Luận văn Thạc sĩ Kỹ thuật môi trường: Đánh giá bốc thoát khí CO2 từ hệ thống sông Hồng dưới tác động của con người

BỘ GIÁO DỤC VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ ĐÀO TẠO VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ -----------------------------

Hoàng Thị Thu Hà ĐÁNH GIÁ BỐC THOÁT KHÍ CO2 TỪ HỆ THỐNG SÔNG HỒNG DƢỚI TÁC ĐỘNG CỦA CON NGƢỜI

Chuyên ngành: Kỹ thuật môi trƣờng Mã số: 8520320

LUẬN VĂN THẠC SĨ CHUYÊN NGÀNH KỸ THUẬT MÔI TRƢỜNG

CÁN BỘ HƢỚNG DẪN KHOA HỌC:

PGS.TS. Lê Thị Phƣơng Quỳnh

Hà Nội - 2020

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan

Những nội dung trong luận văn này là do tôi thực hiện dƣới sự hƣớng dẫn của PGS.TS Lê Thị Phƣơng Quỳnh. Mọi tham khảo dùng trong luận văn đều đƣợc tôi trích dẫn nguồn gốc rõ ràng. Các kết quả nghiên cứu trong luận văn này là trung thực và chƣa từng đƣợc ai công bố trong bất cứ công trình nào.

Hà Nội, ngày tháng năm 2020

Học viên

Hoàng Thị Thu Hà

LỜI CẢM ƠN

Luận văn Thạc sĩ khoa học - Chuyên ngành Kỹ thuật Môi trƣờng với đề tài “Đánh giá bốc thoát khí CO2 từ hệ thống sông Hồng dưới tác động của con người’’ đƣợc thực hiện tại phòng thí nghiệm Hóa Môi Trƣờng - Viện Hóa học các Hợp chất thiên nhiên - Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam, với sự hỗ trợ kinh phí từ đề tài NAFOSTED 105.08-2018.317 dƣới sự hƣớng dẫn của PGS.TS Lê Thị Phƣơng Quỳnh. Trong suốt quá trình thực hiện luận văn, từ khi nhận đề tài cho đến khi kết thúc thực nghiệm, em luôn nhận đƣợc sự quan tâm, động viên, hỗ trợ từ cô hƣớng dẫn. Bằng tất cả sự kính trọng, lòng biết ơn, em xin phép đƣợc gửi tới PGS.TS Lê Thị Phƣơng Quỳnh lời cảm ơn chân thành nhất.

Em xin đƣợc bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới Ban lãnh đạo Viện Hóa học các Hợp chất thiên nhiên - Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam đã cho phép và tạo điều kiện thuận lợi cho em đƣợc hoàn thành tốt luận văn này.

Em cũng xin đƣợc gửi lời cảm ơn các thầy cô giáo trong Khoa Môi trƣờng - Viện Công nghệ Môi trƣờng - Học viện Khoa học và Công nghệ - Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam, đã giảng dạy, truyền đạt kiến thức, tạo điều kiện về cơ sở vật chất và hƣớng dẫn em hoàn thành chƣơng trình học tập và thực hiện luận văn.

Em cũng chân thành cảm ơn tới toàn thể các anh chị trong phòng Hóa môi trƣờng đã tận tình giúp đỡ, chỉ bảo và truyền đạt cho em những kiến thức và kinh nghiệm quý báu trong suốt thời gian thực hiện luận văn.

Dù không phải là cộng sự, không cùng làm việc, nhƣng gia đình luôn ở bên, động viên, tạo mọi điều kiện thuận lợi nhất về cả tinh thần và vật chất cho em đƣợc nghiên cứu khoa học. Em xin bày tỏ lòng biết ơn vô hạn, chân thành tới cha mẹ, gia đình đã cho em niềm tin, là chỗ dựa vững chắc trên con đƣờng làm khoa học cho em!

Hà Nội, ngày tháng năm 2020

Học viên

iii

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VIẾT TẮT

Tiếng Anh Tiếng Việt Kí hiệu viết tắt

BOD Nhu cầu ôxy sinh hóa Biochemical oxygen demand

BVTV Hóa chất Bảo vệ thực vật Pesticides

CCN Cụm Công nghiệp Industrial clusters

Chl-a Chlorophyll a Chlorophyll a

COD Nhu cầu ôxy hóa học Chemical oxygen demand

DOC Cacbon hữu cơ hòa tan Dissolved organic carbon

ĐBSH Đồng Bằng sông Hồng Red River delta

ĐNB Đông Nam Bộ South East of Vietnam

GDP Tổng sản phẩm nội địa Gross Domestic Product

KCN Khu Công nghiệp Industrial area

KTTĐ Kinh tế trọng điểm Key economics

OM Chất hữu cơ Organic matter

POC Cacbon hữu cơ không tan Particulate organic carbon

TSS Tổng chất rắn lơ lửng Total suspended solids

XLNT Xử lý nƣớc thải Wastewater treatment

MỤC LỤC

MỤC LỤC ......................................................................................................... 1

DANH MỤC BẢNG ......................................................................................... 4

DANH MỤC HÌNH .......................................................................................... 5

MỞ ĐẦU ........................................................................................................... 6

1. Tính cấp thiết của đề tài ................................................................................ 6

2. Mục đích nghiên cứu ..................................................................................... 7

3. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu ................................................................. 7

4. Nội dung nghiên cứu ..................................................................................... 7

5. Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn của đề tài ......................................... 8

CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU ............................ 9

1.1. TỔNG QUAN VỀ SÔNG HỒNG ............................................................. 9

1.1.1. Giới thiệu chung về lƣu vực sông Hồng ................................................. 9

1.1.1.1. Vị trí địa lý, địa hình, địa chất và thổ nhƣỡng ..................................... 9

1.1.1.2. Đặc điểm khí hậu ............................................................................... 12

1.1.1.3. Đặc điểm thủy văn và hệ thống các hồ chứa ..................................... 13

1.1.1.4. Điều kiện kinh tế, xã hội, dân số ........................................................ 15

1.1.2. Các nguồn thải ảnh hƣởng đến chất lƣợng nƣớc sông Hồng ................ 18

1.1.2.1. Nguồn nƣớc thải sinh hoạt ................................................................. 18

1.1.2.2. Nguồn thải từ hoạt động sản xuất công, nông nghiệp ....................... 20

1.1.2.3. Các nguồn thải khác ........................................................................... 20

1.1.3. Các nguồn phát thải khí CO2 ................................................................. 22

1.2. MỘT SỐ CÔNG TRÌNH NGHIÊN CỨU LIÊN QUAN ĐẾN TỐC ĐỘ BỐC THOÁT KHÍ CO2 TỪ HỆ THỐNG SÔNG TRÊN THẾ GIỚI ............ 24

1.2.1. Một số nghiên cứu trên thế giới ........................................................... 24

1.2.2. Công trình nghiên cứu ở Việt Nam ....................................................... 25

CHƢƠNG 2. NGUYÊN VẬT LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 27

2.1. HÓA CHẤT, DỤNG CỤ VÀ THIẾT BỊ ................................................. 27

2.1.1. Hóa chất................................................................................................. 27

2.1.2. Dụng cụ và thiết bị ................................................................................ 27

2.2. PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ............................................................ 28

2.2.1. Thu thập số liệu ..................................................................................... 28

2.2.2. Lấy mẫu và đo đạc tại hiện trƣờng ........................................................ 29

2.2.3. Phƣơng pháp xử lý, bảo quản và vận chuyển mẫu ............................... 31

2.2.4. Phƣơng pháp xác định các chỉ tiêu hóa lý tại hiện trƣờng .................... 32

2.2.5. Phƣơng pháp phân tích mẫu trong phòng thí nghiệm ........................... 32

2.2.5.1. Xác định hàm lƣợng TSS và POC ..................................................... 32

2.2.5.2. Xác định hàm lƣợng COD ................................................................. 32

2.2.5.3. Xác định Chlorophyll-a ...................................................................... 33

2.2.6. Phƣơng pháp tính toán pCO2 và tốc độ bốc thoát CO2 ......................... 36

2.2.7. Các phƣơng pháp xử lý kết quả ............................................................ 38

CHƢƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN .................................................. 39

3.1. KẾT QUẢ HÓA LÝ ................................................................................ 39 - và pH trong nƣớc hệ thống sông Hồng 3.1.1. Hàm lƣợng bicarbonate HCO3 ......................................................................................................................... 39

3.1.2. Hàm lƣợng các chất hữu cơ trong hệ thống nƣớc sông Hồng trong giai đoạn hiện nay .................................................................................................. 42

3.1.3. Một số thông số khác ............................................................................ 46

3.2. BỐC THOÁT KHÍ CO2 TRONG HỆ THỐNG NƢỚC SÔNG HỒNG GIAI ĐOẠN HIỆN NAY (2019) .................................................................... 49

3.2.1. Áp suất riêng phần CO2 (pCO2) tại bề mặt nƣớc sông Hồng từ thƣợng nguồn đến hạ lƣu ............................................................................................. 49

3.2.2. Tốc độ bốc thoát CO2 (fCO2) từ bề mặt nƣớc sông Hồng vào khí quyển ......................................................................................................................... 53

3.3. ẢNH HƢỞNG CỦA CÁC HOẠT ĐỘNG CỦA CON NGƢỜI TỚI BỐC THOÁT KHÍ CO2 TỪ HỆ THỐNG SÔNG HỒNG ....................................... 57

3.3.1. Ảnh hƣởng của xây dựng và vận hành các hồ chứa ............................. 60

3.3.2. Ảnh hƣởng của thay đổi sử dụng đất .................................................... 61

3.3.3. Ảnh hƣởng của gia tăng dân số ............................................................. 62

3.4. ẢNH HƢỞNG CỦA MỘT SỐ YẾU TỐ KHÁC TỚI BỐC THOÁT KHÍ CO2 TỪ HỆ THỐNG SÔNG HỒNG ............................................................. 63

3.4.1. Các điều kiện tự nhiên ........................................................................... 63

3.4.2. Các yếu tố môi trƣờng ........................................................................... 66

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ......................................................................... 67

TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................... 69

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1.1. Loại đất trên lƣu vực sông Hồng - Thái Bình................................. 11

Bảng 1.2. Một số thông số chính của các hồ chứa lớn đã và đang đƣợc xây dựng trên hệ thống sông Hồng trên địa phận Việt Nam [7]............................ 14

Bảng 1.3. Tỷ lệ phần trăm các ngành công nghiệp chính trong lƣu vực ........ 18

sông Hồng ....................................................................................................... 18

Bảng 2.1: Bảng danh mục một số hóa chất sử dụng ....................................... 27

Bảng 2.2: Bảng danh mục một số thiết bị sử dụng ........................................ 28

Bảng 2.3. Vị trí lấy mẫu nƣớc sông Hồng năm 2019 ..................................... 30

Bảng 2.4. Nồng độ (mg/L) và thể tích (mL) các dung dịch chuẩn ................. 33

Bảng 3.1. Giá trị trung bình (lớn nhất – nhỏ nhất) của pH và hàm lƣợng - trong mẫu nƣớc sông Hồng năm 2019 ........................... 39 bicarbonate HCO3

Bảng 3.2. Giá trị trung bình (lớn nhất – nhỏ nhất) của hàm lƣợng cacbon hữu cơ (POC và COD) trong mẫu nƣớc sông Hồng năm 2019 ............................ 43

Bảng 3.3. Giá trị trung bình (lớn nhất – nhỏ nhất) của Chlorophyll-a, nhiệt độ nƣớc, độ muối và cát bùn lơ lửng trong mẫu nƣớc sông Hồng năm 2019 .... 46

Bảng 3.4. Giá trị áp suất riêng phần CO2 (pCO2) (ppm) tại bề mặt nƣớc sông Hồng từ thƣợng nguồn đến hạ lƣu của 12 vị trí quan trắc trong năm 2019. ... 49

Bảng 3.6: Mối tƣơng quan giữa các thông số môi trƣờng, chất lƣợng nƣớc và pCO2/fCO2 , phần mềm thống kê R version [39]. ........................................... 58

DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1. Lƣu vực sông Hồng với các nhánh sông chính ................................. 9

Hình 1.2. Đập thủy điện Lai Châu và đập thủy điện Sơn La .......................... 15

Hình 1.3. Mật độ dân số lƣu vực sông Hồng .................................................. 16

Hình 1.4. Một số hình ảnh trồng rau trong vùng đồng bằng sông Hồng ........ 17

Hình 1.5. Hình ảnh rác thải trên sông Hồng ................................................... 19

Hình 2.1. Hệ thống sông Hồng và các vị trí lấy mẫu năm 2019 ..................... 29

Hình 2.2. Một số hình ảnh lấy mẫu nƣớc tại hiện trƣờng ............................... 31

- tại 12 điểm quan trắc trên hệ thống Hình 3.1. Giá trị trung bình pH và HCO3 sông Hồng năm 2019 ...................................................................................... 41

Hình 2.3. Màn hình tính giá trị pCO2 tại vị trí trạm Vụ Quang thuộc sông Hồng ................................................................................................................ 37

Hình 3.2. Giá trị POC trung bình theo mùa khô và mùa mƣa 2019 ............... 44

Hình 3.3. Giá trị COD trung bình theo mùa khô và mùa mƣa 2019 ............... 45

Hình 3.4. pCO2 trung bình (ppm) của các trạm .............................................. 50

Hình 3.5. Biến đối giá trị pCO2 (ppm) theo các tháng tại các vị trí quan trắc năm 2019 ......................................................................................................... 51

Hình 3.6. Giá trị pCO2 (ppm) theo trung bình năm và trrung bình mùa mƣa - khô tại các trạm quan trắc trên sông Hồng năm 2019 ..................................... 52

Hình 3.7: Biến đổi giá trị fCO2 (mmol/m2/ngày) theo các tháng quan trắc tại 5 vị trí năm 2019 ............................................................................................. 55

Hình 3.8 : Giá trị trung bình tốc độ bốc thoát fCO2 của 5 trạm trạm quan trắc năm 2019 trên sông Hồng ............................................................................... 56

Hình 3.9 : Giá trị trung bình fCO2 vào mùa mƣa và mùa khô tại 5 vị trí quan trắc năm 2019 .................................................................................................. 56

MỞ ĐẦU

1. Tính cấp thiết của đề tài

Trong tính toán chu trình cacbon toàn cầu, phát thải CO2 vào khí quyển và chuyển tải cacbon từ các hệ thống sông đổ ra biển, ảnh hƣởng tới biến đổi khí hậu toàn cầu đóng vai trò rất quan trọng. Gần đây, nghiên cứu về tốc độ bốc thoát khí CO2 và cacbon đổ ra biển từ các dòng sông Châu Á đã và đang đƣợc nhiều nhà khoa học trên thế giới đặc biệt quan tâm Theo các nghiên cứu trƣớc đây, các dòng sông Châu Á chiếm khoảng 50% tổng tải lƣợng chất rắn lơ lửng (TSS) từ các hệ thống sông trên toàn thế giới [1]. Tuy nhiên, sự thay đổi về TSS và lƣu lƣợng nƣớc sông trong những thập kỷ gần đây đã đƣợc quan sát rõ rệt đối với nhiều sông Châu Á do việc xây dựng và vận hành các hồ chứa [2, 3]. Suy giảm một lƣợng lớn TSS trong các hệ thống sông sẽ dẫn tới giảm lƣợng khí chứa cacbon phát thải từ sông vào không khí, giảm tải lƣợng cacbon đổ ra biển do có mối liên hệ chặt chẽ giữa TSS và cacbon hữu cơ không tan trong nƣớc sông. Kết quả nghiên cứu của Wang và cs., [4] cho thấy giảm hàm lƣợng TSS kéo theo làm giảm cacbon hữu cơ gắn kết trong nƣớc sông Yangtze và theo đó hàm lƣợng và tốc độ bốc thoát CO2 suy giảm rõ rệt, hiện nay chỉ thấp bằng 1/3 so với những năm 1960s. Nhƣ vậy, cần có những tính toán chính xác tải lƣợng TSS, cacbon chuyển tải ra biển, cùng với tốc độ bốc thoát cacbon từ các hệ thống sông lớn ở châu Á để hoàn thiện các tính toán chu trình cacbon toàn cầu.

Sông Hồng (Việt Nam) là một ví dụ điển hình của sông Đông Nam Á, đã có thay đổi mạnh mẽ về lƣu lƣợng nƣớc, cát bùn lơ lửng và chất lƣợng nƣớc sông trong những thập kỷ qua do thay đổi các điều kiện tự nhiên và các tác động của con ngƣời trong lƣu vực [5]. Vùng thƣợng lƣu sông Hồng, các hoạt động của con ngƣời nhƣ thay đổi hiện trạng sử dụng đất, trong đó có nạn phá rừng, xây dựng các hồ chứa...đã có tác động đáng kể đến lƣu lƣợng nƣớc và cát bùn lơ lửng của toàn bộ hệ thống sông. Vùng đồng bằng sông Hồng, nơi diễn ra nhiều các hoạt động chăn nuôi, canh tác, phát triển công nghiệp đô thị hóa cùng với gia tăng dân số…, đã và đang có tác động rất lớn tới chất lƣợng nƣớc mặt. Đã có nhiều nghiên cứu về sự thay đổi cát bùn lơ lửng cho

giai đoạn trƣớc năm 2015 về đánh giá tác động của nạn phá rừng, thay đổi diện tích sử dụng đất tới chất lƣợng môi trƣờng [6], hoặc đánh giá quá trình xói mòn, xây dựng hồ chứa, tới tải lƣợng TSS v.v… Đã có một số nghiên cứu về chuyển tải cacbon trong nƣớc sông Hồng cho giai đoạn 2008 – 2010 và giai đoạn 1960 - 2015 [5, 7, 8], cũng nhƣ bƣớc đầu khảo sát đo đạc và tính toán tốc độ bốc thoát khí CO2 từ 5 vị trí trong 2 đợt quan trắc năm 2014 [9]. Tuy nhiên, những năm gần đây, hệ thống sông Hồng đã có sự thay đổi lớn về hàm lƣợng cát bùn lơ lửng do có thêm sự vận hành của một loạt hồ chứa đƣợc xây dựng và vận hành ở cả địa phận Trung Quốc và Việt Nam. Do đó, hàm lƣợng cacbon và tốc độ bốc thoát cacbon cũng sẽ có sự thay đổi đáng kể, nhƣ đã quan sát thấy đối với một số sông trên thế giới [10].

Nhƣ vậy, có thể thấy, các nghiên cứu về chuyển tải và trao đổi cacbon tại giao diện nƣớc-không khí của toàn bộ sông Hồng vẫn còn nhiều hạn chế, đặc biệt trong giai đoạn hiện nay khi có hàng loạt hồ chứa và một số điều kiện kinh tế - xã hội thay đổi trong lƣu vực. Do đó em thực hiện luận văn “Đánh giá bốc thoát khí CO2 từ hệ thống sông Hồng dưới tác động của con người”.

2. Mục đích nghiên cứu

Đánh giá đƣợc sự thay đổi theo không gian và thời gian của áp suất riêng phần CO2 (pCO2) và tốc độ bốc thoát CO2 (fCO2) từ bề mặt nƣớc sông Hồng vào khí quyển.

Bƣớc đầu đánh giá ảnh hƣởng của một số yếu tố tác động của con ngƣời (xây dựng và vận hành các hồ chứa, hiện trạng/thay đổi sử dụng đất, gia tăng dân số, ) trong lƣu vực đến pCO2 và fCO2 của hệ thống sông Hồng.

3. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu

- Đối tượng nghiên cứu: Tốc độ bốc thoát khí CO2 từ hệ thống sông

Hồng

- Phạm vi nghiên cứu: Lƣu vực sông Hồng địa phận Việt Nam.

4. Nội dung nghiên cứu

 Xây dựng số liệu trong lƣu vực sông Hồng:

+ Thu thập các số liệu từ các nguồn tài liệu về chất lƣợng nƣớc sông, chất lƣợng nƣớc thải (công nghiệp, nông nghiệp), khí tƣợng, thủy văn, dân số, sử dụng đất, thông số hồ chứa…trong lƣu vực sông Hồng.

+ Lấy mẫu và đo đạc thực tế chất lƣợng nƣớc, đặc biệt là các thông số liên quan tới thành phần cacbon trong hệ thống sông Hồng.

