Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Đại dịch Covid-19 bùng phát trên quy mô toàn cầu từ đầu năm 2020 đã làm thay đổi sâu sắc các hoạt động kinh tế, giao thông và sinh hoạt xã hội. Tại Việt Nam, việc áp dụng các biện pháp phòng chống dịch như giãn cách xã hội (Chỉ thị 16/CT-TTg, Chỉ thị 16+) đã dẫn đến sự sụt giảm của các hoạt động sản xuất công nghiệp, vận tải và du lịch, kéo theo sự cải thiện rõ rệt của chất lượng không khí đô thị. Tuy nhiên, thời gian cách ly tại nhà kéo dài cũng làm biến động nhu cầu sử dụng nước sinh hoạt và lượng chất thải phát sinh từ các khu dân cư. Thành phố Hà Nội là trung tâm kinh tế - chính trị lớn, chịu tác động trực tiếp của nhiều đợt bùng phát dịch bệnh. Vấn đề đặt ra là liệu các biến động xã hội trong đại dịch có tác động đến chất lượng môi trường nước mặt sông Hồng – nguồn cấp nước và tiếp nhận nước thải trọng yếu của Thủ đô hay không.

Xuất phát từ thực tiễn trên, khóa luận tốt nghiệp ngành Khoa học Môi trường của tác giả Chang A Trai (Học viện Nông nghiệp Việt Nam, năm 2022) đã thực hiện đề tài: “Nghiên cứu ảnh hưởng của dịch bệnh Covid 19 đến chất lượng nước sông Hồng trên địa bàn thành phố Hà Nội”.

Mục tiêu nghiên cứu của đề tài:

  • Đánh giá ảnh hưởng của dịch bệnh Covid-19 đến chất lượng nước sông Hồng trên địa bàn thành phố Hà Nội thông qua việc so sánh chuỗi số liệu quan trắc trước dịch (2018 - 2019) và sau khi dịch bùng phát (2020 - 2021).

Nhiệm vụ nghiên cứu được xác định gồm 3 nội dung chính:

  1. Đánh giá điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội của thành phố Hà Nội liên quan đến lưu vực sông Hồng.
  2. Phân tích diễn biến chất lượng nước sông Hồng trên địa bàn Hà Nội giai đoạn 2018 – 2021 qua các quy chuẩn và chỉ số chất lượng nước.
  3. Đề xuất các giải pháp quản lý nhằm duy trì và cải thiện chất lượng nước sông Hồng.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:

  • Đối tượng nghiên cứu: Chất lượng môi trường nước mặt sông Hồng.
  • Phạm vi không gian: Sông Hồng đoạn chảy qua địa phận thành phố Hà Nội, tập trung vào 3 trạm quan trắc đại diện: Đường Lâm (thượng lưu), Làng Chèm (trung lưu) và Cầu Thanh Trì (hạ lưu).
  • Phạm vi thời gian: Đề tài thực hiện nghiên cứu từ tháng 9 năm 2021 đến tháng 2 năm 2022; sử dụng dữ liệu quan trắc môi trường nước giai đoạn 2018 – 2021.

Cơ sở pháp lý, khung đánh giá và phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu xây dựng cơ sở lập luận dựa trên hệ thống văn bản quy phạm pháp luật của Nhà nước và quy chuẩn kỹ thuật môi trường quốc gia, bao gồm:

  • Luật Tài nguyên nước số 17/2012/QH13 ban hành ngày 21/06/2012.
  • Nghị định số 120/2008/NĐ-CP ngày 01/12/2008 về quản lý lưu vực sông.
  • Nghị định số 36/2017/NĐ-CP ngày 04/04/2017 quy định chức năng, nhiệm vụ của Bộ Tài nguyên và Môi trường trong quản lý lưu vực sông và bảo vệ nguồn nước.
  • Thông tư số 76/2017/TT-BTNMT ngày 27/12/2017 quy định về đánh giá khả năng tiếp nhận nước thải, sức chịu tải của nguồn nước sông, hồ.
  • Nghị định số 53/2020/NĐ-CP ngày 05/05/2020 quy định về phí bảo vệ môi trường đối với nước thải.
  • Hệ thống quy chuẩn so sánh: QCVN 08-MT:2015/BTNMT (Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng nước mặt - Cột A2: mục đích cấp nước sinh hoạt sau khi xử lý; Cột B1: mục đích tưới tiêu thủy lợi), QCVN 14:2008/BTNMT và QCVN 40:2011/BTNMT.

