Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Đề tài khóa luận tốt nghiệp "Đánh giá hiện trạng chất lượng nước thải sinh hoạt nước mặt các hồ trên địa bàn quận Cầu Giấy thành phố Hà Nội và đề xuất biện pháp giảm thiểu ô nhiễm môi trường" do sinh viên Long Văn Quang thực hiện tại Trường Đại học Nông Lâm – Đại học Thái Nguyên (chuyên ngành Khoa học môi trường, niên khóa 2014 – 2018), dưới sự hướng dẫn của PGS. Nguyễn Ngọc Nông.

Bối cảnh thực tiễn được tác giả nêu rõ xuất phát từ áp lực gia tăng dân số, đô thị hóa và phát triển kinh tế nhanh chóng tại Việt Nam, đặc biệt là ở các đô thị lớn như Hà Nội và Thành phố Hồ Chí Minh. Nhu cầu sử dụng nước tăng kéo theo lượng nước thải sinh hoạt xả ra môi trường ngày càng lớn, trong khi cơ sở hạ tầng thu gom và trạm xử lý nước thải tập trung chưa đáp ứng được yêu cầu bảo vệ môi trường. Phần lớn nước thải sinh hoạt chưa qua xử lý được xả trực tiếp vào hệ thống cống rãnh, mương dẫn rồi chảy vào các sông, hồ nội thành như sông Tô Lịch, hồ Trung Kính, hồ Nghĩa Tân, hồ Cầu Giấy... gây nên tình trạng ô nhiễm hữu cơ, suy giảm nồng độ oxy hòa tan và suy thoái cảnh quan sinh thái đô thị. Tại quận Cầu Giấy, hiện tượng ô nhiễm nguồn nước mặt và nước thải sinh hoạt diễn biến phức tạp do nước thải sinh hoạt, hoạt động kinh doanh thương mại - dịch vụ và tình trạng người dân xả rác thải bừa bãi. Nhằm cung cấp cơ sở dữ liệu quan trắc thực tế phục vụ công tác quản lý môi trường định kỳ của Phòng Tài nguyên và Môi trường quận Cầu Giấy, đề tài đã được triển khai nghiên cứu.

Mục tiêu nghiên cứu của đề tài gồm 02 nội dung chính:

  1. Đánh giá hiện trạng chất lượng nước thải sinh hoạt và nước mặt các hồ của quận Cầu Giấy.
  2. Đưa ra một số biện pháp giảm thiểu ô nhiễm môi trường nước.

Nhiệm vụ và yêu cầu nghiên cứu được xác định cụ thể thành 04 điểm:

  1. Xác định được các nguồn phát sinh nước thải sinh hoạt trên địa bàn.
  2. Đánh giá được chất lượng nước thải sinh hoạt và nước mặt các hồ thông qua hệ thống chỉ tiêu phân tích lý - hóa - sinh.
  3. Số liệu thu thập phải phản ánh trung thực, khách quan hiện trạng môi trường.
  4. Các biện pháp giảm thiểu ô nhiễm môi trường nước đề xuất phải có tính khả thi và phù hợp với điều kiện thực tế của địa phương.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:

  • Đối tượng nghiên cứu: Hiện trạng chất lượng nước thải sinh hoạt và hiện trạng chất lượng nước mặt tại các hồ trên địa bàn quận Cầu Giấy, thành phố Hà Nội.
  • Phạm vi không gian: Địa bàn quận Cầu Giấy, bao gồm các điểm cống xả nước thải sinh hoạt chính dẫn ra sông Tô Lịch, mương Ma Khay và các hồ cảnh quan, hồ điều hòa tại 8 phường trực thuộc (Trung Hòa, Quan Hoa, Dịch Vọng, Yên Hòa, Mai Dịch, Nghĩa Đô, Nghĩa Tân, Dịch Vọng Hậu).
  • Phạm vi thời gian: Đề tài thực hiện nghiên cứu thực địa, thu thập thông tin và lấy mẫu quan trắc từ ngày 15/08/2017 đến ngày 20/12/2017 (thời điểm lấy mẫu hiện trường tập trung vào ngày 07/11/2017 và 08/11/2017).

