Tổng quan nghiên cứu
Khu vực ven biển phường Bãi Cháy thuộc thành phố Hạ Long, tỉnh Quảng Ninh, sở hữu đường bờ biển dài khoảng 4,5 km và tổng diện tích tự nhiên 1145,85 ha. Đây là trung tâm du lịch trọng điểm gắn liền với vịnh Hạ Long – di sản thiên nhiên thế giới hai lần được UNESCO vinh danh. Tuy nhiên, tốc độ đô thị hóa nhanh cùng sự bùng nổ của ngành dịch vụ du lịch đang tạo ra áp lực khổng lồ lên hệ sinh thái ven bờ. Toàn thành phố Hạ Long phát sinh khoảng 36.640 m3 nước thải mỗi ngày đêm, trong khi tổng công suất thiết kế của các trạm và nhà máy xử lý nước thải tập trung chỉ đạt khoảng 15.100 m3/ngày đêm. Thực trạng này khiến hơn 20.000 m3 nước thải chưa qua xử lý đạt chuẩn xả thẳng ra môi trường biển mỗi ngày, gây nguy cơ suy thoái cục bộ chất lượng môi trường nước.
Nghiên cứu được thực hiện nhằm đánh giá toàn diện hiện trạng xả thải, mức độ ảnh hưởng của các nguồn thải sinh hoạt, công nghiệp, cảng biển và hoạt động du lịch đến môi trường nước biển ven bờ Bãi Cháy. Phạm vi không gian của đề tài bao quát toàn bộ dải ven bờ Bãi Cháy và vùng phụ cận vịnh Cửa Lục, với chuỗi dữ liệu quan trắc chuyên sâu thu thập trong năm 2018 và cập nhật tổng hợp đến năm 2020. Kết quả nghiên cứu mang ý nghĩa khoa học và thực tiễn sâu sắc, cung cấp cơ sở dữ liệu định lượng về các chỉ số ô nhiễm chính như TSS, BOD5, COD, NH4+ và Coliform. Qua đó, nghiên cứu hỗ trợ cơ quan quản lý cắt giảm từ 30% đến 50% lượng chất ô nhiễm chưa xử lý, hướng tới bảo tồn tài nguyên biển và thúc đẩy phát triển kinh tế du lịch bền vững.
Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu
Khung lý thuyết áp dụng
Nghiên cứu xây dựng trên nền tảng lý thuyết lan truyền chất ô nhiễm trong môi trường nước biển ven bờ và lý thuyết sức chịu tải môi trường. Mô hình tính toán sức chịu tải nguồn nước tiếp nhận dựa trên các thông số tải lượng ô nhiễm có sẵn (Ln), tải lượng đưa vào nguồn tiếp nhận (Lt) và tải lượng tối đa cho phép (Ltd) kết hợp với hệ số an toàn Fs. Bên cạnh đó, mô hình cân bằng vật chất Streeter - Phelps cải biên cho môi trường nước biển ven bờ được ứng dụng để phân tích động thái suy giảm oxy hòa tan (DO) dưới tác động phân hủy sinh học của các hợp chất hữu cơ (BOD, COD).
Khung lý thuyết tích hợp các khái niệm cốt lõi: Nhu cầu oxy sinh hóa (BOD5), Nhu cầu oxy hóa học (COD), Tổng chất rắn lơ lửng (TSS), Amoni (NH4+) và Chỉ số chất lượng nước biển (WQI). WQI đóng vai trò công cụ lượng hóa mức độ sạch của nguồn nước theo thang điểm từ 0 đến 100, giúp phân hạng chất lượng nước phục vụ các mục đích bảo tồn thủy sinh hoặc bãi tắm du lịch.
Phương pháp nghiên cứu
Nghiên cứu sử dụng nguồn dữ liệu thứ cấp từ Sở Tài nguyên và Môi trường tỉnh Quảng Ninh, Ban Quản lý Vịnh Hạ Long kết hợp dữ liệu sơ cấp qua khảo sát thực địa trong năm 2018.
- Cỡ mẫu xã hội học: Điều tra 100 phiếu phỏng vấn đối với 6 nhóm đối tượng (20 chủ tàu du lịch, 20 cán bộ quản lý môi trường, 10 quản lý khách sạn, 10 quản lý nhà hàng, 20 khách du lịch và 20 người dân địa phương). Phương pháp chọn mẫu phân tầng định mức được áp dụng nhằm phản ánh đầy đủ góc nhìn đa chiều từ các chủ thể phát thải và thụ hưởng môi trường.
