Luận văn thạc sĩ Khoa học môi trường: Đánh giá hiện trạng và phân tích diễn biến chất lượng nước sông Cà Lồ trên địa bàn tỉnh Vĩnh Phúc

Chia sẻ: Mao A Mẫn | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:85

Thêm vào BST

Báo xấu

22
lượt xem 3
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục tiêu nghiên cứu của luận văn nhằm đánh giá hiện trạng môi trường, phân tích diễn biến chất lượng nước và đề xuất các giải pháp từng bước xử lý, cải thiện nâng cao chất lượng dòng sông, góp phần cải thiện môi trường nước sông Cà Lồ trên địa bàn tỉnh Vĩnh Phúc. Để hiểu rõ hơn mời các bạn tham khảo nội dung chi tiết luận văn này!

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Luận văn thạc sĩ Khoa học môi trường: Đánh giá hiện trạng và phân tích diễn biến chất lượng nước sông Cà Lồ trên địa bàn tỉnh Vĩnh Phúc

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM CAO QUANG CHUNG ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG VÀ PHÂN TÍCH DIỄN BIẾN CHẤT LƯỢNG NƯỚC SÔNG CÀ LỒ TRÊN ĐỊA BÀN TỈNH VĨNH PHÚC Chuyên ngành: Khoa học môi trường Mã số: 8 44 03 01 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC MÔI TRƯỜNG Người hướng dẫn khoa học: TS. Phan Thị Thu Hằng Thái Nguyên, năm 2019 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn
i LỜI CAM ĐOAN Tên tôi là: Cao Quang Chung. Học viên cao học khóa 25 chuyên ngành Khoa học môi trường niên khóa 2017 - 2019 tại trường Đại Học Nông Lâm Thái Nguyên.Đến nay tôi đã hoàn thành luận văn nghiên cứu cuối khóa học. Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu do tôi thực hiện, số liệu và kết quả trong luận văn là trung thực, các kết luận khoa học trong luận văn chưa từng ai công bố trong các nghiên cứu khác. Các thông tin trích dẫn trong luận văn đều đã được chỉ rõ nguồn gốc. Tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm về những lời cam đoan trên. Thái Nguyên, ngày ….. tháng ….. năm 2019 Người viết cam đoan Cao Quang Chung Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn
ii LỜI CẢM ƠN Trong quá trình học tập tại khoa Sau Đại học, Trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên tôi đã được các thầy cô giáo truyền đạt những kiến thức cơ bản nhất để có thể đem những kiến thức đã được học ở trường góp một phần công sức của mình vào xây dựng đất nước. Xuất phát từ nguyện vọng của bản thân, được sự nhất trí của Trường Đại học Nông Lâm, Đại học Thái Nguyên, Khoa Môi trường và dưới sự hướng dẫn của TS. Phan Thị Thu Hằng đã cho phép, tạo điều kiện, hướng dẫn tôi thực hiện và hoàn thành bản luận văn này. Trước tiên, tôi xin chân thành cảm ơn chân thành đến cô giáo TS. Phan Thị Thu Hằng đã tận tình hướng dẫn, chỉ bảo, truyền thụ những kinh nghiệm quý báu, giúp đỡ tôi trong suốt quá trình nghiên cứu và viết luận văn này. Tôi xin cảm ơn các thầy giáo, cô giáo Khoa Sau Đại học Trường Đại học Nông Lâm, Đại học Thái Nguyên đã tạo mọi điều kiện thuận lợi, động viên khuyến khích và giúp đỡ tôi trong quá trình học tập cũng như hoàn thành bản luận văn này. Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới gia đình, người thân, bạn bè, đồng nghiệp đã quan tâm động viên tôi trong suốt quá trình nghiên cứu và thực hiện đề tài. Tôi rất mong nhận được những ý kiến đóng góp của quý thầy cô và các bạn học viên để đề tài của tôi được hoàn thiện hơn. Tôi xin chân thành cảm ơn! Thái Nguyên, ngày …. tháng … năm 2019 Tác giả luận văn Cao Quang Chung Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn
iii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN ..........................................................................................................i LỜI CẢM ƠN .............................................................................................................. ii MỤC LỤC .................................................................................................................. iii DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT ......................................................................................vi DANH MỤC CÁC BẢNG ........................................................................................ vii DANH MỤC CÁC HÌNH ............................................................................................ix MỞ ĐẦU ......................................................................................................................1 1. Tính cấp thiết của đề tài ............................................................................................1 2.Mục tiêu của đề tài .....................................................................................................2 2.1. Mục tiêu chung ......................................................................................................2 2.2. Mục tiêu cụ thể.......................................................................................................2 3. Yêu cầu của đề tài .....................................................................................................2 Chương 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU ...........................................................................3 1.1. Cơ sở lý luận của đề tài ..........................................................................................3 1.1.1. Một số khái niệm cơ bản .....................................................................................3 1.1.2. Một số chỉ tiêu cơ bản đánh giá chất lượng nước ...............................................4 1.2. Cơ sở pháp lý của đề tài .........................................................................................7 1.3. Nguyên nhân chính gây ô nhiễm nước bề mặt ......................................................8 1.4. Vấn đề môi trường nước mặt trên Thế giới và tại Việt Nam ...............................14 1.5. Tài nguyên nước mặt tỉnh Vĩnh Phúc ..................................................................14 Chương 2. ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ........18 2.1. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu .......................................................................18 2.2. Nội dung nghiên cứu ............................................................................................18 2.3. Phương pháp nghiên cứu .....................................................................................18 2.3.1. Phương pháp thu thập số liệu thứ cấp ...............................................................18 2.3.2. Phương pháp lấy mẫu: ......................................................................................19 2.3.3. Phương pháp phân tích .....................................................................................20 2.3.4. Phương pháp điều tra, phỏng vấn .....................................................................21 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn
iv 2.3.5. Phương pháp kế thừa ........................................................................................22 2.3.6. Phương pháp so sánh, đánh giá .........................................................................22 2.3.7. Phương pháp lấy ý kiến chuyên gia ..................................................................22 2.3.8. Phương pháp trình bày và xử lý số liệu ............................................................22 Chương 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU .......................................................................23 3.1.Khái quát điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội vùng nghiên cứu ...........................23 3.1.1. Điều kiện tự nhiên tỉnh Vĩnh Phúc .................................................................23 3.1.2. Điều kiện kinh tế - xã hội của tỉnh Vĩnh Phúc...............................................26 3.1.3. Đánh giá tác động của điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội đến nước mặt sông Cà Lồ trên địa bàn tỉnh Vĩnh Phúc................................................................................27 3.2. Đánh giá hiện trạng và diễn biến chất lượng nước mặt sông Cà Lồ trên địa bàn tỉnh Vĩnh Phúc 6 đợt năm 2018. .................................................................................28 3.2.1. Chỉ tiêu pH, BOD5, COD, và tổng dầu mỡ:......................................................29 3.2.2. Diễn biến TSS: ..................................................................................................31 3.2.3. Diễn biến của Nitrit (NO2-) ...............................................................................33 3.2.4. Diễn biến NH4+ .................................................................................................35 3.2.5. Diễn biến PO43- .................................................................................................37 3.2.6. Diễn biến của Tổng Coliform ...........................................................................39 3.3. Phân tích, đánh giá diễn biến chất lượng nước mặt sông Cà Lồ trên địa bàn tỉnh Vĩnh Phúc giai đoạn 2016 ÷ 2018. .............................................................................41 3.3.1. Diễn biến pH, BOD5, COD, và Tổng dầu mỡ: .................................................42 3.3.2. Diễn biến TSS ...................................................................................................47 3.3.3. Diễn biến của Nitrit (NO2-) ...............................................................................49 3.3.4. Diễn biến NH4+ .................................................................................................51 3.3.5. Diễn biến PO43- .................................................................................................53 3.3.6. Diễn biến của Tổng Coliform ...........................................................................55 3.4.Các nguồn gây ảnh hưởng chính đến chất lượng nước sông Cà Lồtrên địa bàn tỉnh Vĩnh Phúc ............................................................................................................57 3.4.1. Nguồn thải từ nông nghiệp ...............................................................................57 3.4.2. Nguồn thải từ công nghiệp ................................................................................58 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn
v 3.4.3. Nguồn thải từ sinh hoạt .....................................................................................59 3.5. Ý kiến của người dân về hiện trạng và diễn biến chất lượng nướcsông Cà Lồ trên địa bàn tỉnh Vĩnh Phúc. ...............................................................................................59 3.5.1. Ý kiến của người dân về hiện trạng sử dụng nước sông Cà Lồ ........................59 3.5.2. Đánh giá cảm quan của người dân về chất lượng nước sông Cà Lồ ................61 3.5.3. Các nguồn thải xung quanh khu vực sông Cà Lồ .............................................62 3.6. Đế xuất một số giải pháp nhằm góp phần giảm thiểu ô nhiễm và cải thiện môi trường nước mặt trong thời gian tới. ...........................................................................64 3.6.1. Nguồn thải từ sinh hoạt .....................................................................................64 3.6.2. Nguồn thải từ công nghiệp ................................................................................65 3.6.3. Nguồn thải từ nông nghiệp ...............................................................................66 3.6.4. Về công tác quản lý môi trường các cấp các ngành .........................................66 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ....................................................................................67 1. Kết luận ...................................................................................................................67 2. Kiến nghị .................................................................................................................69 TÀI LIỆU THAM KHẢO ..........................................................................................71 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn
vi DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT BOD Nhu cầu oxy sinh hóa BTNMT Bộ Tài nguyên và Môi trường BVMT Bảo vệ môi trường HST Hệ sinh thái KT-XH Kinh tế - Xã hội NM Nước mặt NT Nước thải ONNN Ô nhiễm nguồn nước QCVN Quy chuẩn Việt Nam QCQG Quy chuẩn quốc gia TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam TP Thành phố TSS Tổng chất rắn lơ lửng TBVTV Thuốc bảo vệ thực vật Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn
vii DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 2.1. Vị trí một số điểm quan trắc chất lượng nước sông Cà Lồ ........................19 Bảng 2.2. Phương pháp phân tích ...............................................................................21 Bảng 3.1. Kết quả đo pH tại các điểm trên sông Cà Lồ năm 2018.............................29 Bảng 3.2. Kết phân tích hàm lượng BOD5 tại các điểm trên sông Cà Lồ năm 2018 .29 Bảng 3.3. Kết phân tích hàm lượng COD tại các điểm trên sông Cà Lồ năm 2018 ...30 Bảng 3.4. Kết phân tích hàm lượng tổng dầu mỡ tại các điểm trên sông Cà Lồ năm 2018.............................................................................................................................30 Bảng 3.5. Kết quả phân tích hàm lượng TSS tại các điểm trên sông Cà Lồ năm 2018 .....................................................................................................................................31 Bảng 3.6. K Kết quả phân tích hàm lượng Nitrit (NO2-) tại các điểm trên sông Cà Lồ năm 2018 ..........................................................................................33 Bảng 3.7. Kết quả phân tích hàm lượng NH4+ tại các điểm trên sông Cà Lồ năm 2018.............................................................................................................................35 Bảng 3.8. Kết quả phân tích hàm lượng PO43- tại các điểm trên sông Cà Lồ năm 2018.............................................................................................................................37 Bảng 3.9. Kết quả phân tích Tổng Coliform tại các điểm trên sông Cà Lồ năm 2018 .....................................................................................................................................39 Bảng 3.10. Kết quả đo pH tại các điểm trên sông Cà Lồ qua các năm 2016 ÷ 2018 .42 Bảng 3.11. Kết quả phân tích hàm lượng BOD5 tại các điểm trên sông Cà Lồ qua các năm 2016 ÷ 2018 ........................................................................................................43 Bảng 3.12. Kết quả phân tích hàm lượngCOD tại các điểm trên sông Cà Lồ qua các năm 2016 ÷ 2018 ........................................................................................................44 Bảng 3.13. Kết quả phân tích hàm lượngPO43- tại các điểm trên sông Cà Lồ qua các năm 2016 ÷ 2018 ........................................................................................................45 Bảng 3.14. Kết quả phân tích hàm lượng TSS tại các điểm trên sông Cà Lồ qua các năm 2016 ÷ 2018 ........................................................................................................47 Bảng 3.15. Kết quả phân tích hàm lượng NO2- tại các điểm trên sông Cà Lồ qua các năm 2016 ÷ 2018 ........................................................................................................49 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn
viii Bảng 3.16. Kết quả phân tích hàm lượng NH4+ tại các điểm trên sông Cà Lồ qua các năm 2016 ÷ 2018 ........................................................................................................51 Bảng 3.17. Kết quả phân tích hàm lượngPO43- tại các điểm trên sông Cà Lồ qua các năm 2016 ÷ 2018 ........................................................................................................53 Bảng 3.18. Kết quả phân tích Tổng Coliform tại các điểm trên sông Cà Lồ qua các năm 2016 ÷ 2018 ........................................................................................................55 Bảng 3.19. Ý kiến của người dân về hiện trạng sử dụng nước sông Cà Lồ ...............60 Bảng 3.20. Đánh giá cảm quan của người dân về chất lượng nước sông Cà Lồ ........61 Bảng 3.21. Ý kiến của người dân về nguồn thải xung quanh khu vực sông Cà Lồ ...63 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn
ix DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 3.1. Bản đồ hành chính tỉnh Vĩnh Phúc .............................................................23 Hình 3.2. Hàm lượng TSS trung bình của năm 2018 .................................................32 Hình 3.3. Tổng Coliform trung bình của năm 2018 ...................................................40 Hình 3.4. Hàm lượng TSS trung bình qua các năm ....................................................48 Hình 3.5. Hàm lượng NO2- trung bình qua các năm ...................................................50 Hình 3.6. Hàm lượng NH4+ trung bình qua các năm ..................................................52 Hình 3.7. Hàm lượng PO43- trung bình qua các năm ..................................................54 Hình 3.8.Tổng Coliform trung bình qua các năm .......................................................56 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn
1 MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của đề tài Trong những năm trở lại đây, môi trường toàn cầu có những biến đổi theo chiều hướng xấu đi đối với cuộc sống con người và các sinh vật trên trái đất. Do đó vấn đề phát triển bền vững và bảo vệ môi trường đang được sự quan tâm đặc biệt của phần lớn các quốc gia trên thế giới, cũng như của các tổ chức chính phủ và phi chính phủ. Vì vậy mục tiêu phấn đấu của cả nhân loại là phát triển bền vững nhằm đảm bảo cân bằng giữa phát triển bền vững và bảo vệ môi trường. Các con sông là nguồn cung cấp nước sinh hoạt chính cho người dân phía hạ lưu. Tuy nhiên, với tốc độ phát triển nhanh về kinh tế là các vấn đề về môi trường nói chung và môi trường nước nói riêng. Chất lượng môi trường nước tại các lưu vực sông đang diễn biến khá phức tạp, bị ô nhiễm ở nhiều nơi, đặc biệt ở các đoạn sông chảy qua các khu vực đô thị, các khu công nghiệp. Vĩnh Phúc có một mạng lưới sông, suối khá dày đặc với hai hệ thống sông chính là sông Hồng và sông Cà Lồ. Ngoài ra, Vĩnh Phúc có các sông khác như: sông Phan, sông Lô, sông Phó Đáy, sông Tranh. Trong đó, sông Cà Lồ là sông nội tỉnh có lưu vực rộng. Nguồn nước cung cấp cho hoạt động phát triển kinh tế - xã hội của tỉnh Vĩnh Phúc chủ yếu là nước mặt từ sông Hồng, sông Phó Đáy, sông Cà Lồ, sông Phan.Nước mưa và nước được tích trữ trong các đầm, hồ tự nhiên và nhân tạo. Sông Cà Lồ (còn gọi là sông Phù Lỗ) là một chi lưu của sông Cầu và từng là một phân lưu của sông Hồng. Nó vốn tách ra khỏi sông Hồng ở xã Trung Hà, huyện Yên Lạc, tỉnh Vĩnh Phúc và hợp lưu với sông Cầu tại ngã ba Xá, xã Tam Giang, huyện Yên Phong, tỉnh Bắc Ninh. Đầu nguồn của sông Cà Lồ chủ yếu là nước từ các dãy núi của Tam Đảo. Tổng chiều dài của sông là 89km, qua địa bàn tỉnh Vĩnh Phúc 27km. Con sông này có vai trò lớn trong cấp thoát nước, ổn định môi trường nhằm duy trì cảnh quan sinh thái cho các địa phương trên địa bàn tỉnh Vĩnh Phúc. Trước đây, sông Cà Lồ rộng với chất lượng nước tốt có thể khai thác được rất nhiều loại tôm, cua, cá; đồng thời là tuyến giao thông đường thủy quan trọng. Do tốc Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn
2 độ quá trình đô thị hoá và công nghiệp hoá diễn ra khá nhanh, tải lượng và số lượng điểm xả chất thải vào lưu vực sông Cà Lồ tăng nhanh chóng, cộng thêm tình trạng xâm lấn sông làm nhà ở và chiếm dụng mặt nước nuôi trồng thủy sản trên diện rộng trong những năm gần đây làm suy giảm nhanh chóng chất lượng nước sông.Các hoạt động này cũng đã làm ảnh hưởng đến cảnh quan sinh thái hai bên bờ sông, làm ảnh hưởng đến môi trường sống của dân cư trong vùng. Xuất phát từ thực tế đó, được sự nhất trí của nhà trường, cùng với sự hướng dẫn của TS. Phan Thị Thu Hằng, tôi chọn đề tài nghiên cứu:“Đánh giá hiện trạng và phân tích diễn biến chất lượng nước sông Cà Lồ trên địa bàn tỉnh Vĩnh Phúc”. 2.Mục tiêu của đề tài 2.1. Mục tiêu chung Đánh giá hiện trạng môi trường, phân tích diễn biến chất lượng nước và đề xuất các giải pháp từng bước xử lý, cải thiện nâng cao chất lượng dòng sông, góp phần cải thiện môi trường nước sông Cà Lồ trên địa bàn tỉnh Vĩnh Phúc. 2.2. Mục tiêu cụ thể - Đánh giá được tổng thể về cảnh quan sinh thái, hiện trạng chất lượng môi trường sông Cà Lồ. - Phân tích các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng nước sông Cà Lồ. - Đánh giá ý kiến của người dân về hiện trạng và diễn biến chất lượng sông Cà Lồ trên địa bàn tỉnh Vĩnh Phúc - Đề xuất các giải pháp nhằm giảm thiểu và ngăn chặn ô nhiễm nguồn nước sông Cà Lồ, cải thiện môi trường nước trong thời gian tới. 3. Yêu cầu của đề tài - Đánh giá đúng thực trạng chất lượng nước sông Cà Lồ. - Số liệu thu được phản ánh trung thực, khách quan. - Kết quả phân tích thông số hiện trạng chất lượng môi trường nước sông Cà Lồ so sánh với Quy chuẩn Việt Nam mới nhất của Bộ Tài Nguyên và Môi Trường. - Những kiến nghị và giải pháp đưa ra phải có tính khả thi và phù hợp với điều kiện thực của địa phương. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn
3 Chương 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1. Cơ sở lý luận của đề tài 1.1.1. Một số khái niệm cơ bản - Khái niệm về môi trường: Là hệ thống các yếu tố vật chất tự nhiên và nhân tạo có tác động đối với sự tồn tại và phát triển của con người và sinh vật (Luật Bảo vệ Môi trường Việt Nam, 2014) [11]. - Khái niệm tài nguyên nước:Tài nguyên nước bao gồm nguồn nước mặt, nước dưới đất, nước mưa và nước biển thuộc lãnh thổ của nước Cộng hòa xã hội chủ nghĩa Việt Nam (Luật Tài nguyên Nước, 2012) [12]. - Khái niệm nước mặt: Là nước tồn tại trên mặt đất liền hoặc hải đảo (Luật Tài nguyên Nước, 2012) [12]. - Ô nhiễm nguồn nước:Là sự biến đổi tính chất vật lý, tính chất hóa học và thành phần sinh học của nước không phù hợp với tiêu chuẩn, quy chuẩn kỹ thuật cho phép, gây ảnh hưởng xấu đến con người và sinh vật (Luật Tài nguyên Nước, 2012) [12]. - Suy thoái nguồn nước:Là sự suy giảm về số lượng, chất lượng nguồn nước so với trạng thái tự nhiên hoặc so với trạng thái của nguồn nước đã được quan trắc trong các thời kỳ trước đó (Luật Tài nguyên Nước, 2012) [12]. - Cạn kiệt nguồn nước:Là sự suy giảm nghiêm trọng về số lượng của nguồn nước, làm cho nguồn nước không còn khả năng đáp ứng nhu cầu khai thác, sử dụng và duy trì hệ sinh thái thủy sinh (Luật Tài nguyên Nước, 2012) [12]. - Khái niệm ô nhiễm môi trường: Là sự biến đổi của thành phần môi trường không phù hợp với quy chuẩn kỹ thuật môi trường và tiêu chuẩn môi trường gây ảnh hưởng xấu đến con người và sinh vật (Luật Bảo vệ Môi trường Việt Nam, 2014) [11]. - Khái niệm 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 (Luật Bảo vệ Môi trường Việt Nam, 2014) [11]. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn
4 - Chất gây ô nhiễm là các chất hóa học, các yếu tố vật lý và sinh học khi xuất hiện trong môi trường cao hơn ngưỡng cho phép làm cho môi trường bị ô nhiễm (Luật Bảo vệ Môi trường Việt Nam, 2014) [11]. 1.1.2. Một số chỉ tiêu cơ bản đánh giá chất lượng nước [15] 1.1.2.1. 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. Vì thế việc xét nghiệm pH để hoàn chỉnh chất lượng nước cho phù hợp với yêu cầu kỹ thuật cho từng khâu quản lý rất quan trọng, hơn nữa là đảm bảo được chất lượng cho người sử dụng. 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. 1.1.2.2. 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. Hàm lượng chất rắn lơ lửng trong nước cao gây nên cảm quan không tốt cho nhiều mục đích sử dụng; ví dụ như làm giảm khả năng truyền ánh sáng trong nước, do vậy ảnh hưởng đến quá trình quang hợp dưới nước, gây cạn kiệt tầng ôxy trong nước nên ảnh hưởng đến đời sống thuỷ sinh như cá, tôm. Chất rắn lơ lửng có thể làm tắc nghẽn mang cá, cản trở sự hô hấp dẫn tới làm giảm khả năng sinh trưởng của cá, ngăn cản sự phát triển của trứng và ấu trùng. 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. 1.1.2.3. DO (dyssolved oxygen - ôxy hoà tan trong nước) Ôxy có mặt trong nước một mặt được hoà tan từ ôxy trong không khí, một mặt được sinh ra từ các phản ứng tổng hợp quang hoá của tảo và các thực vật sống trong Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn
5 nước. Các yếu tố ảnh hưởng đến sự hoà tan ôxy 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. Nguyên nhân làm giảm DO trong nước là do việc xả nước thải công nghiệp, nước mưa tràn lôi kéo các chất thải nông nghiệp chứa nhiều chất hữu cơ, lá cây rụng vào nguồn tiếp nhận. Vi sinh vật sử dụng ôxy để tiêu thụ các chất hữu cơ làm cho lượng ô xy giảm. 1.1.2.4. COD (Chemical oxygen Demand - nhu cầu ôxy hoá học) COD là lượng ô xy cần thiết cho quá trình ôxy 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. 1.1.2.5. BOD (Biochemical oxygen Demand - nhu cầu ôxy sinh hoá) BOD là lượng ôxy (thể hiện bằng gam hoặc miligam O2 theo đơn vị thể tích) cần cho vi sinh vật tiêu thụ để ôxy 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. 1.1.2.6. 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 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn
6 tồn tại ở dạng ion amoniac (NH4+); nguồn nước có pH kiềm thì amoniac tồn tại chủ yếu ở dạng khí NH3. Nồng độ amoniac 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. 1.1.2.7. 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
7 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. 1.1.2.11. 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. Kim loại nặng trong nước thường bị hấp thụ bởi hạt sét, phù sa lơ lửng trong nước. Các chất lơ lửng này dần dần rơi xuống mà làm cho nồng độ kim loại nặng trong trầm tích cao hơn rất nhiều trong nước. Các loài động vật thuỷ sinh, đặc biệt là động vật đáy sẽ tích luỹ lượng lớn các kim loại nặng trong cơ thể. Thông qua dây chuyền thực phẩm mà kim loại nặng được tích luỹ trong con người và gây độc tính với tính chất bệnh lý rất phức tạp. 1.2. Cơ sở pháp lý của đề tài - Nghị quyết số 41-NQ/TW ngày 15/11/2004 của Bộ Chính trị về bảo vệ môi trường trong thời kỳ đẩy mạnh công nghiệp hóa - hiện đại hóa đất nước; - Nghị quyết số 24-NQ/TW ngày 03/6/2013 của Ban chấp hành Trung ương Đảng khóa XI về chủ động ứng phó với biến đổi khí hậu, tăng cường quản lý tài nguyên và bảo vệ môi trường; - Luật Tài nguyên Nước số 17/2012/QH13 đã được Quốc hội thông qua ngày 21/6/2012 và có hiệu lực thi hành từ ngày 01/01/2013; - Luật Bảo vệ Môi trường số 55/2014/QH13 được Quốc hội thông qua ngày 23/6/2014 và có hiệu lực thi hành từ ngày 01/01/2015; - Nghị định số 201/2013/NĐ-CP ngày 27/11/2013 của Chính Phủ về quy định chi tiết thi hành một số điều của Luật Tài nguyên Nước; - Nghị định số 19/2015/NĐ-CP ngày 14/02/2015 của Chính Phủ về quy định chi tiết thi hành một số điều của Luật Bảo vệ Môi trường; - Thông tư số 47/2011/TT-BTNMT ngày 28/12/2011 của Bộ Tài nguyên và Môi trường về việc Quy địnhquy chuẩnkỹ thuật quốc gia về môi trường; Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn
8 - Quyết định số 81/2006/QĐ-Ttg ngày 14/4/2006 của Thủ tướng Chính phủ về việc phê duyệt Chiến lược Quốc gia về Tài nguyên Nước đến năm 2020; - Quyết định số 16/2008/QĐ-BTNMT ngày 31 tháng 12 năm 2008 của Bộ trưởng Bộ Tài nguyên và Môi trường ban hành Quy chuẩn Kỹ thuật Quốc gia về Môi trường; - Quyết định số 256/2003/QĐ-TTg ngày 12/12/2003 của Thủ tướng Chính phủ về việc phê duyệt Chiến lược Bảo vệ Môi trường Quốc gia đến năm 2010 và định hướng đến năm 2020; - Quyết định số 166/QĐ-TTg ngày 21/01/2014 của Thủ tướng Chính phủ về việc Ban hành Kế hoạch thực hiện Chiến lược Bảo vệ môi trường quốc gia đến năm 2020, tầm nhìn đến năm 2030 - Quyết định số 335/QĐ-UBND ngày 25/01/2014 của UBND tỉnh Vĩnh Phúc về việc phê duyệt Đề án Bảo vệ môi trường Vĩnh Phúc giai đoạn 2013-2020, hướng tới mục tiêu “Thành phố xanh”; - Quyết định số 2566/QĐ-UBND ngày 8/8/2016 của UBND tỉnh về việc Phê duyệt chương trình phát triển đô thị Vĩnh Phúc, tỉnh Vĩnh Phúc đến năm 2030. 1.3. Nguyên nhân chính gây ô nhiễm nước bề mặt Hiện tại hoạt động của con người đang là nguyên nhân chính gây suy giảm chất lượng nguồn nước mặt. Có thể xếp thành các nguyên nhân sau: * Do các chất thải từ sinh hoạt, y tế(Tống Yến, 2015) [19] Mỗi ngày có một lượng lớn rác thải sinh hoạt thải ra môi trường mà khôngqua xử lý bên cạnh đó dân số ngày càng gia tăng dẫn đến lượng rác thải sinh hoạt cũng tăng theo. Ở các nước phát triển, tỷ lệ gia tăng dân số khoảng 5 % trong khi đó tỷ lệ gia tăng dân số ở các nước đang phát triển là hơn 2 %. Ở Việt Nam với mức tăng dân số nhanh chóng đã đưa nước ta vào hàng thứ 12 trong các quốc gia có dân số đông nhất Thế giới. Trong vòng hơn 50 năm gần đây (1960- 2013), dân số nước ta tăng gần 4 lần từ 30,172 triệu người lên 90 triệu người. Dân số tăng nhu cầu dùng nước cho sinh hoạt và phát triển kinh tế tăng lên, các nguồn thải tăng, sự ô nhiễm môi trường nước cũng tăng lên. Nước thải sinh hoạt phát sinh từ các hộ gia đình, bệnh viện, khách sạn, cơ quan trường học, chứa các chất thải trong quá trình sinh hoạt, vệ sinh của con người. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn
9 Thành phần cơ bản của nước thải sinh hoạt là các chất hữu cơ dễ bị phân hủy sinh học (cacbohydrat, protein, dầu mỡ), chất dinh dưỡng (photpho, nitơ), chất rắn. Tùy theo mức sống và lối sống mà lượng nước thải cũng như tải lượng các chất có trong nước thải của mỗi người trong một ngày là khác nhau. Nhìn chung mức sống càng cao thì lượng nước thải và tải lượng thải càng cao. * Do sử dụng các hóa chất, thuốc trừ sâu trong nông nghiệp quá mức(Tống Yến, 2015) [19] Các hoạt động chăn nuôi gia súc: phân, nước tiểu gia súc, thức ăn thừa không qua xử lý đưa vào môi trường và các hoạt động sản xuất nông nghiệp khác: thuốc trừ sâu, phân bón từ các ruộng lúa, dưa, vườn cây, rau chứa các chất hóa học độc hại có thể gây ô nhiễm nguồn nước ngầm và nước mặt. Trong quá trình sản xuất nông nghiệp, đa số nông dân đều sử dụng thuốc bảo vệ thực vật gấp ba lần liều khuyến cáo. Chẳng những thế, nông dân còn sử dụng cả các loại thuốc trừ sâu đã bị cấm như Aldrin, Thiodol, Monitor... Trong quá trình bón phân, phun xịt thuốc, người nông dân không hề trang bị bảo hộ lao động.Hiện nay việc sử dụng phân hóa học, hóa chất bảo vệ thực vật tràn lan trong nông nghiệp làm cho nguồn nước cũng bị ảnh hưởng. Lượng hóa chất tồn dư sẽ ngấm xuống các tầng nước ngầm gây ảnh hưởng tới chất lượng nước.Đa số nông dân không có kho cất giữ bảo quản thuốc, thuốc khi mua về chưa sử dụng được cất giữ khắp nơi, kể cả gần nhà ăn, giếng sinh hoạt... Đa số vỏ chai thuốc sau khi sử dụng xong bị vứt ngay ra bờ ruộng, số còn lại được gom để bán phế liệu... * Các chất thải, nước thải từ hoạt động sản xuất công nghiệp (Tống Yến, 2015) [19] Tốc độ đô thị hóa, công nghiệp hóa ngày càng phát triển kéo theo các khu công nghiệp được thành lập. Do đó lượng rác thải do các hoạt động công nghiệp ngày càng nhiều và chưa được xử lý triệt để thải trực tiếp ra môi trường hay các con sông gây ảnh hưởng tới chất lượng nước. 1.4. Vấn đề môi trường nước mặt trên Thế giới và tại Việt Nam 1.4.1. Vấn đề môi trường nước mặt trên thế giới Theo Báo cáo mới đây của Chương trình Môi trường Liên hợp quốc (UNEP) về chất lượng nước thế giới, tình trạng ô nhiễm nguồn nước mặt đang ở mức báo động Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn
10 tại châu Á, châu Phi và châu Mỹ La tinh, đe dọa đời sống người dân, gây thiệt hại kinh tế cho các quốc gia.UNEP cảnh báo, hơn 300 triệu người ở 3 châu lục trên đang có nguy cơ mắc các bệnh dịch tả và thương hàn do tình trạng ô nhiễm nguồn nước. Nguồn nước phục vụ sinh hoạt và sản xuất nông nghiệp ngày càng suy giảm do lượng chất thải công nghiệp không qua xử lý thải ra các sông, hồ. Báo cáo của UNEP đã chỉ ra rằng, trong giai đoạn 1990 - 2010, môi trường nước của hơn 50% các dòng sông ở 3 châu lục bị ô nhiễm vi sinh vật và ô nhiễm hữu cơ, đồng thời, nước bị nhiễm mặn cũng tăng gần 1/3. Khoảng ¼ các con sông ở châu Mỹ Latinh, 10 - 25% sông ở châu Phi và 50% các con sông ở châu Á bị ảnh hưởng bởi ô nhiễm vi sinh vật, phần lớn là do việc xả nước thải, chất thải, rác thải sinh hoạt chưa qua xử lý ra sông. Nguồn nước mặt ở 3 châu lục hiện đang bị ô nhiễm hữu cơ nghiêm trọng do nước thải, chất thải sinh hoạt, công nghiệp, nông nghiệp từ các khu công nghiệp, đô thị, nhà máy… với nhiều loại chất hữu cơ phức tạp, độc hại, ảnh hưởng đến các loại thủy sinh. Bên cạnh đó, nước thải từ các hoạt động khai khoáng, hệ thống thủy lợi cùng với hiện tượng xâm nhập mặn cũng làm gia tăng độ mặn trong nước sông.Từ năm 1990 - 2010, 1/3 số dòng sông ở 3 châu lục xảy ra tình trạng nước bị nhiễm mặn (P?. Tâm, 2016) [17]. Đặc biệt, ở các ao, hồ, sông và kênh dẫn nước thải, vấn đề ô nhiễm dinh dưỡng đang làm cho chất lượng nước thay đổi theo chiều hướng xấu, ảnh hưởng đến hệ sinh thái. Một trong những hậu quả chính của vấn đề này là hiện tượng phú dưỡng, xảy ra khi dư thừa các chất dinh dưỡng trong môi trường nước, thông thường là hàm lượng nitơ (N) lớn hơn 500µg/l và phốtpho (P) lớn hơn 20μg/l. Theo Báo cáo của UNEP, 23/25 hồ lớn của thế giới có hàm lượng phốt pho lớn, chủ yếu là từ các nguồn như phân bón, chất thải chăn nuôi, chất thải sinh hoạt. Hầu hết các hồ lớn ở châu Mỹ Latinh và châu Phi hiện có hàm lượng phốt pho cao hơn so với năm 1990 (P?. Tâm, 2016) [17]. Tại Hoa Kỳ: Từ hồ Great Lakes đến sông Colorado, từ Puget Sound đến vịnh Chesapeake, những dòng sông, suối, hồ và các nguồn nước khác ở Hoa Kỳ nơi con người bơi lội, câu cá, đua thuyền kayak hay thưởng ngoạn thiên nhiên đều cung cấp nguồn nước sạch cho con người. Tuy nhiên, nhiều tổ chức, cá nhân đã sử dụng Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn