Luận án Tiến sĩ: Nghiên cứu, đánh giá một số chỉ tiêu ô nhiễm bằng phương pháp mô hình hóa, làm cơ sở đề xuất một số giải pháp cải thiện chất lượng nước biển ven bờ Vịnh Cửa Lục, Vịnh Hạ Long, Quảng Ninh

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG

Trần Đức Dũng

NGHIÊN CỨU, ĐÁNH GIÁ MỘT SỐ CHỈ TIÊU Ô

NHIỄM BẰNG PHƯƠNG PHÁP MÔ HÌNH HÓA,

LÀM CƠ SỞ ĐỀ XUẤT MỘT SỐ GIẢI PHÁP CẢI

THIỆN CHẤT LƯỢNG NƯỚC BIỂN VEN BỜ

VỊNH CỬA LỤC, VỊNH HẠ LONG, QUẢNG NINH

Chuyên ngành: Công nghệ môi trường nước và nước thải

Mã số: 9520320 -2

LUẬN ÁN TIẾN SỸ

Hà nội, năm 2020

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG

Trần Đức Dũng

NGHIÊN CỨU, ĐÁNH GIÁ MỘT SỐ CHỈ TIÊU Ô

NHIỄM BẰNG PHƯƠNG PHÁP MÔ HÌNH HÓA,

LÀM CƠ SỞ ĐỀ XUẤT MỘT SỐ GIẢI PHÁP CẢI

THIỆN CHẤT LƯỢNG NƯỚC BIỂN VEN BỜ

VỊNH CỬA LỤC, VỊNH HẠ LONG, QUẢNG NINH

Chuyên ngành: Công nghệ môi trường nước và nước thải

Mã số: 9520320 -2

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC

1. GS.TS Trần Hiếu Nhuệ

2. PGS.TS. Trương Văn Bốn

Hà nội, năm 2020

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi, các số liệu,

kết quả trình bày trong luận án là hoàn toàn trung thực và chưa từng được ai

công bố trong bất cứ một công trình nghiên cứu nào khác.

Tác giả

Trần Đức Dũng

LỜI CẢM ƠN Luận án được hoàn thành là kết quả của quá trình học tập, nghiên cứu của

tác giả, cùng với sự giúp đỡ vô cùng quý báu, tận tình của Thầy giáo hướng dẫn,

cơ sở đào tạo, cơ quan chủ quản, các thế hệ nhà khoa học đi trước và các đồng

nghiệp.

Em xin chân thành cám ơn Thầy giáo, GS.TS.NGND Trần Hiếu Nhuệ và

PGS. TS Trương Văn Bốn đã tận tình chỉ bảo, hướng dẫn trong suốt quá trình

thực hiện Luận án.

Xin cám ơn Bộ môn Cấp thoát nước, Khoa Kỹ thuật môi trường, Khoa Sau

đại học, Trường Đại học Xây dựng và các chuyên gia, đồng nghiệp đã tạo điều

kiện, hỗ trợ giúp đỡ NCS trong quá trình thực hiện chương trình học tập tại

trường.

Xin cám ơn Viện nghiên cứu KHKT Bảo hộ lao động (nay là Viện KHKT

An toàn vệ sinh lao động Việt Nam), với sự tạo điều kiện cho quá trình học tập

nghiên cứu; đồng thời hỗ trợ thực hiện Đề tài: “Nghiên cứu, mô phỏng và đánh

giá lan truyền một số kim loại nặng nguồn gốc công nghiệp gây ô nhiễm môi

trường nước ven biển Vịnh Hạ Long”, bước đầu đã tạo tiền đề cho hướng nghiên

cứu của Luận án.

Xin cám ơn Lãnh đạo Phòng thí nghiệm Trọng điểm quốc gia về Động lực

học Sông biển- Viện khoa học Thủy lợi Việt Nam, các đồng nghiệp, chuyên gia

tại Trung tâm Động lực học sông biển đã đóng góp những ý kiến quý báu, đồng

thời hỗ trợ tác giả về bản quyền phần mềm được sử dụng trong quá trình thực

hiện Luận án này.

Xin chân thành cám ơn đến Công ty CP Kỹ thuật môi trường Đô thị và

nông thôn (CEETRA), bạn bè và gia đình đã đồng hành cùng tác giả trong suốt

thời gian làm Luận án này.

Trân trọng cám ơn.

Tác giả

Trần Đức Dũng

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN ........................................................................................................ i

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT……………………………............vi

DANH MỤC CÁC BẢNG ....................................................................................... viii

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ .................................................................... xii

MỞ ĐẦU .................................................................................................................... 1

CHƯƠNG 1 - TỔNG QUAN HIỆN TRẠNG Ô NHIỄM VÙNG VEN BIỂN VÀ CÁC NGHIÊN CỨU VỀ Ô NHIỄM VÙNG VEN BIỂN ................................................. 7

1.1. Các nguồn thải và hiện trạng ô nhiễm vùng ven biển trên thế giới ..........................

1.1.1. Một số khái niệm, định nghĩa ........................................................................ 7

1.1.2. Các nguồn thải và hiện trạng ô nhiễm vùng ven biển trên thế giới ................. 8

1.2. Các nguồn thải và hiện trạng ô nhiễm vùng ven biển Việt Nam ........................ 11

1.2.1. Các nguồn thải tại vùng ven biển Việt Nam ................................................. 11

1.2.2. Hiện trạng ô nhiễm vùng ven biển ở Việt Nam................................. ............ 15

1.3. Tổng quan các nghiên cứu về ô nhiễm vùng biển Việt Nam ............................... 19

1.3.1. Các nghiên cứu áp dụng chỉ số chất lượng nước, tổng hợp phân tích

kết quả quan trắc, đo đạc ................................................................................... 19

1.3.2. Nghiên cứu sử dụng mô hình toán áp dụng cho ô nhiễm biển ven bờ.. ........ 22

1.3.3. Nghiên cứu ứng dụng ảnh viễn thám đánh giá chất lượng nước ven bờ ....... 26

1.4. Tổng quan các nghiên cứu về ô nhiễm nước vịnh Cửa Lục......................... ....... 27

1.4.1. Khái quát chung khu vực nghiên cứu ........................................................... 27

1.4.2. Tình hình nghiên cứu về chất lượng nước vịnh Cửa Lục ............................. 32

1.4.3 Hướng phát triển, nghiên cứu những vấn đề trọng tâm của Luận án ............. 36

CHƯƠNG 2 – CƠ SỞ LÝ THUYẾT ĐÁNH GIÁ TẢI LƯỢNG MÔI TRƯỜNG KHU VỰC VỊNH CỬA LỤC, VỊNH HẠ LONG ........................................................... 38

2.1

Sức chịu tải môi trường và khả năng tự làm sạch của lưu vực ........................ 38

2.1.1 Cơ sở ước tính tải lượng các nguồn thải khu vực .......................................... 39

2.1.2 Dự báo tải lượng ô nhiễm phát sinh .............................................................. 47

2.1.3 Các tính toán về sức tải môi trường khu vực nghiên cứu..................... .......... 47

2.1.4 Đánh giá khả năng tự làm sạch của thuỷ vực ................................................ 49

2.2 Các nguồn thải chính ra vịnh Cửa Lục - vịnh Hạ Long .................................. 50

2.2.1. Nguồn thải sinh hoạt từ khu vực dân cư và du lịch ...................................... 50

iii

2.2.2. Nguồn thải từ hoạt động công nghiệp .......................................................... 53

2.2.3. Nguồn thải từ hoạt động chăn nuôi và nuôi trồng thủy sản .......................... 56

2.2.4. Nguồn thải từ các hoạt động giao thông vận tải, cảng biển .......................... 56

2.2.5. Nguồn tác động từ hoạt động lấn biển và rửa trôi đất........................ ........... 57

2.3 Mô hình dòng chảy và tải lượng ô nhiễm trên lưu vực- SWAT.......................58

2.3.1 Cân bằng nước trên lưu vực .......................................................................... 59

2.3.2 Quá trình dòng chảy trong hệ thống sông ..................................................... 61

2.3.3 Ý nghĩa của việc sử dụng mô hình SWAT .................................................... 63

2.4 Các mô hình số phục vụ mô phỏng chất lượng nước ...................................... 63

2.4.1 Mô hình EFDC (Mỹ) .................................................................................... 63

2.4.2 Mô hình Delft3D-WAQ (Hà Lan) ................................................................ 64

2.4.3 Mô hình MIKE21 (Đan Mạch) ..................................................................... 66

2.4.4 Mô hình khuyếch tán POL-2D ...................................................................... 68

2.4.5 Mô hình của nhóm các tác giả Đại học khoa học tự nhiên ............................ 69

2.4.6 Phân tích lựa chọn mô hình tính toán chất lượng nước ................................. 69

2.5. Mạng lưới quan trắc chất lượng nước các sông và vịnh cửa Lục - vịnh Hạ Long 71

2.6. Đánh giá khả năng tiếp nhận chất ô nhiễm của thủy vực............................. .........72

CHƯƠNG 3 - KẾT QUẢ MÔ PHỎNG CHẤT LƯỢNG NƯỚC BIỂN VEN BỜ VỊNH CỬA LỤC, VỊNH HẠ LONG ............................................................................... 74

3.1. Tải lượng ô nhiễm hiện tại và dự báo tải lượng ô nhiễm đổ vào vịnh

Cửa Lục .................................................................................................................... 74

3.1.1 Tải lượng chất gây ô nhiễm hiện tại .............................................................. 74

3.1.2 Dự báo tải lượng chất gây ô nhiễm ............................................................... 81

3.1.3 So sánh tải lượng chất gây ô nhiễm phát sinh và đưa vào vịnh ở hiện tại (năm 2018) và dự báo (năm 2030) .................................................................................. 87

3.2

Thiết lập mô hình tính toán ............................................................................ 88

3.2.1 Tài liệu sử dụng ............................................................................................ 88

3.2.2 Xây dựng lưới tính ....................................................................................... 89

3.2.3 Hiệu chỉnh mô hình thủy lực ........................................................................ 89

3.2.4 Hiệu chỉnh mô hình chất lượng nước ............................................................ 93

3.3 Mô phỏng hiện trạng 2018 (Scenario 1) ......................................................... 99

3.3.1 Thủy động lực .............................................................................................. 99

3.3.2 Mô hình chất lượng nước ............................................................................ 106

3.4 Kịch bản mô phỏng dự báo đến 2030 (Scenario 2) ........................................ 115

3.4.1 Nhóm các chất hữu cơ ................................................................................. 116

3.4.2 Nhóm dinh dưỡng ........................................................................................ 117

3.4.3 Nhóm kim loại nặng .................................................................................... 121

3.5 Đánh giá khả năng tiếp nhận chất ô nhiễm tại hiện trạng (2018) và dự báo (2030) ................................................................................................................... 122

3.5.1 Đánh giá khả năng tiếp nhận chất ô nhiễm tại hiện trạng (2018) .................. 122

3.5.2 Dự báo tổng lượng chất gây ô nhiễm tích lũy trong nước biển và khả năng tiếp nhận đến 2030 ...................................................................................................... 126

CHƯƠNG 4- ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP CẢI THIỆN CHẤT LƯỢNG NƯỚC BIỂN VEN BỜ VỊNH CỬA LỤC- VỊNH HẠ LONG ................................................... 129

4.1 Cơ sở đề xuất giải pháp ................................................................................. 129

4.1.1 Cơ sở khoa học: ........................................................................................... 129

4.1.2 Cơ sở thực tiễn ............................................................................................ 130

4.2 Nhóm giải pháp phi công trình ...................................................................... 133

4.2.1 Tăng cường thể chế và chính sách ............................................................... 133

4.2.2 Điều chỉnh các quy hoạch phát triển và quy hoạch bảo vệ môi trường ......... 134

4.2.3 Hoàn thiện hệ thống quan trắc, cảnh báo môi trường và kiểm toán

nguồn thải ............................................................................................................ 136

4.2.4 Sử dụng các công cụ kinh tế môi trường ...................................................... 137

4.2.5 Xã hội hoá bảo vệ môi trường vịnh, thông tin tuyên truyền, giáo dục,

nâng cao nhận thức và xây dựng ý thức cộng đồng bảo vệ môi trường vịnh ............. 138

4.3 Nhóm giải pháp công trình ............................................................................ 138

4.3.1 Giải pháp xử lý nước thải sinh hoạt: ............................................................ 138

4.3.2 Giải pháp xử lý nước thải công nghiệp- hầm lò mỏ than.................. ........... .143

KẾT LUẬN ............................................................................................................. 147

KIẾN NGHỊ ............................................................................................................. 149

DANH MỤC CÔNG TRÌNH CỦA TÁC GIẢ ......................................................... 150

TÀI LIỆU THAM KHẢO ........................................................................................ 151

PHỤ LỤC..................................................................................................................PL-1

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT

Ký hiệu

Tiếng Anh

Tiếng Việt

ASEAN

Association of

Hiệp hội các nước Đông

Southeast AsianNations

Nam Á

Bio chemical Oxygen Demand

Nhu cầu oxy sinh hóa

BOD5

Chemical Oxygen Demand

Nhu cầu oxy hóa học

COD

Chất lượng nước

CLN

Dessolved Oxygen

Lượng oxy hòa tan trong

nước

EFDC

Environmental Fluid Dynamics Code Phần mềm thủy lực môi

trường nước

GIS

Geographic Information System

Hệ thống thông tin địa lý

GESAMP

Group of Experts on the Scientific

Nhóm chuyên gia về khía

Aspects of Marine Environmental

cạnh khoa học của ô nhiễm

Protection

biển

Chương trình Hành động

GPA

Toàn cầu về Bảo vệ Môi

trường Biển

HSCTM

Hydrodynamic, Sediment and

Mô hình thủy động lực, vận

Contaminant Transport Model

chuyển bùn cát và chất ô

nhiễm

International Maritime Organization Tổ chức Hàng hải quốc tế

IMO

Kim loại nặng

KLN

MODIS

Moderate Resolution Imaging

Bộ cảm độ phân giải trung

Spectroradiometers

bình

NASH

Nash-Sutcliffe model efficiency

Hệ số hiệu quả của mô hình

coefficient

Nash-Sutcliffe

Nước biển ven bờ

NBVB

National Oceanic and Atmospheric

Ban Quản lý Khí quyển và

NOAA

vii

Administration Commissioned Corps Đại dương Quốc gia

ONMTB

Ô nhiễm môi trường biển;

RACE

Phương pháp đánh giá nhanh

môi trường ven biển

Rapid Assessment Coastal Environment

SST

Sea surface temperature

Nhiệt độ bề mặt nước biển

SWAT

Soil and Water Assessment Tool

Công cụ đánh giá nước và

đất

TIE

Toxicity Identification Evaluation

Quá trình đánh giá xác định

độc tính

Trầm tích biển

TTB

Total Suspended Solids

Tổng chất rắn lơ lửng

TSS

UNEP

United Nations Environment

Chương trình Môi trường

Programme

Liên Hợp Quốc

UNCLOS

United Nations Convention on Law

Công ước của Liên hợp quốc

of the Sea

về Luật biển

Xử lý nước thải

XLNT

Đơn vị phản hồi thủy văn

HRU

Danish Hydraulic Institute

Viện thủy lực Đan Mạch

DHI

viii

DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU

Bảng 1.1: Một số đặc trưng hình thái các sông trong lưu vực vịnh cửa Lục 29

Bảng 1.2: Đặc trưng dòng chảy theo tần suất các sông khu vực nghiên cứu 29

Bảng 1.3: Đặc điểm phân phối dòng chảy năm trên các sông khu vực nghiên cứu 30

Bảng 2.1- Một số nguồn thải chính gây ô nhiễm vùng nước biển ven bờ 38

Bảng 2.2: Đơn vị tải lượng thải sinh hoạt và hiệu suất xử lý nước thải 41

Bảng 2.3: Thành phần nước thải một số ngành công nghiệp điển hình 42

Bảng 2.4: Tải lượng thải đơn vị do chăn nuôi (kg/năm) 44

Bảng 2.5: Hệ số phát thải từ nuôi thủy sản 44

Bảng 2.6: Đơn vị thải lượng ô nhiễm do rửa trôi đất (kg/m2/ ngày mưa) 45

Bảng 2.7: Tỷ lệ rửa trôi các chất gây ô nhiễm từ các nhóm nguồn thải ven bờ 45

Bảng 2.8: Hiện trạng các khu xử lý chất thải rắn đang tiếp nhận rác thải của thành

phố Hạ Long 46

Bảng 2.9: Tổng lượng nước thải của một số xã, phường xả thải vào vịnh cửa Lục 51

Bảng 2.10: Thải lượng trạm xử lý nước thải quanh vịnh cửa Lục 51

Bảng 2.11: Một số nguồn phát sinh nước thải công nghiệp khu vực nghiên cứu 53

Bảng 2.12: Sản lượng than khai thác trên địa bàn thành phố Hạ Long 54

Bảng 2.13: Mạng lưới các điểm quan trắc môi trường nước 71

Bảng 2.14: Tiêu chuẩn chất lượng nước Việt Nam với các thông số tính toán 72

Bảng 3.1: Các thành phần đặc trưng của nước thải sinh hoạt chưa xử lý 74

Bảng 3.2: Tải lượng ô nhiễm phát sinh từ sinh hoạt, du lịch của người dân trong khu

vực năm 2018 (tấn/năm) 75

Bảng 3.3: Lượng nước thải và đất đá thải từ hoạt động ngành than trong khu vực

vịnh cửa Lục- vịnh Hạ Long (triệu m3) 75

Bảng 3.4: Thành phần trung bình nước thải ngành than trong khu vực vịnh cửa Lục-

vịnh Hạ Long 76

Bảng 3.5: Tải lượng chất gây ô nhiễm phát sinh từ hoạt động ngành than khu vực

vịnh cửa Lục- vịnh Hạ Long (tấn/năm) 76

Bảng 3.6: Tải lượng chất gây ô nhiễm phát sinh từ ngành công nghiệp thực phẩm khu

vực vịnh cửa Lục- vịnh Hạ Long (tấn/năm) 77

Bảng 3.7: Tải lượng chất gây ô nhiễm phát sinh từ hoạt động công nghiệp khu vực

vịnh cửa Lục- vịnh Hạ Long (tấn/năm) 77

Bảng 3.8: Tải lượng chất gây ô nhiễm phát sinh do chăn nuôi trong khu vịnh cửa Lục

(tấn/năm) 78

Bảng 3.9: Tải lượng chất gây ô nhiễm phát sinh từ hoạt động nuôi thuỷ sản trong khu

vực vịnh cửa Lục (tấn/năm) 78

Bảng 3.10: Tải lượng chất gây ô nhiễm phát sinh từ hoạt động của tàu thuyền phục

vụ du lịch trong khu vực vịnh Hạ Long (tấn/năm) 79

Bảng 3.11: Tải lượng chất gây ô nhiễm phát sinh từ tiểu khu vực thành phố Hạ Long

và huyện Hoành Bồ (tấn/năm) 79

Bảng 3.12: Tổng tải lượng chất gây ô nhiễm đưa vào vịnh từ tiểu khu vực Hoành Bồ,

TP Hạ Long và từ trên vịnh Cửa Lục (tấn/năm) 80

Bảng 3.13: Dự báo tải lượng chất gây ô nhiễm từ sinh hoạt của dân cư và khách du

lịch khu vực vịnh Hạ Long năm 2030 (tấn/năm) 81

Bảng 3.14: Dự báo tải lượng chất gây ô nhiễm phát sinh từ hoạt động ngành than khu

vực Vịnh Hạ Long (tấn/năm) 82

Bảng 3.15: Dự báo tải lượng chất gây ô nhiễm phát sinh từ công nghiệp thực phẩm

khu vực vịnh cửa Lục- vịnh Hạ Long (tấn/năm) 83

Bảng 3.16: Dự báo tải lượng chất gây ô nhiễm phát sinh từ nguồn công nghiệp năm

2030 (tấn/năm) 83

Bảng 3.17: Dự báo tải lượng chất gây ô nhiễm nguồn từ chăn nuôi khu vực vịnh cửa

Lục (tấn/năm) 84

Bảng 3.18: Dự báo tải lượng chất gây ô nhiễm nguồn từ nuôi thuỷ sản khu vực vịnh

cửa Lục- vịnh Hạ Long năm 2030 (tấn/năm) 84

Bảng 3.19: Dự báo tải lượng chất gây ô nhiễm (tấn/năm) phát sinh từ khu vực vịnh

cửa Lục năm 2030 85

Bảng 3.20: Dự báo tải lượng chất gây ô nhiễm đưa vào vịnh từ tiểu khu vực thành

phố Hạ Long và trên vịnh năm 2030 (tấn/năm) 86

Bảng 3.21: So sánh tải lượng các chất ô nhiễm trên vịnh cửa Lục hiện tại và dự báo

đến 2030 (tấn/năm) 87

Bảng 3.22- Bộ thông số lựa chọn của mô hình thủy lực 93

Bảng 3.23. Các thông số trong modun ECOLAB của mô hình MIKE 97

Bảng 3.24: Tổng lượng chất gây ô nhiễm tối đa trong phạm vi xác định của vịnh cửa

Lục có thể chấp nhận được theo TCVN 124

Bảng 3.25: Khối lượng chất gây ô nhiễm tích lũy trong nước biển vịnh Cửa Lục, mùa

mưa và mùa khô 2017 124

Bảng 3.26: Khối lượng chất gây ô nhiễm có thể chấp nhận thêm mà không gây ô

nhiễm môi trường theo TCVN 125

Bảng 3.27: Khả năng tiếp nhận (tấn/ngày) và khả năng đạt tải tại vịnh cửa Lục 126

Bảng 3.28: Khối lượng chất gây ô nhiễm tích lũy trong nước biển vịnh Cửa Lục, mùa

mưa và mùa khô năm 2030 127

Bảng 3.29: Khối lượng chất gây ô nhiễm có thể chấp nhận thêm mà không gây ô

nhiễm môi trường mùa khô, mùa mưa năm 2030 128

Bảng 3.30: Khả năng tiếp nhận (tấn/ngày) và khả năng đạt tải tại vịnh cửa Lục năm

2030 128

Bảng 4.1- Tổng hợp các thông số ô nhiễm, nguồn thải và các khu vực bị ô nhiễm

nghiêm trọng tại khu vực nghiên cứu 129

Bảng 4.2- Danh mục các công trình xử lý nước thải tập trung sẽ xây dựng tại khu vực

nghiên cứu 132

Bảng PL 2.1: Dữ liệu quan trắc chất lượng nước tháng 11/2017 PL-3

Bảng PL 2.2: Dữ liệu quan trắc chất lượng nước tháng 5/2018 PL-4

Bảng PL 3.1: Kết quả đo lưu lượng đo tại cầu Bãi Cháy 2 đợt đo PL-5

Bảng PL 3.2: Mực nước đo tại cầu Bãi Cháy 2 đợt đo PL-8

Bảng PL 3.3: Vận tốc thực đo trạm giữa vịnh Cửa Lục PL-11

Bảng PL4. 1: Các thông số thổ nhưỡng để mô phỏng thủy văn trên vịnh Cửa Lục PL-17

Bảng PL 4. 2: Các loại hình sử dụng đất trên vịnh Cửa Lục PL-18

Bảng PL 4. 3: Thông tin về các tập tin dữ liệu thời tiết PL-19

Bảng PL5. 1: Tính toán tải lượng ô nhiễm phát sinh từ sinh hoạt của người dân trong

khu vực năm 2018 (tấn/năm) PL-24

Bảng PL5. 2: Tính toán tải lượng ô nhiễm phát sinh từ khách du lịch trong khu vực

năm 2018 (tấn/năm) PL-25

Bảng PL5. 3: Tính toán tải lượng chất gây ô nhiễm phát sinh từ hoạt động ngành than

khu vực vịnh cửa Lục- vịnh Hạ Long (tấn/năm) PL-26

Bảng PL5. 4: Tính toán tải lượng chất gây ô nhiễm phát sinh từ ngành công nghiệp

thực phẩm khu vực vịnh cửa Lục- vịnh Hạ Long (tấn/năm) PL-27

Bảng PL5. 5: Tính toán tải lượng chất gây ô nhiễm phát sinh từ hoạt động công

nghiệp khu vực vịnh cửa Lục- vịnh Hạ Long PL-28

Bảng PL5. 6: Tính toán tải lượng chất gây ô nhiễm phát sinh do chăn nuôi trong khu

vực Hạ Long (tấn/năm) PL-28

Bảng PL5. 7: Tính toán tải lượng chất gây ô nhiễm phát sinh do chăn nuôi trong khu

vực Hoàng Bồ (tấn/năm) PL-29

Bảng PL5. 8: Tính toán tải lượng chất gây ô nhiễm phát sinh do nuôi trồng thủy sản

trong khu vực Hạ Long (tấn/năm) PL-30

Bảng PL5. 9: Tính toán tải lượng chất gây ô nhiễm phát sinh do nuôi trồng thủy sản

trong khu vực Hoành Bồ (tấn/năm) PL-30

Bảng PL5 .10: Tính toán tải lượng chất gây ô nhiễm phát sinh từ hoạt động của tàu

thuyền phục vụ du lịch trong khu vực vịnh Hạ Long (tấn/năm) PL-31

Bảng PL5. 11: Tính toán tải lượng chất gây ô nhiễm nguồn gốc từ sinh hoạt đưa vào

khu vực nghiên cứu năm 2018 (tấn/năm) PL-32

Bảng PL5. 12: Tính toán tải lượng chất gây ô nhiễm nguồn gốc từ công nghiệp đưa

vào khu vực nghiên cứu năm 2018 (tấn/năm) PL-32

Bảng PL5. 13: Tính toán tải lượng chất gây ô nhiễm nguồn gốc từ chăn nuôi đưa vào

khu vực nghiên cứu năm 2018 (tấn/năm) PL-33

Bảng PL5. 14: Tính toán tải lượng chất gây ô nhiễm nguồn trực tiếp trên vịnh đưa

vào khu vực nghiên cứu năm 2018 (tấn/năm) PL-34

Bảng PL5. 15: Tính toán tải lượng ô nhiễm phát sinh từ sinh hoạt của người dân

trong khu vực năm 2030 (tấn/năm.) PL-34

Bảng PL5. 16: Tính toán tải lượng ô nhiễm phát sinh từ khách du lịch trong khu vực

năm 2030 (tấn/năm) PL-35

Bảng PL5. 17: Tính toán tải lượng chất gây ô nhiễm phát sinh từ hoạt động ngành

PL-36 than khu vực vịnh cửa Lục- vịnh Hạ Long năm 2030 (tấn/năm)

Bảng PL5. 18: Tính toán tải lượng chất gây ô nhiễm phát sinh từ ngành công nghiệp

thực phẩm khu vực vịnh cửa Lục- vịnh Hạ Long năm 2030 (tấn/năm) PL-37

xii

Bảng PL5. 19: Tính toán tải lượng chất gây ô nhiễm phát sinh do chăn nuôi trong

khu vực Hạ Long năm 2030 (tấn/năm) PL-37

Bảng PL5. 20: Tính toán tải lượng chất gây ô nhiễm phát sinh do chăn nuôi trong

khu vực Hoàng Bồ năm 2030 (tấn/năm) PL-38

Bảng PL5. 21: Tính toán tải lượng chất gây ô nhiễm phát sinh do nuôi trồng thủy sản

trong khu vực Hạ Long năm 2030 (tấn/năm) PL-39

Bảng PL5. 22: Tính toán tải lượng chất gây ô nhiễm phát sinh do nuôi trồng thủy sản

trong khu vực Hoành Bồ năm 2030 (tấn/năm) PL-39

Bảng PL5. 23: Tính toán tải lượng chất gây ô nhiễm nguồn gốc từ sinh hoạt đưa vào

khu vực nghiên cứu năm 2030 (tấn/năm) PL-40

Bảng PL5. 24: Tính toán tải lượng chất gây ô nhiễm nguồn gốc từ chăn nuôi đưa vào

khu vực nghiên cứu năm 2030 (tấn/năm) PL-41

xiii

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ

Hình 1.1: Hàm lượng chất rắn lơ lửng trong nước biển ven bờ 16

+ trung bình trong nước biển ven bờ tại một số

Hình 1.2. Chỉ số COD trong nước biển ven bờ 17

Hình 1.3. Diễn biến hàm lượng NH4

khu vực ven biển giai đoạn 2010 -2014 17

Hình 1.4. Vị trí địa lý vịnh Cửa Lục và phụ cận trên ảnh vệ tinh 28

Hình 2.1. Sơ đồ luồng các nguồn phát thải và tải ô nhiễm 39

Hình 2.2. Một số công trình cấp nước sinh hoạt đô thị và công nghiệp quanh vịnh

Cửa Lục 42

Hình 2.3. Trạm xử lý nước thải Licogi Cột 5- cột 8 52

Hình 2.4. Sơ đồ chu trình thủy văn trong pha đất

Hình 2.5. Chu trình Nitơ 61

Hình 2.6. Chu trình Photpho 61

Hình 2.7. Sơ đồ các quá trình diễn ra trong dòng chảy

Hình 2.8. Vị trí các điểm quan trắc môi trường 72

Hình 3.1. Vị trí nghiên cứu và địa hình miền tính toán 89

Hình 3.2. Vị trí trạm đo thủy văn 91

Hình 3.3. So sánh mực nước thực đo và tính toán tại trạm Bãi Cháy (tháng 11) 91

Hình 3.4. So sánh vận tốc thực đo và tính toán trạm V (tháng 11) 92

Hình 3.5. So sánh mực nước thực đo và tính toán tại trạm Bãi Cháy (tháng 5) 92

Hình 3.6. So sánh vận tốc thực đo và tính toán trạm V (tháng 5) 92

Hình 3.7. So sánh hàm lượng trầm tích lơ lửng trạm Bãi Cháy 94

Hình 3.8. So sánh độ mặn tháng 11/2017 95

Hình 3.9. So sánh hàm lượng BOD5 tháng 11/2017 95

Hình 3.10. So sánh hàm lượng Mn tháng 11/2017 95

Hình 3.11. So sánh hàm lượng Fe tháng 11/2017 96

96 Hình 3.12. So sánh hàm lượng BOD5 tháng 5/2018

Hình 3.13. So sánh hàm lượng Fe tháng 5/2018 96

Hình 3.14. So sánh hàm lượng Mn tháng 5/2018 97

Hình 3.15. Trường dòng chảy triều lên, mùa khô thời kỳ nước lớn 101

Hình 3.16. Trường dòng chảy triều xuống, mùa khô thời kỳ nước lớn 101

xiv

Hình 3.17. Trường dòng chảy thời kỳ nước ròng, mùa khô 102

Hình 3.18. Trường dòng chảy triều lên, mùa mưa thời kỳ nước lớn 102

Hình 3.19. Trường dòng chảy triều xuống, mùa mưa thời kỳ nước lớn 103

Hình 3.20. Giá trị vận tốc tại một số vị trí trên vịnh thời kỳ mùa khô 104

Hình 3.21. Giá trị vận tốc tại một số vị trí trên vịnh thời kỳ mùa mưa 105

Hình 3.22. Phân bố nồng độ BOD5 lớn nhất trong mùa khô 106

Hình 3.23. Phân bố nồng độ BOD5 lớn nhất trong mùa mưa 107

+ lớn nhất trong mùa mưa

+ lớn nhất trong mùa khô

Hình 3.24. Phân bố nồng độ NH4 107

- lớn nhất trong mùa mưa

108 Hình 3.25. Phân bố nồng độ NH4

- lớn nhất trong mùa khô

108 Hình 3.26. Phân bố nồng độ NO3

3- lớn nhất trong mùa mưa

109 Hình 3.27. Phân bố nồng độ NO3

3- lớn nhất trong mùa khô

110 Hình 3.28. Phân bố nồng độ PO4

110 Hình 3.29. Phân bố nồng độ PO4

Hình 3.30. Lưu lượng bùn cát qua cửa Lục mùa mưa 111

Hình 3.31. Độ dày trầm tích lơ lửng lớn nhất mùa mưa 112

Hình 3.32. Lưu lượng bùn cát qua cửa Lục mùa khô 112

Hình 3.33. Độ dày trầm tích lơ lửng lớn nhất mùa khô 113

Hình 3.34. Phân bố nồng độ Fe lớn nhất trong mùa mưa 114

Hình 3.35. Phân bố nồng độ Fe lớn nhất trong mùa khô 114

Hình 3.36. Phân bố nồng độ Mn lớn nhất trong mùa mưa 115

116 Hình 3.37. Phân bố nồng độ BOD5 lớn nhất trong mùa khô

+ lớn nhất trong mùa mưa

117 Hình 3.38. Phân bố nồng độ BOD5 lớn nhất trong mùa mưa

+ lớn nhất trong mùa khô

117 Hình 3.39. Phân bố nồng độ NH4

118 Hình 3.40. Phân bố nồng độ NH4

- lớn nhất trong mùa mưa

Hình 3.41. Phân bố nồng độ NO3 119

- lớn nhất trong mùa khô

Hình 3.42. Phân bố nồng độ NO3 119

3- lớn nhất trong mùa mưa

Hình 3.43. Phân bố nồng độ PO4 120

3- lớn nhất trong mùa khô

Hình 3.44. Phân bố nồng độ PO4 120

Hình 3.45. Phân bố nồng độ Fe lớn nhất trong mùa mưa 121

Hình 3.46. Phân bố nồng độ Fe lớn nhất trong mùa khô 121

Hình 3.47. Phân bố nồng độ Mn lớn nhất trong mùa mưa 122

Hình 4.1. Các khu vực bị ô nhiễm nghiêm trọng tại khu vực nghiên cứu 130

Hình 4.2. Thiết bị mô tả công nghệ AAO-MBBR 139

Hình 4.3. Cấu tạo Module FRP-MBBR-100 (ví dụ điển hình) 139

Hình 4.4. Khu vực đề xuất áp dụng giải pháp thiết bị xử lý nước thải FRP-MBBR 142

Hình 4.5. Thiết bị mô tả quá trình xử lý keo tụ - lắng lamen - lọc mangan 143

Hình 4.6. Cấu tạo hệ lọc Nanofilter-NF (ví dụ điển hình) 144

Hình 4.7. Khu vực đề xuất áp dụng giải pháp thiết bị xử lý nước thải ngành than 146

MỞ ĐẦU

1. Lý do lựa chọn đề tài

Vấn đề ô nhiễm môi trường biển từ lâu đã là vấn đề mang tính chất toàn cầu. Nó không chỉ dừng lại ở các khu vực bị ô nhiễm mà còn mang tính chất vùng, miền, xuyên quốc gia. Đây là những thách thức rất lớn đối với sự duy trì, phát triển bền vững của các vùng, các quốc gia có biển.

Trên thế giới đã có nhiều nghiên cứu đánh giá ô nhiễm môi trường biển theo nhiều hướng tiếp cận khác nhau. Tuy nhiên, tại Việt Nam, những nghiên cứu đánh giá các quá trình lan truyền chất, sức tải môi trường…vẫn đang còn khá hạn chế. Điều này có thể cải thiện với sự phát triển mạnh mẽ của khoa học và công nghệ môi trường hiện nay, việc nghiên cứu trên vùng biển diện rộng thuận lợi hơn nhờ công nghệ viễn thám, GIS kết hợp các công nghệ tính toán mô phỏng hiện đại.

Vịnh Cửa Lục là một vịnh nhỏ thông ra vịnh Hạ Long thuộc tỉnh Quảng Ninh. Vịnh có chế độ thủy động lực phức tạp, chịu ảnh hưởng của cả chế độ thủy triều từ biển và dòng chảy từ sông. Bên cạnh đó, xung quanh vịnh và trên vịnh hiện đang có khá nhiều hoạt động phát triển kinh tế - xã hội như cảng biển, khu đô thị, các nhà máy xi măng, nhiệt điện, khai thác khoáng sản, … Số liệu quan trắc môi trường nước của Sở Tài nguyên và Môi trường tỉnh Quảng Ninh cho thấy, sự phát triển kinh tế - xã hội quanh vịnh Cửa Lục đã có những động đáng kể đến môi trường nước vịnh. Vấn đề đánh giá và xác định các cơ sở khoa học về mức độ tác động của các hoạt động xung quanh vịnh Cửa Lục đến môi trường nước để đảm bảo phát triển bền vững là rất cần thiết.

Trong nhiều năm qua, một số công trình nghiên cứu đến mối quan hệ giữa phát triển kinh tế - xã hội và diễn biến chất lượng môi trường vịnh Cửa Lục đã được thực hiện. Các dự án đã sử dụng quan điểm lưu vực trong kiểm kê các nguồn và thải lượng chất gây ô nhiễm. Tuy nhiên chưa có công trình nào nghiên cứu tổng hợp trên cơ sở kết hợp đặc điểm lưu vực và các quy hoạch, phát triển trong nghiên cứu phục vụ đánh giá môi trường vịnh Cửa Lục. Cũng chưa có nghiên cứu nào về khả năng chịu tải của vịnh Cửa Lục. Bên cạnh đó, đã có một số công trình nghiên cứu về xói mòn, bồi lắng và ô nhiễm môi trường nước vịnh Cửa Lục, song chưa nghiên cứu nào đi sâu đánh giá và xác định cơ sở khoa học về độ nhạy cảm xói mòn của cảnh quan sau khai thác than liên quan đến bồi lắng trong vịnh Cửa Lục, trong khi đó, xói mòn, bồi lắng và ô nhiễm môi trường nước là những yếu tố quan trọng đe doạ sự phát triển bền vững của lưu vực và vịnh Cửa Lục trong giai đoạn hiện nay.

Từ những vấn đề nêu trên cho thấy việc nghiên cứu, đánh giá sức tải, các quá trình trao đổi nước ảnh hưởng đến ô nhiễm môi trường và đề xuất giải pháp cải thiện chất lượng nước trong khu vực vịnh Cửa Lục - vịnh Hạ Long là cần thiết. Việc nghiên cứu thành công các nội dung trên sẽ có ý nghĩa khoa học cũng như thực tiễn, phục vụ công

tác quản lý phát triển bền vững môi trường vịnh cửa Lục nói riêng, các vịnh và môi trường ven biển nói chung. Đây cũng chính là mục tiêu khi thực hiện Đề tài Luận án: “Nghiên cứu, đánh giá một số chỉ tiêu ô nhiễm bằng phương pháp mô hình hóa, làm cơ sở đề xuất một số giải pháp cải thiện chất lượng nước biển ven bờ Vịnh Cửa Lục, Vịnh Hạ Long, Quảng Ninh”.

2. Mục đích, nội dung nghiên cứu

+, NO3

-, PO4

Mục tiêu luận án: - Xác lập hiện trạng (năm 2018) về chất lượng nước biển ven bờ vịnh Cửa Lục- 3-

vịnh Hạ long thông qua 06 chỉ tiêu đánh giá chất lượng nước (BOD5, NH4 , Fe, Mn);

- Dự báo (đến năm 2030) sự thay đổi chất lượng nước biển ven bờ, đánh giá sức tải môi trường vịnh Cửa Lục (theo các quy hoạch phát triển KTXH, quy hoạch bảo vệ môi trường đã được phê duyệt);

- Đề xuất được các giải pháp để quản lý, kiểm soát, giảm thiểu, cải thiện ô nhiễm

môi trường nước biển ven bờ khu vực Vịnh Cửa Lục - Vịnh Hạ Long.

Các nội dung nghiên cứu bao gồm:

Nội dung 1: Tổng quan hiện trạng, thống kê tải lượng thải của các nguồn thải từ sông, nhà máy, khu công nghiệp, nguồn từ giao thông, dân cư khu vực liên quan đổ vào vịnh Cửa Lục- vịnh Hạ Long;

Nội dung 2: Xác định hiện trạng chất lượng nước khu vực nghiên cứu:

- Thu thập dữ liệu tại vịnh Cửa Lục: địa chất, địa hình, khí tượng thủy văn, thủy

động lực, các nguồn xả thải (nhà máy, khu công nghiệp, các nhánh sông đổ vào...);

- Lập mô hình mô phỏng điều kiện biên của vịnh Cửa Lục và vùng ven bờ vịnh Hạ Long; đo thực tế thủy hải văn và lưu lượng tại 02 mặt cắt sông Diễn Vọng (cầu Bang) và eo Cửa Lục (cầu Bãi Cháy);

- Quan trắc thực tế chất lượng nước tại vịnh Cửa Lục và vùng ven bờ vịnh Hạ Long: lập mạng lưới điểm quan trắc, thực hiện quan trắc (2 đợt: tháng 11/2017 và tháng 5/2018; mỗi đợt 02 lần đo tại đỉnh triều và chân triều);

- Chạy mô hình mô phỏng, kiểm định, hiệu chỉnh và các kịch bản mô phỏng.

Nội dung 3: Phân tích, đánh giá sự biến đổi chất lượng nước từ năm 2011 đến 2018; và dự báo khả năng thay đổi về tải lượng của các thông số ô nhiễm, dựa vào Quy hoạch kinh tế xã hội (đến năm 2030);

Nội dung 4: Xác định ngưỡng chịu tải của vịnh Cửa Lục: xác định năng lực môi

trường và đánh giá khả năng tự làm sạch tự nhiên, sức tải môi trường của vịnh;

Nội dung 5: Đề xuất các giải pháp phi công trình (quản lý, chính sách), giải pháp công trình (các công nghệ xử lý nước thải sinh hoạt, công nghệ xử lý nước thải công nghiệp - khai thác than...) để áp dụng tại khu vực nghiên cứu.

Sơ đồ khối khi thực hiện 5 nội dung nghiên cứu thuộc Luận án như sau:

3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu: Chất lượng nước biển ven bờ tại vịnh Cửa Lục, vịnh Hạ

+; NO3

-, PO4

Long, Quảng Ninh. Trong phạm vi luận án, chất lượng nước biển ven bờ được đánh giá thông qua 06 chỉ tiêu: nhu cầu oxy hóa sinh hóa trong 5 ngày (BOD5); hàm lượng các 3-), hàm lượng kim loại nặng (Fe, Mn) có trong nước

chất dinh dưỡng (NH4 biển ven bờ.

Phạm vi nghiên cứu:

- Phạm vi địa lý: Khu vực liên quan đến dòng chảy: toàn bộ vịnh Cửa Lục (bao gồm các nguồn đổ trực tiếp xuống vịnh, 5 nhánh sông và lưu vực liên quan), vịnh Hạ long (bán kính 1.5 km từ vị trí cầu Bãi cháy- vị trí từ vịnh Cửa Lục đổ ra vịnh Hạ Long);

- Phạm vi vấn đề nghiên cứu: quá trình nghiên cứu sự lan truyền chất trong nước biển ven bờ, giới hạn trong việc vận chuyển và khuếch tán vật chất theo dòng chảy tổng hợp;

- Phạm vi thời gian nghiên cứu: từ năm 2011 đến 2018 và dự báo đến năm 2030.

4. Cơ sở khoa học

Cơ sở khoa học để tiếp cận vấn đề nghiên cứu: DPSIR (Driving Forces-

Presssure – State – Impact – Response), được diễn giải như sau: Động lực -> Áp lực-> Hiện trạng-> Tác động-> Đáp ứng.

Cụ thể: Các bước phát triển kinh tế, xã hội (Động lực) -> Có các nguồn nước thải vào (Áp lực)-> Các yếu tố chất lượng nước trong vùng nghiên cứu (Hiện trạng)->

Tác động của các nguồn thải khi vào hiện trạng (Tác động)-> Đề xuất các giải pháp cải

thiện (Đáp ứng)

Đề tài thực hiện quan trắc, phân tích các chỉ tiêu ô nhiễm của các mẫu nước tại

cửa sông, vịnh Cửa lục và nước biển ven bờ để cập nhật các thông số cho mô hình. Ứng dụng phần mềm SWAT, Mike 21/3 Ecolab để mô phỏng tính toán các kịch bản (phát

triển KTXH, sự cố môi trường, biến đổi khí hậu, nước biển dâng…). Trên cơ sở điều kiện hiện trạng, quy hoạch phát triển KTXH của khu vực, đề tài đánh giá khả năng chịu tải của vịnh Cửa Lục. Sau đó, đề xuất một số biện pháp giảm thiểu ô nhiễm đối với môi trường nước vịnh Cửa Lục và nước biển ven bờ vịnh Hạ Long. Sơ đồ tổng quát theo

hình dưới đây:

5. Phương pháp nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu như sau:

- Phương pháp kế thừa: kế thừa các kết quả đánh giá diễn biến chất lượng môi trường của các đề tài trước đây, các kết quả quan trắc môi trường nước biển vịnh Cửa Lục- Vịnh Hạ Long của Sở Tài nguyên môi trường tỉnh Quảng Ninh và Ban quản lý dự án Vịnh Hạ Long;

- Phương pháp hồi cứu: các số liệu, bài báo khoa học của các tác giả đã đã công bố như việc phân vùng chỉ số chất lượng nước của Vịnh Hạ long, số liệu các thí nghiệm lắng đọng, quang hợp, khuếch tán, phân hủy tại khu vực vịnh Hạ long và các tài liệu có liên quan đến vấn đề nghiên cứu;

- Phương pháp khảo sát đo đạc tại hiện trường: thực hiện 02 đợt quan trắc, phân tích các mẫu nước biển tại khu vực vịnh Cửa Lục (11/2017 và 05/2018), đo đạc thủy hải văn và lưu lượng, lấy số liệu để hiệu chỉnh và kiểm định mô hình;

- Phương pháp thí nghiệm trong phòng thí nghiệm: Mẫu nước được đo đạc và phân tích tuân theo các tiêu chuẩn Việt nam và Quốc tế. Kết quả phân tích được thực hiện từ phòng thử nghiệm - Trung tâm phân tích FPD, Tp. Hạ Long, Quảng Ninh và phòng Phân tích chất lượng môi trường- Công ty CP Kỹ thuật môi trường Đại Việt.

- Phương pháp so sánh - tổng hợp: so sánh các kết quả đạt được của luận án với các

kết quả hiện có của các đề tài đã được thực hiện;

- Phương pháp mô hình mô phỏng: ứng dụng phần mềm SWAT, MIKE21 Ecolab để mô phỏng hệ thống lan truyền ô nhiễm chất lượng nước ven biển tại khu vực vịnh Cửa Lục - vịnh Hạ Long;

- Phương pháp chuyên gia: hỏi ý kiến với các chuyên gia về đánh giá hiện trạng chất lương nước biển ven vờ khu vực vịnh Cửa Lục- vịnh Hạ Long, đề xuất những biện pháp cải thiện hiệu quả chất lượng môi trường nước ven biển, tổ chức hội thảo của Luận án.

+ (528,65%), PO4

6. Những đóng góp mới Các đóng góp mới của Luận án:

- Đã xác lập được nền hiện trạng chất lượng nước biển về 06 chỉ tiêu đánh giá chất lượng nước tại vịnh Cửa Lục- vịnh Hạ Long (04/06 chỉ tiêu đã vượt tải, bao gồm 3-(170,81%), Fe (241,14%)); đánh giá được BOD5(114,41%), NH4 hiện trạng mức độ ô nhiễm tại các vị trí trong khu vực nghiên cứu (02 khu vực: KV ô nhiễm nghiêm trọng 1 và KV ô nhiễm nghiêm trọng 2);

+, PO4

- Đã đánh giá sức tải môi trường khu vực vịnh Cửa Lục- vịnh Hạ Long, có dự báo 3-,

đến năm 2030 thông qua mô hình toán (có 4 thông số dự báo vượt tải là NH4 Fe, Mn);

- Đã đề xuất các giải pháp quản lý, chính sách và công nghệ kỹ thuật xử lý nước để bảo vệ môi trường nước tại khu vực nghiên cứu (xử lý nước thải sinh hoạt (theo hướng kết hợp xử lý tập trung và xử lý phân tán), xử lý nước thải hầm lò mỏ than...).

Ý nghĩa khoa học:

- Luận án đã xác lập được hiện trạng của nước biển ven bờ tại khu vực Vịnh Cửa Lục - Vịnh Hạ Long thông qua các bộ số liệu được kế thừa và số liệu khảo sát đo đạc tại thời điểm hiện tại và kết quả mô phỏng mô hình chất lượng nước;

- Luận án đã đánh giá được sức tải môi trường tại thời điểm hiện tại (năm 2018) và

đưa ra các cơ sở để dự báo sức tải vịnh Cửa Lục (năm 2030);

- Luận án đã đóng góp và làm sáng tỏ phương pháp luận để xác định ngưỡng chịu

tải của các vịnh kín, áp dụng trước hết cho vịnh Cửa Lục.

Ý nghĩa thực tiễn:

- Luận án đã xác lập bức tranh toàn cảnh về nhóm 06 chỉ tiêu chất lượng nước biển tại vịnh Cửa Lục - vịnh Hạ long, đánh giá được hiện trạng mức độ ô nhiễm tại các vị trí trong khu vực;

- Luận án đã đánh giá sức tải môi trường khu vực vịnh Cửa Lục, có dự báo đến năm 2030 thông qua mô hình toán, làm cơ sở và cung cấp thông tin cho công tác quản lý, sử dụng môi trường nước biển vịnh Cửa Lục;

- Luận án đã đề xuất sử dụng các giải pháp tổng hợp: giải pháp phi công trình (nhóm giải pháp chính sách, quản lý) và giải pháp công trình (nhóm giải pháp kỹ thuật) áp dụng tại khu vực nghiên cứu.

Cấu trúc chính của Luận án như sau:

- MỞ ĐẦU;

- CHƯƠNG 1 - TỔNG QUAN HIỆN TRẠNG Ô NHIỄM VÙNG VEN BIỂN VÀ CÁC NGHIÊN CỨU VỀ Ô NHIỄM VÙNG VEN BIỂN;

- CHƯƠNG 2 – CƠ SỞ LÝ THUYẾT ĐÁNH GIÁ TẢI LƯỢNG MÔI TRƯỜNG KHU VỰC VỊNH CỬA LỤC, VỊNH HẠ LONG;

- CHƯƠNG 3 - KẾT QUẢ MÔ PHỎNG CHẤT LƯỢNG NƯỚC BIỂN VEN BỜ VỊNH CỬA LỤC, VỊNH HẠ LONG;

- CHƯƠNG 4- ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP CẢI THIỆN CHẤT LƯỢNG NƯỚC BIỂN VEN BỜ VỊNH CỬA LỤC, VỊNH HẠ LONG;

- KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ;

- TÀI LIỆU THAM KHẢO; 05 PHỤ LỤC.

CHƯƠNG 1 - TỔNG QUAN HIỆN TRẠNG Ô NHIỄM VÙNG VEN BIỂN VÀ CÁC NGHIÊN CỨU VỀ Ô NHIỄM VÙNG VEN BIỂN

1.1 Các nguồn thải và hiện trạng ô nhiễm vùng ven biển trên thế giới

1.1.1 Một số khái niệm, định nghĩa

- TCVN là tiêu chuẩn Việt Nam (theo Pháp lệnh chất lượng hàng hóa năm 1999),

nhưng đến khi Luật Tiêu chuẩn và Quy chuẩn kỹ thuật ra đời năm 2006 thì tiêu chuẩn Việt nam được chuyển thành Tiêu chuẩn quốc gia và lấy ký hiệu là TCVN. Kể từ đó,

TCVN cũng được sử dụng làm tiền tố cho các bộ tiêu chuẩn kỹ thuật quốc gia của Việt Nam.

- QCVN là viết tắt của Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia. QCVN quy định về mức

giới hạn của các đặc tính kỹ thuật và yêu cầu quản lý mà sản phẩm, hàng hoá, dịch vụ, quá trình, môi trường và các đối tượng khác trong hoạt động kinh tế – xã hội phải tuân

thủ để bảo đảm an toàn, vệ sinh, sức khoẻ con người; bảo vệ động vật, thực vật, môi trường; bảo vệ lợi ích và an ninh quốc gia, quyền lợi của người tiêu dùng và các yêu

cầu thiết yếu khác.

QCVN do cơ quan nhà nước có thẩm quyền ban hành dưới dạng văn bản để bắt

buộc áp dụng. Đồng thời, QCVN cũng được sử dụng làm tiền tố cho các bộ Quy chuẩn

kỹ thuật quốc gia của Việt Nam.

- Triều cường là hiện tượng thuỷ triều khi mực nước dâng cao nhất (trong

tháng). Khi mặt trăng – mặt trời – trái đất nằm thẳng nhau, mặt trăng mặt trời gây ra lực lên Trái Đất tạo ra triều cường;

- Triều kém là hiện tượng thuỷ triều khi mực nước dâng thấp nhất (trong tháng). Khi mặt trăng – trái đất – mặt trời nằm thẳng nhau, mặt trăng mặt trời gây ra lực lên

Trái Đất tạo ra triều kém;

- Đỉnh triều là mực nước cao nhất trong một chu kỳ triều;

- Chân triều là mực nước thấp nhất trong một chu kỳ triều;

Tại khoản 1 Điều 22 Luật tài nguyên, môi trường biển và hải đảo chỉ quy định nguyên tắc xác định phạm vi vùng bờ và giao Chính phủ quy định chi tiết về phạm vi

vùng bờ tại Nghị định số 40/2016/NĐ-CP ngày 15 tháng 5 năm 2016 quy định chi tiết

thi hành một số điều của Luật tài nguyên, môi trường biển và hải đảo (Điều 8).

- Vùng biển ven bờ có ranh giới trong là đường mép nước biển thấp nhất trung

bình trong nhiều năm (18,6 năm) và ranh giới ngoài cách đường mép nước biển thấp

nhất trung bình trong nhiều năm một khoảng cách 06 hải lý do Bộ Tài nguyên và Môi

trường xác định và công bố

Theo Nghị định thư về quản lý tổng hợp vùng bờ ở Địa Trung Hải (Nghị định

thư) thì vùng bờ được định nghĩa như sau: “Vùng bờ là vùng địa mạo hai bên của bờ

biển có sự tương tác giữa phần biển và đất liền, mà tại đây xuất hiện hình thái của các hệ thống tài nguyên và sinh thái phức tạp, cấu thành các thành phần sinh vật và phi sinh

vật, cùng tồn tại và tương tác với cộng đồng dân cư và các hoạt động kinh tế - xã hội có liên quan”

1.1.2. Các nguồn thải và hiện trạng ô nhiễm vùng ven biển trên thế giới

Vùng biển ven bờ luôn là nơi được con người quan tâm do các nguồn tài nguyên

biển phong phú và cũng là nơi dễ dàng cho sự tiếp cận của thị trường quốc tế. Nó tạo

ra không gian sống, các tài nguyên sinh vật và phi sinh vật cho các hoạt động của con người và có chức năng điều hòa đối với môi trường tự nhiên cũng như môi trường nhân

tạo. Khu vực xung quanh vùng biển ven bờ là khu vực trọng tâm của nhiều ngành kinh tế quốc gia, là nơi có rất nhiều các hoạt động về kinh tế, xã hội diễn ra và cũng là nơi

phải chịu tác động của các hoạt động này nhiều nhất. Rất nhiều vùng biển ven bờ ở nhiều nơi trên thế giới đã bị ô nhiễm do nhiều nguyên nhân khác nhau.

Các chất ô nhiễm từ lục địa theo sông ngòi mang ra biển như nước thải, phân

bón nông nghiệp, thuốc trừ sâu, chất thải công nghiệp, chất thải phóng xạ và nhiều chất ô nhiễm khác. Hàng năm, các chất thải rắn đổ ra biển trên thế giới khoảng 50 triệu tấn,

gồm đất, cát, rác thải, phế liệu xây dựng, chất phóng xạ. Một số chất thải loại này sẽ lắng tại vùng biển ven bờ. Một số chất khác bị phân huỷ và lan truyền trong toàn khối

nước biển. Việc phát triển cơ sở hạ tầng, mở rộng sản xuất công nghiệp, đô thị hóa khu vực ven biển làm tăng lượng nước thải vào các đại dương. Tình hình nghiêm trọng nhất

trên toàn châu Âu, bờ biển phía Đông của Hoa Kỳ, Hoa Đông của Trung Quốc và Biển Đông của Đông Nam Á. Đây cũng là các ngư trường chính.

Các nguồn gây ô nhiễm môi trường biển có thể được phân chia thành các nhóm

chính như sau [55]:

- Từ lục địa mang ra: Các hoạt động phát triển trên đất liền, đặc biệt trên các lưu

vực sông như đô thị hóa, phát triển các khu công nghiệp, nông nghiệp, nuôi trồng và khai thác thủy sản nước lợ, các khu dân cư, khai khoáng... Các chất thải không qua xử

lý đổ ra sông suối và cuối cùng "trăm sông đều đổ về biển cả". Lượng thải từ đất liền

ra biển ở nước ta chiếm khoảng 50-60%.

- Từ trên biển: Các hoạt động trên biển như hàng hải, nuôi trồng và đánh bắt hải

sản, phát triển cảng và nạo vét đáy biển, du lịch biển, thăm dò và khai thác khoáng sản

biển (chủ yếu dầu, khí), nhận chìm tàu và các sự cố môi trường biển khác (tràn dầu,

thải dầu, đổ dầu cặn bất hợp pháp, đổ thải phóng xạ, hóa chất độc hại...).

- Từ không khí đưa xuống: Các hoạt động tương tác biển – không khí cũng kéo

theo hiện tượng lắng các chất gây ô nhiễm xuống biển. Loại này khó theo dõi và quản

lý vì thường phát tán trên diện rộng.

- Từ đáy biển đưa lên: Chủ yếu ở những khu vực có hoặc chịu ảnh hưởng của

các hoạt động địa động lực mạnh như động đất, núi lửa, sóng thần...

Theo GESAMP, có 06 con đường chính mà các chất gây ô nhiễm xâm nhập vào

môi trường cửa sông: (1) nguồn phân tán chảy ra từ đất; (2) thải trực tiếp đường ống; (3) dòng sông chảy vào; (4) lắng đọng khí quyển; (5) vận tải biển; và (6) rác thải trên

biển [53].

Đối với vùng biển ven bờ, môi trường có thể bị ô nhiễm bởi các nguồn từ: sự cố tràn dầu, chất thải bồi lắng, hiện tượng phú dưỡng do xử lý nước thải không triệt để

hoặc không xử lý ở nhiều nơi trên thế giới, các chất ô nhiễm hữu cơ bền (POPs), chất thải kim loại nặng từ mỏ và các nguồn khác, quá trình axit hóa, chất phóng xạ và việc

xả rác ra của các tổ chức hoạt động trên biển. Các nguồn thải này cộng với việc đánh bắt quá mức sinh vật biển là nguyên nhân dẫn đến sự tàn phá môi trường sống ven biển,

chỉ số hàm lượng Nitơ (chủ yếu là nitrat và amoni) trong nước biển được dự báo sẽ tăng

ít nhất 14% trên toàn cầu vào năm 2030 [65].

Ở vùng ven biển Caspian khoảng 60% lượng nước thải xả ra không được xử lý

hiệu quả, ở ven biển của Mỹ, Trung Quốc con số này là gần 80%, và trong phần lớn Châu Phi và Ấn Độ - Thái Bình Dương có tỷ lệ cao 80-90% [64]. Ước tính cần khoảng

56 tỷ đô hàng năm để xử lý lượng nước thải khổng lồ này. Tuy nhiên, chi phí phục hồi các rạn san hô, thiệt hại trong du lịch, thủy sản và các chi phí chi trả cho các nguy cơ

sức khỏe của con người có thể còn đắt hơn. Nhiều loài sinh vật biển, bao gồm san hô

nước lạnh như Lopheliasp, rất nhạy cảm với sự thay đổi nhiệt độ và oxy hòa tan, làm cho chúng dễ bị tổn thương do biến đổi khí hậu và ô nhiễm.

Đường bờ biển dài 68.000 km của khu vực EU chiếm khoảng một nửa dân số EU sống ở phạm vi 500 m gần bờ biển [56]. Các hoạt động về đất đai và biển như sản

xuất, vận chuyển, du lịch, nông nghiệp, trong số những ngành khác đã tăng lên qua nhiều năm. Cơ sở hạ tầng đang được xây dựng hoặc mở rộng dọc theo các khu vực gần

bờ để hỗ trợ các hoạt động kinh tế này. Mặc dù các biện pháp giảm phát thải các chất

gây ô nhiễm từ các hoạt động của con người đã được áp dụng, việc thải trực tiếp và gián tiếp các chất thải nông nghiệp, đô thị và công nghiệp vào vùng nước ven bờ vẫn

là một vấn đề quản lý chính. Dữ liệu từ các vùng biển châu Âu cho thấy nồng độ nitơ

và photpho vẫn cao ở hầu hết các trạm quan trắc. Trong trường hợp các hoá chất độc

liên tục, xu hướng giảm tổng thể các mức chất gây ô nhiễm có thể gây hại đã được báo cáo. Việc sử dụng hoá chất đã được quy định trong những năm gần đây, tuy nhiên đánh

giá tổng thể về sự thay đổi mức độ ô nhiễm hoá học cho thấy các điểm nóng ô nhiễm vẫn tập trung ở vùng biển Châu Âu, chẳng hạn như biển Baltic và biển Địa Trung Hải.

