Tổng quan nghiên cứu

Vịnh Hạ Long sở hữu 1.969 hòn đảo lớn nhỏ với 95% là đảo đá vôi, trong đó vùng lõi di sản thế giới có diện tích 434 km2 gồm 775 đảo mang giá trị ngoại hạng toàn cầu về địa chất, địa mạo và cảnh quan. Tuy nhiên, sự bùng nổ của các hoạt động kinh tế, khai thác khoáng sản và dịch vụ du lịch với hơn 504 tàu du lịch hoạt động thường xuyên đang tạo ra sức ép nặng nề lên môi trường vịnh. Mỗi ngày, khu vực này tiếp nhận một lượng chất thải khổng lồ từ lưu vực ven bờ đổ ra, ước tính khoảng 7.100 kg trầm tích lơ lửng, 6.050 kg photpho tổng số và 15.520 kg nitơ tổng số. Vấn đề nghiên cứu trọng tâm là giải quyết mâu thuẫn gay gắt giữa bảo tồn di sản thiên nhiên thế giới và tốc độ tăng trưởng kinh tế nhanh chóng tại dải ven biển Hạ Long - Cẩm Phả. Luận văn đặt ra mục tiêu tổng hợp, đánh giá toàn diện hiện trạng chất lượng môi trường đất, nước, không khí, đồng thời xác định các nguồn gây áp lực và đề xuất hệ thống giải pháp quản lý đồng bộ. Phạm vi nghiên cứu tập trung vào vùng lõi di sản cùng khu vực ven bờ thuộc thành phố Hạ Long và Cẩm Phả trong giai đoạn quan trắc chuyên sâu từ năm 2011 đến năm 2018. Kết quả nghiên cứu mang ý nghĩa thực tiễn quan trọng, đóng góp cơ sở dữ liệu để kiểm soát ô nhiễm, bảo vệ hệ sinh thái rạn san hô với tỷ lệ bao phủ sống đạt từ 24% đến 68%, hướng tới phát triển du lịch bền vững.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu vận dụng Lý thuyết Quản lý Tổng hợp Vùng bờ kết hợp quan điểm Hệ thống Sinh thái - Nhân văn nhằm xem xét toàn diện mối tương tác giữa các hợp phần tự nhiên và hoạt động kinh tế - xã hội. Mô hình nghiên cứu phân tích dòng luân chuyển vật chất và năng lượng từ các lưu vực sông suối, moong khai thác than đổ về vùng trũng lắng đọng tại vịnh. Ba khái niệm khoa học cốt lõi được định hình gồm: sức tải môi trường sinh thái karst nhiệt đới, quá trình đục hóa - bùn hóa tầng đáy do xói mòn đất, và khả năng tự làm sạch của vùng vịnh kín ven bờ. Đề tài xây dựng khung đánh giá áp lực chất lượng nước dựa trên quy chuẩn kỹ thuật quốc gia QCVN 08-MT:2015/BTNMT và QCVN 40:2011/BTNMT, qua đó thiết lập các ngưỡng giới hạn an toàn cho từng phân vùng sinh thái.

Phương pháp nghiên cứu

Nguồn dữ liệu của luận văn được kế thừa có chọn lọc từ chuỗi số liệu quan trắc môi trường giai đoạn 2007 - 2017 của Sở Tài nguyên và Môi trường tỉnh Quảng Ninh và báo cáo phát thải của ngành than. Cỡ mẫu nghiên cứu gồm 16 đợt quan trắc thực địa thực hiện trong năm 2018 tại 12 vị trí lấy mẫu trọng điểm, bao gồm các lưu vực xả thải chính như suối Lộ Phong, suối Moong Cọc 6, sông Mông Dương và khu vực nước mặt vùng lõi vịnh. Phương pháp chọn mẫu là chọn mẫu phân tầng theo không gian lưu vực và mùa thủy văn, giúp bao quát đầy đủ sự biến động giữa mùa khô (lượng mưa chỉ chiếm 15% đến 20%) và mùa mưa (lượng mưa chiếm 80% đến 85% tổng lượng mưa năm). Luận văn sử dụng phương pháp thống kê mô tả kết hợp phân tích đối sánh tiêu chuẩn chất lượng môi trường. Lý do lựa chọn phương pháp này nhằm định lượng chính xác biên độ dao động của các thông số ô nhiễm, bóc tách rành mạch tải lượng phát sinh từ 105,9 triệu m3 nước thải mỏ than mỗi năm so với nước thải sinh hoạt đô thị, đảm bảo tính khách quan và độ tin cậy khoa học cao cho toàn bộ kết luận.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

