Luận văn Nghiên cứu quản lý chất lượng nước sông cầu trên địa bàn tỉnh Thái Nguyên

quá QCVN cột B1. Các vị trí còn lại, nói chung hàm lượng TSS thấp hơn tiêu chuẩn A2 (hình 3.3, 3.4) Hình 3.3. Hàm lượng TSS mùa mưa năm 2006-2009 (mg/l) Hình 3.4. Hàm lượng TSS mùa mưa năm 2010-2011 (mg/l) Trên hình 3.5, 3.6 nhận thấy hàm lượng TSS trung bình nhiều năm tại nhiều vị trí đã vượt quá QCVN cột A2, thậm chí tại Hoàng Văn Thụ năm 2011 đã vượt QCVN cột B1. Hàm lượng TSS cao nhất thường ở Hòa Bình, Sơn Cẩm và Hoàng Văn Thụ. Tại các vị trí Chợ Mới, Văn Lăng, Đập Thác Huống, Cầu Mây, Tân Phú, Cầu Vát hàm lượng TSS thường có xu hướng thấp hơn. Hình 3.5. Hàm lượng TSS trung bình năm 2006-2009 (mg/l) Hình 3.6. Hàm lượng TSS trung bình năm 2010-2011 (mg/l) Nhu cầu oxy sinh hóa BOD5: Về mùa khô, tại nhiều vị trí như Sơn Cẩm, Hoàng Văn Thụ, Cầu Gia Bảy, hàm lượng BOD5 đã vượt quá QCVN cột A2 (6mg/l). Tuy nhiên, ngoại trừ điểm Cầu Gia Bảy (MK2006), các điểm quan trắc khác đều đạt tiêu chuẩn B1. (hình 3.7, 3.8). Hình 3.7. Hàm lượng BOD5 mùa khô năm 2006-2009 (mg/l) Hình 3.8. Hàm lượng BOD5 mùa khô năm 2010-2011(mg/l) Về mùa mưa, hàm lượng BOD5 có xu hướng tăng cao hơn mùa khô. Tại 2 vị trí Cầu Gia Bảy (MM2007) và Đập Thác Huống (MM2006), hàm lượng BOD5 vượt ngưỡng cho phép, số còn lại đạt QCVN cột B1. So với QCVN cột A2, hàm lượng BOD5 tại nhiều nơi vượt mức cho phép. Các năm 2010, 2011, hàm lượng BOD5 dao động không nhiều, nằm trong khoảng 2,5 đến 8,2 mg/l. Nhận thấy không có dấu hiệu ô nhiễm tại 2 vị trí Chợ Mới và Cầu Vát (hình 3.9, 3.10). Hình 3.9. Hàm lượng BOD5 mùa mưa năm 2006-2009 (mg/l) Hình 3.10. Hàm lượng BOD5 mùa mưa năm 2010-2011 (mg/l) Xét trung bình nhiều năm, hàm lượng BOD5 trên sông Cầu đoạn chảy qua tỉnh Thái Nguyên dao động không đáng kể, nhìn chung tại nhiều vị trí đã vượt QCVN cột A2 nhưng đều đạt QCVN cột B1 (hình 3.11, 3.12). Hình 3.11. Hàm lượng BOD5 trung bình năm 2006-2009 (mg/l) Hình 3.12. Hàm lượng BOD5 trung bình năm 2010-2011 (mg/l) Nhu cầu oxy hóa học COD: Vào mùa khô, những năm gần đây tại Văn Lăng, Hòa Bình, Tân Phú giá trị COD đều nhỏ hơn 15mg/l, đạt tiêu chuẩn đối với nguồn nước loại A2. Các vị trí còn lại, vượt ngưỡng cho phép A2 nhưng đều đạt QCVN cột B1, ngoại trừ vị trí Cầu Gia Bảy (MK2006) hàm lượng COD đạt 31mg/l xấp xỉ ngưỡng cho phép B1. Năm 2011, hàm lượng COD có xu hướng tăng cao tại Hoàng Văn Thụ và Cầu Trà Vườn và đạt giá trị cao nhất tại Hoàng Văn Thụ là 22mg/l gấp 1,5 lần QCVN cột A2 (hình 3.13, 3.14). Hình 3.13. Hàm lượng COD mùa khô năm 2006-2009 (mg/l) Hình 3.14. Hàm lượng COD mùa khô năm 2010-2011(mg/l) Vào mùa mưa, hàm lượng COD đều đạt QCVN cột B1, ngoại trừ điểm Cầu Gia Bảy ( MM2007) đạt 35,83mg/l. Tại nhiều vị trí như Sơn Cẩm, Cầu Gia Bảy,, hàm lượng COD đã vượt ngưỡng A2. Theo kết quả phân tích năm 2011, hàm lượng COD thay đổi không nhiều so với trung bình mùa mưa nhiều năm, dao động trong khoảng 7,9mg/l đến 18,75mg/l. Hình 3.15. Hàm lượng COD mùa mưa năm 2006-2009 (mg/l) Hình 3.16. Hàm lượng COD mùa mưa năm 2010-2011 (mg/l) Nhìn chung, hàm lượng trung bình COD tại sông Cầu trên địa bàn tỉnh Thái Nguyên những năm gần đây tại một số vị trí đã vượt QCVN cột A2 nhưng vẫn đạt QCVN cột B1.Tại vị trí Văn Lăng, Hòa Bình, Tân Phú ít bị ô nhiễm hơn so với các vị trí còn lại. Hai điểm Chợ Mới và Cầu Vát hàm lượng COD cũng đều nằm trong QCVN cột A2 (hình 3.17, 3.18) Hình 3.17. Hàm lượng COD trung bình năm 2006-2009 (mg/l) Hình 3.18. Hàm lượng COD trung bình năm 2010-2011(mg/l) Chỉ tiêu NH4+: Nồng độ NH4+ trong các mẫu nước dao động trong khoảng 0,02-0,27mg/l. Vào mùa khô, hàm lượng NH4+ tại một vài vị trí vượt QCVN cột A2 (0,2mg/l) như Cầu Gia Bảy (MK2009), Đập Thác Huống (MK2006, MK2010), Cầu Trà Vườn (MK2011), Cầu Mây (MK2009). Riêng tại Cầu Vát, so với các vị trí còn lại, hàm lượng NH4+ đạt giá trị cao nhất, MK2010 đạt 0,37mg/l gấp 1,9 lần QCVN cột A2. Các vị trí còn lại đều đạt QCVN cột A2. (hình 3.19, 3.20) Hình 3.19. Hàm lượng NH4- tính theo N mùa khô năm 2006-2009 (mg/l) Hình 3.20. Hàm lượng NH4- tính theo N mùa khô năm 2010-2011 (mg/l) Vào mùa mưa, hàm lượng NH4+ nói chung ít biến động hơn. Hàm lượng cao tại vị trí Hòa Bình (MM2008) đạt 0,27mg/l, Cầu Trà Vườn (MM2011) đạt 0,25mg/l, vượt quá QCVN cột A2. Các vị trí còn lại đều đạt QCVN A2. Cũng như mùa khô, tại vị trí Cầu Vát- Bắc Giang, hàm lượng NH4+ tăng cao hơn các vị trí còn lại (hình 3.21, 3.22). Hình 3.21. Hàm lượng NH4-tính theo N mùa mưa năm 2006-2009 (mg/l) Hình 3.22. Hàm lượng NH4-tính theo N mùa mưa năm 2010-2011 (mg/l) Nhìn chung, hàm lượng NH4+ trung bình năm dọc dòng chính sông Cầu trên địa bàn Thái Nguyên ở mức rất thấp. Tất cả các vị trí khảo sát đều đạt QCVN cột B1. Phần lớn các mẫu nước cũng đạt QCVN cột A2, chỉ có vài vị trí vượt ngưỡng cho phép QCVN cột A2 (hình 3.23, 3,24). Hình 3.23. Hàm lượng NH4-tính theo N trung bình năm 2006-2009 (mg/l) Hình 3.24. Hàm lượng NH4-tính theo N trung bình năm 2010-2011 (mg/l) Nguyên tố kim loại: + Nguyên tố As: Vào mùa khô, hàm lượng As tại tất cả các vị trí đều thấp và đạt tiêu chuẩn A2 (0,02mg/l). Tuy nhiên, có thể thấy hàm lượng As vào mùa khô thường cao hơn tại vị trí Hoàng Văn Thụ, Cầu Gia Bảy, Cầu Trà Vườn. Năm 2011, hàm lượng As biến đổi không đáng kể, dao động trong khoảng 0,002-0,005mg/l. Hình 3.25. Hàm lượng As mùa khô năm 2006-2009 (mg/l) Hình 3.26. Hàm lượng As mùa khô năm 2010-2011 (mg/l) Vào mùa mưa, tại nhiều vị trí hàm lượng As tăng lên rõ rệt, tuy nhiên vẫn nằm trong ngưỡng cho phép QCVN cột A2. Năm 2011, hàm lượng As đã tăng lên đáng kể trong đoạn song Cầu Gia Bảy đến Cầu Trà Vườn (hình 3.27, 3.28). Hình 3.27. Hàm lượng As mùa mưa năm 2006-2009 (mg/l) Hình 3.28. Hàm lượng As mùa mưa năm 2010-2011 (mg/l) Nhìn chung, qua số liệu phân tích của những năm gần đây, nhận thấy chưa có dấu hiệu ô nhiễm kim loại As trên sông Cầu. Hàm lượng As trung bình nhiều năm đều thấp hơn nhiều so với ngưỡng cho phép QCVN cột A2 (hình 3.29, 3.30). Hình 3.29. Hàm lượng As trung bình năm 2006-2009 (mg/l) Hình 3.30. Hàm lượng As trung bình năm 2010-2011 (mg/l) + Nguyên tố Pb. Vào mùa khô năm 2010, 2011 nhận thấy có dấu hiệu ô nhiễm Pb tại vị trí Hoàng Văn Thụ với