Về phương pháp đánh giá chất lượng nước, tác giả áp dụng bộ công cụ tích hợp gồm:

  • Phương pháp thu thập số liệu thứ cấp: Kế thừa bộ dữ liệu quan trắc định kỳ các lưu vực sông của Trung tâm Quan trắc môi trường – Tổng cục Môi trường giai đoạn 2018 – 2021 với 11 thông số quan trắc: pH, Nhiệt độ, DO, COD, BOD5, NH4+, NO3-, Pb, Cd, As, Hg, NO2-.
  • Chỉ số chất lượng nước (WQI - Water Quality Index): Tính toán theo hướng dẫn tại Quyết định số 1460/QĐ-TCMT của Tổng cục Môi trường. Thang phân loại gồm 6 mức: 91 – 100 (Rất tốt - Xanh biển), 76 – 90 (Tốt - Xanh lá), 51 – 75 (Trung bình - Vàng), 26 – 50 (Xấu - Da cam), 10 – 25 (Kém - Đỏ), <10 (Ô nhiễm rất nặng - Nâu).
  • Chỉ số ô nhiễm tổng hợp (CPI - Comprehensive Pollution Index): Tính theo công thức $CPI = \frac{1}{n}\sum PI_i$ (với $PI_i = C_i / S_i$). Phân loại gồm 5 mức: 0 – 0,20 (Nước sạch), 0,21 – 0,40 (Khá sạch), 0,41 – 1,00 (Ô nhiễm nhẹ), 1,01 – 2,00 (Ô nhiễm trung bình), >2,01 (Ô nhiễm nặng).
  • Chỉ số ô nhiễm hữu cơ (OPI - Organic Pollution Index): Tính toán dựa trên 4 thông số COD, DO, Nitơ vô cơ hòa tan (DIN) và Phốt pho vô cơ hòa tan (DIP). Phân loại gồm 4 mức: <0 (Rất tốt), 0 – 1 (Tốt), 1 – 4 (Ô nhiễm), 4 – 5 (Ô nhiễm nặng).
  • Phương pháp so sánh và xử lý số liệu: Thống kê mô tả, tổng hợp và trực quan hóa số liệu qua phần mềm Microsoft Excel và ngôn ngữ R.

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1: Mở đầu

Chương này làm rõ tính cấp thiết của đề tài trong bối cảnh các đợt cách ly xã hội thời kỳ Covid-19 tác động hai chiều đến môi trường đô thị Hà Nội: vừa làm giảm phát thải giao thông, vừa làm tăng áp lực xả thải sinh hoạt. Tác giả xác lập mục tiêu đánh giá sự biến động chất lượng nước sông Hồng giữa 2 mốc thời gian 2018 - 2019 và 2020 - 2021, đồng thời giới hạn phạm vi nghiên cứu tại 3 điểm quan trắc trên địa bàn Thủ đô.

Chương 2: Tổng quan nghiên cứu

Nội dung chương 2 tổng hợp các tư liệu thực chứng về:

  • Tình hình dịch bệnh và kinh tế - xã hội: Ghi nhận ca nhiễm Covid-19 đầu tiên tại Việt Nam ngày 23/01/2020. Tăng trưởng GDP Việt Nam năm 2020 đạt 2,91%; 9 tháng đầu năm 2021 chịu tác động nặng của biến chủng Delta khiến GDP quý III/2021 giảm 6,17%. GRDP Hà Nội năm 2020 tăng 4,18% (thấp hơn mức trung bình 7,38%/năm giai đoạn 2016-2019). Hoạt động thương mại, du lịch suy giảm nghiêm trọng (khách du lịch quốc tế 9 tháng năm 2021 giảm 82,7%).
  • Các biện pháp giãn cách tại Hà Nội: Việc chuyển đổi cấp độ dịch từ cấp độ 1 sang cấp độ 2 ngày 01/11/2021 kéo theo quy định hạn chế tập trung trên 30 người, nhà hàng hoạt động không quá 50% công suất và đóng cửa trước 21h, tạm dừng karaoke, quán bar, vũ trường.
  • Nghiên cứu về sông Hồng: Điểm lại nghiên cứu của Lê Như Đa về mối quan hệ giữa hàm lượng chất rắn lơ lửng (TSS) và photpho tổng số (TP) qua phương trình $y = 0,0177x^{0,4409}$ ($R^2 = 0,782$), ghi nhận TSS trung bình mùa mưa (92,2 mg/L) cao gấp 2,1 lần mùa khô (43,1 mg/L); cùng nghiên cứu của Nguyễn Thị Bích Ngọc về nồng độ kim loại nặng hòa tan (Cu, Zn, Cr, Pb, Cd, Mn, Fe).
  • Hệ thống quản lý môi trường nước: Phân cấp quản lý 3 tầng (Trung ương - Bộ TN&MT; Liên vùng - Ủy ban sông Mê Công và 9 tổ chức lưu vực sông; Địa phương - Sở TN&MT, Chi cục Bảo vệ Môi trường); thực trạng thanh tra và hoạt động của mạng lưới quan trắc môi trường nước giai đoạn 2014 – 2018.