Cơ sở lý luận và phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu được thiết lập dựa trên hệ thống cơ sở pháp lý về quản lý môi trường và tài nguyên nước của Việt Nam:

  • Các luật nền tảng: Luật Bảo vệ môi trường số 55/2014/QH13; Luật Tài nguyên nước số 17/2012/QH13.
  • Các nghị định của Chính phủ: Nghị định số 117/2009/NĐ-CP và Nghị định số 179/2013/NĐ-CP về xử lý vi phạm hành chính trong lĩnh vực bảo vệ môi trường; Nghị định số 25/2013/NĐ-CP về phí bảo vệ môi trường đối với nước thải; Nghị định số 201/2013/NĐ-CP quy định chi tiết thi hành Luật Tài nguyên nước; Nghị định số 80/2014/NĐ-CP về thoát nước và xử lý nước thải; Nghị định số 127/2014/NĐ-CP về điều kiện hoạt động dịch vụ quan trắc môi trường; Nghị định số 18/2015/NĐ-CP và Nghị định số 19/2015/NĐ-CP hướng dẫn thi hành Luật Bảo vệ môi trường.
  • Các thông tư chuyên ngành: Thông tư số 02/2009/TT-BTNMT quy định đánh giá khả năng tiếp nhận nước thải của nguồn nước; Thông tư số 21/2012/TT-BTNMT quy định bảo đảm chất lượng và kiểm soát chất lượng trong quan trắc môi trường; Thông tư số 04/2015/TT-BXD về thoát nước và xử lý nước thải; Thông tư liên tịch số 63/2013/TTLT-BTC-BTNMT về phí bảo vệ môi trường đối với nước thải.
  • Các tiêu chuẩn và quy chuẩn kỹ thuật quốc gia dùng để đánh giá và so sánh:
    • QCVN 14:2008/BTNMT: Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải sinh hoạt (áp dụng cột B để đối chiếu nguồn thải).
    • QCVN 08-MT:2015/BTNMT: Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng nước mặt (áp dụng giá trị giới hạn cột B1 – dùng cho mục đích tưới tiêu, thủy lợi hoặc các mục đích sử dụng khác có yêu cầu tương tự).
    • Hệ thống tiêu chuẩn lấy mẫu và bảo quản mẫu: TCVN 5999:1995 (hướng dẫn kỹ thuật lấy mẫu nước thải), TCVN 4556:88 (phương pháp lấy mẫu, vận chuyển và bảo quản mẫu), TCVN 5993:1995 (chất lượng nước - hướng dẫn bảo quản và xử lý mẫu).

Về mặt lý luận, tác giả hệ thống hóa các định nghĩa khoa học cốt lõi theo Luật Bảo vệ môi trường 2014 và giáo trình chuyên ngành: khái niệm môi trường, ô nhiễm môi trường, ô nhiễm môi trường nước, tải lượng ô nhiễm, khả năng tiếp nhận nước thải của nguồn nước và phát triển bền vững. Tác giả phân tích ý nghĩa môi trường của các thông số lý - hóa - sinh bao gồm: pH, nhiệt độ, chất rắn lơ lửng (TSS), tổng chất rắn hòa tan (TDS), nhu cầu oxy sinh hóa (BOD5), nhu cầu oxy hóa học (COD), oxy hòa tan (DO), các hợp chất của nitơ (Amoni - NH4+, Nitrat - NO3-, Nitrit - NO2-), Phosphat (PO43-), dầu mỡ động thực vật, chất hoạt động bề mặt, các kim loại nặng (Fe, Cr6+) và nhóm vi sinh vật chỉ thị (Tổng Coliforms, E. coli).

Phương pháp nghiên cứu thực tế gồm 5 phương pháp chính:

  • Phương pháp khảo sát thực địa và lấy mẫu: Khảo sát hiện trạng hệ thống thoát nước, các cống xả sinh hoạt và các hồ điều hòa; tiến hành lấy 25 mẫu nước (10 mẫu nước thải sinh hoạt tại các điểm xả ven sông Tô Lịch, mương Ma Khay, khu dân cư; 15 mẫu nước mặt tại các hồ Trung Kính Thượng, Trung Kính Hạ, hồ Quận ủy Cầu Giấy, hồ Cầu Giấy, hồ Nghĩa Tân, hồ Chùa Hà, hồ Đình An Hòa, hồ Công viên Mai Dịch).
  • Phương pháp phân tích phòng thí nghiệm: Các mẫu nước được gửi và phân tích tại Phòng thí nghiệm thuộc Viện Kỹ thuật và Công nghệ môi trường theo các phương pháp chuẩn:
    • pH: Đo bằng máy theo TCVN 6492:1999 (ISO 10523:1994).
    • BOD5 (20°C): Phương pháp cấy và pha loãng.
    • TSS: Phương pháp sấy khô ở 103 – 105°C (APHA 2540D).
    • H2S: Phương pháp chuẩn độ bằng I-ốt.
    • Amoni (NH4+): Phương pháp chưng cất và chuẩn độ.
    • Nitrat (NO3-): Phương pháp trắc phổ dùng axit sunfosalixylic.
    • Dầu mỡ động - thực vật: Phương pháp trọng lượng.
    • Tổng chất hoạt động bề mặt: Phương pháp đo phổ bằng Metylen xanh.
    • Phosphat (PO43-): Phương pháp trắc quang dùng amoni molipdat theo TCVN 6202:1996.
    • Coliforms: Phương pháp màng lọc theo TCVN 6187-1:2009.
  • Phương pháp thu thập thông tin: Kế thừa và tổng hợp tài liệu về điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội, báo cáo thống kê của Phòng Văn hóa và Thông tin quận Cầu Giấy năm 2017, tài liệu quy hoạch và báo cáo quan trắc của Sở Tài nguyên và Môi trường Hà Nội.
  • Phương pháp tổng hợp, xử lý số liệu: Sử dụng phần mềm Microsoft Excel và Microsoft Word để lập bảng số liệu, tính toán tỷ lệ vượt chuẩn và xây dựng biểu đồ so sánh.
  • Phương pháp so sánh: Đối chiếu kết quả phân tích nồng độ các chất ô nhiễm với ngưỡng giới hạn quy định tại QCVN 14:2008/BTNMT (cột B) đối với nước thải sinh hoạt và QCVN 08-MT:2015/BTNMT (cột B1) đối với nước mặt các hồ.

