ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM
LÊ MINH GIANG
ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG VÀ PHÂN TÍCH DIỄN BIẾN
CHẤT LƯỢNG NƯỚC SÔNG PHAN TRÊN ĐỊA BÀN
TỈNH VĨNH PHÚC
LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC MÔI TRƯỜNG
Thái Nguyên - 2017
ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM
LÊ MINH GIANG
ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG VÀ PHÂN TÍCH DIỄN BIẾN
CHẤT LƯỢNG NƯỚC SÔNG PHAN TRÊN ĐỊA BÀN
TỈNH VĨNH PHÚC
Ngành: Khoa học môi trường
Mã ngành: 60 44 03 01
LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC MÔI TRƯỜNG
Người hướng dẫn khoa học:TS. Phan Thị Thu Hằng
Thái Nguyên - 2017
Nông Lâm, Đại học Thái Nguyên đã tạo mọi điều kiện thuận lợi, động viên
khuyến khích và giúp đỡ tôi trong quá trình học tập cũng như hoàn thành bản
luận văn này.
Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới gia đình, người thân, bạn bè, đồng
nghiệp đã quan tâm động viên tôi trong suốt quá trình nghiên cứu và thực hiện
đề tài.
Tôi rất mong nhận được những ý kiến đóng góp của quý thầy cô và các
bạn học viên để đề tài của tôi được hoàn thiện hơn.
Tôi xin chân thành cảm ơn!
Thái Nguyên, ngày …. tháng … năm 2017
Tác giả luận văn
Lê Minh Giang
iii
MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN ...................................................................................... i
LỜI CẢM ƠN .......................................................................................... ii
MỤC LỤC ............................................................................................... iii
DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT .................................................................. vi
DANH MỤC CÁC BẢNG ..................................................................... vii
DANH MỤC CÁC HÌNH ..................................................................... viii
MỞ ĐẦU ................................................................................................. 1
1. Tính cấp thiết của đề tài ....................................................................... 1
2.Mục tiêu của đề tài ................................................................................ 2
2.1. Mục tiêu chung .................................................................................. 2
2.2. Mục tiêu cụ thể .................................................................................. 2
3. Yêu cầu của đề tài ................................................................................ 3
Chương 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU ................................................... 4
3.2. Phân tích, đánh giá diễn biến chất lượng nước mặt sông Phan trên địa
bàn tỉnh Vĩnh Phúc ................................................................................. 39
3.2.1. Diễn biến pH ........................................................................................ 40
3.2.2. Diễn biến BOD5 ................................................................................... 42
3.2.3. Diễn biến COD ..................................................................................... 44
3.2.4. Diễn biến TSS ...................................................................................... 46
3.2.5. Diễn biến của Nitrit (NO2-) .................................................................. 48
3.2.6. Diễn biến NH4+ ..................................................................................... 50
3.2.7. Diễn biến PO43- ..................................................................................... 52
3.2.8. Diễn biến của Tổng Coliform .............................................................. 54
3.3.Các nguồn gây ảnh hưởng chính đến chất lượng nước sông Phan trên
địa bàn tỉnh Vĩnh Phúc ........................................................................... 56
3.3.1. Nguồn thải từ nông nghiệp ................................................................... 56
3.3.2. Nguồn thải từ công nghiệp ................................................................... 57
3.3.3. Nguồn thải từ sinh hoạt ........................................................................ 58
