ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

-----------------------

Nguyễn Thị Phương Hoa

ĐÁNH GIÁ NGƯỠNG CHỊU TẢI VÀ ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI
PHÁP BẢO VỆ MÔI TRƯỜNG NƯỚC SÔNG NHUỆ,
KHU VỰC QUA THÀNH PHỐ HÀ NỘI

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

NGƯỜI HƯỚNG DẪN

TS.Trần Hồng Thái

Hà Nội - 2011


LI CM N
Để hoàn thành luận văn thạc sĩ này, trớc hết tôi xin chân thành cảm
ơn tới TS. Trần Hồng Thái, ngời đã tận tình chỉ bảo và hớng dẫn tôi
thực hiện tốt luận văn thạc sĩ này. Đồng thời, tôi cũng xin gửi lời cảm ơn
chân thành tới Ths. Nguyễn Thị Hồng Hạnh, Ths. Đỗ Thị Hơng đã
giúp đỡ, đóng góp nhiều ý kiến và giúp đỡ nhiều tài liệu hữu ích phục vụ
hoàn thành luận văn này.
Qua đây, tôi xin chân thành cảm ơn toàn thể anh, chị, em cán bộ
Trung tâm T vấn Khí tợng Thủy văn và Môi trờng - Viện khoa học
Khí tợng Thủy văn và Môi trờng đã nhiệt tình giúp đỡ, cổ vũ và động
viên tôi trong quá trình thực hiện đề tài.


Code of Federal Regulations (USA)

CLN

Chất lượng nước

COD

Nhu cầu ôxy hóa hóa học (Chemical Oxygen demand)

EPA

Cơ quan bảo vệ môi sinh Hoa Kỳ

GESAMP

Group of Experts on the Scientific Aspects of Marine
Pollution

HST

Hệ sinh thái

HSTTV

Hệ sinh thái thủy vực

IBI
KCN

Total Maximum Daily Loads

WHO

Tổ chứ Y thế giới

Cụm công nghiệp

ii


MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN .............................................................................................................. i
DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT ................................................................................... ii
MỤC LỤC ................................................................................................................. iii
DANH SÁCH CÁC BẢNG..........................................................................................v
DANH SÁCH CÁC HÌNH ........................................................................................ vii
MỞ ĐẦU ................................................................................................................. viii
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN ........................................................................................1
1.1. CÁC NGHIÊN CỨU VỀ MÔI TRƯỜNG NƯỚC SÔNG NHUỆ ......................1
1.2. TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU NGƯỠNG CHỊU TẢI NƯỚC SÔNG ...............5
1.2.1. Các khái niệm.......................................................................................................... 5
1.2.2. Các nghiên cứu trên thế giới .................................................................................. 6
1.2.3. Các nghiên cứu trong nước.................................................................................... 9

1.3. PHƯƠNG PHÁP LUẬN ĐÁNH GIÁ NGƯỠNG CHỊ TẢI NƯỚC SÔNG .....13
1.3.1. Nước sông và các quá trình trong sông............................................................... 13
1.3.2. Cơ sở phương pháp đánh giá ngưỡng chịu tải ................................................... 18

CHƯƠNG 2. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ............................23

3.3.3. Khả năng tiếp nhận chất thải của nước sông ..................................................... 73

3.4. ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG TỰ LÀM SẠCH CỦA SÔNG ................................75
3.5. BƯỚC ĐẦU NHẬN ĐỊNH NGƯỠNG CHỊU TẢI MÔI TRƯỜNG NƯỚC
SÔNG NHUỆ .........................................................................................................78
3.6. ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP KHẮC PHỤC TÌNH TRẠNG Ô NHIỄM MÔI
TRƯỜNG NƯỚC SÔNG .......................................................................................80
3.6.1. Đề xuất xây dựng mục tiêu môi trường .............................................................. 80
3.6.2. Đề xuất cải tạo hoàn chỉnh hệ thống công trình thủy lợi .................................. 80
3.6.3. Đề xuất hoàn thiện mạng lưới quan trắc, giám sát chất lượng môi trường .... 81
3.6.4. Đề xuất các giải pháp tuyên truyền, giáo dục trong bảo vệ môi trường.......... 84

