Tổng quan nghiên cứu

Thành phố Thanh Hóa, với diện tích tự nhiên 146,77 km² và dân số khoảng 435.000 người, là đô thị loại I, trung tâm kinh tế, văn hóa, chính trị của tỉnh Thanh Hóa và khu vực Bắc Trung Bộ. Sự gia tăng dân số và phát triển kinh tế đã kéo theo lượng nước thải sinh hoạt ngày càng lớn, gây áp lực lên hệ thống thoát nước và xử lý nước thải hiện có. Hiện nay, hệ thống thoát nước chung của thành phố còn nhiều bất cập, xuống cấp, chưa đồng bộ, dẫn đến tình trạng ngập úng cục bộ và ô nhiễm môi trường nghiêm trọng, ảnh hưởng đến sức khỏe cộng đồng và phát triển kinh tế xã hội.

Mục tiêu nghiên cứu là đánh giá thực trạng thoát nước và xử lý nước thải sinh hoạt tại 5 phường trung tâm của thành phố Thanh Hóa trong giai đoạn 2014-2016, từ đó đề xuất các giải pháp nâng cao hiệu quả quản lý và xử lý nước thải. Nghiên cứu tập trung vào đánh giá điều kiện tự nhiên, kinh tế xã hội ảnh hưởng đến công tác thoát nước, hiện trạng hệ thống thoát nước, hiệu quả xử lý nước thải và chất lượng nước mặt tại các điểm tiếp nhận nước thải. Kết quả nghiên cứu có ý nghĩa khoa học trong việc cung cấp dữ liệu thực tiễn và cơ sở pháp lý cho công tác quản lý môi trường đô thị, đồng thời góp phần nâng cao chất lượng sống và phát triển bền vững của thành phố.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Luận văn dựa trên các lý thuyết và mô hình quản lý môi trường, thoát nước và xử lý nước thải sinh hoạt, bao gồm:

  • Khái niệm môi trường và ô nhiễm môi trường theo Luật Bảo vệ Môi trường Việt Nam 2014, nhấn mạnh sự biến đổi các thành phần môi trường vượt quy chuẩn kỹ thuật gây ảnh hưởng xấu đến con người và sinh vật.
  • Khái niệm nước thải sinh hoạt là chất lỏng thải ra từ các hoạt động sinh hoạt, chứa hàm lượng cao chất hữu cơ, vi sinh vật gây bệnh, các chất dinh dưỡng như Nitơ, Phốt pho.
  • Mô hình hệ thống thoát nước đô thị gồm mạng lưới cống, kênh mương, trạm bơm và công trình xử lý nước thải, phân loại thành hệ thống thoát nước chung, riêng và nửa riêng.
  • Các chỉ tiêu đánh giá chất lượng nước thải như BOD5, COD, TSS, pH, NH4+, tổng Nitơ, tổng Phốt pho, Coliform, được sử dụng để đánh giá mức độ ô nhiễm và hiệu quả xử lý nước thải.
  • Quản lý môi trường đô thị với các biện pháp kỹ thuật, chính sách và pháp luật nhằm bảo vệ chất lượng môi trường sống và phát triển bền vững.

Phương pháp nghiên cứu

  • Nguồn dữ liệu: Thu thập số liệu thứ cấp từ các sở, ban ngành tỉnh Thanh Hóa (Sở Tài nguyên Môi trường, Sở Xây dựng, Viện Quy hoạch và Xây dựng, UBND thành phố), các báo cáo quan trắc môi trường giai đoạn 2013-2015, niên giám thống kê tỉnh Thanh Hóa, tài liệu quy hoạch thoát nước đô thị đến năm 2020.
  • Phương pháp thu thập số liệu sơ cấp: Điều tra, quan sát thực địa tại 5 phường trung tâm, lấy mẫu nước thải tại 7 vị trí quan trọng gồm các cống xả ra sông, hồ và đầu vào, đầu ra của hệ thống xử lý nước thải tập trung.
  • Phương pháp lấy mẫu và phân tích: 45 mẫu nước thải được lấy trong năm 2016, phân tích các chỉ tiêu pH, BOD5, TSS, NH4+, tổng Nitơ, tổng Phốt pho, Coliform theo quy chuẩn Việt Nam và tiêu chuẩn quốc tế, đảm bảo độ chính xác và tin cậy.
  • Phương pháp phân tích số liệu: Sử dụng phần mềm Excel và Word để xử lý, tổng hợp số liệu, trình bày dưới dạng bảng biểu, biểu đồ, sơ đồ nhằm minh họa kết quả nghiên cứu.
  • Timeline nghiên cứu: Nghiên cứu thực hiện trong 2 năm (2014-2016), với các đợt lấy mẫu và phân tích môi trường vào các tháng 1, 3, 5, 7 năm 2016.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

