Tổng quan nghiên cứu

Việt Nam sở hữu đường bờ biển dài trên 3.260 km trải dài qua 28 tỉnh, thành phố trực thuộc trung ương, đóng vai trò huyết mạch trong chiến lược phát triển kinh tế biển. Thành phố Hải Phòng là trung tâm kinh tế biển trọng điểm phía Bắc với hơn 125 km bờ biển. Trong đó, quận Đồ Sơn giữ vị trí chiến lược đặc biệt với diện tích tự nhiên 4.237,29 ha cùng dân số 51.417 người (mật độ 1.213 người/km² theo số liệu năm 2014). Địa phương này hội tụ tiềm năng to lớn về du lịch nghỉ dưỡng đón khoảng 1 triệu lượt khách mỗi năm, đồng thời là ngư trường truyền thống với sản lượng khai thác thủy sản đạt giá trị từ 10,7 tỷ đồng tăng lên 38 tỷ đồng/năm.

Tuy nhiên, sự phát triển nóng của hệ thống hạ tầng hàng hải gồm 37 doanh nghiệp khai thác cảng, tổng chiều dài cầu cảng hơn 10.500 m và 12 bến xăng dầu chuyên dụng đã đặt vùng biển ven bờ Đồ Sơn trước sức ép môi trường nghiêm trọng. Áp lực ô nhiễm không chỉ bắt nguồn từ hoạt động giao thông thủy dày đặc mà còn từ nguồn thải lục địa theo hệ thống sông Thái Bình mang theo tải lượng hữu cơ lên tới khoảng 21.000 đến 22.000 tấn COD/năm đổ ra biển Hải Phòng.

Đề tài tập trung đánh giá hiện trạng chất lượng nước biển ven bờ Đồ Sơn thông qua các chỉ thị môi trường cốt lõi, xác định nguồn gốc gây suy thoái thủy vực từ đất liền và trên biển. Phạm vi nghiên cứu được xác lập trong vùng nước cách bờ 200 m quanh bán đảo Đồ Sơn, kết hợp chuỗi dữ liệu thứ cấp giai đoạn 2009 - 2015 và khảo sát thực địa từ tháng 5/2015 đến tháng 5/2016. Kết quả nghiên cứu mang ý nghĩa thực tiễn sâu sắc, cung cấp cơ sở khoa học nhằm kiểm soát hàm lượng dầu duy trì dưới ngưỡng 0,5 mg/l theo quy chuẩn quốc gia, giảm thiểu độ đục và bảo tồn hệ sinh thái ven bờ phục vụ mục tiêu tăng trưởng xanh.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu vận dụng lý thuyết Quản lý tổng hợp vùng bờ kết hợp với lý thuyết Lan truyền chất ô nhiễm trong môi trường thủy vực ven bờ. Mô hình tiếp cận hệ thống giúp phân tích đa chiều sự tương tác giữa các nguồn thải lục địa, hoạt động hàng hải và động lực thủy triều tại khu vực cửa sông ven biển. Các khái niệm khoa học then chốt được chuẩn hóa bao gồm: Nhu cầu oxy hóa học (COD) phản ánh mức độ ô nhiễm chất hữu cơ; Tổng chất rắn lơ lửng (TSS) đại diện cho độ đục và tải lượng bùn cát; N-NH4+ biểu thị nguy cơ phú dưỡng hóa; Hydrocacbon dầu mỏ đại diện cho độc chất từ giao thông thủy; và Sức tải môi trường sinh thái biển phản ánh khả năng tự làm sạch tự nhiên của thủy vực.

Đặc điểm hải văn khu vực nghiên cứu chịu sự chi phối của chế độ nhật triều thuần nhất tại trạm Hòn Dấu với biên độ dao động từ 2 m đến 4 m, mực nước lớn nhất quan trắc được đạt 421 cm. Mô hình động lực học ven bờ giải thích cơ chế dòng triều kết hợp với 16 sông chính trên địa bàn thành phố chuyển tải lượng lớn phù sa từ lưu vực sông Thái Bình (lưu lượng chất thải rắn ven biển toàn cầu lên tới 50 triệu tấn/năm), hình thành vùng lắng đọng trầm tích giàu hữu cơ và tạo nên đặc tính đục hóa đặc thù tại vùng biển Đồ Sơn.

