Luận văn Thạc sĩ Khoa học: Nghiên cứu tính toán và ứng dụng tính Tổng lượng thải tối đa (TMDL) cho lưu vực sông ở Việt Nam, ứng dụng thử nghiệm đối với COD cho đoạn từ Phủ Lý đến Gián Khẩu thuộc lưu vực sông Nhuệ - Đáy

Chia sẻ: Mao A Mẫn | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:87

Thêm vào BST

Báo xấu

31
lượt xem 4
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Đề tài này nêu lên mong muốn xây dựng phương pháp đánh giá tải lượng ô nhiễm tối đa mà mỗi vùng lưu vực sông có thể tiếp nhận, góp phần nâng cao hiệu quả bảo vệ môi trường cho các lưu vực sông ở Việt Nam. Để hiểu rõ hơn mời các bạn cùng tham khảo nội dung chi tiết của luận văn này.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Luận văn Thạc sĩ Khoa học: Nghiên cứu tính toán và ứng dụng tính Tổng lượng thải tối đa (TMDL) cho lưu vực sông ở Việt Nam, ứng dụng thử nghiệm đối với COD cho đoạn từ Phủ Lý đến Gián Khẩu thuộc lưu vực sông Nhuệ - Đáy

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN -------***------- Nguyễn Ngọc Hƣng NGHIÊN CỨU TÍNH TOÁN VÀ ỨNG DỤNG TÍNH TỔNG LƢỢNG THẢI TỐI ĐA (TMDL) CHO LƢU VỰC SÔNG Ở VIỆT NAM - ỨNG DỤNG THỬ NGHIỆM ĐỐI VỚI COD CHO ĐOẠN TỪ PHỦ LÝ ĐẾN GIÁN KHẨU THUỘC LƢU VỰC SÔNG NHUỆ - ĐÁY LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Hà Nội - 2020
ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN -------***------- Nguyễn Ngọc Hƣng NGHIÊN CỨU TÍNH TOÁN VÀ ỨNG DỤNG TÍNH TỔNG LƢỢNG THẢI TỐI ĐA (TMDL) CHO LƢU VỰC SÔNG Ở VIỆT NAM - ỨNG DỤNG THỬ NGHIỆM ĐỐI VỚI COD CHO ĐOẠN TỪ PHỦ LÝ ĐẾN GIÁN KHẨU THUỘC LƢU VỰC SÔNG NHUỆ - ĐÁY Chuyên ngành : Khoa học Môi trường Mã số : 8440301.01 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS. ĐỖ HỮU TUẤN TS. NGUYỄN PHẠM HÀ Hà Nội - 2020
LỜI CẢM ƠN Đầu tiên cho tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc và lời cảm ơn chân thành đến giảng viên TS. Đỗ Hữu Tuấn, Trường Đại học Khoa học tự nhiên Hà Nội và TS. Nguyễn Phạm Hà, Tổng Cục môi trường đã giúp đỡ, hướng dẫn, chỉ bảo tận tình trong suốt quá trình thực hiện luận văn. Tôi xin chân thành gửi lời cảm ơn tới Ban Lãnh đạo và toàn thể các Thầy giáo, Cô giáo Khoa Môi trường, trường Đại học Khoa học Tự nhiên Hà Nội cũng như gia đình, bạn bè, đồng nghiệp đã giúp đỡ tôi hoàn thành luận văn này. Một lần nữa tôi xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày tháng năm 2020 Học viên Nguyễn Ngọc Hưng i
MỤC LỤC DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT ............................................................................... iv DANH MỤC BẢNG ................................................................................................. vi DANH MỤC HÌNH .................................................................................................vii MỞ ĐẦU .................................................................................................................... 1 CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU .................................................................. 3 1.1. Tổng quan về TMDL ....................................................................................... 3 1.1.1. Khái niệm ................................................................................................... 3 1.1.2. Tổng quan tình hình nghiên cứu và áp dụng TMDL tại một số nước trên thế giới ....................................................................................................... 