Các hóa chất độc vẫn được tìm thấy với nồng độ cao trong sinh vật biển ở hầu hết các

vùng biển châu Âu. Cụ thể, nồng độ cadmium, thuỷ ngân và chì trong sinh vật biển vượt quá giới hạn quy định đối với thực phẩm, dựa trên chỉ số ô nhiễm hóa học [57].

Những điều kiện này không chỉ đe doạ trực tiếp đến sinh vật biển mà cả sức khoẻ con người, thông qua việc tiêu thụ hải sản bị ô nhiễm.

Tại khu vực Đông Nam Á, diện tích rạn san hô chiếm 34% rạn san hô, 30% diện tích rừng ngập mặn, 18% diện tích cỏ biển trên thế giới. Tuy nhiên với tổng dân số ước tính là 580 triệu người (ước tính năm 2009), trong đó 70% sống dọc theo bờ biển dài

100.000 km [58], áp lực của con người tác động vào nguồn tài nguyên ven biển của khu vực khiến vùng này là rất lớn khiến nó có nguy cơ là một trong những vùng biển ô

nhiễm nhất trên thế giới. Hầu hết các quốc gia trong khu vực đều có mật độ dân cư cao, đô thị hóa cao và có nền kinh tế phát triển nhanh. Một lượng lớn nước thải không được

xử lý hoặc được xử lý một phần được thải trực tiếp hoặc gián tiếp xuống biển làm ô nhiễm nghiêm trọng hệ sinh thái ven biển [51]. Nạn phá rừng, phát triển nông nghiệp

thiếu bền vững, nuôi trồng thủy sản, khai thác mỏ, hoạt động vận chuyển đường thủy cũng đóng góp đáng kể lượng chất thải gây ô nhiễm trong hệ sinh thái ven biển của

Đông Nam Á bao gồm trầm tích lơ lửng, kim loại, mầm bệnh vi sinh vật, chất dinh

dưỡng, ôxy, các chất ô nhiễm hữu cơ bền (POPs) ( [64], [59]). Do đó, môi trường nước tại một số thành phố ven biển hay tại các khu vực cửa sông đặc biệt như ở Indonesia,

Thái Lan, Việt Nam và Philippines đang bị suy giảm nghiêm trọng. Năm 2006, trong một bản báo cáo nghiên cứu phân tích chẩn đoán xuyên biên giới (TDA) về các vấn đề

ô nhiễm và tác động tiềm tàng của chúng đối với môi trường biển ở vùng biển Tây Philippine đã được tiến hành ở Campuchia, Trung Quốc, Indonesia, Malaysia,

Philippines, Thái Lan và Việt Nam, đề xuất 35 điểm ô nhiễm nặng trong các hệ thống ven biển có tác động xấu đến sức khoẻ cộng đồng cần được ưu tiên giám sát và giảm nhẹ lượng chất thải. Một trong những lưu lượng chất thải biển nặng nhất và tập trung

nhiều nhất vào hoạt động của tàu cá trên thế giới, các điểm nóng về ô nhiễm dầu và các khu vực có nguy cơ cao đối với thảm họa hàng hải trong khu vực cũng được báo cáo

[66]. Hầu hết các nước trong Đông Nam Á đã có các biện pháp chống ô nhiễm và cải thiện chất lượng nước bằng cách đưa ra các luật và chính sách để bảo vệ môi trường và

đảm bảo an toàn sức khoẻ con người. Tăng cường quản lý nước thải, đưa ra khung quản

lý lưu vực sông, kết hợp các mối quan tâm xung quanh bảo tồn hệ sinh thái là một trong

số những bước phát triển quan trọng trong quản lý môi trường nước trong khu vực [69]. Tuy nhiên, chất lượng nước thấp hoặc xấu đi ở nhiều vùng vẫn là một trong những vấn

đề quan trọng nhất trong đánh giá môi trường chiến lược vì việc xây dựng các biện pháp quản lý thích hợp và đầy đủ nhằm ngăn ngừa sự xuống cấp của môi trường nước

vẫn còn chậm so với tăng trưởng kinh tế - xã hội.

Năm 2004, một nghiên cứu được thực hiện đánh giá ban đầu về hiện trạng chất lượng nước của 12 vịnh ở Philipin. Đánh giá bao gồm 11 khu vực đánh bắt cá ưu tiên

-, NH3

-, NO2

được xác định bởi Chương trình ngành Thuỷ sản (FSP) của Cục nghề cá và nguồn lợi thủy sản (BFAR) là: vịnh Manila, vịnh Calauag, vịnh San Miguel, vịnh Ragay, vịnh

giá theo các thông số về chất lượng nước như chất dinh dưỡng (NO3 PO4

Lagonoy, vịnh Sorsogon, vịnh Carigara, vịnh San Pedro, vịnh Ormoc, vịnh Sogod và vịnh Panguil. Dữ liệu về vịnh Lingayen, bờ biển Thái Bình Dương của Philippines và Biển Đông (SCS) cũng đã được đưa vào đánh giá. Hiện trạng của mỗi vịnh được đánh - và 3-), oxy hoà tan (DO), chlorophyll-a (Chl-a), pH, tổng chất rắn lơ lửng (TSS), coliform, kim loại nặng và thuốc trừ sâu. Các tiêu chí được sử dụng bao gồm các tiêu chí do Bộ TN & MT (DENR) ấn định, tiêu chuẩn chất lượng môi trường biển của Hiệp

hội các Quốc gia Đông Nam Á (ASEAN), và tiêu chuẩn chất lượng nước Malaysia (PEMSEA và MBEMP TWG-RRA 2004). Ở hầu hết các vịnh, ô nhiễm ven biển do

tăng nồng độ chất dinh dưỡng và thuốc trừ sâu thường có nguyên nhân từ các hoạt động nông nghiệp và nuôi trồng thủy sản. Sự gia tăng rõ rệt dân số ở các khu vực duyên hải

cũng gây ra sự gia tăng những hậu quả từ nước thải sinh hoạt. Các vấn đề khác được

xác định là do quá tải ô nhiễm kim loại nặng từ các ngành công nghiệp và các hoạt động liên quan đến khai thác [63].

1.2 Các nguồn thải và hiện trạng ô nhiễm vùng ven biển Việt Nam

1.2.1 Các nguồn thải tại vùng ven biển Việt Nam

Việt Nam có vùng biển rộng lớn, bờ biển dài trên 3.260km và hơn 3.000 đảo

lớn, nhỏ với đường bờ biển dài, nhiều vũng vịnh. Đường biển từ lâu đã trở thành con đường vận tải quan trọng của Việt Nam giao thương hàng hóa trong nước và trên thế

giới, trong tổng số 10 tuyến đường biển lớn nhất trên thế giới hiện nay, có 5 tuyến đi qua Biển Đông hoặc có liên quan đến Biển Đông. Dọc bờ biển nước ta có khoảng 100

địa điểm có thể xây dựng được các cảng biển. Thêm vào đó với hệ thống sông ngòi dày đặc như hệ thống sông vùng Quảng Ninh, hệ thống sông Hồng, sông Mã, sông Cả, sông

Đồng Nai -Vàm Cỏ và hệ thống sông Cửu Long... các tuyến đường sông, đường bộ ven

biển được xây dựng trong thời gian qua đã tạo điều kiện thuận lợi cho thông thương nội

địa Việt Nam với các nước khác trong khu vực [24].

Thời gian gần đây, trước sức ép của tốc độ gia tăng dân số ngày càng nhanh, nhu

cầu phát triển kinh tế ngày càng cao trong bối cảnh các nguồn tài nguyên đất liền ngày

càng cạn kiệt, càng đẩy mạnh khuynh hướng tiến ra biển, khai thác biển, làm giàu từ biển. Tuy nhiên, các hoạt động khai thác chủ yếu chỉ tập trung vào mục tiêu phát triển

kinh tế, xem nhẹ công tác bảo vệ môi trường, làm cho nhiều nguồn tài nguyên biển bị khai thác cạn kiệt, hệ sinh thái biển bị đe dọa nghiêm trọng. Hoạt động du lịch biển

đang gia tăng mạnh nhưng thiếu quy hoạch và quản lý không khoa học nên cũng gây ô nhiễm môi trường vùng ven biển. Sản lượng khai thác cá biển đã vượt mức cho phép,

80% là từ vùng nước ven bờ. Năm 2002, Viện Tài nguyên quốc tế đã thống kê có tới 80% rạn san hô của Việt Nam đang trong tình trạng bị đe dọa (nguy hiểm), trong đó 50% nguy cấp. Từ đó đến nay, chất lượng môi trường biển và vùng ven biển Việt Nam

đang tiếp tục suy giảm. Đã có 70 loài hải sản được đưa vào danh sách đỏ để bảo vệ, 85 loài ở tình trạng nguy cấp ở nhiều mức độ khác nhau, đặc biệt là hiện tượng thủy triều

đỏ xuất hiện năm 2002, 2003 ở Khánh Hòa, Ninh Thuận, Bình Thuận gây thiệt hại lớn cho nghề nuôi trồng thủy hải sản[23].

Các nguồn gây ô nhiễm môi trường biển tại Việt Nam gồm:

Ô nhiễm do hoạt động kinh tế trong đất liền và nuôi trồng, khai thác thuỷ hải

sản ven biển: các hoạt động kinh tế và sinh sống của dân cư ven biển đang có những

tác động xấu tới môi trường sinh thái biển. Hiện cả nước có 17 KKT ven biển được thành lập, thu hút 254 dự án đầu tư nước ngoài với tổng vốn đăng ký là 42 tỷ USD và

1.079 dự án đầu tư trong nước, với tổng vốn đầu tư đăng ký khoảng 805,2 nghìn tỷ đồng [29]. Quá trình đô thị hóa đem lại sự đổi mới cho các đô thị, nhưng đi kèm với nó

là quá trình di dân từ nông thôn ra thành thị, lực lượng lao động tại các thành thị ngày càng tăng, sự phát triển của cơ sở hạ tầng nhất là các hệ thống xử lý rác thải chưa được

đầu tư hiệu quả đã gây tác hại nghiêm trọng đến sức khoẻ con người, giảm khả năng sinh sản của các loài hải sản ở các vùng cửa sông và ven bờ [66].

Đặc biệt, vấn đề ô nhiễm chất thải nhựa tại các khu vực nước biển ven bờ đang

là vấn đề gây bức xúc hiện nay. Rác thải nhựa trên biển làm mất mỹ quan, gây phản cảm. Không những thế, rác thải còn chìm xuống đáy biển, mất hàng trăm năm để phân

hủy; nếu thu gom, đem đốt cũng phát sinh những chất độc hại; còn không đốt thì những mảnh plastic nhỏ sẽ đi vào cơ thể sinh vật biển, gây ra những hậu quả nghiêm trọng tới

sự sống của các loài động vật theo chuỗi thức ăn. Các biện pháp thu gom chất thải nhựa và tuyên truyền nâng cao ý thức của khách du lịch và người dân địa phương trong việc

sử dụng đã được thực hiện, tuy nhiên hiệu quả thu được vẫn chưa cao. Vấn đề này cần

được sự quan tâm của các cấp quản lý nhà nước, cũng như mọi người sử dụng các sản phầm có nguy cơ thải ra chất thải nhựa này để có thể kiểm soát được nguy cơ ô nhiễm

chất thải nhựa tại vùng biển ven bờ [52].

Hầu hết các chất thải lỏng do sinh hoạt và các khu công nghiệp đều đổ trực tiếp ra biển, một phần chất thải rắn vào sông, biển gây nên ô nhiễm môi trường nước, như

Hà Nội, Quảng Ninh, Hải Phòng, Đà Nẵng, Vũng Tàu, Biên Hòa, Tp. Hồ Chí Minh... Theo Ban quản lý khu bảo tồn biển vịnh Nha Trang (Khánh Hòa), mỗi ngày vịnh phải

tiếp nhận 10 tấn rác thải gây ô nhiễm môi trường biển và cảnh quan nơi đây. Số rác này do hơn 2.000 người dân sống trên các đảo Vũng Ngán, Hòn Một, Đầm Bấy và Bích

Đầm xả ra; cùng với 6.000 lồng nuôi trồng thủy sản ngay trong vịnh và từ tàu thuyền đánh cá, tàu thuyền du lịch, khách du lịch xả trực tiếp, chưa kể rác sinh hoạt của người dân sống trên thượng nguồn sông Tắc và sông Cái đổ vào vịnh. Tại khu vực cảng Cam

Ranh, các kết quả quan trắc chất lượng nước biển ven bờ năm 2007 và 2008, cho thấy: khu vực này đã bị ô nhiễm váng dầu và coliform. Mật độ coliform cao hơn so với năm

2007 và vượt tiêu chuẩn cho phép 8 lần [12].

Ô nhiễm do hoạt động dầu khí: hoạt động dầu khí liên quan nhiều đến ô nhiễm

dầu, một dạng ô nhiễm nguy hiểm, gây thiệt hại kinh tế-xã hội-môi trường nặng nề. Tất cả các giai đoạn khai thác, thăm dò đều gây ô nhiễm môi trường biển. Ở giai đoạn thăm

dò, mùn khoan và dung dịch khoan được xem là các chất thải có khả năng gây ô nhiễm

nặng nề nhất. Chất thải rắn sinh ra từ các hoạt động khoan bao gồm: chất thải nguy hại có chứa dầu, mỡ, các vật liệu nhiễm dầu, pin đã sử dụng, sơn, thùng sơn, dung môi, hóa

chất đã sử dụng...phát sinh từ các hoạt động khoan; chất thải rắn không nguy hại, gồm rác thực phẩm và rác thải có nguồn gốc từ vật liệu giấy, bìa, thủy tinh, nhựa và phế liệu

kim loại. Sau giai đoạn thăm dò, các chất thải sẽ tạo huyền phù làm tăng độ đục của nước, sự sa lắng của mùn khoan lẫn dầu sẽ gây nên những biến đổi về thành phần của

trầm tích và tích tụ hydrocarbon, ngoài ra còn ảnh hưởng đến sự tích tụ kim loại nặng trong trầm tích, trong mô của một số loài sinh vật đáy. Theo thống kê của Sở Tài

Nguyên và Môi trường tỉnh Bà Rịa-Vũng Tàu, hiện rác thải của ngành dầu khí khoảng 30.000 tấn/năm, hầu hết lượng rác thải này không được xử lý, gây ảnh hưởng xấu tới môi trường cảnh quan và đa dạng sinh học của vùng biển. Ô nhiễm từ lĩnh vực thăm

dò-khai thác dầu khí, nhất là các sự cố tràn dầu, chất thải chứa dầu, chất thải nguy hại…, đang là thách thức lớn và nằm ngoài tầm kiểm soát của tỉnh, vì chưa đủ nguồn lực để

thực hiện nhiệm vụ này. Các ngành chức năng của Bà Rịa-Vũng Tàu chưa có khả năng phát hiện các vết dầu loang trên biển cũng như đối tượng gây ra sự cố ô nhiễm. Trong

khi đó, Trung tâm Ứng cứu tràn dầu phía Nam thuộc Tập đoàn Dầu khí Việt Nam (đặt

tại Tp. Hồ Chí Minh) vẫn đang yếu về năng lực ứng cứu và ở xa khu vực biển Vũng

Tàu nên việc ứng cứu sự cố tràn dầu đạt hiệu quả thấp[16].

Ô nhiễm từ vận tải biển, sự cố tràn dầu: nằm trên đường giao lưu hàng hải quốc

tế với mật độ lớn nên khả năng ô nhiễm biển do tàu thuyền là rất lớn. Theo số liệu quốc

tế, số lượng dầu chuyên chở qua Biển Đông hàng năm vào khoảng 2,1 tỷ tấn và thường xuyên có khoảng 51 tàu chở dầu cỡ lớn hoạt động trong khu vực. Nếu giả định chỉ có

1% rò rỉ thì hàng năm lượng dầu tràn lên tới 20 triệu tấn. Hiện tại, bờ biển Việt Nam được phân ra 3 vùng nhạy cảm và đây cũng là điểm nóng của ô nhiễm ven bờ: vùng Hạ

Long - Hải Phòng, vùng Đà Nẵng - Dung Quất và vùng Gành Rái – Vũng Tàu.

Nguồn ô nhiễm dầu do hoạt động của các tàu vận tải và đánh cá trong nước ước

tính hàng năm thải ra biển Việt Nam khoảng 337 tấn. Tỷ lệ ô nhiễm từ các hoạt động

này chiếm khoảng 48% do các tàu không có két chứa dầu, 35% do sự cố tràn đâm và 13% do sự cố tràn dầu. Sự cố tràn dầu là một trong những nguyên nhân gây ô nhiễm

dầu ở các vùng biển và dải ven bờ, nghiêm trọng nhất do hoạt động của tàu thủy. Sự cố tràn dầu thường do các tai nạn tàu thuyền gây ra, đặc biệt là tai nạn của tàu chở dầu

chuyên dụng. Từ năm 1987 đến 1999 có hơn 100 vụ tràn dầu trên vùng biển nước ta qua 20 tỉnh từ đảo Bạch Long Vĩ xuống tới Cà Mau, gây tổn thất lớn về sinh thái và

kinh tế-xã hội[17].

Bên cạnh vấn đề tràn dầu, dò rỉ dầu từ các giàn khoan, các tàu chở dầu cũng góp

phần làm cho môi trường biển ngày càng xấu đi. Các tàu chở dầu làm thoát ra biển tới

0,7% tải trọng của chúng trong quá trình vận chuyển thông thường. Lượng dầu này sẽ theo chiều gió mùa tấp vào bờ biển Việt Nam. Đầu năm 2007, sự cố tràn dầu đã gây ô

nhiễm trên 500 km bờ biển miền Trung; 8 tỉnh, thành phố từ Hà Tĩnh đến Phú Yên đã phát động các chiến dịch thu gom dầu vón cục tấp lên dải ven biển, với khoảng 1.200

tấn. Tiếp đó, tháng 6 năm 2009, tàu Nhật Thuần đã chìm sâu xuống biển Vũng Tàu sau khi bùng cháy trong khoảng 02 giờ liền. Theo báo cáo Sở Tài nguyên Môi trường tỉnh

Bà Rịa - Vũng Tàu, tại thời điểm xẩy ra tai nạn, trong tàu Nhật Thuần có chứa khoảng 1.795m3 dầu cặn và chất thải lẫn dầu.... Các sự cố tràn dầu thường để lại hậu quả rất

nghiêm trọng làm ô nhiễm môi trường, ảnh hưởng đến điều kiện sinh thái, tài nguyên

thủy sinh, tài nguyên nước, tài nguyên đất trên một khu vực khá rộng, gây thiệt hại đến các hoạt động kinh tế - xã hội. Ngoài ra, nó cũng gây ảnh hưởng đến sức khỏe và đời

sống kinh tế của cư dân ven các vùng biển.

Ô nhiễm từ hoạt động đóng tàu: nhằm đáp ứng nhu cầu phát triển đội tàu trong

nước và xuất khẩu, nhiều nhà máy đóng tàu lớn đã được nâng cấp mở rộng và trang bị công nghệ hiện đại. Tuy nhiên, nếu công tác bảo vệ môi trường không được chú trọng,

thì hoạt động của các nhà máy sẽ là những nguồn phát thải chất thải nguy hại tới môi

trường. Tất cả các giai đoạn đóng mới tàu đều tạo ra các chất thải gây ô nhiễm biển và vùng ven bờ, từ các loại kim loại nặng đến dầu thải tại các khu vực có nhà máy đóng

tàu và bến tàu. Những chất thải này làm thay đổi tính chất hóa lý của nước, ảnh hưởng trực tiếp tới động thực vật biển và ven biển cũng như gây trở ngại cho sự phát triển một

số ngành công nghiệp chế biến, đặc biệt là ngành làm muối, nuôi trồng thủy sản và khai

thác du lịch ven biển, trên các đảo ven bờ.

1.2.2 Hiện trạng ô nhiễm vùng ven biển ở Việt Nam

Việt Nam là quốc gia ven biển nằm bên bờ Tây của Biển Đông, có địa chính trị và địa kinh tế rất quan trọng. Việt nam có bờ biển dài trên 3.260 km trải dài từ Bắc

xuống Nam, đứng thứ 27 trong số 157 quốc gia ven biển, các quốc đảo và các lãnh thổ

trên thế giới. Trong 63 tỉnh, thành phố của cả nước thì 28 tỉnh, thành phố có biển và gần một nửa dân số sinh sống tại các tỉnh, thành ven biển. Theo Công ước của Liên hợp quốc về Luật Biển năm 1982, nước ta có diện tích biển khoảng trên 1 triệu km2, gấp 3 lần diện tích đất liền, chiếm gần 30% diện tích Biển Đông (cả Biển Đông có diện tích khoảng 3,5 triệu km2) [10]. Tuy nhiên, chất lượng nước biển khu vực ven bờ của Việt Nam hiện nay đang có dấu hiệu xuống cấp đáng quan tâm. Theo báo cáo hiện trạng môi

+ và PO4

-, NH4

và chất thải sinh hoạt; chất rắn lơ lửng, Si, NO3

trường quốc gia năm 2010, chất lượng môi trường vùng ven biển tiếp tục bị suy giảm theo chiều hướng xấu [2]. Môi trường biển và vùng ven biển đã bị ô nhiễm dầu, kẽm 3- cũng ở mức đáng lo ngại; chất lượng trầm tích đáy biển ven bờ, nơi cư trú của nhiều loài thủy hải sản cũng đang bị ô nhiễm; hàm lượng hóa chất bảo vệ thực vật chủng loại andrin và endrin trong

các mẫu sinh vật đáy ở các vùng cửa sông ven biển phía Bắc đều cao hơn giới hạn cho phép. Vì vậy, tính đa dạng sinh học động vật đáy ở ven biển miền Bắc và thực vật nổi

ở miền Trung suy giảm rõ rệt.

Hình 1.1. Hàm lượng chất rắn lơ lửng trong nước biển ven bờ [22]

Các chất thải có nguồn gốc lục địa được đưa vào biển nước ta thường là các chất rắn lơ lửng (TSS), hàm lượng chất rắn lơ lửng TSS trong nước biển chủ yếu do sông

tải ra nên thường có giá trị cao ở vùng ven biển đồng bằng sông Hồng và đồng bằng sông Cửu Long đặc biệt ở các vùng cửa sông như Ba Lạt, Định An, Rạch Giá. Khu vực

miền Trung có hàm lượng tương đối nhỏ so với các khu vực khác và có xu thế giảm trong giai đoạn 2010 - 2014 [22]. Ở hầu hết các điểm đo thuộc vùng biển phía Bắc (từ

Cửa Lục đến Cửa Lò) và vùng biển phía Nam (từ Vũng Tàu đến Kiên Giang) của các trạm thuộc hệ thống quan trắc môi trường quốc gia, hàm lượng tổng chất rắn lơ lửng

thường vượt quá giới hạn cho phép đối với nước biển ven bờ.

Nhu cầu ôxy hoá học (COD) trong nước vùng ven bờ biến động theo các khu vực khác nhau. Theo Hình 1.3 giá trị COD trong nước biển ven bờ có xu hướng tăng

cao dọc ven biển miền Nam và biến đổi trung bình năm trong khoảng 11,23- 20,50 mg/l. Ở vùng ven biển phía Bắc, COD tăng cao tại khu vực cửa Ba Lạt, giảm thấp tại

khu vực Trà Cổ, Cửa Lò. Trung bình trong các khu vực dao động từ 2,70 đến 3,06 mg/l, toàn vùng 2,90 mg/l trong mùa khô và từ 2,14 đến 4,26 mg/l, toàn vùng 2,87 mg/l trong

mùa mưa.

Hình 1.2. Chỉ số COD trong nước biển ven bờ [20]

Về hàm lượng amoni (NH4

+) ở khu vực ven bờ miền Bắc cao hơn so với miền Trung và miền Nam. Tại nhiều vùng cửa sông như Cửa Lục, Đồ Sơn, Ba Lạt, Rạch Giá,

hàm lượng Amoni đã vượt quá QCVN 10-MT:2015/BTNMTđối với nước biển ven bờ cho NTTS, bảo vệ thủy sinh.

mg/l 0.2

2010

2011

2012

2013

2014

QCVN 10-MT:2015/BTNMT, Cột 2

0.18

0.16

0.14

0.12

0.1

0.08

0.06

0.04

0.02

Hình 1.3. Diễn biến hàm lượng NH4+ trung bình trong nước biển ven bờ tại một số

khu vực ven biển giai đoạn 2010 -2014 [22]

Thực tế ô nhiễm dầu dọc theo dải ven biển Việt Nam đã và đang là vấn đề cần

lưu tâm vì nó có ảnh hưởng rất lớn đến môi trường vùng biển ven bờ, liên quan trực tiếp đến nuôi trồng thủy sản và du lịch ven biển.

Tại khu vực miền Bắc, hàm lượng dầu trong nước biển ven bờ thể hiện rõ ảnh

hưởng của hoạt động giao thông thủy đến chất lượng nước. Điểm đo cửa Lục gần luồng cửa Lục, gần bến phà Bãi Cháy có hàm lượng dầu trong nước cao hơn hẳn các điểm đo

khác, cụ thể: Khu vực vịnh Cửa Lục – cầu Bãi Cháy: hàm lượng dầu có xu hướng tăng, dao động từ 0,012 mg/l đến 0,826 mg/l, so với quy chuẩn là 0,2 mg/l. Khu vực ven bờ

bến chợ Hạ Long 1 và khu vực ven bờ cột 5, cột 8: hàm lượng dầu mỡ khoáng tuy có xu hướng giảm trong năm 2013, 2014, tuy nhiên vẫn vượt ngưỡng cho phép trong tất

cả các đợt quan trắc ([50], [7], [28]).

Khu vực ven biển miền Trung Việt Nam hàm lượng cyanua cao hơn Quy chuẩn cho phép đối với nước biển ven bờ cho nuôi trồng thủy sản, bảo vệ thủy sinh, bãi tắm

và khu vui chơi. Nguyên nhân là liên quan đến tình trạng đánh bắt hải sản dùng cyanua. Giá trị quan trắc hàm lượng cyanua ở khu vực ven biển miền Trung cao hơn miền Bắc

[41]. Sự cố môi trường Formosa với hiện tượng cá chết hàng loạt tại vùng biển Vũng Áng (Hà Tĩnh) bắt đầu từ ngày 6 tháng 4 năm 2016 và sau đó lan ra vùng biển Quảng

Bình, Quảng Trị, Thừa Thiên-Huế. Trên bờ biển Vũng Chùa có đến hàng trăm cá thể cá mú loại từ 40 – 50 kg trôi dạt vào bờ và chết. Đến ngày 25/4, tỉnh Hà Tĩnh có 10 tấn

cá chết, Quảng Trị có 30 tấn cá chết, đến ngày 29/4 Quảng Bình hơn 100 tấn cá biển

bất ngờ chết dạt bờ. Thảm họa này gây ảnh hưởng lớn đến sản xuất và sinh hoạt của ngư dân, đến những hộ nuôi thủy sản ven bờ, ảnh hưởng đến du lịch biển và cuộc sống

của cư dân miền Trung. Chỉ riêng tỉnh Quảng Bình có 18 xã chuyên làm nghề biển với hơn 14.000 hộ và 24.000 lao động nghề biển. Tháng 6/2016, nguyên nhân của vụ việc

đã được công bố rộng rãi trên truyền thông: nước xả thải chưa được xử lý đúng chuẩn của khu công nghiệp gang thép Formosa Hà Tĩnh chứa các độc tốc nguy hại như Phenol,

Cyanua vượt quá mức cho phép nhiều lần. Nước thải theo dòng hải lưu di chuyển hướng Bắc-Nam qua 4 tỉnh. Đây là nguyên nhân làm hải sản và sinh vật biển chết hàng loạt

nhất là ở tầng đáy. Sự cố ô nhiễm môi trường dẫn đến hải sản chết hàng loạt ven biển 4 tỉnh miền Trung và nhiều điểm nóng ô nhiễm môi trường cùng lúc bùng phát ở nhiều tỉnh thành trên cả nước là hệ quả của giai đoạn phát triển nóng, thiếu bền vững trong

thời gian qua. Nhiều địa phương đã chú trọng đến mục tiêu tăng trưởng kinh tế mà chưa quan tâm đúng mức đến công tác BVMT.

Trầm tích biển ven bờ là nơi trú ngụ của nhiều loài sinh vật đáy đặc sản nhưng chất lượng cũng thay đổi. Một số vùng ven bờ bị đục hóa, lượng phù sa lơ lửng tăng đã

ảnh hưởng đến ngành dịch vụ - du lịch, làm giảm khả năng quang hợp của một số sinh

vật biển và làm suy giảm nguồn giống hải sản tự nhiên. Nước biển ở một số khu vực

có biểu hiện bị axít hóa do độ pH trong nước biển tầng mặt biến đổi trong khoảng 6,3 - 8,2. Nước biển ven bờ có biểu hiện bị ô nhiễm bởi chất hữu cơ, kẽm, một số chủng

thuốc bảo vệ thực vật. Hiện tượng thủy triều đỏ xuất hiện tại vùng biển Nam Trung Bộ, đặc biệt là tại Khánh Hòa, Ninh Thuận, Bình Thuận làm chết các loại tôm cá đang nuôi

trồng ở những khu vực này [27].

Môi trường biển đã trở thành một trong những vấn đề trọng tâm của chiến lược phát triển biển, đảo của Việt Nam. Vì thế, nhiều năm qua đã có rất nhiều chương trình,

đề án, dự án nghiên cứu, điều tra, khảo sát, quan trắc môi trường biển ven bờ và xa bờ. Nhiều chương trình nghiên cứu, điều tra mặc dù không trực tiếp đề cập đến nội dung

QLNN về BVMT biển nhưng đã cung cấp nhiều dữ liệu về môi trường và tài nguyên biển phục vụ cho công tác BVMT biển trong đó có biển ven bờ như: Chương trình điều tra nghiên cứu biển (KHCN 06) và Chương trình Khoa học công nghệ Nhà nước về

TN&MT (KHCN 07), Chương trình cấp nhà nước về KHCN biển đã mở đề tài "Nghiên cứu xây dựng kế hoạch quản lý tổng hợp vùng bờ Việt Nam" (mã số KHCN 06-07)

[42]. Với mục tiêu xây dựng luận cứ khoa học phục vụ quy hoạch, quản lý, khai thác tài nguyên biển đảo, đấu tranh bảo vệ chủ quyền lãnh hải. Trong giai đoạn 2011-2015,

đã có 27 đề tài, dự án cấp nhà nước được phê duyệt trong khuôn khổ Chương trình KC09/2011-2015. Nội dung nghiên cứu cung cấp các luận cứ khoa học cho việc hoạch

định và hoàn thiện hệ thống chính sách, pháp luật về biển và khung thể chế QLTH và thống nhất về biển, vùng ven biển và hải đảo, bảo vệ chủ quyền quốc gia đối với các

vùng biển và hải đảo của Việt Nam, Chương trình còn đề ra mục tiêu ứng dụng có hiệu

quả các giải pháp KH&CN mới trong giám sát, điều tra TN&MT biển; phòng tránh thiên tai trên biển đảo, chú trọng triển khai KH&CN biển liên quan đến vùng nước sâu

và xa bờ nhằm khẳng định chủ quyền và đảm bảo an ninh quốc phòng trên vùng biển và hải đảo Việt Nam. Ngoài ra, Chương trình còn có mục tiêu tạo bước chuyển biến

mới về công nghệ nghiên cứu biển và nâng cao tiềm lực KH&CN biển thông qua việc đẩy mạnh hợp tác quốc tế trong nghiên cứu một số vấn đề quan trọng của biển Đông.

1.3 Tổng quan các nghiên cứu về ô nhiễm vùng biển Việt Nam

1.3.1 Các nghiên cứu áp dụng chỉ số chất lượng nước, tổng hợp phân tích kết quả quan trắc, đo đạc

Năm 2012, một nghiên cứu tính toán chỉ số WQI cho 15 vùng ven biển của Việt Nam dựa trên số liệu quan trắc trong cho thấy môi trường biển ven bờ của nước ta bắt

đầu có dấu hiệu bị ô nhiễm. Điển hình tại Rạch Giá, nước biển ven bờ ở khu vực quan trắc có biểu hiện ô nhiễm, chất lượng nước thường xuyên bị đe dọa hay bị tổn thương

nguy cơ ô nhiễm nghiêm trọng ở vùng biển ven bờ này luôn trong tình trạng đáng báo

động. Ở các vùng biển ven bờ Trà Cổ, Cửa Lục, Đồ Sơn, Ba Lạt, Sầm Sơn, Cửa Lò và Vũng Tàu chất lượng nước được kiểm soát và bảo vệ, tuy nhiên đôi khi bị đe doạ hay

bị tổn thương ở mức thấp. Nhiều vùng biển đang tiến gần đến nguy cơ bắt đầu bị ô nhiễm như Cửa Lò, Vũng Tàu. Các vùng ven biển Đèo Ngang, Thuận An, Đà Nẵng,

Dung Quất, Sa Huỳnh, Quy Nhơn và Nha Trang chất lượng nước được bảo vệ với mức

độ đe dọa và bị tổn thương không lớn. Tuy nhiên, hiện trạng chất lượng nước ở một số vùng biển đôi khi bắt đầu vượt ra khỏi hệ tự nhiên hay các mức mong muốn như Sa

Huỳnh, Nha Trang [43].

Năm 2014, một nghiên cứu được thực hiện cho vùng vịnh Hạ Long với kết quả

chính gồm phân vùng và xây dựng chỉ số chất lượng nước. Chỉ số WQIHL được xây dựng kết hợp với công cụ GIS đã phân khu chất lượng nước cho toàn vịnh. Các phân khu chất lượng nước tốt đến rất tốt chủ yếu nằm ở vùng lõi vịnh và phần đệm phía biển.

Các phân khu chất lượng nước trung bình, xấu và rất xấu nằm ở vùng phụ cận và vùng đệm phía đất liền. Điều này cho thấy chất lượng nước vịnh Hạ Long hiện đang chịu áp

lực lớn từ các nguồn thải ven biển. Kết quả phân vùng cũng cho thấy một số hoạt động sử dụng nước vịnh Hạ Long hiện đang diễn ra trong điều kiện không đảm bảo[32].

Đánh giá chất lượng môi trường nước biển năm 2016 vùng ven bờ phía Bắc Việt Nam thông qua các chỉ số chất lượng nước RQ (hệ số tai biến RQ= Ci/Ctc; Ci là nồng

độ chất ô nhiễm I (mg/l); Ctc là giới hạn cho phép chất ô nhiễm đối với nước nuôi trồng

thủy sản (QCVN 10: 2015/BTNTMT và ngưỡng ASEAN (mg/l)) [30]. Nghiên cứu thực hiện thu mẫu ngoài thực địa trong đó các thông số nhiệt độ, độ muối, pH, oxi hòa tan

được đo nhanh tại hiện trường. Các thông số khác được chuyển về phòng thí nghiệm chuyên ngành. Kết quả nghiên cứu cho thấy, năm 2016 môi trường nước biển tại các

vùng biển phía Bắc Việt Nam có hệ số tai biến RQtb trung bình chung (0,4) được xem như an toàn về môi trường. Khi xét từng khu vực, năm 2016 không có vùng bị ô nhiễm

vì có hệ số RQtb < 0,75. Hệ số RQ thấp nhất tại trạm Trà Cổ (0,30 < 0,75); cao nhất tại trạm Ba Lạt (0,58 < 0,75). Nhìn chung chất lượng nước ven bờ phía Bắc năm 2016 ở

mức không bị ô nhiễm và tại các trạm quan trắc cũng không thấy dấu hiệu của sự ô nhiễm.

Để đánh giá chất lượng môi trường tại các trạm quan trắc môi trường biển phía

Nam Việt Nam, có thể sử dụng chỉ số chất lượng nước NSF-WQI. Dữ liệu dùng để tính toán chỉ số chất lượng nước NSF-WQI trong 5 năm gần đây được chọn lọc, thu

thập và chuẩn hóa từ các trạm quan trắc và phân tích môi trường biển miền Nam. Chỉ số chất lượng nước NFS-WQI đã phản ánh được tình trạng chất lượng nước biển ven

bờ tại các trạm quan trắc môi trường biển miền Nam, trong đó chất lượng nước tại trạm

Nha Trang là tốt nhất và tại trạm Rạch Giá là kém nhất. Chất lượng nước tại các trạm

Nha Trang và Vũng Tàu ít có sự khác biệt, trong khi đó tại trạm Rạch giá thì có sự khác biệt rất rõ rệt giữa 2 mùa [22].

Năm 2017, đề tài “Nghiên cứu kinh nghiệm quốc tế về sử dụng bộ chỉ thị sinh

học phục vụ đánh giá ô nhiễm kim loại nặng (Pb, Hg, As, Cd) khu vực cửa sông ven biển” đã được thực hiện. Đề tài đã phân tích, đánh giá được kinh nghiệm quốc tế về sử

dụng bộ chỉ thị sinh học đánh giá ô nhiễm kim loại nặng khu vực cửa sông ven biển, kinh nghiệm quốc tế về quan trắc môi trường bằng phương pháp sinh học, kinh nghiệm

quốc tế và của Việt Nam về sử dụng sinh vật chỉ thị trong đánh giá ô nhiễm kim loại nặng khu vực cửa sông ven biển, hiện trạng đa dạng sinh học khu vực cửa sông ven

biển Việt nam. Từ đó đề tài lựa chọn và bước đầu đề xuất 02 loài thân mềm loài Hàu đá và Ngao Bến Tre là những loài phù hợp làm chỉ thị sinh vật phục vụ đánh giá ô nhiễm kim loại nặng khu vực cửa sông ven biển Việt Nam [19].

Năm 2009, một nghiên cứu về hàm lượng Zn, Cu, Pb trong trầm tích đất và nước tại vùng ven biển bán đảo Cà Mau cũng được thực hiện. Nghiên cứu này sử dụng 03

phương pháp: Phương pháp thu và bảo quản mẫu, phương pháp phân tích mẫu đất và nước và phương pháp xử lý số liệu. Kết quả nghiên cứu cho thấy hàm lượng Pb, Zn,

Cu khá cao trong sông rạch thuộc nội ô thành phố Cà Mau nhưng lại thấp ở phía biển. Nồng độ của Zn, Cu trong nước tại vùng khảo sát cao vượt tiêu chuẩn nước cho nuôi

thủy sản, trong khi sự hiện diện Pb trong vùng khảo sát ở mức độ không ô nhiễm. Cu,

Zn, Pb có tương quan thuận với nhau, càng xa khu dân cư thì sự phân bố của chúng giảm dần. Các yếu tố mùa có ảnh hưởng nhất định đến hàm lượng Pb, Zn, Cu ([36],

[25]).

Nghiên cứu môi trường cho vùng vịnh Đà Nẵng với các phương pháp: đo độ pH

trầm tích; Phân tích xác định hàm lượng carbonat sinh vật và hóa học; Phân tích các ion hấp thụ trong trầm tích; Phân tích hàm lượng carbonat hữu cơ bằng phương pháp

Knop. Kết quả nghiên cứu cho thấy nguy cơ ô nhiễm Asen xảy ra trên toàn bộ vùng nghiên cứu với 51/58 mẫu có hàm lượng 0,32-0,63 ppm. As trong vùng nghiên cứu tạo

thành 1 dị thường As với mức hàm lượng 6,2-6,3 ppm và phân bố chủ yếu ở vùng ven

biển đồn biên phòng Hải Vân (ở độ sâu 7-10 m nước). Các dị thường As phân bố ở các vùng thường là nơi diễn ra các hoạt động nhân sinh mạnh mẽ. Chúng liên quan với các

chất thải của công nghiệp khai khoáng, hoá chất, thuốc bảo vệ thực vật, thuốc trừ sâu, diệt cỏ, diệt nấm... As còn được sinh ra trong quá trình phong hoá các đá và quặng, hoà

tan vào nước mặt, nước dưới đất và đi ra biển. Qua các kết quả phân tích mẫu cho thấy trầm tích giàu vật chất hữu cơ cũng có khả năng hấp thụ và tích luỹ As; các kết quả

phân tích mẫu đều cho thấy arsen thường tập trung cao trong mùn của đất đen. Nhìn

chung, trong trầm tích vùng nghiên cứu có sự tập trung của As. Nguy cơ ô nhiễm As

xảy ra trên diện rộng, nhưng tập trung chủ yếu ở các cảng, xí nghiệp đóng tàu và ở các vùng cửa sông. Đối với thủy ngân: tại khu vực phía Tây bắc và Tây nam bãi Bang, ở

độ sâu 16-20 m nước đã có biểu hiện ô nhiễm Hg ở mức trung bình (hàm lượng Hg ở đây đạt giá trị 0,2 ppm) vượt giới hạn cho phép tiêu chuẩn ô nhiễm môi trường trầm

tích của Canada (0,195 ppm). Cũng tại vùng biển Bãi Bang ở độ sâu >20 m nước đã có

biểu hiện ô nhiễm Hg ở mức gây ảnh hưởng (hàm lượng Hg ở đây đạt giá trị 1,2 ppm), vượt giới hạn cho phép tiêu chuẩn ô nhiễm môi trường trầm tích của Canada đối với

Hg (0,69 ppm). Đối với chì: vùng nghiên cứu có biểu hiện ô nhiễm Pb với mức độ yếu ở vùng Tây nam Bãi Bang (ở độ sâu 16-17 m nước). Tại đây, Pb đạt hàm lượng 40 ppm,

vượt giới hạn cho phép tiêu chuẩn ô nhiễm môi trường trầm tích của Canada đối với Pb (32 ppm) [35].

1.3.2 Nghiên cứu sử dụng mô hình toán áp dụng cho ô nhiễm biển ven bờ

1.3.2.1 Tổng quan về mô hình toán trong nghiên cứu chất lượng nước

Mô hình chất lượng nước là công cụ hữu hiệu để mô phỏng và dự đoán vận

chuyển chất ô nhiễm trong môi trường nước, có thể góp phần tiết kiệm chi phí lao động và nguyên vật liệu cho một số lượng lớn các thí nghiệm hóa học ở mức độ nào đó. Hơn

nữa, mô hình có thể giải quyết một số vấn đề khó khăn cho các thí nghiệm ngoài hiện trường trong một số trường hợp do các vấn đề ô nhiễm môi trường đặc biệt. Vì vậy, mô

hình chất lượng nước trở thành một công cụ quan trọng để xác định tình trạng ô nhiễm

môi trường nước, kết quả và trạng thái cuối cùng của các chất ô nhiễm trong môi trường nước. Các kết quả mô hình hóa theo các kịch bản hiện trạng ô nhiễm khác nhau sử dụng

mô hình chất lượng nước là thành phần rất quan trọng của việc đánh giá tác động môi trường. Hơn nữa, đó cũng là cơ sở để ra quyết định quản lý môi trường, kết quả mô

hình sẽ hỗ trợ dữ liệu và hỗ trợ kỹ thuật cho các cơ quan bảo vệ môi trường nước trong quá trình phân tích, đánh giá các dự án. Kết quả mô hình có ảnh hưởng rất lớn đến tính

hợp lý và tính khả thi của các biện pháp kiểm soát ô nhiễm.

Với sự phát triển của mô hình lý thuyết và kỹ thuật máy tính được cập nhật nhanh, ngày càng nhiều mô hình chất lượng nước được phát triển với các thuật toán mô

hình khác nhau. Đến nay, có nhiều loại mô hình chất lượng nước bao gồm hàng trăm phần mềm mô hình đã được phát triển cho các địa hình khác nhau, khối nước, và các

chất ô nhiễm ở không gian và tỷ lệ thời gian khác nhau.

Các mô hình chất lượng nước đã trải qua một quá trình phát triển lâu dài kể từ

khi Streeter và Phelps xây dựng mô hình chất lượng nước đầu tiên (mô hình S – P) để

kiểm soát ô nhiễm nước sông ở bang Ohio của Mỹ [14]. Các mô hình chất lượng nước

có bước tiến lớn từ việc chỉ mô phỏng 1 yếu tố chất lượng nước đến nhiều yếu tố, từ

mô hình trạng thái bền tới mô hình động lực, từ mô hình nguồn điểm đến mô hình kết hợp giữa nguồn điểm và nguồn diện và từ mô hình không chiều tới mô hình một chiều,

hai chiều, và ba chiều. Hơn 100 mô hình chất lượng nước đã được phát triển cho tới ngày nay. Tuy nhiên, mỗi mô hình chất lượng nước lại có các điều kiện áp dụng riêng.

Nhìn chung, các mô hình chất lượng nước đã trải qua ba giai đoạn phát triển quan trọng

từ năm 1925 đến nay.

Trong số các mô hình chất lượng nước mặt, các mô hình mô hình Streeter –

Phelps, QUASAR, QUAL, WASP, CE-QUAL-W 2, BASINS, MIKE, EFDC đã được áp dụng rộng rãi trên phạm vi toàn cầu. Gần đây, Kannel và cộng sự đã khẳng định, các

mô hình phổ biến như QUAL2E, WASP7, và QUASAR là phù hợp nhất để mô phỏng oxy hòa tan dọc các sông, suối. Nhìn chung, tại các quốc gia phát triển, đặc biệt Hoa Kỳ và các nước châu Âu đã phát triển và cải tiến mô hình chất lượng nước mặt tốt hơn

so với các nước khác. Một vài mô hình chất lượng nước mặt cũng được thiết lập tại một số trường đại học và các viện nghiên cứu ở Trung Quốc trong các năm qua, tuy nhiên

các mô hình này hiện vẫn chưa được sử dụng rộng rãi so với các mô hình MIKE, EFDC và WASP [9].

Các mô hình mô phỏng quá trình lan truyền chất thải và đánh giá chất lượng nước sông phát triển mạnh nhất vào những năm cuối của thế kỷ 20 bao gồm các mô

hình 1 chiều, 2 chiều và 3 chiều. Mô hình mở rộng phạm vi tính toán tới sự phát triển

của các quá trình sinh học và sinh thái xảy ra trong thủy vực nước. Công nghệ tính toán, mô phỏng, dự báo dòng chảy và chất lượng nước hiện nay chủ yếu là được xây dựng

và phát triển dựa trên các mô hình toán. Với sự phát triển của kỹ thuật tính toán trên máy tính đã cho phép xây dựng những mô hình toán hiệu quả và đáng tin cậy. Những

năm gần đây, mô hình toán nói chung, và mô hình chất lượng nước nói riêng đang phát triển mạnh mẽ với sự ứng dụng rộng rãi các công nghệ hiện đại như hệ thông tin địa lý

(GIS), các thuật toán cho các máy tính công suất lớn. Các phần mềm hiện đại ngày nay có xu hướng đa tính năng trên cơ sở tích hợp các modun chuyên dụng với các giao diện

thân thiện với người sử dụng như các phần mềm CORMIX (USEP, 1990, 1993), HSPF (Hydrological Simulation Program Fortran, USEP 1984), SWMM (Storm Water Management Model), WASP (USEP), QUAL2E và QUAL2Euncas (USEP), WQRRS

(Water quality for river), hệ thống mô hình MIKE... Một số mô hình thông dụng đã được phát triển và ứng dụng phổ biến ở nước ta có thể kể đến các mô hình Việt Nam

gồm VRSAP, SAL, KOD…, các mô hình nước ngoài như SOBEK, ISI, WENDY, SMS và MIKE. Các mô hình chất lượng nước thường được tích hợp trên các mô hình thuỷ

động lực phục vụ mô phỏng và dự báo diễn biến môi trường. Điển hình có thể kể đến

các mô hình QUAL2-E (Mỹ), AQUATOX (Mỹ), MIKE11/21WQ (Đan Mạch),

SOBEK (Hà Lan), DEFL2D/3D (Hà Lan), SMS (Mỹ)… có khả năng mô tả chi tiết hầu hết các quá trình biến đổi trong môi trường nước của các hệ thống nguồn nước từ sông,

hồ, đầm phá, cửa sông, ven biển và biển [11].

1.3.2.2 Tổng quan các nghiên cứu có sử dụng mô hình toán trong nghiên cứu chất lượng nước biển Việt Nam

Việc ứng dụng các mô hình toán hiện đại trong nghiên cứu, đánh giá chất lượng môi trường nước ven biển Việt Nam đã trở nên phổ biến những năm gần đây. Rất nhiều

các nghiên cứu, ứng dụng các mô hình như SMS, HSCTM-2D, MIKE21, DELFT3D, EFDC…, để thực hiện các tính toán mô phỏng, dự báo môi trường nước biển.

Mô hình SMS đã được sử dụng để mô phỏng chế độ thuỷ động lực (mực nước,

vận tốc dòng chảy) tại đầm phá Tam Giang – Cầu Hai (Thừa Thiên Huế) từ đó xác định việc mở lại cửa Hoà Duân và ảnh hưởng của tổ hợp các hồ chứa ở thượng nguồn cái

nào là nguyên nhân của quá trình xâm nhập mặn tại đây [44].

Mô hình HSCTM-2D được Trần Hữu Tuyên và cộng sự sử dụng để đánh giá

ảnh hưởng mật độ ngư cụ đến phân bố dòng chảy, khả năng trao đổi nước và ô nhiễm nitơ từ các nguồn thải sản xuất nông nghiệp làm cơ sở cho việc qui hoạch, bố trí lại hệ

thống [45]. Bên cạnh đó, mô hình HSCTM-2D cũng được Trần Hữu Tuyên (2005) thử

nghiệm mô phỏng lan truyền mặn ở đầm phá Tam Giang – Cầu Hai trước và sau trận lũ lịch sử năm 1999. Tuy nhiên, mô hình chỉ ở mức độ thử nghiệm và chỉ mô phỏng độ

mặn, chưa mô phỏng về CLN trên toàn đầm phá.

Mô hình EFDC được sử dụng mô phỏng chế độ thủy động lực, CLN vùng cửa

sông Sài Gòn- Đồng Nai và vịnh Gành Rái. Các kết quả nghiên cứu đã đưa ra được bức tranh về xu thế diễn biến CLN, sự thay đổi chế độ thủy động lực hệ thống sông và khu

vực vịnh Gành Rái trước và sau khi xây dựng công trình Vũng Tàu- Gò Công [46].

Mô hình MIKE 21 được áp dụng khá nhiều đối với các vịnh, điển hình được áp dụng nhiều ở vịnh Cam Ranh, vịnh Nha Trang, vịnh Hạ Long… Mô phỏng quá trình

lan truyền một số vật chất có thể gây ô nhiễm vịnh Cam Ranh từ các nguồn thải của khu công nghiệp, NTTS và khu dân cư trong 2 mùa: mùa mưa và mùa khô. Các kết quả

đã đưa đến kết luận là vào mùa khô năm 2011 đã có sự vượt ngưỡng cho phép của tất cả các yếu tố chỉ thị môi trường, khẳng định đã xảy ra tai biến môi trường trên toàn khu

vực vịnh Cam Ranh [8]. Mô hình MIKE 21 cũng được sử dụng để nghiên cứu quá trình

tự làm sạch của môi trường biển khu vực vịnh Nha Trang với nguồn thải là nước sinh hoạt bị ô nhiễm từ sông Cái. Kết quả nghiên cứu đã chỉ ra, sau 24 giờ khả năng tự làm

sạch các chất ô nhiễm hữu cơ của nước biển đạt từ 42 - 90%. Ngoài ra, mô hình MIKE

21 Ecolab cũng được ứng dụng để nghiên cứu sự lan truyền một số kim loại nặng nguồn

gốc công nghiệp gây ô nhiễm môi trường nước vịnh Hạ Long. Kết quả cho thấy đã có sự xuất hiện những điểm ô nhiễm cục bộ vùng cửa sông, ven biển ở cả mùa khô và mùa

mưa như cầu Tuần Châu, khu vực gần động Thiên Cung, hồ Cô Tiên [13].

Mô hình ECOSMO đã được sử dụng để mô phỏng quá trình tự làm sạch của môi trường biển khu vực vịnh Cam Ranh, Nha Trang với nguồn thải là các nhà máy và các

khu công nghiệp. Phần lớn các nghiên cứu đều tập trung đánh giá phần phía nam vịnh Cam Ranh, không bao gồm phần đầm Thủy Triều ở phía bắc vịnh Cam Ranh [8].

Mô hình DELFT3D với mô đun DELFT 3D – WAQ đã được ứng dụng để tính toán khả năng tích lũy chất ô nhiễm và khả năng tiếp nhận của đầm phá Tam Giang –

Cầu Hai ở thời điểm hiện tại và thời điểm năm 2020, mô phỏng trường thủy động lực

và lan truyền chất ô nhiễm BOD và COD trong đầm phá Tam Giang – Cầu Hai. Kết quả tính toán lượng chất tích lũy và khả năng tiếp nhận ô nhiễm cho thấy tới năm 2020,

khả năng tiếp nhận các chất ô nhiễm tại các thủy vực sẽ giảm đi từ 1,3 đến 6,8 lần, trung bình giảm đi từ 2-3 lần [45].

Mô hình SWAT: SWAT (Soil and Water Assessment Tool) là công cụ đánh giá nước và đất được xây dựng bởi tiến sĩ Jeff Arnold ở Trung tâm Phục vụ Nghiên cứu

Nông nghiệp (ARS- Agricultural Research Service) thuộc Bộ Nông nghiệp Hoa Kỳ (USDA- United States Department of Agriculture) và giáo sư Srinivasan thuộc Đại học

Texas A&M, Hoa Kỳ. Sử dụng công cụ SWAT đã được các nhà nghiên cứu quan tâm

trong những năm trở lại đây, nhiều đề tài nghiên cứu sử dụng công cụ này để đánh giá những tác động của con người và thiên nhiên đến lưu vực của một số sông lớn của Việt

Nam, cụ thể là một số nghiên cứu sau: Nguyễn Hà Trang (2009): Ứng dụng công nghệ GIS và mô hình SWAT đánh giá và dự báo CLN lưu vực sông Đồng Nai [33]. Nghiên

cứu này tích hợp được GIS và mô hình SWAT mô phỏng lưu lượng dòng chảy và đánh giá chất lượng nước lưu vực sông Đồng Nai; Nguyễn Thanh Tuấn (2011): Ứng dụng

công nghệ GIS và mô hình SWAT đánh giá chất lượng nước lưu vực hồ Dầu Tiếng [34]….

1.3.3 Nghiên cứu ứng dụng ảnh viễn thám đánh giá chất lượng nước ven bờ

Viễn thám được xem là công cụ hiệu quả để quản lý, giám sát chất lượng nước. Tư liệu viễn thám cung cấp cái nhìn tổng quan trên một vùng rộng lớn và khả năng cập

nhật thường xuyên, là kênh thu thập dữ liệu quan trọng trong nghiên cứu tài nguyên và môi trường.

Một số các nghiên cứu nổi bật liên quan đến ứng dụng công nghệ viễn thám

trong quản lý chất lượng môi trường nước như là: các nghiên cứu liên quan đến quan

trắc hàm lượng chlorophyll và chất rắn lơ lửng trong nước biển Đông ([54], [39]) và

vùng vịnh ven biển. Về các nghiên cứu hiện nay có đề tài nghiên cứu hợp tác giữa Trung tâm Viễn thám quốc gia và Viện Vật Lý (Viện Khoa học và Công nghệ Việt

Nam) đã và đang tiến hành liên quan đến thử nghiệm ứng dụng ảnh vệ tinh MODIS để tính toán nhiệt độ nước biển (SST) và hàm lượng chlorophyll-a (Chl-a) trên biển Đông.

Nguyễn Thu Hà và cộng sự đã xây dựng phương pháp ứng dụng viễn thám và địa thống

kê trong quan trắc chất lượng nước biển ven bờ, áp dụng nghiên cứu vịnh Tiên Yên và làm sáng tỏ rằng ảnh MODIS có khả năng cung cấp dữ liệu nhằm đánh giá hiệu quả

chất lượng các vùng nước ven biển [55].

Đề tài “Nghiên cứu các phương pháp phân tích, đánh giá và giám sát chất lượng

nước ven bờ bằng tư liệu viễn thám độ phân giải cao và độ phân giải trung bình, đa thời gian; Áp dụng thử nghiệm cho ảnh của vệ tinh VNREDSat-1”, mã số VT/CB-01/14-15 thuộc Chương trình Khoa học và Công nghệ Vũ trụ giai đoạn 2012 – 2015 . Đề tài đã

tiến hành 7 chuyến khảo sát thực địa, trong đó tháng 7/2014 kết hợp với tàu nghiên cứu biển ALIS của Pháp tiến hành khảo sát thực địa đo đạc quang học và lấy mẫu nước tại

vùng ven bờ châu thổ sông Hồng và vịnh Hạ Long (73 điểm), sông Cửu Long (75 điểm) tháng 6/2015. Có 3 chuyến khảo sát thực địa tại 3 vùng nghiên cứu là Hạ Long (14

điểm), ven bờ sông Hồng (16 điểm) và sông Cửu Long (16 điểm); Phân tích 194 mẫu Chl-a, 194 mẫu SPM và 194 mẫu CDOM tại 3 vùng nghiên cứu. Đề tài đã sử dụng các

phương pháp mô hình toán, phương pháp xây dựng thuật toán, bản đồ, cơ sở dữ liệu, công nghệ thông tin, khảo sát và đo đạc thực địa... để triển khai thực hiện các nội dung

nghiên cứu. Đồng thời xây dựng 2 thuật toán theo mô hình truyền thống là OC2

Vietnam và OC4 Vietnam để xử lý dữ liệu ảnh MODIS. Thuật toán OC2 Vietnam dựa trên quan hệ hàm mũ giữa hàm lượng Chl-a với tỷ số phổ phản xạ giữa bước sóng

440nm và 551nm. Thuật toán OC4 Vietnam được xây dựng bằng cách xác định các hệ số a = -127,47, b = 9,16, c = 7,34, d = -3,06 và e = 0,11 của thuật toán OC4 cho vùng

biển Việt Nam. 02 thuật toán được phát triển để xử lý dữ liệu viễn thám xác định hàm lượng SPM cho vùng biển Việt Nam trên ảnh MODIS, Landsat-8 và VNREDSAT1.

Đề tài đã xây dựng tập bản đồ phân bố hàm lượng Chl-a trung bình tháng của năm từ 2004 đến 2014 cho vùng biển Việt Nam tại tỷ lệ 1:2.000.000 được xây dựng từ kết quả xử lý ảnh MODIS. 12 bản đồ phân bố hàm lượng SPM trung bình tháng của 11 năm (từ

2004 đến 2014) cho vùng biển Việt Nam tại tỷ lệ 1:7.000.000 từ xử lý ảnh MODIS, 10 bản đồ hiện trạng phân bố hàm lượng SPM đại diện cho mùa mưa và mùa khô được

xây dựng tại tỷ lệ 1:50.000 cho khu vực vịnh Hạ Long, ven bờ sông Hồng và Cửu Long từ xử lý ảnh Landsat-8 và VNREDSAT1. Tập bản đồ phân bố giá trị acdom(412nm) trung

bình tháng của năm từ 2004 đến 2014 cho vùng biển Việt Nam tại tỷ lệ 1:7.000.000

được xây dựng từ kết quả xử lý ảnh MODIS [39].

1.4 Tổng quan các nghiên cứu về ô nhiễm nước vịnh Cửa Lục

1.4.1 Khái quát chung khu vực nghiên cứu

1.4.1.1. Vị trí địa lý

Lưu vực vịnh Cửa Lục nằm ở phía Bắc thành phố Hạ Long và vịnh Hạ Long. Diện tích của vịnh khoảng 18 km2. Vịnh Cửa Lục nằm trong vùng đệm của Di sản thiên nhiên thế giới vịnh Hạ Long, thông với vịnh Hạ Long ở phía nam qua eo Cửa Lục. Đây

là một vịnh kín, có vai trò điều tiết chế độ thuỷ hải văn các sông trước khi đổ ra vịnh Hạ Long. Vịnh có vai trò quan trọng đối với phát triển kinh tế - xã hội khu vực và góp

phần đáng kể hạn chế ô nhiễm trực tiếp môi trường nước vịnh Hạ Long. Eo Cửa Lục phân chia thành phố Hạ Long thành hai phần: phần phía đông là trung tâm hành chính và đô thị tập trung dân cư liền kề với khu vực khai thác than Hòn Gai – Cẩm Phả, phần phía tây Bãi Cháy là một trung tâm du lịch cấp quốc gia.

Trong khoảng 20 năm gần đây, khu vực xung quanh vịnh Cửa Lục- vịnh Hạ Long đã trở thành trọng điểm phát triển kinh tế - xã hội của tỉnh Quảng Ninh và đóng

vai trò quan trọng đối với phát triển kinh tế - xã hội vùng Đông Bắc đất nước. Quá trình

khai thác và sử dụng tài nguyên xung quanh vịnh đã làm biến đổi cơ bản cảnh quan và môi trường khu vực.

Vị trí địa lý Vịnh Cửa Lục và khu vực phụ cận trên ảnh vệ tinh (Goole Map),

như sau:

Hình 1.4. Vị trí địa lý vịnh Cửa Lục và phụ cận trên ảnh vệ tinh

1.4.1.2. Đặc điểm khí tượng - khí hậu

Chế độ khí hậu: khu vực nghiên cứu mang nét đặc trưng của khí hậu vùng ven biển Đông Bắc và chịu ảnh hưởng của chế độ gió mùa (khí hậu nhiệt đới gió mùa ẩm),

có mùa đông tương đối lạnh, thời kỳ khô ngắn, lượng mưa hàng năm cao.

