PHẦN MỞ ĐẦU
Lý do chọn đề tài
Chất lượng nước hiện đang là mối quan tâm lớn của các nhà khoa học và tổ chức môi trường trên toàn cầu Để đánh giá chất lượng nước một cách tổng quát, nhiều quốc gia đã áp dụng Chỉ số chất lượng nước (WQI), một chỉ số tổng hợp tính toán từ nhiều thông số riêng biệt Thang điểm WQI dao động từ 0 (chất lượng xấu nhất) đến 100 (chất lượng tốt nhất) Tại Việt Nam, vào ngày 01/7/2011, Tổng cục môi trường đã ban hành Quyết định số 879/QĐ-TCMT về hướng dẫn tính toán WQI để đánh giá chất lượng nước mặt lục địa WQI không chỉ giúp giám sát sự biến đổi chất lượng nước mà còn cho phép so sánh chất lượng nước giữa các sông, cung cấp thông tin cho cộng đồng và các nhà hoạch định chính sách, đồng thời hỗ trợ trong việc bản đồ hóa chất lượng nước Với những ưu điểm này, WQI được coi là công cụ quản lý nguồn nước hiệu quả.
Sông Vu Gia, một nhánh quan trọng của hệ thống sông Thu Bồn, cung cấp nguồn nước thiết yếu cho các hoạt động công nghiệp, nông nghiệp và sinh hoạt tại huyện Đại Lộc, tỉnh Quảng Nam Tuy nhiên, việc tiếp nhận nước thải công nghiệp và sinh hoạt, cùng với sự phát triển kinh tế xã hội trong điều kiện nghèo và công nghệ lạc hậu, đã dẫn đến sự suy giảm nghiêm trọng chất lượng nước và ảnh hưởng tiêu cực đến cảnh quan lưu vực.
Đề tài "Đánh giá chất lượng nước sông Vu Gia đoạn chảy qua huyện Đại Lộc, tỉnh Quảng Nam theo chỉ số WQI" nhằm mục đích tổng quan chất lượng nước sông Vu Gia bằng phương pháp mới, mang lại nhiều ưu điểm cho công tác quản lý môi trường Nghiên cứu sẽ đề xuất các biện pháp quản lý môi trường nước hiệu quả tại huyện Đại Lộc, tỉnh Quảng Nam.
Mục tiêu của đề tài
- Đánh giá chất lượng nước theo phương pháp tính chỉ số chất lượng nước (WQI)
Nghiên cứu nguyên nhân ô nhiễm chất lượng nước là cần thiết để đề xuất các giải pháp quản lý môi trường nước hiệu quả cho lưu vực sông Vu Gia, đặc biệt là khu vực huyện Đại Lộc, tỉnh Quảng Nam.
Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu
Để phân tích diễn biến chất lượng nước ở lưu vực sông Vu Gia đoạn chảy qua huyện Đại Lộc, tỉnh Quảng Nam, chúng tôi tiến hành thu thập thông tin và số liệu quan trắc Phương pháp được áp dụng là tính chỉ số chất lượng nước (WQI), giúp đánh giá một cách chính xác tình trạng ô nhiễm và sự thay đổi chất lượng nước trong khu vực này.
- Khảo sát thực tế, phỏng vấn trực tiếp cộng đồng và cán bộ địa phương để xác định các nguyên nhân gây ô nhiễm nguồn nước sông
- Đề xuất một số giải pháp giảm thiểu ô nhiễm
4 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
- Chất lượng nước lưu vực sông Vu Gia
- Phạm vi không gian: Sông Vu Gia đoạn chảy qua địa bàn huyện Đại Lộc tỉnh Quảng Nam
- Phạm vi thời gian: từ năm 2010 đến 2013
Lịch sử nghiên cứu
Nhiều nghiên cứu đã sử dụng chỉ số chất lượng nước để đánh giá chất lượng nước sông, từ đó đề xuất các giải pháp bảo vệ hiệu quả Một số đề tài tiêu biểu có thể kể đến trong lĩnh vực này.
