Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu
Tài nguyên nước giữ vai trò thiết yếu đối với hệ sinh thái và sự tồn tại, phát triển kinh tế - xã hội của con người. Bên cạnh nguồn nước mặt và nước ngầm tại lục địa đất liền, nguồn nước tại các vùng hải đảo có ý nghĩa quyết định trực tiếp tới điều kiện dân sinh. Đảo Cát Hải thuộc huyện Cát Hải, thành phố Hải Phòng là khu vực hải đảo đang trong quá trình chuyển đổi cơ cấu kinh tế mạnh mẽ, phát triển các cụm công nghiệp, dịch vụ cảng biển và hạ tầng giao thông kết nối. Tuy nhiên, đặc thù địa chất, thủy văn ven biển kết hợp với tốc độ đô thị hóa nhanh chóng đã gia tăng áp lực xả thải, đe dọa trực tiếp đến trữ lượng và chất lượng nguồn nước ngọt vốn hạn chế trên đảo. Nguồn nước ngầm tại chỗ là nguồn cấp nước sinh hoạt chủ yếu của cư dân, trong khi hệ thống nước mặt phục vụ sản xuất nuôi trồng thủy sản đang chịu tác động tổng hợp từ nước thải sinh hoạt, hoạt động chế biến thủy hải sản và chất thải rắn. Nhằm cung cấp cơ sở dữ liệu khoa học về hiện trạng ô nhiễm và đề xuất giải pháp kiểm soát tài nguyên nước tại xã đảo, khóa luận "Nghiên cứu, đánh giá chất lượng nước lục địa tại đảo Cát Hải, huyện Cát Hải, thành phố Hải Phòng" được thực hiện bởi sinh viên Vũ Thị Lan Hương thuộc ngành Khoa học Môi trường, Trường Đại học Lâm nghiệp.
Mục tiêu nghiên cứu của đề tài được xác định cụ thể như sau:
- Mục tiêu chung: Góp phần bảo vệ và nâng cao chất lượng môi trường nước cho khu vực xã đảo ven biển.
- Mục tiêu cụ thể:
- Đánh giá được chất lượng môi trường nước lục địa tại đảo Cát Hải.
- Đề xuất được các giải pháp nhằm bảo vệ chất lượng môi trường nước tại khu vực nghiên cứu.
Nhiệm vụ và nội dung nghiên cứu tương ứng bao gồm ba trọng tâm:
- Nghiên cứu xác định thực trạng sử dụng và các nguồn gây tác động đến chất lượng môi trường nước lục địa tại đảo Cát Hải.
- Đánh giá chất lượng nước mặt, nước ngầm lục địa tại đảo Cát Hải.
- Đề xuất các giải pháp nhằm bảo vệ chất lượng môi trường nước tại đảo.
Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:
- Đối tượng nghiên cứu: Thành phần chất lượng nước mặt (pH, COD, TSS, độ đục, độ muối, $\text{NO}_3^-$, $\text{PO}_4^{3-}$, $\text{NH}_4^+$); thành phần chất lượng nước ngầm (pH, độ đục, độ cứng, độ muối, TDS, $\text{NO}_3^-$, $\text{NH}_4^+$, $\text{NO}_2^-$, $\text{Mn}^{2+}$); cùng các hoạt động kinh tế - dân sinh tác động đến môi trường nước trên đảo.
- Phạm vi không gian: Toàn bộ địa giới hành chính đảo Cát Hải, bao gồm thị trấn Cát Hải và 4 xã: Đồng Bài, Nghĩa Lộ, Văn Phong, Hoàng Châu.
- Phạm vi thời gian: Đề tài thu thập dữ liệu và quan trắc thực địa trong giai đoạn từ tháng 2 đến tháng 5 năm 2021.
Cơ sở lý thuyết và phương pháp
Khóa luận thiết lập nền tảng lý luận dựa trên các đặc tính tự nhiên của tài nguyên nước ngầm (nước ngấm, nước ứ, nước giữa tầng) và nước mặt lục địa (nước mặt vĩnh viễn, bán vĩnh cửu và nhân tạo). Đối với vùng địa hình đảo ven biển, nước mặt chịu sự pha trộn của nước mưa và nước biển dẫn đến tính chất nước lợ; nước ngầm phân bố nông trong các trầm tích bở rời, dễ bị tổn thương do thẩm thấu chất ô nhiễm bề mặt và hiện tượng xâm nhập mặn.