v
3.4. Ý kiến của người dân về hiện trạng và diễn biến chất lượng nước sông
Phan trên địa bàn tỉnh Vĩnh Phúc ........................................................... 58
3.4.1. Ý kiến của người dân về hiện trạng sử dụng nước sông Phan ............. 59
3.4.2. Đánh giá cảm quan của người dân về chất lượng nước sông Phan ..... 60
3.4.3. Các nguồn thải xung quanh khu vực sông Phan .................................. 62
3.5. Đề xuất một số giải pháp nhằm góp phần giảm thiểu ô nhiễm và cải
thiện môi trường nước mặt trong thời gian tới ....................................... 65
3.5.1. Nguồn thải từ sinh hoạt ........................................................................ 65
3.5.2. Nguồn thải từ công nghiệp ................................................................... 66
3.5.3. Nguồn thải từ nông nghiệp ................................................................... 67
3.5.4. Về công tác quản lý môi trường các cấp các ngành ............................. 68
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ............................................................. 69
Nước mặt
NT
Nước thải
ONNN
Ô nhiễm nguồn nước
QCVN
Quy chuẩn Việt Nam
QCQG
Quy chuẩn quốc gia
TCVN
Tiêu chuẩn Việt Nam
TP
Thành phố
TSS
Tổng chất rắn lơ lửng
viii
DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình 3.1. Bản đồ hành chính tỉnh Vĩnh Phúc ................................................. 28
Hình 3.2. Hàm lượng BOD5 trung bình qua các năm ..................................... 43
Hình 3.3. Hàm lượng COD trung bình qua các năm ...................................... 45
Hình 3.4. Hàm lượng TSS trung bình qua các năm ........................................ 47
Hình 3.5. Hàm lượng NO2- trung bình qua các năm ....................................... 49
Hình 3.6. Hàm lượng NH4+ trung bình qua các năm ...................................... 51
Hình 3.7. Hàm lượng PO43- trung bình qua các năm ...................................... 53
Hình 3.8. Tổng Coliform trung bình qua các năm .......................................... 55
1
MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài
Trong những năm trở lại đây, môi trường toàn cầu có những biến đổi theo
chiều hướng xấu đi đối với cuộc sống con người và các sinh vật trên trái đất.
Do đó vấn đề phát triển bền vững và bảo vệ môi trường đang được sự quan tâm
đặc biệt của phần lớn các quốc gia trên thế giới, cũng như của các tổ chức chính
phủ và phi chính phủ. Vì vậy mục tiêu phấn đấu của cả nhân loại là phát triển
bền vững nhằm đảm bảo cân bằng giữa phát triển bền vững và bảo vệ môi
trường.
Các con sông thường là nguồn cung cấp nước sinh hoạt chính cho người
dân phía hạ lưu. Tuy nhiên, kèm theo tốc độ phát triển nhanh về kinh tế là các
vấn đề về môi trường nói chung và môi trường nước nói riêng. Chất lượng môi
trường nước tại các lưu vực sông đang diễn biến phức tạp, bị suy thoái ở nhiều
nơi, đặc biệt ở các đoạn sông chảy qua các khu vực đô thị, khu công nghiệp,
cảnh quan sinh thái hai bên bờ sông, làm ảnh hưởng đến môi trường sống của
dân cư trong vùng.
Xuất phát từ thực tế đó, được sự nhất trí của nhà trường, cùng với sự hướng
dẫn của TS. Phan Thị Thu Hằng, tôi chọn đề tài nghiên cứu: “Đánh giá hiện
trạng và phân tích diễn biến chất lượng nước sông Phan trên địa bàn tỉnh
Vĩnh Phúc”.
2.Mục tiêu của đề tài
2.1. Mục tiêu chung
Đánh giá hiện trạng môi trường, phân tích diễn biến chất lượng nước
và đề xuất các giải pháp từng bước xử lý, cải thiện nâng cao chất lượng
dòng sông, góp phần cải thiện môi trường nước sông Phan trên địa bàn tỉnh
Vĩnh Phúc.
2.2. Mục tiêu cụ thể
- Đánh giá được tổng thể về cảnh quan sinh thái, hiện trạng chất lượng
môi trường sông Phan.
- Phân tích các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng nước sông Phan.
3
- Đánh giá ý kiến của người dân về hiện trạng và diễn biến chất lượng
sông Phan trên địa bàn tỉnh Vĩnh Phúc
- Đề xuất các giải pháp nhằm giảm thiểu và ngăn chặn ô nhiễm nguồn
nước sông Phan, cải thiện môi trường nước trong thời gian tới.
3. Yêu cầu của đề tài
- Đánh giá đúng thực trạng chất lượng nước sông Phan
- Số liệu thu được phản ánh trung thực, khách quan.
