Luận văn Thạc sĩ Khoa học: Đánh giá hiện trạng môi trường nước sông Cấm tỉnh Nghệ An và đề xuất các giải pháp bảo vệ

Chia sẻ: Na Na | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:104

Thêm vào BST

Báo xấu

136
lượt xem 34
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Luận văn nhằm điều tra, đánh giá các nguồn thải có khả năng tác động; hiện trạng chất lượng môi trường nước sông Cấm, đánh giá khả năng sử dụng nguồn nước; từ đó đề xuất những giải pháp khả thi nhằm sử dụng hợp lý và phát triển bền vững tài nguyên nước các sông Cấm là hết sức cần thiết và cấp bách.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Luận văn Thạc sĩ Khoa học: Đánh giá hiện trạng môi trường nước sông Cấm tỉnh Nghệ An và đề xuất các giải pháp bảo vệ

LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan luận văn là công trình nghiên cứu của cá nhân tôi dưới sự hướng dẫn của PGS.TS. Nguyễn Thị Hà. Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn này là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ luận văn nào trước đây. Tôi cam đoan rằng các thông tin trích dẫn trong luận văn đều đã được ghi rõ nguồn gốc. Tác giả luận văn Lê Thị Thủy i
LỜI CẢM ƠN Sau 2 năm học tập và nghiên cứu tại trường Đại học Khoa học tự nhiên – Đại học Quốc gia Hà Nội, em đã được các thầy cô trong và ngoài Khoa Môi trường tận tình dạy bảo, truyền đạt những kiến thức và kinh nghiệm hết sức quý giá trong suốt quá trình học tập. Đến nay, em đã hoàn thành luận văn thạc sĩ với đề tài: “Đánh giá hiện trạng môi trường nước sông Cấm tỉnh Nghệ An và đề xuất các giải pháp bảo vệ”. Trước hết em xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành tới các thầy cô giáo Khoa Môi trường, Trường Đại học Khoa học tự nhiên đã giúp đỡ em hoàn thành khóa học của mình. Đặc biệt em gửi lời cảm ơn sâu sắc tới cô giáo PGS.TS. Nguyễn Thị Hà đã tận tình chỉ bảo, trực tiếp hướng dẫn em trong suốt quá trình thực hiện luận văn này. Em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới Ban Giám hiệu, Phòng Đào tạo sau đại học, Ban Chủ nhiệm Khoa Môi trường – Trường Đại học khoa học tự nhiên đã tạo điều kiện cho em trong thời gian học tập tại trường. Trong quá trình học tập, nghiên cứu và thực hiện luận văn này, em đã nhận được rất nhiều sự giúp đỡ, động viên của gia đình, thầy cô, bạn bè và đồng nghiệp. Em xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ và ghi nhận những tình cảm quý báu này. Hà nội, tháng 12 năm 2014 Tác giả luận văn Lê Thị Thuỷ ii
MỤC LỤC MỞ ĐẦU ................................................................................................................ 1 CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN.................................................................................. 3 1.1. Tổng quan về hiện trạng ô nhiễm nước mặt ở Việt Nam và Thế giới ................ 3 1.2. Tổng quan về phương pháp đánh giá chất lượng nước .................................... 11 1.2.1. Tổng quan về chỉ số môi trường................................................................... 11 1.2.2. Tổng quan về chỉ số chất lượng nước (WQI) ............................................... 11 1.2.3. Kinh nghiệm xây dựng WQI của một số quốc gia trên Thế giới ................... 14 1.2.4. Tình hình nghiên cứu và kết quả đạt được về xây dựng WQI ở Việt Nam .... 15 1.3. Tổng quan về biện pháp bảo vệ nguồn nước mặt ở Việt Nam và Thế giới....... 25 1.4. Tổng quan về lưu vực sông Cấm..................................................................... 31 1.4.1. Vị trí lưu vực sông Cấm............................................................................... 31 1.4.2. Điều kiện tự nhiên ....................................................................................... 32 1.4.3. Điều kiện kinh tế - xã hội ............................................................................. 35 1.4.4. Hiện trạng sử dụng nước trên sông Cấm ...................................................... 37 CHƯƠNG 2. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .................. 42 2.1. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu ................................................................... 42 2.1.1. Đối tượng nghiên cứu .................................................................................. 42 2.1.2. Phạm vi nghiên cứu ..................................................................................... 43 2.2. Phương pháp nghiên cứu ................................................................................ 43 CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ....................................................... 