Nghiên cứu giải pháp bảo vệ môi trường nước hồ Sông Ray tỉnh Bà Rịa - Vũng Tàu

Nghiên cứu đề xuất giải pháp bảo vệ môi trường nước hồ Sông Ray, Bà Rịa - Vũng Tàu cho cấp nước sinh hoạt và công nghiệp hiệu quả.

• Tác giả: Chu Thị Hà Giang
• Người hướng dẫn: TS. Lê Việt Thắng
• Trường học: Trường Đại học Công nghiệp Thành phố Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Quản lý Tài nguyên và Môi trường
• Đề tài: Giải pháp bảo vệ môi trường nước hồ Sông Ray tỉnh Bà Rịa - Vũng Tàu
• Loại tài liệu: Luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2020
• Địa điểm: Thành phố Hồ Chí Minh

Mục lục chi tiết

• LỜI CẢM ƠN
• TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ
• LỜI CAM ĐOAN
• DANH MỤC HÌNH ẢNH
• DANH MỤC BẢNG BIỂU
• DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT
• MỞ ĐẦU
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ LĨNH VỰC NGHIÊN CỨU
• 1.1. Tổng quan về tài nguyên nước và ô nhiễm nguồn nước hồ trên thế giới và tại Việt Nam
• 1.1.1. Tình hình nghiên cứu ngoài nước
• 1.1.2. Tình hình nghiên cứu trong nước
• 1.2. Tổng quan vùng nghiên cứu
• 1.2.1. Tổng quan về điều kiện tự nhiên Hồ Sông Ray
• 2. CHƯƠNG 2: NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 2.1. Nội dung nghiên cứu
• 2.2. Phương pháp nghiên cứu, kỹ thuật sử dụng
• 3. CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU
• 3.1. Hiện trạng và diễn biến CLN tại Hồ Sông Ray
• 3.2. Hiện trạng chất lượng trầm tích Hồ Sông Ray
• 3.3. Điều tra, đánh giá các nguồn gây ô nhiễm môi trường nước Hồ Sông Ray
• 3.4. Các thách thức và giải pháp quản lý môi trường nước LVH Sông Ray đáp ứng phục vụ cấp nước sinh hoạt và công nghiệp
• 3.4.1. Các thách thức trong BVMT nước trên LVH Sông Ray
• 3.4.2. Giải pháp phi công trình
• 3.4.3. Các giải pháp công trình
• KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO
• LÝ LỊCH TRÍCH NGANG CỦA HỌC VIÊN

Tóm tắt

I. Tổng quan về giải pháp bảo vệ môi trường nước hồ Sông Ray

Hồ Sông Ray là hồ chứa nước lớn nhất tại tỉnh Bà Rịa - Vũng Tàu, đóng vai trò quan trọng trong việc cung cấp nước sinh hoạt và công nghiệp. Tuy nhiên, môi trường nước hồ đang bị đe dọa bởi nhiều yếu tố ô nhiễm. Việc bảo vệ môi trường nước hồ Sông Ray không chỉ là trách nhiệm của chính quyền mà còn là của toàn xã hội. Các giải pháp bảo vệ môi trường nước hồ Sông Ray cần được triển khai đồng bộ và hiệu quả.

1.1. Tình hình hiện tại của môi trường nước hồ Sông Ray

Môi trường nước hồ Sông Ray hiện đang bị ô nhiễm nghiêm trọng do hoạt động sinh hoạt, nông nghiệp và công nghiệp. Theo nghiên cứu, hàm lượng TSS, Amoni, Nitrit và Phosphat trong nước hồ vượt mức cho phép, đặc biệt là trong mùa mưa.

1.2. Tầm quan trọng của hồ Sông Ray đối với cộng đồng

Hồ Sông Ray không chỉ cung cấp nước cho sinh hoạt mà còn hỗ trợ cho các hoạt động sản xuất nông nghiệp và công nghiệp. Việc bảo vệ nguồn nước này là cần thiết để đảm bảo sự phát triển bền vững cho khu vực.

II. Các thách thức trong việc bảo vệ môi trường nước hồ Sông Ray

Việc bảo vệ môi trường nước hồ Sông Ray đối mặt với nhiều thách thức lớn. Các hoạt động phát triển kinh tế, sự gia tăng dân số và ô nhiễm từ các nguồn thải là những vấn đề chính cần được giải quyết. Để bảo vệ môi trường nước, cần có những biện pháp quản lý hiệu quả.

2.1. Nguyên nhân gây ô nhiễm nước hồ Sông Ray

Các nguồn ô nhiễm chính bao gồm nước thải từ các cơ sở sản xuất, hoạt động nông nghiệp và sinh hoạt. Những chất thải này không chỉ làm giảm chất lượng nước mà còn ảnh hưởng đến hệ sinh thái xung quanh.

2.2. Tác động của ô nhiễm đến sức khỏe cộng đồng

Ô nhiễm nước hồ Sông Ray có thể gây ra nhiều vấn đề sức khỏe cho người dân, bao gồm các bệnh về tiêu hóa và da. Việc sử dụng nước ô nhiễm trong sinh hoạt có thể dẫn đến các bệnh truyền nhiễm.

III. Phương pháp bảo vệ môi trường nước hồ Sông Ray hiệu quả

Để bảo vệ môi trường nước hồ Sông Ray, cần áp dụng các phương pháp quản lý bền vững. Các giải pháp này bao gồm việc kiểm soát ô nhiễm, nâng cao nhận thức cộng đồng và cải thiện hệ thống xử lý nước thải.