Để đánh giá chất lượng các nguồn nước, tác giả sử dụng các quy chuẩn kỹ thuật quốc gia chuyên ngành của Việt Nam để so sánh đối chiếu:
- QCVN 08-MT:2015/BTNMT: Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng nước mặt (áp dụng giới hạn Cột B1 - dùng cho mục đích tưới tiêu, giao thông thủy và các mục đích khác tương đương).
- QCVN 09-MT:2015/BTNMT: Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng nước dưới đất.
- QCVN 01-1:2018/BYT: Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng nước sạch sử dụng cho mục đích sinh hoạt.
- Quyết định số 2908/QĐ-BTNMT ngày 16/12/2016 của Bộ Tài nguyên và Môi trường phê duyệt dự án điều tra, đánh giá tài nguyên nước cấp cho các đảo.
Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm và thu thập dữ liệu được tiến hành kết hợp:
- Phương pháp kế thừa tài liệu: Thu thập dữ liệu thứ cấp về khí tượng, thủy văn, điều kiện kinh tế - xã hội đảo Cát Hải; số liệu từ Báo cáo môi trường quốc gia năm 2012 và các nghiên cứu khoa học liên quan trên các vùng đảo Việt Nam.
- Phương pháp phỏng vấn xã hội học: Khảo sát trực tiếp bằng phiếu điều tra gồm 12 câu hỏi tại 50 hộ gia đình sinh sống lâu năm trên đảo (phân bổ đều 10 hộ/xã, thị trấn) từ ngày 15/3/2021 đến 17/3/2021 nhằm ghi nhận nguồn nước sinh hoạt chính, cảm quan chất lượng và phương thức xử lý nước tại hộ.
- Phương pháp khảo sát và quan trắc thực địa: Thiết lập mạng lưới lấy mẫu gồm 25 điểm phân bố đại diện trên toàn đảo, bao gồm 10 mẫu nước mặt (kênh rạch, hồ nuôi thủy sản, cống thoát nước) và 15 mẫu nước ngầm (giếng đào độ sâu 6 - 8 m, giếng khoan độ sâu 18 - 30 m).
- Phương pháp lấy mẫu và bảo quản mẫu: Tuân thủ TCVN 6663-1:2011 (ISO 5667-1:2006) và TCVN 6663-3:2016 (ISO 5667-3:2012). Mẫu nước được chứa trong bình polyetylen 500 ml đã tráng rửa tại điểm lấy, nút chặt, bảo quản lạnh ở 4°C, tránh ánh sáng và chuyển về phòng thí nghiệm.
- Phương pháp phân tích trong phòng thí nghiệm (thực hiện tại Trung tâm Phân tích môi trường và Ứng dụng địa không gian - Trường Đại học Lâm nghiệp):
- Đo tại chỗ và bằng máy đo cầm tay Hanna (Italia): pH, tổng chất rắn hòa tan (TDS), độ muối, độ dẫn điện, độ đục.
- Nhu cầu oxy hóa học (COD): Phương pháp oxy hóa bằng kali đicromat ($\text{K}_2\text{Cr}_2\text{O}_7$) trong môi trường axit $\text{H}_2\text{SO}_4$, xúc tác $\text{Ag}_2\text{SO}_4$, dùng $\text{HgSO}_4$ để khử cản trở của ion clorua ($\text{Cl}^-$). Mẫu nung ở 150°C trong 2 giờ và chuẩn độ lượng đicromat dư bằng muối sắt(II) với chỉ thị Feroin. Công thức xác định: $\text{COD} = \frac{(a - b) \times N \times 8000}{V}$ (mg/l).
- Amoni ($\text{NH}4^+$): Phương pháp so màu quang phổ tại bước sóng 410 nm thông qua phản ứng với thuốc thử Nessler trong môi trường kiềm, sử dụng muối Seignette để tạo phức loại trừ canxi và magie. Nồng độ tính theo: $C{\text{NH}4^+} = \frac{C{đc}}{F}$ (mg/l).
- Nitrit ($\text{NO}_2^-$): Phương pháp trắc quang đo độ hấp thụ tại bước sóng 540 nm dựa trên phản ứng tạo màu hồng giữa nitrit với axit sunfanilic và $\alpha$-naphtylamin (thuốc thử Griess A và Griess B).
