong nƣớc sông Hồng trên địa bàn thành phố Hà Nội vào mùa cạn (tháng 3/2010) cao hơn so với mùa lũ (tháng 8/2010), trừ vị trí tại Thƣợng Cát – Từ Liêm (NM1).  Hàm lƣợng các chất dinh dƣỡng - Hàm lƣợng NH 4 + : vào mùa lũ (tháng 8/2010) dao động trong khoảng 0,32 – 1,15 mg/l, cao hơn so với vào mùa cạn (tháng 3/2010) (0,06 – 1,13 mg/l), trừ vị trí tại Duyên Hà – Thanh Trì. Nhƣ vậy, có thể thấy đƣợc nguồn nƣớc thải do sinh hoạt của các khu dân cƣ hai bên bờ sông đã làm ảnh hƣởng đến chất lƣợng nƣớc sông Hồng. - Hàm lƣợng PO 4 3- : vào tháng 3/2010 (0,05 – 0,72 mg/l) có xu hƣớng cao hơn so với tháng 8/ 2010 (0,04 – 0,35 mg/l).  Hàm lƣợng chất rắn lơ lửng Tại tất cả các vị trí quan trắc dọc sông Hồng từ Ba Vì xuống đến Phú Xuyên có hàm lƣợng chất rắn lơ lửng (TSS) vào mùa lũ (tháng 8/2010) đều cao hơn so với mùa cạn (tháng 3/2010).  Hàm lƣợng Coliform Hàm lƣợng Coliform vào mùa cạn (tháng 3/2010) có xu hƣớng cao hơn so với vào mùa mƣa (tháng 8/2010) từ vị trí Thúy Lĩnh – Lĩnh Nam – Hoàng Mai (NM10) đến vị trí Thống Nhất – Thƣờng Tín (NM13). 3.3. XÂY DỰNG SƠ ĐỒ HIỆN TRẠNG MÔI TRƢỜNG NƢỚC THEO CHỈ SỐ WQI VÀ ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG SỬ DỤNG NGUỒN NƢỚC SÔNG HỒNG TRÊN ĐỊA BÀN THÀNH PHỐ HÀ NỘI 3.3.1. Tính toán chỉ số chất lƣợng nƣớc (WQI) 3.3.1.1.Tính theo Quyết định số 879/ QĐ-TCMT a- Tính toán WQI thông số chất lượng nước sông Hồng 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 9 Bảng 3.3. 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 BOD 5 COD Độ đục TSS NH 4 + PO 4 3- 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 WQI phụ 100 100 75,0 75,0 13,6 1,0 24,1 95,0 100 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 Bảng 3.4. 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 Vàng 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 Vàng 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 10 STT Ký hiệu mẫu WQI Mức đánh giá CLN Màu 6 NM6 68 mục đích tƣơng đƣơng khác 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 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 3.3.1.2. Phương pháp đánh giá chất lượng môi trường nước sông Hồng dựa trên chỉ tiêu tổng hợp Các bƣớc tính Ptb: Bƣớc 1: Lựa chọn các chỉ tiêu Ci đặc trƣng cho môi trƣờng nƣớc sông Hồng: pH, DO, BOD 5 , COD, độ đục, TSS, NH 4 + , PO 4 3- , 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 3.5 [...]... Phú Áp dụng phương pháp tính toán chỉ số chất lượng nước (WQI) cho sông Hồng (đoạn chảy qua địa bàn thành phố Hà Nội) giá chất lƣợng nƣớc sông Hồng đoạn chảy qua địa bàn thành phố Hà Nội Kết quả của phƣơng pháp tính theo công thức dạng tích cũng sẽ đƣợc sử dụng để tiến hành xây dựng bản đồ hiện trạng môi trƣờng nƣớc sông Hồng vào 2 mùa 3.3.4 Xây dựng sơ đồ hiện trạng chất lƣợng nƣớc sông Hồng đoạn chảy. .. trạng chất lượng nước sông Hồng theo chỉ số WQI Luận văn Thạc sĩ Khoa học Môi trường 15 Khoa Môi trường – ĐHKHTN – ĐHQGHN Nguyễn Duy Phú Áp dụng phương pháp tính toán chỉ số chất lượng nước (WQI) cho sông Hồng (đoạn chảy qua địa bàn thành phố Hà Nội) Hình 3.21 Sơ đồ hiện trạng chất lượng nước sông Hồng trên địa bàn thành phố Hà Nội vào mùa cạn (tháng 3/2010) theo chỉ số WQI Hình 3.22 Sơ đồ hiện trạng chất. .. 