3.1. Giải pháp quản lý nguồn nước

Cần thiết lập các quy định nghiêm ngặt về xả thải và kiểm soát chất lượng nước. Các cơ sở sản xuất cần phải có hệ thống xử lý nước thải đạt tiêu chuẩn trước khi xả ra môi trường.

3.2. Nâng cao nhận thức cộng đồng về bảo vệ môi trường

Tổ chức các chương trình giáo dục và tuyên truyền về tầm quan trọng của việc bảo vệ môi trường nước. Cộng đồng cần được khuyến khích tham gia vào các hoạt động bảo vệ môi trường.

IV. Ứng dụng thực tiễn và kết quả nghiên cứu về hồ Sông Ray

Nghiên cứu về môi trường nước hồ Sông Ray đã chỉ ra nhiều vấn đề cần giải quyết. Các kết quả nghiên cứu cho thấy cần có những biện pháp cụ thể để cải thiện chất lượng nước, đảm bảo nguồn nước sạch cho sinh hoạt và sản xuất.

4.1. Kết quả phân tích chất lượng nước hồ Sông Ray

Các chỉ số chất lượng nước như TSS, Amoni, Nitrit và Phosphat đều vượt mức cho phép. Cần có các biện pháp khắc phục kịp thời để cải thiện tình trạng này.

4.2. Các mô hình quản lý nước hiệu quả

Một số mô hình quản lý nước đã được áp dụng thành công tại các khu vực khác và có thể áp dụng cho hồ Sông Ray. Việc học hỏi từ các mô hình này sẽ giúp nâng cao hiệu quả bảo vệ môi trường nước.

V. Kết luận và hướng đi tương lai cho hồ Sông Ray

Bảo vệ môi trường nước hồ Sông Ray là một nhiệm vụ cấp bách. Cần có sự phối hợp giữa các cơ quan chức năng, cộng đồng và các tổ chức xã hội để thực hiện các giải pháp bảo vệ môi trường hiệu quả. Hướng đi tương lai cần tập trung vào phát triển bền vững và bảo vệ tài nguyên nước.

5.1. Tầm nhìn dài hạn cho hồ Sông Ray

Cần xây dựng một kế hoạch dài hạn cho việc bảo vệ và phát triển hồ Sông Ray, đảm bảo nguồn nước sạch cho các thế hệ tương lai.

5.2. Khuyến khích sự tham gia của cộng đồng

Cộng đồng cần được khuyến khích tham gia vào các hoạt động bảo vệ môi trường, từ đó nâng cao ý thức và trách nhiệm trong việc bảo vệ nguồn nước.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Hồ Sông Ray là công trình thủy lợi nhân tạo có quy mô lớn nhất trên địa bàn tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu với tổng mức dung tích thiết kế đạt 215,36 triệu m3, dung tích hữu ích 196,04 triệu m3 và diện tích mặt nước tương ứng với mực nước dâng bình thường là 1.922 ha. Toàn bộ lưu vực hồ trải rộng trên diện tích 770 km2 thuộc địa phận hai tỉnh Đồng Nai và Bà Rịa – Vũng Tàu, trong đó phần diện tích thuộc tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu chiếm 238 km2. Nguồn nước hồ đóng vai trò huyết mạch trong việc cung cấp nước thô phục vụ sinh hoạt và phát triển công nghiệp cho huyện Xuyên Mộc, huyện Châu Đức cùng các vùng kinh tế trọng điểm lân cận.

Tuy nhiên, sự gia tăng nhanh chóng của các hoạt động kinh tế – xã hội khu vực thượng nguồn đang tạo áp lực gay gắt lên môi trường nước. Các nguồn thải từ hoạt động chăn nuôi heo tập trung với lưu lượng xả thải lên tới khoảng 3.600 m3/ngày.đêm, nước thải chế biến mủ cao su, cùng dư lượng phân bón và thuốc bảo vệ thực vật rửa trôi từ đất nông nghiệp đã và đang làm suy giảm nghiêm trọng chất lượng nước.

Mục tiêu của nghiên cứu là đánh giá toàn diện hiện trạng chất lượng nước, nhận diện và định lượng các nguồn gây ô nhiễm chính, từ đó đề xuất hệ thống giải pháp quản lý đồng bộ nhằm bảo vệ môi trường nước hồ Sông Ray đáp ứng Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng nước mặt phục vụ cấp nước sinh hoạt và công nghiệp. Nghiên cứu được triển khai tập trung trên phần lưu vực 238 km2 thuộc tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu, kế thừa chuỗi dữ liệu quan trắc giai đoạn 2012 – 2017 và tiến hành khảo sát thực nghiệm chi tiết từ tháng 01/2018 đến tháng 07/2018. Kết quả nghiên cứu là luận cứ khoa học quan trọng giúp nâng cao chỉ số chất lượng nước WQI, hướng tới mục tiêu đưa 100% các điểm quan trắc đạt tiêu chuẩn nguồn cấp nước loại A2 theo QCVN 08-MT:2015/BTNMT.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu được xây dựng dựa trên nền tảng của hai lý thuyết cốt lõi trong khoa học môi trường: Lý thuyết Quản lý tổng hợp tài nguyên nước (IWRM) và Lý thuyết Cân bằng vật chất kết hợp kiểm soát Tổng tải lượng ô nhiễm tối đa trong ngày (TMDL). Mô hình tính toán chỉ số chất lượng nước WQI được áp dụng theo đúng quy chuẩn tại Quyết định số 879/QĐ-TCMT của Tổng cục Môi trường nhằm chuẩn hóa và tích hợp đa thông số chất lượng nước thành một thước đo thống nhất.

