Đồ án Tính wqi, đánh giá và đề xuất giải pháp bảo vệ chất lượng nước cho lưu vực sông La Ngà tỉnh Bình Thuận

. Bảng 1.7: Nhu cầu sử dụng nước và lượng nước thải sinh hoạt năm 2012 CÁC HUYỆN Năm 2012 Dân số (người) Nhu cầu nước (m3/ngày) Lưu lượng nước thải (m3/ngày) ĐỨC LINH 127.756 12.775,60 10.220,48 TÁNH LINH 102.096 10.209,60 8.167,68 HÀM THUẬN BẮC 167.519 16.751,90 13.410,52 Tổng 397.371 39.737,10 31.798,68 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 61 Dựa vào đặc điểm đất đai thổ nhưỡng tỉnh Bình Thuận, tình hình khảo sát thực tế thì có thể ước lượng khả năng thấm xuống đất của lượng nước thải khoảng 25% và lượng nước thải còn lại khoảng 75% sẽ đổ ra sông, suối, kênh, đầm Như vậy, Tổng cộng lượng nước thải đổ ra sông, kênh, đầm khoảng 31.798,68 m3/ngày và lượng nước tự thấm khoảng 7.548,67 m3/ngày. Bảng 1.8: Lượng nước tự thấm và chảy vào sông Năm 2012 Nước thải (m3/ngày) Nước tự thấm (m3/ngày) Nước chảy vào sông, suối, kênh (m3/ngày) ĐỨC LINH 10.220,48 2.155,12 8.065,36 TÁNH LINH 8.167,68 2.041,92 6.125,76 HÀM THUẬN BẮC 13.410,52 3.352,63 10.057,89 Tổng 31.798,68 7.548,67 24.250,01 Theo hệ số ô nhiễm nước thải sinh hoạt do Tổ chức Y tế Thế giới (WHO, 1993) thiết lập ở các quốc gia đang phát triển thì trung bình tải lượng nước thải sinh hoạt trên địa bàn tỉnh Bình Thuận năm 2012 được trình bày cụ thể trong Bảng 1.9. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 62 Bảng 1.9: Trung bình tải lượng nước thải sinh hoạt trên lưu vực La Ngà tỉnh Bình Thuận năm 2012 Khu vực Nước thải (m3/ngày) Dân số (người) Hệ số ô nhiễm nước thải sinh hoạt (WHO, 1993) (g/người.ngày) Trung bình tải lượng nước thải sinh hoạt (kg/ngày) TSS BOD5 COD Tổng Nitrơ Tổng Photpho TSS BOD5 COD Tổng Nitrơ Tổng Photpho ĐỨC LINH 8.065,36 127.756 70 - 145 45 -54 85 – 102 6 – 12 0,6 – 4,5 15.330,72 6,387,80 11,498,04 1,149,04 319,39 TÁNH LINH 6.125,76 102.096 70 - 145 45 -54 85 – 102 6 – 12 0,6 – 4,5 9,186,21 5,104,80 9,188,64 918,86 255,24 HÀM THUẬN BẮC 10.057,89 167.519 70 - 145 45 -54 85 – 102 6 – 12 0,6 – 4,5 15.076,71 8.375,95 15.076,71 1.507,71 418,79 Hệ số 70 - 145 45 -54 85 – 102 6 – 12 0,6 – 4,5 90 50 90 9 2.5 Tổng 37.162,70 568.996 70 - 145 45 -54 85 – 102 6 – 12 0,6 – 4,5 39.593,64 19.868,55 35.763,39 3,575,61 993,42 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 63 1.6.2. Nước thải nông nghiệp Theo báo cáo tình hình kinh tế xã hội, quốc phòng an ninh đến cuối năm 2013 của ba huyện Đức Linh, Tánh Linh, Hàm Thuận Bắc; Diện tích cây trồng của huyện Đức Linh là 25.657,5 ha, cây lúa 19.078 ha; cây bắp 2.450 ha, còn lại là những cây ngắn ngày khác. Cây trồng lâu năm 25.240,49 ha, trong đó cao su 12.249,28 ha, cây điều 7.007,3 ha, cây tiêu 954,9 ha, cà phê 395,5 ha, cây ăn quả 1557,44 ha, cây lâu năm khác 3.269,57 ha. Huyện Tánh Linh, diện tích cây trồng 28.400 ha, cây điều 4.500 ha, cao su 18.875 ha, tiêu 275 ha, cà phê 51 ha, ca cao 65 ha, cây ăn quả khác 598 ha. Huyện Hàm Thuận Bắc, tổng diện tích gieo trồng 35.687 ha, cây lương thực 30.049 