- Cỡ mẫu quan trắc nước: Thiết lập 6 vị trí quan trắc chiến lược (M1: cống thoát nước số 9; M2: cống xả gần bến phà cũ; M3.2: bãi tắm Đảo Rều Vinpearl; M3.3: bãi tắm trung tâm; M4: cống xả khu vực bãi tắm Hoàng Gia; M5: cống xả đường bao biển). Tổng cộng 10 đợt thu mẫu được triển khai vào các ngày thường, cuối tuần và dịp nghỉ lễ cao điểm 30/4 - 1/5 để nắm bắt sự biến động tải lượng theo mùa xuân và mùa hè.
- Lý do lựa chọn phương pháp phân tích: Các phương pháp phân tích phòng thí nghiệm được chuẩn hóa nghiêm ngặt theo Tiêu chuẩn Quốc gia (TCVN 6492:2011 xác định pH và TSS; TCVN 6179:1996 xác định NH4+; TCVN 6187-2:1996 xác định Coliform) và Tiêu chuẩn Quốc tế Standard Methods (SMEWW 5210D-BOD:2012 và SMEWW 5220C:2012 cho COD). Việc chuẩn hóa này đảm bảo tính pháp lý, độ tin cậy và khả năng so sánh chuẩn xác với Quy chuẩn Kỹ thuật Quốc gia QCVN 14:2008/BTNMT (nước thải sinh hoạt) và QCVN 10-MT:2015/BTNMT (chất lượng nước biển ven bờ).
Kết quả nghiên cứu và thảo luận
Những phát hiện chính
- Tải lượng nước thải sinh hoạt và áp lực hạ tầng: Toàn khu vực Bãi Cháy có 322 cơ sở lưu trú với hơn 8.800 phòng phục vụ khoảng 2,7 triệu lượt khách mỗi năm. Lưu lượng nước cấp dao động từ 240.452 m3/tháng đến 328.768 m3/tháng, dẫn đến lượng nước thải phát sinh thực tế vượt xa công suất tiếp nhận 3.500 m3/ngày đêm của nhà máy xử lý nước thải Bãi Cháy. Do đó, tỷ lệ nước thải sinh hoạt được thu gom xử lý chỉ đạt khoảng 65,7% đến 91,2% tùy theo từng lưu vực.
- Ô nhiễm hữu cơ và chất rắn lơ lửng tại các cửa xả: Tại điểm cống xả M1 và M4, nồng độ TSS dao động từ 46 mg/L đến 185 mg/L, vượt giới hạn cho phép 100 mg/L của QCVN 14:2008/BTNMT (Cột B) tới 1,85 lần. Nồng độ BOD5 tại hai cửa xả này duy trì ở mức cao từ 80,5 mg/L đến 87,5 mg/L, vượt ngưỡng quy chuẩn 50 mg/L khoảng 61% đến 75%.
- Nồng độ Amoni và Coliform tăng đột biến trong mùa du lịch: Nồng độ NH4+ tại các điểm xả trực tiếp chạm ngưỡng 10,2 mg/L trong các đợt quan trắc tháng 4 và tháng 8. Tổng số Coliform tại điểm xả ven bờ dao động mạnh từ 7.000 MPN/100mL đến 24.000 MPN/100mL, vượt quy chuẩn xả thải từ 1,4 đến 4,8 lần vào các đợt nghỉ lễ.
- Chất lượng nước biển ven bờ tại các bãi tắm: Nước biển tại bãi tắm Đảo Rều (M3.2) duy trì chất lượng tốt với toàn bộ chỉ số nằm trong ngưỡng cho phép của QCVN 10-MT:2015/BTNMT. Ngược lại, khu vực bãi tắm Hoàng Gia (M4) chịu ảnh hưởng trực tiếp từ cống xả lân cận, ghi nhận nồng độ COD đạt từ 4,1 mg/L đến 4,7 mg/L (vượt ngưỡng 4,0 mg/L theo quy chuẩn cũ QCVN 10:2008/BTNMT khoảng 1,025 đến 1,175 lần) và hàm lượng NH4+ dao động từ 0,5 mg/L đến 0,57 mg/L (vượt ngưỡng 0,5 mg/L cho vùng bãi tắm).
Thảo luận kết quả
Sự suy giảm chất lượng nước cục bộ bắt nguồn từ sự bất cập trong hệ thống thu gom nước thải phân tán. Tại bãi tắm Thanh Niên và khu vực phụ cận, miệng cống thu gom của các nhà hàng, khách sạn gặp sự cố kỹ thuật và quá tải, khiến nước thải rò rỉ trực tiếp ra bãi cát. Hoạt động của 527 tàu du lịch (bao gồm 88 tàu lưu trú) cùng 322 cơ sở lưu trú tạo nên áp lực xả thải đồng thời trong các khung giờ cao điểm (11h00 - 13h00 và 17h00 - 20h00).