Tổng cục Môi trường (6.2011) đã phát triển phương pháp tính toán chỉ số chất lượng nước (WQI) cho các lưu vực sông tại Việt Nam, đặc biệt là Hà Nội Phương pháp này giúp phản ánh hiện trạng và diễn biến chất lượng môi trường, từ đó nâng cao tính phòng ngừa trong công tác bảo vệ môi trường Nó cung cấp thông tin hữu ích cho các nhà quản lý và hoạch định chính sách về các vấn đề môi trường và phát triển kinh tế xã hội, nhằm đảm bảo sự phát triển bền vững Đồng thời, phương pháp cũng góp phần nâng cao nhận thức của cộng đồng về chất lượng môi trường và tầm quan trọng của việc bảo vệ môi trường.
Nghiên cứu của Phạm Thị Thanh Thúy về chất lượng nước sông Công đoạn từ hạ lưu hồ Núi Cốc đến điểm hợp lưu sông Cầu chỉ ra rằng khu vực này, đặc biệt là đoạn sau điểm hợp lưu với suối tiếp nhận nước thải từ bãi rác Nam Sơn, thường xuyên chịu ảnh hưởng từ hoạt động khai thác cát sỏi và giao thông thủy, dẫn đến hàm lượng TSS trong nước tăng cao Tuy nhiên, từ năm 2010-2011, chất lượng nước sông Công có xu hướng cải thiện nhờ vào việc kiểm soát chặt chẽ các nguồn thải từ hoạt động sản xuất, khai thác khoáng sản và các hoạt động khác.
Nghiên cứu đã chỉ ra 9 nguồn ô nhiễm chính trước khi nước thải được xả xuống sông, ảnh hưởng đến chất lượng nước Các biện pháp thiết thực đã được đề xuất nhằm sử dụng hợp lý nguồn nước và bảo vệ nguồn nước phục vụ cho đời sống và sản xuất của người dân sống quanh lưu vực.
Nhằm điều tra và khảo sát chất lượng nước mặt của hệ thống sông Đồng Nai – Sài Gòn, từ năm 1999 đến năm 2003, Phân Viện Khảo sát Quy hoạch Thủy lợi Nam Bộ đã tiến hành nghiên cứu.
Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn đã giao nhiệm vụ thực hiện dự án Điều tra cơ bản thủy lợi “Giám sát chất lượng nước hạ lưu sông Đồng Nai – Sài Gòn” Dự án nhằm giám sát và đánh giá diễn biến nguồn nước mặt tại vùng hạ lưu hệ thống sông Đồng Nai và sông Sài Gòn, chịu ảnh hưởng từ các hoạt động phát triển kinh tế và xã hội trong lưu vực Kết quả nghiên cứu sẽ đánh giá các nguồn ô nhiễm hiện tại và tiềm tàng, từ đó đề xuất các phương hướng sử dụng và bảo vệ nguồn nước, góp phần vào quy hoạch thủy lợi và nâng cao hiệu quả quản lý.
Phương pháp nghiên cứu
6.1 Phương pháp nghiên cứu, tổng hợp tài liệu
Phương pháp nghiên cứu này tập trung vào việc thu thập toàn bộ tài liệu và thông tin liên quan đến điều kiện tự nhiên, kinh tế xã hội, cũng như các vấn đề ảnh hưởng đến chất lượng nước trên lưu vực sông Vu Gia Sau đó, tác giả sẽ tiến hành chọn lọc và tổng hợp những tài liệu quan trọng, đồng thời đánh giá giá trị của chúng để phục vụ cho việc phân tích sâu hơn.