  1. Hiện trạng hệ thống thoát nước và xử lý nước thải: Thành phố Thanh Hóa chủ yếu sử dụng hệ thống thoát nước chung cho cả nước mưa và nước thải sinh hoạt, với mật độ cống thấp khoảng 0,05-0,08 m/người, thấp hơn nhiều so với mức trung bình 2 m/người của các đô thị trên thế giới. Hệ thống cống rãnh xuống cấp nghiêm trọng, nhiều đoạn bị tắc nghẽn do rác thải và bùn, gây ngập úng cục bộ tại các phường trung tâm. Khoảng 80% hộ gia đình có bể tự hoại nhưng chất lượng xây dựng kém, không đúng tiêu chuẩn, hút bùn không thường xuyên, dẫn đến quá tải và xả thải trực tiếp ra môi trường.

  2. Chất lượng nước thải và nước mặt tại các điểm tiếp nhận: Phân tích 45 mẫu nước thải cho thấy chỉ tiêu BOD5 dao động từ 110-400 mg/l, trung bình 220 mg/l; TSS từ 100-350 mg/l, trung bình 220 mg/l; NH4+ từ 0,1-50 mg/l, trung bình 25 mg/l; Coliform từ 10^6 đến 10^9 MPN/100ml, vượt nhiều lần giới hạn cho phép theo QCVN 14:2008/BTNMT. Nước mặt tại các sông tiếp nhận nước thải như sông Nhà Lê, sông Thọ Hạc có dấu hiệu ô nhiễm nghiêm trọng, đặc biệt trong mùa mưa khi hệ thống thoát nước hoạt động kém hiệu quả.

  3. Ảnh hưởng điều kiện tự nhiên và kinh tế xã hội: Thành phố có khí hậu nhiệt đới gió mùa, lượng mưa trung bình hàng năm dao động từ 1.200 đến 2.000 mm, tập trung vào các tháng mùa hè, gây áp lực lớn lên hệ thống thoát nước. Dân số khu vực nghiên cứu có mật độ cao khoảng 2.966 người/km², với tỷ lệ lao động làm công chức, kinh doanh và làm thuê chiếm đa số, ảnh hưởng đến mức độ phát sinh nước thải và khả năng đầu tư cải tạo hệ thống.

  4. Công tác quản lý và đầu tư: Thành phố đã có một số dự án cải thiện thoát nước và xử lý nước thải, tuy nhiên mới chỉ đáp ứng khoảng 25% lượng nước thải phát sinh được xử lý tập trung. Hệ thống quản lý còn thiếu đồng bộ, phối hợp giữa các ngành chưa chặt chẽ, gây khó khăn trong việc duy tu, bảo dưỡng và nâng cấp hệ thống.

Thảo luận kết quả

Kết quả nghiên cứu cho thấy hệ thống thoát nước chung và xử lý nước thải sinh hoạt tại thành phố Thanh Hóa còn nhiều hạn chế, dẫn đến ô nhiễm môi trường nước mặt và ảnh hưởng tiêu cực đến sức khỏe cộng đồng. So sánh với các đô thị lớn như Hà Nội, TP Hồ Chí Minh, mật độ cống thoát nước của Thanh Hóa thấp hơn nhiều, đồng nghĩa với khả năng thu gom và tiêu thoát nước kém hiệu quả. Các chỉ tiêu ô nhiễm như BOD5, TSS, NH4+ vượt ngưỡng cho phép phản ánh việc xử lý nước thải chưa đạt chuẩn, đặc biệt là nước thải từ các hộ gia đình và cơ sở dịch vụ chưa được xử lý triệt để.

