Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Nước là tài nguyên thiết yếu đối với sự sống và các hoạt động kinh tế - xã hội. Theo các số liệu tổng quan được trích dẫn trong công trình, trên thế giới hiện có khoảng 1,1 tỷ người đang thiếu nước và 2,6 tỷ người chưa được tiếp cận dịch vụ nước sạch. Tại Việt Nam, khoảng 60% đô thị có hệ thống cấp nước tập trung với tiêu chuẩn cấp nước đô thị trung bình và nhỏ đạt 75–80 lít/người/ngày, đô thị lớn đạt 100–150 lít/người/ngày; tỷ lệ dân số nông thôn được cấp nước sạch dao động ở mức 40–60%. Trong bối cảnh đô thị hóa nhanh tại thành phố Thái Nguyên, nhu cầu sử dụng nước sinh hoạt tăng cao trong khi nguy cơ ô nhiễm nguồn nước mặt và nước ngầm do nước thải sinh hoạt, sản xuất tiểu thủ công nghiệp và nông nghiệp ngày càng hiện hữu. Xuất phát từ thực tế đó, đề tài "Đánh giá hiện trạng môi trường nước sinh hoạt tại Phường Phú Xá – Thành Phố Thái Nguyên – Tỉnh Thái Nguyên" được thực hiện nhằm kiểm tra mức độ an toàn của nguồn nước người dân đang sử dụng trực tiếp.

Mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu:

  1. Đánh giá hiện trạng môi trường nước sinh hoạt tại phường Phú Xá, thành phố Thái Nguyên, tỉnh Thái Nguyên.
  2. Đánh giá tình hình khai thác, sử dụng nguồn nước sinh hoạt của các hộ dân trên địa bàn phường.
  3. Đề xuất một số giải pháp cung cấp nước sạch và nâng cao chất lượng nguồn nước sinh hoạt đáp ứng nhu cầu của người dân địa phương.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:

  • Đối tượng nghiên cứu: Hiện trạng môi trường nước sinh hoạt (nước máy và nước ngầm khai thác qua giếng khoan, giếng khơi) tại địa bàn phường Phú Xá.
  • Phạm vi không gian: Địa bàn 29 tổ dân phố thuộc phường Phú Xá, thành phố Thái Nguyên, tỉnh Thái Nguyên.
  • Phạm vi thời gian: Đề tài được tiến hành nghiên cứu, thu thập số liệu và quan trắc thực địa từ ngày 04/03/2018 đến ngày 10/06/2018.

Cơ sở lý luận và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết và cơ sở pháp lý

Nghiên cứu dựa trên hệ thống văn bản quy phạm pháp luật của Nhà nước và các quy chuẩn, tiêu chuẩn kỹ thuật quốc gia về quản lý chất lượng môi trường nước:

  • Luật Tài nguyên nước năm 2012.
  • Nghị định số 162/2003/NĐ-CP về thu thập, quản lý, khai thác, sử dụng dữ liệu tài nguyên nước; Nghị định số 149/2004/NĐ-CP về cấp phép thăm dò, khai thác, xả thải; Nghị định số 117/2007/NĐ-CP và Nghị định số 124/2011/NĐ-CP về sản xuất, cung cấp và tiêu thụ nước sạch; Nghị định số 142/2013/NĐ-CP về xử phạt vi phạm hành chính trong lĩnh vực tài nguyên nước.
  • Quyết định số 104/2000/QĐ-TTg về Chiến lược Quốc gia cấp nước sạch và vệ sinh nông thôn đến năm 2020; Quyết định số 09/2005/QĐ-BYT về tiêu chuẩn vệ sinh nước sạch; Quyết định số 51/2008/QĐ-BNN về quy chuẩn giếng đào, giếng khoan hợp vệ sinh.
  • Các quy chuẩn so sánh: QCVN 02:2009/BYT (Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng nước sinh hoạt), QCVN 01:2009/BYT (Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng nước ăn uống).