4 1.1.3. Các bước thực hiện TMDL ......................................................................... 8 1.2. Kết quả nghiên cứu và ứng dụng TMDL tại Việt Nam ................................ 9 1.2.1. Kết quả nghiên cứu TMDL tại Việt Nam ................................................... 9 1.2.2. Thuận lợi và thách thức khi áp dụng TMDL tại Việt Nam ...................... 11 1.2.3. Đề xuất phương pháp luận xây dựng, áp dụng TMDL trong kiểm soát môi trường LVS tại Việt Nam ................................................................. 12 1.3. Tổng quan về khu vực nghiên cứu ............................................................... 13 1.3.1. Điều kiện tự nhiên tiểu lưu vực sông Nhuệ - Đáy .................................... 13 1.3.2. Đặc điểm kinh tế - xã hội tiểu lưu vực sông Nhuệ - Đáy ......................... 19 1.3.3. Hiện trạng chất lượng nước tiểu lưu vực sông Nhuệ - Đáy ..................... 20 CHƯƠNG 2. ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .... 27 2.1. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu ................................................................ 27 2.1.1. Đối tượng nghiên cứu ............................................................................... 27 2.1.2. Phạm vi nghiên cứu .................................................................................. 27 2.2. Nội dung nghiên cứu ................................................................................... 29 2.3. Phƣơng pháp nghiên cứu .............................................................................. 30 2.3.1. Phương pháp thu thấp số liệu ................................................................... 30 2.3.2. Phương pháp thống kê, tổng hợp .............................................................. 30 2.3.3. Phương pháp điều tra khảo sát tại khu vực ứng dụng triển khai TMDL .. 30 ii
2.3.4. Phương pháp mô hình ............................................................................... 31 2.3.5. Phương pháp lấy mẫu ............................................................................... 35 2.3.6. Phương pháp phân tích mẫu ..................................................................... 37 CHƢƠNG 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU .............................................................. 38 3.1. Kết quả điều tra khảo sát về số liệu khí tƣợng, thủy văn ........................... 38 3.2. Kết quả mô hình chất lƣợng nƣớc tại khu vực nghiên cứu ....................... 46 3.2.1. Quan trắc chất lượng khu vực nghiên cứu................................................ 46 3.2.2. Tải lượng ô nhiễm và phân bố tải lượng ô nhiễm COD trên lưu vực sông Nhuệ - Đáy ............................................................................................... 48 KẾT LUẬN .............................................................................................................. 57 TÀI LIỆU THAM KHẢO ...................................................................................... 58 PHỤ LỤC ................................................................................................................. 62 iii
DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT BOD5 Nhu cầu Oxy sinh hóa BTN&MT Bộ Tài nguyên và Môi trường BVMT Bảo vệ môi trường CLN Chất lượng nước COD Nhu cầu Oxy hóa học ĐMC Đánh giá môi trường chiến lược ĐTM Đánh giá tác động môi trường IDA Tổ chức phát triển quốc tế IPCC Ủy ban liên chính phủ về biến đổi khí hậu JICA Cơ quan hợp tác quốc tế Nhật Bản KCN Khu công nghiệp KCX Khu chế xuất KĐT Khu đô thị KHĐT Kế hoạch và Đầu tư KT-XH Kinh tế xã hội LA Phân bổ tải lượng LVS Lưu vực sông MOS Biên độ an toàn NHTG Ngân hàng thế giới NSNN Ngân sách nhà nước STN&MT Sở Tài nguyên và Môi trường SUB Khu vực nhỏ TCMT Tiêu chuẩn môi trường TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam iv
TMDL Tổng tải lượng ô nhiễm tối đa hàng ngày TN&MT Tài nguyên và Môi trường TN&MT Sở Tài nguyên và Môi trường US. EPA Cục Bảo vệ môi trường Mỹ USA Hoa Kỳ WB Ngân hàng Thế giới WHO Tổ chức Y tế Thế giới XLNT Xử lý nước thải XLNTTT Xử lý nước thải tập trung v
DANH MỤC BẢNG Bảng 2.1: Phân vùng mục đích sử dụng nước tại khu vực nghiên cứu ..................... 28 Bảng 2.2: Đánh giá mức độ phù hợp của mục đích sử dụng nước ........................... 29 Bảng 2.3: Các nội dung mô hình hóa chất lượng nước cho lưu vực sông Nhuệ - Đáy.... 32 Bảng 2.4: Số lượng mặt cắt sử dụng trong mô hình MIKE 11 ................................. 34 Bảng 2.5: Dữ liệu chất lượng nước sử dụng để hiệu chỉnh và kiểm định mô hình .. 36 Bảng 3.1: Danh sách các trạm khí tượng thủy văn được thu thập và tổng hợp ........ 38 Bảng 3.2: Các dữ liệu cần thu thập để tính toán tải lượng phát thải ......................... 40 Bảng 3.3: Số liệu thống kê diện tích các loại đất ...................................................... 43 Bảng 3.5: Tải lượng theo QCVN08-MT:2015-BTNMT .......................................... 49 Bảng 3.6: Tải lượng theo QCVN08-MT:2015-BTNMT .......................................... 50 Bảng 3.7: Tải lượng ô nhiễm nguồn điểm ................................................................ 51 Bảng 3.8: Tải lượng ô nhiễm nguồn diện.................................................................. 51 Bảng 3.9: Phân bổ tải lượng nguồn điểm mức A1 .................................................... 52 Bảng 3.10: Phân bổ tải lượng nguồn diện mức A1 ................................................... 53 Bảng 3.11: Phân bổ tải lượng nguồn điểm mức A2 .................................................. 53 Bảng 3.12: Phân bổ tải lượng nguồn diện mức A2 ................................................... 54 Bảng 3.13: Phân bổ tải lượng nguồn điểm mức B1 .................................................. 54 Bảng 3.14: Phân bổ tải lượng nguồn diện mức B1 ................................................... 55 Bảng 3.15: Phân bổ tải lượng nguồn điểm mức B2 .................................................. 55 Bảng 3.16: Phân bổ tải lượng nguồn diện mức B2 ................................................... 56 vi
DANH MỤC HÌNH Hình 1.1. Khái niệm TMDL ........................................................................................ 4 Hình 1.2. Kế hoạch thực hiện TMDL ......................................................................... 5 Hình 1.3. Bản đồ lưu vực sông Nhuệ - Đáy .............................................................. 17 Hình 1.4. Nồng độ BOD5 tại Hà Nội ......................................................................... 20 Hình 1.5. Xu hướng lượng BOD5 tại sông Nhuệ ...................................................... 21 Hình 1.6. COD tại sông Nhuệ ở Nhật Tựu (Hà Nam) .............................................. 22 Hình 1.7. COD tại sông Nhuệ ở Nhật Tựu (Hà Nam) .............................................. 23 Hình 1.8. Xu hướng tại Tế Tiêu và cầu Hồng Phú ................................................... 