Phương pháp nghiên cứu

Dữ liệu thứ cấp được thu thập đồng bộ từ Chương trình quan trắc môi trường biển quốc gia giai đoạn 2009 - 2015, dữ liệu khí tượng thủy văn trạm Hòn Dấu giai đoạn 1960 - 2014, cùng các báo cáo chuyên ngành của Sở Tài nguyên và Môi trường Hải Phòng và Cảng vụ Hàng hải Hải Phòng.

Dữ liệu sơ cấp được xây dựng qua chiến dịch lấy mẫu thực địa vào ngày 12/5/2015. Cỡ mẫu nghiên cứu gồm 15 mẫu nước biển tầng mặt, phân bố tại 5 khu vực trọng điểm quanh bán đảo Đồ Sơn với mật độ 3 mẫu lặp cho mỗi phân vùng nhằm triệt tiêu sai số ngẫu nhiên. Phương pháp chọn mẫu có chủ đích được áp dụng nghiêm ngặt theo tiêu chuẩn quốc gia TCVN 5998:1995 (tương đương ISO 5667-9:1992) tại cự ly cách bờ 200 m, bao quát các điểm nhạy cảm như bãi tắm du lịch, khu neo đậu tàu thuyền bến cá Ngọc Hải, các cống xả thải sinh hoạt và khu vực tiếp giáp luồng hàng hải.

Quy trình bảo quản và lưu giữ mẫu tuân thủ nghiêm ngặt TCVN 6663-3:2008. Các chỉ tiêu lý hóa được phân tích bao gồm nhiệt độ, độ mặn, pH đo nhanh tại hiện trường; các chỉ tiêu trong phòng thí nghiệm gồm DO, COD, N-NH4+, TSS, Coliform, dầu khoáng và các kim loại nặng độc hại (Fe, Zn, As, Cd, Cr(VI), Cu, Hg, Pb). Phương pháp phân tích phòng thí nghiệm được lựa chọn vì tính chính xác cao, cho phép so sánh định lượng trực tiếp với Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng nước biển ven bờ (QCVN 10-MT:2015/BTNMT áp dụng cho vùng bãi tắm và bảo vệ thủy sinh). Quá trình khảo sát và xử lý dữ liệu hoàn thành trọn vẹn trong khung thời gian tháng 5/2015 đến tháng 5/2016.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

Thứ nhất, hàm lượng dầu khoáng trong nước biển ven bờ Đồ Sơn ghi nhận tình trạng ô nhiễm thường xuyên và có xu hướng gia tăng phức tạp. Giá trị nồng độ dầu dao động từ 0,3 mg/l đến 1,1 mg/l với mức trung bình 0,6 mg/l, vượt ngưỡng giới hạn cho phép 0,5 mg/l theo QCVN 10-MT:2015/BTNMT. Đáng báo động hơn, hệ số tích tụ ô nhiễm dầu trong trầm tích đáy vùng bờ đã tăng vọt từ 0,7 vào năm 2009 lên 2,4 vào năm 2014, tương đương mức tăng hơn 242%.

Thứ hai, hàm lượng tổng chất rắn lơ lửng (TSS) duy trì ở mức rất cao, liên tục vượt ngưỡng 50 mg/l tại hầu hết các điểm đo quanh bán đảo. Tình trạng đục hóa diễn ra nghiêm trọng nhất tại khu II Đồ Sơn do tác động tổng hợp từ bồi tích cửa sông và việc quai đê lấn biển xây dựng các khu nghỉ dưỡng.

Thứ ba, môi trường nước biển ghi nhận dấu hiệu quá tải hữu cơ và ô nhiễm vi sinh cục bộ tại các vị trí tiếp nhận nước thải sinh hoạt. Nồng độ N-NH4+ tại các vùng tiếp giáp cống Nam Đông và cống C1 vượt quy chuẩn bảo tồn thủy sinh vật, trong khi thành phố Hải Phòng phải tiếp nhận lượng tải thải sinh hoạt lên tới khoảng 21.000 tấn COD/năm và hơn 848 nghìn tấn TSS/năm từ đất liền.

