Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Tài nguyên nước mặt đóng vai trò thiết yếu đối với hệ sinh thái và đời sống kinh tế - xã hội, tuy nhiên đang phải đối mặt với tình trạng suy thoái nghiêm trọng trên phạm vi toàn cầu lẫn cục bộ tại Việt Nam. Báo cáo của UN-Water (2014) chỉ ra rằng trên thế giới có khoảng 780 triệu người không được tiếp cận nguồn nước sạch an toàn, 3,5 triệu người không được đáp ứng về quyền sử dụng nước và 2,5 tỷ người sử dụng nước không đạt tiêu chuẩn vệ sinh. Tại Việt Nam, áp lực từ tốc độ tăng trưởng kinh tế, đô thị hóa và gia tăng dân số đã khiến các lưu vực sông lớn bị suy giảm chất lượng nước nhanh chóng. Lưu lượng nước mặt bình quân đầu người theo tiêu chí của Hiệp hội Nước Quốc tế (IWRA) ở mức 9.560 $\text{m}^3\text{/người/năm}$, thấp hơn ngưỡng tiêu chuẩn 10.000 $\text{m}^3\text{/người/năm}$, trong khi nguồn nước nội sinh chỉ đạt khoảng 4.000 $\text{m}^3\text{/người/năm}$ và dự báo giảm còn 3.100 $\text{m}^3\text{/người/năm}$ vào năm 2025.

Lưu vực sông Nhuệ chảy qua địa bàn quận Hà Đông (thành phố Hà Nội) giữ chức năng trọng yếu trong việc cung cấp nước tưới tiêu nông nghiệp và tiêu thoát nước đô thị. Tuy nhiên, sự phát triển nhanh của các khu đô thị mới cùng hệ thống làng nghề truyền thống (lụa Vạn Phúc, rèn Đa Sỹ, mộc Mộ Thượng Mạo) và các cơ sở công nghiệp đã xả một lượng lớn nước thải chưa qua xử lý xuống lòng sông, khiến nước sông chuyển màu đen và phát sinh mùi hôi thối. Các phương pháp đánh giá chất lượng nước truyền thống dựa trên từng thông số riêng lẻ gây khó khăn cho việc theo dõi tổng thể và quản lý trực quan. Việc nghiên cứu phân vùng chất lượng nước dựa trên chỉ số chất lượng nước (WQI) kết hợp công nghệ thông tin địa lý (GIS) là yêu cầu cấp thiết nhằm cung cấp công cụ trực quan hóa mức độ ô nhiễm, hỗ trợ cơ quan quản lý đưa ra quyết định kiểm soát và phân bổ nguồn nước phù hợp.

Mục tiêu nghiên cứu được xác định cụ thể trong khóa luận gồm:

  • Mục tiêu chung: Góp phần bảo vệ môi trường, nâng cao hiệu quả quản lý nguồn tài nguyên nước sông Nhuệ đoạn chảy qua quận Hà Đông, thành phố Hà Nội.
  • Mục tiêu cụ thể:
    1. Đánh giá được hiện trạng chất lượng nước sông Nhuệ đoạn chảy qua quận Hà Đông, thành phố Hà Nội.
    2. Nghiên cứu xây dựng bản đồ phân vùng chất lượng nước sông Nhuệ đoạn chảy qua quận Hà Đông, thành phố Hà Nội.
    3. Đề xuất được một số giải pháp nhằm nâng cao hiệu quả hoạt động quản lý chất lượng nước sông Nhuệ tại khu vực nghiên cứu.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:

  • Đối tượng nghiên cứu: Chất lượng nước mặt sông Nhuệ đoạn chảy qua địa bàn quận Hà Đông, thành phố Hà Nội.
  • Phạm vi không gian: Tuyến sông Nhuệ qua quận Hà Đông với 15 điểm lấy mẫu đại diện từ cống xả làng nghề Vạn Phúc đến điểm tiếp giáp sông Tô Lịch tại làng Mậu Lương.
  • Phạm vi thời gian: Khảo sát thực địa và lấy mẫu thực hiện trong ngày 01/03/2016 (khung giờ từ 9h08 đến 12h45).
  • Phạm vi nội dung: Tập trung vào 10 chỉ tiêu lý - hóa - sinh học điển hình gồm pH, nhiệt độ, độ đục, tổng chất rắn lơ lửng (TSS), oxy hòa tan (DO), nhu cầu oxy sinh hóa ($\text{BOD}_5$), nhu cầu oxy hóa học (COD), amoni ($\text{N-NH}_4^+$), photphat ($\text{P-PO}_4^{3-}$) và Coliform.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Khóa luận được xây dựng dựa trên cơ sở các văn bản quy phạm pháp luật và quy chuẩn kỹ thuật môi trường hiện hành của Việt Nam, bao gồm:

  • Luật Tài nguyên nước năm 2012 (Điều 2).
  • Quyết định số 879/QĐ-TCMT ngày 01/07/2011 của Tổng cục Môi trường về việc ban hành Sổ tay hướng dẫn kỹ thuật tính toán chỉ số chất lượng nước (WQI).
  • QCVN 08-MT:2015/BTNMT (Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng nước mặt, đối chiếu cột B1 - dùng cho mục đích tưới tiêu, giao thông thủy và các mục đích tương đương).
  • QCVN 01:2009/BYT, QCVN 02:2009/BYT và QCVN 14:2008/BTNMT.

Hệ thống phương pháp nghiên cứu thực nghiệm và phân tích bao gồm:

  • Phương pháp kế thừa tài liệu: Thu thập số liệu khí tượng thủy văn, điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội của quận Hà Đông và các báo cáo hiện trạng môi trường lưu vực sông Nhuệ - Đáy.
  • Phương pháp điều tra, khảo sát thực địa: Khảo sát theo tuyến dòng chảy để nhận diện các cửa xả thải, đánh giá cảm quan (màu sắc, mùi) và xác định tọa độ mạng lưới quan trắc bằng thiết bị GPS.
  • Phương pháp điều tra bằng bảng phỏng vấn: Thực hiện phỏng vấn trực tiếp $n = 50$ người dân (các hộ gia đình sinh sống ven sông Nhuệ) về nhận thức ô nhiễm, nguồn thải, mục đích sử dụng nước và đánh giá công tác quản lý tại địa phương.
  • Phương pháp lấy mẫu và bảo quản mẫu ngoài hiện trường: Thu thập 15 mẫu nước mặt đơn lẻ theo tiêu chuẩn TCVN 5996-1995 tại độ sâu 20–30 cm cách bờ 1,5–2 m; bảo quản mẫu trong thùng xốp chứa đá lạnh và vận chuyển về phòng thí nghiệm theo TCVN 5993-1995.
  • Phương pháp phân tích trong phòng thí nghiệm:
    • Đo nhanh tại hiện trường và phòng thí nghiệm: pH, nhiệt độ, DO (bằng điện cực màng), độ đục (thiết bị đo của hãng Lovibond - Đức).
    • Phân tích TSS: Phương pháp trọng lượng, sấy mẫu qua giấy lọc ở nhiệt độ 105°C đến khối lượng không đổi.
    • Phân tích $\text{BOD}_5$: Phương pháp pha loãng mẫu và ủ 5 ngày trong bóng tối ở 20°C theo TCVN 6001-1995 (ISO 5815-1989).
    • Phân tích COD: Phương pháp Bicromat, oxy hóa chất hữu cơ bằng $\text{K}_2\text{Cr}_2\text{O}_7$ trong môi trường $\text{H}_2\text{SO}_4$ xúc tác $\text{Ag}_2\text{SO}_4$, đun hồi lưu ở 150°C trong 2 giờ và chuẩn độ lượng dư bằng muối $\text{Fe}^{2+}$ với chỉ thị feroin theo TCVN 6491-1999 (ISO 6060-1989).
    • Phân tích $\text{P-PO}_4^{3-}$: Phương pháp trắc quang đo quang phổ tạo phức molipdat - axit ascorbic ở môi trường axit theo TCVN 6282-1996.
    • Phân tích $\text{N-NH}_4^+$: Phương pháp so màu quang điện UV-VIS tạo phức với thuốc thử Nessler tại bước sóng 410 nm theo TCVN 6181-1996 (ISO 5664-1984).
    • Phân tích Coliform: Phương pháp màng lọc nuôi cấy trên môi trường thạch lactoza với Tegitol ở nhiệt độ 35–37°C trong 18–24 giờ, khẳng định lại bằng ống pepton lactoza trong 48 giờ.
  • Phương pháp tính toán WQI: Tính toán các giá trị $\text{WQI}{\text{SI}}$ cho từng thông số thành phần, $\text{WQI}{\text{DO}}$ (qua tỷ lệ phần trăm bão hòa), $\text{WQI}_{\text{pH}}$, sau đó tổng hợp thành giá trị WQI chung theo công thức toán học của Quyết định 879/QĐ-TCMT. Kết quả WQI được đối chiếu theo thang phân cấp chất lượng nước 5 mức (0–25: Đỏ, Ô nhiễm nặng; 26–50: Da cam; 51–75: Vàng; 76–90: Xanh lá cây; 91–100: Xanh nước biển).
  • Phương pháp xây dựng bản đồ chuyên đề: Ứng dụng phần mềm MapInfo qua quy trình 6 bước (Cắt khu vực nghiên cứu, định vị bản đồ, tách và số hóa lớp thông tin, tạo trường và lập cơ sở dữ liệu thuộc tính, tạo bản đồ chuyên đề WQI, biên tập và xuất bản đồ).