- Kết quả phân tích thông số hiện trạng chất lượng môi trường nước
sông Phanso sánh với Quy chuẩn Việt Nam mới nhất của Bộ Tài Nguyên
và Môi Trường.
- Những kiến nghị và giải pháp đưa ra phải có tính khả thi và phù hợp với
Việt Nam, 2014) [11].
5
- Khái niệm tiêu chuẩn môi trường: Là mức giới hạn của các thông số về
chất lượng môi trường xung quanh, hàm lượng của các chất gây ô nhiễm có
trong chất thải, các yêu cầu kỹ thuật và quản lý được các cơ quan nhà nước và
các tổ chức công bố dưới dạng văn bản tự nguyện áp dụng để bảo vệ môi trường
(Luật Bảo vệ Môi trường Việt Nam, 2014) [11].
- Chất gây ô nhiễm là các chất hóa học, các yếu tố vật lý và sinh học khi
xuất hiện trong môi trường cao hơn ngưỡng cho phép làm cho môi trường bị ô
nhiễm (Luật Bảo vệ Môi trường Việt Nam, 2014) [11].
1.1.2. Một số chỉ tiêu cơ bản đánh giá chất lượng nước [15]
1.1.2.1. pH
pH là đơn vị toán học biểu thị nồng độ ion H+ có trong nước và có thang
giá trị từ 0 đến 14.pH là một trong những thông số quan trọng và được sử dụng
thường xuyên nhất dùng để đánh giá mức độ ô nhiễm của nguồn nước, chất
lượng nước thải, đánh giá độ cứng của nước, sự keo tụ, khả năng ăn mòn. Vì
thế việc xét nghiệm pH để hoàn chỉnh chất lượng nước cho phù hợp với yêu
cầu kỹ thuật cho từng khâu quản lý rất quan trọng, hơn nữa là đảm bảo được
chất lượng cho người sử dụng.
Khi chỉ số pH < 7 thì nước có môi trường axít; pH > 7 thì nước có môi
trường kiềm, điều này thể hiện ảnh hưởng của hoá chất khi xâm nhập vào
môi trường nước. Giá trị pH thấp hay cao đều có ảnh hưởng nguy hại đến
thuỷ sinh.
1.1.2.2. SS (solid solved - chất rắn lơ lửng)
Chất rắn lơ lửng nói riêng và tổng chất rắn nói chung có ảnh hưởng đến
chất lượng nước trên nhiều phương diện. Hàm lượng chất rắn hoà tan trong
nước thấp làm hạn chế sự sinh trưởng hoặc ngăn cản sự sống của thuỷ sinh.
Hàm lượng chất rắn hoà tan trong nước cao thường có vị.
hữu cơ có trong nước thành CO2 và H2O.
COD là tiêu chuẩn quan trọng để đánh giá mức độ ô nhiễm của nước (nước
thải, nước mặt, nước sinh hoạt) vì nó cho biết hàm lượng chất hữu cơ có trong
7
nước là bao nhiêu. Hàm lượng COD trong nước cao thì chứng tỏ nguồn nước
có nhiều chất hữu cơ gây ô nhiễm.
1.1.2.5. BOD (Biochemical oxygen Demand - nhu cầu ôxy sinh hoá)
BOD là lượng ôxy (thể hiện bằng gam hoặc miligam O2 theo đơn vị thể
tích) cần cho vi sinh vật tiêu thụ để ôxy hoá sinh học các chất hữu cơ trong
bóng tối ở điều kiện tiêu chuẩn về nhiệt độ và thời gian. Như vậy BOD phản
ánh lượng các chất hữu cơ dễ bị phân huỷ sinh học có trong mẫu nước.
Thông số BOD có tầm quan trọng trong thực tế vì đó là cơ sở để thiết kế
và vận hành trạm xử lý nước thải; giá trị BOD càng lớn có nghĩa là mức độ ô
nhiễm hữu cơ càng cao.
