Đang tải... (xem toàn văn)
Luận văn Cao học ngành Hóa phân tích. Đề tài này đã được bảo vệ thành công trước Hội đồng phản biện khoa học của Đại học Huế. Nội dung đề tài là phân tích và đánh giá chất lượng nguồn nước ở huyện Nam Đông theo chuẩn WQI của Mĩ. Đề tài có thể dùng để tham khảo cách phân tích về chất lượng nguồn nước ở các địa phương khác.
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC HUẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM Đề tài: PHÂN TÍCH ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG NƯỚC SINH HOẠT Ở THỊ TRẤN KHE TRE – NAM ĐÔNG - THỪA THIÊN HUẾ ĐỀ CƯƠNG LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC CHUYÊN NGÀNH: HÓA PHÂN TÍCH MÃ SỐ: 60 44 0118 Người thực : NGUYỄN HOÀNG TƯ DUY Người hướng dẫn: PGS TS NGUYỄN VĂN HỢP Huế, 12 – 2013 PHẦN MỞ ĐẦU 1.1 Lý chọn đề tài Nước sinh hoạt nhu cầu thiết yếu sống người Trong nhiều năm qua, Đảng Nhà nước quan tâm đến việc cung cấp nước điều kiện vệ sinh môi trường cho cộng đồng vùng khó khăn nước vùng núi, hải đảo, nông thôn, đồng ven biển Tuy vậy, vấn đề chất lượng nước sinh hoạt vùng nông thôn nước ta nói chung vùng miền núi nói riêng nhiều tồn cần phải giải Nam Đông huyện miền núi tỉnh Thừa Thiên Huế, cách thành phố Huế khoảng 50 km phía Tây Nam; có tổng diện tích tự nhiên 64.777,88 ha, chủ yếu diện tích đất lâm nghiệp (54.567,79 chiếm 84,24%, đó diện tích rừng trồng sản xuất 16.754,73 chiếm 30,7% diện tích đất lâm nghiệp) Do địa hình rừng núi có nhiều hang động, bị chia cắt hệ thống núi non khe suối, nên vùng miền núi Nam Đông có vị trí chiến lược quan trọng, nơi địa cách mạng kháng chiến chống Pháp chống Mỹ [1] Toàn huyện Nam Đông có 10 xã (Hương Phú, Hương Sơn, Thượng Quảng, Thượng Long, Thượng Nhật, Thượng Lộ, Hương Lộc, Hương Hoà, Hương Giang, Hương Hữu)và 01 thị trấn (Khe Tre); với tổng số 5.738 hộ, dân số 24.815 khẩu, đồng bào dân tộc thiểu số có 2.423 hộ, 11.044 khẩu, chiếm 44,5% dân số toàn huyện Trong 10 xã, có xã đặc biệt khó khăn có xã người dân tộc thiểu số, chiếm 70% Đồng bào dân tộc thiểu số địa bàn huyện chủ yếu dân tộc Cơ tu số dân tộc khác Tà ôi, Pa cô, Pa hy, Vân kiều sống tập trung xã Thượng Long, Thượng Quảng, Hương Hữu, Thượng Nhật, Hương Sơn, Thượng Lộ và Hương Phú [1] Nam Đông huyện thường xuyên chịu ảnh hưởng nặng nề thiên tai, lũ lụt, mưa bão Đa số người dân Nam Đông sống phụ thuộc vào lâm nghiệp nông nghiệp, trình độ dân trí nói chung thấp, điều kiện sống chăm sóc sức khỏe người dân nơi hạn chế Mặt khác, điều kiện vệ sinh môi trường yếu kém, nên việc cấp nước sinh hoạt đạt tiêu chuẩn vệ sinh cho vùng thách thức nhiều năm qua Do chất lượng nước sinh hoạt nhiều nơi chưa đảm bảo tiêu chuẩn vệ sinh, nên bệnh tật phát sinh vùng nhiều, điển hình bệnh phụ khoa, bệnh da, viêm loét dày [2] Kết điều tra, khảo sát sơ huyện Nam Đông cho thấy, vùng khó khăn nguồn nước, đặc biệt nước cấp cho sinh hoạt; Nguồn nước chủ yếu cấp cho sinh hoạt nước suối, nước