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1: Tổng quan vấn đề nghiên cứu

Chương 1 hệ thống hóa cơ sở lý luận về môi trường nước mặt, định nghĩa ô nhiễm nước và các nguồn phát sinh ô nhiễm (tự nhiên do dòng tràn, nhân tạo do sinh hoạt, công nghiệp, nông nghiệp, làng nghề). Chương này phân tích chi tiết ý nghĩa môi trường của 10 thông số hóa lý và vi sinh học sử dụng trong kiểm soát chất lượng nước. Về hiện trạng tài nguyên nước Việt Nam, tác giả trích dẫn thống kê của Bộ Y tế và Bộ Tài nguyên và Môi trường (2015) cho thấy mỗi năm có khoảng 9.000 người tử vong do điều kiện vệ sinh và nguồn nước kém, gần 200.000 trường hợp mắc bệnh ung thư mới phát hiện có liên quan đến việc sử dụng nguồn nước ô nhiễm. Hệ thống tổ chức bộ máy quản lý nhà nước thuộc Cục Quản lý Tài nguyên nước được khái quát cùng các thành tựu về hoàn thiện văn bản quy phạm pháp luật và công tác cấp phép. Đồng thời, tác giả chỉ ra những tồn tại trong quản lý như kinh phí đầu tư chưa tương xứng, mạng lưới trạm quan trắc còn thiếu đồng bộ và công tác hậu kiểm sau cấp phép còn yếu. Chương 1 cũng tổng quan các nghiên cứu áp dụng chỉ số WQI trên thế giới (WQI-NSF của Mỹ, WQI-CCME của Canada) và tại Việt Nam, đồng thời điểm luận các công trình nghiên cứu trên sông Nhuệ như nghiên cứu của Đinh Thị Hà (2008) ứng dụng động vật không xương sống cỡ lớn và đề tài của Phạm Bảo Ngọc (2011) thử nghiệm xử lý nước sông Nhuệ bằng cây thủy trúc (Cyperus involucratus Poiret).

Chương 2: Mục tiêu - Nội dung - Phương pháp nghiên cứu

Chương 2 trình bày chi tiết về cấu trúc đề tài, các bước triển khai kỹ thuật và danh sách 15 vị trí lấy mẫu nước mặt dọc tuyến sông Nhuệ trên địa bàn quận Hà Đông. Tọa độ địa lý của các điểm quan trắc được định vị chính xác:

  • M1 ($105^\circ46'38''\text{E}, 20^\circ58'53''\text{N}$): Đầu cống xả làng nghề dệt lụa Vạn Phúc.
  • M2 ($105^\circ46'36''\text{E}, 20^\circ58'44''\text{N}$): Giữa làng nghề lụa Vạn Phúc.
  • M3 ($105^\circ46'34''\text{E}, 20^\circ58'33''\text{N}$): Cuối làng nghề lụa Vạn Phúc.
  • M4 ($105^\circ46'3''\text{E}, 20^\circ58'16''\text{N}$): Cầu Chùa Ngòi, đường Ngô Quyền.
  • M5 ($105^\circ45'44''\text{E}, 20^\circ58'13''\text{N}$): Tổ 5 La Khê, cách cầu La Khê I khoảng 0,5 km.
  • M6 ($105^\circ45'39''\text{E}, 20^\circ58'9''\text{N}$): Cầu La Khê II.
  • M7 ($105^\circ46'60''\text{E}, 20^\circ58'12''\text{N}$): Cầu Đen.
  • M8 ($105^\circ46'50''\text{E}, 20^\circ58'27''\text{N}$): Cầu Trắng.
  • M9 ($105^\circ47'8''\text{E}, 20^\circ57'60''\text{N}$): Ba Nghĩa, phía sau Bệnh viện Quân y 103.
  • M10 ($105^\circ47'12''\text{E}, 20^\circ57'44''\text{N}$): Đầu làng nghề rèn Đa Sỹ.
  • M11 ($105^\circ47'12''\text{E}, 20^\circ57'60''\text{N}$): Giữa làng nghề rèn Đa Sỹ.
  • M12 ($105^\circ47'8''\text{E}, 20^\circ57'55''\text{N}$): Cuối làng nghề rèn Đa Sỹ.
  • M13 ($105^\circ47'54''\text{E}, 20^\circ57'28''\text{N}$): Cầu Kiến Hưng.
  • M14 ($105^\circ48'05''\text{E}, 20^\circ57'5''\text{N}$): Trung tâm làng Mậu Lương.
  • M15 ($105^\circ48'23''\text{E}, 20^\circ57'11''\text{N}$): Cuối làng Mậu Lương, vị trí tiếp giáp sông Tô Lịch.

Chương này mô tả chi tiết quy trình bảo quản mẫu, hóa chất chuẩn bị, công thức tính toán kết quả phân tích trong phòng thí nghiệm cho từng chỉ tiêu và thuật toán nội suy chỉ số WQI theo Quyết định 879/QĐ-TCMT cùng quy trình 6 bước xây dựng bản đồ chuyên đề trên MapInfo.

Chương 3: Điều kiện tự nhiên - Kinh tế xã hội khu vực nghiên cứu

Chương 3 trình bày các đặc điểm tự nhiên và kinh tế - xã hội tại khu vực nghiên cứu:

  • Điều kiện tự nhiên: Sông Nhuệ có tổng chiều dài 74 km, diện tích lưu vực khoảng 107.530 ha (trong đó thành phố Hà Nội chiếm 87.826 ha, tỉnh Hà Nam chiếm 19.710 ha; riêng quận Hà Đông chiếm 1.630 ha). Đoạn sông chảy qua Cầu Diễn - Hà Đông dài khoảng 20 km, bề rộng lòng sông dao động từ 15–20 m (nhỏ nhất 13 m tại Cầu Ngà, lớn nhất 35 m tại Cầu Hà Đông), chiều sâu lớp nước trung bình 1,5–2 m (lớn nhất đạt 3,46 m). Độ dốc lòng sông rất nhỏ ($i = 0,00005$), khiến khả năng tự làm sạch kém và tốc độ lưu thông dòng chảy chậm. Lưu lượng nước dao động mạnh từ 26 $\text{m}^3\text{/s}$ trong mùa khô lên đến 150 $\text{m}^3\text{/s}$ trong mùa mưa.
  • Nguồn tiếp nhận chất thải: Dọc tuyến sông tiếp nhận nhiều nguồn xả lớn như cống xả làng nghề Vạn Phúc, mương thoát nước phố Thanh Bình, kênh nổi dẫn nước thải từ nhánh sông Tô Lịch tại Hoàng Liệt đổ vào sông Nhuệ tại Siêu Quần (kênh dài 5,5 km, rộng 5–10 m), cống xả Nhà máy nước Hà Đông và hệ thống cống xả Bệnh viện Quân y 103.
  • Khí hậu: Nằm trong vùng nhiệt đới gió mùa, nhiệt độ trung bình năm 23,5°C, độ ẩm trung bình 80%, lượng mưa tại trạm Hà Đông dao động từ 1.188–2.099 mm (85% lượng mưa tập trung từ tháng 5 đến tháng 10).
  • Kinh tế - xã hội: Dân số quận Hà Đông năm 2012 là 237.905 người, mật độ dân số đạt 4.955 $\text{người/km}^2$. Lực lượng lao động xã hội là 177.194 người (chiếm 75,23% dân số). Toàn lưu vực có 458 làng nghề phát triển mạnh (dệt lụa Vạn Phúc có gần 800 hộ làm nghề dệt sản xuất 2,5–3 triệu $\text{m}^2\text{ vải/năm}$; làng rèn Đa Sỹ có khoảng 900 hộ sản xuất dao kéo; làng mộc Mộ Thượng Mạo có hơn 600 hộ). Ngoài ra, trên địa bàn còn có 12 cơ sở sản xuất công nghiệp và hệ thống dịch vụ y tế quy mô 1.400 cơ sở khám chữa bệnh với 26.300 giường bệnh.