Vì giá trị của BOD phụ thuộc vào nhiệt độ và thời gian ổn định nên việc
xác định BOD cần tiến hành ở điều kiện tiêu chuẩn, ví dụ ở nhiệt độ 20 0C trong
thời gian ổn định nhiệt 5 ngày.
1.1.2.6. Amoniac
Trong nước, bề mặt tự nhiên của vùng không ô nhiễm amoniac chỉ có ở
nồng độ vết (dưới 0,05 mg/l). Trong nguồn nước có độ pH acid hoặc trung tính,
amoniac tồn tại ở dạng ion amoniac (NH4+); nguồn nước có pH kiềm thì
amoniac tồn tại chủ yếu ở dạng khí NH3.
Nồng độ amoniac trong nước ngầm cao hơn nhiều so với nước mặt. Lượng
amoniac trong nước thải từ khu dân cư và từ các nhà máy hoá chất, chế biến
thực phẩm, sữa có thể lên tới 10-100 mg/l. Amoniac có mặt trong nước cao sẽ
gây nhiễm độc tới cá và các sinh vật.
1.1.2.7. Nitrat (NO3-)
Nitrat là sản phẩm cuối cùng của sự phân huỷ các chất chứa nitơ có trong
Kim loại nặng (Asen, chì, Crôm(VI), Cadimi, Thuỷ ngân,...) có mặt trong
nước do nhiều nguyên nhân: trong quá trình hoà tan các khoáng sản, các thành
phần kim loại có sẵn trong tự nhiên hoặc sử dụng trong các công trình xây dựng,
các chất thải công nghiệp. Ảnh hưởng của kim loại nặng thay đổi tuỳ thuộc vào
nồng độ của chúng.Nó là có ích nếu chúng ở nồng độ thấp và rất độc nếu ở
nồng độ vượt giới hạn cho phép.
9
Kim loại nặng trong nước thường bị hấp thụ bởi hạt sét, phù sa lơ lửng
trong nước. Các chất lơ lửng này dần dần rơi xuống mà làm cho nồng độ kim
loại nặng trong trầm tích cao hơn rất nhiều trong nước. Các loài động vật thuỷ
sinh, đặc biệt là động vật đáy sẽ tích luỹ lượng lớn các kim loại nặng trong cơ
thể. Thông qua dây chuyền thực phẩm mà kim loại nặng được tích luỹ trong
con người và gây độc tính với tính chất bệnh lý rất phức tạp.
1.2. Cơ sở pháp lý của đề tài
- Nghị quyết số 41-NQ/TW ngày 15/11/2004 của Bộ Chính trị về bảo vệ
môi trường trong thời kỳ ðẩy mạnh công nghiệp hóa - hiện đại hóa ðất nước;
- Nghị quyết số 24-NQ/TW ngày 03/6/2013 của Ban chấp hành Trung
ương Đảng khóa XI về chủ động ứng phó với biến ðổi khí hậu, tăng cường
quản lý tài nguyên và bảo vệ môi trường;
- Luật Tài nguyên Nước số 17/2012/QH13 đã được Quốc hội thông qua
ngày 21/6/2012 và có hiệu lực thi hành từ ngày 01/01/2013;
- Luật Bảo vệ Môi trường số 55/2014/QH13 được Quốc hội thông qua
ngày 23/6/2014 và có hiệu lực thi hành từ ngày 01/01/2015;
- Nghị định số 201/2013/NĐ-CP ngày 27/11/2013 của Chính Phủ về quy
định chi tiết thi hành một số điều của Luật Tài nguyên Nước;
- Nghị định số 19/2015/NĐ-CP ngày 14/02/2015 của Chính Phủ về quy
định chi tiết thi hành một số điều của Luật Bảo vệ Môi trường;
- Thông tư số 47/2011/TT-BTNMT ngày 28/12/2011 của Bộ Tài nguyên
Hiện tại hoạt động của con người ðang là nguyên nhân chính gây suy giảm
chất lượng nguồn nước. Có thể xếp thành các nguyên nhân sau:
* Do các chất thải từ sinh hoạt, y tế(Tống Yến, 2015) [20]
Mỗi ngày có một lượng lớn rác thải sinh hoạt thải ra môi trường mà không
qua xử lý bên cạnh đó dân số ngày càng gia tăng dẫn đến lượng rác thải sinh
hoạt cũng tăng theo. Ở các nước phát triển, tỷ lệ gia tăng dân số khoảng 5 %
trong khi đó tỷ lệ gia tăng dân số ở các nước đang phát triển là hơn 2 %.
