Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Khóa luận tốt nghiệp "Đánh giá hiện trạng môi trường nước sinh hoạt và hiệu quả mô hình cung cấp nước sạch tại xã Bình Thuận – huyện Đại Từ - tỉnh Thái Nguyên" được sinh viên Nguyễn Thị Liên thực hiện năm 2014 thuộc chuyên ngành Khoa học Môi trường, Khoa Môi trường, Trường Đại học Nông Lâm – Đại học Thái Nguyên, dưới sự hướng dẫn của ThS. Trương Thành Nam.

Nghiên cứu xuất phát từ thực tiễn công nghiệp hóa, hiện đại hóa nông thôn, trong đó cấp nước sạch là tiêu chí tiền đề nhằm nâng cao chất lượng cuộc sống dân cư. Tại tỉnh Thái Nguyên, hệ thống sông suối tiếp nhận đồng thời nước thải sinh hoạt và chất thải công nghiệp luyện kim, khai khoáng nên không thể khai thác trực tiếp cho ăn uống, sinh hoạt. Dù toàn tỉnh sở hữu trữ lượng nước ngầm phong phú (12 phức hệ chứa từ 1,5 đến 2 tỷ m³) và sau 19 năm thực hiện chương trình nước sạch và vệ sinh môi trường nông thôn đã cấp nước cho 78% dân số, các xã miền núi như Bình Thuận vẫn gặp nhiều trở ngại. Nguồn nước sinh hoạt tại xã chủ yếu dựa vào giếng đào truyền thống nhưng đang có xu hướng suy giảm cả về trữ lượng lẫn chất lượng.

Mục tiêu nghiên cứu của đề tài gồm 3 nội dung cụ thể:

  1. Đánh giá tình hình sử dụng nước sinh hoạt xã Bình Thuận.
  2. Phân tích và đánh giá chất lượng nguồn nước sinh hoạt xã Bình Thuận.
  3. Đánh giá hiệu quả mô hình cung cấp nước sạch tại xã Bình Thuận.

Nhiệm vụ và yêu cầu nghiên cứu đặt trọng tâm vào việc bám sát Luật Bảo vệ môi trường 2005, Luật Tài nguyên nước 2012 cùng các Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia (QCVN) về chất lượng nước sinh hoạt để nhận diện hiện trạng và hiệu quả mô hình cấp nước.

  • Đối tượng nghiên cứu: Nguồn nước sinh hoạt tại xã Bình Thuận, huyện Đại Từ, tỉnh Thái Nguyên.
  • Phạm vi nghiên cứu: Môi trường nước sinh hoạt bao gồm ba loại hình chính: nước giếng đào, nước giếng khoan và nước máy tập trung.
  • Địa điểm và thời gian thực hiện: Địa bàn xã Bình Thuận, huyện Đại Từ, tỉnh Thái Nguyên; thời gian nghiên cứu thực địa và phân tích từ ngày 20/01/2014 đến ngày 30/04/2014.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Khóa luận thiết lập nền tảng lý luận dựa trên định nghĩa ô nhiễm nước của Hiến chương châu Âu về nước, phân loại nguồn ô nhiễm tự nhiên và nhân tạo (sinh hoạt, nông nghiệp, công nghiệp), cùng xu hướng biến đổi các chỉ tiêu lý hóa (sự suy giảm pH, DO; gia tăng hàm lượng muối, kim loại nặng, chất hữu cơ). Khái niệm nước sạch và nước hợp vệ sinh được định chuẩn theo Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia về chất lượng nước sinh hoạt (QCVN 02:2009/BYT do Bộ Y tế ban hành ngày 17/6/2009). Văn bản cũng hệ thống hóa các nguyên lý xử lý nước sinh hoạt, đặc biệt là các phương pháp làm mềm nước (phương pháp nhiệt, trao đổi ion bằng hạt nhựa ionit, phương pháp hóa học dùng vôi, vôi - sôđa, phốt phát).