Phương pháp nghiên cứu thực tế

Tác giả áp dụng kết hợp các phương pháp nghiên cứu chuyên ngành khoa học môi trường và điều tra xã hội học:

  1. Phương pháp thu thập và kế thừa tài liệu thứ cấp: Thu thập số liệu khí tượng, thủy văn, địa hình, đặc điểm kinh tế - xã hội và quy hoạch sử dụng đất đến năm 2020 từ Ủy ban nhân dân (UBND) phường Phú Xá và các tài liệu chuyên ngành liên quan.
  2. Phương pháp điều tra xã hội học qua phỏng vấn: Sử dụng phiếu điều tra cấu trúc sẵn đối với 100 hộ gia đình thuộc 29 tổ dân phố (trung bình 3–4 hộ/tổ, không phân biệt nghề nghiệp, độ tuổi, giới tính) để thu thập thông tin về loại nguồn nước, việc sử dụng thiết bị lọc, loại hình nhà vệ sinh và nhận thức về chất lượng nước.
  3. Phương pháp khảo sát thực địa: Quan sát cảm quan vị trí công trình cấp nước, khoảng cách nguồn nước tới nguồn gây ô nhiễm (chuồng trại chăn nuôi, nhà vệ sinh, hệ thống rãnh thoát nước).
  4. Phương pháp lấy mẫu và phân tích trong phòng thí nghiệm:
    • Lấy mẫu nước theo hướng dẫn kỹ thuật TCVN 6663-11:2011 (ISO 5667-11) và bảo quản mẫu theo TCVN 5993:1995 trong túi đen chuyển về phòng thí nghiệm Khoa Môi trường - Trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên.
    • Thu thập 04 mẫu nước đại diện vào ngày 17/04/2018 (02 mẫu nước giếng và 02 mẫu nước máy).
    • Phân tích 08 thông số môi trường gồm: Mùi vị (cảm quan); pH (máy đo đa chỉ tiêu); COD (phương pháp theo TCVN 6491:1999); $\text{BOD}_5$ (tính theo công thức $\text{BOD}_5 = \text{COD} \times 70%$); Sắt tổng số $\text{Fe}$ (trắc quang theo TCVN 6177:1996); Độ cứng tổng số (chuẩn độ EDTA môi trường kiềm); Clorua $\text{Cl}^-$ (chuẩn độ $\text{AgNO}_3$ chỉ thị $\text{K}_2\text{CrO}_4$); Nitrat $\text{NO}_3^-$ (trắc quang theo TCVN 6180:1996).
  5. Phương pháp xử lý số liệu: Nhập liệu và tổng hợp bảng biểu bằng phần mềm Microsoft Word, Microsoft Excel; đánh giá đối chiếu số liệu phân tích với QCVN 02:2009/BYT (Cột I).

Nội dung chính theo từng chương

Phần 1: Mở đầu

Trình bày tính cấp thiết của vấn đề kiểm soát chất lượng nước sinh hoạt tại đô thị, xác định mục tiêu tổng quát, nhiệm vụ cụ thể, yêu cầu khoa học và ý nghĩa lý luận, thực tiễn của khóa luận tốt nghiệp đối với công tác quản lý môi trường cơ sở.

Phần 2: Tổng quan tài liệu

  • Khái quát vai trò sinh học, hóa học của nước trong cơ thể sống (dung môi hòa tan, chất phản ứng, chất bôi trơn, điều hòa thân nhiệt) và vai trò trong sản xuất công nghiệp, nông nghiệp.
  • Tổng hợp cơ sở pháp lý và tiêu chuẩn kỹ thuật về bảo vệ tài nguyên nước và kiểm tra định kỳ (chỉ tiêu mức A xét nghiệm 03 tháng/lần đối với cơ sở cấp nước, 06 tháng/lần đối với cơ quan quản lý).
  • Phân loại các dạng ô nhiễm nước (sinh học, hóa học vô cơ, hợp chất hữu cơ tổng hợp, vật lý) và nguồn gốc ô nhiễm chính (nước thải công nghiệp, phân bón và thuốc bảo vệ thực vật dư thừa trong nông nghiệp, rác thải sinh hoạt phát sinh khoảng 2–3 kg/người/ngày ở đô thị).
  • Tổng quan tài nguyên nước thế giới và Việt Nam: Hệ thống sông ngòi Việt Nam gồm 2.372 con sông dài trên 10 km, 9 hệ thống sông chính; tổng dòng chảy hàng năm đạt 830–840 tỷ $\text{m}^3$ (ngoại sinh chiếm 63%).
  • Phân tích hiện trạng chất lượng nước mặt tại tỉnh Thái Nguyên với trục chính là lưu vực sông Cầu (chiều dài 290 km, diện tích lưu vực 6.030 $\text{km}^2$), các nhánh sông Đu, sông Nghinh Tường, sông Công, hệ thống kênh Sông Máng và hồ Núi Cốc.