hàm lượng vượt ngưỡng cho phép của QCVN cột B1 2,4 lần (MK2011). Hình 3.31. Hàm lượng Pb mùa khô năm 2006-2009 (mg/l) Hình 3.32. Hàm lượng Pb mùa khô năm 2010-2011 (mg/l) Vào mùa mưa, hàm lượng Pb ở tất cả các vị trí đều đạt QCVN cột B1 và về cơ bản cũng đạt QCVN cột A2. Tuy nhiên, tại vài vị trí như Hòa Bình (MM2008), Hoàng Văn Thụ (MM2010, MM2011), hàm lượng Pb đã vượt quá ngưỡng cho phép của QCVN cột A2, trong đó giá trị đột biến thể hiện tại điểm quan trắc Hoàng Văn Thụ. Hình 3.33. Hàm lượng Pb mùa mưa năm 2006-2009 (mg/l) Hình 3.34. Hàm lượng Pb mùa mưa năm 2010-2011 (mg/l) Xét hàm lượng Pb trung bình năm, cho thấy có dấu hiệu ô nhiễm ở một vài vị trí. Năm 2011, trên đồ thị (hình 3.35, 3.36), nhận thấy tại Sơn Cẩm, Cầu Trà Vườn, Hoàng Văn Thụ hàm lượng Pb vượt ngưỡng cho phép đối với QCVN cột A2. Riêng tại Hoàng Văn Thụ cũng vượt cả ngưỡng cho phép của QCVN cột B1. Hình 3.35. Hàm lượng Pb trung bình năm 2006-2009 (mg/l) Hình 3.36. Hàm lượng Pb trung bình năm 2010-2011 (mg/l) + Nguyên tố Zn: Hàm lượng Zn trong nước sông Cầu mùa khô và mùa mưa nhiều năm gần đây đều rất thấp, chưa thấy dấu hiệu ô nhiễm. Hàm lượng Zn thấp hơn nhiều so với QCVN cột A2, tuy nhiên trên đồ thị cũng nhận thấy hàm lượng Zn thường cao hơn tại các vị trí Đập Thác Huống, Cầu Trà Vườn. Hình 3.37. Hàm lượng Zn mùa khô năm 2006-2009 (mg/l) Hình 3.38. Hàm lượng Zn mùa khô năm 2010-2011 (mg/l) Hình 3.39. Hàm lượng Zn mùa mưa năm 2006-2009 (mg/l) Hình 3.40. Hàm lượng Zn mùa mưa năm 2010-2011 (mg/l) Hình 3.41. Hàm lượng Zn trung bình năm 2006-2009 (mg/l) Hình 3.42. Hàm lượng Zn trung bình năm 2010-2011 (mg/l) + Nguyên tố Fe. Vào mùa khô, hàm lượng Fe nhìn chung đạt QCVN cột A2, ngoại trừ điểm vị trí Hoàng Văn Thụ (MK2010, MK2011). Trên đồ thị nhận thấy, hàm lượng Fe thường có xu hướng tăng cao hơn tại các vị trí Sơn Cẩm, Cầu Gia Bảy, Cầu Trà Vườn. Tại vị trí Cầu Vát- Bắc Giang năm 2011, hàm lượng Fe đã vượt QCVN cột A2 1,25 lần. Hình 3.43. Hàm lượng Fe mùa khô năm 2006-2009 (mg/l) Hình 3.44. Hàm lượng Fe mùa khô năm 2009-2011 (mg/l) Vào mùa mưa, nhìn chung hàm lượng Fe vẫn nằm trong ngưỡng cho phép của QCVN cột A2, riêng tại Đập Thác Huống (MM2006), và Tân Phú (MM2011), hàm lượng Fe đã vượt ngưỡng cho phép QCVN cột B1 (hình 3.45, 3.46). Hình 3.45. Hàm lượng Fe mùa mưa năm 2006-2009 (mg/l) Hình 3.46. Hàm lượng Fe mùa mưa năm 2009-2011(mg/l) Nhìn chung, hàm lượng Fe trung bình nhiều năm trong nước dòng chính sông Cầu đạt QCVN cột A2, ngoại trừ 2 vị trí Hoàng Văn Thụ và Tân Phú, đáp ứng được nhu cầu sử dụng cho tưới tiêu thủy lợi. Hình 3.47. Hàm lượng Fe trung bình năm 2006-2009 (mg/l) Hình 3.48. Hàm lượng Fe trung bình năm 2009-2011 (mg/l) Vi sinh: Theo kết quả quan trắc, tại một số vị trí đã có dấu hiệu ô nhiễm vi sinh, thể hiện qua chỉ số coliform trong các mẫu nước. Vào mùa khô, số lượng Coliform nằm trong giới hạn của QCVN cột A2 (5.000 MPN/100ml), ngoại trừ vị trí Hoàng Văn Thụ và Cầu Trà Vườn chẳng những vượt ngưỡng cho phép của QCVN cột A2, mà các năm 2010, 2011 còn vượt ngưỡng B1 từ 1,6 đến 2,0 lần. Hình 3.49. Hàm lượng