Nội dung chính theo từng phần của khóa luận

Bố cục khóa luận được xây dựng thành 5 phần chính theo cấu trúc học thuật của Trường Đại học Nông Lâm – Đại học Thái Nguyên:

Phần 1: Mở đầu

Phần này trình bày tính cấp thiết của việc kiểm soát ô nhiễm nước tại các đô thị đang trên đà phát triển, nhấn mạnh quận Cầu Giấy là khu vực có tốc độ đô thị hóa nhanh của Thủ đô Hà Nội. Tác giả công bố rõ ràng mục đích nghiên cứu, 4 yêu cầu cần đạt được cùng ý nghĩa học tập (nâng cao kỹ năng nghiên cứu khoa học, rèn luyện kỹ thuật điều tra thực địa) và ý nghĩa thực tiễn (cung cấp cơ sở khoa học giúp cơ quan quản lý đưa ra giải pháp giảm thiểu ô nhiễm nước).

Phần 2: Tổng quan tài liệu

Tác giả tổng hợp cơ sở pháp lý gồm 2 Luật, 10 Nghị định, 12 Thông tư, các Quyết định và Tiêu chuẩn môi trường liên quan. Cơ sở lý luận làm rõ bản chất các chỉ số ô nhiễm vật lý, hóa học, sinh học của nước. Về cơ sở thực tiễn, tác giả tổng thuật bức tranh ô nhiễm nước trên thế giới (sông Thames tại Anh, sông Seine tại Pháp, sông Rhine tại châu Âu, hồ Erie và Ontario tại Hoa Kỳ) và tại Việt Nam (sông Cầu thuộc Thái Nguyên, sông Hồng qua Việt Trì, hệ thống sông rạch tại Thành phố Hồ Chí Minh và Đồng Nai).

Đặc biệt, tác giả trích dẫn số liệu về thực trạng ô nhiễm môi trường nước Hà Nội: theo báo cáo năm 2005 của Sở Tài nguyên Môi trường và Nhà đất Hà Nội, mỗi ngày cư dân và các cơ sở công nghiệp, tiểu thủ công nghiệp thải ra 300.000 tấn nước thải, đưa vào hệ thống sông hồ khoảng 3.600 tấn chất hữu cơ, 317 tấn dầu mỡ cùng hàng chục tấn kim loại nặng; lượng phát thải dự báo lên tới 510.000 m3/ngày vào năm 2010. Tác giả chỉ ra các điểm nghẽn hạ tầng thoát nước và tình trạng suy thoái nước nghiêm trọng tại sông Tô Lịch, sông Kim Ngưu, hồ Bảy Mẫu, hồ Thủ Lệ và khu dân cư Trung Hòa - Nhân Chính.

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

Trình bày chi tiết tọa độ không gian, vị trí địa lý của 25 điểm lấy mẫu quan trắc (10 điểm nước thải sinh hoạt và 15 điểm nước mặt hồ), bảng kê nguyên tắc lấy mẫu theo TCVN 5999:1995, TCVN 4556:88 và bảng quy chuẩn phương pháp phân tích 10 chỉ tiêu lý - hóa - sinh trong phòng thí nghiệm.