Chế độ nhiệt: Nhiệt độ không khí trung bình năm của khu vực nghiên cứu từ 22 - 250C, tổng nhiệt 8000 - 84000C/năm với 1600 - 1800 giờ nắng/năm. Nhiệt độ trung bình các tháng lạnh nhất (tháng 1 và tháng 2) khoảng 17 - 180C. Nhiệt độ thấp nhất tuyệt đối tại Bãi Cháy là 5,30C, trên vùng núi phía bắc nhiệt độ còn có thể thấp hơn. Mùa hè, nhiệt độ không khí các tháng nóng nhất (tháng 5 - 6) giao động từ 27 - 290C. Biên độ giao động nhiệt trong năm tương đối ổn định, chênh lệch giữa tháng lạnh nhất và tháng nóng nhất từ 12 - 130C tạo cho khu vực có hai mùa rõ rệt [38].

1.4.1.3. Chế độ mưa – ẩm

Khu vực nghiên cứu có số ngày mưa trung bình năm là 110 - 120 ngày, với

lượng mưa tương đối lớn, từ 1800 - 2400mm/năm. Lượng mưa được phân bố theo hai mùa rõ rệt, mùa mưa kéo dài từ tháng 5 đến tháng 10, chiếm 75 - 85% tổng lượng nước

mưa cả năm.

Mùa khô từ tháng 11 – tháng 4 năm sau có lượng mưa chiếm 15 - 25% tổng lượng mưa cả năm. Tháng có lượng mưa lớn nhất là tháng 7, tháng 3; tháng có lượng

mưa ít nhất là tháng 12 và tháng 1. Mưa phùn thường xuất hiện vào các tháng 1, 2, 3 với thời gian kéo dài nhưng lượng mưa ít [47].

Lượng mưa rơi là yếu tố rất quan trọng liên quan chặt chẽ đến các quá trình làm thay đổi lượng ô nhiễm trên vịnh Cửa Lục. Vào mùa mưa, vịnh Cửa Lục luôn nhận

được nước từ các sông suối đổ xuống làm giảm lượng ô nhiễm của khu vực ven bờ. Nhưng vào mùa khô lượng nước biển từ vịnh Hạ Long qua Cửa Lục sẽ lấn sâu vào đất

liền làm cho lượng lan tỏa ô nhiễm sát vào gần bờ hơn. Chính vì thế tùy thuộc vào mùa

mưa và mùa khô mà mức độ ô nhiễm trên vịnh Cửa Lục có sự thay đổi.

1.4.1.4. Chế độ thủy – hải văn:

Trên lưu vực có nhiều sông suối với đặc điểm chung là nhỏ, ngắn và dốc, khả năng giữ nước kém. Các thung lũng sông thường sâu và hẹp, cửa sông ngắn, bị nhiễm

mặn tuỳ theo chế độ thuỷ triều trong vịnh Cửa Lục. Đặc trưng của thuỷ văn sông là tốc độ dòng chảy và lưu lượng biến đổi mạnh theo mùa, phụ thuộc vào sự biến động của các yếu tố khí hậu và thời tiết, trong đó chủ yếu là lượng nước mưa trên lưu vực sông.

Vào mùa mưa, nước mưa từ thượng lưu dồn vào các sông và đổ vào vịnh Cửa Lục, thoát ra vịnh Hạ Long. Lưu lượng và tốc độ dòng chảy tăng lên hàng chục lần làm khối

nước trong cả hai vịnh nhạt đi. Vào mùa khô, nguồn nước sông chủ yếu do nước ngầm

và nước bề mặt cung cấp nên lưu lượng nước nhỏ, chế độ nước trong vịnh chủ yếu phụ thuộc vào thuỷ triều [38].

Bảng 1.1. Một số đặc trưng hình thái các sông trong lưu vực vịnh Cửa Lục[38]

Sông Chiều dài sông (km) Độ dốc (%) Hệ số uốn khúc Độ cao thượng nguồn (m)

Diễn Vọng Man Trới Diện tích lưu vực (km2) 258,0 94,4 181,0 32,0 22,5 31,0 17,8 21,7 14,8 1,75 1,45 1,60 500 700 450

Có ba sông lớn trên lưu vực là sông Diễn Vọng, sông Man và sông Trới cùng đổ vào vịnh Cửa Lục và thoát nước ra vịnh Hạ Long. Sông Diễn Vọng là sông lớn nhất,

nằm ở phía Đông vịnh Cửa Lục, thuộc Tiểu vùng khí hậu Hòn Gai – Cẩm Phả (rìa của

trung tâm mưa lớn Tiên Yên – Móng Cái). Sông Diễn Vọng bắt nguồn từ đỉnh Am Váp cao 1.090m, có mô đun đỉnh lũ thuộc loại lớn ở Việt Nam, đạt khoảng 51,0 l/skm2.

Bảng 1.2. Đặc trưng dòng chảy theo tần suất các sông khu vực nghiên cứu [38]

Qp (m3/s) TT Tên sông

10% 7,35 7,48 5% 8,25 8,28 Trới Man

50% 75% 85% 90% 95% 25% 4,69 3,59 3,08 2,76 2,34 5,99 1 2 5,04 4,00 3,50 3,20 2,77 6,24 3 Diễn Vọng 13,779 12,520 10,587 8,68 7,02 6,23 5,72 5,03

Q tháng (m3/s)

Tên sông

12 1 Trới 0,91 0,75 1,01 1,95 4,23 8,30 10,50 12,90 11,40 4,42 1,53 1,11 2 Man 0,72 0,65 0,69 1,38 2,54 9,74 12,2 15,40 11,90 4,88 1,57 0,93

Diễn Vọng 1,24 1,11 1,18 2,36 4,36 16,70 20,90 26,50 20,50 8,38 2,69 1,59

Bảng 1.3. Đặc điểm phân phối dòng chảy năm trên các sông khu vực nghiên cứu [38]

Thuỷ triều trong vịnh Cửa Lục có chế độ nhật triều với hầu hết số ngày trong tháng (26 – 28 ngày), chỉ có một lần nước lớn và một lần nước ròng. Một tháng có 02 kỳ triều cường và 02 kỳ triều kiệt với độ cao mực nước trung bình đạt 3,9 m và tương

ứng 1,9 m. Biên độ triều cực đại lên tới 4,7 m, mực nước trung bình đạt 2,06 m. Triều mạnh trong năm rơi vào tháng 1, 6, 7, 12; triều yếu vào các tháng 3, 4, 8, 9. Thời gian

triều dâng kỳ triều cường chỉ bằng 77% thời gian triều rút và vào kỳ triều kém chỉ bằng 30 – 50%, thậm chí có ngày chỉ xuất hiện dòng chảy một chiều trên luồng Cái Lân,

hướng từ vịnh Cửa Lục ra vịnh Hạ Long.

Dòng chảy ven biển khu vực nghiên cứu là tổng hợp của dòng chảy sông, dòng

chảy gió và dòng chảy triều, trong đó dòng chảy triều là dòng thịnh hành và mang tính thuận nghịch. Giá trị dòng chảy giảm từ mặt đến đáy. Tại Cửa Lục, dòng triều lên có

hướng Bắc – Đông Bắc và dòng triều xuống có hướng Nam – Đông Nam; tốc độ dòng triều phụ thuộc từng pha triều, chu kỳ triều và lưu lượng sông. Nhìn chung tốc độ dòng

triều phụ thuộc từng pha xuống thường cao hơn trong pha triều lên từ 1,5 – 2 lần và vào

kì triều cường gấp 2,5 – 3 lần kì triều kiệt; theo độ sâu, tốc độ dòng chảy tăng đến gần 2 lần. Phân tích giá trị tốc độ dòng chảy cho thấy năng lượng của dòng là nguyên nhân

chính gây nên sự lan tỏa ô nhiễm của các chất trong vịnh Cửa Lục.

Sóng hoạt động vào mùa đông thịnh hành là hướng Bắc và Đông Bắc với tốc độ

gió trung bình 3 - 4m/s, chiều cao sóng 0,2 - 0,3m. Sóng hoạt động vào mùa hè có hướng thịnh hành là Nam và Đông Nam với tốc độ ổn định, thổi kéo dài có thể tạo sóng 0,5 - 0,8m. Nhìn chung vịnh Cửa Lục nằm trong vùng biển kín được các đảo che chắn

nên hoạt động của sóng ven bờ tương đối yếu; tuy nhiên do mực nước trong vịnh biến thiên theo chu kỳ nên sóng có tác động nhất định đến bề mặt các bãi triều nhất là vào

các pha triều lên.

Vào mùa mưa lũ, chế độ hải văn vịnh khá phức tạp do có biến động lớn của lưu

lượng dòng các thời kỳ có mưa hoặc khô hạn và sự biến đổi địa hình đáy phụ thuộc các quá trình xâm thực và bồi lắng. Thời kỳ có mưa, nước vịnh thường bị ứ vào pha triều

lên do nước mưa từ thượng nguồn đổ về pha trộn với nước thuỷ triều làm cho động

năng dòng triều giảm. Chuyển sang pha triều xuống, tốc độ dòng triều tăng mạnh, nhất là dòng đáy hướng về eo Cửa Lục do có sự cộng hưởng của thuỷ triều và năng lượng

của khối lượng lớn nước mưa từ các con sông ở phía Bắc.

Vào mùa khô, nước các sông trên lưu vực có lưu lượng nhỏ tương đối ổn định,

thuỷ triều là yếu tố có ảnh hưởng lớn tới điều kiện hải văn của vịnh. Lượng nước xâm nhập là nguồn nước biển là chủ yếu. Đây cũng là thời điểm thuận lợi cho các quá trình

Nước từ mặn cho đến lợ, độ mặn giảm từ biển vào đất liền, điều kiện nước cũng thay đổi theo chế độ thủy văn ở các cửa sông đổ ra biển. Trong nước biển, nước sông

lấn sâu của các chất vào gần sát bờ.

và nhất là nước lợ, hàm lượng chất dinh dưỡng cao, có nhiều chất phù sa lơ lửng và nhiều hạ t sét mịn tạo nên trầm tích nhiều sét.

Chế độ thủy triều ảnh hưởng mạnh đến hệ sinh thái thể hiện qua mức triều cực đại hay cực tiểu của chế độ nhật triều hay bán nhật triều. Chế độ nước ngọt rất khan

hiếm, chỉ thấy từ các nguồn nước mưa hoặc giếng sâu từ tầng nước ngầm.

1.4.1.5. Đăc điểm thổ nhưỡng

Diện tích tự nhiên theo ranh giới hành chính các xã thuộc khu vực nghiên cứu là

79.293,46 ha, trong đó đất dành cho nông nghiệp 5.481,8 ha, chiếm tỷ lệ 6,91%; đất dành cho lâm nghiệp 39.499,55 ha (chiếm 49,82% diện tích tự nhiên); đất chuyên dùng

2.487,49 ha (chiếm 3,14%); đất ở 1.171,3 ha (chiếm 1,48%); đất chưa sử dụng 30.633,2 ha (chiếm 38,65%). Đất lâm nghiệp và đất chưa sử dụng có tổng diện tích lớn nhất,

chiếm 78,57% diện tích đất tự nhiên, trong đó phần lớn là diện tích đất đồi núi có thể

khai thác vào mục đích nông - lâm nghiệp; diện tích còn lại thuộc về đất có mặt nước chưa sử dụng (sông, hồ) và núi đá. Đất chuyên dùng tuy không nhiều (3,14%) nhưng

phần đáng kể là đất có khai thác khoáng sản.

Lưu vực vịnh Cửa Lục có 5 nhóm đất chính, gồm đất feralit, đất dốc tụ, đất xói

mòn trơ sỏi đá và đất phù sa, đất mặn ven biển (hai nhóm đất phù sa và đất mặn ven biển là hai loại đất chính của vịnh Cửa Lục) [30].

1.4.1.6. Đặc điểm thực vật

Ở trạng thái vốn có, khu vực phía Bắc vịnh Cửa Lục đã từng là một trong những trung tâm đa dạng sinh học của nhiều hệ sinh thái. Chỉ tính riêng các loài cây gỗ và một

số cây bụi, trên khu vực nghiên cứu đã có trên 50 họ và trên 200 loài chủ yếu. Các loài cây nhiệt đới là thành phần chính của rừng phân bố trên các đồi núi ở độ cao dưới 600

– 700 m, các loài cây có nguồn gốc ôn đới phân bố chủ yếu ở một số đỉnh núi cao ( trên 600 m) ở trong khu vực [38].

Thảm thực vật rừng ngập mặn trong vịnh Cửa Lục là một nguồn tài nguyên có

vai trò rất quan trọng đối với các hệ sinh thái thuỷ sinh cửa sông ven biển, đảm bảo nguồn giống sinh vật thuỷ sinh cho tính đa dạng sinh thái vịnh Hạ Long và nguồn lợi

thuỷ sản vùng; đồng thời rừng ngập mặn còn có chức năng làm sạch nước, ngăn chặn vật chất từ các lưu vực sông và các hoạt động kinh tế xã hội ven bờ bị rửa trôi thẳng

vào vịnh, gây bồi lắng luồng lạch, bảo vệ đê biển. Thảm thực vật trên lưu vực có vai trò rất quan trọng đối với việc giữ ổn định chế độ hải văn, nguồn nước; ngăn chặn và

điều tiết vật liệu bị rửa trôi xuống hạ lưu.

Tại khu vực có khai thác khoáng sản (than, vật liệu xây dựng) và một số khu vực có hoạt động san lấp mặt bằng phát triển đô thị và khu công nghiệp xung quanh vịnh

Cửa Lục, thảm thực vật bị xâm hại rất mạnh, kể cả rừng ngập mặn ven bờ vịnh và ở các cửa sông.

1.4.1.7. Quá trình xói mòn đất và biến đổi khí hậu

Xói mòn đất trên các khu vực đồi núi phía bắc lưu vực vịnh, đặc biệt ở phía đông trên địa hình đồi do khai thác than tạo nên có độ nguy hiểm xói mòn cao vào mùa mưa.

Các vật chất trên sườn từ các hoạt động kinh tế đã được mang theo bởi dòng chảy làm

tăng thêm độ đục và gây ô nhiễm môi trường nước.

Trong bối cảnh biển đổi khí hậu toàn cầu, lượng mưa lớn với cường độ cao làm

tăng quá trình xói mòn trên lưu vực, ở một nơi xảy ra trượt lở đất đá ở khu vực địa hình

đồi nhân sình do khai thác than ở phía đông càng được tăng cường nên ô nhiễm môi trường nước ven vịnh (bởi các hóa chất sử dụng trong sử đất nông, lâm nghiệp, dầu mỡ

trong sản xuất than), nhất là độ đục càng tăng.

Nhận xét: Các nhân tố tự nhiên trên lưu vực vịnh Cửa Lục thể hiện sự đa dạng,

phong phú về địa chất, thổ nhưỡng, địa hình, khí hậu, thực vật, thủy hải văn v.v. Mỗi yếu tố có vai trò nhất định đối với việc cung cấp nguồn vật liệu và mang tải vật chất

gây ô nhiễm môi trường nước trong vịnh Cửa Lục, đồng thời chuyển tải vật chất ra khỏi

vịnh.

1.4.2 Tình hình nghiên cứu về chất lượng nước vịnh Cửa Lục

Ô nhiễm môi trường nước lưu vực vịnh Cửa Lục được nghiên cứu một cách hệ thống lần đầu tiên vào năm 1997 [21]. Trong nghiên cứu này, tải lượng các chất gây ô

nhiễm môi trường nước thải ra từ các hoạt động nhân sinh được tính toán trên từng lưu vực nhỏ, bao gồm BOD, DO, Coliform và chất rắn lơ lửng (TSS) bị rửa trôi theo nước

chảy bề mặt. Kết quả nghiên cứu cho thấy:

- Hàm lượng BOD5 cao ở hầu hết các điểm quan trắc, trừ điểm tại cửa sông Man.

Càng gần với eo Cửa Lục, thông số này càng cao, đến trên 2 lần so QCVN.

- Hàm lượng chất rắn lơ lửng (TSS) tăng mạnh tại các điểm tại trung tâm vịnh đến eo Cửa Lục, đặc biệt là những điểm hội lưu của các dòng sông với nước thuỷ triều

từ Vịnh Hạ Long tràn vào.

- Hàm lượng Coliform xấp xỉ tiêu chuẩn cho phép tại cửa các sông chính (sông Diễn Vọng, sông Man, sông Trới) và vùng vịnh ven bờ gần các phường của thành phố

Hạ Long do ảnh hưởng trực tiếp của các nguồn nước thải sinh hoạt.

- Hàm lượng các kim loại nặng nhỏ hơn tiêu chuẩn cho phép nhiều lần. Riêng

hàm lượng sắt (Fe) cao hơn tiêu chuẩn cho phép từ 2 - 7 lần.

Nghiên cứu đưa ra đánh giá về biến động chất rắn lơ lửng gây ô nhiễm môi

trường nước đến năm 2015 như sau: Chất rắn lơ lửng (TSS) do rửa trôi từ trên lưu vực là yếu tố quan trọng quy định điều kiện môi trường nước nhưng không phải là nguồn chính gây ô nhiễm môi trường nước vịnh Hạ Long. Hàm lượng chất rắn lơ lửng trong

nước biển ven bờ tại Cửa Lục và Bãi Cháy rất thấp, ở mức 1 – 2 mg/l; tại các khu vực ven bờ biển thị xã Hòn Gai khoảng 4 – 8 mg/l; tại khu vực Cái Lân khoảng 10 mg/l.

Như vậy, nhìn chung hàm lượng chất rắn lơ lửng còn ở mức rất thấp so với tiêu chuẩn

hàm lượng chất rắn lơ lửng trong nước biển dùng cho mục đích nghỉ ngơi (25 mg/l) và cho nuôi trồng thuỷ sản (50 mg/l) theo Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 5942 – 1995

( TCVN 5942-1995 hiện nay đã được thay thể với QCVN 08:2015/BTNMT).

Tuy nhiên ngay trong năm 1998, nghiên cứu của Hoàng Việt và cộng sự cho thấy các thông số thủy lý – thuỷ hoá môi trường nước vịnh Cửa Lục đã có những dao

động mạnh, riêng hàm lượng chất rắn lơ lửng TSS tăng rất cao, từ 45,7 đến 98,2 mg/l vượt xa tiêu chuẩn cho phép. Các kim loại như Zn, Cu, Pb, Cd, Ni, Cu, Mn, Fe, As, Hg

có hàm lượng trung bình thấp hơn giới hạn cho phép theo TCVN 5943-1995 ( TCVN 5943-1995 hiện nay đã được thay thế với QCVN 10:2015/BTNMT) đối với mục đích

nuôi trồng thuỷ sản từ vài lần đến vài chục lần [49].

Theo báo cáo “Nghiên cứu Quy hoạch quản lý môi trường vịnh Hạ long” (1999), Quảng Ninh do JICA xây dựng: cơ chế phát tán chất gây ô nhiễm trong môi trường

nước chủ yếu do các dòng thuỷ triều trong vịnh và ven biển kết hợp chế độ thuỷ văn các sông từ phía Bắc chảy vào vịnh Cửa Lục [17].

Tại Vịnh Hạ Long, những nghiên cứu về sức tải môi trường có sử dụng mô hình toán học đã được JICA (1999) tổ chức thực hiện trong các năm 1997 - 1998

và một số kết quả cơ bản được thể hiện trong công bố của Hoàng Doanh Sơn và Vũ Văn Thành (2000). Trong đề tài "Nghiên cứu sức chịu tải, khả năng tự làm sạch

môi trường của một số thuỷ vực nuôi cá lồng bè, làm cơ sở phát triển hợp lý nghề

nuôi hải sản ven bờ biển Hải Phòng - Quảng Ninh" nhóm tác giả Trần Lưu Khanh và đồng nghiệp (2006) đã kết hợp các công cụ toán học và số liệu điều tra khảo sát

và thí nghiệm để đánh giá sức chịu tải, khả năng tự làm sạch của môi trường các khu vực nuôi cá lồng bè ở khu vực Vân Đồn - Vịnh Bái Tử Long (Quảng Ninh) và

Cát Bà (Hải Phòng). Kết quả nghiên cứu của nhóm tác giả này bước đầu đã cho thấy được khả năng tự làm sạch, tiếp nhận chất dinh dưỡng của khu vực nghiên cứu

do nuôi trồng thuỷ sản.

Nghiên cứu của Nguyễn Đức Cự (1998) cho thấy việc san lấp mặt bằng ven bờ hay sử dụng vùng triều nuôi trồng thuỷ sản và khai hoang nông nghiệp đã làm

giảm khả năng tự làm sạch của Vịnh Hạ Long. Tính đến 1998, đất ngập triều Vịnh Hạ Long - Cửa Lục bị mất 1089ha do san lấp mặt bằng, 16ha do khai hoang nông

nghiệp, 2564ha do đắp đầm nuôi thuỷ sản. Theo tính toán, khai hoang nông nghiệp và san lấp mặt bằng làm mất năng lực giảm P-T 0,117kg/ha/ngày, N-T

0,234kg/ha/ngày và TSS 409,5kg/ha/ngày. Các khu khoanh đắp đầm nuôi thuỷ sản làm mất khả năng giảm P-T 0,09kg/ha/ngày, N-T 0,180kg/ha/ngày và TSS

315kg/ha/ngày.

Từ sau năm 1999, việc san lấp mặt bằng xây dựng cơ sở hạ tầng các khu công nghiệp và khu đô thị được coi là nằm trong số các nguồn chính gây ô nhiễm môi trường

nước vịnh Cửa Lục cùng với hoạt động sản xuất than tăng nhanh ở phía đông vịnh Cửa Lục và trên lưu vực sông Diễn Vọng. Các nguồn gây ô nhiễm môi trường nước: Dựa

vào thành phần, tính chất và nguồn gốc hình thành các tác nhân gây ô nhiễm môi trường

nước, có một số loại nguồn chính sau: nguồn đất đá thải và nước thải từ sản xuất than; nguồn các chất thải công nghiệp; nguồn các chất thải đô thị; nguồn các chất thải từ tầu

thuyền trên vịnh.

Nghiên cứu thuộc báo cáo “Lập quy hoạch môi trường tỉnh Quảng Ninh đến năm

2020, tầm nhìn đến năm 2030”, công ty TNHH Nippon Koei thiết lập cho thấy: khi áp dụng phương pháp chia lưu vực vịnh thành những lưu vực nhỏ để tính toán tải lượng các chất gây ô nhiễm chảy vào vịnh Cửa Lục và mô hình hoá chế độ thuỷ hải văn trong

vịnh Cửa Lục và vịnh Hạ Long, các kết quả nghiên cứu cho thấy vật chất bị rửa trôi trên lưu vực và khu vực ven bờ, kể cả bụi than từ các hoạt động sản xuất than được

mang đi khá xa, tới tận ranh giới phía ngoài Di sản thiên nhiên Thế giới vịnh Hạ Long [4]. Tuy nhiên các nghiên cứu trên chưa đặt ra những yêu cầu cấp bách nghiên cứu tác

động của vật liệu bị rửa trôi trên lưu vực đến tính bền vững của vịnh Cửa Lục- vịnh Hạ Long.

Trong các năm 1991 - 1995, Phạm Văn Ninh và cộng sự đã tiến hành nghiên cứu đánh giá tải lượng thải do sông đưa ra trong đó các sông đặc trưng của phía

Bắc như cửa sông Cấm, cửa Bạch Đằng, cửa Thái Bình. Các nghiên cứu này chính là bước khởi đầu cho việc đánh giá sức tải của các thủy vực ven biển.

Từ những năm 90 của thế kỷ trước, Phân viện Hải dương học tại Hải Phòng, nay là Viện Tài nguyên và Môi trường biển đã tiến hành nhiều đợt khảo sát và

đánh giá môi trường khu vực Vịnh Hạ Long và Bái Tử Long, trọng tâm là thực trạng ô nhiễm và nguồn thải. Bắt đầu từ chương trình hợp tác với JICA vào các

năm 1997 - 1998, Viện đã sử dụng phương pháp tính dòng vật chất bổ sung (flux)

và quỹ nguồn (budget) - mô hình CABARET of LOICZ để đánh giá mức độ tích tụ, phân huỷ, khuếch tán và trao đổi vật chất tại vùng ven biển Cát Bà - Vịnh Hạ

Long. Sau đó, phương pháp nghiên cứu này còn được áp dụng tính toán mức độ dinh dưỡng của hệ đầm phá Tam Giang - Cầu Hai (Thừa Thiên - Huế).

Trong những năm gần đây, cán bộ khoa học của Viện Tài nguyên và Môi trường biển đã tích cực ứng dụng mô hình toán để đánh giá, dự báo chế độ thuỷ

động lực và chất lượng môi trường nước các thuỷ vực ven bờ. Trong đó, có một số

nghiên cứu tập trung vào khu vực Vịnh Hạ Long - Bái Tử Long.

Tại khu vực Vịnh Bái Tử Long, mô hình thuỷ động lực đã cho phép nghiên cứu

dự báo sự cố tràn dầu và những tác động khi xảy ra sự cố với mức độ ảnh

hưởng khác nhau tùy thuộc vào lượng dầu tràn, vị trí và điều kiện khí tượng - hải văn khi dầu tràn (Vũ Duy Vĩnh, 2006). Dựa trên các kết quả mô phỏng điều kiện

thủy động lực, một mô hình chất lượng nước đã được thiết lập theo các kịch bản 16 Trần Đức Thạnh (Chủ biên), Trần Văn Minh, Cao Thị Thu Trang, Vũ Duy Vĩnh,

Trần Anh Tú khác nhau ở khu vực Vịnh Bái Tử Long cho thấy bức tranh chung về nhóm chất gây ô nhiễm hữu cơ (BOD5, COD) trong mối quan hệ với điều kiện thủy

động lực và tải lượng thải ven bờ (Vũ Duy Vĩnh, 2007).

Tại khu vực Vịnh Hạ Long, mô hình MIKE 21 đã được ứng dụng để đánh giá và dự báo thuỷ động lực và chất lượng nước Vịnh Hạ Long (Đỗ Trọng Bình, 2003).

Đồng thời, cách tiếp cận tương tự nhưng trên cơ sở mô hình Delft -3D đã được sử dụng để mô phỏng chất lượng nước ở khu vục Vịnh Hạ Long với các thông số tập

trung vào trầm tích lơ lửng, hữu cơ và dinh dưỡng (Vũ Duy Vĩnh và nnk, 2008). Những kết quả bằng mô hình toán học này là cơ sở để tập trung phân tích và

đánh giá môi trường các thuỷ vực ven bờ phía Bắc với các chủ đề như nghiên cứu khả năng tích tụ và phân tán các chất gây ô nhiễm ở các vùng cửa sông Bạch Đằng

và Ba Lạt (Cao Thị Thu Trang và nnk, 2008; Cao Thị Thu Trang và Nguyễn Mạnh

Thắng, 2009); nghiên cứu sức tải môi trường vùng cửa sông Bạch Đằng và vùng đảo Cát Bà phục vụ bảo vệ môi trường và phát triển bền vững (Cao Thị Thu Trang

và nnk, 2009; Cao Thị Thu Trang và Nguyễn Thị Phương Hoa, 2009 và 2010). Tại khu vực Hạ Long - Bái Tử Long, mô hình lan truyền chất gây ô nhiễm

cho một loạt các yếu tố ô nhiễm hữu cơ, các chất dinh dưỡng và một số kim loại nặng cơ bản đã thực hiện cho cả hệ thống vịnh (Trần Đức Thạnh và nnk, 2007), từ

đó đã tiếp tục nghiên cứu đánh giá sức tải môi trường để đề xuất các giải pháp quản lý, bảo vệ môi trường khu vực này (Trần Đức Thạnh và nnk, 2010).

Những kết quả nghiên cứu này, ngoài tạo dựng được bộ tư liệu khoa học phục vụ nhu cầu quản lý môi trường các khu vực nghiên cứu, còn từng bước góp phần hệ thống hoá và hoàn thiện các phương pháp nghiên cứu và đánh giá sức tải

môi trường của thuỷ vực ven biển trong điều kiện thực tế của nước ta. Do nhu cầu của thực tiễn, hướng nghiên cứu này vẫn đang tiếp tục được áp dụng cho các thuỷ

vực ven biển khác, ví dụ cho đánh giá sức tải môi trường khu vực đầm phá ven bờ Thừa Thiên-Huế trong các năm 2011-2013. Kinh nghiệm từ nhiều nước đã cho

thấy chi phí cho việc cải tạo môi trường còn lớn hơn gấp nhiều lần chi phí sử

dụng cho việc phòng ngừa ô nhiễm. Vì vậy, đánh giá sức tải môi trường đối với

các khu vực hoặc thuỷ vực có ý nghĩa quan trọng đối với quản lý môi trường, lập kế hoạch bảo vệ môi trường, điều chỉnh phát triển kinh tế - xã hội theo định

hướng bền vững

1.4.3 Hướng phát triển, nghiên cứu những vấn đề trọng tâm của Luận án:

Từ những phân tích các nghiên cứu đã thực hiện liên quan đến đề tài có thể rút

ra một số nhận xét sau:

- Đã có một số công trình nghiên cứu được thực hiện trên lưu vực vịnh Cửa Lục

có liên quan đến đề tài luận án, đề cập đến các yếu tố tự nhiên, tài nguyên thiên nhiên, phát triển kinh tế - xã hội và diễn biến chất lượng môi trường. Trong số đó có một số

công trình nghiên cứu đáng lưu ý do ESSA (1997) và JICA (1999) thực hiện. Các dự

án đã sử dụng quan điểm lưu vực trong kiểm kê các nguồn và thải lượng chất gây ô nhiễm. Tuy nhiên chưa có công trình nào nghiên cứu tổng hợp trên cơ sở kết hợp đặc

điểm lưu vực và các quy hoạch, phát triển trong nghiên cứu phục vụ đánh giá môi trường vịnh Cửa Lục. Chưa có nghiên cứu sự gia nhập của các nguồn thải trên lưu vực

với sự trao đổi nước của vịnh Cửa Lục ra vịnh Hạ Long với khả năng chịu tải của vịnh. Vấn đề này là sự quan tâm của đề tài.

- Đã có một số công trình nghiên cứu về xói mòn, bồi lắng và ô nhiễm môi

trường nước vịnh Cửa Lục, song chưa nghiên cứu nào đi sâu đánh giá và xác định có cơ sở khoa học về độ nhạy cảm xói mòn của cảnh quan sau khai thác than liên quan

đến bồi lắng trong vịnh Cửa Lục; xói mòn, bồi lắng và ô nhiễm môi trường nước là những yếu tố quan trọng đe doạ sự phát triển bền vững của lưu vực và vịnh Cửa Lục

trong giai đoạn hiện nay.

Vịnh Cửa Lục – vịnh Hạ Long luôn có sự trao đổi nước, các yếu tố môi trường

và có chế độ thủy động lực phức tạp, sự ảnh hưởng của các hoạt động phát triển xung

quanh vịnh đã có những tác động đáng kể về môi trường vịnh. Các nhân tố tự nhiên trên lưu vực vịnh Cửa Lục – vịnh Hạ Long thể hiện sự đa dạng, phong phú về các lĩnh

vực địa chất, thổ nhưỡng, địa hình, khí hậu, thực vật, thủy hải văn v.v. Mỗi yếu tố có vai trò nhất định đối với việc cung cấp nguồn vật liệu và mang tải vật chất gây ô nhiễm

môi trường nước trong vịnh Cửa Lục, đồng thời chuyển tải vật chất ra ngoài vịnh Hạ Long. Kế thừa những kết quả của các nghiên cứu trên, đề tài luận án tập trung nghiên

cứu đánh giá về khả năng chịu tải, các quá trình trao đổi nước đến môi trường và đề xuất giải pháp cải thiện ô nhiễm trong vịnh Cửa Lục.

Nguồn gốc các chất ô nhiễm được đưa vào khu vực vịnh Cửa Lục- vịnh Hạ long

hiện nay chủ yếu là do hoạt động sinh hoạt của dân cư, các hoạt động khai thác du lịch

+, NO3

3-...). Trong đó, nhóm 6 chỉ tiêu (BOD5, NH4

+, NO3

- ,PO4

-...), hoạt động sản xuất- khai thác than ( đặc trưng là nhóm kim loại nặng Fe, Mn...), hoạt -, động chăn nuôi, nuôi trồng thủy sản ( đặc trưng là nhóm chất hữu cơ BOD5, NH4 3- , Fe, Mn) có độ dày số PO4 liệu do quá trình quan trắc, đánh giá định kỳ từ các cơ quan quản lý như Ban quản lý

( đặc trưng của nguồn nước thải là chất hữu cơ BOD5 và chất dinh dưỡng NH4

vịnh Hạ Long, Trung tâm quan trắc và phân tích môi trường- Sở tài nguyên môi trường

tỉnh Quảng Ninh. Vì vậy, nhóm 06 chỉ tiêu này được dự kiến lựa chọn để nghiên cứu, đánh giá chất lượng môi trường nước biển ven bờ vùng vịnh Cửa Lục- vịnh Hạ Long.

CHƯƠNG 2 – CƠ SỞ LÝ THUYẾT ĐÁNH GIÁ TẢI LƯỢNG MÔI TRƯỜNG KHU VỰC VỊNH CỬA LỤC, VỊNH HẠ LONG

+; NO3

-, PO4

2.1 Sức chịu tải môi trường và khả năng tự làm sạch của lưu vực

Các nguồn ô nhiễm chủ yếu được lựa chọn để nghiên cứu, đánh giá có khả năng gây ô nhiễm hoặc ảnh hưởng bất lợi tới các hệ sinh thái vùng biển do (phát thải các hợp 3-) và một số kim loại nặng (Fe, Mn). chất hữu cơ (BOD5), dinh dưỡng (NH4 Đó là các nguồn nước thải sinh hoạt (từ dân cư và khách du lịch), nước thải công nghiệp, nước thải do chăn nuôi và chất thải từ nuôi trồng thuỷ sản (nuôi đầm, lồng giàn), nước thải từ Bãi chôn lấp chất thải rắn.

Bảng 2.1. Một số nguồn thải chính gây ô nhiễm vùng nước biển ven bờ

Hoạt động

(1) Công nghiệp, dịch vụ

Các nguồn chính của tải ô nhiễm Các nhà máy và cơ sở kinh doanh bao gồm bệnh viện, khách sạn và quán trọ, căn tin, tiệm giặt ủi, nhà tắm, trạm xăng, xưởng sửa ô tô, và lò mổ gia cầm, v.v…

(2) Sinh hoạt Sinh hoạt của con người

(Nước thải sinh hoạt được phân loại thành phân và nước tiểu (nước thải đen) và các nước thải khác (nước thải xám). Nước thải xám phát sinh từ quá trình nấu ăn, tắm rửa, giặt giũ, v.v…) Bãi chôn lấp chất thải rắn Từ các hoạt động du lịch. Từ các làng chài ngoài Vịnh Hạ long.

(3) Chăn nuôi Chất bài tiết từ gia súc, ngựa, heo, gia cầm,

Đặc điểm Tải lượng ô nhiễm tăng lên cùng với sự mở rộng của các hoạt động kinh tế, sản xuất công nghiệp. Tải lượng ô nhiễm tăng lên cùng với sự tăng trưởng dân số và sự tập trung dân cư ở các đô thị. Tải lượng này cũng thay đổi tùy theo lối sống, mức sống và thói quen sống như dạng nhà vệ sinh (bồn xả nước, bồn ngồi xổm), tần suất tắm, v.v… Tải lượng ô nhiễm tăng lên theo số lượng gia súc chăn nuôi

(4) Đất nông nghiệp

và các động vật khác Nước rửa chuồng trại Phân bón và các hóa chất bảo vệ thực vật không được hấp thụ vào trong hoa màu, và những chất hữu cơ từ các nhánh cây chết, lá rụng còn lại trên đất nông nghiệp

Tải lượng ô nhiễm tăng lên theo lượng phân hóa học được sử dụng. Tải ô nhiễm chảy ra vùng nước bởi những trận mưa, v.v...

Thức ăn nuôi trồng thủy sản còn sót lại, cá chết

(5) Nuôi trồng thủy sản

Ngoài ra, các nguồn phát sinh tải ô nhiễm hiện được phân loại tùy theo việc có xác định được địa điểm phát sinh hay không. Nguồn có thể xác định được gọi là nguồn

điểm, và nguồn không xác định được vì ô nhiễm xảy ra trên một mặt phẳng được gọi là nguồn mặt (còn được gọi là nguồn diện).

Nguồn điểm và nguồn mặt có hướng tiếp cận khác nhau để giảm tải lượng ô nhiễm khác nhau. Bởi vì địa điểm phát sinh ô nhiễm của những nguồn điểm có thể xác định được, do đó có thể tính được tải lượng phát thải, từ đó có thể tiến hành quy định nước thải. Đối với nguồn mặt, địa điểm phát sinh không được xác định nên không thể áp dụng phương pháp này.

Những nguồn điểm bao gồm: (i) nguồn công nghiệp quy mô lớn, (ii) nguồn sinh hoạt có hệ thống xử lý nước sinh hoạt, và (iii) nguồn chăn nuôi quy mô lớn. Trong khi đó, các nguồn mặt bao gồm:(iv) nguồn công nghiệp/sinh hoạt/chăn nuôi quy mô nhỏ không thuộc nguồn điểm, (v) đất nông nghiệp, (vi) khu vực nhà cửa san sát, (vii) rừng và (viii) nuôi trồng thủy sản.

2.1.1 Cơ sở ước tính tải lượng các nguồn thải khu vực

Hình 2.1. Sơ đồ luồng các nguồn phát thải và tải ô nhiễm

Để thực hiện các nhiệm vụ trên, phương pháp đánh giá nhanh môi trường ven biển (RACE) đã được áp dụng. Ngoài việc thu thập và tổng hợp các tài liệu hiện có, một đợt khảo sát thực địa đã được thực hiện để khai thác thêm thông tin phục vụ cho đánh giá các nguồn và các chất ô nhiễm. Nội dung chính của việc khảo sát thực địa là:

- Xác định các nguồn thải và chất thải chủ yếu trong từng khu vực.

- Đánh giá nhanh hiện trạng môi trường các huyện, thành phố bao gồm các thông tin dân cư, kinh tế xã hội, cơ sở hạ tầng, vệ sinh đô thị, các vấn đề môi trường nổi cộm, thực tế quản lý môi trường khu vực v.v.

- Thu thập bổ sung tài liệu về hiện trạng môi trường khu vực.

Sau khi thu thập số liệu điều tra, các thông tin tiếp tục được sàng lọc nhằm ước tính tải lượng các chất gây ô nhiễm cho từng nhóm nguồn ô nhiễm và tải lượng các chất gây ô nhiễm trong từng tiểu khu vực và cả khu vực. Phương pháp tính như sau:

2.1.1.1 Nguồn sinh hoạt từ dân cư và du lịch

3- theo hệ số tỷ lượng trong nguồn thải sinh hoạt.

- Nguồn thải từ dân cư

+ và PO4

-, NO3

-, NH4

Tải lượng thải từ nguồn này được tính dựa trên tổng số dân của có trong khu vực và tải lượng thải sinh hoạt tính theo đầu người. Đơn vị tải lượng thải và công thức tính toán được sử dụng theo tài liệu của WHO, 1993 và được tính bổ sung thêm các yếu tố NO2

dc = Pdc x qi x10-3

Qi (2-1)

Trong đó:

dc: Tải lượng thải của chất i từ dân cư (tấn/năm)

Pdc: Dân số các thành phố, huyện (người)

qi : Đơn vị tải lượng thải sinh hoạt của chất i (kg/người/năm).

- Nguồn thải từ hoạt động du lịch: Tải lượng thải từ khách du lịch được ước tính dựa trên tổng số ngày lưu trú mỗi

năm của khách và đơn vị tải lượng thải sinh hoạt.

dl = Pdl x n/365 x qi x10-3

Qi (2-2)

Trong đó:

dl: Tải lượng thải của chất i từ khách du lịch (tấn/năm)

Pdl: Số lượng khách du lịch đến các thành phố, huyện (người)

n: Tổng số ngày lưu trú của khách trong năm (ngày/năm)

Tải lượng thải từ nguồn sinh hoạt (Qsh) bằng tổng tải lượng thải từ dân cư (Qdc)

và khách du lịch (Qdl).

(2-3)

Bảng 2.2. Đơn vị tải lượng thải sinh hoạt và hiệu suất xử lý nước thải

Hiệu suất xử lý (%)

Thông số

Tải lượng (kg/người/năm)

- + NO2 +* 3-*

COD BOD5 N-T P-T NO3 NH4 PO4 TSS

20-55 10-25 4,0 0,5- 1,1 0,04 2,2 0,27-0,594 25,5- 53

Công nghệ lắng sơ cấp 10-20 10-30 20-40 10-20 20-40 20-40 10-20 50-70

Công nghệ xử lý sinh học 30-60 50-80 20-50 10-30 20-50 20-50 10-30 70-95

Nguồn: UNEP, 1984;(*) – Số liệu ước tính theo San Diego-McGlone, M.L.m S.V. Smith and V.Nicolas,2000.

2.1.1.2 Nguồn thải công nghiệp

Nguồn thải công nghiệp được tính dựa trên khối lượng sản phẩm công nghiệp

được tạo ra và lượng nước thải đi kèm khi sản xuất 1 tấn sản phẩm.

Tải lượng thải công nghiệp được tính theo công thức:

(2-4)

Qij: Tải lượng thải của chất i từ cơ sở công nghiệp j (tấn/năm)

Vj: Thể tích nước thải hàng năm từ cơ sở công nghiệp (m3/năm)

Cij: Hàm lượng của chất i trong nước thải của cơ sở công nghiệp (mg/l)

n: Số cơ sở công nghiệp có trong khu vực.

Các ngành công nghiệp được phát triển làm gia tăng nhu cầu dùng nước, đặc biệt là các ngành dùng nhiều nước như chế biến thực phẩm, giấy, hóa chất, luyện kim. Ví dụ đối với ngành công nghiệp thực phẩm để sản xuất 1 lít bia sẽ cần 15 lít nước, 300m3 nước cho 1 tấn giấy tốt, 200m3 cho 1 tấn nhựa tổng hợp [18]... Như vậy, sự gia tăng công nghiệp của tỉnh sẽ kéo theo sự khó khăn trong cung cấp nguồn nước vốn đã thiếu ở thời điểm hiện tại.

Một số nguồn cấp nước trong khu vực tỉnh Quảng Ninh được thể hiện trong hình

sau[3]:

Hình 2.2. Một số công trình cấp nước sinh hoạt đô thị và công nghiệp quanh

vịnh cửa Lục

Trong nước thải công nghiệp, ngoài các loại lơ lửng, còn có nhiều tạp chất khác nhau như các chất hữu cơ (axit, este, phenol, dầu mỡ, các chất hoạt tính bề mặt...), các chất độc (cyanua, arsen, thủy ngân, muối đồng...), các chất gây mùi, các loại muối khoáng và một số đồng vị phóng xạ. Dầu và các sản phẩm của nó có tác động mạnh nhất tới chất lượng nguồn nước, chúng tạo thành các lớp màng mỏng, cản trở quá trình oxy hòa tan trong nước. Ngoài ra chúng còn tạo thành các nhũ tương bền vững, tan một phần trong nước. Các chất cặn lơ lửng trong nước thải công nghiệp đặc biệt là công nghiệp thực phẩm và sản xuất giấy thường lắng đọng lại các cống xả nước gây lên men yếm khí, làm thiếu hụt oxy trong nguồn nước.

Bảng 2.3. Thành phần nước thải một số ngành công nghiệp điển hình (kg/năm)

Ngành công nghiệp sản xuất

Bia Bột mì Chất ô nhiễm Dầu ăn Mỳ ăn liền Hải sản đông lạnh Tái chế giấy

COD BOD5 N-T P-T - + NO2 21.500 4.500 225 202,5 2,25 NO3 150 87 43,5 3,65 0,435 1.950 1.355 20 56,91 0,2 1.500 825 42,5 34,65 0,425 1.950 1.500 90 63 0,9 Hiệu suất khi xử lý bằng CN bùn hoạt hóa (%) 80-85 80-95 15-50 10-25 8-15 1.500 825 42,5 34,65 0,425

10,2

5,4 91,1 320 16,53 1,825 <30 7,6 17,325 28,455 - - 10,2 17,325 1242 34,2 31,5 - 8-15 10-25 80-90

+ NH4 3- PO4 TSS Thể tích nước thải/ 1 đơn vị sản phẩm (m3)

75 11 25 10,5 25 95

Nguồn: Tính theo San Diego-McGlone, M. L., S. V. Smith and V. Nicolas, 2000; Trần Văn Nhân, Ngô Thị Nga, 2002.

Các loại muối kim loại nặng hòa tan trong nước theo chuỗi thức ăn xâm nhập vào các cơ thể sống trong nguồn nước, cản trở quá trình lên men cũng như các quá trình sinh hóa khác trong cơ thể sinh vật.

Thực hiện quy trình khai thác và đổ thải như hiện nay, ngành công nghiệp khai thác than và vật liệu xây dựng gây tác động nghiêm trọng nhất đến nguồn nước mặt trên lưu vực vịnh Cửa Lục- vịnh Hạ Long. Kết quả tác động sản xuất làm mặt đất bị cắt xẻ trên một diện rộng, lớp phủ bị phá hủy tạo điều kiện cho các dòng chảy phát triển, mang theo một lượng lớn các quặng dưới dạng các chất lơ lửng, các ion hòa tan... đổ ra sông, suối, ao hồ làm tăng độ đục, hàm lượng các ion trong nước. Trong những năm gần đây nhu cầu về năng lượng cũng như nguyên vật liệu xây dựng tăng nhanh nên mức độ ảnh hưởng của ngành công nghiệp này đến môi trường có xu hướng gia tăng mạnh.

* Ngành khai thác than: Khai thác, sàng tuyển than thải ra một lượng nước thải rất lớn. Theo ước tính

lượng nước thải bình quân:

+ Mỏ hầm lò: 3-10m3/tấn than khai thác. + Mỏ lộ thiên: 2m3/ tấn than khai thác. + Tuyển than: 0,5m3/tấn than sạch. Tổng lượng nước thải mỏ hàng năm ước tính khoảng trên 30 triệu m3 đổ ra các suối thoát nước khu vực xung quanh các mỏ, các sông trong khu vực rồi đổ ra vịnh hoặc trực tiếp ra khu vực ven bờ. Những năm trước, hầu hết các đơn vị khai thác than chưa ý thức trong việc xử lý triệt để nước thải trước khi thải ra môi trường, nước thải đều có hàm lượng pH thấp và hàm lượng TSS cao, đa số các chỉ tiêu đều vượt tiêu chuẩn cho phép từ 2 – 5 lần. Bên cạnh đó lượng đất đá thải hàng năm vào khoảng 150 triệu m3; việc đổ thải không tuân thủ theo đúng thiết kế, không có biện pháp thu gom, do vậy khi mưa đất, đá bị rửa trôi làm bồi lắng luồng lạch cửa sông, vùng ven biển. Với các hệ thống cảng xuất than về cơ bản không được đầu tư cơ sở hạ tầng theo đúng quyết định phê duyệt của cấp có thẩm quyền, không có hoặc hệ thống thu gom, hố lắng nước bề mặt không đảm bảo về số lượng cũng như khả năng thu gom v.v... gây nguy cơ ô nhiễm môi trường nước là rất lớn, đặc biệt là hàm lượng TSS, các kim loại nặng, ngoài ra gây bồi lắng bề mặt khi mưa đổ trực tiếp xuống vịnh. Hoạt động khai thác than không chỉ ảnh hưởng đến chất lượng môi trường nước thông qua lượng nước thải do tháo khô mỏ mà còn thông qua các dòng chảy do mưa chảy

2- và chất rắn lơ lửng cao,

Nước thải mỏ với tính chất pH thấp (4-5), lượng SO 4

qua các khu vực mỏ và các bãi đất đá đổ thải chảy vào các sông suối, ao hồ và đổ vào vịnh Cửa Lục. Các dòng chảy chảy qua khu vực mỏ và bãi đổ thải mang theo các vật chất bở rời dưới dạng các chất lơ lửng và các trầm tích (trong đó có cả các kim loại nặng, các mảnh than vụn) vào trong các sông suối ao hồ và vịnh, làm tăng độ đục và nồng độ các chất trong nước, gây ô nhiễm môi trường nước. Diện tích khu khai thác và bãi đổ thải càng lớn thì mức độ ảnh hưởng của hoạt động khai thác đến môi trường nước càng lớn. chứa nhiều kim loại nặng là nguồn quan trọng gây ô nhiễm nước mặt, nước ngầm. 2.1.1.3 Nguồn thải từ chăn nuôi

Tải lượng thải do chăn nuôi được tính dựa trên tổng đàn gia súc hàng năm của

các huyện, thành phố và tải lượng thải đơn vị tính trên đầu gia súc.

Bảng 2.4. Tải lượng thải đơn vị do chăn nuôi (kg/năm)

NO3

Gia cầm 2,57 1,61 3,60 0,156 0,005 0,12 0,047 4,2 21,5 Trâu, bò 262,4 164 43,8 11,3 1,0585 25,404 8,176 1.095 8 Lợn 52,64 32,9 7,3 2,3 0,146 3,504 4,11 255,5 14,6

Thông số ô nhiễm COD BOD5 N-T P-T - + NO2 + NH4 PO4 TSS Thể tích nước thải (m3/năm)

Nguồn: WHO, 1993, JICA, 1999; San Diego-McGlone, M. L., S. V. Smith and V. Nicolas, 2000

2.1.1.4 Nguồn thải từ nuôi trồng thuỷ sản

Nguồn thải từ nuôi trồng thuỷ sản được ước tính dựa trên hệ số phát thải đơn vị và sản lượng nuôi thuỷ sản hàng năm của khu vực. Chất thải thuỷ sản chủ yếu là các chất dinh dưỡng và vật chất hữu cơ. Lượng thải phát sinh nhiều hay ít tuỳ thuộc vào hình thức và đối tượng thuỷ sản được nuôi, trong đó nuôi tôm công nghiệp và nuôi cá lồng có lượng phát thải đáng kể nhất.

Bảng 2.5. Hệ số phát thải từ nuôi thủy sản

Hệ số phát tải (kg/tấn/năm) Các chất ô nhiễm

COD BOD5 N-T P-T Nuôi tôm sú 28,4 8,1 5,2 4,7 Nuôi cá lồng 15,9 4,5 2,9 2,6

NO3

- + NO2 + NH4 3- PO4 Nguồn: San Diego-McGlone, M. L., S. V. Smith and V. Nicolas, 2000

0,05 1,25 2,12 0,03 0,7 1,17

2.1.1.5 Các nguồn ô nhiễm khác

* Thải lượng ô nhiễm do rửa trôi đất:

Thải lượng ô nhiễm do rửa trôi đất được tính dựa trên số liệu về diện tích sử dụng đất các loại, số ngày mưa trung bình trong năm trong khu vực và đơn vị thải lượng ô nhiễm do rửa trôi từ các kiểu sử dụng đất.

Bảng 2.6. Đơn vị thải lượng ô nhiễm do rửa trôi đất (kg/m2/ ngày mưa)

Đất trống

Thông số COD BOD5 N-T P-T TSS Đất rừng và đồng cỏ 20 14 10 4 200 Đất nông nghiệp 28 18 36 8 2500 26 16 32 6 2500 Đất khu dân cư 42 38 20 12 200

Nguồn: “Nghiên cứu quản lý môi trường vịnh Hạ Long”, JICA, 1999

Các chất gây ô nhiễm phát sinh ở khu vực ven bờ được đưa ra vùng vịnh chủ yếu qua hệ thống sông suối hoặc đổ trực tiếp vào vùng nước ven bờ. Việc tính toán tải lượng ô nhiễm qua sông đưa ra biển được dựa trên tỉ lệ rửa trôi trong từng phụ lưu và khả năng giảm thiểu tải lượng ô nhiễm bởi hiệu quả của các quá trình quản lý, xử lý các nguồn thải trong các khu vực theo từng giai đoạn khác nhau. Sau khi được giảm thiểu qua các quá trình xử lý, các nguồn thải tiếp tục được rửa trôi vào vịnh theo các tỷ lệ tương ứng. Vì vậy tải lượng ô nhiễm đưa vào vịnh sẽ được hạn chế đáng kể.

Tỉ lệ rửa trôi là tỉ lệ phần trăm tải lượng ô nhiễm chảy ra biển trên tổng tải lượng ô nhiễm phát sinh trong các tiểu lưu vực. Nhìn chung, đối với các nguồn ô nhiễm tập trung (nguồn điểm) tỷ lệ rửa trôi phụ thuộc vào loại nguồn ô nhiễm, độ dốc địa hình, lượng mưa và khoảng cách từ các nguồn ô nhiễm tới biển. Vì vậy, với các phụ lưu nằm dọc theo đường bờ biển, các tải lượng ô nhiễm chảy thẳng vào vùng nước ven bờ hoặc qua các suối nhỏ tỷ lệ rửa trôi sẽ lớn hơn rất nhiều so với các phụ lưu nằm sâu trong lục địa.

Bảng 2.7. Tỷ lệ rửa trôi các chất gây ô nhiễm từ các nhóm nguồn thải ven bờ

Các chất ô nhiễm

COD BOD5 Tỷ lệ rửa trôi từ các nguồn ô nhiễm Công nghiệp 0,7- 0,9 0,5- 0,7 Chăn nuôi 0,2- 0,5 0,1- 0,2 Sinh hoạt 0,5- 0,7 0,1- 0,2

NO3

N-T P-T - + NO2 + NH4 3- PO4 KLN 0,8- 0,9 0,9 -1,0 0,8 -0,9 0,8 -0,9 0,9 -1,0 - 0,8- 0,9 0,9 -1,0 0,8 -0,9 0,8 -0,9 0,9 -1,0 0,7- 0,9 0,6 – 0,8 0,8- 0,9 0,6 – 0,8 0,6 – 0,8 0,8 -0,9 -

Nguồn: Tổng hợp từ tài liệu của JICA, 1999; (-): Không tính; Tỷ lệ rửa trôi BOD5, COD, TSS, N-T, P-T đã được JICA, 1999 tính toán.

Tỷ lệ rửa trôi các kim loại nặng ở khu vực chưa có số liệu tính sẵn. Do khả năng hấp phụ mạnh của trầm tích lơ lửng đối với kim loại nặng, có thể coi tỷ lệ rửa trôi kim loại nặng tương đương tỷ lệ rửa trôi TSS cho nhóm nguồn thải công nghiệp. Đối với các dạng tồn tại của ni-tơ và phốt-pho ước tính theo tỷ lệ rửa trôi của N-T và P-T. Tỷ lệ rửa trôi các chất gây ô nhiễm ở khu vực ven bờ vịnh Cửa Lục- Vịnh Hạ Long được trình bày trong Bảng 2.7.

* Thải lượng ô nhiễm phát sinh từ các bãi chôn lấp:

Bãi chôn lấp chất thải rắn tại Hà Khẩu: có tổng diện tích 4,2 ha trong đó diện tích chôn lấp 3,2 ha; diện tích trạm xử lý nước rỉ rác 1,0 ha; phục vụ xử lý rác cho khu vực phía Tây thành phố Hạ Long. Công suất thiết kế xử lý 960.000 m3 (ứng với cao độ cao nhất của bãi rác là +45,0m). Trong bãi chôn lấp chất thải rắn (BCLCTR) có thiết kế hệ thống thu nước rác và hệ thống thoát khí ga; Các ô chôn lấp được lót đáy bằng lớp đất sét đầm nén chặt, dày 1m, để chống thấm nước ngầm. Bãi rác Quang Hanh, tại khu 7 phường Quang Hanh, TP.Cẩm Phả: được đi vào hoạt động năm 2004 với công suất khoảng 175 tấn/ngày. Bãi rác Quang Hanh rộng 9ha, trong đó diện tích chôn lấp 4ha, diện tích khu xử lý nước rác 1 ha, khu xử lý bùn phốt 1ha còn lại là hạ tầng kỹ thuật. CTR được xử lý bằng phương pháp chôn lấp, phủ đất, rắc vôi.

Bảng 2.8. Hiện trạng các khu xử lý chất thải rắn đang tiếp nhận rác thải của

TP Hạ Long

TT Vị trí Tên BCL /Khu XL Phương pháp XL Diện tích (ha) Năm hoạt động Công suất (T/ngày) 1

4,2 85-90 BCL Hà Khẩu 2004- nay Chôn lấp HVS Phường Hà khẩu, TP Hạ Long Phạm vi phục vụ Phía Tây TP. Hạ Long, Quảng Yên 2

6,8 2004 150- 190 BCL Đèo Sen Chôn lấp HVS Phía Đông TP. Hạ Long Phường Hà Khánh, TP Hạ Long

9 5/2004 170-175 TP Cẩm Phả BCL Quang Hanh Khu 7, Phường Quang Hanh, Cẩm Phả

2.1.2 Dự báo tải lượng ô nhiễm phát sinh

Dựa trên các số liệu từ quy hoạch phát triển kinh tế- xã hội chung của tỉnh, của khu vực nghiên cứu, quy hoạch phát triển các ngành và quy hoạch phát triển kinh tế- xã hội thành phố, huyện, thị liên quan, ước tính tải lượng các chất gây ô nhiễm phát sinh theo các giai đoạn 2018 và 2030 theo các phương pháp tương ứng đã được trình bày ở trên.

Ước tính tổng tải lượng ô nhiễm đưa vào vịnh từ các nguồn khác nhau có thể sử

dụng công thức sau:

(2-5) ∑ 𝑄(cid:3036)(cid:3037) = ∑ 𝑄(cid:3036)(cid:3037) 𝑝ℎá𝑡 sinh 𝑥 𝑅(cid:3036)(cid:3037) 𝑥 (1 − 𝐻(cid:3036)(cid:3037))

Trong đó:

∑Qij- Tổng tải lượng của chất i vào vịnh từ các nguồn j (4 nguồn) ( tấn/năm)

∑Qij phát sinh - Tổng tải lượng ô nhiễm i phát sinh từ các nguồn j ( tấn/năm)

Rij- Tỷ lệ rửa trôi tương ứng với i và j

Hij- Hiệu suất xử lý tương ứng với i và j

Đối với các nguồn ô nhiễm trực tiếp trên mặt vịnh hoặc ven bờ, ven các đảo như nuôi thuỷ sản lồng, giàn, nuôi tôm công nghiệp hoặc từ khách du lịch, các làng chài trên vịnh v.v tỷ lệ rửa trôi có thể tính xấp xỉ 1.

Dựa vào các tài liệu về định hướng phát triển kinh tế- xã hội của khu vực đến năm 2030 và hiện trạng năm 2018, đã tính toán tải lượng thải trong tương lai từ các công thức đã nêu ở trên.

2.1.3 Các tính toán về sức tải môi trường khu vực nghiên cứu

Theo GESAMP, sức chịu tải môi trường được tính toán cho những hoạt động phát triển cụ thể trên một không gian hay tiềm năng tài nguyên nhất định. Sức chịu tải được tính toán trên cơ sở năng lực môi trường [26].

Năng lực môi trường là khả năng của thuỷ vực có thể tiếp nhận và đồng hoá thêm lượng vật chất tối đa sao cho không vượt quá các tiêu chuẩn môi trường (đến giới hạn cho phép). Các tiêu chuẩn môi trường (TCMT) của những thông số được đánh giá là giới hạn cho phép (về hàm lượng - Cmax) của Việt Nam (QCVN 10: 2015/BTNMT đối với nước biển ven bờ) và tham khảo của một số nước trong khu vực và thế giới.

Hiện nay, thường sử dụng các cách tiếp cận sau để đánh giá sức tải môi trường

của thủy vực:

a) Tính toán theo chất hữu cơ và dinh dưỡng: Sức tải của thuỷ vực với một số chất hữu cơ và dinh dưỡng được tính theo

IMO/FAO (1986) và Bộ Thuỷ sản - DANIDA/FSPS/SUMA (2005) như sau:

(2-6) Cp = (Ctiêu chuẩn- Chiện tại) *V *(1+ R)

Trong đó:

Cp: Khả năng tải của thuỷ vực với chất nhiễm bẩn i (kg).

R: Tỷ lệ trao đổi nước (%).

V: Thể tích trung bình của vịnh (m3).

Về khả năng tải của thuỷ vực đối với các hoạt động, nếu giữ nguyên tốc độ phát triển của các hoạt động khác như hiện nay, sức tải đối với mỗi hoạt động có thể tính theo công thức sau:

= Cp / Ri

(2-7) P max

Trong đó:

Pmax: Diện tích (hoặc số lượng khách du lịch, số tàu thuyền v.v.) tối đa có thể

phát triển mà không gây tổn hại đến môi trường.

Cp: Khả năng tải của thuỷ vực với chất nhiễm bẩn i (kg).

