Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Đề tài khóa luận tốt nghiệp đại học "Đánh giá hiện trạng nước sinh hoạt trên địa bàn xã Gia Cát – huyện Cao Lộc – tỉnh Lạng Sơn" do sinh viên Hoàng Văn Lực thực hiện (chuyên ngành Khoa học Môi trường, Khoa Môi trường, Trường Đại học Nông Lâm – Đại học Thái Nguyên, dưới sự hướng dẫn của ThS. Dương Thị Minh Hoà, năm 2014). Nghiên cứu xuất phát từ vai trò thiết yếu của nguồn nước đối với sức khỏe con người và thực tế công tác cấp nước sinh hoạt tại cơ sở nông thôn miền núi.

Tại xã Gia Cát (huyện Cao Lộc, tỉnh Lạng Sơn), tính đến thời điểm nghiên cứu, toàn xã có 914 hộ với 4.554 nhân khẩu, nhu cầu sử dụng nước cho sinh hoạt rất lớn. Tuy nhiên, trên địa bàn xã chưa được đầu tư xây dựng hệ thống cấp nước sinh hoạt tập trung. Người dân chủ yếu sử dụng nguồn nước tự khai thác từ giếng khoan, giếng đào hoặc tự lắp đặt đường ống dẫn nước nguồn trên núi về hộ gia đình. Vào mùa mưa lũ, các nguồn nước này thường xuyên bị vẩn đục và đối mặt với nguy cơ nhiễm vi sinh vật gây bệnh, dẫn đến các bệnh lý về đường tiêu hóa và ngoài da vẫn xảy ra hàng năm tại địa phương. Do đó, việc khảo sát thực địa và phân tích định lượng chất lượng nguồn nước sinh hoạt là yêu cầu cấp thiết nhằm cung cấp luận cứ khoa học phục vụ công tác quản lý tài nguyên nước và bảo vệ sức khỏe cộng đồng.

Mục tiêu nghiên cứu

  1. Tìm hiểu thực trạng khai thác và sử dụng nước sinh hoạt của người dân tại xã Gia Cát, huyện Cao Lộc, tỉnh Lạng Sơn.
  2. Đánh giá chất lượng môi trường nước sinh hoạt (nước giếng khoan, giếng đào, nước nguồn) trên địa bàn xã thông qua điều tra cảm quan và phân tích trong phòng thí nghiệm.
  3. Đề xuất các biện pháp bảo vệ và hạn chế ô nhiễm nguồn nước sinh hoạt phù hợp với điều kiện thực tế của địa phương.

Yêu cầu nghiên cứu

  • Căn cứ vào các văn bản quy phạm pháp luật như Luật Bảo vệ môi trường năm 2005, Luật Tài nguyên nước năm 2012 và các Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia hiện hành về chất lượng nước sinh hoạt và ăn uống.
  • Các kết quả phân tích trong phòng thí nghiệm phải được đối chiếu trực tiếp với Tiêu chuẩn Việt Nam (TCVN) và Quy chuẩn Việt Nam (QCVN).
  • Khảo sát các phương pháp xử lý nước thực tế của người dân và đưa ra các đề xuất, kiến nghị có tính khả thi, phù hợp với đặc thù kinh tế - xã hội của xã Gia Cát.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

  • Đối tượng nghiên cứu: Nguồn nước sinh hoạt của các hộ dân trên địa bàn xã Gia Cát, huyện Cao Lộc, tỉnh Lạng Sơn (bao gồm nước giếng khoan, nước giếng đào và nước nguồn tự chảy).
  • Phạm vi không gian: Địa bàn 10 thôn/bản thuộc xã Gia Cát, huyện Cao Lộc, tỉnh Lạng Sơn.
  • Phạm vi thời gian: Đề tài được tiến hành thực hiện từ ngày 20/01/2014 đến ngày 30/04/2014.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Khung pháp lý và cơ sở lý thuyết

Nghiên cứu vận dụng hệ thống các văn bản quy phạm pháp luật và quy chuẩn kỹ thuật của Việt Nam trong quản lý tài nguyên nước:

  • Hệ thống luật và văn bản dưới luật: Luật Bảo vệ môi trường 2005; Luật Tài nguyên nước 2012; Nghị định số 34/2005/NĐ-CP (xử phạt vi phạm hành chính trong lĩnh vực tài nguyên nước); Nghị định số 117/2007/NĐ-CP (về sản xuất, cung cấp và tiêu thụ nước sạch); Quyết định số 17/2006/QĐ-BTNMT; Thông tư số 02/2006/TT-BTNMT; Quyết định số 02/2008/QĐ-UBND và Quyết định số 03/2008/QĐ-UBND của Bộ Tài nguyên và Môi trường; Quyết định số 13/2007/QĐ-BTNMT; Chỉ thị số 02/2004/CT-BTNMT.
  • Quy chuẩn kỹ thuật áp dụng:
    • QCVN 01:2009/BYT – Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng nước ăn uống.
    • QCVN 02:2009/BYT – Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng nước sinh hoạt.
    • QCVN 08:2008/BTNMT – Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng nước mặt.
    • QCVN 09:2008/BTNMT – Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng nước ngầm.
  • Cơ sở lý thuyết chuyên ngành: Tác giả tổng quan về khái niệm ô nhiễm nước (theo Hiến chương Châu Âu về nước), phân loại nước sạch cơ bản và nước sạch quy ước, tác động của ô nhiễm nước đối với sức khỏe con người (các bệnh do vi sinh vật, độc tính tích lũy của Asen, Chì, biến đổi men răng do Fluor...), và các nguyên lý kỹ thuật xử lý nước sinh hoạt phổ biến (khử mùi vị bằng làm thoáng và than hoạt tính; làm trong bằng phèn nhôm $\text{Al}_2(\text{SO}_4)_3$ kết hợp vôi tôi $\text{Ca(OH)}_2$; khử độ cứng bằng phương pháp hóa học/nhiệt; khử trùng bằng Clo, Javel, Clorua vôi, Ozone, tia UV; khử Sắt, Mangan, Asen bằng giàn phun mưa kết hợp bể lọc).

Phương pháp nghiên cứu

Khóa luận sử dụng kết hợp các phương pháp nghiên cứu thực nghiệm môi trường và điều tra xã hội học:

  1. Phương pháp kế thừa tài liệu: Thu thập số liệu thứ cấp về điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội, báo cáo quy hoạch sử dụng đất từ UBND xã Gia Cát và các tài liệu chuyên ngành liên quan.
  2. Phương pháp điều tra, phỏng vấn xã hội học: Thiết kế phiếu điều tra phỏng vấn ngẫu nhiên 100 hộ gia đình tại xã Gia Cát. Phiếu gồm 2 phần: phần 1 ghi nhận thông tin chung về hộ gia đình; phần 2 thu thập thông tin về nguồn nước sử dụng, mức tiêu thụ, và đánh giá cảm quan (mùi, vị, màu, cặn, váng).
  3. Phương pháp lấy mẫu và bảo quản: Thực hiện theo TCVN 6000:1995. Tiến hành lấy nhiều mẫu đơn tại các điểm đại diện trên địa bàn xã, sau đó trộn hợp phần để tạo thành 3 mẫu tổ hợp:
    • Mẫu 1 (M1): Nước giếng khoan.
    • Mẫu 2 (M2): Nước giếng đào.
    • Mẫu 3 (M3): Nước nguồn (nước mạch tự chảy từ khe núi).
  4. Phương pháp phân tích phòng thí nghiệm: Toàn bộ mẫu nước được bảo quản và phân tích tại Viện Khoa học và Sự sống – Trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên theo các tiêu chuẩn kỹ thuật quốc gia:
Tên chỉ tiêu phân tích Phương pháp / Tiêu chuẩn phân tích
Độ pH TCVN 6492:2011
Độ cứng tổng số TCVN 6224:1996
Hàm lượng Sắt (Fe) TCVN 6177:1996
Nhu cầu oxy hóa học (COD) TCVN 4565:1988
Hàm lượng Clorua ($\text{Cl}^-$) TCVN 6194:1996
Coliform tổng số TCVN 6187:1996 (Phương pháp MPN)
  1. Phương pháp xử lý, tổng hợp và so sánh số liệu: Xử lý các số liệu điều tra và thực nghiệm bằng phần mềm Microsoft Excel và Word; vẽ biểu đồ phân bố và đối chiếu kết quả đo đạc trực tiếp với giới hạn tối đa cho phép tại QCVN 01:2009/BYT.