11
Ở Việt Nam với mức tăng dân số nhanh chóng đã đưa nước ta vào hàng
thứ 12 trong các quốc gia có dân số đông nhất Thế giới. Trong vòng hơn 50
năm gần đây (1960- 2013), dân số nước ta tăng gần 4 lần từ 30,172 triệu người
lên 90 triệu người. Dân số tăng nhu cầu dùng nước cho sinh hoạt và phát triển
kinh tế tăng lên, các nguồn thải tăng, sự ô nhiễm môi trường nước cũng tăng
lên.
Nước thải sinh hoạt phát sinh từ các hộ gia đình, bệnh viện, khách sạn, cơ
quan trường học, chứa các chất thải trong quá trình sinh hoạt, vệ sinh của con
người.Thành phần cơ bản của nước thải sinh hoạt là các chất hữu cơ dễ bị phân
hủy sinh học (cacbohydrat, protein, dầu mỡ), chất dinh dưỡng (photpho, nitơ),
chất rắn. Tùy theo mức sống và lối sống mà lượng nước thải cũng như tải lượng
các chất có trong nước thải của mỗi người trong một ngày là khác nhau. Nhìn
chung mức sống càng cao thì lượng nước thải và tải lượng thải càng cao.
* Do sử dụng các hóa chất, thuốc trừ sâu trong nông nghiệp quá
mức(Tống Yến, 2015) [20]
Các hoạt động chăn nuôi gia súc: phân, nước tiểu gia súc, thức ăn thừa
không qua xử lý đưa vào môi trường và các hoạt động sản xuất nông nghiệp
khác: thuốc trừ sâu, phân bón từ các ruộng lúa, dưa, vườn cây, rau chứa các
chất hóa học độc hại có thể gây ô nhiễm nguồn nước ngầm và nước mặt.
Trong quá trình sản xuất nông nghiệp, đa số nông dân đều sử dụng thuốc
vi sinh vật và ô nhiễm hữu cơ, đồng thời, nước bị nhiễm mặn cũng tăng gần
1/3. Khoảng ¼ các con sông ở châu Mỹ Latinh, 10 - 25% sông ở châu Phi và
50% các con sông ở châu Á bị ảnh hưởng bởi ô nhiễm vi sinh vật, phần lớn là
do việc xả nước thải, chất thải, rác thải sinh hoạt chưa qua xử lý ra sông. Nguồn
nước mặt ở 3 châu lục hiện đang bị ô nhiễm hữu cơ nghiêm trọng do nước thải,
chất thải sinh hoạt, công nghiệp, nông nghiệp từ các khu công nghiệp, đô thị,
nhà máy… với nhiều loại chất hữu cơ phức tạp, độc hại, ảnh hưởng đến các
loại thủy sinh. Bên cạnh đó, nước thải từ các hoạt động khai khoáng, hệ thống
thủy lợi cùng với hiện tượng xâm nhập mặn cũng làm gia tăng độ mặn trong
13
nước sông.Từ năm 1990 - 2010, 1/3 số dòng sông ở 3 châu lục xảy ra tình trạng
nước bị nhiễm mặn (P. Tâm, 2016) [17].