49 3.1. Đánh giá các nguồn tác động có nguy cơ ảnh hưởng tới chất lượng môi trường nước sông Cấm ...................................................................................................... 49 3.1.1. Nguồn thải từ sinh hoạt, dịch vụ, du lịch ...................................................... 49 3.1.2. Nguồn thải từ công nghiệp ........................................................................... 52 3.1.3. Nguồn thải từ hoạt động nông nghiệp .......................................................... 58 3.1.4. Nguồn thải từ vùng nuôi trồng thủy sản và làng nghề .................................. 58 3.1.5. Nguồn thải từ các hoạt động khác ................................................................ 61 iii
3.2. Kết quả đánh giá hiện trạng chất lượng nước sông Cấm theo chỉ số chất lượng nước tổng hợp WQI ............................................................................................... 63 3.2.1. Hiện trạng chất lượng nước sông ................................................................. 63 3.2.2. Xây dựng sơ đồ hiện trạng chất lượng nước sông......................................... 80 3.3. Đánh giá khả năng sử dụng nguồn nước sông Cấm ......................................... 83 3.3.1. Đánh giá về khả năng cấp nước cho sinh hoạt của lưu vực sông Cấm .......... 83 3.3.2. Đánh giá về khả năng cấp nước cho nông nghiệp của lưu vực sông Cấm ..... 83 3.3.3. Đánh giá về khả năng sử dụng nước cho nuôi trồng thủy sản của lưu vực sông Cấm....................................................................................................................... 84 3.4. Đề xuất giải pháp sử dụng hợp lý và bảo vệ tài nguyên nước lưu vực sông Cấm .............................................................................................................................. 84 3.4.1. Giải pháp về quản lý .................................................................................... 84 3.4.2. Giải pháp về quy hoạch................................................................................ 86 3.4.3. Giải pháp về kỹ thuật và công nghệ ............................................................. 87 3.4.4. Giải pháp về kinh tế ..................................................................................... 89 3.4.5. Giải pháp về tuyên truyền, giáo dục và nâng cao nhận thức ......................... 89 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ............................................................................. 91 1. Kết luận ............................................................................................................. 91 2. Kiến nghị ........................................................................................................... 92 TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................... 93 iv
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT BOD: Nhu cầu oxy sinh hoá CLN: Chất lượng nước COD: (Chemical Oxygen Demand ): Nhu cầu oxy hóa học DO: (Dissolved Oxygen) : Lượng oxy hoà tan trong nước ĐTM: Đánh giá tác động môi trường KT- XH: Kinh tế - Xã hội HCBVTV: Hóa chất bảo vệ thực vật LVS Lưu vực sông NSF – WQI : Mô hình cơ bản của Quỹ vệ sinh Quốc gia Hoa Kỳ QĐ: Quyết định QCVN Quy chuẩn Việt Nam Phương pháp tính WQI của Qũy vệ sinh Quốc gia Hoa SC-WQI: Kỳ (NSF-WQI) có biến đổi phù hợp với sông Cấm. Phương pháp tính WQI của Quỹ vệ sinh Quốc gia Hoa SC-WQI/WA : Kỳ (NSF-WQI) có biến đổi phù hợp với sông Cấm tính theo công thức dạng tổng. Phương pháp tính WQI của Quỹ vệ sinh Quốc gia Hoa SC-WQI/WM : Kỳ (NSF-WQI) có biến đổi phù hợp với sông Cấm tính theo công thức dạng tích. TCMT : Tổng cục Môi trường TSS: ( Total Suspended Solid ): Tổng chất rắn lơ lửng TCMT: Tổng cục Môi trường TCVN: Tiêu chuẩn Việt Nam UBND: Ủy ban nhân dân WQI: (Water Quality Index): Chỉ số chất lượng nước WQISI: WQI thông số v
DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1: Các phương pháp tính chỉ số WQI ......................................................... 13 Bảng 1.2: Trọng số của các thông số chất lượng nước ........................................... 16 Bảng 1.3: Phân loại chất lượng nước theo WQI ..................................................... 17 Bảng 1.4: Trọng số của các thông số chất lượng nước ........................................... 18 Bảng 1.5: Phân loại chất lượng nước theo WQI ..................................................... 20 Bảng 1.6. Bảng quy định các giá trị qi, BPi ........................................................... 