24 Hình1.9. Xu hướng COD của sông Đáy từ Hà Nam (giữa) đến Nam Định (hạ lưu) .... 24 Hình 1.10. Xu hướng COD tại sông Châu Giang ..................................................... 25 Hình 2.1. Vị trí và mạng lưới trong mô hình MIKE 11 đã xây dựng ....................... 31 Hình 2.2. Vị trí các điểm quan trắc trên sông Đáy (đoạn Phủ Lý - Gián Khẩu)....... 36 Hình 3.1. Kết quả dữ liệu khí tượng, thủy văn đầu vào mô hình Mike 11 ............... 39 Hình 3.2. Bản đồ Hiện trạng sử dụng đất khu vực nghiên cứu ................................. 42 Hình 3.3. Hình ảnh đo đạc khảo sát trên LVS Nhuệ - Đáy....................................... 45 Hình 3.5. So sánh kết quả mô hình chất lượng nước và kết quả quan trắc COD thực đo tại 4 điểm quan trắc trên đoạn sông Đáy từ Phủ Lý đến Gián Khẩu ................... 46 Hình 3.6. So sánh nồng độ COD từ kết quả mô hình và kết quả thực đo tại Đọ Xá 46 Hình 3.7. So sánh nồng độ COD từ kết quả mô hình và kết quả thực đo tại Kiện Khê và Thanh Tân thuộc sông Đáy từ Phủ Lý đến Gián Khẩu ........................................ 47 Hình 3.8. So sánh nồng độ COD từ kết quả mô hình và kết quả thực đo tại Nhà Máy Xi măng Việt Trung với điểm Trung Hiếu Hạ trên đoạn sông Đáy từ Phủ Lý đến Gián Khẩu ................................................................................................................. 47 Hình 3.9. Đồ thị lưu lượng nước trên sông giai đoạn 2015 - 2017, giá trị trung vị của lưu lượng: mQ = 180,8 m3/s ............................................................................... 48 Hình 3.10. Đồ thị nồng độ hiện có COD trên sông giai đoạn 2015 - 2017, với giá trị trung vị: mCOD = 18.2 mg/l ..................................................................................... 49 Hình 3.11. Các kịch bản tính toán mô hình cho COD .............................................. 50 vii
MỞ ĐẦU Hiện nay, chất lượng nước mặt của Việt Nam đang có chiều hướng ngày càng bị suy thoái, ô nhiễm, cạn kiệt. Các sông hồ chảy qua các khu đô thị, khu vực sản xuất công nghiệp, khai thác khoáng sản đều bị ô nhiễm. Chất lượng các nguồn nước mặt đang suy giảm rõ rệt. Nhiều sông, hồ, kênh, rạch,… đang dần biến thành nơi chứa các chất thải đô thị, chất thải công nghiệp chưa qua xử lý. Tại một số nơi, các chất ô nhiễm trong nước có nồng độ vượt quá quy chuẩn cho phép từ 1,5 - 3 lần. Chất lượng nước ở cả 3 lưu vực sông Nhuệ - Đáy, sông Cầu, hệ thống sông Đồng Nai đều bị suy giảm qua các năm. Vì vậy, giải quyết vấn đề ô nhiễm môi trường nước 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. Trong thời gian qua, công tác kiểm soát, quản lý và bảo vệ môi trường (BVMT) nước mặt luôn là một trong những nhiệm vụ trọng tâm, nhận được rất nhiều sự quan tâm của các cấp từ Trung ương đến địa phương. Tuy nhiên, trước những áp lực và diễn biến chất lượng môi trường nước hiện nay, công tác quản lý môi trường nước đang đứng trước những thách thức lớn. Thời gian gần đây, các quy chuẩn của Việt Nam về nước thải đã có sự chuyển biến theo hướng từng bước kiểm soát cả về lượng và chất của nước thải khi xả ra môi trường. Cụ thể, các quy chuẩn như QCVN 08-MT:2015 (áp dụng cho nước mặt), QCVN 40:2011 (áp dụng cho nước thải công nghiệp) đã đưa ra những quy định chi tiết hơn về mặt quản lý chất lượng nước, với các hệ số điều chỉnh xả nước thải xét theo lưu lượng thải và theo lưu lượng hay dung tích của nguồn nước, nơi tiếp nhận nước thải. Tuy nhiên, các quy chuẩn hiện còn dừng lại ở quy định kiểm soát về mặt hàm lượng hay nồng độ, chưa quy định cụ thể về tải lượng ô nhiễm phải kiểm soát và nhất là chưa tính toán cụ thể khả năng tiếp nhận lượng thải tối đa cho phép của một vùng nước. Tải lượng ô nhiễm tối đa hay Total Maximum Daily Load (TMDL) được coi là giải pháp cơ bản cho phép theo dõi toàn diện và đồng bộ các diễn biến về khả 1
