Khoa Hóa học-Trường Đhkhtn-đhqgn luận văn Thạc sĩ
Bảng 6: Chất lượng nước đánh giá theo WQI của NSF
tải về 460.32 Kb.
|
Bảng 6: Chất lượng nước đánh giá theo WQI của NSF
NSF-WQI là chỉ số chất lượng nước phổ biến được sử dụng làm cơ sở cho nhiều công trình nghiên cứu và ứng dụng WQI cho các nước đang phát triển khác[32].
WQI-CCME được xây dựng dựa trên rất nhiều số liệu khác nhau sử dụng một quy trình thống kê với tối thiểu 4 thông số và 3 hệ số chính. WQI-CCME là một công thức rất định lượng và việc sử dụng hết sức thuận tiện với các thông số cùng các giá trị chuẩn (mục tiêu chất lượng nước) của chúng có thể dễ dàng đưa vào WQI-CCME để tính toán tự động. Tuy nhiên, trong WQI-CCME, vai trò của các thông số chất lượng nước trong WQI được coi như nhau, mặc dù trong thực tế các thành phần CLN có vai trò khác nhau đối với nguồn nước, ví dụ như thành phần chất rắn lơ lửng không có ý nghĩa quan trọng đối với chất lượng nước nguồn nước như thành phần oxy hòa tan[33] 1.4.6. Chỉ số chất lượng nước ở Việt Nam Những chỉ số chất lượng nước đã áp dụng ở Việt nam hầu hết được dựa trên những chỉ số chất lượng nước phổ biến trên thế giới đã được điều chỉnh cho phù hợp với điều kiện của từng vùng. Công trình “Xây dựng WQI để đánh giá của quản lý hệ thống chất lượng nước sông Đồng Nai” của TS. Tôn Thất Lãng - Trường Cao đẳng Tài Nguyên và Môi Trường thành phố Hồ Chí Minh được đăng tải trong tuyển tập báo cáo Hội thảo Khoa học lần thứ 19- viện KHKTTN & MT năm 1996. Ở công trình này TS. Tôn Thất Lãng đã ứng dụng phương pháp Delphil [35] để xây dựng WQI có giá trị từ 1 đến 10. Tác giả đã xây dựng một hệ thống câu hỏi gửi đến cho các chuyên gia chất lượng nước để lựa chọn thông số chất lượng nước quan trọng và đánh giá trọng số biểu diễn độ quan trọng của các thông số chất lượng nước. Kết quả tính toán WQI được dùng để đánh giá diễn biến chất lượng nước sông Đồng Nai khu vực thành phố Hồ Chí Minh trong giai đoạn 1994-2004 cho thấy: Chất lượng nước sông Sài Gòn và sông Đồng Nai tại khu vực thành phố Hồ Chí Minh đều có xu hướng giảm theo thời gian. Chất lượng nước thay đổi từ ô nhiễm rất nhẹ đến ô nhiễm nhẹ 9 > WQI > 5. Đó là hậu quả của việc phát triển kinh tế cũng như công nghiệp mạnh mẽ của các địa phương trong khi cơ sở hạ tầng phục vụ lại không bắt kịp sự phát triển đó[30]. Trong bài “Nghiên cứu WQI để đánh giá và phân vùng chất lượng nước sông Hậu”, TS. Tôn Thất Lãng đã xây dựng chỉ số chất lượng nước khu vực hệ thống sông Hậu theo phương pháp Delphi [35]. Các hệ thống câu hỏi được gửi đến 40 chuyên gia chất lượng nước tại các Viện Nghiên cứu, trường Đại học, Trung tâm Môi trường v.v… trong đó ghi rõ các thông số thường được sử dụng trong việc đánh giá chất lượng nước để có cơ sở thống nhất cho các chuyên gia lựa chọn. Trong bảng câu hỏi cũng đưa ra các khoảng giá trị của từng thông số để các chuyên gia đánh giá chất lượng nước. Dựa vào ý kiến của các chuyên gia, đường cong phân hạng của từng thông số sẽ được xây dựng để có thể xác định chỉ số phụ. Đồng thời, các tiêu chuẩn đánh giá chất lượng nước dựa vào hệ thống chỉ số được đề xuất. Việc áp dụng chỉ số chất lượng nước được đánh giá bởi các nhà quản lý là phù hợp. Nó cung cấp một phương pháp đánh giá tổng hợp về chất lượng nước tại lưu vực sông Hậu phục vụ cho công tác qui hoạch, quản lý và kiểm soát chất lượng nước cho lưu vực sông này[32] Đề tài “Nghiên cứu phân vùng chất lượng nước theo WQI và đánh giá sử dụng các nguồn nước sông, kênh rạch ở vùng thành phố HCM” của PGS.TS Lê Trình-Phân viện CN mới và BVMT đã ứng dụng và cải tiến các mô hình WQI của quỹ vệ sinh Quốc gia Hoa kỳ và của Ấn độ (Bhargara) để phân vùng chất lượng nước và đánh giá khả năng sử dụng nước các sông. Đề xuất yêu cầu phân tích 10 thông số chọn lọc hoặc ít nhất 6 thông số để có thể đánh giá tổng quát về chất lượng nước toàn bộ lưu vực. Kết quả nghiên cứu này có giá trị cao trong đánh giá, phân loại chất lượng nước và phân vùng ô nhiễm các lưu vực sông, phục vụ cho sử dụng nước và quy hoạch kiểm soát ô nhiễm[28]. Trong đề tài khoa học CN của thành phố Hà nội “Nghiên cứu phân vùng chất lượng nước các sông, hồ, trên địa bàn thành phố Hà nội theo mô hình chỉ số chất lượng nước” (WQI) được sở KHCN – thành phố Hà nội, Viện Môi