Phần 4: Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Nội dung này được chia thành các nhánh nghiên cứu thực nghiệm và đánh giá:

  • Điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội quận Cầu Giấy: Quận được thành lập từ năm 1997, diện tích tự nhiên 1210,07 ha, dân số năm 2017 trên 266 nghìn người với 8 phường trực thuộc. Cơ cấu kinh tế chuyển dịch mạnh mẽ sang Thương mại - Dịch vụ và Công nghiệp - Xây dựng; năm 2016 tổng giá trị luân chuyển hàng hóa và doanh thu dịch vụ đạt 206.000 tỷ đồng, thu ngân sách trên 6.000 tỷ đồng. Hạ tầng đô thị có 11 khu đô thị mới, 200 tòa nhà cao tầng (trong đó có 137 chung cư), mạng lưới 76 tuyến đường phố. Về tự nhiên, địa hình nghiêng thấp dần từ Bắc xuống Nam (cao độ 6 – 6,5 m), độ ẩm trung bình 84,5%, lượng mưa tập trung nhiều vào tháng 7 và tháng 8 gây ngập úng cục bộ tại Trung Hòa, Yên Hòa.
  • Hiện trạng chất lượng nước thải sinh hoạt: Phân tích kết quả của 10 mẫu nước thải quan trắc, chỉ ra sự phân hóa giữa các chỉ tiêu đạt quy chuẩn (pH, TDS, NO3-, dầu mỡ, chất hoạt động bề mặt, PO43-) và các chỉ tiêu vượt ngưỡng quy định nghiêm trọng (BOD5, TSS, NH4+, Coliform).
  • Hiện trạng chất lượng nước mặt các hồ: Đánh giá kết quả phân tích 15 mẫu nước mặt tại các hồ lớn nhỏ của quận, xác nhận nồng độ các chất ô nhiễm hữu cơ và vi sinh vật vượt ngưỡng QCVN 08-MT:2015/BTNMT (cột B1), đặc biệt là BOD5, COD, TSS, NO2-, Coliform và E. coli.
  • Đề xuất biện pháp giảm thiểu ô nhiễm môi trường: Đưa ra các định hướng giải pháp kỹ thuật và quản lý môi trường phù hợp với đặc thù quận đô thị.

Phần 5: Kết luận và kiến nghị

Tổng kết toàn bộ các phát hiện định lượng chính về chất lượng nước thải và nước mặt hồ; đưa ra các kiến nghị đối với chính quyền địa phương và cơ quan quản lý đô thị nhằm kiểm soát nguồn thải và cải thiện chất lượng môi trường nước.

Kết quả và đóng góp

1. Hiện trạng chất lượng nước thải sinh hoạt quận Cầu Giấy (năm 2017)

Kết quả quan trắc 10 mẫu nước thải sinh hoạt đối chiếu với QCVN 14:2008/BTNMT (cột B) được tổng hợp trong bảng số liệu sau:

STT Vị trí lấy mẫu pH BOD5 (mg/l) TSS (mg/l) TDS (mg/l) NH4+ (mg/l) NO3- (mg/l) Dầu mỡ (mg/l) Chất HĐBM (mg/l) PO43- (mg/l) Coliforms (MPN/100ml)
1 NTTLTH 02 (sông Tô Lịch, đối diện số 1 Nguyễn Ngọc Vũ) 6,79 35,6 15 228 53,0 <0,02 14,4 4,50 1,05 46.10^5
2 NTTLTH 01 (sông Tô Lịch, đối diện số 1 Nguyễn Khang) 6,67 67,9 23 397 42,0 <0,02 10,1 3,80 1,875 46.10^5
3 NTBCTH 03 (sau Big C Thăng Long) 6,76 25,0 63 309 17,2 0,275 2,7 1,20 0,75 46.10^5
4 NTTLNĐ (nút Hoàng Quốc Việt - Bưởi) 6,83 89,3 214 624 67,2 <0,02 9,6 1,03 4,475 46.10^5
5 NTSTLQH (cống trước UBND quận Cầu Giấy) 6,84 110,7 41 533 60,7 <0,02 11,4 1,06 3,675 46.10^5
6 NTPMTTYH (cống đối diện số 99 Mạc Thái Tổ) 7,01 89,3 479 479 59,1 <0,02 6,3 0,50 3,225 46.10^5
7 NTTLYH (cống trước số 315 Nguyễn Khang) 6,90 39,2 35 505 48,0 <0,02 0,2 8,90 2,71 46.10^5
8 NTPDTDTVH (cống KTX Thăng Long ra mương Ma Khay) 6,98 32,0 173 432 44,3 <0,02 1,14 2,15 0,225 46.10^5
9 NTĐXMD 01 (đối diện số 33 ngõ 66 Nguyễn Hoàng) 6,99 67,9 59 500 60,2 <0,02 8,8 3,60 4,70 46.10^5
10 NTTVMD 02 (đối diện số 122 Trần Vĩ) 7,01 46,4 149 442 50,4 0,18 9,4 3,10 3,22 46.10^5
- QCVN 14:2008/BTNMT (Cột B) 5,5–9 50 100 1000 10 50 20 10 10 5000

Từ kết quả phân tích số liệu nước thải sinh hoạt:

  • Các chỉ tiêu đạt chuẩn quy định tại tất cả các điểm: pH (6,67 – 7,01), TDS (228 – 624 mg/l), Nitrat NO3- (<0,02 – 0,275 mg/l), Dầu mỡ động thực vật (0,2 – 14,4 mg/l), Chất hoạt động bề mặt (0,5 – 8,9 mg/l) và Phosphat PO43- (0,225 – 4,70 mg/l).
  • Chỉ tiêu BOD5: Có 5/10 mẫu vượt quy chuẩn từ 1,358 đến 2,214 lần. Nồng độ cao nhất ghi nhận tại điểm NTSTLQH (cống xả trước UBND quận Cầu Giấy) đạt 110,7 mg/l (vượt 2,214 lần); điểm NTTLNĐ và NTPMTTYH đều đạt 89,3 mg/l (vượt 1,786 lần); NTTLTH 01 và NTĐXMD 01 đạt 67,9 mg/l (vượt 1,358 lần).
  • Chỉ tiêu TSS: Có 4/10 mẫu vượt quy chuẩn. Nồng độ cao nhất tại điểm NTPMTTYH đạt 479 mg/l (vượt 4,79 lần so với giới hạn 100 mg/l); điểm NTTLNĐ đạt 214 mg/l (vượt 2,14 lần); điểm NTPDTDTVH đạt 173 mg/l (vượt 1,73 lần); điểm NTTVMD 02 đạt 149 mg/l (vượt 1,49 lần).
  • Chỉ tiêu Amoni (NH4+): Toàn bộ 10/10 mẫu đều vượt quy chuẩn cho phép (10 mg/l), dao động từ 17,2 đến 67,2 mg/l (vượt từ 1,72 đến 6,72 lần). Giá trị cao nhất tại NTTLNĐ (67,2 mg/l), NTSTLQH (60,7 mg/l) và NTĐXMD 01 (60,2 mg/l).
  • Chỉ tiêu Coliforms: Toàn bộ các vị trí lấy mẫu đều ghi nhận mật độ Coliforms rất cao (đạt 46.10^5 MPN/100ml), vượt ngưỡng quy chuẩn kỹ thuật (5.000 MPN/100ml) hàng trăm lần.

2. Hiện trạng chất lượng nước mặt các hồ quận Cầu Giấy (năm 2017)

Kết quả phân tích 15 mẫu nước mặt đối chiếu với QCVN 08-MT:2015/BTNMT (cột B1) phản ánh tình trạng ô nhiễm hữu cơ và vi sinh vật:

Điểm lấy mẫu Vị trí hồ quan trắc BOD5 (mg/l) COD (mg/l) TSS (mg/l) NH4+ (mg/l) NO2- (mg/l) Coliforms (MPN/100ml) E. coli (MPN/100ml)
NMTKTH 03 Hồ Trung Kính Thượng (ngõ 43 Nguyễn Thị Định) 15,8 35 12 2,34 0,056 2.300 15
NMTKTH 04 Hồ Trung Kính Thượng (ngõ 139 Nguyễn Ngọc Vũ) 15,7 35 57 0,12 0,079 2.300 23
NMTKTH 05 Hồ Trung Kính Hạ (ngõ 110 Trần Duy Hưng) 21,4 48 15 0,10 0,069 4.600 900
NMTKTH 06 Hồ Trung Kính Hạ (ngõ 100 Trần Duy Hưng) 12,9 29 20 0,14 0,081 4.300 7
NMHQUCQCG 01 Hồ Quận ủy Cầu Giấy (bên phải) 7,1 16 73 <0,10 0,033 9.300 400
NMHQUCQCG 02 Hồ Quận ủy Cầu Giấy (bên trái) 13,1 29 137 <0,10 0,034 2.300 23
NMHCGDV 01 Hồ Cầu Giấy (cống xả CV Cầu Giấy) 16,0 35 59 <0,10 0,018 4.600 40
NMHCGDV 02 Hồ Cầu Giấy (cổng sau đối diện VKSNDTC) 10,0 22 56 <0,10 0,017 900 <3
NMHNTDV 01 Hồ Nghĩa Tân (sau nhà văn hóa, 96 Chùa Hà) 18,5 41 160 0,64 0,190 460 <3
NMHNTDV 02 Hồ Nghĩa Tân (trước BQL khu vui chơi) 12,9 29 53 0,70 0,190 900 <3
NMHNTDV 03 Hồ Nghĩa Tân (trước trạm điện 110 kV) 12,9 29 53 0,70 0,190 900 <3
NMHNTDV 04 Hồ Nghĩa Tân (trước BV Quốc tế Hoa Kỳ) <1 <3 72 <0,10 0,184 4.000 70
NMHCHDV Hồ Chùa Hà (phường Dịch Vọng) 12,9 29 27 <0,10 0,009 900 <3
NMHĐAHYH Hồ Đình An Hòa (ngõ 445 Nguyễn Khang) 15,7 35 66 2,19 0,070 9.300 150
NMHĐHMD 01 Hồ điều hòa Công viên Mai Dịch 7,1 16 130 0,53 0,025 9.300 40
QCVN 08-MT:2015/BTNMT (Cột B1) 15 30 50 0,9 0,05 7.500 100