ha, thanh long 6.323 ha, cao su 1.385 ha. Dựa theo định mức kinh tế - kỹ thuật các loại cây trồng chính trên địa bàn của 3 Huyện Đức Linh, Tánh Linh và Hàm Thuận Bắc thì lượng phân bón hóa học (phân đạm, phân lân, phân Nitơ, Photpho, Kali) trung bình bón cho đất khoảng 220- 260 kg/ha/vụ và lượng thuốc bảo vệ thực vật (thuốc bảo vệ thực vật kém bền vững như Photpho hữu cơ, carbamat, pyrethroid tổng hợp và một số ít clo hữu cơ có độ bền cao ) khoảng 1 kg/ha/vụ. Như vậy lượng phân bón hóa học cung cấp cho đất khoảng 22.436 tấn/vụ và lượng thuốc bảo vệ thực vật cung cấp cho đất khoảng 89,74 tấn/ha. Do trình độ của người nông dân trong tỉnh còn hạn chế và thiếu kiến thức trong việc sử dụng các loại phân bón, các loại thuốc bảo vệ thực vật. Vì vậy, người nông dân không thể tính toán chính xác được lượng phân bón và thuốc bảo vệ thực vật mà cây trồng cần nên thường bón và phun thuốc dư. Để đánh giá hiện trạng xả thải và đề xuất các giải pháp bảo vệ nguồn nước mặt lượng phân bón và thuốc bảo vệ thực vật mà cây trồng sử dụng cho 01 vụ mùa khoảng 60 - 70% và khoảng 30 – 40% lượng phân bón và thuốc bảo vệ thực vật còn lại sẽ bị bốc hơi, tồn lưu trong đất hoặc bị rửa trôi theo nước mưa hay nước tưới tiêu rồi đưa ra sông, suối, kênh. Như vậy, lượng phân bón và thuốc BVTV mà cây trồng không sử dụng lần lượt là 6.738,9 tấn/vụ và 26,92 tấn/vụ (tính cho 30% lượng phân bón và thuốc BVTV không được cây trồng hấp thụ). ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 64 Tải lượng ô nhiễm (phân bón và thuốc BVTV) đưa vào sông, suối, kênh tỉnh trên lưu vực sông La Ngà Bình Thuận = T*K (K là hệ số rửa trôi, K =0,1 – 0,25; T là tổng lượng ô nhiễm) thì tải lượng phân bón và thuốc BVTV đưa vào sông, suối, kênh lần lượt là 1.684,72 tấn/vụ và 6,73 tấn/vụ (lấy hệ số rửa trôi là 0,25). 1.6.3. Nước thải y tế Theo quy chuẩn thì lưu lượng nước thải phát sinh từ mỗi giường bệnh khoảng 400 lít/ngàyđêm. Số giường bệnh của các cơ sở y tế trên lưu vực sông La ngà là 635 giường. Như vậy, lưu lượng nước thải y tế thải trên lưu vực xả ra môi trường năm 2012 khoảng 254 m3/ngàyđêm. Dựa kết quả khảo sát của Viện Địa lý Sinh thái và Môi trường và các đơn vị nghiên cứu khác trong 5 năm, giai đoạn 2006 - 2010 nồng độ trung bình các chất ô nhiễm trong nước thải y tế được thể hiện qua bảng 1.10. Bảng 1.10: Nồng độ trung bình các chất ô nhiễm trong nước thải y tế Nồng độ trung bình (mg/l) SS BOD5 COD Tổng N Tổng P 150 250 350 40 5 Trung bình tải lượng nước thải y tế trên lưu vực sông La Ngà Bình Thuận được trình bày cụ thể trong Bảng 1.11 Bảng 1.11: Tải lượng nước thải y tế trên lưu vực sông La Ngà Bình Thuận 2012 Lưu lượng (m3/ngàyđêm) Tải lượng nước thải y tế (kg/ngàyđêm) TSS BOD5 COD Tổng Nitrơ Tổng Photpho Nước thải y tế 254 38,10 63,50 88,90 10,16 1,27 1.6.4. Các nguồn ô nhiễm khác Ngoài các nguồn nước thải chính có tiềm năng gây ô nhiễm nêu trên thì lưu vực sông La Ngà Bình Thuận còn có nhiều nguồn khác cũng có khả năng gây tác động xấu đến môi trường nước như hoạt động khai thác tài