 Đánh giá sự thay đổi về mặt không gian và thời gian của áp suất riêng phần CO2 (pCO2) và tốc độ bốc thoát khí CO2 (fCO2) từ bề mặt nƣớc sông Hồng vào khí quyển.



Bƣớc đầu đánh giá ảnh hƣởng các yếu tố tác động của con ngƣời (hiện trạng/thay đổi sử dụng đất, gia tăng dân số, đô thị hóa, xây hồ chứa) đến pCO2 và fCO2 trong lƣu vực sông Hồng.

5. Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn của đề tài

Hệ thống sông Hồng là một trong những sông lớn mang nhiều đặc trƣng của sông nhiệt đới Châu Á, chịu nhiều ảnh hƣởng của tự nhiên và con ngƣời. Do đó, các kết quả nghiên cứu này sẽ đóng góp cơ sở dữ liệu về chuyển tải cacbon, phát thải khí CO2 từ hệ thống sông Hồng - một trong những con sông lớn của Châu Á, đóng góp vào các nghiên cứu chu trình cacbon toàn cầu và nghiên cứu giảm thiểu biến đổi khí hậu toàn cầu. Kết quả của nghiên cứu cũng đóng góp vào cơ sở dữ liệu chất lƣợng nƣớc sông Hồng, giúp ích cho các nhà quy hoạch, quản lý lƣu vực sông Hồng.

CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU

1.1. TỔNG QUAN VỀ SÔNG HỒNG

1.1.1. Giới thiệu chung về lƣu vực sông Hồng

1.1.1.1. Vị trí địa lý, địa hình, địa chất và thổ nhưỡng

* Vị trí địa lý

Lƣu vực sông Hồng là một lƣu vực sông liên quốc gia chảy qua 3 nƣớc Việt Nam, Trung Quốc, Lào với tổng diện tích tự nhiên vào khoảng 169.900 km2 và diện tích trong lãnh thổ Việt Nam vào khoảng 87.800 km2, chiếm 51,7% tổng diện tích lƣu vực, trong đó châu thổ sông nằm hoàn toàn trong lãnh thổ Việt Nam có diện tích ƣớc tính khoảng 17.000 km2. Phần lƣu vực nằm ở Trung Quốc đạt: 81.000 km2 chiếm 47,7% diện tích toàn lƣu vực. Phần lƣu vực ở Lào đạt: 1.100 km2 chiếm 0,6% diện tích toàn lƣu vực. Đây là con sông lớn thứ hai (sau sông Mêkông) chảy qua Việt Nam đổ ra biển Đông. Vùng thƣợng lƣu sông Hồng (thuộc địa phận Việt Nam) đƣợc hình thành từ 3 sông nhánh lớn là sông Đà, sông Lô và sông Thao (Hình 1.1).

Hình 1.1. Lƣu vực sông Hồng với các nhánh sông chính

Lƣu vực sông Hồng có vị trí địa lý từ 20°23’ đến 25°30’ vĩ độ Bắc và

từ 100° đến 107°10’ kinh độ Đông.

+ Phía Bắc giáp lƣu vực sông Trƣờng Giang và sông Châu Giang của

Trung Quốc.

+ Phía Tây giáp lƣu vực sông Mêkông.

+ Phía Nam giáp lƣu vực sông Mã.

+ Phía Đông giáp vịnh Bắc Bộ.

Hệ thống sông Hồng có số lƣợng sông suối lớn: 614 phụ lƣu phát triển tới cấp 6. Hai phụ lƣu quan trọng nhất là sông Đà và sông Lô. Sông Đà có chiều dài là 1010 km (trong đó phần ở Việt Nam dài 570 km), với tổng diện tích lƣu vực là 52.900 km2, trong đó phần lƣu vực ở nƣớc ta có diện tích 26.800 km2. Sông Lô có chiều dài tổng cộng 470 km (trong đó phần ở Việt Nam là 275 km), tổng diện tích lƣu vực là 39.000 km2, trong đó phần ở nƣớc ta là 22.600 km2. Hai phụ lƣu này hợp với dòng chính sông Hồng (sông Thao) để tạo thành một mạng lƣới sông hình nan quạt hội tụ tại Việt Trì (Phú Thọ) [11].

Trong vùng đồng bằng sông Hồng, sông Tô Lịch có chiều dài 13,5km, lƣu lƣợng nƣớc đạt khoảng 30 m3/s, đƣợc coi là hệ thống nhận nƣớc thải của thành phố Hà Nội. Sông Nhuệ dài 74 km tính từ nguồn là cống Liên Mạc tới cống Phủ Lý (Hà Nam) với diện tích lƣu vực khoảng 1.075 km2. Trên địa bàn Hà Nội, sông có chiều dài 61,5 km, nhận nƣớc sông Tô Lịch tại đập Thanh Liệt. Sông Đáy (diện tích lƣu vực khoảng 6.595 km2) nằm ở hữu ngạn sông Hồng, có chiều dài khoảng 274 km tính từ cửa Hát Môn và đổ ra biển Đông qua cửa Đáy [12].

* Địa hình

Địa hình trong lƣu vực sông Hồng rất đa dạng, bao gồm: núi, đồi và đồng bằng. Địa hình đồi, núi chiếm phần lớn diện tích lƣu vực, có xu thế thấp dần theo hƣớng Tây Bắc – Đông Nam, độ cao trung bình 1.090m. Trong lãnh thổ nƣớc ta, phía Tây của lƣu vực sông Hồng đƣợc giới hạn bởi khối núi ở biên giới Việt - Lào với những đỉnh cao trên 1.800m nhƣ: Pu-đen-đinh

(1.886m), Pu-Sam-Sao (1.897m), Khoan-La-San (1.853m); đỉnh của những dãy núi này là đƣờng phân nƣớc giữa sông Đà - một nhánh của sông Hồng với sông Mê-Kông; phía Tây Bắc của lƣu vực là những dãy núi cao ở biên giới Việt - Trung, với những đỉnh cao trên 2.000m nhƣ: Pu Si Ling (3.076m), Phu Nam Nhe (2.534m); phần phía Bắc cũng có những dãy núi cao với những đỉnh cao trên 2.000m nhƣ: Kiều Liêu Ti (2.402m), Tây Côn Lĩnh (2.419m); phần phía Đông Bắc là 2 cánh cung: sông Gâm và Ngân Sơn và dãy Tam Đảo. Độ cao trung bình của lƣu vực của sông lớn, độ chia cắt sâu dẫn tới độ dốc bình quân lƣu vực lớn, phổ biến độ dốc bình quân lƣu vực đạt từ 10% đến 15%.

* Địa chất – thổ nhƣỡng

Nền địa chất của vùng thƣợng nguồn có cấu tạo địa chất rất phức tạp đƣợc đặc trƣng bởi đá vôi và silic trong khi vùng đồng bằng phần lớn là do đất phù sa bồi tụ. Đất trong vùng thƣợng nguồn đƣợc xếp vào loại Ultisols (theo cách phân loại của Mỹ) và thuộc loại đất đỏ (theo cách phân loại của Trung Quốc) trong khi đất vùng đồng bằng châu thổ chủ yếu là đất xám và đất phù sa. Vùng đồi núi tạo nên một phần diện tích lớn ở thƣợng nguồn sông Hồng có độ xói mòn cao [11].

Theo tài liệu điều tra của Viện nông hoá thổ nhƣỡng [13], trong lƣu vực

có 10 loại đất chính nhƣ sau:

Bảng 1.1. Loại đất trên lƣu vực sông Hồng - Thái Bình

STT Tên các loại đất Diện tích (ha)

Đất phù sa sông Hồng 1.239.000 1

2 Đất chiêm trũng Glay 140.000

3 Đất chua mặn 79.209

4 Đất mặn 90.062

5 Đất bạc màu 123.285

6 Đất đen 3.700

7 Đất Feralit đỏ vàng 4.465.856

8 Đất Feralit đỏ nâu trên đá vôi 229.295

9 Đất Feralit đỏ vàng có mùn trên núi 2.080.342

10 Đất mòn alít trên núi cao 223.035

1.1.1.2. Đặc điểm khí hậu

Lƣợng mƣa: Do đặc tính khí hậu nhiệt đới gió mùa nên chế độ mƣa trên lƣu vực sông Hồng biểu hiện tính mùa khá rõ rệt. Mùa mƣa thƣờng kéo dài từ tháng V đến tháng X, trong đó nơi mƣa nhiều có thể kéo dài 7-8 tháng Lƣợng mƣa hàng năm thay đổi chủ yếu trong phạm vi 700 ÷ 4800 mm. Lƣợng mƣa thuộc phần lãnh thổ Trung Quốc từ 700 ÷ 2100 mm/năm và trong lãnh thổ Việt Nam đạt 1200mm ÷ 4800mm, đƣợc đánh giá là vùng có lƣợng mƣa lớn trên thế giới. Lƣợng mƣa biến đổi qua nhiều năm không lớn, năm mƣa nhiều gấp 2-3 lần lƣợng mƣa năm mƣa ít. Lƣợng mƣa lớn, tạo ra nguồn tài nguyên nƣớc dồi dào cho lƣu vực sông Hồng [8].

Nhiệt độ không khí trung bình từ 15 oC – 24 oC, trong đó nhiệt độ bình quân nhiều năm là 23,3 oC. Nhiệt độ cao nhất vào tháng VII với bình quân tháng là 28,8 oC và thấp nhất vào các tháng XII và I với bình quân tháng vào khoảng 15,9 oC đến 18,2 oC.

Lƣợng bốc hơi trung bình năm (đo bằng ống Piche) từ 600mm ở vùng

núi cao đến hơn 1000mm ở vùng đồng bằng.

Độ ẩm không khí tƣơng đối trung bình nhiều năm của lƣu vực vào khoảng 84%. Độ ẩm tƣơng đối lớn nhất xuất hiện vào các tháng mùa hè, mùa xuân, nhất là các ngày có gió mùa Đông Bắc hoạt động mạnh gây mƣa lớn. Trong các tháng này, độ ẩm tƣơng đối thƣờng cao hơn 86%. Độ ẩm thấp nhất xảy ra vào các tháng mùa Đông, đặc biệt vào những ngày gió Tây Nam khô nóng hoạt động, trong thời kỳ này độ ẩm có thể nhỏ hơn 50% [8].

1.1.1.3. Đặc điểm thủy văn và hệ thống các hồ chứa

* Đặc điểm thủy văn

Do sự khác nhau về điều kiện khí hậu và địa hình, địa mạo, địa chất nên mạng lƣới sông suối phát triển không đều với mật độ lƣới sông từ 0,25-0,50 km/km2 ở những cao nguyên đá vôi;đến hơn 1,5 km/km2ở những nơi mƣa nhiều, địa hình dốc, chia cắt mạnh; và đạt trên 4 km/km2 trong vùng đồng bằng hạ lƣu.

Hệ thống sông Hồng có những tính chất thủy văn đặc biệt, với lƣợng nƣớc phong phú. Sông Hồng tại Sơn Tây có lƣu lƣợng bình quân nhiều năm đạt 3800 m3/s, tƣơng đƣơng với tổng lƣợng dòng chảy là 120 tỷ m3/năm và môđun dòng chảy là 26,5 l/s/km2, trong đó 65% đƣợc sinh ra ở Việt Nam. Sông Hồng tại Lào Cai (sông Thao) chỉ có lƣu lƣợng nƣớc bình quân 526 m3/s, tƣơng đƣơng với tổng lƣợng dòng chảy là 16 tỷ m3/năm, đạt khoảng 15% tổng lƣợng nƣớc ở Sơn Tây. Sông Lô tại Hà Giang có lƣu lƣợng bình quân 169 m3/s, tƣơng đƣơng với tổng lƣợng dòng chảy là 5 tỷ m3/năm, tuy nhiên khi về tới Phù Ninh lƣu lƣợng bình quân của sông Lô lên tới 1030 m3/s, tƣơng đƣơng với tổng lƣợng dòng chảy 31 tỷ m3/năm, nhƣ vậy đã tăng lên 6 lần. Đây là một đặc điểm quan trọng, vì phần lớn dòng chảy ở Việt Nam đƣợc sinh từ bên ngoài. So sánh lƣu lƣợng của 3 sông lớn thì sông Đà chiếm tới 47% tổng lƣợng nƣớc tại Sơn Tây, sông Lô chiếm khoảng 29% và sông Thao chỉ chiếm khoảng 24% [11].

* Hệ thống hồ chứa

Xây dựng và vận hành các hồ chứa thủy điện đã diễn ra phổ biến trên thế giới và Việt Nam, đặc biệt từ thế kỷ 20. Trên vùng thƣợng nguồn hệ thống sông Hồng, đã có nhiều hồ chứa thủy điện đƣợc xây dựng, chủ yếu phục vụ phát điện và chống lũ lụt. Trên địa phận Trung Quốc, hàng loạt các hồ chứa nhỏ và trung bình cũng đã đƣợc xây dựng trong những năm gần đây (2007 – nay) trên cả 3 nhánh sông Đà, sông Thao và sông Lô [8, 9, 14]. Trung Quốc đã, đang và sẽ ngày càng khai thác mạnh mẽ hơn nguồn tài nguyên nƣớc ở thƣợng nguồn với bản kế hoạch khoảng 52 nhà máy thủy điện trên thƣợng

nguồn sông Đà, sông Lô và sông Thao [14].

Ở địa phận Việt Nam, ngoài các hồ chứa lớn có thể kể đến nhƣ hồ Hòa Bình, Sơn La, Huội Quảng, Tuyên Quang, Thác Bà (Bảng 1.2) và một số hồ chứa nhỏ và trung bình cũng đã và đang đƣợc xây dựng.

Bảng 1.2. Một số thông số chính của các hồ chứa lớn đã và đang đƣợc xây dựng trên hệ thống sông Hồng trên địa phận Việt Nam [7].

Dung tích Mực nƣớc, (bình thƣờng) Tên hồ chứa Năm vận hành Diện tích lƣu vực (km²) Diện tích mặt nƣớc (km2) (m3) (m)

Thác Bà 1972 6.170 2,9 235 58 (sông Lô)

Hòa Bình 1989 57.285 9,5 208 115 (Sông Đà)

Sơn La 2010 43.760 9,3 224 215 (Sông Đà)

Tuyên Quang 2010 14.972 2,3 81,5 120 (Sông Lô)

Huội Quảng 2015 2.824 16,3 8,7 370 (sông Đà)

Lai Châu 2015 26.000 0,7 39,6 295 (sông Đà)

Hình 1.2. Đập thủy điện Lai Châu và đập thủy điện Sơn La [7].

1.1.1.4. Điều kiện kinh tế, xã hội, dân số

Đồng bằng sông Hồng là khu vực có tốc độ phát triển kinh tế nhanh, tập trung nhiều cảng biển, khu công nghiệp, nông nghiệp nên có nhiều điều kiện thuận lợi để phát triển kinh tế và tốc độ tăng trƣởng ngày càng tăng [7].

* Dân số và đô thị hóa

Trong toàn bộ lƣu vực sông Hồng dân số đạt khoảng >40 triệu ngƣời. Mật độ dân cƣ trong các tiểu lƣu vực khác nhau, thấp nhất ở tiểu lƣu vực sông Đà (< 250 ngƣời/km2) và cao nhất ở vùng đồng bằng châu thổ (>1000 ngƣời/km2) (Hình 1.3).

Về mặt hành chính, lƣu vực sông Hồng địa phận Việt Nam bao gồm 23 tỉnh bao gồm cả thủ đô Hà Nội và thành phố cảng Hải Phòng. Các tỉnh đồng bằng có mật độ dân cƣ đông nhất với các thành phố lớn là Hà Nội, Bắc Ninh, Hải Phòng và Hƣng Yên. Phần địa phận Trung Quốc, lƣu vực sông Hồng chỉ thuộc địa phận tỉnh Vân Nam (Yunnan).

Hình 1.3. Mật độ dân số lƣu vực sông Hồng [7].

Dân cƣ tập trung đông ở các tỉnh đồng bằng, các thành phố lớn nhƣ Hà Nội: 2398 ngƣời/km2; Thái Bình 1185 ngƣời/km2; Hải Phòng 1299 ngƣời/km2, Hải Dƣơng 1134 ngƣời/km2; Hƣng Yên 1347 ngƣời/km2; Nam Định 1067 ngƣời/km2; Vĩnh Phúc 934 ngƣời/km2; Nình Bình 708 ngƣời /km2 (số liệu đến 04/2019) [15, 16] .

* Canh tác sản xuất nông nghiệp Lƣu vực sông Hồng là vùng sản xuất nông nghiệp trọng điểm của Việt Nam, có nền nông nghiệp phát triển khá lâu đời. Canh tác nông nghiệp phát triển mạnh mẽ dẫn đến sử dụng quá nhiều phân bón hóa học, và thuốc bảo vệ thực vật. Hiện nay, nhu cầu phân bón ở Việt Nam vào khoảng trên 10 triệu tấn các loại; trong đó, ure khoảng 2000.103 tấn, DAP khoảng 900.103 tấn, Ammonium Sulphate (SA) khoảng 850.103 tấn, kali khoảng 950.103 tấn, phân lân trên 1800.103 tấn, phân NPK khoảng 3800.103 tấn, ngoài ra còn có các loại phân vi sinh và phân bón lá chiếm khoảng 400.103 – 500.103 tấn [17, 18]. Sử

dụng phân bón không đúng quy trình, liều lƣợng đã làm tồn dƣ phân bón trong đất. Qua quá trình rửa trôi, xói mòn, lƣợng phân bón dƣ thừa trong đất nông nghiệp đã và đang gây ô nhiễm cho môi trƣờng nƣớc mặt.

Hình 1.4. Một số hình ảnh trồng rau trong vùng đồng bằng sông Hồng.

* Phát triển sản xuất công nghiệp và tiểu thủ công nghiệp

Sản xuất công nghiệp chủ yếu tập trung ở vùng đồng bằng sông Hồng với sự hình thành của các trung tâm công nghiệp; trong toàn bộ lƣu vực sông Hồng có 128.581 cơ sở công nghiệp (Hà Nội có 16.395 cơ sở, Hà Tây có 54.509 cơ sở, Hà Nam có 12.813 cơ sở, Nam Định có 27.212 cơ sở, Ninh Bình có 16837 cơ sở và 3 huyện của tỉnh Hòa Bình có 797 cơ sở) [12]. Sự phát triển đáng kể nhất là các ngành công nghiệp cơ khí chế tạo, vật liệu xây dựng, chế biến lƣơng thực thực phẩm, sản xuất hàng tiêu dùng [19]. Trong 285 cơ sở sản xuất chính trong lƣu vực thì tỷ lệ ngành cơ khí là cao nhất (chiếm 32,1%), tiếp đến chế biến lƣơng thực - thực phẩm (chiếm 15,1%) (Bảng 1.3).

Bảng 1.3. Tỷ lệ phần trăm các ngành công nghiệp chính trong lƣu vực

sông Hồng.

STT Ngành công nghiệp Tỷ lệ (%)

1 Cơ khí 32,1

2 Chế biến lƣơng thực – thực phẩm 15,1

3 Dệt – Nhuộm 13,3

4 Hóa chất – Giấy – Gỗ 8,3

5 Vật liệu xây dựng 12,8

6 Khác 18,3

Sự phát triển nhanh của nhiều khu công nghiệp, nhà máy, xí nghiệp lớn đã dẫn đến tình trạng lƣợng nƣớc thải chƣa qua xử lý hoặc xử lý chƣa triệt để đổ vào hệ thống sông, hồ gây nên ô nhiễm nƣớc tại nhiều đoạn sông trong lƣu vực [18].

1.1.2. Các nguồn thải ảnh hƣởng đến chất lƣợng nƣớc sông Hồng

1.1.2.1. Nguồn nước thải sinh hoạt

Nƣớc thải sinh hoạt chiếm 30% tổng lƣợng thải trực tiếp ra các sông hồ, hay kênh rạch dẫn ra sông (ĐNB và ĐBSH là 2 vùng tập trung nhiều lƣợng nƣớc thải sinh hoạt nhất cả nƣớc).