- Nitrat ($\text{NO}_3^-$): Phương pháp trắc quang tại bước sóng 405 - 410 nm qua phản ứng của nitrat với axit đisunfophenic trong môi trường amoniac ($\text{NH}_3$) đặc tạo hợp chất nitrophenol màu vàng.
- Độ cứng tổng số: Chuẩn độ tạo phức complexon bằng dung dịch Trilon B ($\text{Na}_2\text{H}_2\text{Y}$ 0,02 N) với dung dịch đệm amoni và chất chỉ thị màu Eriocrom đen T, nhận biết điểm kết thúc khi dung dịch chuyển từ đỏ nho sang xanh nước biển.
- Photphat ($\text{PO}_4^{3-}$): Tạo phức amoni photphomolipdat trong môi trường axit, khử bằng axit ascorbic tạo phức xanh molipden, đo quang ở bước sóng 890 nm.
- Mangan ($\text{Mn}^{2+}$): Oxy hóa mangan lên $\text{Mn}^{7+}$ tạo màu hồng tím bằng amoni pesunfat $(\text{NH}_4)_2\text{S}_2\text{O}_8$, kết tủa tách $\text{Cl}^-$ bằng dung dịch bạc nitrat $\text{AgNO}_3$, làm giàu mẫu và đo độ hấp thụ quang ở bước sóng 545 nm.
- Tổng chất rắn lơ lửng (TSS): Phương pháp trọng lượng, lọc qua giấy lọc sấy khô ở 105°C đến khối lượng không đổi, sấy cặn ở 105°C và cân phân tích độ chính xác $\pm 0,1\text{ mg}$.
- Phương pháp xử lý số liệu: Sử dụng phần mềm Microsoft Excel và Microsoft Word để lập bảng thống kê, vẽ biểu đồ diễn biến nồng độ và đối chiếu quy chuẩn kỹ thuật.
Nội dung chính theo từng chương
Chương 1: Tổng quan vấn đề nghiên cứu
Chương này tổng kết lý luận về tài nguyên nước, cấu trúc phân tầng nước ngầm và phân loại các loại hình nước mặt. Đánh giá hiện trạng tài nguyên nước Việt Nam cho thấy tổng lượng nước mặt hàng năm đạt 830 - 840 tỷ $\text{m}^3$, song có tới 63% là dòng chảy ngoại sinh và phân bố không đều theo mùa. Về nước ngầm, cả nước khai thác phục vụ khoảng 40% lượng nước cấp đô thị và gần 80% cấp nước sinh hoạt nông thôn. Tác giả tổng thuật các nghiên cứu tiêu biểu về chất lượng nước tại các khu vực hải đảo, như nghiên cứu của Lê Xuân Sinh và cộng sự (2020) tại ba xã đảo (Việt Hải, Nhơn Châu, Nam Du), nghiên cứu đảo Phú Quốc của Lê Thị Hiền (2015), và nghiên cứu nước biển ven bờ các đảo đá vôi của Cao Thị Thu Trang (2020). Từ đó, chương 1 khẳng định khoảng trống dữ liệu về chất lượng nước lục địa tại các đảo nhỏ đang chịu tác động chuyển dịch công nghiệp như đảo Cát Hải.