22 Bảng 1.7. Bảng quy định các giá trị BPi và qi đối với DO% bão hòa ..................... 23 Bảng 1.8. Bảng quy định các giá trị BPi và qi đối với thông số pH......................... 23 Bảng 1.9. Bảng phân loại chất lượng nước theo chỉ số WQI .................................. 24 Bảng 2.1. Bảng thể hiện vị trí lấy mẫu nước trên sông Cấm................................... 42 Bảng 2.2. Các công thức tập hợp tính WQI............................................................ 45 Bảng 2.3. Thông số và trọng số đóng góp wi của phương pháp NSF – WQI.......... 45 Bảng 2.4. Trọng số đóng góp của các thông số ...................................................... 47 Bảng 2.5. Phân loại chất lượng nước theo giá trị của SC-WQI.............................. 47 Bảng 3.1. Bảng kết quả phân tích chất lượng kênh dẫn nước thải thị xã Cửa Lò .... 50 Bảng 3.2. Tải lượng thải trong nước thải sinh hoạt ................................................ 51 Bảng 3.3: Lưu lượng và tải lượng ô nhiễm của nước thải sinh hoạt........................ 51 trong lưu vực ......................................................................................................... 51 Bảng 3.4. Lưu lượng thải của các cơ sở sản xuất trong KCN Nam Cấm ................ 54 Bảng 3.3. Tải lượng ô nhiễm do nuớc thải từ KCN Nam Cấm ............................... 56 Bảng 3.5. Kết quả đo đạc, phân tích chỉ tiêu CLN mặt tại KCN Nam Cấm ............ 56 Bảng 3.6. Kết quả phân tích chất lượng nước tại cửa ra cống Nghi Khánh ............. 60 vi
Bảng 3.7. Kết quả phân tích CLN mặt sông Cấm vào mùa mưa (T6/2013) ............ 65 Bảng 3.8. Kết quả phân tích CLN mặt sông Cấm vào mùa khô (T11/2013) ........... 66 Bảng 3.9. Kết quả tính toán WQI cho nước mặt sông Cấm vào mùa mưa .............. 68 (tháng 6/2013) ....................................................................................................... 68 Bảng 3.10. Kết quả tính toán chỉ số WQI và mức đánh giá chất lượng nước sông Cấm vào mùa mưa (tháng 6/2013) ......................................................................... 69 Bảng 3.11. Kết quả tính toán WQI cho nước mặt sông Cấm vào mùa khô ............. 70 (tháng 11/2013) ..................................................................................................... 70 Bảng 3.12. Kết quả tính toán chỉ số WQI và mức đánh giá chất lượng nước sông Cấm vào mùa khô (tháng 11/2013) ........................................................................ 70 Bảng 3.13. Trọng số đóng góp của các thông số .................................................... 71 Bảng 3.14. Bảng quy định các giá trị BP i và qi đối với thông số pH....................... 72 Bảng 3.15. Phân loại chất lượng nước theo giá trị của SC-WQI............................ 72 Bảng 3.16. Giá trị WQI tại các điểm quan trắc chất lượng nước sông Cấm vào mùa mưa(tháng 6/2013) ................................................................................................ 74 Bảng 3.17. Giá trị WQI tại các điểm quan trắc chất lượng nước sông Cấm vào mùa khô (tháng 11/2013) .............................................................................................. 74 Bảng 3.18. So sánh kết quả WQI tính theo Quyết định số 879/ QĐ-TCMT và kết quả tính WQI theo công thức dạng tích (SC-WQI/WM) vào mùa mưa .................. 77 Bảng 3.19. So sánh kết quả WQI tính theo Quyết định số 879/ QĐ-TCMT và kết quả tính WQI theo công thức dạng tích (SC-WQI/WM) vào mùa khô ................... 78 vii
DANH MỤC HÌNH Hình 3.1. Diễn biến chất lượng nước sông Cấm vào mùa mưa............................... 79 Hình 3.2. Diễn biến chất lượng nước sông Cấm vào mùa khô ................................ 79 Hình 3.3. Sơ đồ hiện trạng chất lượng nước sông Cấm theo WQI vào mùa mưa T6/2013 ................................................................... Error! Bookmark not defined. Hình 3.4. Sơ đồ hiện trạng chất lượng nước sông Cấm theo WQI vào mùa khô T11/2013 ............................................................................................................... 82 viii
MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của đề tài nghiên cứu Quá trình hội nhập và phát triển ở Việt Nam đã và đang tạo ra các áp lực tác động ngày càng nặng nề đối với tài nguyên nước trong nhiều vùng lãnh thổ. Môi trường nước ở nhiều lưu vực sông ngày càng bị ô nhiễm bởi nhiều nguồn thải, đặc biệt là nước thải sản xuất và sinh hoạt. Nghệ An là một tỉnh lớn ở khu vực Bắc miền Trung có vai trò chiến lược trong sự phát triển của toàn vùng. Nguồn tài nguyên nước mặt lưu vực sông trong tỉnh khá phong phú. Đây là một nguồn tài nguyên quý giá làm cơ sở cho sự phát triển kinh tế xã hội của tỉnh, phục vụ đời sống sinh hoạt và sản xuất cho người dân, cung cấp nguồn lợi đa dạng sinh học. Kinh tế Nghệ An trong những năm gần đây đã có sự phát triển khá. Sự phát triển kinh tế làm xuất hiện nhiều khu công nghiệp, cơ sở sản xuất, làng nghề…Bên cạnh đó sự phát triển kinh tế và đô thị hoá đã làm gia tăng dân số đáng kể. Trước thực trạng trên nhu cầu sử dụng nguồn nước và lượng xả thải ngày càng tăng dẫn đến môi trường các lưu vực sông càng bị ô nhiễm và suy thoái gây ảnh hưởng đến sức khỏe người dân và cảnh quan môi trường. Sông Cấm có diện tích lưu vực nằm hoàn toàn trong tỉnh Nghệ An đi qua địa phận huyện Nghi Lộc và thị xã Cửa Lò. Lưu vực sông đã cung cấp một lượng tài nguyên nước dồi dào cho sinh hoạt và sản xuất của dân cư địa phương góp phần phát triển kinh tế của khu vực cũng như của tỉnh. Hiện nay do xu thế đô thị hoá, công nghiệp hoá nên việc khai thác tài nguyên nước tại lưu vực sông này đang trở nên quá tải; môi trường nước sông nói riêng và môi trường xung quanh lưu vực nói chung đang bị xuống cấp ngày càng rõ rệt hơn do nước thải sinh hoạt và sản xuất không qua xử lý, rác thải rắn, tồn dư thuốc bảo vệ thực vật nên đang làm cho chất lượng nước giảm sút, đa dạng sinh học suy giảm. Việc khai thác và chế biến của ngành thuỷ sản trong những năm qua đã làm tăng lượng chất thải ảnh hưởng xấu tới môi trường lưu vực sông, đặc biệt là khu vực cửa sông, ven biển. Sinh kế của dân cư xung quanh lưu vực chủ yếu dựa vào nghề nông, nguồn nước phục vụ cho sinh hoạt tưới tiêu nông nghiệp, nuôi trồng thuỷ sản là nguồn 1
nước lấy từ hệ thống kênh mương dẫn từ sông gây ảnh hưởng trực tiếp tới sức khoẻ người dân và sản lượng lương thực. Vấn đề ngày càng trở nên cấp bách hơn khi dân số tăng nhanh cả về tự nhiên và cơ học do quá trình đô thị hóa và công nghiệp hóa. Vì vậy, việc thực hiện nghiên cứu đề tài: “Đánh giá hiện trạng môi trường nước sông Cấm tỉnh Nghệ An và đề xuất giải pháp bảo vệ” nhằm điều tra, đánh giá các nguồn thải có khả năng tác động; hiện trạng chất lượng môi trường nước sông Cấm, đánh giá khả năng sử dụng nguồn nước; từ đó đề xuất những giải pháp khả thi nhằm sử dụng hợp lý và phát triển bền vững tài nguyên nước các sông Cấm là hết sức cần thiết và cấp bách. 2. Mục tiêu đề tài - Đánh giá các nguồn tác động có khả năng ảnh hưởng tới chất lượng môi trường nước sông Cấm tỉnh Nghệ An. - Đánh giá chất lượng nước theo phương pháp tính chỉ số chất lượng nước tổng hợp (WQI). - Đánh giá khả năng sử dụng nguồn nước sông Cấm và đề xuất các giải pháp quản lý môi trường nước sông Cấm. 2
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN 1.1. Tổng quan về hiện trạng ô nhiễm nước mặt ở Việt Nam và Thế giới 1.1.1. Hiện trạng ô nhiễm nước mặt trên thế giới Dưới tác động của sự gia tăng dân số và tăng trưởng kinh tế, nguồn nước nói chung, đặc biệt là nguồn nước mặt đang ngày càng bị lạm dụng. Quá trình đô thị hóa, hoạt động nông nghiệp, công nghiệp và biến đổi khí hậu gây áp lực nặng nề lên khối lượng và chất lượng nguồn nước. Theo thống kê của Viện Nước quốc tế (SIWI) được công bố tại Tuần lễ Nước Thế giới (World Water Week) khai mạc tại Stockholm, thủ đô Thụy Điển ngày 5/9/2014 thì mỗi ngày trung bình trên trái đất có khoảng 2 triệu tấn chất thải sinh hoạt đổ ra sông hồ và biển cả, 70% lượng chất thải công nghiệp không qua xử lý bị trực tiếp đổ vào các nguồn nước tại các quốc gia đang phát triển [26]. Chính vì vậy, nguồn nước dùng trong sinh hoạt của con người bị ô nhiễm nghiêm trọng. Một nửa số bệnh nhân phải nhập viện ở các nước đang phát triển là do không được tiếp cận những điều kiện vệ sinh phù hợp vì thiếu nước và các bệnh liên quan đến nước. Thiếu vệ sinh và thiếu nước sạch là nguyên nhân gây tử vong cho hơn 1,6 triệu trẻ em mỗi năm. Tổ chức Lương Nông LHQ (FAO) cảnh báo trong 15 năm tới sẽ có gần 2 tỷ người phải sống tại các khu vực khan hiếm nguồn nước và 2/3 cư dân trên hành tinh có thể bị thiếu nước [26]. Châu Á đang phát triển bùng nổ nhưng nguồn nước của khu vực này đang cạn kiệt dần. Khi một lục địa không đủ khả năng đảm bảo đủ nguồn nước cho các đô thị cũng như các vùng nông thôn thì đây sẽ thực sự là một thảm họa. Theo ông Arjun Thapan, cố vấn cao cấp đặc biệt của Chủ tịch Ngân hàng Phát triển châu Á (ADB) về lĩnh vực nước và cơ sở hạ tầng, viễn cảnh này sẽ trở thành hiện thực chỉ trong vòng 20 năm nữa [26]. 3