Do đặc điểm điều kiện tự nhiên và tình hình phát triển kinh tế - xã hội thuận lợi, tổng dân số khu vực miền Bắc lên đến gần 31,3 triệu ngƣời (chiếm 35,6% dân số toàn quốc). Trong đó, dân số đô thị lên đến gần 8,1 triệu ngƣời. Tỷ lệ tăng dân số hàng năm vào khoảng 1%. Dân số đô thị vùng đồng bằng tăng nhanh gấp 3 lần mức tăng dân số cả nƣớc. Tốc độ đô thị hóa diễn ra nhanh, năm 1990 cả nƣớc có 550 đô thị, thì đến tháng 6/2012 đã có 758 đô thị. Bên cạnh đó, không chỉ ở thành thị, mà ngay cả khu vực nông thôn, lƣợng nƣớc thải sinh hoạt chiếm tỷ lệ rất lớn và tăng nhanh qua các năm. Một lƣợng

lớn nƣớc thải sinh hoạt ở thành phố đều chƣa đƣợc xử lý và đổ trực tiếp vào các kênh, mƣơng, chảy thẳng ra sông gây ô nhiễm môi trƣờng nƣớc mặt. Phần lớn ở các đô thị đều chƣa có nhà máy xử lý nƣớc thải tập trung, hoặc đã xây dựng nhƣng chƣa đi vào hoạt động, hoặc hoạt động không có hiệu quả [18].

Hình 1.5. Hình ảnh rác thải trên sông Hồng

Theo kết quả tổng hợp của Sở Xây dựng Hà Nội, tổng lƣợng nƣớc thải sinh hoạt nội thành Hà Nội cần xử lý khoảng 900.000 m3/ngày đêm. Tuy nhiên, tổng lƣợng nƣớc thải đƣợc xử lý trong năm 2015 là 185.600 m3/ngày đêm (đạt 30,1% công suất thiết kế), từ 6 nhà máy: trạm XLNT Kim Liên: 3.700 m3/ngày đêm, Trúc Bạch: 2.300 m3/ngày đêm, Bắc Thăng Long - Vân Trì: 5.600 m3/ngày đêm (công suất thiết kế 42.000 m3/ngày đêm), Yên Sở: 174.000 m3/ngày đêm (công suất thiết kế 200.000 m3/ngày đêm), Hồ Tây: 15.000 m3/ ngày đêm và Công viên Thống Nhất (Hồ Bảy Mẫu): 13.300m3/ngày đêm. Nhƣ vậy mới có khoảng 20,62% tổng lƣợng nƣớc thải

sinh hoạt của thành phố đƣợc xử lý, còn lại trên 700.000 m3 /ngày đêm vẫn chƣa đƣợc xử lý mà thải trực tiếp vào môi trƣờng [20].

1.1.2.2. Nguồn thải từ hoạt động sản xuất công, nông nghiệp

Nước thải công nghiệp: phát sinh chủ yếu ở vùng KTTĐ phía Bắc. Nguồn nƣớc thải này đã đƣợc kiểm soát và xử lý; đặc biệt là nƣớc thải phát sinh từ các KCN, tỷ lệ các KCN có hệ thống XLNT tập trung là khá cao (88,05%). Bên cạnh đó, tình trạng một số cơ sở sản xuất kinh doanh nằm ngoài KCN, CCN xả nƣớc thải không qua xử lý hoặc xử lý không đạt tiêu chuẩn vào các nguồn tiếp nhận vẫn còn tiếp diễn.

Hiện nay chƣa có các số liệu thống kê đầy đủ về hiện trạng xả thải tại các khu công nghiệp, tình trạng các khu công nghiệp đã và đang xả nƣớc thải chƣa đƣợc xử lý, hoặc xử lý không triệt để gây ô nhiễm trên lƣu vực sông Hồng. Hai con sông là sông Nhuệ và sông Tô Lịch đang bị ô nhiễm nghiêm trọng do nƣớc thải trong quá trình sản xuất công nghiệp và sinh hoạt.

* Nước thải nông nghiệp: Canh tác nông nghiệp phát triển mạnh mẽ với việc sử dụng quá nhiều phân bón hóa học cũng nhƣ thuốc bảo vệ thực vật gây ra việc tồn dƣ trong đất, sau đó bị rửa trôi theo các dòng chảy và đổ vào các lƣu vực sông. Ƣớc tính mỗi năm có khoảng 70.103 kg và hơn 40.103 lít thuốc trừ sâu không đƣợc xử lý, xâm nhập vào môi trƣờng, làm gia tăng mức độ ô nhiễm nƣớc mặt, nƣớc ngầm [18]. Bên cạnh đó, nƣớc thải chăn nuôi, nƣớc thải từ hoạt động nuôi trồng thuỷ sản chƣa qua xử lý cũng là nguồn gây ô nhiễm nƣớc. Tuy nhiên, hiện nay những nguồn thải này chƣa đƣợc quản lý và kiểm soát chặt chẽ.

1.1.2.3. Các nguồn thải khác

* Nước thải làng nghề

Vùng đồng bằng Bắc Bộ có khoảng 700 làng nghề, chiếm gần một nửa số làng nghề cả nƣớc. Lƣu vực sông Nhuệ có khoảng 39 làng nghề bao gồm làng nghề ƣơm tơ, dệt vải; làng nghề chế biến lƣơng thực, thực phẩm, dƣợc liệu; làng tái chế phế liệu; làng nghề thủ công mỹ nghệ, thêu ren; làng nghề vật liệu xây dựng, khai thác đá, làng nghề cơ kim khí Thanh Thùy...Lƣợng

nƣớc thải làng nghề khá lớn, tính trên toàn lƣu vực vào khoảng 43 triệu m3/năm tƣơng đƣơng với khoảng 94.000 m3/ngày, với tải lƣợng ô nhiễm dinh dƣỡng và ô nhiễm hữu cơ rất lớn (Phốtpho tổng số lên đến 49.103 tấn/năm; BOD khoảng 21,6.103 tấn/năm; COD gần 39.103 tấn/năm) [18].

3- hữu cơ[23].

* Nước thải y tế Hiện nay, chất thải y tế cũng là một trong những nguồn gây ô nhiễm nguy hại. Theo số liệu thống kê của Bộ Y tế, hiện nƣớc ta có trên 1.200 bệnh viện và cơ sở y tế công lập, hằng ngày thải ra môi trƣờng khoảng 350 tấn chất thải rắn y tế, trong đó có 40,5 tấn chất thải nguy hại. Các chuyên gia môi trƣờng đã cảnh báo, các thành phần nguy hại trong chất thải Y Tế nếu không có biện pháp xử lý đúng sẽ phát tán ra môi trƣờng, gây ảnh hƣởng xấu đến cuộc sống và sức khỏe của cộng đồng. Nƣớc thải từ bệnh viện chƣa qua xử lý xả ra môi trƣờng gây bức xúc cho ngƣời dân trong khu vực lân cận vì gây ô nhiễm nghiêm trọng nguồn nƣớc [21].

Nƣớc thải y tế là loại nƣớc thải phát sinh từ các cơ sở khám, chữa bệnh nhƣ bệnh viện, phòng khám v.v. Nƣớc thải y tế phát sinh từ các hoạt động sinh hoạt thông thƣờng của bệnh nhân và các nhân viên y tế, bếp ăn của bệnh viện. Ngoài ra còn phát sinh từ các phòng phẫu thuật, phòng xét nghiệm, khu điều trị bệnh truyền nhiễm, … Do vậy nƣớc thải y tế bao gồm các đặc tính nhƣ nƣớc thải thông thƣờng và nƣớc thải khám/chữa bệnh. Nƣớc thải y tế có thể chứa các hóa chất, dƣ lƣợng dƣợc phẩm, các chất gây độc tế bào, các chất tẩy rửa, v.v điều này khiến nƣớc thải y tế có thể là nguồn lây truyền mầm bệnh truyền nhiễm. Khảo sát quá trình quản lý và xử lý nƣớc thải của Trần và cộng sự (2016) [22]. cho thấy trong 98 bệnh viện các tuyến trong toàn quốc có khoảng 48% bệnh viện chƣa có Giấy phép xả nƣớc thải theo quy địn, chỉ có khoảng 30% bệnh viện có nƣớc thải y tế đáp ứng tiêu chuẩn thải của QCVN 02:2010/BTNMT. Các thông số ô nhiễm phổ biến không đạt Tiêu chuẩn thải gồm amoni, coliform, COD và BOD5. Nghiên cứu của Nguyễn (2015) cho thấy nƣớc thải y tế chứa hàm lƣợng cặn lơ lửng dao động từ 75 đến 250 mg/L, COD có giá trị từ 150 đến 250 mg/L, hàm lƣợng N-NH3 phụ thuộc vào loại hình cơ sở y tế, phosphore thƣờng tồn tại dƣới dạng ortho- phosphate và P-PO4

1.1.3. Các nguồn phát thải khí CO2

Trong khí quyển Trái Đất, cacbon dioxit là một hợp chất khí khá phổ biến, đƣợc tạo bởi hai nguyên tử cacbon và oxy, thành CO2. Khi tồn tại ở thể rắn, nó đƣợc gọi là băng khô. Tuy nhiên, khi hàm lƣợng khí chứa cacbon vƣợt quá mức cho phép, nó sẽ gây ra hiện tƣợng hiệu ứng nhà kính, ảnh hƣởng tiêu cực đến tất cả các sinh vật sống trên Trái Đất. Các khí nhà kính, chủ yếu là cacbon dioxide (CO2 ), metan và hơi nƣớc, giúp giữ nhiệt tỏa ra từ mặt trời chiếu xuống trái đất và có công dụng nhƣ tấm màn nhiệt phủ quanh trái đất, với nhiệt độ tƣơng đối ổn định cho mọi loài sinh vật sống đƣợc. Nhƣng với việc sử dụng ngày càng nhiều năng lƣợng hóa thạch (than đá, dầu, khí…) và tàn phá rừng, con ngƣời đang thải ra nhiều khí CO2 và các khí khác vào khí quyển, vƣợt quá mức cần thiết, chúng tiếp thu sức nóng từ ánh sáng mặt trời, phản xạ và phát tán sức nóng, khiến nhiệt độ trái đất tăng lên [24].

Trong nƣớc, CO2 phản ứng tạo thành axit cacbonic. CO2 là một đioxit

axit rất yếu.

CO2 + H2O ↔ H2CO3

- CO2 tác dụng với oxit bazơ tạo thành muối, xúc tác nhiệt độ

CaO + CO2 → CaCO3

- CO2 tác dụng với dung dịch bazơ tạo thành muối và nƣớc

NaOH + CO2 → NaHCO3

2NaOH + CO2 → Na2CO3 + H2O

- CO2 là chất khí bền, ở nhiệt độ cao bị nhiệt phân một phần và phản

ứng đƣợc với các chất khử mạnh

2CO2 ↔ 2CO + O2 (nhiệt độ)

CO2 + 2Mg → 2MgO + C

CO2 + C → 2CO

Khí CO2 đƣợc sinh ra từ nhiều nguồn khác nhau, bao gồm nguồn gốc

tự nhiên và nguồn gốc từ các hoạt động của con ngƣời nhƣ là:

- Khí thoát ra từ các vụ phun trào núi lửa.

- Là sản phẩm cháy của các hợp chất hữu cơ và hoạt động hô hấp của

các sinh vật sống hiếu khí.

- Khí CO2 đƣợc sinh ra là kết quả của sự lên men của một số vi sinh vật

và hô hấp của tế bào. Thực vật hấp thu CO2 để quang hợp để tạo thành

cacbonhydrat và giải phóng khí oxy. Các sinh vật dị dƣỡng sử dụng oxy để hô

hấp rồi thải khí CO2, tạo thành một chu trình.

- Quá trình phân hủy xác động vật cũng tạo ra khí cacbon đioxit.

- Khí thải công nghiệp, quá trình đốt nhiên liệu, đốt xăng của các

phƣơng tiện giao thông vận tải, hoạt động đun nấu trong sinh hoạt, đốt phá

rừng bừa bãi… cũng là nguồn sinh ra khí cacbonic.

Trong công nghiệp, CO2 đƣợc sản xuất từ những khí sinh ra trong quá trình lên men rƣợu bia, phân hủy chất béo, sản xuất hóa chất nhƣ amoniac, tổng hợp methanol hoặc từ khói của các nhà máy đốt than công nghiệp [24].

Hiện nay, các hệ thống sông đang bị ô nhiễm bởi các chất hƣu cơ từ các nguồn hoạt động nông nghiệp, công nghiệp, y tế, hay từ các nguồn nƣớc thải sinh hoạt từ con ngƣời. Công nghiệp hóa – hiện đại hóa đang ngày càng phát triển mạnh mẽ. Thế nhƣng sự phát triển này lại không đi kèm với các chính sách bảo vệ môi trƣờng. Các xí nghiệp, nhà máy sản xuất đang xả hàng tấn chất thải, hóa chất công nghiệp ra môi trƣờng mỗi ngày. Tuy nhiên, các loại hợp chất này lại chƣa qua phƣơng thức xử lý nào gây ô nhiễm môi trƣờng. Các chất hữu cơ có trong các hóa chất, thuốc trừ sâu đƣợc sử dụng trong nông nghiệp. Ở các làng nghề nhỏ lẻ và các hộ gia đình nuôi trồng nông nghiệp, gia súc gia cầm theo các cách cũ. Phân bón hóa học và thuốc trừ sâu vẫn bị sử dụng tràn lan và thiếu kiểm soát và chúng có thể thấm vào đất, vào nƣớc. Đồng thời, chất thải nông nghiệp cũng tiếp tục xả thẳng trực tiếp và làm tăng hàm lƣợng chất hữu cơ ra ao hồ, sông suối. Sau đó quá trình phân hủy yếm khí các chất hữu cơ sinh ra một lƣợng lớn CO2 trong hệ thống sông suối.

1.2. MỘT SỐ CÔNG TRÌNH NGHIÊN CỨU LIÊN QUAN ĐẾN TỐC ĐỘ BỐC THOÁT KHÍ CO2 TỪ HỆ THỐNG SÔNG TRÊN THẾ GIỚI

1.2.1. Một số nghiên cứu trên thế giới

Các hệ thống sông suối trên thế giới không chỉ chuyển tải cacbon (dạng hòa tan và không tan) từ đất ra đại dƣơng, mà còn phát thải một lƣợng đáng kể cacbon vào không khí [10, 25, 26] góp phần làm khí hậu toàn cầu nóng lên [27]. Dòng khí CO2 ở vùng biển cận biên đóng vai trò là thành phần quan trọng của đại dƣơng trong chu trình cacbon [28]. Một số nghiên cứu trƣớc đây cho thấy tải lƣợng bốc thoát cacbon từ bề mặt nƣớc sông trên toàn cầu cao gấp 2 lần so với tải lƣợng cacbon đổ từ sông ra biển [25, 26]. Tổng lƣợng phát thải CO2 từ các con sông trên toàn cầu lên tới 1,8 PgC/năm [29], trong khi tổng diện tích mặt nƣớc của các con sông toàn cầu chỉ đạt 0,47% diện tích bề mặt trái đất [29, 30]. Hơn nữa, theo nghiên cứu của Raymond và cs., [29] ƣớc tính rằng tốc độ bốc thoát cacbon từ nƣớc sông tại những điểm nóng trên thế giới (global hot spots) nơi chỉ chiếm 20% tổng diện tích nƣớc mặt toàn cầu nhƣng đóng góp đến 70% bốc thoát khí CO2. Nhiều nghiên cứu trên thế giới cho thấy các dòng sông đóng vai trò nhƣ một nguồn cung cấp (source) CO2 cho khí quyển [27, 31] với hàm lƣợng bão hoà CO2 trong nƣớc sông [27, 29, 30, 31, 32].

Để nghiên cứu bốc thoát khí chứa cacbon trong các hệ thống sông, các thông số nhƣ áp suất riêng phần CO2 (pCO2) và tốc độ bốc thoát fCO2 thƣờng đƣợc quan tâm. Thông thƣờng, giá trị pCO2 có thể đƣợc đo đạc trực tiếp hoặc đƣợc tính từ độ kiềm và pH của nƣớc sông và tốc độ bốc thoát cacbon (fCO2) đƣợc tính từ giá trị pCO2 trong các hệ thống sông.

Nhiều nghiên cứu trên thế giới cho thấy hàm lƣợng cacbon và tốc độ bốc thoát khí chứa cacbon trong các dòng sông, suối có liên quan mật thiết với cát bùn lơ lửng trong nƣớc sông và chịu ảnh hƣởng bởi hai yếu tố: các điều kiện tự nhiên (cấu tạo địa chất, độ cao, độ dốc lớn của lƣu vực, nhiệt độ và lƣợng mƣa...) và các hoạt động của con ngƣời (mật độ dân số cao, phá rừng, xây hồ chứa, mở rộng sản xuất nông nghiệp, gia tăng sản xuất công nghiệp và đô thị hóa…) [ 33, 34, 35].

Gần đây, nghiên cứu về hàm lƣợng và tải lƣợng TSS và tốc độ CO2 bốc thoát từ các dòng sông Châu Á đƣợc nhiều nhà khoa học trên thế giới đặc biệt quan tâm. Các dòng sông châu Á đóng vai trò quan trọng trong tính toán chu trình cacbon toàn cầu, đặc biệt liên quan tới phát thải CO2 vào khí quyển và chuyển tải cacbon đổ ra biển, ảnh hƣởng tới biến đổi khí hậu toàn cầu. Theo các nghiên cứu trƣớc đây, các dòng sông Châu Á chiếm khoảng 50% tổng tải lƣợng cát bùn từ các hệ thống sông trên toàn thế giới [36]. Tuy nhiên, sự thay đổi về TSS và lƣu lƣợng nƣớc sông trong những thập kỷ gần đây đã đƣợc quan sát rõ rệt đối với nhiều sông Châu Á do việc xây dựng các hồ chứa [2, 3]. Khi suy giảm một lƣợng lớn cát bùn trong các hệ thống sông sẽ dẫn tới giảm lƣợng khí chứa cacbon phát thải từ sông vào không khí, giảm tải lƣợng cacbon đổ ra biển. Kết quả nghiên cứu của các tác giả [4] cho thấy giảm hàm lƣợng TSS kéo theo làm giảm cacbon hữu cơ gắn kết trong nƣớc sông Yangtze và theo đó hàm lƣợng và tốc độ bốc thoát CO2 suy giảm rõ rệt, hiện nay chỉ thấp bằng 1/3 so với những năm 1960s.

1.2.2. Công trình nghiên cứu ở Việt Nam

Hƣớng nghiên cứu về chuyển tải cacbon và bốc thoát cacbon trong nƣớc sông đã đƣợc tiến hành ở nhiều quốc gia trên thế giới. Tuy nhiên, ở Việt Nam các nghiên cứu về chủ đề này còn rất hạn chế.

Nghiên cứu của các tác giả [5, 7, 8] cho thấy chuyển tải TSS và cacbon của hệ thống sông Hồng trong giai đoạn 2006 - 2014 thay đổi theo mùa, và chịu tác động mạnh của quá trình xói mòn và các tác động của con ngƣời trong lƣu vực. Kết quả bƣớc đầu đo đạc pCO2 tại thực địa và tính toán tốc độ bốc thoát CO2 (fCO2) từ bề mặt nƣớc – không khí của hệ thống sông Hồng năm 2014 cho thấy hệ thống sông Hồng là nguồn cung cấp CO2 cho khí quyển và bốc thoát cacbon từ hệ thống sông Hồng chịu ảnh hƣởng của một số yếu tố nhƣ chế độ khí hậu – thủy văn, địa chất, hệ thống hồ chứa, quá trình rửa trôi-xói mòn trong lƣu vực. Tuy nhiên, mức độ ảnh hƣởng của từng yếu tố chƣa đƣợc đánh giá cụ thể, và diễn biến bốc thoát CO2 theo chuỗi thời gian, đặc biệt trong giai đoạn gần đây từ hệ thống sông Hồng dƣới các tác động của tự nhiên và con ngƣời chƣa đƣợc xem xét đầy đủ.

