Nghiên cứu hiện trạng chất lượng nước sông Cầu đoạn chảy qua tỉnh Thái Nguyên

Luận văn thạc sĩ nghiên cứu hus nghiên cứu hiện trạng chất lượng nước sông cầu đoạn chảy qua địa bàn tỉnh thái nguyên, đánh giá hiện trạng, phân tích vấn đề, đề xuất biện pháp

• Tác giả: Trần Thị Thu Hƣơng
• Người hướng dẫn: PGS. Nguyễn Xuân Hải
• Trường học: Trường Đại học Khoa học Tự nhiên
• Chuyên ngành: Khoa học môi trƣờng
• Đề tài: Nghiên cứu hiện trạng chất lƣợng nƣớc sông Cầu đoạn chảy qua địa bàn tỉnh Thái Nguyên
• Loại tài liệu: Luận văn thạc sĩ khoa học
• Năm xuất bản: 2012
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• MỞ ĐẦU
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU
• 1.1. Tổng quan về lưu vực sông Cầu
• 1.1.1. Vị trí địa lý
• 1.1.2. Đặc điểm địa hình
• 1.1.3. Đặc điểm khí hậu, khí tượng thủy văn
• 1.1.4. Kinh tế - xã hội
• 1.1.5. Đa dạng sinh học
• 1.1.6. Tài nguyên nước
• 1.1.7. Tầm quan trọng của lưu vực sông
• 1.1.8. Các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng nước mặt
• 1.1.9. Tác động của phát triển công nghiệp
• 1.1.10. Tác động từ hoạt động sinh hoạt, dịch vụ, du lịch
• 1.1.11. Tác động của phát triển nông nghiệp
• 1.1.12. Tổng quan về chỉ số chất lượng nước
• 1.1.13. Tình hình nghiên cứu chỉ số chất lượng nước trên thế giới
• 1.1.14. Tình hình nghiên cứu và áp dụng chỉ số chất lượng tại Việt Nam
• 2. CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 2.1. Đối tượng nghiên cứu
• 2.2. Phạm vi nghiên cứu đề tài
• 2.3. Nội dung nghiên cứu
• 2.4. Phương pháp nghiên cứu
• 2.4.1. Phương pháp thống kê, kế thừa truyền thống
• 2.4.2. Phương pháp điều tra, khảo sát thực địa
• 2.4.3. Phương pháp đo đạc, lấy mẫu ngoài thực địa và phân tích trong phòng thí nghiệm
• 2.4.4. Phương pháp đánh giá chỉ số chất lượng nước
• 3. CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN
• 3.1. Đánh giá hiện trạng và diễn biến chất lượng nước sông Cầu đoạn chảy qua tỉnh Thái Nguyên
• 3.1.1. Cơ sở đánh giá
• 3.1.2. Hiện trạng chất lượng nước
• 3.1.3. Áp dụng phương pháp tính WQI chất lượng nước sông Cầu đoạn chảy qua tỉnh Thái Nguyên
• 3.1.4. Tính giá trị WQI
• 3.1.5. Đánh giá chất lượng nước theo giá trị WQI
• 3.2. Đề xuất các giải pháp nhằm bảo vệ và sử dụng hợp lý môi trường nước lưu vực sông Cầu đoạn chảy qua địa bàn tỉnh Thái Nguyên
• 3.2.1. Công tác kiện toàn tổ chức
• 3.2.2. Tăng cường hiệu lực, năng lực quản lý
• 3.2.3. Tổ chức thực hiện các chương trình, dự án về bảo vệ môi trường
• 3.2.4. Tăng cường nguồn lực đầu tư
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng quan về nghiên cứu chất lượng nước sông Cầu tại Thái Nguyên

Nghiên cứu chất lượng nước sông Cầu tại Thái Nguyên là một vấn đề cấp thiết trong bối cảnh ô nhiễm môi trường ngày càng gia tăng. Sông Cầu, một nhánh quan trọng của hệ thống sông Thái Bình, cung cấp nước cho nhiều hoạt động kinh tế và sinh hoạt của người dân. Việc đánh giá chất lượng nước sông Cầu không chỉ giúp bảo vệ nguồn nước mà còn đảm bảo sức khỏe cộng đồng.

1.1. Tầm quan trọng của sông Cầu trong phát triển kinh tế

Sông Cầu đóng vai trò quan trọng trong việc cung cấp nước cho nông nghiệp, công nghiệp và sinh hoạt. Nguồn nước từ sông Cầu hỗ trợ cho hàng triệu người dân tại các tỉnh Bắc Kạn, Thái Nguyên, Bắc Giang, Bắc Ninh, Vĩnh Phúc và Hải Dương.

1.2. Các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng nước sông Cầu

Chất lượng nước sông Cầu bị ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố như ô nhiễm từ hoạt động công nghiệp, sinh hoạt và nông nghiệp. Các chất thải từ các khu vực đô thị và nông thôn cũng góp phần làm suy giảm chất lượng nước.