Thứ tư, nguy cơ sự cố môi trường từ vận tải biển là hiện hữu và nghiêm trọng. Thống kê từ Cảng vụ Hàng hải cho thấy giai đoạn 2010 - 2014 đã xảy ra 23 vụ tai nạn hàng hải, đâm va sà lan và tàu chở dầu tại khu vực luồng Bạch Đằng, Hòn Dấu và kênh Đình Vũ, làm rò rỉ hàng chục đến hàng trăm tấn dầu (điển hình như vụ sà lan HP 1176 làm tràn 5 đến 6 tấn dầu FO và vụ vỡ đường ống Công ty Hóa chất Sofl tràn 300 tấn hóa chất gốc dầu năm 2014).

Thảo luận kết quả

Nguyên nhân cốt lõi dẫn đến tình trạng suy thoái chất lượng nước biển Đồ Sơn xuất phát từ sự tương tác phức tạp giữa điều kiện tự nhiên và áp lực phát triển kinh tế vùng bờ. Về mặt địa lý, Đồ Sơn nằm tại vùng hạ lưu tiếp giáp ba cửa sông lớn là Bạch Đằng, Lạch Tray và Văn Úc, tiếp nhận khối lượng trầm tích mịn khổng lồ từ sông Thái Bình. Về nguồn nhân tạo, vùng nước tiếp nhận áp lực từ 42 bến cảng, 4 khu chuyển tải với hàng chục nghìn lượt tàu thuyền hoạt động mỗi năm. Hầu hết các phương tiện thủy nội địa và tàu cá công suất 90 - 300 CV đều thiếu thiết bị phân ly dầu nước, dẫn đến tình trạng xả trực tiếp nước la canh lẫn dầu mỡ ra biển.

So sánh với các nghiên cứu tại vịnh Cửa Lục (Quảng Ninh) hay bến cá Lạch Bạng (Thanh Hóa), mức độ ô nhiễm dầu tại Đồ Sơn phản ánh đúng quy luật phân tán hydrocacbon tại các trung tâm logistics cảng biển phía Bắc. Váng dầu trên bề mặt làm giảm nghiêm trọng quá trình khuếch tán oxy vào tầng nước, làm nồng độ DO giảm mạnh xuống khoảng 3,3 - 10,9 mg/l vào mùa khô và gây tổn thương hệ sinh vật phù du (thực tế các vụ tràn dầu từng làm giảm mật độ động thực vật nổi từ 20 đến 30 lần).

Dữ liệu quan trắc nhiều năm được trực quan hóa tối ưu thông qua biểu đồ cột thể hiện diễn biến nồng độ dầu và chất rắn lơ lửng giai đoạn 2009 - 2015, kết hợp bảng ma trận không gian đối chiếu 15 thông số hóa lý tại 5 trạm đo với các cột giới hạn của QCVN 10-MT:2015/BTNMT, làm nổi bật các điểm nóng ô nhiễm cần ưu tiên xử lý.

Đề xuất và khuyến nghị

Xây dựng và nâng cấp hệ thống thu gom, xử lý nước thải tập trung: Ủy ban nhân dân quận Đồ Sơn phối hợp cùng Sở Tài nguyên và Môi trường Hải Phòng tiến hành kiểm soát 100% các điểm xả thải ven biển; hoàn thành nâng cấp trạm xử lý nước thải tập trung tại Khu công nghiệp Đồ Sơn đạt công suất trên 1.200 m³/ngày, đồng thời bắt buộc các khách sạn, nhà hàng du lịch đầu tư hệ thống xử lý nước thải sơ bộ đạt chuẩn trước năm 2020.

Tăng cường năng lực kiểm soát ô nhiễm dầu và ứng phó sự cố tràn dầu: Cảng vụ Hàng hải Hải Phòng chủ trì phối hợp với các doanh nghiệp cảng triển khai lắp đặt hệ thống phao quây dầu tự phồng 24/24 tại 12 bến cảng chuyên dụng xăng dầu và khu vực chuyển tải vịnh Lan Hạ; thực hiện kiểm tra định kỳ 100% tàu thuyền ra vào luồng sông Cấm và Bạch Đằng, đặt mục tiêu giảm 30% hàm lượng dầu trung bình trong nước biển xuống dưới ngưỡng 0,5 mg/l giai đoạn 2017 - 2022.