6.2 Phương pháp hồi cứu số liệu Để tiến hành nghiên cứu đề tài tác giả đã hồi cứu số liệu từ sở Tài Nguyên Môi Trường tỉnh Quảng Nam về chất lượng nước sông Vu Gia trên 2 trạm là trạm gần thị trấn Ái Nghĩa và trạm gần cầu Nông Sơn từ năm 2010 đến năm 2013 và tiến hành phân tích
6.3 Phương pháp điều tra, khảo sát thực địa Điều tra, khảo sát thực địa là phương pháp tốt nhất để kiểm chứng độ chính xác của các tài liệu, số liệu thu thập được Đồng thời phương pháp này giúp thu thập các thông tin bổ sung cần thiết cho đề tài mà phương pháp thu thập chưa đạt yêu cầu
Trong quá trình thực hiện đề tài tôi đã đi khảo sát về hiện trạng chất lượng nước sông
Vu Gia và những vấn đề khác có liên quan
6.4 Phương pháp tính toán đánh giá chỉ số chất lượng nước (WQI)
Phương pháp chính của nghiên cứu này là phân tích và đánh giá chỉ số chất lượng nước sông Vu Gia, nhằm phát hiện và kiểm tra tình trạng ô nhiễm nguồn nước Qua đó, nghiên cứu sẽ chỉ ra các vấn đề liên quan đến chất lượng nước, từ đó đề xuất các biện pháp cụ thể để ngăn chặn ô nhiễm và bảo vệ nguồn nước.
6.5 Phương pháp bản đồ, biểu đồ Đây là phương pháp quan trọng và không thể thiếu của công tác nghiên cứu địa lý Bản đồ sẽ đƣợc sử dụng trong suốt quá trình thực hiện đề tài Bản đồ không chỉ có tác dụng cụ thể hóa các vấn đề nghiên cứu mà còn có tác dụng thúc đẩy cho công tác nghiên cứu địa lý tiến triển tốt hơn
TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
Khái niệm chất lượng nước và vai trò của nước mặt đối với đời sống và sản xuất của con người
1.1.1.Khái niệm chỉ số chất lượng nước(WQI)
Chỉ số chất lượng nước được tính toán dựa trên các thông số quan trắc, nhằm mô tả định lượng về chất lượng và khả năng sử dụng của nguồn nước Chỉ số này được thể hiện qua một thang điểm cụ thể.
1.1.2.Vai trò của nước mặt đối với đời sống và sản xuất của con người
Sông ngòi Việt Nam có nguồn nước phong phú, cung cấp nhiều lợi ích cho đời sống và sản xuất Theo Nguyễn Viết Phổ (1983), nước được sử dụng cho nhiều mục đích như cấp nước uống, sinh hoạt, công nghiệp thực phẩm, thể thao, chăn nuôi thủy sản và tưới tiêu Tổng lượng nước sông ngòi ước tính khoảng 839 triệu m3/năm, trong đó nguồn nước tại chỗ đạt 316 triệu m3/năm, tương ứng với lớp dòng chảy 953mm/năm (Trần Thanh Xuân, 1986; Phan Quang Hạnh, 1986).
Việt Nam là cường quốc về nước mặt, đứng thứ 11 trên thế giới về nguồn tài nguyên này Tuy nhiên, mức độ sử dụng nước của Việt Nam còn thấp, chỉ đạt 5-6% theo Trần Thanh Xuân (1986) Điều này cho thấy tiềm năng lớn trong việc phát triển nông nghiệp, như đã được chứng minh qua nền văn minh lúa nước của dân tộc Lạc Việt nhờ sông Hồng Trong tương lai, sông Hồng, sông Cửu Long và các con sông khác sẽ tiếp tục là yếu tố quan trọng trong việc thúc đẩy nền nông nghiệp của đất nước.
Việt Nam sở hữu nguồn thủy năng dồi dào nhờ vào lượng nước phong phú và địa hình núi non đa dạng Theo ước tính sơ bộ, công suất thiết kế của nguồn năng lượng này có thể đạt tới 31,10 triệu kW, tương ứng với tổng sản lượng điện khoảng 270 triệu kWh mỗi năm.
Việt Nam chiếm khoảng 2,32% diện tích Châu Á và 0,8% diện tích toàn cầu, nhưng lại có tỷ trọng thủy năng lớn, trung bình đạt 92,2 kw/km², gấp 3,2 lần so với Châu Á và 3,5 lần so với thế giới (Nguyễn Ngọc Sinh, 1976) Trữ năng kỹ thuật với công suất lắp máy lên tới 20.10^6 kw và điện lượng trung bình hàng năm đạt 80.10^6 kwh/năm, tương đương 29,5% tổng thủy năng Đặc biệt, với điều kiện kỹ thuật tốt, sản lượng điện có thể tăng lên tới 50% Hơn nữa, nguồn thủy lợi được phân bố đồng đều trên toàn quốc.