Hệ thống văn bản quy phạm pháp luật được tác giả trích dẫn làm căn cứ quản lý gồm:

  • Luật Bảo vệ môi trường năm 2005 (thông qua ngày 29/11/2005, hiệu lực từ ngày 01/07/2006).
  • Luật Tài nguyên nước năm 2012 (Quốc hội khóa XIII thông qua ngày 21/6/2012).
  • Nghị định số 149/2004/NĐ-CP về cấp phép thăm dò, khai thác, sử dụng tài nguyên nước, xả thải vào nguồn nước.
  • 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 21/2008/NĐ-CP sửa đổi, bổ sung một số điều của Nghị định số 80/2006/NĐ-CP hướng dẫn Luật Bảo vệ môi trường.
  • Nghị định số 142/2013/NĐ-CP quy định xử phạt vi phạm hành chính trong lĩnh vực tài nguyên nước và khoáng sản.
  • Quyết định số 104/2000/QĐ-TTg phê duyệt 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.

Về phương pháp nghiên cứu, tác giả kết hợp nghiên cứu lý luận, điều tra xã hội học và phân tích thực nghiệm môi trường:

  • Phương pháp kế thừa: Tổng hợp tài liệu, số liệu thứ cấp từ UBND xã Bình Thuận, Trung tâm Nước sinh hoạt & Vệ sinh môi trường nông thôn tỉnh Thái Nguyên, các báo cáo của UNICEF, WHO, Bộ Y tế.
  • Phương pháp điều tra phỏng vấn trực tiếp: Phát phiếu điều tra ngẫu nhiên tại 50 hộ gia đình trên địa bàn xã nhằm thu thập thông tin về mục đích sử dụng nguồn nước, thói quen xử lý, nhận thức chất lượng nước và tình hình sức khỏe.
  • Phương pháp khảo sát thực tế: Đánh giá cảm quan (màu sắc, mùi, vị) của nguồn nước tại thực địa.
  • Phương pháp lấy mẫu và phân tích phòng thí nghiệm: Tuân thủ TCVN 6663-1:2011, TCVN 5993:1995 và TCVN 6663-11:2011 (hướng dẫn lấy mẫu nước ngầm). Mẫu được chứa trong bình nhựa PE chuyên dụng (được rửa chất tẩy, tráng nước sạch, cồn 90° và nước cất), bảo quản túi đen và đưa về Phòng thí nghiệm Khoa Môi trường – Trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên.
    • Mẫu 1 (Nước giếng đào): Lấy tại ống dẫn lên téc chứa nhà ông Nguyễn Văn Vũ (xóm Bình Xuân), chiều sâu giếng 10 m.
    • Mẫu 2 (Nước giếng khoan): Lấy tại vòi sử dụng nhà ông Nguyễn Văn Quang (xóm Thanh Phong), chiều sâu giếng 35 m.
    • Mẫu 3 (Nước máy): Lấy trực tiếp từ đường ống dẫn nước vào xã Bình Thuận do Công ty Nước sạch Đại Từ cung cấp.
    • 7 chỉ tiêu phân tích gồm: Mùi vị (cảm quan); pH, DO, TDS (đo bằng máy đo đa chỉ tiêu); COD (phân tích theo TCVN 6491:1999); BOD5; độ cứng tổng số (chuẩn độ Complexon III).
  • Phương pháp so sánh, đối chiếu: Xử lý số liệu đo đạc và đối chiếu kết quả với giới hạn cho phép tại QCVN 02:2009/BYT.

Nội dung chính theo từng chương

Phần 1: Mở đầu

Tác giả trình bày tính cấp thiết của đề tài trong bối cảnh cung cấp nước sạch nông thôn miền núi; xác lập 3 mục tiêu nghiên cứu cụ thể; xác định yêu cầu pháp lý và kỹ thuật theo các tiêu chuẩn môi trường hiện hành; nêu rõ ý nghĩa lý luận trong đào tạo đại học và ý nghĩa thực tiễn đối với công tác quy hoạch, cải thiện nguồn nước tại xã Bình Thuận.