So sánh với các nghiên cứu tại vịnh Đà Nẵng hay khu vực biển ven bờ Hải Phòng, ô nhiễm hữu cơ tại Bãi Cháy mang tính mùa vụ rõ rệt. Khi biểu diễn dữ liệu qua biểu đồ cột kép so sánh nồng độ chất ô nhiễm giữa ngày thường và ngày lễ, hàm lượng Coliform và BOD5 trong đợt nghỉ lễ 30/4 - 1/5 tăng cao hơn từ 45% đến 80% so với ngày thường. Biểu đồ đường thể hiện mối tương quan thuận giữa lượng khách du lịch lưu trú và nồng độ amoni trong nước biển ven bờ. Đồng thời, bảng cân bằng vật chất cho thấy sức chịu tải của vùng nước ven bờ Bãi Cháy đối với chất hữu cơ đang ở trạng thái báo động, đòi hỏi các giải pháp can thiệp kỹ thuật ngay tại nguồn phát sinh.
Đề xuất và khuyến nghị
- Nâng cấp và mở rộng công suất hạ tầng xử lý nước thải: Ủy ban nhân dân thành phố Hạ Long phối hợp cùng các nhà đầu tư hạ tầng triển khai nâng công suất nhà máy xử lý nước thải Bãi Cháy từ 3.500 m3/ngày đêm lên tối thiểu 10.000 m3/ngày đêm giai đoạn 2021 - 2025. Mục tiêu đạt tỷ lệ 100% nước thải đô thị và dịch vụ ven bờ được thu gom, xử lý đạt QCVN 14:2008/BTNMT (Cột A) trước khi thải ra biển.
- Lắp đặt hệ thống quan trắc tự động và kiểm soát nguồn thải tàu du lịch: Sở Tài nguyên và Môi trường tỉnh Quảng Ninh chủ trì lắp đặt bổ sung 3 trạm quan trắc tự động liên tục đối với các thông số pH, DO, TSS, COD tại các cửa xả lớn và luồng tàu du lịch. Ban Quản lý Vịnh Hạ Long ban hành quy chế bắt buộc 100% trong tổng số 527 tàu du lịch phải trang bị hệ thống phân tách dầu nước và bể tự hoại hợp chuẩn, hoàn thành kiểm định trong vòng 12 tháng.
- Áp dụng công nghệ xử lý sinh học phi tập trung cho các cơ sở kinh doanh dịch vụ: Ban hành quy định bắt buộc 322 khách sạn, nhà hàng trên địa bàn phường Bãi Cháy lắp đặt hệ thống lọc mỡ và module xử lý sinh học màng vi sinh (MBBR/MBR) tại chỗ trước khi đấu nối vào cống chung. Giảm thiểu ít nhất 40% nồng độ COD và dầu mỡ động thực vật ngay tại nguồn thải trong giai đoạn 2021 - 2023.
- Tăng cường thanh tra, giám sát và áp dụng chế tài kinh tế: Thanh tra liên ngành thành phố Hạ Long tổ chức kiểm tra định kỳ 2 lần/năm và thanh tra đột xuất các cơ sở kinh doanh dịch vụ ăn uống, khách sạn ven biển. Áp dụng mức phạt tối đa theo Nghị định về xử phạt vi phạm hành chính trong lĩnh vực bảo vệ môi trường, đồng thời công khai danh tính các cơ sở xả thải vượt quy chuẩn trên cổng thông tin điện tử địa phương.
Đối tượng nên tham khảo luận văn
- Cơ quan quản lý nhà nước và hoạch định chính sách: Sở Tài nguyên và Môi trường tỉnh Quảng Ninh, Ban Quản lý Vịnh Hạ Long và Ủy ban nhân dân thành phố Hạ Long sử dụng kết quả tính toán tải lượng ô nhiễm và sức chịu tải nguồn nước để xây dựng quy hoạch phân vùng môi trường tiếp nhận nước thải đến năm 2030.
- Doanh nghiệp kinh doanh dịch vụ du lịch, khách sạn và vận tải thủy: Các chủ khách sạn, nhà hàng và chủ tàu du lịch tại Bãi Cháy tham khảo các giải pháp kỹ thuật lọc mỡ, xử lý sinh học phân tán để tối ưu hóa chi phí vận hành hệ thống xử lý nội bộ, đảm bảo tuân thủ tiêu chuẩn xả thải.
