Tổng quan nghiên cứu

Ô nhiễm môi trường ven biển đang là vấn đề cấp bách toàn cầu, ảnh hưởng nghiêm trọng đến hệ sinh thái và phát triển kinh tế - xã hội. Tại Việt Nam, khu vực ven biển thành phố Hạ Long, đặc biệt là khu du lịch Bãi Cháy, đang chịu áp lực lớn từ các nguồn nước thải công nghiệp, sinh hoạt và du lịch. Theo số liệu thống kê, tổng lượng nước thải phát sinh tại khu vực này khoảng 36.640 m³/ngày, trong đó có hơn 20.000 m³ nước thải sinh hoạt chưa qua xử lý trực tiếp xả ra biển. Mức độ ô nhiễm được đánh giá qua các chỉ tiêu như pH, tổng chất rắn lơ lửng (TSS), nhu cầu oxy hóa học (COD), nhu cầu oxy sinh học (BOD5), amoni (NH4+) và coliform đều có sự biến động và vượt ngưỡng cho phép tại nhiều điểm quan trắc.

Mục tiêu nghiên cứu nhằm đánh giá hiện trạng ô nhiễm nước thải tại khu vực ven biển Bãi Cháy, phân tích ảnh hưởng của các nguồn thải đến chất lượng nước biển, đồng thời đề xuất các giải pháp quản lý hiệu quả nhằm giảm thiểu ô nhiễm, bảo vệ môi trường biển và phát triển bền vững du lịch. Phạm vi nghiên cứu tập trung vào khu vực ven biển Bãi Cháy, thành phố Hạ Long, trong giai đoạn khảo sát từ năm 2018 đến 2020. Nghiên cứu có ý nghĩa quan trọng trong việc cung cấp cơ sở khoa học cho công tác quản lý môi trường ven biển, góp phần nâng cao chất lượng dịch vụ du lịch và bảo tồn giá trị di sản thiên nhiên vịnh Hạ Long.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu dựa trên các lý thuyết và mô hình sau:

  • Lý thuyết về ô nhiễm môi trường ven biển: tập trung vào các nguồn gây ô nhiễm như nước thải công nghiệp, sinh hoạt, du lịch và hoạt động cảng biển, ảnh hưởng đến các chỉ tiêu chất lượng nước như pH, TSS, COD, BOD5, NH4+ và coliform.
  • Mô hình đánh giá chất lượng nước (WQI - Water Quality Index): sử dụng chỉ số WQI để tổng hợp và đánh giá mức độ ô nhiễm nước biển dựa trên các thông số kỹ thuật theo tiêu chuẩn quốc gia.
  • Mô hình Streeter-Phelps: áp dụng để mô phỏng sự phân hủy oxy trong nước, đánh giá khả năng tự làm sạch của nguồn nước tiếp nhận nước thải.
  • Khái niệm và phân loại mô hình hóa chất lượng nước: bao gồm mô hình dự báo sự phân bố ô nhiễm, mô hình mô phỏng dòng chảy và vận chuyển chất ô nhiễm trong môi trường ven biển.

Các khái niệm chính bao gồm: tổng chất rắn lơ lửng (TSS), nhu cầu oxy hóa học (COD), nhu cầu oxy sinh học (BOD5), amoni (NH4+), coliform, chỉ số chất lượng nước (WQI), khả năng chịu tải của nguồn nước.

Phương pháp nghiên cứu

Nguồn dữ liệu chính được thu thập từ khảo sát thực địa tại 5 điểm lấy mẫu nước thải và nước biển ven bờ khu du lịch Bãi Cháy trong các tháng 4 và 8 năm 2018, bao gồm các chỉ tiêu pH, TSS, BOD5, COD, NH4+, coliform. Cỡ mẫu gồm 10 mẫu nước thải và 15 mẫu nước biển ven bờ, được chọn theo phương pháp lấy mẫu ngẫu nhiên có trọng số nhằm đảm bảo đại diện cho các nguồn thải chính.

Phân tích mẫu được thực hiện theo tiêu chuẩn TCVN và SMEWW, đảm bảo độ chính xác và tin cậy. Phương pháp đánh giá chất lượng nước sử dụng chỉ số WQI theo tiêu chuẩn Việt Nam (VN_WQI), kết hợp với phân tích tải lượng ô nhiễm và mô hình Streeter-Phelps để đánh giá khả năng tự làm sạch của môi trường nước.