Nội dung chính theo từng phần

Phần 1: Mở đầu

Trình bày cơ sở khoa học và thực tiễn của đề tài: nước chiếm 70% trọng lượng cơ thể người, là dung môi duy trì trao đổi chất. Thiếu nước gây suy giảm chức năng tế bào, hình thành sỏi thận, mất trên 20% lượng nước cơ thể có thể dẫn đến tử vong. Tại xã Gia Cát, áp lực dân số 4.554 người cùng việc chưa có hệ thống cấp nước sạch tập trung khiến người dân phải đối mặt với nguy cơ nhiễm bẩn nguồn nước vào mùa mưa lũ. Phần này xác định rõ mục tiêu, yêu cầu, phạm vi và ý nghĩa học thuật lẫn thực tiễn của khóa luận.

Phần 2: Tổng quan nghiên cứu

Tổng hợp các tài liệu khoa học về tài nguyên nước toàn cầu và Việt Nam. Nêu rõ tổng lượng dòng chảy trung bình năm của Việt Nam đạt khoảng 847 $\text{km}^3$ (trong đó 60% từ bên ngoài chảy vào, dòng chảy nội địa chiếm 40%). Phân tích thực trạng nguồn nước tỉnh Lạng Sơn với mật độ sông suối từ 0,6 đến 1,2 $\text{km/km}^2$ thuộc 3 lưu vực sông: Kỳ Cùng, Thương và các sông ngắn Quảng Ninh. Nêu các số liệu của WHO và UNICEF về gánh nặng bệnh tật liên quan đến nước bẩn (khoảng 80% bệnh tật tại các nước đang phát triển, 14 triệu trẻ em dưới 5 tuổi tử vong mỗi năm). Tổng kết chi tiết các phản ứng hóa học và quy trình xử lý nước sinh hoạt: làm trong bằng phèn $\text{Al}_2(\text{SO}_4)_3$, làm mềm nước bằng vôi $\text{Ca(OH)}_2$ khử độ cứng cacbonat, khử trùng bằng các hợp chất Clo, và mô hình giàn mưa kết hợp bể lọc khử sắt, mangan, asen.

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

Quy định cụ thể đối tượng nghiên cứu (nước sinh hoạt tại xã Gia Cát), địa điểm và thời gian thực hiện (20/01/2014 – 30/04/2014). Chi tiết hóa 4 nội dung nghiên cứu chính và 5 phương pháp triển khai: kế thừa dữ liệu, phỏng vấn 100 hộ dân, lấy mẫu bảo quản theo TCVN 6000:1995 thành 3 mẫu tổ hợp (giếng khoan, giếng đào, nước nguồn), phân tích 6 chỉ tiêu tại Viện Khoa học và Sự sống theo các TCVN tương ứng, và so sánh kết quả với QCVN.

Phần 4: Kết quả nghiên cứu

Trình bày toàn bộ số liệu điều tra hiện trường và phân tích thực nghiệm chia thành 4 nhóm nội dung lớn:

  1. Điều kiện tự nhiên, kinh tế – xã hội xã Gia Cát: Diện tích tự nhiên 3.681,81 ha (đất nông nghiệp: 1.912,97 ha; phi nông nghiệp: 117,28 ha; chưa sử dụng: 1.644,75 ha; đất lâm nghiệp có rừng: 1.613,38 ha). Khí hậu nhiệt đới gió mùa mát mẻ, nhiệt độ trung bình năm $21^\circ\text{C}$ (dao động $1^\circ\text{C} - 37^\circ\text{C}$), lượng mưa trung bình 1.392 mm/năm (70% tập trung từ tháng 5 đến tháng 9), độ ẩm 82%, nắng 1.600 giờ/năm. Thủy văn gồm sông Kỳ Cùng (chảy qua xã khoảng 10 km) và các suối Pác Cọ, Nà Pán, Tình Xung, Khuổi Ngà. Dân số biến động từ 4.575 người (năm 2009) lên 5.041 người với 1.121 hộ (năm 2013); tỷ lệ hộ nghèo chiếm 12,39% (145 hộ).
  2. Hiện trạng sử dụng và nguồn cấp nước: Với mức tiêu thụ định mức khoảng 100 lít/người/ngày, tổng nhu cầu nước sinh hoạt toàn xã ước đạt $455,4\text{ m}^3/\text{ngày}$ (tương đương khoảng $134.500\text{ m}^3/\text{năm}$). Trong 100 hộ khảo sát: 45% hộ sử dụng nước giếng khoan, 32% hộ sử dụng nước giếng đào và 23% hộ sử dụng nước nguồn dẫn từ núi.
  3. Hiện trạng chất lượng nước theo cảm quan và phân tích phòng thí nghiệm:
    • Cảm quan: 80% hộ dùng giếng khoan, 78% hộ dùng giếng đào và 73-74% hộ dùng nước nguồn đánh giá nước không có vấn đề lạ. Tỷ lệ phản ánh có mùi dao động từ 15% đến 18% (nguyên nhân do đường ống thô sơ khiến lá cây, sinh vật lọt vào).
    • Phân tích lý hóa và vi sinh: Toàn bộ 6 chỉ tiêu (pH, COD, Clorua, Fe, Độ cứng, Coliform) của cả 3 mẫu nước đều nằm trong giới hạn cho phép của QCVN 01:2009/BYT.
  4. Đề xuất biện pháp: Đưa ra các nhóm giải pháp về áp dụng công cụ pháp lý, kinh tế - tài chính, kiểm soát xả thải và tăng cường truyền thông cộng đồng bảo vệ nguồn nước ngầm và nước mặt.

Phần 5: Kết luận và kiến nghị

Tổng kết các phát hiện chính về nguồn nước, khẳng định mức độ an toàn hiện tại của nước ngầm và đề xuất chính quyền cấp trên đầu tư hệ thống cấp nước sạch tập trung cho xã.


Kết quả và đóng góp

Số liệu kết quả thực nghiệm và khảo sát

Cơ cấu nguồn nước phục vụ sinh hoạt tại 100 hộ dân điều tra được thể hiện như sau:

STT Nguồn nước sử dụng Số hộ điều tra (hộ) Tỷ lệ (%)
1 Nước giếng khoan 45 45,0
2 Nước giếng đào 32 32,0
3 Nước nguồn (tự chảy) 23 23,0
Tổng 100 100,0

Kết quả điều tra đánh giá cảm quan của người dân đối với từng loại nguồn nước:

Loại nguồn nước Không có vấn đề (%) Có mùi (%) Có vị (%) Vấn đề khác (cặn, váng...) (%)
Giếng khoan (n = 45) 80,0 15,0 0,0 5,0
Giếng đào (n = 32) 78,0 15,0 0,0 6,0
Nước nguồn (n = 23) 73,9 17,4 4,3 4,3

Bảng tổng hợp kết quả phân tích chất lượng 3 mẫu nước tổ hợp tại Viện Khoa học và Sự sống so với QCVN 01:2009/BYT:

STT Chỉ tiêu phân tích Đơn vị tính Mẫu 1 (Giếng khoan) Mẫu 2 (Giếng đào) Mẫu 3 (Nước nguồn) Giới hạn tối đa (QCVN 01:2009/BYT)
1 pH - 7,10 (7,71)* 7,30 7,77 6,5 – 8,5
2 COD mg/l 22,80 7,80 9,40 30
3 Clorua ($\text{Cl}^-$) mg/l 12,76 59,91 3,01 250
4 Sắt tổng số (Fe) mg/l 0,063 0,160 0,068 1,5
5 Độ cứng tổng số $\text{mg CaCO}_3/\text{l}$ 180,25 241,25 110,75 350
6 Coliform tổng số MPN/100ml < 3 34 12 150

*Ghi chú: Tại Bảng 4.4 của văn bản ghi pH mẫu giếng khoan là 7,1; tại Bảng tổng hợp 4.10 ghi nhận là 7,71.

