Đề tài Đánh giá hiện trạng chất lượng nước Sông Dinh Ninh Hòa bằng chỉ số chất lượng nước (WQI) và đề xuất khả năng sử dụng hợp lý

g góp (wi) của 9 thông số quyết định như sau: 27 Bảng 2.1: Phần trọng lượng đóng góp (TLĐG) (wi) của 9 thông số quyết định.[16] Chỉ số phụ qi được xác định dựa vào các đồ thị qi = f(xi) . Theo mô hình này, giá trị WQI xác định được nằm trong khoảng 0 đến 100: WQI = 0 ứng với mức CLN xấu nhất, WQI = 100 ứng với mức CLN tốt nhất. 2.2.2. Mô hình WQI theo hướng dẫn của Bộ TNMT[1] 2.2.2.1. Tính toán WQI từng thông số  WQI thông số (WQISI): TSS, pH, BOD5, COD, P-PO4 3-, N-NH4, Coliform, độ đục được tính toán theo công thức như sau:   11 1 1        ipi ii ii SI qCBP BPBP qq WQI STT Thông số Điểm xếp hạng thông số (mi) TLĐG trung gian (wi) TLĐG chính thức (wi) 1 DO 1,4 1,0 0,17 2 Fecal Coliform 1,5 0,9 0,15 3 Ph 2,1 0,7 0,12 4 BOD5 2,3 0,6 0,10 5 NO3 - 2,4 0,6 0,10 6 PO4 3- 2,4 0,6 0,10 7 Nhiệt độ 2,4 0,6 0,10 8 Độ đục 2,9 0,5 0,08 9 TS 3,2 0,4 0,08  iw 1,00 (công thức 1) 28 Trong đó: BPi: Nồng độ giới hạn dưới của giá trị thông số quan trắc được quy định trong bảng 1 tương ứng với mức i BPi+1: Nồng độ giới hạn trên của giá trị thông số quan trắc được quy định trong bảng 1 tương ứng với mức i+1 qi: Giá trị WQI ở mức i đã cho trong bảng tương ứng với giá trị BPi qi+1: Giá trị WQI ở mức i+1 cho trong bảng tương ứng với giá trị BPi+1 Cp: Giá trị của thông số quan trắc được đưa vào tính toán. Bảng 2.2: Bảng quy định các giá trị qi, BPi. [1] Giá trị BPi quy định đối với từng thông số i qi BOD5 (mg/l) COD (mg/l) N-NH4 (mg/l) P-PO4 (mg/l) Độ đục (NTU) TSS (mg/l) Coliform (MPN/100ml) 1 100 ≤4 ≤10 ≤0.1 ≤0.1 ≤5 ≤20 ≤2500 2 75 6 15 0.2 0.2 20 30 5000 3 50 15 30 0.5 0.3 30 50 7500 4 25 25 50 1 0.5 70 100 10.000 5 1 ≥50 ≥80 ≥5 ≥6 ≥100 >100 >10.000 Ghi chú:Trường hợp giá trị Cp của thông số trùng với giá trị BPi đã cho trong bảng, thì xác định được WQI của thông số chính bằng giá trị qi tương ứng.  Tính WQI(SI)đối với thông số DO (WQIDO): tính toán thông qua giá trị DO % bão hòa.: Bước 1: Tính toán giá trị DO % bão hòa: - Tính giá trị DO bão hòa: 32 000077774.00079910.041022.0652.14 TTTDO baohoa  T: nhiệt độ môi trường nước tại thời điểm quan trắc (đơn vị: 0C). - Tính giá trị DO % bão hòa: 29 DO%bão hòa= DOhòa tan / DObão hòa*100 DOhòa tan: Giá trị DO quan trắc được (đơn vị: mg/l) Bước 2: Tính giá trị WQIDO:   iip ii ii SI qBPC BPBP qq WQI       1 1 Trong đó: Cp: giá trị DO % bão hòa BPi, BPi+1, qi, qi+1 là các giá trị tương ứng với mức i, i+1 trong Bảng 2. 3 Bảng 2.3 Bảng quy định các giá trị BPi và qi đối với DO% bão hòa. [1] i 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Bpi ≤20 20 50 75 88 112 125 150 200 ≥200 qi 1 25 50 75 50 100 75 50 25 1 Nếu giá trị DO% bão hòa ≤ 20 thì WQIDO bằng 1. Nếu 20< giá trị DO% bão hòa< 88 thì WQIDO được tính theo công thức 2 và sử dụng Bảng 2.3 Nếu 88≤ giá trị DO% bão hòa≤ 112 thì WQIDO bằng 100. Nếu 112< giá trị DO% bão hòa< 200 thì WQIDO được tính theo công thức 1 và sử dụng Bảng 2.3 Nếu giá trị DO% bão hòa ≥200 thì WQIDO bằng 1.  