II. Vấn đề ô nhiễm nước sông Cầu và thách thức hiện tại

Ô nhiễm nước sông Cầu đang trở thành một vấn đề nghiêm trọng, ảnh hưởng đến sức khỏe cộng đồng và hệ sinh thái. Nước thải từ các nhà máy, khu công nghiệp và sinh hoạt không được xử lý đúng cách đã làm gia tăng mức độ ô nhiễm.

2.1. Nguyên nhân chính gây ô nhiễm nước sông Cầu

Các nguyên nhân chính bao gồm nước thải công nghiệp, nước thải sinh hoạt và chất thải nông nghiệp. Việc thiếu các biện pháp xử lý nước thải hiệu quả đã dẫn đến tình trạng ô nhiễm nghiêm trọng.

2.2. Hệ quả của ô nhiễm nước đối với sức khỏe con người

Ô nhiễm nước sông Cầu có thể gây ra nhiều bệnh tật cho người dân, đặc biệt là các bệnh liên quan đến đường tiêu hóa và hô hấp. Việc sử dụng nước ô nhiễm trong sinh hoạt và sản xuất thực phẩm là một mối nguy hiểm lớn.

III. Phương pháp nghiên cứu chất lượng nước sông Cầu hiệu quả

Để đánh giá chất lượng nước sông Cầu, nhiều phương pháp nghiên cứu đã được áp dụng. Trong đó, chỉ số chất lượng nước (WQI) là một trong những công cụ hữu hiệu nhất để đánh giá tổng thể chất lượng nước.

3.1. Phương pháp tính toán chỉ số chất lượng nước WQI

WQI được tính toán dựa trên nhiều thông số chất lượng nước như pH, DO, BOD, COD và TSS. Phương pháp này giúp đánh giá tổng quát chất lượng nước và so sánh giữa các thời điểm khác nhau.

3.2. Các chỉ tiêu quan trọng trong đánh giá chất lượng nước

Các chỉ tiêu như độ trong, nồng độ oxy hòa tan, và hàm lượng chất rắn lơ lửng là những yếu tố quan trọng trong việc đánh giá chất lượng nước sông Cầu. Những chỉ tiêu này phản ánh tình trạng ô nhiễm và khả năng tự làm sạch của dòng sông.

IV. Kết quả nghiên cứu chất lượng nước sông Cầu tại Thái Nguyên

Kết quả nghiên cứu cho thấy chất lượng nước sông Cầu đang ở mức báo động. Nhiều điểm quan trắc cho thấy nồng độ ô nhiễm vượt quá tiêu chuẩn cho phép, ảnh hưởng đến sức khỏe cộng đồng và hệ sinh thái.

4.1. Đánh giá hiện trạng chất lượng nước sông Cầu

Theo các số liệu quan trắc, nhiều chỉ tiêu chất lượng nước sông Cầu không đạt tiêu chuẩn, đặc biệt là nồng độ BOD và COD. Điều này cho thấy mức độ ô nhiễm nghiêm trọng và cần có biện pháp khắc phục kịp thời.

4.2. So sánh chất lượng nước giữa các mùa

Chất lượng nước sông Cầu có sự biến đổi theo mùa, với mức độ ô nhiễm cao hơn vào mùa mưa do lượng nước thải từ các hoạt động nông nghiệp và sinh hoạt tăng lên.

V. Giải pháp bảo vệ và cải thiện chất lượng nước sông Cầu

Để cải thiện chất lượng nước sông Cầu, cần có các giải pháp đồng bộ từ quản lý nguồn nước đến xử lý nước thải. Việc nâng cao nhận thức cộng đồng cũng là một yếu tố quan trọng.

5.1. Các biện pháp quản lý nguồn nước hiệu quả

Cần thiết lập các quy định chặt chẽ về xả thải và tăng cường kiểm tra, giám sát các hoạt động xả thải vào sông Cầu. Việc áp dụng công nghệ xử lý nước thải hiện đại cũng là một giải pháp khả thi.

5.2. Tăng cường giáo dục cộng đồng về bảo vệ môi trường

Giáo dục cộng đồng về tầm quan trọng của việc bảo vệ nguồn nước và các biện pháp giảm thiểu ô nhiễm là rất cần thiết. Các chương trình tuyên truyền có thể giúp nâng cao ý thức của người dân trong việc bảo vệ môi trường.

VI. Kết luận và triển vọng tương lai cho chất lượng nước sông Cầu

Nghiên cứu chất lượng nước sông Cầu tại Thái Nguyên đã chỉ ra nhiều vấn đề nghiêm trọng cần được giải quyết. Tuy nhiên, với sự quan tâm và hành động kịp thời, có thể cải thiện chất lượng nước trong tương lai.

6.1. Tương lai của chất lượng nước sông Cầu

Nếu các biện pháp bảo vệ môi trường được thực hiện hiệu quả, chất lượng nước sông Cầu có thể được cải thiện, đảm bảo an toàn cho người dân và hệ sinh thái.

