Tổng Quan Về Phương Pháp Đánh Giá Chất Lượng Nước

trung còn thấp; nguồn phát sinh nước thải chủ yếu từ các ngành: chế biến thực phẩm, dệt nhuộm, giấy, chế biến mủ cao su, xi mạ... Tại nhiều vị trí các giá trị N-NH4+ BOD5) COD vượt ngưỡng QCVN 08 mức BI nhiều lần Khu vực cửa sông đã bị ô nhiễm hữu cơ, giá trị các thông sỗ đều vượt QCVN 08:2008/BTNMT mức AI, một số nơi còn vượt mức BI (cảng Gò Dầu, Phú Mỹ, Cái Mép). Ngoài ra, các tác động tiêu cực từ thủy điện, khai thác khoáng sản phía thượng nguồn, xâm nhập mặn và ảnh hưởng của biến đổi khí hậu đã và đang là những mối đe dọa đến môi trường nước lưu vực hệ thống sông Đồng Nai [Bộ Tài nguyên và Môi trường, 2009].

2.2. Tổng quan về phương pháp đánh giá chất lượng nước

2.2.1. Phương pháp đánh giá chất lượng nước thông qua việc so sánh với các quy chuẩn môi trường

Theo Luật Bảo vệ môi trường năm 2014, Quy chuẩn kỹ thuật môi trường và tiêu chuẩn môi trường được hiểu như sau:

Quy chuẩn kỹ thuật môi trường là mức giới hạn của các thông số về chất lượng môi trường xung quanh, hàm lượng của các chất gây ô nhiễm có trong chất thải, các yêu cầu kỹ thuật và quản lý được cơ quan nhà nước có thẩm quyền ban hành dưới dạng văn bản bắt buộc áp dụng để bảo vệ môi trường.

Tiêu chuẩn môi trường là mức giới hạn của các thông số về chất lượng môi trường xung quanh, hàm lượng của các chất gây ô nhiễm có trong chất thải, các yêu cầu kỹ thuật và quản lý được các cơ quan nhà nước và các tổ chức công bố dưới dạng văn bản tự nguyện áp dụng để bảo vệ môi trường.

Hiện nay Bộ QCVN và TCVN của Việt Nam về môi trường nước bao gồm 29 bộ tiêu chuẩn [Phụ lục 7].

Để đánh giá chất lượng nước cũng như mức độ gây ô nhiễm nước, có thể dựa vào một số chỉ tiêu cơ bản và quy định giới hạn của từng chỉ tiêu đó tuân theo Luật Bảo vệ môi trường của một quốc gia hoặc tiêu chuẩn quốc tế

Có thể bạn quan tâm!

Xem toàn bộ 135 trang tài liệu này.

quy định cho từng loại nước sử dụng cho các mục đích khác nhau. Kết hợp các yêu cầu về chất lượng nước và các chất gây ô nhiễm nước có thể đưa ra một số chỉ tiêu như sau:

* Các thông số cơ bản:

- pH: pH là đơn vị toán học biểu thị nồng độ ion H+ có trong nước và có thang giá trị từ 0 đến 14.

pH là một trong những thông số quan trọng và được sử dụng thường xuyên nhất dùng để đánh giá mức độ ô nhiễm của nguồn nước, chất lượng nước thải, đánh giá độ cứng của nước, sự keo tụ, khả năng ăn mòn. Khi chỉ số pH < 7 thì nước có môi trường axít; pH > 7 thì nước có môi trường kiềm, điều này thể hiện ảnh hưởng của hoá chất khi xâm nhập vào môi trường nước. Giá trị pH thấp hay cao đều có ảnh hưởng nguy hại đến thuỷ sinh.