Phân tích dữ liệu nước mặt hồ ghi nhận:

  • Chỉ tiêu BOD5 và COD: Có 6/15 mẫu vượt ngưỡng B1. Nồng độ BOD5 cao nhất tại hồ Trung Kính Hạ (NMTKTH 05) đạt 21,4 mg/l (vượt 1,43 lần), hồ Nghĩa Tân (NMHNTDV 01) đạt 18,5 mg/l (vượt 1,23 lần), cống xả hồ Cầu Giấy (NMHCGDV 01) đạt 16,0 mg/l (vượt 1,07 lần), hồ Trung Kính Thượng (NMTKTH 03) đạt 15,8 mg/l và hồ Đình An Hòa (NMHĐAHYH) đạt 15,7 mg/l (vượt 1,05 lần). COD biến thiên tỷ lệ thuận với BOD5, đạt mức cao nhất 48 mg/l tại hồ Trung Kính Hạ (chuẩn B1 là 30 mg/l).
  • Chỉ tiêu TSS: Có 11/15 vị trí lấy mẫu vượt quy chuẩn 50 mg/l. Nồng độ TSS cao nhất tập trung tại hồ Nghĩa Tân NMHNTDV 01 (160 mg/l, vượt 3,2 lần), hồ Quận ủy Cầu Giấy NMHQUCQCG 02 (137 mg/l, vượt 2,74 lần) và hồ điều hòa Mai Dịch NMHĐHMD 01 (130 mg/l, vượt 2,6 lần).
  • Chỉ tiêu Nitrit (NO2-): 9/15 mẫu vượt ngưỡng 0,05 mg/l. Cả 4 vị trí lấy mẫu tại hồ Nghĩa Tân đều ghi nhận nồng độ Nitrit rất cao, dao động từ 0,184 đến 0,190 mg/l (vượt chuẩn từ 3,68 đến 3,8 lần). Các hồ Trung Kính Thượng, Trung Kính Hạ và hồ Đình An Hòa cũng vượt ngưỡng từ 1,12 đến 1,62 lần.
  • Chỉ tiêu Amoni (NH4+): Hầu hết các hồ đạt chuẩn, ngoại trừ hồ Trung Kính Thượng NMTKTH 03 (2,34 mg/l, vượt 2,6 lần) và hồ Đình An Hòa NMHĐAHYH (2,19 mg/l, vượt 2,43 lần).
  • Chỉ tiêu vi sinh (Coliforms và E. coli): Mật độ Coliforms vượt ngưỡng 7.500 MPN/100ml tại 3 điểm: hồ Quận ủy Cầu Giấy NMHQUCQCG 01, hồ Đình An Hòa NMHĐAHYH và hồ điều hòa Mai Dịch NMHĐHMD 01 (đều đạt 9.300 MPN/100ml). Nồng độ E. coli vượt chuẩn 100 MPN/100ml tại hồ Trung Kính Hạ NMTKTH 05 (900 MPN/100ml, vượt 9 lần), hồ Quận ủy Cầu Giấy (400 MPN/100ml, vượt 4 lần) và hồ Đình An Hòa (150 MPN/100ml, vượt 1,5 lần).
  • Các chỉ tiêu khác: pH (6,77 – 7,21), Oxy hòa tan DO (4,5 – 7,3 mg/l, đạt ngưỡng ≥ 4 mg/l), Clorua Cl- (8,32 – 34,50 mg/l), Fe (0,04 – 1,05 mg/l), Cr6+ (<0,003 – 0,03 mg/l), PO43- (<0,02 mg/l) và dầu mỡ tổng (<0,3 – 0,44 mg/l) đều nằm trong giới hạn cho phép của QCVN 08-MT:2015/BTNMT cột B1. Riêng Nitrat NO3- ghi nhận điểm NMHNTDV 04 tại hồ Nghĩa Tân đạt 13,445 mg/l (vượt ngưỡng 10 mg/l).