trường phát triển bền vững chủ trì và PGS.TS. Lê Trình làm chủ nhiệm thực hiện 2008-2009. Đề tài đã khảo sát phân tích bổ sung mức độ ô nhiễm các sông hồ tại 50 điểm, kết hợp đo đạc diễn biến chất lượng nước theo chiều dài các dòng sông với trên 30km và 2 thời điểm, mùa mưa 2008 và mùa khô 2009. Các tác giả đã áp dụng cải tiến các mô hình WQI của Hoa kỳ và Ấn độ để lập mô hình WQI phù hợp cho đặc điểm môi trường nước ở thành phố Hà nội với việc lựa chọn 10 thông số đặc trưng đó (DO, BOD5, TSS, tổng Colifom, pH, tổng N, độ đục, dầu mỡ, tổng P)[29]. Trong luận văn thạc sĩ khoa học - Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội - với đề tài “Nghiên cứu đánh giá mức độ ô nhiễm hữu cơ tại các hồ khu vực nội thành Hà Nội cũ thông qua chỉ số chất lượng nước Kannel” (2010), tác giả Đỗ Kiều Tú đã sử dụng chỉ số WQIkannel để đánh giá chất lượng nước của 22 hồ trong nội thành Hà Nội. WQIkannel được cải tiến từ phương pháp Delphi để đưa ra phương trình tổng quát tính chỉ số WQIkannel : WQIkannel = k Với n là tổng số các thông số Ci là giá trị của thông số i sau khi chuẩn hóa Pi là trọng số tương ứng cho mỗi thông số, giá trị Pi có khoảng từ 1-4. Giá trị quan trọng nhất đối với sự duy trì đời sống thủy sinh thì lấy giá trị là 4 (ví dụ như ôxi hòa tan) và giá trị chỉ định cho các thông số có ít ảnh hưởng hơn (ví dụ như hàm lượng clorua) K là hằng số chủ quan, K lấy giá trị từ 0,25 -1 tương ứng với nước bị ô nhiễm cao đến nước ít bị ô nhiễm theo nhận định sơ bộ. Trong WQIkannel giá trị trọng số chỉ phụ thuộc vào mức độ quan trọng của trọng số đối với sự duy trì cuộc sống thủy sinh, không liên quan đến tổng số thông số cần phân tích trong công thức, vì vậy khi ta thêm hay bớt số thông số thì giá trị trọng số trong công thức vẫn được giữ nguyên cho mỗi thông số. Bên cạnh đó WQIkannel còn có hằng số cảm quan k nên đánh giá đánh giá khá nhạy cho những vùng nước tiếp quản các nguồn thải trực tiếp. [27] Như vậy, hầu hết các phương pháp ở Việt Nam đã áp dụng đều dựa trên cơ sở WQI của Hoa kỳ (NSF-WQI), Bharavara (Ấn độ) và bộ Môi Trường Canada (WQI – CCME) có cải tiến cho phù hợp với chất lượng nước đúng với từng vùng vì những nhược điểm sau: NSF-WQI là chỉ số tổng quát cho phép đánh giá chất lượng nước tổng quan, ta phải tính cho 8-9 thông số chất lượng nước đặc trưng trên NFS-WQI dùng để đánh giá cho nhiều mục đích sử dụng: Nước cấp sinh hoạt, nước cấp sản xuất công nghiệp,...vì vậy khi chỉ cần đánh giá một đoạn sông, ao hoặc hồ cho 1 một mục đích riêng nào đó thì NFS-WQI sẽ đánh giá thiếu chính xác hơn.[33]. Trong WQI-CCME không tính đến trọng số có nghĩa rằng vai trò của các thông số chất lượng nước trong WQI được coi như nhau. Mặc dù trong thực tế các thành phần chất lượng nước có vai trò khác nhau đối với mỗi một nguồn nước khác nhau[34]. Các mô hình WQI đã được áp dụng không những đánh giá được chất lượng nước mà còn đề cập đến hiệu quả kinh tế trong việc kiểm soát chất lượng nước. Với mục đích của đề tài cao học, luận văn này lựa chọn phương pháp tính toán chỉ số chất lượng nước do Tổng cục Môi trường, Bộ Tài nguyên Môi trường hướng dẫn [3] 1.5. TÍNH TOÁN WQI a. Tính toán WQ thông số * WQIthông số (WQISI) được tính toán cho các thông số BOD5, COD, N-NH4+, P-PO43- , TSS, độ đục, Tổng Coliform theo công thức như sau:
Trong đó: BPi: Nồng độ giới hạn dưới của giá trị thông số quan trắc được quy định trong bảng 1 tương ứng với mức i BPi+1: Nồng độ giới hạn trên của giá trị thông số quan trắc được quy định trong bảng 1 tương ứng với mức i+1 qi: Giá trị WQI ở mức i đã cho trong bảng tương ứng với giá trị BPi qi+1: Giá trị WQI ở mức i+1 cho trong bảng tương ứng với giá trị BPi+1 Cp: Giá trị của thông số quan trắc được đưa vào tính toán.
Ghi chú: Trường hợp giá trị Cp của thông số trùng với giá trị BPi đã cho trong bảng, thì xác định được WQI của thông số chính bằng giá trị qi tương ứng.
Tính toán thông qua giá trị DO% bão hòa. Bước 1:
- Tính giá trị DObão hòa 
T: nhiệt độ môi trường nước tại thời điểm quan trắc (đơn vị: 0C). - Tính giá trị DO% bão hòa:
DOhòa tan: Giá trị DO quan trắc được (đơn vị: mg/l) Bước 2: Tính giá trị WQIDO:
Trong đó: Cp: giá trị DO% bão hòa BPi, BPi+1, qi, qi+1 là các giá trị tương ứng với mức i, i+1 trong Bảng 8.
