LỜI CẢM ƠN
Trong thời gian học tập, nghiên cứu và thực hiện khóa luận tốt nghiệp
ngoài sự cố gắng nỗ lực của bản thân tôi còn nhận được rất nhiều sự giúp đỡ
của các thầy cô giáo, gia đình và bạn bè. Nhân dịp này tôi xin được bày tỏ
những lời cảm ơn chân thành và sâu sắc nhất của mình.
Trước tiên tôi xin gửi lời cảm ơn tới Ban chủ nhiệm khoa Tài nguyên
và môi trường, các thầy cô giáo trong khoa và trong bộ môn Công nghệ môi
trường đã tạo điều kiện cho tôi được học tập và nghiên cứu, trang bị cho tôi
những kiến thức bổ ích về chuyên ngành cũng như kiến thức về xã hội.
Để có được kết quả này tôi xin được đặc biệt gửi lời cảm ơn chân thành
và sâu sắc nhất tới cô giáo - Ths. Nguyễn Thị Thu Hà người đã luôn tận tình
chỉ bảo, truyền đạt cho tôi rất nhiều kiến thức, kỹ năng làm việc, kỹ năng
sống, giúp đỡ tôi trong học tập, nghiên cứu và theo sát tôi trong suốt quá trình
thực hiện khóa luận này.
Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành tới cô giáo - Ths Hồ Thị Thúy Hằng
cùng thầy giáo – TS Đỗ Thủy Nguyên đã luôn theo sát chỉ bảo tôi trong trình
học tập, tận tình giúp đỡ tôi trong suốt quá trình hoàn thành khóa luận.
Cuối cùng tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới bố mẹ, cùng toàn thể bạn
bè những người luôn bên tôi trong suốt thời gian học tập và rèn luyện tại
trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội
Hà Nội, ngày 18 tháng 5 năm 2014
Sinh viên

Nguyễn Huyền Trang

i


MỤC LỤC

ii

Bảng 2.2. Phân hạng đánh giá chất lượng nước theo chỉ số BC.......................................................11
Bảng 2.3. Các thông số lựa chọn, trọng số và công thức tính chỉ số phụ.........................................13
Bảng 2.4. Phân hạng đánh giá chất lượng nước theo một số chỉ số................................................15
Bảng 2.5. Các thông số chất lượng nước lựa chọn cho các mục đích riêng.....................................16
Bảng 2.6. Phân hạng đánh giá chất lượng nước theo chỉ số Bhargava WQI....................................16
Bảng 2.7. Kết quả đánh giá WQI tại một số hồ ở Đà Lạt..................................................................20
Bảng 4.1: Giá trị các thông số quan trắc tại các kênh mương thủy lợi.............................................34
Bảng 4.2. Giá trị quan trắc một số kim loại nặng tại các kênh mương thủy lợi( tháng 12/2013)....36
Bảng 4.3: Giá trị các thông số quan trắc tại các Ao, hồ, đầm...........................................................37
Bảng 4.4. Giá trị quan trắc một số kim loại nặng tại các ao hồ( tháng 12/2013).............................39
Bảng 4.5 : Giá trị các thông số quan trắc tại các sông......................................................................40
Bảng 4.6: Phân hạng chất lượng nước mặt Hưng Yên (năm 2013)..................................................43
Bảng 4.7: Đánh giá tính đúng của WQI đối với quy chuẩn Việt Nam 08:2008/BTNMT theo loại hình
thuỷ vực...........................................................................................................................................46
Bảng 4.8: So sánh chất lượng nước giữa WQI và theo quy chuẩn 08:2008/BTNMT thông qua mức
độ nhận thải....................................................................................................................................48
Bảng 4.9: Đánh giá ảnh hưởng của các thông số trong WQI...........................................................50
Bàng 4.10. Kết quả đánh giá mức ý nghĩa các thông` số trong WQI................................................54
Bảng 4.11: Kết quả đánh giá độ nhạy cho từng thông số khi thay đổi tầm quan trọng của thông số
........................................................................................................................................................56
Bảng 2.3. Bảng quy định các giá trị BPi và qi đối với DO% bão hòa.................................................67

iv


DANH MỤC HÌNH
Hình 4.1 : Biểu đồ nhiệt độ trung bình tại tỉnh Hưng Yên (OC)........................................................29
Hình 4.2 : Biểu đồ lượng mưa trung bình theo tháng (mm)...........................................................30
Hình 4.3: Biểu đồ phân bố chất lượng nước tại các thủy vực vào...................................................44
mùa mưa.........................................................................................................................................44