Chương 2: Mục tiêu, nội dung và phương pháp nghiên cứu
Nội dung chương 2 quy định chi tiết mục tiêu nghiên cứu, đối tượng phân tích hóa lý và mạng lưới 25 điểm quan trắc. Vị trí các điểm lấy mẫu nước mặt và nước ngầm được định vị bằng hệ tọa độ địa lý gắn liền với các nguồn tác động thực địa:
| Ký hiệu mẫu |
Loại nguồn nước |
Tọa độ (Vĩ độ N - Kinh độ E) |
Địa điểm hành chính |
Đặc điểm vị trí quan trắc |
| NM1 |
Nước mặt |
20.891797 - 106.945000 |
Thị trấn Cát Hải |
Kênh rạch chịu tác động từ sản xuất nước mắm |
| NM2 |
Nước mặt |
20.891851 - 106.946000 |
Thị trấn Cát Hải |
Kênh dẫn nước |
| NM3 |
Nước mặt |
20.882196 - 106.938000 |
Thị trấn Cát Hải |
Thủy vực tiếp nhận cạnh bãi rác tập trung |
| NM4 |
Nước mặt |
20.877357 - 106.929000 |
Xã Đồng Bài |
Hồ nuôi trồng thủy hải sản |
| NM5 |
Nước mặt |
20.870557 - 106.918000 |
Xã Nghĩa Lộ |
Khu vực thoát nước Tổ hợp công nghiệp VinFast |
| NM6 |
Nước mặt |
20.869847 - 106.915000 |
Xã Nghĩa Lộ |
Hồ nuôi trồng thủy hải sản |
| NM7 |
Nước mặt |
20.859238 - 106.908000 |
Xã Nghĩa Lộ |
Thủy vực Hợp tác xã Đại Nghĩa |
| NM8 |
Nước mặt |
20.869516 - 106.923000 |
Xã Văn Phong |
Hồ nước sinh thái có thực vật lau sậy |
| NM9 |
Nước mặt |
20.853107 - 106.901000 |
Xã Hoàng Châu |
Kênh dẫn nước |
| NM10 |
Nước mặt |
20.851766 - 106.903000 |
Xã Hoàng Châu |
Hồ nuôi trồng thủy hải sản |
| NN1 - NN4 |
Nước ngầm |
Vùng thị trấn Cát Hải |
Thị trấn Cát Hải |
1 giếng khoan (sâu 20 m), 3 giếng đào (sâu 6 - 7 m) |
| NN5 - NN6 |
Nước ngầm |
Vùng xã Đồng Bài |
Xã Đồng Bài |
1 giếng đào (sâu 6 m), 1 giếng khoan (sâu 18 m) |
| NN7 - NN10 |
Nước ngầm |
Vùng xã Văn Phong |
Xã Văn Phong |
1 giếng khoan (sâu 30 m), 3 giếng đào (sâu 6 - 8 m) |
| NN11 - NN14 |
Nước ngầm |
Vùng xã Nghĩa Lộ |
Xã Nghĩa Lộ |
1 giếng khoan (sâu 20 m), 3 giếng đào (sâu 6 - 7 m) |
| NN15 |
Nước ngầm |
Vùng xã Hoàng Châu |
Xã Hoàng Châu |
1 giếng đào (sâu 7 m) |
Chương 3: Đặc điểm điều kiện tự nhiên, kinh tế, xã hội khu vực nghiên cứu
Chương 3 trình bày các thông số thực tế của đảo Cát Hải. Đảo có diện tích tự nhiên xấp xỉ 40 $\text{km}^2$ trong tổng diện tích 345 $\text{km}^2$ của huyện Cát Hải. Địa hình tương đối bằng phẳng với cao độ nền phổ biến từ +0 đến +5,2 m; trong đó khu dân cư đạt +4,2 đến +4,4 m, vùng đầm thủy sản đạt 1 đến 3 m. Khí hậu mang đặc tính nhiệt đới gió mùa biển, nhiệt độ trung bình từ 23 - 26°C, độ ẩm trung bình 80 - 85%, mùa bão kéo dài từ tháng 6 đến tháng 9. Thổ nhưỡng chính gồm đất cát (độ phì thấp, mực nước ngầm nông) và đất mặn (pH tầng mặt 4,5 - 5,5; tầng sâu >6; hàm lượng muối hòa tan 0,1 - 0,7%).
Về kinh tế - xã hội, đảo có quy mô dân số khoảng 14.000 người. Hoạt động kinh tế chuyển đổi từ làm muối thủ công sang công nghiệp ô tô VinFast, chế biến nước mắm truyền thống (với 3 cơ sở lớn và 30 hộ sản xuất nhỏ), nuôi trồng thủy sản và dịch vụ bến bãi cảng biển Lạch Huyện. Cơ sở hạ tầng gồm tuyến đường bộ ĐT 356 dài 7,8 km, cầu vượt biển Tân Vũ - Lạch Huyện dài 5,44 km và hệ thống đê kè bao quanh đảo dài 20,636 km kết hợp đê chắn sóng 10 km. Đáng chú ý, toàn đảo chưa có hệ thống thu gom và xử lý nước thải sinh hoạt tập trung, tồn tại 1 bãi rác lộ thiên duy nhất và các khu nghĩa trang nằm xen cài sát khu dân cư, tạo nguồn phát sinh ô nhiễm trực tiếp xuống nền địa chất.