nguyên khoáng sản, nước mưa chảy tràn qua khu dân cư, hoạt động nuôi trồng thủy sản, hoạt động chăn ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 65 nuôi gia súc và gia cầm, hoạt động du lịch và đặc biệt là sự thiếu ý thức sử dụng, bảo vệ nguồn nước của người dân... CHƯƠNG II: TỔNG QUAN CHUNG VỀ CHỈ SỐ ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG NƯỚC WQI (WATER QUALITY INDEX) 2.1. Khái quát về chỉ số chất lượng nước 2.1.1. Tổng quan về chỉ số chất lượng nước Chỉ số môi trường là một tập hợp của các tham số hay chỉ thị được tích hợp hay nhân với trọng số. Các chỉ số ở mức độ tích hợp cao hơn, nghĩa là chúng được tính toán từ nhiều biến số hay dữ liệu để giải thích cho một hiện tượng nào đó. Chỉ số môi trường truyền đạt các thông điệp đơn giản và rõ ràng về một vấn đề môi trường dễ hiểu cho cả chuyên gia và công chúng. Mục đích của chỉ số môi trường: - Phản ánh hiện trạng và diễn biến của chất lượng môi trường, đảm bảo tính phòng ngừa của công tác bảo vệ môi trường. - Cung cấp thông tin cho những người những người quản lý, các nhà hoạch định chính sách cân nhắc về các vấn đề môi trường và phát triển kinh tế xã hội để đảm bảo phát triển bền vững. - Thu gọn kích thước, đơn giản hóa thông tin để dễ dàng quản lý, sử dụng và tạo ra tính hiệu quả của thông tin. - Thông tin cho cộng đồng về chất lượng môi trường, nâng cao nhận thức bảo vệ môi trường cho cộng đồng. 2.1.2. Khái niệm WQI Chỉ số chất lượng nước (Water Quality Index –WQI) là một trong các loại chỉ số môi trường (Invironment Index), được phân theo số học hoặc theo khả năng mô tả lượng lớn các số liệu, thông tin về môi trường nhằm đơn giản hóa các thông tin này để cung cấp một thông tin dưới dạng dễ hiểu, dễ sử dụng cho nhà quản lý và ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 66 công chúng. Kết quả tính toán giúp biểu diễn chất lượng nước của một lưu vực nhất định như hồ, sông, suối. Theo Quyết định số 879/QĐ-TCMT ngày 01 tháng 7 năm 2011 của Tổng cục Môi trường về việc ban hành sổ tay hướng dẫn tính toán chỉ số chất lượng nước thì chỉ số chất lượng nước là một chỉ số được tính toán từ các thông số quan trắc chất lượng nước, dùng để mô tả định lượng về chất lượng nước và khả năng sử dụng của nguồn nước đó và được biểu diễn qua một thang điểm. Việc sử dụng sinh vật trong nước làm chỉ thị cho mức độ sạch ở Đức từ năm 1850 được coi là nghiên cứu đầu tiên về WQI. Chỉ số Horton (1965) là chỉ số WQI đầu tiên được xây dựng trên thang số. 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 được so sánh với nhau thông qua chỉ số đó. Đây là phương pháp đơn giản so với việc phân tích một loạt các thông số. 2.1.3. Lịch sử phát triển của phương pháp chỉ số chất lượng nước Chỉ số chất lượng nước, WQI được đề xuất và áp dụng đầu tiên ở Mỹ vào những năm 1956 -1970 và đang được áp dụng rộng rãi ở nhiều bang. Hiện nay, WQI đã được triển khai nghiên cứu áp dụng ở nhiều quốc gia như Ấn Độ, Chi Lê, Anh, Wales, Đài Loan, Úc, Malaysia... WQI được xem là công cụ hữu hiệu đối với nhà