BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
----------o0o---------

PHẠM THỊ THU HƢƠNG

ĐÁNH GIÁ DIỄN BIẾN CHẤT LƢỢNG NƢỚC CÁC
SÔNG CHÍNH TRÊN HÀ NỘI THÔNG QUA CÁC CHỈ
SỐ CHẤT LƢỢNG NƢỚC VÀ ĐỀ XUẤT BIỆN PHÁP
QUẢN LÝ BẢO VỆ

LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT
CHUYÊN NGÀNH: QUẢN LÝ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƢỜNG

NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC
TS. HOÀNG THỊ THU HƢƠNG

HÀ NỘI - 2013


LỜI CẢM ƠN
Trong thời gian học tập, ngoài sự nỗ lực của bản thân, tôi đã nhận được sự
giúp đỡ nhiệt tình của các thầy cô Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường – Đại
học Bách Khoa Hà Nội, Viện Khoa học Công nghệ Mỏ - Vinacomin, gia đình cùng
toàn thể bạn bè.
Có được kết quả như ngày hôm nay, trước hết, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu
sắc nhất tới TS. Hoàng Thị Thu Hương đã tận tình chỉ bảo cho việc định hướng và
hoàn thành luận văn cũng như tạo mọi điều kiện tốt nhất cho tôi trong suốt quá
trình làm luận văn.
Tôi xin chân thành cảm ơn các thầy cô Viện Khoa học và Công nghệ Môi
trường – Đại học Bách Khoa Hà Nội truyền đạt kiến thức và kinh nghiệm bổ ích


ii


MỤC LỤC
DANH MỤC VIẾT TẮT ....................................................................................................... v
DANH MỤC BẢNG ............................................................................................................ vi
DANH MỤC HÌNH .............................................................................................................vii
MỞ ĐẦU ............................................................................................................................... 1
CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN ................................................................................................. 3
1.1. Các phƣơng pháp đánh giá chất lƣợng thủy vực ........................................................ 3
1.1.1. Phƣơng pháp đánh giá theo tiêu chuẩn ................................................................ 3
1.1.2. Phƣơng pháp chỉ số chất lƣợng nƣớc ................................................................... 4
1.1.2.1. Khái niệm chỉ số chất lƣợng nƣớc ................................................................ 4
1.1.2.2. Lịch sử phát triển chỉ số chất lƣợng nƣớc ..................................................... 4
1.1.2.3. Ƣu điểm của WQI trong đánh giá diễn biến chất lƣợng nƣớc ...................... 5
1.1.2.4. Các phƣơng pháp tính toán chỉ số chất lƣợng nƣớc...................................... 6
1.2. Lƣu vực sông Nhuệ - Đáy ......................................................................................... 16
1.2.1. Giới thiệu LVS Nhuệ - Đáy ............................................................................... 16
1.2.2. Các nguồn thải chính ảnh hƣởng đến chất lƣợng nƣớc LVS Nhuệ - Đáy ......... 23
1.2.2.1. Nguồn thải công nghiệp .............................................................................. 23
1.2.2.2. Nguồn thải sinh hoạt ................................................................................... 25
1.2.2.3. Nguồn thải làng nghề .................................................................................. 26
1.2.2.4. Nguồn thải y tế ............................................................................................ 26
1.2.2.5. Nguồn thải nông nghiệp .............................................................................. 27
1.2.3. Hiện trạng chất lƣợng nƣớc LVS Nhuệ - Đáy ................................................... 29
1.2.3.1. Chất lƣợng nƣớc sông Nhuệ ....................................................................... 29
1.2.3.2. Chất lƣợng nƣớc sông Đáy ......................................................................... 30
1.2.3.3. Chất lƣợng nƣớc một số sông trong nội thành Hà Nội. .............................. 31
1.2.3.4. Chất lƣợng nƣớc một số sông khác trong lƣu vực ...................................... 31

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ............................................................................................. 65
1. Kết luận ........................................................................................................................ 65
2. Kiến nghị...................................................................................................................... 65
TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................................... 66
PHỤ LỤC ............................................................................................................................ 70

iv


DANH MỤC VIẾT TẮT
BOD
CCME

: Biochemical oxygen demand (Nhu cầu oxy sinh hóa)
: The Canadian Council of Ministers of the Environment (Bộ Môi trƣờng
Canada)