R: Hệ số phát thải chất i từ hoạt động đó.

b) Tính toán tải lượng thải do xói mòn đất Tải lượng thải do xói mòn và rửa trôi lớp đất bề mặt ở khu vực nghiên cứu được tính toán dựa theo quan hệ giữa lượng trầm tích bị xói mòn với các yếu tố tự nhiên khác như mưa, lớp phủ bề mặt, độ dốc v.v. do hai tác giả Wischmeier, W. H. và D. O. Smith đưa ra (1978):

A = R.K.L.S.C.P (2-8)

Trong đó:

A: lượng trầm tích bị xói mòn (tấn/ha/năm).

R: chỉ số ảnh hưởng do mưa.

L: chỉ số ảnh hưởng do chiều dài sườn dốc.

S: chỉ số ảnh hưởng bởi độ dốc.

C: chỉ số ảnh hưởng bởi lớp phủ thực vật.

K: chỉ số xói mòn của đất.

P: chỉ số xói mòn do các biện pháp canh tác.

Khi tính toán trong khoảng thời gian gần (áp dụng tính dự báo cho một đến hai năm), thì nhìn chung giá trị các chỉ số R, K hầu như không biến đổi, giá trị chỉ số R chỉ thay đổi theo mùa mưa và mùa khô. Giá trị các chỉ số L, S có biến đổi tuy nhiên không đáng kể. Giá trị chỉ số P có thể coi là P= 1 khi áp dụng cho các hệ tự nhiên. Như vậy, các kết quả tính toán khác nhau chủ yếu do sự biến đổi bề mặt lớp phủ thông qua chỉ số lớp phủ thực vật C.

c) Tính toán khả năng trao đổi nước Khả năng trao đổi nước là một trong những đặc điểm thủy động lực quan trọng có ảnh hưởng đến các quá trình lan truyền, biến đổi chất gây ô nhiễm cũng như sức tải môi trường của khu vực vịnh cửa Lục. Hai yếu tố trực tiếp liên quan đến khả năng trao đổi nước là thể tích của thủy vực V và lưu lượng nước vào (hoặc ra Q).

Trong mô hình MIKE, thể tích V của thủy vực được tính theo công thức:

(2-9)

vi: thể tích khối nước ở ô lưới (m3)

i; n: số lượng ô lưới trong miền tính.

Thể tích khối nước tại các ô lưới vi thể bất kỳ được tính theo công thức:

(2-10)

Trong đó Si là diện tích bề mặt tại ô lưới i (m2),

Hi là độ sâu tại ô lưới i (m).

Lưu lượng nước qua mỗi mặt cắt tại thời điểm i, Qi được tính theo công thức:

(2-11)

Ở đây: qj: lưu lượng nước ở ô lưới j tại thời điểm i (m3/s)

Lj: chiều dài ô lưới j tại thời điểm i (m)

hj: độ sâu ô lưới j tại thời điểm i (m)

vj: vận tốc dòng chảy ở ô lưới j tại thời điểm i (m/s)

2.1.4 Đánh giá khả năng tự làm sạch của thuỷ vực

Để đánh giá khả năng tự làm sạch của thuỷ vực, phải tiến hành các thí nghiệm quang hợp, phân huỷ, khuếch tán, lắng đọng trong hai mùa, đây là khối lượng công việc rất lớn đòi hỏi trang thiết bị, nhân lực và thời gian. Với phạm vi nghiên cứu của NCS, đề tài đã kế thừa lại kết quả thí nghiệm của Viện Tài nguyên Môi trường biển (2008)

tại 4 điểm đại diện là trung tâm vịnh Hạ Long, trung tâm vịnh Bái Tử Long, khu vực Cẩm Phả và khu vực Bãi Cháy: mùa mưa (tháng 9) và mùa khô (tháng 12) năm 2008. Các thí nghiệm được bố trí ngay tại hiện trường, để xác định các hệ số, tỷ lệ: sản xuất sơ cấp của vực nước (K1); Tỷ lệ phân huỷ (K2); Tỷ lệ lắng đọng trầm tích (K3); Tỷ lệ rửa giải (K4).

Từ đó tính toán những đặc trưng sau:

 Khả năng trao đổi chất của thuỷ vực  Cân bằng khối của các chất ô nhiễm

Phương trình tính cân bằng khối của thuỷ vực được cho như sau (JICA, 1999):

L = Lv- DVC + K1V - K2CV - K3CAs + K4As (2-12)

Trong đó:

L: Lượng chất còn lại trong nước vịnh (kg/ngày)

Lv: Tổng lượng thải hàng ngày đưa vào vịnh (kg/ngày)

C: Nồng độ chất gây ô nhiễm trong vịnh (kg/m3)

V: Thể tích nước trong vịnh (m3)

D: Tỷ lệ trao đổi nước trong vịnh (%)

As: Diện tích vịnh có phủ trầm tích hiện tại (m2)

K1: Sản xuất sơ cấp của vực nước (kg/m3/ngày)

K2: Tỷ lệ phân huỷ(1/ngày)

K3: Tỷ lệ lắng đọng trầm tích (m/ngày)

K4: Tỷ lệ rửa giải (kg/m2/ngày)

Khi L<0, chứng tỏ khả năng tự làm sạch của thuỷ vực khá tốt

Khi L>0, thuỷ vực có sự tích luỹ chất ô nhiễm

2.2 Các nguồn thải chính ra vịnh Cửa Lục - vịnh Hạ Long

2.2.1 Nguồn thải sinh hoạt từ khu vực dân cư và du lịch

Đến năm 2016, phần lớn cư dân sinh sống trong dải ven bờ vịnh tập trung ở phía Đông và phía Tây vịnh Cửa lục với mật độ dân số khá đông, chủ yếu ở khu vực các

phường: Bãi Cháy, Cao Xanh, Cao Thắng. Dân cư với các hoạt động kinh tế và sinh hoạt hàng ngày đóng vai trò to lớn cho sự phát triển kinh tế - xã hội của khu vực, đồng

thời tạo sức ép không nhỏ đến môi trường nước trong vịnh.

Nước thải sinh hoạt chứa đựng một lượng lớn hợp chất hữu cơ, một lượng nhỏ

các hợp chất vô cơ dưới dạng cặn, các hợp chất lơ lửng, các khoáng chất hòa tan...Nước thải cũng là môi trường sống của rất nhiều vi khuẩn, vi sinh vật gây bệnh cho người và

gia súc.

Bảng 2.9. Tổng lượng nước thải của một số xã, phường tiếp giáp và xả thải vào vịnh Cửa Lục năm 2016 [30]

STT Dân số (người)

Xã, phường, thị trấn Cao Xanh Cao Thắng Hà Khẩu Hà Khánh Giếng Đáy Bãi Cháy Trần Hưng Đạo Hà Lầm Yết Kiêu Việt Hưng Tổng 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 16.727 18.355 14.647 6.548 15.538 21.472 11.316 11.321 9.981 10.122 136.027 Tổng số lượng thải (m3) 2.509,05 2.753,25 2.197,05 982,2 2.330,7 3.220,8 1.697,4 1.698,15 1.497,15 1.518,3 20.404,05

(Nguồn: Niên giám thống kê tỉnh Quảng Ninh, 2016)

Ở nhiều khu vực ven biển, hệ thống cống, rãnh thoát nước thải cho khu dân cư, nhà hàng, khách sạn… vẫn chưa có phương án thu gom, xử lý đạt chuẩn mà xả thẳng

ra vịnh. Điển hình là khu vực ven bờ Vịnh Hạ Long có trên 24 cống nước thải sinh hoạt

thuộc khu Lán Bè - Cột 8, Cao Xanh - Hà Khánh đang xả thẳng xuống vịnh mà không qua xử lý. Đang tồn tại những khu vực “nóng” về ô nhiễm môi trường, nước thải từ Bắc

Cửa Lục.

Cùng với nước thải công nghiệp, nước thải sinh hoạt được xả thải với lượng nước thải tạo ra lớn nên đây cũng được coi là một trong hai nguồn gây ô nhiễm môi trường nước biển ven bờ, đặc biệt tại vùng vịnh cửa Lục.

Bảng 2.10. Thải lượng trạm xử lý nước thải quanh vịnh cửa Lục

Công suất STT Tên nhà máy/ trạm xử lý Ghi chú (m3/ngày đêm)

NMXL nước thải Hà Khánh 7.000 Xử lý bằng công nghệ vi sinh 1

Trạm XLNT Ao Cá 16.000 2

TXLNT Vựng Đâng Thực tế 600 m3/ngày.đêm 2.000 3

TXLNT Licogi Cột 5 - Cột 8 Thực tế mới xử lý 200 m3/ng.đ 1.200 4

Hình 2.3. Trạm xử lý nước thải Licogi Cột 5- cột 8

Các trạm xử lý nước thải tập trung trên địa bàn TP Hạ Long gồm: Nhà máy xử lý nước thải (XLNT) Bãi Cháy công suất thiết kế 3.500m3/ngày đêm, hiện đã 5500 m3/ngày.đêm phục vụ thu gom nước thải sinh hoạt cho một phần khu vực Bãi Cháy (chủ yếu tuyến đường Hạ Long từ khách sạn Bạch Đằng đến vị trí kết thúc tại trạm bơm khu hồ Hùng Thắng); Nhà máy XLNT Hà Khánh có công suất thiết kế 7.200m3/ngày đêm thu gom và xử lý nước thải của các phường Hồng Gai, Yết Kiêu, Trần Hưng Đạo, Bạch Đằng, Cao Xanh và một phần phường Hồng Hải; Trạm XLNT Vựng Đâng (Dự án Cienco 5 - Yết Kiêu) công suất 2.000m3/ngày đêm nhưng hiện đang xử lý 600m3/ngày đêm và trạm XLNT khu đô thị Cột 5 - Cột 8 (Dự án Licogi) công suất 1.200m3/ngày đêm song mới xử lý được 200m3/ngày đêm.

Với 4 nhà máy XLNT như vậy, nhưng hệ thống mạng lưới thu gom nước thải hiện nay chưa đáp ứng được việc thu gom lượng nước thải phát sinh tại một số khu vực; đặc biệt nước thải chưa qua xử lý của nhiều nhà hàng, khách sạn không được đấu nối vào hệ thống xử lý nước thải của các nhà máy, trạm xử lý, mà xả trực tiếp ra biển. Ngay như Khu đô thị mới Cột 5 - Cột 8 được đánh giá là hạ tầng kỹ thuật khá đồng bộ, tỷ lệ lấp đầy khoảng 70%, tuy nhiên, toàn bộ khu 6, 7, 8 phường Hồng Hải vẫn chưa được thu gom về Trạm XLNT mà chảy qua hệ thống thoát nước chung của thành phố và đổ ra biển [12]. Vào những ngày nắng nóng, hoặc khi nước biển rút đi dọc đường bao biển Trần Quốc Nghiễn đoạn qua khu vực này mùi tanh hôi bốc lên nồng nặc. Nhìn bằng mắt thường có thể thấy nước từ mương thoát ra rất đen, bốc mùi hôi thối…, chưa kể những hôm trời mưa to kéo dài, tại khu vực tổ 1, tổ 2, khu 7A còn xảy ra tình trạng ngập úng, khiến nước thải sinh hoạt hoà lẫn cùng nước mưa rất mất vệ sinh. Không chỉ vậy, theo kết quả khảo sát thực địa, quan sát tại khu vực bán hải sản của chợ Hạ Long 1, nước thải khu vực này luôn đen sì, hôi tanh đều xả trực tiếp xuống Vịnh.

2.2.2 Nguồn thải từ hoạt động công nghiệp

a, Hoạt động phát triển công nghiệp

Khu vực Bắc Cửa Lục có nhiều nhà máy lớn; Nhà máy xi măng Thăng Long và xi măng Hạ Long; nhà máy nhiệt điện Hà Khánh; hai cảng biển lớn là Cảng Cái Lân và

Xăng dầu B12. Hoạt động phát triển của các ngành công nghiệp lớn trên địa bàn như điện, xi măng, đóng tàu cũng góp phần đáng kể làm tăng thải lượng ô nhiễm vào môi

trường biển. Với sự ra đời của hàng loạt dự án trọng điểm như: Nhiệt điện Quảng Ninh 1.200 MW; Các nhà máy xi măng Thăng Long, Hạ Long; Nhà máy chế tạo thiết bị nâng

hạ công suất 20.000 tấn sản phẩm/năm; Nhà máy luyện thép Đông Á công suất 500.000 tấn phôi/năm; Nhà máy cán thép tấm nóng Cái Lân công suất 500.000 tấn/năm; Cụm

công nghiệp tàu thủy Cái Lân,... đã, đang và sẽ ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng nước

ven bờ khu vực cảng.

Bảng 2.11. Một số nguồn phát sinh nước thải công nghiệp khu vực nghiên cứu năm

2016 [3]

Nguồn thải T T Hệ thống XLNT Quy mô/công suất Lưu lượng nước thải lớn nhất (m3/ngày, đêm

47,54 ha; lấp đầy 19% Chưa được cấp phép xả nước thải Đưa về TXLNT tập trung 1

301 ha; lấp đầy 7,2 % 300 m3/ ngày.đêm Đang xin cấp phép xả nước thải 2

2000 305,5ha; lấp đầy 100% 2000 m3/ngày. Đêm 3

3,5 triệu tấn/năm Đang xin cấp phép xả thải Đang xây dựng TXL 4

Chưa được cấp phép xả thải 5

53 6 120.000 m3/năm 90000 m3/12 bể chứa đang xây dựng TXL 53 m3/ngày.đêm

1.200 MW 4.147.259 4.147.250 m3/ngày.đêm Cụm công nghiệp Hà Khánh- Công ty CP Tập đoàn kinh tế Hạ Long (31 DN đang hoạt động, 30 DN chưa hoặc đang XD) KCN Việt Hưng- Cty CP phát triển KCN Việt Hưng (05 DN đang hoạt động, 02 DN chưa hoặc đang XD) KCN Cái Lân- Cty CP Xi măng và Xây dựng Quảng Ninh (34 DN đang hoạt động, 28 DN đang hoặc chưa XD) Cụm cảng Làng Khánh- Cty Khoa Vận Hòn Gai- TKV Công ty CP Gốm xây dựng Giếng Đáy Quảng Ninh Cảng dầu B12- Công ty Xăng dầu B12 Nhà máy Nhiệt điện Quảng Ninh- Công ty CP Nhiệt điện Quảng Ninh 7

Nguồn thải T T Hệ thống XLNT Lưu lượng nước lớn nhất thải (m3/ngày, đêm

125 Mỏ than Giáp Khẩu- Công ty Than Hòn Gai- TKV 125 m3/ ngày.đêm 8 Quy mô/công suất 460.000 m3 nguyên khai/năm

Bên cạnh đó trong quy trình công nghiệp đóng tàu, nhiên liệu xăng dầu sử dụng

nhiều phát sinh một lượng dầu thải lớn trong các công đoạn thi công. Ngoài ra còn phải kể đến lượng chất làm sạch bề mặt tại khu vực đóng tàu, có hàm lượng gỉ sắt phát tán

vào môi trường biển, làm tăng khả năng ô nhiễm nước và trầm tích khu vực.

b, Hoạt động khai thác vận tải, chế biến, kinh doanh than

Đối với địa bàn thành phố Hạ Long, tổng trữ lượng than đá đã thăm dò được đến thời điểm này là trên 530 triệu tấn, nằm ở phía bắc và đông bắc thành phố trên địa bàn

các phường Hà Khánh, Hà Lầm, Hà Trung, Hà Phong, Hà Tu (Đại Yên và Việt Hưng

nằm trong vùng cấm hoạt động khoáng sản). Loại than chủ yếu là than Antraxit và bán Antraxit.

Tại thành phố Hạ Long hiện có 5 đơn vị khai thác than trực thuộc Vinacomin: Công ty CP Than Núi Béo, Hà Tu, Hà Lầm và Công ty TNHH 1TV Than Hòn Gai. Sản

lượng khai thác than gia tăng rất nhanh, năm sau luôn luôn cao hơn năm trước, quy mô năm 2011 là trên 10 triệu tấn (Bảng 2.12), với 2 mỏ khai thác than hầm lò và 12 mỏ

khai thác than lộ thiên, 01 nhà máy sàng tuyển Nam Cầu Trắng và 02 cụm cảng xuất than trên địa bàn.

Bảng 2.12. Sản lượng than khai thác trên địa bàn thành phố Hạ Long

Sản lượng khai thác (triệu tấn) TT Năm

1 2 3 4 2008 2009 2010 2011 6,78 8,2 9,5 10,5

(Nguồn: Thống kê tỉnh Quảng Ninh năm 2012)

Qua khảo sát cho thấy, kho và cảng chứa than của các đơn vị đều tại cửa sông,

ven biển, trong đó có 5 kho cảng chứa than và vận chuyển than theo đường biển như cảng Làng Khánh, Nam Cầu Trắng, Quyết Thắng... Một số cảng có hệ thống máng rót

than từ bãi vào phương tiện, nhưng số cảng còn lại xuất theo vầu xúc nên than còn vương vãi. Một số khu vực ven biển còn nhiều bến xuất than không chính ngạch của tư

nhân và một số công ty với trang thiết bị xuất than thủ công nên vấn đề rơi vãi ra môi trường biển rất nhiều. Cảng Làng Khánh tuy mới và đã được đầu tư tương đối đồng bộ

tuy nhiên khả năng gây ảnh hưởng đến môi trường nước trong quá trình bốc, xúc, vận

chuyển than vẫn còn rất lớn.

Hiện nay, trên địa bàn thành phố, ngành than có các mỏ lộ thiên lớn với công

suất gần 2 triệu tấn than nguyên khai/năm (là các mỏ than Hà Tu và Núi Béo), các mỏ

lộ thiên và công trường lộ thiên công suất trung bình (100.000 đến 700.000 tấn than nguyên khai/năm) và một số điểm khai thác mỏ nhỏ và lộ vỉa với sản lượng khai thác

dưới 100.000 tấn than nguyên khai/năm. Khai thác than lộ thiên làm biến đổi địa hình, biến đổi mạng lưới thủy văn và hệ thống dòng chảy mặt qua việc làm xuất hiện các địa

hình mới (mỏ khai thác, bãi thải), suy thoái và phá hủy thảm thực vật, làm suy giảm và ô nhiễm nước ngầm. Vật liệu xói mòn, rửa trôi từ khai trường khai thác bồi lấp dòng chảy,

làm ô nhiễm môi trường nước. Một số các khai trường khai thác nằm cạnh vịnh Cửa Lục, vịnh Hạ Long, chúng trở thành nguồn cung cấp vật liệu gây ô nhiễm môi trường nước và bồi lấp dải ven biển. Hoạt động khai thác, sàng tuyển và vận chuyển than tạo ra nhiều bụi,

khí thải và tiếng ồn gây ô nhiễm môi trường không khí trên một vùng rộng lớn của đô thị Hạ Long.

Hoạt động khai thác than tạo ra một khối lượng lớn các đất đá thải và nước thải. Tính trung bình ở Quảng Ninh khi khai thác 1 tấn than hầm lò thì thải khoảng 2m3 đất đá và 4,2m3 nước thải; khai thác 1 tấn than lộ thiên thải khoảng 5,5m3 đất đá và 2m3 nước thải. Tại các nhà sàng, lượng nước thải phát sinh cũng khoảng 1,2m3/tấn sản phẩm và khoảng 30% lượng than nguyên liệu trở thành đất đá thải trong quá trình sàng tuyển.

Phần lớn đất đá thải được đổ ra các bãi thải ven biển quanh khu vực Hạ Long và Cẩm Phả hình thành các bãi thải lớn như: Nam Đèo Nai rộng 230ha, cao khoảng 200 m, bãi

thải Nhà máy tuyển than Cửa Ông rộng 125ha, bãi thải Nhà máy tuyển than Nam Cầu Trắng 80ha và Lộ Phong 21 ha [1].

c, Hoạt động khai thác vật liệu xây dựng

Ngoài than, trên địa bàn lưu vực còn có tiềm năng nguyên vật liệu xây dựng

dồi dào, trong đó có đá vôi, cát và sét, tạo điều kiện cho việc hình thành các ngành công

nghiệp vật liệu xây dựng. Vùng sét sản xuất gạch ngói Giếng Đáy có trữ lượng khảo sát 41,5 triệu m3, cho phép sản xuất với công suất 100 triệu sản phẩm/năm trong thời gian trên 100 năm. Đặc biệt sét Giếng Đáy tạo sản phẩm chất lượng tốt do chứa các hàm lượng Fe2O3 và Fe3O4 cao, đủ tiêu chuẩn sản xuất gốm, sứ, gạch trang trí, ốp lát

phục vụ các công trình lâu bền, có yêu cầu cao về kỹ thuật và thẩm mỹ. Ngoài ra, vùng ven biển bao quanh vịnh Cửa Lục thuộc các xã Thống Nhất, Việt Hưng, Lê Lợi, thị trấn

Trới rất phát triển các thành tạo sét, bột sét màu sắc loang lổ, bột kết – đá phiến chứa

dầu tuổi Neogen thuộc các hệ tầng Đồng Ho và Tiêu Giao. Đây là nguồn vật liệu sét,

xi măng, sét gạch, ngói, gốm sứ có trữ lượng lớn.

Hoạt động này không chỉ ảnh hưởng lớn đến chất lượng môi trường nước mà

còn bồi lắng vùng hạ lưu: làm xáo trộn và mất cân bằng địa hình ven bờ, làm tăng độ

đục, tạo ra các dòng xoáy nhỏ mang các vật chất lơ lửng đi xa và đem bồi lắng ở khu vực hạ lưu góp phần tạo thành các bãi triều. Trữ lượng dự báo cát sỏi phân bố ở Hà lầm là 692.500 m3, ở phía Tây, Tây Bắc huyện Hoành Bồ là 17,624 triệu m3 (ngã ba Đồng Đăng – Việt Hưng có trữ lượng 1,5 triệu m3, Lê Lợi – Hoành Bồ 11 triệu m3, Hà Khẩu – Việt Hưng 0,9 triệu m3, Thống Nhất 0,7424 triệu m3 và Tây Nam thị trấn Trới 10 triệu m3) [38].

2.2.3 Nguồn thải từ hoạt động chăn nuôi và nuôi trồng thủy sản

Những năm gần đây Quảng Ninh phát triển mạnh ngành nuôi trồng thủy sản (NTTS). Năm 2016, toàn tỉnh đạt trên 20.600ha nuôi và 9.600 ô lồng với tổng sản lượng

trên 54.000 tấn. Đối tượng nuôi chính chủ yếu là tôm với 10.603 ha và 11.558 tấn sản lượng; nhuyễn thể 3.445 ha và 23.216 tấn sản lượng; cá nước ngọt 3.200ha, 10.507 tấn

sản lượng; cá biển đạt 1.700ha và 5.615 tấn sản lượng.... Tuy nhiên, toàn bộ diện tích trên chủ yếu là nuôi trong ao trên đất liền, bãi triều và ven biển. Một số ít nuôi trên mặt

biển nhưng chủ yếu nằm ở các eo, ngách, nơi có lợi thế kín gió song diện tích nhỏ, độ sâu thấp, khả năng lưu thông nước hạn chế... ít có khả năng phát triển mở rộng. Đơn cử

như mô hình nuôi cá lồng bè (kích thước nhỏ, vật liệu thông thường), nuôi hàu, ngao,

tu hài, một số ít là nuôi trai lấy ngọc và nuôi cá gắn với du lịch trên Vịnh Hạ Long.

Hiện nay, khu vực nghiên cứu có huyện Hoành Bồ có khoảng: gia cầm 273.900

con; trâu, bò: 9.000 con; lợn: 21.0000 con; thành phố Hạ Long: gia cầm có 58.900 con; trâu bò 500 con; lợn 14.100 con [30].

2.2.4 Nguồn thải từ các hoạt động giao thông vận tải, cảng biển

Vịnh Cửa Lục có nhiều tiềm năng và thế mạnh về phát triển ngành giao thông vận tải đường thủy, cảng biển. Bên cạnh lợi thế về mặt kinh tế thì hoạt động giao thông

này có nhiều ảnh hưởng tới chất lượng môi trường nước.

Vịnh Cửa Lục là nơi tập trung khá nhiều cảng, bến. Cảng Cái Lân được thiết kế

cho tầu 4 vạn tấn cập bến và cảng Container Quốc tế Cái Lân là cảng biển sâu nhất miền Bắc, có thể tiếp nhận tàu trọng tải lên đến 80.000 tấn, đáp ứng nhu cầu vận chuyển

hàng của các hãng vận tải quốc tế, góp phần thúc đẩy kinh tế cảng biển của Quảng Ninh

phát triển. Cảng dầu B12 lớn nhất phía bắc cho phép nhận tàu 30.000 tấn. Phương tiện vận chuyển đường thủy chủ yếu là các loại tàu để vận chuyển hàng hóa, container, vật

liệu và hành khách. Số phương tiện vận chuyển hàng hóa, vật liệu có số lượng nhiều

nhất khoảng 4.000 - 5.000 chiếc, số lượng tàu vận chuyển container phụ thuộc vào số

lượng tàu cập bến, trung bình một ngày có 7 - 12 tàu ra vào cảng Cái Lân. Trọng tải tàu tiếp nhận trung bình xấp xỉ 100.000 tấn [30].

Tham gia giao thông thuỷ trên vịnh gồm rất nhiều loại phương tiện và mục đích

khác nhau như vận tải, du lịch và hoạt động nghề cá. Các hoạt động này nếu không được quản lý tốt sẽ gây ảnh hưởng lớn đến môi trường vịnh thông qua phát thải các

chất gây ô nhiễm, gây đục do hàng hải, neo đậu làm huỷ hoại các rạn san hô và đặc biệt là các tai nạn tàu thuyền gây tràn dầu và hoá chất.

Vấn đề nạo vét duy tu luồng tàu và đổ thải bùn nạo vét luồng đang diễn ra trong

khu vực vịnh Cửa Lục, vịnh Hạ Long cũng gây ra áp lực lớn đối với môi trường biển.

2.2.5 Nguồn tác động từ hoạt động lấn biển và rửa trôi đất

Thực hiện quy hoạch của thành phố Hạ Long và của tỉnh, các dự án san lấn biển để xây dựng các khu đô thị mới đã gây sức ép không nhỏ đến môi trường sinh thái vịnh

Cửa Lục như: làm thu hẹp các bãi triều, diện tích các rừng ngập mặn bị thu hẹp. Bên cạnh đó, việc san lấn biển sẽ làm thay đổi kết cấu đất ven bờ vịnh, tăng nguy cơ xói lở,

ngoài ra tác động lớn nhất là hiện tượng bồi lắng, tăng độ đục của nước, sức tải môi trường của vịnh v.v…

Việc lấn biển xây dựng hạ tầng trong thời gian qua, đặc biệt tại khu vực TP Hạ

Long, Cẩm Phả đã gây ra hiện tượng rửa trôi đất đá, đẩy bùn ra vùng ven bờ do san lấp mặt bằng gây đục nước biển ven bờ cũng như bồi lắng luồng lạch, phá huỷ các bãi triều

vùng ven bờ, hệ sinh thái rừng ngập mặn là nơi cư trú, sinh sản của các loại thuỷ hải sản. Bên cạnh đó, việc tăng nhanh sản lượng khai thác than cũng là một trong những

nguyên nhân gây ra những vấn đề về môi trường ven biển.

Đục hoá, bùn hoá đáy và nông hoá đáy vịnh kèm theo suy giảm đa dạng sinh

học đang là một nguy cơ lớn trên thực tế. Hàm lượng chất rắn lơ lửng trung bình nhiều

năm trên 72% tổng số mẫu phân tích vượt giới hạn cho phép đối với vùng biển ven bờ. Tại đây, đã đo được hàm lượng bùn lơ lửng trung bình 45 mg/l ở lớp nước mặt và

50mg/l lớp nước đáy. Tốc độ lắng đọng bùn cũng đã được xác định khoảng 170 – 315mg/cm2/ngày. Đục làm bẩn nước, thiệt hại cho du lịch, giảm năng xuất sơ cấp thực vật nổi do hạn chế quang hợp. Xu thế bùn hoá trầm tích đáy thể hiện ở diện phủ bùn và tỷ lệ bùn trong trầm tích có biểu hiện tăng trong thời gian từ khoảng 2005 đến nay. Bùn

hoá đáy vịnh kèm theo sự gia tăng hàm lượng bột than trong trầm tích, phổ biến 0,1 –

0,3%, thậm chí tới 10% tại Cửa Lục. Đó là hậu quả xói mòn đất do phá rừng, khai thác và vận chuyển than, xói mòn và sạt lở các bãi triều khi mất rừng ngập mặn, tác động

của sóng chạy tàu [38].

2.3 Mô hình dòng chảy và tải lượng ô nhiễm trên lưu vực- SWAT

Để mô phỏng dòng chảy và tải lượng ô nhiễm trên lưu vực, trong luận án này sử dụng SWAT (Soil and Water Assessment Tool). Đây là công cụ đánh giá nước và đất, xuất xứ Hoa Kỳ. SWAT cho phép mô hình hóa nhiều quá trình vật lý trên cùng một lưu vực.

Mô hình được xây dựng để mô phỏng sự ảnh hưởng của lượng chất thải trong hoạt động nông nghiệp và hoạt động phá rừng trên những lưu vực rộng lớn phức tạp trong khoảng thời gian dài đến chất lượng nguồn nước và sự bồi lắng. Mặc dù được xây dựng trên nền các quan hệ thể hiện bản chất vật lý của hiện tượng tự nhiên với việc sử dụng các phương trình tương quan, hồi qui để mô tả mối quan hệ giữa thông số đầu vào (đất, thảm thực vật, địa hình và khí hậu) và thông số đầu ra (lưu lượng dòng chảy, vận chuyển bùn cát, …), SWAT còn yêu cầu các số liệu về thời tiết, sử dụng đất, địa hình, thực vật và tình hình quản lý tài nguyên đất trong lưu vực.

SWAT cho phép mô hình hóa nhiều quá trình tự nhiên trên cùng một lưu vực. Ý tưởng của mô hình SWAT là một lưu vực lớn có thể được chia thành nhiều tiểu lưu vực, mô hình hóa theo tiểu lưu vực mang lại lợi ích khi những vùng này tương đồng về đặc điểm sử dụng đất và tính chất đất. (Phần tiểu lưu vực có đặc điểm riêng về thuộc tính đất hoặc tình trạng quản lý/sử dụng đất thì được gọi là một ‘đơn vị phản hồi thuỷ văn’ hay HRU.) Sự phân chia này giúp người sử dụng có thể áp dụng kết quả nghiên cứu của một vùng này vào một vùng khác khi chúng có sự tương đồng nhất định.

Thông tin đầu vào đối với mỗi tiểu lưu vực sẽ được tập hợp và phân loại thành những nhóm chính sau: khí hậu, các HRU, hồ, nước ngầm, sông chính và nhánh, đường phân thủy. Để dự báo một cách chính xác sự di chuyển của thuốc trừ sâu, phù sa và dưỡng chất thì mô hình cần phải phù hợp với những diễn biến đang xảy ra trong lưu vực. Mô hình thủy học trong lưu vực được phân chia thành hai nhóm chính, chúng có thể tồn tại riêng lẻ: Chu trình thủy văn nước ngầm: kiểm soát lượng nước, sự bồi lắng, dinh dưỡng và thuốc trừ sâu được đưa từ trong mỗi tiểu lưu vực ra sông chính. Chu trình nước trong hệ thống sông: kiểm soát quá trình di chuyển của dòng nước và quá trình bồi lắng diễn ra từ trong hệ thống sông ngòi của lưu vực đến cửa sông.

Việc tham số hoá lưu vực được thực hiện theo năm bước: thiết lập bản đồ mô hình số độ cao DEM, định nghĩa sông (Stream Definition), định nghĩa cửa đổ nước vào/ra của tiểu lưu vực (Outlet and Inlet Definition), lựa chọn cửa đổ nước ra của lưu vực (Watershed Outlets selection and Definition), tính toán các thông số của tiểu lưu vực (Calculation os Subbasin Parameters).

Mô hình thủy văn lưu vực trong SWAT được phân chia thành hai bộ phận chính (Susan et al., 2009): cân bằng nước trên lưu vực và quá trình dòng chảy trong hệ thống sông.

2.3.1 Cân bằng nước trên lưu vực

Theo hình 2.3, xét lượng nước được đưa từ trong mỗi tiểu lưu vực ra sông chính:

(2-13)

Trong đó, SWt : Là tổng lượng nước tại cuối thời đoạn tính toán (mm). SW0 : Tổng thời lượng ban đầu tại ngày thứ i (mm). t : thời gian (ngày). Rday : tổng lượng mưa tại ngày thứ i (mm). Qsurf : tổng lượng nước mặt của ngày thứ i (mm). Ea : Lượng bốc thoát hơi tại ngày thứ i (mm). Wseep : Lượng nước đi vào tầng ngầm tại ngày thứ i (mm). Qgw : số lượng nước hồi quy tại ngày thứ i (mm)

Hình 2.4. Sơ đồ chu trình thủy văn trong pha đất

Phương trình phản ánh những sự khác nhau giữa các tiểu lưu vực thông qua sự khác biệt về đặc điểm canh tác và tính chất đất. Việc chia nhỏ lưu vực thành các tiểu lưu vực và các HRU làm cho việc mô tả cân bằng nước được chính xác hơn.

Các dữ liệu đầu vào và quá trình liên quan đến pha đất của chu trình thủy văn bao gồm: khí hậu, thủy văn, thảm phủ thực vật/sự phát triển cây trồng, xói mòn, dưỡng chất, thuốc trừ sâu, quản lý. Những dữ liệu đầu vào và các quá trình liên quan đến chu trình nước trong pha đất bao gồm:

 Khí hậu. Dữ liệu đầu vào về độ ẩm và năng lượng để kiểm soát quá trình cân bằng nước và xác định các thông số quan trọng khác liên quan đến chu trình nước. SWAT yêu cầu các thông số khí hậu sau: lượng mưa ngày, nhiệt độ không khí cao và thấp nhất, năng lượng bức xạ mặt trời, tốc độ gió và độ ẩm. Trong đó, các thông số: lượng mưa ngày, nhiệt độ không khí cao nhất/thấp nhất là yêu cầu bắt buộc.

SWAT sẽ tạo ra một bộ dữ liệu về thời tiết cho mỗi một tiểu lưu vực. Những thông số ứng với một tiểu lưu vực sẽ tồn tại độc lập và không có mối quan hệ về mặt không gian giữa các tiểu lưu vực.

 Thủy văn: có xét đến những quá trình như giáng thuỷ và các hình thức tổn

thất (ngăn cản, thấm), bốc thoát hơi nước, dòng chảy mặt, và dòng chảy ngầm.

 Sự phát triển của cây trồng: SWAT đã sử dụng mô hình phát triển của một cây đơn lẻ cho mọi loại cây. Mô hình cũng cho thấy sự khác biệt giữa cây lâu năm và cây ngắn ngày. Quá trình sinh trưởng và phát triển của cây ngắn ngày bắt đầu từ khi gieo trồng đến khi thu hoạch. Những cây lâu năm nuôi dưỡng hệ thống rễ suốt cả năm, vào những tháng mùa đông cây sẽ ở trạng thái ngủ đông. Chúng sẽ sinh trưởng và phát triển tiếp khi nhiệt độ tăng lên. Quá trình phát triển của cây trồng dùng để tính toán lượng nước và dưỡng chất mất đi, đồng thời cũng tính được lượng hơi nước và sinh khối sinh ra. Khả năng sinh trưởng làm gia tăng sinh khối trong một thời gian nhất định được định nghĩa là sự gia tăng sinh khối dưới điều kiện lí tưởng, là hiệu quả của hoạt động hấp thụ năng lượng mặt trời và chuyển tải năng lượng thành dạng sinh khối. Năng lượng được hấp thụ được tính toán dựa trên bức xạ mặt trời.

 Xói mòn: Quá trình xói mòn được dự báo riêng lẻ trên từng tiểu lưu vực và sẽ sử dụng để tính toán lượng xói mòn chung trên toàn lưu vực. Sự xói mòn và bồi tụ đối với mỗi HRU được tính toán dựa trên mô hình Modified Universal Soil Loss Equation (MUSLE) (Williams, 1975). Trong khi, mô hình USLE sử dụng lượng mưa, thì mô hình MUSLE sử dụng lượng nước chảy bề mặt để tính toán.

 Dinh dưỡng: Cây sử dụng Nitrat và Nitơ hữu cơ trong đất với nước làm chất vận chuyển trung gian. Lượng Nitrat trong dòng chảy bề mặt và dòng thấm được tính toán thông qua thể tích nước và nồng độ Nitrat trung bình trong đó. Lượng Nitơ hữu cơ được tính bằng mô hình của McElroy et al (1976) và được chỉnh sửa bởi Williams and Hann (1978).

Hình 2.5. Chu trình Nitơ

Hình 2.6. Chu trình Photpho

2.3.2 Quá trình dòng chảy trong hệ thống sông

SWAT xác định, tính toán quá trình di chuyển nước, phù sa, dinh dưỡng và thuốc trừ sâu vào mạng lưới sông ngòi bằng cách sử dụng đồng nhất cấu trúc (Williams và Hann, 1972). Thêm vào đó, để thể hiện dòng di chuyển của hóa chất, SWAT mô phỏng quá trình vận chuyển chất trong kênh, rạch và sông chính.

Hình 2.7. Sơ đồ các quá trình diễn ra trong dòng chảy

Dòng chảy trong sông cùng với các quá trình sau:

- Nước mất đi do sự bốc hơi, do sự thấm hút qua lòng sông, do việc lấy nước

tưới tiêu phục vụ cho nông nghiệp.

- Nước thêm vào do mưa rơi trực tiếp vào lòng sông và từ các điểm xả thải. Dòng chảy tràn được mô hình bằng phương pháp hệ số lưu trữ biến đổi (Variable Storage Coefficient) của Williams (1969) hoặc mô hình thủy văn Muskingum.

 Dòng bùn cát. Những phiên bản SWAT trước sử dụng dòng nước để mô hình quá trình xói mòn và bồi lắng trong kênh (Amold et al, 1995). Bagnold (1997) đã định nghĩa năng lượng dòng nước sinh ra do tỉ trọng nước, tốc độ dòng chảy và độ dốc mặt nước. Williams (1980) sử dụng định nghĩa của Bagnold về năng lượng dòng nước để phát triển một phương pháp xác định sự suy thoái đất thông qua hàm số của các biến: độ dốc kênh và tốc độ dòng chảy.

 Dòng dinh dưỡng. Sự di chuyển dinh dưỡng trong sông được xác định bằng mô hình chất lượng nước trong sông đó, QUAL2E (Brown và Bamwell,1987). Mô hình xác định dinh dưỡng hòa tan trong nước sông và dinh dưỡng bị hấp phụ vào bùn lắng ở đáy sông.

 Dòng thuốc trừ sâu trong kênh. Trong khi số lượng thuốc trừ sâu được sử dụng trong mỗi HRU là không giới hạn, nhưng để làm giảm tính phức tạp của quá trình mô hình thì chỉ chọn một loại. Tương tự như dinh dưỡng, thuốc trừ sâu cũng tồn tại ở hai dạng là hòa tan trong nước và bị hấp phụ vào bùn lắng.

2.3.3 Ý nghĩa của việc sử dụng mô hình SWAT

Kết quả tính toán của mô hình SWAT sẽ cung cấp các kết quả đầu vào cho mô hình MIKE 21 sử dụng để tính toán các thông số: lưu lượng, mực nước, tổng lượng chất ô nhiễm từ các lưu vực đầu nguồn đổ vào Vịnh Cửa Lục.

Các số liệu sẽ được kiểm chuẩn với các số liệu đo được theo thực tế của 02 đợt khảo sát (11/2017 và 05/2018) về mực nước và lưu lượng, để đảm bảo độ tin cậy sau khi thực hiện mô phỏng. Các bảng dữ liệu sẽ được chuẩn hóa theo định dạng đầu vào của mô hình MIKE 21 trước khi thực hiện chạy mô hình này.

2.4 Các mô hình số phục vụ mô phỏng chất lượng nước

Hiện nay các nước đã và đang sử dụng nhiều loại mô hình tính toán diễn biến sinh thái vùng cửa sông ven biển khác nhau như tại Mỹ QUAL2K(2D), RUSLE2(2D), WASP(1D), EFDC(1, 2, 3D). Đặc biệt là mô hình EFDC là mô hình có khả năng tính toán được trên cả hai loại lưới tính: theo toạ độ Đề các và hệ toạ độ lưới cong. Tại Anh, POM là mô hình được sử sụng tại hàng trăm nước trên thế giới để tính toán môi trường vùng ven bờ, cửa sông và biển. Mô hình 2 và 3 chiều của Hà Lan (Delft3D) cũng đang được hàng chục nước trên thế giới ứng dụng nghiên cứu và tính toán các quá trình môi trường cho các thuỷ vực khác nhau. Hệ thống phần mềm 1, 2 và 3 chiều của Đan Mạch (MIKE WQ 21/3 – tính toán chất lượng nước) đang được ứng dụng tại hàng trăm nước trên thế giới.

2.4.1 Mô hình EFDC (Mỹ)

a. Giới thiệu chung

Mô hình EFDC (Environmental Fluid Dynamics Computer Code) được phát triển bởi Viện khoa học Biển bang Virginia Mỹ (Virginia Institute of Marine Science - VIMS), là mô hình 3 chiều mô phỏng thủy động học dòng chảy và vận chuyển bùn cát. Mô hình chất lượng nước mô phỏng 21 biến được ghép vào mô hình thủy động học EFDC để trở thành mô hình phú dưỡng thủy động học 3 chiều (three-dimensional Hydrodynamic-Eutrophication Model HEM-3D).

b. Cơ sở lí thuyết

Phương trình bảo toàn vật chất đối với từng biến của chất lượng nước được trình

bày như sau:

(2-14)

Trong đó: C là nồng độ của biến chất lượng nước.

u, v & w: các thành phần vận tốc theo các hướng x, y và z

Kx , Ky & Kz: hệ số khuếch tán rối theo các hướng x, y và z

S = thành phần nguồn phát tán hoặc mất trên đơn vị thể tích

c. Khả năng mô phỏng

Mô hình mô phỏng biến đổi các yếu tố thủy động học dòng chảy theo không gian và thời gian đồng thời mô phỏng các thông số về chất lượng nước bao gồm ô xy hòa tan, 3 nhóm tảo lơ lửng (suspended algae), nhiều thành phần của Carbon, Nitơ, Phốt pho và các chu trình của Silic và các trực khuẩn ruột già. Mô hình mô phỏng bùn cát có thể mô phỏng được 27 biến bao gồm mô hình quá trình bùn cát. Quá trình này bao gồm sự tương tác với chất hữu cơ dạng hạt chìm lắng từ lớp nước bề mặt, mô phỏng quá trình trầm tích của dòng chất hữu cơ và dòng chất vô cơ được hình thành (amoni, ni tơ, phốt pho và silic), cùng nhu cầu ô xy ngược trở lại đối với lớp nước bên trên của bùn đáy. Sự ghép nối giữa mô hình quá trình bùn cát với mô hình chất lượng nước không những cho phép mô phỏng các tham số chất lượng nước mà còn mô phỏng thời gian dài các biến đổi về điều kiện chất lượng nước ứng với sự biến đổi về các tải trọng chất dinh dưỡng.

2.4.2 Mô hình Delft3D-WAQ (Hà Lan)

a. Giới thiệu chung

Mô hình Delft3D được phát triển bởi viện thủy lợi Delft – Hà Lan, đây là mô hình 3 chiều mô phỏng động học chất lỏng và chất lượng nước. Có 3 mô hình thành phần trong mô hình Delft3D đó là: Delft3D-WAQ, Delft3D-SED, Delft3D-ECO. Cả 3 mô hình đều có phần mô phỏng chất lượng nước nhưng các cấp độ thì khác nhau, trong đó mô hình Delft3D-WAQ mô phỏng chi tiết nhất.

Delft3D-WAQ là mô đun chất lượng nước hai và ba chiều, nó giải phương trình chuyển tải-khuếch tán-phản ứng trong lưới tính xác định và trong phạm vi rộng các vật chất mô hình hoá. Delft3D-WAQ cho phép tính mềm dẻo lớn cho các chất được mô hình hoá, cũng như trong các quá trình được xem xét. Delft3D-WAQ không phải là mô hình thuỷ động lực dòng chảy nên thông tin về các trường dòng chảy được tính trong Delft3D-Flow.

Mô hình này không phải là mô hình thủy lực nên các thông số của dòng chảy được lấy từ kết quả của mô hình Delft3D-Flow hoặc các mô hình khác như SOBEK miễn là các định dạng số liệu đầu vào được thỏa mãn.

b. Cơ sở lý thuyết của mô đun chất lượng nước Delft3D-WAQ

Delft3D-WAQ giải cho các quá trình tải và các quá trình vật lý, hoá học, hoá sinh học và sinh học. Phương trình toán học cơ bản trong Delft3D-WAQ đó là “phương trình chuyển tải-khuếch tán-phản ứng”:









S 

tCf  ,

D 

D 

C  t 

C   

C   

C  2  

C  2  

(2-15)

C  Dn  2 n

Trong đó: C là nồng độ của chất quan tâm; u và v là các thành phần vận tốc theo

C  n 

là thành các phương  và ; D và D là hệ số khuếch tán theo phương  và ;

là thành phần tải trong phương trình; các

phần khuếch tán trong phương trình; hàm ‘f’ và ‘S’ là các số hạng nguồn. Các số hạng nguồn này đại diện cho:

 Lưu lượng hoặc “việc tải chất thải” (S): số hạng này là dòng nước hoặc dòng chất bẩn thêm vào nhưng chưa được mô tả trong Delft3D-Flow như là các số hạng vận tốc trong các phương trình động lượng. Số hạng nguồn này thường được sử dụng trong các sông nhỏ, cống thải của khu công nghiệp, cống thải của nhà máy xử lý chất thải, cống thoát nước dân sinh...

 Các số hạng phản ứng hoặc các quá trình (fR).

c. Khả năng mô phỏng

Mô hình có khả năng mô phỏng một lượng lớn các loại vật chất như:

 Các vật chất bảo toàn (muối, clo có thể đến 5 loại vật chất);  Các vật chất phân hủy (có thể đến 5 loại vật chất);  Bùn cát lơ lửng (có thể đến 3 thành phần);  Nhiệt độ;  Chất dinh dưỡng (amoni, nitơ, phốt pho, silicát);  Chất hữu cơ (chia ra các thành phần dưới dạng các bon, nitơ, phốt pho);  Ô xy hòa tan;  Nhu cầu ô xy sinh học và hóa học (BOD và COD);  Tảo;  Vi khuẩn;  Kim loại nặng;  Chất vi ô nhiễm hữu cơ. Ngoài ra chương trình cung cấp một thư viện các quá trình vật lí, hóa và sinh học

để phục vụ mô phỏng các quá trình:

 Các quá trình lắng đọng và tái lơ lửng;  Quá trình phát triển và chết của tảo;  Khoáng hóa của các chất hữu cơ;  Ni tơ hóa;  Hấp thụ các kim loại nặng;  Bay hơi của các chất vi ô nhiễm hữu cơ; Với khả năng ứng dụng rộng rãi nó thường dùng trong các trường hợp sau:

 Nghiên cứu phú dưỡng;  Sự thiếu hụt ô xy trong các hệ phân tầng;  Ảnh hưởng của hệ thống thoát nước thải đối với nồng độ chất dinh dưỡng và

sản lượng nguyên sinh;

 Vận chuyển các chất kim loại nặng qua cửa sông.

2.4.3 Mô hình MIKE21 (Đan Mạch)

a. Giới thiệu chung

Mô hình họ MIKE được phát triển bởi viện thủy lực của Đan Mạch DHI (Danish Hydraulic Institute) cho phép mô phỏng các vấn đề liên quan đến tài nguyên nước mặt, nước ngầm, quy hoạch tài nguyên nước, chất lượng nước, các hệ sinh thái liên quan đến tài nguyên nước. Họ các phần mềm MIKE 11 cho phép mô phỏng các bài toán liên quan đến dòng chảy trung bình 1 chiều, trong khi đó họ các phần mềm MIKE 21 dùng cho các bài toán 2 chiều ngang và MIKE 3 dùng cho các bài toán 3 chiều. Tính toán cho vùng cửa sông ven biển thông thường dùng các phần mềm mô phỏng 2 đến 3 chiều thay vì mô hình 1 chiều, vì tính phức tạp về địa hình và thủy hải văn của bài toán vùng cửa sông. Các mô đun tính toán về sinh thái và chất lượng nước được ghép nối với cả mô hình 1, 2 và 3 chiều.

MIKE 21 là hệ thống mô hình 2 chiều tính toán dòng chảy. Các module phụ trợ khác để mô phỏng và tính toán các quá trình vật lý, hoá học và sinh học liên quan đến các vấn đề về môi trường và sự ô nhiễm của nước.

b. Cơ sở lý thuyết

Phương trình mô phỏng dòng chảy (Module MIKE21HD)



0

   t

 p  x

 q  y

Phương trình mô phỏng chuyển động của dòng chảy 2 chiều ngang được tích phân từ phương trình 3 chiều theo chiều đứng thể hiện các quá trình bảo toàn vật chất và động lượng của dòng chảy lần lượt như sau:









 h  xx

 h  xy

q 2

p h

pq h

p  2 hC

p  t 

 x 

 y 

  x 

 x 

 y 

  

1  w

  

   

  

  

fVV

q 





 0 

    x 

h  w

(2-16)









 h  yy

 h  xy

q 2

q h

pq h

p  2 hC

q  t 

 y 

 x 

  y 

 y 

 x 

  

1  w

  

   

  

  

fVV

p 





 0 

    y 

h  w

(2-17)

(2-18)

tyxh ,( ),

Trong phương trình các ký hiệu được sử dụng như sau:

tyx ,( ),

- độ sâu mực nước tại điểm (x,y) tính từ 0

zyxqp ,(, ),

- cao độ mặt nước tính từ 0

- mật độ thông lượng theo chiều x và y (m3/s/m=(uh,vh); (u,v) vận

tyxC ,( ),

tốc trung bình theo chiều sâu theo hướng x và y)

- hệ số Chezy (m1/2/s)

(Vf

)

g - gia tốc trọng trường

tyxVVV ), y

- hệ số ma sát gió

)

yx ,(

- vận tốc gió theo chiều x và y

tyxpa ,( ),

- hệ số Coriolis(s-1)

w

- áp suất khí quyển (kg/m/s2)

- mật độ nước (kg/m3)

x,y - toạ độ không gian (m)

,  yy

t - thời gian (s)

- các thành phần ứng xuất tiếp

Phương pháp giải ẩn luân hướng (ADI) với thuật toán quét kép (DS) đối với ma trận của từng hướng được sử dụng để giải số hệ phương trình liên tục và bảo toàn động lượng của dòng chảy.

Phương trình mô phỏng đối lưu - khuếch tán (Module MIKE21AD)

(

)

( uhc

)

(

) vhc

(

)

(

)

Fhc











 t 

 x 

 y 

 x 

c  x 

 y 

c  y 

Phương trình mô phỏng tải khuếch tán áp dụng trong Module MIKE21AD như sau:

(2-19)

Trong đó:

C: nồng độ vật chất tại thời điểm (x, y)

F: hệ số phân rã tuyến tính

u, v: tốc độ dòng chảy theo chiều x và y

S: Qs(Cs-C)

h (x, y): độ sâu mực nước tại điểm (x,y)

Dx, Dy: hệ số khuếch tán theo chiều x và y

Qs : lưu lượng nguồn vào hoặc nguồn ra

C: Nồng độ nguồn vào hoặc mất

c. Khả năng mô phỏng

Module chuyển tải - khuếch tán (MIKE21AD) được sử dụng để tính toán, nghiên

cứu các vấn đề về môi trường gắn với sự phân bố của các thành phần hòa tan như:

 Độ muối;  Nhiệt;  Vi sinh vật;  Các chất hòa tan. Module MIKE21AD còn có thể liên kết với các module khác của họ mô hình MIKE như module chất lượng nước (MIKE21WQ) và module sinh thái (MIKE21 ECOLAB) để mở rộng phạm vi nghiên cứu các yếu tố chất lượng nước như:

 Nồng độ vi khuẩn trong môi trường nước;  Nồng độ ô xy thiếu hụt do nồng độ BOD;  Nồng độ các chất dinh dưỡng;  Tương tác giữa chất dinh dưỡng và phù du cũng như sự phân huỷ của các chất

hoá học;

 Bùn cát lơ lửng ;  Nhiệt độ;  Chất dinh dưỡng (amoni, nitơ, phốt pho, silicát);  Chất hữu cơ (chia ra các thành phần dưới dạng các bon, nitơ, phốt pho)  Ô xy hòa tan;  Các quá trình lắng đọng và tái lơ lửng;  Quá trình phát triển và chết của tảo;  Khoáng hóa của các chất hữu cơ;  Ni tơ hóa;  Hấp thụ các kim loại nặng;  Bay hơi của các chất vi ô nhiễm hữu cơ.

2.4.4 Mô hình khuếch tán POL-2D

Trên cơ sở mô hình thuỷ lực POL-2D, bộ mô hình dòng chảy FLOW-2D và chất lượng nước kết hợp sinh thái POL-2D 2 chiều ngang đã được phát triển tại Trung tâm Môi trường Biển, Viện Cơ Học. Bộ chương trình POL2D nhằm mô phỏng sự lan truyền của các dòng vật chất thải ra biển từ các nguồn định điểm. Mô hình này sử dụng phương pháp sai phân hữu hạn. Thành phần tải được giải bằng phương pháp đặc trưng. Sơ đồ sai phân ẩn được dùng để giải thành phần khuếch tán.

Chương trình POL2D có tính đến các yếu tố sau:

- Dòng chảy do thủy triều,

- Dòng chảy trong sông,

- Dòng chảy do gió,

- Sự truyền tải của các chất,

- Sự khuếch tán của các chất,

- Sự phân hủy của các chất,

- Có tính đến thành phần nguồn.

Mô hình đã được ứng dụng trong tính toán dòng chảy và khuếch tán cho vùng

vịnh Đà nẵng.

2.4.5 Mô hình của nhóm các tác giả Đại học khoa học tự nhiên

Mô hình chu trình nitơ trong hệ sinh thái biển được phát triển bởi PGS. TS Đoàn Bộ và Trịnh Lê Hà. Các tác giả đã xây dựng mô hình chuyển hóa nitơ trong hệ sinh thái biển và áp dụng mô hình để nghiên cứu năng suất sơ cấp (primary productivity) dựa trên nền mô hình thủy động lực 3 chiều và áp dụng đối với vùng biển tỉnh Quảng Ninh. Trong mô hình nitơ được chuyển hóa qua 7 thành phần gồm: thực vật phù du, động vật phù du, chất hữu cơ dạng hạt, chất hữu cơ dạng hòa tan, amôniắc, nitrite và nitrate. Tất cả quá trình chuyển hóa này được mô tả bằng hệ các phương trình vi phân.

2.4.6 Phân tích lựa chọn mô hình tính toán chất lượng nước

a. Tiêu chí để lựa chọn mô hình

Việc phân tích các tính năng và việc áp dụng các mô hình 2 và 3 chiều cho vùng cửa sông ở trên thế giới và các cửa sông ở Việt Nam sẽ làm cơ sở đầu vào cho Luận án này trong việc lựa chọn mô hình phù hợp để áp dụng cho mục đích nghiên cứu. Các tiêu chuẩn lựa chọn mô hình phù hợp bao gồm:

1. Mô hình có cơ sở lí thuyết chặt chẽ, chức năng phù hợp với mục tiêu nghiên

cứu;

2. Mô hình phải phù hợp với nguồn dữ liệu thu thập được về mặt số lượng và định

dạng.

3. Kết quả tính toán của mô hình phải phù hợp với số liệu đo đạc thực tế;

4. Giao diện của phần mềm chương trình phải tạo sự thuận tiện cho người dùng và

cũng cần có thẩm mỹ;

5. Mô hình cung cấp các công cụ đi kèm để xử lí các số liệu địa hình và thủy văn sao cho người sử dụng có thể nhanh nhất xử lí các số liệu phục vụ tính toán và hiệu chỉnh mô hình;

6. Phần mềm chương trình phải có bản quyền sử dụng.

Với những yêu cầu như trên cho phép mô hình có chất lượng tốt phục vụ tính toán cho đề tài. Không những thế các công cụ đi kèm cho phép biên tập nhanh các số liệu tính toán và như vậy sẽ rút ngắn được thời gian tính toán. Cũng cần chú ý rằng thời gian tính toán mà các mô hình 2-3 chiều đòi hỏi là rất lớn so với mô hình 1 chiều nên các công cụ đi kèm là rất cần thiết.

b. Lựa chọn mô hình chất lượng nước để tính toán

Đối với các mô hình mô phỏng chất lượng nước và sinh thái phát triển bởi các tác giả Việt Nam tuy có nhiều ưu điểm nhưng nhìn chung còn một số vấn đề như sau:

- Các công thức kinh nghiệm tham khảo chủ yếu của nước ngoài mà không phải

do mình đo đạc thực nghiệm.

- Có thể nói các phần mềm này còn có nhiều yếu điểm trong vấn đề xử lý lưới tính, xử lý biên, thể hiện kết quả... đặc biệt là còn thiếu tính hệ thống và chưa được hiệu chỉnh, thử nghiệm nhiều trên thực tế.

Trong số các mô hình được sử dụng rộng rãi trên Thế giới như EFDC, Delft3D, MIKE 21, POL 2D…, mô hình MIKE 21 tỏ ra thích hợp với mục tiêu nghiên cứu của đề tài hơn cả, vì tất cả các chức năng của phần mềm đáp ứng yêu cầu về tiêu chí chọn lựa của đề tài.

Hơn nữa, với các dữ liệu, số liệu quan trắc đã được thu thập trong quá trình nghiên cứu của Luận án ở các cơ quan quản lý như Sở tài nguyên môi trường tỉnh Quảng Ninh, Ban quản lý dự án Vịnh Hạ Long, Viện tài nguyên và môi trường biển và số liệu đo đạc thực tế; Luận án có phân tích và đánh giá mức độ sẵn sàng của dữ liệu để làm đầu vào cho các mô hình tính toán. Kết quả cho thấy dữ liệu thu thập và đo đạc có độ phù hợp cao, có thể làm đầu vào cho mô hình MIKE 21.

Trên cơ sở phân tích các vấn đề trên, đề tài lựa chọn mô hình MIKE 21 trong

việc đánh giá sự lan truyền các chất ô nhiễm vịnh Cửa Lục- vịnh Hạ Long.

Kết luận: trong phạm vi nghiên cứu của Luận án, sử dụng các mô hình sau để

thực hiện phương pháp mô hình hóa:

- Mô hình thủy văn: áp dụng mô hình SWAT;

- Mô hình chất lượng nước: áp dụng mô hình MIKE 21/Module MIKE 21 Ecolab.

2.5 Mạng lưới quan trắc chất lượng nước các sông và vịnh cửa Lục - vịnh Hạ Long

Các vị trí quan trắc được xác định và tiến hành quan trắc thu thập số liệu xung quanh Vịnh Cửa lục, được Trạm quan trắc và phân tích môi trường Quảng Ninh, thuộc Sở tài nguyên môi trường thực hiện quan trắc và báo cáo định kỳ [7].

Các số liệu quan trắc này được thống kê, chuẩn hóa làm đầu vào cho mô hình

toán được sử dụng trong chương 3 của Luận án.

Mạng lưới quan trắc môi trường nước tại khu vực nghiên cứu bao gồm: 10 điểm quan trắc, các thông số quan trắc và phân tích gồm: Nhiệt độ, pH, DO, TSS, COD, As,

Cd, Pb, Mn, Fe, Hg, Dầu mỡ, Coliform. Vị trí quan trắc được thống kê chi tiết trong Bảng 2.13 dưới đây:

Bảng 2.13: Mạng lưới các điểm quan trắc môi trường nước [7]

Toạ độ STT Vị trí quan trắc Kí hiệu

1 2 3 X (m) 2321632 2320967 2320780 Y (m) 420514 431188 425212 Trạm xử lý nước thải Hà Khẩu N1 N2 Nước qua cầu K67 - Cao Xanh N3 Khu công nghiệp Cái Lân

N4 4 2324685 435755

N5 5 2320462 432223

N6 6 2318862 428763 Sông Diễn Vọng tại cửa xả nhà máy nhiệt điện Quảng Ninh Nước thải Nhà máy xử lý nước thải Hà Khánh Nước biển ven bờ vịnh Cửa Lục - Cầu Bãi Cháy

Sơ đồ vị trí quan trắc tại khu vực nghiên cứu được thể hiện như sau:`

Hình 2.8: Vị trí các điểm quan trắc môi trường [7]

2.6 Đánh giá khả năng tiếp nhận chất ô nhiễm của thủy vực

Các vịnh, khu vực nước ven bờ chịu sự tác động cả trực tiếp và gián tiếp từ các nguồn gây ô nhiễm như: giao thông hàng hải, hoạt động của cảng, khai thác hải sản, du lịch, đô thị và các nguồn thải từ lục địa. Tuỳ thuộc vào bản chất tự nhiên, khả năng tự làm sạch và sức chịu tải môi trường chính là khả năng tiếp nhận và đồng hoá lượng vật chất gây ô nhiễm có xu hướng ngày một gia tăng của mỗi thuỷ vực. Đây là yếu tố cơ bản, quyết định đến khả năng duy trì chất lượng môi trường, cân bằng sinh thái của thuỷ vực tự nhiên. Sức chịu tải môi trường của mỗi thuỷ vực khác nhau và được đánh giá trên cơ sở triển khai nghiên cứu tổng hợp các quá trình tương tác sinh - địa - hoá và thuỷ động lực của thủy vực. Từ đó tính toán khả năng tiếp nhận và đồng hoá lượng vật chất gây ô nhiễm phát thải vào thuỷ vực, đảm bảo giá trị của các thông số này không vượt quá giới hạn cho phép theo tiêu chuẩn bảo vệ môi trường.

