Tổng quan nghiên cứu

Theo ước tính, hiện trạng ô nhiễm nguồn nước mặt tại các lưu vực sông đang là vấn đề cấp bách trên toàn cầu, ảnh hưởng trực tiếp đến sức khỏe con người và sự phát triển bền vững kinh tế - xã hội. Tại Việt Nam, đặc biệt là lưu vực sông Cầu chảy qua thành phố Thái Nguyên, tình trạng ô nhiễm nguồn nước mặt ngày càng nghiêm trọng do sự gia tăng dân số, phát triển công nghiệp và nông nghiệp không kiểm soát. Thành phố Thái Nguyên có diện tích khoảng 222,93 km² với dân số trung bình 364.078 người, mật độ dân số cao, tạo áp lực lớn lên nguồn nước mặt sông Cầu.

Mục tiêu nghiên cứu nhằm đánh giá hiện trạng chất lượng nước mặt sông Cầu đoạn chảy qua thành phố Thái Nguyên trong giai đoạn 2019-2020, xác định các nguồn thải chính gây ô nhiễm và đề xuất giải pháp quản lý, cải thiện chất lượng nước. Phạm vi nghiên cứu tập trung tại ba điểm quan trắc chính: sông Sông Cẩm, sông Gia Bảy và đập Tháo Hương, với thời gian khảo sát từ tháng 11/2019 đến tháng 5/2020. Nghiên cứu có ý nghĩa quan trọng trong việc cung cấp dữ liệu khoa học làm cơ sở cho công tác quản lý tài nguyên nước và bảo vệ môi trường tại địa phương, góp phần nâng cao chỉ số chất lượng nước (WQI) và giảm thiểu ô nhiễm nguồn nước mặt.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu dựa trên các lý thuyết và mô hình quản lý môi trường nước, bao gồm:

  • Lý thuyết về ô nhiễm nguồn nước: Định nghĩa ô nhiễm nguồn nước theo Luật Bảo vệ Môi trường Việt Nam 2014 là sự biến đổi thành phần môi trường không phù hợp với tiêu chuẩn kỹ thuật, gây ảnh hưởng xấu đến con người và sinh vật.

  • Mô hình đánh giá chất lượng nước (WQI): Sử dụng chỉ số tổng hợp từ các thông số hóa lý và sinh học như pH, BOD5, COD, TSS, NH4+, PO4-, Fe, coliform để đánh giá mức độ ô nhiễm và khả năng sử dụng nguồn nước.

  • Khái niệm nguồn thải và tác động môi trường: Phân loại nguồn thải ô nhiễm theo khu dân cư, nông nghiệp, công nghiệp và đô thị, đồng thời đánh giá tác động của từng nguồn thải đến chất lượng nước mặt.

Phương pháp nghiên cứu

  • Nguồn dữ liệu: Số liệu thu thập từ các điểm quan trắc trên sông Cầu gồm sông Sông Cẩm, sông Gia Bảy và đập Tháo Hương trong giai đoạn 11/2019 - 5/2020. Dữ liệu bao gồm các chỉ tiêu chất lượng nước như pH, BOD5, COD, TSS, NH4+, PO4-, Fe, coliform, được phân tích tại Viện Kỹ thuật và Công nghệ Môi trường.

  • Phương pháp phân tích: Sử dụng phương pháp phân tích hóa học và vi sinh theo tiêu chuẩn TCVN và SMEWW, xử lý số liệu bằng phần mềm Excel và Word để tính toán chỉ số WQI, so sánh với quy chuẩn QCVN 08-MT:2015/BTNMT.

  • Cỡ mẫu và chọn mẫu: Lấy mẫu nước 4 lần trong năm tại 3 điểm quan trắc, đảm bảo tính đại diện cho các mùa và điều kiện môi trường khác nhau. Phương pháp chọn mẫu ngẫu nhiên có hệ thống nhằm thu thập dữ liệu chính xác và khách quan.

  • Timeline nghiên cứu: Khảo sát thực địa và lấy mẫu từ tháng 11/2019 đến tháng 5/2020, phân tích mẫu và xử lý số liệu trong tháng 6-7/2020, hoàn thiện báo cáo và đề xuất giải pháp trong tháng 8/2020.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

  1. Chất lượng nước mặt sông Cầu tại các điểm quan trắc có dấu hiệu ô nhiễm rõ rệt: Năm 2017, chỉ tiêu BOD5 tại điểm quan trắc sông Sông Cẩm vượt 2,4 lần so với giới hạn cho phép của QCVN 08-MT:2015/BTNMT; năm 2018 vẫn vượt 1,5 lần. TSS tại các điểm sông Sông Cẩm, Gia Bảy và đập Tháo Hương vượt từ 2,81 đến 4,12 lần so với giới hạn cho phép năm 2017.

