Tổng quan nghiên cứu

Nguồn tài nguyên nước mặt đóng vai trò thiết yếu trong phát triển kinh tế - xã hội và duy trì hệ sinh thái. Tại huyện Hải Hà, tỉnh Quảng Ninh, sông Hà Cối là nguồn cung cấp nước chính cho sinh hoạt, nông nghiệp và công nghiệp với tổng lưu vực khoảng 118,4 km² và lưu lượng nước mặt có thể khai thác lên đến 918,97 triệu m³. Tuy nhiên, trong giai đoạn 2011 – 2021, chất lượng nước mặt sông Hà Cối chịu áp lực lớn từ các nguồn thải sinh hoạt, nông nghiệp và công nghiệp, dẫn đến sự suy giảm chất lượng nước, đặc biệt là các chỉ tiêu NO3-, NO2-, BOD5 và tổng dầu mỡ vượt giới hạn cho phép lần lượt 2,75; 2,15; 1,1 và 8,1 lần theo QCVN 08-MT:2015/BTNMT. Mục tiêu nghiên cứu nhằm đánh giá hiện trạng chất lượng nước mặt sông Hà Cối, phân tích các yếu tố tác động và đề xuất giải pháp bảo vệ môi trường nước mặt trong giai đoạn 2011-2021. Nghiên cứu có phạm vi không gian tại sông Hà Cối, huyện Hải Hà và phạm vi thời gian từ năm 2011 đến 2021. Kết quả nghiên cứu cung cấp cơ sở khoa học cho công tác quản lý tài nguyên nước, bảo vệ môi trường và phát triển bền vững tại địa phương, đồng thời góp phần nâng cao nhận thức cộng đồng về bảo vệ nguồn nước mặt.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Luận văn dựa trên các lý thuyết và mô hình sau:

  • Khái niệm tài nguyên nước: Nước mặt là nguồn nước tồn tại trên bề mặt đất liền, bao gồm sông, suối, hồ, ao, có vai trò quan trọng trong sinh hoạt và sản xuất. Ô nhiễm nguồn nước được định nghĩa là sự biến đổi tính chất vật lý, hóa học và sinh học vượt quá tiêu chuẩn cho phép, ảnh hưởng xấu đến con người và sinh vật.

  • Chỉ số chất lượng nước (Water Quality Index - WQI): Là chỉ số tổng hợp được tính toán từ các thông số quan trắc chất lượng nước, biểu diễn mức độ ô nhiễm và khả năng sử dụng nước qua thang điểm định lượng. WQI giúp đánh giá toàn diện chất lượng nước mặt, khắc phục hạn chế của phương pháp truyền thống chỉ dựa vào từng thông số riêng lẻ.

  • Mô hình WQI Việt Nam (VN_WQI): Áp dụng theo Quyết định 1460/QĐ-TCMT năm 2019, VN_WQI sử dụng các nhóm thông số gồm pH, DO, COD, BOD5, các chất dinh dưỡng (N-NO3, N-NO2, N-NH4, P-PO4), Coliform và kim loại nặng (As, Hg, Pb, Cd). Mô hình tính toán theo trọng số và công thức chuẩn, phân loại chất lượng nước thành các mức từ rất tốt đến ô nhiễm rất nặng.

Phương pháp nghiên cứu

  • Nguồn dữ liệu: Số liệu quan trắc chất lượng nước mặt sông Hà Cối giai đoạn 2011-2021 được thu thập từ Trung tâm Quan trắc Tài nguyên và Môi trường tỉnh Quảng Ninh, bao gồm 1 mẫu quan trắc giai đoạn 2011-2015, 1 mẫu giai đoạn 2016-2019 và 3 mẫu giai đoạn 2020-2021. Các mẫu năm 2020-2021 được phân tích tại phòng thí nghiệm đạt chuẩn ISO/IEC 17025:2017.

  • Phương pháp phân tích: Lấy mẫu nước theo TCVN 6663, phân tích các chỉ tiêu pH, DO, COD, BOD5, N-NO3, N-NO2, N-NH4, P-PO4, Coliform, E.Coli, As, Hg, Pb, Cd bằng các thiết bị hiện đại như máy quang phổ hấp thụ, ICP-MS, máy đo đa chỉ tiêu. Kết quả so sánh với QCVN 08-MT:2015/BTNMT.

  • Phương pháp xử lý số liệu: Sử dụng Microsoft Excel để tổng hợp, phân tích số liệu. Tính toán chỉ số VN_WQI theo công thức chuẩn, đánh giá diễn biến chất lượng nước qua các năm.

  • Timeline nghiên cứu: Thu thập số liệu và khảo sát thực địa trong năm 2020-2021, phân tích mẫu và xử lý số liệu trong cùng thời gian, tổng hợp và đánh giá diễn biến chất lượng nước giai đoạn 2011-2021.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

  1. Chất lượng nước giai đoạn 2011-2015:

    • Giá trị pH dao động từ 7,15 đến 7,77, nằm trong giới hạn cho phép, thể hiện nước có tính kiềm nhẹ.
    • Hàm lượng DO ổn định từ 6,03 đến 6,41 mg/l, phù hợp tiêu chuẩn.
    • COD dao động 18,0 – 44,8 mg/l, có một số đợt vượt giới hạn cho phép lên đến 1,49 lần, đặc biệt vào mùa mưa.
    • BOD5 từ 11,0 đến 28,97 mg/l, cũng có hiện tượng vượt chuẩn tại một số đợt.
    • TSS dao động 11,9 – 105,9 mg/l, có đợt vượt 2,12 lần giới hạn cho phép.
    • Coliform và tổng dầu mỡ đều nằm trong giới hạn cho phép, thấp hơn nhiều so với chuẩn.
    • Chỉ số WQI dao động từ 55 đến 86, chủ yếu ở mức trung bình đến tốt, phù hợp cho mục đích tưới tiêu và giao thông thủy.

  2. Chất lượng nước giai đoạn 2016-2019:

    • pH giảm nhẹ, dao động 6,33 – 7,31, vẫn trong giới hạn cho phép.
    • DO ổn định từ 6,11 đến 7,62 mg/l, phù hợp tiêu chuẩn.
    • COD dao động 5,7 – 14,8 mg/l, giảm so với giai đoạn trước, gần sát giới hạn cho phép.
    • BOD5 từ 3,2 đến 5,3 mg/l, ổn định và nằm trong giới hạn.
    • TSS dao động 3,7 – 37,6 mg/l, giảm đáng kể so với giai đoạn trước.
    • Chỉ số WQI duy trì ở mức trung bình đến tốt, phản ánh chất lượng nước cải thiện nhẹ.

  3. Chất lượng nước giai đoạn 2020-2021:

    • Mạng điểm quan trắc mở rộng với 3 vị trí lấy mẫu, cho phép đánh giá chi tiết hơn.
    • Các thông số như NO3-, NO2-, BOD5 và tổng dầu mỡ có xu hướng tăng nhẹ, một số vượt giới hạn cho phép, cảnh báo nguy cơ ô nhiễm gia tăng.
    • WQI có xu hướng giảm nhẹ so với các giai đoạn trước, cho thấy chất lượng nước có dấu hiệu suy giảm.

Thảo luận kết quả

Nguyên nhân chính của sự biến động chất lượng nước là do tác động của nguồn thải sinh hoạt chưa qua xử lý triệt để, nước mưa chảy tràn cuốn theo chất thải hữu cơ và rắn lơ lửng từ đất nông nghiệp và khu dân cư. Mùa mưa làm tăng hàm lượng COD, BOD5 và TSS do dòng chảy mạnh, trong khi mùa khô làm giảm khả năng pha loãng chất ô nhiễm. So sánh với các nghiên cứu tại các sông khác trong tỉnh Quảng Ninh cho thấy sông Hà Cối có mức độ ô nhiễm tương đương hoặc thấp hơn, tuy nhiên xu hướng suy giảm chất lượng nước cần được quan tâm. Việc áp dụng chỉ số VN_WQI giúp đánh giá tổng thể và dễ dàng truyền thông đến cộng đồng, hỗ trợ công tác quản lý và ra quyết định. Biểu đồ diễn biến các chỉ tiêu pH, DO, COD, BOD5, TSS và Coliform qua các năm minh họa rõ sự biến động theo mùa và xu hướng chung, đồng thời bảng tính WQI thể hiện mức độ ô nhiễm tổng hợp theo từng giai đoạn.

Đề xuất và khuyến nghị

  1. Tăng cường xử lý nước thải sinh hoạt:

    • Xây dựng và vận hành các trạm xử lý nước thải tập trung tại các khu dân cư ven sông Hà Cối trong vòng 2-3 năm tới.
    • Mục tiêu giảm hàm lượng BOD5, COD trong nước thải trước khi xả ra môi trường xuống dưới giới hạn quy chuẩn.

  2. Quản lý và kiểm soát nguồn thải nông nghiệp:

    • Áp dụng kỹ thuật canh tác bền vững, giảm sử dụng phân bón hóa học và thuốc bảo vệ thực vật, khuyến khích sử dụng phân hữu cơ trong 5 năm tới.
    • Tổ chức tập huấn cho nông dân về bảo vệ nguồn nước và kỹ thuật giảm rửa trôi chất ô nhiễm.