COD

: Chemical oxygen demand (Nhu cầu oxy hóa học)

DO

: Dissolved Oxygen (Oxy hòa tan)

LVS

: Lƣu vực sông

NSF

Bảng 1.9. Phân loại chất lƣợng nguồn nƣớc mặt theo chỉ số WQI...................................... 15
Bảng 2.1. Tỷ lệ các nguồn thải chính gây ô nhiễm môi trƣờng LVS Nhuệ - Đáy .............. 23
Bảng 2.2. Tải lƣợng chất ô nhiễm từ nguồn thải sinh hoạt trong LVS Nhuệ - Đáy năm
2008 ..................................................................................................................................... 25
Bảng 2.3. Tải lƣợng chất ô nhiễm từ nguồn thải bệnh viện trong LVS Nhuệ - Đáy năm
2008 ..................................................................................................................................... 27
Bảng 2.4: Mô tả các điểm quan trắc chất lƣợng nƣớc LVS Nhuệ - Đáy ............................. 33
Bảng 2.5. Bảng quy định các giá trị qi, BPi ......................................................................... 37
Bảng 2.6. Bảng quy định các giá trị BPi và qi đối với DO% bão hòa ................................. 38
Bảng 2.7. Bảng quy định các giá trị BPi và qi đối với thông số pH .................................... 38
Bảng 2.8. Phân loại chất lƣợng nƣớc theo giá trị WQI của Bộ TNMT ............................... 39
Bảng 2.9. Bảng tiêu chuẩn hóa các giá trị thông số sử dụng trong tính toán chỉ số chất
lƣợng nƣớc ........................................................................................................................... 41
Bảng 2.10. Hệ thống phân loại chất lƣợng nƣớc theo WQI của Kannel ............................. 44
Bảng 2.11. Bảng phân cấp chất lƣợng nƣớc ứng với n chẵn và n lẻ tại điểm j bất kỳ......... 45
Bảng 3.1. Hệ số tƣơng quan giữa các thông số tính toán với WQI theo phƣơng pháp tổng
quát của Kannel ................................................................................................................... 60
Bảng 3.2. Hệ số tƣơng quan giữa các thông số tính toán với WQI theo phƣơng pháp của
GS. Phạm Ngọc Hồ .............................................................................................................. 61
Bảng 3.3: Tỷ lệ các điểm quan trắc không thay đổi về phân loại chất lƣợng nƣớc ............. 62

vi


DANH MỤC HÌNH
Hình 2.1. Bản đồ mạng lƣới sông suối LVS Nhuệ - Đáy .................................................... 18
Hình 2.2. Tỷ lệ nguồn thải cơ khí của các tỉnh LVS Nhuệ - Đáy ........................................ 23
Hình 2.3. Tỷ lệ nguồn thải ngành công nghiệp chế biến lƣơng thực – thực phẩm của các
tỉnh LVS Nhuệ - Đáy ........................................................................................................... 24
Hình 3.1. Biến động WQI sông Nhuệ tháng 1 năm 2008 ÷ 2010 ........................................ 49

Hình 3.22. Biến động WQI một số sông khác trong lƣu vực tháng 7 năm 2008 ÷ 2011 .... 55
Hình 3.23. Biến động WQI một số sông khác trong lƣu vực tháng 9 năm 2008 ÷ 2011 .... 55
Hình 3.24. Biến động WQI một số sông khác trong lƣu vực tháng 11 năm 2008 ÷ 2011 .. 55