Chương 4: Kết quả nghiên cứu

Chương 4 phân tích kết quả điều tra xã hội học và số liệu phân tích hóa lý môi trường nước:

  • Khảo sát cộng đồng ($n = 50$): 100% người dân được phỏng vấn khẳng định nước sông Nhuệ bị ô nhiễm; 72% hộ dân không sử dụng nguồn nước sông, 28% chỉ dùng để tưới tiêu, 0% sử dụng cho sinh hoạt. Về nguồn gốc ô nhiễm, 36% ý kiến cho là do nước thải sinh hoạt, 24% do nước thải công nghiệp, 14% do làng nghề, 14% do bệnh viện, 8% do nông nghiệp và 4% do nước mưa chảy tràn. Đáng chú ý, 38% người dân thừa nhận có hành vi xả trực tiếp chất thải rắn xuống lòng sông; 60% xác nhận ô nhiễm nước sông gây ảnh hưởng tiêu cực đến sức khỏe gia đình; 56% đánh giá công tác quản lý bảo vệ môi trường tại địa phương chưa tốt.
  • Thống kê tải lượng nguồn thải:
    • Sinh hoạt: Dân số khu vực nghiên cứu là 198.687 người. Theo định mức của WHO (0,5 kg rác/người/ngày) và kết quả khảo sát có 19% lượng rác thải sinh hoạt bị xả trực tiếp xuống sông.
    • Công nghiệp: 12 xí nghiệp quy mô vừa và nhỏ (Len nhuộm Hà Đông, Dệt Hà Đông, Liên hiệp thực phẩm Hà Đông, Nước giải khát Quang Trung...) có diện tích gần 10 ha, phần lớn công nghệ xử lý nước thải còn thô sơ.
    • Làng nghề: Làng lụa Vạn Phúc và làng rèn Đa Sỹ xả trực tiếp hóa chất, kim loại nặng, dầu mỡ; tải lượng ô nhiễm ước tính từ chế biến nhuộm đạt khoảng 81 kg COD/tấn sản phẩm và 300 kg TSS/tấn sản phẩm.
    • Y tế: Nước thải từ các bệnh viện lớn (Quân y 103, Đa khoa Hà Đông, Y học cổ truyền Tuệ Tĩnh, Bỏng Quốc gia) phát sinh từ 200–350 $\text{m}^3\text{/ngày}$, chứa hàm lượng hữu cơ cao và nhiều mầm bệnh vi sinh vật.
    • Nông nghiệp: Diện tích gieo trồng 2.448,6 ha có sử dụng phân bón hóa học và thuốc bảo vệ thực vật.
  • Phân tích 10 chỉ tiêu chất lượng nước tại 15 điểm mẫu: Số liệu đo đạc cho thấy tình trạng suy thoái hữu cơ, dinh dưỡng và vi sinh nghiêm trọng trên toàn bộ tuyến sông.
  • Đánh giá chỉ số WQI và thành lập bản đồ: Giá trị WQI tại toàn bộ 15 điểm quan trắc đều đạt kết quả $\text{WQI} = 3$. Căn cứ thang đánh giá của Tổng cục Môi trường, toàn bộ đoạn sông Nhuệ qua quận Hà Đông nằm ở mức 0–25, tương ứng dải màu đỏ (Nước ô nhiễm nặng, cần các biện pháp xử lý trong tương lai).
  • Đề xuất 4 nhóm giải pháp: Giải pháp quản lý hành chính, giải pháp kinh tế môi trường, giải pháp giáo dục truyền thông và giải pháp kỹ thuật - công nghệ xử lý nước thải.

Chương 5: Kết luận - Tồn tại - Khuyến nghị

Chương 5 đúc kết các phát hiện chính của khóa luận, chỉ ra các mặt tồn tại trong quá trình thực hiện và đưa ra các khuyến nghị thực tế đối với các cơ quan quản lý nhà nước nhằm phục hồi chất lượng nước lưu vực sông Nhuệ.

Kết quả và đóng góp

Khóa luận đã cung cấp bộ dữ liệu thực nghiệm chi tiết về hiện trạng chất lượng nước sông Nhuệ đoạn chảy qua quận Hà Đông thông qua việc phân tích 10 chỉ tiêu lý - hóa - sinh học tại 15 vị trí quan trắc.