Nghiên cứu đã chỉ ra 4 phát hiện quan trọng về diễn biến suy thoái môi trường tại khu vực Vịnh Hạ Long:

Thứ nhất, nước thải ngành than là nguồn ô nhiễm điểm lớn nhất với lưu lượng khoảng 105,9 triệu m3/năm, chiếm tới 73% tổng lượng nước thải công nghiệp toàn vùng. Nước thải mỏ chưa qua xử lý có độ pH thấp (dao động từ 3,3 đến 3,8) và chứa hàm lượng kim loại nặng vượt ngưỡng cho phép.

Thứ hai, nồng độ chất rắn lơ lửng và sắt tại các nguồn nước mặt đổ ra vịnh ở mức báo động. Trong năm 2018, hàm lượng TSS tại suối Lộ Phong dao động từ 393,3 đến 1233,5 mg/l, vượt quy chuẩn từ 4 đến 12,3 lần; hàm lượng Fe vượt 1,8 lần. Tại suối Moong Cọc 6, chỉ số TSS có thời điểm chạm mức 2284 mg/l, vượt quy chuẩn 22,8 lần và COD vượt 3,8 lần quy chuẩn kỹ thuật quốc gia.

Thứ ba, hiện tượng đục hóa và bùn hóa đáy vịnh đang đe dọa trực tiếp các rạn san hô khi hơn 72% số mẫu nước phân tích có hàm lượng chất rắn lơ lửng vượt giới hạn sinh thái, với lượng bùn lơ lửng trung bình từ 45 mg/l ở tầng mặt đến 50 mg/l ở tầng đáy.

Thứ tư, quá trình đô thị hóa và dịch vụ du lịch tạo áp lực thải lớn khi lượng khách tăng trưởng bình quân 30,8%/năm, đạt doanh thu tham quan 1.185 tỷ đồng vào năm 2018, trong khi 4 trạm xử lý nước thải đô thị Hạ Long chỉ đáp ứng công suất thiết kế 16.100 m3/ngày đêm, khiến hơn 75% lượng nước thải sinh hoạt đô thị chưa được xử lý triệt để trước khi xả ra biển.

Thảo luận kết quả

Nguyên nhân chính dẫn đến tình trạng ô nhiễm là do hoạt động khai thác lộ thiên và sàng tuyển than thải ra môi trường trên 2 triệu tấn phế thải rắn mỗi năm, kết hợp với địa hình dốc và lượng mưa lớn cục bộ (lên tới 3.301 mm tại Hồng Gai) gây xói mòn mạnh. Khi đối chiếu với các công trình nghiên cứu trước đây tại dải ven biển Đông Bắc, mức độ ô nhiễm chất hữu cơ và vi sinh vật tại Vịnh Hạ Long có xu hướng tăng nhanh hơn, thể hiện qua mật độ Coliform tại suối Lộ Phong vượt từ 1,5 đến 2,5 lần ngưỡng an toàn do hạ tầng thu gom nước thải dân sinh chưa đồng bộ. Tình trạng phú dưỡng hóa tiềm ẩn lớn khi hàm lượng nitơ gấp 1,2 lần và photpho gấp 1,6 đến 2,2 lần giới hạn cho phép của hệ sinh thái biển.

Dữ liệu nghiên cứu được biểu diễn trực quan thông qua các biểu đồ diễn tiến nồng độ TSS, Fe, COD qua 4 quý và bảng cân bằng tải lượng ô nhiễm giữa các nhánh sông suối. Cách biểu diễn này giúp các nhà quản lý dễ dàng nhận diện điểm nóng ô nhiễm tại các cửa xả trước khi hòa vào vùng nước di sản.