viii


MỞ ĐẦU
LVS Nhuệ - Đáy là một trong những lƣu vực sông quan trọng ở miền Bắc, có
vị trí địa lý đặc biệt, đóng vai trò rất quan trọng trong phát triển nền kinh tế của
vùng đồng bằng sông Hồng và có ảnh hƣởng đến số dân cƣ lớn sinh sống quanh lƣu
vực sông. Hệ thống sông Nhuệ - Đáy nằm ở hữu ngạn sông Hồng với lƣu vực chiếm
diện tích tự nhiên 7.665 km2. Mạng lƣới sông ngòi trong lƣu vực tƣơng đối phát
triển, mật độ lƣới sông đạt 0,7 ÷ 1,2 km/km2. Lƣu vực có dạng dài, hình nan quạt
gồm có các sông chính là sông Nhuệ và sông Đáy. Ngoài ra, LVS Nhuệ - sông Đáy
có nhiều phụ lƣu lớn chảy qua thành phố, thị xã, thị trấn, thị tứ, tụ điểm dân cƣ, khu
công nghiệp, khu chế xuất, dịch vụ, làng nghề... Đây là nguồn cung cấp nƣớc nƣớc
ngọt quan trọng cho sản xuất nông nghiệp, công nghiệp và dân sinh.
Hiện nay, hoạt động phát triển kinh tế - xã hội trên LVS Nhuệ - Đáy đang diễn
ra rất mạnh; cơ cấu kinh tế chủ yếu dựa trên công nghiệp, nông nghiệp. Việc khai
thác tài nguyên thiên nhiên quá mức, thâm canh nông nghiệp có sử dụng nhiều phân
hóa học và hóa chất bảo vệ thực vật, hoạt động của các làng nghề, cũng nhƣ quá trình
đô thị hóa quá nhanh hình thành các khu công nghiệp với nhiều ngành nghề khác
nhau đã sinh ra một lƣợng chất thải khá lớn và đa dạng. Theo số liệu thống kê chƣa
đầy đủ, hàng ngày có khoảng 636.000 m3 nƣớc thải công nghiệp, 610.000 m3 nƣớc
thải sinh hoạt, 150.000 m3 nƣớc thải bệnh viện và hơn 2 triệu m3 nƣớc thải trồng trọt
và chăn nuôi, 2618,5 tấn chất thải rắn sinh hoạt, 430,3 tấn chất thải rắn công nghiệp
nguy hại, 973 tấn chất thải y tế… thải vào LVS Nhuệ - Đáy [3,31]. Phần lớn lƣợng
chất thải này không đƣợc xử lý tại nguồn mà xả thải trực tiếp ra môi trƣờng. Hầu hết
các nguồn thải đều đƣợc thải ra các sông trong lƣu vực [4]. Đây là nguyên nhân chủ

yêu cầu quản lý, do một tổ chức công bố dƣới dạng văn bản để tự nguyện áp dụng.
Ở Việt Nam, trƣớc giai đoạn 2009, việc đánh giá chất lƣợng nƣớc mặt thƣờng dựa
vào tiêu chuẩn TCVN 5942:1995. Tuy nhiên trong quá trình triển khai, tiêu chuẩn
này bộc lộ nhiều vấn đề bất cập:
- Các quy định pháp luật về xây dựng, ban hành và áp dụng tiêu chuẩn chƣa
đầy đủ và đồng bộ, chƣa tƣơng thích với thông lệ quốc tế và kém hài hòa với hệ
thống tiêu chuẩn của các nƣớc phát triển trong khu vực cũng nhƣ trên thế giới [32].
- Tổ chức hoạt động tiêu chuẩn hóa chƣa phù hợp với cơ chế quản lý kinh tế
thị trƣờng, còn chịu ảnh hƣởng nặng nề của phƣơng thức tiếp cận từ trên xuống vốn
là đặc thù của nền kinh tế tập trung. Việc xây dựng, ban hành tiêu chuẩn quốc gia
chủ yếu phục vụ yêu cầu quản lý của các cơ quan nhà nƣớc mà chƣa thu hút đƣợc
sự tham gia rộng rãi của các doanh nghiệp. Chƣa có cơ chế xã hội hóa hoạt động
xây dựng tiêu chuẩn để huy động đƣợc các nguồn lực xã hội [32].
- Hệ thống tiêu chuẩn 3 cấp (tiêu chuẩn Việt Nam, tiêu chuẩn ngành và tiêu
chuẩn cơ sở) mà không có hệ thống quy chuẩn kỹ thuật bắt buộc áp dụng dẫn đến
nhiều bất cập trong quá trình áp dụng, nhiều tiêu chuẩn lạc hậu so với thực tiễn,
mức độ hài hòa với tiêu chuẩn quốc tế còn thấp [32].
Để khắc phục những hạn chế trên, hệ thống Quy chuẩn kỹ thuật đƣợc xây
dựng và đƣa vào áp dụng. Từ năm 2009, tiêu chuẩn chất lƣợng nƣớc TCVN 5942
đƣợc thay thế bởi QCVN 08 - 2008:2008/BTNMT. Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia
quy định về mức giới hạn của đặc tính chất lƣợng và đƣợc ban hành dƣới dạng văn
bản để bắt buộc phải áp dụng.

