Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Tài nguyên nước mặt giữ vai trò thiết yếu đối với hệ sinh thái, đời sống dân sinh và các hoạt động phát triển kinh tế - xã hội của mọi vùng lãnh thổ. Tại thành phố Móng Cái, tỉnh Quảng Ninh – địa bàn cửa ngõ vùng Đông Bắc Việt Nam có vị trí địa lý đặc thù và đường biên giới trên bộ lẫn trên biển tiếp giáp với Trung Quốc – áp lực phát triển kinh tế, đô thị hóa và gia tăng dân số đang tạo ra những tác động trực tiếp đến chất lượng môi trường nước. Trên địa bàn thành phố hiện có 62 cơ sở sản xuất, chế biến phát sinh nước thải công nghiệp thuộc diện phải nộp phí bảo vệ môi trường (trong đó có 28 cơ sở chế biến nông - lâm sản và 23 cơ sở khai thác, chế biến khoáng sản), cùng 41 cơ sở chế biến tinh bột sắn quy mô nhỏ và 67 cơ sở chăn nuôi lợn hộ gia đình quy mô từ 100 con trở lên. Mặc dù nhiều đơn vị đã bố trí công trình xử lý, song hiệu quả vận hành thực tế chưa cao và trên toàn tỉnh vẫn chưa hình thành hệ thống xử lý nước thải tập trung tại các khu, cụm công nghiệp. Nước thải sinh hoạt đô thị và nước thải y tế từ các cơ sở khám chữa bệnh phần lớn mới qua xử lý sơ bộ rồi xả thẳng vào các kênh mương, sông suối, gây nguy cơ suy giảm chất lượng nước mặt.

Trước thực trạng đó, khóa luận tập trung thực hiện 4 mục tiêu nghiên cứu cụ thể sau:

  1. Khái quát điều kiện tự nhiên và tình hình phát triển kinh tế - xã hội của thành phố Móng Cái, tỉnh Quảng Ninh.
  2. Điều tra, thống kê và đánh giá các nguồn phát thải chính tác động đến môi trường nước mặt trên địa bàn (nguồn thải sinh hoạt, công nghiệp, nông nghiệp và y tế).
  3. Đánh giá hiện trạng và diễn biến chất lượng nước mặt tại thành phố Móng Cái thông qua chuỗi số liệu quan trắc giai đoạn 2016 – 2018.
  4. Đề xuất các nhóm giải pháp quản lý và kỹ thuật nhằm giảm thiểu ô nhiễm, bảo vệ và cải thiện chất lượng môi trường nước mặt tại địa phương.

Về đối tượng và phạm vi nghiên cứu:

  • Đối tượng nghiên cứu: Chất lượng môi trường nước mặt và các nguồn thải tác động đến nguồn nước mặt trên địa bàn thành phố Móng Cái.
  • Phạm vi không gian: Hệ thống thủy vực nước mặt tại 4 điểm quan trắc trọng điểm thuộc thành phố Móng Cái, tỉnh Quảng Ninh (gồm Sông Ka Long, Hồ Tràng Vinh, Suối Khe Rè và Ngòi Tràng Vinh).
  • Phạm vi thời gian: Đánh giá chuỗi dữ liệu hiện trạng và diễn biến môi trường trong giai đoạn từ năm 2016 đến năm 2018; thời gian tác giả thực hiện nghiên cứu, tổng hợp và hoàn thành khóa luận là từ tháng 01/2019 đến tháng 05/2019.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Khóa luận thiết lập nền tảng nghiên cứu dựa trên các khái niệm môi trường, cơ chế lan truyền ô nhiễm nước và hệ thống quy phạm pháp luật môi trường hiện hành của Việt Nam:

  • Cơ sở khoa học và khái niệm: Tác giả sử dụng khái niệm môi trường theo Luật Bảo vệ môi trường năm 2014; phân loại tài nguyên nước thành nước mặt, nước ngầm và nước máy (theo Dư Ngọc Thành, 2015); phân tích bản chất ô nhiễm môi trường nước (theo Hoàng Văn Hùng, 2009); hệ thống hóa các dạng ô nhiễm nước mặt (ô nhiễm hữu cơ, vô cơ, phú dưỡng, kim loại nặng, vi sinh vật, dư lượng hóa chất bảo vệ thực vật) và khung thông số đánh giá chất lượng nước theo hướng dẫn của ESCAP (1994) bao gồm nhóm chỉ tiêu lý học, hóa học, sinh học và chỉ số chất lượng nước (WQI).
  • Cơ sở pháp lý: Nghiên cứu áp dụng Luật Bảo vệ môi trường 2014; Nghị định số 120/2008/NĐ-CP về quản lý lưu vực sông; Nghị định số 19/2015/NĐ-CP hướng dẫn Luật Bảo vệ môi trường; Quyết định số 1788/QĐ-TTg ngày 01/10/2013 của Thủ tướng Chính phủ về phê duyệt kế hoạch xử lý triệt để các cơ sở gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng đến năm 2020; Quyết định số 22/2006/QĐ-BTNMT; Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng nước mặt QCVN 08-MT:2015/BTNMT (Cột B1); QCVN 01:2009/BYT cùng các tiêu chuẩn lấy mẫu TCVN 6663-6:2008 (ISO 5667-6:2005), TCVN 5994:1995, TCVN 5993:1995.

Về phương pháp thực hiện, nghiên cứu sử dụng phương pháp kế thừa số liệu thứ cấp làm chủ đạo, kết hợp cùng các phương pháp so sánh đánh giá, lấy ý kiến chuyên gia và xử lý thống kê:

  • Nguồn dữ liệu: Số liệu điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội và số liệu phát sinh chất thải được thu thập từ Cục Thống kê tỉnh Quảng Ninh, Sở Tài nguyên và Môi trường tỉnh Quảng Ninh, Phòng Tài nguyên và Môi trường TP Móng Cái, Bệnh viện Đa khoa TP Móng Cái. Chuỗi số liệu phân tích chất lượng nước 14 chỉ tiêu giai đoạn 2016 – 2018 được kế thừa từ Chi cục Bảo vệ Môi trường tỉnh Quảng Ninh.
  • Vị trí lấy mẫu quan trắc: Gồm 4 vị trí đại diện trên địa bàn TP Móng Cái:
    1. Vị trí 1: Nước sông Ka Long tại Cầu Ka Long.
    2. Vị trí 2: Nước hồ Tràng Vinh tại đầu cầu Tràng Vinh.
    3. Vị trí 3: Nước suối Khe Rè tại Cầu Khe Rè.
    4. Vị trí 4: Nước ngòi Tràng Vinh tại Cầu Tràng Vinh.
TT Chỉ tiêu phân tích Đơn vị Phương pháp xác định tiêu chuẩn Giới hạn so sánh (QCVN 08-MT:2015/BTNMT Cột B1)
1 pH - TCVN 6492:2011 5,5 - 9,0
2 Oxy hòa tan (DO) mg/l TCVN 7324:2004 $\ge$ 4,0
3 Tổng chất rắn lơ lửng (TSS) mg/l TCVN 6625:2000 50
4 Nhu cầu oxy hóa học (COD) mg/l SMEWW 5220C:2012 30
5 Nhu cầu oxy sinh học ($\text{BOD}_5$) mg/l TCVN 6001-1:2008 15
6 Chì ($\text{Pb}$) mg/l TCVN 6193:1996 0,05
7 Asen ($\text{As}$) mg/l TCVN 6626:2000 0,05
8 Cadimi ($\text{Cd}$) mg/l TCVN 6193:1996 0,01
9 Đồng ($\text{Cu}$) mg/l TCVN 6193:1996 0,5
10 Mangan ($\text{Mn}$) mg/l SMEWW 3500-Mn(B):2012 0,5
11 Sắt ($\text{Fe}$) mg/l TCVN 6177:1996 1,5
12 Nitrit ($\text{NO}_2^-$) mg/l TCVN 6178:1996 0,05
13 Photphat ($\text{PO}_4^{3-}$) mg/l TCVN 6202:2008 0,3
14 Coliform MPN/100ml TCVN 6187-2:1996 7.500

Nội dung chính theo từng chương

Phần 1: Mở đầu

Tác giả trình bày tính cấp thiết của việc bảo vệ nguồn nước mặt tại thành phố Móng Cái trong bối cảnh địa phương đang đẩy mạnh phát triển thương mại biên giới, dịch vụ và chế biến công nghiệp. Khóa luận xác lập rõ 4 mục tiêu nghiên cứu cụ thể, chỉ ra ý nghĩa lý luận trong việc rèn luyện phương pháp nghiên cứu khoa học môi trường và ý nghĩa thực tiễn trong việc cung cấp cơ sở dữ liệu cho công tác quản lý tài nguyên, kiểm soát nguồn thải của chính quyền thành phố Móng Cái.