6.2. Vai trò của cộng đồng trong bảo vệ nguồn nước

Cộng đồng cần đóng vai trò tích cực trong việc bảo vệ nguồn nước, từ việc giảm thiểu ô nhiễm đến tham gia các hoạt động bảo vệ môi trường. Sự hợp tác giữa các cơ quan chức năng và người dân là rất quan trọng.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Lưu vực sông Cầu giữ vai trò huyết mạch trong hệ thống sông Thái Bình với tổng diện tích tự nhiên đạt 10.530 km², phục vụ trực tiếp cho hơn 6,7 triệu dân thuộc 6 tỉnh thành và khu vực phụ cận. Riêng tại tỉnh Thái Nguyên, mật độ dân số trung bình năm 2010 đã vượt mức 427 người/km², gấp đôi mật độ bình quân cả nước. Sự phát triển vượt bậc của các trung tâm công nghiệp luyện kim, khai khoáng cùng quá trình đô thị hóa nhanh đã tạo áp lực cực lớn lên nguồn nước mặt, khiến lưu lượng nước thải công nghiệp phát sinh gần 2 triệu m³/tháng và nước thải sinh hoạt đô thị vượt 90.000 m³/ngày, phần lớn xả trực tiếp chưa qua xử lý triệt để.

Đề tài tập trung giải quyết bài toán suy thoái môi trường nước bằng cách đánh giá toàn diện hiện trạng ô nhiễm, phân tích diễn biến theo không gian và thời gian từ năm 2009 đến năm 2012 trên đoạn sông Cầu chảy qua địa bàn tỉnh Thái Nguyên. Mục tiêu cụ thể là xác định nguyên nhân gây suy giảm chất lượng nước theo quy chuẩn quốc gia, áp dụng công cụ Chỉ số chất lượng nước (Water Quality Index - WQI) theo hướng dẫn chuẩn hóa để lượng hóa mức độ ô nhiễm, từ đó đề xuất hệ thống giải pháp quản lý khả thi. Kết quả nghiên cứu mang ý nghĩa thực tiễn to lớn trong việc quy hoạch tài nguyên nước, bảo vệ nguồn cấp nước sinh hoạt cho hơn 1,13 triệu dân địa phương và duy trì nguồn nước tưới tiêu cho hơn 24.000 ha đất canh tác nông nghiệp.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu được xây dựng dựa trên lý thuyết kiểm soát ô nhiễm lưu vực sông, lý thuyết tự làm sạch của thủy vực tự nhiên và hệ sinh thái thủy sinh. Ba mô hình đánh giá chất lượng nước được tích hợp gồm: mô hình đánh giá theo Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia QCVN 08:2008/BTNMT, mô hình chỉ số WQI của Quỹ Vệ sinh Quốc gia Hoa Kỳ (NSF-WQI), và mô hình WQI do Tổng cục Môi trường Việt Nam ban hành theo Quyết định số 879/QĐ-TCMT ngày 01/7/2011.

Khung lý thuyết tập trung vào 4 nhóm khái niệm và thông số chỉ thị cốt lõi:

• Nhóm thông số ô nhiễm hữu cơ gồm oxy hòa tan (DO), nhu cầu oxy sinh hóa (BOD5) và nhu cầu oxy hóa học (COD).
• Nhóm thông số phú dưỡng hóa phản ánh dư lượng phân bón và chất thải gồm amoni (N-NH4) và phosphat (P-PO4).
• Nhóm thông số vật lý và chất rắn lơ lửng gồm pH, độ đục và tổng chất rắn lơ lửng (TSS).
• Nhóm vi sinh vật chỉ thị vệ sinh nguồn nước đại diện bởi vi khuẩn Tổng Coliform.

Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu sử dụng hệ thống dữ liệu quan trắc thực địa tại 10 vị trí trọng điểm dọc theo dòng chảy sông Cầu từ thượng lưu đến hạ lưu, kéo dài liên tục qua 4 năm từ 2009 đến 2012. Cỡ mẫu nghiên cứu bao gồm 8 đợt quan trắc chính (phân bổ thành 2 đợt/năm tương ứng với mùa khô tại đợt 1 và mùa mưa tại đợt 4). Phương pháp chọn mẫu có chủ đích được áp dụng tại các vị trí tiếp nhận nguồn thải chiến lược: điểm kiểm soát nền tại Văn Lăng (SCA1-1), điểm sau hợp lưu sông Đu tại Sơn Cẩm (SCA1-3), cầu Gia Bảy (SCA1-4), sau điểm xả suối Loàng 200m (SCA3-2), sau điểm xả suối Cam Giá 300m tiếp nhận nước thải luyện kim (SCA3-1), sau cửa xả suối Phố Hương 200m (SCA3-5) và điểm hạ lưu cầu Mây (SCA1-6).

