Tổng quan nghiên cứu

Ô nhiễm nguồn nước sông tại Việt Nam đang trở thành vấn đề nghiêm trọng, đặc biệt ở các khu vực đô thị và công nghiệp. Theo báo cáo của Bộ Tài nguyên và Môi trường, lượng nước thải sinh hoạt và công nghiệp đổ vào các dòng sông ngày càng tăng, làm suy giảm chất lượng nước mặt, ảnh hưởng trực tiếp đến đời sống người dân và hệ sinh thái. Thành phố Thái Bình, với các con sông nội đô như sông Bạch và sông Bồ Xuyên, đang đối mặt với tình trạng ô nhiễm nghiêm trọng do nước thải chưa được xử lý triệt để. Tổng lượng nước thải đổ vào sông Bạch khoảng 18.727 m³/ngày đêm, trong đó nước thải công nghiệp chiếm 17.970 m³/ngày đêm, còn sông Bồ Xuyên tiếp nhận khoảng 4.238 m³/ngày đêm, chủ yếu là nước thải sinh hoạt.

Mục tiêu nghiên cứu nhằm đánh giá diễn biến chất lượng nước, tính toán chỉ số chất lượng nước Việt Nam (VN_WQI) và xác định khả năng chịu tải ô nhiễm của hai con sông này trên địa bàn thành phố Thái Bình. Nghiên cứu được thực hiện trong hai mùa mưa và khô, với phạm vi khảo sát tại 4 điểm lấy mẫu trên mỗi sông, nhằm cung cấp dữ liệu khoa học phục vụ công tác quản lý và bảo vệ môi trường nước. Kết quả nghiên cứu có ý nghĩa quan trọng trong việc đề xuất các giải pháp kiểm soát ô nhiễm, nâng cao chất lượng nước, bảo vệ sức khỏe cộng đồng và phát triển bền vững khu vực.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu dựa trên các lý thuyết và mô hình đánh giá chất lượng nước và khả năng chịu tải ô nhiễm của nguồn nước mặt. Hai lý thuyết chính được áp dụng gồm:

  • Lý thuyết sức chịu tải môi trường nước: Định nghĩa sức chịu tải là giới hạn tối đa các chất ô nhiễm mà nguồn nước có thể tiếp nhận mà không làm vượt quá các tiêu chuẩn chất lượng nước quy định. Khung lý thuyết này giúp xác định ngưỡng ô nhiễm tối đa cho phép nhằm bảo vệ mục đích sử dụng nước như tưới tiêu, sinh hoạt, thủy lợi.

  • Mô hình chỉ số chất lượng nước (WQI): Chỉ số WQI tổng hợp các thông số quan trắc thành một thang điểm đánh giá mức độ ô nhiễm và khả năng sử dụng nguồn nước. Nghiên cứu áp dụng phương pháp tính VN_WQI theo Quyết định số 1460/QĐ-TCMT năm 2019, bao gồm 5 nhóm thông số: pH, thuốc bảo vệ thực vật, kim loại nặng, chất hữu cơ và dinh dưỡng, vi sinh vật.

Các khái niệm chính trong nghiên cứu gồm: tải lượng ô nhiễm, khả năng tiếp nhận nước thải, hệ số an toàn, chỉ số chất lượng nước VN_WQI, và các thông số ô nhiễm chủ yếu như BOD5, COD, NH4+, NO2-, PO43-.

Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu sử dụng phương pháp kết hợp kế thừa dữ liệu từ các báo cáo khoa học trước đây và khảo sát thực địa. Nguồn dữ liệu chính bao gồm:

  • Dữ liệu quan trắc chất lượng nước mặt tại 8 điểm lấy mẫu (4 điểm trên sông Bạch, 4 điểm trên sông Bồ Xuyên) trong hai đợt: mùa mưa (20/10/2021 - 20/11/2021) và mùa khô (23/02/2022 - 18/03/2022).

  • Tổng cộng 160 mẫu nước mặt được phân tích theo quy định của Thông tư 76/2017/TT-BTNMT về đánh giá tải lượng ô nhiễm và sức chịu tải nguồn nước.

Phương pháp phân tích bao gồm:

  • Tính toán tải lượng ô nhiễm tối đa cho phép và khả năng chịu tải của các thông số ô nhiễm theo công thức trực tiếp và gián tiếp quy định trong Thông tư 76/2017/TT-BTNMT.

  • Tính toán chỉ số VN_WQI dựa trên các nhóm thông số quan trắc, sử dụng các công thức và bảng quy chuẩn theo Quyết định 1460/QĐ-TCMT.

  • Phân tích so sánh diễn biến chất lượng nước giữa hai mùa và giữa các vị trí lấy mẫu.

