Tổng quan nghiên cứu

Tỉnh Hải Dương, nằm trong vùng kinh tế trọng điểm Bắc Bộ, sở hữu hệ thống sông ngòi phong phú với 14 sông lớn và khoảng 2000 sông nhỏ, đóng vai trò quan trọng trong phát triển kinh tế - xã hội và cung cấp nguồn nước cho sinh hoạt, nông nghiệp, công nghiệp. Trong đó, sông Sặt là một nhánh sông quan trọng thuộc hệ thống sông Bắc Hưng Hải, dài khoảng 19 km, chảy qua các huyện Bình Giang, Cẩm Giàng, Gia Lộc và thành phố Hải Dương. Lưu lượng nước sông Sặt dao động từ 15-19 m³/s, cung cấp nước cho sản xuất nông nghiệp, nuôi trồng thủy sản và sinh hoạt của hàng trăm nghìn người dân.

Tuy nhiên, hiện trạng ô nhiễm nước sông Sặt đang là vấn đề cấp bách do chịu áp lực lớn từ nước thải công nghiệp, sinh hoạt đô thị và các hoạt động sản xuất kinh doanh dọc lưu vực. Các khu công nghiệp như Đại An, Tân Trường, Phúc Điền cùng với nước thải sinh hoạt của thành phố Hải Dương là những nguồn thải chính gây suy giảm chất lượng nước. Mục tiêu nghiên cứu là đánh giá hiện trạng ô nhiễm, phân vùng chất lượng nước dựa trên chỉ số WQI và đề xuất các giải pháp bảo vệ, phát triển bền vững nguồn nước sông Sặt trong giai đoạn 2013-2014, nhằm hỗ trợ công tác quản lý tài nguyên nước và bảo vệ môi trường tỉnh Hải Dương.

Nghiên cứu có ý nghĩa khoa học trong việc vận dụng kiến thức môi trường vào thực tiễn, đồng thời cung cấp cơ sở dữ liệu và giải pháp thiết thực cho các cơ quan quản lý nhà nước trong việc kiểm soát ô nhiễm và nâng cao chất lượng nước mặt trên lưu vực sông Sặt.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Luận văn dựa trên các khái niệm và lý thuyết về môi trường, ô nhiễm môi trường và ô nhiễm nước theo Luật Bảo vệ Môi trường Việt Nam 2005 và các tài liệu quốc tế. Khái niệm môi trường được hiểu là tổng hợp các yếu tố tự nhiên và nhân tạo ảnh hưởng đến đời sống con người và sinh vật. Ô nhiễm môi trường là sự thay đổi tính chất môi trường vượt quá tiêu chuẩn cho phép, trong đó ô nhiễm nước được định nghĩa là sự biến đổi chất lượng nước do các tác nhân tự nhiên hoặc nhân tạo gây nguy hại cho con người và sinh vật.

Khung lý thuyết còn bao gồm các quá trình sinh – lý – hóa trong sông như vai trò của oxy hòa tan trong quá trình oxy hóa các chất hữu cơ và vô cơ, các quá trình thủy động lực học (truyền tải, khuếch tán, phân tán) ảnh hưởng đến sự phân bố và pha loãng chất ô nhiễm trong nước sông. Vai trò của hệ sinh vật thủy sinh trong việc tự làm sạch nước cũng được nhấn mạnh, với các loài thực vật thủy sinh và vi sinh vật góp phần phân giải các hợp chất hữu cơ phức tạp.

Để đánh giá chất lượng nước, luận văn áp dụng các phương pháp truyền thống và hiện đại, trong đó trọng tâm là phương pháp tính chỉ số chất lượng nước (WQI) theo hướng dẫn của Tổng cục Môi trường Việt Nam (Quyết định số 879/QĐ-TCMT, 2011). WQI tổng hợp các thông số quan trọng như DO, BOD5, COD, N-NH4+, P-PO43-, TSS, độ đục, tổng Coliform và pH, cho phép phân vùng chất lượng nước và đánh giá mức độ ô nhiễm tổng thể.