- SS (solid solved – chất rắn lơ lửng)

Chất rắn lơ lửng nói riêng và tổng chất rắn nói chung có ảnh hưởng đến chất lượng nước trên nhiều phương diện. Hàm lượng chất rắn hoà tan trong nước thấp làm hạn chế sự sinh trưởng hoặc ngăn cản sự sống của thuỷ sinh. Hàm lượng chất rắn hoà tan trong nước cao thường có vị.

Phân biệt các chất rắn lơ lửng của nước để kiểm soát các hoạt động sinh học, đánh giá quá trình xử lý vật lý nước thải, đánh giá sự phù hợp của nước thải với tiêu chuẩn giới hạn cho phép.

- DO (dyssolved oxygen – ô xy hoà tan trong nước)

Ô xy có mặt trong nước một mặt được hoà tan từ ô xy trong không khí, một mặt được sinh ra từ các phản ứng tổng hợp quang hoá của tảo và các thực vật sống trong nước. Các yếu tố ảnh hưởng đến sự hoà tan ô xy vào nước là nhiệt độ, áp suất khí quyển, dòng chảy, địa điểm, địa hình. Giá trị DO trong nước phụ thuộc vào tính chất vật lý, hoá học và các hoạt động sinh học xảy ra

trong đó. Phân tích DO cho ta đánh giá mức độ ô nhiễm nước và kiểm tra quá trình xử lý nước thải.

Các sông hồ có hàm lượng DO cao được coi là khoẻ mạnh và có nhiều loài sinh vật sống trong đó. Khi DO trong nước thấp sẽ làm giảm khả năng sinh trưởng của động vật thuỷ sinh, thậm chí làm biến mất hoặc có thể gây chết một số loài nếu DO giảm đột ngột.

- COD (Chemical oxygen Demand - nhu cầu ô xy hoá học)

COD là lượng ô xy cần thiết cho quá trình ô xy hoá hoàn toàn các chất hữu cơ có trong nước thành CO2 và H2O.

COD là tiêu chuẩn quan trọng để đánh giá mức độ ô nhiễm của nước

(nước thải, nước mặt, nước sinh hoạt) vì nó cho biết hàm lượng chất hữu cơ có trong nước là bao nhiêu. Hàm lượng COD trong nước cao thì chứng tỏ nguồn nước có nhiều chất hữu cơ gây ô nhiễm.

- BOD (Biochemical oxygen Demand:nhu cầu ô xy sinh hoá)

BOD là lượng ô xy (thể hiện bằng gam hoặc miligam O2 theo đơn vị thể tích) cần cho vi sinh vật tiêu thụ để ô xy hoá sinh học các chất hữu cơ trong bóng tối ở điều kiện tiêu chuẩn về nhiệt độ và thời gian. Như vậy BOD phản ánh lượng các chất hữu cơ dễ bị phân huỷ sinh học có trong mẫu nước.

Thông số BOD có tầm quan trọng trong thực tế vì đó là cơ sở để thiết kế và vận hành trạm xử lý nước thải; giá trị BOD càng lớn có nghĩa là mức độ ô nhiễm hữu cơ càng cao. Vì giá trị của BOD phụ thuộc vào nhiệt độ và thời gian ổn định nên việc xác định BOD cần tiến hành ở điều kiện tiêu chuẩn, ví dụ ở nhiệt độ 200C trong thời gian ổn định nhiệt 5 ngày (BOD520).

- Amoniac

Trong nước, bề mặt tự nhiên của vùng không ô nhiễm Amoniac chỉ có ở nồng độ vết (dưới 0,05 mg/l). Trong nguồn nước có độ pH acid hoặc trung tính, Amoniac tồn tại ở dạng ion (NH4+); nguồn nước có pH kiềm thì

Amoniac tồn tại chủ yếu ở dạng khí NH3. Nồng độ trong nước ngầm cao hơn nhiều so với nước mặt. Lượng Amoniac trong nước thải từ khu dân cư và từ các nhà máy hoá chất, chế biến thực phẩm, sữa có thể lên tới 10-100 mg/l. Amoniac có mặt trong nước cao sẽ gây nhiễm độc tới cá và các sinh vật.

