CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU. Cơ sở pháp lý về quan trắc chất lượng nước mặt. Các phương pháp đánh giá chất lượng nước mặt.
Đánh giá chất lượng nước thao chỉ số chất lượng nước WQI. Đánh giá chất lượng nước bằng mô hình (SWAT). Các phương pháp thử nghiệm độc học nước. Thử nghiệm độc cấp tính.
Thử nghiệm độc mãn tính. Thử nghiệm độc tĩnh. Thử nghiệm độc động (liên tục). Tổng quan về quá trình Nitrat hóa và vi khuẩn Nitrosomonas.
Quá trình Nitrat hóa. Giới thiệu về vi khuẩn Nitrosomonas. Các nghiên cứu về Nitrosomonas stercoris trong chỉ thị mức độ ô nhiễm của môi trường. Các nghiên cứu liên quan về thử nghiệm độc tính nguồn nước.
Các nghiên cứu trên thế giới. Các nghiên cứu trong nước. Các yếu tố cơ bản ảnh hưởng đến chất lượng nước sông, kênh rạch khu vực nội thành TP. NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU.
Nội dung nghiên cứu. Phương pháp nghiên cứu. Phương pháp lấy mẫu. Phương pháp phân tích các thông số lý, hóa.
Phương pháp phân tích kim loại nặng. Phương pháp đánh giá tổng hợp chất lượng nước. Phương pháp thử nghiệm độc học. Phương pháp phân tích số liệu độc học.
Phương pháp phân tích số liệu theo hệ số tương quan. Phương pháp xử lý số liệu. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN. Kết quả khảo sát hiện trạng hệ thống kênh rạch nội thành TP.
Diễn biến chất lượng nước của các hệ thống kênh. Nhóm các chỉ tiêu lý học. Nhóm chỉ tiêu ô nhiễm hữu cơ. Nhóm chỉ tiêu dinh dưỡng.
Nhóm chỉ tiêu kim loại nặng. Đánh giá chất lượng nước dựa trên chỉ số chất lượng nước tổng hợp (WQI). Đánh giá chất lượng nước dựa trên chỉ số độc học nước. Diễn biến độc tính nguồn nước.
Đánh giá độc tính. Xác định chỉ số tương quan giữa thông số độc học và các thông số khác. Đề xuất một số giải pháp cải thiện chất lượng nước kênh rạch nội thành. Giải pháp chung.
Giải pháp riêng cho từng lưu vực kênh .96 viii KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ. 99 TÀI LIỆU THAM KHẢO. iv ix DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT TT Từ viết tắt Tiếng Anh Tiếng Việt 1 BOD Biological Oxygen Demand Nhu cầu oxy sinh học 2 CLN Chất lượng nước 3 COD Chemical Oxygen Demand Nhu cầu oxy hóa học 4 CP Chính phủ 5 DO Dissolved Oxygen Oxy hòa tan Dissolved Oxygen Uptake 6 DOUR Tỉ lệ tiêu thụ oxy hòa tan Rate Nồng độ gây ảnh hưởng 7 EC50 Effective Concentration 50 50% 8 GHCP Giới hạn cho phép International Organization Tổ chức tiêu chuẩn hóa Quốc 9 ISO for Standardization tế 10 IWWQ WasteWater Quality Index Chỉ số chất lượng nước thải 11 KCN Khu công nghiệp 12 KĐ-KT Kênh Đôi – Kênh Tẻ 13 LLDC Lưu lượng dòng chảy Giới hạn phát hiện của 14 MDL Method Detection Limit phương pháo Ngưỡng định lượng của 15 MQL Method Quantification Limit phương pháp 16 NĐ Nghị định 17 NL-TN Nhiêu Lộc – Thị Nghè National Sanitation Hiệp hội An toàn Thực 18 NSF Foundation phẩm Mỹ 19 ORP Oxygen Reducton Potential Khả năng oxy hóa khử 20 OUR Oxygen Uptake Rate Tỉ lệ tiêu thụ oxy Potential Ecotoxic Effects Chỉ số gây độc cho hệ sinh 21 PEEP Probe thái 22 QCVN Quy chuẩn Việt Nam x 23 QĐ Quyết định 24 TCMT Tổng cục Môi trường 25 TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam 26 TL-BC Tham Lương – Bến Cát 27 TN&MT Tài nguyên và Môi trường 28 TOC Total Organic Carbon Tổng các hợp chất hữu cơ 29 TP.HCM Thành phố Hồ Chí Minh 30 TSS Total Suspended Solids Tổng chất rắn lơ lửng 31 TT Thông tư 32 TH-BN Tàu Hủ - Bến Nghé 33 TH-LG Tân Hóa – Lò Gốm 34 WQI Water Quality Index Chỉ số chất lượng nước xi DANH MỤC HÌNH Hình 1. Vi khuẩn giáp xác Daphnia magna.2: Sinh vật thí nghiệm C.
