Thạc Sĩ Áp dụng một số phương pháp tính toán chất lượng nước cho các sông thuộc lưu vực sông Nhuệ đáy

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/

ii
ii
LỜI CẢM ƠN

Để hoàn thiện được luận văn tốt nghiệp ngoài sự nỗ lực của bản thân, tôi xin
bày tỏ lòng biết ơn chân thành sâu sắc tới các thầy cô giáo trong khoa Khoa học
Môi trường, Trường Đại học Nông Lâm - Đại học Thái Nguyên đã luôn quan tâm
và tận tình truyền đạt những những kiến thức quý báu cho tôi trong thời gian học
tập và rèn luyện tại trường.
Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới hai cô hướng dẫn khoa học là PGS.
TS. Trịnh Thị Thanh và PGS. TS. Đỗ Thị Lan, đã tận tình hướng dẫn, định hướng
và tạo điều kiện cho tôi trong suốt thời gian thực hiện Luận văn thạc sỹ này.
Tôi xin chân thành cảm ơn Lãnh đạo Trung tâm, phòng thí nghiệm Trung
tâm phát triển, ứng dụng kỹ thuật và công nghệ môi trường đã cung cấp số liệu để
tôi thực hiện Luận văn này.
Trân trọng cảm ơn bạn bè, đồng nghiệp đã khích lệ tôi thực hiện đề tài.
Cuối cùng, tôi xin dành lời cảm ơn chân thành tới gia đình, bạn bè những
người quan tâm động viên, đồng thời là chỗ dựa tinh thần lớn giúp tôi hoàn thành
tốt nhiệm vụ được giao trong suốt thời gian học tập và làm Luận văn vừa qua.

Hà Nội, tháng 12 năm 2014
Học viên


Nguyễn Văn Cương

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/

iii
iii

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi.
Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai
công bố trong bất kỳ công trình nào khác.
Tôi xin cam đoan rằng mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện Luận văn này đã
được cảm ơn và các thông tin trích dẫn trong Luận văn đã được chỉ rõ nguồn gốc

Hà Nội, tháng 12 năm 2014
Học viên


Nguyễn Văn Cương


Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/

iv
iv
MỤC LỤC
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT . iv
DANH MỤC CÁC BẢNG v
DANH MỤC CÁC HÌNH .vii
MỞ ĐẦU 1
1. Tính cấp thiết của Đề tài . 1
2. Mục tiêu của Đề tài . 2
3. Yêu cầu của đề tài . 2
4. Ý nghĩa của đề tài 3
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU . 4
1.1. Cơ sở khoa học của đề tài 4
1.1.1. Cơ sở lý luận . 4
1.1.2. Cơ sở pháp lý 5
1.2. Tổng quan nghiên cứu trên Thế giới và trong nước 6
1.2.1. Tổng quan về chỉ số chất lượng nước (WQI) . 6
1.2.2. Tổng quan các nghiên cứu trên thế giới về về áp dụng các chỉ số đánh giá chất
lượng nước mặt 8
1.2.3. Tổng quan các nghiên cứu đã thưc hiện ở Việt Nam về áp dụng các chỉ số đánh
giá chất lượng nước mặt 18
CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 23
2.1. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu của đề tài . 23
2.1.1. Đối tượng nghiên cứu 23
2.1.2. Phạm vi nghiên cứu . 23
2.2. Địa điểm và thời gian thực hiện đề tài . 23
2.2.1. Địa điểm nghiên cứu 23
2.2.2. Thời gian nghiên cứu . 23
2.3. Nội dung nghiên cứu 24
2.3.1. Nghiên cứu, đánh giá các nguồn thải có khả năng ảnh hưởng đến chất lượng
nước các sông thuộc lưu vực sông Nhuệ Đáy 24