Đề xuất và khuyến nghị

Nhằm bảo vệ môi trường Vịnh Hạ Long đến năm 2030, luận văn đưa ra 4 nhóm giải pháp trọng tâm:

  1. Nâng cấp và hiện đại hóa hệ thống xử lý nước thải mỏ: Tập đoàn Công nghiệp Than - Khoáng sản Việt Nam chủ trì vận hành đồng bộ 66 trạm xử lý nước thải mỏ tập trung, nâng công suất xử lý đạt 110 triệu m3/năm nhằm đảm bảo 100% nước thải mỏ đạt quy chuẩn QCVN 40:2011/BTNMT trước năm 2022.

  2. Mở rộng mạng lưới thu gom và xử lý nước thải sinh hoạt đô thị: Ủy ban nhân dân thành phố Hạ Long và Cẩm Phả phối hợp với Sở Xây dựng đầu tư xây dựng mới các trạm xử lý tập trung, nâng tổng công suất xử lý từ 16.100 m3/ngày đêm lên 45.000 m3/ngày đêm, cắt giảm tối thiểu 60% tải lượng hữu cơ BOD và COD xả thẳng ra biển vào năm 2025.

  3. Phục hồi sinh thái bãi thải và gia tăng lớp phủ thực vật: Sở Nông nghiệp và Phát triển nông thôn cùng các công ty lâm nghiệp triển khai phủ xanh 100% diện tích bãi thải khai trường than bằng cỏ Vetiver và cây bản địa, nâng tỷ lệ che phủ rừng khu vực ven bờ từ 16% lên trên 35% trong giai đoạn 2020 - 2028 nhằm hạn chế xói mòn, giảm bồi lắng lòng vịnh.

  4. Tăng cường kiểm soát nguồn thải tàu du lịch và giám sát tự động: Ban Quản lý Vịnh Hạ Long và Sở Tài nguyên và Môi trường hoàn thành lắp đặt hệ thống phân loại, thu gom chất thải đạt chuẩn trên toàn bộ 504 tàu tham quan và lưu trú trước năm 2024, đồng thời thiết lập 10 trạm quan trắc tự động liên tục tại các cửa sông chính để kiểm soát chất lượng nước 24/7.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

  1. Cơ quan quản lý nhà nước về môi trường và đô thị: Cán bộ thuộc Sở Tài nguyên và Môi trường tỉnh Quảng Ninh, Ban Quản lý Vịnh Hạ Long và Ủy ban nhân dân các thành phố ven biển sẽ có thêm cơ sở dữ liệu thực chứng về 105,9 triệu m3 nước thải mỏ và 7.100 kg bùn lơ lửng phát sinh mỗi ngày để phục vụ quy hoạch không gian biển và thẩm định báo cáo đánh giá tác động môi trường.

  2. Các tập đoàn và doanh nghiệp khai thác khoáng sản: Lãnh đạo và kỹ sư môi trường tại Tập đoàn Than - Khoáng sản Việt Nam cùng các nhà máy sàng tuyển Cửa Ông, Hà Khánh có thể áp dụng các giải pháp công nghệ xử lý nước thải axit và tái chế hơn 2 triệu tấn phế thải rắn sàng tuyển nhằm thực hiện mô hình kinh tế tuần hoàn.

  3. Nhà khoa học, giảng viên và học viên cao học: Giới nghiên cứu chuyên ngành Khoa học môi trường và Quản lý tài nguyên có thể sử dụng phương pháp tiếp cận hệ thống và bộ dữ liệu 16 đợt quan trắc thực địa làm tài liệu tham khảo cho các đề tài về biến động môi trường vùng karst ven biển.

  4. Tổ chức bảo tồn quốc tế và hiệp hội du lịch: Các đại diện từ UNESCO, IUCN cùng hơn 500 chủ tàu du lịch có thể ứng dụng các chỉ số cảnh báo về độ phủ san hô sống từ 24% đến 68% để xây dựng mô hình du lịch sinh thái không phát thải nhựa, bảo vệ thương hiệu kỳ quan thế giới.