Phần 2: Tổng quan tài liệu

Chương này tổng hợp hệ thống lý luận về tài nguyên nước mặt, các con đường phát sinh và tác động của ô nhiễm môi trường nước đối với sức khỏe con người và hệ sinh thái thủy sinh. Tác giả phân tích bức tranh thực trạng ô nhiễm nước mặt tại Việt Nam (điển hình tại lưu vực sông Cầu, sông Nhuệ, hệ thống sông Đồng Nai - Sài Gòn và lưu vực sông Tiền - sông Hậu). Đồng thời, chương 2 tổng quan đặc điểm thủy văn thành phố Móng Cái với các sông chính gồm sông Ka Long (bắt nguồn từ Trung Quốc ở độ cao 700 m, dài 700 km, đoạn biên giới dài khoảng 16 km qua xã Hải Sơn) và sông Tràng Vinh (dài trên 20 km qua đập/hồ Tràng Vinh). Tác giả cung cấp dữ liệu lượng mưa các trạm quan trắc trên địa bàn Quảng Ninh (như Ba Chẽ đạt 1.739,3 mm, Đầm Hà 1.790 mm, Móng Cái thuộc vùng mưa lớn trên 2.000 mm/năm) và cấu trúc các tầng chứa nước dưới đất (tầng khe nứt sâu 90 - 120 m và tầng lỗ hổng Đệ tứ sâu 20 - 30 m).

Phần 3: Đối tượng, nội dung và phương pháp nghiên cứu

Nội dung chương trình bày quy trình kỹ thuật lấy mẫu nước sông suối và ao hồ theo TCVN 6663-6:2008 và TCVN 5994:1995, chi tiết hóa các bước vệ sinh dụng cụ, bảo quản mẫu phân tích hóa học và vô trùng mẫu vi sinh bằng đèn cồn. Chương 3 xác định tọa độ và mô tả 4 vị trí lấy mẫu đại diện, lựa chọn 14 chỉ tiêu phân tích lý - hóa - sinh và thiết lập hệ thống tiêu chuẩn phân tích đối chiếu với QCVN 08-MT:2015/BTNMT (Cột B1). Tác giả nêu rõ phương pháp luận thu thập số liệu thứ cấp, kế thừa dữ liệu giám sát và phương pháp tham vấn cán bộ chuyên môn tại Chi cục Bảo vệ Môi trường tỉnh Quảng Ninh và cán bộ phụ trách môi trường tại các xã, phường.

Phần 4: Kết quả nghiên cứu

Chương này trình bày toàn bộ kết quả điều tra và phân tích thực nghiệm của đề tài theo 5 nội dung chính:

  • Đặc điểm tự nhiên, kinh tế - xã hội: Thành phố Móng Cái có diện tích tự nhiên 519,1 $\text{km}^2$, dân số trung bình đạt mức mật độ 193 người/$\text{km}^2$. Tốc độ tăng trưởng kinh tế duy trì ổn định, cơ cấu kinh tế dịch chuyển tích cực theo hướng tăng tỷ trọng dịch vụ (44,29%) và công nghiệp - xây dựng (31,62%), giảm nông - lâm - thủy sản (24,09%).
  • Hiện trạng thủy văn nguồn nước mặt: Thống kê đặc trưng dòng chảy sông Ka Long với lưu lượng lớn nhất đạt 1.240 $\text{m}^3/\text{s}$, lưu lượng mùa kiệt thấp nhất dao động từ 19,5 đến 46,4 $\text{m}^3/\text{s}$, mực nước dao động từ 6.755 cm đến 7.360 cm; hồ Yên Lập duy trì dung tích thường xuyên 127 triệu $\text{m}^3$.
  • Đánh giá các nguồn phát thải:
    • Nguồn thải sinh hoạt: Khối lượng chất thải rắn sinh hoạt toàn thành phố phát sinh khoảng 94.200 tấn/năm (trong đó phường Hải Sơn phát sinh cao nhất với 2.700 - 2.900 tấn/năm, phường Bình Ngọc thấp nhất 1.630 tấn/năm). Nước thải sinh hoạt chưa qua xử lý tập trung từ các khu dân cư xả trực tiếp ra sông Ka Long (phường Ka Long, Trần Phú, xã Hải Xuân, Vạn Ninh, Hải Hòa, Hải Tiến), hồ Tràng Vinh (Km số 5 Hải Yên), suối Khe Rè và ngòi Tràng Vinh.
    • Nguồn thải công nghiệp: 62 cơ sở sản xuất có phát sinh nước thải công nghiệp nộp phí môi trường, 41 cơ sở tinh bột sắn và 67 cơ sở chăn nuôi lợn quy mô $\ge$ 100 con xả thải trực tiếp hoặc xử lý chưa đạt chuẩn.
    • Nguồn thải nông nghiệp: Hoạt động tưới tiêu rửa trôi 20 - 30% lượng phân bón hóa học và thuốc bảo vệ thực vật dư thừa vào nguồn nước mặt.
    • Nguồn thải y tế: Bệnh viện Đa khoa TP Móng Cái (quy mô 203 - 250 giường bệnh, công suất sử dụng 98%) phát sinh 73 tấn chất thải y tế/năm (trong đó 16 tấn chất thải y tế nguy hại/năm) và lưu lượng nước thải y tế khoảng 42 $\text{m}^3/\text{ngày}$.
Thành phần chất thải rắn y tế Tỷ lệ (%)
Thành phần hữu cơ 53,1
Đất, vật rắn khó phân định 21,9
Chai thuốc, túi dịch, túi máu 12,6
Bông, gạc, băng, bột, nẹp 8,5
Thủy tinh, lọ thuốc, xy lanh 3,5
Giấy các loại 2,8
Kim loại 0,5
Bệnh phẩm 0,4
  • Hiện trạng và diễn biến chất lượng nước mặt (2016 – 2018):
Chỉ tiêu Đơn vị QCVN 08-MT:2015/BTNMT (Cột B1) Kết quả năm 2016 Kết quả năm 2017
Sông Ka Long Hồ Tràng Vinh Suối Khe Rè Ngòi Tràng Vinh Sông Ka Long Hồ Tràng Vinh Suối Khe Rè Ngòi Tràng Vinh
pH - 5,5 - 9,0 6,95 7,10 7,04 7,45 6,90 7,20 7,00 7,20
$\text{PO}_4^{3-}$ mg/l 0,3 0,032 0,210 0,051 1,540 0,039 0,230 0,058 1,540
DO mg/l $\ge$ 4,0 5,4 4,7 5,3 4,3 5,3 5,2 5,2 4,3
TSS mg/l 50 66 25 13 67 72 28 45 72
COD mg/l 30 25,4 23,0 10,0 44,9 25,0 29,0 23,0 45,0
$\text{BOD}_5$ mg/l 15 14,7 11,0 6,4 25,3 14,2 12,0 6,4 25,3
Pb mg/l 0,05 <0,003 0,0049 0,0050 0,0071 0,0020 0,0051 0,0080 0,0072
As mg/l 0,05 <0,003 <0,003 <0,003 <0,003 0,0010 <0,003 <0,002 <0,003
Cd mg/l 0,01 KPHĐ KPHĐ KPHĐ KPHĐ KPHĐ KPHĐ KPHĐ KPHĐ
Cu mg/l 0,5 0,018 KPHĐ 0,016 0,032 0,013 KPHĐ 0,030 0,035
Mn mg/l 0,5 0,006 0,015 0,012 0,014 0,003 0,025 0,014 0,016
Fe mg/l 1,5 0,21 0,12 0,17 0,13 0,24 0,13 0,20 0,14
$\text{NO}_2^-$ mg/l 0,05 0,0027 0,0510 0,0030 0,0710 0,0020 0,0440 0,0060 0,0700
Coliform MPN/100ml 7.500 2.900 4.200 800 7.700 2.800 4.500 2.000 7.000