Các khái niệm chuyên ngành then chốt được vận dụng xuyên suốt bao gồm:

• Khả năng tự làm sạch của thủy vực: Cơ chế tự phân hủy chất hữu cơ và lắng đọng tự nhiên của hệ sinh thái nước mặt.
• Nguồn ô nhiễm điểm và nguồn ô nhiễm diện: Phân loại ranh giới giữa nguồn thải tập trung có lưu lượng cố định và nguồn thải phát tán từ bề mặt đất canh tác nông nghiệp.
• Hiện tượng phú dưỡng hóa (Eutrophication): Sự tích tụ nồng độ quá mức của các hợp chất Nitơ và Photpho dẫn đến sự bùng phát của tảo và suy giảm nồng độ oxy hòa tan trong nước.
• Trầm tích nước ngọt: Đánh giá lớp bùn đáy như một bể chứa tích lũy và tái phát tán các chất ô nhiễm kim loại nặng và hóa chất bảo vệ thực vật.

Phương pháp nghiên cứu

Nguồn dữ liệu của luận văn bao gồm số liệu thứ cấp từ chuỗi quan trắc 6 năm (2012 – 2017) của Trung tâm Quan trắc Môi trường tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu, kết hợp dữ liệu sơ cấp thu thập thực địa trong giai đoạn từ tháng 01/2018 đến tháng 07/2018.

Cỡ mẫu nghiên cứu được thiết kế bao gồm:

• 19 vị trí quan trắc nước mặt đại diện cho khu vực lòng hồ và hệ thống sông suối thượng nguồn (gồm 15 vị trí mẫu loại 1 và 2 vị trí mẫu loại 2).
• 3 vị trí lấy mẫu bùn đáy tại khu vực lòng hồ để phân tích độc chất tích lũy.
• 16 vị trí lấy mẫu nước thải đại diện tại các nguồn phát sinh lớn có lưu lượng từ 10 m3/ngày.đêm trở lên, trong đó có 6 cơ sở chăn nuôi heo tập trung quy mô lớn.

Phương pháp chọn mẫu áp dụng kỹ thuật lấy mẫu mạng lưới không gian kết hợp định vị tọa độ GPS, phân chia theo 2 đợt quan trắc tương ứng với hai mùa đặc trưng: mùa khô (tháng 01/2018) và mùa mưa (tháng 07/2018). Quy trình lấy mẫu và bảo quản tuân thủ nghiêm ngặt các tiêu chuẩn quốc gia như TCVN 5992:1995, TCVN 5999:1995 và TCVN 6663-12:2015.

Phương pháp phân tích trong phòng thí nghiệm sử dụng hệ thống phương pháp thử tiêu chuẩn SMEWW (Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater) để định lượng 28 thông số hóa lý, kim loại nặng và vi sinh. Tải lượng chất ô nhiễm được tính toán theo công thức cân bằng khối lượng W = C * Q * 10^-3 (kg/ngày). Ngoài ra, nghiên cứu ứng dụng phần mềm GIS kết hợp mô hình cao độ số DEM để phân tích 8 hướng dòng chảy và xác định ranh giới lưu vực tự động. Việc lựa chọn tổ hợp phương pháp này đảm bảo tính đại diện cao về mặt không gian và chu kỳ mùa, giúp phát hiện chính xác các mắt xích ô nhiễm trọng điểm trên lưu vực.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

Kết quả phân tích thực nghiệm và đánh giá chất lượng nước lưu vực hồ Sông Ray cho thấy 4 phát hiện nổi bật:

Thứ nhất, chất lượng nước có sự phân hóa rõ rệt theo chu kỳ mùa và không gian lưu vực. Vào mùa khô, chất lượng nước tương đối ổn định với chỉ số TSS dao động từ 3 đến 52 mg/l (có 6/19 vị trí vượt QCVN 08-MT:2015/BTNMT cột A2). Tuy nhiên vào mùa mưa, hàm lượng TSS tăng đột biến lên 7 – 103 mg/l. Nồng độ oxy hòa tan (DO) trong mùa mưa giảm mạnh, ghi nhận 8/19 mẫu không đạt chuẩn (trong đó có tới 5/7 vị trí tại lòng hồ dao động ở mức thấp 3,59 – 6,35 mg/l).

Thứ hai, ô nhiễm hữu cơ và dinh dưỡng bùng phát nghiêm trọng trong mùa mưa. Nhu cầu oxy hóa học (COD) trong mùa khô dao động 3 – 53 mg/l (11/19 vị trí vượt chuẩn 15 mg/l) và mùa mưa dao động 8 – 33 mg/l với 12/19 vị trí vượt chuẩn. Đáng chú ý, nồng độ Amoni (N-NH4+) mùa mưa dao động từ 0,08 đến 10,6 mg/l, có tới 10/18 mẫu vượt quy chuẩn cho phép (vượt ngưỡng 0,3 mg/l nhiều lần). Nồng độ Nitrit (N-NO2-) trong mùa mưa tăng vọt gấp 1,3 đến 16,8 lần so với mùa khô tại 17/19 vị trí, với 14/19 mẫu vượt ngưỡng 0,05 mg/l. Nồng độ Phosphat (P-PO43-) ghi nhận 15/19 vị trí vượt chuẩn trong mùa mưa, dao động từ 0,07 đến 1,37 mg/l.