Chương 4: Kết quả nghiên cứu và thảo luận
Chương 4 tập trung phân tích hiện trạng sử dụng và chất lượng môi trường nước:
- Hiện trạng khai thác nước mặt và các nguồn tác động: Diện tích mặt nước chuyên dụng và đầm nuôi trồng thủy sản chiếm 1.066,14 ha (tương đương 10,66 $\text{km}^2$, xấp xỉ 1/4 diện tích tự nhiên của đảo). Nguồn tác động nhân sinh chính gồm: lượng nước thải sinh hoạt chưa qua xử lý phát sinh $1.344\text{ m}^3/\text{ngày}$; thức ăn dư thừa giàu nitơ và photpho từ 250 hồ nuôi thủy sản; nước rỉ rác từ 1 bãi rác trung tâm; váng dầu mỡ từ 3 khu neo đậu tàu thuyền; cùng nước thải giàu chất hữu cơ từ các cơ sở sản xuất nước mắm.
- Hiện trạng sử dụng và nhận thức về nước ngầm: Khảo sát 50 hộ dân ghi nhận 74% hộ khai thác nước ngầm bằng giếng khoan và giếng đào làm nguồn cấp chính cho sinh hoạt thường nhật. Về nguyên nhân gây suy giảm chất lượng nước ngầm, 86% ý kiến người dân nhận định do nước thải sinh hoạt thấm trực tiếp vào lòng đất, 8% do bãi rác thải, 4% do chất thải chăn nuôi và 2% do các nguyên nhân khác.
- Hiện trạng chất lượng nước mặt lục địa: Kết quả đo đạc thực tế đối chiếu với Cột B1 của QCVN 08-MT:2015/BTNMT được tổng hợp trong bảng số liệu:
| Ký hiệu mẫu |
pH |
Độ muối (‰) |
TDS (mg/l) |
TSS (mg/l) |
COD (mg/l) |
$\text{NH}_4^+$ (mg/l) |
$\text{PO}_4^{3-}$ (mg/l) |
$\text{NO}_3^-$ (mg/l) |
| NM1 |
7,3 |
7,43 |
19.400 |
103 |
76,8 |
0,70 |
0,11 |
0,01 |
| NM2 |
7,0 |
11,54 |
29.800 |
111 |
115,2 |
0,68 |
0,04 |
0,02 |
| NM3 |
6,8 |
11,41 |
29.700 |
144 |
153,6 |
2,56 |
0,18 |
0,11 |
| NM4 |
7,2 |
7,76 |
13.220 |
97 |
38,4 |
1,68 |
0,00 |
0,02 |
| NM5 |
7,4 |
6,29 |
16.300 |
99 |
76,8 |
1,80 |
0,03 |
0,03 |
| NM6 |
8,0 |
5,85 |
15.100 |
95 |
38,4 |
1,17 |
0,04 |
0,06 |
| NM7 |
7,5 |
6,29 |
16.300 |
101 |
115,2 |
2,04 |
0,01 |
0,07 |
| NM8 |
7,7 |
0,26 |
6.720 |
80 |
76,8 |
2,00 |
0,01 |
0,01 |
| NM9 |
8,2 |
0,22 |
5.740 |
97 |
76,8 |
1,13 |
0,03 |
0,02 |
| NM10 |
8,0 |
2,77 |
7.170 |
85 |
38,4 |
0,79 |
0,01 |
0,01 |
| QCVN 08-MT:2015/BTNMT (Cột B1) |
5,5 - 9,0 |
- |
- |
50 |
30 |
0,9 |
0,3 |
10 |
Phân tích số liệu cho thấy:
- Tổng chất rắn lơ lửng (TSS): 100% mẫu (10/10 điểm) vượt quy chuẩn giới hạn (50 mg/l). Điểm cực đại là NM3 đạt 144 mg/l (gấp 2,88 lần quy chuẩn) do ảnh hưởng từ nước rửa trôi và rác thải bãi chôn lấp; điểm cực tiểu là NM8 đạt 80 mg/l nhờ sự hiện diện của quần thể lau sậy có tác dụng giữ cặn cơ học tự nhiên.
- Nhu cầu oxy hóa học (COD): 100% mẫu vượt ngưỡng 30 mg/l, phân bố từ 38,4 mg/l đến 153,6 mg/l. Nồng độ cao nhất ghi nhận tại NM3 (153,6 mg/l), tiếp theo là NM2 và NM7 (115,2 mg/l) do chịu ảnh hưởng từ dịch thải hữu cơ bãi rác và lượng thức ăn dư thừa tại hồ thủy sản quy mô lớn.