Phần 2: Tổng quan tài liệu

Chương này tổng kết toàn diện tài liệu trong và ngoài nước:

  • Cơ sở khoa học về tài nguyên nước: Phân bố nước trên Trái Đất (97% nước mặn, 3% nước ngọt; chỉ 0,6% là nước ngầm, nước mặt sông hồ chiếm tỷ lệ rất nhỏ). Phân tích nhu cầu nước theo ngành (trên thế giới khoảng 50% cho nông nghiệp, 40% cho công nghiệp, 10% cho sinh hoạt; dẫn số liệu tại Hoa Kỳ và Trung Quốc).
  • Tình trạng ô nhiễm và khan hiếm nước: Dẫn số liệu WHO (1980), Liên Hiệp Quốc (2003) với 12.000 km³ nước ngọt bị ô nhiễm, hơn 2,2 triệu người tử vong hàng năm do bệnh liên quan đến nước và vệ sinh kém; tác động của biến đổi khí hậu (kịch bản đến năm 2070 nhiệt độ tăng 2,5 - 4,5°C làm suy giảm dòng chảy từ 17% đến 90%).
  • Tài nguyên nước Việt Nam: Mạng lưới 2.360 con sông dài trên 10 km, tổng lượng dòng chảy trung bình 847 km³/năm (ngoại lai chiếm 60%, nội địa chiếm 40%). Cả nước có trên 240 nhà máy nước đô thị (công suất 3,42 triệu m³/ngày), trong khi nông thôn chỉ có 11,7% dân số tiếp cận nước máy (theo điều tra UNICEF), còn lại 33,1% giếng khoan, 31,2% giếng khơi, 11% nước sông hồ ao, 7,5% nước suối. Dẫn số liệu Bộ Y tế (2008, 2009) về tỷ lệ mắc bệnh tiêu hóa, thương hàn, tả; đánh giá của WASH (2011) ghi nhận 765.738 DALYs và 14.531 ca tử vong/năm liên quan đến nước và vệ sinh; nghiên cứu ESI của Ngân hàng Thế giới ghi nhận thiệt hại kinh tế hàng năm của Việt Nam khoảng 780 triệu USD (trong đó tổn thất do nguồn nước kém chiếm 260 triệu USD).
  • Tài nguyên nước tỉnh Thái Nguyên: Trữ lượng tự nhiên đạt 6,4 tỷ m³/năm (nhu cầu khai thác nông nghiệp chiếm 15,6%, công nghiệp 7,8%, sinh hoạt 1%). Sông Cầu dài 206 km qua tỉnh (đoạn qua thành phố Thái Nguyên dài 19 km, lưu lượng mùa lũ 620 m³/s, mùa cạn 6,5 m³/s), chất lượng bị ô nhiễm hữu cơ và tích tụ kim loại nặng (As, Pb, Hg) trong trầm tích; hồ Núi Cốc trên sông Công có dung tích 175,5 triệu m³. Toàn tỉnh có 119 công trình cấp nước sinh hoạt nông thôn (112 công trình tự chảy, 6 công trình nước ngầm, 1 công trình bơm dẫn).

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

Tác giả thiết lập chi tiết khung phương pháp nghiên cứu thực nghiệm và điều tra xã hội học. Trình bày thông số kỹ thuật 3 vị trí lấy mẫu nước đại diện (giếng đào 10 m, giếng khoan 35 m, nước máy trạm cấp nước Đại Từ) trên địa bàn xã Bình Thuận; quy trình xử lý, bảo quản mẫu phân tích 7 thông số lý hóa, cảm quan và phương thức đối chiếu tiêu chuẩn QCVN 02:2009/BYT; quy mô khảo sát 50 phiếu hộ gia đình.