Nếu giá trị DO% bão hòa ≤ 20 thì WQIDO bằng 1. Nếu 20< giá trị DO% bão hòa < 88 thì WQIDO được tính theo công thức (2) và sử dụng bảng 8. Nếu 88 ≤ giá trị DO% bão hòa ≤ 112 thì WQIDO bằng 100. Nếu 112 < giá trị DO% bão hòa < 200 thì WQIDO được tính theo công thức (1) và sử dụng bảng 8. Nếu giá trị DO% bão hòa ≥ 200 thì WQIDO bằng 1. * Tính giá trị WQI đối với thông số pH Bảng 9. Bảng quy định các giá trị BPi và qi đối với thông số pH
Nếu pH ≤ 5.5 thì WQIpH bằng 1. Nếu 5,5 < pH < 6 thì WQIpH được tính theo công thức (2) và sử dụng bảng 9. Nếu 6 ≤ pH ≤ 8,5 thì WQIpH bằng 100. Nếu 8.5 < pH < 9 thì WQIpH được tính theo công thức ( 1) và sử dụng bảng 9. Nếu pH ≥ 9 thì WQIpH bằng 1. b. Tính toán WQI Sau khi tính toán WQI đối với từng thông số nêu trên, việc tính toán WQI được áp dụng theo công thức sau:  ( 3)
Trong đó: WQIa: Giá trị WQI đã tính toán đối với 05 thông số: DO, BOD5, COD,
WQIb: Giá trị WQI đã tính toán đối với 02 thông số: TSS, độ đục WQIc: Giá trị WQI đã tính toán đối với thông số tổng Coliform WQIpH: Giá trị WQI đã tính toán đối với thông số pH. Ghi chú: Giá trị WQI sau khi tính toán sẽ được làm tròn thành số nguyên. 5. So sánh chỉ số chất lượng nước đã được tính toán với bảng đánh giá Sau khi tính toán được WQI, sử dụng bảng xác định giá trị WQI tương ứng với mức đánh giá chất lượng nước để so sánh, đánh giá, cụ thể được trình bày ở bảng 10. Bảng 10. Mức đánh giá chất lượng nước
CHƯƠNG 2 MỤC ĐÍCH VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1. MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU 2.1.1. Phân tích đánh giá chất lượng nước hồ Thiền Quang theo hai mùa, mùa đông và mùa hè, từ tháng 11 năm 2010 đến tháng 7 năm 2011. 2.1.2. Đánh giá chất lượng nước hồ Thiền Quang đối chiếu QCVN 08:2008/BTNMT về chất lượng nước mặt. 2.1.3. Đánh giá chất lượng nước hồ Thiền Quang qua tính toán chỉ số chất lượng nước (WQI -water quality index). 2.1.4. Đề xuất một số biện pháp bảo vệ, quản lý chất lượng nước hồ Thiền Quang.
Qui trình lấy mẫu, bảo quản và xử lý mẫu được thực hiện theo hướng dẫn của các tiêu chuẩn quốc gia [25,26]. Các tiêu chuẩn này đưa ra hướng dẫn chung về những điều cần lưu ý trước khi bảo quản và vận chuyển mẫu nước kể cả bảo quản và vận chuyển mẫu để phân tích sinh học.
Theo các TCVN viện dẫn trên, quá trình thực hiện lấy mẫu nghiên cứu chất lượng nước hồ Thiền Quang được thực hiện như sau: Xác định vị trí lấy mẫu trên hồ Hồ Thiền Quang là hồ bao gồm nhiều vũng, có nhiều bờ rất phức tạp, cạnh khu dân cư và nhà hàng, và do đó sự không đồng đều lớn theo hướng nằm ngang. Để đánh giá độ không đồng đều, cần xác định nhiều điểm lấy mẫu và tiến hành những nghiên cứu sơ bộ. Dữ liệu thu được cho phép quyết định số điểm lấy mẫu cụ thể để phân tích như sau: Một mẫu ở cống ra và một mẫu ở cống vào của nguồn nước chính, một mẫu ở cách đều hai cống, một mẫu nơi gần và ảnh hưởng của nhà hàng, 2 mẫu giữa hồ. Bình lấy mẫu: Chai PE loại 300-500ml được tráng sạch bằng axit clohidric (1:4), rửa sạch nhiều lần bằng nước và tráng nước cất cẩn thận trước khi dùng. Lấy mẫu: Nhấn chai PE vào nước hồ, tráng 2 đến 3 lần sau đó lấy đầy nước, bảo quản và nút chặt. 2.2.2. Bảo quản mẫu Mỗi vị trí lấy mẫu vào 6 chai: Chai 1 bảo quản để phân tích DO (0,3l); Chai 2 để phân tích E.coli và Coliform (0,5l); Chai 3 axit hóa bằng axit đến pH ≤ 2 để phân tích kim loại (0,3l); Chai 4 bảo quản bằng kiềm nhẹ (NaHCO3) để phân tích xianua (0,3l); Chai 5 axit hóa bằng H2SO4 đến pH = 2, giữ ở 2-5oC để phân tích COD, chất hoạt động bề mặt, sắt, amoni, asen (0.5l). Chai 6 giữ ở 2-5oC để phân tích các chỉ tiêu còn lại (1,5l)[5]
Phương pháp phân tích xác định các thông số chất lượng nước mặt thực hiện theo hướng dẫn của các tiêu chuẩn quốc gia hoặc tiêu chuẩn phân tích tương ứng của các tổ chức quốc tế được trình bày ở bảng 11. Bảng 11. Các thông số được xác định theo Tiêu chuẩn Việt Nam
1. Xác định oxi hòa tan (DO, mg/l), Phương pháp Winkler [7] Thêm dung dịch kiềm chứa iodua và mangan II vào mẫu nước sẽ thu được kết tủa trắng mangan hidroxit. Kết tủa này lập tức bị ôxi hòa tan trong nước ôxi hóa thành mangan có mức ôxi hóa cao hơn, màu nâu. Trong môi trường axit, hợp chất này có khả năng ôxi hóa iodua để tạo ra iot, dùng dung dịch tiêu chuẩn natrithiosunfat để chuẩn độ lượng iot sinh ra, từ đó sẽ tính được hàm lượng oxi hòa tan trong mẫu nước. 2. Xác định pH [8] Rửa điện cực bằng nước cất và bằng mẫu rồi nhúng điện cực vào mẫu. Lắc nhẹ dung dịch và đọc giá trị pH khi không khuấy. 3. Xác định nhu cầu oxi hóa học (COD, mgO/l) [9]. Đun hồi lưu mẫu thử với lượng dư kali dicromat đã biết trước, khi có mặt thủy ngân II sunphat và xúc tác bạc trong axit sunfuric đặc trong 2 tiếng, trong khi phản ứng, một phần dicromat bị khử do sự có mặt của các chất có khả năng bị oxi hóa. Đo quang mầu xanh (đối với mẫu có nồng độ cao) hoặc vàng (đối với mẫu có nồng độ thấp) của dung dịch và xác định nồng độ theo đường chuẩn. Dung dịch chuẩn được dùng là Kalihydrophtalat 4. Xác định nhu cầu oxi sinh hóa sau 5 ngày ủ (BOD5, mgO/l) [10] Trung hòa mẫu nước cần phân tích và pha loãng bằng những lượng khác nhau của một loại nước pha loãng giàu oxi hòa tan và chứa các vi sinh vật hiếu khí, có hoặc không chứa chất ức chế sự nitrat hóa. Tiến hành đồng thời thí nghiệm kiểm tra với dung dịch chuẩn của Gluco và axit Glutamic. Ủ ở nhiệt độ xác định trong 5 ngày, ở chỗ tối, trong bình hoàn toàn đầy và nút kín. Xác định nồng độ oxi hòa tan trước và sau khi ủ. Tính khối lượng nồng độ oxi hòa tan trước và sau khi ủ. Tính khối lượng ôxi tiêu tốn trong 1 lít nước.