Để khắc phục những khó khăn trên cần phải có một hoặc một hệ thống
chỉ số cho phép lượng hóa được CLN ( nghĩa là biểu diễn CLN theo một thang
điểm thống nhất), có khả năng mô tả tác động tổng hợp của nhiều thành phần
hóa – lý – sinh trong nguồn nước. Một trong số chỉ số đó là chỉ số chất lượng
nước WQI ( Water Quality Index – WQI). WQI được xuất hiện đầu tiên ở Mỹ
vào thập niên 70 và hiện đang được áp dụng rộng rãi ở nhiều bang. Hiện nay,
chỉ số WQI được nghiên cứu và sử dụng rộng rãi ở nhiều quốc gia như Ấn Độ,
Canada, ChiLe, Anh, Đài Loan...Tại Việt Nam đã có nhiều nghiên cứu và đề
xuất về bộ chỉ số CLN như các WQI-2, WQI-4.

1


Hiện nay để thống nhất cách tính toán chỉ số CLN, tháng 07 năm 2011.
Tổng cục Môi trường đã chính thức ban hành sổ tay hướng dẫn kỹ thuật tính
toán chỉ số chất lượng nước theo Quyết định số 879/ QĐ – TCMT ngày 01
tháng 07 năm 2011 của Tổng cục trưởng tổng cục Môi trường, theo quyết
định chỉ số CLN được áp dụng đối với số liệu quan trắc môi trường nước mặt
lục địa và áp dụng đối với cơ quan quản lý nhà nước về môi trường, các tổ
chức, cá nhân có tham gia vào mạng lưới quan trắc môi trường và tham gia
vào công việc công bố thông tin về chất lượng môi trường cho cộng đồng.
Tuy nhiên việc áp dụng chỉ số WQI hiện nay còn gặp nhiều vấn đề sau: Do
đây chưa phải là yêu cầu bắt buộc mang tính pháp lý nên các cơ quan nhà
nước về môi trường, các tổ chức cá nhân liên quan vẫn chưa thực hiện báo
cáo đánh giá môi trường theo chỉ số CLN; Có sự chồng chéo và không hợp lý
giữa quy chuẩn Việt Nam và quyết định về hướng dẫn thực hiện đánh giá
bằng chỉ số chất lượng nước. Từ những vấn đề trên em quyết định thực hiện
đề tài nghiên cứu: “Đánh giá sự phù hợp của chỉ số đánh giá chất lượng
nước (WQI) trong giám sát môi trường định kỳ tại Hưng Yên”
1.2. Mục tiêu nghiên cứu

Chỉ số môi trường (environment indices) là chỉ tiêu môi trường được
lượng hóa thông qua khảo sát, đo đạc thực nghiệm để đến một giá trị phù hợp
nào đó với điều kiện môi trường cần khảo sát. Chỉ số môi trường là giá trị được
tính toán trong một điều kiện môi trường nào đó (đất, nước, không khí) theo một
số thông số môi trường có ở môi trường đó. Chỉ số là tập hợp các tham số được
tích hợp hoặc được nhân với trọng số. Các chỉ số ở mức độ tích hợp cao nghĩa là
chúng được tính toán từ nhiều biến số hay dữ liệu để giải thích cho một hiện
tượng môi trường. Ví dụ: chỉ số chất lượng nước (WQI, Horton, 1996), chỉ số
chất lượng không khí (AQI, Ott, 1978), chỉ số phát triển con người (HDI của
UNDP), chỉ số xói mòn đất (theo phương trình mất đất phổ dụng (USLE),
Wishmier, 1976)
Chất lượng môi trường thường được đánh giá bằng các tính chất vật lý,
hóa học và sinh học đặc trưng cho các thành phần môi trường (đất, nước,
không khí) thể hiện thông qua các thông số môi trường. Các yếu tố ảnh hưởng
tới môi trường và các tiêu chuẩn về chất lượng môi trường được quy định dựa
vào mục đích sử dụng hoặc quy chuẩn môi trường. Do đó, các tiêu chí quan
trọng trong đánh giá chất lượng môi trường là thông số môi trường. Tuy
nhiên, như chúng ta đã biết, việc đánh giá và kết luận về bản chất môi trường
chỉ dựa trên những thông số không phản ánh được hết tính chất môi trường và
các quá trình diễn ra trong môi trường. Vì thế trong quan trắc môi trường hiện
nay cần xem xét sử dụng một loại công cụ khác cho phép đánh giá tổng hợp
về chất lượng môi trường đó là chỉ số môi trường.