Timeline nghiên cứu kéo dài từ tháng 4/2018 đến tháng 12/2020, bao gồm giai đoạn khảo sát, phân tích số liệu, mô hình hóa và đề xuất giải pháp quản lý.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

  1. Tổng lượng nước thải phát sinh và tỷ lệ xử lý: Tổng lượng nước thải phát sinh tại khu vực Bãi Cháy khoảng 36.640 m³/ngày, trong đó chỉ khoảng 15.100 m³/ngày được xử lý qua các nhà máy và trạm xử lý nước thải. Khoảng 20.000 m³/ngày nước thải sinh hoạt chưa qua xử lý trực tiếp xả ra biển, gây áp lực lớn lên môi trường ven biển.

  2. Chất lượng nước thải và nước biển ven bờ: Các chỉ tiêu pH dao động trong khoảng 6,8 - 8,0, nằm trong giới hạn cho phép (5-9). Tổng chất rắn lơ lửng (TSS) tại các điểm lấy mẫu dao động từ 4 mg/L đến 185 mg/L, trong đó một số điểm vượt ngưỡng 50 mg/L theo QCVN 14:2008/BTNMT. Giá trị COD dao động từ 9,7 đến 13,5 mg/L, BOD5 dao động từ 3,5 đến 87,5 mg/L, trong đó có điểm vượt ngưỡng cho phép 30 mg/L. Hàm lượng amoni (NH4+) dao động từ 0,5 đến 0,57 mg/L, gần hoặc vượt nhẹ giới hạn cho phép 0,5 mg/L. Mật độ coliform tại một số điểm lên đến 3.000 MPN/100 mL, vượt xa giới hạn 1.000 MPN/100 mL.

  3. Ảnh hưởng của các nguồn thải đến môi trường ven biển: Nguồn thải chính gồm nước thải công nghiệp từ khu công nghiệp Cái Lân, nước thải sinh hoạt từ khu dân cư và khách sạn, nước thải từ hoạt động du lịch và cảng biển. Mức độ ô nhiễm cao nhất tập trung tại khu vực gần miệng cống thu nước thải và các bến cảng, với chỉ số WQI giảm xuống mức tiêu chuẩn kém (dưới 50 điểm).

  4. Khả năng tự làm sạch của môi trường nước: Mô hình Streeter-Phelps cho thấy khả năng phân hủy oxy trong nước bị giảm sút do lượng BOD5 cao, dẫn đến hiện tượng thiếu oxy cục bộ, ảnh hưởng tiêu cực đến hệ sinh thái biển.

Thảo luận kết quả

Nguyên nhân chính của ô nhiễm là do lượng nước thải sinh hoạt và công nghiệp chưa được xử lý triệt để, cùng với hoạt động du lịch phát triển nhanh nhưng chưa đồng bộ về hệ thống thu gom và xử lý chất thải. So sánh với các nghiên cứu tại các vùng ven biển khác của Việt Nam và quốc tế, mức độ ô nhiễm tại Bãi Cháy tương đối cao, đặc biệt là chỉ tiêu BOD5 và coliform, phản ánh áp lực lớn từ hoạt động du lịch và dân cư.

Dữ liệu có thể được trình bày qua biểu đồ biến động các chỉ tiêu chất lượng nước theo thời gian và vị trí lấy mẫu, cũng như bảng tổng hợp tải lượng ô nhiễm từng nguồn thải. Kết quả này nhấn mạnh sự cần thiết của việc nâng cấp hệ thống xử lý nước thải và tăng cường quản lý môi trường ven biển.

Đề xuất và khuyến nghị

  1. Nâng cấp và mở rộng hệ thống xử lý nước thải: Tăng công suất các nhà máy xử lý hiện có từ 15.100 m³/ngày lên tối thiểu 25.000 m³/ngày trong vòng 2 năm tới, nhằm giảm lượng nước thải chưa qua xử lý xả trực tiếp ra biển. Chủ thể thực hiện: chính quyền địa phương phối hợp với các doanh nghiệp.

  2. Tăng cường kiểm soát và giám sát nguồn thải: Thiết lập hệ thống quan trắc tự động tại các điểm xả thải trọng yếu, đặc biệt là khu công nghiệp và cảng biển, với báo cáo định kỳ hàng quý. Chủ thể thực hiện: Sở Tài nguyên và Môi trường, Ban Quản lý vịnh Hạ Long.

  3. Xây dựng chương trình đào tạo và nâng cao nhận thức cộng đồng: Tổ chức các khóa tập huấn cho các nhà hàng, khách sạn, và người dân về quản lý chất thải và bảo vệ môi trường biển trong vòng 1 năm. Chủ thể thực hiện: các tổ chức phi chính phủ và chính quyền địa phương.