Dùng máy lọc chân không hoặc thiết bị tương đương để lọc mẫu qua cái lọc sợi thủy tinh đã biết trước khối lượng, sấy cái lọc ở 105oC đến khối lượng không đổi và cân để xác định chất rắn lơ lửng trên cái lọc. 6. Xác định nitrat ( NO3-, mg/l) -phương pháp đo phổ bằng 2,6-Dimethyl phenol. [12] Phản ứng của Nitrat với 2,6-Dimethyl phenol có mặt của axit sunphuric và photphoric tạo ra 4-nitro -2-6 dimetylphenol. Thời gian phản ứng là khoảng 5 phút. Đo độ hấp thụ của sản phẩm sinh ra bằng quang phổ kế ở bước sóng 324 nm và xác định nồng độ nitrat trong mẫu thử theo đường chuẩn. 7. Xác định Cr6+ (mg/l)-Phương pháp đo phổ dùng 1,5-Diphenylcacbazid. [13] Sau khi mẫu được xử lý trước (để ổn định trạng thái ôxi hóa Cr6+ và Cr3+ nếu chúng có mặt) thì Cr6+ phản ứng với 1,5-Diphenylcacbazid để tạo ra mầu tím đỏ của phức crom 1,5-Diphenylcacbazon. Đo độ hấp thụ của phức này nằm trong khoảng 540-550nm. 8. Xác định Amoni (NH4+, mg/l) -Phương pháp chưng cất và chuẩn độ.[14] Điều chỉnh pH của phần mẫu thử đến khoảng 6,0 đến 7,4. Thêm magie oxit để tạo môi trường kiềm yếu, chưng cất amoniac được giải phóng và thu vào bình chứa có sẵn dung dịch boric và chỉ thị. Chuẩn độ amoni trong phần cất được bằng dung dịch chuẩn axit HCl. 9. Xác định Nitrit (NO2-, mg/l)- Phương pháp trắc phổ hấp thụ phân tử.[15] Phản ứng của nitrit trong mẫu thử với thuốc thử 4-Aminobenzen sufonamid với sự có mặt của axit octhophosphoric ở pH bằng 1,9 để tạo muối diazo, muối này sẽ tạo thuốc nhuộm màu hồng với N-(1Naphtyl)-1,2 diamonietan dihydroclorua (được thêm vào bằng thuốc thử 4-aminobenzen sufonamid, đo mật độ quang tại bước sóng 540nm 10. Xác định phospho (P- PO43-, mg/l) - Phương pháp đo phổ dùng amoni molipdat [16] Phản ứng giữa PO43- và một dung dịch axit chứa molipdat và ion antimon tạo ra phức chất antimon photphomolipdat. Khử phức sắt bằng axit ascobic tạo thành phức chất molipden màu xanh đậm. Đo độ hấp thụ của phức chất để xác định nồng độ octophosphat. Xác định polyphosphat và một số hợp chất phospho hữu cơ bằng cách thủy phân chúng với axit sunphuric để chuyển sang dạng octophosphat phản ứng với molipdat. Một số hợp chất phospho hữu cơ được chuyển thành octocphosphat bằng vô cơ hóa với axit nitric – axit sunphuric.