Coliform mùa khô năm 2006-2009 (MPN/100ml) Hình 3.50. Hàm lượng Coliform mùa khô năm 2010-2011 (MPN/100ml) Vào mùa mưa, chỉ số Coliform vẫn có xu hướng cao hơn tại Hoàng Văn Thụ, Đập Thác Huống và Cầu Trà Vườn. Năm 2011, chỉ số Coliform cao nhất tại Trà Vườn, đạt 9000 MPN/100ml, vượt quá QCVN cột B1 1,2 lần. Tại các vị trí còn lại, chỉ số Coliform đạt QCVN cột A2 (hình 3.51, 3.52). Hình 3.51. Hàm lượng Coliform mùa mưa năm 2006-2009 (MPN/100ml) Hình 3.52. Hàm lượng Coliform mùa mưa năm 2010-2011 (MPN/100ml) Nhìn chung, mẫu nước dọc sông Cầu về cơ bản đạt QCVN cột A2, nhưng cũng có dấu hiệu bị ô nhiễm vi sinh, đặc biệt tại 2 vị trí Hoàng Văn Thụ và Cầu Trà Vườn, chỉ số Coliform đã vượt ngưỡng cho phép của QCVN cột B1. Hai điểm Chợ Mới- Bắc Kạn (dòng vào Thái Nguyên) và Cầu Vát- Bắc Giang (dòng ra từ Thái Nguyên) chỉ số Coliform cũng đạt QCVN cột A2 (hình 3.53, 3.54). Hình 3.53. Hàm lượng Coliform trung bình năm 2006-2009 (MPN/100ml) Hình 3.54. Hàm lượng Coliform trung bình năm 2010-2011 (MPN/100ml) Hình 3.55. Bản đồ hiện trạng ô nhiễm BOD5, COD trên sông Cầu 3.1.2. Chất lượng nước của các phụ lưu cấp 1 đổ vào dòng chính sông Cầu Chất lượng nước dòng chính sông Cầu ít nhiều có liên quan với chất lượng nước ở các nhánh sông phụ lưu cấp 1. Các phụ lưu cấp 1 quy mô lớn đổ vào dòng chính sông Cầu được nghiên cứu trong luận văn này bao gồm: sông Đu và sông Công bên hữu ngạn; sông Nghinh Tường và sông Linh Nham bên tả ngạn [10]. * Sông Đu bắt nguồn từ xã Yên Thịnh huyện Phú Lương, ở độ cao khoảng 275m, dài 44,5km, diện tích lưu vực 361km2, độ cao trung bình của lưu vực 129m, độ dốc 1,89%, chảy theo hướng tây bắc - đông nam và nhập vào Sông Cầu ở xã Sơn Cẩm. Sông Đu là đường thoát nước chủ yếu của huyện Phú Lương và thoát nước thải sinh hoạt của thị trấn Giang Tiên. * Sông Công bắt nguồn từ vùng núi Ba Lá huyện Định Hoá, nằm trong vùng mưa lớn nhất của tỉnh Thái Nguyên. Dòng sông đã được ngăn lại ở Đại Từ tạo thành hồ Núi Cốc có mặt nước rộng khoảng 25km2 với sức chứa lên tới 175 triệu m3 nước. Hồ này điều hoà dòng chảy, chủ động tưới tiêu cho 12 nghìn ha lúa hai vụ, rau màu và cây công nghiệp, đồng thời cung cấp nước sinh hoạt cho thành phố Thái Nguyên và thị xã Sông Công. Sông Công dài 96km, diện tích lưu vực 951km2, độ cao trung bình của lưu vực 224m, độ dốc 1,03%, chảy theo hướng tây bắc- đông nam, dọc theo chân núi Tam Đảo, hội nhập với dòng chính sông Cầu tại vị trí gần cầu Đa Phúc, là đường thoát nước thải của khu công nghiệp Sông Công. * Sông Nghinh Tường bắt nguồn từ tỉnh Lạng Sơn chảy vào địa bàn tỉnh Thái Nguyên tại xã Nghinh Tường. Sông dài 46km, diện tích lưu vực 465km2, độ cao trung bình của lưu vực 290m, độ dốc rất lớn, chảy qua các xã Thần Sa, Văn Chấn và nhập với dòng sông Cầu tại xã Văn Lăng. Sông Nghinh Tường là đường thoát nước của nửa phía bắc huyện Võ Nhai. * Sông Linh Nham (Khe Mo) bắt nguồn từ Vũ Chấn, huyện Võ Nhai, chảy qua địa bàn huyện Đồng Hỷ (xã Lâu Thượng, La Hiên, Khe Mo) và nhập với sông Cầu tại Linh Sơn. Sông Linh Nham là dòng thoát nước chính của vùng phía nam hai huyện Võ Nhai