năng tự làm sạch của các nguồn tiếp nhận trong toàn vùng hoặc toàn lưu vực sông, từ đó làm cơ sở để phân phối, điều chỉnh cân đối các nguồn thải phù hợp với sức chịu tải để không làm phá vỡ chất lượng nguồn nước. Theo đó, cơ quan quản lý môi trường sẽ kịp thời phát hiện và ngăn chặn các diễn biến ô nhiễm bất lợi, thực hiện quản lý và phân phối hạn ngạch phát thải ô nhiễm một cách hợp lý (gắn với thẩm định và phê chuẩn đánh giá tác động môi trường dự án đầu tư), nhằm đảm bảo mục tiêu hài hòa giữa phát triển kinh tế và BVMT. Xét trong bối cảnh đó, nghiên cứu và xây dựng phương pháp đánh giá tải lượng ô nhiễm tối đa mà mỗi vùng lưu vực sông có thể tiếp nhận là cần thiết và đáp ứng được yêu cầu cấp bách hiện nay. Xuất phát từ thực tế như vậy đề tài “Nghiên cứu tính toán và ứng dụng tính Tổng lượng thải tối đa (TMDL) cho lưu vực sông ở Việt Nam, ứng dụng thử nghiệm đối với COD cho đoạn từ Phủ Lý đến Gián Khẩu thuộc lưu vực sông Nhuệ - Đáy” đã được lựa chọn với mong muốn xây dựng phương pháp đánh giá tải lượng ô nhiễm tối đa mà mỗi vùng lưu vực sông có thể tiếp nhận, góp phần nâng cao hiệu quả bảo vệ môi trường cho các lưu vực sông ở Việt Nam. 2
CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1. Tổng quan về TMDL 1.1.1. Khái niệm TMDL: là việc tính toán tổng tải lượng tối đa của chất/các chất ô nhiễm mà nguồn nước (waterbody) có thể tiếp nhận mà vẫn và sẽ tiếp tục đáp ứng được tiêu chuẩn chất lượng nước đối với chất ô nhiễm đó. TMDL được tính theo công thức [24]: TMDL = ΣWLA(s) + ΣLA(s) + MOS Trong đó: + WLA(s) : một phần của khả năng chịu tải của nguồn tiếp nhận phân bổ cho một nguồn điểm sẵn có hoặc sẽ có phân bổ thải lượng từ các nguồn điểm (point source). + LA(s): một phần của khả năng chịu tải của nguồn tiếp nhận phân bổ cho một nguồn diện có sẵn hoặc sẽ có hoặc cho nguồn phông tự nhiên. + MOS: Biên độ an toàn nhằm dành một khoản dự trữ trong tính toán + Khả năng chịu tải (loading capacity) là tổng lớn nhất mà nguồn tiếp nhận có thể nhận mà không thay đổi tiêu chuẩn chất lượng nước. TMDL có thể thể hiện dưới dạng tổng trong khoảng thời gian, độ độc hoặc dưới dạng phù hợp khác. TMDL phải được tính toán chú ý tới thay đổi theo mùa và biên độ an toàn, phải chú ý tới các điều kiện biên đối với dòng chảy, thải lượng và các thông số chất lượng nước. Quá trình tính toán TMDL bao gồm nhiều nội dung trong đó có việc mô tả khu vực ô nhiễm, xác định các nguồn thải, thiết lập mục tiêu quản lý nước (tiêu chuẩn), tính toán khả năng chịu tải, phân bổ thải lượng, chuẩn bị báo cáo TMDL và điều phối các hoạt động của các bên tham gia. 3
Khái niệm TMDL Hiện trạng CLN Quy chuẩn chất lượng nước Hình 1.1. Khái niệm TMDL 1.1.2. Tổng quan tình hình nghiên cứu và áp dụng TMDL tại một số nước trên thế giới 1.1.2.1. TMDL tại Mỹ [4] Chương trình TMDL là một phần quan trọng trong Luật nước sạch (Clean Water Act's (CWA) nhằm khôi phục và bảo vệ các vùng nước quốc gia. Chương trình này bao gồm chủ yếu hai phần. Đầu tiên, các quốc gia xác định vùng nước đang suy yếu hoặc có nguy cơ trở nên suy yếu (bị đe dọa) về chất lượng nước và thứ hai, đối với các vùng biển, các quốc