Các biện pháp đề xuất của tác giả

  • Sử dụng công cụ pháp lý và kinh tế: Áp dụng các chế tài xử phạt hành chính, công cụ tài chính trong quản lý khai thác tài nguyên nước; xử lý triệt để hành vi xả nước thải và chất thải rắn sinh hoạt, y tế, sản xuất chưa qua xử lý ra môi trường.
  • Bảo vệ kỹ thuật nguồn cấp nước: Tăng cường kiểm soát các giếng khoan, giếng đào; cải tạo hệ thống ống dẫn nước nguồn trên núi (thay thế ống tre nứa, ống hở bằng ống kín có lưới chắn) để ngăn chặn lá cây và vi sinh vật xâm nhập.
  • Giáo dục môi trường và đào tạo nhân lực: Tuyên truyền nâng cao nhận thức của người dân nông thôn về sử dụng nước tiết kiệm, vệ sinh khu vực quanh miệng giếng, không chăn thả gia súc gần nguồn cấp nước; nâng cao năng lực cho cán bộ quản lý môi trường cấp xã.

Đóng góp của đề tài

  • Cung cấp bộ dữ liệu thực chứng đầu tiên về chất lượng 3 loại hình nguồn nước sinh hoạt phổ biến (giếng khoan, giếng đào, nước mạch tự chảy) tại xã Gia Cát, huyện Cao Lộc.
  • Minh chứng khách quan rằng các chỉ tiêu lý hóa và vi sinh cơ bản của nguồn nước ngầm tại khu vực khảo sát ở thời điểm năm 2014 vẫn nằm trong ngưỡng an toàn theo QCVN 01:2009/BYT, làm cơ sở khoa học để chính quyền địa phương định hướng quy hoạch trạm cấp nước sạch tập trung.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

  • Hạn chế:
    • Nghiên cứu chỉ phân tích 3 mẫu tổ hợp đại diện cho 3 loại nguồn nước mà chưa phân tích riêng lẻ từng giếng hoặc từng thôn bản để đánh giá sự biến thiên chất lượng nước theo không gian chi tiết.
    • Số lượng chỉ tiêu phân tích dừng lại ở 6 chỉ tiêu cơ bản (pH, COD, $\text{Cl}^-$, Fe, Độ cứng, Coliform); chưa tiến hành phân tích các kim loại nặng độc hại khác (như Asen, Chì, Thủy ngân, Mangan) hoặc dư lượng thuốc bảo vệ thực vật dù địa phương có diện tích canh tác nông nghiệp lớn.
    • Thời gian quan trắc ngắn (từ tháng 1 đến tháng 4/2014), chủ yếu tập trung vào mùa khô, chưa phản ánh được đầy đủ biến động chất lượng nước vào mùa mưa lũ (tháng 5 đến tháng 9) – giai đoạn người dân phản ánh nước thường xuyên bị đục.
  • Hướng nghiên cứu tiếp:
    • Mở rộng quan trắc chất lượng nước theo mùa (mùa khô và mùa mưa) để đánh giá ảnh hưởng của lượng mưa và dòng chảy mặt đến mức độ nhiễm bẩn vi sinh.
    • Mở rộng phân tích các chỉ tiêu vi lượng độc hại (As, Pb, Cd, dư lượng hóa chất bảo vệ thực vật) tại các thôn vùng thấp trũng tiếp giáp khu vực canh tác nông nghiệp và sông Kỳ Cùng.

Giá trị tham khảo

  • Đối tượng sử dụng: Khóa luận là tài liệu tham khảo thực tế cho sinh viên các chuyên ngành Khoa học Môi trường, Quản lý Tài nguyên và Môi trường, Kỹ thuật Môi trường, Y tế Công cộng và cán bộ quản lý tài nguyên môi trường cấp xã, huyện thuộc khu vực miền núi phía Bắc.
  • Nội dung giá trị:
    • Quy trình thiết kế bảng hỏi và phương pháp điều tra cảm quan nguồn nước kết hợp lấy mẫu tổ hợp ngoài hiện trường theo TCVN 6000:1995.
    • Phương pháp phân tích và xử lý số liệu đối chiếu với Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia về nước sinh hoạt (QCVN 01:2009/BYT, QCVN 02:2009/BYT).
    • Nguồn tư liệu thứ cấp chi tiết về điều kiện tự nhiên, dân sinh, kinh tế - xã hội và cơ cấu sử dụng đất của xã Gia Cát, huyện Cao Lộc, tỉnh Lạng Sơn giai đoạn 2009–2014.