Phương pháp lấy mẫu, bảo quản và phân tích trong phòng thí nghiệm tuân thủ nghiêm ngặt theo Tiêu chuẩn Quốc gia (TCVN) và Tiêu chuẩn Hoa Kỳ (Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater). Lý do lựa chọn thuật toán WQI theo Quyết định 879/QĐ-TCMT là khả năng tích hợp đa thông số thành một giá trị định lượng duy nhất từ 0 đến 100, kết hợp hàm căn bậc ba giữa nhóm thông số hữu cơ, nhóm chất rắn và vi sinh vật, giúp loại bỏ sự phức tạp của từng chỉ tiêu đơn lẻ và trực quan hóa hiện trạng chất lượng nước.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

Kết quả phân tích chuỗi số liệu từ năm 2009 đến 2012 chỉ ra 4 phát hiện quan trọng:

1. Ô nhiễm hữu cơ gia tăng cục bộ tại khu vực đô thị và công nghiệp: Đoạn sông qua thành phố Thái Nguyên có hàm lượng BOD5 và COD tăng vọt. Trong năm 2010, nồng độ BOD5 tại hầu hết các điểm quan trắc vượt từ 1,5 đến 2,3 lần so với QCVN 08:2008/BTNMT cột A2. Nồng độ COD tại các trạm hạ lưu vượt ngưỡng giới hạn cho phép từ 1,07 đến 1,97 lần.
2. Nồng độ chất rắn lơ lửng (TSS) và độ đục tăng cao tại vùng khai khoáng: Khu vực Sơn Cẩm và sau cửa xả suối Phượng Hoàng ghi nhận hàm lượng TSS cao bất thường vào mùa khô, vượt quy chuẩn từ 1,2 đến 3,6 lần do hoạt động tuyển rửa khoáng sản chưa qua xử lý lắng đọng hoàn thiện.
3. Mức độ ô nhiễm vi sinh vật nghiêm trọng: Chỉ số Coliform tại nhiều điểm xả thải ghi nhận giá trị rất cao. Điển hình tại điểm sau xả suối Loàng (SCA3-2), mật độ Coliform đợt 1/2012 đạt tới 13.300 MPN/100ml; đợt 4/2011 tại Văn Lăng đạt mức 130.000 MPN/100ml, vượt xa giới hạn cho phép đối với nguồn nước cấp sinh hoạt.
4. Chất lượng nước phân hóa rõ rệt theo mùa và có xu hướng cải thiện nhẹ: Điểm chỉ số WQI mùa khô trung bình phân bố ở mức 51 - 75 (chất lượng trung bình, sử dụng cho tưới tiêu), trong khi mùa mưa một số vị trí tụt xuống mức 26 - 50 (ô nhiễm, chỉ dùng cho giao thông thủy). Giai đoạn 2011 - 2012 ghi nhận xu hướng cải thiện khoảng 15 - 20% ở các chỉ tiêu BOD5 và COD so với giai đoạn 2009 - 2010.

Thảo luận kết quả

Diễn biến chất lượng nước có thể được trực quan hóa sinh động thông qua biểu đồ biến thiên nồng độ BOD5 và COD đa niên, kết hợp bản đồ phân vùng giá trị WQI bằng thang màu tiêu chuẩn (xanh, vàng, da cam, đỏ). Sự suy giảm chất lượng nước bắt đầu rõ nét từ sau điểm hợp lưu sông Đu và đạt đỉnh ô nhiễm sau khi tiếp nhận nước thải từ suối Cam Giá (nơi hứng chịu nước thải của tổ hợp luyện kim với hơn 6,4 triệu m³/năm) và suối Loàng.

Nguyên nhân cốt lõi bắt nguồn từ việc tỉnh có hơn 1.468 cơ sở sản xuất công nghiệp, lượng phân bón và hóa chất bảo vệ thực vật sử dụng trên 99.440 ha đất nông nghiệp với mức phát thải dư thừa ra nguồn nước ước tính 33%, tương đương gần 100 tấn hóa chất/năm. So sánh với các nghiên cứu trên lưu vực sông Đồng Nai hay sông Nhuệ - Đáy, chất lượng nước sông Cầu đoạn qua Thái Nguyên chịu tác động tổng hợp từ nước thải luyện kim và khai khoáng nặng nề hơn, nhưng khả năng tự làm sạch tự nhiên vào mùa lũ vẫn tương đối tốt nhờ mô-đun dòng chảy đạt 22 - 30 l/s.km².

Đề xuất và khuyến nghị

Dựa trên kết quả đánh giá thực nghiệm, nghiên cứu đề xuất 4 nhóm giải pháp chiến lược:

1. Kiện toàn mô hình tổ chức và cơ chế phối hợp vùng: Thành lập Ban chỉ đạo quản lý thống nhất lưu vực sông Cầu cấp tỉnh, thiết lập mạng lưới chia sẻ dữ liệu quan trắc tự động định kỳ 24/7 giữa Thái Nguyên và 5 tỉnh lân cận trước năm 2015, nhằm kiểm soát 100% các nguồn xả thải liên tỉnh.
2. Nâng cao năng lực giám sát và chế tài quản lý môi trường: Sở Tài nguyên và Môi trường tỉnh Thái Nguyên cần triển khai lắp đặt trạm quan trắc tự động tại 10 điểm nóng xả thải trọng điểm, phấn đấu đến năm 2016 kiểm soát và xử lý đạt chuẩn 100% lượng nước thải công nghiệp từ các cơ sở luyện kim, khai khoáng và chế biến thực phẩm.
3. Đầu tư xây dựng hạ tầng thu gom và xử lý nước thải tập trung: Ủy ban nhân dân tỉnh cần ưu tiên phân bổ ngân sách và thu hút vốn ODA để xây dựng 2 nhà máy xử lý nước thải sinh hoạt tập trung cho khu vực đô thị thành phố Thái Nguyên và thị xã Sông Công với công suất xử lý tối thiểu 50.000 m³/ngày đêm trong giai đoạn 2015 - 2020.
4. Thúc đẩy kỹ thuật canh tác nông nghiệp sạch và kiểm soát chăn nuôi: Chi cục Bảo vệ thực vật phối hợp chính quyền địa phương tập huấn giảm thiểu 30% lượng thuốc bảo vệ thực vật và phân bón hóa học dư thừa, đồng thời bắt buộc 100% trang trại chăn nuôi quy mô trên 500 gia súc phải lắp đặt công trình khí sinh học Biogas xử lý nước thải trước năm 2017.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