Theo kết quả nghiên cứu của tác giả Hà Thị Hiền [37] về chuyển tải cacbon và bốc thoát CO2 trong nƣớc vùng rừng ngập mặn Xuân Thủy thuộc phía bờ nam cửa sông Hồng, tỉnh Nam Định, tổng lƣợng phát thải cacbon dƣới dạng CO2 từ giao diện nƣớc – không khí trung bình là 0,15 mgC/ha/năm, và tốc độ phát thải CO2 từ bề mặt nƣớc vào không khí trong những ngày nƣớc lớn cao hơn so với những ngày nƣớc thấp và trong mùa mƣa cao hơn mùa khô. Nghiên cứu tƣơng tự về bốc thoát CO2 vùng rừng ngập mặn Cần Giờ, vùng chịu tác động từ các hoạt động của con ngƣời từ thành phố Hồ Chí Minh cũng đƣợc các nhà khoa học trong và ngoài nƣớc hợp tác thực hiện [38]. Kết quả nghiên cứu cho thấy pCO2 tại bề mặt nƣớc – không khí trong dòng kênh rạch nhỏ thuộc vùng rừng ngập mặn Cần Giờ thay đổi trong khoảng 660 to 3000 µatm trong mùa khô và đạt 740 to 5000 µatm trong mùa mƣa. Tốc độ bốc thoát CO2 đạt 74 - 876 mmol/m2/ngày.đêm khi tốc độ dòng chảy nhỏ 0,2 m/s. Nghiên cứu này nhấn mạnh ảnh hƣởng của vùng đô thị đến chuyển tải và bốc thoát CO2 trong vùng rừng ngập mặn đồng thời chỉ ra rằng các đánh giá trƣớc đây về bốc thoát CO2 tại hạ lƣu các hệ thống sông Đông Nam Á có thể có sai số lớn khi sử dụng hệ số k có giá trị thấp.

CHƢƠNG 2. NGUYÊN VẬT LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1. HÓA CHẤT, DỤNG CỤ VÀ THIẾT BỊ

2.1.1. Hóa chất

Bảng 2.1: Bảng danh mục một số hóa chất sử dụng

STT Hóa chất Trạng thái Xuất xứ

1 HCl 37% Lỏng Đức

Lỏng Đức 2 H3PO4 85%

3 Aceton 90% Lỏng Đức

Lỏng Đức 4 H2SO4 99,5%

5 Methyl da cam Rắn Đức

Rắn Đức 6 Na2CO3

Rắn Đức 7 C8H5KO4

Rắn Đức 8 K2Cr2O7

Rắn Đức 9 AgSO4

Rắn Đức 10 HgSO4

2.1.2. Dụng cụ và thiết bị

 Dụng cụ

Các dụng cụ cần thiết trong quá trình thực nghiệm: Cốc thủy tinh, ống đong, bình tam giác, bình định mức, pipet, ống falcon, bình nhựa PE, bình thủy tinh tối màu, đĩa petri, cuvet thạch anh, đầu Tip micropipet 1mL, micropipet.

 Thiết bị

Bảng 2.2: Bảng danh mục một số thiết bị sử dụng

STT Thiết bị Xuất xứ

1 Máy phá mẫu COD B1-1200 Hãng Sibata, Nhật Bản

2 Cân phân tích Hãng Sartorius, Đức

3 Tủ sấy Trung Quốc

4 Lò nung Trung Quốc

5 Máy đo quang phổ UV-VIS V-630 Jasco, Nhật Bản

6 Máy ly tâm để bàn Z200A HERMLE, Đức

7 Bơm chân không có màng ngăn NVP-1000 EYELA, Nhật Bản

8 TOA, Nhật Bản Máy đo nhanh một số chỉ tiêu hóa lý nƣớc WQC-22A

 Dụng cụ

2.2. PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.2.1. Thu thập số liệu

+ Phƣơng pháp thu thập số liệu: Thu thập các số liệu về khí tƣợng (lƣợng mƣa, độ ẩm, nhiệt độ không khí) và lƣu lƣợng nƣớc sông Hồng tại một số trạm thủy văn. Các thông tin về dân số, tình hình sử dụng đất, các hồ chứa trong lƣu vực từ các nghiên cứu trƣớc đây và số liệu công bố theo Tổng cục thống kê.

2.2.2. Lấy mẫu và đo đạc tại hiện trƣờng

- Vị trí, thời gian lấy mẫu:

Hình 2.1. Hệ thống sông Hồng và các vị trí lấy mẫu năm 2019

Các mẫu nƣớc mặt đƣợc lấy mỗi tháng 1 lần vào giữa tháng trong khoảng thời gian từ tháng 1/2019 - 12/2019 (Hình 2.1), gồm: trạm thuỷ văn Hòa Bình (sông Đà); trạm thuỷ văn Vụ Quang (sông Lô); trạm thuỷ văn Yên Bái (sông Thao); trạm thuỷ văn Sơn Tây và trạm thuỷ văn Hà Nội trên nhánh chính sông Hồng; tại 4 trạm thủy văn trên các sông phân lƣu vùng cửa sông: trạm thuỷ văn Ba Lạt (trục chính sông Hồng); trạm thuỷ văn Trực Phƣơng (sông Ninh Cơ); trạm thuỷ văn Nam Định (sông Đào); trạm thuỷ văn Quyết Chiến (sông Trà Lý); trạm thủy văn Gián Khẩu (sông Đáy); và 2 vị trí trên sông nội đô: Nhuệ (sông Nhuệ) và Tô Lịch (sông Tô Lịch). Việc chọn lựa các vị trí lấy mẫu nhằm đánh giá sự khác biệt theo không gian, tại các nhánh sông chính bao gồm các nhánh sông hợp lƣu ở thƣợng nguồn, các nhánh sông phân lƣu ở hạ lƣu; các điểm trên trục chính sông Hồng. Một số điểm trên hệ thống sông đô thị (Hà Nội) đƣợc lựa chọn nhằm so sánh ảnh hƣởng của nƣớc thải đô thị tới hàm lƣợng chất hữu cơ trong nƣớc sông và tốc độ bốc thoát CO2 từ hệ thống sông đô thị so với sông Hồng..

Tọa độ các điểm lấy mẫu đƣợc xác định bằng thiết bị định vị toàn cầu

(GPS) và đƣợc trình bày trong bảng 2.3.

Bảng 2.3. Vị trí lấy mẫu nƣớc sông Hồng năm 2019

Tên trạm thủy văn (tv)/tên mẫu, Kinh Kí hiệu STT Vĩ độ địa phƣơng độ mẫu

1 Trạm tv Yên Bái - Yên Bái 21o42’ 104o53’ YB

2 Trạm tv Vụ Quang - Phú Thọ 21o34’ 105o15’ VQ

3 Trạm tv Hòa Bình - Hòa Bình 20o49’ 105o19’ HB

4 Trạm tv Sơn Tây - Sơn Tây 21o09’ 105o52’ ST

5 Trạm tv Chƣơng Dƣơng - Hà Nội 21o02’ 105o51’ HN

6 Trạm tv Gián Khẩu - Gián Khẩu 20o19’ 105o55’ GK

7 Trạm tv Trực Phƣơng - Trực Phƣơng 20o19’ 106o18’ TP

8 Trạm tv Quyết Chiến - Quyết Chiến 21o30’ 106o15’ QC

9 Trạm tv Nam Định - Nam Định 20o25’ 106o10’ NĐ

10 Trạm tv Ba Lạt - Ba Lạt 20o19’ 106o31’ BL

11 Cầu Quang, Sông Tô Lịch - Hà Nội 20o457’ 105o49’ TL

12 Cầu Sắt, Sông Nhuệ - Hà Nội 20o56’ 105o48’ SN

- Phương pháp lấy mẫu:

Các mẫu nƣớc đƣợc lấy theo Tiêu chuẩn quốc gia (TCVN 6663-6: 2018 về Chất lƣợng nƣớc - Lấy mẫu - Phần 6: Hƣớng dẫn lấy mẫu ở sông và suối).

Mẫu nƣớc đƣợc lấy bằng thiết bị lấy mẫu chuyên dụng theo độ sâu, cách mặt nƣớc 30cm ở giữa dòng. Đối với sông Nhuệ và sông Tô Lịch, mẫu đƣợc lấy từ trên cầu; đối với các mẫu trên dòng chính sông Hồng, mẫu đƣợc lấy từ trên thuyền, ở giữa dòng. Thông tin mẫu đƣợc ghi trên nhãn của bình/chai đựng mẫu (ngày, giờ, vị trí, loại mẫu…).

Ví dụ: Kí hiệu mẫu: HN (tên mẫu); Ngày lấy mẫu: 15/1/2019; Loại

mẫu: mẫu không lọc; Bảo quản mẫu: 4oC

Hình 2.2. Một số hình ảnh lấy mẫu nƣớc tại hiện trƣờng

2.2.3. Phƣơng pháp xử lý, bảo quản và vận chuyển mẫu

Phƣơng pháp xử lý và bảo quản mẫu theo Tiêu chuẩn quốc gia (TCVN 6663-6 : 2018 về Chất lƣợng nƣớc - Lấy mẫu - Phần 3: Hƣớng dẫn bảo quản và xử lý mẫu nƣớc sông, suối).

Đối với một số chỉ tiêu (ví dụ Chl a), mẫu đƣợc lọc ngay tại hiện trƣờng, sau đó đƣợc bảo quản lạnh. Mẫu nƣớc đƣợc lọc qua giấy lọc Whatman GF/C để phân tích Chl a và giấy lọc GF/F để phân tích các chỉ tiêu khác. Khi chuyển về phòng thí nghiệm, mẫu đƣợc bảo quản đông lạnh khi chƣa đƣợc phân tích ngay.

2.2.4. Phƣơng pháp xác định các chỉ tiêu hóa lý tại hiện trƣờng

Các chỉ tiêu hóa lý đƣợc đo bằng thiết bị đo nhanh chất lƣợng nƣớc WQC 22A (TOA, Nhật Bản) bao gồm: nhiệt độ nƣớc (oC), pH, và độ muối (ppt).

2.2.5. Phƣơng pháp phân tích mẫu trong phòng thí nghiệm

2.2.5.1. Xác định hàm lượng TSS và POC

a. Phân tích mẫu

Xác định hàm lƣợng TSS và POC: Các mẫu nƣớc sau khi lấy đƣợc lọc ngay bằng giấy lọc Whatman GF/F đƣợc bảo quản bằng đĩa petri có nắp kín ở 4oC. Mẫu giấy lọc này tiếp tục đƣợc sấy ở nhiệt độ 105oC, trong 2 giờ để xác định hàm lƣợng tổng chất rắn không tan TSS. Sau đó, tiếp tục sấy mẫu giấy lọc lần 3 ở nhiệt độ 550oC, trong 4 giờ để định lƣợng chất hữu cơ. Khi đó, hàm lƣợng POC đƣợc tính theo hàm lƣợng chất hữu cơ (40%). Các phép đo đƣợc lặp lại 3 lần và lấy kết quả trung bình (khoảng tin cậy 90%).

b. Tính toán kết quả Giấy lọc GF/F (Whatman) ở 105oC trong 2 giờ → m0 Thể tích mẫu lọc bằng giấy GF/F (đã sấy) → V0 Giấy GF/F sau lọc (đã sấy ở 105oC trong 2 giờ) → m1 → Hàm lƣợng TSS =

Nung giấy lọc m1 ở 550oC trong 4 giờ → m2 → % OM (Organic matters) =

OM = .

→ Hàm lƣợng POC = OM x 40% (mg/L).

2.2.5.2. Xác định hàm lượng COD

a. Nguyên tắc Trong môi trƣờng axit sunfuric đặc, với sự có mặt của xúc tác Ag2SO4 và HgSO4 thì khi đƣợc đun nóng, K2Cr2O7 oxi hóa các hợp chất hữu cơ, dung dịch chuyển từ màu vàng sang màu xanh (nếu có chất hữu cơ). Đo độ hấp thụ quang của dung dịch tại bƣớc sóng 600nm.

b. Xây dựng dãy chuẩn COD

Pha dung dịch chuẩn C8H5KO4 (Potasium hydrogen phhtabolat) 500 mg/L: Cân 0,4251 g C8H5KO4 (đã sấy khô ở 105-120oC trong 1h) pha vào bình định mức 1000 mL bằng nƣớc cất.

Bảng 2.4. Nồng độ (mg/L) và thể tích (mL) các dung dịch chuẩn

Nồng độ (mg/L) V (mL) hút dung dịch

0 0,0

5 0,25

10 0,5

20 1,0

50 2,5

100 4,0

2.2.5.3. Xác định Chlorophyll-a

a. Thuốc thử: + HCl 0,3 M: hút 2,5 mL HCl đặc 37% pha trong bình 100 mL bằng nƣớc

cất.

+ Aceton 90%.

b. Phân tích mẫu + Lọc 500 mL nƣớc mẫu bằng giấy lọc Whatman GF/C. Lấy phần

giấy lọc cho vào ống falcon sạch, có nắp kín.

+ Cho 10 mL aceton vào ống falcon chứa giấy lọc, nghiền nát giấy (trong bóng tối) sau đó để trong tủ lạnh qua đêm. Sau đó, lấy ống falcon chứa giấy lọc đã nghiền cho vào ly tâm 25 phút với tốc độ 3500 vòng/phút. Chiết lấy phần dịch cho vào cuvet thạch anh rồi đem đo quang ở bƣớc sóng λ = 665 nm và λ = 750 nm.

+ Sau đó, tiếp tục cho 40 µl HCl 0,3 M vào ống falcon chứa giấy lọc

đã ly tâm, để 3 phút đem đo quang ở bƣớc sóng λ = 665 nm và λ = 750 nm.

c. Tính toán kết quả

Kết quả hàm lƣợng Chl a trong mẫu nƣớc đƣợc tính theo phƣơng pháp

665 = (Ana

b665 – bc665) – (Ana

b750 – bc750)

của [39], theo công thức dƣới đây:

665 = (Aa

b665 – bc665) – (Ab

b750 – bc750)

Trƣớc khi axit hóa: Ana Sau khi bị axit hóa: Aa

→ Hàm lƣợng Chlorophyl-a (mg/l) =

Trong đó:

- V là thể tích mẫu đem lọc

- v là thể tích mẫu cho vào cuvet 4 mL

665 là độ hấp thụ quang của mẫu trƣớc khi axit hóa đo ở bƣớc sóng

- l là khoảng cách quang học bằng 5 cm

b750 là độ hấp thụ quang của mẫu trƣớc khi axit hóa đo ở bƣớc sóng

- Ana λ = 665 nm.

- Ana λ = 750 nm.

665 là độ hấp thụ quang của mẫu sau khi axit hóa đo ở bƣớc sóng λ =

- Aa

665 nm.

b750 là độ hấp thụ quang của mẫu sau khi axit hóa đo ở bƣớc sóng λ =

- Aa

750 nm.

2.3.5.4 Xác định hàm lượng bicacbonat HCO3

2- , OH-, SiO3

2-, PO4

-, CO3

-,với điểm dừng chỉ thị methyl cam (pH = 4,5)

a. Nguyên tắc

Lƣợng axit chuẩn để trung hòa bazơ trong nƣớc dùng để xác định độ 3-, NH3 và một kiềm. Các chất đó bao gồm : HCO3 2-, OH- chiếm lƣợng nhiều nhất số chất hữu cơ khác, trong đó HCO3 -, nƣớc sẽ có màu trong tổng độ kiềm. Nƣớc có pH > 4,5 có thể chứa HCO3 vàng với chỉ thị là methyl cam. Do đó chuẩn độ axit xác định hàm lƣợng HCO3

b. Hóa chất

Methyl da cam 0,1 % : hòa tan 0,1 g methyl da cam trong 100ml nƣớc

cất, bảo quản trong chai thủy tinh, tránh ánh nắng trực tiếp

HCl 0,01M : hòa tan 0,9 ml HCl đặc trong 100ml nƣớc cất  bảo quản

trong chai thủy tinh không màu, bền lâu

Na2CO3 0,0025M : sấy khô Na2CO3 ở 1800C trong 2 giờ. Cân chính xác 0,13250g Na2CO3 trong 100ml nƣớc cất  định mức đến vạch 50ml, bảo quản trong chai thủy tinh, bền lâu

c. Cách tiến hành

* Chuẩn lại nồng độ HCl 0,01M

10ml HCl 0,01M + 2-3 giọt methyl da cam  chuẩn độ bằng dung dịch

Na2CO3. Điểm tƣơng đƣơng là dung dịch có màu da cam

Error! Bookmark not defined.

Trong đó: CNa2CO3: nồng độ dung dịch Na2CO3

VNa2CO3: thể tích dung dịch chuẩn Na2CO3 0,0025M

V: thể tích dung dịch HCl 0,01M đem chuẩn độ

Dùng bình tam giác 100ml để phân tích.

30ml mẫu + 2÷3 giọt methyl da cam → chuẩn độ bằng dung dịch HCl

0,01M → dung dịch chuyển từ màu vàng sang màu da cam.

Trong đó: CHCl: nồng độ dung dịch HCl dùng để chuẩn độ

VHCl: thể tích dung dịch chuẩn độ HCl tiêu tốn

V: thể tích mẫu đem phân tích

2.2.6. Phƣơng pháp tính toán pCO2 và tốc độ bốc thoát CO2

Tính toán tốc độ bốc thoát khí CO2 (fCO2) thông qua áp suất riêng phần - pCO2 đƣợc dựa trên giá trị đo đạc thực tế của một số chỉ tiêu nhƣ pH, HCO3 tại các vị trí khác nhau trên hệ thống sông Hồng quan trắc năm 2019.

Áp suất riêng phần pCO2 đƣợc tính dựa trên giá trị pH và hàm lƣợng - đo đạc tại hiện trƣờng nhờ vào phần mềm CO2-SYS . Một số hằng số HCO3 đƣợc áp dụng trong quá trình tính toán bao gồm: pH Scale – Total scale (mol/kg-SW); CO2 Constants – K1, K2 from Roy, et al., 1993; KSO4 Source – Dickson, 1990; KF Source – Perez and Fraga, 1987; Total Boron Source – Lee et al., 2010.[40,41,42, 43].

Kết quả tính toán pCO2 có đơn vị là µatm, sau đó đƣợc chuyển đổi

thành đơn vị ppm, dựa theo công thức sau:

1 ppm = (39/385)*9.8692*10-6 atm

Phƣơng pháp tính áp suất riêng phần pCO2 nhờ vào phần mềm CO2- SYS là phƣơng pháp đơn giản, dễ thực hiện, ít tốn kém nên đã và đang đƣợc sử dụng trong rất nhiều nghiên cứu trên thế giới [30, 33]. Tuy nhiên, giá trị pCO2 tính toán phụ thuộc lớn vào các giá trị đo đạc pH và độ kiềm, đồng thời phụ thuộc vào sự lựa chọn các hằng số trong quá trình tính toán nhƣ đề cập ở trên.

Bên cạnh phƣơng pháp xác định pCO2 dựa vào phần mềm CO2-SYS, các giá trị pCO2 trong các hệ thủy văn có thể đƣợc đo trực tiếp nhờ các thiết bị đo đạc tại hiện trƣờng (ví dụ máy đo khí CO2 Licor 820, Licor, USA) thông qua các hệ thống buồng nổi hoặc hệ cột nhồi. Đây là phƣơng pháp có độ chính xác cao, tuy nhiên, phƣơng pháp này đòi hỏi phải có hệ thiết bị đo đạc.

Hình 2.3. Màn hình tính giá trị pCO2 tại vị trí trạm Vụ Quang thuộc sông Hồng

Tốc độ bốc thoát CO2 (fCO2) đƣợc tính theo công thức của các tác giả

[44], cụ thể nhƣ sau:

FEqui = k600 *  * (pCO2 water – pCO2 air) (CT1)

Trong đó:

F: tốc độ bốc thoát CO2 từ mặt nƣớc, đơn vị mmol/m2/ngày.đêm;

k600: hằng số tốc độ truyền khí CO2 (cm/h) và đƣợc tính theo công thức của [19], dựa trên tốc độ dòng nƣớc (v, m/s), độ dốc (S), độ sâu cột nƣớc (D, m) và lƣu lƣợng nƣớc sông (Q, m3/s):

k600 = 4725 ± 445 x (V x S) 0,86 ± 0,016 x Q-0,14 ± 0,012 x D 0,66 ± 0,029

: hệ số hòa tan CO2 tại một nhiệt độ và độ muối nhất định và đƣợc các

tác giả đƣa ra trong tài liệu [45], (mol/L/atm).