và Đồng Hỷ, thoát nước thải của hai thị trấn Sông Cầu và Chùa Hang thuộc huyện Đồng Hỷ. Chất lượng nước của các sông nhánh được dẫn ra trong bảng 3.1 và trình bày ở các đồ thị dưới đây. Bảng 3.1: Kết quả phân tích nước của các phụ lưu cấp 1 đổ vào sông Cầu năm 2011 Vị trí sông Nghinh Tường Giang Tiên (sông Đu) Sông Linh Nham Cầu Đa Phúc (sông Công) Tên chỉ tiêu MK MM MK MM MK MM MK MM pH 6,7 7,4 6,7 6,5 7,2 6,8 6,5 7,0 TSS (mg/l) 9,3 25,0 16,1 40,0 13,5 33,0 31,4 59,6 BOD5 (mg/l) 4,7 7,4 9,6 6,6 7,3 6,6 8,2 6,9 COD (mg/l) 12,7 16,5 14,7 15,6 13,5 13,8 18,8 20,2 NH4 (mg/l) 0,07 0,01 0,03 0,06 0,11 0,05 0,13 0,08 Fe (mg/l) 0,24 0,36 0,51 1,00 0,51 0,52 1,32 0,86 Pb (mg/l) 0,006 0,007 <0,005 <0,005 0,006 0,007 <0,005 <0,005 As (mg/l) 0,014 0,010 0,009 0,010 0,003 0,004 0,007 0,005 Zn (mg/l) 0,080 0,019 0,053 0,019 0,040 0,020 0,037 0,012 Coliform (MPN/100ml) 1500 2300 3000 3500 2700 2500 3300 1300 Hình 3.56. Hàm lượng BOD5 tại các điểm quan trắc nước sông đổ vào sông Cầu (mg/l) Hình 3.57. Hàm lượng COD tại các điểm quan trắc nước sông đổ vào sông Cầu (mg/l) Nhìn chung các nhánh sông phụ lưu cấp 1 đổ vào Sông Cầu đều có dấu hiệu bị ô nhiễm, biểu hiện ở nồng độ các chất ô nhiễm vượt ngưỡng cho phép so với QCVN cột A2. Hàm lượng BOD5 tại các nhánh sông này nói chung đều không đạt tiêu chuẩn A2 (6mg/l). Hàm lượng COD tại vài vị trí cũng đã vượt quá ngưỡng cho phép của QCVN cột A2, đặc biệt là tại vị trí Cầu Đa Phúc. Các chỉ tiêu phân tích khác của các sông này đều có giá trị tương đối thấp và nằm trong giới hạn của QCVN cột A2. Nhận xét chung về chất lượng nước sông Cầu: Từ các số liệu về giá trị hàm lượng các thông số môi trường nước sông Cầu: BOD5, COD, NH4, Coliform, Fe, Zn, As và Pb trình bày ở trên, có thể đánh giá sơ bộ chất lượng nước sông Cầu trên địa bàn tỉnh Thái Nguyên như sau: - Trên toàn tuyến sông Cầu thuộc địa phận tỉnh Thái Nguyên, giá trị hàm lượng các thông số môi trường nước sông Cầu thay đổi trong một khoảng lớn theo mùa, theo năm và vị trí điểm quan trắc. Không có một điểm nào, mà ở đó tất cả các thông số môi trường đều cùng đạt QCVN 08:2008/BTNMT đối với nguồn loại A2. - Theo chiều dòng chảy, chất lượng nước tại khu vực thượng lưu tốt hơn so với hạ lưu. Đoạn sông Cầu bắt đầu từ địa phận Chợ Mới, tỉnh Bắc Kạn đến địa phận xã Văn Lăng, tỉnh Thái Nguyên, chất lượng nước còn tương đối tốt, do ở khu vực này không có nhiều các nhà máy công nghiệp, dân cư sống thưa thớt nên chưa có vấn đề ô nhiễm do nước thải sinh hoạt. - Chất lượng nước sông Cầu từ vị trí xã Hòa Bình đến đập Thác Huống có dấu hiệu bị ô nhiễm, chủ yếu là bởi nước thải sinh hoạt, y tế và nước thải của một số nhà máy, đặc biệt là nhà máy giấy Hoàng Văn Thụ, không qua xử lý hoặc xử lý chưa đạt tiêu chuẩn môi trường. - Chất lượng nước phía dưới đập Thác Huống, nơi có khu công nghiệp luyện kim Thái Nguyên đổ thải, đến Cầu Mây hầu hết các chỉ tiêu như chất hữu cơ, vi sinh đều có nồng độ vượt quá ngưỡng cho phép đối với nguồn nước loại A2, điều đó cho thấy mức độ ảnh hưởng trầm trọng của khu công nghiệp này tới chất lượng nước sông