Tính giá trị WQI đối với thông số pH: Bảng 2.4. Bảng quy định các giá trị BPi và qi đối với thông số pH. [1] I 1 2 3 4 5 6 BPi ≤5.5 5.5 6 8.5 9 ≥9 qi 1 50 100 100 50 1 Nếu giá trị pH≤5.5 thì WQIpH bằng 1. (công thức 2) 30 Nếu 5,5< giá trị pH<6 thì WQIpH được tính theo công thức 2 và sử dụng bảng 3. Nếu 6≤ giá trị pH≤8,5 thì WQIpH bằng 100. Nếu 8.5< giá trị pH< 9 thì WQIpH được tính theo công thức 1 và sử dụng bảng 3. Nếu giá trị pH≥9 thì WQIpH bằng 1. 2.2.2.2. Tính toán WQI tổng (WQIT) Sau khi tính toán WQI đối với từng thông số nêu trên, việc tính toán WQIT được áp dụng theo công thức sau: 3/12 1 5 1 2 1 5 1 100         c b b a a pH T WQIWQIWQI WQI WQI Trong đó: WQIa: Giá trị WQI đã tính toán đối với 05 thông số: DO, BOD5, COD, N-NH4, P-PO4 WQIb: Giá trị WQI đã tính toán đối với 02 thông số: TSS, độ đục WQIc: Giá trị WQI đã tính toán đối với thông số Tổng Coliform WQIpH: Giá trị WQI đã tính toán đối với thông số pH. Ghi chú: Giá trị WQI sau khi tính toán sẽ được làm tròn thành số nguyên. 2.2.2.3. Một số về ví dụ tính toán WQI : Với số liệu quan trắc giả định như sau: BOD5 (mg/l) COD (mg/l) N-NH4 (mg/l) P-PO4 (mg/l) Độ đục (NTU) TSS (mg/l) Coliform (MPN/100ml) DO (mg/l) pH T (oC) 5 17 0.7 7 4 45 3500 4.9 6.5 28  Tính toán WQI thông số: Với các giá trị trên đem đối chiếu với bảng 2.2, ta có kết quả sau   5.877556 46 75100 5    BODWQI 31   7.71501730 1530 5075    CODWQI   40257.01 5.01 2550 4     NHN WQI 1 4   POP WQI 100doducWQI   6.40254570 3070 2550    TSSWQI   907535005000 25005000 75100    ColiformWQI 100pHWQI  Đối với thông số DO 06876.628000077774.0280079910.02841022.0652.14 32 baohoaDO DO%bão hòa=4.9/6.06876*100=80.7   8675757.80 7588 75100    DOWQI  Tính toán WQI(T) 7190)16.40( 2 1 )100407.715.8786( 5 1 100 100 3/1     WQI  Kết luận Với giá trị WQI = 71 thì ta có kết luận là nguồn nước đó sử dụng được cho mục đích tưới tiêu và các mục đích tương đương khác, thể hiện là màu da cam. 2.3. Phương pháp phân loại và phân vùng chất lượng nước dựa vào WQI[8],[16] 2.3.1. Theo mô hình của NSF (Hoa Kỳ): 32 CLN được phân thành 5 loại (hay 5 mức) như ở Bảng 2.5. Trên cơ sở phân loại CLN, tiến hành phân vùng CLN cho các sông khảo sát, tức là chia mỗi sông thành các vùng (các đoạn). Mỗi vùng (đoạn) của một sông được xem là cùng mức CLN nếu cùng nằm trong một loại (khi đánh giá qua WQI). Bảng 2.5: Phân loại chất lượng nước theo NSF – WQI. [16] Loại WQI Giải thích I 91 – 100 Ecellent(Chất lượng tuyệt hảo) II 71 – 90 Good (Tốt) III 51 – 70 Medium(Trung bình) IV 26 – 50 Bad (Không tốt) V 0 - 25 Very Bad (Rất tệ) 2.3.2. Mô hình WQI theo hướng dẫn của Bộ TNMT[1] Sau khi tính toán được WQI, sử dụng bảng xác