2.2.7. Các phƣơng pháp xử lý kết quả

Các giá trị trung bình, độ lệch chuẩn và đồ thị biểu diễn biến thiên các giá trị pCO2 và fCO2 trong năm 2019 tại 12 trạm quan trắc trên sông Hồng đƣợc xử lý trên phần mềm Microsoft Office Excel 2013.

Đánh giá sự thay đổi về mặt không gian và thời gian về pCO2 và fCO2 tại các vị trí quan trắc trên hệ thống sông Hồng sử dụng phép phân tích thống kê t-test.

Để phát hiện mối tƣơng quan giữa các thông số môi trƣờng, chất lƣợng nƣớc và pCO2/fCO2, phần mềm thống kê R version 3.3.2 [46], đƣợc áp dụng để tính toán các hệ số tƣơng quan Pearson. Các mối liên quan giữa một số thông số môi trƣờng đƣợc xem xét dựa trên giá trị hệ số Pearson.

CHƢƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

3.1. KẾT QUẢ HÓA LÝ

- và pH trong nƣớc hệ thống

3.1.1. Hàm lƣợng bicarbonate HCO3

sông Hồng

Kết quả quan trắc hàng tháng năm 2019 về pH và HCO3

tại 12 vị trí trên hệ thống sông Hồng đƣợc trình bày trong bảng 3.1. Kết quả cho thấy pH tại các vị trí lấy mẫu dao động trong khoảng từ 6,7 – 7,7 và giá trị trung bình pH tại 12 điểm quan trắc dao động từ 6,9 đến 7,4 nƣớc thuộc loại trung tính – kiềm.

Bảng 3.1. Giá trị trung bình (lớn nhất – nhỏ nhất) của pH và hàm lƣợng

- trong mẫu nƣớc sông Hồng năm 2019

bicarbonate HCO3

-,

Tên mẫu pH Hàm lƣợng HCO3 mg/L

Yên Bái 106,5 7,3

(YB) (7,5-6,9) (130,2-87,3)

Vụ Quang 121,2 7,4

(VQ) (7,6 - 7,0) (135,5-103,1)

Hòa Bình 102,8 7,1

(HB) (7,2-6,9) (112,0-91,2)

Sơn tây 102,7 7,2

(ST) (7,4-7,0) (114,4-95,2)

Hà Nội 112,9 7,3

(HN) (7,5-6,9) (136,5-101,1)

Trực Phƣơng 107,9 7,3

-,

Tên mẫu pH Hàm lƣợng HCO3 mg/L

(TP) (7,5-6,9) (119,1-101,1)

Quyết Chiến 108,2 7,3

(QC) (7,5-7,0) (120,0-100,2)

Nam Định 114,7 7,4

(NĐ) (7,7-7,2) (119,1-107,1)

Ba Lạt 111,2 7,2

(BL) (7,5-6,9) (128,9-96,2)

Gián Khẩu 132,2 7,3

(GK) (7,4-7,0) (142,8-120,0)

Tô Lịch 365,7 6,9

(TL) (7,2-6,7) (423,9-205,6)

Nhuệ 307,5 7,0

(SN) (7,3-6,8) (421,7-156,7)

- tại Kết quả quan trắc trong nghiên cứu này cho thấy hàm lƣợng HCO3 12 vị trí lấy mẫu dao động trong khoảng rất rộng, từ 87,3 mg/L đến 423,9 mg/L, trung bình đạt 149,5 ± 89,4 mg/L cho toàn bộ hệ thống sông Hồng. Các

Theo các nghiên cứu trƣớc đây, khi pH của nƣớc sông nhỏ hơn 6,3, các ion carbonat chuyển sang dạng CO2 hòa tan; khi pH lớn hơn 10,3, dạng tồn tại 2-; trong khoảng 6,3 < pH < 10,3, dạng tồn tại chủ yếu là chủ yếu là CO3 -. Nhƣ vậy, với pH trung bình đạt 6,9 – 7,4, cacbon vô cơ trong nƣớc HCO3 - và sông Hồng tại tất cả các vị trí quan trắc sẽ tồn tại chủ yếu dƣới dạng HCO3 điều này cũng đã đƣợc quan sát thấy trong nghiên cứu trƣớc đây của chúng tôi [47].

- nhỏ nhất luôn quan trắc đƣợc tại vị trí Hòa Bình trên sông Đà, giá trị HCO3 dao động trong khoảng 91,2 - 112,0 mg/L, trung bình đạt 102,8 ± 7,0 mg/L. - lớn nhất quan trắc thấy tại điểm trên sông đô thị Tô Lịch Các giá trị HCO3 với giá trị dao động trong khoảng 205,6 - 423,9 mg/L, trung bình đạt 365,7 ± 67,1 mg/L.

- tại 12 vị trí quan trắc (Hình 3.1) cho thấy có sự khác biệt rõ rệt giữa các sông đô thị Tô Lịch và Nhuệ với các sông nhánh và sông phân lƣu của sông Hồng. Cụ thể là - của các con sông nội đô Tô Lịch và Nhuệ (trong khoảng hàm lƣợng HCO3 156,7 - 423,9 mg/L) cao hơn từ 1,8 lần đến 3,0 lần so với các sông nhánh chính sông Hồng vùng thƣợng nguồn Lô – Đà – Thao (trong khoảng từ dƣới 87 mg/L đến 142 mg/L.

Kết quả biểu diễn đồng thời giá trị trung bình pH và HCO3

- tại 12 điểm quan trắc trên hệ thống

Hình 3.1. Giá trị trung bình pH và HCO3

sông Hồng năm 2019

- dao động trong khoảng 96,2 đến 128,9 mg/L, trung bình đạt 111,2 ± 9,9 mg/L, nằm riêng biệt so với các điểm khác.

- và pH.

Điểm lấy mẫu Ba Lạt tại cửa sông Hồng, HCO3

Các điểm lấy mẫu tại các nhánh phân lƣu vùng hạ lƣu sông Hồng nhƣ Quyết Chiến, Trực Phƣơng, và trục chính sông Hồng tại Hà Nội có sự tƣơng đồng về giá trị HCO3

3.1.2. Hàm lƣợng các chất hữu cơ trong hệ thống nƣớc sông Hồng

trong giai đoạn hiện nay

trong

Cacbon hữu cơ trong nƣớc sông phụ thuộc vào các nguồn cung cấp lƣu vực sông và nguồn nội sinh ngoại sinh (allochthonous) (autochthonous) trong hệ thống sông. Giá trị COD trong các hệ thống sông trên thế giới thƣờng biến đổi trong khoảng rất rộng, có giá trị thấp đối với các sông ít chịu tác động của con ngƣời và giá trị cao thƣờng gặp đối với các sông nhận nƣớc thải không xử lý, đặc biệt là các hệ thống sông đô thị.

Cacbon hữu cơ không tan (POC) là một phần quan trọng của chu kỳ cacbon đại dƣơng và đóng vai trò quan trọng trong hệ thống khí hậu toàn cầu. Cacbon hữu cơ không tan (POC) trong nƣớc sông phụ thuộc vào các nguồn cung cấp ngoại sinh (allochthonous) trong lƣu vực sông và nguồn nội sinh (autochthonous) trong hệ thống sông. Nguồn ngoại sinh cung cấp POC gồm các mảnh vụn thực vật hay rác thải và các chất humic hấp thụ trên bề mặt khoáng chất, trong khi nguồn nội sinh cung cấp POC gồm các sinh vật tự dƣỡng (thực vật phù du, tảo bám, rêu,…) của các quần xã thực vật [48].

Hàm lƣợng cacbon hữu cơ (POC và COD) trung bình của 12 tháng quan trắc trong năm 2019 tại các vị trí nghiên cứu trên hệ thống sông Hồng đƣợc thể hiện cụ thể trong bảng 3.2.

Bảng 3.2. Giá trị trung bình (lớn nhất – nhỏ nhất) của hàm lƣợng cacbon hữu

cơ (POC và COD) trong mẫu nƣớc sông Hồng năm 2019

Tên mẫu POC, mgC/L COD, mg/L

Yên Bái 21,5 2,5

(YB) (35,6-10,8) (4,6 - 1,0)

Vụ Quang 18,3 1,45

(VQ) (38,2-8,2) (2,0 - 1,0)

Hòa Bình 12,3 1,3

(HB) (27,3- 3,1) (1,8 – 0,9)

Sơn Tây 1,8 19,0

(ST) (3,2 - 1,1) (34,7-6,5)

Hà Nội 16,4 1,8

(HN) (37,4-6,9) (2,3 - 0,9)

Trực Phƣơng 18,2 1,4

(TP) 61,1-7,8) (2,0 - 0,8)

Quyết Chiến 24,1 1,5

(QC) (2,2 - 0,7) (90,6 - 5,1)

Nam Định 23,9 1,5

(NĐ) (2,9 - 1,1) (72,5-11,9)

Ba Lạt 68,0 2,0

(BL) (2,4 - 1,4) (208,6-19,1)

Gián Khẩu 30,9 2,1

(GK) (2,8 - 1,5) (65,9-17,4)

Tô Lịch 76,2 4,4

(TL) (8,2 - 3,2) (98,4-47,8)

Nhuệ 57,1 3,6

(SN) (5,2 - 2,5) (84,4-42,8)

* Hàm lượng POC Hàm lƣợng POC trong các hệ thống sông trên thế giới có giá trị trong khoảng rộng từ 1 - 30 mgC/L, trung bình đạt 5 mgC/L [49]. Kết quả phân tích hàm lƣợng POC trong giai đoạn từ tháng 1 - 12/2019 của hệ thống sông Hồng cho thấy giá trị POC trung bình tại các vị trí quan trắc dao động trong khoảng từ 1,3 ± 0,3 mgC/L đến 4,4 ± 1,3 mgC/L, trung bình toàn hệ thống đạt 2,2 ± 1,1 mgC/L. Giữa các vị trí quan trắc, hàm lƣợng POC có sự khác biệt. Tại vị trí sông đô thị Tô Lịch có giá trị POC cao nhất trung bình đạt 4,4 ± 1,3 mgC/L trong khi trạm Hòa Bình trên sông Đà, nơi có các hồ chứa lớn nhƣ Hòa Bình và Sơn La, hàm lƣợng POC đạt giá trị thấp nhất, trung bình đạt 1,3 ± 0,3 mgC/L.

Hình 3.2. Giá trị POC trung bình theo mùa khô và mùa mƣa 2019

Hình 3.2 cho thấy hầu hết các giá trị POC cao đƣợc ghi nhận vào thời điểm mùa mƣa (từ tháng 5 đến tháng 10) và các giá trị nhỏ nhất quan trắc thấy trong mùa khô tại các trạm trên sông Hồng. Điều này cũng đã đƣợc quan sát thấy ở nhiều hệ thống sông trên thế giới nhƣ sông Yangtze, Changjiang, Luodingjiang,… nhận thấy sự ảnh hƣởng của quá trình xói mòn, rửa trôi cacbon hữu cơ từ đất trong lƣu vực [50]. Khi lƣợng nƣớc mƣa trong lƣu vực

tăng (làm gia tăng lƣu lƣợng nƣớc sông) kéo theo lƣợng đất đá bị rửa trôi dẫn đến hàm lƣợng cacbon hữu cơ bị rửa trôi gia tăng, dẫn đến làm tăng hàm lƣợng POC trong nƣớc sông.

* Hàm lượng COD

Kết quả phân tích hàm lƣợng COD trong giai đoạn từ tháng 1 - 12/2019 cho thấy giá trị COD trung bình dao động trong khoảng từ 12,3 mg/L đến 76,2 mg/L, trung bình toàn hệ thống đạt 28,9 mg/L. Tại vị trí sông đô thị Tô Lịch có giá trị trung bình COD cao nhất (88,6 ± 10,1mg/L) vào mùa khô, trạm Hòa Bình có giá trị trung bình COD thấp nhất (6,9 ± 4,7 mg/L) vào mùa khô. Trạm Hòa Bình trên sông Đà, nơi có mật độ dân số thấp và đất rừng chiếm chủ yếu trong lƣu vực.

Hình 3.3. Giá trị COD trung bình theo mùa khô và mùa mƣa 2019

3.1.3. Một số thông số khác

Hàm lƣợng Chlorophyll-a, nhiệt độ nƣớc, độ muối và cát bùn lơ lửng trung bình của 12 tháng quan trắc trong năm 2019 tại các vị trí nghiên cứu đƣợc thể hiện cụ thể trong bảng 3.3.

Bảng 3.3. Giá trị trung bình (lớn nhất – nhỏ nhất) của Chlorophyll-a, nhiệt độ nƣớc, độ muối và cát bùn lơ lửng trong mẫu nƣớc sông Hồng năm 2019

Tên mẫu TSS, mg/L Nhiệt độ nƣớc, oC Độ muối, ppt Hàm lƣợng Chl-a, (µgChl- a/L)

Yên Bái 0,5 25,4 0,11 120,9

(YB) (1,8 – 0,1) (29,8-20,2) (0,13-0,08) (448-25)

Vụ Quang 0,3 25,3 0,11 15,3

(VQ) (0,7 – 0,1) (29,7-20,6) (0,12-0,08) (28,0-7,2)

Hòa Bình 0,2 25,6 0,09 6,5

(HB) (0,37 – 0,08) (29,8-20,5) (0,10- 0,08) (23,2-1,0)

Sơn tây 0,6 25,7 0,09 51,6

(ST) (2,0 – 0,2) (30,0 – 21,8) (0,11-0,08) (199,3-8,6)

Hà Nội 0,76 25,5 0,10 48,6

(HN) 3,68 – 0,2) 29,4 – 20,6) (0,20-0,10) (186,3-12,8)

Trực Phƣơng 0,7 28,3 0,10 20,4

(TP) (3,1 - 0,2) (32,7-21,8) (0,14-0,09) (40,8-7,8)

Quyết Chiến 1,9 28,5 0,11 19,1

(QC) 7,1 - 0,1) (34,1-20,8) 0,15-0,10) (41,8-6,2)

Tên mẫu TSS, mg/L Nhiệt độ nƣớc, oC Độ muối, ppt Hàm lƣợng Chl-a, (µgChl- a/L)

Nam Định 0,4 25,9 0,11 33,3

(NĐ) (1,0 – 0,06) (29,8-21,6) (0,21-0,09) (194,3-3,8)

Ba Lạt 0,8 26,1 1,84 29,6

(BL) (2,6 – 0,2) (30,3-20,9) (2,89-0,12) (75,7-99,4)

Gián Khẩu 1,8 27,9 0,18 34,6

(GK) (5,8 – 0,2) (33,3-18,5) (0,22-0,10) (54,3-17,6)

Tô Lịch 0,6 27,08 0,46 58,2

(TL) (1,6 – 0,1) (31,6-22,0) (0,5-0,35) (182-24,3)

Nhuệ 1,0 27,5 0,38 52,3

(SN) 3,7 – 0,2) (32,4-21,1) (0,48-0,29) (205-27)

Hàm lƣợng Chlorophyll-a (Chl-a)

Chlorophyll-a (Chl-a) trong nƣớc sông là thông số biểu thị sinh khối thực vật phù du. Mặt khác, hàm lƣợng cacbon trong nƣớc sông thƣờng có nguồn gốc từ sinh khối thực vật phù du hoặc từ quá trình rửa trôi, xói mòn trong lƣu vực. Vì vậy, Chl-a cũng có vai trò quan trọng đối với cacbon hữu cơ trong hệ thống sông.

Kết quả nghiên cứu hàm lƣợng Chl-a trong nƣớc hệ thống sông Hồng giai đoạn 1-12/2019 cho thấy sinh khối thực vật phù du có sự biến động tại các trạm từ 0,06 – 7,1 µgChl-a/L, với giá trị cao nhất ở trạm Quyết Chiến (7,1 µgChl-a/L). Giá trị trung bình của hàm lƣợng Chl-a cũng đạt cao nhất tại trạm Quyết Chiến (1,9 ± 2,2 µgChl-a/L) và giá trị thấp nhất tại trạm Hòa Bình (0,2 ± 0,1 µgChl-a/L) nơi có lƣu lƣợng nƣớc lớn nhất. Nhƣ vậy, giá trị trrung bình hàm lƣợng Chl-a của hệ thống sông Hồng ở mức thấp (0,786 ± 0,5 µgChl-a/L).

Nhiệt độ nƣớc Bảng 3.3 cho thấy nhiệt độ nƣớc tại tất cả các vị trí quan trắc trong năm 2019 dao động từ 18,5 đến 34,1oC và giá trị trung bình mùa mƣa (29,2oC)cao hơn so với giá trị trung bình mùa khô (23,9oC) tại tất cả các trạm quan trắc. Trong mùa mƣa, nhiệt độ nƣớc trung bình cao nhất đƣợc ghi nhận tại các trạm Quyết Chiến (31,7oC) và thấp nhất tại trạm Yên Bái (28,1oC). Tuy nhiên, trong vào mùa khô thì nhiệt độ cao nhất là trạm Trực Phƣơng 25,7oC và thấp nhất là trạm Vụ Quang 22,3oC. Độ muối Độ muối của nƣớc sông tại tất cả các vị trí quan trắc trong năm 2019 dao động từ 0,08 ppt đến 2,89 ppt, giá trị trung bình mùa mƣa (0,17 ppt) thấp hơn trung bình mùa khô (0,44 ppt) cho tất cả các trạm. Có thể thấy, càng về vùng hạ lƣu, độ muối có sự tăng lên rõ rệt, và cao nhất ghi nhận tại vị trí Ba Lạt, nơi chịu ảnh hƣởng thủy triều rõ nét.

Chất rắn lơ lửng

Hàm lƣợng chất rắn lơ lửng (TSS) trung bình của các trạm thủy văn thuộc lƣu vực sông Hồng giai đoạn 1-12/2019 đƣợc thể hiện ở bảng 3.3 cho thấy hàm lƣợng trung bình TSS tại 12 vị trí quan trắc dao động trong khoảng từ 6,5 mg/L đến 120,9 mg/L, trung bình toàn hệ thống sông Hồng đạt 40,7 mg/L. Có sự khác biệt rất lớn về hàm lƣợng chất rắn lơ lửng giữa các vị trí quan trắc. Hàm lƣợng chất rắn lơ lửng trung bình thấp nhất (2,5 mg/L) tại trạm Hòa Bình trên sông Đà nơi có nhiều hồ chứa đƣợc vận hành và đạt giá trị cao nhất tại trạm Yên Bái (120,9 mg/L), nhánh chính sông Hồng phần thƣợng nguồn, nơi chỉ có 1 hồ chứa trên đất Trung Quốc. So với một số sông trên thế giới, ví dụ hàm lƣợng chất rắn lơ lửng sông Toudaoguai đạt 1900,5 mg/L; sông Tongguan đạt 3639,5 mg/L; sông Lijin đạt 3590 mg/L [51] thì hàm lƣợng chất rắn lơ lửng hiện nay của sông Hồng ở mức thấp.

3.2. BỐC THOÁT KHÍ CO2 TRONG HỆ THỐNG NƢỚC SÔNG HỒNG GIAI ĐOẠN HIỆN NAY (2019)

3.2.1. Áp suất riêng phần CO2 (pCO2) tại bề mặt nƣớc sông Hồng

từ thƣợng nguồn đến hạ lƣu

Bảng 3.4. Giá trị áp suất riêng phần CO2 (pCO2) (ppm) tại bề mặt nƣớc sông Hồng từ thƣợng nguồn đến hạ lƣu của 12 vị trí quan trắc trong năm 2019.