- Nitrat (NO3-)

Nitrat là sản phẩm cuối cùng của sự phân huỷ các chất chứa nitơ có trong chất thải của người và động vật. Trong nước tự nhiên có nồng độ nitrat thường <5 mg/l. ở vùng bị ô nhiễm do chất thải, phân bón, nồng độ nitrat cao là môi trường dinh dưỡng tốt cho phát triển tảo, rong, gây ảnh hưởng đến chất lượng nước sinh hoạt và thuỷ sản. Trẻ em uống nước có nồng độ nitrat cao có thể ảnh hưởng đến máu gây bệnh xanh xao.

- Phosphat (PO43-)

Phosphat là chất dinh dưỡng cho sự phát triển rong tảo. Nồng độ Phosphat trong nguồn nước không bị ô nhiễm thường <0,01 mg/l. Nguồn 10 Phosphat đưa vào môi trường là phân người, phân súc vật và nước thải một số ngành công nghiệp sản xuất phân lân, công nghiệp thực phẩm và trong nước chảy từ đồng ruộng. Phosphat không thuộc loại độc hại đối với người.

- Clorua (Cl-)

Clorua có mặt trong nước là do các chất thải sinh hoạt, nước thải công nghiệp mà chủ yếu là công nghiệp chế biến thực phẩm. Ngoài ra còn do sự xâm nhập của nước biển vào các cửa sông, vào các mạch nước ngầm. Nước mặt có chứa nhiều Clorua sẽ hạn chế sự phát triển của cây trồng thậm chí gây chết. Hàm lượng Clorua cao sẽ gây ăn mòn các kết cấu ống kim loại.

- Coliform

Vi khuẩn nhóm Coliform (Coliform, Fecal coliform, Fecal streptococci, Escherichia coli ...) có mặt trong ruột non và phân của động vật máu nóng, qua con đường tiêu hoá mà chúng xâm nhập vào môi trường và phát triển

mạnh nếu có điều kiện nhiệt độ thuận lợi. Số liệu Coliform cung cấp cho chúng ta thông tin về mức độ vệ sinh của nước và điều kiện vệ sinh môi trường xung quanh.

- Kim loại nặng

Kim loại nặng (Asen, chì, Crôm(VI), Cadimi, Thuỷ ngân ...) có mặt trong nước do nhiều nguyên nhân: trong quá trình hoà tan các khoáng sản, các thành phần kim loại có sẵn trong tự nhiên hoặc sử dụng trong các công trình xây dựng, các chất thải công nghiệp. ảnh hưởng của kim loại nặng thay đổi tuỳ thuộc vào nồng độ của chúng, nó là có ích nếu chúng ở nồng độ thấp và rất độc nếu ở nồng độ vượt giới hạn cho phép.

* Lựa chọn các thông số để đánh giá nguồn nước:

Trong thực tế, việc lựa chọn các thông số khảo sát nhằm thực hiện mục đích nghiên cứu là việc làm rất quan trọng vì nó giúp cho:

- Đánh giá đúng đắn mức độ ô nhiễm và nguyên nhân gây ô nhiễm;

- Tiết kiệm nhân lực, thời gian, chi phí.

Việc lựa chọn thông số khảo sát phải dựa vào mục đích giám sát của trạm giám sát cơ sở, trạm giám sát chất lượng nước phục vụ cấp nước sinh hoạt, phục vụ mục đích khảo sát ô nhiễm chất thải. [Lê Đức, 2004].