1. Cán bộ quản lý tại các cơ quan chuyên môn về môi trường: Cán bộ Sở Tài nguyên và Môi trường, Chi cục Bảo vệ Môi trường sử dụng luận văn làm cơ sở dữ liệu nền tảng phục vụ việc lập báo cáo hiện trạng môi trường định kỳ và quy hoạch phân vùng chất lượng nước.
2. Kỹ sư và nhà tư vấn công nghệ môi trường: Đội ngũ kỹ sư thiết kế trạm xử lý nước thải công nghiệp, nước thải y tế có thể trích xuất các thông số tải lượng BOD5, COD, TSS để tính toán công suất thiết bị chính xác.
3. Giảng viên, nghiên cứu sinh và học viên cao học: Các nhà nghiên cứu chuyên ngành Khoa học Môi trường, Quản lý Môi trường, Kỹ thuật Môi trường khai thác phương pháp luận tính toán WQI theo Quyết định 879/QĐ-TCMT làm tài liệu giảng dạy và mở rộng mô hình hóa chất lượng nước.
4. Doanh nghiệp sản xuất công nghiệp và hiệp hội khai khoáng: Ban lãnh đạo doanh nghiệp tại các khu công nghiệp Gang thép, mỏ khoáng sản tham khảo để nắm rõ tác động phát thải, từ đó xây dựng kế hoạch kiểm toán môi trường và đổi mới công nghệ xử lý chất thải nội bộ.

Câu hỏi thường gặp

Chỉ số WQI tính theo Quyết định 879/QĐ-TCMT có ưu điểm gì so với phương pháp đánh giá truyền thống? Phương pháp WQI tích hợp nhiều thông số lý - hóa - sinh phức tạp (DO, BOD5, COD, TSS, Coliform...) thành một thang điểm duy nhất từ 0 đến 100. Điều này giúp các nhà quản lý và cộng đồng dễ dàng nhận biết mức độ an toàn của nguồn nước qua màu sắc trực quan thay vì phải phân tích riêng lẻ từng nồng độ chất ô nhiễm.

Vì sao chất lượng nước sông Cầu vào mùa mưa lại có hàm lượng BOD và Coliform tăng cao? Vào mùa mưa, lượng mưa lớn chiếm 87% tổng lượng mưa cả năm gây rửa trôi bề mặt trên diện tích đất nông nghiệp, mang theo phân bón, thuốc bảo vệ thực vật và chất thải sinh hoạt từ các khu dân cư. Đồng thời, dòng chảy xiết làm xáo trộn lớp bùn đáy tích tụ, khiến nồng độ chất hữu cơ và vi sinh vật tăng vọt.

Đoạn sông Cầu nào trên địa bàn tỉnh Thái Nguyên bị ô nhiễm nặng nhất? Khu vực chịu ô nhiễm nặng nhất là đoạn chảy qua thành phố Thái Nguyên, đặc biệt tại các điểm tiếp nhận nước thải sau suối Cam Giá (nơi xả thải của KCN Gang thép với hơn 6,4 triệu m³/năm) và sau suối Loàng tiếp nhận nước thải sinh hoạt đô thị chưa qua xử lý.

Các thông số nào được coi là chỉ thị chính cho ô nhiễm nước mặt trong nghiên cứu này? Nghiên cứu xác định 4 nhóm chỉ thị chính: oxy hòa tan (DO), nhu cầu oxy sinh hóa (BOD5), nhu cầu oxy hóa học (COD) đại diện cho ô nhiễm hữu cơ; chất rắn lơ lửng (TSS) đại diện cho khai khoáng; và Tổng Coliform đại diện cho ô nhiễm vi sinh từ chất thải sinh hoạt.

Kết quả nghiên cứu này có thể áp dụng cho các lưu vực sông khác tại Việt Nam không? Quy trình đánh giá và thuật toán WQI theo Quyết định 879/QĐ-TCMT hoàn toàn có thể nhân rộng cho các hệ thống sông mặt lục địa khác như sông Đáy, sông Mã, sông Hương, giúp chuẩn hóa công tác giám sát chất lượng nước trên quy mô liên vùng và toàn quốc.