định giá trị WQI tương ứng với mức đánh giá chất lượng nước để so sánh, đánh giá, cụ thể như sau: Bảng 2.6: Phân loại chất lượng nước theo WQI. [1] Giá trị WQI Mức đánh giá chất lượng nước Màu 91 – 100 Sử dụng tốt cho mục đích cấp nước sinh hoạt Xanh nước biển 76 – 90 Sử dụng cho mục đích cấp nước sinh hoạt nhưng cần các biện pháp xử lý phù hợp Xanh lá cây 51 – 75 Sử dụng cho mục đích tưới tiêu và các mục đích tương đương khác Vàng 26 – 50 Sử dụng cho giao thông thủy và các mục đích tương đương khác Da cam 0 – 25 Nước ô nhiễm nặng, cần các biện pháp xử lý trong tương lai Đỏ 2.4. Phương pháp đánh giá khả năng sử dụng nước 33 Dựa vài các Tiêu chuẩn/Quy chuẩn Việt Nam và Tiêu chuẩn chất lượng nước của một số quốc gia và dựa theo chỉ số chất lượng môi trường nước (WQI). 2.5. Phương pháp đánh giá trọng số các giải pháp đề xuất Là phương pháp cho điểm dựa trên sự phân tích, tìm hiểu về ba khía cạnh: - Tính khả thi về mặt kỹ thuật, cần quan tâm đến các khía cạnh sau:  Chất lượng của sản phẩm  Năng suất sản xuất  Yêu cầu về diện tích  Thời gian ngừng hoạt động  So sánh với thiết bị hiện có  Yêu cầu bảo dưỡng  Nhu cầu đào tạo  Phạm vi sức khoẻ và an toàn nghề nghiệp Các lợi ích sau cũng được đưa vào như một phần của nghiên cứu khả thi kỹ thuật:  Giảm lượng nước và năng lượng tiêu thụ  Giảm nguyên liệu tiêu thụ  Giảm chất thải. - Tính khả thi về kinh tế, một vài phương pháp được dùng trong thẩm định đầu tư là:  So sánh chi phí: để so sánh các lựa chọn có thu nhập như nhau nhưng chi phí khác nhau  So sánh lợi ích: dựa trên thu nhập và lượng tiết kiệm của từng lựa chọn  Hoàn vốn đầu tư: đưa lợi ích vào cùng mối quan hệ với vốn đầu tư  Thời gian hoàn vốn  Giá trị hiện tại ròng (NPV)  Tỷ lệ hoàn vốn nội tại (IRR). 34 - Tính tích cực về môi trường: Đối với hầu hết các giải pháp, tính khả thi về môi trường là hiển nhiên. Mặc dù vậy, cần phải đánh giá xem có tác động môi trường tiêu cực nào vượt quá phần tích cực không. 35 Chương 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 3.1. Hiện trạng chất lượng nguồn nước mặt sông Cái Ninh Hòa: Để đánh giá sơ bộ hiện trạng môi trường nước mặt sông Dinh Ninh Hòa, Sở Tài nguyên và Môi trường tỉnh Khánh Hòa đã phối hợp với trung tâm Quan trắc Tài nguyên và Môi trường tiến hành lấy và phân tích 20 mẫu nước mặt trên sông Dinh từ chân cầu Dục Mỹ đến điểm cuối thuộc thôn Hội Thành, phường Ninh Giang. Đồng thời đánh giá sơ bộ hiện trạng khai thác, sử dụng, xã nước vào nguồn nước của người dân và các cơ sở kinh doanh trên địa bàn thông qua các phiếu điều tra cơ bản (chủ yếu tập trung tại khu vực dọc bên bờ sông Dinh Ninh Hòa). Trong đó:  Số điểm lấy mẫu nước mặt bao gồm 20 điểm (được thể hiện qua sơ đồ sau) Hình 3.1: Sơ đồ các điểm lấy mẫu nước mặt trên lưu vực sông Dinh  Số phiếu điều tra khai thác sử dụng, xả nước thải vào nguồn nước là 40 phiếu 