Tổng quan nghiên cứu

Nguồn nước là tài nguyên quý giá và thiết yếu cho sự sống, phát triển kinh tế - xã hội và bảo vệ môi trường. Tại Việt Nam, tình trạng ô nhiễm nguồn nước mặt ngày càng nghiêm trọng, đặc biệt ở các lưu vực sông có hoạt động công nghiệp và dân cư đông đúc. Lưu vực sông Ngũ Huyện Khê, tỉnh Bắc Ninh, là một ví dụ điển hình khi chịu áp lực lớn từ các khu công nghiệp (CCN), làng nghề và hoạt động nông nghiệp. Với chiều dài 48,4 km, trong đó đoạn chảy qua Bắc Ninh dài 24 km, sông Ngũ Huyện Khê đóng vai trò quan trọng trong tiêu thoát nước mùa mưa và cung cấp nước tưới tiêu mùa khô cho các huyện Từ Sơn, Yên Phong, Tiên Du và thành phố Bắc Ninh. Tuy nhiên, chất lượng nước sông đang bị suy giảm nghiêm trọng do lượng lớn nước thải chưa qua xử lý từ các CCN, làng nghề và khu dân cư ven sông.

Mục tiêu nghiên cứu là đánh giá chất lượng nước và các nguồn gây ô nhiễm chính trên lưu vực sông Ngũ Huyện Khê, từ đó đề xuất các biện pháp kiểm soát nhằm cải thiện chất lượng nước, bảo vệ tài nguyên nước và phát triển bền vững kinh tế - xã hội tỉnh Bắc Ninh. Phạm vi nghiên cứu tập trung vào đoạn sông chảy qua tỉnh Bắc Ninh trong mùa kiệt (tháng 3), thời điểm lưu lượng dòng chảy thấp nhất, phản ánh chính xác mức độ ô nhiễm. Nghiên cứu có ý nghĩa quan trọng trong việc cung cấp dữ liệu khoa học làm cơ sở cho quản lý tài nguyên nước và bảo vệ môi trường tại địa phương, đồng thời góp phần nâng cao nhận thức cộng đồng về bảo vệ nguồn nước.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Luận văn dựa trên các lý thuyết và mô hình nghiên cứu về chất lượng nước và ô nhiễm môi trường nước, bao gồm:

  • Chỉ số chất lượng nước (Water Quality Index - WQI): Phương pháp tổng hợp các thông số môi trường để đánh giá mức độ ô nhiễm và chất lượng nước mặt, giúp phân loại nước theo các mức độ từ tốt đến rất ô nhiễm.
  • Tiêu chuẩn Việt Nam về chất lượng nước mặt (QCVN 08-MT:2015/BTNMT): Bộ tiêu chuẩn quy định các giới hạn cho phép của các thông số ô nhiễm như BOD, COD, TSS, DO, NH4+, Coliform,... được sử dụng làm cơ sở đánh giá chất lượng nước.
  • Mô hình tải lượng ô nhiễm: Phân tích và tính toán tải lượng các chất ô nhiễm phát sinh từ các nguồn thải khác nhau như nước thải sinh hoạt, công nghiệp, nông nghiệp, từ đó xác định áp lực ô nhiễm lên lưu vực sông.
  • Khái niệm về nguồn gây ô nhiễm nước: Phân loại các nguồn ô nhiễm thành nguồn điểm (CCN, làng nghề, khu dân cư) và nguồn diện (nông nghiệp, chăn nuôi), giúp xác định các biện pháp kiểm soát phù hợp.

Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu sử dụng phương pháp tiếp cận tổng hợp, kết hợp thu thập, tổng hợp và phân tích số liệu thực địa và thứ cấp:

  • Nguồn dữ liệu: Số liệu quan trắc chất lượng nước mặt giai đoạn 2011-2015 tại 3 điểm quan trắc chính (Cầu Đảo Xá, Văn Môn, Cầu Song Thất) do Tổng cục Môi trường cung cấp; số liệu điều tra thực địa về các CCN, làng nghề, dân cư ven sông; số liệu thống kê dân số, kinh tế xã hội tỉnh Bắc Ninh.
  • Phương pháp chọn mẫu: Lấy mẫu nước mặt tại các vị trí đại diện cho các đoạn sông chịu ảnh hưởng của các nguồn thải chính, tập trung vào mùa kiệt để phản ánh mức độ ô nhiễm cao nhất.
  • Phương pháp phân tích: Sử dụng tiêu chuẩn Việt Nam QCVN 08-MT:2015/BTNMT để đánh giá từng thông số ô nhiễm; áp dụng chỉ số chất lượng nước WQI để tổng hợp đánh giá mức độ ô nhiễm; tính toán tải lượng chất ô nhiễm từ các nguồn thải dựa trên lưu lượng nước thải và nồng độ các chất ô nhiễm.
  • Timeline nghiên cứu: Thu thập và phân tích số liệu từ năm 2011 đến 2015, khảo sát thực địa năm 2014, cập nhật số liệu quan trắc năm 2016, hoàn thiện luận văn năm 2016.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

  1. Chất lượng nước sông Ngũ Huyện Khê bị ô nhiễm nghiêm trọng:

    • Tại điểm Cầu Đảo Xá, các thông số COD đạt 542 mg/l, vượt 18 lần, BOD5 đạt 392 mg/l, vượt 26 lần so với giới hạn QCVN 08-MT:2015/BTNMT cột B1.
    • Nồng độ BOD5 tại Cầu Đảo Xá trong giai đoạn 2011-2015 vượt giới hạn cho phép từ 5,5 đến 12 lần, cao nhất năm 2012 là 189 mg/l.
    • Nồng độ TSS tại Cầu Đảo Xá năm 2012 đạt 113,5 mg/l, vượt quy chuẩn nhiều lần.
    • Nồng độ NH4+ tại Cầu Đảo Xá năm 2015 là 2 mg/l, vượt quy chuẩn cho phép.
    • Giá trị DO tại Cầu Đảo Xá thấp nhất là 1,44 mg/l năm 2015, không đạt yêu cầu.

  2. Nguồn gây ô nhiễm chủ yếu là các CCN và làng nghề:

    • Lưu lượng nước thải từ các CCN Phong Khê 1, Phong Khê 2, Phú Lâm và Châu Khê lên đến hàng nghìn m3/ngày, phần lớn chưa qua xử lý hoặc xử lý không đạt chuẩn.
    • Làng nghề tái chế giấy Phong Khê và Phú Lâm thải trực tiếp nước thải chứa nhiều hóa chất độc hại ra sông, gây ô nhiễm nghiêm trọng đoạn hạ lưu.
    • Làng nghề tái chế thép Đa Hội thải khoảng 40-45 tấn chất thải rắn/ngày, chứa kim loại nặng và các chất độc hại chưa được xử lý triệt để.

  3. Ô nhiễm từ nước thải sinh hoạt và nông nghiệp:

    • Dân số lưu vực sông khoảng 143.414 người, lượng nước thải sinh hoạt ước tính 13.243 m3/ngày, phần lớn không qua xử lý, thải trực tiếp ra sông.
    • Hoạt động nông nghiệp sử dụng phân bón và thuốc bảo vệ thực vật quá mức, nước mưa chảy tràn mang theo chất ô nhiễm hữu cơ và vô cơ vào sông.
    • Chăn nuôi gia súc, gia cầm phát triển nhanh nhưng chưa có hệ thống xử lý chất thải, gây ô nhiễm nguồn nước mặt và ao hồ.

  4. Áp lực ô nhiễm tăng theo chiều dài sông:

    • Mức độ ô nhiễm tăng dần từ thượng nguồn đến hạ lưu, đặc biệt tại đoạn từ xã Phú Lâm đến phường Phong Khê, nước sông có màu đen đặc, mùi hôi thối, không thể sử dụng cho sinh hoạt và sản xuất.