Tháng HB

YB

VQ

ST

HN

QC

NĐ GK

TP

BL

TL

SN

1376,0

764,3

718,9 1153,1

733,9

1008,6

808,4 1241,7

1514,1 1085,2 11434,8 6343,2

1518,0

814,8

731,5 1210,6

1053,4

618,7

669,3 1659,1

1591,1

800,4

6738,2 3596,2

1464,9

911,8

784,0

816,1

773,0

661,6

663,0 1031,6

1435,0 1642,7

5504,2 6348,8

1243,9

999,4 1003,5 1177,3

691,1

754,2

757,0 1017,1

1209,7

988,8

9775,9 4141,2

1436,8

1028,8

823,0 1160,9

823,2

1044,2

1079,9 2527,8

2675,2 1362,1

8084,5 6329,3

2801,4

1298,6 2284,1 1483,8

718,5

1658,2

660,9 1969,2

2632,5 2611,0

9866,3 5028,5

2505,2

890,4

842,8 1490,8

2792,3

1584,5

1301,6 1048,4

3569,0 1935,7

9561,0 6424,2

1395,0

2001,6

829,8 1907,9

2441,2

775,1

298,8 1257,8

1634,0 1364,7

6712,9 3870,7

1919,1

796,4 1330,9 1272,4

883,2

1575,1

1301,1 1720,3

2488,8 2002,0 11239,2 8252,7

1504,8

843,5

733,6 1201,4

869,5

1451,7

810,1

931,6

1685,9 1181,7 19099,3 8096,6

1398,8

732,8

838,1 1016,1

849,2

826,5

808,3 1317,1

1390,7

993,4 12325,1 5170,1

1479,1

796,9 1044,1 1049,9

907,3

851,2

755,4 1048,3

2697,0 1081,8

9507,9 7497,2

1670,2

989,9

997,0 1245,0

1128,0

1067,5

826,2 1397,5

2043,6 1420,8

9987,4 5924,9

TB

2801,4

2001,6 2284,1 1907,9

2792,3

1658,2

1301,6 2527,8

3569,0 2611,0 19099,3 8252,7

Cao nhất

1243,9

732,8

718,9

816,1

691,1

618,7

298,8

931,6

1209,7

800,4

5504,2 3596,2

thấp nhất

Hình 3.4. pCO2 trung bình (ppm) của các trạm

Giá trị pCO2 của các vị trí quan trắc biến đổi trong khoảng rất rộng, từ 298,8 – 19099,3 ppm, trung bình đạt 2391,5 ± 2893,5 ppm. Giá trị pCO2 trung bình của toàn hệ thống sông Hồng cao hơn một số sông: sông Metropolitan (2152 ppm), sông Jinshui (1147ppm), sông Daning (1198,2 ppm), sông Mississippi (1500 ppm). Nhƣng lại thấp hơn so với sông Amazon (4350 ppm), sông Yellow (2810 ppm), sông Zhuxi ( 2030,5 ppm) [27, 33, 52, 53, 54, 55, 56].

Giá trị trung bình pCO2 của 03 sông nhánh thƣợng lƣu (Hòa Bình, Yên Bái, Vụ Quang) là 1219,1 ± 529,8 ppm, thấp hơn so với giá trị trung bình sau khi hợp lƣu từ Sơn Tây, trục chính Hà Nội và các nhánh phân lƣu vùng hạ lƣu sông Hồng nhƣ Quyết Chiến, Trực Phƣơng, Gián Khẩu (chƣa tính đến các sông nội đô) (1292,5 ± 676,9 ppm) và thấp hơn so với giá trị tại cửa sông Ba Lạt (1420,8 ± 509,4 ppm). Đồng thời, các giá trị trung bình tại thƣợng lƣu nhỏ hơn rất nhiều (6,5 lần) so với giá trị trung bình của các sông nội đô (7956,2 ± 3389,4 ppm) (Bảng 3.4; Hình 3.4). So với nghiên cứu trƣớc đây của tác giả Đoàn Phương Kiều (2014), tại Hòa Bình (3828,3 ppm), Yên Bái (972,6 ppm),

Vụ Quang (1590ppm), Hà Nội (1411,9ppm), Ba Lạt (1486 ppm) trong nghiên cứu này cho thấy kết quả thấp hơn so với giai đoạn 2014 [57].

Hình 3.5. Biến đối giá trị pCO2 (ppm) theo các tháng tại các vị trí quan trắc năm 2019

Hình 3.5 cho thấy hầu hết các trạm có giá trị pCO2 có xu hƣớng cao hơn vào các tháng có nhiệt độ cao vào mùa mƣa, và giảm dần trong các tháng nhiệt độ thấp vào mùa khô.

Hình 3.6. Giá trị pCO2 (ppm) trrung bình mùa mƣa -khô tại các trạm quan trắc trên sông Hồng năm 2019

Hình 3.6 cho thấy, các giá tị trung bình pCO2 tại tất cả các vị trí quan trắc cao hơn vào mùa mƣa và thấp hơn vào mùa khô. Vào mùa khô, giá trị pCO2 của tất cả các trạm biến đổi trong khoảng lớn từ 743,6 – 9214,4 ppm, trung bình là 2102,2 ± 2587,7 ppm cao hơn trị trung bình mùa khô của sông Daning (1145.5 ± 1146.2 ppm) [54].

Giá trị trung bình pCO2 của 03 sông nhánh thƣợng lƣu (Hòa Bình, Yên Bái, Vụ Quang) là 1219 ± 303,8 ppm, cao hơn so với giá trị trung bình

(1049,1 ± 398,8ppm) sau khi hợp lƣu từ Sơn Tây, trục chính Hà Nội và các nhánh phân lƣu vùng hạ lƣu sông Hồng nhƣ Quyết Chiến, Trực Phƣơng, Gián Khẩu (chƣa tính đến các sông nội đô). Đồng thời cao hơn so với tại cửa sông Ba Lạt (1098,7 ± 285,9 ppm). Tuy nhiên, các giá trị trung bình tại thƣợng lƣu nhỏ hơn rất nhiều (3,5 lần) so với giá trị trung bình của các sông nội đô (7365,2 ± 2811,3 ppm) đƣợc thể hiện trong hình 3.6.

Vào mùa mƣa, giá trị pCO2 các trạm biến đổi trong khoảng lớn từ 908,7– 10760,5 ppm, trung bình là 2680,8 ± 3121,8 ppm cao hơn giá trị trung bình của sông Daning (1243.7 ± 1111.5 ppm) [48]. Giá trị trung bình pCO2 của 03 sông nhánh thƣợng lƣu (Hòa Bình, Yên Bái, Vụ Quang) là 1404 ± 646,7 ppm, thấp hơn so với giá trị trung bình (1520,2 ± 724,0 ppm) sau khi hợp lƣu từ Sơn Tây, trục chính Hà Nội và các nhánh phân lƣu vùng hạ lƣu sông Hồng nhƣ Quyết Chiến, Trực Phƣơng, Gián Khẩu (chƣa tính đến các sông nội đô). Thấp hơn so với tại cửa sông Ba Lạt (1740,9 ± 540,5 ppm). Tuy nhiên, các giá trị trung bình tại thƣợng lƣu nhỏ hơn rất nhiều (6,1 lần) so với giá trị trung bình của các sông nội đô (8547,1 ± 3918,6 ppm) đƣợc thể hiện trong hình 3.6.

3.2.2. Tốc độ bốc thoát CO2 (fCO2) từ bề mặt nƣớc sông Hồng vào

khí quyển

Bảng 3.5 trình bày kết quả tính toán giá trị trung bình tốc độ bốc thoát CO2 (mmol/m2/ngày) tại bề mặt nƣớc sông Hồng từ thƣợng nguồn đến hạ lƣu của 5 vị trí quan trắc trên các sông nhánh chính Đà, Thao, Lô và trên trục chính sông Hồng tại Hà Nội và Ba Lạt. Kết quả cho thấy giá trị fCO2 các trạm biến đổi trong khoảng lớn từ 7,1 –1389,6 mmol/m2/ngày, trung bình 5 vị trí đạt 355,4 ± 343 mmol/m2/ngày. So với kết quả nghiên cứu trƣớc và gần đây , thì giá trị trung bình fCO2 của 5vị trí trong hệ thống sông Hồng cao hơn so với một số sông nhƣ: sông Yellow (33,0 mmol/m2/ngày), sông Jinshui (342 mmol/m2/ngày), sông Daning (329,8 mmol/m2/ngày), đập Batman Dam Reservoir (32,88 mmol/m2/ngày). Lại tại giá trị trung bình này lại thấp hơn một số sông: sông Zhuxi (608,5 mmol/m2/ngày), sông Metropoli (446,5 mmol/m2/ngày), sông Amozon (559,3 mmol/m2/ngày) [27, 33, 53, 54, 55, 56].

Giá trị trung bình fCO2 của 03 sông nhánh thƣợng lƣu (Hòa Bình, Yên Bái, Vụ Quang) đạt 474,8 ± 337,1 mmol/m2/ngày, giá trị này cao hơn so với giá trị trung bình (324,6 ± 323 mmol/m2/ngày) tại trạm Hà Nội, trên trục chính của sông Hồng sau khi hợp lƣu 3 sông nhánh chính Thao, Đà và Lô. Giá trị này cũng cao hơn nhiều so với tại cửa sông Ba Lạt (28 ± 20,6 mmol/m2/ngày).

Bảng 3.5: Giá trị trung bình tốc độ bốc thoát CO2 (mmol/m2/ngày) tại bề mặt nƣớc sông Hồng từ thƣợng nguồn đến hạ lƣu của 5 vị trí quan trắc trên các sông nhánh chính Đà, Thao, Lô và trên trục chính sông Hồng tại Hà Nội và Ba Lạt.

Hòa Bình Vụ Quang

Yên Bái (YB) Hà Nội (HN) Ba Lạt (BL) (HB) (VQ)

Trung bình 713,8 326,7 383,9 324,6 28,0

Lớn nhất 1389,6 850,0 1386,9 1094,9 72,3

Nhỏ nhất 364,2 165,7 142,8 114,6 7,1

926,7 431,3 559,0 469,2 43,8 Trung bình mùa mƣa

500,8 238,3 208,9 180,1 12,3 Trung bình mùa khô

So với nghiên cứu trƣớc đây của tác giả Đoàn Phương Kiều (2014), tại Hòa Bình (448,82 mmol/m2/ngày), Yên Bái (193,88 mmol/m2/ngày), Vụ Quang (96,78 mmol/m2/ngày), Hà Nội (224,17 mmol/m2/ngày), Ba Lạt (188,76 mmol/m2/ngày) trong nghiên cứu này cho thấy kết quả cao hơn rất nhiều so với giai đoạn 2014, nhƣng lại thấp hơn so với trạm Ba Lạt (188,76) năm 2014 [57].

Hình 3.7: Biến đổi giá trị fCO2 (mmol/m2/ngày) theo các tháng quan trắc tại 5 vị trí năm 2019

Hình 3.8 : Giá trị trung bình tốc độ bốc thoát fCO2 của 5 trạm trạm quan trắc năm 2019 trên sông Hồng

Hình 3.9 : Giá trị trung bình fCO2 vào mùa mƣa và mùa khô tại 5 vị trí quan trắc năm 2019

Vào mùa khô giá trị fCO2 tại các trạm biến đổi trong khoảng lớn từ 7,1 – 574,6 mmol/m2/ngày, trung bình là 224,9 mmol/m2/ngày. Giá trị trung bình fCO2 của 03 sông nhánh thƣợng lƣu (Hòa Bình, Yên Bái, Vụ Quang) là 310,6 mmol/m2/ngày, giá trị này cao hơn so với giá trị trung bình (180,1 mmol/m2/ngày) sau khi hợp lƣu trục chính tại trạm Hà Nội. Và đồng thời cao hơn nhiều so với tại cửa sông Ba Lạt (12,3 mmol/m2/ngày).

Vào mùa mƣa giá trị fCO2 các trạm biến đổi trong khoảng lớn từ 25,4 – 1389,6 mmol/m2/ngày, trung bình là 486,8 mmol/m2/ngày. Giá trị trung bình fCO2 của 03 sông nhánh thƣợng lƣu (Hòa Bình, Yên Bái, Vụ Quang) là 639 mmol/m2/ngày, giá trị này cao hơn so với giá trị trung bình (469,2 mmol/m2/ngày) sau khi hợp lƣu tại trục chính Hà Nội. Và đồng thời cao hơn nhiều so với tại cửa sông Ba Lạt (43,8 mmol/m2/ngày).

Giá trị fCO2 vào mùa mƣa cao hơn mùa khô trên hệ thống sông Hồng cũng đã đƣợc quan sát trong nghiên cứu trƣớc đây, và một số sông trên thế giới.

Đánh giá chung, tốc độ bốc thoát CO2 có sự thay đổi theo không gian và theo mùa đáng kể. Ở vùng thượng nguồn của hệ thống sông Hồng, sông Đà tại trạm Hòa Bình có tốc độ bốc thoát khí CO2 lớn nhất. Từ Hà Nội về Ba Lạt, , tốc độ bốc thoát CO2 có xu hướng giảm. Mùa mưa thường có tốc độ bốc thoát CO2 cao hơn mùa khô khi gia tăng lưu lượng nước sông và gia tăng nhiệt độ trong mùa mưa so với mùa khô.

3.3. ẢNH HƢỞNG CỦA CÁC HOẠT ĐỘNG CỦA CON NGƢỜI TỚI BỐC THOÁT KHÍ CO2 TỪ HỆ THỐNG SÔNG HỒNG

Kết quả phân tích mối liên hệ giữa giá trị pCO2 và fCO2 cho thấy các giá trị bốc thoát CO2 trên hệ thống sông Hồng có mối tƣơng quan dƣơng với nhiệt độ nƣớc sông. Các thông số khác về chỉ tiêu chất lƣợng nƣớc và lƣu lƣợng nƣớc không thể hiện mối tƣơng quan rõ rệt. Hàm lƣợng Chl a khá thấp trong nƣớc sông Hồng và mối tƣơng quan không rõ rệt giữa Chl a và pCO2 và fCO2 chứng tỏ cacbon nội sinh trong hệ thống sông Hồng là không đáng kể (Bảng 3.6).

Bảng 3.6: Mối tƣơng quan giữa các thông số môi trƣờng, chất lƣợng nƣớc và pCO2/fCO2 , phần mềm thống kê R version [40].

pH

P tổng

Silic

POC

COD Chl-a

TSS

Độ muối HCO3

pCO2

fCO2

Nhiệt độ

Lƣu lƣợng

pH

1 Nhiệt độ

0,056

1 Độ muối

0,367**

-0,127

1 HCO3

0,283*

-0,350**

0,216

1 P tổng

0,137

0,154

-0,100

-0,045

1 Silic

-0,136

-0,060

-0,427**

-0,357 0,454

1 POC

0.300*

0,176

0,053

-0,187

0.408** 0.291*

1 COD

0,313*

0,015

0,894**

0,134

0,061

-0,247

0,157

1 Chl-a

0,094

-0,213

0,224

0,187

-0,002

0,012

0,181

1 TSS

0,246

0,152

0,014

-0,225

0,361**

0,242 0,827** 0,037

0,022

1 0,042

-0,075

-0,258*

0,138

0,036

0,031

0,026

-0,158

-0,143

1 0,431**

pCO2

-0,135

-0,242

-0,170

0,069

0,043

-0,088

-0,273* -0,272*

-0,079

0,690**

1 0,342**

fCO2

0,238

-0,398**

0,039

-0,142

-0,177

-0,237

-0,062

0,040

0,041

-0,099

0,387**

0,254

1 Lƣu lƣợng nƣớc

Chú thích: ( * ) Mức độ tƣơng quan là 0.05

(**) Mức độ tƣơng quan là 0.01

3.3.1. Ảnh hƣởng của xây dựng và vận hành các hồ chứa

Hồ và hồ chứa đóng vai trò rất quan trọng trong việc lƣu giữ trầm tích của nƣớc sông [3, 4] và đồng thời là nguồn tiềm năng cung cấp cacbon, đặc biệt là đối với dòng sông có lắng đọng trầm tích cao. Do hồ chứa đƣợc xây dựng rất phổ biến trên các dòng sông ở Châu Á nơi có hàm lƣợng TSS lớn, nên các hồ chứa ở Châu Á có vai trò rất quan trọng trong phân bố và chuyển tải trầm tích và các cacbon không tan, cũng nhƣ cacbon bốc thoát từ bề mặt nƣớc trong chu trình cacbon toàn cầu. Trên hệ thống sông Hồng, nhƣ đã trình bày ở trên, ngoài các hồ chứa lớn có thể kể đến nhƣ hồ Hòa Bình, Sơn La, Lai Châu, Huội Quảng, Tuyên Quang, Thác Bà... một loạt các hồ chứa nhỏ và trung bình cũng đã và đang đƣợc xây dựng trên địa phận Trung Quốc và Việt Nam. Đã có một số nghiên cứu đánh giá ảnh hƣởng của xây dựng hồ chứa Hòa Bình và Thác Bà tới việc suy giảm tải lƣợng TSS [ 5, 58] và suy giảm các chất gắn kết nhƣ nitơ và phôtpho của hệ thống sông Hồng cho giai đoạn 1960 – 2009. Nghiên cứu của [ 5, 59] cho thấy chuyển tải TSS và POC của hệ thống sông Hồng trong giai đoạn 2006 - 2009 thay đổi theo mùa, và chịu tác động mạnh của quá trình xói mòn trong lƣu vực và suy giảm các chất hữu cơ không tan (POC) cũng nhƣ tổng tải lƣợng cacbon trong giai đoạn 1960-2015 [8, 9]. Tính trong giai đoạn 10 năm gần đây, nhiều hồ chứa mới đã và đang đƣợc xây dựng do nhu cầu sử dụng nƣớc cho điện năng, công nghiệp, nông nghiệp và sinh hoạt. Nghiên cứu gần đây [8, 9] cho thấy hàm lƣợng và tải lƣợng TSS của hệ thống sông Hồng đã giảm rõ rệt, dẫn đến hàm lƣợng các chất hữu cơ (POC và COD) khá thấp quan sát đƣợc ở hạ lƣu sông Đà trong - cũng thấp nhất nghiên cứu này. Kết quả quan trắc cho thấy hàm lƣợng HCO3 tại vị trí Hòa Bình trên sông Đà so với các sông nhánh Thao và Lô. Nhƣ đã biết, lƣu vực sông Đà có dân số thấp, diện tích rừng chiếm chủ yếu trong hiện trạng sử dụng đất, đồng thời sự có mặt của hồ chứa có vai trò lƣu giữ cát bùn lơ lửng và các chất gắn kết trong đó có cacbon hữu cơ, phản ánh hàm lƣợng cacbon thấp ở hạ lƣu nƣớc sông Đà. Tuy nhiên, giá trị pCO2 và fCO2 tại trạm Hòa Bình cao hơn so với các vị trí khác trên sông nhánh thuộc hệ thống sông Hồng. Điều này có thể gợi ý về ảnh hƣởng của hồ chứa tới bốc thoát CO2 trên sông Đà.

Việc xây dựng các hồ chứa làm thay đổi đáng kể chế độ dòng chảy sông [3], cũng nhƣ lƣu giữ chất dinh dƣỡng (N, P và Si) trong lòng hồ chứa đã đƣợc quan sát thấy trên thế giới [60, 61]. Một số nghiên cứu gần đây cho thấy khi lƣợng lớn cát bùn bị lƣu giữ trong các hồ chứa, gắn kết với các chất hữu cơ không tan POC, có thể liên quan đến phát thải khí gây hiệu ứng nhà kính từ các bề mặt hồ chứa. Tuy nhiên, luận văn này chƣa đề cập tới bốc thoát CO2 từ bề mặt các hồ chứa trên sông Hồng mà mới chỉ quan sát thấy giá trị bốc thoát CO2 tại vị trí trên sông Đà nơi có hàng loạt hồ chứa đƣợc xây dựng cao hơn so với các sông nhánh khác mặc dù giá trị bicacbonat khá thấp.