Bảng tổng hợp kết quả phân tích chất lượng nước sông Nhuệ tại 15 điểm mẫu (đơn vị: mg/l, ngoại trừ pH, nhiệt độ, độ đục và Coliform):

Ký hiệu mẫu Nhiệt độ (°C) pH Độ đục (NTU) DO (mg/l) TSS (mg/l) COD (mg/l) $\text{BOD}_5$ (mg/l) $\text{N-NH}_4^+$ (mg/l) $\text{P-PO}_4^{3-}$ (mg/l) Coliform (MPN/100ml)
M1 20,1 7,2 23,37 1,0 183 240 106,0 23,68 11,2320 1.100.000
M2 20,2 7,1 26,12 0,5 176 192 91,0 18,12 6,0228 2.400.000
M3 20,6 7,0 20,60 0,6 147 144 81,0 16,52 7,0200 11.000.000
M4 22,2 7,0 20,63 1,2 157 144 96,0 16,57 5,3820 24.000.000
M5 20,6 7,1 17,07 0,9 173 312 91,0 16,57 6,8904 4.600.000
M6 22,4 7,3 27,72 1,5 178 192 89,0 23,68 15,2172 2.400.000
M7 21,2 7,1 21,88 0,5 155 240 98,5 21,62 9,7200 4.600.000
M8 22,0 7,0 22,22 0,7 172 144 97,0 28,56 12,0996 1.500.000
M9 22,0 7,1 29,42 0,6 163 144 105,0 28,78 14,2848 11.000.000
M10 22,2 7,1 17,25 0,6 169 192 101,0 25,05 10,9728 2.400.000
M11 22,3 7,1 18,26 0,6 183 240 101,0 26,83 12,0348 2.400.000
M12 22,0 7,1 17,80 0,4 196 168 100,5 23,08 9,6876 4.600.000
M13 22,2 7,0 18,61 0,8 176 192 92,5 24,28 9,9144 2.400.000
M14 22,4 7,1 22,31 0,6 132 192 92,0 20,50 8,7552 2.400.000
M15 23,1 7,1 29,92 0,5 105 240 116,0 19,75 8,9820 2.400.000
QCVN 08 (B1) — 5,5–9 — $\ge \mathbf{4}$ 50 30 15 0,9 0,3 7.500

Đối chiếu với giới hạn quy định tại Cột B1 của QCVN 08-MT:2015/BTNMT:

  • Chỉ có giá trị pH (7,0–7,3) nằm trong giới hạn cho phép.
  • Lượng oxy hòa tan (DO) bị suy giảm trầm trọng (dao động 0,4–1,5 mg/l, thấp hơn giới hạn quy chuẩn $\ge 4$ mg/l từ 2,6 đến 10 lần).
  • Hàm lượng chất rắn lơ lửng (TSS) dao động 105–312 mg/l (vượt quy chuẩn từ 2,1 đến 6,24 lần; riêng trong phần tóm tắt tác giả nêu mức vượt 2–3,9 lần).
  • Nhu cầu oxy sinh hóa ($\text{BOD}_5$) dao động 81–116 mg/l (vượt 5,4–7,7 lần).
  • Nhu cầu oxy hóa học (COD) dao động 144–312 mg/l (vượt 4,8–10,4 lần).
  • Hàm lượng amoni ($\text{N-NH}_4^+$) dao động 16,52–28,78 mg/l (vượt 18,36–31,98 lần).
  • Hàm lượng photphat ($\text{P-PO}_4^{3-}$) dao động 5,382–15,2172 mg/l (vượt 17,94–50,7 lần).
  • Tổng Coliform dao động từ 1.100.000 đến 24.000.000 MPN/100ml (vượt từ 146,6 đến 3.200 lần).

Kết quả tính toán WQI cho thấy tất cả 15 mẫu đều có giá trị $\text{WQI} = 3$ (thuộc thang 0–25, mức ô nhiễm nặng). Tác giả đã số hóa thành công bản đồ phân vùng chất lượng nước sông Nhuệ đoạn qua quận Hà Đông bằng phần mềm MapInfo, thể hiện màu đỏ cảnh báo trên toàn tuyến.