Thảo luận kết quả

Nguyên nhân chính của tình trạng ô nhiễm nghiêm trọng là do sự phát triển nhanh và chưa đồng bộ của các CCN, làng nghề với hệ thống xử lý nước thải chưa hoàn chỉnh hoặc không hiệu quả. Nước thải công nghiệp, đặc biệt từ ngành sản xuất giấy và tái chế kim loại, chứa nhiều chất hữu cơ, kim loại nặng và các hợp chất độc hại vượt xa giới hạn cho phép, làm suy giảm nghiêm trọng chất lượng nước. Nước thải sinh hoạt và nông nghiệp cũng góp phần làm tăng tải lượng ô nhiễm hữu cơ và dinh dưỡng, gây hiện tượng thiếu oxy hòa tan, ảnh hưởng đến hệ sinh thái thủy sinh.

So sánh với các nghiên cứu trước đây và báo cáo của ngành, kết quả này phù hợp với xu hướng ô nhiễm nước mặt tại các lưu vực sông có hoạt động công nghiệp và dân cư đông đúc ở miền Bắc Việt Nam. Việc sử dụng chỉ số WQI và tiêu chuẩn QCVN giúp đánh giá toàn diện và chính xác mức độ ô nhiễm, đồng thời làm cơ sở khoa học cho việc đề xuất các biện pháp kiểm soát.

Dữ liệu có thể được trình bày qua các biểu đồ diễn biến nồng độ các thông số ô nhiễm theo năm và vị trí quan trắc, bảng tổng hợp tải lượng ô nhiễm phân theo nguồn thải, giúp minh họa rõ ràng áp lực ô nhiễm và xu hướng biến đổi chất lượng nước.

Đề xuất và khuyến nghị

  1. Xây dựng và nâng cấp hệ thống xử lý nước thải tập trung tại các CCN và làng nghề:

    • Mục tiêu giảm tải lượng BOD, COD, TSS xuống dưới giới hạn QCVN trong vòng 2 năm.
    • Chủ thể thực hiện: chính quyền địa phương phối hợp với các doanh nghiệp và nhà đầu tư công nghệ xử lý nước thải.

  2. Tăng cường quản lý và kiểm soát nước thải sinh hoạt:

    • Xây dựng hệ thống thu gom và xử lý nước thải sinh hoạt tại các khu dân cư ven sông trong 3 năm tới.
    • Chủ thể thực hiện: UBND các huyện, xã phối hợp với ngành môi trường và cộng đồng dân cư.

  3. Áp dụng biện pháp quản lý nông nghiệp bền vững:

    • Hướng dẫn sử dụng phân bón, thuốc bảo vệ thực vật hợp lý, giảm thiểu ô nhiễm từ hoạt động nông nghiệp trong vòng 2 năm.
    • Chủ thể thực hiện: Sở NN&PTNT, các tổ chức nông dân và hộ sản xuất.

  4. Tuyên truyền nâng cao nhận thức cộng đồng về bảo vệ môi trường nước:

    • Triển khai các chương trình giáo dục, truyền thông về tác hại của ô nhiễm nước và vai trò của người dân trong 1 năm.
    • Chủ thể thực hiện: Sở TNMT, các tổ chức xã hội, trường học và truyền thông địa phương.

  5. Xây dựng quy hoạch bãi xử lý chất thải rắn tập trung:

    • Thiết lập bãi xử lý rác thải công nghiệp và sinh hoạt hợp vệ sinh, tránh tình trạng đổ thải bừa bãi ven sông trong 3 năm.
    • Chủ thể thực hiện: chính quyền địa phương, các doanh nghiệp và cộng đồng dân cư.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

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

    • Sử dụng kết quả đánh giá và đề xuất để xây dựng chính sách, quy hoạch quản lý tài nguyên nước và kiểm soát ô nhiễm tại địa phương.

  2. Các doanh nghiệp và chủ đầu tư trong các CCN, làng nghề:

    • Áp dụng các biện pháp xử lý nước thải, cải thiện công nghệ sản xuất nhằm giảm thiểu ô nhiễm và tuân thủ quy định môi trường.

  3. Các nhà nghiên cứu và sinh viên chuyên ngành khoa học môi trường:

    • Tham khảo phương pháp nghiên cứu, số liệu thực tế và phân tích để phát triển các nghiên cứu tiếp theo về ô nhiễm nước và quản lý môi trường.