Thiết lập công trình kỹ thuật chỉnh trị dòng chảy và giảm sa bồi: Ban Quản lý các dự án Hàng hải và Sở Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn xây dựng hệ thống công trình phòng chống sa bồi luồng Nam Triệu, kết hợp trồng rừng ngập mặn chắn sóng tại đê biển phường Bàng La nhằm giữ bùn cát, hướng đến mục tiêu giảm 25% hàm lượng TSS lơ lửng tại các bãi tắm ven bờ đến năm 2020.

Đẩy mạnh thanh tra, cưỡng chế xử phạt và truyền thông cộng đồng: Thanh tra liên ngành thành phố tăng cường thanh tra đột xuất các cống xả trọng điểm như cống Nam Đông, kênh An Kim Hải (nơi có 58 điểm xả thải); xử phạt nghiêm khắc 100% hành vi đổ trộm cặn dầu và rác thải sinh hoạt; tổ chức chiến dịch giáo dục môi trường cho hơn 51.000 người dân địa phương và 1 triệu lượt khách du lịch hàng năm nhằm xây dựng nếp sống văn minh du lịch biển.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

Cơ quan quản lý nhà nước và nhà hoạch định chính sách: Sở Tài nguyên và Môi trường, Chi cục Biển và Hải đảo, cùng Ủy ban nhân dân quận Đồ Sơn sử dụng tài liệu làm căn cứ khoa học để xây dựng Kế hoạch quản lý tổng hợp vùng bờ, thiết lập bản đồ nhạy cảm môi trường và điều chỉnh quy hoạch không gian biển thành phố Hải Phòng.

Doanh nghiệp khai thác cảng biển và vận tải thủy: Các đơn vị quản lý cầu cảng, trạm trung chuyển xăng dầu và doanh nghiệp vận tải hàng hải áp dụng số liệu đánh giá rủi ro để hoàn thiện Phương án ứng phó sự cố tràn dầu, lắp đặt thiết bị tách dầu nước la canh và xây dựng quy trình tiếp nhận chất thải tàu biển theo công ước quốc tế MARPOL 73/78.

Doanh nghiệp du lịch và các hộ nuôi trồng thủy sản: Các hiệp hội kinh doanh dịch vụ du lịch Đồ Sơn và các hợp tác xã thủy sản tại Bàng La, Ngọc Hải tham khảo tài liệu để nắm bắt quy luật biến động độ đục TSS, mùa vụ ô nhiễm dầu nhằm chủ động lịch thả giống, thiết kế công trình bảo vệ bãi tắm và nâng cao chất lượng dịch vụ du lịch nghỉ dưỡng.

Cộng đồng nghiên cứu, giảng viên và sinh viên: Học viên cao học, giảng viên chuyên ngành Khoa học Môi trường, Quản lý Tài nguyên Môi trường, Kỹ thuật Môi trường và Hải dương học sử dụng luận văn làm tài liệu tham khảo chuẩn mực về phương pháp luận lấy mẫu nước biển ven bờ (TCVN 5998:1995) và kỹ thuật phân tích số liệu quan trắc đa thời gian.

Câu hỏi thường gặp

Mức độ ô nhiễm dầu khoáng tại vùng biển ven bờ Đồ Sơn hiện nay nghiêm trọng như thế nào?

Hàm lượng dầu khoáng tại khu vực biển Đồ Sơn duy trì ở mức cao với giá trị trung bình 0,6 mg/l (dao động 0,3 đến 1,1 mg/l), vượt ngưỡng an toàn 0,5 mg/l theo QCVN 10-MT:2015/BTNMT. Đặc biệt, hệ số tích tụ dầu trong trầm tích đáy tăng mạnh từ 0,7 lên 2,4 trong vòng 5 năm, đe dọa trực tiếp đời sống của các loài sinh vật đáy và hệ sinh thái rạn san hô, rừng ngập mặn.

Vì sao nước biển tại các bãi tắm Đồ Sơn thường có màu nâu đục và hàm lượng TSS cao?

Độ đục cao bắt nguồn từ vị trí địa lý Đồ Sơn nằm giữa các cửa sông lớn như Bạch Đằng, Lạch Tray mang theo lượng phù sa khổng lồ từ hệ thống sông Thái Bình. Thêm vào đó, hoạt động quai đê lấn biển, nạo vét luồng hàng hải Nam Triệu và đặc tính trầm tích sét bột đáy biển dễ bị xáo động dưới tác động của sóng gió và thủy triều biên độ 2 - 4 m khiến TSS thường xuyên vượt 50 mg/l.