Với 80% nước của châu Á được dùng cho tưới tiêu phục vụ nông nghiệp, việc thiếu nước có thể dẫn đến những tác động nghiêm trọng đối với cung cấp lương thực. Trong khi đó, khoảng 10 đến 15% nước của châu Á dùng cho công nghiệp. Nhưng hiệu quả của việc dùng nước trong nông và công nghiệp chỉ tăng có 1% một năm kể từ năm 1990. Thapan cảnh báo trừ phi cải thiện triệt để tỷ lệ hiệu quả dùng nước trong cả nông nghiệp và công nghiệp, châu Á không thể thu hẹp khoảng cách giữa cung và cầu trong năm 2030 [26]. Quá trình đô thị hóa và công nghiệp hóa ồ ạt là hai lý do dẫn đến cuộc khủng hoảng này nhưng chủ nghĩa tiêu dùng là lý do không kém phần quan trọng. Một ví dụ là mức tiêu thụ thịt của Trung Quốc đã tăng gấp đôi trong vòng 20 năm qua và dự đoán sẽ tiếp tục tăng gấp đôi trong 20 năm nữa. Để sản xuất một kg thịt cần đến khoảng 35.000-70.000 lít nước và để sản xuất một kg gạo cần đến 10.000 lít nước [15]. Bộ trưởng Phát triển Dân tộc Singapore cho biết mỗi ngày có hơn 200.000 người từ các khu vực nông thôn di chuyển tới các thành phố hoặc thị trấn. Như vậy, cứ 3 ngày, một lượng người tương đương với một thành phố mới với dân số bằng Seattle hoặc Amsterdam lại xuất hiện. Đến năm 2050, 70% dân số toàn cầu sẽ sống trong các thành phố, tăng so với con số 50% ở thời điểm hiện tại [26]. Ở Philippines, trong số 412 con sông, 50 sông đã bị ô nhiễm do tác nhân sinh học. Chỉ riêng việc làm sạch vịnh Manila và sông Pasig ở Manila đã tốn khoảng từ 2 đến 2,5 tỷ USD [13]. Tại Trung Quốc, nhiều hồ nước, dòng sông và vùng biển đang ô nhiễm nghiêm trọng do tác động của tự nhiên và con người. Nguyên nhân là do tốc độ phát triển chóng mặt của Trung Quốc kéo theo nhu cầu sử dụng nước ngày càng cao. Tuy vậy, chính phủ nước này chưa hề có biện pháp chặt chẽ nào để bảo vệ nguồn nước, thậm chí trong vòng 20 năm qua, có đến 28.000 dòng sông tại Trung Quốc đã biến mất, bằng 50% trong tổng số các dòng sông tại đất nước đông dân nhất thế giới này. Khoảng 50% lượng nước trên sông Hoàng Hà bị ô nhiễm đến mức không thể dùng cho nông nghiệp, và hơn 50% nước bề mặt ở lưu vực sông Hai không thể 4
dùng cho bất kỳ mục đích nào [15]. Tại Mexico, Chính quyền đã quyết định tạm đóng cửa 88 trường học ở bang Sonora, miền Bắc nước này do hai con song tại đây bị nhiễm độc từ nước thải của công ty Buenavista del Cobre. Có khoảng 800.000 người dân bị ảnh hưởng từ sự cố ô nhiễm môi trường này. Cơ quan bảo vệ môi trường Mexico PROFEPA đã yêu cầu công ty Buenavista del Cobre nhanh chóng khắc phục sự cố này. Việc tạm ngưng cho học sinh đến trường là nhằm đảm bảo các em không uống phải nước nhiễm độc. Nhà chức trách đã chủ động chuyển 4 triệu lít nước sạch đến các hộ dân cư ở gần khu vực nguồn nước bị nhiễm độc để đáp ứng nhu cầu sinh hoạt của mọi người. Một số khu vực ở vùng sâu, chiếm 10-20% dân số bị ảnh hưởng, hiện chưa được hỗ trợ nước sạch [25]. Ở Indonesia, sông Citarumlà một trong những dòng sông lớn nhất của Indonesia. Theo số liệu của Ngân hàng phát triển châu Á (ADB), sông Citarum cung cấp 80% lượng nước sinh hoạt cho 14 triệu dân thủ đô Jakarta, tưới cho những cánh đồng cung cấp 5% sản lượng lúa gạo và là nguồn nước cho hơn 2.000 nhà máy - nơi làm ra 20% sản lượng công nghiệp của đảo quốc này. Dòng sông này là một phần không thể thay thế trong cuộc sống của người dân vùng Tây đảo Java. Tuy nhiên, hiện tại nó là một trong những dòng sông ô nhiễm nhất thế giới. Citarum như một bãi rác di động, nơi chứa các hóa chất độc hại do các nhà máy xả ra, thuốc trừ sâu trôi theo dòng nước từ các cánh đồng và cả chất thải do con người đổ xuống. Ô nhiễm nghiêm trọng khiến cá chết hàng loạt, người dân sử dụng nước cũng bị lây nhiễm nhiều loại bệnh tật. Điều kinh hoàng hơn cả là nhiều hộ dân sống quanh dòng sông này hàng ngày vẫn sử dụng nước sông để giặt giũ, tắm rửa, thậm chí cả đun nấu [15]. Sông Hằng là con sông nổi tiếng nhất Ấn Độ, dài 2.510km bắt nguồn từ dãy Hymalaya, chảy theo hướng Đông Nam qua Bangladesh và chảy vào vịnh Bengal. Hiện nay, sông Hằng là một trong những con sông bị ô nhiễm nhất trên thế giới vì bị ảnh hưởng nặng nề bởi nền công nghiệp hóa chất, rác thải công nghiệp và rác thải sinh hoạt chưa qua xử lý. Chất lượng nước đang trở nên xấu đi nghiêm trọng. Ngoài 5