Chương 3: Đối tượng, phạm vi, nội dung và phương pháp nghiên cứu

Chương 3 trình bày chi tiết cơ cấu thu thập và xử lý dữ liệu. Tác giả mô tả tọa độ và vai trò của 3 vị trí lấy mẫu quan trắc dọc sông Hồng qua Hà Nội: trạm Đường Lâm (điểm kiểm soát đầu nguồn vào thành phố), trạm Làng Chèm (khu vực đô thị hóa) và trạm Cầu Thanh Trì (khu vực hạ lưu tiếp nhận nước thải đô thị). Toàn bộ công thức tính toán chỉ số WQI, CPI, OPI và tiêu chí phân cấp chất lượng nước được chuẩn hóa theo quy định hiện hành.

Chương 4: Kết quả nghiên cứu

Chương này tập trung phân tích đặc điểm địa bàn và dữ liệu chất lượng nước quan trắc thực tế:

  • Đặc điểm địa bàn: Hà Nội có diện tích 3.324,92 km², địa hình thấp dần từ Bắc xuống Nam và Tây sang Đông. Sông Hồng có tổng chiều dài 1.149 km (đoạn qua Việt Nam dài 510 km), lưu lượng bình quân năm 2.640 m³/s (mùa lũ đạt tới 30.000 m³/s, mùa cạn giảm còn 700 m³/s).
  • Chất lượng nước giai đoạn trước Covid-19 (2018 – 2019):
    • Mùa mưa 2018: 1/11 thông số vượt QCVN 08 Cột A2 là COD (vượt tại Cầu Thanh Trì, tỷ lệ vượt 33,3%). 100% mẫu đạt Cột B1.
    • Mùa mưa 2019: 2/11 thông số vượt Cột A2 gồm COD và BOD5 (đều đạt 33,3% tỷ lệ vượt tại trạm Cầu Thanh Trì: COD đạt 17±5,6 mg/L so với chuẩn 15 mg/L; BOD5 đạt 7±2,5 mg/L so với chuẩn 6 mg/L).
    • Mùa khô 2018: Tất cả 11 thông số đều đạt QCVN 08 Cột A2 và B1.
    • Mùa khô 2019: BOD5 vượt chuẩn Cột A2 tại Cầu Thanh Trì (đạt 7±2,8 mg/L, tỷ lệ vượt 33,3%).
  • Chất lượng nước giai đoạn sau khi bùng phát dịch (2020 – 2021):
    • Mùa mưa 2020: COD và BOD5 vượt Cột A2 tại Cầu Thanh Trì (COD đạt 17±5,7 mg/L; BOD5 đạt 8±3,2 mg/L; tỷ lệ vượt 33,3%).
    • Mùa mưa 2021: 100% thông số đạt ngưỡng Cột A2 (COD tại 3 trạm từ 5 - 10 mg/L, BOD5 từ 5 - 6 mg/L).
    • Các kim loại nặng (As, Cd, Pb, Hg) tại cả 4 năm đều ở mức rất thấp hoặc không phát hiện (kpt), đạt chuẩn an toàn nguồn nước mặt.
  • Diễn biến các chỉ số WQI, CPI, OPI: Kết quả tính toán chỉ ra rằng các chỉ số có sự biến động tương đồng trước và sau dịch. Nước sông duy trì ở mức Rất tốt đến Tốt (WQI từ 79 đến 100 điểm). Tác giả kết luận đại dịch Covid-19 không làm thay đổi đáng kể chất lượng nước sông Hồng.
  • Giải pháp cải thiện: Hoàn thiện mạng lưới trạm quan trắc tự động liên tục, tăng cường kiểm tra nguồn thải tại các khu/cụm công nghiệp và xử lý nước thải sinh hoạt trước khi xả ra lưu vực.