Phần 4: Kết quả nghiên cứu và thảo luận

  • Điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội xã Bình Thuận:
    • Vị trí và địa hình: Xã miền núi phía Nam huyện Đại Từ, cách trung tâm huyện 1,5 km, diện tích tự nhiên 2.960,47 ha, chia làm 19 xóm. Phía Bắc và Đông giáp thị trấn Đại Từ và xã Hùng Sơn; phía Nam giáp xã Lục Ba; phía Tây giáp xã Khôi Kỳ và Mỹ Yên. Khí hậu nhiệt đới gió mùa: nhiệt độ trung bình năm 23,55°C (mùa hè 27 - 40°C, mùa đông 10 - 18°C); độ ẩm trung bình 75%; lượng mưa trung bình năm 1.750,7 mm; hướng gió thịnh hành Đông Nam (hè) và Đông Bắc (đông). Nguồn nước mặt gồm suối nhỏ bắt nguồn từ dãy Tam Đảo đổ ra hồ Núi Cốc và 12 đập thủy lợi phục vụ tưới tiêu chủ động cho 298 ha đất nông nghiệp.
    • Dân số và kinh tế: Tổng số hộ là 1.635 hộ với 6.xxx nhân khẩu; 172 hộ nghèo; địa bàn cư trú của 4 dân tộc: Kinh, Tày, Nùng, Sán Dìu. Sản xuất lúa cả năm đạt trên 2.200 tấn lương thực có hạt; chè kinh doanh 195 ha (năng suất 102,8 tạ/ha, sản lượng búp tươi đạt trên 2.000 tấn); đàn trâu 178 con, đàn lợn 2.351 con, đàn gia cầm 23.010 con. Giá trị sản xuất công nghiệp - tiểu thủ công nghiệp đạt 55,7 tỷ đồng. Bình quân thu nhập trên đầu người theo báo cáo xã là 1.000.000 đồng/tháng. Toàn xã có 1 trạm biến áp 500 KVA cấp điện cho 100% số hộ, 19/19 nhà văn hóa xóm.
  • Tình hình sử dụng và hiện trạng nguồn nước sinh hoạt:
    • Thống kê toàn xã có 1.651 nguồn cấp nước sinh hoạt: giếng đào chiếm ưu thế tuyệt đối với 1.635 công trình (99,03%); giếng khoan có 15 công trình (0,91%); hệ thống nước máy có 1 công trình (0,06%).
    • Kết quả điều tra 50 hộ: Tỷ lệ hộ sử dụng duy nhất nước giếng đào chiếm 62,0% (31 hộ); sử dụng giếng khoan chiếm 12,0% (6 hộ); sử dụng riêng nước máy chiếm 2,0% (1 hộ); sử dụng kết hợp giữa nước giếng đào và nước máy chiếm 24,0% (12 hộ).
    • Đánh giá hệ thống cấp nước máy: Triển khai từ cuối năm 2013 do Công ty Nước sạch Đại Từ cấp, đưa vào phục vụ nhân dân tại 4 xóm (Bình Khang, Bình Sơn, Trại 4, Trại 5).
    • Khóa luận phân tích số liệu thực nghiệm qua các Bảng từ 4.3 đến 4.11 bao gồm: chỉ tiêu lý hóa 3 nguồn nước so với QCVN 02:2009/BYT, đánh giá cảm quan màu mùi vị, khoảng cách từ nguồn nước tới nhà tiêu, kết cấu kỹ thuật giếng đào/khoan, chi phí đầu tư giếng và tỷ lệ mắc các bệnh liên quan đến nước tại địa phương.

Phần 5: Kết luận và kiến nghị

Tổng kết các phát hiện nghiên cứu về cơ cấu sử dụng nước, chất lượng nguồn nước ngầm và nước máy, đưa ra các kiến nghị kỹ thuật và quản lý nhằm mở rộng hệ thống nước máy, bảo vệ nguồn nước ngầm nông thôn.

Kết quả và đóng góp

Nghiên cứu làm rõ cơ cấu và hiện trạng sử dụng các nguồn nước sinh hoạt tại xã Bình Thuận thông qua đối chiếu giữa thống kê hành chính toàn xã và khảo sát chọn mẫu 50 hộ gia đình.