Câu hỏi thường gặp

1. Khóa luận khảo sát bao nhiêu hộ dân và tỷ lệ sử dụng các nguồn nước sinh hoạt tại xã Gia Cát như thế nào?
Tác giả đã phỏng vấn ngẫu nhiên 100 hộ gia đình trên địa bàn xã. Kết quả cho thấy 45% hộ sử dụng nước giếng khoan (45 hộ), 32% hộ sử dụng nước giếng đào (32 hộ) và 23% hộ sử dụng nước nguồn dẫn từ trên núi về (23 hộ).

2. Kết quả phân tích chất lượng nước của 3 mẫu nước tổ hợp tại phòng thí nghiệm đạt kết quả ra sao so với quy chuẩn?
Cả 3 mẫu nước tổ hợp (M1: giếng khoan, M2: giếng đào, M3: nước nguồn) đều đạt tất cả 6 chỉ tiêu phân tích (pH, COD, Clorua, Fe, Độ cứng và Coliform tổng số) trong giới hạn tối đa cho phép của QCVN 01:2009/BYT. Cụ thể: pH dao động từ 7,10 đến 7,77; COD dao động từ 7,80 đến 22,80 mg/l (chuẩn $\le 30$ mg/l); Fe dao động từ 0,063 đến 0,160 mg/l (chuẩn $\le 1,5$ mg/l); Độ cứng từ 110,75 đến 241,25 $\text{mg CaCO}_3/\text{l}$ (chuẩn $\le 350$ mg/l); Coliform từ < 3 đến 34 MPN/100ml (chuẩn $\le 150$ MPN/100ml).

3. Vì sao một số hộ dân sử dụng nước nguồn trên núi lại phản ánh tình trạng nước có mùi hoặc vị lạ?
Theo kết quả điều tra của tác giả, nguyên nhân chủ yếu là do hệ thống đường ống dẫn nước từ nguồn núi về các hộ gia đình còn thô sơ, chưa có nắp đậy hoặc bể lắng lọc kiên cố, khiến lá cây mục, đất cát và các vi sinh vật ngoài tự nhiên lọt vào trong đường ống, dẫn đến hiện tượng nước có mùi lạ theo cảm quan.

4. Khóa luận áp dụng những phương pháp phân tích phòng thí nghiệm theo tiêu chuẩn nào?
Toàn bộ mẫu nước được phân tích tại Viện Khoa học và Sự sống (Trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên) theo 6 tiêu chuẩn: pH (TCVN 6492:2011), Độ cứng tổng số (TCVN 6224:1996), Sắt Fe (TCVN 6177:1996), COD (TCVN 4565:1988), Clorua (TCVN 6194:1996) và Coliform tổng số (TCVN 6187:1996).


Kết luận

Khóa luận tốt nghiệp của sinh viên Hoàng Văn Lực đã phản ánh đầy đủ bức tranh thực tế về tình hình khai thác, sử dụng và chất lượng nước sinh hoạt tại xã Gia Cát, huyện Cao Lộc, tỉnh Lạng Sơn năm 2014. Mặc dù địa phương chưa có hệ thống cấp nước tập trung và người dân phụ thuộc hoàn toàn vào giếng khoan, giếng đào và nước mạch núi, các kết quả kiểm nghiệm lý hóa - vi sinh cho thấy nguồn nước tại thời điểm nghiên cứu vẫn đảm bảo tiêu chuẩn an toàn theo QCVN 01:2009/BYT. Công trình là cơ sở dữ liệu thực nghiệm phục vụ việc nâng cao ý thức bảo vệ môi trường nước của cộng đồng và hỗ trợ chính quyền địa phương trong công tác lập kế hoạch đầu tư hạ tầng cấp nước sạch nông thôn.