Cầu. - Về vấn đề ô nhiễm kim loại nặng chỉ mới phát hiện hàm lượng cao của Pb tại một số điểm như Sơn Cẩm, Hoàng Văn Thụ, Cầu Trà Vườn là vượt quá ngưỡng cho phép đối với QCVN cột A2. Các nguyên tố khác đều nằm trong giới hạn của QCVN cột A2. - So sánh giữa mùa khô và mùa mưa có thể thấy rằng, vào mùa khô thường chất lượng nước sông Cầu kém hơn mùa mưa, ngoại trừ chỉ tiêu như TSS và một số chỉ tiêu như BOD5, COD tại một vài vị trí, có thể là do nước mưa chảy tràn qua các khu dân cư, đô thị, nông nghiệp đưa chất ô nhiễm vào sông. - Các nguồn thải phân tán trên trên khắp địa phận Thái Nguyên theo các phụ lưu cấp 1 đổ vào sông Cầu không trực tiếp gây ô nhiễm dòng chính sông Cầu, mà chỉ góp phần thay đổi cục bộ chất lượng nước sông Cầu ở một vài nơi. Để làm sáng tỏ hiện trạng chất lượng nước dòng chính sông Cầu và đánh giá tổng quát mức độ ô nhiễm của nó, cần thiết phải sử dụng một chỉ tiêu môi trường mang tính định lượng và tổng hợp hơn, đó là Chỉ số chất lượng nước WQI. 3.2. Đánh giá mức độ ô nhiễm dòng chính sông Cầu 3.2.1. Phương pháp đánh giá ô nhiễm theo chỉ số WQI Trong luận văn này, học viên đã đánh giá chất lượng môi trường nước sông Cầu bằng phương pháp chỉ số chất lượng nước WQI. Chỉ số WQI là một đại lượng không có thứ nguyên, được nêu ra đầu tiên bởi EPA (Cơ quan Bảo vệ Môi trường Mỹ), là một công cụ hữu ích để đánh giá tổng thể chất lượng nước [17]. Chỉ số WQI cũng được dùng để lập bản đồ đánh giá chất lượng nước công Cầu. Chỉ số chất lượng nước WQI được xác định như sau: n Ci Cch i.=1 i.=1 i.=1 WQI = ∑ Trong đó: Ci là nồng độ của một chất ô nhiễm đo được trong nước Cch là QCVN 08:2008/BTNMT đối với chất ô nhiễm đó, tiêu chuẩn A2- sử dụng cho mục đích cấp nước sinh hoạt sau xử lý phù hợp và B1- dùng cho mục đích tưới tiêu, thủy lợi. Qua số liệu phân tích năm 2011 và các số liệu thu thập được trong các năm trước đó, nhận thấy rằng các thông số môi trường nước sông Cầu có thể chia thành 2 nhóm để đưa vào công thức tính chỉ số chất lượng nước WQI, nhóm hữu cơ: BOD5, COD, NH4, Coliform và nhóm kim loại: Fe, Pb, As, Zn. Kết quả tính toán được trình bày trong các bảng dưới đây: CCOD Chỉ số WQI hữu cơ = CBOD5 CNH4+ CColiform + QCVN QCVN + + QCVN QCVN CAs CPb CZn + CFe Chỉ số WQI kim loại = + + QCVN QCVN QCVN QCVN Bảng 3.2: Chỉ số WQI sông Cầu mùa khô năm 2010, 2011 tính theo các chỉ số hữu cơ Vị trí Năm 2010 Năm 2011 QCVN(A2) * QCVN (B1)** QCVN(A2) QCVN (B1) Chợ mới (Bắc Kạn) 2,0 1,0 1,8 0,8 Văn Lăng 1,9 0,9 2,0 0,9 Hoà Bình 1,9 0,9 3,8 1,9 Sơn Cẩm 2,7 1,3 3,7 1,8 Hoàng Văn Thụ 4,6 2,4 6,1 3,2 Cầu Gia Bảy 3,8 2,0 4,3 2,2 Đập Thác Huống 3,6 1,6 4,2 2,1 Cầu Trà Vườn 6,5 3,4 6,6 3,6 Cầu Mây 2,7 1,2 3,7 1,7 Tân Phú 2,4 1,1 2,1 1,0 Cầu Vát (Bắc Giang) 2,6 1,2 3,1 1,4 *: Cch được tính theo QCVN 08:2008/BTNMT cột A2 **: Cch được tính theo QCVN 08:2008/BTNMT cột B1 Bảng 3.3: Chỉ số WQI sông Cầu mùa khô năm 2010, 2011 tính theo các chỉ số kim loại Vị trí Năm 2010 Năm 2011 QCVN(A2) QCVN (B1) QCVN(A2) QCVN (B1) Chợ mới (Bắc Kạn) 0,7 0,3 0,8 0,4 Văn Lăng 0,8 0,4 0,9 0,5 Hoà Bình 0,9 0,5 1,2 0,6 Sơn Cẩm 1,7 