Loại nguồn nước sinh hoạt Thống kê toàn xã (n=1.651 công trình) Khảo sát thực tế hộ gia đình (n=50 hộ)
Giếng đào 1.635 công trình (99,03%) 31 hộ (62,0%)
Giếng khoan 15 công trình (0,91%) 6 hộ (12,0%)
Nước máy tập trung 1 công trình trạm cấp (0,06%) 1 hộ (2,0%)
Kết hợp Giếng đào + Nước máy (Không thống kê theo nguồn) 12 hộ (24,0%)
Tổng số 1.651 công trình (100%) 50 hộ (100%)

Kết quả nghiên cứu mang lại các đóng góp cụ thể:

  • Cung cấp dẫn liệu thực tế về cơ cấu cấp nước tại xã miền núi Bình Thuận: người dân vẫn lệ thuộc nặng nề vào nguồn nước ngầm tầng nông (giếng đào 10 m), tiềm ẩn nguy cơ ô nhiễm do vị trí giếng gần khu chăn nuôi, nhà tiêu và nước mặt rửa trôi.
  • Đánh giá bước đầu việc thâm nhập của mô hình nước sạch tập trung: Việc Công ty Nước sạch Đại Từ cấp nước máy tới 4 xóm cuối năm 2013 đã thúc đẩy xu hướng kết hợp sử dụng hai nguồn nước (24% số hộ điều tra dùng song song nước máy cho ăn uống và giếng đào cho sinh hoạt phụ nhằm giảm chi phí).
  • Cung cấp kết quả thử nghiệm 7 chỉ tiêu lý hóa (mùi vị, pH, độ cứng, DO, TDS, BOD5, COD) đối chiếu trực tiếp với QCVN 02:2009/BYT của Bộ Y tế đối với 3 nguồn nước đặc trưng tại địa phương.
  • Đề xuất các giải pháp nâng cao chất lượng cấp nước: khuyến nghị chính quyền đẩy mạnh mạng lưới đường ống nước máy tới các xóm còn lại, hướng dẫn người dân kỹ thuật xử lý làm mềm nước, che chắn thành giếng đào và giữ khoảng cách an toàn với nguồn thải.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Khóa luận có một số giới hạn dựa trên phạm vi và thời gian triển khai được ghi nhận trong văn bản:

  • Phạm vi không gian và thời gian: Đề tài tiến hành trong thời gian tương đối ngắn (từ 20/01/2014 đến 30/04/2014), chủ yếu rơi vào mùa khô và thời điểm giao mùa, chưa phản ánh được biến thiên chất lượng nước giữa hai mùa mưa - khô rõ rệt của địa phương.
  • Số lượng mẫu phân tích phòng thí nghiệm: Do năng lực và điều kiện nghiên cứu của khóa luận đại học, tác giả chỉ tiến hành lấy và phân tích 3 mẫu đại diện (1 mẫu giếng đào tại xóm Bình Xuân, 1 mẫu giếng khoan tại xóm Thanh Phong, 1 mẫu nước máy); chưa bao phủ toàn bộ 19 xóm.
  • Quy mô điều tra xã hội học: Khảo sát phiếu dừng lại ở quy mô 50 hộ gia đình, mang tính đại diện bước đầu cho các xóm trung tâm và các xóm mới tiếp cận nước máy.
  • Hướng mở rộng nghiên cứu: Cần thực hiện quan trắc định kỳ theo mùa, mở rộng lấy mẫu vi sinh (E. coli, Coliform) và kim loại nặng trên diện rộng các phức hệ nước ngầm, đánh giá chi tiết tính bền vững tài chính và kỹ thuật vận hành hệ thống cấp nước máy tập trung trên toàn địa bàn xã.