Thứ ba, hàm lượng kim loại Sắt (Fe) trong nước mặt vượt ngưỡng ở mức cao tại khu vực suối thượng nguồn. Vào mùa mưa, nồng độ Fe dao động 0,33 – 4,87 mg/l với 10/19 vị trí vượt chuẩn 1,0 mg/l, tăng gấp 1,1 đến 11,2 lần so với mùa khô tại 14/19 vị trí. Giá trị Fe trung bình tại khu vực suối thượng nguồn đạt 1,54 mg/l, cao gấp đôi so với khu vực lòng hồ (0,77 mg/l). Nồng độ Mangan (Mn) mùa khô cũng ghi nhận 3/19 vị trí vượt mức cho phép 0,2 mg/l.

Thứ tư, nguồn thải chăn nuôi heo và hoạt động nông nghiệp là tác nhân ô nhiễm lớn nhất. Thống kê cho thấy ngành chăn nuôi heo xả ra môi trường khoảng 3.600 m3 nước thải/ngày.đêm với hàm lượng chất hữu cơ cao. Bên cạnh đó, dư lượng phân bón vô cơ và thuốc bảo vệ thực vật từ hàng ngàn hecta đất canh tác cao su, hồ tiêu, cây ăn quả theo nước mưa cuốn thẳng vào các nhánh suối Gia Oét và Tầm Bó đổ về hồ.

Thảo luận kết quả

Nguyên nhân chính dẫn đến sự gia tăng ô nhiễm trong mùa mưa là do lưu lượng dòng chảy mặt tăng cao, cuốn trôi một lượng khổng lồ bùn đất xói mòn, dư lượng phân bón chứa Nitơ, Photpho và nước thải lưu giữ từ các chuồng trại chăn nuôi chưa qua xử lý đạt chuẩn. Vào mùa khô, dòng chảy các nhánh suối kiệt quệ khiến chất ô nhiễm tích tụ cục bộ, nhưng khi mùa mưa đến, hiệu ứng rửa trôi bề mặt đã kích hoạt quá trình phú dưỡng hóa nguồn nước trên diện rộng.

Khi so sánh với các nghiên cứu tại hồ Dầu Tiếng, hồ Trị An (Việt Nam) và hồ Okeechobee (Hoa Kỳ), quy luật ô nhiễm nguồn diện từ nông nghiệp và chăn nuôi tại hồ Sông Ray thể hiện tính tương đồng cao. Tại hồ Okeechobee, trên 70% tải lượng Photpho bắt nguồn từ chăn nuôi gia súc và thâm canh nông nghiệp, đòi hỏi phải thiết lập các rào cản sinh thái tự nhiên để hấp thụ dinh dưỡng.

Toàn bộ các chuỗi số liệu quan trắc của nghiên cứu được mô hình hóa qua các biểu đồ phân bố nồng độ theo không gian và bản đồ chỉ số WQI tỷ lệ 1/50.000. Các dữ liệu này phản ánh trực quan vùng ô nhiễm nặng nhất kéo dài từ khu vực cầu Sông Hỏa và nhánh suối Tầm Bó đổ dồn về lòng hồ Sông Ray, cung cấp bức tranh rõ ràng phục vụ công tác kiểm soát liên vùng.

Đề xuất và khuyến nghị

Nhằm bảo vệ chất lượng nước hồ Sông Ray đạt quy chuẩn cấp nước sinh hoạt và công nghiệp, nghiên cứu đề xuất 4 nhóm giải pháp trọng tâm:

1. Thiết lập và cắm mốc hành lang bảo vệ nguồn nước hồ Sông Ray

• Hành động: Ban hành quy định vùng bảo hộ vệ sinh nguồn nước sinh hoạt với bán kính nghiêm ngặt 500 – 1.000 m xung quanh lòng hồ và tối thiểu 50 – 100 m dọc hai bên bờ các sông suối nhánh.
• Target metric: Kiểm soát 100% các cơ sở phát sinh nước thải mới, chấm dứt hoàn toàn tình trạng lấn chiếm đất lòng hồ và xả thải trực tiếp không qua xử lý.
• Timeline: Giai đoạn 2021 – 2023.
• Chủ thể thực hiện: UBND tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu chủ trì, phối hợp với Sở Tài nguyên và Môi trường và UBND các huyện Xuyên Mộc, Châu Đức.

2. Chuẩn hóa công nghệ xử lý chất thải chăn nuôi và nước thải sản xuất

• Hành động: Bắt buộc chuyển đổi quy trình xử lý tại các trang trại chăn nuôi heo quy mô từ 10 m3/ngày.đêm trở lên từ mô hình Biogas đơn lẻ sang cụm công nghệ hoàn chỉnh gồm: Biogas kết hợp hồ sinh học kỵ khí – thiếu khí – hiếu khí nhiều bậc.
• Target metric: Xử lý đạt quy chuẩn QCVN 62-MT:2016/BTNMT cột A, cắt giảm tối thiểu 85% tải lượng BOD5 và 80% tổng Nitơ, Photpho từ dòng thải 3.600 m3/ngày.đêm của ngành chăn nuôi.
• Timeline: Hoàn thành trong giai đoạn 2021 – 2025.
• Chủ thể thực hiện: Chi cục Bảo vệ Môi trường tỉnh cùng các chủ cơ sở chăn nuôi, doanh nghiệp chế biến mủ cao su trên lưu vực.