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ....................................................................................86
TÀI LIỆU THAM KHẢO ..........................................................................................89
PHỤ LỤC...................................................................................................................94

iv


DANH SÁCH CÁC BẢNG
Bảng 1.1. Thành phần hóa học trung bình của nước sông........................................................ 13
Bảng 2.1.Diện tích gieo trồng các loại cây chính tại các quận/huyện trong khu vực nghiên
cứu ............................................................................................................................................ 32
Bảng 2.2. Số lượng vật nuôi chính tại các quận/huyện trong khu vực nghiên cứu .................. 33
Bảng 2.3. Số lượng và diện tích các Khu, Cụm Công nghiệp thành phố Hà Nội..................... 34
Bảng 2.4. Công thức tính toán tải lượng ô nhiễm đưa vào nước sông ..................................... 42
Bảng 3.1. Các đoạn phân chia trên sông Nhuệ ......................................................................... 53
Bảng 3.2. Phần trăm diện tích xã/huyện thuộc các tiểu vùng phân chia ứng với mỗi đoạn
sông........................................................................................................................................... 54
Bảng 3.3. Số liệu lưu lượng dòng chảy trên các đoạn sông nghiên cứu................................... 57

A2 (kg/ngày) ............................................................................................................................. 74
Bảng 3.21. Kết quả tính toán khả năng TLS của sông.............................................................. 76
Bảng 3.22. Danh sách trạm GSCLN hệ thống sông Nhuệ........................................................ 84

vi


DANH SÁCH CÁC HÌNH
Hình 1.1. Sơ đồ mô phỏng các quá trình nhiệt động lực học trong nước sông ........................ 15
Hình 1.2. Sơ đồ mô phỏng chuyển hoá chất ô nhiễm trong môi trường nước.......................... 18
Hình 2.1. Bản đồ hành chính khu vực nghiên cứu.................................................................... 23
Hình 2.2. Bản đồ vị trí địa lý khu vực nghiên cứu.................................................................... 24
Hình 2.3. Bản đồ hệ thống thủy văn lưu vực sông Nhuệ.......................................................... 28
Hình 2.4. Bản đồ mật độ dân số LVS Nhuệ - Đáy ................................................................... 31
Hình 2.5. Sơ đồ phương pháp nghiên cứu ................................................................................ 37
Hình 2.6. Sơ đồ áp dụng tính toán khả năng tiếp nhận nước thải (kg/ngày) ............................ 39
Hình 3.1. Giá trị TSS trên sông Nhuệ vào mùa mưa trong các năm 2006 – 2009 ................... 46
Hình 3.2. Giá trị TSS trên sông Nhuệ vào mùa khô trong các năm 2006 - 2009 ..................... 46
Hình 3.3. Giá trị DO trên sông Nhuệ vào mùa mưa trong các năm quan trắc 2006-2009 ....... 47
Hình 3.4. Giá trị DO trên sông Nhuệ vào mùa khô trong các năm quan trắc 2006-2009 ........ 47
Hình 3.5. Giá trị COD trên sông Nhuệ vào mùa mưa trong các năm 2006-2009..................... 49
Hình 3.6. Giá trị COD trên sông Nhuệ vào mùa khô trong các năm 2006-2009...................... 49
Hình 3.7. Giá trị BOD5 trên sông Nhuệ vào mùa mưa trong các năm 2006 - 2009................. 50
Hình 3.8. Giá trị BOD5 trên sông Nhuệ vào mùa khô trong các năm 2006 - 2009.................. 50
Hình 3.9. Giá trị NH4+ trên sông Nhuệ vào mùa mưa trong các năm 2006-2009 .................... 51
Hình 3.10. Giá trị NH4+ trên sông Nhuệ vào mùa khô trong các năm 2006-2009 ................... 51
Hình 3.11. Bản đồ các đoạn sông và tiểu vùng tương ứng các đoạn được phân chia .............. 55
Hình 3.12. Diễn biến lưu lượng dòng chảy trên các đoạn sông nghiên cứu............................. 58
Hình 3.13. Tỷ lệ % lưu lượng thải của các hoạt động ở đoạn 1 ............................................... 62
Hình 3.14. Tỷ lệ % lưu lượng thải của các hoạt động ở đoạn 2 ............................................... 63