  4. Cộng đồng dân cư và tổ chức xã hội tại lưu vực sông Ngũ Huyện Khê:

    • Nâng cao nhận thức về tác động của ô nhiễm nước, tham gia các hoạt động bảo vệ môi trường và giám sát thực thi các biện pháp kiểm soát ô nhiễm.

Câu hỏi thường gặp

  1. Tại sao sông Ngũ Huyện Khê bị ô nhiễm nghiêm trọng?
    Sông bị ô nhiễm chủ yếu do nước thải chưa qua xử lý từ các CCN, làng nghề tái chế giấy và kim loại, cùng với nước thải sinh hoạt và nông nghiệp. Các chất ô nhiễm như BOD, COD, TSS vượt giới hạn nhiều lần, làm suy giảm chất lượng nước.

  2. Các thông số ô nhiễm nào được sử dụng để đánh giá chất lượng nước?
    Các thông số chính gồm BOD5, COD, TSS, DO, NH4+, và Coliform. Đây là các chỉ tiêu quan trọng phản ánh mức độ ô nhiễm hữu cơ, vô cơ và vi sinh trong nước mặt.

  3. Phương pháp đánh giá chất lượng nước nào được áp dụng?
    Nghiên cứu sử dụng tiêu chuẩn Việt Nam QCVN 08-MT:2015/BTNMT để đánh giá từng thông số và chỉ số chất lượng nước WQI để tổng hợp mức độ ô nhiễm, giúp phân loại chất lượng nước một cách toàn diện.

  4. Biện pháp nào hiệu quả nhất để cải thiện chất lượng nước sông?
    Xây dựng hệ thống xử lý nước thải tập trung tại các CCN và làng nghề là biện pháp then chốt, kết hợp với quản lý nước thải sinh hoạt, áp dụng nông nghiệp bền vững và nâng cao nhận thức cộng đồng.

  5. Ai là người chịu trách nhiệm chính trong việc kiểm soát ô nhiễm nước?
    Chính quyền địa phương, các cơ quan quản lý môi trường, doanh nghiệp và cộng đồng dân cư đều có vai trò quan trọng trong việc thực hiện và giám sát các biện pháp kiểm soát ô nhiễm.

Kết luận

  • Chất lượng nước sông Ngũ Huyện Khê đoạn qua tỉnh Bắc Ninh bị ô nhiễm nghiêm trọng, đặc biệt tại đoạn hạ lưu do nước thải công nghiệp và làng nghề chưa qua xử lý.
  • Các thông số ô nhiễm như BOD5, COD, TSS, NH4+ vượt giới hạn quy chuẩn nhiều lần, DO thấp ảnh hưởng đến hệ sinh thái và sức khỏe cộng đồng.
  • Nguồn gây ô nhiễm chính là các CCN Phong Khê, Phú Lâm, Châu Khê và các làng nghề tái chế giấy, thép cùng với nước thải sinh hoạt và nông nghiệp.
  • Đề xuất các biện pháp kiểm soát bao gồm xây dựng hệ thống xử lý nước thải tập trung, quản lý nước thải sinh hoạt, áp dụng nông nghiệp bền vững và nâng cao nhận thức cộng đồng.
  • Nghiên cứu cung cấp cơ sở khoa học quan trọng cho quản lý tài nguyên nước và bảo vệ môi trường tại Bắc Ninh, hướng tới phát triển kinh tế - xã hội bền vững.

Next steps: Triển khai các giải pháp đề xuất, theo dõi và đánh giá hiệu quả cải thiện chất lượng nước trong vòng 2-3 năm tới. Kêu gọi sự phối hợp chặt chẽ giữa các bên liên quan để bảo vệ nguồn nước và môi trường sống.

Hành động ngay: Các cơ quan quản lý và doanh nghiệp cần ưu tiên đầu tư hệ thống xử lý nước thải, đồng thời tăng cường giám sát và xử lý nghiêm các vi phạm về môi trường.