0,9 3,1 1,5 Hoàng Văn Thụ 4,6 2,1 7,5 3,3 Cầu Gia Bảy 1,7 0,9 1,3 0,7 Đập Thác Huống 0,9 0,5 1,0 0,5 Cầu Trà Vườn 1,8 1,0 2,9 1,4 Cầu Mây 0,9 0,4 1,2 0,6 Tân Phú 1,1 0,6 1,6 0,9 Cầu Vát (Bắc Giang) 1,4 0,7 2,6 1,5 3.2.2. Phân đoạn sông Cầu theo mức độ ô nhiễm Trên cơ sở WQI tính được, ta có thể phân loại và đánh giá chất lượng môi trường nước sông Cầu theo 3 mức độ ô nhiễm: không ô nhiễm (WQI ≤ 4) , ô nhiễm nhẹ (4 6). Dùng ký hiệu màu để thể hiện các mức độ ô nhiễm lên bản đồ: màu xanh- không ô nhiễm, màu vàng ô nhiễm nhẹ, và màu đỏ- ô nhiễm nặng. Bảng 3.4: Phân loại chất lượng nước theo WQI Loại WQI Giải thích I ≤ 4 Không ô nhiễm II 4-6 Ô nhiễm nhẹ III ≥ 6 Ô nhiễm trung bình Từ đó, ta có thể đánh giá được chất lượng nước tại các khu vực quan trắc mùa khô năm 2011 như sau: Bảng 3.5: Chất lượng nước tại các điểm quan trắc sông Cầu mùa khô năm 2011 Vị trí Chỉ số WQI hữu cơ (QCVN A2) Đánh giá chất lượng Chợ mới (Bắc Kạn) 1,8 Không ô nhiễm Văn Lăng 2,0 -nt- Hoà Bình 3,8 -nt- Sơn Cẩm 3,7 -nt- Hoàng Văn Thụ 6,1 Ô nhiễm trung bình Cầu Gia Bảy 4,3 Ô nhiễm nhẹ Đập Thác Huống 4,2 -nt- Cầu Trà Vườn 6,6 Ô nhiễm trung bình Cầu Mây 3,7 Không ô nhiễm Tân Phú 2,1 -nt- Cầu Vát (Bắc Giang) 3,1 -nt- Hình 3.58. Sơ đồ phân đoạn sông Cầu dựa trên chỉ số WQI hữu cơ Đối với các thông số kim loại, trên cơ sở WQI tính được (bảng 3.3), nhận thấy ngoại trừ vị trí Hoàng Văn Thụ thì sông Cầu trên địa bàn tỉnh Thái Nguyên chưa có dấu hiệu ô nhiễm kim loại. 3.3. Các nguồn gây ô nhiễm nước sông Cầu 3.3.1. Các nguồn tác động do yếu tố tự nhiên Với địa hình phân bậc khá rõ rệt tại các khu vực cùng với lượng mưa hàng năm từ 1.500mm – 2.500mm và lại tập trung chủ yếu vào một số thời điểm trong năm đã gây lũ và ngập úng ở nhiều khu vực trong tỉnh. Lũ ống, lũ quét đã xảy ra ở các huyện miền núi như Võ Nhai, Đại Từ, Định Hóa. Mưa lớn gây ngập úng cục bộ tại khu vực trũng, các cụm dân cư, cuốn theo các chất ô nhiễm trên bề mặt gây ô nhiễm nguồn nước mặt tiếp nhận. Đặc biệt tại các khu vực khai thác khoáng sản, mưa cuốn theo một lượng lớn chất thải rắn chảy ra các sông suối nhỏ, rồi đổ vào sông Cầu cũng góp phần gây ô nhiễm sông 3.3.2. Các nguồn gây ô nhiễm do phát triển kinh tế xã hội Sông Cầu là sông lớn nhất chảy qua địa bàn tỉnh Thái Nguyên, có vai trò đặc biệt trong quá trình phát triển kinh tế của tỉnh: Cung cấp nước cho sản xuất nông nghiệp, hoạt động công nghiệp, sinh hoạt. Tuy nhiên, hiện nay sông Cầu đã và đang chịu ảnh hưởng của các nguồn thải trực tiếp như nước thải sinh hoạt, nước thải do quá trình sản xuất công nghiệp, khai thác mỏ, sản xuất nông nghiệp, nên chất lượng nước ở nhiều nơi đã suy giảm nghiêm trọng. Việc xem xét các hoạt động phát triển KT- XH và nguồn thải trở nên rất cần thiết đối với công tác quản lý tổng hợp lưu vực sông. Bảng 3.6: Các loại hình, ngành nghề đặc trưng gây ô nhiễm môi trường nước sông Cầu TT Loại hình, ngành nghề đặc trưng Các chất gây ô nhiễm môi trường nước 1 Công nghiệp luyện kim (sắt, gang, thép và kim loại màu) pH, TSS, các kim loại nặng, dầu mỡ, phenol, CN-, P, Cr6+, N, Cl dư, 2 Công nghiệp