3. Xây dựng bãi lọc thực vật nhân tạo và nạo vét bùn đáy định kỳ

• Hành động: Trồng các dải đệm thực vật bán ngập (cỏ vetiver, lau sậy) tại cửa nhập lưu của suối Tầm Bó, suối Gia Oét để lọc sinh học tự nhiên và nạo vét khoảng 50.000 m3 bùn bồi lắng giàu kim loại và hữu cơ tại các vùng nước tù đọng.
• Target metric: Giảm nồng độ TSS trong nước mặt xuống dưới mức 30 mg/l và hạ thấp 40% lượng kim loại Sắt, Mangan hòa tan.
• Timeline: Thực hiện thường niên từ năm 2022 đến 2025.
• Chủ thể thực hiện: Trung tâm Quản lý Khai thác Công trình Thủy lợi tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu.

4. Lắp đặt trạm quan trắc tự động và xây dựng cơ chế điều phối liên tỉnh

• Hành động: Xây dựng 3 trạm quan trắc chất lượng nước tự động liên tục truyền dữ liệu 24/7 tại các điểm xung yếu thượng nguồn; ký kết quy chế phối hợp kiểm soát ô nhiễm liên tỉnh giữa Bà Rịa – Vũng Tàu và Đồng Nai.
• Target metric: Phát hiện và xử lý sự cố ô nhiễm nguồn nước trong vòng dưới 2 giờ kể từ khi ghi nhận dấu hiệu bất thường.
• Timeline: Triển khai vận hành từ năm 2022.
• Chủ thể thực hiện: Sở Tài nguyên và Môi trường tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu phối hợp cùng Sở Tài nguyên và Môi trường tỉnh Đồng Nai.

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, Chi cục Thủy lợi, UBND cấp huyện sử dụng bộ cơ sở dữ liệu định lượng về 16 nguồn thải và bản đồ phân vùng ô nhiễm để xây dựng quy hoạch phân vùng xả thải, cấp phép xả nước thải và ban hành các chính sách bảo vệ lưu vực liên tỉnh.

2. Doanh nghiệp cấp nước và quản lý công trình khai thác thủy lợi: Các công ty cấp nước sạch đô thị ứng dụng thông tin biến động chất lượng nước theo mùa (đặc biệt là sự gia tăng đột biến của Amoni lên 10,6 mg/l và Phosphat vào mùa mưa) để chủ động điều chỉnh công nghệ keo tụ lắng lọc, châm hóa chất khử trùng phù hợp, bảo đảm an toàn cấp nước sạch.

3. Các chủ cơ sở chăn nuôi, doanh nghiệp chế biến nông sản: Các trang trại heo và nhà máy cao su, chế biến tinh bột mì trên địa bàn tham khảo sơ đồ công nghệ xử lý nước thải chi phí thấp, tối ưu hóa hệ thống Biogas nhiều bậc nhằm đáp ứng các quy chuẩn xả thải môi trường nghiêm ngặt.

4. Giảng viên, nhà nghiên cứu và học viên cao học: Các nhà khoa học chuyên ngành Quản lý môi trường, Kỹ thuật môi trường và Thủy văn sử dụng phương pháp luận tích hợp GIS, chỉ số WQI và phương pháp kiểm kê tải lượng ô nhiễm để làm tài liệu giảng dạy và mở rộng nghiên cứu cho các lưu vực hồ chứa khác.

Câu hỏi thường gặp

1. Chất lượng nước hồ Sông Ray hiện nay có đủ tiêu chuẩn để dùng cho ăn uống sinh hoạt trực tiếp không? Nước hồ Sông Ray không thể sử dụng trực tiếp cho ăn uống mà bắt buộc phải qua quy trình xử lý tại các nhà máy nước sạch đạt chuẩn QCVN 08-MT:2015/BTNMT cột A2. Mặc dù mùa khô nước khá sạch, nhưng vào mùa mưa có tới 12/19 vị trí vượt ngưỡng COD và 15/19 vị trí vượt chuẩn Phosphat, đòi hỏi công nghệ keo tụ, lọc cát và khử trùng nghiêm ngặt.

2. Tại sao chất lượng nước hồ Sông Ray vào mùa mưa lại suy giảm nghiêm trọng hơn mùa khô? Vào mùa mưa, lượng mưa lớn tạo ra dòng chảy tràn cuốn theo toàn bộ bùn đất xói mòn, dư lượng phân bón hóa học và thuốc bảo vệ thực vật từ 238 km2 đất nông nghiệp vào lòng hồ. Hiện tượng này khiến nồng độ Amoni tăng vọt lên tới 10,6 mg/l và nồng độ Nitrit cao gấp từ 1,3 đến 16,8 lần so với mùa khô.

3. Nguồn thải nào gây ảnh hưởng tiêu cực nhất đến môi trường nước hồ Sông Ray? Nguồn thải chăn nuôi heo tập trung là tác nhân gây ô nhiễm lớn nhất với tổng lưu lượng xả thải đạt khoảng 3.600 m3/ngày.đêm. Lượng nước thải này chứa nồng độ chất hữu cơ, Coliform và Nitơ rất cao, làm giảm mạnh lượng oxy hòa tan DO trong lòng hồ xuống mức 3,59 mg/l tại nhiều điểm khảo sát.