Hiện nay, Việt Nam đang phát triển nhiều công trình thủy điện lớn, bao gồm Nhà máy Thủy điện Hòa Bình trên sông Đà với công suất 1,9 tỷ kWh, Nhà máy Thủy điện Trị An trên sông Đồng Nai với công suất 0,32 tỷ kWh, cùng với các công trình khác như Thác Bà trên sông Chảy và Cẩm Sơn trên sông Đà Ngoài ra, còn nhiều dự án thủy điện đang trong quá trình xây dựng và sẽ sớm đưa vào hoạt động Giao thông đường thủy cũng đang được cải thiện để hỗ trợ cho sự phát triển này.
Giao thông đường sông ở Việt Nam rất phát triển nhờ vào mạng lưới sông ngòi dày đặc và nguồn nước phong phú Tổng chiều dài các sông suối có thể di chuyển lên tới 42.000 km, trong đó miền Bắc chiếm khoảng 24.000 km Theo Nguyễn Ngọc Sinh (1976), khoảng 6.800-7.000 km trong số đó đã được sử dụng thuận tiện cho thuyền bè có tải trọng từ 10 tấn trở lên, cho thấy tầm quan trọng của đường sông trong ngành giao thông vận tải.
Người dân Việt Nam đã khai thác hiệu quả nguồn thủy lợi trong vận tải, đặc biệt là ở đồng bằng Bắc Bộ và miền Bắc Trung Bộ, nhờ vào các cửa sông lớn Hệ thống kênh rạch dài khoảng 4400km ở đồng bằng Nam Trung Bộ cùng với các cửa sông lớn đã trở thành mạch máu giao thông quan trọng của đất nước.
Các hồ nhân tạo trong ngành giao thông đường sông sẽ phát huy vai trò quan trọng trong nền kinh tế quốc dân bằng cách điều tiết nước, cung cấp nước vào mùa khô và thoát nước trong mùa mưa Hơn nữa, những hồ này còn đóng vai trò là các hệ sinh thái điều hòa cho khu vực đông dân cư.
Việt Nam, với nền nông nghiệp phát triển lâu đời, được thiên nhiên ưu ái ban tặng vị trí trong khu vực khí hậu nhiệt đới, nóng ẩm quanh năm, tạo điều kiện thuận lợi cho sự phát triển của cây nông nghiệp, đặc biệt là lúa nước Đặc điểm sông ngòi dày đặc và lượng nước dồi dào đã cung cấp nguồn nước tưới thiết yếu cho cây trồng và vật nuôi Hằng năm, đất nước còn nhận được lượng phù sa lớn, bổ sung dưỡng chất cho đất và cây trồng Hai đồng bằng lớn, đồng bằng sông Hồng và đồng bằng sông Cửu Long, nổi bật với những vựa lúa lớn, không chỉ cung cấp lương thực chính cho khu vực mà còn cho toàn quốc.
Nghề đánh bắt cá trên sông và nuôi trồng thủy sản đã đóng góp đáng kể vào sản lượng khai thác thủy sản, với trữ lượng cá lớn và đa dạng loài Các loại cá ngon như cá Trôi, cá Trắm, cùng với những loài hiếm như cá Vũ trên sông Đà và cá Trầm Hương trên sông Quế Xuân ở Cao Bằng, tạo nên sự phong phú cho nguồn lợi thủy sản.
Các dòng chảy kết nối với nhau tạo ra nguồn cung cấp thực phẩm phong phú, đồng thời nước sông với hàm lượng ion và muối khoáng cao tạo điều kiện thuận lợi cho nuôi trồng thủy sản, đặc biệt là nuôi cá nước chảy tại Cửu Long Hơn nữa, các sông ngòi còn là nơi cá biển vào đẻ trứng và phát triển nòi giống, như cá Mòi Cờ và cá cháy, đã từ vịnh Bắc Bộ di chuyển sâu vào các sông trong mùa sinh sản.