Kết quả quan trắc cho thấy nguồn nước mặt nhìn chung có hàm lượng kim loại nặng (Pb, As, Cd, Cu, Mn, Fe) nằm trong ngưỡng an toàn của QCVN 08-MT:2015/BTNMT (Cột B1), Cadimi không phát hiện được (KPHĐ). Tuy nhiên, hiện tượng ô nhiễm hữu cơ, chất rắn lơ lửng và chất dinh dưỡng xảy ra cục bộ:

  • Tại ngòi Tràng Vinh: Năm 2016, hàm lượng TSS đạt 67 mg/l (vượt 1,34 lần tiêu chuẩn B1), COD đạt 44,9 mg/l (vượt 1,5 lần), $\text{BOD}_5$ đạt 25,3 mg/l (vượt 1,68 lần), $\text{NO}_2^-$ đạt 0,071 mg/l (vượt 1,42 lần), $\text{PO}_4^{3-}$ đạt 1,54 mg/l (vượt 5,13 lần) và Coliform đạt 7.700 MPN/100ml (vượt 1,03 lần). Sang năm 2017, tình trạng ô nhiễm tiếp tục duy trì với TSS đạt 72 mg/l (vượt 1,44 lần), COD đạt 45,0 mg/l, $\text{BOD}_5$ đạt 25,3 mg/l, $\text{PO}_4^{3-}$ đạt 1,54 mg/l và $\text{NO}_2^-$ đạt 0,07 mg/l.

  • Tại sông Ka Long: Chỉ tiêu TSS vượt quy chuẩn B1 trong cả hai năm, đạt 66 mg/l năm 2016 (vượt 1,32 lần) và tăng lên 72 mg/l năm 2017 (vượt 1,44 lần).

  • Đề xuất giải pháp: Tác giả kiến nghị 2 nhóm giải pháp trọng tâm:

    1. Giải pháp quản lý: Nâng cao hiệu lực thanh tra, kiểm tra việc vận hành hệ thống xử lý nước thải tại 62 cơ sở sản xuất công nghiệp và các cơ sở chế biến tinh bột sắn, chăn nuôi; đầu tư xây dựng hệ thống thu gom và trạm xử lý nước thải sinh hoạt đô thị tập trung; cải tạo, nâng cấp trạm xử lý nước thải tại Bệnh viện Đa khoa thành phố; thiết lập hành lang bảo vệ nguồn nước lưu vực sông Ka Long và hồ Tràng Vinh.
    2. Giải pháp giáo dục, tuyên truyền: Đẩy mạnh tuyên truyền cộng đồng không đổ rác và nước thải sinh hoạt trực tiếp xuống lòng sông, kênh rạch; hướng dẫn nông dân sử dụng hóa chất bảo vệ thực vật đúng liều lượng, thu gom bao bì thuốc sau sử dụng.

Kết quả và đóng góp

Khóa luận đã lượng hóa được hiện trạng chất lượng nước mặt và thống kê chi tiết các nguồn thải chính trên địa bàn thành phố Móng Cái với các kết quả cụ thể:

  • Xác định chất lượng nước mặt tại 4 điểm quan trắc chính: Nước tại hồ Tràng Vinh và suối Khe Rè có chất lượng tương đối tốt, hầu hết các chỉ tiêu đạt chuẩn Cột B1. Ngược lại, khu vực ngòi Tràng Vinh và sông Ka Long đã có dấu hiệu ô nhiễm hữu cơ và dinh dưỡng rõ rệt ($\text{BOD}_5$ vượt 1,68 lần; COD vượt 1,5 lần; $\text{PO}_4^{3-}$ vượt 5,13 lần; $\text{NO}_2^-$ vượt 1,42 lần; TSS vượt 1,32 - 1,44 lần).
  • Thống kê toàn diện nguồn thải gây ô nhiễm nước mặt trên địa bàn: 94.200 tấn CTR sinh hoạt/năm; 62 cơ sở công nghiệp phát sinh nước thải; 41 cơ sở bột sắn; 67 trại chăn nuôi lợn quy mô lớn; 73 tấn chất thải y tế/năm và 42 $\text{m}^3$ nước thải y tế/ngày từ Bệnh viện Đa khoa thành phố.
  • Đóng góp của đề tài thể hiện ở việc xây dựng được bộ dữ liệu giám sát môi trường nước mặt tổng hợp tại địa bàn biên giới Móng Cái giai đoạn 2016 – 2018, chỉ ra đúng các điểm nóng ô nhiễm cục bộ do hạ tầng thu gom xử lý nước thải sinh hoạt và công nghiệp còn thiếu đồng bộ.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