Phương pháp nghiên cứu

Nguồn dữ liệu chính bao gồm số liệu quan trắc môi trường nước sông Sặt trong giai đoạn 2013-2014 do Trung tâm Quan trắc và Phân tích Môi trường tỉnh Hải Dương cung cấp, cùng với số liệu điều tra các khu công nghiệp, khu dân cư và hoạt động sản xuất kinh doanh dọc lưu vực sông.

Phương pháp lấy mẫu và phân tích tuân thủ các tiêu chuẩn Việt Nam hiện hành (TCVN), với kỹ thuật bảo quản mẫu nghiêm ngặt nhằm đảm bảo độ chính xác của kết quả. Các chỉ tiêu phân tích bao gồm pH, DO, COD, BOD5, các hợp chất nitơ, photphat, kim loại nặng, tổng chất rắn lơ lửng, Coliform và dầu mỡ tổng.

Phân tích số liệu sử dụng phần mềm Excel và Word để xử lý, tổng hợp và trình bày dưới dạng bảng biểu, biểu đồ và bản đồ phân vùng chất lượng nước. Phương pháp chuyên gia được áp dụng để đánh giá tải lượng ô nhiễm và đề xuất giải pháp bảo vệ môi trường dựa trên ý kiến của các nhà quản lý và chuyên gia môi trường.

Phương pháp phân vùng chất lượng nước dựa trên chỉ số WQI được tính toán theo công thức chuẩn của Tổng cục Môi trường, cho phép phân loại chất lượng nước thành các mức độ từ rất tốt đến rất xấu, hỗ trợ việc quản lý và ra quyết định.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

  1. Hiện trạng ô nhiễm nước sông Sặt: Kết quả quan trắc cho thấy các thông số ô nhiễm như BOD5, COD, N-NH4+, P-PO43-, TSS và tổng Coliform vượt quy chuẩn cho phép tại nhiều điểm lấy mẫu trên lưu vực sông. Ví dụ, giá trị COD tại một số điểm lên tới 30-40 mg/l, vượt mức quy chuẩn QCVN 08:2008/BTNMT loại B1 (10 mg/l). Nồng độ tổng Coliform cũng vượt mức cho phép, đạt trên 7500 MPN/100ml tại các khu vực gần đô thị Hải Dương.

  2. Phân vùng chất lượng nước: Dựa trên chỉ số WQI, lưu vực sông Sặt được phân thành ba vùng chính: vùng chất lượng nước tốt (WQI > 80) chủ yếu ở thượng nguồn, vùng chất lượng trung bình (WQI từ 50-80) ở khu vực giữa lưu vực, và vùng chất lượng kém (WQI < 50) tập trung tại hạ lưu, đặc biệt gần khu vực thành phố Hải Dương. Tại điểm cuối lưu vực, WQI đo được chỉ khoảng 40, phản ánh mức độ ô nhiễm nghiêm trọng.

  3. Nguồn thải chính: Nước thải công nghiệp từ các khu công nghiệp Đại An, Tân Trường, Phúc Điền chiếm khoảng 60% tổng tải lượng ô nhiễm hữu cơ và kim loại nặng xả vào sông. Nước thải sinh hoạt đô thị thành phố Hải Dương đóng góp khoảng 30% tải lượng ô nhiễm vi sinh và hữu cơ. Các làng nghề và hoạt động nông nghiệp chiếm phần còn lại.

  4. Dự báo tải lượng ô nhiễm đến năm 2020: Nếu không có biện pháp kiểm soát, tải lượng BOD5 và COD dự kiến tăng khoảng 20-30% do mở rộng sản xuất công nghiệp và gia tăng dân số đô thị. Tải lượng các chất dinh dưỡng như N-NH4+ và P-PO43- cũng tăng tương ứng, làm gia tăng nguy cơ eutrophication và suy giảm chất lượng nước.