4


2.1.2. Ý nghĩa của chỉ số môi trường
Sử dụng chỉ số môi trường trong đánh giá chất lượng môi trường và
quản lý môi trường có ý nghĩa cơ bản sau đây:
Thứ nhất, chỉ số môi trường phản ánh đúng bản chất của môi trường


-

Chỉ số môi trường đưa ra và cảnh báo sớm các tín hiệu về sự

thay đổi các tình trạng môi trường và là cơ sở giúp cho việc hoạch định các
chương trình kế hoạch bảo vệ môi trường.
Với những ưu điểm đưa ra, chỉ số môi trường là một công cụ hữu hiệu
cho hoạt động nghiên cứu và quản lý môi trường. Bằng cách nhìn nhận được
bản chất của môi trường và mức độ của môi trường, chỉ số sẽ giúp cho các
nhà quản lý đưa ra những phản hồi bằng các quyết định kịp thời với những áp
lực bằng chính sách và các giải pháp công nghệ để đảm bảo phát triển bền
vững về môi trường và về sinh thái.
Chỉ số chất lượng môi trường chỉ xuất hiện và phát triển trong thời
gian khoảng 40 năm gần đây tuy nhiên lý thuyết về chỉ số đã xuất hiện từ
hơn 160 năm trước (năm 1848 ở Đức) với việc đánh giá chất lượng nước
dựa vào sự xuất hiện hoặc biến mất của một số loài sống trong nước (chỉ thị
sinh học môi trường và chỉ số sinh học môi trường). Đến những năm gần
đây rất nhiều chỉ số chất lượng môi trường ra đời và được chấp nhận và sử
dụng rộng rãi trên thế giới.
2.1.3. Khái niệm chỉ số chất lượng nước (WQI)
Chỉ số chất lượng nước (viết tắt là WQI) là một chỉ số được tính toán từ
các thông số quan trắc chất lượng nước, dùng để mô tả định lượng về chất
lượng nước và khả năng sử dụng của nguồn nước đó, được biểu diễn qua 1
thang điểm.
Đối với các chỉ tiêu như nhiệt độ, pH, Coliform phân và oxy hòa tan
chỉ số biểu thị mức độ yêu cầu đối với nhu cầu sử dụng. Đối với các chất dinh
dưỡng hay bùn là các chỉ số mà thường không có trong tiêu chuẩn thì chỉ số
chất lượng biểu thị điều kiện môi trường tại khu vực nghiên cứu. Tùy theo
mục đích sử dụng có thể lựa chọn các chỉ tiêu giám sát chất lượng nước để

vào thập kỷ 70. Ðây là phương pháp đơn giản và ngắn gọn nhằm diễn tả
thông tin về chất lượng nước mặt nói chung (sông, hồ). Các thông số sử dụng:
nhiệt dộ, DO, BOD, pH, tổng chất rắn (TS), tổng N, tổng P và Fecal Coliform
(FC). Trong đó, công thức tính chỉ số chất lượng nước như sau:

7


Trong đó:

n: số lượng các thông số tính toán (8 thông số)
SIi2:là chỉ số phụ của các thông số tính toán.