Phần 3: Đối tượng, nội dung và phương pháp nghiên cứu

  • Thiết lập cụ thể đối tượng, phạm vi không gian, thời gian và địa điểm phân tích mẫu tại Trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên.
  • Quy định chi tiết vị trí lấy 04 mẫu nước tại 4 tổ dân phố đại diện trên địa bàn phường.
  • Thiết lập quy trình phân tích chuẩn cho 08 chỉ tiêu hóa lý theo các tiêu chuẩn Việt Nam (TCVN) tương ứng.
Ký hiệu mẫu Vị trí lấy mẫu Ngày lấy mẫu Loại nguồn nước Điểm thu mẫu
M1 Tổ 1 17/04/2018 Nước giếng Nhà ông Phan Văn Lợi
M2 Tổ 9 17/04/2018 Nước giếng Nhà bà Nguyễn Thị Liễu
M3 Tổ 15 17/04/2018 Nước máy Nhà ông Hoàng Văn Thái
M4 Tổ 21 17/04/2018 Nước máy Nhà ông Nguyễn Văn Duy

Phần 4: Kết quả nghiên cứu và thảo luận

  • Điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội phường Phú Xá: Diện tích nằm ở phía Nam thành phố Thái Nguyên; địa hình đồi bát úp xen kẽ đồng ruộng, cao độ 20–60m; khí hậu nhiệt đới gió mùa có nhiệt độ trung bình 22–23°C, lượng mưa trung bình 1.764 mm/năm (85% tập trung vào tháng 6–9); thủy văn gồm suối Loàng (3,3 km) và suối Phú Xá (1,2 km). Toàn phường có 2.906 hộ với 10.171 nhân khẩu (1.200 hộ nông nghiệp, 1.706 hộ dịch vụ thương mại), tổng lực lượng lao động là 6.611 người (lao động công nghiệp chiếm 70%, nông nghiệp chiếm 30%).
  • Hiện trạng sử dụng nước và công trình vệ sinh: 83% hộ gia đình dùng nước máy, 17% dùng nước giếng (độ sâu giếng khoan 30–45m, giếng đào 9–12m); 67% hộ có lắp đặt thiết bị lọc nước; 81% hộ sử dụng nhà vệ sinh tự hoại, 19% sử dụng hố xí hai ngăn. Đáng chú ý, 77% số hộ có nguồn nước sinh hoạt đặt cách chuồng trại chăn nuôi hoặc nhà vệ sinh dưới 20m (18% khoảng cách <5m; 26% từ 5–10m; 33% từ 10–20m; 23% trên 20m).
  • Nguồn gây ô nhiễm nguồn nước: Lượng rác thải sinh hoạt trung bình phát sinh 0,6 kg/người/ngày (tương đương 219 kg/người/năm, tỷ lệ chất hữu cơ chiếm 50–60%); rác túi nilon khó phân hủy; nước thải sinh hoạt không qua xử lý; nước thải chăn nuôi và thói quen ủ phân chuồng lộ thiên; phân bón, thuốc bảo vệ thực vật trong sản xuất lúa; nước thải từ các khu chợ và cơ sở dịch vụ rửa xe, nhà hàng trên địa bàn.
  • Kết quả phân tích chất lượng nước sinh hoạt:
    • Cả 4/4 mẫu đều đạt yêu cầu về cảm quan (không có mùi, vị lạ).
    • Các chỉ tiêu $\text{pH}$ (6,75–7,24), Độ cứng (16–88 mg/l), Sắt tổng số (0,030–0,069 mg/l), $\text{NO}_3^-$ (0,112–1,636 mg/l), $\text{Cl}^-$ (17,99–34,98 mg/l) ở tất cả các mẫu đều nằm trong giới hạn cho phép của QCVN 02:2009/BYT.
    • Về chỉ số chất hữu cơ ($\text{COD}$): Nước máy tại tổ 15 (M3: 3,8 mg/l) và tổ 21 (M4: 3,2 mg/l) đạt chuẩn (giới hạn $\le 4\text{ mg/l}$). Ngược lại, nước giếng tại tổ 1 (M1: 6,2 mg/l) vượt 1,55 lần và tại tổ 9 (M2: 7,2 mg/l) vượt 1,8 lần giới hạn quy chuẩn.
  • Ý kiến người dân: 96% hộ đánh giá nước không có mùi lạ, 4% phản ánh nước có mùi; 95% hộ đánh giá nước không bị ô nhiễm, 5% nhận định nguồn nước ở mức ô nhiễm trung bình.