Mặt khác, sau khi sát nhập tỉnh Hà Tây vào thành phố Hà Nội, với chiều dài
khoảng 74 km, sông Nhuệ gần như nằm chọn trong địa phận thủ đô, trung tâm kinh
tế – văn hóa – chính trị của cả nước. Như vậy, sông Nhuệ không còn đơn thuần
mang giá trị về mặt cung cấp nguồn tài nguyên nước mà còn mang ý nghĩa về mặt
sinh thái cảnh quan, giúp điều hòa khí hậu, tạo cảnh quan sinh thái mặt nước giữa
lòng đô thị, đem đến giá trị về mặt tinh thần cho bộ phận dân cư trong khu vực.
Tuy nhiên, trong những năm gần đây, môi trường nước sông Nhuệ đã và
đang phải đối mặt với nhiều thách thức lớn về mặt chất lượng và đang ở cấp độ báo
động. Sự gia tăng dân số cùng với quá trình công nghiệp hóa, hiện đại hóa đang
diễn ra mạnh mẽ dẫn đến sự ra đời hàng loạt các khu đô thị, khu công nghiệp, cụm
công nghiệp mới và các hoạt động khai thác, chế biến khoáng sản cũng được đẩy
mạnh phát triển…Chính những yếu tố này đã gây nên một áp lực khá lớn lên môi
trường nước sông, làm cho chất lượng môi trường nước trên các con sông suy giảm
nhanh chóng.

viii


Xuất phát từ thực tiễn trên, tiến hành thực hiện đề tài “Đánh giá ngưỡng
chịu tải và đề xuất các giải pháp bảo vệ môi trường nước Sông Nhuệ, khu vực
qua thành phố Hà Nội” với mục tiêu đưa ra một bức tranh tổng quát về hiện trạng
chất lượng nước sông Nhuệ, khả năng tiếp nhận, khả năng tự làm sạch và bước đầu
tiếp cận phương pháp luận để đánh giá ngưỡng chịu tải của môi trường nước sông
Nhuệ. Những kết quả này được coi là căn cứ quan trọng trong công tác quản lý
nhằm bảo vệ và duy trì môi trường nước sông, góp phần duy trì chất lượng nước và
phát triển cảnh quan sông Nhuệ. Cụ thể như sau:
− Đánh giá hiện trạng môi trường nước sông Nhuệ;
− Tính toán khả năng tiếp nhận các chất ô nhiễm của môi trường nước sông;
− Đánh giá khả năng tự làm sạch (TLS) các chất ô nhiễm của môi trường nước
sông dựa vào các quá trình trong sông;

về vấn đề mô phỏng và dự báo chất lượng nước lưu vực sông Nhuệ và sông Đáy.
Nhóm tác giả đã ứng dụng mô hình toán hiện đại (MIKE11 – Viện Thủy lực Đan
Mạch) áp dụng cho dòng chảy một chiều không ổn định để mô phỏng chế độ thủy
lực, diễn biến và dự báo chất lượng nước trên lưu vực sông Nhuệ - sông Đáy ứng
với các kịch bản phát triển kinh tế xã hội và xử lý nguồn thải trước khi đổ ra sông.

1


Từ đó, nhóm tác giả đã sơ bộ đề xuất một số biện pháp giảm thiểu ô nhiễm môi
trường trong khu vực.[37]
Nghiên cứu “Cơ sở khoa học và thực tiễn trong nghiên cứu cân bằng nước
mùa cạn và nâng cao hiệu quả khai thác hệ thống thủy lợi sông Nhuệ” do tác giả Vũ
Minh Cát thực hiện năm 2007 có tính toán cân bằng nước mùa cạn hiện tại và tương
lai trên toàn hệ thống canh tác, lựa chọn các giải pháp nâng cao hiệu quả khai thác
và sử dụng nguồn nước của hệ thống. [3]
Nghiên cứu điển hình “Nhu cầu cấp nước, sử dụng nước và tính kinh tế của
tài nguyên nước lưu vực sông Nhuệ - sông Đáy” do Cục Quản lý Tài nguyên nước
và Viện Sinh thái và Môi trường thực hiện năm 2005 đã xây dựng mối tương quan
giữa các khía cạnh chính của cách tiếp cận kinh tế trong việc quy hoạch phân bổ tài
nguyên nước. Trong dự án này, tác giả đã xây dựng một quy trình hướng dẫn từng
bước trong quy hoạch phân bổ tài nguyên nước phù hợp với điều kiện Việt Nam;
ứng dụng thí điểm quy trình này ở lưu vực sông Nhuệ - sông Đáy ở thời điểm hiện
tại và dự báo trong tương lai; xây dựng các phương pháp đánh giá nhanh khía cạnh
kinh tế về số lượng và chất lượng tài nguyên nước, hỗ trợ cho việc ra quyết định. [4]
Đánh giá môi trường nước bằng chỉ số tổ hợp sinh học (IBI) và chỉ số đa
dạng sinh học dựa vào thành phần loài cá thu được ở sông Nhuệ và sông Tô Lịch
của tác giả N.K. Sơn (2005) đã dùng các chỉ số tổ hợp sinh học (IBI) và các chỉ số
đa dạng sinh học α và H’ tính từ số liệu về thành phần loài cá tại các thời điểm và
địa điểm khác nhau để đánh giá mức độ ô nhiễm nước sông Nhuệ và sông Tô Lịch.