2.2.2. Phương pháp chỉ số đánh giá chất lượng nước của Mỹ WQI

Khái niệm: Chỉ số chất lượng nước (viết tắt là WQI) là một chỉ số được tính toán các thông số quan trắc chất lượng nước, để mô tả định lượng về chất lượng nước và khả năng sử dụng của nguồn nước đó, được biểu diễn qua một thang điểm từ 0 -100. WQI = 0 ứng với CLN kém nhất và =100 ứng với CLN tốt nhất

WQI (Water Quality Index) được xuất hiện đầu tiên ở Mỹ vào thập niên 70 và hiện đang được áp dụng rộng rãi ở nhiều bang. Hiện nay chỉ số

WQI được triển khai nghiên cứu và sử dụng rộng rãi ở nhiều quốc gia như Ấn Độ, Canada, Chile, Anh, Đài Loan, Úc, Malaisia….

Việc sử dụng WQI có nhiều ưu điểm:

- Cho phép giảm 1 lượng lớn số liệu từ một loạt các thông số vật lý, hoá học, vi sinh xuống còn 1 con số đơn giản theo 1 phương thức đơn giản và có tính lặp lại

- Là kết quả của việc tính toán toán học nên cho phép đánh giá, phân loại khách quan CLN và cho phép so sánh CLN theo không gian, thời gian.

- Thích hợp với việc tin học hoá nên thuận lợi cho quản lý và cung cấp thong tin cho cộng đồng.

Tuy nhiên, nó cúng tồn tại 1 số hạn chế sau:

- Thiếu sự nhất trí về cách tiếp cận chung để thiết kế chỉ số WQI

- WQI không bao hàm thong tin về hiệu quả kinh tế có được từ sự cải thiện CLN.

Hiện nay, để thống nhất cách tính toán chỉ số CLN, tháng 07 năm 2011, Tổng cục Môi trường đã chính thức ban hành Sổ tay hướng dẫn kỹ thuật tính toán chỉ số chất lượng nước theo Quyết định số 879/QĐ-TCMT ngày 01 tháng 07 năm 2011 của Tổng cục trưởng Tổng cục Môi trường [Hoàng Văn Thế, 2011].

2.2.3. Tổng quan về các nghiên cứu đánh giá tài nguyên nước tại Việt Nam

Lịch sử nghiên cứu về nguồn nước của Việt Nam được biết đến qua các công trình chỉnh trị sông ngòi đã có từ hàng nghìn năm nay ở hệ thống sông Hồng và các sông thuộc phạm vi đồng bằng sông Hồng, cũng như việc cải tạo, khai khẩn các vùng đất phèn, mặn đã khẳng định cha ông ta nhận thức rất rõ vai trò và giá trị trong việc sử dụng nguồn nước. Trong những năm gần đây, công tác phòng, chống nguy cơ BĐKH và bảo vệ nguồn nước đã trở thành nội dung luôn được Chính phủ quan tâm, coi trọng trong xây dựng

chiến lược phát triển quốc gia. Trong đó có các chương trình cấp quốc gia như: Chương trình mục tiêu quốc gia về nước sạch và vệ sinh môi trường nông thôn... nhằm nâng cao hiệu quả quản lý, bảo vệ, sử dụng TNN. Các đề tài, dự án trọng điểm trong nghiên cứu, đánh giá và QLTNN lưu vực đã được triển khai trên nhiều vùng lãnh thổ, các LVS như:

Đề tài cấp Nhà nước KC-08-04/10-2004 “Nghiên cứu mô hình quản lý tổng hợp tài nguyên và môi trường lưu vực sông Đà” do PGS.TS Nguyễn Quang Trung làm chủ nhiệm; Đề tài cấp Nhà nước KC-08-31 (2005), “Nghiên cứu đánh giá hiện trạng, dự báo diễn biến tài nguyên và môi trường nước phục vụ phát triển bền vững lưu vực sông Vàm Cỏ” do GS.TS Đào Xuân Học làm chủ nhiệm, kết quả đã thiết lập được mô hình thủy lực và các vùng phụ cận cho phần mềm MIKE 11 để đánh giá, dự báo tài nguyên và MT nước LVS Vàm Cỏ.