4. Chỉ số chất lượng nước WQI của hồ Sông Ray diễn biến như thế nào qua các năm? Theo dữ liệu giai đoạn 2012 – 2017, chỉ số WQI tại khu vực lòng hồ nhìn chung duy trì ở mức tốt đến trung bình, đáp ứng mục tiêu cấp nước sinh hoạt sau khi xử lý. Tuy nhiên, tại các nhánh suối thượng nguồn, chỉ số WQI mùa mưa thường xuyên rơi vào mức màu cam và vàng, chỉ đáp ứng được cho mục đích tưới tiêu nông nghiệp hoặc giao thông thủy.

5. Ứng dụng công nghệ GIS mang lại lợi ích gì trong việc bảo vệ môi trường nước hồ Sông Ray? Công nghệ GIS kết hợp mô hình số hóa DEM giúp tự động hóa việc phân định ranh giới lưu vực 770 km2 và mô phỏng chính xác hướng dòng chảy từ các nguồn thải. Bản đồ GIS tỷ lệ 1/50.000 giúp các cơ quan quản lý định vị chính xác 16 nguồn xả thải lớn và 19 điểm quan trắc, từ đó giám sát chặt chẽ các điểm nóng ô nhiễm.

Kết luận

• Đánh giá toàn diện hiện trạng chất lượng nước hồ chứa nước lớn nhất tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu với dung tích 215,36 triệu m3 và lưu vực 770 km2 dựa trên chuỗi dữ liệu 6 năm (2012 – 2017) cùng 19 điểm quan trắc thực địa.
• Nhận diện quy luật biến động chất lượng nước theo mùa, phát hiện nguy cơ phú dưỡng hóa vào mùa mưa khi nồng độ Amoni chạm mức 10,6 mg/l, Nitrit tăng gấp 1,3 đến 16,8 lần và kim loại Fe vượt chuẩn tại 10/19 vị trí.
• Định lượng chính xác nguồn phát sinh ô nhiễm trọng điểm trên lưu vực 238 km2, xác định ngành chăn nuôi heo phát sinh tải lượng lớn nhất với lưu lượng khoảng 3.600 m3/ngày.đêm cùng dư lượng phân bón nông nghiệp.
• Xây dựng hệ thống giải pháp công trình và phi công trình khả thi, tích hợp bãi lọc thực vật sinh thái, chuẩn hóa quy trình Biogas nhiều bậc và thiết lập vùng bảo hộ vệ sinh nguồn nước.
• Đề xuất lộ trình triển khai cụ thể giai đoạn 2021 – 2025 với hệ thống trạm quan trắc tự động truyền dữ liệu 24/7 và cơ chế kiểm soát ô nhiễm liên tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu và Đồng Nai.

Luận văn là tài liệu tham khảo khoa học có giá trị thực tiễn sâu sắc, cung cấp cơ sở dữ liệu xác thực cho các nhà hoạch định chính sách, doanh nghiệp ngành nước và các nhà nghiên cứu môi trường. Hãy tham khảo và áp dụng các giải pháp quản lý lưu vực tiên tiến này để bảo vệ bền vững nguồn an ninh nước ngọt cho cộng đồng!

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ LĨNH VỰC NGHIÊN CỨU 1.1 Tổng quan về tài nguyên nước và ô nhiễm nguồn nước hồ trên thế giới và tại Việt Nam 1.1 Tình hình nghiên cứu ngoài nước Trên thế giới đã có rất nhiều nghiên cứu về ô nhiễm hồ nước và các giải pháp khắc phục, một số nghiên cứu điển hình được trình bày dưới đây: - Hồ Paijanne là hồ lớn thứ hai ở Phần Lan, việc phát triển một số nhà máy chế biến gỗ, bột giấy đã gây ra bị ô nhiễm kéo dài trong khoảng 40 năm (1944 - 1983). Để giảm thiểu và cải thiện CLN hồ, Phần Lan đã xây dựng các trạm xử lý nước thải (XLNT) đô thị và công nghiệp để giảm tải lượng chất dinh dưỡng và hữu cơ thải vào hồ. Và đã dùng 20 năm để cải thiện CLN hồ. Hiện tượng phú dưỡng hóa được khống chế và hàm lượng tảo trong hồ rất thấp [2] [3] [4].

- Hồ Malaren - Thụy Điển có mật độ dân cư lớn và là vùng phát triển công nghiệp mỏ đồng và sắt. Hồ bị phú dưỡng hóa nghiêm trọng. Việc xây dựng các trạm XLNT đô thị đã giảm 95% tải lượng phốtpho từ nguồn điểm vào hồ và cải thiện được CLN hồ. Hiện tại 3 phần tư lượng phốtpho và hai phần ba lượng nitơ đến từ hoạt động nông nghiệp [5].

- Hồ Onega - vùng Tây bắc Nga, một hồ nước thực sự lớn. Hệ sinh thái hồ nước và sự phát triển của nó được nghiên cứu khá kỹ lưỡng qua nhiều thập kỷ. Nước thải đô thị ở đây đã gây ra hiện tượng thiếu ôxy ở vùng phía Tây hồ. Một điều tra nhanh cho thấy lượng trầm tích rất lớn tương tự như các hồ ở Phần Lan do bị ô nhiễm bởi ngành công nghiệp giấy và bột giấy.