Trong đó, các chỉ số phụ được xác định theo các hàm điều kiện và hàm
hồi quy kinh nghiệm riêng. Chi tiết hướng dẫn cụ thể của tài liệu (Cude.
C.G.,2001. Oregon water quality index: Atool for evaluating water quality
management effectiveness Journal of the American water Resources
Asociation 37 (1), 125 – 137). Kết quả đánh giá chỉ số OWQI được sử dụng
trong phân vùng chất lượng nước mặt phục vụ cho các mục đích sử dụng khác
nhau trên địa bàn bang Oregon, Mỹ.
(2) Chỉ số chất lượng nước của Quỹ Vệ sinh Môi trường quốc gia – Mỹ

(NSF-WQI)
Chỉ số này được thiết lập vào năm 1970. Ðể xây dựng WQI này, dựa
theo phương pháp Delphi. NSF đã mời 142 chuyên gia có kinh nghiệm
trong nhiều linh vực quản lý chất lượng nước ở Mỹ (bao gồm các viên chức
quản lý, các kỹ sư, các nhà khoa học) cùng tham gia ý kiến. Số người này
đã trả lời bảng câu hỏi ( Bảng 2.1) về 35 loại tác nhân ô nhiễm nguồn nước
có thể được lựa chọn làm chỉ số chất lượng nước. Số người này có thể thêm
hoặc bớt các thông số nào đó và sắp xếp thứ tự các thông số theo mức độ

0,07 (9) 27 Silic
10 TDS
28 BOD520oC
0,11 (3)
11 Amoniac
29 COD
12 Nitrat
0,15 (5) 30 Dầu và mỡ
13 Phosphat
0,10 (5) 31 Các chất chiết bằng cloroform
14 Sulphat
32 Các phenol
15 Florua
33 Hóa chất diệt cỏ
16 Clorua
34 Hóa chất trừ sâu
17 Bicacbonat
35 Hoạt tính phóng xạ
18 Fecal coliform
0,16 (2)
Ghi chú: wi là tầm quan trọng của thông số (thứ tự quan trọng)
Nguồn: Determining the Water Quality Index (1970)
NSF – WQI được tính theo một trong hai công thức: công thức dạng
tổng (ký hiệu là WA – WQI) và công thức dạng tích (ký hiệu là WM – WQI):

(3) Chỉ số chất lượng nước của tỉnh Bristish Columbia - Canada (BC

Index)
Mỗi vùng tại Canada đều sử dụng chỉ số chất lượng nước riêng nhằm
để phân vùng chất lượng nước tại vùng đó. Tuy nhiên có 2 phương pháp được

10


Bảng 2.2. Phân hạng đánh giá chất lượng nước theo chỉ số BC
Phân loại

F1

F2

F3

Chỉ số

Chỉ số

phân loại
Rất tốt
0–2
0–1
0–9
0–4
0–3
Tốt
3 - 14
2 - 14
10 – 45
5 – 25
4 – 17
Trung bình


11


o Tính độ lệch ei : là mức độ vượt tiêu chuẩn của từng mẫu không đạt:
+ Nếu tiêu chuẩn quy định ngưỡng trên: ei = Giá trị mẫu/Tiêu chuẩn – 1
+ Nếu tiêu chuẩn quy định ngưỡng dưới: ei = Tiêu chuẩn/Giá trị mẫu – 1
o Chuẩn hóa tổng độ lệch được tính qua công thức:

o Như vậy F3 được tính bằng công thức:

Sau khi tính được chỉ số chất lượng nước (CCMEWQI), người ta chia
chất lượng nước ra làm 5 loại như trong Bảng 2.4
(5)

Chỉ số chất lượng nước của một số quốc gia Châu Âu (UWQI –
Universal Water Quality Index)
Chỉ số UWQI có công thức tính như sau:

Trong đó: wi là trọng số của thông số i và Ii là chỉ số phụ của thông số i

12


Bảng 2.3. Các thông số lựa chọn, trọng số và công thức tính chỉ số phụ

Gây hại đến sức khỏe

Thông số


50 < X ≤ 5000

10,857lnX+142,47

5000 < X ≤ 50000

y=-

X > 50000

21,715lnX+284,95

X ≤ 0,003

y= 0
y=100

0,003 < X ≤ 0,005

y=-1250X+112,5

0,005 < X ≤ 0,010

y=-900X+95

X > 0,010
X ≤ 0,01

y= 0
y=100


0,113

Hàm hồi quy
y=100

y=4500X+95

X > 0,02
X ≤ 0,02

y= 0
y=100

0,02 < X ≤ 0,05

y=-1666,7X+133,33

0,05 < X ≤ 0,1

y=-900X+95

X > 0,1
X≤1

y= 0
y=100

0,086 1< X ≤ 2


X≤5

Hàm hồi quy
y=100

5 < X ≤ 10

y=-10X+150

10 < X ≤ 20

y=-4,5X+95

X > 20
X≥8

y= 0
y=100

8
X ≤ 0,02

y= 0
y=100

0,02 < X ≤ 0,16

y=-357,14X+107,14

0,16 < X ≤ 0,65

y=-91,837X+64,694

X > 0,65
y= 0
Nguồn: TS. Mai Tuấn Anh, Chỉ số WQI và ứng dụng (2012)
Sau khi tính được chỉ số chất lượng nước (UWQI), người ta chia chất
lượng nước ra làm 5 loại như bảng 2.4

14


Bảng 2.4. Phân hạng đánh giá chất lượng nước theo một số chỉ số
Chỉ số
OWQI
NSF-WQI
CCMEWQ
I
UWQI
Phân loại

50 - 74
Nhiễm

75 - 94
Nhiễm bẩn

95 – 100
Không nhiễm

nhiễm

nhiễm

nhẹ

bẩn

Rất kém

Kém

bẩn
Trung

90 - 100
91 - 100

Tốt
Rất tốt
bình

1
2
3
4
5

Mục đích sử dụng riêng
Tiếp xúc trực tiếp
Cấp nước sinh hoạt
Nông nghiệp
Công nghiệp
Bảo vệ đời sống thủy sinh

Các thông số lựa chọn
Ðộ dục, amoni, TC, BOD5, DO
Ðộ dục, BOD5, TC, DO, ClCl-, TDS, Bo, SAR
Ðộ dục, TDS, dộ cứng

n
5
5
4
3

Nhiệt độ, DO, Cl-, BOD5
4
Tiếp xúc gián tiếp
Kết quả phân loại chất lượng nước theo WQI của Bhargava được thể

hiện như sau:

16


Từ tháng 2 đến tháng 7 năm 2009 Các tác giả Nguyễn Văn Hợp,
Nguyễn Anh Thi,Nguyễn Mạnh Hưng, Thủy Châu Tờ thuộc trường Đại học
Khoa học Ðại học Huế đã tiến hành nghiên cứu phân vùng chất lượng nước
sông Hương dựa vào chỉ số CLN WQI.
Theo kết quả nghiên cứu sử dụng mô hình Bhargava, WQI nhận giá trị
từ 1 (CLN xấu nhất) đến 100 (CLN tốt nhất). Kết quả cho thấy: CLN sông Bồ
khá tốt (cho đa mục đích sử dụng) và ổn định với WQI trung bình ở các trạm
dao động trong khoảng hẹp 88 ÷ 92. Hầu hết các giá trị WQI của sông Hương
đều đạt loại I – rất tốt đến loại II - tốt: 90% giá trị WQI thuộc loại I và II, chỉ
10% giá trị WQI thuộc loại III – trung bình.
Hầu hết các thông số CLN (ngoại trừ thông số TC) đều đạt loại A1 theo
QCVN 08:2008 - là loại sử dụng tốt cho mục đích cấp nước sinh hoạt và các
mục đích khác (điều này cũng phù hợp với đánh giá CLN sông Bồ dựa vào
WQI nêu ở trên); riêng TC dao động trong khoảng rộng và nhiều giá trị không
đạt loại A1 (tức là > 2.500 MPN/100 mL), thậm chí không đạt cả loại A2 (tức
là TC > 5.000 MPN/100 mL) - sử dụng được cho mục đích cấp nước sinh hoạt,
nhưng phải áp dụng công nghệ xử lý phù hợp. Sự ô nhiễm vi khuẩn phân đã
làm cho WQI sông giảm xuống. Về các kim loại độc thường gặp (Cu, Pb, Cd,
Zn), nồng độ của chúng trong nước sông Bồ rất nhỏ, nhỏ hơn nhiều so với quy
định trong QCVN 08:2008. Những lo lắng về CLN sông Bồ bao gồm: (i) sự ô
nhiễm vi khuẩn phân và xuất hiện ngay từ đầu nguồn (trạm SB1); độ đục (hay
SS) khá cao do sự rửa trôi và xói mòn từ 2 bên bờ khi có mưa to: SS trong
tháng 3 và 6 ở nhiều trạm (cả trạm đầu nguồn SB1) vượt quá loại A1 theo
QCVN 08:2008 (tức là SS vượt quá 20 mg/L); nồng độ P-PO43- (khoảng 0,01
– 0,04 mg/L) ở mức tiềm tàng gây phú dưỡng; nồng độ sắt hoà tan (Fe) ở một
số trạm vào mùa khô đôi khi vượt quá 0,3 mg/L (Tiêu chuẩn vệ sinh nước ăn
uống TCVN2002 do Bộ Y tế ban hành năm 2002 quy định Fe < 0,3 mg/L).