Kết luận

• Đã thiết lập bức tranh toàn diện về chất lượng nước sông Cầu đoạn qua Thái Nguyên qua 10 trạm quan trắc liên tục trong giai đoạn 2009 - 2012.
• Chứng minh tính thực tiễn và độ chính xác của chỉ số WQI theo Quyết định 879/QĐ-TCMT trong việc lượng hóa mức độ suy thoái môi trường nước mặt.
• Xác định rõ nguồn thải công nghiệp gang thép (>6,4 triệu m³/năm) và nước thải sinh hoạt đô thị (>90.000 m³/ngày) là nguyên nhân chính gây ô nhiễm hữu cơ và vi sinh.
• Đề xuất khung giải pháp quản lý đồng bộ từ kiện toàn thể chế, nâng cấp công nghệ xử lý đến đẩy mạnh quan trắc tự động hóa giai đoạn 2015 - 2020.
• Đóng góp nguồn tư liệu học thuật chuẩn mực, tạo tiền đề khoa học vững chắc cho các đề án kiểm soát ô nhiễm nước lưu vực sông Thái Bình.

Quý độc giả, nhà nghiên cứu và cơ quan quản lý quan tâm có thể khai thác chi tiết các bảng số liệu quan trắc, thuật toán tính WQI và bản đồ phân vùng môi trường nước trong toàn văn công trình nghiên cứu để áp dụng hiệu quả vào thực tiễn quản lý lưu vực sông.

Trích đoạn nội dung tài liệu

MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của đề tài Sông Cầu là một nhánh sông quan trọng của hệ thống sông Thái Bình, đây là nơi lƣu trữ nguồn tài nguyên thiên nhiên dồi dào, cấp nƣớc cho các hoạt động công nghiệp, nông nghiệp và sinh hoạt trên địa bàn 6 tỉnh Bắc Kạn, Thái Nguyên, Bắc Giang, Bắc Ninh, Vĩnh Phúc và Hải Dƣơng. Hiện nay, cùng với sự phát triển kinh tế xã hội của 6 tỉnh, hầu hết trong một điều kiện nghèo, đông dân, công nghệ lạc hậu cùng với sự thiếu ý thức của con ngƣời đã làm suy giảm nghiêm trọng chất lƣợng nƣớc, ảnh hƣởng tới cảnh quan lƣu vực. Thái Nguyên là tỉnh gần nhƣ nằm trọn trong lƣu vực sông Cầu.

Theo số liệu quan trắc hàng năm, đoạn sông Cầu chảy qua Thành phố Thái Nguyên đã bị ô nhiễm nặng, do tiếp nhận nƣớc thải công nghiệp, nƣớc thải sinh hoạt cũng nhƣ chất thải từ các hoạt động dọc hai bờ sông. Để đánh giá tổng quát và định lƣợng chất lƣợng nƣớc, nhiều quốc gia trên thế giới đã sử dụng Chỉ số chất lƣợng nƣớc (Water Quality Index - WQI). WQI là một thông số "tổ hợp" đƣợc tính toán từ nhiều thông số chất lƣợng nƣớc riêng biệt theo một phƣơng pháp xác định. Thang điểm WQI thƣờng là từ 0 (ứng với chất lƣợng xấu nhất) đến 100 (ứng với chất lƣợng nƣớc tốt nhất).

Mới đây, tại Việt Nam, ngày 01/7/2011, Tổng cục môi trƣờng đã ban hành Quyết định số 879/QĐ-TCMT về ban hành sổ tay hƣớng dẫn tính toán chỉ số chất lƣợng nƣớc áp dụng cho đánh giá hiện trạng chất lƣợng môi trƣờng nƣớc mặt lục địa Việt Nam. Với WQI, có thể giám sát diễn biến tổng quát về chất lƣợng nƣớc, so sánh đƣợc chất lƣợng nƣớc các sông, thông tin cho cộng đồng và các nhà hoạch định chính sách hiểu về chất lƣợng nƣớc, có thể bản đồ hóa chất lƣợng nƣớc. Với những ƣu điểm đó, hiện nay WQI đƣợc xem là một công cụ hữu hiệu quản lý nguồn nƣớc. Trên cơ sở đó, đề tài "Nghiên cứu hiện trạng chất lượng nước sông Cầu đoạn chảy qua tỉnh Thái Nguyên" đƣợc lựa chọn với mục đích đánh giá tổng quan chất lƣợng nƣớc sông Cầu dựa trên phƣơng pháp mới, có nhiều ƣu điểm phục vụ 1 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] công tác quản lý môi trƣờng và đề xuất các biện pháp quản lý môi trƣờng nƣớc trên địa bàn tỉnh Thái Nguyên.

Mục tiêu nghiên cứu của đề tài: - Đánh giá chất lƣợng nƣớc theo phƣơng pháp hiện hành và tìm hiểu các nguyên nhân gây ô nhiễm chất lƣợng nƣớc; - Đánh giá chất lƣợng nƣớc theo phƣơng pháp tính chỉ số chất lƣợng nƣớc (WQI); - Đề xuất các giải pháp, biện pháp quản lý môi trƣờng nƣớc lƣu vực sông Cầu đoạn chảy qua địa bàn tỉnh Thái Nguyên. 2 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] Chƣơng 1 - TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1. Tổng quan về lƣu vực sông Cầu 1. Vị trí địa lý Lƣu vực sông Cầu nằm trong phạm vi toạ độ địa lý: 21o07’ - 22o18’ vĩ bắc, 105o28’ - 106o08’ kinh đông, có tổng diện tích lƣu vực là 10530 km2, bao gồm toàn bộ hay phần lãnh thổ 6 tỉnh (Bắc Kạn, Bắc Giang, Bắc Ninh, Thái Nguyên, Hải Dƣơng, Vĩnh Phúc) và 2 huyện thuộc Hà Nội, trong đó chính lƣu sông Cầu có chiều dài là 288 km và diện tích lƣu vực là 6030 km2.