Sự vận hành của Onega phụ thuộc vào kế hoạch bảo vệ nước mà đã bị cản trợ bởi sự suy thoái kinh tế những năm qua [3] [6]. - Hồ Laguna de Bay là hồ nông rộng 900 km2 ở ngoại ô Manila của Phillipines. Hơn 3 triệu người sống xung quanh hồ. Hồ có nhiệm vụ cung cấp nước sinh hoạt, thủy lợi, kiểm soát lũ, cung cấp cá và như là một kho chứa chất thải trong nước, chất thải công nghiệp, nông nghiệp.

Hồ ô nhiễm nặng bởi nước thải và nước thải công nghiệp. Việc tăng dân số trong lưu vực sông Laguna de Bay được ước tính ở mức 5,2% (Pacardo 4 1994), tiếp nhận chất thải và khai thác quá mức đã tạo áp lực môi trường lên hồ nước và làm suy giảm đáng kể CLN. Hồ được đánh giá phú dưỡng cao trong ít nhất 50 năm và tảo nở hoa xảy ra thường xuyên suốt mùa hè. Cơ quan phát triển hồ Laguna đã thực hiện hệ thống phí môi trường đối với người sử dụng từ năm 1997.

Chương trình này cung cấp các ưu đãi kinh tế để khuyến khích người sử dụng hồ giảm thiểu ô nhiễm nước, đồng thời cũng cung cấp kinh phí cho việc quan trắc CLN hồ [10] [11]. - Hồ Okeechobee rộng 1.732 km2, là hồ cận nhiệt đới ở Floria, Mỹ. Hồ là nguồn cung cấp nước, phòng chống lũ và là nhu cầu giải trí của một số dân khoảng 3,5 triệu người. Việc thâm canh đất bao quanh khiến hồ giàu dinh dưỡng hơn.

Hoạt động chăn nuôi gia súc và chăn nuôi bò sữa ở phía bắc, trồng rau và canh tác mía ở phía nam của hồ. Sự phát triển nông nghiệp đã tác động đến CLN của hồ, suy giảm CLN và hoa nở tảo phát triển trong những năm 1980, hàm lượng P trong hồ cao 0,3 - 0,4 g/m2/năm. Để giảm thiểu lượng nitơ và phốtpho vào hồ, cơ quan quản lý đã triển khai chương trình kiểm soát ô nhiễm (KSON) thực tế bằng các biện pháp quản lý bao gồm sử dụng chất thải động vật trong canh tác, xây dựng hàng rào để giữ gia súc, sử dụng các vùng đất ngập nước để loại bỏ chất dinh dưỡng để giảm lượng phốtpho phát thải 0,3 – 3,2kgP/ha/nam xuống 0,3 – 1,6kgP/ha/năm và nitơ từ 2,7 – 26 kgN/ha/năm xuống 2,1 – 3kgN/ha/năm. Triển khai chương trình tổng tải lượng tối đa ngày (TDMLs) để giảm nồng độ phopho xuống 40 µg/l.

Ban bảo vệ môi trường (BVMT) ở Floria đã đề xuất thiết lập tổng tải trọng tối đa P hằng ngày (TMDL) để hạn chế nồng độ P tổng dưới 40mg/L và đề nghị và chiến lược quản lý hồ Okeechobee: xem xét các vùng sinh thái là nền tảng cho việc nghiên cứu trong tương lai, duy trì kiểm soát P trong hồ, tập trung các chương trình giám sát phía tây và phía nam của hồ, thực hiện chế độ quản lý nước cấp linh hoạt với chế độ thủy văn tự nhiên [12] [13]. - Hồ Kasumigaura tại Nhật Bản bị ô nhiễm do hiện tượng phú dưỡng hóa, để cải thiện CLN hồ Chính phủ đã áp dụng các biện pháp: tiêu chuẩn xả thải công nghiệp, xây dựng hệ thống thoát nước, vớt tảo, nạo vét, áp dụng chương trình TMDLs [14]. Tóm lại, đã có nhiều biện pháp đã được áp dụng để cải thiện và quản lý CLN các hồ trên thế giới đạt các mục đích sử dụng khác nhau. Các biện pháp chủ yếu tập trung vào 5 việc: quản lý việc sử dụng đất hợp lý bằng giải pháp canh tác nông nghiệp bền vững, bảo vệ rừng đầu nguồn, …; xây dựng các nhà máy XLNT tập trung để XLNT đạt tiêu chuẩn trước khi thải vào hồ; xây dựng quy chuẩn CLN riêng cho hồ; khai thác và vận hành hồ hợp lý; nghiêm cấm và di dời các nhà máy gây ô nhiễm cao ra khỏi LVH; quan trắc CLN hồ; áp dụng công cụ kinh tế trong quản lý các nguồn thải; ….

Nhìn chung để quản lý và bảo vệ được CLN các hồ chứa, cần phải áp dụng tổ hợp nhiều biện pháp khác nhau, gồm cả giải pháp công trình và phi công trình.2 Tình hình nghiên cứu trong nước Ở nước ta, trong những năm gần đây, sư gia tăng khai thác tài nguyên nước đang gây ra 2 thách thức lớn đối với phát triển bền vững: - Nạn ô nhiễm và lượng phế thải đã vượt quá khả năng hấp thụ và phân hủy/khả năng tự làm sạch của nguồn nước. - Sự suy giảm khối lượng và chất lượng của tài nguyên nước. Tại Việt Nam do tác động của hoạt động kinh tế - xã hội trong lưu vực, nhiều hồ chứa cũng bị ô nhiễm ở mức độ khác nhau và cần phải triển khai các giải pháp quản lý phù hợp. Vấn đề ô nhiễm các hồ chứa nước cùng với các giải pháp giảm thiểu đã được nghiên cứu và đề cập đối với một số hồ như: - Nghiên cứu phú dưỡng hóa Hồ Dầu Tiếng do tác động bởi hoạt động nông nghiệp, nuôi thủy sản lòng hồ, vấn đề xói mòn.