gia tính toán và phân bổ nhằm giảm mức giảm ô nhiễm cần thiết để đáp ứng các tiêu chuẩn chất lượng nước đã được phê duyệt. Mỹ là một trong quốc gia nghiên cứu và xây dựng văn bản quy định triển khai TMDL từ năm 1985. Đến năm 1992, Cục bảo vệ môi trường Mỹ (US. EPA), thông qua các điều luật mới, quy định các bang lập báo cáo 2 năm/lần về việc đánh giá các vùng nước ô nhiễm và tính toán TMDL để kiểm soát ô nhiễm. Đến năm 1999, qui định về TMDL đề nghị được tiếp tục sửa đổi và EPA đưa ra đề xuất áp dụng giấy phép xả thải nguồn điểm. Tháng 7/2000, qui định TMDL được ban hành với các yêu cầu mới đối với danh sách các khu vực nước bị ô nhiễm hoặc có nguy cơ ô nhiễm, các yêu cầu đối với các bang… 4
Xác định mục tiêu chất lượng nước Chương trình 303 (đ) Hình 1.2. Kế hoạch thực hiện TMDL Tính đến 2016, EPA đã phê duyệt và triển khai TDML tại gần 70.000 khu vực bị ô nhiễm trên toàn nước Mỹ. 1.1.2.2. TMDL tại Nhật Bản Năm 1973, tổng thải lượng ô nhiễm lần đầu tiên được áp dụng tại Nhật Bản. Năm 1978, Luật kiểm soát ô nhiễm nước được sửa đổi chính thức quy định hoạt động xác định “Tổng tải lượng ô nhiễm” đưa vào áp dụng. Tiêu chuẩn quản lý tải lượng tại Nhật Bản được tính theo công thức [18]: L = C x Q x 10-3 5
Trong đó: L: tải lượng ô nhiễm được phép xả ra (kg/ ngày); C: giá trị được quy định dựa trên ngành nghề cụ thể của doanh nghiệp; Q: lưu lượng nước xả thải (m3/ngày). Các chỉ tiêu quản lý trong đánh giá tổng tải lượng chất làm ô nhiễm tại Nhật Bản là COD, tổng nitơ và tổng phốt pho. Ở Nhật Bản, tại những khu vực thực hiện TLTĐ, các nhà máy và cơ sở kinh doanh với lượng nước thải 50m3/ngày trở lên được xác định là đối tượng thực hiện kiểm soát tổng tải lượng. Nhật Bản sử dụng 2 phương pháp trong tính toán xác định tổng tải lượng ô nhiễm: “Cân bằng khối lượng” và “Phương pháp mô hình hóa”. Do đặc thù về chế độ thủy văn quốc gia nên Nhật Bản tập trung vào việc quản lý nguồn nước tiếp nhận khép kín nên phương pháp cân bằng khối lượng được sử dụng nhiều hơn. 1.1.2.3. TMDL tại Trung Quốc [24] Trung Quốc là một trong những quốc gia đã và đang sử dụng công cụ tính toán xác định tổng tải lượng ô nhiễm trong quản lý một số lưu vực sông như sông Hồng, sử dụng mô hình QUAL2K để tính toán chất lượng nước và tính toán xác đinh tổng tải lượng ô nhiễm. Các thông số môi trường COD, NH4+(N), tổng N, và tổng P đã được lựa chọn. Từ 1984, Luật kiểm soát ô nhiễm môi trường nước đã qui định “Trong trường hợp các tiêu chuẩn xả thải gây ô nhiễm nước đã đạt được nhưng không thể đảm bảo đạt được các tiêu chuẩn chất lượng môi trường nước, chính quyền nhân dân cấp tỉnh có thể thành lập một hệ thống kiểm soát tổng lượng chất gây ô nhiễm lớn thải ra, và xây dựng một hệ thống để xác định số lượng các chất ô nhiễm chính thải ra và tiến hành phân bổ thải lượng cho các nguồn ô nhiễm này.” Từ năm 2007 đến năm 2012, Trung Quốc và Liên minh châu Âu hợp tác trong công tác quản lý tài nguyên nước và xây dựng mô hình quản lý tổng hợp chất lượng nước tại lưu vực sông Dương Tử và Hoàng Hà. Dự án thí điểm triển khai tại lưu vực sông Vàng. Mô hình gồm các bước: 6