quản lý môi trường trong giám sát chất lượng nước, quản lý nguồn nước. Sử dụng WQI sẽ thuận lợi hơn trong việc ứng dụng tin học quản lý chất lượng nước và bản đồ số chất lượng nước. Bảng 2.1 : So sánh ưu điểm và hạn chế của phương pháp chỉ số WQI và phương pháp truyền thống Phương pháp đánh giá bằng tiêu chuẩn Phương pháp đánh giá bằng chỉ số WQI - Khó phân loại chất lượng nước cho một mục đích cụ thể; - Hạn chế trong việc biểu diễn chất lượng - Cho phép phân loại chất lượng nước cho một mục đích sử dụng nhất định; - Cho phép so sánh chất lượng nước theo ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 67 nước tổng quát, khó phân vùng và phân loại chất lượng nước sông, do đó khó khăn trong việc so sánh chất lượng nước theo thời gian và không gian; - Khó khăn cho công tác theo dõi diễn biến chất lượng nước, đánh giá hiệu quả đầu tư để bảo về nguồn nước và kiểm soát ô nhiễm nước; - Khó sử dụng phổ biến, chỉ các nhà nghiên cứu, nhà khoa học, giới chuyên môn mới hiểu, do đó khó thống tin cho cộng đồng và các cơ quan quản lý, nhà lãnh đạo để đề ra các quyết định phù hợp về bảo vệ và khai thác nguồn nước thời gian ( tháng, năm, theo mùa, theo sự kiện,...) và không gian ( đoạn sông, sông này với sông khác....); - Thuận lợi hơn trong việc theo dõi và đánh giá diễn biến chất lượng nước để kịp thời có những giải pháp quản lý thích hợp và đánh giá thuận lợi cho việc đánh giá hiệu quả đầu tư; - WQI cho phép ước lượng hóa và có khả năng mô phỏng tác động tổng hợp của nồng độ nhiều thành phần, trong đó đã tính đến mức độ đóng góp quan trọng của từng thống số, do đó đơn giản hóa và dễ hiểu. Thuận lợi cho việc sử dụng phổ biến trong cộng đồng. Từ những năm 70 đến nay, trên thế giới đã có hàng trăm công trình nghiên cứu phát triển và áp dụng mô hình WQI cho quốc gia hay địa phương mình theo một trong 3 hướng sau: Áp dụng mô hình WQI có sẵn vào quốc gia hay địa phương mình; Áp dụng có cải tiến một mô hình WQI mới cho quốc gia hay địa phương mình; Nghiên cứu phát triển một mô hình WQI mới cho quốc gia hay địa phương mình. Trong đó 02 hướng đầu tiên phù hợp cho việc áp dụng ở các nước đang phát triển vì ít tốn kém về nhân lực, thời gian và tài chính. Tại Việt Nam , phương pháp này đã được các nhà khoa học nghiên cứu và áp dụng cho một vài lưu vực sông. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 68 Hiện nay, do tốc độ phát triển KTXH, tốc độ đô thị hóa, công nghiệp hóa ở một số tỉnh, thành phố trên lưu vực sông chính trên cả nước đều khá nhanh. Do đó, lượng chất thải phát sinh ngày càng nhiều và ảnh hưởng ngày cành nghiêm trọng đến chất lượng nước của các sông. Vì vậy, cần phải có những đánh giá phân vùng chất lượng nước kịp thời theo thời gian và không gian để phục vụ cho quy hoạch, quản lý nhằm bảo vệ môi trường nước cho cả lưu vực. 2.1.4. Các ứng dụng chủ yếu của WQI bao gồm  Phục vụ quá trình ra quyết định: WQI có thể được sử dụng làm cơ sở cho việc ra các quyết định phân bổ tài chính và xác định các vấn đề ưu tiên.  Phân vùng chất lượng nước.  