Về giải pháp, tác giả đề xuất hệ thống 4 nhóm biện pháp:

  1. Giải pháp quản lý: Tăng cường thanh tra, giám sát xả thải sau cấp phép, quy hoạch đồng bộ mạng lưới tiêu thoát nước và bảo vệ hành lang đê điều.
  2. Giải pháp kinh tế: Áp dụng công cụ thuế, phí bảo vệ môi trường đối với nước thải công nghiệp và làng nghề, xử phạt nghiêm các hành vi vi phạm.
  3. Giải pháp giáo dục môi trường: Tuyên truyền nâng cao nhận thức cộng đồng, vận động người dân không xả rác và phế thải xây dựng xuống lòng sông.
  4. Giải pháp kỹ thuật - công nghệ: Xây dựng hệ thống thu gom và trạm xử lý nước thải sinh hoạt tập trung tại các khu đô thị; thiết kế hệ thống xử lý nước thải đặc thù cho các làng nghề (nhuộm, rèn); áp dụng các biện pháp sinh học như bè thực vật thủy sinh để hỗ trợ làm sạch nước sông.

Đóng góp của khóa luận: Công trình đã xây dựng được bộ dữ liệu định lượng thực nghiệm đồng bộ và bản đồ chuyên đề WQI đầu tiên cho riêng đoạn sông Nhuệ chảy qua quận Hà Đông, khắc phục hạn chế của các phương pháp quan trắc đơn lẻ và đóng góp tài liệu tham khảo cho công tác quản lý tài nguyên nước tại địa phương.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Khóa luận còn một số hạn chế do điều kiện thực hiện:

  • Tần suất lấy mẫu còn hạn chế: Toàn bộ dữ liệu phân tích chỉ được thu thập trong một đợt quan trắc duy nhất vào sáng ngày 01/03/2016, chưa phản ánh được sự biến động chất lượng nước theo mùa (mùa khô và mùa mưa) cũng như các thời điểm khác nhau trong ngày.
  • Danh mục thông số nghiên cứu: Đề tài tập trung vào 10 chỉ tiêu lý - hóa - sinh cơ bản, chưa phân tích chuyên sâu hàm lượng kim loại nặng (Fe, Cu, Zn, Pb, Cr) hay các hợp chất hữu cơ độc hại phát sinh từ nước thải làng nghề rèn Đa Sỹ và dệt lụa Vạn Phúc.
  • Quy mô thực nghiệm: Nghiên cứu dừng lại ở mức độ đánh giá hiện trạng và tính toán chỉ số tĩnh, chưa tích hợp các mô hình toán mô phỏng lan truyền chất ô nhiễm theo không gian và thời gian.

Hướng nghiên cứu tiếp theo được mở rộng từ phạm vi đề tài:

  • Mở rộng quan trắc định kỳ theo chu kỳ mùa và chế độ thủy văn của sông Nhuệ.
  • Bổ sung quan trắc các chỉ tiêu kim loại nặng, hóa chất bảo vệ thực vật và độc chất hữu cơ tại các cửa xả làng nghề.
  • Ứng dụng mô hình hóa thủy lực và chất lượng nước (như MIKE 11 hoặc QUAL2K) kết hợp GIS để dự báo diễn biến ô nhiễm và xây dựng các kịch bản kiểm soát tải lượng xả thải lưu vực sông Nhuệ.

Giá trị tham khảo

Khóa luận là nguồn tài liệu hữu ích cho:

  • Sinh viên, học viên các ngành Quản lý Tài nguyên và Môi trường, Khoa học Môi trường, Kỹ thuật Môi trường và Quản lý Đất đai tham khảo về quy trình quan trắc thực địa, phân tích mẫu nước theo hệ thống tiêu chuẩn TCVN/ISO.
  • Cán bộ quản lý môi trường tại các cơ quan quản lý nhà nước (Sở Tài nguyên và Môi trường, Phòng Tài nguyên và Môi trường quận Hà Đông) tham khảo phương pháp luận tính toán WQI theo Quyết định 879/QĐ-TCMT và kỹ thuật thành lập bản đồ phân vùng môi trường bằng phần mềm MapInfo.
  • Các nghiên cứu sinh, học viên thực hiện đề tài về kiểm soát ô nhiễm nước mặt, đánh giá sức chịu tải lưu vực sông và quy hoạch thoát nước đô thị ven đô.