  2. Diễn biến các chỉ tiêu ô nhiễm qua các năm có xu hướng giảm nhẹ nhưng vẫn ở mức cao: Năm 2018, chỉ tiêu NH4+ tại điểm sông Sông Cẩm vượt 1,35 lần so với giới hạn cho phép, giảm so với năm 2017 (vượt 3,3 lần). Chỉ số coliform năm 2018 tại điểm sông Sông Cẩm vẫn vượt nhẹ so với tiêu chuẩn, cho thấy nguồn thải sinh học chưa được kiểm soát hiệu quả.

  3. Nguồn thải chính gây ô nhiễm là từ hoạt động công nghiệp và sinh hoạt đô thị: Các cơ sở sản xuất giấy, luyện gang thép, khai thác than tại thành phố thải ra lượng lớn nước thải chưa qua xử lý, chứa các chất ô nhiễm hữu cơ và kim loại nặng. Lưu lượng nước thải sinh hoạt và bệnh viện cũng góp phần làm tăng tải ô nhiễm hữu cơ và vi sinh vật gây bệnh.

  4. Ảnh hưởng của mùa vụ và điều kiện tự nhiên đến chất lượng nước: Mùa mưa làm tăng lưu lượng nước, pha loãng chất ô nhiễm nhưng cũng gây ra hiện tượng rửa trôi các chất ô nhiễm từ đất đai và khu vực nông nghiệp. Mùa khô làm tăng nồng độ các chất ô nhiễm do lưu lượng nước giảm, gây nguy cơ ô nhiễm nghiêm trọng hơn.

Thảo luận kết quả

Nguyên nhân chính dẫn đến ô nhiễm nguồn nước mặt sông Cầu là sự phát triển công nghiệp và đô thị không đồng bộ với hệ thống xử lý nước thải. So với các nghiên cứu tại các lưu vực sông khác ở Việt Nam, mức độ ô nhiễm tại Thái Nguyên tương đối cao, đặc biệt là các chỉ tiêu BOD5, TSS và NH4+ vượt giới hạn cho phép từ 1,5 đến 4 lần. Điều này phản ánh sự thiếu hụt trong quản lý và kiểm soát nguồn thải.

Dữ liệu có thể được trình bày qua biểu đồ so sánh nồng độ các chỉ tiêu ô nhiễm qua các năm 2017-2018-2019, bảng tổng hợp chỉ số WQI tại các điểm quan trắc, giúp minh họa rõ ràng xu hướng ô nhiễm và hiệu quả các biện pháp quản lý hiện tại.

Kết quả nghiên cứu cũng cho thấy sự cần thiết phải nâng cao nhận thức cộng đồng và tăng cường đầu tư hệ thống xử lý nước thải, đồng thời áp dụng các biện pháp kỹ thuật tiên tiến để giảm thiểu ô nhiễm nguồn nước mặt, đảm bảo phát triển bền vững kinh tế - xã hội tại địa phương.

Đề xuất và khuyến nghị

  1. Tăng cường kiểm soát và xử lý nước thải công nghiệp: Yêu cầu các cơ sở sản xuất giấy, luyện gang thép, khai thác than đầu tư hệ thống xử lý nước thải đạt chuẩn, giảm tải ô nhiễm hữu cơ và kim loại nặng. Thời gian thực hiện trong 2 năm, chủ thể là Sở Tài nguyên và Môi trường phối hợp với các doanh nghiệp.

  2. Xây dựng và nâng cấp hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt và bệnh viện: Đầu tư xây dựng trạm xử lý nước thải tập trung tại các khu dân cư và bệnh viện, đảm bảo xử lý đạt quy chuẩn trước khi xả ra môi trường. Thời gian thực hiện 3 năm, chủ thể là chính quyền địa phương và ngành y tế.

  3. Tuyên truyền, giáo dục cộng đồng về bảo vệ nguồn nước: Triển khai các chương trình truyền thông nâng cao nhận thức người dân về tác hại ô nhiễm nguồn nước và cách thức bảo vệ, sử dụng hợp lý tài nguyên nước. Thời gian liên tục, chủ thể là các tổ chức xã hội, trường học và chính quyền địa phương.