3. Đề xuất giải pháp và đóng góp của đề tài

Dựa trên kết quả quan trắc, tác giả đề xuất nhóm biện pháp giảm thiểu:

  • Về công trình kỹ thuật: Tách riêng hệ thống thoát nước mưa và hệ thống thu gom nước thải sinh hoạt; xây dựng các trạm xử lý nước thải sinh hoạt tập trung tại các cụm dân cư trước khi đổ ra sông Tô Lịch và hồ điều hòa; nạo vét định kỳ bùn lắng đáy tại các hồ Nghĩa Tân, Trung Kính Thượng, Trung Kính Hạ và hồ Đình An Hòa; lắp đặt bè thủy sinh hoặc công nghệ sục khí tăng cường oxy hòa tan trong các hồ cảnh quan công viên.
  • Về quản lý nhà nước: Tăng cường công tác kiểm tra, thanh tra định kỳ việc xả thải của các cơ sở kinh doanh, dịch vụ ăn uống, khu tập thể quanh hồ; xử phạt nghiêm các hành vi xả rác và nước thải không qua xử lý sơ bộ theo Nghị định 179/2013/NĐ-CP; duy trì công tác quan trắc định kỳ hàng năm của Phòng Tài nguyên và Môi trường.
  • Về tuyên truyền: Nâng cao ý thức cộng đồng dân cư các phường về bảo vệ nguồn nước mặt, chấm dứt việc đổ phế thải xây dựng, rác sinh hoạt xuống lòng hồ và hành lang kênh mương.

Về đóng góp học thuật và thực tiễn: Khóa luận đã hệ thống hóa và cung cấp một bộ cơ sở dữ liệu số liệu quan trắc thực nghiệm đồng bộ gồm 25 mẫu tại thời điểm tháng 11/2017 trên địa bàn quận Cầu Giấy. Nghiên cứu chỉ ra chính xác các "điểm nóng" ô nhiễm hữu cơ và vi sinh vật tại các cống xả sông Tô Lịch, mương Ma Khay và hồ Trung Kính Hạ, làm tài liệu tham khảo trực tiếp cho công tác quản lý đô thị của quận.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Khóa luận có một số hạn chế gắn liền với phạm vi và điều kiện thực hiện nghiên cứu được phản ánh trong văn bản:

  • Phạm vi quan trắc theo thời gian: Đề tài chỉ thực hiện quan trắc lấy mẫu tập trung trong 02 ngày (07/11/2017 và 08/11/2017) thuộc mùa khô/mùa lạnh (tháng 11), chưa thực hiện quan trắc đối chứng vào mùa mưa (tháng 7 – tháng 9) để đánh giá sự biến thiên nồng độ các chất ô nhiễm theo mùa và lưu lượng dòng chảy.
  • Giới hạn chỉ tiêu phân tích: Đề tài chưa khảo sát chuyên sâu về lưu lượng xả thải thực tế tại từng miệng cống (m3/ngày đêm) và chưa phân tích tải lượng các chất ô nhiễm kim loại nặng tồn dư trong trầm tích bùn đáy hồ.
  • Hướng nghiên cứu tiếp: Cần mở rộng mạng lưới quan trắc định kỳ đa thời gian (theo 4 mùa trong năm), tính toán sức chịu tải và khả năng tiếp nhận nước thải của từng hồ cảnh quan theo Thông tư 02/2009/TT-BTNMT, đồng thời nghiên cứu thử nghiệm các mô hình xử lý nước thải sinh hoạt tại chỗ bằng công nghệ sinh học hiếu khí hoặc đất ngập nước nhân tạo phù hợp với không gian đô thị quận Cầu Giấy.

Giá trị tham khảo

Báo cáo khóa luận là nguồn tư liệu chuyên môn hữu ích cho:

  • Sinh viên và học viên chuyên ngành Khoa học môi trường, Quản lý môi trường, Kỹ thuật môi trường tại các trường đại học (Đại học Nông Lâm Thái Nguyên, Đại học Tài nguyên và Môi trường Hà Nội, Đại học Khoa học Tự nhiên...): Là tài liệu tham khảo về cấu trúc một báo cáo đánh giá hiện trạng chất lượng nước đô thị, quy trình khảo sát lập lưới điểm lấy mẫu và cách thức xây dựng bảng tổng hợp số liệu thí nghiệm.
  • Cán bộ quản lý môi trường tại các phòng ban địa phương: Cung cấp nguồn số liệu nền (baseline data) cụ thể về chất lượng nước thải sinh hoạt và nước mặt các hồ trên địa bàn quận Cầu Giấy năm 2017, hỗ trợ công tác so sánh, đánh giá diễn biến môi trường qua các thời kỳ.
  • Các phần có giá trị tra cứu cao:
    • Danh mục tọa độ kinh độ - vĩ độ (hệ tọa độ VN2000) và vị trí cụ thể của 10 điểm xả nước thải và 15 hồ điều hòa tại Bảng 3.1 và Bảng 3.2.
    • Bảng phương pháp phân tích phòng thí nghiệm các chỉ tiêu hóa lý và vi sinh theo TCVN, ISO và APHA tại Bảng 3.3.
    • Bộ số liệu phân tích định lượng chi tiết tại Bảng 4.5, Bảng 4.6 và Bảng 4.7.