- và CO3

3.3.2. Ảnh hƣởng của thay đổi sử dụng đất

Một số tác động khác của con ngƣời đến thay đổi sử dụng đất nhƣ phá rừng, xây dựng nhiều đô thị, mở rộng đất canh tác, sản xuất nông nghiệp, cũng gây ảnh hƣởng tới hàm lƣợng TSS, cacbon và bốc thoát khí chứa cacbon từ các hệ thống sông. Zhang và Lu, [60] cho rằng nếu độ che phủ của thảm thực vật cao, xói mòn và rửa trôi trong lƣu vực sẽ giảm, hàm lƣợng TSS và -, thành phần chủ yếu của độ kiềm trong nƣớc sông sẽ giảm theo, và ion HCO3 thƣờng dẫn tới giảm pCO2 và giảm tốc độ bốc thoát cacbon từ các hệ thống sông. Các tác giả [62] đã nhấn mạnh tốc độ bốc thoát khí chứa cacbon từ bề mặt nƣớc mặt (bao gồm cả các hồ và hồ chứa trên hệ thống sông) đƣợc kiểm 2- trong nƣớc sông/hồ, và quan trọng soát bằng độ bão hòa của HCO3 hơn là từ cacbon hữu cơ có nguồn gốc từ xói mòn/rửa trôi đất [62]. Nghiên cứu của Li và Bush (2015)[ 63] đã chứng minh rằng nạn phá rừng và mở rộng canh tác nông nghiệp ở lƣu vực sông Mê Công làm tăng tốc độ phong hóa hóa học và xói mòn vật lý, dẫn đến những thay đổi về bốc thoát khí CO2 từ bề mặt nƣớc sông. Nghiên cứu đối với sông Godavari cho thấy pCO2 có thể đạt tới giá trị rất cao (lên tới 30.000 ppm) do xói lở ở quy mô lớn vì nạn phá rừng trong lƣu vực, làm gia tăng cacbon hữu cơ từ đất đổ vào sông, đặc biệt là trong mùa mƣa [64].

Các hoạt động canh tác và sản xuất nông nghiệp trong lƣu vực có thể ảnh hƣởng đến hàm lƣợng HCO3- trong các hệ thủy văn. Đất canh tác nông nghiệp, trong các vùng khí hậu nhiệt đới mƣa nhiều, thƣờng đƣợc bổ sung các

khoáng chất cacbonat nhằm cải tạo đất [65]. Vì vậy, rửa trôi đất canh tác nông - trong các thủy vực. Mặt khác, nghiệp có thể làm gia tăng hàm lƣợng HCO3 nghiên cứu về sông Yellow cho thấy giá trị pCO2 thấp do trong lƣu vực chủ yếu là diện tích đồng cỏ làm hạn chế xói mòn, đồng thời giá trị pH cao trong nƣớc tƣới tiêu canh tác, khi đƣợc đổ vào sông làm tăng pH trong nƣớc sông, dẫn đến giảm pCO2 .

- trong nghiên cứu này cho thấy các giá trị nhỏ nhất luôn quan trắc đƣợc tại vị trí Hòa Bình trên sông Đà. Điều này có thể giải thích do trong lƣu vực sông Đà là nơi có mật độ dân cƣ thƣa thớt, và diện tích đất rừng bao phủ chủ yếu lƣu vực (> 70% tổng diện tích lƣu vực), đồng thời trên sông Đà có hàng loạt hồ chứa đƣợc xây dựng gần đây trên cả địa phận Việt Nam và Trung Quốc. Nhƣ vậy, mật độ dân cƣ thấp cùng với ảnh hƣởng của các hoạt động của con ngƣời (ví dụ:diện tích đất canh tác nhỏ) trong lƣu vực thấp, có mức độ tác động thấp đến hàm lƣợng HCO3

Kết quả quan trắc HCO3

3.3.3. Ảnh hƣởng của gia tăng dân số

Gia tăng dân số và đô thị có ảnh hƣởng không nhỏ đến xả thải các chất hữu cơ vào các hệ thống sông. Sông Tô Lịch- Nhuệ là hệ thống sông đô thị vùng đồng bằng điển hình, đƣợc coi nhƣ hệ thống dẫn nƣớc thải của thành phố Hà Nội và bị ô nhiễm các hữu cơ rõ rệt , đồng thời lƣu lƣợng nƣớc sông thấp (30 m3/s) [66]. Do nhận một lƣợng lớn nƣớc thải sinh hoạt hầu nhƣ không qua xử lý (khoảng 140.000 m3/ngày đêm) của thành phố Hà Nội [67] nên nƣớc sông bị ô nhiễm nặng, đặc biệt là các chất hữu cơ với hàm lƣợng COD khoảng 170 - 350 mg/L [68, 69], đồng thời hàm lƣợng oxy hòa tan trong nƣớc sông rất thấp (<1mg/L). Kết quả của nghiên cứu này cũng cho thấy hàm lƣợng COD và POC trong nƣớc sông Tô Lịch và Nhuệ (4,4 - 76,2 ; 3,6 – 57,1 mg/l tƣơng ứng) cũng cao hơn rất nhiều so với các vị trí trên sông - trung nhánh sông Hồng. Hơn nữa, nhƣ đã trình bày ở trên, hàm lƣợng HCO3 bình tại 2 vị trí lấy mẫu sông nội đô (sông Nhuệ và Tô Lịch) cao hơn từ 1,8 đến 3,0 lần so với các vị trí quan trắc trên các nhánh chính sông Hồng. Sự khác biệt về kết quả quan trắc của sông Tô Lịch và sông Nhuệ so với các vị trí lấy mẫu thƣợng nguồn phản ánh tác động rõ rệt của nƣớc thải đô thị tới chất

lƣợng nƣớc sông, bao gồm nguồn cacbon đổ vào sông. Quá trình phân hủy yếm khí các chất hữu cơ sinh ra một lƣợng lớn CO2 trong hệ thống sông đô thị Tô Lịch và Nhuệ, và do đó, áp suất riêng phần pCO2 và tốc độ bốc thoát CO2 trong các hệ thống sông đô thị cao hơn rất nhiều so với các sông nhánh chính ở thƣợng lƣu sông Hồng.

Một số kết quả nghiên cứu trên thế giới cũng cho thấy ảnh hƣởng rõ rệt của gia tăng dân số, nƣớc thải đô thị tới giá trị pCO2 và tốc độ bốc thoát CO2 từ bề mặt sông. Kết quả nghiên cứu về pCO2 trong nƣớc sông Yangtze cho thấy giá trị pCO2 gia tăng, chịu ảnh hƣởng từ gia tăng dân số và gia tăng đất đô thị trong lƣu vực trong những thập kỷ gần đây [33]. Ngoài ra, giá trị pCO2 rất cao tại một số cửa sông trên thế giới là kết quả của các tác động khác nhau của con ngƣời. Ví dụ, giá trị pCO2 lên đến ∼ 25.000 ppm đƣợc đo tại cửa sông Rhine [70] hoặc lên tới 15.200 ppm trong cửa sông Scheldt do nhận một lƣợng lớn các chất ô nhiễm trong lƣu vực đổ ra cửa sông [33]. Theo quan điểm ngày càng tăng dân số và đô thị hóa , kết quả sẽ thay đổi về mức độ và cƣờng độ phát thải CO2 trong khu vực ngày càng tăng.

3.4. ẢNH HƢỞNG CỦA MỘT SỐ YẾU TỐ KHÁC TỚI BỐC THOÁT KHÍ CO2 TỪ HỆ THỐNG SÔNG HỒNG

3.4.1. Các điều kiện tự nhiên

* Khí hậu và thủy văn

Các nghiên cứu trƣớc đây chỉ ra rằng nhiệt độ có thể làm thay đổi giá trị pCO2 và fCO2 của sông [ 71, 72, 73, 74]. Dessert và cs [75] cho rằng gia tăng nhiệt độ thúc đẩy quá trình phong hóa hóa học, dẫn đến gia tăng hàm lƣợng DIC trong nƣớc sông. Nhiệt độ gia tăng làm giảm độ hòa tan CO2, nhƣng lại làm tăng quá trình phân hủy chất hữu cơ, tạo ra nhiều khí CO2 hơn trong nƣớc sông. Mặt khác, một số nghiên cứu cũng cho thấy vào ban ngày, sự quang hợp của thực vật phù du trong nƣớc sông có thể ảnh hƣởng mạnh đến pCO2 gây giảm CO2 vào ban ngày vào tăng CO2 vào ban đêm [76]. Nghiên cứu [71] cho thấy có sự biến đổi lớn về không gian và thời gian về

pCO2 và fCO2 tại nƣớc bề mặt của vùng biển lớn nhất của Bắc Thái Bình Dƣơng, Biển Đông.

Lƣợng mƣa cũng ảnh hƣởng đến hàm lƣợng cacbon và bốc thoát cacbon từ các hệ thống sông, đặc biệt là vùng khí hậu nhiệt đới [27]. Gia tăng lƣợng mƣa làm gia tăng xói mòn và rửa trôi trong lƣu vực, dẫn đến gia tăng cacbon đổ vào các hệ thống sông. Nghiên cứu về sông Longchuan [72] và sông Xijiang [77] cho thấy giá trị pCO2 tăng đáng kể khi lƣợng mƣa và lƣu lƣợng nƣớc sông tăng và quá trình rửa trôi/xói mòn diễn ra mạnh mẽ trong lƣu vực. Kết quả nghiên cứu về sông Godavari ở Indonesia cho thấy pCO2 tăng rất cao (lên tới 30.000 ppm) trong mùa mƣa lũ, và giá trị rất thấp (<500 ppm) đƣợc quan trắc thấy trong mùa khô [64]. Kết quả quan trắc về sông Hồng năm 2019 của chúng tôi cho thấy giá trị pCO2 và fCO2 vào mùa mƣa cao hơn so với mùa khô do gia tăng lƣu lƣợng nƣớc sông.

Ở các khu vực hạ lƣu, cửa sông ven biển, bốc thoát cacbon lại liên quan nhiều tới các yếu tố thủy văn. Nghiên cứu các tác giả [78] cho thấy tại con lạch thủy triều ở vịnh Monreton, Australia tốc độ bốc thoát khí CO2 từ giao diện nƣớc – không khí phụ thuộc vào thời gian, chế độ thủy triều và mùa trong năm.

* Lưu lượng nước

Một yếu tố quan trọng khác ảnh hƣởng đến pCO2 và fCO2 biến đổi theo mùa ở hạ lƣu sông Hồng chính là lƣu lƣợng nƣớc sông. Các thông số pCO2 và fCO2 đƣợc quan sát thấy cao hơn vào mùa mƣa. Ở vùng nhiệt đới mùa mƣa thƣờng có pCO2 cao hơn mùa khô vì lƣợng mƣa lớn gây ra chất hữu có cao.

- thay đổi theo mùa tại tất cả các vị trí lấy mẫu trên sông Hồng và sông nội đô cho thấy hàm lƣợng - thƣờng cao hơn vào mùa khô (các tháng 1, 2, 3, 4, 11 và 12), và thấp HCO3 hơn vào mùa mƣa (từ tháng 5 đến tháng 10), tại hầu hết các điểm quan trắc, ngoại trừ điểm Hòa Bình trên sông Đà. Điều này chứng tỏ có sự pha loãng, - trong nƣớc sông vào mùa mƣa, khi lƣu lƣợng suy giảm hàm lƣợng HCO3 nƣớc sông tăng. Sự biến đổi theo quy luật này cũng đã đƣợc quan sát thấy ở

Trong nghiên cứu này, giá trị trung bình HCO3

một số sông trên thế giới nhƣ: sông Xijiang [79], sông Longchuanjiang [80],….

* Địa chất

- trong nƣớc sông khi so sánh hàm lƣợng HCO3

Phần thƣợng nguồn của sông Hồng nằm ở khu vực miền núi, nơi xói mòn hóa học và cơ học là một trong số cao nhất thế giới (500 mm mỗi 1000 năm) [50], có thể đƣợc bao gồm trong pCO2 tăng các giá trị đo đƣợc. Địa chất của thƣợng nguồn Sông Hồng bị chi phối bởi các đá trầm tích nguyên sinh tổng hợp, với sự đóng góp khác nhau của silic hoặc đá cacbonat. Khi có mƣa lớn, xói mòn đất đá có thể làm tăng pCO2 trong nƣớc sông nhánh Thao, Đà và Lô khoảng 2 đến 14 lần. Kết quả của chúng tôi cho thấy giá trị trung bình pCO2 của hạ lƣu sông Hồng (1304,1 ± 613,2 ppm) gần với giá trị của một số dòng sông châu Á nhƣ hạ lƣu sông MeKong, 703 -1597 ppm [81]; sông Longchuan, 2101 - 2601 ppm [72]; các sông Changjiang, 1297 ± 901 ppm [4], và sông Yellow, 2811 ± 1986 ppm [33]. Tuy nhiên, giá trị pCO2 rất cao, lên tới 11 000 ppm, cũng đƣợc quan sát cho các con sông châu Á khác, nhƣ sông Xijiang [77].

Theo các nghiên cứu trƣớc đây, sự phong hóa và các đặc điểm địa chất - trong các dòng sông lớn trên là yếu tố chi phối chủ yếu đến hàm lƣợng HCO3 thế giới và cho rằng các lƣu vực có tỷ lệ đá cacbonat (đá vôi) cao thƣờng có - cao trong nƣớc sông. Mặc dù vậy, Cai và cs [82] cho rằng hàm lƣợng HCO3 diện tích đá cacbonat trong lƣu vực không phải là yếu tố quyết định hàm - và tỷ lệ diện tích lƣợng HCO3 đá cacbonat trong một số lƣu vực sông lớn trên thế giới.

Trong lƣu vực sông Hồng, vùng đồi núi tạo nên một phần diện tích lớn ở thƣợng nguồn có độ xói mòn cao. Nền địa chất của vùng thƣợng nguồn có cấu tạo địa chất rất phức tạp đƣợc đặc trƣng bởi đá vôi và silic trong khi vùng đồng bằng phần lớn là do đất phù sa bồi tụ. Kết quả quan trắc hàm lƣợng - cho thấy không có sự khác biệt rõ rệt giữa các điểm quan trắc trên các HCO3 sông nhánh, trục chính sông Hồng, ngoại trừ các giá trị đặc biệt cao luôn quan trắc đƣợc tại các sông đô thị (Tô Lịch, Nhuệ); Nhƣ vậy, có thể thấy đối với hệ thống sông đô thị, tác động từ các nguồn nƣớc thải đóng vai trò quan trọng

hơn rất nhiều so với đặc điểm địa chất, đặc biệt đối với sông nhận nƣớc thải không qua xử lý hoặc xử lý không triệt để nhƣ hệ thống sông Tô Lịch – Nhuệ trong nghiên cứu này.

3.4.2. Các yếu tố môi trƣờng

Hình 3.5 cho thấy hầu hết các trạm có hiện tƣợng tăng pCO2 vào các tháng có nhiệt độ cao vào mùa mƣa, và giảm dần trong các tháng nhiệt độ thấp vào mùa khô. Vì vậy ta có thể thấy nhiệt độ ảnh hƣởng nhiều đến hàm lƣợng pCO2 trong hệ thống sông Hồng . Đối với sông nội đô, pCO2 của sông Nhuệ thấp hơn so với sông Tô Lịch do bị pha loãng khi Tô Lịch nhập lƣu vào sông Nhuệ.

Phát thải cacbon dioxit (CO2) qua không khí - nƣớc từ các mạng lƣới sông đóng vai trò quan trọng trong chu trình cacbon. Tuy nhiên, có thể có sai số lớn đối với các phép đo tại hiện trƣờng thƣờng. Trong khi quá trình xử lý cacbon (C) có thể bị ảnh hƣởng mạnh mẽ bởi các hoạt động nhân tạo ở vùng đô thị hóa nhanh chóng. Nghiên cứu [71] cho thấy khi hàm lƣợng cacbon hữu cơ và chất dinh dƣỡng tăng sẽ dẫn đến tăng CO2 trong nƣớc.

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

1. Kết luận

- trung bình tại 12 vị trí quan trắc trên hệ thống sông Hồng dao động trong khoảng rất rộng từ 87,3 – 423,9 mg/L, trung bình đạt 149,5 ± 89,4 mg/L cho toàn bộ hệ thống. Hàm lƣợng cacbon hữu cơ (POC và COD) của toàn bộ hệ thống sông Hồng quan trắc trong năm 2019 đạt trung bình thể hiện cụ thể: 2,2 ± 1,1 mgC/L và 31,6 ± 22,7 mg/L tƣơng ứng, có xu hƣớng mùa mƣa cao hơn mùa khô. Hàm lƣợng Chl a rất thấp (0,2 ± 0,1 µgChl-a/L) chứng tỏ nguồn cacbon trong nƣớc hệ thống sông Hồng chủ yếu đến từ nguồn ngoại lai (rửa trôi, xói mòn, nƣớc thải đô thị). Có sự khác biệt đáng kể giữa hàm lƣợng cacbon (vô cơ và hữu cơ) trong nƣớc sông đô thị (Tô Lịch, Nhuệ) với các vị trí khác trên sông nhánh chính và phân lƣu của sông Hồng, phản ánh ảnh hƣởng rõ rệt của gia tăng dân số và nƣớc thải sinh hoạt tới ô nhiễm hữu cơ trong nƣớc sông đô thị vùng đồng bằng sông Hồng.

Kết quả nghiên cứu năm 2019 cho thấy, hàm lƣợng HCO3

Giá trị áp suất riêng phần pCO2 của các vị trí quan trắc biến đổi trong khoảng rất rộng, từ 298,8 – 19099,3 ppm, trung bình đạt 2391,5 ± 2893,5 ppm. Vào mùa khô, giá trị pCO2 (2102,2 ± 2587,7 ppm) thấp hơn so với mùa mƣa (2680,8 ± 3121,8 ppm). Điều này dẫn đến giá trị tốc độ bốc thoát CO2 (fCO2) tại bề mặt nƣớc-không khí tại các trạm biến đổi trong khoảng lớn từ 7,1 –1389,6 mmol/m2/ngày, trung bình đạt 355,4 ± 343 mmol/m2/ngày. Giá trị trung bình fCO2 của 03 sông nhánh thƣợng lƣu (Hòa Bình, Yên Bái, Vụ Quang) đạt 474,8 ± 337,1 mmol/m2/ngày, giá trị này cao hơn so với giá trị trung bình (324,6 ± 323 mmol/m2/ngày) tại trạm Hà Nội và Ba Lạt, hạ lƣu hệ thống sông Hồng.

Giá trị pCO2 và fCO2 của hệ thống sông Hồng trong nghiên cứu này cho thấy ảnh hƣởng rõ rệt của hồ chứa, hiện trạng sử dụng đất, và các yếu tố địa chất – thủy văn tới tốc độ bốc thoát cacbon của hệ thống sông Hồng. pCO2 và fCO2 vào mùa mƣa cao hơn so với mùa khô phản ảnh ảnh hƣởng của chế độ khí tƣợng-thủy văn và quá trình rửa trôi, xói mòn cung cấp cacbon trong lƣu vực đổ vào môi trƣờng nƣớc sông.

2. Kiến nghị

Do thời gian có hạn nên đề tài mới chỉ tính toán đƣợc 5 trạm trong hệ thống sông Hồng, đặc biệt chƣa thu thập đầy đủ một số thông số thủy văn (cho một số trạm còn lại) cần thiết cho việc tính toán tốc độ bốc thoát khí CO2 trong năm 2019 và đánh giá một số yếu tố ảnh hƣởng đến tốc độ bốc thoát khí CO2. Ảnh hƣởng của xói mòn - rửa trôi, ảnh hƣởng của chế độ khí hậu - thủy văn, vận hành hệ thống hồ chứa và một số yếu tố khác cũng cần đƣợc làm rõ, đặc biệt trong chuỗi thời gian từ 1960 - nay.

Nghiên cứu tiếp theo đánh giá về pCO2 và fCO2 của hệ thống sông đô thị trong vùng đồng bằng là cần thiết nhằm đánh giá ảnh hƣởng của dân số và đô thị tới bốc thoát cacbon trong các hệ thống sông ô nhiễm nặng chất hữu cơ.

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1. Milliman, J.D. and Syvitski, J.P.M. (1992) Geomorphic/tectonic control of sediment discharge to the ocean: the importance of small mountainous rivers. Journal of Geology, 100, 525-544.

2. Walling, D.E. and Fang, D. (2003). Recent trends in the suspended sediment

loads of the world's rivers. Global and Planetary Change 39 (1-2), 111-126.

3. Vörösmarty, C. J., K. P. Sharma, B. M. Fekete, A. H. Copeland, J. Holden, J. Marble, and J. A. Lough (1997), The Storage and aging of continental runoff in large reservoir systems of the world, Ambio, 26(4), 210–219.

4. Wang, F., Wang, Y., Zhang, J., Xu, H., and Wei, X. (2007) Human impact on the historical change of CO2 degassing flux in the River Changjiang, Chem. Trans., Doi:10.1186/1467-4866-8-7.