Phần 5: Kết luận và kiến nghị

Tổng kết các phát hiện thực địa và thực nghiệm; đề xuất 4 nhóm giải pháp nâng cao chất lượng nguồn nước bao gồm: giải pháp thể chế chính sách, giải pháp công tác quản lý, giải pháp kỹ thuật và giải pháp tuyên truyền giáo dục.

Kết quả và đóng góp

Bảng số liệu tổng hợp chất lượng nước và khảo sát xã hội học

Chỉ tiêu phân tích / khảo sát Đơn vị Mẫu M1 (Giếng Tổ 1) Mẫu M2 (Giếng Tổ 9) Mẫu M3 (Nước máy Tổ 15) Mẫu M4 (Nước máy Tổ 21) QCVN 02:2009/BYT Đánh giá
Mùi, vị - Kém mùi/vị lạ Không mùi/vị lạ Không mùi/vị lạ Không mùi/vị lạ Không có Đạt 4/4 mẫu
pH - 6,75 7,24 6,88 6,97 6,0 – 8,5 Đạt 4/4 mẫu
COD mg/l 6,2 7,2 3,8 3,2 $\le 4,0$ Vượt chuẩn ở M1, M2
$\text{BOD}_5$ mg/l 4,39 5,18 2,66 2,24 - Ghi nhận tính toán
Nitrat ($\text{NO}_3^-$) mg/l 0,153 0,112 0,162 1,636 $\le 50$ Đạt 4/4 mẫu
Clorua ($\text{Cl}^-$) mg/l 33,98 34,98 17,99 31,99 $\le 300$ Đạt 4/4 mẫu
Sắt tổng số ($\text{Fe}$) mg/l 0,061 0,066 0,069 0,030 $\le 0,5$ Đạt 4/4 mẫu
Độ cứng ($\text{CaCO}_3$) mg/l 88 80 16 28 $\le 350$ Đạt 4/4 mẫu
Nội dung điều tra 100 hộ dân Chỉ tiêu phân loại Tỷ lệ (%)
Nguồn nước sinh hoạt chính Nước máy tập trung / Nước giếng / Nước suối 83% / 17% / 0%
Thiết bị lọc tại hộ gia đình Có sử dụng / Không sử dụng 67% / 33%
Loại hình nhà vệ sinh Tự hoại / Hố xí 2 ngăn / Hố xí đất 81% / 19% / 0%
Khoảng cách nguồn nước - chuồng trại/nhà xí $<5\text{m}$ / $5-10\text{m}$ / $10-20\text{m}$ / $>20\text{m}$ 18% / 26% / 33% / 23%