Nguyên nhân gây ô nhiễm nguồn nước
1.2.1 Do hoạt động kinh tế - xã hội
Ô nhiễm nguồn nước chủ yếu xuất phát từ các hoạt động kinh tế - xã hội của con người, khi mà lượng chất thải thải ra môi trường nước ngày càng gia tăng.
+ Ô nhiễm nguồn nước do sản xuất nông nghiệp
Trong trồng trọt, nhiều vùng chuyên canh như nho, dưa hấu, hành, tỏi, và ớt thường xuyên sử dụng phân bón hóa học và thuốc bảo vệ thực vật với mức độ cao Trong khi đó, chăn nuôi tại các trang trại bò, dê, cừu phát triển nhưng lại thiếu quy hoạch, dẫn đến phương pháp chăn thả tự do Hệ quả là nguy cơ ô nhiễm nguồn nước từ hóa chất trong phân bón, thuốc bảo vệ thực vật và chất thải từ chăn nuôi trở nên rất cao.
Nhu cầu xã hội ngày càng cao thúc đẩy con người áp dụng nhiều biện pháp để nâng cao năng suất sản xuất Tuy nhiên, các hoạt động kinh tế này cũng là nguyên nhân chính gây ô nhiễm môi trường Việc sử dụng hóa chất nông nghiệp một cách không hợp lý đã làm suy giảm chất lượng môi trường Tại Việt Nam, hàng năm, hàng triệu tấn phân lân được sản xuất từ các nhà máy lớn như Supephotphat Lâm Thao, Long Thành, Đồng Nai, Văn Điển và Ninh Bình Dự báo đến năm 2015, tổng lượng phân bón sử dụng tại nước ta sẽ vượt quá 3,5 triệu tấn.
Phân lân chứa khoảng 3% Flo, trong đó 50-60% lượng Flo này sẽ tồn tại trong phân bón Việc bón nhiều phân lân có thể dẫn đến sự gia tăng hàm lượng Flo trong đất, và khi hàm lượng này đạt tới 10 mg/1kg đất, sẽ gây ô nhiễm cho môi trường đất.
Chất thải từ nhà máy sản xuất phân lân chứa 96,9% các chất gây ô nhiễm, chủ yếu là Flo Flo không chỉ tích lũy trong đất mà còn được thực vật hấp thụ, gây độc hại cho con người và gia súc Ngoài ra, Flo còn ức chế hoạt động của một số enzyme, làm cản trở quá trình quang hợp và tổng hợp protein ở thực vật.
Khi bón đạm cho cây trồng, chỉ có 40 - 60% lượng đạm được cây hấp thụ, phần còn lại tích tụ trong đất và gây ô nhiễm Nghiên cứu cho thấy hàm lượng nitrat cao trong nông sản có thể dẫn đến nguy cơ ung thư, do đó cần chú ý đến việc sử dụng phân bón hợp lý để bảo vệ sức khỏe con người và môi trường.
Bón thúc đạm có thể dẫn đến sự tích lũy nitrat trên mặt đất, gây giảm chất lượng nước Việc sử dụng phân khoáng và phân hữu cơ để bón đạm cho cây trồng cũng thải ra một lượng khí độc hại vào không khí, bao gồm khí NH3 gây ô nhiễm môi trường không khí và khí NO2 ảnh hưởng đến tầng ôzôn Đặc biệt, khoảng 15% khí N2O được sinh ra từ việc sử dụng phân bón.
Khi trong sản phẩm có chứa nhiều đạm, nhất là không cân đối thì đạm sẽ chuyển từ
NH 4- sang NO 2- Đặc biệt hàm lƣợng NO 3- tồn dƣ trong các loại rau rất cao, nguyên nhân là do sử dụng không hợp lý liều lƣợng và tỷ lệ phân đạm vô cơ và hữu cơ bón cho cây, phương thức bón không đúng do chạy theo lợi nhuận, bón thúc trễ, sát với thời điểm thu hoạch, sử dụng nguồn nước tưới có hàm lượng NO 3- rửa trôi cao
Hiện tượng thừa đạm trong cây trồng không chỉ thúc đẩy sự phát triển mạnh mẽ của các cơ quan sinh trưởng mà còn tạo điều kiện thuận lợi cho vi sinh vật gây hại phát triển Việc dư thừa đạm làm cho vỏ tế bào cây trở nên mỏng, từ đó dễ dàng cho các vi sinh vật gây bệnh xâm nhập Điều này kích thích sự xâm nhập của một số vi sinh vật trong đất vào rễ cây, gây hại cho cây trồng Sự gia tăng sâu bệnh dẫn đến việc tăng cường phun thuốc, làm gia tăng ô nhiễm môi trường.