Biểu đồ so sánh chỉ tiêu TSS, NH4+ và Coliform qua các đợt quan trắc cho thấy xu hướng ô nhiễm tăng cao vào mùa mưa, khi hệ thống thoát nước bị quá tải và tắc nghẽn. Điều này phù hợp với các nghiên cứu về ảnh hưởng của điều kiện khí hậu đến thoát nước đô thị. Việc bể tự hoại xây dựng không đúng tiêu chuẩn và hút bùn không định kỳ làm tăng nguy cơ ô nhiễm nguồn nước ngầm và mặt.

So với các thành phố đã áp dụng hệ thống thoát nước riêng biệt và nhà máy xử lý nước thải tập trung, Thanh Hóa cần đẩy mạnh đầu tư đồng bộ, nâng cao năng lực quản lý và tuyên truyền nâng cao ý thức cộng đồng. Kết quả nghiên cứu cung cấp cơ sở khoa học và thực tiễn để các cơ quan quản lý xây dựng kế hoạch cải tạo, mở rộng hệ thống thoát nước và xử lý nước thải phù hợp với điều kiện địa phương.

Đề xuất và khuyến nghị

  1. Xây dựng và nâng cấp hệ thống thoát nước riêng biệt: Tách riêng hệ thống thoát nước mưa và nước thải sinh hoạt tại các phường trung tâm, tăng mật độ cống thoát nước lên tối thiểu 1,5 m/người trong vòng 5 năm tới nhằm nâng cao hiệu quả thu gom và tiêu thoát nước thải.

  2. Đầu tư xây dựng nhà máy xử lý nước thải tập trung: Hoàn thiện và vận hành nhà máy xử lý nước thải tập trung với công suất phù hợp, áp dụng công nghệ xử lý sinh học tiên tiến để đảm bảo chất lượng nước thải đầu ra đạt quy chuẩn QCVN 14:2008/BTNMT, giảm thiểu ô nhiễm nguồn tiếp nhận.

  3. Tăng cường quản lý và bảo dưỡng hệ thống thoát nước hiện có: Thiết lập kế hoạch duy tu, nạo vét định kỳ các tuyến cống, mương thoát nước, xử lý triệt để các điểm tắc nghẽn, phối hợp chặt chẽ giữa các ngành liên quan để nâng cao hiệu quả quản lý trong vòng 2 năm tới.

  4. Nâng cao nhận thức cộng đồng và hỗ trợ kỹ thuật cho hộ gia đình: Tuyên truyền, hướng dẫn người dân xây dựng bể tự hoại đúng tiêu chuẩn, thực hiện hút bùn định kỳ, đồng thời hỗ trợ kỹ thuật và tài chính cho các hộ gia đình cải tạo hệ thống xử lý nước thải tại chỗ trong vòng 3 năm.

  5. Xây dựng hệ thống giám sát chất lượng nước thải và nước mặt: Thiết lập mạng lưới quan trắc môi trường thường xuyên tại các điểm xả thải và nguồn tiếp nhận, sử dụng dữ liệu để đánh giá hiệu quả xử lý và điều chỉnh chính sách quản lý kịp thời.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

  1. Cơ quan quản lý nhà nước về môi trường và đô thị: Sở Tài nguyên Môi trường, Sở Xây dựng, UBND thành phố Thanh Hóa có thể sử dụng kết quả nghiên cứu để xây dựng chính sách, quy hoạch và kế hoạch đầu tư hệ thống thoát nước và xử lý nước thải phù hợp.

  2. Các nhà đầu tư và doanh nghiệp xây dựng hạ tầng đô thị: Tham khảo để thiết kế, thi công các công trình thoát nước, nhà máy xử lý nước thải theo tiêu chuẩn kỹ thuật và yêu cầu thực tiễn của thành phố.