Timeline nghiên cứu kéo dài trong khoảng 6 tháng, bao gồm thu thập dữ liệu, phân tích mẫu, tính toán và đánh giá kết quả.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

  1. Diễn biến chất lượng nước sông Bạch:

    • Mùa mưa, chỉ số BOD5 và COD tại các vị trí cầu Báng, cầu Thắng Cựu và cầu Phúc Khánh vượt giới hạn cho phép từ 1,1 đến 4,2 lần.
    • Hàm lượng NH4+ vượt giới hạn từ 1,8 đến 19 lần, NO2- vượt từ 1,8 đến 5,8 lần, PO43- vượt từ 1,1 đến 4,4 lần.
    • Mùa khô, các chỉ số ô nhiễm tăng cao hơn mùa mưa, BOD5 vượt 1,1-2,9 lần, COD vượt 1,1-3,4 lần, NH4+ vượt 4-27,8 lần, NO2- vượt 1,4-35,6 lần, PO43- vượt 1,2-4,6 lần.

  2. Diễn biến chất lượng nước sông Bồ Xuyên:

    • Mùa mưa, BOD5 và COD vượt giới hạn từ 1,1 đến 3,2 lần, NH4+ vượt từ 1,2 đến 16 lần, NO2- vượt 1,4-6,4 lần, PO43- vượt 1,8-7,9 lần.
    • Mùa khô, các chỉ số ô nhiễm tăng mạnh, NH4+ vượt 14-51,7 lần, NO2- vượt 1,2-55,6 lần, PO43- vượt 1,03-7,3 lần.

  3. Chỉ số chất lượng nước VN_WQI:

    • Sông Bạch dao động từ 43 (ô nhiễm xấu) đến 91 (rất tốt) trong mùa mưa, giảm xuống 45-79 trong mùa khô.
    • Sông Bồ Xuyên có VN_WQI từ 50 đến 69 (ô nhiễm trung bình đến xấu) trong cả hai mùa, điểm thấp nhất là 48 (ô nhiễm nặng).

  4. Khả năng chịu tải ô nhiễm:

    • Cả hai sông không còn khả năng chịu tải đối với các thông số COD, BOD5, NH4+, NO3-, PO43-.
    • Sông Bạch vượt ngưỡng chịu tải từ 3 đến 217 lần tùy thông số, sông Bồ Xuyên vượt từ 1 đến 46 lần.

Thảo luận kết quả

Nguyên nhân chính của ô nhiễm là do lượng lớn nước thải sinh hoạt và công nghiệp chưa được xử lý hoặc xử lý chưa đạt chuẩn, đặc biệt tại các khu dân cư và cụm công nghiệp quanh sông. Mùa khô làm giảm lưu lượng nước, làm giảm khả năng pha loãng và tự làm sạch của sông, dẫn đến nồng độ ô nhiễm tăng cao hơn so với mùa mưa. Kết quả so sánh với các nghiên cứu tại các sông đô thị khác ở Việt Nam và quốc tế cho thấy tình trạng ô nhiễm tương tự, với các chỉ tiêu hữu cơ và dinh dưỡng vượt ngưỡng nghiêm trọng.

Dữ liệu có thể được trình bày qua biểu đồ so sánh hàm lượng BOD5, COD, NH4+, NO2-, PO43- giữa các vị trí và mùa, cũng như bảng tổng hợp chỉ số VN_WQI và khả năng chịu tải để minh họa mức độ ô nhiễm và nguy cơ môi trường.

Đề xuất và khuyến nghị

  1. Tăng cường quản lý nguồn thải:

    • Thiết lập và thực thi kế hoạch quản lý chất lượng nước, phân bổ hạn ngạch xả thải phù hợp nhằm đảm bảo không vượt quá sức chịu tải của sông.
    • Chủ thể thực hiện: Sở Tài nguyên và Môi trường, chính quyền địa phương.
    • Thời gian: Triển khai ngay trong 1-2 năm tới.

  2. Nâng cao công tác thanh tra, kiểm tra:

    • Tăng cường giám sát, phát hiện và xử lý kịp thời các hành vi xả thải trái phép, đặc biệt tại các khu công nghiệp và dân cư ven sông.
    • Chủ thể thực hiện: Thanh tra môi trường, công an môi trường.
    • Thời gian: Liên tục, ưu tiên trong 6 tháng đầu.

  3. Đẩy mạnh thu gom và xử lý nước thải tập trung:

    • Xây dựng và nâng cấp hệ thống thu gom nước thải sinh hoạt và công nghiệp, đảm bảo xử lý đạt chuẩn trước khi xả ra môi trường.
    • Chủ thể thực hiện: Ban quản lý các khu công nghiệp, chính quyền thành phố.
    • Thời gian: 2-3 năm.

  4. Áp dụng các biện pháp kỹ thuật cải tạo môi trường:

    • Thực hiện nạo vét bùn, sục khí, bơm nước sạch để tăng khả năng tự làm sạch và cải thiện chất lượng nước sông.
    • Chủ thể thực hiện: Sở Nông nghiệp và Phát triển nông thôn, đơn vị môi trường chuyên ngành.
    • Thời gian: 1-2 năm.