Phân hóa học có thể chứa kim loại nặng do nguồn nguyên liệu và quy trình sản xuất Những kim loại này được cây trồng hấp thụ và tích lũy, dẫn đến nguy cơ nhiễm độc cho con người và gia súc khi tiêu thụ sản phẩm trong thời gian dài.
Phân vô cơ đóng vai trò quan trọng trong việc thâm canh và tăng năng suất cây trồng Việc thiếu phân vô cơ sẽ dẫn đến năng suất thấp Tuy nhiên, để đạt hiệu quả cao, cần sử dụng phân bón đúng kỹ thuật, vì sai sót trong quá trình bón phân thường gây ra hậu quả tiêu cực.
Phân chuồng chưa hoai mục chứa nhiều mầm bệnh có thể gây hại cho người và gia súc, đồng thời còn ảnh hưởng xấu đến rễ cây Do đó, việc bón phân chuồng chưa hoai mục sẽ gây ra tác dụng ngược.
+ Ô nhiễm nguồn nước do các hoạt động sản xuất công nghiệp
Các nhà máy giấy thải ra nước có chứa nhiều glucid dễ dậy men Một nhà máy trung bình làm nhiễm bẩn nước tương đươngvới một thành phố 500.000 dân
Các nhà máy chế biến thực phẩm, sản xuất đồ hộp, thuộc da và lò mổ thải ra nước thải chứa protein, nhanh chóng phân hủy thành acid amin, acid béo, H2S và các chất độc hại khác Hàng năm, khoảng 1 tỷ tấn dầu được vận chuyển bằng đường biển, trong đó 0,1 - 0,3% được thải ra biển hợp pháp qua việc rửa tàu dầu Các tai nạn đắm tàu chở dầu xảy ra thường xuyên, với 129 vụ từ 1973 đến 1975 đã thải ra 340.000 tấn dầu Ước tính khoảng 3,6 triệu tấn dầu thô bị xả ra biển mỗi năm, làm cho biển luôn có một lớp dầu mỏng, với 1 tấn dầu có khả năng lan rộng 12 km² trên mặt nước.
Nước ở các vùng đất liền đang bị ô nhiễm nghiêm trọng bởi hydrocarbon, chủ yếu do sự thải ra từ các nhà máy lọc dầu, dầu nhớt từ tàu thuyền, và những rò rỉ không mong muốn của xăng dầu Với tốc độ thấm của xăng dầu gấp 7 lần nước, nguồn nước ngầm trở nên dễ bị nhiễm bẩn Hàng năm, khoảng 1,6 triệu tấn hydrocarbon từ các con sông của các quốc gia công nghiệp hóa được thải ra biển, góp phần làm gia tăng tình trạng ô nhiễm nguồn nước, đặc biệt là do chất thải sinh hoạt.
Bột giặt tổng hợp đã trở nên phổ biến từ những năm 1950, bao gồm các chất hữu cơ có cực và không có cực Có ba loại bột giặt chính: anionic, cationic và non-ionic, trong đó bột giặt anionic là loại được sử dụng nhiều nhất Bột giặt anionic chứa TBS (tetrazopylène benzen sulfonate) và không bị phân hủy sinh học, điều này khiến nó trở thành lựa chọn phổ biến trong ngành giặt giũ.