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/

v
v
2.3.2. Đánh giá hiện trạng nước các sông thuộc lưu vực sông Nhuệ Đáy vào mùa mưa
và mùa khô năm từ 11/2012 đến 10/2013 24
2.3.3. Phân vùng chất lượng nước theo một số phương pháp tính toán và đánh giá khả
năng sử dụng nguồn nước các sông thuộc lưu vực sông Nhuệ Đáy 24
2.3.4. So sánh ưu và nhược điểm khi áp dụng phương pháp đánh giá chất lượng nước
theo p WQI, Phương pháp đánh giá chất lượng nước theo chỉ số giá trị tỷ lệ
trung bình của các thông số ô nhiễm chính và phương pháp tính giá trị 75%. . 24
2.4. Phương pháp nghiên cứu 24
2.4.1. Phương pháp thu thập, chọn lọc và phân tích các tài liệu có liên quan 24
2.4.2. Phương pháp lấy mẫu, phân tích 24
2.4.3. Các phương pháp tính toán chỉ số chất lượng nước . 27
(WQI) . 27
2.4.3.2. Tính toán chỉ số giá trị tỷ lệ trung bình của các thông số ô nhiễm chính . 30
2.4.3.3. tính giá trị 75% 31
CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 32
3.1. Đánh giá các nguồn thải có khả năng ảnh hưởng đến chất lượng nước các sông
thuộc lưu vực sông Nhuệ Đáy . 32
3.1.1. Nước thải sinh hoạt phát sinh từ các khu dân cư . 32
3.1.2. Nước thải từ các hoạt động sản xuất công nghiệp 36
3.1.3. Các nguồn thải gây ô nhiễm khác . 37
3.2. Đánh giá hiện trạng nước các sông thuộc lưu vực sông Nhuệ - Đáy vào mùa mưa
và mùa khô năm từ 11/2012 đến 10/2013 41
3.2.1. Hiện trạng nước các sông thuộc lưu vực sông Nhuệ Đáy vào mùa khô 41
3.2.2. Hiện trạng nước các sông thuộc lưu vực sông Nhuệ Đáy vào mùa mưa . 45
3.3. Kết quả phân vùng chất lượng nước theo một số phương pháp tính toán và đánh
giá khả năng sử dụng nguồn nước các sông thuộc lưu vực sông Nhuệ Đáy . 49
3.3.1. Kết quả tính toán phương pháp chỉ số chất lượng nước (WQI) . 49
3.3.1.1. Kết quả tính toán WQI thông số 49
3.3.1.2. Kết quả tính toán WQI cuối cùng 52

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/

vi
vi
3.3.2. Kết quả tính toán theo phương pháp đánh giá chất lượng nước theo chỉ số giá
trị tỷ lệ trung bình của các thông số ô nhiễm chính . 60
3.3.3. Kết quả tính toán, đánh giá chất lượng nước theo phương pháp tính giá trị 75%
. 65
3.3.4. Phân vùng chất lượng nước các sông thuộc lưu vực sông Nhuệ Đáy . 71
3.3.4.1. Phân vùng theo mục đích khai thác, sử dụng và bảo vệ nguồn nước 71
3.3.4.2. Phân vùng chất lượng nước theo mục đích sử dụng 72
3.3.5. Đánh giá khả năng sử dụng nguồn nước chất lượng nước các sông theo phân
vùng thuộc lưu vực sông Nhuệ Đáy 74
3.3.5.1. Đánh giá về khả năng cấp nước tốt cho sinh hoạt của lưu vực sông Nhuệ Đáy
. 74
3.3.5.2. Đánh giá về khả năng cấp nước cho sinh hoạt nhưng cần có biện pháp xử lý
phù hợp của lưu vực sông Nhuệ Đáy 74
3.3.5.3. Đánh giá về khả năng cấp nước cho nông nghiệp của lưu vực sông Nhuệ Đáy
. 75
3.3.5.4. Đánh giá về khả năng cấp nước cho nuôi trồng thủy sản của lưu vực sông
Nhuệ Đáy 75
3.3.6. Xây dựng bảng chỉ số ô nhiễm đánh giá theo mục đích sử dụng . 76
3.4. So sánh ưu và nhược điểm khi áp dụng phương pháp đánh giá chất lượng nước
theo p WQI, phương pháp đánh giá chất lượng nước theo chỉ số giá trị tỷ
lệ trung bình của các thông số ô nhiễm chính và phương pháp tính giá trị 75% 77
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 80
1. Kết luận 80
2. Kiến nghị . 81
TÀI LIỆU THAM KHẢO 82
PHỤ LỤC 83



Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/

vii
vii
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT

BTNMT Bộ Tài nguyên Môi trường
BOD 5 Nhu cầu oxy sinh hóa
CLN Chất lượng nước
COD Nhu cầu oxy hóa học
DO Oxy hòa tan
LVS Lưu vực sông
NH 4
+
Amoni
NO 2
-
Nitrit
NO 3
-
Nitrat
QCVN Quy chuẩn Việt Nam
PO 4
3-
Photphat
TCCP Tiêu chuẩn cho phép
TCMT Tổng cục môi trường
TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam
TSS Tổng chất rắn lơ lửng
WQI Chỉ số chất lượng nước
WQI SI Chỉ số chất lượng nước tính toán cho mỗi thông số


Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/

viii
viii
DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 2.1: Vị trí, tọa độ lấy mẫu . 25
Bảng 2.2: Bảng quy định các giá trị q i , BP i 28
Bảng 2.3: Bảng quy định các giá trị BPi i và qi đối với DO % bão hòa 28
Bảng 2.4.Bảng quy định các giá trị Bp i và q i đối với thông số pH 29
Bảng 2.5: Áp dụng tính giá trị 75% đối với các thông số 31
Bảng 3.1: Tổng lượng nước thải sinh hoạt của thành phố Hà Nội đổ vào lưu vực sông
Nhuệ - Đáy. . 33
Bảng 3.2: Tổng lượng nước thải sinh hoạt của tỉnh Hà Nam đổ vào lưu vực sông Nhuệ
- Đáy 34
Bảng 3.3: Tổng lượng nước thải sinh hoạt của tỉnh Nam Định đổ vào lưu vực sông
Nhuệ - Đáy . 34
Bảng 3.4: Tổng lượng nước thải sinh hoạt của tỉnh Ninh Bình đổ vào lưu vực sông
Nhuệ - Đáy 35
Bảng 3.5: Tổng lượng nước thải sinh hoạt của tỉnh Hòa Bình đổ vào lưu vực sông
Nhuệ - Đáy 35
Bảng 3.6: Số lượng các làng nghề thống kê trong LVS Nhuệ - Đáy (1)
39
Bảng 3.7: Kết quả tính toán WQI thông số chất lượng nước các sông thuộc lưu vực
sông Nhuệ Đáy vào mùa khô . 49
Bảng 3.8: Kết quả tính toán WQI thông số chất lượng nước các sông thuộc lưu vực
sông Nhuệ Đáy vào mùa mưa 51
Bảng 3.9: Kết quả tính toán WQI và mức đánh giá chất lượng nước các sông thuộc lưu
vực sông Nhuệ Đáy vào mùa khô . 53
Bảng 3.10: Kết quả tính toán WQI và mức đánh giá chất lượng nước các sông thuộc
lưu vực sông Nhuệ Đáy vào mùa mưa 56
Bảng 3.11: Kết quả tính toán I tại các vị trí quan trắc chất lượng nước các sông thuộc
lưu vực sông Nhuệ Đáy của hai mùa 60

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/

ix
ix
Bảng 3.12: Kết quả tính toán giá trị 75% các sông thuộc lưu vực sông Nhuệ Đáy vào
mùa khô . 65
Bảng 3.13: Kết quả tính toán giá trị 75% các sông thuộc lưu vực sông Nhuệ Đáy vào
mùa khô (Tiếp theo) . 66
Bảng 3.14: Kết quả tính toán giá trị 75% các sông thuộc lưu vực sông Nhuệ Đáy vào
mùa mưa 67
Bảng 3.15: Kết quả tính toán giá trị 75% các sông thuộc lưu vực sông Nhuệ Đáy vào
mùa mưa (Tiếp theo) 68
Bảng 3.16: Kết quả phân vùng theo mục đích sử dụng nước lưu vực sông Nhuệ Đáy . 72
Bảng 3.17: Bảng chỉ số đánh giá theo mục đích sử dụng 76
Bảng 3.18: Bảng so sánh ưu, nhược điểm của các phương pháp 77


Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/

x
x
DANH MỤC CÁC HÌNH

Hình 2.1: Sơ đồ vị trí lấy mẫu trên LVS Nhuệ Đáy . 26
Hình 3.1: Tỷ lệ nước thải sinh hoạt đổ vào lưu vực sông Nhuệ - Đáy . 35
Hình 3.2: Tỷ lệ nước thải công nghiệp đổ vào lưu vực sông Nhuệ - Đáy 37
Hình 3.3: Tỷ lệ phân bố các làng nghề trên lưu vực sông Nhuệ - Đáy . 39
Hình 3.4: Tỷ lệ nước thải bệnh viện đổ vào lưu vực sông Nhuệ - Đáy 40
Hình 3.5: Diễn biến nồng độ oxi hòa tan của lưu vực sông Nhuệ Đáy vào mùa khô 41
Hình 3.6: Diễn biến hàm lượng COD của lưu vực sông Nhuệ Đáy vào mùa khô . 42
Hình 3.7: Diễn biến hàm lượng BOD 5 của lưu vực sông Nhuệ Đáy vào mùa khô . 42
Hình 3.8: Diễn biến hàm lượng TSS của lưu vực sông Nhuệ Đáy vào mùa khô 43
Hình 3.9: Diễn biến hàm lượng NH 4
+
của lưu vực sông Nhuệ Đáy vào mùa khô . 44
Hình 3.10: Diễn biến hàm lượng PO 4
3-
của lưu vực sông Nhuệ Đáy vào mùa khô . 44
Hình 3.11: Diễn biến nồng độ oxi hòa tan của lưu vực sông Nhuệ Đáy vào mùa mưa 45
Hình 3.12: Diễn biến hàm lượng COD của lưu vực sông Nhuệ Đáy vào mùa mưa 46
Hình 3.13: Diễn biến hàm lượng BOD 5 của lưu vực sông Nhuệ Đáy vào mùa mưa 46
Hình 3.14: Diễn biến hàm lượng TSS của lưu vực sông Nhuệ Đáy vào mùa mưa . 47
Hình 3.15: Diễn biến hàm lượng NH 4
+
của lưu vực sông Nhuệ Đáy vào mùa mưa . 48
Hình 3.16: Diễn biến hàm lượng PO 4
3-
của lưu vực sông Nhuệ Đáy vào mùa mưa . 48
Hình 3.17: Sơ đồ phân vùng chất lượng nước LVS Nhuệ - Đáy vào mùa khô 55
Hình 3.18: Sơ đồ phân vùng chất lượng nước LVS Nhuệ - Đáy vào mùa mưa 58
Hình 3.19: Biểu đồ so sánh giá trị I tính theo cột A2 của Sông Nhuệ Đáy vào mùa khô 62
Hình 3.20: Biểu đồ so sánh giá trị I tính theo cột B1 của Sông Nhuệ Đáy vào mùa khô 62
Hình 3.21: Biểu đồ so sánh giá trị I tính theo cột A2 của Sông Nhuệ Đáy vào mùa mưa63
Hình 3.22: Biểu đồ so sánh giá trị I tính theo cột B1 của Sông Nhuệ Đáy vào mùa mưa64



Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/

1
1
MỞ ĐẦU

1. Tính cấp thiết của Đề tài
Việc bảo vệ môi trường lưu vực sông Nhuệ - Đáy hướng tới sự phát triển bền
vững đã được các bộ, ngành, chính quyền các địa phương thuộc lưu vực hai con
sông này quan tâm. Tuy nhiên, chất lượng môi trường nước chưa được cải thiện,
tình trạng xả nước thải vượt quy chuẩn cho phép vẫn diễn ra.
Lưu vực sông Nhuệ - Đáy có vai trò quan trọng trong phát triển kinh tế, xã
hội của các tỉnh, thành phố: Hà Nam, Nam Định, Ninh Bình, Hòa Bình, Hà Nội.
Trên địa bàn Hà Nội, sông Nhuệ dài 64km, bắt nguồn từ cống Liên Mạc, huyện Từ
Liêm đến xã Đông Lỗ, huyện Ứng Hòa; sông Đáy dài gần 100km, từ xã Vân Nam,
huyện Phúc Thọ đến xã Hương Sơn, huyện Mỹ Đức. Những năm gần đây, tốc độ
phát triển kinh tế, xã hội các địa phương nằm trong lưu vực sông Nhuệ - Đáy mạnh,
góp phần nâng cao đời sống người dân . Tuy nhiên, ngoài lợi ích mang lại từ nguồn
tài nguyên thì tình trạng ô nhiễm môi trường nói chung và môi trường nước nói
riêng tại lưu vực sông Nhuệ - Đáy rất nghiêm trọng, gây ảnh hưởng đến sức khỏe
cộng đồng. Nguyên nhân, do nguồn nước thải từ các khu công nghiệp, cụm công
nghiệp, làng nghề chưa qua xử lý thải trực tiếp vào lưu vực đã tác động đến chất
lượng nước sông Nhuệ - Đáy. Tình trạng đổ phế thải, rác thải xuống sông diễn ra
phổ biến
Nhằm góp phần ngăn chặn nguy cơ ô nhiễm về nguồn nước cũng như từng
bước khắc phục, cải thiện và bảo vệ nguồn nước mặt lưu vực sông Nhuệ - Đáy, cần
thiết phải tiến hành nghiên cứu để xây dựng công cụ quản lý thống nhất và tổng hợp
tài nguyên nước lưu vực sông Nhuệ Đáy. Chỉ số chất lượng nước và phân vùng chất
lượng nước là công cụ giúp đánh giá mức độ ô nhiễm từng đoạn sông phục vụ mục
đích quy hoạch sử dụng hợp lý nguồn nước mặt và xây dựng định hướng kiểm soát
ô nhiễm, bảo vệ môi trường nước, từ đó, xây dựng các biện pháp để kiểm soát ô
nhiễm môi trường nước tốt hơn, đây là một vấn đề rất cần thiết và cấp bách.