Giải pháp và kiến nghị của tác giả

  1. Giải pháp thể chế, chính sách: Thực hiện nghiêm túc các quy định của Luật Tài nguyên nước; cụ thể hóa các văn bản hướng dẫn xử phạt vi phạm hành chính đối với hành vi gây ô nhiễm nguồn nước tại địa phương.
  2. Giải pháp quản lý: UBND phường phối hợp cùng cơ quan chức năng kiểm tra định kỳ chất lượng cấp nước; quản lý chặt chẽ khâu thu gom rác thải sinh hoạt, không để rác thải ứ đọng gây ô nhiễm mạch nước ngầm; giám sát việc xả thải của các cơ sở kinh doanh, dịch vụ trên địa bàn.
  3. Giải pháp kỹ thuật: Khuyến khích các hộ dùng nước giếng xây dựng bể lọc cát, than hoạt tính hoặc lắp đặt thiết bị lọc để xử lý triệt để hợp chất hữu cơ ($\text{COD}$); kiểm tra, duy tu đường ống mạng lưới cấp nước máy tránh nứt vỡ xâm nhập nước bẩn khi mưa lũ; đảm bảo khoảng cách kỹ thuật an toàn giữa giếng nước và công trình vệ sinh ($>10\text{m}$ theo quy chuẩn).
  4. Giải pháp tuyên truyền, giáo dục: Nâng cao nhận thức cộng đồng về phân loại rác thải tại nguồn, hạn chế sử dụng túi nilon, chuyển đổi tập quán ủ phân truyền thống sang các kỹ thuật an toàn sinh học.

Đóng góp của khóa luận

Khóa luận đã cung cấp bộ dữ liệu thực chứng gồm số liệu thực nghiệm phân tích 08 chỉ tiêu hóa lý nguồn nước và dữ liệu điều tra xã hội học tại phường Phú Xá năm 2018. Kết quả chỉ rõ điểm nghẽn ô nhiễm hữu cơ trong nguồn nước ngầm tầng nông, phản ánh sự ảnh hưởng từ việc bố trí công trình vệ sinh và chuồng trại cự ly gần nguồn nước.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

  • Hạn chế: Nghiên cứu thực hiện trong khung thời gian ngắn (từ tháng 3 đến tháng 6 năm 2018), số lượng mẫu phân tích phòng thí nghiệm còn khiêm tốn (04 mẫu nước tại 4 tổ dân phố), chưa bao quát toàn bộ 29 tổ dân phố của phường Phú Xá. Khóa luận chưa thực hiện phân tích các chỉ tiêu vi sinh vật quan trọng (như tổng số Coliform, Escherichia coli) và các kim loại nặng độc hại khác ngoài sắt.
  • Hướng nghiên cứu tiếp: Mở rộng số lượng và mật độ điểm lấy mẫu trên cả 29 tổ dân phố theo các mùa khác nhau trong năm (mùa mưa và mùa khô); bổ sung quan trắc các chỉ tiêu vi sinh, kim loại nặng và đánh giá chi tiết tải lượng ô nhiễm từ dòng chảy mặt suối Loàng, suối Phú Xá ảnh hưởng đến chất lượng nước ngầm.

Giá trị tham khảo

Tài liệu là nguồn tham khảo hữu ích cho sinh viên chuyên ngành Khoa học Môi trường, Quản lý Môi trường và Kỹ thuật Môi trường khi thực hiện khóa luận, đồ án tốt nghiệp về đánh giá chất lượng nước sinh hoạt và vệ sinh môi trường nông thôn - đô thị. Các phần đáng tham khảo bao gồm:

  • Thiết kế bảng hỏi điều tra xã hội học về hiện trạng sử dụng nước và công trình vệ sinh quy mô cấp phường/xã.
  • Phương pháp kết hợp khảo sát thực địa và phân tích hóa lý phòng thí nghiệm đối chiếu quy chuẩn kỹ thuật quốc gia QCVN 02:2009/BYT.
  • Nguồn số liệu cơ sở về điều kiện tự nhiên, hạ tầng cấp nước và đặc điểm vệ sinh môi trường phục vụ công tác quản lý của chính quyền địa phương phường Phú Xá và thành phố Thái Nguyên.