  3. Giám sát chất lượng nước mặt thường xuyên:

    • Thiết lập mạng lưới quan trắc chất lượng nước mặt mở rộng, tăng tần suất lấy mẫu và phân tích định kỳ hàng quý.
    • Sử dụng kết quả quan trắc để cảnh báo sớm và điều chỉnh các biện pháp quản lý kịp thời.

  4. Nâng cao nhận thức cộng đồng và các bên liên quan:

    • Tổ chức các chương trình tuyên truyền, giáo dục về bảo vệ nguồn nước cho người dân, doanh nghiệp và chính quyền địa phương.
    • Khuyến khích sự tham gia của cộng đồng trong giám sát và bảo vệ môi trường nước.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

  1. Cơ quan quản lý nhà nước về tài nguyên và môi trường:

    • Sử dụng kết quả nghiên cứu để xây dựng chính sách, quy hoạch và các biện pháp quản lý tài nguyên nước mặt hiệu quả.

  2. Các nhà khoa học và nghiên cứu môi trường:

    • Tham khảo phương pháp đánh giá chất lượng nước mặt bằng chỉ số VN_WQI và dữ liệu thực nghiệm để phát triển các nghiên cứu tiếp theo.

  3. Doanh nghiệp và khu công nghiệp địa phương:

    • Áp dụng các giải pháp xử lý nước thải và quản lý nguồn thải nhằm giảm thiểu tác động đến chất lượng nước sông Hà Cối.

  4. Cộng đồng dân cư và tổ chức xã hội:

    • Nâng cao nhận thức về tầm quan trọng của bảo vệ nguồn nước mặt, tham gia giám sát và bảo vệ môi trường sống.

Câu hỏi thường gặp

  1. Chỉ số WQI là gì và tại sao quan trọng?
    WQI là chỉ số tổng hợp đánh giá chất lượng nước dựa trên nhiều thông số quan trắc. Nó giúp cung cấp cái nhìn tổng thể về mức độ ô nhiễm và khả năng sử dụng nước, hỗ trợ quản lý và truyền thông hiệu quả.

  2. Nguồn ô nhiễm chính ảnh hưởng đến sông Hà Cối là gì?
    Nguồn ô nhiễm chủ yếu là nước thải sinh hoạt chưa qua xử lý triệt để, nước mưa chảy tràn cuốn theo chất thải hữu cơ và rắn lơ lửng từ hoạt động nông nghiệp và dân cư.

  3. Chất lượng nước sông Hà Cối có xu hướng thay đổi như thế nào trong 10 năm qua?
    Chất lượng nước có xu hướng suy giảm nhẹ, đặc biệt các chỉ tiêu COD, BOD5 và tổng dầu mỡ có dấu hiệu tăng nhẹ trong giai đoạn 2020-2021 so với các năm trước.

  4. Phương pháp lấy mẫu và phân tích có đảm bảo độ chính xác không?
    Mẫu nước được lấy theo tiêu chuẩn TCVN 6663, phân tích tại phòng thí nghiệm đạt chứng nhận ISO/IEC 17025:2017, đảm bảo độ tin cậy và chính xác của kết quả.

  5. Các giải pháp bảo vệ nguồn nước mặt có thể thực hiện ngay không?
    Một số giải pháp như nâng cao nhận thức cộng đồng, giám sát chất lượng nước có thể thực hiện ngay. Các giải pháp xây dựng trạm xử lý nước thải và quản lý nông nghiệp cần kế hoạch và nguồn lực trong trung hạn.

Kết luận

  • Đã đánh giá toàn diện hiện trạng chất lượng nước mặt sông Hà Cối giai đoạn 2011-2021 qua chỉ số VN_WQI, cho thấy chất lượng nước chủ yếu ở mức trung bình, có dấu hiệu suy giảm nhẹ trong những năm gần đây.
  • Các thông số ô nhiễm hữu cơ và dinh dưỡng như COD, BOD5, NO3-, NO2- có xu hướng tăng vào mùa mưa và vượt giới hạn cho phép tại một số thời điểm.
  • Nguồn ô nhiễm chính là nước thải sinh hoạt chưa được xử lý triệt để và nước mưa chảy tràn từ hoạt động nông nghiệp, dân cư.
  • Đề xuất các giải pháp quản lý, kỹ thuật và giám sát nhằm cải thiện và bảo vệ chất lượng nước mặt sông Hà Cối trong tương lai gần.
  • Khuyến nghị các cơ quan quản lý, nhà nghiên cứu, doanh nghiệp và cộng đồng cùng phối hợp thực hiện để phát triển bền vững tài nguyên nước mặt tại huyện Hải Hà.

Hành động tiếp theo: Triển khai các giải pháp đề xuất, mở rộng mạng lưới quan trắc, tăng cường tuyên truyền và đào tạo nhằm nâng cao hiệu quả bảo vệ nguồn nước mặt.