sản xuất vật liệu xây dựng (xi măng, vôi, gạch, vật liệu chịu lửa,...) pH, TSS, Fe, Mn, Cr, CN-, dầu mỡ, 3 Công nghiệp cơ khí (chế tạo máy, sản xuất phụ tùng, động cơ diezen, ,) pH, TSS, các kim loại nặng, SO42-, NO3-, COD, dầu mỡ, 4 Công nghiệp chế biến thực phẩm, đồ uống, thức ăn chăn nuôi pH, TSS, BOD, COD, NH4+, tổng N, tổng P, S2-, coliform, clo dư, 5 Công nghiệp sản xuất giấy và các sản phẩm từ giấy pH, BOD, COD, S2-, TSS, phenol, độ màu, coliform, NH4+, CN-, tổng N, clo dư, 6 Khai khoáng (than, kim loại, khoáng sản khác) pH, S2-, dầu mỡ, các kim loại nặng, TSS, 7 Nhiệt điện pH, nhiệt độ, dầu mỡ, kim loại nặng, 8 Hoạt động y tế và trợ giúp xã hội (bệnh viện, trung tâm y tế, khu chăm sóc điều dưỡng...) pH, BOD, COD, clo dư, S2-, TSS, NH4+, tổng N, tổng P, coliform, 9 Chăn nuôi, giết mổ (gia cầm, gia súc) pH, DO, BOD5, COD, TSS, Sunfua, NH4+, tổng Nitơ, NO3-, tổng P, clo dư, Coliform, a. Nguồn thải công nghiệp và thải lượng Hiện nay trên địa bàn tỉnh Thái Nguyên có 5 khu công nghiệp (KCN), 20 cụm công nghiệp (CNN). Sự phát triển của các KCN, CCN đã góp phần tích cực vào chuyển dịch cơ cấu kinh tế theo hướng công nghiệp hóa, hiện đại hóa. Tuy nhiên, cùng với sự phát triển đó cũng đặt ra nhiều vấn đề về ô nhiễm nguồn nước. Tổ hợp KCN Điềm Thụy Tổ hợp KCN Yên Bình KCN Nam Phổ Yên KCN Quyết Thắng KCN Sông Công II KCN Sông Công I KCN Tây Phổ Yên Công ty Gang thép Thái Nguyên Hình 3.59. Bản đồ phân bố các khu công nghiệp- tổ hợp công ngiệp trên địa bàn tỉnh Thái Nguyên Các ngành công nghiệp chủ yếu ở các KCN là luyện kim, sản xuất than cốc, xi măng và vật liệu xây dựng, cơ khí, công nghiệp chế biến nông - lâm sản, thực phẩm, sản xuất giấy, khai khoáng, nhiệt điện. Đó là các nguồn có nguy cơ gây ô nhiễm cao, nước thải của chúng không chỉ chứa chất hữu cơ, mà còn có hàm lượng cao các chất có độc tính với con người và sinh vật như: dầu mỡ, các kim loại nặng, phenol, đều được dẫn đổ ra sông Cầu. Do vậy, việc gia tăng nhanh về quy mô và diện tích các KCN, CCN, tiểu thủ công nghiệp sẽ dẫn tới việc gia tăng lưu lượng nước thải gây tác hại lớn đến môi trường nước. Theo thống kê đến nay tỉnh Thái Nguyên có 1468 cơ sở công nghiệp với lưu lượng nước thải gần 2 triệu m3/tháng. Lượng thải trung bình năm giai đoạn 2005-2010 của các ngành sản xuất là: Khai khoáng 12.142.228 m3, luyện kim 6.093.540 m3, chế biến thực phẩm 197.724 m3, sản xuất vật liệu xây dựng 470.004 m3, giấy 550.320 m3, cơ khí 305.572 m3, nhiệt điện 87.840 m3. Tổng lượng nước thải của hoạt động công nghiệp các loại ước tính 19.847.228 m3 [12 ]. Đặc tính của nước thải từ một số cơ sở luyện kim được dẫn ra trong các bảng sau: Bảng 3.7: Giá trị các thông số môi trường trong nước thải của khu gang thép năm 2008 TT Chỉ tiêu phân tích Đơn vị Kết quả phân tích QCVN 24:2009/BTNMT NT-1 NT-2 NT-3 A B 1 pH - 7,3 7,5 7,2 6-9 5,5-9 2 As mg/l 0,013 0,015 0,006 0,05 0,1 3 Cd mg/l 0,001 0,0031 0,0081 0,005 0,01 4 Pb mg/l 0,002 0,261 0,012 0,1 0,5 5 Cr mg/l <0,001 0,002 <0,001 0,005 0,01 6 CN mg/l <0,05 <0,05 0,724 0,07 0,1 7 Zn mg/l 1,2 20,6 3,2 3 3 8 Sn mg/l 0,006