Thêm dung dịch 1,10-phenantrolin vào lượng mẫu và đo độ hấp thụ của phức chất màu da cam – đỏ ở bước sóng bằng 510nm. Nếu có sắt hòa tan, thêm hydroxyl-amoni clorua để khử sắt II thành sắt III. Nếu có sắt không tan, oxit sắt hoặc phức chất sắt, cần phải xử lý sơ bộ để hòa tan các chất đó. Phức chất sắt II-1,10-phenanronin bền trong khoảng pH từ 2,5-9 và màu sắc tỷ lệ với hàm lượng Fe II. Quan hệ giữa nồng độ sắt và độ hấp thu là tuyến tính với nồng độ sắt nhỏ hơn 5,0mg/l. Độ hấp thu cao nhất khi đo ở λ=510nm (hệ số hấp thu phân tử 11x103 l/mol.cm)
Phản ứng của ion Cl- với ion thêm vào tạo thành kết tủa bạc clorua không hòa tan. Việc dư dù một lượng nhỏ ion bạc tạo thành cromat mầu nâu đỏ với ion cromat được thêm làm chất chỉ thị. Phản ứng này được dùng để biết điểm kết thúc. Đo độ pH được duy trì trong khoảng từ 5-9,5 trong suốt quá trình chuẩn độ. 15. Xác định xianua (CN-, mg/l) [19]. Đun nóng mẫu với axit clohiddric trong sự có mặt của ion đồng I. Lôi cuốn xyanua giải phóng theo một luồng không khí sang bình hấp thu chứa dung dịch natri hidroxit. 16. Xác định florua (F , mg/l) - Phương pháp dò điện hóa đối với nước sinh hoạt và nước bị ô nhiễm nhẹ[20]. Khi điện cực chọn lọc florua tiếp xúc với dung dịch nước có chứa ion florua, sự chênh lệch điện thế giữa điện cực đo và điện cực so sánh tăng lên. Giá trị của sự chênh lệch về điện thế này tỉ lệ với logarit của hoạt động ion florua theo phương trình Nernst. Nhiệt độ và nồng độ của ion có thể ảnh hưởng đến sự chênh lệch điện thế. Do đó, các thông số này phải giữ nguyên trong suốt quá trình phân tích. Hoạt độ của ion florua cũng phụ thuộc vào độ pH. Độ pH giữa 5 và 7 là thích hợp nhất cho phép đo. Các dung dịch đệm đặc biệt được sử dụng để ổn định độ pH và hệ số hoạt tính. Các điện cực chọn lọc ion florua hoạt động trong khoảng 0,2mg/l -2000mg/l, mối quan hệ giữa điện thế và logarit của nồng độ florua là tuyến tính.
Dựa vào sự tạo thành một cặp ion có thể chiết được bằng clorofom, có màu xanh do phản ứng catrion metylenxanh và chất hoạt động bề mặt anion (kể cả Linear Ankyl benzen sunfonat (LAS), các sunphonat khác và các este sunphat. Mẫu được trộn với một dung dịch nước đã axit hóa của metylenxanh. Các cặp ion kỵ nước tạo thành sẽ được chiết hết cùng với clorofom. Lớp chiết này được rửa với một dung dịch axit để loại các cặp ion kỵ nước kém (có hệ số phân bố thấp) tạo thành do các chất cản trở điện thế. Lớp clorofom giữ lại các cặp ion meylen xanh-LAS kỵ nước cao. Cường độ màu xanh của lớp chiết cloroform sẽ được đo màu ở bước sóng hấp thụ cực đại khoảng 650nm. Cường độ này tỷ lệ với nồng độ của LAS qua một đường cong hoặc đồ thị chuẩn. 18. Xác định dầu mỏ và các sản phẩm dầu mỏ - Phương pháp khối lượng [22] Dùng clorofom tách dầu và các sản phẩm của dầu ra khỏi nước, chưng cất để loại hết dung môi, cân để định lượng. Dùng hexan để hòa tan các sản phẩm dầu và cho qua cột sắc ký chứa nhôm oxit để tách chúng ra khỏi các chất phân cực và các chất không phải là những liên kết của cacbon có trong dầu, loại hết dung môi, cân để định lượng. 19. Xác định độ đục [23] Mẫu nước chứa các chất không hòa tan tạo ra khuếch tán bức xạ không đồng đều ở mọi hướng và làm giảm các bức xạ. Đo hệ số giảm quang phổ chung μ(λ) bằng tổng của hệ số quang phổ khuếch tán S(λ) và hệ số quang phổ hấp thụ A(λ). 20. Phát hiện và xác định vi khuẩn Escherichia coli và vi khuẩn coliform -Phương pháp lọc màng.[24] Dựa trên sự lọc qua màng và gồm hai phần là phép thử tiêu chuẩn làm đối chứng và phép thử nhanh tùy chọn có thể tiến hành song song như sau: Phép thử tiêu chuẩn gồm việc ủ màng trong môi trường chọn lọc sau đó lấy đặc trưng sinh hóa các khuẩn lạc dương tính lactoza điển hình để phát hiện và đếm vi khuẩn Coliform và E. Coli trong 2-3 ngày. Phép thử nhanh gồm hai bước ủ cho phép phát hiện và đếm E. Coli trong vòng 21±3 (h). 21. Xác định kim loại nặng bằng phương pháp ICP-MS Phương pháp định lượng bằng đường chuẩn Nếu nồng độ chất trong một khoảng nồng độ nhất định cho phép thì tín hiệu thu được sau khi đo sẽ phụ thuộc tuyến tính với nồng độ và được biểu diễn dưới dạng Ix=k.Cx. Phương pháp đường chuẩn là phương pháp dựa theo phương trình cơ bản của phép đo phổ Ix=k.Cx. Khi ta tìm được phương trình đường thẳng, xác định được tín hiệu ta sẽ tìm được nồng độ của chất cần phân tích.[2]
- Máy đo pH hãng Hanna, Mỹ - Máy Specord của hãng Analytik Jena - Máy Hach - DR 2800, Mỹ - Lò đun COD, hãng Hach, Mỹ - Tủ BOD - Bộ chiết dầu mỡ tổng - Bộ xác định Asen - Bộ cất đạm Kjeldal - Cân phân tích độ chính xác ± 10-4g - Các dụng cụ cơ bản khác: Bếp điện, bình định mức thủy tinh loại A, dung tích 25, 50, 100ml, pipet.... 2. Hóa chất: Các loại hóa chất sử dụng đều thuộc loại tinh khiết phân tích (PA) hoặc tinh khiết thuốc thử (P.R.) và siêu tinh khiết của Merck và được pha chế bằng nước cất. - Dung dịch tiêu chuẩn được pha từ ống chuẩn của Merck. - Các loại axit đặc tinh khiết phân tích.