3


Phƣơng pháp tiêu chuẩn cho phép đánh giá ngay đƣợc chất lƣợng nƣớc,
thông số nào đạt hay không đạt tiêu chuẩn cho phép. Ở các thời điểm khác nhau và
tùy vào mục đích sử dụng mà số lƣợng các thông số cần đánh giá cũng nhƣ các
ngƣỡng tiêu chuẩn cho từng thông số là khác nhau. Tuy nhiên, phƣơng pháp này

- Các khía cạnh sức khỏe: Tổng Coliform, Fecal Coliform, Dƣ lƣợng thuốc
bảo vệ thực vật, các kim loại nặng;
- Đặc tính vật lý: Nhiệt độ, pH, Màu sắc;
- Chất rắn lơ lửng: Độ đục, TSS.
Bước 2: Chuyển đổi các thông số về cùng một thang đo (tính toán chỉ số phụ)
Các thông số thƣờng có đơn vị khác nhau và có các khoảng giá trị khác
nhau, vì vậy để tập hợp đƣợc các thông số vào chỉ số WQI phải chuyển các thông số
về cùng một thang đo. Bƣớc này sẽ tạo ra một chỉ số phụ cho mỗi thông số. Chỉ số
phụ có thể đƣợc tạo ra bằng tỉ số giữa giá trị thông số và giá trị trong quy chuẩn. Có
nhiều thang đo có thể sử dụng: 0 ÷ 1, 0 ÷ 10, 0 ÷ 14, 0 ÷ 16, 0 ÷ 25, 0 ÷ 100, …[12].
Có rất nhiều phƣơng pháp chuyển đổi thông số nhƣng phƣơng pháp đƣờng
cong tỉ lệ (rating curve) đƣợc sử dụng rộng rãi nhất. Đƣờng cong tỉ lệ là một hàm số
dùng để tính toán WQI phụ từ giá trị thông số, đƣợc xây dựng từ các tiêu chuẩn về
nƣớc mặt và các nghiên cứu về nồng độ các chất ô nhiễm trong nƣớc.
Bước 3 : Trọng số
Trọng số đƣợc đƣa ra khi ta cho rằng các thông số có tầm quan trọng khác
nhau đối với chất lƣợng nƣớc. Mỗi lƣu vực khác nhau có các đặc điểm khác nhau và
có các trọng số khác nhau. Ví dụ cụ thể với DO, trong phƣơng pháp Delphi trọng số
của DO là 0,17. Để phù hợp với điều kiện của Việt Nam, trong nghiên cứu của TS.
Lê Trình DO đƣợc sử dụng với trọng số là 0,18. Lựa chọn các thông số sao cho tổng
trọng số của các thông số bằng 1.
Bước 4 : Tính toán chỉ số WQI cuối cùng
Các phƣơng pháp thƣờng đƣợc sử dụng để tính toán WQI cuối cùng từ các
chỉ số phụ: trung bình cộng, trung bình nhân hoặc giá trị lớn nhất.
Chỉ số chất lƣợng nƣớc của Horton là cơ sở cho việc phát triển mô hình
chất lƣợng nƣớc sau này [12]
1.1.2.3. Ưu điểm của WQI trong đánh giá diễn biến chất lượng nước

5


lãnh đạo để đề ra các quyết định phù hợp số, do đó đơn giản hóa và dễ hiểu. Thuận lợi
về bảo vệ và khai thác nguồn nƣớc

cho việc sử dụng phổ biến trong cộng đồng.