Thực thi tiêu chuẩn: WQI có thể đánh giá được mức độ đáp ứng/không đáp ứng của chất lượng nước đối với tiêu chuẩn hiện hành.  Phân tích diễn biến chất lượng nước theo không gian và thời gian. Công bố thông tin cho cộng đồng.  Nghiên cứu khoa học: các nghiên cứu chuyên sâu về chất lượng nước thường không sử dụng WQI, tuy nhiên WQI có thể sử dụng cho các nghiên cứu vĩ mô khác như đánh giá tác động của quá trình đô thị hóa đến chất lượng nước khu vực, đánh giá hiệu quả kiểm soát phát thải, WQI là một phương tiện có khả năng tập hợp một lượng lớn các số liệu, thông tin về chất lượng nước, đơn giản hóa các số liệu chất lượng nước, để cung cấp thông tin dưới dạng dễ hiểu, dễ sử dụng cho các cơ quan quản lý tài nguyên nước, môi trường và công chúng. Chỉ số chất lượng nước thông thường là một con số nằm trong khoảng từ 1- 100, nếu con số lớn hơn chứng tỏ chất lượng nước tốt hơn mong đợi. Đối với các chỉ tiêu như nhiệt độ, pH, Coliform và oxy hòa tan, chỉ số này biểu thị mức độ yêu cầu đối với nhu cầu sử dụng. Đối với các chất dinh dưỡng hay bùn là các chỉ số mà thường không có trong tiêu chuẩn thì chỉ số chất lượng biểu thị điều kiện môi trường tại khu vực. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 69 Chỉ số tổng hợp tính toán trên cơ sở nhiều chỉ tiêu cho ta một đánh giá tổng quan. Thông thường chỉ số trên 80 chứng tỏ môi trường nước đạt chất lượng; chỉ số nằm trong khoảng 40 – 80 là ở mức giới hạn và nếu nhỏ hơn 40 là ở mức đáng lo ngại. Ứng dụng lớn nhất của chỉ số chất lượng là dùng cho các mục tiêu so sánh (nơi nào có chất lượng nước xấu, đáng lo ngại hơn so với các mục đích sử dụng) và để trả lời câu hỏi của công chúng một cách chung chung (chất lượng nguồn nước ở nơi tôi ở ra sao?). Các chỉ số có ít tác dụng đối với các mục tiêu cụ thể. Việc đánh giá chất lượng nước cho các mục tiêu cụ thể phải dựa vào bảng phân tích chất lượng với đầy đủ các chỉ tiêu cần thiết. Chỉ số chất lượng nước WQI không chỉ dùng để xếp hạng nguồn nước mà giúp cho chúng ta thấy nơi nào có vấn đề đáng lo ngại về chất lượng nguồn nước. 2.1.5. Mục đích của việc áp dụng WQI  Đánh giá nhanh chất lượng nước mặt lục địa một cách tổng quát.  Có thể được sử dụng như một nguồn dữ liệu để xây dựng bản đồ phân vùng chất lượng nước.  Cung cấp thông tin môi trường cho cộng đồng một cách đơn giản, dễ hiểu, trực quan.  Nâng cao nhận thức về môi trường. 2.1.6. Phân tích một số dạng WQI Trên thế giới hiện nay có nhiều dạng WQI đang được sử dụng, trong đó đáng chú ý là WQI của Canada (The Canadian Council of Ministers of the Environment - CCME, 2001). WQI-CCME được xây dựng dựa trên rất nhiều số liệu khác nhau sử dụng một quy trình thống kê với 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 đáp ứng được các mục tiêu CLN- giới hạn chuẩn). WQI-CCME là một công thức rất định lượng và việc sử dụng hết sức thuận tiện với các thông số cùng các giá trị chuẩn (mục tiêu CLN) của chúng có thể dễ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 70 dàng đưa vào WQI-CCME để tính toán