Các phụ lƣu có tổng chiều dài là 1332 km và diện tích lƣu vực là 3535 km2. Đặc điểm địa hình Lƣu vực sông Cầu có dạng trải dài từ Bắc xuống Nam. Thung lũng phía thƣợng lƣu và trung lƣu nằm giữa hai cánh cung sông Gâm và cánh cung Ngân Sơn - Yên Lạc. Phần thƣợng lƣu sông Cầu chảy theo hƣớng Bắc Nam, độ cao trung bình đạt tới 300 - 400m, lòng sông hẹp và rất dốc, nhiều thác ghềnh và có hệ số uốn khúc lớn (>2,0), độ rộng trung bình trong mùa cạn khoảng 50 - 60m, 80 - 100m trong mùa lũ, độ dốc khoảng >0,1%.

Phần trung lƣu từ Chợ Mới, sông Cầu chảy theo hƣớng Tây Bắc - Đông Nam trên một đoạn khá dài sau đó trở lại hƣớng cũ cho tới Thái Nguyên. Đoạn này địa hình đã thấp xuống đáng kể, lòng sông mở rộng, độ dốc cũng giảm chỉ còn khoảng 0,05%, độ uốn khúc vẫn cao. Hạ lƣu sông Cầu đƣợc tính từ Thác Huống đến Phả Lại, từ đây hƣớng chảy chủ đạo là Tây Bắc - Đông Nam, địa hình có độ cao trung bình 10 đến 20m, lòng sông rất rộng 70 đến 150m và độ dốc giảm đáng kể, chỉ còn khoảng 0,01%. Mật độ sông suối trong lƣu vực sông Cầu thuộc loại cao: 0,95-1,2 km/km2, tổng chiều dài phụ lƣu có chiều dài lớn hơn 10 km là 1.

Một số số liệu đặc trưng hình thái các sông lưu vực sông Cầu [21] Diện Độ cao Hệ số Chiều Độ dốc Hệ số Mật độ Tên tích trung tập TT dài trung uốn lƣới sông lƣu bình trung (km) bình khúc sông vực LV nƣớc 1 Cầu 288 6030 190 16,1 2,1 2,02 0,95 3 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] Chợ 2 36 437 206 24,6 1,4 1,40 1,19 Chu Nghinh 3 46 465 290 39,4 1,5 1,60 1,05 Tƣờng 4 Đu 44 360 129 13,3 1,7 1,40 0,94 5 Công 96 951 224 27,3 2,2 1,43 1,20 6 Cà Lồ 89 881 87 4,7 1,7 2,7 0,73 1. Đặc điểm khí hậu, khí tƣợng thủy văn 1. Đặc điểm khí hậu Do địa hình thấp dần từ Bắc xuống Nam nên khí hậu của tỉnh vào mùa đông đƣợc chia thành ba vùng:  Vùng lạnh nhiều nằm ở phía Bắc huyện Võ Nhai.  Vùng lạnh vừa gồm huyện Định Hoá, Phú Lƣơng, Nam Võ Nhai.

 Vùng ấm gồm các huyện Đại Từ, Đồng Hỷ, Phổ Yên, Phú Bình, Thị xã Sông Công và thành phố Thái Nguyên. Về chế độ nhiệt: Bảng 1. Nhiệt độ trung bình và tổng số giờ nắng tại Thái Nguyên [13], [21] NHIỆT ĐỘ KHÔNG KHÍ TRUNG BÌNH THÁNG (0C) N/Th 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 TB 2007 15,7 17,6 18,8 24 28,6 29,3 28,9 28,3 28,3 25,7 21,9 16,6 23,6 2008 17,7 18 20 25,1 26,5 29 29,1 27,4 27,4 26,7 23,7 17,3 24 2009 16,2 21,6 20,7 22,9 26,7 29,4 29,6 28,5 26,8 25,4 20,3 29,5 24 2010 14,4 13,5 20,8 24 26,7 28,1 28,4 28,2 27,7 26,1 20,5 17,3 23 2011 15,1 21,9 20,5 24,1 26,5 29,2 28,9 29,4 28,3 26,2 21,0 19,4 24,2 TỔNG SỐ GIỜ NẮNG TRONG THÁNG (giờ) N/Th 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 TB TỔNG 2007 26 17 28 63 179 127 195 153 194 143 98 71 108 1294 2008 45 21 23 86 154 160 168 110 184 122 122 89 106 1274 2009 55 54 23 70 161 191 205 153 133 115 190 34 115 1384 2010 55 27 71 54 128 110 156 148 153 108 158 101 106 1269 2011 96 49 42 93 140 168 160 217 175 120 138 60 122 1458 4 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail. Về chế độ mưa: Với lƣợng mƣa khá lớn, trung bình 1451,3 - 2.030,2 mm, tổng lƣợng nƣớc mƣa tự nhiên của tỉnh Thái Nguyên dự tính lên tới 6,4 tỷ m3/năm.

