Giới thiệu
Sông Inukami nằm ở tỉnh Shiga, Nhật Bản, có chiều dài 27,1 km và bắt nguồn từ dãy núi Suzuka đến hồ Biwa. Nó được biết đến không những vì chất nước sạch mà còn bởi dòng chảy ngầm và vô số suối trong lòng sông. Để bảo đảm nước sông Inukami, xác định chất lượng nước và hiểu được ảnh hưởng của hệ sinh thái và các khu vực xung quanh là điều vô cùng quan trọng.
Phương pháp
Sáu địa điểm trên sông Inukami đã được chọn để đo pH, độ dẫn (EC), oxy hòa tan (DO) và đo nhiệt độ (Xem Hình 1). Bốn thông số chất lượng nước này có những tính chất liên quan với nhau. Ví dụ, độ dẫn điện thường được tiến hành đo để kiểm tra độ sạch của nước. Độ dẫn điện tăng khi nhiệt độ và các ion tích điện hòa tan (ví dụ Na+, Cl-, NO3-) từ các chất vô cơ (ví dụ: khoáng chất, muối) trong nước tăng. pH cũng bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ và khoáng chất hòa tan trong nước. Không giống như độ dẫn, nồng độ oxy hòa tan giảm khi độ mặn của nước và nhiệt độ tăng. Máy đo cầm tay đa chỉ tiêu ba kênh LAQUA WQ-330 mới được sử dụng để đo đồng thời độ pH, độ dẫn điện, oxy hòa tan và nhiệt độ của sông Inukami.
Trước khi đo nước sông, cảm biến pH 300PH-2/300-PC, cảm biến độ dẫn 4 cell 300-C-2 / 300-4C-C và cảm biến quang đo DO 300-D-2 được kết nối với máy đã được hiệu chuẩn tương ứng với dung dịch pH NIST (pH 4,01, 6,86 và 9,18), chuẩn độ dẫn 84 84S / cm và không khí xung quanh.
Kết quả
Đo ở dòng chảy chính
Như thể hiện trong Bảng 1, nước tại điểm hợp lưu của sông Inukami và sông Ota có nhiệt độ, pH, độ dẫn điện và oxy hòa tan cao hơn so với các vùng nước trước điểm ① và sau điểm ③ khu vực hợp lưu. Do sông Ota phụ lưu nằm dọc theo khu dân cư, vì vậy các hoạt động của con người trong khu vực này có thể đã góp phần làm nhiệt độ nước và độ dẫn điện tăng nhẹ tại điểm hợp lưu. Các chất vô cơ hòa tan (ví dụ, khoáng chất, muối) từ nước thải có thể gây ô nhiễm nước. Giá trị độ dẫn của dòng chảy ngầm trước điểm hợp lưu bị ảnh hưởng bởi các điều kiện địa chất.
Oxy hòa tan (DO) là oxy tự do có trong nước từ khí quyển và quang hợp bởi thực vật thủy sinh và tảo. Oxy hòa tan có nhiều trong nước lạnh, nước chảy với nhiều đá hoặc chướng ngại vật, lượng thực vật thủy sinh và tảo vừa phải nhưng ở đáy sông thì ít hơn. Mặc dù nước tại điểm hợp lưu ② ấm hơn điểm ① và ③, kết quả DO cao hơn thu được thấy có thể là do dòng nước hợp nhất, thực vật thủy sinh, tảo và đá trong khu vực.
Đo ở khu vực suối
Nước suối ⑤ được bơm ra từ lòng đất và được sử dụng làm nước sinh hoạt. Nước này có nhiệt độ, độ pH, độ dẫn điện và oxy hòa tan thấp hơn nước ở dòng chính. Nước sông ④ được tìm thấy có kết quả gần giống với nước suối ⑤. Do có nhiều suối trong lòng sông, người ta tin rằng nước sông đo được ④ bắt nguồn từ các suối.