ra, do phong tục hỏa táng một phần thi thể rồi thả trôi sông nên những thi thể người trôi lững lờ trên dòng sông này, rồi rác thải trực tiếp từ các bệnh viện do thiếu lò đốt cũng là một nguyên nhân làm tăng ô nhiễm sông. Nước sông giờ không những không thể dùng ăn uống, tắm giặt mà còn không thể dùng cho sản xuất nông nghiệp. Các nghiên cứu cũng phát hiện tỷ lệ các kim loại độc trong nước sông khá cao như thủy ngân (nồng độ từ 65-520ppb), chì (10-800ppm), crom (10-200ppm) và nickel (10-130ppm) [15]. Sông Buriganga là một trong những con sông lớn chạy qua thủ đô Dhaka của Bangladesh. Tuy nhiên, hiện nay mức ô nhiễm của sông rất cao. Sông bị ô nhiễm bởi các hóa chất từ các nhà máy ximăng, xà phòng, nhuộm, da và giấy. Hầu hết những loại hóa chất được xác định có trong nước sông đều thuộc nhóm 12 chất ô nhiễm hữu cơ khó phân hủy (POP), rất độc hại đối với con người [15]. 1.1.2. Hiện trạng ô nhiễm nước mặt ở Việt Nam Việt Nam là quốc gia có hệ thống sông ngòi dày đặc với tổng lượng dòng chảy nước mặt hàng năm lên đến 830-840 tỷ m3. Tuy nhiên, Việt Nam không phải là quốc gia giàu về nước. Tài nguyên nước của nước ta phụ thuộc nhiều vào các nước có chung nguồn nước phía thượng lưu, với gần 2/3 tổng lượng nước mặt hàng năm là từ ngoài biên giới chảy vào. Chất lượng nước mặt của Việt Nam đang có chiều hướng ngày càng bị suy thoái, ô nhiễm, cạn kiệt bởi nhiều nguyên nhân. Trong đó, sự gia tăng dân số, gia tăng nhu cầu về nước do gia tăng chất lượng cuộc sống, đô thị hoá cũng như quản lý, bảo vệ, khai thác, sử dụng tài nguyên nước kém hiệu quả, thiếu bền vững đang là mối đe doa an ninh nguồn nước và có nguy cơ sẽ kéo theo nhiều hệ luỵ khó lường [4]. Hệ thống nước mặt Việt Nam với hơn 2.360 con sông, suối dài hơn 10 km và hàng nghìn hồ, ao. Nguồn nước này là nơi cư trú và nguồn sống của các loài động, thực vật và hàng triệu người. Tuy nhiên, những nguồn nước này đang bị suy thoái và phá hủy nghiêm trọng do khai thác quá mức và bị ô nhiễm với các mức độ khác nhau [12]. 6
Ô nhiễm nguồn nước xuất phát từ nhiều nguyên nhân khác nhau. Do tiếp nhận nhiều loại nguồn thải, mức độ gia tăng các nguồn nước thải hiện nay ngày càng lớn với quy mô mở rộng ở hầu hết các vùng miền trong cả nước [12]. * Nước thải sinh hoạt: Nước thải sinh hoạt chiếm trên 30% tổng lượng trực tiếp thải ra sông hồ, kênh rạch dẫn ra sông. Theo số liệu tính toán, Đông Nam Bộ và đồng bằng sông Hồng là 2 vùng tập trung nhiều lượng nước thải sinh hoạt nhất cả nước. * Nước thải công nghiệp: Trong giai đoạn đẩy mạnh công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước, nhiều ngàn công nghiệp được mở rộng quy mô sản xuất, cũng như phạm vi phân bố. Cùng với đó là sự gia tăng lượng nước thải lớn, nhưng mức đầu tư cho hệ thống xử lý nước thải lại chưa đạt yêu cầu. Số lượng các KCN ở vùng Đông Nam Bộ có hệ thống xử lý nước thải là (50-60%), trong đó hơn 50% trong số đó vẫn chưa hoạt động hiệu quả [12]. * Nước thải nông nghiệp và làng nghề: Nước thải từ hoạt động nông nghiệp, làng nghề có chứa hóa chất bảo vệ thực vật, hay thuốc trừ sâu, hàm lượng kim loại nặng, chất hữu cơ... Phân bón và HCBCTV tồn dư trong đất bị rửa trôi theo dòng chảy mặt và đổ vào các con sông. Đây là thành phần độc hại cho môi trường và sức khỏe con người. Nhu cầu sử dụng phân bón cho hoạt động sản xuất nông nghiệp của khu vực phía Bắc chiếm 30 – 40% tổng nhu cầu của cả nước. Đồng bằng sông Hồng là khu vực tập trung nhiều làng nghề nhất cả nước với gần 900 làng nghề (chiếm khoảng 60% tổng số làng nghề trên cả nước). Các làng nghề với quy mô sản xuất thủ công, lạc hậu, nhỏ lẻ, phân tán và phần lớn không có công trình xử lý nước thải đang làm cho môi trường nước mặt ở các khu vực này bị ô nhiễm nghiêm trọng [12]. * Nước thải y tế: Nước thải y tế chứa nhiều hóa chất độc hại với nồng độ cao và chứa nhiều vi khuẩn lây lan bệnh truyền nhiễm. Đây là nguồn thải độc hại nếu không được xử lý trước khi thải ra môi trường. Mức độ gia tăng lượng nước thải y tế cả nước năm 2011 so với năm 2005 là 20%. Hầu hết các bệnh viện tuyến trung ương do Bộ Y tế quản lý đã được đầu tư hệ thống xử lý. Tuy nhiên, các bệnh viện 7
địa phương và các phòng khám, chữa bệnh tư nhân nằm rải rác thì phần lớn chưa có hệ thống xử lý nước thải. Theo Cục Quản lý Môi trường Y tế của Bộ Y tế: năm 2011 cả nước có 13.640 cơ sở y tế, khám chữa bệnh. Mỗi ngày các đơn vị này thải ra 120.000 m3 nước thải y tế. Trong khi đó, chỉ có 53,4% trong tổng số bệnh viện có hệ thống xử lý nước thải này. Ngày nay, các khu vực trọng điểm phát triển kinh tế - xã hội của nước ta đều gắn với các lưu vực sông (LVS) lớn như hệ thống sông Hồng - Thái Bình, hệ thống sông Đồng Nai, Mê Công... và các cửa sông ven biển, từ đó đóng góp to lớn vào sự phát triển của đất nước. Tuy nhiên, điều đó cũng gây ra nhiều tác động tiêu cực cho môi trường nói chung và môi trường nước nói riêng tại các LVS. Chất lượng nước các sông đang diễn biến phức tạp, nhiều nơi bị suy thoái, nhất là các khu vực nội thành, nội thị, các đoạn sông chảy qua các đô thị, khu công nghiệp (KCN), làng nghề. Nổi cộm nhất là tình trạng ô nhiễm môi trường tại 3 LVS: sông Cầu, sông Nhuệ - sông Đáy và hệ thống sông Đồng Nai [12]. LVS Cầu gồm địa giới 6 tỉnh và một phần Thủ đô Hà Nội. Trong thời gian qua, việc phát triển khai thác và chế biến khoáng sản ở thượng lưu (Bắc Cạn và Thái Nguyên) và mở rộng sản xuất tại các làng nghề khu vực trung và hạ lưu (Vĩnh Phúc, Bắc Giang, Bắc Ninh, Hải Dương). Tốc độ đô thị hóa cao trong khi phần lớn các đô thị chưa có hệ thống xử lý nước thải tập trung, sự mở rộng nhanh chóng của các KCN, CCN trong khi hệ thống xử lý nước thải chưa có hoặc vận hành không đúng quy định...