tự động. Tuy nhiên, trong WQI-CCME, vai trò của các thông số CLN trong WQI được coi như nhau, mặc dù trong thực tế các thành phần CLN có vai trò khác nhau đối với nguồn nước ví dụ như thành phần chất rắn lơ lửng không có ý nghĩa quan trọng đối với CLN nguồn nước như thành phần oxy hòa tan. WQI của Quỹ Vệ sinh Quốc gia Mỹ (National Sanitation FoundationNSF) là một trong các bộ chỉ số chất lượng nước được dùng phổ biến. WQINSF được xây dựng bằng cách sử dụng kỹ thuật Delphi của tập đoàn Rand, thu nhận và tổng hợp ý kiến của một số đông các chuyên gia khắp nước Mỹ để lựa chọn các thông số CLN quyết định sau đó xác lập phần trọng lượng đóng góp của từng thông số (vai trò quan trọng của thông số - wi) và tiến hành xây dựng các đồ thị chuyển đổi từ các giá trị đo được của thông số sang chỉ số phụ (qi). WQI-NSF được xây dựng rất khoa học dựa trên ý kiến số đông các nhà khoa học về chất lượng nước, có tính đến vai trò (trọng số) của các thông số tham gia trong WQI và so sánh các kết quả với giá trị chuẩn (mục tiêu CLN) qua giản đồ tính chỉ số phụ (qi). Tuy nhiên các giá trị trọng số (wi) hoặc giản đồ tính chỉ số phụ (qi) trong WQI-NSF chỉ thích hợp với điều kiện chất lượng nước của Mỹ. Do vậy, cần có các WQI phù hợp với điều kiện của Việt Nam, ví dụ ở vùng Đồng bằng sông Cửu Long, nền nhiệt độ thường thay đổi rất ít hoặc có thể nói không có thay đổi nên yếu tố nhiệt độ nguồn nước có thể bỏ qua trong WQI, để sử dụng trong thực tế. 2.1.7. Quy trình xây dựng chỉ số WQI Hầu hết các mô hình chỉ số chất lượng nước hiện nay đều được xây dựng thông qua quy trình 4 bước như sau: Bước 1: Lựa chọn thông số Có rất nhiều thông số có thể thể hiện chất lượng nước, sự lựa chọn các thông số khác nhau để tính toán WQI phụ thuộc vào mục đích sử dụng nguồn nước và mục tiêu của WQI. Dựa vào mục đích sử dụng WQI có thể được phân loại như sau: ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 71 chỉ số chất lượng nước thông thường, chỉ số chất lượng nước cho mục đích sử dụng đặc biệt. Việc lựa chọn thông số có thể dùng phương pháp Delphi hoặc phân tích nhân tố quan trọng. Các thông số không nên quá nhiều vì nếu các thông số quá nhiều thì sự thay đổi của một thông số sẽ có tác động rất nhỏ đến chỉ số WQI cuối cùng. Các thông số nên lựa chọn 5 chỉ thị: - Hàm lượng oxy: DO - Phú dưỡng: N-NH4, NO3, Tổng N, P-PO4, Tổng P-PO4, COD, TOC - Các khía cạnh sức khỏe : tổng coliform, Fecal coliform, dư lượng thuốc bảo vệ thực vật, các kim loại nặng. - Đặc tính vật lí: nhiệt độ, màu sắc, pH - Chất rắn lơ lửng: độ đục, TSS. Bước 2: Chuyển đổi các thông số về cùng một thang đo (tính toán chỉ số phụ) Các thông số thường có đơn vị khác nhau và có khoảng giá trị khác nhau, vì vậy để tập hợp được các thông số và chỉ số WQI ta phải chuyển các thông số về cùng một thang đo. Bước này sẽ tạo ra một chỉ số phụ cho mỗi thông số. Chỉ số phụ có thể được tạo ra bằng tỉ số giữa giá trị trong quy chuẩn. Có nhiều thang đo có thể sử dụng: - - 100 tới 100 (Stoner, 1978) - - 50 tới 100 (Beronet, 1979) - 