  3. Các tổ chức nghiên cứu và đào tạo trong lĩnh vực khoa học môi trường: Sử dụng luận văn làm tài liệu tham khảo, cơ sở dữ liệu thực tiễn phục vụ nghiên cứu sâu hơn về quản lý nước thải đô thị và phát triển bền vững.

  4. Cộng đồng dân cư và các tổ chức xã hội: Nâng cao nhận thức về tác động của nước thải sinh hoạt đến môi trường và sức khỏe, từ đó tham gia tích cực vào công tác bảo vệ môi trường, cải thiện hệ thống xử lý nước thải tại địa phương.

Câu hỏi thường gặp

  1. Tại sao hệ thống thoát nước chung lại gây ra nhiều vấn đề ô nhiễm?
    Hệ thống thoát nước chung thu gom cả nước mưa và nước thải sinh hoạt, khi mưa lớn làm quá tải hệ thống, nước thải chưa qua xử lý bị tràn ra môi trường, gây ô nhiễm nguồn nước mặt và ngập úng cục bộ.

  2. Chỉ tiêu BOD5 và COD phản ánh điều gì về chất lượng nước thải?
    BOD5 đo lượng oxy cần thiết để vi sinh vật phân hủy chất hữu cơ trong 5 ngày, COD đo tổng lượng oxy cần để oxy hóa hoàn toàn chất hữu cơ và một phần chất vô cơ. Giá trị cao cho thấy nước thải ô nhiễm nặng, cần xử lý kỹ.

  3. Tại sao bể tự hoại không được hút bùn định kỳ lại gây ô nhiễm?
    Bể tự hoại quá tải do không hút bùn thường xuyên sẽ làm chất thải chưa phân hủy tràn ra hệ thống thoát nước, gây tắc nghẽn, mùi hôi và ô nhiễm môi trường nước mặt và ngầm.

  4. Làm thế nào để nâng cao hiệu quả xử lý nước thải sinh hoạt tại các hộ gia đình?
    Cần hướng dẫn xây dựng bể tự hoại đúng tiêu chuẩn, tổ chức hút bùn định kỳ, áp dụng các công nghệ xử lý nước thải nhỏ gọn, đồng thời tăng cường tuyên truyền nâng cao ý thức bảo vệ môi trường.

  5. Việc đầu tư nhà máy xử lý nước thải tập trung có tác động như thế nào đến môi trường đô thị?
    Nhà máy xử lý nước thải tập trung giúp xử lý triệt để các chất ô nhiễm trước khi thải ra môi trường, giảm thiểu ô nhiễm nguồn nước mặt, cải thiện sức khỏe cộng đồng và nâng cao chất lượng sống đô thị.

Kết luận

  • Thành phố Thanh Hóa đang đối mặt với nhiều thách thức trong công tác thoát nước và xử lý nước thải sinh hoạt do hệ thống thoát nước chung xuống cấp, mật độ cống thấp và xử lý nước thải chưa hiệu quả.
  • Chất lượng nước thải tại các điểm xả thải vượt ngưỡng quy chuẩn, gây ô nhiễm nghiêm trọng nguồn nước mặt và ảnh hưởng đến sức khỏe cộng đồng.
  • Điều kiện tự nhiên, kinh tế xã hội và hạ tầng kỹ thuật hiện tại chưa đáp ứng được yêu cầu phát triển đô thị bền vững.
  • Cần có các giải pháp đồng bộ về kỹ thuật, quản lý và tuyên truyền nhằm nâng cao hiệu quả thu gom, xử lý nước thải và bảo vệ môi trường.
  • Nghiên cứu đề xuất các bước tiếp theo gồm xây dựng hệ thống thoát nước riêng biệt, đầu tư nhà máy xử lý nước thải tập trung, tăng cường quản lý và nâng cao nhận thức cộng đồng, nhằm hướng tới phát triển đô thị xanh, sạch, bền vững.

Hành động ngay hôm nay để bảo vệ môi trường nước và sức khỏe cộng đồng tại thành phố Thanh Hóa!