Đây là những nguyên nhân gây ô nhiễm môi trường nước mặt LVS Cầu, nguồn cung cấp 70% nước cấp sinh hoạt và công nghiệp trên địa bàn. Kết quả quan trắc cho thấy, môi trường nước mặt LVS Cầu bị ô nhiễm cục bộ, bắt đầu từ đoạn chảy qua thị xã Bắc Cạn về hạ lưu (các thông số BOD5, NH4 và TSS đã vượt Quy chuẩn quốc gia về chất lượng nước mặt QCVN 08:2008/ BTNMT mức AI, xấp xỉ mức BI). Từ đoạn chảy qua TP. Thái Nguyên, mức độ ô nhiễm gia tăng đáng kể, các thông số quan trắc đều vượt QCVN nhiều lần, nước sông có mùi dầu cốc. Đoạn sông Cầu chảy qua tỉnh Bắc Giang, Bắc Ninh chịu ảnh hưởng do tiếp nhận nước của sông Cà Lổ và sông Ngũ Huyện Khê và các KCN, làng nghề dọc 2 bên bờ sông nên 8
nước sông bị ô nhiễm rõ rệt, các thông số chỉ đạt QCVN 08:2008/BTNMT loại B2 [12]. LVS Nhuệ - sông Đáy bao gồm một phần thủ đô Hà Nội và các tỉnh Hà Nam, Nam Định, Ninh Bình, Hòa Bình. Dòng chảy sông Nhuệ phụ thuộc hoàn toàn vào chế độ đóng mở các cống điều tiết: Liên Mạc (lấy nước sông Hồng), Thanh Liệt (lấy nước sông Tô Lịch) và các cống khác trên trục chính: Hà Đông, Đổng Quan, Nhật Tựu, Lương Cổ - Điệp Sơn. Môi trường nước LVS Nhuệ - sông Đáy bị ô nhiễm một phần do đặc điểm điều kiện tự nhiên đặc thù là sông có độ dốc tự nhiên thấp, nguồn nước cấp không đảm bảo do phụ thuộc các cống điều tiết, vào mùa kiệt nguồn nước cấp chủ yếu là nước thải từ đầu nguồn... Chất lượng nước của nhiều đoạn thuộc LVS Nhuệ - sông Đáy đã bị ô nhiễm tới mức báo động, đặc biệt vào mùa khô, giá trị các thông số BOD5, COD, Coliíbrm .. tại các điểm đo đều vượt QCVN 08:2008/ BTNMT nhiều lần. Khu vực đầu nguồn sông Nhuệ, nước sông còn tương đối tốt nhưng sau hợp lưu với sông Tô Lịch (nguồn tiếp nhận nước thải chính của các quận nội thành Hà Nội), nước sông Nhuệ đã bị ô nhiễm trầm trọng (đặc biệt tại điểm Cầu Tó trở đi). Mặc dù đã được pha loãng từ đoạn hợp lưu với sông Đáy trở về hạ lưu và áp dụng giải pháp điều tiết đưa nước sông Tô Lịch qua hệ thống hố điều hòa Yên Sở bơm ra sông Hồng vào mùa kiệt, nước sông Nhuệ vẫn là nguyên nhân chính gây ô nhiễm cục bộ cho LVS Nhuệ -sông Đáy, nguồn cấp nước sinh hoạt và sản xuất cho thành phố Phủ Lý và một số địa phương phía hạ nguồn [12]. Lưu vực hệ thống sông Đồng Nai bao gồm liên tỉnh/thành phố, trong đó 7 tỉnh/thành phố nằm trong vùng kinh tế trọng điểm phía Nam. Theo thống kê sơ bộ, trên lưu vực hệ thống sông Đồng Nai có đến 103 KCN do Chính phủ ra quyết định thành lập (chưa kể các KCN/CCN do địa phương thành lập) với diện tích quy hoạch trên 33.600 ha, thải ra lượng nước thải từ sản xuất công nghiệp khoảng 1,8 triệu m 3/ngày đêm. Tuy nhiên, hiện mới có khoảng 1/3 các KCN/khu chế xuất đã và đang xây dựng hệ thống xử lý nước thải tập trung; một số KCN có trạm xử lý nước thải tập trung nhưng vận hành chưa đúng quy định; tỷ lệ đấu nối nước thải các nhà máy vào hệ thống xử lý nước thải tập trung còn thấp; nguồn phát sinh nước thải chủ yếu 9
từ các ngành: chế biến thực phẩm, dệt nhuộm, giấy, chế biến mủ cao su, xi mạ... Tại nhiều vị trí các giá trị N-NH4+ BOD5) COD vượt ngưỡng QCVN 08 mức BI nhiều lần Khu vực cửa sông đã bị ô nhiễm hữu cơ, giá trị các thông sỗ đều vượt QCVN 08:2008/BTNMT mức AI, một số nơi còn vượt mức BI (cảng Gò Dầu, Phú Mỹ, Cái Mép). Ngoài ra, các tác động tiêu cực từ thủy điện, khai thác khoáng sản phía thượng nguồn, xâm nhập mặn và ảnh hưởng của biến đổi khí hậu đã và đang là những mối đe dọa đến môi trường nước lưu vực hệ thống sông Đồng Nai [12]. Theo kết quả khảo sát, hiện nay, hệ thống sông, hồ trên địa bàn TP Hà Nội tiếp nhận mỗi ngày hàng triệu m3 nước thải công nghiệp, nước thải đô thị, nước thải. Dự báo lượng nước thải sinh hoạt trên địa bàn TP Hà Nội sẽ lên đến 440.934 m 3/ngày đêm vào năm 2020. Như vậy, trong tương lai gần, nguy cơ ô nhiễm nguồn nước sông, hồ ở TP Hà Nội sẽ gia tăng nhanh chóng, đặc biệt là ô nhiễm do chất thải công nghiệp, sinh hoạt. Đây là cảnh báo khẩn cấp cho công tác bảo vệ và phục hồi chất lượng nước của TP Hà Nội. Về chất lượng một số lưu vực sông vùng núi Đông Bắc: Chất lượng sông Kỳ Cùng và các sông nhánh trong những năm gần đây giảm sút xuống loại A2, sông Hiến, sông Bằng Giang còn ở mức B1. Đầu nguồn (Lai Châu, Lào Cai, Yên