0 tới 1 (Swamee và Tyagi, 2000) - 0 tới 10 (Cooper et al, 1994) - 0 tới 14 (Prati at et al, 1971) - 0 tới 16 (Sargaonkar and Deshpande, 2003) - 0 tới 25 (Gray, 1996) - 0 tới 100 (Brown et at, 1973) - 10 tới 100 (Dunnette , 1979) ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 72 Có rất nhiều phương pháp chuyển đổi thông số nhưng phương pháp đường cong tỉ lệ là được sử dụng rộng rãi nhất. Bước 3: Trọng số Trọng số được đưa ra khi ta cho rằng các thông số có tầm quan trọng khác nhau đối với chất lượng nước. Trọng số có thể xác định bằng phương pháp Delphi, phương pháp đánh giá tầm quan trọng và mục đích sử dụng, tầm quan trọng của các thông số đối với đời sống thủy sinh, tính toán trọng số dựa trên các tiêu chuẩn hiện hành, dựa trên các 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 cuối cùng Các phương pháp được sử dụng để tính toán WQI cuối cùng từ các chỉ số phụ : trung bình cộng, trung bình nhân hoặc giá trị lớn nhất. 2.2. Tình hình nghiên cứu và ứng dụng chỉ số WQI của một số quốc gia trên thế giới Có rất nhiều quốc gia đã đưa áp dụng WQI vào thực tiễn, cũng như có nhiều các nhà khoa học nghiên cứu về các mô hình WQI. - Hoa Kỳ: WQI được xây dựng cho mỗi bang, đa số các bang tiếp cận theo phương pháp của Quỹ Vệ sinh Quốc gia Mỹ (National Sanitation Foundation - NSF) – sau đây gọi tắt là WQI-NSF. - Canada: Phương pháp do Cơ quan Bảo vệ môi trường Canada (The CanadianCouncil of Ministers of the Environment- CCME, 2001) xây dựng. - Châu Âu: Các quốc gia ở châu Âu chủ yếu được xây dựng phát triển từ WQI – NSF (của Hoa Kỳ), tuy nhiên mỗi Quốc gia – địa phương lựa chọn các thông số và phương pháp tính chỉ số phụ riêng. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 73 - Các quốc gia Malaysia, Ấn Độ phát triển từ WQI – NSF, nhưng mỗi quốc gia có thể xây dựng nhiều loại WQI cho từng mục đích sử dụng. 2.3. Tình hình nghiên cứu và áp dụng WQI tại Việt Nam Ở Việt Nam, Nam đã có nhiều nghiên cứu và đề xuất và áp dụng về bộ chỉ số chất lượng nước. Trong những năm gần đây phương pháp này được nghiên cứu và cải tiến để áp dụng cho lưu vực sông ở miền Trung và miền Đông Nam bộ, cụ thể là đề tài Nghiên cứu đánh giá chất lượng nước mặt trên cơ sở chỉ số chất lượng nước ở một số vùng tỉnh Quảng Trị của Nguyễn Văn Hợp và các thành viên; Đề tài Nghiên cứu phân vùng chất lượng nước theo chỉ số chất lượng nước (WQI) và đánh giá khả năng sử dụng các nguồn nước sông, kênh rạch ở vùng thành phố Hồ Chí Minh năm 2008 của Lê Trình và Đề tài Nghiên cứu xác định tổng tải lượng tối đa ngày phục vụ xây dụng hạn mức xả thải trên sông Sài Gòn năm 2009 của Nguyễn Kỳ Phùng. Hiện nay, để thống nhất cách tính toán chỉ số chất lượng nước, 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. Theo Quyết định chỉ số chất lượng nước được áp đối với số liệu quan trắc môi trường nước mặt lục địa và áp dụng đối với cơ quan quản lý nhà nước về môi trường, các tổ chức, cá nhân có tham gia vào mạng lưới quan trắc môi trường và tham gia vào việc công bố thông tin về chất lượng môi trường cho cộng đồng. Theo hướng dẫn Chỉ số chất lượng nước (viết tắt là WQI) là một chỉ số được tính toán từ các thông số quan trắc chất lượng nước, dùng 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. WQI thông số (viết tắt là WQISI) là chỉ số chất lượng nước tính toán cho mỗi thông số. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 74 CHƯƠNG III: PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN CHỈ SỐ WQI 3.1. Các nguyên tắc xây dựng chỉ số WQI - Bảo đảm tính phù hợp. - Bảo đảm tính chính xác. - Bảo đảm tính nhất quán. - Bảo đảm tính liên tục. - Bảo đảm tính sẵn có. - Bảo đảm tính có thể so sánh. Chỉ số chất lượng nước (WQI) là một chỉ số được tính toán từ các thông số quan trắc chất lượng nước, dùng 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. Thang đo giá trị WQI được chia thành các khoảng nhất định, mỗi khoảng ứng với 1 mức đánh giá chất lượng nước nhất định. 3.2. Quy trình tính toán WQI Có nhiều phương pháp tính toán chỉ số chất lượng nước như mô hình WQI đơn giản (HCM – WQI 6TS), mô hình cơ bản của Bhargava (Bhargava – WQI), mô hình Bhargava – WQI điều chỉnh áp dụng cho Tp. Hồ Chí Minh (Bhargava – WQI/HCM), mô hình cơ bản của Quỹ vệ sinh Quốc gia Hoa Kỳ (NSF – WQI), Mô hình NFS – WQI điều chỉnh áp dụng cho Tp. Hồ Chí Minh (NFS-WQI/HCM) Tuy nhiên trong đề tài này, chọn cách tính toán chỉ số chất lượng nước theo sổ tay hướng dẫn tính toán chỉ số chất lượng nước của Tổng cục Môi trường tại quyết định số 879/QĐ-TCMT và quy trình tính toán, sử dụng WQI trong đánh giá chất lượng nước gồm các bước cụ thể như sau: Bước 1: Thu thập, tập hợp số liệu quan trắc từ trạm quan trắc môi trường nước mặt lục địa (số liệu đã qua xử lý). Số liệu quan trắc được thu thập phải đảm bảo các yêu cầu sau: ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 75 - Số liệu quan trắc sử dụng để tính WQI là số liệu của quan trắc nước mặt lục địa theo đợt đối với quan trắc định kỳ hoặc giá trị trung bình của thông số trong một khoảng thời gian xác định đối với quan trắc liên tục. - Các thông số được sử dụng để tính WQI trong Quyết định số 879/QĐ- TCMT ngày 01 tháng 07 năm 2011 của Tổng cục trưởng Tổng cục Môi trường bao gồm các thông số: DO, nhiệt độ, BOD5, COD, N-𝑁𝐻4 +, P-𝑃𝑂4 3−, TSS, độ đục, Tổng Coliform, pH. Tuy nhiên trong đề tài này chỉ lựa chọn các thông số DO, nhiệt độ, BOD5, COD, N-𝑁𝐻4 +, P-𝑃𝑂4 3−, TSS, Tổng Coliform, pH. - Số liệu quan trắc được đưa vào tính toán đã qua xử lý, đảm bảo đã loại bỏ các giá trị sai lệch, đạt yêu cầu đối với quy trình quy phạm về đảm bảo và kiểm soát chất lượng số liệu. Bước 2: Tính toán các giá trị WQI thông số theo công thức (WQISI) Tính toán WQI thông số.  WQI thông số (WQISI) được tính toán cho các thông số BOD5, COD, N-𝑁𝐻4 + , P-𝑃𝑂4 3− , TSS, độ đục, Tổng Coliform theo công thức như sau: 𝑊𝑄𝐼𝑆𝐼 = 𝑞𝑖−𝑞𝑖+1 𝐵𝑃𝑖+1−𝐵𝑃𝑖 (𝐵𝑃𝑖+1 − 𝐶𝑝) + 𝑞𝑖+1 (1) Trong đó: - 𝐵𝑃𝑖 : Nồng độ giới hạn dưới của giá trị thông số quan trắc được quy định trong bảng 3.1 tương ứng với mức i. - 𝐵𝑃𝑖+1 : Nồng độ giới hạn t