trên lưu vực sông Nhuệ - sông Đáy”, năm 2009. Đây là một nghiên cứu hết sức có ý
nghĩa, mang tính thiết thực vì sẽ tạo ra một bộ cơ sở dữ liệu tổng hợp về hiện trạng
môi trường lưu vực sông, từng bước chuẩn hoá các quy trình quản lý thông tin môi
trường, làm cơ sở để thống nhất một mô hình quản lý chung cho tất cả các cơ quan
quản lý môi trường của các địa phương.[37]
Các báo cáo nghiên cứu khoa học của sinh viên như “Tiếp cận tổng hợp
bước đầu trong đánh giá chất lượng sông Nhuệ”; “Bước đầu sử dụng phương pháp
DELHPI để đánh giá chất lượng môi trường nước sông Nhuệ”; “Vận dụng tiêu
chuẩn môi trường Việt Nam vào đánh giá chất lượng nước sông Nhuệ - sông Đáy
(khu vực tỉnh Hà Nam) cho các mục đích sử dụng khác nhau”; hay “Đánh giá ảnh

3


hưởng của làng nghề tỉnh Hà Tây tới chất lượng nước sông Nhuệ - sông Đáy và đề
xuất giải pháp quản lý”...vv. Các nghiên cứu này đã nêu lên được vai trò nguồn
nước sông Nhuệ trong các hoạt động dân sinh, hoạt động sản xuất, đánh giá được
hiện trạng chất lượng môi trường nước sông Nhuệ, các nguôn xả thải tác động lên
nguồn nước bằng một số các phương pháp khác nhau và trong thời gian đó, hay
bước đầu xác định được những vấn đề trong quản lý môi trường cũng như đề xuất
một số giải pháp nhằm nâng cao quản lý và sử dụng bền vững tài nguyên
nước.[2,9,10,30]

4


1.2. TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU NGƯỠNG CHỊU TẢI NƯỚC SÔNG
1.2.1. Các khái niệm
− Năng lực môi trường (environmental capacity) được định nghĩa bởi
GESAMP (1986) (Group of Experts on the Scientific Aspects of Marine Pollution)

tượng cần nghiên cứu. Việc ứng dụng mô hình chất lượng nước đã được phát triển
ngay từ những năm đầu của thế kỷ 20, gắn liền với mối quan tâm của xã hội về vấn
đề chất lượng nước và khả năng ứng dụng của công nghệ tính toán khoa học.[37]
Tại Hoa Kỳ, Luật nước sạch (Clean Water Act) yêu cầu các Bang xây dựng
kế hoạch làm sạch môi trường nước (Total Maximum Daily Loads - TMDLs) cho
các nhánh sông, hồ và dòng chảy đang bị suy giảm chất lượng nước đối với các chỉ
tiêu xác định trong mục 303 (d) của Luật. Căn cứ để đánh giá sự suy giảm chất
lượng nước ở đây là so sánh với Tiêu chuẩn chất lượng nước của Bang Washington.
Tải lượng ô nhiễm tối đa theo ngày TMDL là tổng tải lượng từ các nguồn thải điểm
(Wasteload Allocation - WLA), các nguồn thải diện (Load Allocation – LA) và các
nguồn thải tự nhiên khác, MOS (Margin of Safety) là hệ số an toàn. TMDL được
tính theo công thức:
TMDL (loading capacity) = Σ WLAs + Σ LAs + MOS
Để thực hiện việc tính toán TMDL cho từng sông, từng lưu vực sông, theo
Cơ quan bảo vệ môi sinh Hoa Kỳ (EPA) phải thực hiện những những công việc như
sau:
−