Thời gian lấy mẫu thử nghiệm : 9 tháng (từ ngày 4-11-2010 đến ngày 30-7-2011) Số lần lấy mẫu: 18 đợt x 4-6 vị trí Tổng số mẫu: 72-108 mẫu Mỗi mẫu phân tích 26 thông số gồm COD; BOD5; amoni (NH4+-N); nitrit (NO2--N); chất hoạt động bề mặt; tổng dầu mỡ, tổng chất rắn lơ lửng (TSS), chì (Pb), cadimi (Cd), kẽm (Zn), DO, thủy ngân (Hg), pH, clorua (Cl-), đồng (Cu), florua (F-), niken (Ni), sắt (Fe), nitrat, crom III, crom VI, asen, phosphat, xianua, coliform, E.coli. Điều kiện thời tiết của ngày lấy mẫu từ tháng 11-2010 đến tháng 4-2011 chủ yếu là hanh khô, rét, ít mưa hoặc mưa nhỏ, đặc trưng cho mùa khô. Điều kiện thời tiết của ngày lấy mẫu từ tháng 5-2011 đến tháng 7-2011 chủ yếu là có mưa, trời nắng nóng, đặc trưng cho mùa mưa. Các vị trí lấy mẫu được trình bày ở bản đồ sau.  
Giữa hồ 1 Cống vào Cống ra Cách đều 2 cống Gần nhà hàng Giữa hồ 2 Điều kiện thời tiết và nhiệt độ trong môi trường nước hồ được đo tại thời điểm lấy mẫu; chi tiết được trình bày trong bảng 12. Bảng 12. Điều kiện thời tiết các đợt lấy mẫu và nhiệt độ nước hồ
3.2. KẾT QUẢ PHÂN TÍCH Kết quả phân tích các mẫu nước hồ Thiền Quang trình bày ở bảng 13 là giá trị trung bình của 4-6 mẫu trong một đợt lấy mẫu gọi chung là kết quả phân tích của đợt. Ví dụ kết quả phân tích của đợt 1 (Đ1) là kết quả trung bình của 6 mẫu lấy đợt 1, ngày 4-11-2010. Kết quả phân tích trung bình của mỗi thông số được trình bày bằng các biểu đồ.
So sánh kết quả với QCVN 08 :2008/BTNMT cho thấy: Các thông số có giá trị hàm lượng cao hơn quy định loại B1, QCVN 08:2008/BTNMT là COD, BOD5, amoni (NH4+-N); nitrit (NO2--N), tổng dầu mỡ, được biểu diễn như sau : Hình 2 : Biểu đồ biểu diễn nhu cầu ôxi hóa học 
Nhu cầu ôxi hóa học dao động từ 30 đến 78mgO/l. Hai đợt gần nhau có nhu cầu ôxi hóa học biến đổi rõ nét là đợt 5 và đợt 6. Đợt 6 là đợt lấy mẫu vào đầu năm 2011, mới được dọn sạch, bổ sung nước mới nên nhu cầu ôxi hóa học giảm 2,6 lần so với đợt 5, và đạt giá trị cho phép của QCVN 08 :2008/BTNMT loại B1. Hình 3 : Biểu đồ biểu diễn nhu cầu ôxi sinh học 
Nhu cầu ôxi sinh học dao động từ 20 đến 78mgO/l. Đợt mẫu có nhu cầu ôxi sinh học cao nhất (78mgO/l) cũng là đợt 5. Đợt có nhu cầu ôxi sinh học thấp nhất (20mg/l) là đợt 14, thời gian này có mưa nhiều nên nhu cầu ôxi sinh học giảm hơn. Tuy nhiên đối chiếu với QCVN 08 :2008/BTNMT thì nhu cầu ôxi sinh học đều cao hơn giới hạn cho phép loại B1. Hình 4 : Biểu đồ biểu diễn hàm lượng amoni tính theo N 
Hàm lượng amoni luôn ở mức cao hơn giới hạn cho phép của QCVN 08 :2008/BTNMT loại B1. Đây là một trong những yếu tố phản ảnh nước hồ Thiền Quang chịu ảnh hưởng nhiều của nguồn nước thải sinh hoạt đổ vào hồ. Hình 5: Biểu đồ biểu diễn hàm lượng nitrit 
Hàm lượng nitrit có giá trị từ 0,04 đến 0,28mg/l. Khoảng giá trị này tương đối thấp, tuy nhiên so sánh với QCVN 08 : 2008/ BNMT thì vẫn cao hơn loại B1. Hình 6 : Biểu đồ biểu diễn hàm lượng tổng dầu mỡ 
Hàm lượng dầu mỡ dao động từ 0,5 đến 1,7mg/l. Mùa mưa, hàm lượng dầu mỡ giảm nhiều so với mùa khô. Đợt 5 và đợt 9 có hàm lượng dầu mỡ cao, kéo theo hàm lượng COD cao và hàm lượng DO giảm. Chất hoạt động bề mặt có hàm lượng thấp hơn quy định loại B1 nhưng cao hơn loại A2 QCVN 08:2008/BTNMT được biểu diễn như sau:
Các thông số khác như Tổng chất rắn lơ lửng (TSS); Chì (Pb); Kẽm (Zn); DO, Thủy ngân (Hg) thì bị biến động nhiều theo thời gian, được biểu diễn như sau: Hình 8 : Biểu đồ biểu diễn hàm lượng tổng chất rắn lơ lửng 
Hàm lượng tổng chất rắn lơ lửng của các đợt lấy mẫu đều nằm trong giới hạn cho phép của QCVN 08:2008/BTNMT loại B1, một số đợt đạt loại A2 như đợt 1,3,4,5,7,13. Hình 9 : Biểu đồ biểu diễn hàm lượng chì 
Hàm lượng chì dao động từ 0,001 đến 0,12mg/l, có 3 đợt mẫu có hàm lượng chì cao là đợt 7,10,14. Ba đợt này có hàm lượng chì vượt ngưỡng cho phép của QCVN 08:2008/BTNMT loại B1. Hình 10 : Biểu đồ biểu diễn hàm lượng kẽm 
Hàm lượng kẽm dao động từ 0,01 đến 2,8mg/l, mùa khô hàm lượng kẽm thấp hơn mùa mưa. Hình 11: Biểu đồ biểu diễn hàm lượng ôxi hòa tan 
Hàm lượng ôxi hòa tan càng cao thì chất lượng nước hồ càng tốt, nhìn trên biểu đồ ta thấy hàm lượng oxi hòa tan của đợt 5 thấp nhất (3.4) tương ứng với nhu cầu ôxi hóa học cao. Hình 12: Biểu đồ biểu diễn hàm lượng thủy ngân 