Tổng quan về chỉ số chất lượng nước
1.3.1 Tình hình nghiên cứu chỉ số chất lượng nước trên thế giới
Mô hình Chỉ số Chất lượng Nước (WQI) được giới thiệu và ứng dụng đầu tiên tại Mỹ vào những năm 1965 - 1970, và hiện nay đang được áp dụng rộng rãi ở nhiều bang Từ thập niên 70 đến nay, hàng trăm nghiên cứu trên toàn thế giới đã phát triển và áp dụng mô hình WQI cho các quốc gia và địa phương, theo một trong ba hướng khác nhau.
Việc áp dụng mô hình Chỉ số chất lượng nước (WQI) từ nước ngoài vào quốc gia hoặc địa phương của mình có thể mang lại nhiều lợi ích Bên cạnh đó, cải tiến mô hình WQI sẵn có cũng là một hướng đi quan trọng, giúp phù hợp hơn với điều kiện thực tế và nhu cầu quản lý nước tại địa phương.
(iii) Nghiên cứu phát triển một mô hình WQI mới cho quốc gia/địa phương mình
1.3.1.1 Chỉ số chất lượng nước của Canada
Phương pháp do Cơ quan Bảo vệ môi trường Canada (The Canadian Council of Ministers of the Environment- CCME, 2001) xây dựng
Currently, there are various Water Quality Index (WQI) systems utilized worldwide, with the Canadian WQI developed by the Canadian Council of Ministers of the Environment (CCME) being particularly noteworthy.
WQI-CCME được phát triển dựa trên nhiều dữ liệu khác nhau thông qua một quy trình thống kê, sử dụng tối thiểu 4 thông số và 3 hệ số chính: F1 (phạm vi), F2 (tần suất) và F3 (biên độ) của các kết quả không đạt tiêu chuẩn chất lượng nước (CLN) Công thức WQI-CCME rất định lượng và thuận tiện, cho phép dễ dàng nhập các thông số và giá trị chuẩn (mục tiêu CLN) để tính toán tự động Tuy nhiên, trong WQI-CCME, các thông số CLN được coi là tương đương, mặc dù thực tế, các thành phần CLN có vai trò khác nhau đối với nguồn nước, chẳng hạn như chất rắn lơ lửng không quan trọng bằng oxy hòa tan.
1.3.1.2 Chỉ số chất lượng nước của Mỹ
WQI của Quỹ Vệ sinh Quốc gia Mỹ (NSF) là một trong những chỉ số chất lượng nước phổ biến, được xây dựng bằng phương pháp Delphi của tập đoàn Rand Phương pháp này thu thập ý kiến từ nhiều chuyên gia trên toàn nước Mỹ để xác định các thông số chất lượng nước quan trọng và thiết lập trọng số đóng góp của từng thông số WQI-NSF được phát triển dựa trên sự đồng thuận của các nhà khoa học về chất lượng nước, với việc so sánh kết quả đạt được với các giá trị chuẩn thông qua đồ thị chuyển đổi chỉ số phụ Tuy nhiên, các trọng số và đồ thị chỉ số phụ trong WQI-NSF chỉ phù hợp với điều kiện chất lượng nước tại Mỹ.
1.3.1.3 Chỉ số chất lượng nước của Malaysia
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
1.3.1.4 Chỉ số chất lượng nước áp dụng tại một số quốc gia Châu Âu
Các quốc gia châu Âu chủ yếu phát triển từ WQI – NSF (Mỹ), nhưng mỗi quốc gia và địa phương lại lựa chọn các thông số và phương pháp tính chỉ số phụ riêng biệt.
1.3.1.5 Chỉ số WQI của Ủy ban sông Mekong
Các thông số đƣợc sử dụng để tính toán WQI bao gồm: DO, Amoni NH 4+ , COD và Tổng P
WQI của mỗi trạm quan trắc đƣợc tính toán theo công thức sau:
Điểm số của mỗi mẫu được xác định dựa trên các chỉ tiêu chất lượng nước: nếu DO, NH4, COD và tổng P đạt mức hướng dẫn, mẫu sẽ được 2 điểm; nếu chỉ có NH4 và tổng P đạt mức hướng dẫn, mẫu sẽ được 1 điểm; trong các trường hợp khác, mẫu sẽ nhận 0 điểm Số mẫu được đánh giá trong một năm là n.