Mô tả vị trí vùng nghiên cứu TMDL

−

Xác định chất lượng nước cho mục đích sử dụng tương ứng

−

Đánh giá vấn đề môi trường, bao gồm cả những khu vực có sự chênh
lệch về tiêu chuẩn chất lượng nước.

−

bão hòa và 3 thành phần bảo toàn trong nước. Qual2K sử dụng các đoạn chia không
bằng nhau tùy thuộc vào nguồn thải nhiều hay ít. Cơ chế vận truyền chính của dòng
là lan truyền và phân tán dọc theo hướng chính của dòng (trục chiều dài của dòng
và kênh). Mô hình cho phép tính toán với nhiều nguồn thải, các điểm lấy nước cấp,
các nhánh phụ và các dòng thêm vào và lấy ra. Qual2K sử dụng 2 dạng của
Carbonaceous BOD để mô phỏng carbon hữu cơ: dạng oxi hóa chậm (slow CBOD)
và dạng ô xi hóa nhanh (fast CBOD); Qual2K có thể mô phỏng tảo đáy; Qual2K
tính toán sự suy giảm ánh sáng như là một hàm của tảo, đất đá vụn và chất rắn vô
cơ.
Tại các nước Châu Âu, theo tổng quan của Jordan E.O. nhiều công trình
nghiên cứu liên quan đến quá trình tự làm sạch (TLS) nước sông đã được tiến hành
từ cuối thế kỷ XIX [51]. Đó là các công trình nghiên cứu TLS nguồn nước dựa vào
quá trình đồng hóa chất thải hữu cơ nhờ hoạt động của vi khuẩn có trong nguồn
nước. Những công trình đầu tiên quan tâm đến quá trình ôxy hóa chất thải hữu cơ
do vi khuẩn. Chẳng hạn, G. Frank khi nghiên cứu TLS nước sông Spree (Đức) đã
quan tâm đến số lượng vi khuẩn trong 1cm3 nước tham gia vào quá trình đồng hóa
chất thải trong nước sông. Tác giả đã thấy rằng, trong nước sông Spree trước khi
chảy vào thành phố Berlin nồng độ vi khuẩn khoảng 10.000 VK/cm3, khi chảy qua

7


Berlin nơi nước bị ô nhiễm con số này tăng lên đến hàng ngàn, thậm chí hàng triệu
nhưng khi quá trình TLS kết thúc thì lượng vi khuẩn giảm đi một cách đáng kể. Các
tác giả Girard và Bordas đã nghiên cứu TLS trên sông Seine. Đặc biệt, Golschmidt
và Pransmidt khi nghiên cứu quá trình TLS trên sông Isar ở Munich đã tính toán và
đưa ra khoảng cách cần thiết cho quá trình TLS là khoảng 27 km và trong khoảng
thời gian 8 giờ. Kluse và Lossen khi nghiên cứu trên sông Rhine đã đưa ra khoảng
cách là từ 25-26 km và thời gian là 5,5-6 giờ. Trong các công trình nghiên cứu khác
đã quan sát kết quả TLS đối với từng loại chất thải khác nhau khi thâm nhập vào

