ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM NGUYỄN VĂN CƯƠNG ÁP DỤNG MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN CHẤT LƯỢNG NƯỚC CHO CÁC SÔNG THUỘC LƯU VỰC SÔNG NHUỆ ĐÁY LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC MÔI TRƯỜNG Thái Nguyên - 2014 i i ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM NGUYỄN VĂN CƯƠNG ÁP DỤNG MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN CHẤT LƯỢNG NƯỚC CHO CÁC SÔNG THUỘC LƯU VỰC SÔNG NHUỆ ĐÁY Chuyên ngành : Khoa học môi trường. Mã số ngành : 60 44 03 01 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC MÔI TRƯỜNG Người hướng dẫn khoa học: 1. PGS.TS. TRỊNH THỊ THANH 2. PGS.TS. ĐỖ THỊ LAN Thái Nguyên – 2014 ii ii LỜI CẢM ƠN Để hoàn thiện được luận văn tốt nghiệp ngoài sự nỗ lực của bản thân, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành sâu sắc tới các thầy cô giáo trong khoa Khoa học Môi trường, Trường Đại học Nông Lâm - Đại học Thái Nguyên đã luôn quan tâm và tận tình truyền đạt những những kiến thức quý báu cho tôi trong thời gian học tập và rèn luyện tại trường. Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới hai cô hướng dẫn khoa học là PGS. TS. Trịnh Thị Thanh và PGS. TS. Đỗ Thị Lan, đã tận tình hướng dẫn, định hướng và tạo điều kiện cho tôi trong suốt thời gian thực hiện Luận văn thạc sỹ này. Tôi xin chân thành cảm ơn Lãnh đạo Trung tâm, phòng thí nghiệm Trung tâm phát triển, ứng dụng kỹ thuật và công nghệ môi trường đã cung cấp số liệu để tôi thực hiện Luận văn này. Trân trọng cảm ơn bạn bè, đồng nghiệp đã khích lệ tôi thực hiện đề tài. Cuối cùng, tôi xin dành lời cảm ơn chân thành tới gia đình, bạn bè những người quan tâm động viên, đồng thời là chỗ dựa tinh thần lớn giúp tôi hoàn thành tốt nhiệm vụ được giao trong suốt thời gian học tập và làm Luận văn vừa qua. Hà Nội, tháng 12 năm 2014 Học viên Nguyễn Văn Cương iii iii LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác. Tôi xin cam đoan rằng mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện Luận văn này đã được cảm ơn và các thông tin trích dẫn trong Luận văn đã được chỉ rõ nguồn gốc Hà Nội, tháng 12 năm 2014 Học viên Nguyễn Văn Cương iv iv MỤC LỤC DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT iv DANH MỤC CÁC BẢNG v DANH MỤC CÁC HÌNH vii MỞ ĐẦU 1 1. Tính cấp thiết của Đề tài 1 2. Mục tiêu của Đề tài 2 3. Yêu cầu của đề tài 2 4. Ý nghĩa của đề tài 3 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 4 1.1. Cơ sở khoa học của đề tài 4 1.1.1. Cơ sở lý luận 4 1.1.2. Cơ sở pháp lý 5 1.2. Tổng quan nghiên cứu trên Thế giới và trong nước 6 1.2.1. Tổng quan về chỉ số chất lượng nước (WQI) 6 1.2.2. Tổng quan các nghiên cứu trên thế giới về về áp dụng các chỉ số đánh giá chất lượng nước mặt 8 1.2.3. Tổng quan các nghiên cứu đã thưc hiện ở Việt Nam về áp dụng các chỉ số đánh giá chất lượng nước mặt 18 CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU23 2.1. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu của đề tài 23 2.1.1. Đối tượng nghiên cứu 23 2.1.2. Phạm vi nghiên cứu 23 2.2. Địa điểm và thời gian thực hiện đề tài 23 2.2.1. Địa điểm nghiên cứu 23 2.2.2. Thời gian nghiên cứu 23 2.3. Nội dung nghiên cứu 24 2.3.1. Nghiên cứu, đánh giá các nguồn thải có khả năng ảnh hưởng đến chất lượng nước các sông thuộc lưu vực sông Nhuệ Đáy 24 v v 2.3.2. Đánh giá hiện trạng nước các sông thuộc lưu vực sông Nhuệ Đáy vào mùa mưa và mùa khô năm từ 11/2012 đến 10/2013 24 2.3.3. Phân vùng chất lượng nước theo một số phương pháp tính toán và đánh giá khả năng sử dụng nguồn nước các sông thuộc lưu vực sông Nhuệ Đáy 24 2.3.4. So sánh ưu và nhược điểm khi áp dụng phương pháp đánh giá chất lượng nước theo phương pháp WQI, Phương pháp đánh giá chất lượng nước theo chỉ số giá trị tỷ lệ trung bình của các thông số ô nhiễm chính và phương pháp tính giá trị 75% 24 2.4. Phương pháp nghiên cứu 24 2.4.1. Phương pháp thu thập, chọn lọc và phân tích các tài liệu có liên quan 24 2.4.2. Phương pháp lấy mẫu, phân tích 24 2.4.3. Các phương pháp tính toán chỉ số chất lượng nước 27 2.4.3.1.Phương pháp tính chỉ số chất lượng nước (WQI) 27 2.4.3.2. Tính toán chỉ số giá trị tỷ lệ trung bình của các thông số ô nhiễm chính 30 2.4.3.3. Phương pháp tính giá trị 75% 31 CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 32 3.1. Đánh giá các nguồn thải có khả năng ảnh hưởng đến chất lượng nước các sông thuộc lưu vực sông Nhuệ Đáy 32 3.1.1. Nước thải sinh hoạt phát sinh từ các khu dân cư 32 3.1.2. Nước thải từ các hoạt động sản xuất công nghiệp 36 3.1.3. Các nguồn thải gây ô nhiễm khác 37 3.2. Đánh giá hiện trạng nước các sông thuộc lưu vực sông Nhuệ - Đáy vào mùa mưa và mùa khô năm từ 11/2012 đến 10/2013 41 3.2.1. Hiện trạng nước các sông thuộc lưu vực sông Nhuệ Đáy vào mùa khô 41 3.2.2. Hiện trạng nước các sông thuộc lưu vực sông Nhuệ Đáy vào mùa mưa 45 3.3. Kết quả phân vùng chất lượng nước theo một số phương pháp tính toán và đánh giá khả năng sử dụng nguồn nước các sông thuộc lưu vực sông Nhuệ Đáy 49 3.3.1. Kết quả tính toán phương pháp chỉ số chất lượng nước (WQI) 49 3.3.1.1. Kết quả tính toán WQI thông số 49 3.3.1.2. Kết quả tính toán WQI cuối cùng 52 vi vi 3.3.2. Kết quả tính toán theo phương pháp đánh giá chất lượng nước theo chỉ số giá trị tỷ lệ trung bình của các thông số ô nhiễm chính 60 3.3.3. Kết quả tính toán, đánh giá chất lượng nước theo phương pháp tính giá trị 75% 65 3.3.4. Phân vùng chất lượng nước các sông thuộc lưu vực sông Nhuệ Đáy 70 3.3.4.1. Phân vùng theo mục đích khai thác, sử dụng và bảo vệ nguồn nước 70 3.3.4.2. Phân