  4. Xây dựng quy hoạch và chính sách quản lý tài nguyên nước bền vững: Ban hành các quy định hạn chế khai thác quá mức, kiểm soát chặt chẽ các nguồn thải, đồng thời phát triển các mô hình quản lý lưu vực sông hiệu quả. Thời gian thực hiện 5 năm, chủ thể là các cơ quan quản lý nhà nước cấp tỉnh và trung ương.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

  1. Cơ quan quản lý nhà nước về tài nguyên và môi trường: Sử dụng kết quả nghiên cứu làm cơ sở khoa học để xây dựng chính sách, quy hoạch và biện pháp quản lý ô nhiễm nguồn nước tại địa phương.

  2. Các doanh nghiệp công nghiệp và sản xuất: Tham khảo để hiểu rõ tác động của hoạt động sản xuất đến chất lượng nước, từ đó cải tiến công nghệ xử lý nước thải, giảm thiểu ô nhiễm.

  3. Nhà nghiên cứu và sinh viên ngành môi trường: Tài liệu tham khảo hữu ích cho các nghiên cứu tiếp theo về ô nhiễm nguồn nước, quản lý tài nguyên nước và phát triển bền vững.

  4. Cộng đồng dân cư và tổ chức xã hội: Nâng cao nhận thức về bảo vệ nguồn nước, tham gia các hoạt động giám sát và bảo vệ môi trường sống tại địa phương.

Câu hỏi thường gặp

  1. Tại sao chất lượng nước mặt sông Cầu tại Thái Nguyên bị ô nhiễm nghiêm trọng?
    Nguyên nhân chính là do sự phát triển công nghiệp và đô thị không đồng bộ với hệ thống xử lý nước thải, cùng với nguồn thải sinh hoạt và bệnh viện chưa được kiểm soát hiệu quả. Ví dụ, chỉ tiêu BOD5 vượt giới hạn cho phép đến 2,4 lần tại một số điểm quan trắc.

  2. Các chỉ tiêu ô nhiễm nào được sử dụng để đánh giá chất lượng nước?
    Nghiên cứu sử dụng các chỉ tiêu như pH, BOD5, COD, TSS, NH4+, PO4-, Fe, coliform để đánh giá mức độ ô nhiễm và khả năng sử dụng nguồn nước theo tiêu chuẩn QCVN 08-MT:2015/BTNMT.

  3. Phương pháp lấy mẫu và phân tích được thực hiện như thế nào?
    Mẫu nước được lấy 4 lần trong năm tại 3 điểm quan trắc, phân tích theo tiêu chuẩn TCVN và SMEWW tại phòng thí nghiệm chuyên ngành, xử lý số liệu bằng phần mềm Excel và Word để tính toán chỉ số WQI.

  4. Giải pháp nào được đề xuất để cải thiện chất lượng nước mặt?
    Các giải pháp bao gồm tăng cường xử lý nước thải công nghiệp và sinh hoạt, xây dựng hệ thống xử lý tập trung, tuyên truyền giáo dục cộng đồng và xây dựng chính sách quản lý tài nguyên nước bền vững.

  5. Nghiên cứu có thể áp dụng cho các khu vực khác không?
    Có, phương pháp và kết quả nghiên cứu có thể làm cơ sở tham khảo cho các lưu vực sông khác có điều kiện tương tự, giúp xây dựng chiến lược quản lý và bảo vệ nguồn nước hiệu quả.

Kết luận

  • Đánh giá hiện trạng chất lượng nước mặt sông Cầu đoạn qua thành phố Thái Nguyên cho thấy nhiều chỉ tiêu ô nhiễm vượt giới hạn cho phép, đặc biệt là BOD5, TSS và NH4+.
  • Nguồn thải chính gây ô nhiễm là từ hoạt động công nghiệp, sinh hoạt và bệnh viện chưa được xử lý triệt để.
  • Mùa vụ và điều kiện tự nhiên ảnh hưởng rõ rệt đến biến động chất lượng nước, với mùa khô có nguy cơ ô nhiễm cao hơn.
  • Đề xuất các giải pháp quản lý, xử lý nước thải và nâng cao nhận thức cộng đồng nhằm cải thiện chất lượng nước trong thời gian 2-5 năm tới.
  • Nghiên cứu cung cấp cơ sở khoa học quan trọng cho công tác quản lý tài nguyên nước và bảo vệ môi trường tại Thái Nguyên, đồng thời mở rộng ứng dụng cho các lưu vực sông khác.

Hành động tiếp theo: Khuyến khích các cơ quan chức năng và doanh nghiệp triển khai ngay các giải pháp đề xuất, đồng thời tiếp tục theo dõi, đánh giá chất lượng nước để điều chỉnh chính sách phù hợp.