- Amoni ($\text{NH}_4^+$): Có 7/10 vị trí mẫu (NM3, NM4, NM5, NM6, NM7, NM8, NM9) vượt ngưỡng quy chuẩn 0,9 mg/l, trong đó mẫu NM3 đạt nồng độ cao nhất (2,56 mg/l, vượt gần 2,84 lần quy chuẩn cho phép).
- Các chỉ tiêu photphat ($\text{PO}_4^{3-}$ từ 0,00 đến 0,18 mg/l), nitrat ($\text{NO}_3^-$ từ 0,01 đến 0,11 mg/l) và pH (6,8 đến 8,2) đều nằm trong giới hạn cho phép. Độ muối dao động từ 0,22 đến 11,54‰ chứng minh toàn bộ nước mặt nội địa trên đảo mang tính chất nước lợ.
- Đề xuất nhóm giải pháp bảo vệ môi trường nước: Tác giả xây dựng 4 nhóm biện pháp gồm quản lý nhà nước (tăng cường kiểm tra, giám sát xả thải cơ sở chế biến và bãi rác), tuyên truyền giáo dục (nâng cao ý thức người dân về bảo vệ nguồn nước ngầm, thu gom rác thải sinh hoạt), quy hoạch hạ tầng (xây dựng mạng lưới thoát nước và xử lý nước thải tập trung cho toàn đảo, di dời bãi rác lộ thiên) và giải pháp kỹ thuật (hướng dẫn kỹ thuật lắng lọc, xử lý nước giếng ngầm trước khi dùng trong ăn uống, áp dụng biện pháp sinh học như bãi lọc lau sậy để xử lý sơ bộ nước mặt).
Chương 5: Kết luận - Tồn tại - Kiến nghị
Chương cuối cùng tổng kết các kết quả quan trắc nồng độ ô nhiễm hữu cơ và chất rắn lơ lửng trên đảo Cát Hải. Tác giả nêu rõ hạn chế của đề tài về nguồn lực và thời gian nghiên cứu chỉ diễn ra trong vài tháng mùa khô/đầu mùa hè năm 2021, chưa đánh giá được toàn diện diễn biến theo mùa mưa lũ và chưa hoàn thành chuỗi phân tích vi sinh vật nước mặt. Trên cơ sở đó, đề tài kiến nghị các cơ quan ban ngành địa phương sớm đầu tư nhà máy cấp nước sạch từ đất liền và trạm xử lý nước thải tập trung cho cư dân huyện đảo.
Kết quả và đóng góp
Khóa luận đã cung cấp tập dữ liệu quan trắc thực tế về hiện trạng chất lượng nước mặt và tập quán sử dụng nước ngầm tại đảo Cát Hải với những kết quả định lượng cụ thể:
- Xác định được 74% dân cư trên đảo phụ thuộc vào nguồn nước ngầm khai thác từ các tầng giếng đào và giếng khoan nông (6 - 30 m) để phục vụ ăn uống, tắm giặt.
- Ghi nhận 86% ý kiến người dân nhận thức được nước thải sinh hoạt ($1.344\text{ m}^3/\text{ngày}$) không qua xử lý chính là nguyên nhân cơ bản gây suy giảm chất lượng nước ngầm địa phương.
- Chứng minh nguồn nước mặt nội địa của đảo Cát Hải đang chịu tình trạng ô nhiễm hữu cơ và chất rắn lơ lửng diện rộng: 10/10 mẫu khảo sát vi phạm giới hạn TSS (dao động 80 - 144 mg/l so với ngưỡng 50 mg/l) và COD (dao động 38,4 - 153,6 mg/l so với ngưỡng 30 mg/l); 70% số mẫu nước mặt nhiễm amoni vượt ngưỡng quy chuẩn Cột B1 của QCVN 08-MT:2015/BTNMT (đạt tới 2,56 mg/l tại khu vực bãi rác).
- Xác định tính chất lợ của nguồn nước mặt với độ muối dao động từ 0,22‰ đến 11,54‰, khiến nguồn nước này không thể khai thác cho sinh hoạt mà chỉ phục vụ nuôi trồng thủy sản và thoát nước.
- Đề xuất hệ thống giải pháp liên hoàn gồm 4 nhóm (quản lý, tuyên truyền, quy hoạch, kỹ thuật), nổi bật là kiến nghị xây dựng mạng lưới thu gom xử lý nước thải sinh hoạt và ứng dụng mô hình sinh thái thực vật lau sậy dựa trên hiệu quả thực tế quan sát được tại mẫu NM8.
Đóng góp khoa học của khóa luận thể hiện ở việc bổ sung nguồn tài liệu khảo sát thực địa độc lập về môi trường nước lục địa tại một xã đảo ven biển đang chịu tác động cơ cấu công nghiệp hóa nhanh, làm rõ thực trạng thiếu hụt trầm trọng cơ sở hạ tầng cấp thoát nước và xử lý chất thải rắn tại các vùng hải đảo miền Bắc Việt Nam.
Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp
Khóa luận tồn tại một số hạn chế do tác giả tự chỉ ra và giới hạn trong phạm vi nghiên cứu:
- Thời gian nghiên cứu và quan trắc ngắn (thực hiện từ tháng 2 đến tháng 5 năm 2021), chưa bao quát được sự biến thiên theo chu kỳ thời gian giữa mùa mưa và mùa khô đối với hàm lượng chất ô nhiễm và mức độ xâm nhập mặn.
- Quy mô điều tra xã hội học dừng lại ở 50 hộ gia đình, mang tính đại diện sơ bộ cho các xã mà chưa bao quát hết mật độ dân cư tập trung tại các khu nhà trọ công nhân mới hình thành.
- Các chỉ tiêu phân tích nước mặt mới tập trung vào các thông số hóa lý thông thường; bảng kết quả chưa hiển thị đầy đủ các phân tích về vi sinh vật (Coliform, E. coli) và kim loại nặng độc hại trong nước mặt.
Hướng nghiên cứu tiếp theo cần mở rộng quan trắc liên tục theo các mùa trong năm, bổ sung đánh giá các chỉ tiêu vi sinh, kim loại nặng, và phân tích mô hình hóa lan truyền chất ô nhiễm từ bãi rác tập trung vào tầng chứa nước ngầm tại đảo Cát Hải.
Giá trị tham khảo
Báo cáo khóa luận có giá trị tham khảo thiết thực cho các đối tượng và mục đích sau:
- Sinh viên, học viên chuyên ngành Khoa học Môi trường, Quản lý Tài nguyên Nước, Quản lý Tài nguyên và Môi trường có thể tham khảo phương pháp luận kết hợp giữa điều tra xã hội học (bảng hỏi ý kiến người dân) và mạng lưới quan trắc hóa lý môi trường tại một địa bàn hải đảo đặc thù.
- Cung cấp quy trình phân tích trong phòng thí nghiệm chi tiết theo tiêu chuẩn Việt Nam đối với các chỉ tiêu COD (nung đicromat), amoni (thuốc thử Nessler), photphat, nitrit, mangan và độ cứng tổng số bằng phương pháp chuẩn độ complexon Trilon B.
- Cán bộ quản lý môi trường, phòng Tài nguyên và Môi trường huyện Cát Hải, chính quyền thành phố Hải Phòng có cơ sở số liệu thực địa để hoạch định quy hoạch hạ tầng cấp nước sạch, xây dựng trạm xử lý nước thải sinh hoạt tập trung và kiểm soát bãi chôn lấp rác thải trên địa bàn đảo Cát Hải.
Câu hỏi thường gặp
1. Tỷ lệ dân cư sử dụng nước ngầm cho sinh hoạt tại đảo Cát Hải là bao nhiêu và nguồn gây ô nhiễm chính được người dân ghi nhận là gì?
Dữ liệu khảo sát từ 50 hộ gia đình trên đảo Cát Hải cho thấy có 74% số hộ sử dụng nguồn nước ngầm (thông qua giếng đào sâu 6 - 8 m và giếng khoan sâu 18 - 30 m) làm nguồn nước sinh hoạt chính. Khi được phỏng vấn về nguồn tác động làm suy giảm chất lượng nước ngầm, 86% người dân xác định nước thải sinh hoạt chưa qua xử lý thấm vào lòng đất là nguyên nhân lớn nhất, tiếp theo là rác thải (8%), chăn nuôi (4%) và các nguyên nhân khác (2%).
2. Những chỉ tiêu nào của nước mặt tại đảo Cát Hải vi phạm quy chuẩn QCVN 08-MT:2015/BTNMT (Cột B1) và điểm nào có mức độ ô nhiễm cao nhất?