Hàm lượng thủy ngân đều thấp hơn quy định của QCVN 08 :2008/BTNMT loại A2, trong đó các đợt 1, 2, 4, 5, 13 có hàm lượng thủy ngân nhỏ hơn giới hạn phát hiện. Các chỉ tiêu có giá trị nằm trong quy định loại A2 của QCVN 08 :2008/BTNMT là cadimi (Cd), pH ; clorua (Cl-); đồng (Cu), florua (F-); niken (Ni); sắt (Fe) và Coliform được trình bày dạng biểu đồ sau:
pH có giá trị dao động từ 6,5 đến 8,2, đều nằm trong giới hạn qui định của QCVN 08:2008/BTNMT loại A2. Hình 15: Biểu đồ biểu diễn hàm lượng clorua 
Hình 16 : Biểu đồ biểu diễn hàm lượng đồng 
Hình 17: Biểu đồ biểu diễn hàm lượng florua 
Hình 18: Biểu đồ biểu diễn hàm lượng niken 
Hình 19: Biểu đồ biểu diễn hàm lượng sắt 
Hình 20: Biểu đồ biểu diễn lượng coliform 
Các chỉ tiêu còn lại là nitrat, crom III, crom VI, asen, phosphat, xianua, E.coli đều nhỏ hơn giới hạn phát hiện. Việc đối chiếu chất lượng nước của Hồ Thiền Quang với QCVN 08 :2008/BNMT về chất lượng nước mặt, ta chỉ có thể đưa ra nhận xét cho từng kết quả của từng chỉ tiêu phân tích đạt hay không đạt tiêu chuẩn loại B1 hay A2 mà chưa có được cách nhìn tổng thể, kết hợp hay ảnh hưởng các chỉ tiêu với nhau. Trong một số trường hợp mẫu lấy đợt đó có một số chỉ tiêu đạt quy chuẩn cho phép loại A2, nhưng có một vài chỉ tiêu lại không đạt thì về tổng thể vẫn kết luận mẫu đó chỉ đạt loại B1 mà không đạt loại A2 và khó có thể xếp loại mẫu đó thuộc loại B1 hay A2. Do đó việc áp dụng một chỉ số WQI duy nhất tích hợp các thông số chất lượng nước cho phép phân loại mức độ ô nhiễm của nước hồ giúp cho việc đánh giá chất lượng nước tổng quát hơn và quản lý dễ dàng hơn. 3.2.2. KẾT QUẢ TÍNH WQI VÀ ĐÁNH GIÁ THEO WQI 1. Tính toán chỉ số chất lượng nước Với số liệu thu thập của đợt 1 ngày 4/11/2010. Kết quả phân tích được trình bày theo bảng 14. Bảng 14. Kết quả phân tích đợt 1 ngày 4/11/2010
Ví dụ cách tính WQIBOD5 như sau: Tra bảng kết quả ta có BOD5 = 29mg/l (Cp=29) Tra bảng 7, ta xác định được: i=4 i+1=5
qi=25 qi+1=1 BPi+1=50 BPi=25 Áp dụng công thức 1:
Ta có: 
Đối với thông số DO Tra bảng nhiệt độ môi trường nước(bảng 12), xác định được T=23oC Áp dụng công thức tính giá trị DObão hòa 
Áp dụng công thức tính DO%bão hòa DO%bão hòa = DOhòa tan / DObão hòa*100 DO%bão hòa=4,2/10,36*100=40,53 Áp dụng công thức (2) 
Ta tính được WQIDO 
Từ các WQIthông số đã tính được, áp dụng công thức (3) để tính giá trị WQI
Trong đó: WQIa: Giá trị WQI đã tính toán đối với 05 thông số: DO, BOD5, COD,
WQIb: Giá trị WQI đã tính toán đối với 2 thông số: TSS, độ đục WQIc: Giá trị WQI đã tính toán đối với thông số tổng Coliform WQIpH: Giá trị WQI đã tính toán đối với thông số pH. 
Ghi chú: Giá trị WQI sau khi tính toán sẽ được làm tròn thành số nguyên. 3. Nhận xét Với giá trị WQI = 67 thì ta có kết luận là nguồn nước đó sử dụng được cho mục đích tưới tiêu và các mục đích tương đương khác, thể hiện là màu vàng. Tương tự với các đợt lấy mẫu tiếp theo, đưa toàn bộ kết quả phân tích của 9 thông số vào chương trình excel để xử lý, tính các giá trị WQIthông số, từ các WQIthông số đó ta tính WQI của từng đợt lấy mẫu, kết quả được trình bày ở bảng 15. Để đánh giá WQI theo mùa, tính WQItrung bình của các đợt lấy mẫu trong mùa khô và các đợt lấy mẫu trong mùa mưa, cụ thể được trình bày theo bảng 16. Bảng 16: Giá trị WQI của 18 đợt lấy mẫu
Hình 21: Biểu đồ biểu diễn giá trị WQI theo đợt lấy mẫu 
Giá trị WQI dao động từ 63 đến 81, thể hiện màu vàng đến xanh lá cây. Đợt mẫu có giá trị WQI thấp nhất là đợt 2 (WQI= 61), đợt mẫu có giá trị WQI cao nhất là đợt 13 (WQI=81). Các đợt có WQI cao, thể hiện màu xanh lá cây là đợt 8,13,14và 16. Hình 22: Biểu đồ biểu diễn giá trị WQI theo mùa 