Trong cả hai trường hợp trên, mô hình chất lượng nước chủ yếu tập trung
cho các con sông chính của Việt Nam như mô hình WQ97 mô phỏng sự thay đổi
BOD&DO trên hệ thống kênh Sài Gòn; sử dụng mô hình STREAM II xác định
ngưỡng chịu tải ô nhiễm của dòng chảy sông Hồng; sử dụng mô hình Qual2E tính
toán sự lan truyền và phân bố các chất ô nhiễm từ các hoạt động phát triển trên lưu
vực sông Thị Vải; sử dụng mô hình một chiều để tính toán thay đổi BOD trong hệ
thống kênh rạch Tp.HCM; nghiên cứu mô phỏng sinh thái - chất lượng nước phục
vụ hợp lý nguồn nước sông, trên cơ sở mô hình Qual2E để mô phỏng chất lượng
nước sông; ứng dụng mô hình chất lượng nước WASP5 để đánh giá các điều kiện
thuỷ lực và tính toán khả năng lan truyền chất trên trục chính sông Nhuệ của
Nguyễn Quang Trung (2000); nghiên cứu mô hình chất lượng nước sông Hương
theo các chất dễ phân huỷ…Các mô hình chất lượng nước sông chủ yếu tập trung
mô phỏng quá trình chủ đạo trong sông là lan truyền chất ô nhiễm thông qua quá
trình pha loãng và xáo trộn. Ảnh hưởng của quá trình sinh thái ít được đề cập hoặc
chỉ đề cập dưới dạng hệ số ảnh hưởng mà chưa mô phỏng bản chất của quá trình.
Để tính toán lan truyền ô nhiễm môi trường nước trên các sông, hồ, thường sử dụng
một số mô hình như: Qual2, SWAT, CORMIX, Modflow… Hiện nay, một số mô
hình như MIKE, SMS đang được nghiên cứu đưa vào áp dụng tính toán chất lượng
nước cho các sông.
Khi nghiên cứu về khả năng TLS nước trong các thủy vực, các công trình
trong nước tập trung theo các hướng nghiên cứu quá trình đồng hóa chất thải bằng

9


thực vật và động vật thủy sinh cũng như quá trình pha loãng xáo trộn bởi dòng chảy
trong sông nói riêng và các thủy vực khác nói chung. Nguyễn Kỳ Phùng và Nguyễn
Thị Bảy [18] đã nghiên cứu khả năng TLS nước các con sông chính tại huyện Cần
Giờ khi có nước thải từ các hồ nuôi tôm. Các tác giả đã sử dụng mô hình thủy lực
và lan truyền chất ô nhiễm trong sông, đã tính toán cho các kịch bản hiện tại và kịch

trình nghiên cứu diễn biến HSTTV trong thời gian qua chủ yếu tập trung cho mục
đích đánh giá mức độ ô nhiễm môi trường thủy vực tại khu vực nghiên cứu. Các tác
giả Nguyễn Vũ Thanh và Đoàn Cảnh [28] đã đề xuất ứng dụng phương pháp nghiên
cứu đa dạng sinh học HSTTV vào quan trắc chất lượng môi trường nước. Nhóm tác
giả đã thiết lập danh mục các chỉ số đa dạng, chỉ số sinh học với các thang điểm
khác nhau ứng với các cấp ô nhiễm môi trường nước khác nhau. Từ số liệu điều tra
khảo sát sinh vật thủy sinh, tính các chỉ số, tra bảng ta có thể xác định được mức độ
ô nhiễm môi trường thủy vực khu vực đang nghiên cứu. Đỗ Thị Bích Lộc và nnk
(2005) đã nghiên cứu đánh giá độ đa dạng sinh học và diễn biến tài nguyên thủy
sinh vật ở lưu vực sông Sài Gòn – Đồng Nai trên cơ sở số liệu điều tra khảo sát tại
các thời kỳ khác nhau, chủ yếu là số liệu trước và sau thời kỳ công nghệp hóa của
những năm 1990-2003 [15]. Các tác giả đã so sánh và xác định mức độ biến đổi loài
và số lượng từng loài của các dạng thủy sinh vật (thực vật nổi, động vật nổi, động
vật đáy) tại lưu vực đang nghiên cứu; Đã phân tích kết quả tính toán chỉ số đa dạng
của thủy sinh vật tại từng con sông. Các tác giả đi đến kết luận rằng dưới tác động
của các nguồn thải các khu hệ thủy sinh vật bị biến đổi mạnh cả về cấu trúc thành
phần loài, cấu trúc số lượng, loài phát triển ưu thế và chỉ số đa dạng. Biểu hiện của
sự thay đổi là giảm số loài ưu thế, giảm kích thước sinh vật, số lượng của loài thích
nghi tăng vọt còn số lượng của loài không thích nghi thì suy giảm hoặc biến mất.
Cũng các tác giả nêu trên đã nghiên đánh giá tác động của hoạt động kinh tế xã hội
đến đa dạng sinh học của thủy sinh vật sông Thị Vải. Dựa trên sự phân tích độ biến
thiên của chỉ số đa dạng, các tác giả đã nhận thấy nước sông Thị Vải ngày càng bị ô
nhiễm, song mức độ ô nhiễm có khác nhau giữa nước tầng bề mặt và nước tầng đáy.
Tác giả Nguyễn Kiêm Sơn (2005) đã dùng các chỉ số tổ hợp sinh học (IBI)
và các chỉ số đa dạng sinh học α và H’ tính từ số liệu về thành phần loài cá tại các
thời điểm và địa điểm khác nhau để đánh giá mức độ ô nhiễm nước sông Nhuệ và
sông Tô Lịch [37]. Giá trị các chỉ số nêu trên tương ứng với mức độ ô nhiễm của
từng đoạn sông. Cũng với phương pháp nêu trên, chính tác giả này đã nghiên cứu