Nguồn chất thải hữu cơ và dinh dưỡng đổ ra biển Đồ Sơn chủ yếu phát sinh từ đâu?

Nguồn thải hữu cơ phát sinh từ hệ thống sông ngòi tiếp nhận nước thải sinh hoạt chưa qua xử lý của các đô thị thượng nguồn với tổng lượng phát sinh khoảng 21.000 tấn COD/năm. Tại chỗ, 58 điểm xả dọc kênh An Kim Hải, các cống xả Nam Đông, cống C1 cùng nước thải từ các nhà hàng, khách sạn phục vụ khoảng 1 triệu du khách mỗi năm là nguồn đóng góp ô nhiễm hữu cơ và Coliform chính.

Hoạt động giao thông hàng hải đóng vai trò như thế nào đối với ô nhiễm dầu tại Hải Phòng?

Hải Phòng có 37 doanh nghiệp khai thác cảng với hơn 10.500 m cầu cảng và 12 bến xăng dầu. Tàu thuyền thường xuyên xả nước dằn tàu và cặn dầu không qua lọc tách mỡ xuống biển. Giai đoạn 2010 - 2014 ghi nhận 23 vụ tai nạn đâm va hàng hải, giải phóng hàng trăm tấn dầu và hóa chất ra luồng tàu, tạo nên các vệt dầu loang dạt thẳng vào vùng bờ Đồ Sơn.

Luận văn đề xuất các biện pháp kỹ thuật then chốt nào để xử lý ô nhiễm nước biển?

Đề tài đề xuất ứng dụng đồng bộ phao quây dầu tự phồng 24/24 kết hợp hóa chất phân tán dầu tại các bến cảng xăng dầu; nâng cấp công suất trạm xử lý nước thải tập trung KCN Đồ Sơn lên trên 1.200 m³/ngày; và xây dựng công trình chỉnh trị giảm sa bồi luồng Nam Triệu kết hợp đê biển chắn sóng trồng rừng ngập mặn tại Bàng La để lọc sạch phù sa tự nhiên.

Kết luận

  • Chất lượng nước biển ven bờ Đồ Sơn chịu tác động kép từ ô nhiễm dầu khoáng (trung bình 0,6 mg/l, vượt quy chuẩn) và độ đục TSS cao do đặc thù bồi tích cửa sông Thái Bình.
  • Dữ liệu thực nghiệm 15 mẫu khảo sát và chuỗi quan trắc 2009 - 2015 chỉ ra sự gia tăng đáng lo ngại của hệ số tích lũy dầu trầm tích từ mức 0,7 lên 2,4.
  • Xác lập rõ ràng các nguồn phát thải chính từ 42 bến cảng, 23 vụ tai nạn hàng hải, các điểm xả thải dọc kênh mương đô thị và lượng tải hữu cơ lục địa khoảng 21.000 tấn COD/năm.
  • Đề xuất hệ thống giải pháp liên ngành kết hợp giữa quy chuẩn quản lý tổng hợp vùng bờ với các công trình kỹ thuật phao quây dầu và đê chỉnh trị sa bồi luồng lạch.
  • Xây dựng lộ trình hành động cụ thể cho giai đoạn 2016 - 2020 nhằm giảm thiểu 30% nồng độ dầu và 25% hàm lượng TSS, hướng tới cân bằng sinh thái vùng ven bờ.

Đóng góp khoa học cốt lõi của luận văn là cung cấp bức tranh định lượng toàn diện, chuẩn xác về hiện trạng chất lượng nước biển ven bờ Đồ Sơn dựa trên quy chuẩn kỹ thuật quốc gia mới nhất. Trong giai đoạn 2017 - 2025, các cơ quan chức năng cần triển khai ngay trạm quan trắc tự động liên tục và tích hợp cơ sở dữ liệu môi trường số hóa. Hãy chung tay hành động vì một môi trường biển Đồ Sơn trong lành, an toàn và phát triển bền vững thông qua việc tuân thủ pháp luật bảo vệ môi trường ngay hôm nay.