WQI có giá trị cao phản ánh nước có chất lượng tốt. Theo biểu đồ hình 21, WQI có sự thay đổi theo mùa, mùa khô thấp hơn mùa mưa. 3.4. KẾT LUẬN Chỉ số chất lượng nước hồ Thiền Quang dao động từ 63 đến 81, từ đó có thể thấy : Vào mùa khô từ tháng 11/2010 đến tháng 4/2011, giá trị WQI trung bình là 70-71 thể hiện mầu vàng, thuận lợi cho mục đích tưới tiêu và các mục đích tương đương khác. Vào mùa mưa năm 2011, từ tháng 5 đến tháng 7/2011, giá trị WQI trung bình đạt 76 thể hiện mầu xanh lá cây, có thể sử dụng cho mục đích cấp nước sinh hoạt nhưng cần các biện pháp xử lý phù hợp. Có thể nói nước hồ Thiền Quang đang ở chất lượng trung bình và chịu ảnh hưởng theo mùa. Mùa khô, nước hồ có 50≤WQI ≤ 75, có thể sử dụng cho mục đích tưới tiêu và các mục đích tương đương khác thể hiện màu vàng. Còn mùa mưa, do tiếp nhận nước mưa nên có sự pha loãng các chất ô nhiễm, nên chất lượng tốt hơn, 76≤WQI ≤ 90, thể hiện màu xanh, có thể sử dụng cho mục đích cấp nước sinh hoạt nhưng cần các biện pháp xử lý phù hợp. Như vậy, áp dụng chỉ số chất lượng nước WQI là khả thi cho việc đánh giá tổng thể chất lượng nước hồ thông qua 9 thông số là : Ôxy hòa tan (DO); pH; COD; BOD5 (200C); Amoni; (NH+4-N); Phosphat (PO43--P); Tổng chất rắn lơ lửng (TSS); Coliform; Độ đục. Tuy nhiên các WQI này vẫn cần phải được hoàn thiện hơn nữa (mở rộng thêm các thông số, độ nhạy khi giá trị thông số thay đổi...) để có thể sử dụng một cách rộng rãi. Cũng cần phải lưu ý rằng WQI không thể thay thế một sự phân tích chi tiết các dữ liệu giám sát chất lượng nước, và cũng không được sử dụng như một công cụ duy nhất để quản lý các nguồn nước. Chỉ số này chỉ cung cấp một sự khái quát về chất lượng nước, do vậy bên cạnh WQI, vẫn cần thiết các báo cáo đánh giá chất lượng nước chi tiết cho các nhà chuyên môn sử dụng.
Hệ thống ao hồ Hà Nội vừa là nơi điều hòa và tiếp nhận nước mưa, vừa có vai trò điều tiết khí hậu cho khu vực. Hiện nay với tốc độ đô thị hóa và phát triển kinh tế nhanh khiến nhiều hồ trên địa bàn Hà nội đang phải chịu nhiều áp lực từ rác thải, nước thải sinh hoạt và nạn lấn chiếm lòng hồ. Hồ Thiền Quang đang có dấu hiệu ô nhiễm một số chỉ tiêu riêng lẻ, đặc biệt là ô nhiễm hữu cơ (chỉ số COD cao). Sau đây là một số đề xuất nhằm giảm quản lý và cải thiện chất lượng nước hồ Thiền Quang. Các cơ quan chức năng cần tăng cường công tác quản lý, giám sát và đánh giá chất lượng môi trường nước hồ thường xuyên, nhất là tại các khu vực đông dân cư xả nước thải vào hồ. Tập trung thực hiện ngay các biện pháp xử lý nước thải sinh hoạt trước khi xả vào hồ. Sử dụng WQI để đánh giá tổng hợp chất lượng nước hồ thường xuyên Lập bản đồ phân loại mức độ ô nhiễm nước hồ Hà Nội theo các cấp độ, từ đó lập kế hoạch và giải pháp làm sạch nước hồ. Xây kè và nạo vét hồ phù hợp với tính chất hệ sinh thái trong và xung quanh hồ. Kết hợp với các biện pháp xử lý nước hồ bằng các chế phẩm vi sinh, thực vật thủy sinh thả nổi như bèo tây, thủy trúc... Tăng cường công tác thanh, kiểm tra môi trường, xử lý mạnh các hành vi gây ô nhiễm môi trường nước hồ. Nâng cao năng lực quản lý môi trường cho cán bộ quản lý môi trường địa phương. Đồng thời nâng cao trình độ dân trí, tuyên truyền ý thức bảo vệ môi trường của cộng đồng, lồng ghép với các chương trình, hoạt động bảo vệ môi trường, làm cho người dân hiểu được tầm quan trọng của nguồn nước sạch và tác hại khi sử dụng nguồn nước bị ô nhiễm, thay đổi những thói quen không tốt trong việc thải rác và nước thải sinh hoạt tại nhà và nơi công cộng gây ô nhiễm môi trường. TÀI LIỆU THAM KHẢO
Trịnh Bích Liên Khóa 20 (2009-2011) Каталог: files -> ChuaChuyenDoi ChuaChuyenDoi -> ĐẠi học quốc gia hà NỘi trưỜng đẠi học khoa học tự nhiên nguyễn Thị Hương XÂy dựng quy trình quản lý CÁc công trìNH ChuaChuyenDoi -> TS. NguyÔn Lai Thµnh ChuaChuyenDoi -> Luận văn Cao học Người hướng dẫn: ts. Nguyễn Thị Hồng Vân ChuaChuyenDoi -> 1 Một số vấn đề cơ bản về đất đai và sử dụng đất 05 1 Đất đai 05 ChuaChuyenDoi -> Lê Thị Phương XÂy dựng cơ SỞ DỮ liệu sinh học phân tử trong nhận dạng các loàI ĐỘng vật hoang dã phục vụ thực thi pháp luật và nghiên cứU ChuaChuyenDoi -> TRƯỜng đẠi học khoa học tự nhiên nguyễn Hà Linh ChuaChuyenDoi -> ĐÁnh giá Đa dạng di truyền một số MẪu giống lúa thu thập tại làO ChuaChuyenDoi -> TRƯỜng đẠi học khoa học tự nhiêN ChuaChuyenDoi -> TRƯỜng đẠi học khoa học tự nhiên nguyễn Văn Cường tải về 460.32 Kb. Chia sẻ với bạn bè của bạn:
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
WQItrung bình =69