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 14 17 18 19 20 Tân Phong Ninh Sim Ninh Xuân Ninh Thân Ninh Đông Ninh Phụng Ninh Bình Ninh Hiệp Ninh Đa Ninh Hà Ninh Giang Ninh Quang 36 Chất lượng nước mặt thuộc lưu vực sông Dinh Ninh Hòa được điều tra và đánh giá sơ bộ qua các thông số chất lượng nước được phân tích, cụ thể qua 20 điểm thu thập mẫu. Bảng3.1: Các điểm thu thập mẫu Vị trí số quy ước Địa điểm lấy mẫu 1 Cầu Dục Mỹ 2 Thôn Tân Mỹ 1 3 Thôn Tân Mỹ 2 4 Cầu Khẩu 5 Núi Đeo 6 NMĐ Ninh Hòa 7 Thôn Phước Lâm 8 Đập Bảy Xã 9 Thôn Vân Thạch 10 Thôn Xuân Hòa 11 Cầu Bến Gành 12 Bình Thành 13 Cầu Dinh 14 Cầu Mới 15 Hội Phú Nam 16 Hội Phú Bắc 17 Cầu Tiên Du 18 Hội Thành 1 19 Hội Thành 2 20 Hội Thành 3 37 3.1.1. Diễn biến các thông số môi trường Hình 3.2: Biểu đồ thể hiện giá trị TSS trên lưu vực sông Dinh Ninh Hòa Hình 3.3: Biểu đồ thể hiện giá trị DO trên lưu vực sông Dinh Ninh Hòa 38 Hình 3.4:Biểu đồ thể hiện giá trị BOD5 trên lưu vực sông Dinh Ninh Hòa Hình 3.5: Biểu đồ thể hiện giá trị NH3-Ntrên lưu vực sông Dinh Ninh Hòa Hình 3.6: Biểu đồ thể hiện giá trị CODtrên lưu vực sông Dinh Ninh Hòa 39 Hình 3.7: Biểu đồ thể hiện giá trị PO4-Ptrên lưu vực sông Dinh Ninh Hòa Hình 3.8: Biểu đồ thể hiện giá trị pHtrên lưu vực sông Dinh Ninh Hòa Các thông số chất lượng nước sau khi phân tích (Phụ lục 2) được so sánh với Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia về chất lượng nước mặt 08:2008/BTNMT (Phụ lục 5) Trong đó: A1 - Sử dụng tốt cho mục đích cấp nước sinh hoạt và các mục đích khác như loại A2, B1 và B2. A2 - Dùng cho mục đích cấp nước sinh hoạt nhưng phải áp dụng công nghệ xử lý phù hợp; bảo tồn động thực vật thủy sinh, hoặc các mục đích sử dụng như loại B1 và B2. 40 B1 - Dùng cho mục đích tưới tiêu thủy lợi hoặc các mục đích sử dụng khác có yêu cầu chất lượng nước tương tự hoặc các mục đích sử dụng như loại B2. B2 - Giao thông thủy và các mục đích khác với yêu cầu nước chất lượng thấp. Các kết quả phân tích cho thấy hầu hết các thong số môi trường trên đều đạt Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng nước mặt, thể hiện qua những biểu đồ trên. Các thông số pH, DO, COD, PO4-P, pH tại các điểm quan trắc chất lượng nước đều đạt QCVN 08:2008/BTNMT - giá trị B1, điều này tương đối phù hợp với mục đích dùng hiện tại của sông Dinh là tưới tiêu, chất lượng nước hiện tại là khá tốt. Tuy nhiên, một số điểm có chất lượng nước không đạt quy chuẩn như yếu tố NH3-N, COD, đặc biệt là TSS. Qua bảng so sánh ta thấy hầu hết các điểm trên lưu vực sông Cái Ninh Hòa đều có lượng TSS cao như điểm lấy mẫu tại nhà máy đường Ninh Hòa, Cầu Khẩu, Cầu Dinh, Cầu Mới. Đồng thời, thông qua biểu đồ thể hiện giá trị TSS được phân tích so với giá trị A1 và giá trị B1 tại QCVN 08:2008/BTNMT cho thấy các kết quả phân tích đều vượt quá Quy chuẩn Việt Nam so với giá trị A1 (20 mg/l). Đặc biệt có điểm Cầu Khẩu có giá trị