1.1.2.4. Các phương pháp tính toán chỉ số chất lượng nước
a. Thế giới
WQI đƣợc đề xuất và áp dụng đầu tiên ở Mỹ vào những năm 1965 – 1970
và đang đƣợc áp dụng rộng rãi ở nhiều bang. Hiện nay nhiều mô hình WQI đã đƣợc
triển khai nghiên cứu áp dụng ở nhiều quốc gia nhƣ Ấn Độ, Canada, Chi Lê, Anh,
Wales, Đài Loan, Úc, Malaysia. WQI đƣợc xem là công cụ hữu hiệu đối với nhà
quản lý môi trƣờng trong giám sát chất lƣợng nƣớc, quản lý nguồn nƣớc. Sử dụng
WQI sẽ thuận lợi hơn trong việc ứng dụng tin học quản lý chất lƣợng nƣớc và bản

6


đồ hóa chất lƣợng nƣớc. Từ những năm 70 đến nay, trên thế giới đã có hàng trăm
công trình nghiên cứu phát triển và áp dụng mô hình WQI cho quốc gia hay địa
phƣơng mình. Dƣới đây là một số mô hình chính đang đƣợc áp dụng trên thế giới.
Mô hình WQI của Quỹ Vệ sinh Quốc gia Hoa Kỳ (NSF-WQI) [25]
NSF-WQI đƣợc ứng dụng nhiều nhất hiện nay trên thế giới, trên cơ sở của
Horton, đƣợc xây dựng bằng cách sử dụng kỹ thuật Delphi của tập đoàn Rand.
NSF-WQI thu nhận và tổng hợp ý kiến của số đông các các nhà khoa học về chất
lƣợng nƣớc khắp nƣớc Mỹ để lựa chọn ra các thông số chất lƣợng nƣớc quyết định
(Xi), sau đó xác lập phần trọng lƣợng đóng góp của từng thông số (wi) và tiến hành
xây dựng các đồ thị chuyển đổi từ các giá trị đo đƣợc của thông số sang chỉ số phụ
(qi). WQI-NSF có tính đến vai trò (trọng số) của các thông số tham gia trong WQI
và so sánh các kết quả với giá trị chuẩn qua giản đồ tính chỉ số phụ (qi). Tuy nhiên
các giá trị trọng số (wi) hoặc giản đồ tính chỉ số phụ (qi) trong NSF-WQI hiện chỉ

Trong đó:
qi: Chỉ số phụ của thông số i
w: Trọng số của thông số thứ i. Trọng số của 9 thông số đƣợc tổng kết trong
bảng 1.2
Bảng 1.2. Trọng số của các thông số trong NSF-WQI [25]
DO

F.coli

(mg/l)

(MPN/100ml)

0,17

0,15

pH

0,12

BOD5

NO3-

PO43-

T

Độ đục

9

Tổng trọng số của tất cả các thông số là

w
i 1

i

=1

Chỉ số phụ qi đƣợc xác định dựa vào các đồ thị qi = f(xi). Trên mỗi đồ thị qi =
f(xi) giá trị trung bình và khoảng tin cậy là 80%, giá trị qi nằm trong khoảng 0 đến
100. Theo mô hình này, giá trị WQI nằm trong khoảng từ 0 đến 100, trong đó WQI =
0 ứng với mức chất lƣợng nƣớc xấu nhất và WQI = 100 ứng với mức chất lƣợng
nƣớc tốt nhất.
Bảng 1.3. Phân loại chất lượng nước theo giá trị của NSF-WQI [25]
NSF-WQI

0-25

26-50

51-70

71-90

91-100

Chất lƣợng nƣớc


Các thông số đƣợc lựa chọn để tính toán WQI chia theo 5 nhóm: các nguyên
tố hoá học vết, thuốc trừ sâu, PCBs, PAHs, DO. Phƣơng pháp này kết hợp ba phép
đo khác nhau
- F1 - phạm vi: số lƣợng chất ô nhiễm vƣợt quá tiêu chuẩn