Câu hỏi thường gặp

Nguồn phát sinh ô nhiễm lớn nhất đe dọa chất lượng nước Vịnh Hạ Long là gì? Nước thải ngành than là nguồn ô nhiễm lớn nhất với lưu lượng 105,9 triệu m3/năm, chiếm 73% tổng lượng nước thải công nghiệp. Dòng thải này có tính axit cao (pH từ 3,3 đến 3,8) và chứa nhiều kim loại nặng cùng cặn lơ lửng đổ trực tiếp vào các suối nhánh ven bờ.

Hiện tượng bùn hóa và đục nước tác động như thế nào đến các rạn san hô? Hiện tượng bùn hóa với nồng độ chất lơ lửng 45 đến 50 mg/l làm 72% mẫu nước vượt ngưỡng an toàn của hệ sinh thái san hô. Tốc độ lắng đọng bùn từ 170 đến 315 mg/cm2/ngày ngăn cản ánh sáng quang hợp, khiến độ phủ san hô sống giảm mạnh, dao động trong khoảng 24% đến 68%.

Hoạt động du lịch đóng góp vào áp lực môi trường như thế nào? Với tốc độ tăng trưởng du khách 30,8%/năm và 504 tàu hoạt động thường xuyên, lượng dầu mỡ và rác thải sinh hoạt phát sinh rất lớn. Hệ số ô nhiễm dầu trong nước biển ven bờ đạt từ 1,6 đến 2,7, trong khi chỉ tiêu vi sinh Coliform tại một số điểm ven bờ vượt quy chuẩn từ 1,5 đến 2,5 lần.

Luận văn đã sử dụng các quy chuẩn môi trường nào để đánh giá? Đề tài áp dụng bộ quy chuẩn kỹ thuật quốc gia gồm QCVN 08-MT:2015/BTNMT (cột B2) về chất lượng nước mặt và QCVN 40:2011/BTNMT về nước thải công nghiệp. Việc đối chiếu các chỉ số COD, BOD5, TSS, Fe và Amoni qua 4 đợt quan trắc năm 2018 giúp xác định chuẩn xác mức độ ô nhiễm cục bộ.

Giải pháp then chốt để xử lý dứt điểm nước thải ngành than là gì? Giải pháp cốt lõi là đầu tư vận hành đồng bộ 66 trạm xử lý nước thải mỏ của ngành than đến năm 2022 để xử lý 110 triệu m3 nước thải/năm đạt chuẩn 100%. Đi kèm với đó là trồng cỏ Vetiver phủ xanh bãi thải nhằm giảm thiểu xói mòn và ngăn dòng chảy ô nhiễm TSS.

Kết luận

  • Luận văn đã định lượng toàn diện các nguồn thải chính, xác định lượng nước thải mỏ 105,9 triệu m3/năm và tải lượng 7.100 kg trầm tích lơ lửng mỗi ngày là áp lực môi trường lớn nhất đối với Vịnh Hạ Long.
  • Kết quả quan trắc năm 2018 chỉ rõ hiện tượng ô nhiễm chất rắn lơ lửng nghiêm trọng tại suối Moong Cọc 6 (TSS vượt 22,8 lần) và suối Lộ Phong (TSS vượt 12,3 lần), đe dọa trực tiếp sự tồn tại của các rạn san hô.
  • Công trình đã xây dựng thành công hệ thống 4 nhóm giải pháp liên ngành kết hợp giữa công nghệ xử lý nước thải, phục hồi sinh thái bãi thải và kiểm soát phương tiện du lịch.
  • Lộ trình triển khai đến năm 2030 đặt mục tiêu xử lý 100% nước thải mỏ than trước năm 2022 và nâng công suất xử lý nước thải đô thị lên 45.000 m3/ngày đêm giai đoạn 2025 - 2030.
  • Luận văn đóng góp luận cứ khoa học quan trọng giúp địa phương hài hòa giữa nguồn thu du lịch trên 1.185 tỷ đồng và nhiệm vụ gìn giữ giá trị di sản toàn cầu.

Các nhà quản lý, doanh nghiệp và cộng đồng nghiên cứu hãy tích cực ứng dụng ngay các phát hiện và giải pháp từ công trình này vào thực tiễn để bảo vệ vững chắc môi trường sinh thái Vịnh Hạ Long cho tương lai.