Theo thời gian, lƣợng mƣa tập trung khoảng 87% vào mùa mƣa (từ tháng 5 đến tháng 10) trong đó riêng lƣợng mƣa tháng 7, 8 chiếm đến gần 30% tổng lƣợng mƣa cả năm và vì vậy thƣờng gây ra những trận lũ lụt lớn. Vào mùa khô, đặc biệt là tháng 12, tháng 1, lƣợng mƣa trong tháng chỉ bằng 0,5% lƣợng mƣa cả năm. Tổng lượng mưa các tháng trong năm [13], [21] TỔNG LƢỢNG MƢA THÁNG (mm) N/Th 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 TB TỔNG 2007 18,7 39,6 58,6 40,5 181,2 224,5 328,2 410,9 292,3 9 93 47,9 145,4 1744,4 2008 2,3 24,4 41 19,6 391,3 233,5 262,7 328,5 215,9 83,1 87,3 6,3 141,3 1695,9 2009 2,1 39,1 85,7 135,4 160,2 238,1 317,2 120,8 273,3 45,7 9,9 23,8 120,9 1451,3 2010 12,3 18,4 24,6 129,7 120,8 238,8 523,3 395,7 207,1 154,1 200,1 5,3 169,2 2030,2 2011 10,8 14,1 33,0 137,8 567,8 318,7 248,2 187,8 221,0 66,1 0,5 2,9 152,9 1808,7 c. Tốc độ gió và hướng gió Trên địa bàn Thái Nguyên, trong năm có 2 mùa chính, mùa Đông gió có hƣớng Bắc và Đông Bắc, mùa Hè gió có hƣớng Nam và Đông Nam.

Tốc độ gió trung bình trong các tháng khoảng từ 1,2 đến 1,6 m/s. Tốc độ gió lớn nhất dao động trong khoảng từ 10 đến 24 m/s. d/ Độ ẩm không khí Độ ẩm không khí trung bình trên địa bàn Thái Nguyên khá lớn và không có sự dao động lớn trong các tháng. Độ ẩm không khí trung bình các tháng trong năm [13], [21] ĐỘ ẨM KHÔNG KHÍ TRUNG BÌNH THÁNG (%) N/Th 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 TB 2007 83 83 86 85 84 85 84 86 80 79 85 76 83 2008 78 86 87 83 81 82 85 88 78 82 79 78 82 2009 71 83 90 82 77 80 80 84 84 80 75 84 81 5 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] 2010 83 77 86 87 80 83 83 85 86 85 79 75 82 2011 73 86 83 84 83 79 84 81 80 79 71 74 80 e/ Độ bền vững khí quyển Độ bền vững khí quyển xác định theo tốc độ gió và bức xạ mặt trời vào ban ngày và độ che phủ mây vào ban đêm.

Khu vực Thái Nguyên có lƣợng mây trung bình năm vào khoảng 7,5/10. Thời kỳ nhiều mây nhất là vào cuối mùa Đông mà tháng cực đại là tháng 3, lƣợng mây trung bình là 9/10, ít mây nhất là 4 tháng cuối năm, tháng đạt cực tiểu là tháng 10, 11, lƣợng mây trung bình chỉ 6/10. Thuỷ văn Dòng chảy trên lƣu vực sông Cầu khá đồng đều. Lƣu vực sông Công có modun dòng chảy vào khoảng 27-30 l/s.km2, vùng thƣợng lƣu sông Cầu (từ Thác Riềng trở lên) có modun dòng chảy năm là 22-24 l/s.km2 thuộc loại trung bình.

Vùng ít nƣớc nhất là sông Đu có modun dòng chảy năm là 19,5-23 l/s. Dòng chảy năm dao động không đáng kể, năm nhiều nƣớc chỉ lớn hơn năm ít nƣớc khoảng 1,8 đến 2,3 lần. Hệ số biến đổi dòng đạt khoảng 0,28. Nhìn chung, điều kiện khí hậu - thuỷ văn của tỉnh Thái Nguyên tƣơng đối thuận lợi về các mặt để có thể phát triển một hệ sinh thái đa dạng và bền vững, thuận lợi cho phát triển các ngành nông, lâm nghiệp nói chung.

Tuy vậy, vào mùa mƣa với lƣợng mƣa tập trung lớn thƣờng xảy ra tai biến về sụt lở, trƣợt đất, lũ quét ở một số triền đồi núi và lũ lụt ở khu vực dọc theo lƣu vực sông Cầu và sông Công. Kinh tế - xã hội Lƣu vực chiếm khoảng 47% diện tích của 6 tỉnh. Tổng dân số 6 tỉnh thuộc lƣu vực năm 2010 khoảng trên 6,7 triệu ngƣời.