Câu hỏi thường gặp

1. Tỷ lệ các hộ dân sử dụng nước máy và nước giếng tại phường Phú Xá trong khảo sát là bao nhiêu?

Theo kết quả điều tra 100 hộ gia đình trên địa bàn phường, có 83% số hộ sử dụng nguồn nước máy tập trung do các nhà máy nước sạch cung cấp và 17% số hộ sử dụng nguồn nước giếng (gồm giếng khoan có độ sâu 30–45m và giếng đào có độ sâu 9–12m). Không có hộ dân nào sử dụng trực tiếp nước từ sông, suối.

2. Chất lượng nước giếng tại phường Phú Xá có chỉ tiêu nào vượt quy chuẩn QCVN 02:2009/BYT?

Trong 08 chỉ tiêu phân tích, cả hai mẫu nước giếng (mẫu M1 tại Tổ 1 và M2 tại Tổ 9) đều bị vượt giới hạn cho phép ở chỉ tiêu nhu cầu oxy hóa học ($\text{COD}$). Cụ thể, mẫu M1 đạt $6,2\text{ mg/l}$ (vượt 1,55 lần) và mẫu M2 đạt $7,2\text{ mg/l}$ (vượt 1,8 lần so với quy chuẩn $\le 4,0\text{ mg/l}$), cho thấy nguồn nước ngầm tại các điểm này có dấu hiệu nhiễm chất hữu cơ.

3. Tình trạng bố trí khoảng cách giữa nguồn nước và chuồng trại, nhà vệ sinh tại địa phương như thế nào?

Khảo sát cho thấy có tới 77% số hộ gia đình xây dựng nhà vệ sinh và chuồng trại ở khoảng cách dưới 20m so với nguồn nước sinh hoạt (trong đó 18% dưới 5m, 26% từ 5–10m và 33% từ 10–20m). Chỉ có 23% số hộ đảm bảo khoảng cách trên 20m.

4. Tỷ lệ hộ gia đình sử dụng thiết bị lọc nước và loại hình nhà vệ sinh phổ biến tại phường là gì?

Có 67% số hộ gia đình điều tra có sử dụng thiết bị lọc nước (chủ yếu là máy lọc nước uống trực tiếp hoặc bể lọc cát sỏi) và 33% không sử dụng thiết bị lọc. Về công trình vệ sinh, 81% hộ sử dụng nhà vệ sinh tự hoại và 19% sử dụng hố xí hai ngăn; toàn phường không còn hố xí đất hoặc tình trạng không có nhà vệ sinh.

5. Chất lượng nước máy tại hai điểm quan trắc (Tổ 15 và Tổ 21) có đạt chuẩn sinh hoạt không?

Cả hai mẫu nước máy M3 (Tổ 15) và M4 (Tổ 21) đều đạt toàn bộ 08 chỉ tiêu phân tích theo QCVN 02:2009/BYT: $\text{pH}$ lần lượt là 6,88 và 6,97; Độ cứng là 16 và 28 mg/l; Sắt tổng số là 0,069 và 0,030 mg/l; $\text{COD}$ đạt 3,8 và 3,2 mg/l (dưới ngưỡng 4,0 mg/l); $\text{NO}_3^-$ đạt 0,162 và 1,636 mg/l; $\text{Cl}^-$ đạt 17,99 và 31,99 mg/l; cảm quan không có mùi, vị lạ.

Kết luận

Khóa luận của tác giả Ngô Trịnh Công đã phản ánh toàn diện bức tranh sử dụng và chất lượng nước sinh hoạt tại phường Phú Xá, thành phố Thái Nguyên năm 2018. Kết quả nghiên cứu khẳng định phần lớn người dân đã tiếp cận hệ thống nước máy đạt chuẩn kỹ thuật, tuy nhiên nguồn nước giếng tại các hộ dân vẫn đối mặt với nguy cơ ô nhiễm hữu cơ ($\text{COD}$ vượt từ 1,55 đến 1,8 lần quy chuẩn) do ảnh hưởng từ mật độ chuồng trại và công trình vệ sinh lân cận. Công trình đưa ra hệ thống giải pháp kỹ thuật, quản lý và tuyên truyền thiết thực, đóng góp cơ sở dữ liệu quan trọng cho công tác bảo vệ môi trường và sức khỏe cộng đồng tại địa phương.