Giá trị tham khảo

Bản khóa luận là nguồn tư liệu hữu ích cho:

  • Sinh viên chuyên ngành Khoa học Môi trường, Quản lý Môi trường, Kỹ thuật Môi trường và Y tế Công cộng tham khảo về cấu trúc một đề tài đánh giá chất lượng nước sinh hoạt nông thôn cấp cơ sở.
  • Cán bộ quản lý môi trường, y tế dự phòng cấp huyện và UBND xã trong công tác giám sát, xây dựng quy hoạch hạ tầng cấp nước nông thôn, thực hiện tiêu chí nước sạch trong chương trình Mục tiêu Quốc gia về Xây dựng Nông thôn mới.
  • Phần đáng tham khảo nhất là phương pháp kết hợp điều tra phỏng vấn hiện trạng sử dụng nước của hộ gia đình với quy trình lấy mẫu, phân tích thực nghiệm phòng thí nghiệm theo TCVN và QCVN 02:2009/BYT.

Câu hỏi thường gặp

1. Nghiên cứu được thực hiện tại địa bàn nào và trong thời gian bao lâu?
Nghiên cứu được tiến hành tại địa bàn xã Bình Thuận, huyện Đại Từ, tỉnh Thái Nguyên trong khoảng thời gian từ ngày 20/01/2014 đến ngày 30/04/2014.

2. Nguồn nước sinh hoạt chính của người dân xã Bình Thuận là nguồn nào và chiếm tỷ lệ bao nhiêu?
Nguồn nước sinh hoạt chính của toàn xã Bình Thuận là nước giếng đào, với tổng số 1.635 giếng đào trên tổng số 1.651 công trình cấp nước, chiếm tỷ lệ tuyệt đối 99,03%.

3. Kết quả điều tra thực tế tại 50 hộ gia đình về nguồn nước phục vụ sinh hoạt ghi nhận số liệu ra sao?
Trong 50 hộ được phỏng vấn: 31 hộ dùng riêng giếng đào (62,0%), 6 hộ dùng riêng giếng khoan (12,0%), 1 hộ dùng riêng nước máy (2,0%) và 12 hộ kết hợp cả nước giếng đào lẫn nước máy (24,0%).

4. Đề tài tiến hành lấy bao nhiêu mẫu nước thử nghiệm và phân tích các chỉ tiêu nào?
Tác giả lấy 3 mẫu nước đại diện gồm: 1 mẫu giếng đào sâu 10 m tại xóm Bình Xuân, 1 mẫu giếng khoan sâu 35 m tại xóm Thanh Phong, và 1 mẫu nước máy lấy tại đường ống dẫn nước vào xã do Công ty Nước sạch Đại Từ cấp. Mẫu được phân tích 7 chỉ tiêu: Mùi vị, pH, độ cứng tổng số, DO, TDS, BOD5 và COD.

5. Mô hình cấp nước máy tập trung tại xã Bình Thuận do đơn vị nào cung cấp và triển khai tại các xóm nào?
Mô hình nước máy tập trung tại xã Bình Thuận do Công ty Nước sạch Đại Từ cung cấp theo chương trình Nước sạch và Vệ sinh môi trường nông thôn huyện Đại Từ, được đưa vào sử dụng từ cuối năm 2013 tại 4 xóm: xóm Bình Khang, xóm Bình Sơn, xóm Trại 4 và xóm Trại 5.

Kết luận

Khóa luận tốt nghiệp của tác giả Nguyễn Thị Liên đã phản ánh chi tiết thực trạng khai thác nguồn nước sinh hoạt tại xã Bình Thuận, huyện Đại Từ, tỉnh Thái Nguyên năm 2014 với sự lệ thuộc chủ yếu vào nguồn nước giếng đào tầng nông (chiếm 99,03% toàn xã). Nghiên cứu khẳng định sự cần thiết của việc vận hành mô hình cấp nước máy tập trung do Công ty Nước sạch Đại Từ cung cấp, bước đầu phục vụ 4 xóm và được 24% hộ điều tra kết hợp sử dụng. Các dẫn liệu điều tra xã hội học và phân tích hóa lý thực nghiệm theo QCVN 02:2009/BYT trong khóa luận cung cấp cơ sở khoa học thiết thực phục vụ công tác quy hoạch, quản lý tài nguyên nước và cải thiện vệ sinh môi trường nông thôn miền núi.