  4. Phát triển công nghệ xử lý chất thải tiên tiến: Áp dụng các công nghệ xử lý sinh học và hóa học hiện đại để xử lý nước thải có hàm lượng BOD5 và coliform cao, giảm thiểu ô nhiễm vi sinh vật. Chủ thể thực hiện: các doanh nghiệp công nghiệp và đơn vị quản lý môi trường.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

  1. Cơ quan quản lý môi trường và phát triển đô thị: Sử dụng kết quả nghiên cứu để xây dựng chính sách, quy hoạch và giám sát chất lượng môi trường ven biển, đảm bảo phát triển bền vững.

  2. Doanh nghiệp khu công nghiệp và cảng biển: Áp dụng các giải pháp quản lý và công nghệ xử lý nước thải phù hợp nhằm giảm thiểu tác động môi trường, nâng cao trách nhiệm xã hội.

  3. Ngành du lịch và dịch vụ khách sạn: Nâng cao nhận thức và cải thiện hệ thống thu gom, xử lý chất thải, góp phần bảo vệ môi trường và nâng cao chất lượng dịch vụ.

  4. Các nhà nghiên cứu và sinh viên ngành môi trường, thủy sản, quản lý tài nguyên: Tham khảo phương pháp nghiên cứu, mô hình đánh giá và dữ liệu thực tế để phát triển các nghiên cứu tiếp theo về ô nhiễm môi trường ven biển.

Câu hỏi thường gặp

  1. Tại sao ô nhiễm nước thải tại khu vực Bãi Cháy lại nghiêm trọng?
    Do lượng nước thải sinh hoạt và công nghiệp lớn, trong đó hơn 50% chưa được xử lý triệt để, cùng với hoạt động du lịch phát triển nhanh nhưng hệ thống xử lý chưa đồng bộ, dẫn đến ô nhiễm vượt ngưỡng cho phép.

  2. Các chỉ tiêu ô nhiễm nào được sử dụng để đánh giá chất lượng nước?
    Các chỉ tiêu chính gồm pH, tổng chất rắn lơ lửng (TSS), nhu cầu oxy hóa học (COD), nhu cầu oxy sinh học (BOD5), amoni (NH4+) và coliform, phản ánh mức độ ô nhiễm hóa học và vi sinh vật.

  3. Mô hình Streeter-Phelps được áp dụng như thế nào trong nghiên cứu?
    Mô hình này mô phỏng sự phân hủy oxy trong nước, giúp đánh giá khả năng tự làm sạch của môi trường nước tiếp nhận nước thải, từ đó xác định mức độ ảnh hưởng của các nguồn thải đến hệ sinh thái.

  4. Giải pháp nào ưu tiên để giảm thiểu ô nhiễm nước thải tại Bãi Cháy?
    Ưu tiên nâng cấp hệ thống xử lý nước thải để tăng công suất và hiệu quả xử lý, đồng thời tăng cường kiểm soát, giám sát và nâng cao nhận thức cộng đồng về bảo vệ môi trường.

  5. Nghiên cứu này có thể áp dụng cho các khu vực ven biển khác không?
    Có, phương pháp đánh giá và mô hình hóa có thể được điều chỉnh và áp dụng cho các khu vực ven biển khác có điều kiện tương tự, giúp quản lý và giảm thiểu ô nhiễm hiệu quả.

Kết luận

  • Nghiên cứu đã xác định rõ mức độ ô nhiễm nước thải tại khu vực ven biển Bãi Cháy với các chỉ tiêu vượt ngưỡng cho phép, đặc biệt là BOD5 và coliform.
  • Tổng lượng nước thải chưa qua xử lý xả trực tiếp ra biển là nguyên nhân chính gây ô nhiễm môi trường ven biển.
  • Mô hình Streeter-Phelps cho thấy khả năng tự làm sạch của môi trường nước bị hạn chế do tải lượng ô nhiễm cao.
  • Đề xuất các giải pháp nâng cấp hệ thống xử lý, tăng cường kiểm soát và nâng cao nhận thức cộng đồng nhằm giảm thiểu ô nhiễm hiệu quả trong vòng 2 năm tới.
  • Nghiên cứu cung cấp cơ sở khoa học quan trọng cho công tác quản lý môi trường ven biển, góp phần phát triển bền vững du lịch và bảo tồn giá trị di sản vịnh Hạ Long.

Hành động tiếp theo là triển khai các giải pháp đề xuất, đồng thời mở rộng nghiên cứu đánh giá tác động lâu dài và hiệu quả của các biện pháp quản lý môi trường tại khu vực. Các cơ quan quản lý và doanh nghiệp cần phối hợp chặt chẽ để bảo vệ môi trường biển, đảm bảo phát triển kinh tế - xã hội bền vững.