giếng đào, giếng khoan; Toàn huyện có nhà máy nước với qui mô nhỏ, công suất đủ để cung cấp nước cho địa bàn thị trấn Khe Tre xã Hương Hòa, Hương Phú Nói chung nay, toàn vùng thiếu thông tin chất lượng nước cấp cho sinh hoạt Cho đến nay, kết điều tra, đánh giá chất lượng nước mặt nước ngầm huyện Nam Đông nói chung thị trấn Khe Tre nói riêng hạn chế; Chỉ có vài số liệu chất lượng nước rời rạc thiếu tính thống kê Xuất phát từ vấn đề trên, đề tài “Phân tích đánh giá chất lượng nước cấp cho sinh hoạt thị trấn Khe Tre – Nam Đông - Thừa Thiên Huế” thực nhằm góp phần cung cấp thông tin chất lượng nước cấp cho sinh hoạt đề xuất định hướng giải pháp giảm rủi ro sức khỏe cho cộng đồng khu vực 1.2 Tổng quan tài liệu Cho đến nay, có nhiều đề tài/dự án nghiên cứu chất lượng nguồn nước mặt nước ngầm tỉnh Thừa Thiên Huế , nghiên cứu đánh giá chất lượng nước sinh hoạt thị trấn Khe Tre, huyện Nam Đông chưa có Để đánh giá chất lượng nước (CLN) cấp cho sinh hoạt (cả nước mặt nước ngầm), người ta thường dựa vào việc phân tích thông số CLN, so sánh với QCVN01:2009/BYT QCVN02:2009/BYT [3]; Đối với nước nguồn (chưa qua xử lý), người ta so sánh với QCVN 08:2008/BTNMT (áp dụng cho nước mặt), QCVN 09:2008/BTNMT (áp dụng cho nước ngầm) [3] Mặt khác, để đánh giá CLN mặt (cho mục đích tổng quát mục đích riêng), nhiều quốc gia giới sử dụng Chỉ số chất lượng nước (Water Quality Index, viết tắt WQI), chẳng hạn, nhiều quốc gia sử dụng mô hình WQI Quỹ Vệ sinh Mỹ đề xuất (United States - National Sanitation Foundation - Water Quality Index, viết tắt mô hình NSF-WQI) để đánh giá chất lượng nước tổng quát; Một số quốc gia sử dụng NSF-WQI để đánh giá CLN giếng cấp cho sinh hoạt [7] Ở Việt Nam, mô hình WQI Tổng cục Môi trường ban hành áp dụng từ năm 2011 để đánh giá chất lượng nước tổng quát [12]…; Ở khu vực Miền trung, P K Liệu (1997), N V Hợp cộng (2001 ÷ 2003) [4], [5] người áp dụng WQI cho sông Hương tỉnh Thừa Thiên Huế phân loại, lý giải CLN theo mô hình NSF-WQI 1.3 Mục tiêu nghiên cứu - Mục tiêu chung: Góp phần xây dựng sở liệu chất lượng nước cấp cho sinh hoạt cộng đồng thị trấn Khe Tre – Nam Đông - Thừa Thiên Huế đề xuất định hướng giải pháp nhằm giảm rủi ro sức khỏe cộng đồng - Các mục tiêu cụ thể: + Hiểu biết tình hình sử dụng nước, điều kiện vệ sinh môi trường trạng chất lượng nguồn nước (nước mặt nước giếng) cấp cho sinh hoạt thị trấn Khe Tre – Nam Đông - Thừa Thiên Huế + Đề xuất giải pháp định hướng nhằm giảm rủi ro sức khỏe cộng đồng khu vực + Trên sở phân tích đánh giá chất lượng nước, thiết lập chương trình quan trắc chất lượng nước khu vực, bao gồm: vị trí tần số quan trắc, thông số phương pháp quan trắc… 1.4 Đối tượng phạm vi nghiên cứu - Đối tượng nghiên cứu: Nguồn nước mặt (sông, hồ); nước ngầm (giếng khoan, giếng đào) cấp cho sinh hoạt địa bàn thị trấn Khe Tre – Nam Đông - Thừa Thiên Huế - Phạm vi nghiên cứu: + Về không gian : thị trấn Khe Tre – Nam Đông - Thừa Thiên Huế + Về thời