Để đánh giá dự báo khả năng tích lũy và tiếp nhận các chất gây ô nhiễm như chất hữu cơ, dinh dưỡng và kim loại nặng tại vịnh Cửa Lục, cần phải tính toán dự báo được tổng lượng chất gây ô nhiễm của thuỷ vực và so sánh với khối lượng các chất gây ô nhiễm có thể tiếp nhận theo tiêu chuẩn Việt Nam trong Bảng 2.14.

STT

Tiêu chuẩn

Đối tượng áp dụng

Thông số

Đơn vị

Giá trị

BOD5 mg/l

+ mg/l

0,1

NH4

Nuôi trồng thủy sản và bảo tồn thủy sinh

- mg/l

NO3

3- mg/l

0,2

PO4

mg/l

0,5

mg/l

0,5

QCVN08:2015/BTNM T QCVN10:2015/BTNM T QCVN08:2015/BTNM T QCVN10:2015/BTNM T QCVN10:2015/BTNM T QCVN10:2015/BTNM T

Nuôi trồng thủy sản và bảo tồn thủy sinh Nuôi trồng thủy sản và bảo tồn thủy sinh Nuôi trồng thủy sản và bảo tồn thủy sinh

Bảng 2.14: Tiêu chuẩn chất lượng nước Việt Nam với các thông số tính toán [53] [54]

Để tính được khả năng tiếp nhận thêm các chất gây ô nhiễm, cần tính toán tổng lượng chất gây ô nhiễm tối đa mà một thủy vực có thể chấp nhận mà không bị ô nhiễm theo tiêu chuẩn chất lượng nước của Việt Nam dự vào công thức sau:

M = V * C (2-20)

Trong đó:

M - tổng khối lượng của thông số cần được tính toán (kg);

V - thể tích của vực nước (m3);

C - hàm lượng cho phép của thông số tính toán theo TCVN (mg/l).

VEN BỜ VỊNH CỬA LỤC, VỊNH HẠ LONG

CHƯƠNG 3 - KẾT QUẢ MÔ PHỎNG CHẤT LƯỢNG NƯỚC BIỂN

3.1 Tải lượng ô nhiễm hiện tại và dự báo tải lượng ô nhiễm đổ vào vịnh Cửa Lục

3.1.1 Tải lượng chất gây ô nhiễm hiện tại

Từ các số liệu nghiên cứu về nguồn thải và các phương pháp đánh giá các nguồn

ô nhiễm ven bờ đã trình bày trong chương 2, kết quả tải lượng chất gây ô nhiễm được tính toán cho các nguồn thải như sau:

3.1.1.1 Tải lượng chất gây ô nhiễm phát sinh từ các nguồn xả thải

a) Tải lượng ô nhiễm từ dân cư và khách du lịch

Theo số liệu thống kê năm 2018 dân số của thành phố Hạ Long là 240.800 người

và huyện Hoành Bồ là 52.600 người. Theo báo cáo của UBND TP Hạ Long, năm 2017, tổng khách du lịch đến Hạ Long đạt 6,93 triệu khách, thời gian khách lưu trú trung bình

2 ngày. Các thành phần đặc trưng của nước thải sinh hoạt chưa xử lý được trình bày

trong bảng sau:

Bảng 3.1. Các thành phần đặc trưng của nước thải sinh hoạt chưa xử lý [52]

Nồng độ TT Chất ô nhiễm Đơn vị Thấp Trung bình Cao

1 mg/l 1.000 500 250 COD

2 BOD5 mg/l 220 400 110

3 N-T mg/l 40 85 20

4 P-T mg/l 8 15 4

- + NO2 *

5 NO3 mg/l 15 35 8

6 mg/l 25 50 12 NH4

7 PO4 mg/l 5 10 3

8 TSS mg/l 100 220 350

(Nguồn: Xử lý nước thải chi phí thấp, 2010)

Với phạm vi tính toán tải lượng thải của khu vực thành phố Hạ Long và huyện Hoành Bồ, lựa chọn mức độ nồng độ trung bình để tính toán tải lượng ô nhiễm từ dân

cư và khách du lịch. Sau đó, phải xét đến lượng nước thải sinh hoạt đã được thu gom về các trạm xử lý nước thải hiện có và sau quá trình xử lý đạt yêu cầu (giá trị C, cột B,

QCVN 14:2008/BTNMT- Quy chuẩn quốc gia về nước thải sinh hoạt) sẽ được xả ra

môi trường.

Bảng 3.2. Tải lượng ô nhiễm phát sinh từ sinh hoạt, du lịch trong khu vực nghiên cứu

năm 2018 (tấn/năm)

Tiểu khu vực phát sinh nước thải sinh hoạt

Tổng

TT Chất ô nhiễm

Lượng thải phát sinh từ du lịch

Hạ Long Hoành Bồ

280,3

16.417,3

13.244,0

2.893,00

COD

BOD5

6.020,0

1.315,00

127,4

7.462,4

N-T

963,2

210,40

20,4

1.194,0

P-T

264,9

57,86

5,6

328,3

5 NO3

- + NO2 *

9,6

2,10

0,2

11,9

529,8

115,72

11,2

656,7

NH4

PO4

143,0

31,24

3,0

177,3

TSS

7.224,0

1.578,00

152,9

8.954,9

Nguồn: Số liệu tính toán được thực hiện trong Phụ lục Luận án- bảng PL5.1 và PL5.2

b) Tải lượng ô nhiễm từ công nghiệp:

Tải lượng nguồn ô nhiễm từ khai thác than được trình bày trong bảng 3.3. Ước tính lưu lượng nước thải từ hoạt động khai thác than hàng năm ở khu vực Hạ Long mỗi năm là 31,2 triệu m3. Thành phần nước thải sàng tuyển và nước thải mỏ tính trung bình được trình bày trong bảng 3.4.

Bảng 3.3. Lượng nước thải và đất đá thải từ hoạt động ngành than trong khu vực vịnh cửa Lục- vịnh Hạ Long (triệu m3) [44]

(Nguồn: Trần Đức Thạnh và nnk, 2012)

Bảng 3.4. Thành phần trung bình nước thải ngành than trong khu vực vịnh cửa Lục- vịnh Hạ Long

Hàm lượng (mg/l) các chất gây ô nhiễm trong nước thải ngành than Chất ô nhiễm Nước thải mỏ Nước thải sàng tuyển

91,9 6,8 315,3 0,83 6,47 0,5 0,0008 - COD BOD5 TSS + NH4 N-T P-T Fe Mn 52,8 13,4 4.505,5 0,28 9,64 1,39 1,4868 5,9605 Nguồn: Tính theo JICA, 1999;

(-): Chưa có số liệu

Do chưa có số liệu về hàm lượng một số kim loại nặng như Fe, Mn trong nước thải sàng tuyển, đã ước tính tối thiểu bằng hàm lượng của chúng trong nước thải mỏ. Kết quả ước tính tải lượng một số chất gây ô nhiễm phát sinh từ hoạt động ngành than được tổng hợp ở Bảng 3.5.

Bảng 3.5. Tải lượng chất gây ô nhiễm phát sinh từ hoạt động ngành than khu vực vịnh cửa Lục- vịnh Hạ Long (tấn/năm)

Chất ô nhiễm Mỏ Sàng Tổng

2.867,3 158,4 3.025,7 COD

BOD5 40,2 252,4 212,2

N-T 28,9 230,8 201,9

P-T 4,2 19,8 15,6

28,9 54,8 25,9 NH4

Fe 4,5 4,5 -

Mn 17,9 17,9 -

TSS 9.837,4 13.516,5 23.353,9

Nguồn: Số liệu tính toán được thực hiện trong Phụ lục Luận án- bảng PL5. 3

Chú thích: (-) – Chưa đủ số liệu tính toán

Ngoài công nghiệp than, các ngành chế biến thuỷ sản, sản xuất bia, nước ngọt và dầu ăn v.v. trong vùng cũng góp phần đáng kể gây ô nhiễm môi trường khu vực vịnh do phần lớn nước thải đều chưa qua xử lý. Sản xuất các sản phẩm tôm, cá đông lạnh (khoảng 4.000 tấn) tập trung ở khu vực huyện Yên Hưng; thuỷ sản khô (30 tấn) và nước

mắm (30.000 lít) ở huyện Vân Đồn; dầu thực vật (133.000 tấn/năm), bột mì (151.000 tấn) và bia (45,4 triệu lít) ở khu vực thành phố Hạ Long (Phòng Thống kê UBND các huyện, thành phố, 2018). Thành phần nước thải do một số cơ sở chế biến thực phẩm, đồ uống được ước tính dựa trên thành phần nước thải điển hình, tải lượng các chất hữu cơ và các dạng chất dinh dưỡng trong nguồn thải được trình bày trong Bảng 3.6. Kết quả tổng hợp các tải lượng thải nguồn công nghiệp trong khu vực nghiên cứu được trình bày như sau:

Bảng 3.6. Tải lượng chất gây ô nhiễm phát sinh từ ngành công nghiệp thực phẩm khu vực vịnh cửa Lục- vịnh Hạ Long (tấn/năm) [42]

Sản xuất bia Bột mì Dầu ăn Tổng Chất ô nhiễm

V thải (m3) 498.817 3.775.000 1.396.500 5.670.317

5.662,5 2.723,2 8.460,5 COD 74,8

3.114,4 1.892,3 5.050,0 43,4 BOD5

160,4 27,9 210,1 N-T 21,7

130,8 79,5 212,1 P-T 1,8

- + NO2

1,6 0,3 2,1 0,2 NO3

38,5 10,6 57,4 NH4 8,2

65,4 39,7 106,0 0,9 PO4

Nguồn: Số liệu tính toán được thực hiện trong Phụ lục Luận án- bảng PL5.4

Bảng 3.7. Tải lượng chất gây ô nhiễm phát sinh từ hoạt động công nghiệp

khu vực vịnh cửa Lục- vịnh Hạ Long [12]

Tải lượng (tấn/năm) Chất ô nhiễm

COD 11.486,2

BOD5 5.302,4

N-T 440,9

P-T 231,9

- + NO2 *

2,1 NO3

112,2 NH4

PO4 106,0

Fe 4,5

Mn 17,9

TSS 23.353,9

Nguồn: Số liệu tính toán được thực hiện trong Phụ lục Luận án- bảng PL5.5

Chú thích: (-): Chưa đủ cơ sở tính hoặc không đáng kể

c) Tải lượng ô nhiễm từ nguồn ô nhiễm do chăn nuôi và nuôi trồng thủy sản Tải lượng thải phát sinh từ hoạt động chăn nuôi và nuôi trồng thủy sản từ các

địa phương trong khu vực được tính toán và thể hiện trong Bảng 3.8 và Bảng 3.9.

Bảng 3.8. Tải lượng chất gây ô nhiễm phát sinh do chăn nuôi trong khu vịnh Cửa Lục (tấn/năm)

Hạ Long Hoàng Bồ

1.306,90 811,71 288,24 167,31 11,78 4.383,15 2.951,14 1.396,20 492,93 55,32 Tổng 5.690,04 3.762,85 1.684,44 660,24 67,10 Chất ô nhiễm COD BOD5 N-T P-T - +NO2 NO3

62,40 303,59 365,99 NH4

PO4 69,11 192,76 261,87

TSS 4.152,82 15.233,37 19.386,19

Nguồn: Số liệu tính toán được thực hiện trong Phụ lục Luận án- bảng PL5.6 và PL5.7

Bảng 3.9. Tải lượng chất gây ô nhiễm phát sinh từ hoạt động nuôi thuỷ sản trong khu vực vịnh Cửa Lục (tấn/năm)

Hạ Long Hoành Bồ Tổng

Chất ô nhiễm COD BOD5 N-T P-T - +NO2 NO3 11,7 3,3 2,1 1,9 0,02 13,4 3,8 2,4 2,2 0,023 1,7 0,5 0,3 0,3 0,003

0,5 0,57 0,07 NH4

0,9 1 0,1 PO4

Nguồn: Số liệu tính toán được thực hiện trong Phụ lục Luận án- bảng PL5.8 và PL5.9

d) Tải lượng thải từ hoạt động của tàu thuyền

Theo thống kê, đến năm 2018, thành phố Hạ Long đang quản lý 504 tàu du lịch

(313 tàu tham quan, 189 tàu lưu trú, 2 tàu nhà hàng), trong số này có 478 tàu du lịch đang hoạt động trên vịnh Hạ Long, số còn lại hoạt động trên vịnh Bái Tử Long (Bộ

Giao thông vận tải, 2018). Các tàu du lịch hoạt động theo 8 tuyến tham quan trên Vịnh Hạ Long và các vùng phụ cận đến Cẩm Phả, Vân Đồn và đảo Cát Bà (Hải Phòng).

Nguồn ô nhiễm từ hoạt động tàu phục vụ du lịch chủ yếu là nước thải từ tàu (có chứa

khoảng 2kg/tàu/ngày), các chất hữu cơ và dinh dưỡng từ hoạt động phục vụ khách du

lịch của đội tàu. Nếu tính trung bình mỗi tàu có từ 3-4 người (đội tàu) thì lượng chất thải do hoạt động của các tàu phục vụ du lịch trong khu vực Vịnh Hạ Long như sau

(Bảng 3.10):

Bảng 3.10. Tải lượng chất gây ô nhiễm phát sinh từ hoạt động của tàu thuyền phục vụ du lịch trong khu vực vịnh Hạ Long (tấn/năm)

Chất ô nhiễm Tải lượng

COD 88,28

BOD5 37,4

N-T 5,98

P-T 1,65

TSS 44,88

Nguồn: Số liệu tính toán được thực hiện trong Phụ lục Luận án- bảng PL5.10

Trên địa bàn tỉnh Quảng Ninh có khoảng 7000 tàu đánh cá. Tuy nhiên, phạm vi hoạt động của các tàu này là vùng biển xa bờ nên không thống kê tính toán nguồn ô nhiễm này vào tải lượng ô nhiễm của vịnh Cửa Lục.

Tổng hợp tải lượng các nguồn ô nhiễm phát sinh trong khu vực nghiên cứu: Tổng lượng phát thải các chất gây ô nhiễm từ các nguồn trong khu vực được phân định theo các đơn vị hành chính tương ứng với các tiểu khu vực, bao gồm thành phố Hạ Long, Hoành Bồ được trình bày Bảng 3.11.

Bảng 3.11. Tải lượng chất gây ô nhiễm phát sinh từ tiểu khu vực thành phố Hạ Long và huyện Hoành Bồ (tấn/năm)

Tổng Chất ô nhiễm NT Thủy sản Tàu thuyền

- -* + 3-

Sinh hoạt 16.417,3 7.462,4 1.194,0 328,3 Nguồn phát sinh Chăn nuôi 5.690,0 3.762,9 1.684,4 660,2 Công nghiệp 11.486,2 5.302,4 440,9 231,9 13,4 3,8 2,4 2,2 88,28 33.695,2 37,4 16.568,8 3.327,6 5,98 1.224,3 1,65 +

2,1 112,2 106,0 4,5 17,9 44,88 - - - - COD BOD5 N-T P-T NO3 NO2 NH4 PO4 Fe Mn TSS 11,9 656,7 177,3 - - 8.954,9 67,1 366,0 261,9 - - 23.353,9 19.386,2 0,023 0,57 1 - - - 126,0 1135,4 546,2 4,5 17,9 44,88 51.739,8 Chú thích: (-) Chưa đủ số liệu tính toán hay không đáng kể

+ =1,1 nghìn tấn); 1,3 nghìn tấn P-T (PO4

-= 126 tấn; NH4

-+ NO2

Với mức độ phát triển kinh tế- xã hội như hiện nay, trong khu vực nghiên cứu mỗi năm sẽ phát sinh khoảng: 33 nghìn tấn COD; 16 nghìn tấn BOD5; 3,3 nghìn tấn 3-= 0,55 nghìn NT (NO3 tấn) và khoảng 21 tấn kim loại nặng (Fe = 4,5 tấn; Mn = 17,9 tấn). Nhìn chung, các chất gây ô nhiễm hữu cơ phát sinh nhiều nhất ở tiểu khu vực thành phố Hạ Long.

3.1.1.2 Tải lượng chất gây ô nhiễm đưa vào vịnh Cửa Lục

Các chất gây ô nhiễm vào vịnh Cửa Lục qua hai đường chính là: rửa trôi các nguồn ô nhiễm (sinh hoạt, công nghiệp và chăn nuôi) trên đất liền qua hệ thống sông suối, lạch triều đưa ra vịnh và đổ trực tiếp (100%) các chất gây ô nhiễm vào vịnh từ các hoạt động nuôi trồng thủy sản hoặc tàu thuyền hoạt động trên vịnh Hạ Long. Kết quả tính toán ở phần này là tải lượng chất gây ô nhiễm tối đa có khả năng đưa vào vịnh từ việc rửa trôi các nguồn ô nhiễm tập trung và các nguồn thải trực tiếp trong khu vực nghiên cứu. Hiện tại, việc quản lý, kiểm soát các nguồn ô nhiễm (đặc biệt là ngành than) chưa phát huy hết hiệu quả, một số nguồn ô nhiễm chưa được xử lý trước khi xả ra môi trường.

Bảng 3.12. Tổng tải lượng chất gây ô nhiễm đưa vào vịnh từ tiểu khu vực Hoành Bồ, TP Hạ Long và từ trên vịnh Cửa Lục (tấn/năm)

Nguồn thải

Chất ô nhiễm Tổng Trực tiếp trên vịnh Sinh hoạt Công nghiệp Chăn nuôi

4.596,8 1.550,6 2.845,0 COD 382,0 9.374,4

BOD5 298,5 185,6 752,6 168,6 1.405,2

N-T 537,3 198,4 1.347,5 28,8 2.112,0

P-T 229,8 173,9 594,2 9,5 1.007,4

- + NO2

- *

NO3 5,4 1,6 53,7 45,1 105,8

NH4 295,5 85,8 292,8 11,8 685,9

PO4 124,1 79,5 235,7 4,0 443,4

Fe - 4,0 - - 4,0

Mn - 16,1 - - 16,1

TSS 447,7 21.018,5 9.693,1 197,8 31.357,1

Tỷ lệ phát thải tương ứng (%)

COD 49,04 16,54 30,35 4,07 100

21,24 13,21 53,55 12,00 100 BOD5

N-T 25,44 9,39 63,80 1,36 100

- *

17,26 58,98 0,94 22,82 P-T 100

- + NO2

1,52 50,75 42,65 5,08 100 NO3

12,51 42,69 1,72 43,08 100 NH4

17,94 53,16 0,91 27,99 100 PO4

100,0 - - - Fe 100

100,0 - - - Mn 100

1,43 67,03 30,91 0,63 TSS 100

+= 685,9 tấn); 1 nghìn tấn P-T (PO4

Nguồn: Số liệu tính toán được thực hiện trong Phụ lục Luận án- bảng PL5.11, PL5.12, PL5.13 và PL 5.14

Như vậy, từ các hoạt động phát thải hiện tại, mỗi năm vịnh Cửa Lục tiếp nhận - + NO2= khoảng 9,3 nghìn tấn COD; 1,4 nghìn tấn BOD5; 2,1 nghìn tấn N-T (NO3 – = 443,4 tấn) và khoảng gần 20,1 105,8 tấn; NH4 tấn kim loại nặng (Fe – 4 tấn; Mn – 16,1 tấn). Các chất hữu cơ và dinh dưỡng được đưa vào vùng vịnh nhiều nhất từ khu vực thành phố Hạ Long, tiếp theo là Hoành Bồ. Các kim loại nặng đưa vào vịnh chủ yếu từ hoạt động khai thác than ở và thành phố Hạ Long.

3.1.2 Dự báo tải lượng chất gây ô nhiễm

3.1.2.1 Dự báo tải lượng chất gây ô nhiễm phát sinh từ các nguồn xả thải

a) Dự báo tải lượng chất gây ô nhiễm phát sinh từ dân cư và khách du lịch Theo quy hoạch chung Hạ Long đến năm 2040 tầm nhìn đến năm 2050 đã được Thủ tướng ký quyết định Ban hành, thành phố này sẽ tiếp giáp 4 xã phía Nam của huyện Hoành Bồ và 2 phường thuộc thị xã Quảng Yên với tổng diện tích là 27.753,91ha. Theo quy hoạch, đến năm 2030 dự báo dân số khoảng 570.000 người; đến năm 2040 khoảng 720.000 người, khu vực sẽ thu hút khoảng 7,6 triệu lượt khách du lịch. Lượng phát thải từ dân cư và khách du lịch sẽ được trình bày trong bảng sau:

Bảng 3.13. Dự báo tải lượng chất gây ô nhiễm từ sinh hoạt của dân cư và khách du lịch khu vực vịnh Hạ Long năm 2030 (tấn/năm)[49]

Dân cư Các thông số Tổng Khách du lịch Hạ Long Hoành Bồ

COD 35.640,0 4.290,0 1.176,4 41.106,4

BOD5 16.200,0 1.950,0 534,7 18.684,7

N-T 2.592,0 85,6 2.989,6 312,0

P-T 712,8 23,5 822,1 85,8

- + NO2 *

NO3 25,9 0,9 29,9 3,1

1.425,6 171,6 47,1 1.644,3 NH4

384,9 46,3 12,7 443,9 PO4

TSS 19.440,0 2.340,0 641,7 22.421,7

Nguồn: Số liệu tính toán được thực hiện trong Phụ lục Luận án- bảng PL5.15 và PL5.16

b) Dự báo tải lượng chất gây ô nhiễm phát sinh từ công nghiệp So với hiện nay, không gian phát triển các ngành công nghiệp chủ yếu đến năm 2030 trong khu vực nghiên cứu hầu như không thay đổi. Khu vực Hạ Long vẫn là khu vực tập trung khai thác than với sản lượng lớn. Công nghiệp chế biến thực phẩm như dầu ăn, bột mỳ, bia, thuỷ sản v.v. vẫn tập trung ven bờ vịnh Cửa Lục, trong khu công nghiệp Cái Lân, Việt Hưng. Khu vực Hoành Bồ chủ yếu sản xuất vật liệu xây dựng như gạch, ngói, xi măng v.v..

Bảng 3.14. Dự báo tải lượng chất gây ô nhiễm phát sinh từ hoạt động ngành than khu vực Vịnh Hạ Long năm2030 (tấn/năm)

Chất ô nhiễm Mỏ Sàng Tổng

5.017,7 277,2 5.294,9 COD

371,3 70,4 441,6 BOD5

N-T 353,3 50,6 403,9

P-T 27,3 7,3 34,6

45,3 50,6 95,9 NH4

Fe - 7,8 7,8

Mn - 31,3 31,3

TSS 17.215,4 23.654,3 40.869,6

Nguồn: Số liệu tính toán được thực hiện trong Phụ lục Luận án- bảng PL5.17

Theo quy hoạch phát triển ngành than, để đáp ứng nhu cầu tăng sản lượng khai thác, khu vực Hạ Long sẽ được bố trí thêm một nhà máy sàng tuyển than công suất 4 - 5 triệu tấn ở khu mặt bằng phía Bắc mỏ Hà Lầm. Như vậy, tổng công suất các nhà máy sàng tuyển than ở Hạ Long khoảng 7 triệu tấn/năm, tương ứng với sản lượng than khai thác ở Hạ Long là 12 triệu tấn đến năm 2030. Dự báo khoảng 162 triệu m3 nước thải và 186,5 triệu m3 đất đá thải từ hoạt động ngành than sẽ được thải ra môi trường. Bảng 3.14 trình bày lượng chất gây ô nhiễm phát sinh từ công nghiệp than tới năm 2030.

Theo quy hoạch, khu vực nghiên cứu là trung tâm phát triển công nghiệp của tỉnh với tốc độ tăng trưởng công nghiệp 12%/năm giai đoạn 2015 - 2030. Giả sử đến năm 2030 các ngành công nghiệp trong khu vực có trình độ công nghệ không khác biệt nhiều so với hiện nay thì tốc độ tăng trưởng công nghiệp sẽ tỷ lệ thuận với tốc độ gia tăng chất thải. Dự báo tải lượng chất gây ô nhiễm phát sinh từ các ngành công nghiệp

tới năm 2030 sẽ gấp khoảng gần 4 lần so với hiện nay và tập trung trong khu vực thành Phố Hạ Long.

Bảng 3.15. Dự báo tải lượng chất gây ô nhiễm phát sinh từ công nghiệp thực phẩm khu vực vịnh cửa Lục- vịnh Hạ Long (tấn/năm)

TT Chất ô nhiễm Tải lượng

1 COD 32.234,49

2 BOD5 19.240,61

3 N-T 800,35

4 P-T 808,10

- + NO2

5 8,01 NO3

6 218,56 NH4

7 404,05 PO4 3-

8 TSS 19.344,8

Nguồn: Số liệu tính toán được thực hiện trong Phụ lục Luận án- bảng PL5.18

Bảng 3.16. Dự báo tải lượng chất gây ô nhiễm phát sinh từ nguồn công nghiệp năm 2030 (tấn/năm)

TT Chất ô nhiễm Tải lượng

1 COD 37.529,4

2 BOD5 19.682,2

3 N-T 1.204,2

4 P-T 842,7

- + NO2 *

5 NO3 103,9

6 NH4 314,5

7 PO4 438,6

8 Fe 7,8

9 Mn 31,3

10 TSS 60.214,4

Nguồn: Số liệu tính toán được thực hiện trong bảng 3.14 và 3.15 của Luận án

c) Dự báo tải lượng chất gây ô nhiễm phát sinh từ chăn nuôi

Với tốc độ tăng trưởng trung bình 4,2%/năm, đến năm 2030 đàn gia súc, gia cầm trong khu vực sẽ tăng hơn 1,6 lần so với hiện nay, tương ứng với lượng thải từ chăn nuôi trong khu vực được trình bày trên Bảng 3.17.

Bảng 3.17. Dự báo tải lượng chất gây ô nhiễm nguồn từ chăn nuôi khu vực vịnh Cửa Lục đến năm 2030 (tấn/năm)

TT Các thông số Hạ Long Hoành Bồ Tổng

1 COD 2.092,33 7.017,38 9.109,72

2 1.299,54 4.724,76 6.024,30 BOD5

3 N-T 461,46 2.235,31 2.696,77

4 P-T 267,86 789.18 1.057,04

- + NO2 *

5 18,85 88,57 107,42 NO3

6 99,91 486,04 585,95 NH4

7 110,64 308,61 419,25 PO4

8 TSS 6.648,63 24.388,51 31.037,14

Nguồn: Số liệu tính toán được thực hiện trong Phụ lục Luận án- bảng PL5.19 và PL 5.20

d) Dự báo tải lượng chất gây ô nhiễm phát sinh từ nuôi trồng thuỷ sản Tương tự như hoạt động chăn nuôi, tải lượng chất gây ô nhiễm phát sinh từ nuôi thuỷ sản trong khu vực đến năm 2030 cũng tăng hơn 1,6 lần so với hiện nay. Kết quả dự báo được trình bày trong Bảng 3.18.

Bảng 3.18. Dự báo tải lượng chất gây ô nhiễm nguồn từ nuôi thuỷ sản khu vực vịnh cửa Lục- vịnh Hạ Long năm 2030 (tấn/năm)

Chất ô nhiễm Hạ Long Hoành Bồ Tổng

COD 31,94 24,5 56,48

BOD5 9,11 7,0 16,11

N-T 5,85 4,5 10,34

P-T 5,29 4,1 9,35

- - +NO2

NO3 0,06 - 0,10

NH4 1,41 1,1 2,49

PO4 2,38 1,8 4,22

Nguồn: Số liệu tính toán được thực hiện trong Phụ lục Luận án- bảng PL5.21 và PL 5.22

Đối với hoạt động của tàu thuyền, tải lượng chất gây ô nhiễm phát sinh trong

khu vực đến năm 2030 giữ nguyên số liệu tải lượng ô nhiễm như năm 2018.

e) Dự báo tải lượng chất gây ô nhiễm phát sinh từ các khu vực lân cận Dự báo tải lượng chất gây ô nhiễm phát sinh đã được tính toán cho từng địa bàn

+ có 1,9 nghìn tấn); 1,6 nghìn tấn P-T (PO4

- có khoảng 140,9 tấn và NH4

-+NO2

thuộc khu vực vịnh Cửa Lục (Bảng 3.19).

Theo quy hoạch phát triển kinh tế- xã hội đến năm 2030 trong khu vực nghiên cứu sẽ phát sinh khoảng 54 nghìn tấn COD, đóng góp lớn nhất là thành phố Hạ Long; 525 nghìn tấn BOD5, đóng góp lớn nhất là thành phố Hạ Long; 4,8 nghìn tấn N-T (trong 3- đó NO3 có khoảng 0,7 nghìn tấn), đóng góp lớn nhất là thành phố Hạ Long và khoảng hơn 30 tấn kim loại nặng các, tập trung ở khu vực thành phố Hạ Long.

Bảng 3.19. Dự báo tải lượng chất gây ô nhiễm phát sinh từ khu vực vịnh Cửa

Lục năm 2030 (tấn/năm)

Nguồn phát sinh

Tổng Chất ô nhiễm Sinh hoạt Công nghiệp Chăn nuôi NT Thủy sản Tàu thuyền

COD 36.816,4 37.529,4 5.690,0 35,30 88,28 80.159,5

BOD5 16.734,7 19.682,2 3.762,9 10,07 37,4 40.227,3

2.677,6 1.204,2 1.684,4 5,98 5.578,7 N-T 6,46

736,3 842,7 660,2 1,65 2.246,8 P-T 5,84

26,8 103,9 67,1 44,88 242,7 NO3 NO2 * 0,06

1.472,7 360,1 366,0 - 2.200,3 NH4 1,55

397,6 438,6 261,9 - 1.100,8 PO4 2,64

- 7,8 - - 7,8 Fe -

- 31,3 - - 31,3 Mn -

20.081,7 60.214,4 19.386,2 44,88 99.727,2 TSS -

3.1.2.2. Dự báo tải lượng chất gây ô nhiễm đưa vào vịnh Cửa Lục

Tải lượng các chất gây ô nhiễm đưa vào khu vực vịnh đến năm 2030 sẽ phụ thuộc vào tình trạng quản lý, xử lý các nguồn thải, khả năng đầu tư đổi mới công nghệ, xây dựng hệ thống thu gom, xử lý chất thải và tỷ lệ rửa trôi các nguồn ô nhiễm trong từng khu vực. Theo yêu cầu báo cáo quy hoạch bảo vệ môi trường vùng Hạ Long, hầu hết nước thải từ các khu vực tập trung dân cư và các khách sạn ven bờ đến năm 2030 đều được xử lý tập trung trước khi xả ra vịnh. Nước thải sinh hoạt từ các hộ dân phân bố rải rác trong vùng và nước thải từ chăn nuôi có thể được xử lý với phương pháp xử lý tại chỗ ( bể tự hoại, lắng sơ bộ...).

Đối với nguồn thải từ các nhà máy chế biến thực phẩm, thuỷ sản, bia v.v. có thể sẽ được áp dụng biện pháp xử lý bằng bùn hoạt tính với hiệu suất xử lý tối đa 95% +. Nguồn thải mỏ có thể được xử lý BOD5, 85% COD, 25% P-T, 50% N-T, 15% NH4 bằng phương pháp lắng: 40% với BOD5 và COD, 65% TSS, 20% P-T và N-T.

Bảng 3.20. Dự báo tải lượng chất gây ô nhiễm đưa vào vịnh từ tiểu khu vực thành phố Hạ Long và trên vịnh Cửa Lục năm 2030 (tấn/năm)

Nguồn phát sinh

Tổng Chất ô nhiễm Sinh hoạt Công nghiệp Chăn nuôi Trực tiếp trên vịnh

COD 10.308,6 5.066,5 2.845,0 1.300,0 19.520,1

BOD5 669,4 688,9 752,6 582,2 2.693,1

N-T 1.204,9 541,9 1.347,5 98,0 3.192,4

P-T 515,4 632,0 594,2 31,0 1.772,7

- + NO2 *

NO3 12,0 79,5 53,7 45,8 191,0

NH4 662,7 275,5 292,8 48,6 1.279,6

PO4 278,3 329,0 235,7 15,3 858,3

Fe - 7,1 - - 7,1

Mn - 28,2 - - 28,2

TSS 1.004,1 54.193,0 9.693,1 686,6 65.576,7

Nguồn: Số liệu tính toán được thực hiện trong trong Phụ lục Luận án- bảng PL5.23, PL 5.24 và PL 5.25

Sau khi lắng sơ bộ có khoảng 65% chất rắn lơ lửng, bùn than được giữ lại trong hồ xử lý do đó cũng khoảng 65% lượng kim loại nặng trong nước thải mỏ được giữ lại cùng với bùn than. Nuôi thuỷ sản lồng bè tình trạng xả thải tương tự như hiện nay. Các cụm dân cư trên vịnh tới năm 2030 có thể là các cụm nhà nổi có bể tự hoại xử lý nước thải sinh học trước khi xả vào vịnh.

Kết quả dự báo tải lượng chất gây ô nhiễm đưa vào khu vực vịnh Cửa Lục từ các khu vực theo quy hoạch môi trường tới năm 2030 với phương án áp dụng các công nghệ xử lý cho các nguồn như trên được tính toán cho từng đơn vị hành chính: thành phố Hạ Long và huyện Hoành Bồ.

Như vậy, mặc dù lưu lượng nước thải gây ô nhiễm phát sinh từ thành phố Hạ Long tăng lên, nhưng do thực hiện các biện pháp bảo vệ môi trường nên lượng chất gây ô nhiễm đi vào vịnh Cửa Lục tới năm 2030 giảm đi còn khoảng 19 nghìn tấn COD, hơn 2,6 nghìn tấn BOD5, 3,1 nghìn tấn N-T, 1,7 nghìn tấn P-T, 35,2 tấn kim loại nặng và 65

nghìn tấn TSS. Các kết quả trên cho thấy việc xử lý các hợp chất của Phốt-pho và kim loại nặng vẫn còn là điều cần quan tâm đối với các công trình xử lý nước thải.

3.1.3 So sánh tải lượng chất gây ô nhiễm phát sinh và đưa vào vịnh ở hiện tại (năm 2018) và dự báo (năm 2030)

Trong khu vực nghiên cứu, với không gian phát triển và tốc độ phát triển các ngành, các lĩnh vực theo Quy hoạch (quy hoạch bảo vệ môi trường tỉnh Quảng Ninh [4], báo cáo quy hoạch môi trường Vịnh Hạ Long [5], quy hoạch tổng thể phát triển kinh tế xã hội thành phố Hạ Long [36]...); dự báo tải lượng các chất gây ô nhiễm phát sinh năm 2030 sẽ tăng từ 1,2 - 2,3 lần so với hiện nay (Bảng 3.21). Theo tính toán, nước thải sinh hoạt từ khu dân cư và khách du lịch là 9,8 triệu m3 trên năm. Nước thải ngành than là 31,2 triệu m3 và một lượng lớn nước thải từ chăn nuôi gia súc, gia cầm và các hoạt động công nghiệp khác trong vùng.

Tuy nhiên, theo các quy hoạch bảo vệ môi trường ở trên, vùng nghiên cứu sẽ được chú trọng đầu tư các công trình xử lý nước thải, tải lượng các chất gây ô nhiễm dự báo từ các khu vực được đưa vào khu vịnh Cửa Lục năm 2030 sẽ được kiểm soát. Vì vậy, để bảo vệ môi trường nước vịnh Cửa Lục cần chú trọng đầu tư các công trình xử lý nước thải và tăng cường kiểm tra việc tuân thủ các quy định về xử lý chất thải trước khi xả ra môi trường.

Bảng 3.21. So sánh tải lượng các chất ô nhiễm trên vịnh Cửa Lục hiện tại và dự báo đến 2030 (tấn/năm)

Hiện tại 2018 (tấn/năm) Dự báo 2030 (tấn/năm) Tỉ lệ dự báo/hiện tại

Chất ô nhiễm Phát sinh Vào vịnh Phát sinh Vào vịnh Phát sinh Vào vịnh

33.695,18 9.374,45 80.159,50 19.520,12 2,38 2,08 COD

16.568,84 1.405,25 40.227,31 2.693,05 2,43 1,92 BOD5

3.327,65 2.111,99 5.578,66 3.192,35 1,68 1,51 N-T

1.224,30 1.007,41 2.246,75 1.772,69 1,84 1,76 P-T

- + NO2*

126,04 105,76 242,75 191,03 1,93 1,81 NO3

1.135,43 685,90 2.200,30 1.279,58 1,94 1,87 NH4

546,23 443,36 1.100,77 858,34 2,02 1,94 PO4

4,49 4,04 7,85 7,06 1,75 1,75 Fe

17,88 16,09 31,29 28,16 1,75 1,75 Mn

51.739,81 31.357,07 99.727,20 65.576,75 1,93 2,09 TSS

Lượng nước thải mỗi năm phát sinh trong khu vực có chứa 33 nghìn tấn COD, 16 nghìn tấn BOD5; 3,3 nghìn tấn N-T; 1,2 nghìn tấn P-T; khoảng 17,88 tấn kim loại nặng và khoảng 51 nghìn tấn TSS. Đó là chưa kể tới lượng bùn đổ thải vào Vịnh Hạ Long do các hoạt động san lấp mặt bằng (khoảng 660 nghìn tấn mỗi năm, Trần Đức Thạnh và nnk, 2010). Dự báo đến năm 2030, tải lượng các chất gây ô nhiễm phát sinh tăng từ 1,5 - 2,3 lần so với tải lượng chất gây ô nhiễm hiện nay, cụ thể là khoảng 80 nghìn tấn COD; 40 nghìn tấn BOD5; 5,5 nghìn tấn N-T; 2,2 nghìn tấn P-T, hơn 38 tấn kim loại nặng các loại (Fe – 7,85 tấn; Mn 31,29 tấn) và khoảng 99 nghìn tấn TSS.

Phân tích các nguồn thải thì thấy rằng chất thải từ dân cư sinh hoạt chiếm chủ yếu trong tổng lượng thải từ 23 - 46% đối với hầu hết các thông số (trừ chỉ tiêu TSS), tiếp đến là nguồn chăn nuôi gia súc, gia cầm và nguồn công nghiệp. Nguồn thải từ khách du lịch và NTTS mỗi nguồn chiếm chưa đến 1% tổng lượng thải. Đối với việc làm tăng hàm lượng vật chất lơ lửng (TSS) thì nguồn thải công nghiệp chiếm chủ yếu với 63%, còn lại là do chăn nuôi (36%).

3.2 Thiết lập mô hình tính toán

3.2.1 Tài liệu sử dụng

3.2.1.1 Tài liệu địa hình

Số liệu địa hình của khu vực nghiên cứu được thu thập từ các nguồn khác nhau và được hiệu chỉnh cho phù hợp với mục đích tính toán cũng như miền nghiên cứu. Với

vùng ngoài biển sâu do không có số liệu đo đạc nên Luận án đã sử dụng bản đồ DEM Etopo2 cho toàn biển Đông để trích ra số liệu địa hình ở phía ngoài biển sâu của khu

vực nghiên cứu đồng thời nhằm đảm bảo điều kiện biên không ảnh hưởng đến vùng quan tâm.

- Bản đồ 1: 50.0000 khu vực Quảng Ninh - Bản đồ 1: 5.000 khu vực Quảng Ninh

3.2.1.2 Tài liệu thuỷ hải văn

- Biên phía sông: Lưu lượng, dòng chảy, mực nước được tính toán từ mô hình

SWAT (Phụ lục 4).

- Biên phía biển: Số liệu dùng cho các biên ở phía biển là các hằng số điều hòa

của 10 sóng: Q1, O1, P1, K1, M2, S2, K2, N2, MF, MM được tính từ số liệu hằng số điều hòa toàn cầu. Biên phía biển được tạo ra từ phần mềm chuyên dụng MIKE Zero, đây là mô hình do các chuyên gia Đan Mạch xây dựng dựa trên các số liệu về địa hình, hằng số thuỷ triều toàn cầu nhằm thiết lập mô hình thuỷ động lực học ở mọi nơi trên

trên đại dương thế giới. Đặc biệt phần mềm cho phép lựa chọn nhiều nguồn số liệu khác nhau chẳng hạn như số liệu địa hình toàn cầu GEBCO, Etopo2, SRTM hay các số liệu

thuỷ triều được chọn từ Topex/poseidon, IHO, Xtide, NOAA.

3.2.1.3 Tài liệu môi trường, chất lượng nước

- Sử dụng tài liệu đo đạc chất lượng nước vịnh cửa Lục, vịnh Hạ Long năm từ

2005 đến nay gồm các yếu tố kim loại nặng như Mangan (Mn), sắt (Fe); các yếu tố hữu cơ, yếu tố dịnh dưỡng từ Trung tâm quan trắc và phân tích môi trường- Sở Tài nguyên và Môi trường Quảng Ninh. Đồng thời tham khảo số liệu môi trường nước từ các năm

2008 đến nay của các dự án, đề tài thực hiện trên khu vực nghiên cứu.

- Dữ liệu quan trắc chất lượng nước của luận án vào 2 đợt: tháng 11/2017 và tháng

5/2018 (Phụ lục 1, 2).

3.2.2 Xây dựng lưới tính

Xây dựng lưới tính là bước quyết định và quan trọng trong quá trình tính toán. Lưới tính toán trong mô hình là kết quả cân đối giữa độ phân giải theo không gian, mục

tiêu công việc, đối tượng nghiên cứu tính toán với thời gian sử dụng để tính toán và các tài liệu số liệu hiện có. Lưới có độ phân giải cao (bước lưới nhỏ) có thể cho ta chi tiết hoá địa hình theo chiều ngang và chiều thẳng đứng, nhưng nếu thời gian tính toán quá

lớn thì không thể tiến hành tính toán cho mô hình với nhiều các kịch bản để đạt được mục tiêu đề ra. Để kiểm tra độ phân giải thích hợp nhất về lưới tính cho khu vực tính

toán, Luận án đã lần lượt xem xét các lưới tính có độ phân giải khác nhau. Lưới tính được thiết lập có bước lưới nhỏ nhất khu vực trong vịnh cửa Lục và ven bờ là 15m,

bước lưới to nhất ngoài biển là 150m.

Hình 3.1. Vị trí nghiên cứu và địa hình miền tính toán

3.2.3 Hiệu chỉnh mô hình thủy lực

3.2.3.1 Điều kiện biên và điều kiện ban đầu

Luận án đã sử dụng module MIKE 21 FM Coupled model, gồm 2 mođun là

MIKE 21 FM HD và MIKE 21 SW để thực hiện nghiên cứu. Trong đó:

+ Môđun MIKE 21 FM HD có các biên: biên biển (3 biên mực nước), biên sông

(3 biên lưu lượng: sông Diễn Vọng, sông Man, sông Trới);

+ Môđun MIKE 21 SW có các biên: biên sóng (phía Bắc, phía biển và phía

Nam), điều kiện biên gió (lấy từ mô hình gió tái phân tích lưới 0,25 độ).

Cụ thể từng điều kiện biên, điều kiện ban đầu đưa vào mô hình để hiệu chỉnh,

kiểm định như sau:

- Điều kiện biên mực nước: được tính toán từ số liệu hằng số điều hòa của mô hình Mike 21, công cụ Mike 21 Toolbox. Số liệu mực nước tại biên này được thiết lập

từ 0h giờ ngày 1/5/2018 đến 23h giờ ngày 30/5/2018 và từ 0h giờ ngày 1/11/2017 đến 23h giờ ngày 30/11/2017. Trong mô hình Mike 21 dao động triều được tính theo giờ

thế giới GMT vì thế sau khi thiết lập biên mực nước được quy đổi giữa số liệu tính toán và số liệu thực đo về cùng một múi giờ. Ở đây quy đổi về múi giờ Việt Nam, tức là 0 giờ trong tính toán tương ứng là 7 giờ ngoài thực tế.

- Điều kiện biên lưu lượng sông: Trích xuất từ mô hình SWAT (Phụ lục 4);

- Điều kiện biên gió: biên gió được lấy từ kết quả mô hình gió tái phân tích.

- Thời gian bắt đầu tính toán: 0 giờ ngày 1/5/2018 đến 23h giờ ngày 15/5/2018 và

3.2.3.2 Bộ thông số mô hình

t = 30s;

- Bước thời gian tính toán: - Độ nhớt theo phương ngang tính toán theo công thức Smagorinsky và lấy trung

0 giờ ngày 1/11/2017 đến 23h giờ ngày 12/11/2017;

- Số Manning lấy trung bình là: 32- 35 m1/3/s; - Lực Coriolis: có tính đến; - Điều kiện biên gió: dùng điều kiện gió tái phân tích lưới 0,25 độ. - Điều kiện ban đầu: mực nước = 0; - Điều kiện biên mô hình sóng: trích kết quả từ mô hình sóng. - Hệ số ma sát đáy: tính theo Nikuradse roughness: 0,28; - Điều kiện ban đầu: phổ sóng sử dụng tính toán là JONSWAP;

bình trên toàn miền tính là: 0,28;

Kết quả tính toán: dạng vùng, bước thời gian xuất kết quả: 1 giờ 1 giá trị.

3.2.3.3 Kết quả hiệu chỉnh, kiểm định mô hình

Mô hình đã được hiệu chỉnh, kiểm định mực nước, dòng chảy cho hai giai đoạn:

Đợt 1: Từ 8h ngày 6 tháng 11 đến 8h ngày 11 tháng 11 năm 2017.

Đợt 2: Từ 8h ngày 5 tháng 5 đến 8h ngày 10 tháng 5 năm 2018.

Hình 3.2. Vị trí trạm đo thủy văn

Việc so sánh này có thể tiến hành bằng trực quan (so sánh hai đường quá trình

tính toán và thực đo trên biểu đồ), đồng thời kết hợp chỉ tiêu Nash để kiểm tra [9].



iS ,

Nash

1 

(3-1)



 X 

 

 

X0,i: Giá trị thực đo XS,i: Giá trị tính toán hoặc mô phỏng

Xo : Giá trị thực đo trung bình

Kết quả hiệu chỉnh mô hình:

Hình 3.3. So sánh mực nước thực đo và tính toán tại trạm Bãi Cháy (tháng 11)

Hình 3.4. So sánh vận tốc thực đo và tính toán trạm V (tháng 11)

Kết quả kiểm định mô hình:

Hình 3.5. So sánh mực nước thực đo và tính toán tại trạm Bãi Cháy (tháng 5)

Hình 3.6. So sánh vận tốc thực đo và tính toán trạm V (tháng 5)

Kết quả mô phỏng quá trình mực nước của mô hình được so sánh với các giá trị thực đo mực nước tại trạm Bãi Cháy trong 2 đợt. Từ kết quả mô phỏng trên cho thấy

đường quá trình mực nước tính toán từ mô hình khá phù hợp với các số liệu quan trắc

được ngoài thực địa và số liệu tính toán cả về pha và độ lớn đặc biệt là thời kỳ triều

cường. Chênh lệch lớn nhất giữa mực nước triều thực đo thời kỳ mưa bão với mực nước tính toán ở thời gian xuất hiện đỉnh triều và chân triều khoảng 5 đến 10cm. Hệ số Nash

giữa giá trị tính toán và thực đo của hai giai đoạn mô phỏng hiệu chỉnh và kiểm định mô hình tương ứng là 0,98 và 0,97. Mức độ chính xác này có thể chấp nhận được kết

quả mô phỏng của mô hình này.

Về dòng chảy: Kết quả mô phỏng cho thấy về độ lớn kết quả tính toán nhỏ hơn kết quả đo đạc từ 0,02-0,06 m/s. Về pha: hai đường quá trình vận tốc khá đồng pha

nhau. Hệ số NASH tính toán cho vận tốc tháng 11/2017 là 0,87; tháng 5/2018 là 0,88. Đây là kết quả khá tốt và mô hình thủy lực có thể được sử dụng cho bước tiếp theo.

Bảng 3.22. Bộ thông số lựa chọn của mô hình thủy lực

3.2.4 Hiệu chỉnh mô hình chất lượng nước

Hiệu chỉnh, đánh giá độ chính xác là công việc cần thiết và quan trọng trong việc áp dụng mô hình với một vùng cụ thể. Kết quả tính toán từ mô hình được so sánh với

số liệu quan trắc để đánh giá sự sai khác giữa tính toán và thực tế, từ đó kiểm tra, hiệu chỉnh các số liệu, các tham số nhằm mục đích tối ưu hóa quá trính tính toán và giảm sai

số đến một mức nhỏ nhất có thể.

Trong quá trình phân tích độ nhạy mô hình, giá trị của các hệ số quá trình khác nhau đã được thay đổi trong phạm vi lý thuyết để phân tích độ nhạy và lựa chọn các giá trị của hệ số tính toán kết quả chất lượng nước. Độ nhạy phân tích trong nghiên cứu này được thực hiện với các bước thời gian tính toán, độ nhám, hệ số phân tán ( từ 2 đến 15 m2/s) và hệ số suy giảm chất (từ 0 đến 0,05) đối với từng chất. Phân tích độ nhạy và lựa chọn giá trị của thời gian tính toán, độ nhám được thực hiện trong quá trình mô phỏng thủy động lực học. Quá trình phân tích độ nhạy của mô hình đối với các giá trị của hệ số phân tán và hệ số suy giảm chất được thực hiện trong quá trình mô phỏng lan truyền chất ô nhiễm. Kết quả cho thấy mô hình này nhạy cảm với sự thay đổi của hệ số suy giảm chất và hệ số phân tán. Vì vậy, việc hiệu chỉnh được thực hiện dựa với cả hai hệ số này.

Trong phạm vi nghiên cứu, Luận án đã sử dụng các hệ số decay điển hình để tính toán là 0,00; 0,01; 0,02; 0,05. Đối với hệ số phân tán, các giá trị điển hình sử dụng

trong tính toán là 2-15 (m2/s). Căn cứ vào tương quan khác biệt giữa giá trị tính toán của mô hình và số liệu quan trắc, hệ số suy giảm sẽ được lựa chọn. Các giá trị cuối cùng của hệ số phân tán và hệ số suy giảm chất được lựa chọn trên cơ sở so sánh trực quan. Trình bày các giá trị cuối cùng của hệ số phân tán và hệ số suy giảm chất được lựa chọn để mô phỏng xu thế biến đổi hàm lượng chất ô nhiễm trong nước vịnh Cửa Lục.

Số liệu dùng để hiệu chỉnh mô hình chất lượng nước là số liệu thực đo của luận án

- Trầm tích lơ lửng:

trong tháng 11/2017 và tháng 5/2018 (xem chi tiết trong phụ lục 2). Kết quả hiệu chỉnh như sau:

Tháng 11/2017 Tháng 5/2018

Hình 3.7. So sánh hàm lượng trầm tích lơ lửng trạm Bãi Cháy

Kết quả mô phỏng cho thấy nồng độ trầm tích lơ lửng giữa tính toán và thực đo

khá tương đồng nhau về độ lớn. Mặc dù có một số điểm kết quả tính toán thấp hơn nhưng không chênh lệch nhiều về giá trị. Với kết quả tính toán cả hai đợt đo như trên

- Các yếu tố chất lượng nước: Kết quả mô phỏng các yếu tố tháng 11/2017 và

có thể sử dụng mô hình bùn cát để mô phỏng tính toán các kịch bản.

tháng 5/2018 so với số liệu thực đo như sau:

Hình 3.8. So sánh độ mặn tháng 11/2017

Hình 3.9. So sánh hàm lượng BOD5 tháng 11/2017

Hình 3.10. So sánh hàm lượng Mn tháng 11/2017

Hình 3.11. So sánh hàm lượng Fe tháng 11/2017

Kết quả mô phỏng tháng 5/2018:

Hình 3.12. So sánh hàm lượng BOD5 tháng 5/2018

Hình 3.13. So sánh hàm lượng Fe tháng 5/2018

Hình 3.14. So sánh hàm lượng Mn tháng 5/2018

Kết quả mô phỏng một số yếu tố chất lượng nước tại 20 điểm quan trắc qua 2 đợt

đo, lấy mẫu (11/2017 và 05/2018) cho thấy, nồng độ BOD5 kết quả mô phỏng và tính toán khá tương đồng nhau mặc dù có một số điểm chênh lệch về giá trị (Hình 3.9). Sự

chênh lệch này do ảnh hưởng của điều kiện quan trắc, lấy mẫu cũng như kết quả tính toán lấy giá trị trung bình độ sâu nên có thể xảy ra những sai số nhất định.

Với mô phỏng kim loại, cũng có sự sai khác về giá trị tại một số điểm trên vịnh trong cả hai thời điểm tính toán. Xảy ra điều này là vì điều kiện ban đầu về kim loại

cũng như những quá trình lan truyền, phát thải từ trầm tích đáy vịnh; Luận án chưa có

điều kiện đo đạc, nghiên cứu kỹ nên việc kiểm soát lượng kim loại hòa tan còn hạn chế. Dẫn đến 1 số vị trí có sự chênh lệch về giá trị.

Tuy vậy, kết quả mô phỏng các yếu tố chất lượng nước khá tốt so với thực tế đo đạc ở hai mùa. Do vậy, những mô hình đã thiết lập hoàn toàn có thể chấp nhận đuợc để

nghiên cứu khả năng phát tán vật chất và ảnh hưởng của các quá trình động lực đến quá trình ô nhiễm môi trường nước của vịnh. Bộ thông số mô hình chất lượng nước sử dụng

hiệu chỉnh như sau:

Bảng 3.23. Các thông số trong modun ECOLAB của mô hình MIKE

Giá trị hiệu chỉnh

Mô tả

Kiểu

Đơn vị

Giá trị mặc định

1 Vĩ độ

Biến số

0 (

), (m)

Hằng số

0.5

0,161

(ngày-1)

Quá trình BOD: Tốc độ phân giải bậc 1 tại 20oC (dạng hòa tan)

Hằng số

0,05

(ngày-1)

Quá trình BOD: Tốc độ phân giải bậc 1 tại 20oC (dạng lơ lửng)

Hằng số

0,05

(ngày-1)

Quá trình BOD: Tốc độ phân giải bậc 1 tại 20oC (dạng trầm tích)

Hằng số

1,07

Quá trình BOD: Hệ số nhiệt của tốc độ phân giải (dạng hòa tan)

Phi thứ nguyên

Hằng số

1,07

Quá trình BOD: Hệ số nhiệt của tốc độ phân giải (dạng lơ lững)

Phi thứ nguyên

Hằng số

1,07

Quá trình BOD: Hệ số nhiệt của tốc độ phân giải (dạng trầm tích)

Phi thứ nguyên

Hằng số 8 Quá trình BOD: Nồng độ oxy bán bão hòa 9 Quá trình tái lơ lửng: Vận tốc dòng chảy tới hạn Hằng số

2 0,3

mg/l m/s

Hằng số

(ngày-1)

Quá trinh tái lơ lửng: Tỉ lệ tái lơ lửng của BOD (dạng trầm tích)

11 Quá trình lắng đọng: vận tốc dòng chảy tới hạn Hằng số

0,1

m/s

Hằng số

0,2

(ngày-1)

Quá trinh lắng đọng: Tỉ lệ lắng đọng của BOD (dạng trầm tích)

Hằng số

0,05

(ngày-1)

Quá trình đạm hóa: Tốc độ phân giải bậc 1 ở 200C

Hằng số

1,088

Quá trình đạm hóa: Hệ số nhiệt của tốc độ phân giải

Phi thứ nguyên

Hằng số

4,57

Quá trình đạm hóa: Nhu cầu oxy cho quá trình đạm hóa

g O2/g -N NH4

16 Quá trình đạm hóa: Nồng độ oxy bán bão hòa

Hằng số

mg/l

Hằng số

(ngày-1)

Quá trình oxy: Cực đại sản xuất oxy buổi trưa, m2

18 Quá trình oxy: Độ sâu đĩa Secchi

Hằng số

0,4

19 Quá trình oxy: Hệ số hiệu chỉnh vào buổi trưa

Hằng số

giờ

20 Quá trình oxy: Tốc độ hô hấp của thực vật, m2

Hằng số

(ngày-1)

21 Quá trình oxy: Hệ số nhiệt quá trình hô hấp

Hằng số

1,08

22 Quá trình oxy: Nồng độ bán bão hòa trong quá

Hằng số

Phi thứ nguyên mg/l

trình hô hấp

23 Quá trình oxy: Nhu cầu oxy trầm tích trên m2

Hằng số

0,5

(ngày-1)

24 Quá trình oxy: Hệ số nhiệt của SOD

Hằng số

1,07

Phi thứ nguyên mg/l

25 Quá trình oxy: Nồng độ bán bão hòa của SOD 26 Quá trinh ammoniac: Tốc độ giải phóng ammoni

Hằng số Hằng số

2 0,3

0.25

- N/g

g NH4

từ quá trình phân rã BOD (dạng hòa tan)

BOD

27 Quá trinh ammoniac: Tốc độ giải phóng ammoni

Hằng số

0,3

0.22

- N/g

g NH4

từ quá trình phân rã BOD (dạng lơ lửng)

BOD

Hằng số

0,3

- N/g

g NH4

28 Quá trinh ammoniac: Tốc độ giải phóng ammoni từ quá trình phân rã BOD (dạng trầm tích)

BOD

-N hấp thụ bởi

Hằng số

0,066

g N/g DO

29 Quá trình ammoniac: Tổng NH3

thực vật

-N hấp thụ bởi vi

Hằng số

0,109

g N/g DO

30 Quá trình ammoniac: Tổng NH3

khuẩn

31 Quá trình ammoniac: Nồng độ bán bão hòa của

Hằng số

0,05

mgN/l

Nitơ hấp thụ

32 Quá trình Nitrat: Tốc độ khử nitơ bậc nhất ở

Hằng số

0,1

0,11

(ngày-1)

200C

33 Quá trình Nitrat: Hệ số nhiệt độ của tốc độ khử

Hằng số

1,16

1,0

nitơ

34 Quá trình Phốt pho: Lượng phốt pho chứa trong

Hằng số

0,06

Phi thứ nguyên g P/g BOD

BOD hòa tan

35 Quá trình Phốt pho: Lượng phốt pho chứa trong

Hằng số

0,06

g P/g BOD

BOD lơ lửng

36 Quá trình Phốt pho: Lượng phốt pho chứa trong

Hằng số

0,0091

BOD trầm tích

-P hấp thụ bởi

Hằng số

0,06

g P/g BOD g P/g DO

37 Quá trình Phốt pho: Lượng PO4

thực vật

-P phân hủy bởi

Hằng số

0,015

0,012

g P/g DO

38 Quá trình Phốt pho: Lượng PO4

vi khuẩn

39 Quá trình Phốtpho: Nồng độ bán bảo hòa của

Hằng số

0,005

mgP/l

phốtpho hấp thụ

3.3 Mô phỏng hiện trạng 2018 (Scenario 1)

Đây là kịch bản 1 (Scenario1) có tính đến các yếu tố hiện trạng (điều kiện tự nhiên, kinh tế- xã hội), được thống kê theo số liệu thu thập tại thời điểm năm 2018 và tính toán các tải lượng theo quy chuẩn Việt Nam đang áp dụng.

3.3.1 Thủy động lực

Chế độ dòng chảy của khu vực vịnh Cửa Lục chịu ảnh hưởng mạnh bởi chế độ động lực của vịnh Hạ Long. Tính chất của dòng chảy tổng hợp thể hiện tính chất của dòng triều. Trường dòng chảy trong khu vực có giá trị vận tốc đạt cực tiểu khi mực nước đạt cực trị và cực đại trong khoảng từ 3 - 6 giờ sau đó. Trong pha triều xuống, vận tốc dòng chảy cực đại thường lớn hơn trong pha triều lên do sự kết hợp của dòng triều và dòng chảy từ sông đưa ra. Khu vực ngoài vịnh Hạ Long, trường dòng chảy có hai hướng chủ đạo liên quan đến pha triều (triều lên và xuống) là hướng Đông Bắc; Bắc- Tây bắc và hướng Tây Nam; Nam và Đông Nam. Khu vực trong vịnh Cửa Lục do ảnh hưởng co hẹp của cửa vịnh nên dòng chảy qua đây có sự gia tăng rất lớn ở cả thời điểm triều lên và triều xuống.

Các kết quả tính toán mô phỏng trường dòng chảy khu vực vịnh Cửa Lục cũng cho thấy, tính chất của dòng chảy giữa mùa khô và mùa mưa không có sự khác biệt nhiều do lưu lượng nước từ sông chảy vào khu vực vịnh Cửa Lục không lớn và ảnh

hưởng của gió nhỏ do địa hình khu vực kín, chắn gió.