Bái, Hà Giang) vài năm gần đây mùa khô xuất hiện hiện tượng ô nhiễm bất thường trong thời gian ngắn 3 - 5 ngày. Sông Hồng qua Phú Thọ, Vĩnh Phúc hầu hết các thông số vượt QCVN 08:2008 - A1, một số địa điểm gần các nhà máy thậm chí xấp xỉ B1 (đoạn sông Hồng từ Cty Super Phốt phát và hóa chất Lâm Thao đến KCN phía Nam TP.Việt Trì), các thông số vượt ngưỡng B1 nhiều lần. So với các sông khác trong vùng, sông Hồng có mức độ ô nhiễm thấp hơn [3]. Có nhiều nguyên nhân khách quan và chủ quan dẫn đến tình trạng ô nhiễm môi trường nước, như sự gia tăng dân số, mặt trái của quá trình công nghiệp hoá, hiện đại hoá, cơ sở hạ tầng yếu kém, lạc hậu: nhận thức của người dân về vấn đề môi trường còn chưa cao… Đáng chú ý là sự bất cập trong hoạt động quản lý, bảo vệ môi trường. Nhận thức của nhiều cấp chính quyền, cơ quan quản lý, tổ chức và cá nhân có trách nhiệm về nhiệm vụ bảo vệ môi trường nước chưa sâu sắc và đầy 10
đủ; chưa thấy rõ ô nhiễm môi trường nước là loại ô nhiễm gây nguy hiểm trực tiếp, hàng ngày và khó khắc phục đối với đời sống con người cũng như sự phát triển bền vững của đất nước. Các quy định về quản lý và bảo vệ môi trường nước còn thiếu (chẳng hạn như chưa có các quy định và quy trình kỹ thuật phục vụ cho công tác quản lý và bảo vệ nguồn nước). Cơ chế phân công và phối hợp giữa các cơ quan, các ngành và địa phương chưa đồng bộ, còn chồng chéo, chưa quy định trách nhiệm rõ ràng. Chưa có chiến lược, quy hoạch khai thác, sử dụng và bảo vệ tài nguyên nước theo lưu vực và các vùng lãnh thổ lớn. Chưa có các quy định hợp lý trong việc đóng góp tài chính để quản lý và bảo vệ môi trường nước, gây nên tình trạng thiếu hụt tài chính, thu không đủ chi cho bảo vệ môi trường nước [3]. Chất lượng các nguồn nước mặt đang suy giảm rõ rệt. Nhiều sông, hồ, kênh, rạch ở các thành phố lớn, các khu dân cư tập trung đang dần biến thành nơi chứa các chất thải đô thị, chất thải công nghiệp chưa qua xử lý. Không chỉ riêng ở khu vực đô thị mà ở khu vực nông thôn, tình trạng ô nhiễm môi trường nước mặt từ nguồn nước thải sinh hoạt, sản xuất nông nghiệp, chăn nuôi và sản xuất của các làng nghề cũng đang cần sự quan tâm kịp thời. Vì vậy, giải quyết vấn đề ô nhiễm môi trường nước mặt đang là vấn đề cấp bách, không chỉ đòi hỏi trách nhiệm của các cấp quản lý, các doanh nghiệp mà còn là trách nhiệm của cả hệ thống chính trị và toàn xã hội. 1.2. Tổng quan về phương pháp đánh giá chất lượng nước 1.2.1. Tổng quan về chỉ số môi trường Chỉ số môi trường: là một tập hợp các tham số hay chỉ thị được tích hợp hay nhân với trọng số. Các chỉ số ở mức độ tích hợp cao hon, nghĩa là chúng được tính toán từ nhiều biến số hay dữ liệu để giải thích cho một hiện tượng nào đó. 1.2.2. Tổng quan về chỉ số chất lượng nước (WQI) a. Giới thiệu chung về WQI Chỉ số chất lượng nước (Water Quality Index- WQI) là một chỉ số tổ hợp được tính toán từ các thông số chất lượng nuớc xác định thông qua một công thức 11
toán học. WQI dùng để mô tả định lượng về chất lượng nước và được biểu diễn qua một thang điểm. Các ứng dụng chủ yếu của WQI bao gồm: - Phục vụ quá trình ra quyết định: WQI có thể được sử dụng làm cơ sở cho việc ra các quyết dịnh phân bổ tài chính và xác định các vấn đề ưu tiên. - Phân vùng chất lượng nước. - Thực thi tiêu chuẩn: WQI có thể đánh giá được mức độ đáp ứng/không đáp ứng của chất lượng nước đối với tiêu chuẩn hiện hành. - Phân tích diễn biến chất lượng nước theo không gian và thời gian. - Công bố thông tin cho cộng đồng. - Nghiên cứu khoa học: các nghiên cứu chuyên sâu về chất lượng nước thường không sử dụng WQI, tuy nhiên WQI có thể sử dụng cho các nghiên cứu vi mô khác như đánh giá tác động của quá trình đô thị hóa đến chất lượng nước khu vực, đánh giá hiệu quả kiểm soát phát thải,… b. Quy trình xây dựng WQI Hầu hết các mô hình chỉ số chất lượng nước hiện nay đều được xây dựng thông qua quy trình 4 bước như sau [19]: Bước 1: Lựa chọn thông số Có rất nhiều thông số có thể thể hiện chất lượng nước, sự lựa chọn các thông số khác nhau để tính toán WQI phụ thuộc vào mục đích sử dụng nguồn nước và mục tiêu của WQI. Dựa vào mục đích sử dụng WQI có thể được phân loại như sau: Chỉ số chất lượng nước thông thường, chỉ số chất lượng nước cho mục đích sử dụng đặc biệt. Việc lựa chọn thông số có thể dùng phương pháp Delphi hoặc phân tích nhân tố quan trọng. Các thông số không nên quá nhiều vì nếu các thông số quá nhiều thì sự thay đổi của một thông số sẽ có tác động rất nhỏ đến chỉ số WQI cuối cùng. Các thông số nên được lựa chọn theo 5 chỉ thị sau: + Hàm lượng Oxy hòa tan: DO; + Phú dưỡng: NH4+, NO3-, Tổng N, PO43-, Tổng P, BOD5, COD, TOC; 12