Bước 1: Xác định, lưa chọn lưu vực sông: xác định vùng nước đang bị ô nhiễm, và các yếu tố ảnh hưởng và thông số ô nhiễm (COD và Amoni) Bước 2: triển khai chương trình quan trắc Bước 3: Tính toán phân bổ thải lượng ô nhiễm. Bước 4: triển khai thực hiện chương trình xác định thải lượng và tiến hành phân bổ thải lượng. Năm 2012, một nghiên cứu và triển khai áp dụng tiếp cận TMDL tại Hồ nước ngọt và sâu nhất Trung Quốc là hồ Fuxian với các thông số ô nhiễm COD, tổng Nito, tổng photpho. 1.1.2.4. TMDL Thái Lan [24] Thái Lan là một trong những quốc gia thực hiện việc xác định TLTĐ cho các nguồn nước tiếp nhận nước thải khá sớm. Năm 2001, Thái Lan đã sử dụng phương pháp mô hình Streeter-Phelps để đánh giá TLTĐ sông Prachinburi-Bangpakong dài 146km, chia thành 5 đoạn. BOD là thông số được đưa ra xem xét đánh giá. 1.1.2.5. TMDL tại Indonesia [24] Sau nhiều năm triển khai áp dụng các công cụ kiểm soát ô nhiễm tại nguồn cũng như cấp phép xả thải cho các nhà máy, khu công nghiệp có lưu lượng nước thải lớn, năm 2008, Indonesia bắt đầu nghiên cứu và triển khai áp dụng TMDL trong kiểm soát và bảo vệ nguồn nước tại các lưu vực sông. Từ năm 2012, Indonesia đã sử dụng công thức tính toán để xác định tổng thải lượng ô nhiễm và áp dụng TMDL trong phân bổ thải lượng. Sau khi xác định danh mục các lưu vực sông cần được ưu tiên áp dụng triển khai TMDL, Inđonesia tiến hành phân đoạn cho từng lưu vực sông và đưa ra mục tiêu chất lượng nước cần đạt được theo tiêu chuẩn chất lượng nước. Đồng thời xác định thông số ô nhiễm cần kiểm soát và tiến hành phân bổ. Hiện nay, 5 lưu vực sông ở Indonesia (Musi, Citarum, Ciliwung, Brantas, Barito) đang triển khai áp dụng TMDL cho 2 thông số BOD và COD. 7
1.1.2.6. TMDL tại Hàn Quốc [24] Từ năm 1998, Hàn Quốc đã xây dựng và ban hành các biện pháp toàn diện trong quản lý chất lượng nước cho 4 lưu vực sông lớn ở Hàn Quốc: Han, Nakdong, Gum và Yeongsan trong đó có việc áp dụng TMDL. Năm 2004 đến năm 2010, triển khai áp dụng giai đoạn 1, từ năm 2005 đến năm 2010, triển khai giai đoạn 2 thực hiện áp dụng TMDL tại 4 lưu vực sông. Theo quy định, Bộ Môi trường Hàn Quốc xác định mục tiêu chất lượng nước cho từng đoạn sông, đặc biệt đối với lưu vực sông chảy qua nhiều thành phố lớn. Người đứng đầu ủy ban tỉnh phụ trách quản lý môi trường nước xây dựng kế hoạch tổng thể TMDL. Thị trưởng của các thành phố trên lưu vực sông và quận trưởng các quận tại Hàn Quốc phải xây dựng kế hoạch triển khai chương trình TMDL. Một trong những yếu tố đảm bảo hiệu quả chương trình TMDL tại Hàn Quốc là ngăn không cho nước thải đổ trực tiếp vào nguồn tiếp nhận mà chảy vào vùng đệm xung quanh hai bên bờ của lưu vực sông. Khu vực tiếp giáp với lưu vực sông (300m đến 1km) được quy định vùng đệm ven sông. Đồng thời không cho phép các nguồn tác động như nhà hàng, nhà máy…được phép đặt tại vùng đệm này. Chính phủ Hàn Quốc đã chi rất nhiều tiền để mua những vùng đệm này và tiến hành thương lượng với người dân nhằm tạo vùng đệm hoặc khu rừng đệm với hệ sinh thái hai bên bờ sông. 1.1.3. Các bước thực hiện TMDL Từ thực tiễn áp dụng TMDL trong quản lý môi trường LVS tại một số nước, có thể thấy xây dựng và thực hiện, giám sát TMDL gồm các bước sau: 1. Xác định khu vực ô nhiễm cần xây dựng và thực hiện TMDL. 2. Xác định chất ô nhiễm ở khu vực nghiên cứu và mức độ ô nhiễm dựa trên mục tiêu chất lượng nước đã được xác định (tiêu chuẩn). 3. Xác định các nguồn thải chất ô nhiễm (nguồn diện và điểm), và thải lượng. 4. Đánh giá khả năng chịu tải. 8