Thước đo có chiều dài = 200μm (hình A), 500μm (hình B), và 2000μm (hình C).3: Vi khuẩn Nitrosomonas.4: Các khuẩn lạc và hình thái học của vi khuẩn Nitrosomonas stercoris KYUHI-ST.1: Bản đồ vị trí các điểm lấy mẫu nước thuộc 05 hệ thống kênh rạch nội thành TP.2: Thiết bị quan trắc di động – Mobilab3.4: Thiết bị phân tích COD (Elox100).5: Điện cực chọn lọc Ion NH3.6: Thiết bị AmMonitor.8: Thiết bị Turbimax.9: Thiết bị đo độc tính của nước - NitriTox.10: Sơ đồ nguyên lý làm việc của máy NitriTox.11: Các giai đoạn tiêu thụ oxy của vi sinh vật.1: Sơ đồ hiện trạng chất lượng nước kênh rạch nội thành theo chỉ số WQI thời điểm triều lên.2: Sơ đồ hiện trạng chất lượng nước kênh rạch nội thành theo chỉ số WQI thời điểm triều xuống.3: Chỉ số chất lượng nước (WQI) tại 10 trạm quan trắc nước kênh rạch TP.4: Bản đồ phân bố độc tính trung bình khi triều lên.5: Bản đồ phân bố độc tính trung bình khi triều xuống. 88 xiii DANH MỤC BẢNG Bảng 2.1: Phân bố thời gian lấy mẫu .2: Thống kê các vị trí lấy mẫu tại các hệ thống kênh rạch chính nội thành .3: Các phương pháp phân tích chỉ tiêu lý, hóa .4: Các phương pháp phân tích kim loại nặng trong nước. Quy định các giá trị qi, BPi. Bảng quy định các giá trị BPi và qi đối với DO% bão hòa.
Bảng quy định các giá trị BPi và qi đối với thông số pH .8: Mức đánh giá chất lượng môi trường nước mặt .9: Phân loại các giá trị tương quan .1: Đặc điểm hệ thống kênh rạch nội thành TP.2: Kết quả phân tích kim loại nặng ở các mẫu nước xuất hiện độc tính .3: Thang xếp loại chỉ số độc tính nước.4: Tổng hợp chỉ số tương quan giữa các thông số hóa lý và chỉ số độc học 90 Bảng 3.5: Các yếu tốt gây độc chính tại các lưu vực kênh. 94 xiv DANH MỤC ĐỒ THỊ Đồ thị 3.1: Diễn biến pH khi triều lên.2: Diễn biến pH khi triều xuống.3: So sánh kết quả đo pH thời điểm triều lên từ năm 2013 – 2017.4: So sánh kết quả đo pH thời điểm triều xuống từ năm 2013 – 2017.5: Diễn biến TSS khi triều lên.6: Diễn biến TSS khi triều xuống.7: So sánh kết quả phân tích TSS thời điểm triều lên từ năm 2013 – 2017.8: So sánh kết quả phân tích TSS thời điểm triều xuống từ 2013 – 2017.9: Diễn biến TOC thời điểm triều lên.10: Diễn biến TOC khi triều xuống.11: Diễn biến DO khi triều lên.12: Diễn biến DO khi triều xuống.13: So sánh kết quả đo DO thời điểm triều lên từ năm 2013 – 2017.14: So sánh kết quả đo DO thời điểm triều xuống từ năm 2013 – 2017.15: Diễn biến Amoni khi triều lên.16: Diễn biến Amoni khi triều xuống.17: So sánh kết quả amoni thời điểm triều lên từ năm 2013 – 2017.18: So sánh kết quả amoni thời điểm triều xuống từ năm 2013 – 2017.19: Diễn biến Phosphat khi triều lên.20: Diễn biến Phosphat khi triều xuống.21: So sánh kết quả phosphat thời điểm triều lên từ năm 2013 – 2017.22: So sánh kết quả phosphat thời điểm triều xuống từ năm 2013 – 2017.23: Kết quả xây dựng chỉ số WQI thời điểm triều lên.24: Kết quả xây dựng chỉ số WQI thời điểm triều xuống.25: Diễn biến độc tính nước khi triều lên. Diễn biến độc tính nước khi triều xuống.27: Tương quan giữa các thông số lý hóa và chỉ số độc học ở thời điểm triều lên.28: Tương quan giữa các thông số lý hóa và chỉ số độc học ở thời điểm triều xuống. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI “Phấn đấu đến năm 2020 nước ta cơ bản trở thành một nước công nghiệp hoá theo hướng hiện đại” là mục tiêu công nghiệp hóa, hiện đại hóa của nước ta hiện nay [8].