Đặc biệt, ở các ao, hồ, sông và kênh dẫn nước thải, vấn đề ô nhiễm dinh
dưỡng đang làm cho chất lượng nước thay đổi theo chiều hướng xấu, ảnh
hưởng đến hệ sinh thái. Một trong những hậu quả chính của vấn đề này là
hiện tượng phú dưỡng, xảy ra khi dư thừa các chất dinh dưỡng trong môi
trường nước, thông thường là hàm lượng nitơ (N) lớn hơn 500µg/l và
phốtpho (P) lớn hơn 20μg/l. Theo Báo cáo của UNEP, 23/25 hồ lớn của thế
giới có hàm lượng phốt pho lớn, chủ yếu là từ các nguồn như phân bón, chất
thải chăn nuôi, chất thải sinh hoạt. Hầu hết các hồ lớn ở châu Mỹ Latinh và
châu Phi hiện có hàm lượng phốt pho cao hơn so với năm 1990 (P. Tâm,
2016) [17].
Tại Hoa Kỳ: Từ hồ Great Lakes đến sông Colorado, từ Puget Sound đến
vịnh Chesapeake, những dòng sông, suối, hồ và các nguồn nước khác ở Hoa
Kỳ nơi con người bơi lội, câu cá, đua thuyền kayak hay thưởng ngoạn thiên
nhiên đều cung cấp nguồn nước sạch cho con người. Tuy nhiên, nhiều tổ chức,
cá nhân đã sử dụng những vùng nước này như là cống thoát nước riêng của
mình.Vào tháng 1/2014, 10.000 gallon hóa chất ðã tràn ra sông Elk ở Tây
thực vật, phân bón đã được Hà Lan quan tâm để ngăn chặn chúng xâm nhập
vào nguồn nước. Hà Lan cũng đưa ra những chính sách về phát triển nông
nghiệp hướng tới việc xây dựng nông nghiệp bền vững, thân thiện với môi
trường đặc biệt là môi trường nước (Hồng Nhung, 2017) [14].
Tại Trung Quốc: có 50.000 km sông nhưng cá không sống nổi trong 75%
dòng sông quan trọng nhất của nước này vì nạn ô nhiễm. Báo cáo của Khoa Y
Trường Đại học Johns Hopkins Bloomberg (Mỹ) đã đi đến kết luận vào năm
2012. Mặc dù các cơ quan chức năng Trung Quốc khẳng định hiện nay, thảm
trạng này đã được cải thiện bằng nhiều chính sách bảo vệ môi trường. Thế
nhưng, theo ông Wang Weiluo, một chuyên gia Trung Quốc nổi tiếng về tài
nguyên nước và thủy điện, thực tế cho thấy tình hình đã vượt ra khỏi tầm kiểm
15
soát (Nguyễn Cao, 2016) [3].
Năm 2014, báo cáo kết quả nghiên cứu của Trường ĐH Thanh Hoa cảnh
báo rằng mặt nước sông, hồ ở Trung Quốc chứa 68 loại kháng sinh và 90 loại
hoạt chất dược phẩm không kháng sinh, cao hơn nhiều so với cấp độ quốc gia ở
Mỹ và châu Âu. Trên sông Châu Giang, Hoàng Phố và một số con sông khác,
tần suất phát hiện tồn dư chất kháng sinh là 100%. Trên vài con sông của tỉnh
Quảng Châu, tồn dư chất kháng sinh cao gấp 10 lần so với chỉ tiêu nên uống
nước không khác gì uống kháng sinh(Nguyễn Cao, 2016) [3].
1.4.2. Vấn đề môi trường nước mặt tại Việt Nam
Nước ta có 3.450 sông, suối tương đối lớn (chiều dài từ 10 km trở lên)
phân bố ở 108 lưu vực sông. Về trữ lượng, Việt Nam được đánh giá là quốc gia
thiếu nước, với tổng lượng nước mặt trung bình hằng năm khoảng 830 tỷ m3,
phân bố chủ yếu ở các lưu vực sông như: sông Cửu Long 475 tỷ m3 lượng nước
mặt (chiếm 57% tổng lượng nước mặt của cả nước), sông Hồng -Thái Bình 135
tỷ m3 lượng nước mặt (chiếm 16%), sông Đồng Nai 34 tỷ m3 lượng nước mặt
(chiếm 4%), số còn lại là trên các lưu vực sông khác (Nguyễn Minh Khuyến,