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/

2
2
Xuất phát từ thực tế trên, được sự nhất trí của Nhà trường, dưới sự hướng
dẫn tận tình của cô giáo PGS. TS Trịnh Thị Thanh và PGS.TS Đỗ Thị Lan tôi đã
lựa chọn đề tài:“Áp dụng một số phương pháp tính toán chất lượng nước cho các
sông thuộc lưu vực sông Nhuệ Đáy” làm đề tài luận văn tốt nghiệp.
Bố cục của luận văn tốt nghiệp bao gồm: Ngoài phần mở đầu, kết luận bố
cục luận văn gồm 3 chương:
Chương 1: Tổng quan tài liệu nghiên cứu
Chương 2: Đối tượng, nội dung và phương pháp nghiên cứu
Chương 3: Kết quả nghiên cứu
2. Mục tiêu của Đề tài
* Mục tiêu tổng quát
Nghiên cứu đánh giá chất lượng nước các sông thuộc lưu vực sông Nhuệ
Đáy và những tác động đến chất lượng nguồn nước. Từ đó đề xuất một số phương
pháp tính toán chất lượng nước sông trong những trường hợp cụ thể.
* Mục tiêu cụ thể
- Đánh giá hiện trạng chất lượng nước các sông thuộc lưu vực sông Nhuệ Đáy
- Áp dụng phương pháp tính toán chất lượng nước cho công tác phân vùng
- Đề xuất áp dụng các phương pháp tính toán chất lượng nước sông trong những
trường hợp khác nhau (lựa chọn thông số quan trắc, lựa chọn phương pháp tính
toán, lựa chọn mục đích sử dụng ).
3. Yêu cầu của đề tài
- Quan trắc lấy mẫu và phân tích các thông số ô nhiễm chính theo QCVN
08:2008/BTNMT – Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia về chất lượng nước mặt
- Tính toán chất lượng nước lưu vực sông Nhuệ Đáy theo các phương pháp
đã lựa chọn
- Đánh giá thực trạng ô nhiễm nước của lưu vực sông Nhuệ Đáy.
- Phân vùng chất lượng nước và đánh giá khả năng sử dụng nước các sông
thuộc lưu vực sông Nhuệ Đáy
- Đề xuất áp dụng các phương pháp này vào những trường hợp cụ thể

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/

3
3
4. Ý nghĩa của đề tài
* Ý nghĩa thực tế
- Góp phần đánh giá chất lượng nước các sông lưu vực sông Nhuệ Đáy, chỉ
ra được những vị trí ô nhiễm, để có những biện pháp xử lý phù hợp cho từng mục
đích sử dụng.
- Là cơ sở giúp các cơ quan quản lý Nhà nước về môi trường đưa ra các biện
pháp xử lý cũng như quản lý nhằm nâng cao chất lượng nước lưu vực sông Nhuệ
Đáy
* Ý nghĩa trong nghiên cứu khoa học
- Vận dụng và phát huy các kiến thức đã học trong Nhà trường vào thực tế
- Kết quả của đề tài là cơ sở cho các nghiên cứu tiếp theo về chất lượng nước
lưu vực sông Nhuệ Đáy.