11


12


1.3. PHƯƠNG PHÁP LUẬN ĐÁNH GIÁ NGƯỠNG CHỊ TẢI NƯỚC SÔNG
1.3.1. Nước sông và các quá trình trong sông
Sông ngòi là sản phẩm của khí hậu có dòng nước chảy tự nhiên. Hệ thống
sông ngòi được hình thành dưới tác động bào mòn của dòng chảy do nước mưa
hoặc tuyết tan cung cấp. Nước mưa rơi xuống đất, một phần bị tổn thất do bốc hơi,
đọng vào các chỗ trũng và ngấm xuống đất, một phần dưới tác dụng của trọng lực
chảy dọc theo sườn dốc tập trung tạo thành các lạch nước rồi sau đó tạo thành các
khe suối hợp lưu với nhau tạo thành mạng lưới sông ngòi. Nước sông là nguồn nước
ngọt tự nhiên và đóng một vai trò quan trọng trong hệ cân bằng nước tự nhiên, gắn
bó chặt chẽ đối với đời sống và các hoạt động sinh kế của con người.
Đặc điểm thành phần của nước sông là rất phức tạp và phụ thuộc vào đặc
điểm tự nhiên (địa chất, khí hậu) và hệ thống thủy văn của khu vực con sông chảy
qua. Bảng 1.1 trình bày thành phần hóa học trung bình của một số thành phần trong
nước sông tự nhiên.[4]
Bảng 1.1. Thành phần hóa học trung bình của nước sông
Thành phần
CO3-2
SO4-2
ClSiO2
NO3-

% trọng lượng
35,2
12,4
5,7
11,7

oxy có thể tham gia vào các quá trình sau:
Ôxy hóa các chất hữu cơ bằng các vi sinh vật:
Vi sinh vật
(CH2O) + O2

CO2 + H2O

Ôxy hóa các hợp chất ni tơ bằng các vi sinh vật, ví dụ:
NH4+ + 2O2

2H+ + NO3- + H2O

Vi sinh vật

Ôxy hóa các chất hóa học khác, ví dụ:
4Fe+2 + O2 + 10H2O
2SO3-2 + O2

4Fe(OH)3(r) + 8H+
2SO4-2

Như vậy, việc tham gia các phản ứng hóa học khử các chất ô nhiễm hữu cơ
của lượng ôxy thường xuyên có trong nước sông đóng vai trò quan trọng trong quá
trình cân bằng hệ sinh thái nước, đặc biệt trong quá trình TLS chất ô nhiễm trong
nước sông.
Ngoài ra, nước sông tự nhiên tồn tại nhiều chất có khả năng tham gia tạo phức
như sự dư thừa Cl trong nước dẫn tới sự hình thành một số phức chất của Cl, các
hợp chất như Na5P3O10, EDTA, NTA có trong nước thải thải vào hệ thống nước có
khả năng tạo phức với các ion kim loại như: Mg+2, Ca+2, Mn+2, Fe+2, Fe+3, Zn+2,
Co+2, Ni+2…Các phức kim loại có ảnh hưởng lớn tới thế ôxy hóa khử, cân bằng hòa


-

Quá trình phân tán (dispersion): Chuyển động ngẫu nhiên gây ra do các đường
dòng chảy khác nhau hay do các vận tốc khác nhau trong trường.

Hình 1.1. Sơ đồ mô phỏng các quá trình nhiệt động lực học trong nước sông

15