  • Hạn chế: Đề tài sử dụng phương pháp kế thừa số liệu thứ cấp từ các cơ quan quản lý nhà nước mà chưa tự tiến hành quan trắc thực địa trực tiếp; số lượng điểm lấy mẫu còn hạn chế (4 vị trí); chuỗi dữ liệu chi tiết trong văn bản mới dừng lại ở việc so sánh phân tích sâu hai năm 2016 và 2017.
  • Hướng nghiên cứu tiếp: Mở rộng mạng lưới điểm quan trắc trên toàn tuyến sông Ka Long và các phụ lưu; tăng tần suất đo đạc theo mùa (mùa mưa và mùa khô); tính toán chỉ số chất lượng nước (WQI) tự động và ứng dụng mô hình hóa lan truyền chất ô nhiễm để dự báo chất lượng nước mặt phục vụ quy hoạch đô thị Móng Cái.

Giá trị tham khảo

Khóa luận là nguồn tài liệu tham khảo hữu ích cho sinh viên và học viên chuyên ngành Khoa học Môi trường, Quản lý Môi trường và Quản lý Tài nguyên Nước khi thực hiện các đồ án, khóa luận đánh giá hiện trạng chất lượng nước mặt cấp huyện/thành phố. Các nội dung có giá trị tham khảo cao gồm: bảng tổng hợp phương pháp phân tích 14 chỉ tiêu theo TCVN/SMEWW đối chiếu QCVN 08-MT:2015/BTNMT; quy trình các bước thao tác khử trùng lấy mẫu nước vi sinh và hóa học; bảng thành phần cơ cấu chất thải rắn y tế tại bệnh viện tuyến huyện/thành phố.

Câu hỏi thường gặp

1. Khóa luận khảo sát chất lượng nước mặt tại những vị trí cụ thể nào trên địa bàn thành phố Móng Cái?
Nghiên cứu khảo sát tại 4 vị trí: Sông Ka Long tại Cầu Ka Long (Vị trí 1), Hồ Tràng Vinh tại đầu cầu Tràng Vinh (Vị trí 2), Suối Khe Rè tại Cầu Khe Rè (Vị trí 3) và Ngòi Tràng Vinh tại Cầu Tràng Vinh (Vị trí 4).

2. Điểm quan trắc nào có mức độ ô nhiễm cao nhất và vượt những chỉ tiêu gì theo QCVN 08-MT:2015/BTNMT (Cột B1)?
Khu vực Ngòi Tràng Vinh tại Cầu Tràng Vinh có mức độ ô nhiễm cao nhất. Năm 2016, vị trí này ghi nhận TSS vượt 1,34 lần (67 mg/l so với chuẩn 50 mg/l), COD vượt 1,5 lần (44,9 mg/l so với 30 mg/l), $\text{BOD}_5$ vượt 1,68 lần (25,3 mg/l so với 15 mg/l), $\text{NO}_2^-$ vượt 1,42 lần (0,071 mg/l so với 0,05 mg/l), $\text{PO}_4^{3-}$ vượt 5,13 lần (1,54 mg/l so với 0,3 mg/l) và Coliform vượt 1,03 lần (7.700 MPN/100ml so với 7.500 MPN/100ml).

3. Trên địa bàn TP Móng Cái có bao nhiêu cơ sở sản xuất công nghiệp và chăn nuôi phát sinh nước thải tác động đến nguồn nước mặt?
Toàn thành phố có 62 cơ sở sản xuất, chế biến phát sinh nước thải công nghiệp thuộc diện nộp phí BVMT (gồm 28 cơ sở chế biến nông lâm sản, 23 cơ sở khoáng sản), 41 cơ sở chế biến bột sắn mini và 67 cơ sở chăn nuôi lợn hộ gia đình quy mô từ 100 con trở lên.

**4. Khối lượng chất thải rắn y tế và lưu lượn