5. Thiết lập mục tiêu giảm thải lượng phát thải. 6. Phân bổ thải lượng cho các nguồn xả thải ( nguồn điểm và nguồn diện). 7. Đặt mức độ an toàn. 8. Xem xét các phương án theo mùa trong năm 9. Lập kế hoạch thực hiện và giám sát tình hình cải thiện chất lượng nước và giảm thải lượng chất thải qua các đợt quan trắc 1.2. Kết quả nghiên cứu và ứng dụng TMDL tại Việt Nam 1.2.1. Kết quả nghiên cứu TMDL tại Việt Nam Tại Việt Nam, việc sử dụng các mô hình tính toán chất lượng nước, tính toán khả năng chịu tại của một số sông tại Việt Nam đã được bắt đầu từ đầu những năm 90 tại một số viện nghiên cứu và trường đại học tại Việt Nam. Mô hình được dùng phổ biến là MIKE 11 của Công ty DHI Đan Mạch. Ngoài ra một số mô hình của Cục Bảo vệ môi trường Mỹ (US EPA) cũng được sử dụng như WASP5, QUAL 2E. Các thông số nghiên cứu chủ yếu là BOD và COD. Luận án Tiến sĩ: Nghiên cứu đánh giá khả năng chịu tải và đề xuất các giải pháp bảo vệ chất lượng nước sông Vàm Cỏ Đông, Tỉnh Long An. NCS. Nguyễn Minh Lâm, 2013. Đã thực hiện đánh giá được tải lượng ô nhiễm với các kịch bản khác nhau do nước thải từ các nguồn ô nhiễm như sinh hoạt, công nghiệp, nông nghiệp hiện tại và dự báo cho năm 2020 dựa trên phương pháp mô hình hóa bằng phần mềm MIKE11, từ đó đánh giá được khả năng chịu tải của sông Vàm Cỏ Đông - đoạn chảy qua huyện Bến Lức, tỉnh Long An theo các kịch bản khác nhau. Từ đó đề xuất được các biện pháp quản lý tổng hợp và đồng bộ chất lượng nước sông Vàm Cỏ Đông - đoạn chảy qua huyện Bến Lức, tỉnh Long An bao gồm các giải pháp công nghệ và phi công trình, cơ chế quản lý sông Vàm Cỏ Đông với công việc và quyền hạn để thực hiện các chương trình và dự án nhằm bảo vệ chất lượng nước sông Vàm Cỏ Đông [16]. 9
Năm 2014 Trường Đại học Cần Thơ cũng đã thực hiện đề tài nghiên cứu đánh giá khả năng chịu tải của Sông Hậu đoạn chảy qua khu công nghiệp Trà Nóc. Nội dung chủ yếu bao gồm đánh giá hiện trạng nguồn nước của sông Hậu và các phụ lưu, thải lượng khu công nghiệp Trà Nóc; tính toán khả năng chịu tải và tự làm sạch của đoạn sông; mô phỏng thủy lực và lan truyền ô nhiễm đối với DO và BOD (phần mềm MIKE 11) dự báo chất lượng nước khu vực nghiên cứu đến 2020, 2030. Đề tài cấp nhà nước KC.08.30/11-15 “Nghiên cứu xác định khả năng chịu tải và dòng chảy tối thiểu của sông Vu Gia - Thu Bồn”: xây dựng phương pháp xác định khả năng chịu tải và dòng chảy tối thiểu trên lưu vực sông Vu Gia - Thu Bồn; đánh giá đượctài nguyên nước mặt, chất lượngnướcvà các tác độngcủa điều tiết hồ chứa đếnchế độthủy lực vùng hạ lưu; xác định nhu cầu dùng nước của các ngành kinh tế trong lưu vực hiện tại và dự báo đếnnăm 2020, từ đó tính toán cân bằng nướctrong toàn lưu vực cho giai đoạn hiện tại và tương lai; xác địnhđượcvùng và thời gian thiếu nướctrong lưu vực; xây dựng được cơ sở dữ liệu và các bản đồ số về tài nguyên môi trường của lưu vực sông… Trên cơ sở đó, đề tài đã đề xuất các giải pháp công trình và phi công trình nhằm nâng cao hiệu quả sử dụng nướctrên lưu vực. Nghiên cứu đánh giá khả năng chịu tải của môi trường nước phục vụ quy hoạch bảo vệ và sử dụng hợp lý nguồn nước lưu vực sông Nhuệ - Đáy. Trình bày cơ sở lý thuyết đánh giá sức chịu tải ô nhiễm của môi trường nước lưu vực sông và mô hình Mike 11. Tổng quan lưu vực sông Nhuệ - Đáy. Áp dụng mô hình để tính toán khả năng chịu tải lưu vực sông Nhuệ - Đáy. Đánh giá khả năng chịu tải các dòng sông trên địa bàn tỉnh Bình Dương để phục vụ cấp phép xả thải. Viện Khí tượng thủy văn, Hải văn và Môi trường 2013. Đánh giá khả năng chịu tải của nguồn tiếp nhận nước thải tren sông Thị Vải. GS TS Nguyễn Tất Đắc Viện Khoa học công nghệ qui hoạch thủy lợi miền Nam. Đánh giá khả năng chịu tải và đề xuất biện pháp quản lý bảo vệ môi trường nước Bảo Định thuộc địa bàn tỉnh Tiền Giang đến 2017 định hướng đến 2020 do GS Lâm Minh Triết thực hiện 2014. 10