Phú dưỡng hóa hồ Dầu Tiếng có thể ảnh hưởng nghiêm trọng đến vấn đề cấp nước sinh hoạt cho TP. Để cải thiện CLN cơ quản quản lý đã nghiêm cấm hoạt động nuôi cá bè trong lòng hồ, triển khai phương thức canh tác nông nghiệp bền vững, bảo vệ rừng đầu nguồn, quản lý tổng hợp LV, … [15]. - Hồ Trị An là một trong những hồ nhân tạo đa mục tiêu lớn nhất Việt Nam, nguồn nước hồ bị tác động bởi chất thải hoạt động nuôi các bè, nước thải công nghiệp (mía đường, …) đô thị và hoạt động nông nghiệp. Để cải thiện thiện CLN hồ, dự án “Ngăn ngừa ô nhiễm nước trong hồ Trị An và hạ lưu sông Đồng Nai” được triển khai từ tháng 9/2007-6/2010 do WWF tài trợ.

Mục tiêu của dự án là xác định và ngăn ngừa các vấn đề ô nhiễm nước đang ngày một gia tăng trong hồ Trị An và hạ lưu sông Đồng Nai. Cụ 6 thể là xác định mối liên hệ giữa các phương thức sử dụng đất của cộng đồng địa phương; giới thiệu phương pháp sản xuất tốt hơn cho các cộng đồng sinh sống gần hồ và hạ lưu sông Đồng Nai; hỗ trợ xây dựng chiến lược nước sạch và vệ sinh môi trường cho các bên liên quan sử dụng nguồn nước trong vùng dự án; nâng cao năng lực cho cá nhân và cộng đồng về kiến thức kỹ năng quản lý hiệu quả tài nguyên thiên nhiên để tiến hành các hoạt động sinh kế bền vững; xây dựng hệ thống thông tin về các lợi ích kinh tế-xã hội, sinh thái từ sự giảm thiểu ô nhiễm nguồn nước…. Dự án đã xác định được các khu vực và những hoạt động chính gây ô nhiễm nước hồ Trị An và hạ lưu sông Đồng Nai; giới thiệu các phương pháp quản lý, thực hành tốt hơn trong sản xuất nhằm giảm thiểu ô nhiễm nguồn nước. - Hồ Xuân Hương là danh thắng du lịch nổi tiếng của TP Đà Lạt nói riêng và Việt Nam nói chung.

Hồ bị ô nhiễm nghiêm trọng trong khoảng thời gian dài, đặc biệt là hiện tượng phú dưỡng hóa làm tảo phát triển mạnh gây hiện tượng nở hoa hàng năm, ảnh hưởng đến mỹ quan và hoạt động du lịch. Giải quyết ô nhiễm chính quyền địa phương đã áp dụng nhiều giải pháp như nạo vét lòng hồ, xây dựng các hồ lắng phía thượng lưu, XLNT công nghiệp, thu gom nước thải đô thị ngăn không cho chảy vào hồ,…. Tuy nhiên, vẫn không xử lý hết được hiện tượng phú dưỡng hồ do các nguồn thải chăn nuôi, sinh hoạt, nông nghiệp khu vực thượng nguồn vẫn chưa được kiểm soát tốt. - Hồ Đá Đen là hồ cấp nước quan trọng nhất của tỉnh BR-VT, hồ cũng đang chịu nhiều tác động tiêu cực của hoạt động phát triển KT-XH trên lưu vực, gây ảnh hưởng đến khả năng cấp nước an toàn cho tỉnh.

Đề tài “Nghiên cứu các yếu tố tác động đến CLN hồ Đá Đen và đề xuất giải pháp quản lý tổng hợp” do nhóm tác giả TS. Lê Việt Thắng, TS. Nguyễn Hồng Quân thực hiện đã xác định được các nguyên nhân chính tác động đến CLN hồ Đá Đen (NTSH của các đô thị, hoạt động chăn nuôi và nông nghiệp, …). Mô hình SWAT, Mike 21 đã được sử dụng để mô phỏng và dự báo CLN hồ theo các kịch bản khác nhau dựa vào quy hoạch phát triển KT-XH trên lưu vực.

Trên cơ sở kết quả điều tra thực tế, ứng dụng mô hình CLN, … nhóm nghiên cứu đã đề xuất các giải pháp (quy hoạch, công nghệ xử lý, quan trắc bồi lắng và CLN hồ, KSON từ hoạt động nông nghiệp, nâng cao nhận thức,….) có tính khả thi cao, phù hợp với điều kiện thực tế bảo vệ CLN hồ Đá Đen đạt quy chuẩn nguồn cấp nước sinh hoạt [16]. 7 - Hồ Lắk được mệnh danh là “hòn ngọc xanh” của Tây Nguyên. Hàng năm khu du lịch này đón hàng trăm ngàn lượt du khách trong nước và quốc tế đem lại doanh thu lớn cho ngành du lịch Đắk Lắk.