M: Số điểm tối đa có thể đạt đƣợc của các mẫu trong 1 năm
Bảng 1.1 Mức hướng dẫn của các thông số
Thông số Đơn vị Mức hướng dẫn
Sau khi tính toán WQI, mức độ ảnh hưởng đến con người dựa vào điểm số
WQI đƣợc phân loại theo các mức nhƣ sau:
Bảng 1.2 Phân loại mức độ ảnh hưởng dựa vào điểm số WQI
1.3.2 Tình hình nghiên cứu và áp dụng chỉ số chất lượng tại
1.3.2.1 Giới thiệu sơ lược về chỉ số chất lượng nước
Thông thường một chỉ số môi trường được xây dựng qua các bước sau:
Bước 1: Lựa chọn thông số
Bước 2: Chuyển các thông số về cùng một thang đo (tính toán chỉ số phụ)
Bước 3: Xác định trọng số
Bước 4: Tính toán chỉ số cuối cùng
1.3.2.2 Tình hình nghiên cứu và áp dụng chỉ số chất lượng tại Việt Nam a Nghiên cứu chỉ số WQI của Tôn Thất Lãng
PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN CHỈ SỐ CHẤT LƯỢNG NƯỚC (WQI)
*Lựa chọn thông số: phương pháp Delphi
Các thông số đƣợc lựa chọn để tính WQI cho sông Đồng Nai:
* Tính toán chỉ số phụ: phương pháp delphi và phương pháp đường cong tỉ lệ
Chúng tôi đã xây dựng đồ thị và hàm số tương quan giữa nồng độ và chỉ số phụ cho từng thông số chất lượng nước, dựa trên điểm số trung bình do các chuyên gia cung cấp Sử dụng phần mềm xử lý bảng tính Excel, các hàm chất lượng nước được thể hiện qua các phương trình cụ thể.
- Hàm chất lượng nước với thông số BOD5 y = - 0,0006x2 - 0,1491x + 9,8255
- Hàm chất lượng nước với thông số DO y = 0,0047x2 + 1,20276x - 0,0058
- Hàm chất lượng nước với thông số TSS y = 0,0003x2 - 0,1304x + 11,459
- Hàm chất lượng nước với thông số pH y = 0,0862x4 - 2,4623x3 + 24,756x2 – 102,23x + 150,23
- Hàm chất lượng nước với thông số tổng N: y = - 0,04x2 – 0,1752x + 9,0244
- Hàm chất lượng nước với thông số coliform y = 179.39x-0,4067
Theo phương pháp Delphi, 40 chuyên gia về chất lượng nước từ các trường đại học, viện nghiên cứu và trung tâm môi trường đã nhận mẫu phỏng vấn để đưa ra ý kiến Các mẫu phỏng vấn được gửi đi thành hai đợt: đợt đầu tiên nhằm xác định các thông số quan trọng về chất lượng nước, trong khi đợt thứ hai tập trung vào việc xác định các yếu tố khác liên quan.
19 trọng số của các thông số chất lượng nước để xây dựng chỉ số phụ và hàm chất lượng nước
Kết quả nghiên cứu chỉ ra rằng có 6 thông số chất lượng nước quan trọng đã được lựa chọn, với các trọng số tương ứng được trình bày trong bảng dưới đây.
Bảng 1.3 Những thông số chất lượng nước quan trọng với các trọng số
Thông số Trọng số tạm thời Trọng số cuối cùng
* Tính toán chỉ số cuối cùng
Chỉ số WQI cuối cùng đƣợc tính theo công thức trung bình cộng có trọng số: n
Chỉ số chất lượng nước (WQI) là công cụ quan trọng để đánh giá chất lượng nước của hệ thống sông Đồng Nai Dựa trên các nghiên cứu và kinh nghiệm thực tiễn, việc phân loại nguồn nước mặt theo WQI được đề xuất nhằm cung cấp cái nhìn rõ ràng về tình trạng ô nhiễm và sức khỏe của hệ sinh thái nước.
Bảng 1.4 Phân loại chất lượng nước theo chỉ số WQI
Chỉ số WQI Đánh giá chất lƣợng
Mục đích sử dụng nước
9