  5. Nâng cao nhận thức cộng đồng:

    • Tuyên truyền, giáo dục người dân về bảo vệ môi trường nước, hạn chế xả thải trực tiếp ra sông.
    • Chủ thể thực hiện: UBND phường, các tổ chức xã hội.
    • Thời gian: Liên tục.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

  1. Cơ quan quản lý môi trường địa phương:

    • Hỗ trợ xây dựng chính sách, kế hoạch quản lý chất lượng nước và kiểm soát ô nhiễm phù hợp với thực tế địa phương.

  2. Các nhà nghiên cứu và sinh viên ngành môi trường:

    • Cung cấp dữ liệu thực nghiệm, phương pháp đánh giá chất lượng nước và sức chịu tải, làm cơ sở cho các nghiên cứu tiếp theo.

  3. Doanh nghiệp trong các khu công nghiệp:

    • Hiểu rõ tác động của hoạt động sản xuất đến môi trường nước, từ đó cải tiến công nghệ xử lý nước thải.

  4. Cộng đồng dân cư sống ven sông:

    • Nâng cao nhận thức về ô nhiễm nguồn nước, tham gia bảo vệ môi trường và giám sát hoạt động xả thải.

Câu hỏi thường gặp

  1. Chỉ số VN_WQI là gì và có ý nghĩa như thế nào?
    VN_WQI là chỉ số tổng hợp đánh giá chất lượng nước dựa trên nhiều thông số quan trắc. Chỉ số này giúp xác định mức độ ô nhiễm và khả năng sử dụng nước cho các mục đích khác nhau như sinh hoạt, tưới tiêu. Ví dụ, VN_WQI từ 91-100 cho thấy nước rất tốt, trong khi dưới 50 là ô nhiễm nặng.

  2. Tại sao mùa khô chất lượng nước lại kém hơn mùa mưa?
    Mùa khô lưu lượng nước sông giảm, làm giảm khả năng pha loãng các chất ô nhiễm. Đồng thời, nhiệt độ cao thúc đẩy quá trình phân hủy kỵ khí, làm tăng nồng độ các chất ô nhiễm hữu cơ và dinh dưỡng như NH4+, NO2-.

  3. Khả năng chịu tải của sông là gì?
    Đây là giới hạn tối đa các chất ô nhiễm mà sông có thể tiếp nhận mà không làm vượt quá tiêu chuẩn chất lượng nước. Khi vượt ngưỡng này, sông không thể tự làm sạch, dẫn đến ô nhiễm nghiêm trọng.

  4. Các biện pháp kỹ thuật nào có thể cải thiện chất lượng nước sông?
    Bao gồm nạo vét bùn, sục khí để tăng oxy hòa tan, bơm nước sạch để pha loãng ô nhiễm, và xây dựng hệ thống xử lý nước thải tập trung. Các biện pháp này đã được áp dụng thành công tại nhiều quốc gia.

  5. Làm thế nào để cộng đồng dân cư tham gia bảo vệ nguồn nước?
    Người dân có thể tham gia bằng cách không xả rác, nước thải trực tiếp ra sông, tham gia các chương trình tuyên truyền, giám sát và báo cáo các hành vi gây ô nhiễm cho cơ quan chức năng.

Kết luận

  • Nghiên cứu đã đánh giá chi tiết diễn biến chất lượng nước và mức độ ô nhiễm của sông Bạch và sông Bồ Xuyên trên địa bàn thành phố Thái Bình trong hai mùa mưa và khô.
  • Chỉ số VN_WQI dao động từ mức ô nhiễm xấu đến ô nhiễm trung bình, phản ánh thực trạng ô nhiễm nghiêm trọng do nước thải sinh hoạt và công nghiệp chưa được xử lý triệt để.
  • Khả năng chịu tải ô nhiễm của hai con sông đã vượt ngưỡng cho phép đối với các chỉ tiêu COD, BOD5, NH4+, NO3-, PO43-, đòi hỏi phải có biện pháp kiểm soát hiệu quả.
  • Đề xuất các giải pháp quản lý nguồn thải, nâng cao công tác giám sát, xử lý nước thải tập trung và áp dụng biện pháp kỹ thuật cải tạo môi trường nước.
  • Nghiên cứu mở hướng cho các nghiên cứu tiếp theo về biến động ô nhiễm theo mùa và các biện pháp xử lý phù hợp nhằm bảo vệ sức khỏe cộng đồng và phát triển bền vững khu vực.

Hành động ngay hôm nay để bảo vệ nguồn nước sông Bạch và sông Bồ Xuyên là cần thiết cho tương lai xanh, sạch của thành phố Thái Bình.