Hình 1: Sáu địa điểm trên sông Inukami đã được chọn để xác định chất lượng nước
Nhiệt độ của nước sông thường bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ môi trường và thay đổi theo mùa. Mặt khác, nhiệt độ nước suối lại ổn định vì không bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ môi trường. Nước ngầm có xu hướng duy trì nhiệt độ trung bình tương đối dài của tầng chứa nước, do đó dòng chảy từ suối có thể mát hơn vào ngày hè nhưng vẫn không đóng băng trong mùa đông.1 Điều này giải thích nhiệt độ của nước suối ⑤ thấp hơn nước dòng chính. Trong khu vực tù đọng ở sông, ánh sáng mặt trời có thể làm tăng nhiệt độ nước. Điều này làm cho nhiệt độ của nước sông ④ cao hơn một chút so với nước suối ⑤.
Nhiều suối có lượng oxy thấp tự nhiên do thời gian nước ở dưới lòng đất không có khả năng quang hợp. Sau khi nước thoát khỏi lỗ thông suối, sự trao đổi khí với khí quyển và quang hợp từ thực vật thủy sinh và tảo làm tăng mức oxy khi nước chảy xuống dòng chảy của suối.2 Kết quả đo DO trong nước suối và nước sông thấp hơn nước ở dòng chính và cửa sông.
pH của nước ngầm bị ảnh hưởng bởi đá và hóa chất bên dưới mặt đất, cũng như chất lượng nước được thấm qua tầng ngậm nước từ bề mặt. Ở một số nơi, đá vôi trong tầng chứa nước có thành phần chủ yếu là canxi cacbonat (CaCO3). Nước có tính axit sẽ phản ứng với cacbonat trong đá vôi, hòa tan đá vôi và trung hòa axit đến pH khoảng 7.3 Đây có thể là lý do cho các giá trị pH thu được trong ④ và ⑤.
Kết quả đo ở hạ lưu
Nước ở cửa sông ⑥ chảy chậm xung quanh nên có tiếp xúc tốt với ánh sáng mặt trời. pH, DO và nhiệt độ nước đo được ở cửa sông là kết quả thu được cao nhất. Khu vực được tiếp xúc tốt với ánh sáng mặt trời và nước là môi trường thuận lợi cho thực vật thủy sinh phát triển. Thực vật hấp thụ carbon dioxide để quang hợp và giải phóng oxy. Đây có thể là lý do mà lượng DO cao.
|
Nước sông Inukami |
Nhiệt độ (°C) |
pH |
EC (μS/cm) |
DO (%) |
|
|
① |
Trước khi hợp lưu |
21.9 |
8.56 |
188 |
120 |
| ② |
Confluence point |
26.4 |
8.99 |
248 |
143 |
| ③ |
After confluence |
19.9 |
8.11 |
206 |
125 |
| ④ |
Riverbed |
15.7 |
7.63 |
203 |
88 |
|
⑤ |
Spring |
15.4 |
7.72 |
171 |
99 |
| ⑥ |
Estuary |
27.1 |
9.21 |
218 |
152 |
Bảng 1: Kết quả xác định chất lượng nước sông Inukami
Các loại cây thủy sinh phát triển trong nước cũng có ảnh hưởng đến độ pH. Vào ban ngày, thực vật quang hợp tạo ra cả các ion oxy và bicarbonate làm thay đổi tăng độ pH. Vào ban đêm, những loài thực vật đó hô hấp và giải phóng carbon dioxide làm giảm độ pH.3 Đây có thể là lý do cho độ pH cao ở vùng nước chính và cửa sông tại thời điểm đo.
Nồng độ DO (%)
Hình 2: pH vs DO đo được tại sông Inukami
Kết luận
Các chỉ tiêu pH, độ dẫn, DO và nhiệt độ cung cấp dữ liệu giúp các nhà nghiên cứu hiểu được tình trạng và chất lượng nước sông Inukami. Ngoài ra, kết quả đo tại các vị trí khác nhau đạt kết quả như mong đợi khi xem xét thêm các yếu tố như vị trí, môi trường xung quanh và thực vật thủy sinh ở sông Inukami và cũng chứng minh rằng LAQUA WQ-330 phù hợp để đo nước sông.
Tài liệu tham khảo