8


F1= (Số thông số không đạt tiêu chuẩn / tổng số thông số)*100
- F2 - tần suất: Tỉ lệ mẫu của mỗi chất ô nhiễm vƣợt quá tiêu chuẩn
F2= (số mẫu có thông số không đạt tiêu chuẩn / tổng số mẫu)*100
- F3 - mức độ: số mẫu vƣợt quá tiêu chuẩn cho phép
F3=

NSE
0,01 NSE  0,01
n

E
NSE =

i

1

n

Trƣờng hợp giá trị thông số thấp hơn giá trị tiêu chuẩn:
Ei = (giá trị thông số / giá trị tiêu chuẩn) – 1

Ghi chú
Nguồn nƣớc không bị ảnh hƣởng bởi những nguồn ô
nhiễm. Chất lƣợng nƣớc ở điều kiện gần nhƣ tự nhiên.
Các nguồn ô nhiễm tác động đến chất lƣợng nƣớc không
đáng kể, chất lƣợng nƣớc hiếm khi ở mức độ tự nhiên
Nguồn nƣớc đôi khi bị ảnh hƣởng bởi các nguồn ô nhiễm,
chất lƣợng nƣớc hiếm khi đạt tới điều kiện tự nhiên
Nguồn nƣớc thƣờng xuyên bị ảnh hƣởng bởi các nguồn ô
nhiễm

Ô nhiễm nặng Nguồn nƣớc luôn bị ảnh hƣởng bởi các nguồn ô nhiễm

Phương pháp WQI tổng quát của Kannel
Chỉ số chất lƣợng nƣớc Kannel (WQIkannel) do một nhóm các nhà khoa học
đứng đầu là P.R. Kannel thuộc Trung tâm nghiên cứu môi trƣờng nƣớc của Viện
khoa học và công nghệ Hàn Quốc nghiên cứu nhằm áp dụng cho LVS Bagmati nằm

9


trong thung lũng Kathmandu (Nepal). Chỉ số này về cơ bản xây dựng trên phƣơng
pháp Delphi có điều chỉnh cho linh hoạt hơn trong quá trình áp dụng.
Phƣơng trình tổng quát tính chỉ số chất lƣợng nƣớc WQIkannel:

CP

WQIkannel = k
 P
n



b. Việt Nam
Hiện nay ở Việt Nam cũng nhiều cách tính WQI đƣợc đƣa ra bởi các tác giả
khác nhau. Dƣới đây là một số cách tính phổ biến đang đƣợc áp dụng:
Nghiên cứu của TS. Tôn Thất Lãng
TS. Tôn Thất Lãng đã ứng dụng phƣơng pháp Delphi [24] để xây dựng chỉ
số chất lƣợng nƣớc. Về cơ bản đây cũng chính là cách tính WQI theo phƣơng pháp
của NSF (Mỹ), có điều chỉnh trọng số của các chỉ số phụ. Tác giả đã xây dựng một

10


hệ thống câu hỏi gửi đến cho các chuyên gia chất lƣợng nƣớc để lựa chọn thông số
chất lƣợng nƣớc quan trọng và đánh giá trọng số biểu thị độ quan trọng của các
thông số chất lƣợng nƣớc. Việc xây dựng chỉ số chất lƣợng nƣớc có thể chia làm ba
bƣớc nhƣ sau:
1: Chọn các thông số chất lƣợng nƣớc: các thông sốá đƣợc chọn phải là những
thông số quan trọng nhất để đánh giá chất lƣợng nƣớc hệ thống sông Đồng Nai.
2: Xây dựng các hàm số chất lƣợng nƣớc biểu diễn mối quan hệ giữa các giá
trị của các thông số chất lƣợng nƣớc và chỉ số phụ.
3: Tính toán các chỉ số chất lƣợng nƣớc và đánh giá, phân vùng chất lƣợng
nƣớc.
Có nhiều công thức tính chỉ số chất lƣợng nƣớc nhƣng theo các nghiên cứu
của tác giả thì chỉ số số học có trọng số là chỉ số có thể áp dụng để tính toán chất
lƣợng nƣớc ở hệ thống sông này [8]. Theo Brown, chỉ số số học có trọng số WQIA
đƣợc tính bởi công thức:
n