vùng chất lượng nước theo mục đích sử dụng 71 3.3.5. Đánh giá khả năng sử dụng nguồn nước chất lượng nước các sông theo phân vùng thuộc lưu vực sông Nhuệ Đáy 73 3.3.5.1. Đánh giá về khả năng cấp nước tốt cho sinh hoạt của lưu vực sông Nhuệ Đáy 73 3.3.5.2. Đánh giá về khả năng cấp nước cho sinh hoạt nhưng cần có biện pháp xử lý phù hợp của lưu vực sông Nhuệ Đáy 73 3.3.5.3. Đánh giá về khả năng cấp nước cho nông nghiệp của lưu vực sông Nhuệ Đáy 74 3.3.5.4. Đánh giá về khả năng cấp nước cho nuôi trồng thủy sản của lưu vực sông Nhuệ Đáy 74 3.3.6. Xây dựng bảng chỉ số ô nhiễm đánh giá theo mục đích sử dụng 75 3.4. So sánh ưu và nhược điểm khi áp dụng phương pháp đánh giá chất lượng nước theo phương pháp WQI, phương pháp đánh giá chất lượng nước theo chỉ số giá trị tỷ lệ trung bình của các thông số ô nhiễm chính và phương pháp tính giá trị 75% 76 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 79 1. Kết luận 79 2. Kiến nghị 80 TÀI LIỆU THAM KHẢO 81 PHỤ LỤC 82 vii vii DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT BTNMT Bộ Tài nguyên Môi trường BOD 5 Nhu cầu oxy sinh hóa CLN Chất lượng nước COD Nhu cầu oxy hóa học DO Oxy hòa tan LVS Lưu vực sông NH 4 + Amoni NO 2 - Nitrit NO 3 - Nitrat QCVN Quy chuẩn Việt Nam PO 4 3- Photphat TCCP Tiêu chuẩn cho phép TCMT Tổng cục môi trường TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam TSS Tổng chất rắn lơ lửng WQI Chỉ số chất lượng nước WQI SI Chỉ số chất lượng nước tính toán cho mỗi thông số viii viii DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 2.1: Vị trí, tọa độ lấy mẫu 25 Bảng 2.2: Bảng quy định các giá trị q i , BP i 28 Bảng 2.3: Bảng quy định các giá trị BPi i và qi đối với DO % bão hòa 28 Bảng 2.4.Bảng quy định các giá trị Bp i và q i đối với thông số pH 29 Bảng 2.5: Áp dụng tính giá trị 75% đối với các thông số 31 Bảng 3.1: Tổng lượng nước thải sinh hoạt của thành phố Hà Nội đổ vào lưu vực sông Nhuệ - Đáy 33 Bảng 3.2: Tổng lượng nước thải sinh hoạt của tỉnh Hà Nam đổ vào lưu vực sông Nhuệ - Đáy 34 Bảng 3.3: Tổng lượng nước thải sinh hoạt của tỉnh Nam Định đổ vào lưu vực sông Nhuệ - Đáy 34 Bảng 3.4: Tổng lượng nước thải sinh hoạt của tỉnh Ninh Bình đổ vào lưu vực sông Nhuệ - Đáy 35 Bảng 3.5: Tổng lượng nước thải sinh hoạt của tỉnh Hòa Bình đổ vào lưu vực sông Nhuệ - Đáy 35 Bảng 3.6: Số lượng các làng nghề thống kê trong LVS Nhuệ - Đáy (1) 39 Bảng 3.7: Kết quả tính toán WQI thông số chất lượng nước các sông thuộc lưu vực sông Nhuệ Đáy vào mùa khô 49 Bảng 3.8: Kết quả tính toán WQI thông số chất lượng nước các sông thuộc lưu vực sông Nhuệ Đáy vào mùa mưa 51 Bảng 3.9: Kết quả tính toán WQI và mức đánh giá chất lượng nước các sông thuộc lưu vực sông Nhuệ Đáy vào mùa khô 53 Bảng 3.10: Kết quả tính toán WQI và mức đánh giá