Trên sông Sài Gòn, khu vực trạm Nhà Rồng là có chất lượng nước suy
giảm theo thời gian nhiều nhất. Đây là khu vực tiếp nhận nước thải đô thị từ
các dòng kênh nội thị. Sự phát thải ngày càng nhiều chất ô nhiễm vào môi
trường nước mặt khiến chất lượng nước tại đây suy giảm nghiêm trọng, từ giá
trị WQI = 6,9 năm 1998 đã giảm xuống còn 5,4 vào năm 2002

18


Trong năm 2003, chất lượng nước tại trạm Phú Cường (phía thượng
nguồn) thậm chí còn thấp hơn cả chất lượng nước tại Bình Phước. Tuy nhiên
đến năm 2004 chất lượng nước tại Phú Cường đã được cải thiện nhưng chất
lượng nước tại Bình Phước lại suy giảm. Tại trạm Bình Phước, chất lượng
nước các năm 1998 – 2004 dao động khá ổn định. Nhưng theo kết quả quan
trắc, chất lượng nước khu vực này giảm đáng kể thể hiện qua giá trị WQI từ
7,68 xuống còn 6,49. Nguyên nhân của hiện tượng này là sự phát triển mạnh
mẽ của khu vực (quận 2, quận 9) trong những năm trở lại đây
Tại trạm Phú An, chất lượng nước sông Sài Gòn là kém nhất vì đây là
khu vực tiếp nhận nước thải từ các kênh rạch nội thị; đến trạm Nhà Bè chất
lượng nước sông được cải thiện do được pha loãng bởi nước sông Đồng Nai.
Trên sông Đồng Nai, chất lượng nước tại Hóa An là ổn định nhất
nhưng đang bị suy giảm theo thời gian tuy không nhiều (WQI từ 7,92 giảm
còn 7,63). Do đó, nước ở đoạn sông này được sử dụng để bơm vào cung cấp
cho nhà máy nước Hóa An. Tại các trạm như Nhà Bè, Tam Thôn Hiệp, Lý
Nhơn chất lượng nước thay đổi không đều nhau. Vào năm 2001, chất lượng
nước tại 3 trạm này có xu hướng suy giảm mạnh so với năm 2000.Đến năm
2002, chất lượng nước tại hai trạm Nhà Bè và Lý Nhơn có tăng nhẹ so với
năm 2001 nhưng tại trạm Tam Thôn Hiệp vẫn giảm. Chất lượng nước của cả
ba trạm trong hai năm 2003 và 2004 khá đồng đều nhau và vẫn giảm so với
năm 2002. Như vậy, từ trạm Nhà Bè đến trạm Tam Thôn Hiệp và Lý Nhơn,

Hồ Xuân Hương

16,11

Suối Cam Ly

15,2

Hồ Tuyền Lâm

14,3

Hồ Chiến Thắng

18,9

Hồ Đa Thiện

81

Mức đánh giá chất lượng nước
Nước ô nhiễm nặng, cần các biện pháp xử lý trong
tương lai
Nước ô nhiễm nặng, cần các biện pháp xử lý trong
tương lai
Nước ô nhiễm nặng, cần các biện pháp xử lý trong
tương lai
Nước ô nhiễm nặng, cần các biện pháp xử lý trong
tương lai
Sử dụng cho mục đích cấp nước sinh hoạt nhưng cần