Chương 5: Kết luận

Khái quát lại các phát hiện chính: Chất lượng nước sông Hồng đoạn qua Hà Nội giai đoạn 2018 – 2021 nhìn chung ổn định, biến động chủ yếu theo mùa (mùa mưa tốt hơn mùa khô do lưu lượng pha loãng) và theo vị trí dòng chảy (hạ lưu Cầu Thanh Trì có dấu hiệu ô nhiễm hữu cơ cục bộ). Hoạt động giãn cách và dịch bệnh Covid-19 không tác động tiêu cực đến chất lượng nguồn nước.

Kết quả nghiên cứu và đóng góp

Nghiên cứu đã lượng hóa chi tiết hiện trạng chất lượng nước sông Hồng qua các chỉ số môi trường chuẩn quốc gia và quốc tế, được tổng hợp trong bảng sau:

Chỉ số / Thông số Giai đoạn trước Covid-19 (2018 - 2019) Giai đoạn dịch Covid-19 (2020 - 2021) Đánh giá phân loại chất lượng
QCVN 08-MT:2015 Cột A2 Vượt cục bộ COD, BOD5 tại Cầu Thanh Trì (tỷ lệ 33,3%) Vượt COD, BOD5 năm 2020 (33,3%); năm 2021 đạt 100% Đa số đạt chuẩn cấp nước sinh hoạt (sau xử lý)
QCVN 08-MT:2015 Cột B1 100% thông số đạt chuẩn 100% thông số đạt chuẩn Đạt chuẩn phục vụ tưới tiêu nông nghiệp
Chỉ số WQI Dao động từ 89,58 đến 100 điểm Dao động từ 79,00 đến 100 điểm Mức 1 (Rất tốt - Xanh biển) và Mức 2 (Tốt - Xanh lá)
Chỉ số CPI Mùa mưa: 0,22 - 0,74; Mùa khô: 0,24 - 1,01 Dao động từ Khá sạch đến Ô nhiễm trung bình Đường Lâm, Làng Chèm: Khá sạch; Cầu Thanh Trì: Ô nhiễm nhẹ đến TB
Chỉ số OPI Mùa mưa: -0,24 đến 1,50; Mùa khô: -0,43 đến 1,26 Dao động từ Mức Rất tốt (<0) đến Ô nhiễm (1 - 4) Phụ thuộc vào vị trí quan trắc (Cầu Thanh Trì có tải lượng hữu cơ cao hơn)

Các đóng góp chính của khóa luận:

  • Đóng góp khoa học và thực tiễn: Cung cấp chuỗi số liệu thực nghiệm đánh giá khách quan về mối quan hệ giữa các biến cố xã hội quy mô lớn (đại dịch, giãn cách xã hội) với chất lượng nguồn nước mặt lưu vực sông Hồng. Kết quả bác bỏ giả định rằng biến động sinh hoạt mùa dịch làm suy thoái nguồn nước mặt.
  • Xác định yếu tố chi phối thủy vực: Chứng minh rằng đối với một hệ thống sông lớn có lưu lượng dòng chảy khổng lồ như sông Hồng (trung bình 2.640 m³/s), khả năng tự làm sạch và yếu tố mùa vụ (mưa - khô) đóng vai trò quyết định chất lượng nước, vượt trội hơn tác động cục bộ của các biến động xả thải sinh hoạt ngắn hạn.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp theo

Dựa trên nội dung văn bản khóa luận, một số hạn chế và hướng mở nghiên cứu được xác định:

  • Hạn chế về nguồn dữ liệu và mật độ lấy mẫu: Nghiên cứu kế thừa dữ liệu quan trắc thứ cấp định kỳ theo mùa (mùa mưa, mùa khô) từ Trung tâm Quan trắc môi trường với số lượng trạm hạn chế (3 vị trí trên địa bàn Hà Nội). Số liệu chưa phản ánh được biến thiên liên tục theo ngày hoặc tuần trong các đợt cao điểm thực hiện Chỉ thị 16.
  • Hướng nghiên cứu tiếp theo:
    • Mở rộng mạng lưới quan trắc, ứng dụng các trạm quan trắc tự động liên tục để theo dõi biến động chất lượng nước theo thời gian thực.
    • Tăng cường số lượng mẫu quan trắc để kiểm định và chuẩn hóa các mô hình thực nghiệm tính toán hàm lượng chất ô nhiễm (như mối quan hệ TSS - TP).
    • Nghiên cứu định lượng chi tiết tải lượng ô nhiễm hữu cơ đổ vào sông Hồng từ các nguồn tiếp nhận nước thải nội thành (hệ thống sông Tô Lịch, sông Sét, sông Kim Ngưu, sông Nhuệ).

Giá trị tham khảo và đối tượng thụ hưởng

Khóa luận là tài liệu tham khảo hữu ích cho các nhóm đối tượng:

  • Sinh viên, học viên ngành Khoa học Môi trường, Quản lý Tài nguyên và Môi trường: Cung cấp phương pháp luận chuẩn xác về quy trình đánh giá chất lượng nước mặt kết hợp 3 chỉ số chuyên ngành (WQI, CPI, OPI) và cách đối chiếu các thông số lý hóa với QCVN 08-MT:2015/BTNMT.
  • Cơ quan quản lý nhà nước (Sở Tài nguyên và Môi trường Hà Nội, Tổng cục Môi trường): Cung cấp tài liệu tham khảo về diễn biến chất lượng nước sông Hồng giai đoạn 2018 - 2021 phục vụ quy hoạch khai thác tài nguyên nước và quản lý điểm xả thải hạ lưu.
  • Người nghiên cứu về môi trường lưu vực sông: Cung cấp nguồn số liệu cơ sở về các thông số dinh dưỡng, kim loại nặng và ô nhiễm hữu cơ đoạn sông Hồng qua Hà Nội.

Câu hỏi thường gặp

1. Đại dịch Covid-19 có làm thay đổi chất lượng nước sông Hồng trên địa bàn Hà Nội không?
Không. Kết quả so sánh dữ liệu quan trắc giữa hai giai đoạn 2018 – 2019 (trước dịch) và 2020 – 2021 (trong và sau khi dịch bùng phát) cho thấy chất lượng nước sông Hồng biến động không đáng kể. Sự biến thiên chất lượng nước phụ thuộc chủ yếu vào mùa (mùa mưa và mùa khô) và vị trí địa lý thay vì các đợt giãn cách xã hội.

2. Những thông số chất lượng nước nào vượt quy chuẩn QCVN 08-MT:2015/BTNMT Cột A2 trong giai đoạn nghiên cứu?
Chỉ có 2 thông số ghi nhận vượt ngưỡng Cột A2 là COD (Nhu cầu oxy hóa học) và BOD5 (Nhu cầu oxy sinh hóa) với tỷ lệ vượt 33,3% số mẫu quan trắc, xuất hiện cục bộ tại trạm Cầu Thanh Trì vào mùa mưa năm 2018, 2019, 2020 và mùa khô năm 2019. Tất cả các kim loại nặng (As, Cd, Pb, Hg) và các thông số còn lại đều đạt chuẩn.

3. Điểm chỉ số chất lượng nước (WQI) của sông Hồng đạt mức nào theo phân loại của Tổng cục Môi trường?
Chỉ số WQI của sông Hồng giai đoạn 2018 – 2021 đạt điểm số dao động từ 79 đến 100 điểm. Toàn bộ các đợt quan trắc đều nằm ở Mức 1 (Rất tốt, 91 - 100 điểm, màu xanh biển - phục vụ tốt cho cấp nước sinh hoạt) và Mức 2 (Tốt, 76 - 90 điểm, màu xanh lá - dùng cho cấp nước sinh hoạt nhưng cần biện pháp xử lý phù hợp).

4. Vì sao chất lượng nước tại trạm Cầu Thanh Trì thường có chỉ số ô nhiễm (CPI, OPI) cao hơn trạm Đường Lâm và Làng Chèm?
Trạm Cầu Thanh Trì nằm ở khu vực hạ lưu sông Hồng thuộc địa phận Hà Nội, là nơi tiếp nhận nguồn nước thải sinh hoạt và công nghiệp đã qua xử lý hoặc chưa qua xử lý từ khu vực nội thành đổ ra qua hệ thống mương tiêu thoát và các phụ lưu. Trong khi đó, trạm Đường Lâm và Làng Chèm nằm ở phía thượng lưu, ít chịu tác động xả thải đô thị tập trung hơn.

Kết luận

Khóa luận tốt nghiệp của tác giả Chang A Trai đã hoàn thành việc đánh giá diễn biến chất lượng nước sông Hồng trên địa bàn Hà Nội qua chuỗi dữ liệu thực nghiệm giai đoạn 2018 – 2021. Kết quả nghiên cứu khẳng định chất lượng nước sông duy trì ở mức Rất tốt và Tốt theo chỉ số WQI (79 - 100 điểm) và không chịu tác động tiêu cực bởi đại dịch Covid-19. Công trình đóng góp bộ số liệu so sánh toàn diện và đề xuất các giải pháp kiểm soát ô nhiễm hữu cơ tại các điểm tiếp nhận nước thải đô thị dọc lưu vực sông.