gian : Từ tháng 01/2014 đến tháng 8/2014 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 2.1 Nội dung nghiên cứu 2.1.1 Điều tra, khảo sát tình hình sử dụng nước vệ sinh môi trường địa bàn thị trấn Khe Tre – Nam Đông - Thừa Thiên Huế - Các nguồn nước tình hình sử dụng nước cho sinh hoạt; - Điều kiện vệ sinh môi trường; - Tình hình sử dụng nước 2.1.2 Lấy mẫu phân tích thông số chất lượng nước (CLN) - Lấy mẫu nguồn nước (nước mặt; nước ngầm nước từ nhà máy xử lý nước) cấp cho sinh hoạt phân tích thông số CLN: + Đối với nước giếng: Lấy mẫu khu vực lựa chọn thị trấn; + Đối với nước mặt: Lấy mẫu – vị trí lựa chọn từ nước nguồn suối Khe Tre chảy qua thị trấn (đây nguồn cấp nước cho nhà máy xử lý nước) - Các thông số cần phân tích gồm: + Đối với nước giếng (10 thông số): pH, COD, BOD5, SS, NO 3-, amoni, độ cứng, TDS (hoặc Cl), tổng sắt tan (Fe), tổng coliform; + Đối với nước mặt (11 thông số): pH, DO, COD, BOD5, SS, độ đục (TUR), độ dẫn điện (EC), NO3-, amoni, PO43-, tổng coliform Có thể phân tích thêm số kim loại độc (Cu, Pb, Zn, Cd) – mẫu nước giếng lựa chọn 2.1.3 Đánh giá CLN cấp cho sinh hoạt - So sánh với số liệu khứ (nếu có); - So sánh thông số CLN với QCVN hành; - Đánh giá biến động CLN theo không gian thời gian 2.1.4 Đề xuất định hướng giải pháp giảm rủi ro sức khỏe cộng đồng - Các giải pháp kỹ thuật (vệ sinh môi trường, xử lý nước, chương trình quan trắc ) - Các giải pháp quản lý 2.2 Phương pháp nghiên cứu 2.2.1 Phương pháp điều tra, khảo sát - Khảo sát trường khu vực nghiên cứu để lựa chọn vị trí lấy mẫu - Điều tra theo phiếu điều tra mẫu vấn trực tiếp để thu thập thông tin từ cán xã, thôn, thị trấn người dân tình hình sử dụng nước, vệ sinh môi trường 2.2.2 Chuẩn bị mẫu cho phân tích - Quy cách lấy mẫu bảo quản mẫu nước giếng tuân thủ quy định TCVN 6000:1995: CLN – Lấy mẫu – Hướng dẫn lấy mẫu nước ngầm, TCVN 5993:1995: Chất lượng nước – Lấy mẫu - Hướng dẫn lấy mẫu, bảo quản xử lý mẫu; - Quy cách lấy mẫu bảo quản mẫu nước mặt tuân thủ quy định TCVN 5994:1995: CLN – Lấy mẫu – Hướng dẫn lấy mẫu ao hồ tự nhiên nhân tạo; TCVN 5996:1995: CLN – Lấy mẫu – Hướng dẫn lấy mẫu sông suối; TCVN 5993:1995: Chất lượng nước – Lấy mẫu - Hướng dẫn lấy mẫu, bảo quản xử lý mẫu; - Số lượng mẫu: + Đối với nước giếng: Lấy mẫu nước giếng khu vực lựa chọn thị trấn, khu vực lấy mẫu giếng lấy mẫu - đợt; Số lượng mẫu tổng cộng: thị trấn × giếng/khu vực × khu vực × (2-3) đợt = 12 – 18 mẫu; + Đối với nước mặt: Lấy mẫu – vị trí lựa chọn từ nguồn nước mặt (2 – vị trí chưa qua xử lý – vị trí qua xử lý) dùng để cấp cho sinh hoạt lấy mẫu đợt với số mẫu tổng cộng khoảng – 12 mẫu 2.2.3 Các phương pháp đo phân tích thông số chất lượng nước Các phương pháp đo phân tích thông số chất lượng nước phương pháp tiêu chuẩn Việt Nam nêu bảng Bảng Các phương pháp đo phân tích thông số chất lượng nước TT Phương pháp/ Thiết bị Nhiệt độ Dùng Sensor nhiệt độ / WQC-22A (TOA, Nhật) pH Đo dùng điện cực thuỷ tinh / WQC22A (TOA, Nhật) Oxy hòa tan Điện hoá (von(DO) ampe) / WQC-22A (TOA, Nhật) Độ dẫn điện Đo độ dẫn / WQC(EC) 22A (TOA, Nhật) Độ mặn Đo độ dẫn điện (SMEWW-2520 B) Độ đục độ Phương pháp khuếch cứng đục/ WQC-22A (TOA, Nhật) Thông số Mô tả Đo trường Đo trường Đo trường Đo trường Dựa tương quan thực nghiệm độ dẫn điện – độ mặn; Đo trường Đo trường Chất rắn lửng (SS) BOD5 Ultimate BOD Test (SMEWW-5210 C) COD Bicromat - hồi lưu kín - đo quang (SMEWW-5220 D) 10 Photphat PO43-) 11 Nitrat (N-NO3-) Khử hỗn hợp nitrit (N – cadimi - đồng kim NO2-) loại đo quang (SMEWW-4500NO3- E) Amoni Phenat Amoni, hypoclorit phenol phản ứng + (N-NH4 ) (SMEWW4500- với tạo thành sản phẩm NH3 F) indophenol màu xanh; đo độ hấp thụ quang 640 nm Kim loại độc Von-ampe hòa tan • Phân hủy mẫu: đun sôi mẫu nước với (Cu, Pb, Zn, anot xung vi phân hỗn hợp axit để phân hủy chất hữu Cd, Fe) (DP-ASV) điện trước phân tích Mẫu trầm tích cực giọt thủy ngân phân hủy hỗn hợp axit treo (HMDE) lọc để phân tích quang phổ hấp thụ • Quy trình phân tích CuII, PbII, ZnII, nguyên tử (AAS) CdII DP- ASV dùng HMDE: + Các kim loại tập trung lên HMDE cách điện phân -1000 mV (so với Ag/AgCl) 120 s môi trường đệm axetat (pH = 12 13 lơ Khối lượng (SMEWW-2540 D) (P- Đo quang (SMEWW-4500 P) Mẫu lọc qua giấy lọc sợi thủy tinh 0,45 µm biết khối lượng, làm khô giấy lọc cặn 103 – 105 0C Cân giấy lọc sấy Hiệu số khối lượng giấy lọc trước sau lọc, sấy cho biết giá trị SS Cho nước cần phân tích vào đầy bình 300-mL, đậy kín ủ 200C Đo DO trước sau ủ ngày DO met Oxy hóa hợp chất hữu hỗn hợp bicromat axit sulfuric cuvet đậy kín 1500C giờ; đo độ hấp thụ quang 420 nm Amoni molybdat kali antimonyl tactrat phản ứng với octo photphat tạo thành axit dị đa photpho molybdic Axit dị đa bị khử axit ascorbic tạo sản phẩm màu xanh Đo độ hấp thụ quang 880 nm N-NO3: khử NO3- thành NO2- hỗn hợp cadimi – đồng kim loại 14 4,5) Dung dịch phân tích khuấy khuấy từ bọc nhựa teflon Sau giai đoạn điện phân làm giàu, ngừng khuấy 30 s + Giai đoạn hòa tan tiến hành cách quét theo chiều dương từ -1000 mV đến -100 mV Đường vonampe hòa tan ghi kỹ thuật xung vi phân - Nồng độ kim loại xác định phương pháp đường chuẩn Coliform tổng MPN (Most • TC: áp dụng phương pháp lên men (TC) Probable Number) nhiều ống nghiệm; pha loãng mẫu coliform phân (SMEWW-9221) phân tích thành mức pha loãng (FC) môi trường nuôi cấy lauryl sunphat; ủ 37 ± 1°C 48 giờ; chuyển ống nghiệm dương tính vào môi trường Brilliant Green Lactose Bile Salt ủ tiếp 37 ± 1°C 48 • FC: chuyển ống dương tính phát phép thử TC vào môi trường agar EMB; ủ 37 ± 1°C 24 giờ; chuyển vào môi trường Trypton ủ 44,5 ± 1°C 24 giờ; xác định ống dương tính (màu đỏ) sau thêm thuốc thử Kovac's Tính toán biểu diễn TC FC theo đơn vị MPN (Most Probable Number) cách sử dụng bảng tra cứu thống kê chuyên dụng 2.2.4 Phương pháp đánh giá chất lượng nước - Đánh giá chất lượng nước cấp cho ăn uống (nước mặt nước giếng) qua việc