Địa hình đáy biển của khu vực vịnh cửa Lục khá nông ở vị trí các nhánh sông đổ vào và sâu dần về phía cảng Cái Lân, cửa Vịnh do vậy có sự trao đổi nước mạnh mẽ diễn ra giữa vịnh cửa Lục và vịnh Hạ Long. Điều này thể hiện qua giá trị vận tốc dòng chảy đạt 0,5-0,6 m/s trong các pha triều ở tại chân cầu Bãi Cháy thường lớn hơn so với các khu vực khác trên vịnh Cửa Lục và vịnh Hạ Long.

Trong pha triều lên, dòng nước từ vịnh Hạ Long với vận tốc trung bình từ 0,2- 0,3 m/s đi vào Cửa Lục sau đó chia thành hai nhánh chính: 1 nhánh đi về hướng Đông Bắc theo hướng sông Diễn Vọng và một nhánh đi theo hướng Tây Bắc về phía cảng Cái Lân và đi sâu vào trong khu vực sông Trới. Giá trị vận tốc dòng chảy dao động trong khoảng 0,24- 0,28 m/s và giảm dần khi tiến sâu vào trong sông. Do ảnh hưởng của Hòn Gạc nên dòng chảy khi đi lên sông Diễn Vọng đã bị phân tán một phần. Kết quả tính toán cho thấy, dòng chảy từ Cửa Lục đi vào có xu hướng lệch trái đảo Hòn Gạc và đi lên phía sông Diễn Vọng với vận tốc 0,24- 0,28 m/s, còn dòng chảy phía bên phải đảo duy trì với vận tốc bé hơn đạt 0,08- 0,10 m/s (Hình 3.15, Hình 3.18). Đây cũng là một trong những nguyên nhân khiến quá trình lắng đọng các vật chất ô nhiễm đoạn ven bờ vịnh quanh khu vực dân cư phường Cao Xanh.

Chế độ dòng triều ở vùng nước sâu xa các đảo thể hiện đúng quy luật của thủy triều ở Bắc Bộ, nhưng khi đi vào khu vực vịnh Hạ Long, nó chịu sự chi phối chặt chẽ của địa hình, điều này được thể hiện khá rõ trên Hình 3.15. Có thể thấy quanh các đảo nhỏ ở giữa vịnh có vận tốc cao hơn bởi ở đây có sự thu hẹp về diện tích mặt cắt cũng như là biến đổi về độ sâu nước. Ở khu vực như Cầu Trắng hay Hòn Gai và lân cận, do tốc độ dòng chảy nhỏ mà có thể dẫn tới các chất ô nhiễm ở các điểm xả thải ven bờ sẽ loanh quanh ở khu vực đó không thể truyền được đi xa.

Trong pha triều xuống, dòng chảy từ trong các sông ra cửa Lục với vận tốc từ 0,24-0,3 m/s (Hình 3.16, Hình 3.19). Toàn bộ khối nước rút ra cửa vịnh, dòng chảy tại cửa đạt từ 0,44- 0,6m/s. Vận tốc dòng chảy tại cửa vịnh cả triều lên và triều xuống có giá trị gần tương đương nhau. Toàn bộ dòng chảy sau khi ra khỏi vịnh Cửa Lục có xu hướng đi theo hướng Đông Nam khi vào vịnh Hạ Long với giá trị dao động trong khoảng từ 0,15-0,3 m/s.

100

Hình 3.15. Trường dòng chảy triều lên, mùa khô thời kỳ nước lớn

Hình 3.16. Trường dòng chảy triều xuống, mùa khô thời kỳ nước lớn

101

Hình 3.17. Trường dòng chảy thời kỳ nước ròng, mùa khô

Hình 3.18. Trường dòng chảy triều lên, mùa mưa thời kỳ nước lớn

102

Hình 3.19. Trường dòng chảy triều xuống, mùa mưa thời kỳ nước lớn

* Về diễn biến dòng chảy theo mùa:

Kết quả mô phỏng cho thấy vào mùa mưa vận tốc dòng chảy trong vịnh bé hơn so với mùa khô. Cụ thể, tại vị trí Cửa Lục vận tốc dòng chảy lớn nhất trong toàn bộ quá trình mô phỏng mùa mưa đạt 0,45 m/s (Hình 3.21) trong khi đó mùa khô dòng chảy lên đến 0,55 m/s (Hình 3.20). Tương tự vậy tại luồng chính trên vịnh Hạ Long, vận tốc dòng chảy lớn nhất trong thời đoạn mô phỏng mùa khô là 0,28 m/s, mùa mưa là 0,23 m/s. Có sự chênh lệch như vậy là do vào mùa khô ảnh hưởng của gió mùa Đông Bắc đã làm thay đổi trường dòng chảy trên toàn vịnh Hạ Long và ảnh hưởng trực tiếp đến khu vực vịnh Cửa Lục. Kết quả cũng tính toán cho thấy, vào mùa mưa sự ảnh hưởng của dòng chảy trong sông không lớn tới vịnh Cửa Lục. Chính vì vậy, sự chi phối chính quá trình trao đổi nước trong vịnh Cửa Lục với vịnh Hạ Long là ảnh hưởng của chế độ triều khu vực vịnh Hạ Long.

103

Hình 3.20. Giá trị vận tốc tại một số vị trí trên vịnh thời kỳ mùa khô

104

Hình 3.21. Giá trị vận tốc tại một số vị trí trên vịnh thời kỳ mùa mưa

105

3.3.2 Mô hình chất lượng nước

a. Nhóm các chất hữu cơ (Nhu cầu oxy sinh hóa- BOD5)

Trong mùa khô, hàm lượng BOD5

biến đổi trong khoảng 0,9- 3,1 mg/l. Khu vực có nồng độ cao nhất tập trung ở khu vực đầu sông Diễn Vọng và ven bờ từ cảng Hòn Gai đến hồ cô Tiên. Khu vực đầu sông Trới giá trị lớn nhất đạt 2,2 mg/l. Vào kỳ triều cường, trong nước vịnh có sự biến động lớn. Thời gian nước lớn, do tác động khối nước BOD5 phía biển có giá trị BOD5 thấp trong khoảng 0,6- 0,9 mg/l, trong khi ven bờ có giá trị cao hơn từ 0,8- 1,2 mg/l, có khu vực 1,8mg/l như khu vực phường Cao Xanh, khu công nghiệp Việt Hưng. Vào thời gian nước ròng, khối nước có giá trị BOD5 cao từ khu vực ven bờ phát triển mạnh hơn về phía giữa vịnh làm cho phần lớn nước ở gần ven bờ vịnh có giá trị BOD5 cao hơn, nằm trong khoảng 0,7- 1,6 mg/l.

Vào kỳ triều kém, giá trị BOD5 ổn định hơn khi nước lớn và nước ròng nằm trong

khoảng 0,6-1,4 mg/l.

Hình 3.22. Phân bố nồng độ BOD5 lớn nhất trong mùa khô

Trong mùa mưa, do có sự xáo trộn mạnh hơn so với mùa khô, đặc biệt tại khu vực cửa Lục nơi sự trao đổi nước mạnh giữa trong vịnh Cửa Lục và vịnh Hạ Long. Chính vì vậy, giá trị BOD5 mùa mưa tại tất cả các vị trí trong vịnh đều có xu thế cao hơn so với mùa khô. Cụ thể, nồng độ BOD5 lớn nhất tại khu vực Cầu Bang đạt 5,2 mg/l, tại đầu sông Trới là 3,6 mg/l; KCN Việt Hưng là 2,8 mg/l; khu dân cư Cao xanh 2,8 mg/l và cầu Bãi Cháy là 2,4 mg/l. Có sự phân bố khá đồng đều ở khu vực giữa vịnh Cửa Lục với nồng độ dao động trong khoảng 2-2,4 mg/l (Hình 3.23).

106

Hình 3.23 Phân bố nồng độ BOD5 lớn nhất trong mùa mưa

b. Nhóm dinh dưỡng

+):

* Amoni (NH4

Kết quả tính toán cho thấy vào mùa mưa nồng độ NH4

+ cao tập trung chủ yếu ở hai sông Diễn Vọng và sông Trới. Sông Diễn Vọng giá trị lớn nhất đạt 0,85 mg/l, sông Trới đạt 0,55 mg/l. Phạm vi lan truyền trong mùa này không lớn, chính vì vậy giá trị đầu vịnh + không lớn như ở mùa Cửa Lục chỉ đạt lớn nhất 0,35 mg/l. Vào mùa khô, nồng độ NH4 mưa tuy nhiên khả năng lan truyền rộng hơn. Nồng độ có giá trị chênh lệch không nhiều giữa trong sông, giữa vịnh và ven bờ vịnh Cửa Lục. Khu vực tập trung nồng độ cao là trên sông Diễn Vọng và khu ven bờ khu vực cầu núi Bài Thơ 1.

Hình 3.24. Phân bố nồng độ NH4

+ lớn nhất trong mùa mưa

107

+ lớn nhất trong mùa khô

Hình 3.25. Phân bố nồng độ NH4

* Nitrat (NO3

-):

Sự phân bố về nồng đô NO3

- có sự phân biệt đáng kể giữa mùa khô và mùa mưa. - khá cao trong nước khu vực vịnh Cửa Lục với giá trị dao Vào mùa mưa nồng độ NO3 động từ 0,18-0,3 mg/l (Hình 3.26). Có sự phân bố khá đồng đều khu vực trung tâm và - tập trung cao nhất ở khu vực sông Diễn Vọng, điều phía Tây của vịnh. Nồng độ NO3 kiện tốt để phát triển thực vật nổi. Phạm vi lan truyền lớn nhất tập trung vào vùng ven bờ vịnh Hạ Long đầu cửa Lục. Càng ra xa nồng độ càng giảm dần.

Vào mùa khô, nồng độ giảm đi nhiều so với mùa mưa. Có sự phân hóa rất lớn về nồng độ trên vịnh. Cụ thể, toàn bộ phần luồng lạch, sông có nồng độ xấp xỉ nhau 0,07 mg/l. Trong khi khu vực cửa Lục nồng độ giảm chỉ còn 0,065 mg/l (Hình 3.27). Kết quả tính này phản ánh rất rõ sự xâm nhập sâu của nước biển mùa khô có ảnh hưởng đến lan truyền, phân bố nồng độ NO3

- trên toàn vịnh Cửa Lục và ven bờ vịnh Hạ Long.

Hình 3.26. Phân bố nồng độ NO3

- lớn nhất trong mùa mưa

108

Hình 3.27. Phân bố nồng độ NO3

- lớn nhất trong mùa khô

3-):

* Phosphat (PO4

+ và NO3

-, yếu tố phốt-pho (tồn tại dưới dạng hòa tan trong nước Giống như NH4 3) là một yếu tố dinh dưỡng rất quan trọng đối với quá trình quang hợp để tạo ra - PO4 3- trong nước biển có năng suất sơ cấp của thực vật nổi trong vực nước. Khi nồng độ PO4 giá trị thấp nó thường trở thành yếu tố giới hạn đối với sức sản xuất sơ cấp của vực nước. 3-) khu vực Việc tính toán, mô phỏng các quá trình lan truyền và biến đổi phốt-phát (PO4 vịnh cửa Lục bằng mô hình MIKE Ecolab được xây dựng cho các kịch bản khác nhau: mùa mưa và mùa khô thể hiện những biến đổi theo mùa của yêu tố này.

-, nồng độ PO4

Vào mùa mưa: khác với NH4

+ và NO3 3- trong nước biển khu vực 3- có nghiên cứu có giá trị khá lớn ở khu vực vịnh Hạ Long. Về phân bố không gian, PO4 giá trị giảm từ bờ ra khơi, nhất là phía bên ngoài hệ thống đảo khi khối nước có hàm 3- thấp hơn. 3- phía trong bị pha trộn với khối nước ngoài biển có giá trị PO4 lượng PO4 Như vậy có thể thấy ở khu vực nghiên cứu, nhất là khu vực luồng chính từ các sông đổ 3- khá dồi dào. Đây là một trong ra và luồng chính của vịnh Cửa Lục, hàm lượng PO4 những điều kiện thuận cho sinh vật sản suất sơ cấp như thực vật nổi phát triển.

Vào mùa khô: hàm lượng PO4

3- cao hơn so với mùa mưa. Yếu tố PO4

3- lan truyền trên phạm vi rộng trên toàn vịnh Cửa Lục và vùng ven bờ vịnh Hạ Long do ảnh hưởng mạnh của triều. Với giá trị lớn nhất xấp xỉ ở vùng lõi của vịnh cửa Lục là 0,2 mg/l. Tại biên vào ở các sông Diễn Vọng, sông Trới duy trì với giá trị cao hơn 0,23-0,24 mg/l (Hình 3.29).

109

3- lớn nhất trong mùa mưa

Hình 3.28. Phân bố nồng độ PO4

3- lớn nhất trong mùa khô

Hình 3.29. Phân bố nồng độ PO4

c. Nhóm chất lơ lửng

Bồi lắng trầm tích đáy vịnh cửa Lục là một quá trình tự nhiên, nhưng gần đây có xu hướng gia tăng do tác động của con người, quan trọng nhất là các hoạt động sử dụng đất, khai khoáng trên lưu vực, san lấp mặt bằng ven bờ vịnh cho đô thị hoá, phát triển kinh tế và đổ tải bùn nạo vét cho các tuyến luồng vào cảng. Bồi lắng trầm tích đáy vịnh

110

có quan hệ tác động hai chiều với đục hoá thể hiện qua hàm lượng TSS trong nước vịnh. Ngoài tác động gây đục trở lại khối nước vịnh khi có điều kiện làm bẩn nước và cản trở quá trình quang hợp của thực vật nổi, bồi lắng trầm tích đáy vịnh, nhất là với vật liệu bùn bột, bùn sét bột và vật liệu bụi than đá, có thể phủ bùn làm chết san hô, rong biển và cỏ biển. Quá trình bồi lắng tích luỹ theo thời gian sẽ tạo nên lớp trầm tích mặt đáy dày dần, làm nông hoá và cạn hoá vực nước vịnh, dẫn đến những thay đổi bất lợi cho sinh thái vực nước vịnh. Về góc độ tự làm sạch của thuỷ vực, khi đáy cạn dần thì thể tích khối nước thuỷ vực vịnh cũng giảm và khả năng tự làm sạch của thuỷ vực cũng giảm đi. Vì vậy, bồi lắng đáy vịnh là một nguy cơ tai biến môi trường tiềm ẩn vịnh Cửa Lục

Lưu lượng bùn cát qua cửa Lục tỉ lệ thuận với dòng triều. Lưu lượng trầm tích thời kỳ triều lên đạt 7kg/s, triều xuống đạt 12 kg/s. Thời kỳ nước kém lưu lượng trầm tích xấp xỉ bằng 0.

Vào mùa mưa, nồng độ trầm tích vùng ven bờ duy trì với giá trị cao: dọc khu vực dân cư Cao Thắng, Cao Xanh từ 6,4- 7,2 kg/m3; KCN Việt Hưng- sông Trới 8,1- 9,5 kg/m3; khu vực cầu Bài Thơ; đầu cửa Lục 6,7 kg/m3. Do vùng ven bờ tập trung lớn trầm tích nên với ảnh hưởng của dòng triều ra vào vịnh toàn bộ tuyến luồng từ cửa Lục vào KCN Cái Lân bị bồi lắng rất lớn. Quá trình bồi lắng này diễn ra do ảnh hưởng của địa hình, sự trao đổi nước với vai trò của sông rất nhỏ. Với dòng chảy trên vịnh khá nhỏ, toàn bộ trầm tích lơ lửng bị lắng lại và gây bồi lớn tuyến luồng. Độ dày trầm tích bồi lắng từ 2,2- 2,8m dọc theo luồng từ KCN Cái Lân ra đến cửa Lục (Hình 3.31).

Hình 3.30. Lưu lượng bùn cát qua cửa Lục mùa mưa

111

Hình 3.31. Độ dày trầm tích lơ lửng lớn nhất mùa mưa

Hình 3.32. Lưu lượng bùn cát qua cửa Lục mùa khô

Vào mùa khô, sự trao đổi nước diễn ra mạnh hơn trên vịnh cửa Lục. Tuy nhiên, sự ảnh hưởng của sông không nhiều, kết hợp địa hình khá nông nhiều đảo, công trình cản trở nên mức độ bồi lắng còn nhiều hơn so với mùa mưa. Đặc biệt, khu vực cửa Lục ở luồng vào sông Diễn Vọng, do ảnh hưởng của Hòn Gạc và địa hình nông phía ven bờ khu dân cư Cao Xanh đã làm giảm rất lớn vận tốc dòng chảy của dòng triều qua đây. Vì vậy, trầm tích bồi lắng lớn với độ dày từ 4- 4,5m (Hình 3.33). Điều đó cho thấy, nếu không có giải pháp điều chỉnh về dòng chảy, tăng khả năng lưu thông dòng chảy thì tình trạng bồi lắng diễn ra ngày càng mạnh hơn.

112

Hình 3.33. Độ dày trầm tích lơ lửng lớn nhất mùa khô

d. Nhóm kim loại nặng

Phân bố nồng độ kim loại nặng trong nước ở khu vực vịnh Cửa Lục có liên quan nhiều đến dao động mực nước và biến động theo mùa. Ở gần bờ, nồng độ kim loại trong nước biến đổi trong khoảng 0,2 - 0,4mg/l và giảm dần còn khoảng 0,1 - 0,2mg/l ra phía biển. Vùng nước có nồng độ kim loại cao hơn chủ yếu tập trung sát ở dải ven bờ, khu vực phía trong vịnh Cửa Lục và khu vực kênh Hà Khánh. Tuy nhiên, vùng nước này có phạm vi rất nhỏ. Diện tích mặt nước của vùng nước có nồng độ kim loại cao bị thu hẹp dần trong pha triều lên, đến nhỏ nhất khi mực nước đạt cực đại và mở rộng dần trong pha triều xuống đến khi mực nước đạt giá trị cực tiểu. Tuy nhiên, sự biến động nồng độ cũng như diện tích vùng có nồng độ kim loại cao theo dao động của mực nước cũng không lớn. Do sự hạn chế của dòng chảy sông đưa ra vào mùa khô nên phạm vi và nồng độ kim loại trong nước mùa khô đều khá nhỏ so với mùa mưa. Điều này cho thấy sự tác động do ô nhiễm kim loại ở khu vực vịnh Cửa lục vào mùa mưa lớn hơn mùa khô. Như vậy, khu có nồng độ kim loại cao trong nước tập trung ở sát ven bờ, có diện tích hẹp và độ sâu khá nhỏ, sự biến đổi của nồng độ kim loai tại đây không lớn.

Có sự tương đồng về vị trí, phạm vi lan truyền kim loại Fe và Mn. Vào mùa khô nồng độ Fe khá nhỏ và tập trung chủ yếu biên đầu vào sông Diễn Vọng và kênh Hà Khánh với nồng độ lớn nhất 0,64 mg/l (Hình 3.35). Do sự trao đổi nước mùa này lớn nên phạm vi lan truyền của kim loại vượt qua khu vực Hòn Gạc rồi giảm dần ra đến đầu cửa Lục. Ngược lại, mùa mưa nồng độ Fe cao đạt 3,25 mg/l tại kênh Hà Khánh nhưng trao đổi nước nhỏ nên phạm vi lan truyền không vượt qua khu vực Hòn Gạc (Hình 3.34).

113

Hình 3.34. Phân bố nồng độ Fe lớn nhất trong mùa mưa

Hình 3.35. Phân bố nồng độ Fe lớn nhất trong mùa khô

114

Hình 3.36. Phân bố nồng độ Mn lớn nhất trong mùa mưa

3.4 Kịch bản mô phỏng dự báo đến 2030 (Scenario 2)

Đây là kịch bản (Scenario 2) có tính đến các yếu tố dự báo (điều kiện tự nhiên, kinh tế- xã hội), được tính với các thông số dự báo tốc độ phát triển và các quy hoạch đã được phê duyệt tới thời điểm này (quy họạch thủy lợi tỉnh Quảng Ninh [3], quy hoạch môi trường tỉnh Quảng Ninh [4], quy hoạch môi trường Vịnh Hạ long [5], quy hoạch phát triển kinh tế- xã hội thành phố Hạ long [36]...).

Các thay đổi chính cần chú ý trong kịch bản dự báo đến thời điểm năm 2030 này,

có liên quan đến tải lượng nước thải đổ vào khu vực nghiên cứu, như sau:

 Về quy hoạch dân số [37]:

- Dân số đến năm 2030: khoảng 570.000 - 600.000 người;

- Các tiêu chuẩn kinh tế, kỹ thuật áp dụng vào phát triển đô thị về nguyên tắc dựa trên các tiêu chuẩn đô thị loại I. Khuyến khích áp dụng các tiêu chuẩn, quy chuẩn quốc tế phù hợp, làm tiền đề xây dựng thành phố Hạ Long là đô thị xanh.

 Về nhà máy XLNT [36]:

- Xây dựng mới các nhà máy xử lý nước thải và hệ thống thu gom nước: Đại Yên ( đạt 20.000 m3/ngđ), Việt Hưng (đạt 13.000 m3/ngđ), Hà Khẩu ( đạt 13.000 m3/ngđ), Hà Phong ( đạt 25.000 m3/ngđ), TXLNT cho thành phố Hạ Long.

- Cải tạo, nâng công suất TXLNT Cái Dăm ( đạt 9.800 m3/ngđ); Hà Khánh ( đạt

27.000 m3/ngđ);

115

Dự báo đến năm 2030 theo kịch bản phát triển kinh tế xã hội của huyện Hoành Bồ và thành phố Hạ Long. Kết quả mô phỏng nồng độ, lan truyền các chất ô nhiễm như sau:

3.4.1 Nhóm các chất hữu cơ

* Nhu cầu oxy sinh hóa (BOD5)

Hình 3.37. Phân bố nồng độ BOD5 lớn nhất trong mùa khô

Trong mùa khô, hàm lượng BOD5

biến đổi trong khoảng 1,2- 5,2 mg/l. Khu vực có nồng độ cao nhất tập trung ở khu vực cảng Cái Lân, khu nhà máy xi măng Thăng Long, Hạ Long. Khu vực đầu sông Trới giá trị lớn nhất đạt 2,8-3,3 mg/l. Vào kỳ triều trong nước vịnh có sự biến động lớn. Khu vực phường Cao Xanh, khu công cường, BOD5 nghiệp Việt Hưng có hàm lượng dao động từ 2,4-3,2 mg/l.

Trong mùa mưa, do có sự xáo trộn mạnh hơn so với mùa khô, đặc biệt tại khu vực cửa Lục nơi sự trao đổi nước mạnh giữa trong vịnh Cửa Lục và vịnh Hạ Long. Chính vì vậy, giá trị BOD5 mùa mưa tại tất cả các vị trí trong vịnh đều có xu thế cao hơn so với mùa khô. Cụ thể, nồng độ BOD5 lớn nhất tại khu vực Cầu Bang đạt 9,8 mg/l, tại đầu sông Trới là 3,6 mg/l; KCN Việt Hưng là 5,8 mg/l; khu dân cư Cao xanh 5,4 mg/l và cầu Bãi Cháy là 4,8 mg/l. Có sự phân bố khá đồng đều ở khu vực giữa vịnh Cửa Lục với nồng độ dao động trong khoảng 3,6 mg/l.

116

Hình 3.38. Phân bố nồng độ BOD5 lớn nhất trong mùa mưa

3.4.2 Nhóm dinh dưỡng

+):

* Amoni (NH4

+ lớn nhất trong mùa mưa

Hình 3.39. Phân bố nồng độ NH4

117

Vào mùa mưa, kết quả tính toán cho thấy vào mùa mưa nồng độ NH4

+ cao tập trung chủ yếu ở hai sông Diễn Vọng và sông Trới. Sông Diễn Vọng giá trị lớn nhất đạt 1,2 mg/l, sông Trới đạt 0,72 mg/l. Phạm vi lan truyền trong mùa này không lớn, chính vì vậy giá trị đầu vịnh Cửa Lục chỉ đạt lớn nhất 0,48 mg/l (Hình 3.39).

Vào mùa khô, nồng độ NH4

+ không lớn như ở mùa mưa tuy nhiên khả năng lan truyền rộng hơn. Nồng độ có giá trị chênh lệch không nhiều giữa trong sông, giữa vịnh và ven bờ vịnh cửa Lục với giá trị dao động từ 0,36 – 0,4 mg/l. Khu vực tập trung nồng độ cao là trên sông Diễn Vọng và khu ven bờ khu vực cầu núi Bài Thơ 1 (Hình 3.40).

Hình 3.40. Phân bố nồng độ NH4

+ lớn nhất trong mùa khô

-):

* Nitrat (NO3

Vào mùa mưa, nồng độ NO3

- duy trì khá cao ở đầu sông Diễn Vọng đạt 0,44 mg/l. Trên toàn vịnh Cửa Lục hầu như các khu vực không có sự chênh lệch nhiều với nồng độ trung bình khoảng 0,34 mg/l (Hình 3.41).

Vào mùa khô, cũng như yếu tố NH4, giá trị nitrat có nồng độ rất thấp mùa khô. Về xu thế chung,trên toàn vịnh sự chênh lệch không lớn. Cụ thể trên sông Diễn Vọng, khu vực Cao Thắng, cảng Cái Lân nồng độ đạt 0,07 mg/l. Khu vực cửa vịnh thấp hơn với nồng độ khoảng 0,055-0,06 mg/l (Hình 3.42).

118

Hình 3.41. Phân bố nồng độ NO3

- lớn nhất trong mùa mưa

Hình 3.42. Phân bố nồng độ NO3

- lớn nhất trong mùa khô

119

3-):

* Phosphat (PO4

Hình 3.43. Phân bố nồng độ PO4

3- lớn nhất trong mùa mưa

Vào mùa mưa: Về phân bố không gian, PO4

3- có giá trị giảm từ bờ ra khơi, khi 3- phía trong bị pha trộn với khối nước ngoài biển có giá trị 3- thấp hơn. Có thể thấy ở khu vực nghiên cứu, nhất là khu vực luồng chính từ các 3- khá dồi dào. Cụ thể trên sông Diễn Vọng nồng

khối nước có hàm lượng PO4 PO4 sông đổ ra vịnh cửa Lục, hàm lượng PO4 độ đạt 0,32 mg/l; sông Trới 0,18 mg/l (Hình 3.43).

Vào mùa khô: hàm lượng PO4

3- cao hơn so với mùa mưa. Yếu tố PO4

3- lan truyền trên phạm vi rộng trên toàn vịnh Cửa Lục và vùng ven bờ vịnh Hạ Long do ảnh hưởng mạnh của triều. Với giá trị lớn nhất xấp xỉ ở vùng lõi của vịnh Cửa Lục là 0,3 mg/l. Tại biên vào ở các sông Diễn Vọng, sông Trới duy trì với giá trị cao hơn 0,33 mg/l (Hình 3.44).

Hình 3.44. Phân bố nồng độ PO4

3- lớn nhất trong mùa khô

120

3.4.3 Nhóm kim loại nặng

Hình 3.45. Phân bố nồng độ Fe lớn nhất trong mùa mưa

Về mùa mưa: Nồng độ Fe biến đổi không nhiều, tập trung chủ yếu theo dòng chảy từ sông Diễn Vọng và cửa ra mỏ than Hà Khánh. Nồng độ lớn nhất là 3,6 mg/l (Hình 3.45). Với yếu tố Mn cũng có sự phân bố tương tự so với Fe (Hình 3.47).

Vào mùa khô: Vào mùa khô nồng độ Fe khá nhỏ và tập trung chủ yếu biên đầu vào sông Diễn Vọng và kênh Hà Khánh với nồng độ lớn nhất 0,48 mg/l (Hình 3.46). Do sự trao đổi nước mùa này lớn nên phạm vi lan truyền của kim loại vượt qua khu vực Hòn Gạc rồi giảm dần ra đến đầu cửa Lục. Tại đầu cửa Lục nồng độ giảm còn 0,2 mg/l.

Hình 3.46. Phân bố nồng độ Fe lớn nhất trong mùa khô

121

Hình 3.47. Phân bố nồng độ Mn lớn nhất trong mùa mưa

3.5 Đánh giá khả năng tiếp nhận chất ô nhiễm tại hiện trạng (2018) và dự báo

(2030)

3.5.1 Đánh giá khả năng tiếp nhận chất ô nhiễm tại hiện trạng (2018)

Các kết quả mô phỏng bằng mô hình cho thấy, hàm lượng các chất gây ô nhiễm có

sự biến động khá mạnh theo thời gian: giữa mùa khô và mùa mưa, giữa kỳ triều cường và kỳ triều kém, giữa pha nước lớn và pha nước ròng. Vì thế, việc tính toán tổng khối

lượng chất gây ô nhiễm tối đa vịnh Cửa Lục có thể tiếp nhận mà không bị ô nhiễm đã thực hiện vào các thời khoảng nêu trên.

Phương pháp tính toán được trình bày trong chương 2, theo công thức 2-6:

Sức tải của thuỷ vực với một số chất hữu cơ và dinh dưỡng được tính theo

IMO/FAO (1986) và Bộ Thuỷ sản - DANIDA/FSPS/SUMA (2005):

Cp = (Ctiêu chuẩn- Chiện tại) * V *(1+ R)

(2-6)

Trong đó:

+ Cp: Khả năng tải của thuỷ vực với chất nhiễm bẩn i, được thể hiện ở bảng 3.27;

+ Ctiêu chuẩn : Hàm lượng cho phép của thông số tính toán theo TCVN (mg/l), được

tính theo bảng 2.14;

+Chiện tại : Hàm lượng hiện tại của thông số tính toán (mg/l), theo Phụ lục 2;

+ R: Tỷ lệ trao đổi nước (%), tính theo mô hình MIKE21 FM và tham khảo [44];

+ V: Thể tích trung bình của thủy vực (m3), được xác định theo mô hình MIKE21

trong phạm vi khu vực nghiên cứu.

122

Các kết quả tính toán được thể hiện tại các bảng 3.24 đến bảng 3.27 như sau:

Bảng 3.24 là tổng lượng chất gây ô nhiễm tối đa vịnh Cửa Lục có thể tiếp nhận theo Quy chuẩn 10-2015/BTNMT - quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng nước ven biển, Quy chuẩn 08-2015/ BTNMT- quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng nước mặt.

Bảng 3.25 thể hiện khối lượng các chất ô nhiễm đã tích lũy cho đến thời điểm hiện trạng năm 2018 (theo số liệu đã thu thập và tính toán tại vùng vịnh Cửa Lục tại chương 2 và kiểm chuẩn bằng số liệu đo đạc thực tế năm 2017-2018).

Bảng 3.26 cho thấy khả năng tiếp nhận thêm chất gây ô nhiễm mà không vượt quá quy chuẩn cho phép. Tại vịnh Cửa Lục, khả năng tiếp nhận chất gây ô nhiễm cao nhất là vào pha nước lớn trong kỳ triều cường và thấp nhất vào pha nước ròng kỳ triều cường. Vào kỳ triều kém, khả năng tiếp nhận chất gây ô nhiễm trong vịnh không chênh lệch nhiều giữa pha nước lớn và và pha nước ròng, nhất là vào mùa khô. Các giá trị tiếp nhận cao nhất tuyệt đối của các thông số đều rơi vào pha nước lớn, triều cường, mùa khô; trong khi các giá trị thấp nhất tuyệt đối rơi vào pha nước ròng, kỳ triều cường mùa khô.

Bảng 3.27 là kết quả tính toán về khả năng tiếp nhận và khả năng đạt tải hiện tại

của khu vực nghiên cứu.

Theo bảng 3.27, tại thời điểm hiện trạng (năm 2018), thống kê tải lượng thải của 3-, +, PO4 04 chỉ tiêu mà Vịnh Cửa Lục phải tiếp nhận đã vượt tải > 100% là BOD5, NH4 + là Fe. Trong đó BOD5 là 25,68 tấn /ngày (tương đương khả năng đạt tải 114,41%), NH4 3- là 1,21 tấn/ngày (tương đương 170,81%), 1,88 tấn/ngày (tương đương 528,65%), PO4 Fe là 0,01 tấn/ngày ( tương đương 241,14%). Các chất ô nhiễm này luôn có xu hướng

tiếp tục được bổ sung tải lượng thải do áp lực của việc gia tăng dân số, phát triển sản xuất và các hoạt động kinh tế khác trong khu vực lân cận vùng Vịnh Cửa lục- Vịnh Hạ

Long. Cần có các giải pháp xử lý tại nguồn để giảm thiểu tải lượng thải xuống Vịnh Cửa Lục của 04 chỉ tiêu trên nói riêng và các chỉ tiêu liên quan đến nguồn thải sinh hoạt và

sản xuất công nghiệp khai thác trong khu vực nghiên cứu.

Kết quả tính toán với điều hiện hiện trạng cho thấy, vào thời điểm khác nhau tổng lượng chất gây ô nhiễm tích lũy trong nước biển vịnh Cửa Lục cũng khác nhau, sự biến

+ (1,33- 1,48 lần), NO3

động giữa nước lớn và nước ròng trong chu kỳ triều cường lớn hơn trong chu kỳ triều kém. Tỷ lệ tổng lượng các chất ô nhiễm tích lũy có sự thay đổi giữa các thời điểm cao - (1,37- 1,58) lần, trong khi đó tổng lượng

nhất/ thấp nhất như NH4 của Fe và BOD5 tăng ít hơn (Bảng 3.25).

123

Bảng 3.24 Tổng lượng chất gây ô nhiễm tối đa trong phạm vi xác định của vịnh Cửa Lục có thể chấp nhận được theo TCVN

Mùa mưa

Mùa khô

Triều cường

Triều kém

Triều cường

Triều kém

Thông số (tấn)

Nước lớn

Nước ròng

Nước lớn

Nước ròng

Nước lớn

Nước ròng

Nước lớn

Nước ròng

BOD5

10.910,56

7.455,50

9.614,82

8.233,24

11.919,92

6.447,62

9.320,30

8.743,10

363,69

248,51

320,50

274,44

397,32

214,92

310,67

291,43

NH4

9.092,38

6.212,30

8.012,72

6.861,28

9.933,02

5.373,14

7.767,04

7.286,04

NO3

363,69

248,51

320,50

274,44

397,32

214,92

310,67

291,43

PO4

9,09

6,22

8,01

9,93

5,37

7,77

7,29

6,86

54,55

37,27

48,08

59,60

32,23

46,60

43,71

41,17

Bảng 3.25. Khối lượng chất gây ô nhiễm tích lũy trong nước biển vịnh Cửa Lục, mùa mưa và mùa khô 2017

Mùa mưa

Mùa khô

Triều cường

Triều kém

Triều cường

Triều kém

Thôn g số (tấn)

Nước lớn

Nước ròng

Nước lớn

Nước ròng

Nước lớn

Nước ròng

Nước lớn

Nước ròng

2.334.463.41 0

1.595.135.50 4

2.057.264.09 8

1.761.602.11 5

2.550.364.65 0

1.379.551.07 9

1.994.163.93 4

1.870.684.31 0

Thể tích nước (m3)

124

BOD5

1.175,86

706,7

957,56

1.094,46

656,38

884,30

842,86

785,14

229,10

167,31

211,05

172,05

112,92

157,55

148,22

184,85

NH4

337,66

250,05

308,51

243,68

158,14

217,04

202,83

276,91

NO3

57,59

42,57

52,95

45,78

28,80

40,49

37,73

47,11

PO4

7,28

4,97

6,41

7,94

4,30

6,216

5,83

5,488

9,10

6,32

9,15

6,46

4,49

6,49

6,15

8,66

Bảng 3.26. Khối lượng chất gây ô nhiễm có thể chấp nhận thêm mà không gây ô nhiễm môi trường theo TCVN

Mùa mưa

Mùa khô

Triều cường

Triều kém

Triều cường

Triều kém

Thông số (tấn)

Nước lớn

Nước ròng

Nước lớn

Nước ròng

Nước lớn

Nước ròng

Nước lớn

Nước ròng

BOD5

9.734,70

6.748,80

8.657,26

7.448,10

10.825,46

5.791,24

8.436,00

7.900,24

134,58

81,19

109,45

89,58

225,27

101,99

153,12

143,21

NH4

8.754,72

5.962,25

7.704,21

6.584,37

9.689,34

5.215,00

7.550,00

7.083,21

NO3

306,10

205,93

267,55

227,33

351,54

186,12

270,17

253,70

PO4

1,82

1,24

1,60

1,37

1,99

1,07

1,55

1,46

45,45

30,95

38,93

32,51

53,14

27,75

40,10

37,56

125

Bảng 3.27. Khả năng tiếp nhận (tấn/ngày) và khả năng đạt tải tại vịnh Cửa Lục

Thông số

Cp (tấn)

Cp (tấn/ngày)

Đạt tải (%)

Lượng thải (tấn/ngày)

8.192,73

25,68

22,45

BOD5

114,41

129,80

1,88

0,36

NH4

528,65

7.317,89

0,29

1,45

20,05

NO3-

258,56

1,21

0,71

PO4

170,81

1,51

0,01

0,00

241,14

38,30

0,04

38,12

0,10

3.5.2 Dự báo tổng lượng chất gây ô nhiễm tích lũy trong nước biển và khả năng tiếp

nhận đến 2030

Tải lượng các chất gây ô nhiễm phát thải vào một vực nước phụ thuộc cơ bản vào

lượng chất thải và khả năng quản lý, xử lý các chất thải tại nguồn thải. Theo tính toán, ở khu vực nghiên cứu nếu tốc độ phát triển kinh tế - xã hội tuân theo quy hoạch phát triển

của thành phố Hạ Long, tải lượng các chất gây ô nhiễm phát sinh vào năm 2030 sẽ tăng lên

từ 1,5 đến 2,3 lần so với hiện tại. Tuy nhiên cũng theo dự báo, nếu quy hoạch bảo vệ môi

trường được thực hiện tốt thì tải lượng các chất gây ô nhiễm sẽ thấp hơn hiện tại (bằng 0,5-

0,9 lần hiện tại), trừ dinh dưỡng phốt phát vẫn cao hơn (1,4 lần).

Dựa theo những tính toán dự báo này, luận án đã tiến hành thực hiện kịch bản mô

phỏng chất lượng nước cho khu vực nghiên cứu năm 2030 với điều kiện tải lượng các chất

gây ô nhiễm tăng 2,3 lần (mức cao nhất theo dự báo) so với năm 2018, từ đó tính toán tổng

lượng chất gây ô nhiễm tích lũy trong nước biển và khả năng tiếp nhận đến 2030.

Theo bảng 3.28, vào thời điểm nước lớn của kỳ triều cường, lượng chất NH4

lũy thêm trong mùa khô là 349,28 tấn và trong mùa mưa là 262,33 tấn; đối với NO3

+ tích - là 85,43 tấn (mùa khô) và 67,90 tấn (mùa mưa); đối với Mn là 18,35 tấn (mùa khô) và 29,20

tấn (mùa mưa). Các thông số này đã thể hiện tải lượng ô nhiễm từ các xả thải có tác động

rõ rệt đến lưu vực nước khu vực nghiên cứu.

126

Vào năm 2030, khối lượng chất tích lũy lớn nhất vẫn là vào thời điểm nước lớn của

kỳ triều cường và nhỏ nhất vào thời điểm nước ròng của kỳ triều cường. Vào mùa mưa, kỳ

triều cường, khối lượng chất tích lũy tại pha nước ròng bằng khoảng 75% so với pha nước

lớn, trong khi vào kỳ triều kém con số này là 97%. So với hiện tại, khối lượng chất tích lũy

dự báo tăng lên khoảng 1,5 đến 1,9 lần (Bảng 3.28).

Vào mùa khô, do tổng lượng nước thấp hơn mùa mưa nên lượng chất tích lũy trong

thủy vực cũng thấp hơn mùa mưa. Khối lượng chất tích lũy tăng trung bình khoảng từ 1,5

so với giai đoạn hiện tại tập trung vào các chất NH4

đến 1,9 lần so với hiện tại, tăng nhiều ở nhóm kim loại nặng. Các chất tích lũy tăng nhiều +, PO4 3- và Mn. Đây là những yếu tố 3- có sự tham gia đóng góp thêm của

do ảnh hưởng của nguồn thải sinh hoạt, riêng PO4

nguồn thải từ chăn nuôi.

nhiễm dự báo ở mức vượt tải (>100%) là amoni (NH4

+) và phosphat (PO4

Trong phạm vi khu vực nghiên cứu xác định, đối với vịnh cửa Lục có 4 thông số ô 3-), Fe và Mn; các thông số khác vẫn ở mức chấp nhận được (mức tải <50%). Với các yếu tố ô nhiễm

trên, cần có giải pháp để xử lý trước khi vào vịnh. Sự gia tăng các chỉ số này có sự đóng

góp rất lớn từ sinh hoạt, sản xuất và các quy hoạch được đưa ra với tầm nhìn đến năm 2030 sẽ có tác động làm giảm tốc độ tăng các chỉ ô nhiễm này. Tuy nhiên một số chỉ tiêu vẫn

năng vượt tải, như NH4

3-, Mn. Thí dụ, đối với chỉ tiêu NH4

+, PO4

kiện hiện trạng ( năm 2018) chỉ số amoni (NH4

chưa được các định hướng quy hoạch kiểm soát tốt, và vẫn có xu thế tăng thêm về khả +, có thể thấy trong điều +) cũng đã vượt tải, là 118,75% và dự báo (đến 2030) chỉ số đạt tải của chỉ tiêu này tăng lên 571,08%. Nguyên nhân chủ yếu là do

áp lực từ sự gia tăng dân số và gia tăng quy mô của công nghiệp dịch vụ tại khu vực, mặc

dù đã áp dụng các quy hoạch vào khu vực nghiên cứu nhưng chỉ số này vẫn có xu hướng

tăng lên.

Bảng 3.28. Khối lượng chất gây ô nhiễm tích lũy trong nước biển vịnh Cửa Lục, mùa mưa và mùa khô năm 2030 (tấn)

Mùa khô

Mùa mưa

Triều cường

Triều kém

Triều cường

Triều kém

Thông số

Nước lớn

Nước ròng

Nước lớn

Nước ròng

Nước lớn

Nước ròng

Nước lớn

Nước ròng

974,80 1.412,95 1.283,35

BOD5 1.752,32 1.048,58 1.389,72 1.316,46 1.630,93

127

349,28

276,17

311,91

303,92

262,33

186,33

243,68

232,80

NH4

532,58

429,35

478,48

468,05

384,35

271,50

342,76

336,60

NO3

85,43

67,33

75,93

73,93

67,90

45,55

59,22

58,07

PO4

0,79

0,60

0,70

0,67

0,78

0,48

0,66

0,63

18,35

14,80

16,47

16,09

29,20

23,05

25,79

24,70

Bảng 3.29. Khối lượng chất gây ô nhiễm có thể chấp nhận thêm mà không gây ô nhiễm môi trường mùa khô, mùa mưa năm 2030 (tấn)

Mùa mưa

Mùa khô

Thông số

Triều cường

Triều kém

Triều cường

Triều kém

Nước lớn

Nước ròng

Nước lớn

Nước ròng

Nước lớn

Nước ròng

Nước lớn

Nước ròng

BOD5 2.225,92 1.331,98 1.765,32 1.672,26 2.071,72 1.238,26 1.794,83 1.630,20

+ 349,28

276,17

311,91

303,92

262,33

186,33

243,68

232,80

NH4

429,35

478,48

468,05

384,35

271,50

342,76

336,60

NO3- 532,58

85,43

67,33

75,93

73,93

67,90

45,55

59,22

58,07

PO4

0,79

0,60

0,70

0,67

0,78

0,48

0,66

0,63

18,35

14,80

16,47

16,09

29,20

23,05

25,79

24,70

Bảng 3.30. Khả năng tiếp nhận (tấn/ngày) và khả năng đạt tải tại vịnh cửa Lục năm 2030

Thông

Lượng thải

Đạt tải

số

(tấn)

(tấn/ngày)

(%)

5.442,86

14,91

10,39

69,68

BOD5

33,24

0,09

0,52

NH4

571,08

3.632,22

9,95

0,52

5,23

NO3-

236,17

0,65

2,35

PO4

363,19

6,91

0,02

105,72

24,48

0,07

0,08

119,26

128

CHƯƠNG 4- ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP CẢI THIỆN CHẤT LƯỢNG NƯỚC BIỂN VEN BỜ VỊNH CỬA LỤC- VỊNH HẠ LONG

4.1 Cơ sở đề xuất giải pháp

Cơ sở khoa học và thực tiễn để đề xuất các giải pháp quản lý, kiểm soát, giảm thiểu,

cải thiện ô nhiễm môi trường nước biển ven bờ vùng Vịnh Cửa Lục- Vịnh Hạ Long trong Luận án này như sau:

4.1.1 Cơ sở khoa học:

Cơ sở khoa học chính để đề xuất các giải pháp cải thiện chất lượng nước khu vực

nghiên cứu là kết quả tính toán xác định tải lượng ô nhiễm đổ vào vịnh Cửa Lục, kết quả

kịch bản mô phỏng chất lượng nước vịnh hiện trạng (2018) và dự báo (2030) và kết quả

đánh giá khả năng tiếp nhận chất ô nhiễm của vịnh Cửa Lục trong chương 2. Các kết quả

chính như sau:

- Các thông số ô nhiễm chính vượt quá khả năng chịu tải của vịnh Cửa Lục bao

gồm:

3-, Fe.

+ Hiện tại (2018): BOD5, NH4

+, PO4

3-, Fe và Mn;

+ Tương lai (2030): NH4

+, PO4

- Các nguồn gây ô nhiễm, khu vực ô nhiễm nghiêm trọng được trình bày trong bảng 4.1 và trong hình 4.1. Theo kết quả nghiên cứu trong chương 2, các nguồn thải, các

khu vực bị ô nhiễm nghiêm trọng hiện tại và tương tại khu vực nghiên cứu không thay đổi.

Tuy nhiên, mức độ ô nhiễm trong tương lai lớn hơn hiện tại.

Bảng 4.1. Tổng hợp các thông số ô nhiễm, nguồn thải và các khu vực bị ô nhiễm nghiêm

trọng tại khu vực nghiên cứu

TT Thông

Nguồn thải

số

Khu vực bị ô nhiễm nghiêm trọng Mùa mưa Mùa khô

BOD5 Sinh hoạt, chăn nuôi

NH4

+ Sinh hoạt, chăn nuôi

Cửa sông Diễn Vọng, khu vực ven biển từ chợ Hạ Long đến cột 5 Cửa sông Diễn Vọng, ven bờ chợ Hạ Long

Cửa sông Diễn Vọng, khu vực ven biển từ chợ Hạ Long đến cột 5 Cửa sông Diễn Vọng, khu vực ven biển từ chợ Hạ Long đến cột 5

129

Cửa sông Diễn Vọng

PO4

3- Sinh hoạt, chăn nuôi

Khu vực ven biển từ cửa sông Diễn Vọng đến khu đô thị Hà Khánh C Không có

Không có

Công nghiệp (khai thác than) Mn Công nghiệp

Khu vực ven biển từ cửa sông Diễn Vọng đến khu đô thị Hà Khánh B Cửa sông Diễn Vọng, ven biển khu đô thị Hà Khánh B

(khai thác than)

3-,

Khu vực ô nhiễm nghiêm trọng 1: - Vị trí: Ven biển từ cửa sông Diễn Vọng đến khu đô thị Hà Khánh B - Nguồn thải chính: Nước thải sinh hoạt, Công nghiệp (khai thác than), chăn nuôi - Thông số ô nhiễm: BOD5, PO4 NH4

+, Fe, Mn

Khu vực ô nhiễm nghiêm trọng 2: - Vị trí: Ven biển từ bến chợ Hạ Long 1 đến Cột 5 - Nguồn thải chính: Nước thải sinh hoạt, chợ, bến cá - Thông số ô nhiễm: BOD5, NH4

Hình 4.1. Các khu vực bị ô nhiễm nghiêm trọng tại khu vực nghiên cứu

4.1.2 Cơ sở thực tiễn

Hiện nay (2018), vùng ven bờ vịnh cửa Lục đang chịu sức ép về ô nhiễm môi trường

do tác động của các nguồn thải công nghiệp, chất thải sinh hoạt, các hoạt động lấn biển,

hoạt động vận tải thủy, cảng biển và sự phát triển của các hoạt động nuôi trồng thủy sản

gây ra. Do áp lực của việc gia tăng dân số cũng như tốc độ đô thị hóa mạnh mẽ ở xung

quanh vịnh mà đặc biệt là thành phố Hạ Long, hoạt động lấn biển diễn ra nhanh chóng thời

gian gần đây, đặc biệt là các khu đô thị Cao Xanh- Hà Khánh- Vựng Đâng, Hùng Thắng,

130

bãi biển cột 3- cột 5 và các khu đô thị, khu công nghiệp như Việt Hưng, Cái Lân... Các

hoạt động này đã và đang gây ra những thay đổi về môi trường, làm bồi lắng, đục hóa nước

biển ven bờ vịnh Cửa Lục- vịnh Hạ Long.

Việc đầu tư hạ tầng xử lý nước thải không theo kịp tốc độ đô thị hóa nhanh cũng là

tác nhân lớn gây ô nhiễm môi trường biển. Đến năm 2018, TP Hạ Long có 5 trạm xử lý

nước thải tập trung, nhưng hiệu quả chưa cao. Cụ thể, nhà máy xử lý nước thải Bãi Cháy,

trạm xử lý phía Đông TP Hạ Long luôn quá tải, chỉ xử lý khoảng 30% lượng nước thải phát

sinh. Trạm xử lý nước thải khu đô thị Cột 5 - Cột 8 mới đạt 5-10% công suất. Trạm Hà Khánh công suất 7.000m3/ngày đêm, mới xử lý đạt khoảng 70% công suất thiết kế…

Ở nhiều khu vực ven biển, hệ thống cống, rãnh thoát nước thải cho khu dân cư, nhà hàng, khách sạn… vẫn chưa có phương án thu gom, xử lý đạt chuẩn mà xả thẳng ra vịnh.

Điển hình là khu vực ven bờ Vịnh Hạ Long có trên 24 cống nước thải sinh hoạt thuộc khu

Lán Bè - Cột 8, Cao Xanh - Hà Khánh đang xả thẳng xuống vịnh mà không qua xử lý. Trong ngành công nghiệp khai thác than, nước thải mỏ gần 55 triệu m3/năm, 35 trạm xử lý nước thải được hoạt động của Tập đoàn Than - Khoáng sản Việt Nam hiện cũng chỉ mới

xử lý được 74% lượng nước thải mỏ.

Theo dự báo, nếu quy hoạch bảo vệ môi trường tỉnh Quảng Ninh [38] được thực

hiện tốt thì tải lượng các chất gây ô nhiễm sẽ thấp hơn hiện tại (bằng 0,5-0,9 lần hiện tại),

trừ dinh dưỡng phốt pho vẫn cao hơn (1,4 lần).

Căn cứ báo cáo quy hoạch môi trường Vịnh Hạ Long [39], trong phạm vi nghiên

cứu có nhà máy nhiệt điện Quảng Ninh (phường Hà Khánh, thành phố Hạ Long) đang có 2 nguồn xả thải chính: nước thải từ bộ phận làm mát ( lưu lượng khoảng 4.172.200 m3/ngđ) và nước thải công nghiệp khác ( lưu lượng trung bình là 4.483 m3/ngđ). Đối với nguồn nước thải làm mát thiêt bị, khi thải ra môi trường ở nhiệt độ tương đối cao (trên 400C), nước thải không được làm nguội sẽ gây ảnh hưởng tiêu cực đến hệ sinh thái tự nhiên; vì

vậy cần thiết phải đảm bảo làm nguội trước khi xả thải để giảm tác động đến hệ sinh thái.

Còn đối với nguồn nước thải công nghiệp khác, năng lực xử lý của TXLNT hiện có là 2.520 m3/ngđ đang không đảm bảo công suất xử lý, cần thiết phải mở rộng phạm vi TXLNT nhà máy nhiệt điện Quảng Ninh.

Căn cứ quy hoạch tổng thể phát triển kinh tế xã hội thành phố Hạ Long [36], các dự

án đã cấp tỉnh đã được đặt ra để giải quyết các vấn đề liên quan đến hạ tầng thoát nước

trong thành phố Hạ Long đến 2030, cụ thể như sau:

131

Bảng 4.2. Danh mục các công trình xử lý nước thải tập trung sẽ xây dựng

tại khu vực nghiên cứu

Tên dự án

Mô tả

Địa điểm

Xây dựng hệ thống XLNT Đại Yên

Phường Đại Yên, TP Hạ Long

Xây dựng hệ thống XLNT Việt Hưng

Phía Nam xã Việt Hưng, TP Hạ Long

Xây dựng hệ thống XLNT Hà Khẩu

Phường Hà Khẩu, TP Hạ Long

Nâng công suất TXLNT Cái Dăm

Cái Dăm, TP Hạ Long

Xây dựng hệ thống XLNT và trạm xử lý nước thải Hà Phong,

Phường Hà Phong, TP Hạ Long

Nâng công suất TXLNT Hà Khánh

Dự án nhằm phát triển hệ thống quản lý nước thải của khu vực Đại Yên. Xây dựng nhà máy XLNT công suất đến năm 2020 đạt 15.500 m3/ngđ và đến năm 2030 đạt 20.000 m3/ngđ. Dự án nhằm phát triển hệ thống quản lý nước thải của khu vực phường Việt Hưng, thu gom từ 01 trạm bơm NT. Xây dựng nhà máy XLNT công suất đến năm 2020 đạt 8.000 m3/ngđ và đến năm 2030 đạt 13.000 m3/ngđ. Dự án nhằm phát triển hệ thống quản lý nước thải của khu vực Giếng Đáy- Hà Khẩu- Hùng Thắng. Xây dựng nhà máy XLNT công suất đến năm 2020 đạt 9.000 m3/ngđ và đến năm 2030 đạt 13.000 m3/ngđ. Dự án nhằm phát triển hệ thống quản lý nước thải của khu vực Bãi Cháy, thu gom từ 08 trạm bơm NT về khu vực Cái Dăm. Nâng công suất nhà máy từ 3.500 m3/ngđ lên 9.800 m3/ngđ. Dự án nhằm phát triển hệ thống quản lý nước thải của khu vực. Xây dựng nhà máy XLNT công suất đến năm 2020 đạt 19.000 m3/ngđ và đến năm 2030 đạt 25.000 m3/ngđ. Dự án nhằm nâng XLNT công suất nhà máy từ 7.000 m3/ngđ lên 27.000 m3/ngđ.

Phường Hà Khánh, TP Hạ Long TP Hạ Long

Dự án nhằm phát triên hệ thống quản lý nước thải của nội thị thành phố Hạ Long

Xây dựng Hệ thống xử lý nước thải cho thành phố Hạ Long Nguồn: Quy hoạch tổng thể phát triển kinh tế xã hội thành phố Hạ Long đến 2020, tầm nhìn 2030- UBND TP Hạ Long,

132

Cũng trong quy hoạch tổng thể phát triển kinh tế xã hội thành phố Hạ Long, các dự

án về môi trường nước được ưu tiên đầu tư, sắp xếp theo mức độ ưu tiên trong danh mục

như sau:

- Các công trình, dự án đầu tư ưu tiên có tính quyết định: (dự án A2) Nâng cấp hệ

thống thu gom và XLNT, đạt mục tiêu thu gom 100% lượng nước thải đô thị phát sinh,

- Các công trình, dự án đầu tư ưu tiên rất quan trọng (dự án B3) nâng cấp và gia

tăng công suất của các nhà máy xử lý nước sạch, và (dự án B6) đặt mục tiêu xây dựng nhà

máy xử lý nước thải ở tất cả các mỏ khai thác, nhằm xử lý 100% nước thải của các mỏ đổ

ra khu vực Vịnh,

Dựa vào các cơ sở phân tích như trên, Luận án đề xuất 02 nhóm giải pháp nhằm quản lý, kiểm soát, giảm thiểu, cải thiện tình trạng ô nhiễm môi trường đang diễn ra tại

Vịnh Cửa lục_ Vịnh Hạ long. Các giải pháp bao gồm nhóm giải pháp phi công trình và giải

pháp công trình, với nội dung cụ thể như sau:

4.2 Nhóm giải pháp phi công trình

Việc đề xuất các biện pháp quản lý, kiểm soát chất lượng nước phục vụ phát triển

bền vững khu vực vịnh Cửa lục- vịnh Hạ Long cần phải dựa trên nhiều luận cứ khoa học.

Về nguyên tắc, để quản lý và kiểm soát được chất lượng nước khu vực, phải đảm bảo được

3 vấn đề cơ bản:

- Giảm lượng thải nguồn tại chỗ và nguồn đưa ra từ lục địa;

- Duy trì được khả năng tự làm sạch trong vịnh, đảm bảo cho việc lan truyền và phân

tán vật chất gây ô nhiễm ra khỏi vịnh thông qua các quá trình cơ học;

- Bảo tồn tự nhiên, duy trì chức năng các hệ sinh thái trong vịnh để tăng cường năng

lực làm sạch môi trường tại chỗ thông qua các quá trình hoá sinh.

Để đảm bảo được ba vấn đề này, cần thực hiện đồng bộ các giải pháp quản lý sau đây:

4.2.1 Tăng cường thể chế và chính sách

4.2.1.1 Tăng cường hiệu lực và hoàn chỉnh các văn bản pháp quy

- Quy định cho các dự án đầu tư và phát triển trong phạm vi ven vịnh và trên vịnh

không làm thay đổi và cản trở hoàn lưu nước, gây cơ chế tích tụ, và hạn chế phân tán các

133

chất ô nhiễm ra ngoài biển. Quy định này phải là một nội dung bắt buộc phải có trong

nhiệm vụ đánh giá tác động môi trường của dự án;

- Quy định về công nghệ xử lý nước thải, lưu lượng và nồng độ các chất thải của

các dự án phát triển, các cơ sở sản xuất, kinh doanh được phép đổ thải vào các sông suối

trên lưu vực đổ ra vùng biển ven bờ;

- Quy định cụ thể hơn về đổ thải, thu gom và xử lý chất thải đối với mọi đối tượng

hoạt động trên vịnh và những yêu cầu phòng tránh rơi vãi vật liệu, hàng hoá thô dời vận tải

trên vịnh;

- Chính sách ưu đãi các nhà đầu tư áp dụng công nghệ sản xuất sạch hoặc công nghệ

xử lý chất thải trong sản xuất, chế biến, đặc biệt là công nghệ tái sử dụng chất thải nhằm giảm áp lực môi trường do việc đổ thải hoặc chôn lấp chất thải gây ra.

4.2.1.2 Tăng cường phối hợp quản lý công tác bảo vệ môi trường nước khu vực

- Phối hợp với các đơn vị chức năng trên biển để tăng cường giám sát hoạt động đổ

thải phi pháp trên biển, ứng phó kịp thời các tai nạn trên biển. Sử dụng các kịch bản lan

truyền ô nhiễm làm căn cứ ứng cứu các sự cố khi xảy ra.

4.2.2 Điều chỉnh các quy hoạch phát triển và quy hoạch bảo vệ môi trường

Do sức ép phát triển kinh tế - xã hội, hiện phải đối mặt với những vấn đề môi trường,

trước hết là ô nhiễm môi trường không khí, nước và đất do chất thải bụi khí, lỏng và rắn từ

các hoạt động công nghiệp, đặc biệt là khai thác than, cảng và tàu thuyền, sinh hoạt, dịch vụ... Đặc biệt, quy hoạch thoát nước chi tiết của các khu vực cần được thiết lập và thực

hiện đầy đủ theo thiết kế, nhằm đạt mục tiêu thu gom 100% lượng nước thải sinh hoạt để

đưa về trạm xử lý, không còn tình trạng xả nước thải trực tiếp vào Vịnh.

4.2.2.1 Quy hoạch phát triển tổng thể không gian khu vực

a, Tại bờ vịnh:

- Tất cả các công trình đều phải có phương án xử lý chất thải, đặc biệt là nước thải

và không được đổ thải trực tiếp vào vịnh;

- Không quy hoạch phát triển đô thị để tránh mở lấn không gian quá sâu vào vịnh,

làm thay đổi cơ bản hình thái bờ và cấu trúc dòng chảy ven bờ.

b, Tại vùng nước vịnh:

134

- Khi đánh giá tác động môi trường chủ động hoặc bị động cho sử dụng và thiết kế

công trình (các tuyến luồng giao thông dân dụng, các tuyến tầu du lịch và các tuyến vận tải

chuyên dụng; khu chuyển tải; khu neo đậu tàu hàng và vùng nước trước cảng; khu neo đậu

tàu đánh cá...) đều phải chỉ rõ mức độ tác động thay đổi hoàn lưu nước;

- Đảm bảo rằng, khi công trình xây dựng, cấu trúc và cường độ hoàn lưu không

được giảm quá 25% so với trước khi có công trình. Ưu tiên các phương án ít gây ra thay

đổi nhất cấu trúc và cường độ hoàn lưu nước.

c, Tại vùng đồng bằng, đồi núi ven vịnh và trên các đảo:

Tăng cường trồng rừng, phối hợp các loại rừng đặc dụng, phòng hộ và rừng lâm

sinh nhằm tăng độ phủ rừng tới mức tối đa nhằm chống xói mòn đất, chống dòng lũ đưa bùn cát ra vịnh gây đục hoá, nông hoá vực nước và đưa lượng chất ô nhiễm lớn vào lòng

các vịnh.