Trong đó, sự phát triển của các khu công nghiệp đã đóng góp đáng kể vào sự phát triển công nghiệp và chuyển dịch cơ cấu kinh tế [2], tạo thêm nhiều việc làm cho người lao động.HCM) là địa phương đi đầu trong cả nước về phát triển công nghiệp [27], với hệ thống 15 khu chế xuất - khu công nghiệp, và theo quy hoạch đến năm 2020 thành phố sẽ có 24 khu chế xuất - khu công nghiệp với tổng diện tích đất được duyệt là 6. Sự phát triển công nghiệp kèm theo quá trình đô thị hóa tại TP.HCM đã cải thiện được cuộc sống của người dân Thành phố, với GDP bình quân đầu người ước tính đến cuối năm 2015 đạt 5.538 USD/người. Tuy nhiên, sự phát triển này đã tạo ra hàng loạt các vấn đề cạn kiệt tài nguyên thiên nhiên, ô nhiễm và suy thoái chất lượng môi trường trên diện rộng. Chẳng hạn như, dự án “phố trên sông” Đồng Nai có thể làm thay đổi dòng chảy gây ảnh hưởng đến việc khai thác nước thô cung cấp cho hệ thống cấp nước TP.HCM nói riêng và môi trường khu vực hạ lưu nói chung [20].
Nhận thức được vấn đề suy thoái và bảo vệ môi trường, nhiều dự án liên quan đến vấn đề bảo vệ và cải tạo nguồn nước tại TP.HCM đã được tiến hành như: Dự án cái tạo kênh Nhiêu Lộc - Thị Nghè, kênh Tàu Hủ - Bến Nghé, kênh Tân Hóa - Lò Gốm và trong tương lai không xa các tuyến kênh Hồng Bàng (quận 6), Tham Lương - Bến Cát - Rạch Nước Lên (quận Gò Vấp, Tân Bình, Tân Phú, Bình Tân và Quận 12) hay rạch Xuyên Tâm (Quận Bình Thạnh, Quận Gò Vấp), … cũng sẽ được cải tạo [26]. Hiện trạng ô nhiễm đã và đang được TP.HCM quan trắc định kỳ với những chỉ tiêu thông dụng như lý, hóa, sinh và kim loại nặng tuy nhiên các yếu tố gây độc, cũng như nguyên nhân gây ra độc trong nước tại các hệ thống kênh rạch này vẫn chưa được quan tâm. Theo kết quả nghiên cứu của Thái Văn Nam (2007), các chỉ tiêu hóa lý, 2 kim loại nặng tồn tại trong môi trường nước có sự tương quan mật thiết đối với độc tính của nước, sự tương quan này cho thấy độc tính của nước sẽ được quyết định bởi các thông số lý hóa, kim loại năng và vi sinh trong nước. Các phương pháp thử nghiệm độc học truyền thống hiện nay chủ yếu sử dụng các sinh vật thử nghiệm như giáp xác, vi khuẩn phát quang, một số loài cá,.
Các phương pháp thử nghiệm truyền thống này thường phải tốn khoảng thời gian dài để theo dõi kết quả. Bên cạnh đó, phương pháp truyền thống cũng không đánh giá được diễn biến độc tính của nguồn nước. Một trong những phương pháp thử nghiệm độc học nhanh nhất hiện nay là phương pháp thử nghiệm với vi khuẩn Nitrosomonas stercoric [31, 36] với cơ chế độc tính dựa trên mức độ ức chế khả năng hô hấp của vi khuẩn trong các mẫu nước. Với thời gian thử nghiệm rất ngắn, phương pháp này có thể đánh giá được độc tính của nguồn nước một cách liên tục và tự động.