Thảo luận kết quả

Nguyên nhân chính dẫn đến ô nhiễm nước sông Sặt là sự gia tăng nhanh chóng các hoạt động công nghiệp và đô thị hóa chưa đi kèm với hệ thống xử lý nước thải hiệu quả. Mặc dù các khu công nghiệp lớn đã xây dựng hệ thống xử lý nước thải tập trung, nhưng vẫn còn nhiều doanh nghiệp chưa hoàn thiện hoặc chưa vận hành đúng quy trình, dẫn đến xả thải chưa đạt chuẩn. Nước thải sinh hoạt đô thị chưa được xử lý triệt để cũng góp phần làm tăng tải lượng vi sinh vật gây bệnh và các chất hữu cơ.

So sánh với các nghiên cứu về ô nhiễm nước sông tại các vùng kinh tế trọng điểm khác như lưu vực sông Cầu hay sông Sài Gòn, mức độ ô nhiễm sông Sặt tương đối nghiêm trọng, đặc biệt về các chỉ tiêu hữu cơ và vi sinh. Biểu đồ phân bố WQI theo không gian cho thấy xu hướng suy giảm chất lượng nước từ thượng nguồn xuống hạ lưu, tương ứng với mật độ dân cư và hoạt động sản xuất tăng dần.

Kết quả nghiên cứu khẳng định vai trò quan trọng của chỉ số WQI trong việc tổng hợp và đánh giá chất lượng nước mặt, giúp các nhà quản lý dễ dàng nhận diện các vùng ô nhiễm và ưu tiên xử lý. Việc áp dụng phương pháp phân vùng chất lượng nước cũng hỗ trợ trong việc lập bản đồ ô nhiễm và xây dựng kế hoạch quản lý tài nguyên nước hiệu quả.

Đề xuất và khuyến nghị

  1. Tăng cường kiểm soát và xử lý nước thải công nghiệp: Yêu cầu các doanh nghiệp trong các khu công nghiệp Đại An, Tân Trường, Phúc Điền hoàn thiện và vận hành hệ thống xử lý nước thải đạt chuẩn trước năm 2022. Ban quản lý các khu công nghiệp phối hợp với Sở Tài nguyên và Môi trường tăng cường kiểm tra, giám sát định kỳ.

  2. Xây dựng và nâng cấp hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt đô thị: Thành phố Hải Dương cần đầu tư mở rộng trạm xử lý nước thải sinh hoạt hiện có, đảm bảo xử lý tối thiểu 80% lượng nước thải đô thị trước khi xả ra sông Sặt trong vòng 3 năm tới.

  3. Phát triển các giải pháp sinh học và tự nhiên để cải thiện chất lượng nước: Khuyến khích trồng các loại thực vật thủy sinh có khả năng hấp thụ chất ô nhiễm tại các vùng bờ sông, đồng thời phát triển các mô hình xử lý sinh học kết hợp vi sinh vật để giảm tải ô nhiễm hữu cơ và kim loại nặng.

  4. Nâng cao nhận thức cộng đồng và quản lý tổng hợp lưu vực sông: Tổ chức các chương trình tuyên truyền, giáo dục về bảo vệ nguồn nước cho người dân và doanh nghiệp trong lưu vực. Xây dựng kế hoạch quản lý tổng hợp lưu vực sông Sặt, phối hợp liên ngành nhằm kiểm soát các nguồn thải và bảo vệ môi trường nước bền vững.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

  1. Cơ quan quản lý nhà nước về tài nguyên và môi trường: Sở Tài nguyên và Môi trường tỉnh Hải Dương, Ban quản lý các khu công nghiệp có thể sử dụng kết quả nghiên cứu để xây dựng chính sách, quy hoạch và giám sát chất lượng nước.

  2. Các doanh nghiệp trong khu công nghiệp và khu vực lân cận: Đặc biệt các nhà máy sản xuất điện tử, dệt nhuộm, thực phẩm có thể áp dụng các giải pháp xử lý nước thải hiệu quả, nâng cao ý thức bảo vệ môi trường.

  3. Các nhà nghiên cứu và sinh viên ngành khoa học môi trường: Luận văn cung cấp cơ sở lý thuyết, phương pháp đánh giá chất lượng nước và dữ liệu thực tiễn quý giá phục vụ nghiên cứu chuyên sâu và học tập.