4.2.2.2 Quy hoạch bảo vệ môi trường theo lĩnh vực ngành

a, Du lịch

Yêu cầu tất cả các phương tiện vận chuyển du khách trên vịnh phải đáp ứng được

nhu cầu thu gom để xử lý rác thải, chất thải sinh hoạt, đặc biệt là chất thải vệ sinh cá nhân,

tránh nguy cơ ô nhiễm vật chất hữu cơ.

b, Phát triển có quản lý hệ thống giao thông, cảng bến, luồng lạch

- Quản lý môi trường trước tác động của các hoạt động cảng và công nghiệp rất quan

trọng để giảm thiểu tối đa tác động tới các hệ sinh thái và năng lực tự làm sạch môi trường

của chúng;

- Cần có quy định cụ thể về chủng loại phương tiện, kích cỡ phương tiện chất lượng

phương tiện phù hợp với từng tuyến luồng trong vịnh;

- Sử dụng hình thức chuyển tải, hạn chế xây dựng các công trình cứng không chỉ

làm thay đổi cảnh quan tự nhiên, mà còn cản trở hoàn lưu nước.

c, Khai thác, chế biến và vận chuyển than đá

Để hạn chế tác động này, các phương án quan trọng là:

- Hạn chế các công trình khai mỏ lộ thiên ảnh hưởng đến môi trường, đồng thời

khuyến khích khai thác than trong các mỏ sâu dưới lòng đất;

135

- Xử lý nước thải ngay tại các công trường khai thác, nơi sản xuất;

- Quản lý tránh rơi vãi khi giao thông vật chuyển vật liệu than.

4.2.3 Hoàn thiện hệ thống quan trắc, cảnh báo môi trường và kiểm toán nguồn thải

4.2.3.1 Xây dựng và hoàn thiện hệ thống quan trắc môi trường nước

Cần thiết phải bổ sung thêm các điểm quan trắc môi trường, kể cả các trạm trên biển

và các trạm đánh giá nguồn thải từ lục địa đưa ra vịnh. Các trạm nguồn ô nhiễm từ lục địa

thải qua các cửa sông có thể phối hợp với các trạm quan trắc thuỷ văn trên các sông đã có

để giảm chi phí thiết lập trạm quan trắc. Hiện tại, đang có 01 trạm quan trắc tự động ngoài

vịnh Cửa lục ở eo Cửa lục (cầu Bãi cháy); và công tác quan trắc của cơ quan quản lý được

thực hiện lấy mẫu thực tế theo định kỳ 3 tháng/ lần, tại sông Diễn Vọng (cầu Bang), cầu

tàu từ nhà máy Nhiệt điện. Cần xây dựng thêm 02 trạm quan trắc tự động tại trong vịnh

Cửa lục (điểm đề xuất tại cụm công nghiệp Hà Khánh, nơi diễn ra các hoạt động công

nghiệp và hoạt động xây dựng, nạo vét trong thời gian tiến hành các hoạt động xây dựng

trong thời gian tới và tại cảng Cái Lân). Khuyến cáo sử dụng mô hình toán đề quan trắc,

cảnh báo ô nhiễm môi trường khu vực vịnh Cửa Lục. Đẩy mạnh, tăng cường việc quan

trắc, đánh giá các nguồn xả thải trực tiếp vào vịnh Cửa lục, cũng như các nguồn xả thải

gián tiếp ở khu vực lân cận.

a. Thường xuyên tiến hành kiểm toán nguồn thải

Để đánh giá khả năng lan truyền và tích luỹ các chất ô nhiễm trong vịnh, cần thiết phải định kỳ kiểm toán nguồn thải vào vịnh từ các nguồn khác nhau, nguồn tại chổ, ven bờ

và trên lưu vực. Áp dụng mô hình toán để hỗ trợ đánh giá, kiểm toán nguồn thải.

b. Tăng cường công tác thanh tra, giám sát môi trường,

- Tăng cường công tác thanh tra môi trường nhằm phát hiện và xử lý các hành vi vi

phạm bảo vệ môi trường;

- Tăng cường công tác cứu hộ, cứu nạn trên vịnh để giảm thiểu thiệt hại do các sự

cố môi trường và thiên tai. Phát hiện và cảnh báo nguy cơ xẩy ra các sự cố môi trường, khả

năng vượt giới hạn cho phép của một số yếu tố môi trường đã nêu trong Luận án;

- Theo dõi mức độ tập trung các chất ô nhiễm trong nước, trầm tích và sinh vật để

cảnh báo các tai biến môi trường, đặc biệt đối với các loài sinh vật có khả năng tích luỹ cao

các chất ô nhiễm có độc tính cao.

136

4.2.3.2 Đẩy mạnh ứng dụng khoa học và công nghệ trong bảo vệ môi trường vịnh

- Khai thác, sử dụng các mô hình toán hiện đại để dự báo lan truyền các chất ô nhiễm

môi trường nước. Các kết quả nghiên cứu sẽ làm cơ sở khoa học cho việc quy hoạch phát

triển chung của khu vực, giúp cho việc soát xét, điều chỉnh hoạch định chiến lược phát

triển chung cũng như việc lập kế hoạch bảo vệ môi trường chất lượng nước ven bờ của tỉnh

Quảng Ninh nói chung và vịnh Cửa Lục- vịnh Hạ long nói riêng;

- Lập bản đồ phân vùng đánh giá chất lượng nước (WQI) trong vùng Vịnh Cửa Lục,

nhằm cung cấp công cụ để quản lý, khuyến cáo sử dụng hợp lý tài nguyên nước trong khu

vực này;

- Tăng cường nghiên cứu kỹ thuật xử lý, tái sử dụng chất thải nguồn lục địa góp phần giảm thiểu ô nhiễm, giải quyết vấn đề tồn đọng chất thải, nâng cao hiệu quả kinh tế

và môi trường. Khuyến khích các công nghệ tái sử dụng chất thải, ví dụ như chế biến phân

vi sinh, tái sử dụng các chất dẻo, sử dụng chất thải rắn làm vật liệu xây dựng, sử dụng bùn

đổ thải nạo vét luồng lạch cho san lấp mặt bằng.

4.2.4 Sử dụng các công cụ kinh tế môi trường

4.2.4.1 Phát huy công cụ phí và thuế môi trường

Quản lý môi trường nói chung và môi trường biển nói riêng đều cần một khoản tài

chính nhất định. Nguồn tài chính phục vụ công tác quản lý môi trường biển bao gồm: từ

ngân sách nhà nước, từ việc thu phí (hiện nay), thu thuế (sau này), nguồn từ xử phạt về gây ô nhiễm môi trường và nguồn tài trợ nước ngoài phục vụ nâng cao năng lực quản lý và cải

thiện điều kiện môi trường.

4.2.4.2 Xử phạt hành chính về lĩnh vực bảo vệ môi trường

Để ngăn chặn từ gốc các hành vi vi phạm thì điều quan trọng là phải nâng cao ý

thức của người dân và các đơn vị có hoạt động sản xuất, kinh doanh trên vịnh, bên bờ vịnh.

Song song với đó phải kiên quyết xử lý thật nghiêm các hành vi vi phạm để người vi phạm

nhớ đời và không tái phạm, làm bài học cho nhiều người khác. Cơ quan quản lý vịnh cần

tăng cường lực lượng, phương tiện và sự phối hợp để toàn bộ khu vực vịnh đều được kiểm

soát, quản lý chặt chẽ.

137

4.2.5 Xã hội hoá bảo vệ môi trường vịnh, thông tin tuyên truyền, giáo dục, nâng cao

nhận thức và xây dựng ý thức cộng đồng bảo vệ môi trường vịnh

Khuyến khích các công ty tư nhân trong và ngoài nước đầu tư thu gom, xử lý chất

thải và tái sử dụng chất thải. Đây là biện pháp khắc phục khó khăn về nguồn tài chính của

nhà nước trong công tác quản lý chất thải đô thị và các trung tâm công nghiệp.

4.3 Nhóm giải pháp công trình

Theo nguyên tắc xử lý tại nguồn, các nguồn phát thải gây ô nhiễm cần được xử lý

đạt tiêu chuẩn cho phép để xả ra môi trường. Trong các nguồn xả thải chủ yếu tại khu vực

này, nổi bật là 02 loại nguồn xả thải chiếm tỷ trọng cao trong tổng lượng thải là nước thải

sinh hoạt (từ khu dân cư, du lịch) và nước thải công nghiệp (khai thác hầm lò, mỏ than...).

Theo định hướng quy hoạch chung về phát triển kinh tế xã hội của UBND thành phố Hạ Long đã được phân tích ở trên, với mục tiêu đến 2030 sẽ thu gom và xử lý được

100% nước thải sinh hoạt và nâng cao, cải tiến công nghệ xử lý trong ngành than để không

còn nước thải xả ra môi trường mà không qua xử lý [36]. Mục tiêu này sẽ phải có lộ trình

thực hiện cụ thể và các đề xuất công nghệ xử lý nước thải tương ứng. Trong phạm vi Luận

án về kỹ thuật môi trường này, các công nghệ xử lý được đề xuất tương ứng với các đối

tượng cần xử lý kỹ thuật.

Xét về mức độ cần thiết, cả 2 nguồn nước thải sinh hoạt và công nghiệp khai thác

than kể trên đều rất cấp bách để có giải pháp xử lý trước khi thải ra môi trường nước, cần

có giải pháp đồng bộ để xử lý cả 2 nguồn thải này.

Xét về mặt thực tiễn, để xử lý nước thải sinh hoạt, cần thực hiện đồng bộ hướng xử

lý tập trung và xử lý phân tán, cụ thể như sau:

 Xử lý sinh hoạt tập trung: tiến hành cải tạo, nâng cao công suất xử lý của các trạm xử lý hiện có và nghiên cứu, xây dựng mới các trạm xử lý nước thải sinh hoạt tập

trung tại các khu vực thuận lợi để thu gom nước thải và đảm bảo các quy chuẩn

môi trường. Công nghệ đề xuất ứng dụng để xử lý là công nghệ bùn hoạt tính (AO-

MBBR, SBR, CAST, MBR...) [31];

 Xử lý sinh hoạt phân tán: tại các điểm xả thải, có lưu lượng nước thải nhỏ và các thiết bị xử lý có chi phí đầu tư hợp lý và dễ triển khai hơn; để thực hiện được điều này, cần phải có chính sách cụ thể về việc khuyến khích xử lý nước thải sinh hoạt

và các chế tài xử lý vi phạm khi xả thải ra môi trường không qua xử lý. Luận án có

138

đề xuất sử dụng công nghệ AAO-MBBR được áp dụng trong thiết bị hợp khối (mục

4.3.1);

 Xử lý nước thải khai thác than tập trung: Đối với nước thải ngành than, yếu tố quan trọng đầu tiên là phải cải tiến công nghệ sản xuất để giảm thiểu lượng nước thải

phát sinh và lượng chất ô nhiễm phải xử lý. Đối với công nghệ xử lý nước thải, có

thể áp dụng xử lý sơ bộ (tiền xử lý) là keo tụ- lắng (Lamella) – lọc (Mangan). Khi

có nhu cầu xử lý nước thải đầu ra ở mức có thể tái sử dụng được cho mục đích cấp

nước sản xuất, thì có thể áp dụng công nghệ xử lý nâng cao là lọc màng (UF,NF).

Luận án có đề xuất công nghệ áp dụng để xử lý 2 bước để có thể tái sử dụng nước

(mục 4.3.2).

Cần áp dụng đồng bộ các giải pháp kỹ thuật để giảm thiểu lượng nước thải ra trong

ngành khai thác than, đồng thời kiểm soát nguy cơ phát tán chất ô nhiễm đối với các khai

trường lộ thiên. Trong quá trình đầu tư hệ thống xử lý cho ngành công nghiệp này, cần tính

đến phương án nâng cao công nghệ để có thể xử lý nguồn nước thải đầu vào để có thể tái

sử dụng cho một số công đoạn sản xuất, hoặc sử dụng cho mục đích sinh hoạt trong nhà

máy.

Các giải pháp kỹ thuật đề xuất tương ứng như sau:

4.3.1 Giải pháp xử lý nước thải sinh hoạt:

4.3.1.1 Mô tả công nghệ [15]

Giải pháp được thiết kế theo lý thuyết công nghệ AAO tích hợp tối ưu kỹ thuật

“Màng vi sinh tầng chuyển động” MBBR (Moving Bed Biofilm Reactor), là công nghệ

bùn họat tính với hiệu quả cao xử lý sinh học đảm bảo tiêu chuẩn các tiêu chuẩn xả thải

hiện hành. Tiêu chuẩn nước đầu ra đáp ứng QCVN 14-2008- Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia

về nước thải sinh hoạt.

Có thể tóm tắt quá trình công nghệ như sau:

 Xử lý sơ bộ bằng vi khuẩn yếm khí (Anaerobic);

+ (Oxic);

 Xử lý bằng VSV hiếu khí làm giảm BOD, NH4

 Khử Nitơ bằng quá trình xử lý thiếu khí (Anoxic).

139

Hình 4.2. Thiết bị mô tả công nghệ AAO-MBBR [15]

Hình 4.3. Cấu tạo Module FRP-MBBR-100 (ví dụ điển hình) [15]

Sau khi qua các bậc xử lý nước thải được đưa vào ngăn lắng để tách toàn bộ lượng

bùn hoạt tính hồi lưu và về bể thu bùn dư:

 Sau khi nước thải qua ngăn lắng được đưa vào ngăn khử trùng;

 Độ oxy hòa tan (DO) được đáp ứng đủ với nhu cầu oxy VSV với hiệu quả xử

lý đạt gấp nhiều lần so với các công nghệ cũ;

140

 Tuổi của các VSV cao, do đó việc xử lý bùn đạt hiệu quả cao hơn, Chủng loại

VSV cũng đa dạng, hơn so với công nghệ cũ.

Kỹ thuật màng vi sinh tầng chuyển động (Moving Bed Biofilm Reactor) sử dụng

vật liệu mang có kích thước nhỏ, thường là vật liệu có kích thước là 1x1x1 cm, vật liệu này

chuyển động hỗn loạn trong nước. Đây là ưu điểm của công nghệ này do sự kết hợp kỹ thuật này với các kích thước cấu tạo tiêu chuẩn tạo nên một sự khuấy trộn toàn bộ từng

ngăn phản ứng, xóa toàn bộ các vùng “chết” làm giảm hiệu quả xử lý. Nhờ có diện tích bề

mặt lớn, vi sinh vật có đủ điều kiện để bám dính và phát triển trên đó với mật độ cao và

thúc đẩy tốc độ quá trình oxy hóa BOD5, Amoni. Toàn bộ lượng nước thải đầu vào sẽ được

tiếp xúc với vi sinh vật ở mật độ cao. So sánh với công nghệ bùn hoạt tính truyền thống,

thể tích bể phản ứng dạng màng chuyển động cần thiết để xử lý thấp hơn nhiều mà vẫn

đảm bảo được thời gian và hiệu quả xử lý cao.

4.3.1.2 Đặc điểm của công nghệ

1. Diện tích sử dụng nhỏ:

+ Tiết kiệm không gian, (Tiết kiệm > 50 - 60% không gian so với công nghệ truyền

thống, ví dụ Aerotank, mương oxy hóa...);

+ Nồng độ bùn cao, đơn vị bùn hoạt tính tăng cao, tăng hiệu quả xử lí, giảm thể tích

bể xử lí.

2. Hiệu quả xử lí cao:

+ Thời gian lưu trữ bùn dài hơn, tạo điều kiện cho loại vi sinh vật sinh trưởng tốc

độ chậm có thể kéo dài tuổi thọ và khả năng sinh sản, có khả năng phân giải hữu hiệu

những chất thải đặc biệt khó phân giải.

3. Chi phí vận hành thấp:

+ Bảo tồn được toàn bộ lượng bùn hoạt tính, không phải tách bùn hoạt tính như khi

sử dụng công nghệ truyền thống, dễ dàng vận hành và bảo dưỡng;

+ Các giai đoạn xử lí được bố trí kín, không bị phát tán mùi hôi;

+ Tự động vận hành (các chế độ bật tắt bơm nguồn, các bơm đảo và bơm hồi lưu,

bơm rửa ngược màng siêu vi lọc, các máy thổi khí...).

4. Độ bền của hệ thống và tính ổn định của hệ thống:

141

+ Trong các trường hợp cần nâng cấp, tăng qui mô chỉ cần lắp thêm các modul mới

tương tự mà không phải đập bỏ và xây mới hệ thống xử lý nước thải;

+ Hệ thống hoạt động ổn định, với điều kiện bảo dưỡng định kỳ các thiết bị và tuân

thủ hướng dẫn vận hành trạm xử lý;

5. Thi công và lắp đặt:

+ Hệ thống thi công lắp đặt đơn giản, rõ ràng với các ngăn bể xử lý có diện tích bố

trí linh hoạt so với quỹ đất có thể bố trí trạm xử lý;

+ Có thể nhanh chóng đưa vào hoạt động trong thời gian rất ngắn mà không mất

nhiều thời gian xây dựng lắp đặt và hiệu chỉnh như các công nghệ truyền thống khác;

+ Hệ thống tiết kiệm được nhiều diện tích so với phương pháp truyền thống, lại có thể lắp đặt linh hoạt tại các vị trí khác nhau trong tại các công trình và có thể để chìm hoặc

nổi tùy thuộc vào từng điều kiện cụ thể vì vậy có thể ứng dụng cho các loại hình công trình

khác nhau kể cả các khu vực gặp khó khăn về diện tích mặt bằng;

4.3.1.3 Khu vực đề xuất áp dụng giải pháp công trình FRP-MBBR

Theo Quy hoạch tổng thể phát triển kinh tế- xã hội thành phố Hạ Long đến năm

2020, tầm nhìn đến 2030 [38], hiện nay chỉ có 41% nước thải đô thị của thành phố Hạ Long

là được xử lý trước khi xả thải. Chính vì vậy, vấn đề phát triển thêm nhà máy xử lý nước

thải và hệ thống cống rãnh thoát nước ở thành phố Hạ Long là cần thiết. Tuy nhiên, xu thế

xử lý nước thải phân tán tại các cụm dân cư, khu vực phát sinh nước thải sinh hoạt là vấn

đề cấp bách; giải pháp này nhằm giảm tải cho hệ thống xử lý nước thải tập trung.

Ngoài ra, ở khu vực lân cận thành phố Hạ Long và huyện Hoành Bồ, tình trạng ô

nhiễm môi trường nước do nước thải sinh hoạt không nghiêm trọng như khu vực đô thị, do

mật độ dân cư sinh sống thấp hơn so với khu vực đô thị. Tuy nhiên, khi tích tụ trong thời

gian dài, đây sẽ là nguồn xả thải có nguy cơ cao gây ô nhiễm môi trường nước biển.

Vì vậy, việc lắp đặt thiết bị xử lý nước thải nhỏ và vừa áp dụng theo công nghệ

AAO - MBBR là giải pháp tốt cho khu vực nông thôn cũng như các khu vực đô thị mới

phát triển hoặc các khu có mật độ dân cư trung bình. Đây chính là giải pháp tạm thời hữu

hiệu giúp cho tỉnh Quảng Ninh kiểm soát được nguồn thải sinh hoạt trong tương lai giúp cho tỉnh sớm phát triển đúng theo mục tiêu “tăng trưởng xanh” của tỉnh.

Sau đây là các khu vực được đề xuất áp dụng giải pháp thiết bị FRP-MBBR:

142

Hình 4.4. Khu vực đề xuất áp dụng giải pháp thiết bị xử lý nước thải FRP-MBBR

143

4.3.2 Giải pháp xử lý nước thải công nghiệp- hầm lò mỏ than:

4.3.2.1 Mô tả công nghệ [1]

Bao gồm 2 giai đoạn xử lý:

Hình 4.5. Thiết bị mô tả quá trình xử lý keo tụ - lắng lamen - lọc mangan [1]

1. Quá trình keo tụ - lắng lamen - lọc mangan: Công nghệ có quy trình vận hành bằng

giải pháp tăng cường hóa chất keo tụ tối ưu như: liều lượng hóa chất cho quá trình

keo tụ CaO = 15-35 mg/l; PAC = 30-50 mg/l, thời gian lắng, tốc độ lọc đã xử lý

nước thải HLMT đảm bảo yêu cầu xả ra nguồn nước mặt loại A theo QCVN 40:2011/BTNMT – Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải công nghiệp. Đặc

biệt, sau quá trình xử lý này, nước thải có hàm lượng chất rắn lơ lửng thấp dưới 20

mg/l. Loại nước này có thể sử dụng để làm vệ sinh, dập bụi khu vực sản xuất hoặc

các mục đích khác trong quá trình sản xuất khai thác hầm lò mỏ than,

2. Sử dụng màng lọc: Màng MF/UF/NF loại bỏ được sắt, mangan, một số kim loại

nặng và vi khuẩn trong nước thải HLMT sau khi xử lý đạt mức A của QCVN

40:2011/BTNMMT để đạt được nước đầu ra đủ tiêu chuẩn cho mục đích cấp nước

sinh hoạt theo QCVN 02:2009/BYT. Khi nghiên cứu xử lý bậc cao bằng công nghệ

lọc màng cho mục đích xử lý cao hơn (cấp nước ăn uống) thì màng MF có thể đề

xuất đặt trước màng UF/NF để chống tắc nghẽn màng và làm việc ổn định.

144

Hình 4.6. Cấu tạo hệ lọc Nanofilter-NF (ví dụ điển hình)

4.3.2.2 Đặc điểm của công nghệ

1. Công suất trạm đảm bảo xử lý được nước thải thu gom từ các hầm lò mỏ than cũng

như các loại nước thải sản xuất khác hình thành trên bề mặt khu vực;

2. Chất lượng nước thải sau các quá trình xử lý phải đảm bảo các yêu cầu xả thải cũng

như mục đích sử dụng;

3. Vị trí trạm XLNT phù hợp với địa điểm khai thác than cũng như nguồn tiếp nhận

nước thải và khu vực sinh hoạt, tắm rửa của công nhân;

4. Lượng hóa chất và điện năng tiêu thụ trong quá trình XLNT hợp lý, đảm bảo cho

chi phí vận hành bảo dưỡng không cao;

5. Các công trình và thiết bị XLNT dễ vận hành và có thể tự động hóa điều khiển hoạt

động cũng như kiểm soát hiệu quả các quá trình xử lý;

145

6. Các công trình và thiết bị XLNT có thể hoạt động ổn định khi đột biến về số lượng

cũng như dao động chất lượng nước thải thu gom;

7. Hệ thống XLNT có thể phát triển mở rộng khi có yêu cầu phát triển sản xuất; 8. Kinh phí đầu tư xây dựng cũng như các chi phí vận hành và bảo dưỡng các công

trình XLNT hợp lý;

4.3.2.3 Đề xuất khu vực áp dụng giải pháp xử lý nước thải khai thác than

Hiện nay, có 3 khu vực chế biến và sàng tuyển than ở lân cận khu vực nghiên cứu

và trong khu vực nghiên cứu có mỏ than Hà Khánh có lượng lớn nước thải ô nhiễm từ công

đoạn khai thác mỏ được xả thải vào môi trường nước. Lượng nước thải từ khai thác than

hầm lò và lộ thiên được xử lý cũng chỉ đạt 74%(2013), đây là một trong số những nguồn ô nhiễm chính khi có lượng nước mưa chảy tràn bề mặt. Do đó, việc bổ sung các trạm xử lý

nước thải ngành than nói riêng và cải tạo, nâng cấp các trạm xử lý nước thải hiện có là vấn

đề cần được quan tâm. Với đặc điểm công nghệ khai thác mỏ tại Việt Nam, vấn đề xử lý

nước rửa trôi bề mặt qua bãi thải và khai trường là yếu tố chính. Vì vậy, luận án đã đề xuất

sử dụng công nghệ xử lý nước thải công nghiệp - hầm lò mỏ than (Hệ lọc và MF/UF/NF)

để giải quyết cho vấn đề này.

Với đặc điểm hàm lượng chất rắn lơ lửng (TSS) cao thì quá trình keo tụ,công nghệ

xử lý nước thải công nghiệp – hầm lò mỏ than nói trên đã xử lý được bài toán này. Công

nghệ này phù hợp cho việc xử lý nước thải thu gom từ hầm lò mỏ than, cũng như nước thải

rửa trôi bề mặt trong khu vực mỏ, nước từ trạm rửa xe. Hơn nữa, công nghệ này có sử dụng

màng lọc để xử lý nâng cao, loại bỏ được sắt, mangan, một số kim loại nặng và vi khuẩn

trong nước thải trước khi được thải ra môi trường. Ngoài những ưu điểm kể trên, công nghệ

này còn có khả năng hoạt động ổn định trong những trường hợp lượng nước thải tăng đột

biến hoặc nồng độ các chất ô nhiễm trong nước thải tăng cao. Bên cạnh đó, với kinh phí

đầu tư và chi phí vận hành hợp lý, khả năng nâng công suất theo quy mô phát triển của khu

vực xử lý cũng là một điểm mạnh của công nghệ này.

Sau đây là khu vực đề xuất áp dụng giải pháp Xử lý nước thải ngành than

(MF/UF/NF):

146

Hình 4.7. Khu vực đề xuất áp dụng giải pháp thiết bị xử lý nước thải ngành than

147

KẾT LUẬN

1. Hiện trạng chất lượng nước biển ven bờ tại khu vực nghiên cứu

Lưu vực vịnh Cửa Lục- vịnh Hạ Long nằm ở phía Bắc thành phố Hạ Long. Vịnh

Cửa Lục nằm trong vùng đệm của Di sản thiên nhiên thế giới vịnh Hạ Long, thông với vịnh

Hạ Long ở phía nam qua eo Cửa Lục. Trong giai đoạn 2011-2018, các nguồn thải gây ô

nhiễm nước ven biển đã được khảo sát, thống kê bao gồm: nước thải sinh hoạt (dân cư và

khách du lịch), nước thải công nghiệp (khai thác than, sản xuất...), nước thải từ hoạt động

nuôi trồng thủy sản, chăn nuôi và xây dựng, khai thác cơ sở hạ tầng. Trong đó thải lượng

từ nguồn thải sinh hoạt và khai thác than là những nguồn ô nhiễm chính, cần có các biện

pháp thu gom, xử lý trước khi thải ra môi trường; nhằm hạn chế thay đổi về môi trường,

bồi lắng, làm đục nước biển ven bờ vịnh Cửa Lục- vịnh Hạ Long.

mà vịnh Cửa Lục phải tiếp nhận đã vượt tải > 100% là BOD5, NH4

+, PO4

BOD5 là 25,68 tấn /ngày (tương đương khả năng đạt tải 114,41%), NH4

(tương đương 528,65%), PO4

kỳ triều cường lớn hơn trong chu kỳ triều kém. Tổng lượng NH4

Kết quả tính toán tải lượng thải hiện trạng (2018) cho thấy 04/06 chỉ tiêu nghiên cứu 3-, Fe. Trong đó + là 1,88 tấn/ngày 3- là 1,21 tấn/ngày (tương đương 170,81%), Fe là 0,01 tấn/ngày (tương đương 241,14%). Tổng lượng chất gây ô nhiễm tích lũy trong nước biển vịnh Cửa Lục thay đổi phụ thuộc vào sự biến động giữa nước lớn và nước ròng trong chu + mùa mưa duy trì lớn hơn - (1,37 đến 1,58

so với mùa khô từ 1,33 đến 1,48 lần, cũng tương tự với các chất như NO3

lần), trong khi đó tổng lượng của Fe và BOD5 tăng ít hơn.

2. Dự báo sự thay đổi chất lượng nước biển ven bờ và sức tải môi trường vịnh Cửa

Lục (năm 2030)

Với các số liệu quy hoạch đến 2030 cho tỉnh Quảng Ninh nói chung và thành phố

Hạ long, vịnh Hạ Long nói riêng, Luận án tiến hành mô phỏng, tính toán dự báo chất lượng

vào thời điểm nước lớn của kỳ triều cường, lượng chất NH4

là 349,28 tấn và trong mùa mưa là 262,33 tấn; đối với NO3

ô nhiễm dự báo ở mức vượt tải của vịnh cửa Lục (>100%) là NH4

+, PO4

nước biển ven bờ vịnh Cửa Lục- vịnh Hạ Long. Kết quả cho thấy dự báo đến năm 2030, + tích lũy thêm trong mùa khô - là 85,43 tấn (mùa khô) và 67,90 tấn (mùa mưa); đối với Mn là 18,35 tấn (mùa khô) và 29,20 tấn (mùa mưa). Có 4 thông số 3-, Fe và Mn; các thông số khác vẫn ở trong giới hạn chịu tải. Các thông số này cần có giải pháp để xử lý

148

trước khi vào vịnh. Sự gia tăng các chỉ số này có sự đóng góp rất lớn từ sinh hoạt, du lịch

và công nghiệp.

Vào năm 2030, với mức độ tích lũy chất ô nhiễm trong nước vịnh cửa Lục tăng lên,

nên mùa mưa khả năng tiếp nhận thêm chất ô nhiễm giảm đi, trung bình chỉ còn khoảng

43-96% so với khả năng tiếp nhận hiện nay ở các thông số nghiên cứu. Đặc biệt, vịnh cửa

Lục không còn khả năng tiếp nhận amoni vào thời điểm nước ròng ở cả kỳ triều cường và

triều kém. Khả năng tiếp nhận Mn giảm, chỉ bằng 80% so với hiện trạng. Như vậy, rõ ràng

cần có những giải pháp để xử lý các nguồn thải và điều chỉnh lại khả năng tiếp nhận của

vịnh Cửa Lục- vịnh Hạ Long.

3. Đề xuất các giải pháp quản lý và cải thiện ô nhiễm môi trường nước biển ven bờ khu vực vịnh Cửa Lục- vịnh Hạ Long,

Với mục tiêu theo định hướng của quy hoạch chung về phát triển kinh tế xã hội của

UBND thành phố Hạ Long: đến 2030 sẽ thu gom và xử lý được 100% nước thải sinh hoạt

và cải tiến công nghệ khai thác, xây dựng các trạm xử lý nước thải trong ngành khai thác

than để không còn nước thải không qua xử lý được xả ra môi trường. Để đạt được mục tiêu

này, 2 nhóm giải pháp đã được đề xuất để thực hiện là nhóm giải pháp phi công trình và

giải pháp công trình:

- Đối với nhóm giải pháp phi công trình, bao gồm: tăng cường về thể chế và chính

sách; điều chỉnh các quy hoạch phát triển kinh tế-xã hội và quy hoạch bảo vệ môi trường;

hoàn thiện hệ thống quan trắc, cảnh báo môi trường; kiểm toán nguồn thải và sử dụng các

công cụ kinh tế môi trường; xã hội hóa để bảo vệ môi trường vịnh.

Các giải pháp quản lý trên sẽ giúp tăng cường sự kiểm soát, quản lý các nguồn thải

để giảm thiểu nguy cơ ô nhiễm và nâng cao năng lực theo dõi, ứng phó với các sự cố môi

trường có thể xảy ra trong khu vực vịnh.

- Đối với nhóm giải pháp công trình: trong phạm vi nghiên cứu về kỹ thuật môi

trường, các công nghệ xử lý nước thải được đề xuất tương ứng với các đối tượng phát sinh

nước thải cần xử lý; bao gồm: xử lý nước thải sinh hoạt (theo hướng kết hợp xử lý tập trung

và xử lý phân tán), xử lý nước thải hầm lò mỏ than...

Với các giải pháp kỹ thuật về xử lý nước thải tại nguồn được đề xuất ở trên, tải

lượng chất ô nhiễm được giảm thiểu khi xả thải ra khu vực nghiên cứu, từ đó cải thiện khả

năng tự làm sạch của vịnh Cửa Lục- vịnh Hạ Long.

149

KIẾN NGHỊ

1. Luận án được thực hiện đã phân tích, đánh giá năng lực môi trường và sức tải môi trường nước biển ven bờ của khu vực vịnh Cửa Lục- vịnh Hạ Long với nhóm các chỉ tiêu về chất hữu cơ, chất dinh dưỡng và kim loại nặng. Kết quả nghiên cứu cho thấy các tác nhân chính gây ô nhiễm nước biển ven bờ khu vực này là từ hoạt động sinh hoạt của dân cư và khách du lịch, từ ngành công nghiệp khai thác than và các hoạt động khác như quá trình xây dựng lấn biển, hoạt động chăn nuôi, nuôi trồng thủy sản... Kiến nghị cơ quan quản lý áp dụng các chính sách quản lý phù hợp để tăng cường hiệu quả kiểm soát các nguồn thải trong khu vực.

2. Phương pháp tiếp cận DPSIR đã được sử dụng trong luận án, kết hợp với các phương pháp nghiên cứu về kế thừa, hồi cứu (để tổng quan hiện trạng); đo đạc, khảo sát (để thực nghiệm tại khu vực nghiên cứu); mô hình hóa (để mô phỏng đối tượng nghiên cứu và vùng tác động)... đã chứng tỏ được khả năng ứng dụng cao trong việc nghiên cứu, đánh giá chất lượng nước biển ven bờ cho các vịnh kín. Kiến nghị áp dụng phương pháp luận này cho các đối tượng nghiên cứu để có thể thiết lập, đánh giá diễn biến chất lượng nước biển ven bờ cho các vịnh kín trên lãnh thổ Việt Nam.

3. Thực tế công tác quản lý môi trường tại khu vực Vịnh Cửa Lục- Vịnh Hạ long nói riêng và tại tỉnh Quảng Ninh nói chung đang được thực hiện khá tốt và có hiệu quả, tuy nhiên cần chú ý các vấn đề ô nhiễm nước thải đang ngày càng trở nên bức xúc. Các nhóm giải pháp phi công trình và công trình trên đều cần được áp dụng đồng bộ để có thể tăng cường hiệu quả khi áp dụng vào thực tế. Trong đó, nhóm giải pháp quản lý, chính sách (phi công trình) phải là nhóm giải pháp được thực hiện đầu tiên, nhằm nâng cao hiệu quả quản lý, kiểm soát; nhóm giải pháp kỹ thuật (công trình) khi áp dụng sẽ tăng cường khả năng cải thiện, giảm thiểu ô nhiễm cho các nguồn xả thải nói chung và vùng nước biển ven bờ Vịnh Cửa lục- Vịnh Hạ long nói riêng.

150

DANH MỤC CÔNG TRÌNH CỦA TÁC GIẢ

1. Nguyễn Thành Luân, Trần Đức Dũng (2014), “ Nghiên cứu mô phỏng và đánh giá

lan truyền một số kim loại nặng nguồn gốc công nghiệp gây ô nhiễm môi trường

nước Vịnh Hạ Long”, thuộc Tuyền tập Khoa học công nghệ 2009-2014. Viện Khoa

học Thủy lợi Việt Nam, trang 297-304, 11/2014;

2. Trần Đức Dũng (2015), “ Đánh giá hiện trạng lan truyền ô nhiễm kim loại nặng

nguồn gốc công nghiệp trong môi trường nước biển ven bờ Vịnh Hạ long và đề xuất

các giải pháp khắc phục”. Tạp chí Bảo hộ lao động, trang 91-94, ISSN 1859-4646;

3. Trần Đức Dũng, Trần Hiếu Nhuệ (2019), “Hiện trạng ô nhiễm và dự báo sức tải

môi trường nước biển ven bờ Vịnh Cửa Lục- Vịnh Hạ long”, Tạp chí Bộ Xây dựng,

trang 9-12, ISSN 0866-8762.

151

TÀI LIỆU THAM KHẢO

A. Tiếng Việt

1. Trần Hoàng Anh, 2018, Luận án Tiến sĩ : “Nghiên cứu công nghệ có màng lọc để

xử lý nước thải hầm lò mỏ than khu vực Quảng Ninh phục vụ cho mục đích cấp

nước sinh hoạt”, Hà nội, 2018.

2. Báo cáo môi trường quốc gia 2010, Tổng quan môi trường Việt Nam, Hà nội, 2010.

3. Báo cáo tổng hợp: Quy hoạch thủy lợi chi tiết tỉnh Quảng Ninh đến năm 2020 và

định hướng đến năm 2030, Viện Quy hoạch Thủy lợi, 2016.

4. Báo cáo Lập quy hoạch môi trường tỉnh Quảng Ninh đến năm 2020, tầm nhìn đến

năm 2030, công ty TNHH Nippon Koei, 2013.

5. Báo cáo quy hoạch môi trường Vịnh Hạ Long đến năm 2020, tầm nhìn đến năm

2030, công ty TNHH Nippon Koei, 2014.

6. Báo cáo tổng hợp kết quả quan trắc môi trường năm 2014, nhiệm vụ: “Quan trắc

môi trường tại vùng kinh tế trọng điểm phía Bắc”, Trung tâm quan trắc môi trường-

Tổng cục môi trường thuộc Bộ Tài nguyên môi trường thực hiện.

7. Báo cáo quan trắc môi trường Vịnh Hạ long hàng năm (2016), Ban quản lý Vịnh Hạ

long, Quảng Ninh, 2016.

8. Phan Thành Bắc (2012). Mô phỏng quá trình lan truyền vật chất ô nhiễm dưới tác

động của các yếu tố động lực tại vịnh Cam Ranh bằng mô hình số, Trường Đại học

Khoa học Tự nhiên, Đại học quốc gia Hà Nội, Luận văn Thạc sỹ.

9. Trương Văn Bốn, 2010: Nghiên cứu các phương pháp đánh giá diễn biến sinh thái

và môi trường vùng cửa sông bằng phương pháp mô hình toán, Trung tâm Nghiên

cứu động lực học Cửa sông Ven biển và Hải đảo.

10. Công ước Luật biển 1982. Bản dịch của Bộ ngoại giao năm 2011.

11. Trần Đức Dũng (2011). “Ứng dụng phần mềm mô phỏng MIKE 21 để mô phỏng,

đánh giá các chỉ tiêu chất lượng nước ven biển vùng Vịnh Hạ long, Quảng Ninh”,

Hội thảo quốc tế “ Khoa học công nghệ An toàn vệ sinh lao động và bảo vệ môi

152

trường trong thời kỳ đổi mới”, Tiều ban 1- Môi trường và các vấn đề phát triển bền

vững, trang 34-38, do Viện KHKT Bảo hộ lao động tổ chức, Hà nội, 2011;

12. Trần Đức Dũng (2013). Báo cáo tổng kết đề tài: “Nghiên cứu, mô phỏng và đánh

giá lan truyền một số kim loại nặng nguồn gốc công nghiệp gây ô nhiễm môi trường

nước ven biển Vịnh Hạ Long”, đề tài cấp Viện KHKT Bảo hộ lao động, Hà nội,

2013.

13. Trần Đức Dũng (2015). “ Đánh giá hiện trạng lan truyền ô nhiễm kim loại nặng

nguồn gốc công nghiệp trong môi trường nước biển ven bờ Vịnh Hạ long và đề xuất

các giải pháp khắc phục”, Tạp chí Bảo hộ lao động, trang 91-94, 1/2015;

14. Trần Đức Dũng (2016). “ Một số kết quả về đánh giá lan truyền kim loại nặng nguồn

gốc công nghiệp gây ô nhiễm môi trường nước biển ven bờ Vịnh Hạ long bằng phần

mềm MIKE 21”, Tạp chí Bảo hộ lao động, 2/2016;

15. Trần Đức Dũng, Lê Thành Trung (2018). Bằng độc quyền Giải pháp hữu ích, số

1825, “Thiết bị xử lý nước thải sinh hoạt”, ngày nộp đơn 14/03/2014, được cấp Bằng

sáng chế theo quyết định số 56936/QĐ-SHTT, ngày 13/08/2018;

16. Dương, N, Đ, (2010). Ô nhiễm dầu trên vùng biển Việt Nam và Biển Đông, Báo

cáo tổng kết Đề tài trọng điểm cấp Nhà nước, mã số KC,09,22/06-10.

17. Dự án Jica “Nghiên cứu Quy hoạch quản lý môi trường vịnh Hạ long” (1999),

Quảng Ninh.

18. Hoàng Quỳnh Điệp (2016). Luận văn Thạc sỹ: Đánh giá các nguồn nước thải công

nghiệp cố định trong khu vực vịnh cửa Lục thành phố Hạ Long, tỉnh Quảng Ninh,

Đại học Quốc gia Hà Nội.

19. Định. M, (2017). Nghiên cứu kinh nghiệm quốc tế về sử dụng bộ chỉ thị sinh học

phục vụ đánh giá ô nhiễm kim loại nặng (Pb, Hg, As, Cd) khu vực cửa sông ven

biển, Hà Nội.

20. Ngô Kim Định, Bùi Đình Hoàn (2014). Kiểm soát và quản lý ô nhiễm môi trường

biển, Nhà xuất bản giao thông vận tải.

21. ESSA, (1997). Nghiên cứu ô nhiễm môi trường vịnh Hạ Long”, ESSA – Canada.

153

22. Hạ, T., & Hòa, N. (2011). Đánh giá chất lượng nước vùng cửa sông và biển ven bờ

để định hướng giải pháp công nghệ xử lý phù hợp cho mục đích cấp nước sinh hoạt.

Tạp chí khoa học công nghệ xây dựng, 89-98.

23. Nguyễn Hữu Huân (2012), Mô hình hóa quá trình sản xuất sơ cấp của thực vật nổi

trong hệ sinh thái vực nước Bình Cang - Nha Trang (Khánh Hòa), Luận án tiến sĩ

24. Huấn, P., Sơn, N., & Toán, D. (2005). Bảo vệ môi trường (sách dịch). Nhà xuất bản

Đại học Quốc gia Hà Nội.

25. Hường, L. (2011). Hiện trạng nước biển ven bờ Việt Nam qua số liệu quan trắc môi

trường biển quốc gia, Hội nghị khoa học và công nghệ biển lần thứ V, (pp, 1-7).

26. Lê Thị Hường, Đào Thị Thủy (2009): Đánh giá năng lực tải môi trường vùng bờ

vịnh Hạ Long, Tuyển tập công trình Hội nghị cơ học thủy khí toàn quốc, năm 2009.

27. Lê Thị Vân Linh, Nghiêm Tiến Lam, Nguyễn Thành Luân (2013). Nghiên cứu tác

động của đê biển Vũng Tàu- Gò Công đến chất lượng nước vùng cửa sông Sài Gòn

- Đồng Nai, Tạp chí Khoa học kỹ thuật thủy lợi và môi trường.

28. Nguyễn Thành Luân, Trần Đức Dũng (2014). Nghiên cứu mô phỏng và đánh giá

lan truyền một số kim loại nặng nguồn gốc công nghiệp gây ô nhiễm môi trường

nước vịnh Hạ Long, In Tuyển tập Khoa học công nghệ 2009-2014, Nhà xuất bản

Khoa học và Kỹ thuật.

29. Dương Văn Mão (2018), Các khu kinh tế ven biển Việt Nam: Tăng cường đổi mới

công nghệ, giảm thiểu phát thải khí nhà kính, Tạp chí Môi trường, số 2/2018.

30. Niên giám thống kê tỉnh Quảng Ninh, năm 2016.

31. Trần Hiếu Nhuệ, Trần Đức Hạ, Đỗ Hải, Ứng Quốc Dũng, Nguyễn Văn Tín(2012).

Giáo trình Cấp thoát nước. Nhà xuất bản Khoa học Kỹ thuật.

32. Nguyễn Thị Thế Nguyên, 2014, Luận án Tiến sĩ : “Nghiên cứu phân vùng chất lượng

nước Vịnh Hạ long, tỉnh Quảng Ninh và đề xuất giải pháp quản lý và sử dụng”, Hà

nội 2014.

154

33. Nguyễn Hà Trang, 2009. Ứng dụng công nghệ GIS và mô hình SWAT đánh giá

và dự báo chất lượng nước lưu vực sông Đồng Nai, Luận văn Thạc sĩ, Trường

Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật Tp. Hồ Chí Minh.

34. Nguyễn Thanh Tuấn, 2011. Ứng dụng công nghệ GIS và mô hình SWAT đánh giá

chất lượng nước lưu vực hồ Dầu Tiếng, Khóa luận Tốt nghiệp, Trường Đại học

Nông Lâm Tp. Hồ Chí Minh.

35. Lê Văn Nam, Dương Thanh Nghị, Nguyễn Xuân Sang (2017). Đánh giá chất lượng

môi trường nước biển ven bờ phía Bắc Việt Nam, 2016, Tạp chí Khoa học công

nghệ hàng hải.

36. Nga, B., & Tho, N. (2009). Hàm lượng Zn, Cu, Pb trong trầm tích, đất và nước tại

vùng ven biển bán đảo Cà Mau. Tạp chí Khoa học - Đại học Cần Thơ, 356-364.

37. Phạm Thị Nga, Lê Văn Đức, Nguyễn Duy Duyến, Lê Việt Thành (2009). Đánh giá

ô nhiễm kim loại nặng trong trầm tích vịnh Đà Nẵng: Kiến nghị và giải pháp phòng

ngừa, Tạp chí Địa chất, số 315/11-12/2009.

38. Quy hoạch tổng thể phát triển kinh tế- xã hội thành phố Hạ Long đến năm 2020,

tầm nhìn đến 2030, The Boston Consulting Group, tháng 7/2015.

39. Quyết định số 1333/QĐ-TTg, ngày 09/10/2018 về Phê duyệt nhiệm vụ điều chỉnh

quy hoạch chung thành phố Hạ Long đến năm 2040, tâm nhìn 2050.

40. Hoàng Danh Sơn (2006). Nghiên cứu xác lập cơ sở địa lý cho việc sử dụng hợp lý

lưu vực vịnh cửa Lục thành phố Hạ Long, tỉnh Quảng Ninh, luận án tiến sĩ, Đại học

Khoa học tự nhiên.

41. Nguyễn Văn Thảo (2016). Nghiên cứu các phương pháp phân tích, đánh giá và giám

sát chất lượng nước ven bờ bằng tư liệu viễn thám độ phân giải cao và độ phân giải

trung bình, đa thời gian; Áp dụng thử nghiệm cho ảnh của vệ tinh VNREDSat-1,

Chương trình Khoa học và Công nghệ Vũ trụ.

42. Bùi Xuân Thông, Nguyễn Đình Thái (2015). Nhìn lại các chương trình điều tra

nghiên cứu biển của Việt Nam, Tạp chí Khoa học và Công nghệ Việt Nam, số

10/2015.

155

43. Đào Mạnh Tiến, Hoàng Văn Thức (2013). Điều tra, đánh giá hiện trạng và dự báo

biến động môi trường biển Côn Đảo đến năm 2010 và định hướng đến năm 2030,

Lưu trữ Tổng cục Môi trường, Hà Nội, 2013.

44. Trần Đức Thạnh, Trần Văn Minh, Cao Thị Thu Trang, Vũ Duy Vĩnh, Trần Anh Tú,

2012. Sức tải môi trường Vịnh Hạ Long – Bái Tử Long. Sức tải môi trường Vịnh

Hạ Long - Bái Tử Long. NXB. Khoa học Tự nhiên và Công nghệ, Hà Nội. ISBN:

978-604-913-063-2

45. Đào Hồng Thu (2013). Nghiên cứu chỉ số chất lượng nước biển ven bờ (CWQI) tại

các vùng biển của Việt Nam để đánh giá hiện trạng chất lượng nước biển ven bờ

hiện nay, Đại học Bách khoa Hà Nội, Hà Nội, 2013.

46. Trang, C. T., An, P. H., Thành, T., Thạnh, T. Đ., Tú, T. A., & Cường, L. Đ. (2014).

Đánh giá sức tải môi trường khu vực đầm phá Tam Giang - Cầu Hai, tỉnh Thừa

Thiên - Huế. Tạp chí Khoa học và Công nghệ biển, 82-88.

47. Trần Hữu Tuyên. (2014). Nghiên cứu ứng dụng bộ mô hình MIKE dự báo theo thời

gian thực biến đổi của chế độ thủy văn và môi trường nước phục vụ cho phát triển

bền vững kinh tế - xã hội vùng đầm phá Tam Giang - Cầu Hai. Sở KH & CN tỉnh

Thừa Thiên Huế.

48. Hoàng Thị Thanh Thủy, Từ Thị Cẩm Loan, Nguyễn Như Hà Vy (2007), Nghiên

cứu địa hóa môi trường một số kim loại nặng trong trầm tích sông rạch Tp, Hồ Chí

Minh, Tạp chí phát triển KH&CN, tập 10, số 01-2007.

49. Trung tâm quan trắc tài nguyên và môi trường tỉnh Quảng Ninh (2015), Báo cáo

hiện trạng môi trường tỉnh Quảng Ninh giai đoạn 2011-2015.

50. Hà Thế Tiến, Ô nhiễm dầu ở Vịnh Hạ Long: Nguyên nhân và giải pháp phòng ngừa,

Đề tài Xây dựng mô hình lan truyền chất ô nhiễm cho Vịnh Hạ Long- vịnh Bái Tử

Long.

51. Việt, H., Diệu, L. V., Lượng, P. V., & nnk. (1998). Kết quả khảo sát chất lượng

nước vịnh Hạ Long, tháng 6 năm 1998. Tài nguyên và Môi trường biển tập V, 110-

120.

156

52. Dimitri.Xanthoulis, Lều Thọ Bách, Trần Hiếu Nhuệ, Trần Đức Hạ và nnk(2010).

Xử lý nước thải chi phí thấp. Nhà xuất bản Xây dựng.

53. QCVN 10-MT:2015/BTNMT - Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng nước

biển;

54. QCVN 08-MT:2015/BTNMT – Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng nước

mặt;

B. Tiếng Anh

55. Ha, N. T., & K, K. (2011). Integrating satellite imagery and geostatistics of point

samples for monitoring spatio-temporal changes of total suspended solids in bay

waters: application to Tien Yen Bay (Northern Vietnam). Frontiers of Earth Science,

305-316.

56. Debris, M, (1990), Draft position statement on plastic debris in marine

environments, Editorial Page, 15(3), 16,

57. Dicks B, (1998), “The environmental impact of marine oil spills- effects, recovery

and compensation, International seminar on tanker safety, pollution prevention, spill

response and compensation , Rio de Janeiro, Brasil,

58. Irish, K, E, (1996), Scant emphasis on marine biodiversity, Conservation Biology,

10(2), 680-681,

59. Kennish, M, (1997), Practical Handbook of Estuarine and marine Pollution, Boca

Raton, USA: CRC Press,

60. Segar, D, A, (1987), Strategies for Long-Term Pollution Monitoring of the Coastal

Oceans, In New Approaches to Monitoring Aquatic Ecosystems, ASTM

International,

61. Stefatos, A, C, (1999), Marine debris on the seafloor of the Mediterranean Sea:

examples from two enclosed gulfs in Western Greece, Marine Pollution Bulletin,

38(5), 389-393,

62. Todd, P,, Ong, X,, & Chou, L, (2010), Impacts of pollution on marine life in

Southeast,

157

63. Tolba, M, K, (1992), Save our Planet, Challenges and hopes, London: Chapman

&Hall,

64. UNEP, (2006), The state of the marine environment-trends and processes, United

Nations Environment Programme and the Global Programme of Action for the

Protection of the Marine Environment from Land-based Activities (GPA) of the

United Nations Environment Programme (UNEP),

65. UNEP, (2012), United Nations Environment Programme: Annual Report 2012,

66. UNEP/GPA, (2006), The State of the Marine Environment: Trends and Processes,

67. Vemula, P,, & V,R,S, M, a, (2004), Fuzzy waste load allocation model: silmulation

- optimization approach, Journal of Computing in Civil Engineering, 120-131,

68. Verdin, J, (1985), Monitoring water quality conditions in a Large Western reservoir

with LANDSAT imagery, Photogrammetric engineering and remote sensing, 343-

353,

69. WEPA, (2012), Outlook on Water Envi- ronmental Management in Asia 2012,

70. Wilber, R, (1987), Plastic in the North Atlantic, Oceanus 30, 61-68,

71. Zimmer-Faust, A, G,-J, (2017), Effect of freshwater sediment characteristics on the

persistence of fecal indicator bacteria and genetic markers within a Southern

California watershed, Water Research, 1-11,

1 PHỤ LỤC 1- HÌNH ẢNH KHẢO SÁT ĐO ĐẠC THỰC TẾ THỦY HẢI VĂN

VÀ LẤY MẪU CHẤT LƯỢNG NƯỚC TẠI KHU VỰC NGHIÊN CỨU

1.1 Điều tra, lấy mẫu chất lượng nước

Nhà máy xi măng Thăng Long

Cảng nhà máy xi măng Thăng Long

Nhà máy xi măng Hạ Long

Băng chuyền nhà máy xi măng

Hạ Long

Nhiệt điện Quảng Ninh nhìn từ phía sông

PL- 1

1.2 Đo đạc thủy văn

Lắp đặt máy đo dòng chảy

Tàu khảo sát thủy văn

Lắp máy dòng

Vệ sinh máy

PL- 2

2 PHỤ LỤC 2- BẢN ĐỒ LẤY MẪU CHẤT LƯỢNG NƯỚC VÀ KẾT QUẢ

PHÂN TÍCH

Vị trí trạm đo chất lượng nước

Bảng PL 2.1: Dữ liệu quan trắc chất lượng nước tháng 11/2017

Nhiệt độ

DO

Độ mặn

Độ đục

Mn

Fe

BOD5

Vị trí

X

Y

(độ)

(mg/l)

(ppt)

(NTU)

(mg/l)

(ng/l)

(mg/l)

720064.0041 2324996.004

6.36

28.6

5.6

2.8

0.23

0.61

717477.0024

2323150

27.5

4.2

1.2

0.34

0.52

716658.9982 2321974.999

29.8

27.3

4.3

4.1

1.1

0.08

0.18

716260.996 2325257.001

28.2

25.2

4.2

4.1

1.6

0.092

0.2

713792.0006 2325340.004

26.5

4.1

3.8

1.4

0.033

0.218

713481.998 2323506.997

28.3

26.4

3.3

3.2

0.9

0.04

0.22

712463.9991 2323261.997

28.5

22.7

3.6

3.1

1.1

0.052

0.25

707178.0006 2324880.997

24.2

4.1

6.5

2.2

0.063

0.26

706764.0015 2322830.005

28.6

18.9

3.8

5.1

2.1

0.042

0.11

M10

708239.0016 2323164.997

25.3

3.7

4.3

1.5

0.043

0.02

M11

708881.9961 2323194.001

29.2

25.96

3.47

3.2

1.2

0.046

0.08

M12

709989.0007 2322442.004

29.3

28.6

3.74

4.6

0.9

0.05

0.065

M13

712155.0026 2322002.003

28.4

29.2

3.5

4.3

0.9

0.047

0.063

M14

715812.0015 2322970.996

28.2

27.5

3.2

3.8

0.8

0.05

0.12

M15

714444.9972 2321550.995

28.7

29.7

3.28

2.3

1.3

0.062

0.012

M16

715688.0005 2320561.996

27.1

28.7

4.3

3.8

1.5

0.08

0.036

M17

715164.9996 2319379.997

27.4

29.3

4.1

3.8

1.6

0.065

0.045

M18

713963.0029 2319691.004

27.8

30.2

4.2

3.2

1.4

0.07

0.04

M19

714846.9986

2318726

30.3

4.3

3.1

1.1

0.075

0.03

M20

714536.9961

2318726

28.2

30.2

6.82

3.8

0.6

0.05

0.06

PL- 3

Bảng PL 2.2: Dữ liệu quan trắc chất lượng nước tháng 5/2018

Nhiệt độ

DO

Độ mặn

Độ đục

Fe

Mn

BOD5

Vị trí

X

Y

(độ)

(mg/l)

(NTU)

(mg/l)

(ng/l)

(ppt)

720064.0041 2324996.004

18.68

4.53

8.3

3.5

1.1

0.52

717477.0024

2323150

20.25

4.29

6.7

1.9

2.05

1.23

716658.9982 2321974.999

20.38

3.84

9.6

2.1

0.71

0.29

716260.996 2325257.001

9.15

5.13

7.4

2.4

0.79

0.33

713792.0006 2325340.004

7.54

5.15

8.1

2.2

0.86

0.12

713481.998 2323506.997

28.5

8.16

5.16

7.2

2.1

0.87

0.14

712463.9991 2323261.997

27.8

9.19

5.17

6.8

2.6

0.99

0.19

707178.0006 2324880.997

28.8

13.18

4.78

10.5

4.4

1.03

0.23

706764.0015 2322830.005

28.9

7.64

4.86

12.5

5.1

0.43

0.15

M10

708239.0016 2323164.997

29.2

10.02

5.03

8.8

3.2

0.08

0.16

M11

708881.9961 2323194.001

29.5

12.6

5.12

6.7

2.9

0.32

0.17

M12

709989.0007 2322442.004

29.5

12.2

5.17

5.3

2.1

0.26

0.18

M13

712155.0026 2322002.003

12.8

5.15

5.5

1.9

0.25

0.17

M14

715812.0015 2322970.996

29.1

21.2

5.19

4.7

0.47

0.18

M15

714444.9972 2321550.995

29.2

21.41

5.2

3.7

1.8

0.05

0.22

M16

715688.0005 2320561.996

29.5

20.49

4.43

7.5

2.7

0.14

0.29

M17

715164.9996 2319379.997

29.1

20.56

4.56

8.2

2.8

0.18

0.24

M18

713963.0029 2319691.004

29.1

19.65

4.98

7.5

3.2

0.16

0.25

M19

714846.9986

2318726

28.8

20.68

4.62

6.6

2.4

0.12

0.27

M20

714536.9961

2318726

28.6

20.56

4.47

5.4

2.2

0.24

0.18

PL- 4

3 PHỤ LỤC 3 - KẾT QUẢ ĐO ĐẠC THỦY HẢI VĂN TẠI EO CỦA LỤC

(CẦU BÃI CHÁY)

Vị trí trạm đo thủy hải văn

Bảng PL 3.1: Kết quả đo lưu lượng đo tại cầu Bãi Cháy 2 đợt đo

Thời gian

Lưu lượng (m3/s) 987.639

6/11/2017 8:00

Lưu lượng (m3/s) -404.868

5/5/2018 8:00

5/5/2018 10:00

1677.47

6/11/2017 10:00

82.685

5/5/2018 12:00

2161.82

6/11/2017 12:00

619.099

5/5/2018 14:00

1716.78

6/11/2017 14:00

1286.25

5/5/2018 16:00

452.556

6/11/2017 16:00

2291.36

5/5/2018 18:00

-884.698

6/11/2017 18:00

2911.54

5/5/2018 20:00

-1859.41

6/11/2017 20:00

1958.38

5/5/2018 22:00

-2009.52

6/11/2017 22:00

179.831

6/5/2018 0:00

-1340.42

7/11/2017 0:00

-1544.69

6/5/2018 2:00

-472.873

7/11/2017 2:00

-2632.87

6/5/2018 4:00

-25.1998

7/11/2017 4:00

-2799.79

6/5/2018 6:00

166.217

7/11/2017 6:00

-1935.67

PL- 5

Thời gian

6/5/2018 8:00

Lưu lượng (m3/s) 453.834

7/11/2017 8:00

Lưu lượng (m3/s) -1015.04

6/5/2018 10:00

824.192

7/11/2017 10:00

-295.053

6/5/2018 12:00

1358.22

7/11/2017 12:00

398.759

6/5/2018 14:00

1501.86

7/11/2017 14:00

1157.45

6/5/2018 16:00

846.872

7/11/2017 16:00

2194.74

6/5/2018 18:00

-253.762

7/11/2017 18:00

3310.04

6/5/2018 20:00

-1139.84

7/11/2017 20:00

3001.8

6/5/2018 22:00

-1452.84

7/11/2017 22:00

1240.18

7/5/2018 0:00

-1052.31

8/11/2017 0:00

-875.374

7/5/2018 2:00

-303.466

8/11/2017 2:00

-2443.51

7/5/2018 4:00

185.681

8/11/2017 4:00

-3167.85

7/5/2018 6:00

155.208

8/11/2017 6:00

-2807.09

7/5/2018 8:00

16.4151

8/11/2017 8:00

-1663.12

7/5/2018 10:00

89.146

8/11/2017 10:00

-804.027

7/5/2018 12:00

488.395

8/11/2017 12:00

23.1375

7/5/2018 14:00

867.76

8/11/2017 14:00

850.233

7/5/2018 16:00

795.066

8/11/2017 16:00

1881.99

7/5/2018 18:00

176.434

8/11/2017 18:00

3078.31

7/5/2018 20:00

-618.966

8/11/2017 20:00

3759.71

7/5/2018 22:00

-929.66

8/11/2017 22:00

2170.71

8/5/2018 0:00

-602.759

9/11/2017 0:00

165.804

8/5/2018 2:00

79.1904

9/11/2017 2:00

-1831.29

8/5/2018 4:00

453.631

9/11/2017 4:00

-3051.29

8/5/2018 6:00

427.173

9/11/2017 6:00

-3262.71

8/5/2018 8:00

-84.7175

9/11/2017 8:00

-2356.39

8/5/2018 10:00

-420.616

9/11/2017 10:00

-1343.23

8/5/2018 12:00

-351.897

9/11/2017 12:00

-419.413

8/5/2018 14:00

68.3829

9/11/2017 14:00

499.047

8/5/2018 16:00

337.621

9/11/2017 16:00

1362.45

8/5/2018 18:00

241.223

9/11/2017 18:00

2587.98

8/5/2018 20:00

-250.55

9/11/2017 20:00

3695.9

8/5/2018 22:00

-479.205

9/11/2017 22:00

3159.04

9/5/2018 0:00

-212.75

10/11/2017 0:00

1245.13

9/5/2018 2:00

473.547

10/11/2017 2:00

-951.541

9/5/2018 4:00

971.488

10/11/2017 4:00

-2550.46

9/5/2018 6:00

885.577

10/11/2017 6:00

-3243.09

PL- 6

Thời gian

9/5/2018 8:00

Lưu lượng (m3/s) 121.94

10/11/2017 8:00

Lưu lượng (m3/s) -2959.61

9/5/2018 10:00

-689.786

10/11/2017 10:00

-1774.73

9/5/2018 12:00

-1031.24

10/11/2017 12:00

-846.952

9/5/2018 14:00

-753.767

10/11/2017 14:00

77.2629

9/5/2018 16:00

-238.643

10/11/2017 16:00

901.042

9/5/2018 18:00

30.2254

10/11/2017 18:00

1919.9

9/5/2018 20:00

-144.783

10/11/2017 20:00

2990.97

9/5/2018 22:00

-216.088

10/11/2017 22:00

3538.32

10/5/2018 0:00

108.488

11/11/2017 0:00

1987.59

10/5/2018 2:00

778.58

11/11/2017 2:00

133.494

10/5/2018 4:00

1444.43

11/11/2017 4:00

-1659.59

10/5/2018 6:00

1421.82

11/11/2017 6:00

-2851.53

10/5/2018 8:00

542.939

11/11/2017 8:00

-3031.69

PL- 7

Bảng PL 3.2: Mực nước đo tại cầu Bãi Cháy 2 đợt đo Mực nước (m)