chất lượng nước các sông thuộc lưu vực sông Nhuệ Đáy vào mùa mưa 56 Bảng 3.11: Kết quả tính toán I tại các vị trí quan trắc chất lượng nước các sông thuộc lưu vực sông Nhuệ Đáy của hai mùa 60 ix ix Bảng 3.12: Kết quả tính toán giá trị 75% các sông thuộc lưu vực sông Nhuệ Đáy vào mùa khô 65 Bảng 3.13: Kết quả tính toán giá trị 75% các sông thuộc lưu vực sông Nhuệ Đáy vào mùa khô (Tiếp theo) 66 Bảng 3.14: Kết quả tính toán giá trị 75% các sông thuộc lưu vực sông Nhuệ Đáy vào mùa mưa 67 Bảng 3.15: Kết quả tính toán giá trị 75% các sông thuộc lưu vực sông Nhuệ Đáy vào mùa mưa (Tiếp theo) 68 Bảng 3.16: Kết quả phân vùng theo mục đích sử dụng nước lưu vực sông Nhuệ Đáy.71 Bảng 3.17: Bảng chỉ số đánh giá theo mục đích sử dụng 75 Bảng 3.18: Bảng so sánh ưu, nhược điểm của các phương pháp 76 [...]... giá chất lượng nước các sông thuộc lưu vực sông Nhuệ Đáy và những tác động đến chất lượng nguồn nước Từ đó đề xuất một số phương pháp tính toán chất lượng nước sông trong những trường hợp cụ thể * Mục tiêu cụ thể - Đánh giá hiện trạng chất lượng nước các sông thuộc lưu vực sông Nhuệ Đáy - Áp dụng phương pháp tính toán chất lượng nước cho công tác phân vùng - Đề xuất áp dụng các phương pháp tính toán chất. .. Hiện trạng nước các sông thuộc lưu vực sông Nhuệ Đáy vào mùa khô 2.3.3 Phân vùng chất lượng nước theo một số phương pháp tính toán và đánh giá khả năng sử dụng nguồn nước các sông thuộc lưu vực sông Nhuệ Đáy 2.3.4 So sánh ưu và nhược điểm khi áp dụng phương pháp đánh giá chất lượng nước theo phương pháp WQI, Phương pháp đánh giá chất lượng nước theo chỉ số giá trị tỷ lệ trung bình của các thông số ô nhiễm... Đáy: sông Nhuệ, sông Đáy, sông Bùi, sông Tích, sông Sắt, sông Đào - Phạm vi về thời gian: Đề tài nghiên cứu tính toán chất lượng nước các sông thuộc lưu vực sông Nhuệ Đáy trong hai mùa: mùa khô từ tháng 11/2012 đến tháng 4/2013 và mùa mưa từ tháng 5/2013 đến tháng 10/2013 - Phạm vi về nội dung: Đề tài chỉ nghiên cứu tính toán chất lượng nước các sông thuộc lưu vực sông Nhuệ Đáy bằng một số phương pháp. .. nhiễm nước của lưu vực sông Nhuệ Đáy - Phân vùng chất lượng nước và đánh giá khả năng sử dụng nước các sông thuộc lưu vực sông Nhuệ Đáy - Đề xuất áp dụng các phương pháp này vào những trường hợp cụ thể 2 3 4 Ý nghĩa của đề tài * Ý nghĩa thực tế - Góp phần đánh giá chất lượng nước các sông lưu vực sông Nhuệ Đáy, chỉ ra được những vị trí ô nhiễm, để có những biện pháp xử lý phù hợp cho từng mục đích sử dụng. .. giá các nguồn thải có khả năng ảnh hưởng đến chất lượng nước các sông thuộc lưu vực sông Nhuệ Đáy - Nước thải sinh hoạt phát sinh từ các khu dân cư - Nước thải từ các hoạt động sản xuất công nghiệp - Các nguồn thải gây ô nhiễm khác 2.3.2 Đánh giá hiện trạng nước các sông thuộc lưu vực sông Nhuệ Đáy vào mùa mưa và mùa khô năm từ 11/2012 đến 10/2013 - Hiện trạng nước các sông thuộc lưu vực sông Nhuệ Đáy. .. của lưu vực sông Nhuệ Đáy vào mùa khô 41 Hình 3.6: Diễn biến hàm lượng COD của lưu vực sông Nhuệ Đáy vào mùa khô 42 Hình 3.7: Diễn biến hàm lượng BOD5 của lưu vực sông Nhuệ Đáy vào mùa khô .42 Hình 3.8: Diễn biến hàm lượng TSS của lưu vực sông Nhuệ Đáy vào mùa khô 43 Hình 3.9: Diễn biến hàm lượng NH4+ của lưu vực sông Nhuệ Đáy vào mùa khô 44 Hình 3.10: Diễn biến hàm lượng PO43- của lưu vực sông Nhuệ. .. của QUEBEC [18] Phương pháp này dựa trên cách tiếp cận của New Zealand WQI là giá trị nhỏ nhất của các giá trị WQI phụ Mỗi chỉ số phụ được tính toán từ một thông số quan trắc môi trường nước WQI = min(Isub1, Isub2, …, Isubn) Phương pháp tính toán các chỉ số phụ khác các phương pháp áp dụng tại Canada đó là phương pháp này sử dụng đường cong Delphi Đường cong Delphi xây dựng bằng phương pháp chuyên gia... Index- WQI) là một chỉ số tổ hợp được tính toán từ các thông số chất lượng nước xác định thông qua một công thức toán học WQI dùng để mô tả định lượng về chất lượng nước và được biểu diễn qua một thang điểm.[16] Hiện nay, có rất nhiều quốc gia, địa phương xây dựng và áp dụng chỉ số WQI Thông qua một mô hình tính toán, từ các thông số khác nhau ta thu được một chỉ số duy nhất Sau đó chất lượng nước có thể... tính toán trọng số dựa trên các tiêu chuẩn hiện hành, dựa trên đặc điểm của nguồn thải vào lưu vực, bằng các phương pháp thống kê… Một số nghiên cứu cho rằng trọng số là không cần thiết Mỗi lưu vực khác nhau có các đặc điểm khác nhau và có các trọng số khác nhau, vì vậy WQI của các lưu vực khác nhau không thể so sánh với nhau - Bước 4: Tính toán chỉ số WQI cuối cùng Các phương pháp thường được sử dụng. .. Nhuệ Đáy vào mùa khô 44 Hình 3.11: Diễn biến nồng độ oxi hòa tan của lưu vực sông Nhuệ Đáy vào mùa mưa 45 Hình 3.12: Diễn biến hàm lượng COD của lưu vực sông Nhuệ Đáy vào mùa mưa .46 Hình 3.13: Diễn biến hàm lượng BOD5 của lưu vực sông Nhuệ Đáy vào mùa mưa 46 Hình 3.14: Diễn biến hàm lượng TSS của lưu vực sông Nhuệ Đáy vào mùa mưa .47 Hình 3.15: Diễn biến hàm lượng NH4+ của lưu vực sông Nhuệ Đáy vào . quả tính toán WQI thông số chất lượng nước các sông thuộc lưu vực sông Nhuệ Đáy vào mùa mưa 51 Bảng 3.9: Kết quả tính toán WQI và mức đánh giá chất lượng nước các sông thuộc lưu vực sông Nhuệ Đáy. nước các sông thuộc lưu vực sông Nhuệ Đáy - Áp dụng phương pháp tính toán chất lượng nước cho công tác phân vùng - Đề xuất áp dụng các phương pháp tính toán chất lượng nước sông trong những trường. về chất lượng nước mặt - Tính toán chất lượng nước lưu vực sông Nhuệ Đáy theo các phương pháp đã lựa chọn - Đánh giá thực trạng ô nhiễm nước của lưu vực sông Nhuệ Đáy. - Phân vùng chất lượng nước