WQIA=  I iWi
i 1

0.15

0.13

Đối với mỗi thông số chất lƣợng nƣớc, tác giả xây dựng một đồ thị và hàm
số tƣơng quan giữa nồng độ và chỉ số phụ. Phân loại nguồn nƣớc mặt theo chỉ số
WQI cũng đã đƣợc đề xuất trong bảng 1.6
Bảng 1.6. Phân loại chất lượng nguồn nước mặt theo chỉ số WQI
Loại nguồn nƣớc

Chỉ số WQI

Đánh giá chất lƣợng

1

9
sông Đồng Nai khu vực Thành phố Hồ Chí Minh trong giai đoạn 1998 – 2004 cho
thấy: chất lƣợng nƣớc sông Sài Gòn và sông Đồng Nai tại khu vực TP HCM đều có
xu hƣớng giảm theo thời gian. Chất lƣợng nƣớc thay đổi từ ô nhiễm rất nhẹ đến ô
nhiễm nhẹ (9 > WQI > 5), sự thay đổi này hòan toàn phù hợp với điều kiện thực tế.
Đây là hệ quả của việc phát triển kinh tế cũng nhƣ công nghiệp mạnh mẽ của các
địa phƣơng trong khi cơ sở hạ tầng phục vụ lại không phát triển phù hợp.
Nghiên cứu của TS. Phạm Thị Minh Hạnh
TS. Phạm Thị Minh Hạnh tiến hành nghiên cứu trong đó phân chỉ số chất
lƣợng nƣớc làm 2 loại: Chỉ số chất lƣợng nƣớc cơ bản IB và chỉ số chất lƣợng nƣớc
tổng hợp IO. Các thông số đƣợc tính đối với các loại chỉ số nhƣ sau:
Chỉ số chất lƣợng nƣớc cơ bản IB sử dụng các thông số: COD, BOD5, DO, độ
đục, TSS, N-NH4, P-PO4, tổng Coliform.
Chỉ số chất lƣợng nƣớc tổng hợp IO sử dụng các thông số: COD, BOD5, DO,
độ đục, TSS, N-NH4, P-PO4, tổng Coliform, pH và các chất độc hại.
Phƣơng pháp này không sử dụng trọng số. Chỉ số chất lƣợng nƣớc đƣợc tính
theo công thức:
Đối với chỉ số chất lƣợng nƣớc cơ bản IB:

Trong đó:
qi: chỉ số phụ của nhóm các thông số DO, BOD5, COD, N-NH4, P-PO4.
qj: chỉ số phụ của nhóm các thông số độ đục, TSS.

12


qk: chỉ số phụ của nhóm vi sinh vật bao gồm Fecal coliform.
wi: trọng số của nhóm các thông số DO, BOD5, COD, N-NH4, P-PO4
wj: trọng số của nhóm các thông số độ đục, TSS.
Đối với chỉ số chất lƣợng nƣớc cơ bản IO:



3

51÷75

Trung bình

4

26÷50

Xấu

5

1÷25

Kém

WQI theo phương pháp của GS Phạm Ngọc Hồ

13


GS Phạm Ngọc Hồ đã xây dựng phƣơng pháp chỉ số chất lƣợng nƣớc tổng
cộng có trọng số và quy chuẩn về 1 thông số (TWQI). Phƣơng pháp cho phép xem
xét tại 1 điểm cho trƣớc ứng với 1 thời điểm t chịu tác động đồng thời của n thông số.
Để thiết lập thang đánh giá chất lƣợng nƣớc GS.TS Phạm Ngọc Hồ đã phân
chia ra 2 nhóm thông số: nhóm thông số có giá trị phù hợp với TCCP và nhóm
thông số có giá trị không phù hợp với TCCP. Tác giả sử dụng cách tiếp cận theo chỉ