Câu hỏi thường gặp

1. Khóa luận khảo sát bao nhiêu mẫu nước và thực hiện lấy mẫu vào thời gian nào?
Nghiên cứu tiến hành khảo sát và phân tích tổng cộng 25 mẫu nước trên địa bàn quận Cầu Giấy, bao gồm 10 mẫu nước thải sinh hoạt và 15 mẫu nước mặt tại các hồ cảnh quan, hồ điều hòa. Toàn bộ công tác lấy mẫu hiện trường được thực hiện trong hai ngày: 07/11/2017 và 08/11/2017.

2. Đơn vị nào trực tiếp phối hợp và thực hiện phân tích các chỉ tiêu mẫu nước?
Các mẫu nước sau khi thu thập, bảo quản theo tiêu chuẩn TCVN 5999:1995 và TCVN 4556:88 đã được phân tích tại Phòng thí nghiệm thuộc Viện Kỹ thuật và Công nghệ môi trường.

3. Trong số 10 điểm nước thải sinh hoạt, những chỉ tiêu nào vượt quy chuẩn nghiêm trọng nhất?
Chỉ tiêu vượt quy chuẩn đồng loạt và nặng nề nhất là Amoni (NH4+) và Coliforms. Chỉ tiêu NH4+ vượt QCVN 14:2008/BTNMT cột B tại cả 10/10 điểm lấy mẫu (dao động 17,2 – 67,2 mg/l, vượt từ 1,72 đến 6,72 lần), điểm cao nhất ghi nhận tại nút Hoàng Quốc Việt - Bưởi (67,2 mg/l). Coliforms tại cả 10 điểm đều đạt mức 46.10^5 MPN/100ml (vượt xa giới hạn 5.000 MPN/100ml). Ngoài ra, BOD5 vượt chuẩn tại 5/10 điểm (cao nhất 110,7 mg/l tại cống trước UBND quận Cầu Giấy) và TSS vượt chuẩn tại 4/10 điểm (cao nhất 479 mg/l tại cống đối diện 99 Mạc Thái Tổ).

4. Điểm quan trắc nước mặt hồ nào ghi nhận mức độ ô nhiễm chất hữu cơ và vi khuẩn E. coli cao nhất?
Hồ Trung Kính Hạ (điểm NMTKTH 05, trước cửa nhà số 30 ngõ 110 Trần Duy Hưng) là điểm ô nhiễm chất hữu cơ và E. coli cao nhất trong số 15 mẫu hồ khảo sát, với BOD5 đạt 21,4 mg/l (vượt 1,43 lần), COD đạt 48 mg/l (vượt 1,6 lần) và E. coli đạt 900 MPN/100ml (vượt 9 lần so với giới hạn 100 MPN/100ml của QCVN 08-MT:2015/BTNMT cột B1).

5. Chất lượng nước mặt hồ Nghĩa Tân có đặc điểm ô nhiễm gì nổi bật?
Hồ Nghĩa Tân ghi nhận hàm lượng Nitrit (NO2-) rất cao ở cả 4 điểm quan trắc quanh hồ (dao động từ 0,184 đến 0,190 mg/l, vượt chuẩn B1 từ 3,68 đến 3,8 lần). Đồng thời, điểm NMHNTDV 01 (sau nhà văn hóa 96 Chùa Hà) có hàm lượng chất rắn lơ lửng TSS cao nhất trong toàn bộ 15 hồ đạt 160 mg/l (vượt 3,2 lần), và điểm NMHNTDV 04 (trước Bệnh viện Quốc tế Hoa Kỳ) có nồng độ Nitrat NO3- đạt 13,445 mg/l (vượt giới hạn 10 mg/l).

Kết luận

Khóa luận của sinh viên Long Văn Quang đã hoàn thành mục tiêu đánh giá hiện trạng chất lượng nước thải sinh hoạt và nước mặt các hồ trên địa bàn quận Cầu Giấy thông qua việc phân tích thực nghiệm 25 mẫu nước tại 8 phường trực thuộc. Kết quả nghiên cứu xác nhận nguồn nước thải sinh hoạt và nhiều hồ cảnh quan, hồ điều hòa đang bị ô nhiễm hữu cơ (BOD5, COD), chất rắn lơ lửng, hợp chất nitơ (NH4+, NO2-) và ô nhiễm vi sinh vật nghiêm trọng so với QCVN 14:2008/BTNMT và QCVN 08-MT:2015/BTNMT. Các số liệu định lượng chi tiết trong công trình là căn cứ thực tế có giá trị phục vụ công tác quy hoạch hệ thống thoát nước và triển khai các giải pháp xử lý môi trường nước tại quận Cầu Giấy.