5. Dang, T.H., Coynel, A., Orange, D., Blanc, G., Etcheber, H., and Le, L.A. (2010). Long-term monitoring (1960–2008) of the river-sediment transport in the Red River Watershed (Vietnam): Temporal variability and dam-reservoir impact, Sci Total Environ., 408, 4654–4664

6. Vo T.C., (1998). Forests on the Red river Basin, Vietnam. Institute of forestry investment and planning. Proceedings of International Conference on Economic development and environmental protection of the Yuan-Red River watershed, Hanoi 4th-5th Mar.

7. Thi Phuong Quynh Le, VN Dao, E Rochelle-Newall, J Garnier, XX Lu, G Billen, TT Duong, CT Ho, H Etcheber, TMH Nguyen, TBN Nguyen, BT Nguyen, ND L and Pham QL. (2017). Total organic carbon fluxes of the Red River system (Vietnam). Earth surface processes and landforms. Vol 42(9): 1329–1341. DOI:10.1002/esp.4107.

8. Le TPQ, Le ND, Dao VN, Rochelle-Newall E, Marchand C, Nguyen TMH, Duong TT. (2018a). Longterm variation of the carbon flux of the Red River (Vietnam). Environmental Earth Science. Vol 77(18): 658. DOI: 10.1007/s12665-018-7851-2.

9. Le TPQ, C Marchand, PK Doan, CT Ho, DA Vu, TMH Nguyen and ND Le. (2018b). Carbon dynamic and CO2 emission from the lower Red River (Vietnam). Biogeosciences discussion. https://doi.org/10.5194/bg-2017-505.

10. Battin TJ, Sebastiaan Luyssaert, Louis A. Kaplan, Anthony K. Aufdenkampe, Andreas Richter and Lars J. Tranvik. (2009). The boundless carbon cycle. Nature Geoscience 2, 598-600.

11. Vũ Tự Lập, (2012). Địa lý tự nhiên Việt Nam, NXB Đại học Sƣ phạm.

12. Nguyễn Văn Cƣ và cộng sự (2005), Báo cáo tổng kết đề án: Xây dựng đề án tổng thể bảo vệ môi trƣờng lƣu vực sông Nhuệ và sông Đáy, Viện Địa lý, Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam. Phần 2.2

13. Đỗ Đình Thuận, (2017). Địa chất, địa mạo và tính chất vùng Đồng bằng sông

Hồng. Viện Thổ nhƣỡng – Nông hóa. Phần 2.

14. Ha, V.K., Vu, T. M. H. (2012) Analysis of the effects of the reservoirs in the upstream Chinese section to the lower section flow of the Da and Thao Rivers. Journal of Water resources and Environmental Engineering (in Vietnamese) 38, 3 – 8.

15. Tổng cục thống kê. (2019). Báo cáo Kết quả điều tra suy rộng mẫu Tổng điều

tra dân số và nhà ở 01/4/2009.

16. Tổng cục thống kê. (2019). Dân số trung bình phân theo địa phƣơng qua các

năm.

17. Tổng cục thống kê, (2019). Tình hình kinh tế - xã hội 9 tháng đầu năm 2019.

18. Bộ Tài nguyên và Môi trƣờng (2012), Báo cáo hiện trường môi trường quốc gia 2012, môi trường nước mặt, Hà Nội. Http://ceid.gov.vn/bao-cao-moi- truong-quoc-gia-2012-bao-cao-moi-truong-nuoc-mat/.

19. Trung tâm Địa lý môi trƣờng ứng dụng, Liên hiệp các hội Khoa học kỹ thuật Việt Nam (2003), Báo cáo tổng kết đề tài “Khảo sát bổng sung tài liệu phục vụ nhiệm vụ đánh giá hiện trạng môi trường nước lưu vực sông Nhuệ, hạ lưu sông Đáy tỉnh Hà Nam làm cơ sở khoa học cho việc xây dựng đề án tổng hợp môi trường lưu vực sông”, 74 trang.

20. Sở Tài Nguyên và Môi trƣờng Hồ Chí Minh (2016), Báo cáo HTMT thành

phố Hà Nội - chủ đề “Môi trường nước mặt”, tháng 11/2016.

21. Quản lý chất thải nguy hại bệnh viện. Http://www.moitruongdangquang.com.

22. Trần Quang Toàn, Doãn Ngọc Hải, Nguyễn Hữu Hạnh, Nguyễn Phƣơng Hằng, Nguyễn Linh Chi. (2016). Thực trạng quản lý và xử lý nƣớc thải y tế tại một số bệnh viện. Tạp chí Y học dự phòng, tập XXVI, số 11 (184): 235- 241.

23. Nguyễn Thanh Hà, 2015. Hƣớng dẫn áp dụng công nghệ xử lý nƣớc thải y tế.

NXB Y học. 82 trang.

24. Nguồn gốc phát và ứng dụng thực tiễn. khí CO2

sinh https://vietchem.com.vn/tin-tuc/khi-co2-la-gi.html.

25. Bauer, J. E., Cai, W.-J., Raymond, P. A., Bianchi, T. S, Hopkinson, C.S. and Regnier, P.A.G. (2013) The changing carbon cycle of the coastal ocean, Nature, 504(7478), 61–70, doi:10.1038/nature12857.

26. Regnier, P., Friedlingstein, P., Ciais, P., Mackenzie, F. T., Gruber, N., Janssens, I. A., Laruelle, G. G., Lauerwald, R., Luyssaert, S., Andersson, A. J., Arndt, S., Arnosti, C., Borges, A. V., and Dale, A.W. (2013) Anthropogenic perturbation of the carbon fluxes from land to ocean, Nat. Geosci., 6(8), 597–607, doi:10.1038/ngeo1830.

27. Richey JE., Melack JM., Aufdenkampe AK., Ballester VM. and Hess LL. (2002). Outgassing from Amazonian rivers and wetlands as a large tropical source of atmospheric CO2. Nature 416, 617–620.

28. Laruelle, Y., Y. Bai, Q. Li and H. Jiang, (2018), Satellite remote sensing retrieval of aquatic pCO2 in summer in the Pearl River estuary. Journal of Marine Sciences 36(2), 1-11 (in Chinese with English abstract).

29. Raymond, P. A., J. Hartmann, R. Lauerwald, S. Sobek, C. McDonald, M. Hoover, D. Butman, R. Striegl, E. Mayorga, and C. Humborg (2013), Global carbon dioxide emissions from inland waters, Nature, 503(7476), 355–359.

30. Butman, D., and P. A. Raymond (2011), Significant efflux of carbon dioxide from streams and rivers in the United States, Nat. Geosci., 4(12),839–842.

31. Borges, A. V., et al.(2015), Globally significant greenhouse-gas emissions

from African inland waters, Nat. Geosci., 8(8), 637–642.

32. Hotchkiss, E. R., R. O. Hall Jr., R. A. Sponseller, D. Butman, J. Klaminder, H. Laudon, M. Rosvall, and J. Karlsson (2015), Sources of and processes controlling CO2 emissions change with the size of streams and rivers, Nat. Geosci., 8(9), 696–699.

33. Ran, L., Lu, X. X., Richey, J. E., Sun, H., Han, J., Yu, R., Liao, S., and Yi, Q. (2015) Long term spatial and temporal variation of CO2 partial pressure in the Yellow River, China, Biogeosciences, 12, 921-932, DOI: 10.5194/bg-12-921- 2015.

34. Liu, S., Lu, X. X., Xia, X ., Zhang, S., Ran, L., Yang, X., and Liu, T. (2016) Dynamic biogeochemical controls on river pCO2 and recent changes under aggravating river impoundment: an example of the subtropical Yangtze River. Global Biogeochemical Cycles 30 (6), 880-897,

35. Liu, S., Lu, X. X., Xia, X ., Yang, X., and Ran, L. (2017) Hydrological and geomorphological control on CO2 outgassing from low-gradient large rivers: an example of the Yangtze River system. Journal of Hydrology, 550, 26-41.

36. Milliman, J.D. and Syvitski, J.P.M. (1992) Geomorphic/tectonic control of sediment discharge to the ocean: the importance of small mountainous rivers. Journal of Geology, 100, 525-544.

37. Hà Thị Hiền (2018) Nghiên cứu khả năng tích lũy và trao đổi carbon trong rừng ngập mặn trồng tại Vƣờn Quốc gia Xuân Thủy, Luận án tiến sĩ, Trƣờng Đại học Thủy lợi, 188 trang.

38. David F, Meziane T, Tran TNT, Truong VV, Nguyen TN, Taillardat P, Marchand C. (2018). Carbon biogeochemistry and CO2 emissions in a human impacted and mangrove dominated tropical estuary (Can Gio, Vietnam). Biogeochemistry. DOI: 10.1007/s10533-018-0444-z.

39. Lorenzen CJ. (1967). Determination of chlorophyll and phaeopigments, spectrophotometric equations. Limnology and Oceanography 12: 343–346.

40. Roy, R.N., Roy, L.N., Lawson, M., Vogel, K.M., Porter-Moore, C., Davis, W., Millero, F.J., Campbell, D.M., 1993. The dissociation constants of carbonic acid in seawater at salinities 5 to 45 and temperatures to 45 8oC. Mar. Chem. 44, 249 – 259.

41. Dickson, A.G., 1990b. Standard potential of the reaction: AgCl(s) + 1.2H2(g) = Ag(s) + HCl (aq), and the standard acidity constant of the ion HSO4 in synthetic sea water from 273.15 to 318.15. J. Chem. Thermodyn. 22, 113 – 127.

42. Perez, F. F., and F. Fraga. 1987. Association constant of fluoride and hydrogen ions in seawater. Mar. Chem. 21: 161– 168. Doi:10.1016/0304- 4203(87) 90036-3.

43. Lee K., Millero F. J., Kim T.-W., H.Byrne.R., A.Feely.R., Liu. Y.-M. ( 2010). The universal ratio of boron to chlorinity for the North Pacific and North Atlantic oceans. Geochimica et Cosmochimica Acta, 74 (6) (2010), pp. 1801- 1811

44. Raymond, P. A., and Cole, J. J. (2011). Gas Exchange in Rivers and Estuaries: Choosing a Gas Transfer Velocity, Estuaries, 24(2), 312-317, doi:10.2307/1352954.

45. Weiss, R. F. (1974) Carbon dioxide in water and seawater: the solubility of a

non ideal gas, Mar. Chem., 2(3), 203-215.

46. R Core Team. R. (2016) A language and environment for statistical computing. Vienna, Austria: R Foundation for Statistical Computing, Retrieved from https://www.rproject.org/.

47. Vũ Hữu Hiếu, Lê Thị Phƣơng Quỳnh, Dƣơng Thị Thuỷ, Hồ Tú Cƣờng (2011). Bƣớc đầu khảo sát hàm lƣợng cácbon vô cơ hoà tan (DIC) trong môi trƣờng nƣớc hệ thống sông Hồng. Tạp chí Khí tượng – Thuỷ văn. Số 609: 41 – 46.

48. Thurman, E. M. (1985), Organic geochemistry of natural waters,

MartinusNijhoff/ Dr. W. Junk..

49. Ludwig W, Probst JL, Kempe S., (1996), Predicting the oceanic input of organic carbon by continental erosion, Global Biogeochemical Cycles, 10(1), pp. 23-41

50. Sedell, J. R., Triska, F. J., Hall, J. D., Anderson, N. H. & Lyford, J. H. (1974) Sources and fates of organic inputs in coniferous forest streams. Conif. Forest Biome Bull, 5(65), pp. 57-69.

51. Meybeck M. (1982), Carbon, nitrogen and phosphorus transport by world

rivers, Am. J. Sci. 282, pp. 401-405.

52. Wang, X.F., He, Y.X., Yuan, X.Z., Chen, H., Peng, C.H., Zhu, q., Yue, J.S., Ren, H.Q., Deng, W., Liu, H., 2017. p CO2 and CO2 fluxes of the metropolitan river network in relation to the urbanization of Chongqing, China. J. Geophys. Res- Biogeosci. 122, 470- 486.

53. Jiachen Luo, Siyue Li, Maofei Ni, Jing Zhang.2019. Large spatiotemporal shifts of CO2 partial pressure and CO2 degassing in a monsoonal headwater stream. Journal of Hydrology. 579 (2019) 124135.

54. Maofei Ni, Siyue Li, Jiachen Luo, Xixi Lu. 2018. CO2 partial pressure and CO2 degassing in the Daning River of the upper Yangtze River, China.Journal of Hydrology (2018). doi: https://doi.org/10.1016/j.jhydrol.2018.12.017.

55. J.H. Reimana, Y. Jun Xu. 2019. Dissolved carbon export and CO2 outgassing from the lower Mississippi River – Implications of future river carbon fluxes. Journal of Hydrology. 578(2019)124093

56. Siyue Li , Jiachen Luo, Daishe Wu, Y. Jun Xu, 2020. Carbon and nutrients as indictors of daily fluctuations of pCO2 and CO2 flux in a river draining a rapidly urbanizing area. 109 (2020) 105821)

57. Đoàn Phƣơng Kiều . 2014. Luận văn thạc sĩ. Measurement of carbon emission

at the air – water interface of the red River system.

58. Trần Thanh Xuân. (1998). Đánh giá chất lƣợng nƣớc hạ lƣu sông Hồng trƣớc và sau khi có hồ chứa Hoà Bình. Báo cáo tóm tắt kết quả thực hiện đề tài kHCN 08-10. Viện nghiên cứu khoa học thuỷ lợi, 20 trang.

59. Dang Thi Ha, A Coynel , H Etcheber2 , D Orange , Pham Ngoc Anh Tu. (2013). Seasonal variability of particulate organic carbon (POC) in a large Asian tropical river: the Red River (China/Vietnam). Tạp chí Khoa học và Công nghệ 51 (3) 315-326.

60. Yang, X., and X. Lu (2014), Estimate of cumulative sediment trapping by multiple reservoirs in large river basins: An example of the Yangtze River basin, Geomorphology, 227, 49–59.

61. Garnier J, B. Leporcq, N. Sanchez, aC. Philippon (1999), Biogeochemical mass-balances (C, N, P, Si) in three large reservoirs of the Seine basin (France), Biogeochemistry, 47(2), 119–146.

62. Ludwig W, Probst JL, Kempe S., (1996). Predicting the oceanic input of organic carbon by continental erosion. Glob. Biogeochem. Cycles 10(1):23– 41.

63. Li S, Bush RT (2015) Changing fluxes of carbon and other solutes from the

Mekong River. Scientific Reports 5:16005. DOi: 10.1038/srep16005.

64. Sarma, V. V. S. S., Kumar, N.A., Prasad, V. R., Venkataramana, V., Appalanaidu, S. and al.( 2011) High CO2 emissions from the tropical Godavari estuary (India) associated with monsoon river discharges. Geophys. Res. Lett. 38, L08601, doi: 10.1029/2011GL046928.

65. Guo, J. H., and Guo J.H., Liu X.J., Zhang Y., Shen J.L., Han W. X., Zhang W.F, Christie P., Goulding K. W. T., Vitousek P.M , Zhang F.S. (2010). Significant acidification in major Chinese croplands. Science 327, 1008– 1010.

66. Trinh, A. D., Vachaud, G., Bonnet, M. P., Prieur, N., Vu, D. L., and Le, L. A. (2007). Experimental investigation and modelling approach of the impact of urban wastewater on a tropical river; a case study of the Nhue River, Hanoi, Vietnam, J. Hydrol., 334, 347–358.

67. Lƣơng Duy Hanh, Nguyễn Xuân Hải, Trần Thị Hồng, Nguyễn Hữu Huấn, Phạm Hùng Sơn, Đinh Tạ Tuấn Linh, Nguyễn Việt Hoàng, Hồ Nguyên Hoàng, Phạm Anh Hùng, Phí Phƣơng Hạnh (2016). Đánh giá chất lƣợng nƣớc sông liên quan đến ô nhiễm mùi của một số sông nội đô thành phố Hà Nội. Tạp chí Khoa học ĐHQGHN: Các Khoa học Trái đất và Môi trường, Tập 32, Số 1S (2016) 147-155.

68. Nguyễn Hữu Huấn (2015). Nghiên cứu sự hình thành và phát tan hydrosunfua từ sông Tô Lịch. Luận án tiến sĩ khoa học môi trƣờng, Trƣờng Đại học Khoa học tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội, 191.

69. Nguyễn Hữu Huấn, Nguyễn Xuân Hải (2016). Nghiên cứu các thông số đặc trƣng liên quan đến mức độ phát thải khí H2S trên sông Tô Lịch. Tạp chí Khoa học ĐHQGHN: Các Khoa học Trái đất và Môi trường, Tập 32(1S), 186-191.

70. Kempe, S. (1982) Long-term records of CO2 pressure fluctuations in freshwaters, in Transport of Carbon and Minerals in Major World Rivers, edited by E. T. Degens, Mitt. Geol. Palaont. Inst. Univ. Hambourg, 52, 91– 332.

in Oceanography, dataset. Progress 18-year doi:

71. Qian Li, Xianghui Guo, Weidong Zhai, Yi Xu, Minhan Dai. (2020) Partial pressure of CO2 and air-sea CO2 fluxes in the South China Sea: Synthesis of https:// an doi.org/10.1016/j.pocean.2020.102272.

72. Li, S., Lu, X. X., He, M., Yue, Z., Li L., and Ziegler,A. D.: Daily CO2 partial pressure and CO2 outgassing in the upper Yangtze River basin: A case study of the Longchuan River, China, J. Hydrol., 466–467, 141–150,

https://doi.org/10.1016/j.jhydrol.2012.08.011, 2012.

73. Hope, D., Palmer, S. M., Billett, M. F., and Dawson, J. J.: Varia-tions in dissolved CO and CH4 in a first-order stream and catch-ment: an investigation of soil-stream linkages, Hydrol. Process., 18, 3255–3275, 2004.

74. Li, S., Lu, X. X., He, M., Yue, Z., Li L., and Ziegler,A. D.: (2012)Daily CO2 partial pressure and CO2 outgassing in the upper Yangtze River basin: A case study of the Longchuan River, China, J. Hydrol., 466–467, 141–150,

75. Dessert, C., Dupré, B., Gaillardet, J., Francois, L. M., and Allegre, C. J.: (2003). Basalt weathering laws and the impact of basalt weathering on the global carbon cycle, Chem. Geol., 202, 257–273, 2003.

76. Linn, D. M. and Doran, J. W.: Effect of water-filled pore space on carbon dioxide and nitrous oxide production in tilled and nontilled soils, Soil Sci. Soc., 48, 1267–1272, 1984.

Environ., China, 376, Sci. in

77. Yao, G., Quanzhou, G., Zhengang, W., Xiakun, H., Tong, H., Yongling, Z., Shulin, J., and Jian, D.:(2016) Dynamics of CO2 partial pressure and CO2 outgassing in the lower reaches of the Xijiang River, a subtropical monsoon river 255–266, Total https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2007.01.080, 2007.

78. Maher DT, Santos IR, Golsby-Smith L, Gleeson

J, Eyre BD (2013).'Groundwater-derived dissolved inorganic and organic carbon exports from a mangrove tidal creek: the missing mangrove carbon sink?', Limnology and Oceanography, vol. 58(2): 475-488.

79. Sun H. G., Han J., Lu X. X., Zhang S. R., Li D.(2010). An assessment of the riverine carbon ﬂux of the Xijiang River during the past 50 years, Quaternary International, 226, 38-43.

80. Li S., Lu X. X., He M., Zhou Y., Bei R., LiLi A., Ziegler D. (2011). Major element chemistry in the upper Yangtze River: A case study of the Longchuanjiang River, Geomorphology, 129, 29–42.

J. Geophys. budgets, carbon Res.,

81. Alin, S. R., Fatima, R. M., Salimon, C. I., Richey, J. E., Krusche, A. V., Holtgrieve G. W., and Snidvongs, A.: Physical controls on carbon dioxide transfer velocity and flux in low-gradient river systems and implications for regional 116, G01009, https://doi.org/10.1029/2010JG001398, 2011.

82. Cai W. J., Guo X., Chen C. T. A., Dai M., Zhang L., Zhai W., Lohrenz S., Yin K., Harrison P., Wang Y. (2008). A comparative overview of weathering - flux in the world’s major rivers with emphasis on the intensity and HCO3 Changjiang, Huanghe, Zhujiang (Pearl) and Mississippi Rivers, Continental Shelf Research, 28, 1538-1549.