Cji : giá trị quan trắc thực tế của thông số i tại j;
Cj1 : giá trị của thông số quy chuẩn tại điểm j.
Chất lƣợng môi trƣờng nƣớc đƣợc phân cấp nhƣ sau:
Để tính đƣợc TWQI, trƣớc tiên cần chọn thông số quy chuẩn. Về mặt
nguyên tắc, thông số quy chuẩn có thể chọn bất kỳ trong dãy các thông số quan trắc
gồm n thông số đã phân tích đƣợc. Tuy nhiên, để thấy rõ tính độc hại nhất của thông
số i so với các thông số khác, nên chọn thông số i có TCCP nhỏ nhất trong dãy số
khảo sát và đặt giá trị thông số này bằng C11 ứng với mốc tính toán ban đầu i=1,
j=1. Khi đó, giá trị TCCP của thông số quy chuẩn đƣợc ký hiệu bằng C 11* tại điểm
khảo sát j = 1. Do đó, tổng trọng số của các thông số khảo sát bằng đơn vị
n

(  W i =1). Chất lƣợng nƣớc đƣợc phân cấp từ rất xấu đến rất tốt ứng với n chẵn
i 1

và n lẻ tại điểm j bất kỳ [7].

14


Mô hình WQI đưa ra bởi Ủy ban sông Mê Kông
Các thông số đƣợc sử dụng để tính toán WQI bao gồm: DO, NH4+, COD và
Tổng P. WQI của mỗi trạm quan trắc đƣợc tính toán theo công thức sau:

Trong đó:
p: điểm số của của mỗi mẫu, (nếu DO, NH4+, COD và tổng P đáp ứng đƣợc
mức ứng dẫn sẽ đƣợc 2 điểm; nếu chỉ có NH4+ và tổng P đáp ứng đƣợc mức hƣớng
dẫn sẽ đƣợc 1 điểm, các trƣờng hợp còn lại sẽ đƣợc 0 điểm).
n: số mẫu trong 1 năm
M: Số điểm tối đa có thể đạt đƣợc của các mẫu trong 1 năm.



1/ 3

Trong đó:
WQIa: Giá trị WQI đã tính toán đối với 05 thông số: DO, BOD5, COD, NNH4, P-PO4
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.
Chỉ số WQI tính toán đƣợc làm tròn thành số nguyên, và dựa vào giá trị WQI
để đánh giá chất lƣợng nƣớc của thủy vực nhƣ sau: WQI = 91 ÷ 100 (xanh nƣớc
biển) là nƣớc sử dụng tốt cho mục đích cấp nƣớc sinh hoạt. WQI = 76 ÷ 90 (xanh lá
cây) là nƣớc sử dụng cho mục đích cấp nƣớc sinh hoạt nhƣng cần các biện pháp xử
lý phù hợp. WQI = 51 ÷ 75 (vàng) là nƣớc sử dụng cho mục đích tƣới tiêu và các
mục đích tƣơng đƣơng khác. WQI = 26 ÷ 50 (da cam) là nƣớc sử dụng cho giao
thông thủy và các mục đích tƣơng đƣơng khác. WQI = 0 ÷ 25 (đỏ) là nƣớc ô nhiễm
nặng, cần các biện pháp xử lý trong tƣơng lai [14].
Nhƣ vậy, hầu hết các phƣơng pháp ở Việt Nam đã áp dụng đều dựa trên cơ sở
2 mô hình WQI của Quỹ Vệ sinh Quốc gia Hoa Kỳ (NSF-WQI) và mô hình WQI của
Bộ Môi trƣờng Canada WQI-CCME có cải tiến cho phù hợp với chất lƣợng nƣớc
trong từng điều kiện cụ thể. Trong luận văn, thông qua việc tính toán WQI theo các
phƣơng pháp khác nhau để đánh giá tính hiệu quả của tiếp cận chỉ số chất lƣợng nƣớc
trong đánh giá chất lƣợng thủy vực bằng chỉ số chất lƣợng nƣớc. Từ đó so sánh và
đánh giá mức độ phù hợp và tính ứng dụng của các phƣơng pháp tính toán WQI.
1.2. Lƣu vực sông Nhuệ - Đáy
1.2.1. Giới thiệu LVS Nhuệ - Đáy
LVS Nhuệ - Đáy là một trong những lƣu vực lớn của nƣớc ta, có vị trí địa lý
đặc biệt, đa dạng và phong phú về tài nguyên và đóng vai trò rất quan trọng trong

16