so sánh khoảng tin cậy 95% với giá trị quy định QCVN 02 : 2009/BYT - Đánh giá chất lượng nước mặt cấp cho sinh hoạt (khi chưa qua xử lý) qua việc so sánh khoảng tin cậy 95% với giá trị quy định QCVN08:2008/BTNMT 2.2.5 Phương pháp thống kê Phương pháp thống kê áp dụng để xử lý số liệu thí nghiệm, đánh giá tương quan thông số CLN… Phương pháp phân tích phương sai (ANOVA) áp dụng để đánh giá biến động CLN theo không gian thời gian 3 KẾ HOẠCH NGHIÊN CỨU Tiến độ thực hiện các nội dung nghiên cứu trình bày bảng Bảng Tiến độ thực đề tài TT Nội dung nghiên cứu Năm 2014 1 5 10 Điều tra, khảo sát tình hình sử dụng nước vệ sinh môi trường Lấy mẫu phân tích thông số chất lượng nước Đánh giá chất lượng nước cấp cho sinh hoạt Đề xuất định hướng giải pháp giảm rủi ro sức khỏe cộng đồng Viết luận văn bảo vệ TÀI LIỆU THAM KHẢO Dư địa chí Thừa Thiên Huế 2012 Nhà máy nước Nam Đông (2013) Báo cáo hội nghị khách hàng 01/2013, Nam Đông Bộ Tài nguyên Môi trường (2008) Các Quy chuẩn Việt Nam Môi trường, Hà Nội Nguyễn Văn Hợp nnk (2003), Phần "CLN sông Hương Đầm phá tỉnh T.T Huế", thuộc Báo cáo kết Dự án "Nghiên cứu phát triển bền vững đầm phá T.T Huế": Allas vùng Đầm phá T.T Huế - Hiểu biết để phát triển bền vững, Huế Nguyễn Văn Hợp, Thuỷ Châu Tờ, Nguyễn Hữu Nam (2004), "Đánh giá chất lượng nước sông Hương dựa vào số chất lượng nước (WQI)", Tạp chí Phân tích Hoá, Lý Sinh học, 9(2), tr 23-32 Tổng cục Môi trường (2011) Sổ tay hướng dẫn kỹ thuật tính toán số chất lượng nước, Hà Nội Adriano A Bordalo, Joana Savva-Bordalo (2007) The quest for safe drinking water, an example from Guinea – Bissau (West Africa), Water Research, No 23, pp – 15] Nguyễn Hữu Nam (2003), Nghiên cứu áp dụng số chất lượng nước (WQI) để đánh giá chất lượng nước sông Hiếu Giang, Luận văn Thạc sĩ Hoá học, Huế 9 Nguyễn Thị Nga, Nguyễn Hiệu, Nguyễn Thanh Sơn, Ngô Chí Tuấn (2006) Đánh giá tiềm hiệu sử dụng tài nguyên nước tỉnh Quảng Trị Báo cáo chuyên đề công trình “Quy hoạch tổng thể tài nguyên nước tỉnh Quảng Trị đến năm 2010 có định hướng 2020”, Hà Nội 10 Nguyễn Văn Hợp (2004) Nghiên cứu, đánh giá trạng chất lượng nước mặt sở số chất lượng nước (WQI) số vùng trọng điểm tỉnh Quảng Trị phục vụ quản lý nguồn nước phát triển bền vững, Trường Đại học Khoa học Huế Người hướng dẫn Người thực đề tài PGS TS Nguyễn Văn Hợp Nguyễn Hoàng Tư Duy ... nước (Water Quality Index, viết tắt WQI), chẳng hạn, nhiều quốc gia sử dụng mô hình WQI Quỹ Vệ sinh Mỹ đề xuất (United States - National Sanitation Foundation - Water Quality Index, viết tắt mô hình... hỗn hợp axit treo (HMDE) lọc để phân tích quang phổ hấp thụ • Quy trình phân tích CuII, PbII, ZnII, nguyên tử (AAS) CdII DP- ASV dùng HMDE: + Các kim loại tập trung lên HMDE cách điện phân -1000... trường (2011) Sổ tay hướng dẫn kỹ thuật tính toán số chất lượng nước, Hà Nội Adriano A Bordalo, Joana Savva-Bordalo (2007) The quest for safe drinking water, an example from Guinea – Bissau (West