3.22 Sơ đồ hiện trạng chất lượng nước sông Hồng trên địa bàn thành phố Hà Nội vào mùa lũ (tháng 8/2010) theo chỉ số WQI 3.3.5 Đánh giá khả năng sử dụng nguồn nƣớc sông Hồng đoạn chảy qua địa bàn thành phố Hà Nội 3.3.5.1 Đánh giá về khả năng cấp nước cho sinh hoạt của sông Hồng đoạn chảy qua địa bàn thành phố Hà Nội Theo kết quả tính chỉ số chất lƣợng nƣớc WQI, cũng nhƣ qua số liệu phân tích và đánh... đoạn chảy qua địa bàn thành phố Hà Nội theo chỉ số WQI 3.3.4.1 Phương pháp xây dựng sơ đồ hiện trạng chất lượng nước sông Hồng dựa vào chỉ số WQI Trên cơ sở phân loại chất lƣợng nƣớc theo chỉ số WQI, tác giả luận văn đã tiến hành xây dựng sơ đồ hiện trạng chất lƣợng nƣớc sông Hồng đoạn chảy qua địa bàn thành phố Hà Nội, tức là tại mỗi vị trí quan trắc sẽ thể hiện kết quả tính toán theo chỉ số WQI lên... ĐHQGHN Nguyễn Duy Phú Áp dụng phương pháp tính toán chỉ số chất lượng nước (WQI) cho sông Hồng (đoạn chảy qua địa bàn thành phố Hà Nội) 15 UBND Thành phố Hà Nội – JICA (2000), Nghiên cứu cải thiện môi trường thành phố Hà Nội, Hà Nội Tiếng Anh 16 Alikhan A, Tobin A.et al (2005), “Application of CCME Procedures for Deriving Site – Specific Water Quality Guidelines for the CCME WQI”, Water Quality Research... phƣơng pháp tính WQI theo Quyết định số 879/QĐ-TCMT cho phù hợp với sông Hồng 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 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. . .Áp dụng phương pháp tính toán chỉ số chất lượng nước (WQI) cho sông Hồng (đoạn chảy qua địa bàn thành phố Hà Nội) Bảng 3.5 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 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 NM1 NM2 NM3 NM4 NM5 NM6 NM7... 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 Luận văn Thạc sĩ Khoa học Môi trường 11 Khoa Môi trường – ĐHKHTN – ĐHQGHN Nguyễn Duy Phú Áp dụng phương pháp tính toán chỉ số chất lượng nước (WQI) cho sông Hồng (đoạn chảy qua địa bàn thành phố Hà Nội) phù hợp cho cộng đồng, cho những nhà quản lý không... phù hợp cho việc cấp nƣớc tƣới tiêu Luận văn Thạc sĩ Khoa học Môi trường 16 Khoa Môi trường – ĐHKHTN – ĐHQGHN Nguyễn Duy Phú Áp dụng phương pháp tính toán chỉ số chất lượng nước (WQI) cho sông Hồng (đoạn chảy qua địa bàn thành phố Hà Nội) - Vào mùa lũ: chất lƣợng nƣớc sông Hồng chủ yếu đƣợc xếp vào loại II và III (trừ đoạn sông khu vực Châu Sơn – Ba Vì và khu vực Cẩm Đình – Phúc Thọ), phù hợp cho việc... các mục đích tƣơng đƣơng khác Sử dụng cho giao thông thủy và các mục đích tƣơng đƣơng khác Nƣớc bị ô nhiễm nặng, cần các biện pháp xử lý trong tƣơng lai 3.3.3 Kết quả tính toán WQI cho sông Hồng đoạn chảy qua địa bàn thành phố Hà Nội Bảng 3.8 Giá trị WQI tại các điểm quan trắc chất lượng nước sông Hồng đoạn chảy qua địa bàn thành phố Hà Nội (tháng 3/2010) TT Vị trí quan trắc 1 2 3 4 5 6 7 NM1 NM2 NM3 . số 879/ QĐ-TCMT a- Tính toán WQI thông số chất lượng nước sông Hồng Áp dụng phương pháp tính toán chỉ số chất lượng nước (WQI) cho sông Hồng (đoạn chảy. Sử dụng cho mục đích tƣới tiêu và các Vàng Áp dụng phương pháp tính toán chỉ số chất lượng nước (WQI) cho sông Hồng (đoạn chảy qua địa bàn thành phố Hà