- Viện nghiên cứu, trường đại học và học viên chuyên ngành môi trường: Giảng viên, nhà nghiên cứu và sinh viên ngành Quản lý Môi trường, Khoa học Môi trường và Hải dương học sử dụng tài liệu làm dẫn chứng thực tế về phương pháp mô hình hóa sức chịu tải môi trường nước biển ven bờ.
- Các tổ chức phi chính phủ và hiệp hội bảo tồn di sản: Các chuyên gia bảo tồn tài nguyên biển khai thác bộ dữ liệu quan trắc 6 chỉ tiêu lý hóa sinh để xây dựng các dự án tài trợ bảo vệ hệ sinh thái rạn san hô, bãi triều và vùng đệm di sản thiên nhiên vịnh Hạ Long.
Câu hỏi thường gặp
-
Nguồn thải nào gây ảnh hưởng lớn nhất đến chất lượng nước biển Bãi Cháy? Nước thải sinh hoạt từ 322 cơ sở lưu trú và dịch vụ ăn uống ven bờ chiếm tỷ trọng lớn nhất, đóng góp hơn 70% tổng lượng chất ô nhiễm hữu cơ và vi sinh xả ra vùng biển Bãi Cháy mỗi ngày đêm.
-
Tại sao chất lượng nước biển ven bờ lại suy giảm nghiêm trọng vào các dịp nghỉ lễ? Vào các đợt cao điểm như 30/4 - 1/5, lượng khách du lịch tăng đột biến kéo theo lượng nước thải sinh hoạt tăng từ 30% đến 50%, vượt công suất thiết kế của trạm xử lý Bãi Cháy và gây quá tải cục bộ các cửa xả.
-
Các chỉ tiêu ô nhiễm nào thường vượt quy chuẩn tại các điểm xả ven biển? Kết quả quan trắc cho thấy tổng chất rắn lơ lửng (TSS đạt tới 185 mg/L), nhu cầu oxy sinh hóa (BOD5 đạt 87,5 mg/L) và tổng Coliform (lên tới 24.000 MPN/100mL) là các chỉ tiêu thường xuyên vượt quy chuẩn QCVN 14:2008/BTNMT.
-
Phương pháp mô hình hóa nào được áp dụng để đánh giá tải lượng tiếp nhận của vịnh? Nghiên cứu áp dụng phương pháp cân bằng vật chất kết hợp mô hình Streeter - Phelps cải biên và công thức tính toán khả năng tiếp nhận chất ô nhiễm dựa trên lưu lượng tự nhiên cùng hệ số an toàn môi trường.
-
Những giải pháp công nghệ nào khả thi nhất để xử lý nước thải du lịch tại chỗ? Giải pháp tối ưu bao gồm lắp đặt bể tách dầu mỡ tự động kết hợp module sinh học màng vi sinh hiếu khí (MBBR), giúp loại bỏ từ 85% đến 95% hàm lượng chất hữu cơ và dầu mỡ trước khi thải ra mạng lưới thu gom đô thị.
Kết luận
- Luận văn đã đánh giá toàn diện hiện trạng phát sinh và xử lý của 36.640 m3 nước thải mỗi ngày đêm tại thành phố Hạ Long, chỉ rõ khoảng trống xử lý hơn 20.000 m3 nước thải ven bờ.
- Dữ liệu quan trắc 6 vị trí chiến lược khẳng định tình trạng ô nhiễm hữu cơ, TSS và Coliform mang tính chu kỳ, tăng cao đột biến trong mùa du lịch cao điểm tại các cửa xả M1 và M4.
- Đề tài đóng góp phương pháp luận chuẩn xác trong việc tích hợp quy chuẩn kỹ thuật quốc gia, chỉ số WQI và mô hình cân bằng tải lượng để định lượng sức chịu tải môi trường nước biển ven bờ.
- Hệ thống 4 nhóm giải pháp kỹ thuật, hạ tầng và quản lý được đề xuất cụ thể cho giai đoạn 2021 - 2025, với lộ trình nâng công suất xử lý lên 10.000 m3/ngày đêm nhằm giảm thiểu 50% tải lượng xả thải chưa đạt chuẩn.
- Các cơ quan quản lý và doanh nghiệp du lịch tại Hạ Long cần nhanh chóng áp dụng đồng bộ các giải pháp công nghệ và kiểm soát nguồn thải để bảo vệ cảnh quan di sản vịnh Hạ Long bền vững.