Mực nước (m)

Thời gian

6/11/2017 8:00

-0.92

5/5/2018 8:00

0.32

6/11/2017 9:00

-0.96

5/5/2018 9:00

0.65

6/11/2017 10:00

-0.97

5/5/2018 10:00

0.98

6/11/2017 11:00

-0.95

5/5/2018 11:00

1.15

6/11/2017 12:00

-0.88

5/5/2018 12:00

1.32

6/11/2017 13:00

-0.77

5/5/2018 13:00

1.36

6/11/2017 14:00

-0.60

5/5/2018 14:00

1.32

6/11/2017 15:00

-0.39

5/5/2018 15:00

1.18

6/11/2017 16:00

-0.12

5/5/2018 16:00

0.93

6/11/2017 17:00

0.19

5/5/2018 17:00

0.63

6/11/2017 18:00

0.53

5/5/2018 18:00

0.3

6/11/2017 19:00

0.85

5/5/2018 19:00

-0.02

6/11/2017 20:00

1.12

5/5/2018 20:00

-0.32

6/11/2017 21:00

1.32

5/5/2018 21:00

-0.62

6/11/2017 22:00

1.40

5/5/2018 22:00

-0.86

6/11/2017 23:00

1.38

5/5/2018 23:00

-1.05

7/11/2017 0:00

1.25

6/5/2018 0:00

-1.18

7/11/2017 1:00

1.03

6/5/2018 1:00

-1.23

7/11/2017 2:00

0.73

6/5/2018 2:00

-1.21

7/11/2017 3:00

0.40

6/5/2018 3:00

-1.12

7/11/2017 4:00

0.05

6/5/2018 4:00

-0.98

7/11/2017 5:00

-0.28

6/5/2018 5:00

-0.78

7/11/2017 6:00

-0.58

6/5/2018 6:00

-0.53

7/11/2017 7:00

-0.82

6/5/2018 7:00

-0.24

7/11/2017 8:00

-1.00

6/5/2018 8:00

0.08

7/11/2017 9:00

-1.14

6/5/2018 9:00

0.43

7/11/2017 10:00

-1.21

6/5/2018 10:00

0.77

7/11/2017 11:00

-1.24

6/5/2018 11:00

1.06

7/11/2017 12:00

-1.20

6/5/2018 12:00

1.26

7/11/2017 13:00

-1.11

6/5/2018 13:00

1.37

7/11/2017 14:00

-0.97

6/5/2018 14:00

1.38

7/11/2017 15:00

-0.75

6/5/2018 15:00

1.29

7/11/2017 16:00

-0.48

6/5/2018 16:00

1.12

7/11/2017 17:00

-0.14

6/5/2018 17:00

0.87

7/11/2017 18:00

0.24

6/5/2018 18:00

0.57

7/11/2017 19:00

0.63

6/5/2018 19:00

0.25

7/11/2017 20:00

1.01

6/5/2018 20:00

-0.08

PL- 8

Thời gian

Mực nước (m)

Thời gian

Mực nước (m)

7/11/2017 21:00

1.32

6/5/2018 21:00

-0.41

7/11/2017 22:00

1.52

6/5/2018 22:00

-0.7

7/11/2017 23:00

1.62

6/5/2018 23:00

-0.92

8/11/2017 0:00

1.58

7/5/2018 0:00

-1.1

8/11/2017 1:00

1.43

7/5/2018 1:00

-1.19

8/11/2017 2:00

1.18

7/5/2018 2:00

-1.21

8/11/2017 3:00

0.86

7/5/2018 3:00

-1.15

8/11/2017 4:00

0.48

7/5/2018 4:00

-1.04

8/11/2017 5:00

0.10

7/5/2018 5:00

-0.88

8/11/2017 6:00

-0.27

7/5/2018 6:00

-0.66

8/11/2017 7:00

-0.61

7/5/2018 7:00

-0.4

8/11/2017 8:00

-0.89

7/5/2018 8:00

-0.11

8/11/2017 9:00

-1.12

7/5/2018 9:00

0.2

8/11/2017 10:00

-1.28

7/5/2018 10:00

0.53

8/11/2017 11:00

-1.38

7/5/2018 11:00

0.84

8/11/2017 12:00

-1.41

7/5/2018 12:00

1.07

8/11/2017 13:00

-1.38

7/5/2018 13:00

1.24

8/11/2017 14:00

-1.27

7/5/2018 14:00

1.31

8/11/2017 15:00

-1.10

7/5/2018 15:00

1.29

8/11/2017 16:00

-0.85

7/5/2018 16:00

1.19

8/11/2017 17:00

-0.53

7/5/2018 17:00

8/11/2017 18:00

-0.15

7/5/2018 18:00

0.75

8/11/2017 19:00

0.26

7/5/2018 19:00

0.45

8/11/2017 20:00

0.69

7/5/2018 20:00

0.14

8/11/2017 21:00

1.10

7/5/2018 21:00

-0.19

8/11/2017 22:00

1.42

7/5/2018 22:00

-0.49

8/11/2017 23:00

1.63

7/5/2018 23:00

-0.75

9/11/2017 0:00

1.72

8/5/2018 0:00

-0.95

9/11/2017 1:00

1.68

8/5/2018 1:00

-1.09

9/11/2017 2:00

1.52

8/5/2018 2:00

-1.14

9/11/2017 3:00

1.26

8/5/2018 3:00

-1.12

9/11/2017 4:00

0.92

8/5/2018 4:00

-1.04

9/11/2017 5:00

0.54

8/5/2018 5:00

-0.91

9/11/2017 6:00

0.13

8/5/2018 6:00

-0.73

9/11/2017 7:00

-0.26

8/5/2018 7:00

-0.51

9/11/2017 8:00

-0.61

8/5/2018 8:00

-0.26

9/11/2017 9:00

-0.92

8/5/2018 9:00

0.01

-1.16

0.3

9/11/2017 10:00

8/5/2018 10:00

PL- 9

Thời gian

Mực nước (m)

Thời gian

Mực nước (m)

9/11/2017 11:00

-1.34

8/5/2018 11:00

0.6

9/11/2017 12:00

-1.45

8/5/2018 12:00

0.85

9/11/2017 13:00

-1.49

8/5/2018 13:00

1.04

9/11/2017 14:00

-1.44

8/5/2018 14:00

1.17

9/11/2017 15:00

-1.33

8/5/2018 15:00

1.21

9/11/2017 16:00

-1.14

8/5/2018 16:00

1.17

9/11/2017 17:00

-0.88

8/5/2018 17:00

1.05

9/11/2017 18:00

-0.55

8/5/2018 18:00

0.85

9/11/2017 19:00

-0.16

8/5/2018 19:00

0.6

9/11/2017 20:00

0.27

8/5/2018 20:00

0.31

9/11/2017 21:00

0.70

8/5/2018 21:00

0.02

9/11/2017 22:00

1.11

8/5/2018 22:00

-0.29

9/11/2017 23:00

1.42

8/5/2018 23:00

-0.56

10/11/2017 0:00

1.63

9/5/2018 0:00

-0.78

10/11/2017 1:00

1.72

9/5/2018 1:00

-0.93

10/11/2017 2:00

1.67

9/5/2018 2:00

-1.02

10/11/2017 3:00

1.51

9/5/2018 3:00

-1.03

10/11/2017 4:00

1.26

9/5/2018 4:00

-0.97

10/11/2017 5:00

0.93

9/5/2018 5:00

-0.88

10/11/2017 6:00

0.54

9/5/2018 6:00

-0.74

10/11/2017 7:00

0.15

9/5/2018 7:00

-0.57

10/11/2017 8:00

-0.24

9/5/2018 8:00

-0.36

10/11/2017 9:00

-0.59

9/5/2018 9:00

-0.14

10/11/2017 10:00

-0.90

9/5/2018 10:00

0.1

10/11/2017 11:00

-1.14

9/5/2018 11:00

0.35

10/11/2017 12:00

-1.31

9/5/2018 12:00

0.59

10/11/2017 13:00

-1.42

9/5/2018 13:00

0.8

10/11/2017 14:00

-1.44

9/5/2018 14:00

0.96

10/11/2017 15:00

-1.39

9/5/2018 15:00

1.05

10/11/2017 16:00

-1.28

9/5/2018 16:00

1.06

10/11/2017 17:00

-1.09

9/5/2018 17:00

10/11/2017 18:00

-0.84

9/5/2018 18:00

0.87

10/11/2017 19:00

-0.52

9/5/2018 19:00

0.68

10/11/2017 20:00

-0.15

9/5/2018 20:00

0.44

10/11/2017 21:00

0.25

9/5/2018 21:00

0.18

10/11/2017 22:00

0.66

9/5/2018 22:00

-0.09

10/11/2017 23:00

1.03

9/5/2018 23:00

-0.35

11/11/2017 0:00

1.33

10/5/2018 0:00

-0.57

PL- 10

Thời gian

Mực nước (m)

Thời gian

Mực nước (m)

11/11/2017 1:00

1.52

10/5/2018 1:00

-0.74

11/11/2017 2:00

1.61

10/5/2018 2:00

-0.84

11/11/2017 3:00

1.56

10/5/2018 3:00

-0.87

11/11/2017 4:00

1.41

10/5/2018 4:00

-0.84

11/11/2017 5:00

1.18

10/5/2018 5:00

-0.78

11/11/2017 6:00

0.86

10/5/2018 6:00

-0.68

11/11/2017 7:00

0.50

10/5/2018 7:00

-0.55

11/11/2017 8:00

0.13

10/5/2018 8:00

-0.39

Bảng PL 3.3: Vận tốc thực đo trạm giữa vịnh Cửa Lục

Thời gian

Vận tốc (m/s)

Thời gian

Vận tốc (m/s)

6/11/2017 8:00

0.08

5/5/2018 8:00

0.2

6/11/2017 9:00

0.05

5/5/2018 9:00

0.18

6/11/2017 10:00

0.02

5/5/2018 10:00

0.15

6/11/2017 11:00

5/5/2018 11:00

0.11

6/11/2017 12:00

0.04

5/5/2018 12:00

0.06

6/11/2017 13:00

0.08

5/5/2018 13:00

0.02

6/11/2017 14:00

0.11

5/5/2018 14:00

0.03

6/11/2017 15:00

0.14

5/5/2018 15:00

0.09

6/11/2017 16:00

0.16

5/5/2018 16:00

0.13

6/11/2017 17:00

0.18

5/5/2018 17:00

0.15

6/11/2017 18:00

0.17

5/5/2018 18:00

0.17

6/11/2017 19:00

0.16

5/5/2018 19:00

0.17

6/11/2017 20:00

0.12

5/5/2018 20:00

0.16

6/11/2017 21:00

0.09

5/5/2018 21:00

0.12

6/11/2017 22:00

0.05

5/5/2018 22:00

0.09

6/11/2017 23:00

0.02

5/5/2018 23:00

0.07

7/11/2017 0:00

0.03

6/5/2018 0:00

0.04

7/11/2017 1:00

0.07

6/5/2018 1:00

0.01

7/11/2017 2:00

0.12

6/5/2018 2:00

0.03

7/11/2017 3:00

0.16

6/5/2018 3:00

0.06

7/11/2017 4:00

0.19

6/5/2018 4:00

0.09

7/11/2017 5:00

0.21

6/5/2018 5:00

0.11

7/11/2017 6:00

0.21

6/5/2018 6:00

0.14

7/11/2017 7:00

0.19

6/5/2018 7:00

0.17

7/11/2017 8:00

0.16

6/5/2018 8:00

0.19

7/11/2017 9:00

0.13

6/5/2018 9:00

0.2

PL- 11

Thời gian

Vận tốc (m/s)

Thời gian

Vận tốc (m/s)

7/11/2017 10:00

0.08

6/5/2018 10:00

0.17

7/11/2017 11:00

0.04

6/5/2018 11:00

0.13

7/11/2017 12:00

6/5/2018 12:00

0.09

7/11/2017 13:00

0.06

6/5/2018 13:00

0.05

7/11/2017 14:00

0.12

6/5/2018 14:00

0.01

7/11/2017 15:00

0.15

6/5/2018 15:00

0.04

7/11/2017 16:00

0.18

6/5/2018 16:00

0.1

7/11/2017 17:00

0.21

6/5/2018 17:00

0.13

7/11/2017 18:00

0.21

6/5/2018 18:00

0.16

7/11/2017 19:00

0.2

6/5/2018 19:00

0.17

7/11/2017 20:00

0.18

6/5/2018 20:00

0.17

7/11/2017 21:00

0.13

6/5/2018 21:00

0.15

7/11/2017 22:00

0.09

6/5/2018 22:00

0.11

7/11/2017 23:00

0.06

6/5/2018 23:00

0.08

8/11/2017 0:00

0.02

7/5/2018 0:00

0.06

8/11/2017 1:00

0.03

7/5/2018 1:00

0.03

8/11/2017 2:00

0.07

7/5/2018 2:00

0.02

8/11/2017 3:00

0.13

7/5/2018 3:00

0.05

8/11/2017 4:00

0.17

7/5/2018 4:00

0.08

8/11/2017 5:00

0.2

7/5/2018 5:00

0.1

8/11/2017 6:00

0.23

7/5/2018 6:00

0.12

8/11/2017 7:00

0.24

7/5/2018 7:00

0.15

8/11/2017 8:00

0.22

7/5/2018 8:00

0.17

8/11/2017 9:00

0.2

7/5/2018 9:00

0.19

8/11/2017 10:00

0.17

7/5/2018 10:00

0.18

8/11/2017 11:00

0.11

7/5/2018 11:00

0.15

8/11/2017 12:00

0.05

7/5/2018 12:00

0.11

8/11/2017 13:00

0.01

7/5/2018 13:00

0.08

8/11/2017 14:00

0.07

7/5/2018 14:00

0.03

8/11/2017 15:00

0.14

7/5/2018 15:00

0.02

8/11/2017 16:00

0.18

7/5/2018 16:00

0.06

8/11/2017 17:00

0.21

7/5/2018 17:00

0.1

8/11/2017 18:00

0.23

7/5/2018 18:00

0.14

8/11/2017 19:00

0.23

7/5/2018 19:00

0.16

8/11/2017 20:00

0.22

7/5/2018 20:00

0.17

8/11/2017 21:00

0.19

7/5/2018 21:00

0.16

8/11/2017 22:00

0.13

7/5/2018 22:00

0.13

PL- 12

Thời gian

Vận tốc (m/s)

Thời gian

Vận tốc (m/s)

8/11/2017 23:00

7/5/2018 23:00

0.09

0.1

9/11/2017 0:00

0.06

8/5/2018 0:00

0.07

9/11/2017 1:00

0.02

8/5/2018 1:00

0.04

9/11/2017 2:00

0.03

8/5/2018 2:00

0.01

9/11/2017 3:00

0.08

8/5/2018 3:00

0.03

9/11/2017 4:00

0.13

8/5/2018 4:00

0.06

9/11/2017 5:00

0.17

8/5/2018 5:00

0.08

9/11/2017 6:00

0.21

8/5/2018 6:00

0.1

9/11/2017 7:00

0.24

8/5/2018 7:00

0.12

9/11/2017 8:00

0.25

8/5/2018 8:00

0.15

9/11/2017 9:00

0.24

8/5/2018 9:00

0.16

9/11/2017 10:00

0.22

8/5/2018 10:00

0.17

9/11/2017 11:00

0.19

8/5/2018 11:00

0.15

9/11/2017 12:00

0.12

8/5/2018 12:00

0.12

9/11/2017 13:00

0.06

8/5/2018 13:00

0.09

9/11/2017 14:00

0.01

8/5/2018 14:00

0.05

9/11/2017 15:00

0.08

8/5/2018 15:00

0.02

9/11/2017 16:00

0.15

8/5/2018 16:00

0.05

9/11/2017 17:00

0.19

8/5/2018 17:00

0.08

9/11/2017 18:00

0.23

8/5/2018 18:00

0.11

9/11/2017 19:00

0.24

8/5/2018 19:00

0.14

9/11/2017 20:00

0.23

8/5/2018 20:00

0.15

9/11/2017 21:00

0.22

8/5/2018 21:00

0.16

9/11/2017 22:00

0.18

8/5/2018 22:00

0.14

9/11/2017 23:00

0.13

8/5/2018 23:00

0.11

10/11/2017 0:00

0.09

9/5/2018 0:00

0.08

10/11/2017 1:00

0.06

9/5/2018 1:00

0.05

10/11/2017 2:00

0.02

9/5/2018 2:00

0.03

10/11/2017 3:00

0.04

9/5/2018 3:00

0.01

10/11/2017 4:00

0.08

9/5/2018 4:00

0.04

10/11/2017 5:00

0.13

9/5/2018 5:00

0.06

10/11/2017 6:00

0.16

9/5/2018 6:00

0.08

10/11/2017 7:00

0.2

9/5/2018 7:00

0.09

10/11/2017 8:00

0.23

9/5/2018 8:00

0.12

10/11/2017 9:00

0.25

9/5/2018 9:00

0.13

10/11/2017 10:00

0.24

9/5/2018 10:00

0.14

10/11/2017 11:00

0.21

9/5/2018 11:00

0.14

PL- 13

Thời gian

Vận tốc (m/s)

Thời gian

Vận tốc (m/s)

10/11/2017 12:00

0.18

9/5/2018 12:00

0.12

10/11/2017 13:00

0.11

9/5/2018 13:00

0.1

10/11/2017 14:00

0.05

9/5/2018 14:00

0.07

10/11/2017 15:00

0.02

9/5/2018 15:00

0.03

10/11/2017 16:00

0.08

9/5/2018 16:00

0.02

10/11/2017 17:00

0.15

9/5/2018 17:00

0.06

10/11/2017 18:00

0.18

9/5/2018 18:00

0.09

10/11/2017 19:00

0.21

9/5/2018 19:00

0.12

10/11/2017 20:00

0.22

9/5/2018 20:00

0.13

10/11/2017 21:00

0.22

9/5/2018 21:00

0.14

10/11/2017 22:00

0.21

9/5/2018 22:00

0.14

10/11/2017 23:00

0.17

9/5/2018 23:00

0.12

11/11/2017 0:00

0.12

10/5/2018 0:00

0.08

11/11/2017 1:00

0.09

10/5/2018 1:00

0.06

11/11/2017 2:00

0.05

10/5/2018 2:00

0.03

11/11/2017 3:00

0.02

10/5/2018 3:00

0.01

11/11/2017 4:00

0.03

10/5/2018 4:00

0.02

11/11/2017 5:00

0.08

10/5/2018 5:00

0.05

11/11/2017 6:00

0.13

10/5/2018 6:00

0.06

11/11/2017 7:00

0.15

10/5/2018 7:00

0.08

11/11/2017 8:00

0.19

10/5/2018 8:00

0.09

PL- 14

PHỤ LỤC 4- ỨNG DỤNG MÔ HÌNH SWAT ĐỂ TÍNH TOÁN

LƯU VỰC VỊNH CỬA LỤC

1 THIẾT LẬP MÔ HÌNH 1.1 Cách tiếp cận để thiết lập mô hình

Hình P L4. 5. Sơ đồ cách tiếp cận để thiết lập mô hình

Quá

trình

thực hiện của nghiên cứu gồm những bước chính sau: Thu thập dữ liệu về DEM, bản đồ sử dụng đất, thổ nhưỡng, dữ liệu thời tiết, LLDC và CLN thực đo.

Dữ liệu về địa hình (DEM), mạng lưới sông suối, vị trí các trạm thủy văn được

sử dụng trong bước phân chia ranh giới lưu vực

PL- 15

Bản đồ sử dụng đất, bản đồ thổ nhưỡng, độ dốc được nhập vào mô hình. SWAT sẽ tiến hành kết nối các dữ liệu và chồng ghép, phân chia các tiểu lưu vực thành các HRUs. Dữ liệu quan trắc khí tượng được đưa vào để chạy mô phỏng quá trình hình thành dòng chảy và các tác động của dòng chảy đến các thành phần tự nhiên trong lưu vực (CLN, quá trình vận chuyển chất dinh dưỡng,…).

1.2 Cơ sở dữ liệu đầu vào

Dữ liệu đầu vào của SWAT được sắp xếp theo từng cấp độ chi tiết: lưu vực, tiểu lưu vực hay đơn vị thủy văn. Những đối tượng đơn lẻ như: hồ, nguồn điểm có dữ liệu đặc trưng của đối tượng đó, và cũng nằm trong của lưu vực. Dữ liệu đầu vào được sử dụng để mô hình các quá trình diễn ra trong lưu vực. Dữ liệu ở mức độ tiểu lưu vực là những số liệu giống nhau trên tất cả HRUs trong tiểu lưu vực đó nếu dữ liệu thuộc một quá trình được mô hình trong HRU. Tương tự với dữ liệu ở cấp HRUs a. Các số liệu không gian bao gồm: - Bản đồ địa hình lưu vực đựơc thể hiện dưới dạng mô hình số độ cao (DEM).

Dữ liệu địa hình của vịnh Cửa Lục là nguồn dữ liệu ASTER có độ phân giải 30m, được cung cấp bởi Cục Khảo sát Địa chất Hoa Kỳ(USGS). Trước khi đưa vào mô hình SWAT để mô phỏng mạng lưới dòng chảy của lưu vực

Hình PL 4.6. Bản đồ địa hình vịnh Cửa Lục (độ cao)

PL- 16

- Bản đồ mạng lưới sông suối lưu vực: được mô phỏng trực tiếp từ nền bản đồ mô hình số độ cao DEM. - Bản đồ đất lưu vực: Các thông số thổ nhưỡng cần thiết cho quá trình mô phỏng thủy văn trong SWAT được lấy từ bản đồ đất toàn cầu của FAO (1995) để làm đầu vào cho mô phỏng trong vịnh Cửa Lục với độ phân giải không gian 1km.

Bảng PL4. 1: Các thông số thổ nhưỡng để mô phỏng thủy văn trên vịnh Cửa Lục

PL- 17

- Bản đồ sử dụng đất của năm 2017 trong lưu vực.

Bản đồ thảm phủ năm 2017 tham khảo từ Google Earth Engine xây dựng từ ảnh Landsat 8 của vịnh Cửa Lục với 5 loại hình thảm phủ khác nhau, được phân loại lại theo bảng mã sử dụng đất trong SWAT với độ phân giải 30m.

Hình PL 4. 7. Bản đồ loại hình thảm phủ vịnh Cửa Lục

Bảng PL 4. 2: Các loại hình sử dụng đất trên vịnh Cửa Lục

Tên thảm phủ Đô thị Nước mặt Nông nghiệp Khác Rừng

Mã trong SWAT URBN WATR AGRR OTHR FRST

Diện tích (ha) 2.874 3.917 31.474 1.738 59.997

PL- 18

Các số liệu không gian được xử lý bằng mô hình số độ cao (DEM). Bản đồ địa hình được đưa vào mô hình dưới dạng Grid là DEM còn bản đồ sử dụng đất và loại đất được đưa vào mô hình dưới dạng Grid hoặc Shape. b. Các số liệu thuộc tính bao gồm: - Vị trí địa lý các trạm thuỷ văn trong và ngoài lưu vực được dùng để tính toán trong mô hình SWAT.

Số liệu khí tượng cần thiết để chạy mô hình SWAT, bao gồm nhiệt độ không khí trung bình (tối cao, tối thấp), lượng mưa trung bình ngày. Do số liệu khí tượng ở các trạm lân cận khác trong lưu vực không đầy đủ, việc tính toán cho mô hình SWAT sẽ chạy theo chuỗi số liệu mưa, nhiệt độ bình quân ngày sẽ được dùng trong tính toán.

Dữ liệu thời tiết bao gồm các thành phần: toạ độ trạm đo, số liệu lượng mưa, nhiệt độ không khí, độ ẩm không khí tương đối, năng lượng bức xạ mặt trời, tốc độ gió. Trong đó, ba thành phần số liệu về vị trí địa lý bắt buộc phải cung cấp thông tin cho SWAT: trạm đo, lượng mưa, nhiệt độ. Các số liệu về độ ẩm không khí, năng lượng bức xạ mặt trời, tốc độ gió… có thể tùy chọn có hoặc không phụ thuộc vào điều kiện số liệu. Dữ liệu thời tiết được biên soạn thành các định dạng thích hợp để chạy mô hình SWAT, bao gồm tập tin Trạm khí tượng (*.txt), tập tin Thời tiết (*.wgn), tập tin Lượng mưa (*.pcp), tập tin Nhiệt độ (*.tmp).

Dữ liệu thời tiết được tham khảo từ nguồn dữ liệu mưa vệ tinh CHIRPS, đây là nguồn dữ liệu mưa vệ tinh có độ phân giải theo không gian cao, bước thời gian theo ngày và được kiểm định ở những nghiên cứu trước đây. (Wim Bastiaanssen, Le An Ngo, Christopher R. Hain, Martha Anderson and Gabriel Senay Gijs Simons, "Integrating Global Satellite-Derived Data Products as a Pre-Analysis for Hydrological Modelling Studies: A Case Study for the Red River Basin," 2016.)

Bảng PL 4. 3: Thông tin về các tập tin dữ liệu thời tiết

PL- 19

Hình PL 4. 8. Sơ đồ cấu trúc dữ liệu thời tiết

1.3 Thiết lập mô hình a) Thiết lập lưu vực:

Định nghĩa lưu vực được chia thành năm bước: thiết lập bản đồ mô hình số độ cao DEM, định nghĩa sông (Stream Definition), định nghĩa cửa đổ nước vào/ra của tiểu lưu vực (Outlet and Inlet Definition), lựa chọn cửa đổ nước ra của lưu vực (Watershed Outlets selection and Definition), tính toán các thông số của tiểu lưu vực (Calculation os Subbasin Parameters).

PL- 20

Hình PL 4. 9. Bản đồ phân định lưu vực vịnh Cửa Lục

Trong báo cáo, có 5 điểm cửa ra được xác định để xây dựng lưu vực vịnh Cửa Lục, định nghĩa sông báo cáo đặt ngưỡng 100 Ha. Sau khi định nghĩa lưu vực vịnh Cửa Lục có 5 tiểu lưu vực.

b) Thiết lập HRUs

Một tiểu lưu vực có thể được chia nhỏ thành những đơn vị thủy văn, các cell trong mỗi đơn vị thủy văn sẽ tương đồng về thuộc tính sử dụng đất, đất và quản lý. SWAT giả định rằng không có sự tác động lẫn nhau giữa các đơn vị thủy văn trong tiểu lưu vực. Các quá trình rửa trôi, bồi lắng, di chuyển dinh dưỡng sẽ được tính toán độc lập trên mỗi đơn vị thủy văn, trên cơ sở đó sẽ cộng lại trên toàn bộ tiểu lưu vực. Lợi ích khi dùng đơn vị thủy văn là làm tăng độ chính xác dự báo của các quá trình. Thông thường mỗi tiểu lưu vực có từ 1 - 10 đơn vị thủy văn.

PL- 21

Hình PL 4. 10. Bản đồ đơn vị thủy văn lưu vực vịnh Cửa Lục

Quá trình tính toán được thể hiện trong dữ liệu phần mềm trên bộ ArcSWAT

version 2012 tích hợp trên Arcgis 10.1.

Kết quả tính toán cho thấy lưu lượng sông Diễn Vọng luôn lớn hơn so với sông Trới và sông Man. Vào mùa mưa lưu lượng dòng chảy sông Diễn Vọng dao động trong khoảng 100-250 m3/s, sông Trới 40-70 m3/s, sông Man 30-60 m3/s. Mùa khô dòng chảy các sông đều nhỏ: sông Diễn Vọng dao động trong khoảng 5-25 m3/s, sông Trới và sông Man nhiều ngày trong tháng dòng chảy hầu như không có hoặc rất nhỏ dao động trong khoảng 0,3- 5 m3/s.

PL- 22

Hình PL 4. 11. Kết quả tính toán lưu lượng trên 3 nhánh sông chính đổ vào vịnh Cửa lục

Kết quả tính toán của mô hình SWAT sẽ cung cấp các kết quả đầu vào cho mô hình MIKE 21 sử dụng để tính toán các thông số: lưu lượng, độ cao mực nước, tổng lượng chất ô nhiễm từ các lưu vực đầu nguồn đổ vào Vịnh Cửa lục.

PL- 23

PL- 24

PHỤ LỤC 5- CÁC BẢNG TÍNH TOÁN TẢI LƯỢNG NGUỒN THẢI

1 ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG TẢI LƯỢNG CÁC NGUỒN GÂY Ô NHIỄM MÔI

TRƯỜNG NƯỚC VỊNH CỬA LỤC (2018)

Kết quả đánh giá tải lượng chất gây ô nhiễm được tính toán cho các nguồn thải trong chương 3 thuộc Luận án này như sau: Tải lượng chất gây ô nhiễm phát sinh từ các nguồn xả thải 1.1 1.1.1 Nguồn ô nhiễm từ sinh hoạt của dân cư và khách du lịch

a. Nguồn thải từ dân cư

(2-1)

dc = Pdc x qi x10-3

Trong đó:

+ Qi

dc: Tải lượng thải từ dân cư (tấn/năm);

+ Pdc: Dân số các thành phố, huyện (người), Theo số liệu thống kê năm 2018 dân số của thành phố Hạ Long là 240.800 người và huyện Hoành Bồ là 52.600 người;

+ qi : Đơn vị tải lượng thải sinh hoạt của chất i (kg/người/năm)- theo Bảng 2.2- chương 2.

Bảng PL5. 1: Tính toán tải lượng ô nhiễm phát sinh từ sinh hoạt của người dân trong khu vực năm 2018 (tấn/năm)

Số lượng dân cư tại khu vực nghiên cứu –

Tiểu khu vực phát sinh nước thải sinh hoạt

Chất ô nhiễm

Qi

Pdc(người)

dc (tấn/ năm)

TT

Hạ Long

Hoành Bồ

Hạ Long

Hoành Bồ

Đơn vị tải lượng thải sinh hoạt- qi (kg/người/ năm)

240.800

52.600

13.244,0

2.893,00

COD

240.800

52.600

6.020,0

1.315,00

BOD5

240.800

52.600

963,2

210,40

N-T

240.800

52.600

1.1

264,9

57,86

P-T

240.800

52.600

0.04

9,6

2,10

NO3

- + NO2 *

+

240.800

52.600

2.2

529,8

115,72

NH4

3-

240.800

52.600

0.594

143,0

31,24

PO4

PL- 25

240.800

52.600

7.224,0

1.578,00

TSS

b. Nguồn thải từ hoạt động du lịch:

Tải lượng thải từ khách du lịch được ước tính dựa trên tổng số ngày lưu trú mỗi

năm của khách và đơn vị tải lượng thải sinh hoạt.

(2-2)

dl = Pdl x n/365 x qi x10-3

Trong đó: + Qi

dl: Tải lượng thải từ khách du lịch (tấn/năm);

+ Pdl: Số lượng khách du lịch đến các thành phố, huyện (người) Theo báo cáo của UBND TP Hạ Long, năm 2017, tổng khách du lịch đến Hạ Long đạt 6,93 triệu khách, thời gian khách lưu trú trung bình 02 ngày/ năm; + n: Tổng số ngày lưu trú của khách trong năm (ngày/năm); + qi : Đơn vị tải lượng thải sinh hoạt của chất i (kg/người/năm)- theo Bảng 2.2.

Bảng PL5. 2: Tính toán tải lượng ô nhiễm phát sinh từ khách du lịch trong khu vực năm 2018 (tấn/năm)

TT

Lượng thải phát sinh từ du lịch

Chất ô nhiễm

Đơn vị tải lượng thải sinh hoạt-

Số lượng khách du lịch đến khu vực nghiên cứu

Thời gian lưu trú tại khu vực nghiên cứu

Tỷ lệ thu gom được nước thải từ khách du lịch

Qi

dl

n (ngày)

qi (kg/người/ năm)

(tấn/ năm)

(%)

Pdl (người)

13,42

6.930.000

COD

280,3

13,42

6.930.000

127,4

BOD5

13,42

6.930.000

N-T

20,4

13,42

6.930.000

1,1

P-T

5,6

6.930.000

0,04

0,2

13,42

- + NO3 NO2 *

+

13,42

6.930.000

2.2

11,2

NH4

3-

13,42

6.930.000

0,594

3,0

PO4

13,42

6.930.000

TSS

152,9

PL- 26

1.1.2 Nguồn thải công nghiệp

Nguồn thải công nghiệp được tính trong Luận án bao gồm các ngành: khai thác

than, công nghiệp thực phẩm (chế biến thủy sản, sản xuất bia, nước ngọt và dầu ăn...).

Tải lượng thải các ngành công nghiệp nói chung được tính theo công thức:

(2-4)

Qij: Tải lượng thải của chất i từ cơ sở công nghiệp j (tấn/năm)

Vj: Thể tích nước thải hàng năm từ cơ sở công nghiệp (m3/năm)

Cij: Hàm lượng của chất i trong nước thải của cơ sở công nghiệp (mg/l)

n: Số cơ sở công nghiệp có trong khu vực.

a. Nguồn thải từ khai thác than:

Theo ước tính lượng nước thải bình quân[44]:

+ Mỏ hầm lò: 3-10m3/tấn than khai thác.

+ Mỏ lộ thiên: 2m3/ tấn than khai thác.

+ Tuyển than: 0,5m3/tấn than sạch.

Lượng nước thải ước tính từ hoạt động khai thác than từ TP Hạ Long là mỗi năm

là 31,2 triệu m3 và khu vực Hoành Bồ là khoảng 3 triệu m3[44].

Hàm lượng chất ô nhiễm trong 1 m3 nước thải mỏ và nước thải sàng tuyển, được

thể hiện trong bảng 3.4- chương 3.

Bảng PL5. 3: Tính toán tải lượng chất gây ô nhiễm phát sinh từ hoạt động ngành than khu vực vịnh cửa Lục- vịnh Hạ Long (tấn/năm)

Lưu lượng nước thải (triệu m3)

Tải lượng chất ô nhiễm ngành than

TT

Hàm lượng chất ô nhiễm trong 1m3 (mg/l)

Chất ô nhiễm

Tổng tải lượng

NT mỏ

NT sàng NT mỏ NT sàng

NT mỏ

NT sàng

COD

31,2

3,0

2.867,3

158,4

3.025,7

91,9

52,8

31,2

3,0

212,2

40,2

252,4

BOD5

6,8

13,4

31,2

3,0

N-T

201,9

28,9

9,64

230,8

6,47

PL- 27

31,2

3,0

P-T

15,6

4,2

19,8

1,39

0,5

31,2

3,0

25,9

28,9

54,8

NH4

0,28

0,83

31,2

3,0

4,5

1,4868

4,5

0,0008

5,9605

31,2

3,0

17,9

31,2

3,0

315,3

4.505,5

TSS

9.837,4

13.516,5

23.353,9

b. Nguồn thải từ công nghiệp thực phẩm:

Theo niên giám thống kê.tỉnh Quảng Ninh 2016 [30], khối lượng sản phẩm của

các ngành sản xuất bia, bột mỳ, dầu ăn thuộc công nghiệp thực phẩm.

Thể tích nước thải trên 1 đơn vị sản phẩm ngành sản xuất bia, bột mỳ, dầu ăn

được tính theo bảng 2.3- chương 2. Bảng PL5. 4: Tính toán tải lượng chất gây ô nhiễm phát sinh từ ngành công nghiệp thực phẩm khu vực vịnh cửa Lục- vịnh Hạ Long (tấn/năm)

Nồng độ các chất trong 1 m3 nước thải các ngành công nghiệp

Tải lượng các chất ô nhiễm trong các ngành công nghiệp

Tổng

Chất ô nhiễm

TT

Bột mì

Dầu ăn

Bột mì

Dầu ăn

Sản xuất bia

150

1.950

1.500

74,8

5.662,5

2.723,2

COD

8.460,5

1.355

825

43,4

3.114,4

1.892,3

5.050,0

BOD5

43,5

42,5

21,7

160,4

27,9

N-T

210,1

3,65

34,65

56,91

1,8

130,8

79,5

P-T

212,1

0,435

0,425

0,2

1,6

0,3

2,1

- + -

NO3 NO2

+

16,53

10,2

7,6

8,2

38,5

10,6

57,4

NH4

3-

1,825

17,325

28,455

0,9

65,4

39,7

106,0

PO4

V thải

11 m3/1 đơn vị sp

25 m3/1 đơn vị sp

10,5 m3/1 đơn vị sp

498.817 m3

3.775.000 m3

1.396.500 m3

PL- 28

Bảng PL5. 5: Tính toán tải lượng chất gây ô nhiễm phát sinh từ hoạt động công nghiệp khu vực vịnh cửa Lục- vịnh Hạ Long

Tải lượng từ công nghiệp

TT

Chất ô nhiễm

Tổng tải lượng (tấn/năm)

Khai thác than (tấn/năm)

Chế biến thực phẩm (tấn/năm)

3.025,7

COD

8.460,5

11.486,2

252,4

5.050,0

5.302,4

BOD5

230,8

N-T

210,1

440,9

19,8

P-T

212,1

231,9

2,1

NO3

- + NO2 *

54,8

57,4

112,2

NH4

106,0

PO4

4,5

17,9

TSS

23.353,9

1.1.3 Nguồn thải từ chăn nuôi và nuôi trồng thuỷ sản

a. Nguồn thải từ chăn nuôi

Tải lượng thải do chăn nuôi được tính dựa trên tổng đàn gia súc hàng năm của các

huyện, thành phố và tải lượng thải đơn vị tính trên đầu gia súc.

Số liệu tổng đầu gia súc hàng năm được lấy theo Niên giám thống kê tỉnh Quảng Ninh năm 2016 [30], tải lượng thải đơn vị tính trên đầu gia súc được tính theo bảng 2.4- chương 2.

Bảng PL5. 6: Tính toán tải lượng chất gây ô nhiễm phát sinh do chăn nuôi trong khu vực Hạ Long (tấn/năm)

Nồng độ các chất trong 1 đơn vị (kg/con/năm)

Tải lượng ô nhiễm phát sinh trong khu vực Hạ Long (tấn/năm)

T T

Chất ô nhiễm

Gia cầm Trâu, bò

Lợn

Gia cầm Trâu, bò

Lợn

Tổng

PL- 29

COD

2,730

233,600

73,000

160,797

116,800 1.029,300

1.306,90

BOD5

0,780

193,450

47,450

45,942

96,725

669,045

811,71

N-T

0,500

105,850

14,600

29,450

52,925

205,860

288,24

P-T

0,500

18,250

9,130

29,450

9,125

128,733

167,31

-

0,156

1,058

0,146

9,189

0,529

2,059

11,78

NO3 +NO2

+

NH4

0,005

25,404

3,504

0,295

12,702

49,406

62,40

3-

PO4

0,120

8,176

4,110

7,068

4,088

57,951

69,11

TSS

0,047

1.095,000

255,500

2,768

547,500 3.602,550

4.152,82

Số lượng

58.900 con

500 con

14.100 con

Bảng PL5. 7: Tính toán tải lượng chất gây ô nhiễm phát sinh do chăn nuôi trong khu vực Hoàng Bồ (tấn/năm)

Tải lượng ô nhiễm phát sinh trong khu vực Hoành Bồ (tấn/năm)

T T

Chất ô nhiễm

Nồng độ các chất trong 1 đơn vị (kg/con/năm) Trâu, bò

Lợn

Gia cầm

Gia cầm Trâu, bò

Lợn

747,747

2.102,400 1.533,000

COD

Tổng 4.383,15

2,730

233,600

73,000

213,642

1.741,050

996,450

2.951,14

BOD5

0,780

193,450

47,450

136,950

952,650

306,600

N-T

1.396,20

0,500

105,850

14,600

136,950

164,250

191,730

P-T

492,93

0,500

18,250

9,130

-

0,156

1,058

0,146

42,728

9,527

3,066

55,32

NO3 +NO2

+

1,370

228,636

73,584

303,59

NH4

0,005

25,404

3,504

3-

32,868

73,584

86,310

192,76

PO4

0,120

8,176

4,110

12,873

9855,000 5.365,500 15.233,37

TSS

0,047

1.095,000

255,500

Số lượng

273.900 con

9.000 con

21.000 con

b. Nguồn thải từ nuôi trồng thủy sản

PL- 30

Tải lượng thải do nuôi trồng thủy sản được tính dựa trên hệ số phát thải đơn vị và

sản lượng nuôi thuỷ sản hàng năm của khu vực.

Số liệu sản lượng nuôi thuỷ sản hàng năm của khu vực được lấy theo Niên giám thống kê tỉnh Quảng Ninh năm 2016 [30], hệ số phát thải đơn vị được tính theo bảng 2.5- chương 2.

Bảng PL5. 8: Tính toán tải lượng chất gây ô nhiễm phát sinh do nuôi trồng thủy sản trong khu vực Hạ Long (tấn/năm)

TT Chất ô nhiễm Nồng độ các chất

Tổng

trong 1 đơn vị tôm sú (kg/tấn/năm)

Tải lượng ô nhiễm phát sinh trong khu vực Hạ Long (tấn/năm)

COD

28,400

1,700

8,100

BOD5

0,500

N-T

5,200

0,300

P-T

4,700

0,300

0,050

0,003

NO3

- +NO2

1,250

0,070

NH4

2,120

0,100

PO4

59.859 kg

Khối lượng sản phẩm/năm

Bảng PL5. 9: Tính toán tải lượng chất gây ô nhiễm phát sinh do nuôi trồng thủy sản trong khu vực Hoành Bồ (tấn/năm)

TT

Chất ô nhiễm

Tổng

Nồng độ các chất trong 1 đơn vị tôm sú (kg/tấn/năm)

Tải lượng ô nhiễm phát sinh trong khu vực Hoành Bồ (tấn/năm)

28,400

11,700

COD

8,100

3,300

BOD5

5,200

2,100

N-T

PL- 31

4,700

1,900

P-T

0,050

0,020

NO3

- +NO2

1,250

0,500

NH4

2,120

0,900

PO4

332.280kg

Khối lượng sản phẩm/năm

1.1.4 Nguồn thải từ tàu thuyền

Lưu lượng nước thải của các tàu du lịch đổ vào khu vực nghiên cứu hàng năm là

0,002 m3/tàu/ngày * 154 tàu * 365 ngày = 112,420 m3

- Nước thải từ tàu: 0,002 m3/tàu/ngày, không kể đến lượng nước thải sinh hoạt của

khách du lịch và dân cư đã được tính ở mục 1.1.1;

- Số lượng tàu thuyền trong khu vực nghiên cứu: 154 tàu đủ điều kiện lưu trú.

Bảng PL5 .10: Tính toán tải lượng chất gây ô nhiễm phát sinh từ hoạt động của tàu thuyền phục vụ du lịch trong khu vực vịnh Hạ Long (tấn/năm)

TT

Chất ô nhiễm

Tải lượng

Lưu lượng nước thải (m3)

Giá trị nồng độ (kg/m3)

112,420

0.8

COD

88,28

112,420

0.3

37,4

BOD5

112,420

0.1

N-T

5,98

112,420

0.0

P-T

1,65

112,420

0.4

TSS

44,88

1.2 Tải lượng ô nhiễm đưa vào Vịnh Cửa Lục năm 2018

Ước tính tổng tải lượng ô nhiễm đưa vào vịnh từ các nguồn khác nhau có thể sử

dụng công thức sau:

(2-5)

á sinh

(1 −

)

∑

= ∑

PL- 32

Trong đó:

∑Qij- Tổng tải lượng của chất i vào vịnh từ các nguồn j (4 nguồn) ( tấn/năm)

∑Qij phát sinh - Tổng tải lượng ô nhiễm i phát sinh từ các nguồn j ( tấn/năm)

Rij- Tỷ lệ rửa trôi tương ứng với i và j, số liệu tính toán lấy theo JICA, 1999

Hij- Hiệu suất xử lý tương ứng với i và j, số liệu tính toán lấy theo UNEP 1984.

Bảng PL5. 11: Tính toán tải lượng chất gây ô nhiễm nguồn gốc từ sinh hoạt đưa vào khu vực nghiên cứu năm 2018 (tấn/năm)

Các hệ số tỷ lệ

Chất ô nhiễm

Tải lượng tại nguồn phát sinh ô nhiễm

Hiệu suất xử

Tỷ lệ rửa trôi (

lý (

Tải lượng nguồn ô nhiễm sinh hoạt đưa vào vịnh

)

(

4.596,8

á sinh) 16.417,3

0,7

COD

0,2

7.462,4

298,5

BOD5

0,9

1.194,0

537,3

N-T

328,3

229,8

P-T

0,9

11,9

5,4

- *

NO3

- + NO2

0,9

656,7

295,5

NH4

177,3

124,1

PO4

8.954,9

447,7

TSS

Bảng PL5. 12: Tính toán tải lượng chất gây ô nhiễm nguồn gốc từ công nghiệp đưa vào khu vực nghiên cứu năm 2018 (tấn/năm)

Các hệ số tỷ lệ

Chất ô nhiễm

Tải lượng tại nguồn phát sinh ô nhiễm

Hiệu suất xử

Tỷ lệ rửa trôi (

lý (

Tải lượng nguồn ô nhiễm công nghiệp đưa vào vịnh

)

(

á sinh)

PL- 33

COD

11.486,2

0,9

1.550,6

5.302,4

0,7

185,6

BOD5

N-T

440,9

0,9

198,4

P-T

231,9

173,9

- *

2,1

0,9

1,6

NO3

- + NO2

112,2

0,9

85,8

NH4

106,0

79,5

PO4

4,5

0,9

4,0

17,9

0,9

16,1

TSS

0,9

23.353,9

21.018,5

Bảng PL5. 13: Tính toán tải lượng chất gây ô nhiễm nguồn gốc từ chăn nuôi đưa vào khu vực nghiên cứu năm 2018 (tấn/năm)

TT

Tỷ lệ rửa trôi

Chất ô nhiễm

Tải lượng tại nguồn phát sinh ô nhiễm

(

Tải lượng nguồn ô nhiễm chăn nuôi đưa vào vịnh

)

(

á sinh)

COD

5.690,0

0,5

2.845,0

0,2

3.762,9

752,6

BOD5

N-T

0,8

1.684,4

1.347,5

P-T

0,9

660,2

594,2

- *

0,8

67,1

53,7

NO3

- + NO2

0,8

366,0

292,8

NH4

0,9

261,9

235,7

PO4

TSS

0,5

19.386,2

9.693,1

PL- 34

Bảng PL5. 14: Tính toán tải lượng chất gây ô nhiễm nguồn trực tiếp trên vịnh đưa vào khu vực nghiên cứu năm 2018 (tấn/năm)

TT

Chất ô nhiễm

Tải lượng tại nguồn phát sinh ô nhiễm từ nuôi trồng thủy sản

Tải lượng tại nguồn phát sinh ô nhiễm từ tàu thuyền

Tổng tải lượng nguồn ô nhiễm trực tiếp trên vịnh

COD

13,4

88,28

382,0

3,8

37,4

168,6

BOD5

N-T

2,4

5,98

28,8

P-T

2,2

1,65

9,5

- *

0,023

44,88

45,1

NO3

- + NO2

0,57

11,8

NH4

4,0

PO4

TSS

44,88

197,8

2 DỰ BÁO TẢI LƯỢNG CÁC NGUỒN GÂY Ô NHIỄM MÔI TRƯỜNG NƯỚC

VỊNH CỬA LỤC (2030) Dựa trên các số liệu từ quy hoạch phát triển kinh tế- xã hội chung của tỉnh, của khu vực nghiên cứu, quy hoạch phát triển các ngành và quy hoạch phát triển kinh tế- xã hội thành phố, huyện, thị liên quan, tính toán tải lượng các chất gây ô nhiễm phát sinh theo các giai đoạn 2018 và 2030 theo các phương pháp tương ứng đã được trình bày ở trên.

2.1 Dự báo tải lượng chất gây ô nhiễm phát sinh từ các nguồn xả thải 2.1.1 Dự báo tải lượng chất gây ô nhiễm phát sinh từ dân cư và khách du lịch

a. Nguồn thải từ dân cư

Đến năm 2030, theo quy hoạch thì dân số dự kiến tại thành phố Hạ Long là

570.000 người và tại huyện Hoành Bồ là 78.000 người[39].

Với sự phát triển của kinh tế- xã hội, chế độ dinh dưỡng sẽ được cải thiện theo xu hướng tăng dần hàm lượng chất dinh dưỡng, với giả định là nồng độ các chất trong nước thải sẽ tăng thêm 1%/1 năm, từ năm 2018 tính đến năm 2030; hàm lượng các chất nồng độ các chất trong 1 m3 nước thải sinh hoạt sẽ tăng thêm 13%.

Bảng PL5. 15: Tính toán tải lượng ô nhiễm phát sinh từ sinh hoạt của người dân

trong khu vực năm 2030 (tấn/năm.)

PL- 35

Tiểu khu vực phát sinh nước thải sinh hoạt -Qi

dc

Số lượng dân cư tại khu vực nghiên cứu năm 2030 - Pdc

T

Chất ô nhiễm

(tấn/ năm)

TT

(người)

Đơn vị tải lượng thải sinh hoạt- qi (kg/người /năm)

Hạ Long

Hoành Bồ

Hạ Long

Hoành Bồ

570.000

78.000

COD

62,2

35.640,0

4.290,0

570.000

78.000

BOD5

28,3

16.200,0

1.950,0

570.000

78.000

N-T

4,5

2.592,0

312,0

570.000

78.000

P-T

1,2

712,8

85,8

570.000

78.000

NO3

- + NO2 *

3,1

0,001

25,9

+

570.000

78.000

NH4

2,5

1.425,6

171,6

3-

570.000

78.000

PO4

0,7

384,9

46,3

570.000

78.000

TSS

33,9

19.440,0

2.340,0

b. Nguồn thải từ hoạt động du lịch:

Theo quy hoạch dự kiến, sô ngày lưu trú cảu khách du lịch tại khu vực nghiên cứu

tăng lên 06 ngày/năm, tỷ lệ thu gom nước thải tăng lên khoảng 15,13%.[38] [39]

Bảng PL5. 16: Tính toán tải lượng ô nhiễm phát sinh từ khách du lịch trong khu vực năm 2030 (tấn/năm)

Lượng thải phát sinh từ du lịch

TT

Đơn vị tải lượng thải sinh hoạt-

Chất ô nhiễm

Số lượng khách du lịch đến khu vực nghiên cứu

Thời gian lưu trú tại khu vực nghiên cứu

Qi

dl

n (ngày)

qi (kg/người/ năm)

Tỷ lệ thu gom được nước thải từ khách du lịch (%)

(tấn/ năm)

Pdl (người)

7.600.000

15,13

COD

62,2

1.176,4

7.600.000

15,13

BOD5

28,3

534,7

7.600.000

15,13

N-T

4,5

85,6

PL- 36

7.600.000

15,13

P-T

1,2

23,5

7.600.000

15,13

0,9

- + NO3 NO2 *

0,001

+

7.600.000

15,13

NH4

2,5

47,1

3-

7.600.000

15,13

PO4

0,7

12,7

7.600.000

15,13

TSS

33,9

641,7

2.1.2 Dự báo tải lượng chất gây ô nhiễm phát sinh từ công nghiệp

a. Dự báo tải lượng từ ngành khai thác than: Theo quy hoạch phát triển ngành than và quy hoạch chung phát triển tỉnh Quảng Ninh, dự kiến lượng nước thải khai thác than vào 2030 tại khu vực thành phố Hạ Long và huyện Hoành Bồ vào khoảng 59,85 triệu m3[38] [39] Bảng PL5. 17: Tính toán tải lượng chất gây ô nhiễm phát sinh từ hoạt động ngành than khu vực vịnh cửa Lục- vịnh Hạ Long năm 2030 (tấn/năm)

Hàm lượng chất ô nhiễm trong 1m3 (mg/l)

Lưu lượng nước thải (triệu m3)

Tải lượng chất ô nhiễm ngành than

TT

Chất ô nhiễm

Tổng tải lượng

NT mỏ

NT sàng NT mỏ NT sàng

NT mỏ

NT sàng

COD

54,6

5,25

5.017,7

277,2

5.294,9

91,9

52,8

54,6

5,25

BOD5

371,3

70,4

441,6

6,8

13,4

N-T

9,64

54,6

5,25

353,3

50,6

403,9

6,47

P-T

1,39

54,6

5,25

27,3

7,3

34,6

0,5

0,28

54,6

5,25

NH4

45,3

50,6

95,9

0,83

1,4868

54,6

5,25

7,8

0,0008

5,9605

54,6

5,25

31,3

TSS

315,3

4.505,5

54,6

5,25

17.215,4

23.654,3

40.869,6

b. Dự báo tải lượng từ ngành công nghiệp thực phẩm:

PL- 37

Bảng PL5. 18: Tính toán tải lượng chất gây ô nhiễm phát sinh từ ngành công nghiệp thực phẩm khu vực vịnh cửa Lục- vịnh Hạ Long năm 2030 (tấn/năm)

Nồng độ các chất trong 1 m3 nước thải các ngành công nghiệp

Tải lượng các chất ô nhiễm trong các ngành công nghiệp

Tổng

Chất ô nhiễm

TT

Bột mì

Dầu ăn

Bột mì

Dầu ăn

Sản xuất bia

150

1.500

1.950

COD

285,1

21.574,1

10.375,3

32.234,5

825

1.355

BOD5

165,3

11.865,8

7.209,5

19.240,6

43,5

42,5

N-T

82,7

611,3

106,4

800,4

3,65

34,65

56,91

P-T

498,4

302,8

808,1

6,9

0,435

0,425

0,2

- + -

6,1

1,1

8,0

0,8

NO3 NO2

+

16,53

10,2

7,6

NH4

31,4

146,7

40,4

218,6

3-

1,825

17,325

28,455

PO4

3,5

249,2

151,4

404,0

V thải

11 m3/1 đơn vị sp

25 m3/1 đơn vị sp

10,5 m3/1 đơn vị sp

1.900.492 m3

14.382.750 m3

5.320.665 m3

2.1.3 Dự báo tải lượng chất gây ô nhiễm phát sinh từ chăn nuôi

Với tốc độ tăng trưởng trung bình 4,2%/năm, đến năm 2030 đàn gia súc, gia cầm

trong khu vực sẽ tăng hơn 1,6 lần so với hiện nay (2018).

Bảng PL5. 19: Tính toán tải lượng chất gây ô nhiễm phát sinh do chăn nuôi trong khu vực Hạ Long năm 2030 (tấn/năm)

TT

Chất ô nhiễm

Nồng độ các chất trong 1 đơn vị (kg/con/năm)

Tải lượng ô nhiễm phát sinh trong khu vực Hạ Long (tấn/năm)

Gia cầm Trâu, bò

Lợn

Gia cầm Trâu, bò

Lợn

Tổng

PL- 38

COD

2,730

233,600

73,000

257,28

186,88

1.646,88

2.092,33

BOD5

0,780

193,450

47,450

73,51

154,76

1.070,47

1.299,54

N-T

0,500

105,850

14,600

47,12

84,68

329,38

461,46

P-T

0,500

18,250

9,130

47,12

14,60

205,97

267,86

-

0,156

1,058

0,146

14,70

0,85

3,29

NO3 +NO2

18,85

+

NH4

0,005

25,404

3,504

0,47

20,32

79,05

99,91

3-

PO4

0,120

8,176

4,110

11,31

6,54

92,72

110,64

TSS

0,047

1.095,000

255,500

4,43

876,00

5.764,08

6.648,63

Số lượng

94.240 con

800 con

22.560 con

Bảng PL5. 20: Tính toán tải lượng chất gây ô nhiễm phát sinh do chăn nuôi trong khu vực Hoàng Bồ năm 2030 (tấn/năm)

Tải lượng ô nhiễm phát sinh trong khu vực Hoành Bồ (tấn/năm)

T T

Chất ô nhiễm

Nồng độ các chất trong 1 đơn vị (kg/con/năm) Trâu, bò

Lợn

Gia cầm

Gia cầm Trâu, bò 3.363,84 1.196,40

Lợn 2.452,80

COD

Tổng 7.017,38

2,730

233,600

73,000

341,83

2.785,68

1.594,32

BOD5

4.724,76

0,780

193,450

47,450

219,12

1.524,24

490,56

N-T

2.235,31

0,500

105,850

14,600

219,12

262,80

306,77

P-T

789.18

0,500

18,250

9,130

-

0,156

1,058

0,146

68,37

15,24

4,91

88,57

NO3 +NO2

PL- 39

+

2,19

365,82

117,73

NH4

486,04

0,005

25,404

3,504

3-

52,59

117,73

138,10

PO4

308,61

0,120

8,176

4,110

20,60

15.768,00

8.584,80

TSS

24.388,51

0,047

1.095,000

255,500

Số lượng

438.240 con

14.400 con

33.600 con

2.1.4 Dự báo tải lượng chất gây ô nhiễm phát sinh từ nuôi trồng thủy sản

Theo quy hoạch, tải lượng chất gây ô nhiễm phát sinh từ nuôi thuỷ sản trong khu

vực đến năm 2030 cũng tăng cao so với hiện nay (2018).

Bảng PL5. 21: Tính toán tải lượng chất gây ô nhiễm phát sinh do nuôi trồng thủy sản trong khu vực Hạ Long năm 2030 (tấn/năm)

TT Chất ô nhiễm Nồng độ các chất

Tổng

trong 1 đơn vị tôm sú (kg/tấn/năm)

Tải lượng ô nhiễm phát sinh trong khu vực Hạ Long (tấn/năm)

28,400

COD

31,940

8,100

BOD5

9,110

N-T

5,200

5,850

P-T

4,700

5,290

0,050

NO3

- +NO2

0,060

1,250

NH4

1,410

2,120

PO4

2,380

1.124.648 kg

Khối lượng sản phẩm/năm

Bảng PL5. 22: Tính toán tải lượng chất gây ô nhiễm phát sinh do nuôi trồng thủy sản trong khu vực Hoành Bồ năm 2030 (tấn/năm)

TT

Chất ô nhiễm

Tổng

Nồng độ các chất trong 1 đơn vị tôm sú (kg/tấn/năm)

Tải lượng ô nhiễm phát sinh trong khu vực Hoành Bồ (tấn/năm)

PL- 40

28,400

COD

24,500

8,100

BOD5

7,000

5,200

N-T

4,500

4,700

P-T

4,100

0,050

NO3

- +NO2

-

1,250

NH4

1,100

2,120

PO4

1,800

862.676 kg

Khối lượng sản phẩm/năm

2.2 Tải lượng ô nhiễm đưa vào Vịnh Cửa Lục dự báo năm 2030

Tương tự như phương pháp tính tại mục 1.2, tải lượng chất ô nhiễm đưa vào vịnh

Cửa Lục năm 2030 được dự báo như sau: Bảng PL5. 23: Tính toán tải lượng chất gây ô nhiễm nguồn gốc từ sinh hoạt đưa vào khu vực nghiên cứu năm 2030 (tấn/năm)