Từ năm 2010 – 2014 Trung tâm Quy hoạch và Điều tra tài nguyên nước quốc gia thực hiện dự án “Điều tra đánh giá tài nguyên nước lưu vực các sông biên giới Việt Nam – Lào thuộc lưu vực sông Mã, sông Cả”. Dự án đã điều tra trên phạm vi rộng, gồm 81 xã biên giới thuộc 19 huyện 26 của 4 tỉnh Điện Biên, Sơn La, Thanh Hóa, Nghệ An, kéo dài dọc 1.360 km đường biên giới, với diện tích 13.610 km2. Kết quả nghiên cứu của Dự án là đã phân tích, đánh giá hiện trạng, diễn biến TNN mặt theo không gian và thời gian bao gồm cả chất lượng và số lượng; Đo đạc, xác định lượng nước trên dòng chính sông Mã, Cả; Đánh giá khả năng khai thác sử dụng TNN mặt trên toàn vùng

dự án; Xác định các vấn đề nổi cộm và đề xuất các giải pháp quản lý, bảo vệ và khai thác TNN mặt khu vực biên giới Việt Nam – Lào hiện nay. Đây là một dự án nghiên cứu về TNN khá toàn diện, có ý nghĩa lớn cả về mặt khoa học và thực tiễn.

Vấn đề về nước cũng đang được tiếp cận theo nhiều hướng khác nhau ở nước ta và được sự hỗ trợ của nhiều tổ chức trong và ngoài nước giúp đỡ. Ngày 01/7/2016, Ngân hàng phát triển châu Á (ADB) đã tổ chức hội thảo Dự án nghiên cứu Kế toán nước cho Việt Nam (Water Accounting Vietnam). Dự án được Ngân hàng ADB tài trợ và thực hiện bởi Viện Giáo dục Nước Quốc tế (UNESCO-IHE), Hà Lan cùng các đối 28 tác từ Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn (MARD); Bộ Tài nguyên và Môi trường (MONRE) và Viện Quy hoạch Thủy lợi. Kế toán nước sẽ giúp mô tả các dịch vụ và lợi ích đến từ việc tiêu thụ nước. Dự án cũng đã đề xuất kế toán nước cho 15 LVS chính tại Việt Nam. Bộ dữ liệu này cũng được khai thác nhằm nâng cao hiệu quả công tác quy hoạch thủy lợi nói riêng và quản lý nguồn nước nói chung.

2.3. Tổng quan các nghiên cứu về Sông Thương.

Với tổng chiều dài sông Thương là 157km, qua tỉnh Bắc Giang với chiều dài 89km nên sông Thương có vai trò rất lớn trong đời sông kinh tế, xã hội trên địa bàn tỉnh Bắc Giang. Nhận thấy tầm quan trọng của Sông Thương trong khi chất lượng của Sông Thương đang suy giảm, chính vì vậy đã có nhiều nghiên cứu quan tâm đến chất lượng môi trường nước Sông Thương, những ảnh hưởng bởi các nguồn thải và đề xuất các phương pháp xử lý, bảo vệ nguồn nước sông Thương, một số công trình nghiên cứu tiêu biểu gần đây có thể kể đến như:

Nghiên cứu phân vùng chất lượng nước sông Thương trên địa bàn tỉnh Bắc Giang nhằm phục vụ quản lý tài nguyên nước – Dương Thị Dung, Luận văn Thạc sĩ Khoa học Môi trường 2013 – Trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội. Luận văn đã phân chia thành 4 khu vực nghiên cứu cụ thể sông Thương để đánh giá chất lượng nước sông qua các chỉ tiêu vật lý, hóa sinh, BOD5, N,P, Clo, tổng dầu mỡ, coliform tuy nhiên đề tài chưa đề cập đến diễn biến về lưu lượng nước và dòng chảy là đối tượng có mối quan hệ chặt chẽ với diễn biến chất lượng nước sông Thương.