Câu hỏi thường gặp

  1. Khóa luận sử dụng quy chuẩn kỹ thuật nào để đối chiếu chất lượng nước sông Nhuệ và kết quả cho thấy chỉ tiêu nào đạt quy chuẩn? Khóa luận sử dụng Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng nước mặt QCVN 08-MT:2015/BTNMT (Cột B1) làm căn cứ đối chiếu. Trong số 10 thông số phân tích tại 15 vị trí lấy mẫu, chỉ có duy nhất chỉ tiêu pH (dao động từ 7,0 đến 7,3) đạt giới hạn quy chuẩn cho phép (5,5–9), tất cả 9 thông số còn lại đều vượt quy chuẩn nhiều lần.

  2. Giá trị chỉ số chất lượng nước (WQI) tại 15 điểm lấy mẫu trên đoạn sông qua quận Hà Đông đạt bao nhiêu và thuộc phân cấp nào? Kết quả tính toán theo công thức của Quyết định số 879/QĐ-TCMT cho thấy giá trị WQI tại tất cả 15 điểm lấy mẫu đều đạt kết quả $\text{WQI} = 3$. Giá trị này thuộc dải phân cấp 0–25 (màu đỏ), biểu thị mức "Nước ô nhiễm nặng, cần các biện pháp xử lý trong tương lai".

  3. Mức độ ô nhiễm của các chỉ tiêu hữu cơ, dinh dưỡng và vi sinh vật trên đoạn sông nghiên cứu vượt quy chuẩn ở mức độ nào? Các chỉ tiêu đều vượt ngưỡng QCVN 08-MT:2015/BTNMT (Cột B1) ở mức rất cao: $\text{BOD}_5$ vượt 5,4–7,7 lần (81–116 mg/l); COD vượt 4,8–10,4 lần (144–312 mg/l); $\text{N-NH}_4^+$ vượt 18,36–31,98 lần (16,52–28,78 mg/l); $\text{P-PO}_4^{3-}$ vượt 17,94–50,7 lần (5,382–15,2172 mg/l); đặc biệt Coliform vượt từ 146,6 đến 3.200 lần (1.100.000–24.000.000 MPN/100ml) và nồng độ DO bị suy giảm chỉ còn 0,4–1,5 mg/l.

  4. Kết quả phỏng vấn 50 người dân địa phương phản ánh hiện trạng sử dụng và nhận thức về nguồn gây ô nhiễm nước sông Nhuệ như thế nào? Khảo sát ghi nhận 100% người dân nhận định nước sông bị ô nhiễm, 72% hộ dân hoàn toàn không sử dụng nước sông, 28% chỉ dùng để tưới tiêu và 0% dùng cho sinh hoạt. Người dân xác định các nguồn gây ô nhiễm chính gồm nước thải sinh hoạt (36%), công nghiệp (24%), làng nghề (14%) và bệnh viện (14%); đồng thời 38% số người được hỏi thừa nhận có hành vi vứt rác thải rắn trực tiếp xuống dòng sông.

  5. Quy trình thành lập bản đồ phân vùng chất lượng nước trên phần mềm MapInfo được tác giả thực hiện qua những bước nào? Quy trình xây dựng bản đồ trên MapInfo gồm 6 bước: (1) Cắt khu vực nghiên cứu; (2) Định vị bản đồ; (3) Tách và số hóa lớp thông tin; (4) Tạo trường và lập cơ sở dữ liệu thuộc tính; (5) Tạo bản đồ chuyên đề theo các cấp chỉ số WQI; (6) Biên tập bản đồ và xuất bản in theo tỷ lệ quy định.

Kết luận

Khóa luận tốt nghiệp của tác giả Lê Thị Mai đã hoàn thành đầy đủ các mục tiêu đề ra về việc đánh giá hiện trạng ô nhiễm và thành lập bản đồ phân vùng chất lượng nước sông Nhuệ đoạn qua quận Hà Đông bằng việc kết hợp quan trắc thực địa, phân tích phòng thí nghiệm, tính toán chỉ số WQI và ứng dụng GIS. Kết quả nghiên cứu khẳng định đoạn sông đang trong tình trạng ô nhiễm hữu cơ, dinh dưỡng và vi sinh vật nghiêm trọng với giá trị $\text{WQI} = 3$ trên toàn tuyến. Công trình cung cấp hệ thống cơ sở dữ liệu thực nghiệm chuẩn xác cùng các đề xuất giải pháp quản lý, kỹ thuật thiết thực nhằm phục vụ công tác kiểm soát ô nhiễm và cải thiện chất lượng môi trường nước lưu vực sông Nhuệ.