TSS vượt giá trị B1 (50mg/l) so với Quy chuẩn Việt Nam, nguyên nhân sẽ được làm rõ ở chương sau. 3.1.2. Diễn biến các yếu tố kim loại Đối với các yếu tố kim loại, qua bảng phân tích (Phụ lục 3)ta có các biểu đồ sau, so sánh với Quy chuẩn quốc gia về chất lượng nước mặt Hình 3.9: Sơ đồ thể hiện giá trị Zntrên lưu vực sông Dinh Ninh Hòa 41 Hình 3.10: Biểu đồ thể hiện giá trị Cu trên lưu vực sông Dinh Ninh Hòa Hình 3.11: Biểu đồ thể hiện giá trị Fe trên lưu vực sông Dinh Ninh Hòa Các biểu đồ trên thể hiện giá trị của các thông số Fe, Cu, Zn. Thông qua các biểu đồ, ta thấy:  Hàm lượng Fe trung bình năm tại tất cả các vị trí trừ điểm Bình Thành và trạm cầu Tiên Du đều đạt QCVN 08:2008/BTNMT, giá trị B1.  Giá trị trung bình năm của Zn, Cu tại các trạm đều tăng so với năm trước, tuy nhiên là không đáng kể, và chưa vượt quy chuẩn. Có thể thấy: Ngoài Fe, các yếu tố kim loại khác đều đạt Quy chuẩn Việt Nam, điều này có thể nhận thấy qua thực tế trên địa bàn Thị xã Ninh Hòa và lưu vực sông Cái Ninh Hòa chưa phát triển các ngành công nghiệp nặng, các làng nghề 42 hầu như không có, nên không có hoạt động gây ô nhiễm cho nguồn nước chủ yếu là hoạt động sinh hoạt và nuôi trồng của người dân trông lưu vực sông. Chỉ có hàm lượng Fe là khá cao, như Hội Phú Bắc, Cầu Tiên Du, Bình Thành là ba vùng có hàm lượng cao nhất, cho thấy mức độ ô nhiễm Fe là khá nặng, chủ yếu là do hoạt động phá rừng làm tăng độ xói mòn gây ảnh hưởng xấu đến hoạt động nuôi trồng thủy sản, ngoài ra còn ảnh hưởng của hoạt động nông nghiệp làm tăng hàm lượng các yếu tố dinh dưỡng và các kim loại nặng, do các kim loại này có mặt trong thành phần của nhiều chủng loại thuốc bảo vệ thực vật. 3.1.3. Diễn biến hàm lượng thuốc bảo vệ thực vật Dưới đây làkết quả phân tích 20 mẫu về thuốc bảo vệ thực vật trên sông Dinh Bảng 3.2: Hàm lượng thuốc bảo vệ thực vật.[11] BHC Lindal Heptachlor Aldrin Endosulfan I Dieldrin 44 DDT Điểm thu mẫu ng/l ng/l ng/l ng/l ng/l ng/l ng/l 1 0.854 0.098 0 0.717 0 0.010 0 2 0.963 0 0.045 0.667 0 0.012 0 3 0.679 0 0 0.125 0 0.015 0 4 0.741 0 0 1.183 0 0 0 5 1.936 0.067 0 0.150 0 0.004 0 6 1.101 0.022 0 0.383 0 0.006 0 7 0.839 0.053 0 1.058 0 0.006 0 8 0.701 0.080 0.051 0.217 0 0.002 0 9 0.727 0.049 0 0.092 0 0 0 10 0.287 0 0 2.217 0 0.012 0 11 0.378 0.275 0 0.192 0.048 0.384 0 12 1.010 0.080 0.077 0.100 0.062 0.590 0 13 0.280 0.288 0.077 0.450 0 0.429 0 14 0.545 0.044 0.077 0.600 0.014 0.009 0 15 1.039 0.111 0.070 40 0 0.027 0 16 1.246 0.093 0.122 0.933 0 0.203 0 17 1.181 0.093 0.064 0.283 0.028 0.001 0 43 Sông Dinh Ninh Hòa cung cấp nguồn nước chủ yếu cho các cánh đồng huyện Ninh Hòa, đây còn là vựa lứa lớn nhất tỉnh Khánh Hòa. Vì vậy, hàm lượng hóa chất bảo vệ thưc vật trên lưu vực sông có một số điểm không đạt so với Quy chuẩn Việt Nam về chất lượng nước mặt. Tuy nhiên, kết quả phân tích dư lượng thuốc bảo vệ thực