  4. Cộng đồng dân cư và tổ chức phi chính phủ: Thông tin về hiện trạng ô nhiễm và các giải pháp bảo vệ nguồn nước giúp nâng cao nhận thức, thúc đẩy sự tham gia của cộng đồng trong công tác bảo vệ môi trường.

Câu hỏi thường gặp

  1. Chỉ số WQI là gì và tại sao quan trọng trong đánh giá chất lượng nước?
    Chỉ số WQI là chỉ số tổng hợp phản ánh mức độ ô nhiễm nước dựa trên nhiều thông số quan trọng như DO, BOD, COD, pH, Coliform. WQI giúp đơn giản hóa dữ liệu phức tạp thành một giá trị dễ hiểu, hỗ trợ quản lý và ra quyết định bảo vệ nguồn nước.

  2. Nguồn ô nhiễm chính của sông Sặt là gì?
    Nguồn ô nhiễm chính gồm nước thải công nghiệp từ các khu công nghiệp Đại An, Tân Trường, Phúc Điền và nước thải sinh hoạt đô thị thành phố Hải Dương. Các nguồn này chứa các chất hữu cơ, kim loại nặng và vi sinh vật gây bệnh vượt mức cho phép.

  3. Phương pháp lấy mẫu và phân tích nước được thực hiện như thế nào?
    Mẫu nước được lấy tại các điểm quan trắc theo tiêu chuẩn Việt Nam, bảo quản bằng hóa chất và làm lạnh đúng quy định. Các chỉ tiêu được phân tích bằng thiết bị chuyên dụng như máy đo oxy hòa tan, máy quang phổ, cân phân tích, đảm bảo độ chính xác và tin cậy.

  4. Các giải pháp bảo vệ nguồn nước sông Sặt có tính khả thi không?
    Các giải pháp đề xuất dựa trên thực trạng và điều kiện địa phương, bao gồm nâng cấp hệ thống xử lý nước thải, áp dụng công nghệ sinh học, tăng cường quản lý và tuyên truyền. Chúng có thể thực hiện trong vòng 3-5 năm với sự phối hợp của các bên liên quan.

  5. Làm thế nào để cộng đồng dân cư tham gia bảo vệ nguồn nước?
    Cộng đồng có thể tham gia qua các hoạt động tuyên truyền, giám sát ô nhiễm, không xả thải bừa bãi, sử dụng nước tiết kiệm và hỗ trợ các chương trình trồng cây, làm sạch sông ngòi. Sự tham gia của người dân là yếu tố then chốt để duy trì chất lượng nước bền vững.

Kết luận

  • Đánh giá hiện trạng cho thấy sông Sặt đang bị ô nhiễm nghiêm trọng, đặc biệt tại khu vực hạ lưu gần thành phố Hải Dương với các chỉ tiêu BOD5, COD, Coliform vượt quy chuẩn từ 20-50%.
  • Phân vùng chất lượng nước dựa trên chỉ số WQI giúp xác định rõ các khu vực ô nhiễm và ưu tiên xử lý.
  • Nguồn thải chính là nước thải công nghiệp từ các khu công nghiệp và nước thải sinh hoạt đô thị, dự báo tải lượng ô nhiễm sẽ tăng nếu không có biện pháp kiểm soát.
  • Đề xuất các giải pháp tổng hợp bao gồm nâng cấp hệ thống xử lý nước thải, phát triển công nghệ sinh học, tăng cường quản lý và nâng cao nhận thức cộng đồng.
  • Nghiên cứu cung cấp cơ sở khoa học và thực tiễn cho công tác quản lý tài nguyên nước và bảo vệ môi trường tỉnh Hải Dương, hướng tới phát triển bền vững lưu vực sông Sặt.

Hành động tiếp theo: Các cơ quan quản lý cần triển khai ngay các giải pháp kiểm soát ô nhiễm, đồng thời tiếp tục giám sát chất lượng nước định kỳ để đánh giá hiệu quả và điều chỉnh chính sách phù hợp. Cộng đồng và doanh nghiệp cũng cần nâng cao trách nhiệm bảo vệ nguồn nước chung.