Có 3 trên tổng số 6 chỉ tiêu phân tích nước mặt vi phạm ngưỡng Cột B1 của QCVN 08-MT:2015/BTNMT: TSS vượt chuẩn tại 100% mẫu (80 - 144 mg/l so với quy chuẩn 50 mg/l), COD vượt chuẩn tại 100% mẫu (38,4 - 153,6 mg/l so với quy chuẩn 30 mg/l), và $\text{NH}_4^+$ vượt chuẩn tại 7/10 mẫu (0,68 - 2,56 mg/l so với quy chuẩn 0,9 mg/l). Vị trí NM3 (khu vực tiếp nhận cạnh bãi rác tập trung tại thị trấn Cát Hải) ghi nhận mức ô nhiễm cao nhất ở cả ba chỉ tiêu với TSS đạt 144 mg/l, COD đạt 153,6 mg/l và amoni đạt 2,56 mg/l.
3. Đặc tính độ muối của các nguồn nước mặt trên đảo Cát Hải thể hiện điều gì?
Nồng độ độ muối tại 10 điểm quan trắc nước mặt dao động trong khoảng từ 0,22‰ đến 11,54‰ (tương ứng với giá trị TDS từ 5.740 mg/l đến 29.800 mg/l). Điều này chứng minh nguồn nước mặt nội địa tại đảo Cát Hải hoàn toàn là nước lợ do chịu tác động trực tiếp của thủy triều biển xâm nhập qua hệ thống kênh rạch và hòa trộn với nước mưa, do đó không thể sử dụng cho mục đích ăn uống, sinh hoạt mà chỉ dùng cho nuôi trồng thủy sản và điều tiết dòng chảy.
4. Vì sao điểm lấy mẫu nước mặt NM8 lại ghi nhận nồng độ tổng chất rắn lơ lửng (TSS) thấp nhất trong toàn bộ 10 điểm quan trắc?
Mẫu NM8 lấy tại hồ nước thuộc xã Văn Phong ghi nhận nồng độ TSS là 80 mg/l (thấp nhất trong 10 điểm đo đạc, dù vẫn vượt chuẩn Cột B1). Kết quả khảo sát thực địa của tác giả chỉ ra rằng tại vị trí hồ này có sự phát triển phong phú của quần xã thực vật lau sậy tự nhiên, đóng vai trò như một bãi lọc sinh học giúp giữ lại cặn lơ lửng và giảm thiểu sự khuấy đục cơ học của dòng nước.
5. Lượng nước thải sinh hoạt phát sinh trên đảo Cát Hải được tác giả tính toán là bao nhiêu và nguy cơ tác động thực tế của nó?
Theo kết quả tính toán tại Chương 4, tổng lượng nước thải sinh hoạt phát sinh trên toàn đảo Cát Hải là $1.344\text{ m}^3/\text{ngày}$. Do hạ tầng toàn đảo tại thời điểm nghiên cứu chưa có hệ thống thu gom và trạm xử lý nước thải tập trung, toàn bộ lượng nước thải chứa nhiều chất hữu cơ, chất dinh dưỡng (nitơ, photpho) và vi sinh vật này thẩm thấu trực tiếp vào đất, gây ô nhiễm cục bộ tầng chứa nước ngầm nông và làm gia tăng nồng độ amoni, COD trong hệ thống kênh mương, hồ chứa.
Kết luận
Khóa luận của tác giả Vũ Thị Lan Hương đã phản ánh bức tranh toàn diện và trung thực về hiện trạng suy thoái môi trường nước lục địa tại đảo Cát Hải năm 2021. Kết quả thực nghiệm khẳng định toàn bộ nguồn nước mặt nội địa trên đảo đều là nước lợ và bị ô nhiễm hữu cơ, chất rắn lơ lửng nghiêm trọng (100% mẫu vượt ngưỡng quy chuẩn Cột B1 về COD và TSS), trong khi nguồn nước ngầm sinh hoạt của 74% hộ dân đang chịu nguy cơ ô nhiễm trực tiếp từ lượng nước thải sinh hoạt $1.344\text{ m}^3/\text{ngày}$ chưa qua xử lý cùng nước rỉ rác lộ thiên. Công trình mang lại giá trị thực tiễn rõ rệt, đóng vai trò là cơ sở khoa học và dữ liệu hiện trường chuẩn xác nhằm kiến nghị chính quyền địa phương khẩn trương quy hoạch hệ thống thoát nước thải tập trung và xây dựng phương án cấp nước sạch an toàn cho cộng đồng cư dân huyện đảo.
