CHƯƠNG 1. CƠ SỞ KHOA HỌC VỀ CHẤT LƯỢNG MÔI TRƯỜNG NƯỚC MẶT 1. Tổng quan công trình nghiên cứu liên quan 1. Ngoài nước Ô nhiễm nước mặt đã và đang là vấn đề nghiêm trọng đối với Việt Nam nói riêng và thế giới nói chung.
Chính vì thế, trong thời gian qua đã có rất nhiều nghiên cứu nhằm tìm hiểu các vấn đề liên quan đến môi trường nước mặt: Nghiên cứu “Surface wate quality assessment in the central part of Bangladesh using multivariate analysis” của Mohammad A. Bhuiyan và cộng sự (Bhuiyan và các cộng sự, 2011) đã phân tích tác động của quá trình tự nhiên và con người ảnh hưởng đến chất lượng nước mặt ở miền trung Bangladesh bằng cách sử dụng các kỹ thuật thống kê đa biến. Công trình này được cho là đóng vai trò quan trọng trong việc sử dụng phương pháp thu thập các dữ liệu cơ bản cho các nghiên cứu sâu về chất lượng nước sông. Đồng thời, thông qua các phân tích các chỉ tiêu chất lượng môi trường nước sông (TSS,TDS, EC, DO,BOD, COD,…) giúp cho việc ra quyết định và để quản lý ô nhiễm hiệu quả đối với chất lượng nước mặt trong lưu vực.
Công trình “Assessment of the surface water quality in Northern Greece” của V. Simeonova và cộng sự (Simeonov và các cộng sự. 2003) đã áp dụng các phương pháp thống kê đa biến khác nhau để giải thích ma trận dữ liệu lớn và phức tạp thu được trong việc giám sát các vùng nước mặt ở Bắc Hy Lạp. Bộ dữ liệu bao gồm các kết quả phân tích từ một cuộc khảo sát kéo dài 3 năm được thực hiện trên các hệ thống sông lớn cũng như các phụ lưu và chi lưu.
Tổng số có 27 thông số đã được theo dõi trên 25 địa điểm lấy mẫu chính hàng tháng. Kết quả cho thấy ở các vị trí lấy mẫu khác nhau phản ánh các đặc điểm lý hóa khác nhau và mức độ ô nhiễm của các hệ thống sông cũng khác nhau. Nguyên nhân các yếu tố hữu cơ, dinh dưỡng, hóa lý, phong hóa, rửa trôi đất và độc hại khác nhau là do con người gây ra. Một nghiên cứu khác là “Surface water quality assessment using factor analysis” của H Boyacioglu (Boyacioglu và các cộng sự, 2006).Trong nghiên cứu này, kỹ thuật phân tích nhân tố được áp dụng cho bộ dữ liệu chất lượng nước mặt thu được từ lưu vực sông Buyuk Menderes, Thổ Nhĩ Kỳ, trong hai thời kỳ thủy văn khác nhau.
Kết quả cho thấy các chỉ số thay đổi chất lượng nước ở hai mùa và các địa điểm là khác nhau. Trong điều kiện dòng chảy thấp, chất lượng nước bị ảnh hưởng mạnh mẽ bởi các mục đích sử dụng trong nông nghiệp. Mặt khác, nguồn ô nhiễm chính chuyển từ mục đích sử dụng nông 1 nghiệp sang sử dụng đất đô thị trong thời kỳ lưu lượng lớn. Do đó, các mối đe dọa đến ô nhiễm nguồn nước trong lưu vực là do sử dụng đất đô thị và đất nông nghiệp.
Kỹ thuật này được cho là sẽ hỗ trợ ra quyết định trong việc xác định các ưu tiên để cải thiện chất lượng nước đã bị suy giảm do các mục đích sử dụng đất khác nhau. Bên cạnh các nghiên cứu về các quá trình tự nhiên và con người làm ảnh hưởng đến chất lượng nước mặt, đánh giá về chất lượng nước mặt, hay nghiên cứu về sự thay đổi của chất lượng nước theo mùa vụ và địa điểm, còn có các nghiên cứu về ảnh hưởng của hoạt động nông nghiệp đến chất lượng nước mặt của Zhang, W và cộng sự (2012) (Zhang và các cộng sự, 2012), ảnh hưởng của khu công nghiệp đến chất lượng nước mặt của Osibanjo, O và cộng sự (2011) (Osibanjo và các cộng sự, 2011) hay đô thị hóa làm ảnh hưởng đến chất lượng nước mặt của Wang, J và cộng sự (Wang và các cộng sự, 2008). Tuy nhiên, các nghiên cứu này được triển khai trên một hoặc hai hoạt động lên chất lượng nước mặt mà chưa so sánh giữa nhiều tác nhân với nhau 1. Trong nước Về mặt nghiên cứu khoa học kỹ thuật, thời gian qua nhà nước ta luôn quan tâm đẩy mạnh các chương trình nghiên cứu giải pháp về kỹ thuật và quản lý nguồn nước mặt của nhiều sông, lưu vực trên tất cả các vùng miền cả nước (Nguyễn Huy Hoàng, 2020): - Thủ tướng Chính phủ cũng đã ra quyết định phê duyệt “Đề án bảo vệ môi trường lưu vực hệ thống sông Đồng Nai đến năm 2020” và đang được xúc tiến thực hiện ở 12 tỉnh, thành.
Trong đó có các nội dung chính như sau: + Bảo vệ môi trường lưu vực hệ thống sông Đồng Nai phải được giải quyết tổng thể, thống nhất trên toàn lưu vực với sự kết hợp hài hòa theo địa giới hành chính của 12 tỉnh, thành phố trực thuộc Trung ương trên lưu vực; đi đôi với việc gìn giữ chất lượng, trữ lượng nguồn nước và bảo vệ môi trường nhằm phát triển bền vững toàn lưu vực hệ thống sông Đồng Nai. + Lấy phòng ngừa, giảm thiểu ô nhiễm và ngăn chặn suy thoái môi trường là chính; kết hợp xử lý, khắc phục từng bước các điểm nóng về ô nhiễm môi trường trên toàn lưu vực, đặc biệt là những nguồn nước được sử dụng cho mục đích cấp nước sinh hoạt. - Tương tự, đề tài “Quản lý tổng hợp lưu vực và sử dụng hợp lý tài nguyên nước hệ thống sông Đồng Nai”, chủ nhiệm đề tài PGS.TS Đỗ Tiến Lanh - Viện Khoa học Thủy lợi miền Nam, Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn góp phần giải quyết vấn đề trên. - “Nghiên cứu đánh giá tác động của các công trình trên dòng chính và giải pháp quản lý, sử dụng hiệu quả tài nguyên nước mặt lưu vực sông Hương” do PGS.TS Nguyễn Quang Trung - Viện Khoa học Thủy lợi Việt 2 Nam, Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn làm chủ nhiệm.
Đề tài sử dụng 4 mô hình NAM, MIKE BASIN, MIKE 11 và MIKE 21 để đánh giá các tác động của các công trình trên sông Hương đến vùng hạ lưu đề xuất các giải pháp sử dụng hiệu quả tài nguyên nước mặt. - Đề tài “Nghiên cứu xác định tổng tải lượng tối đa ngày phục vụ xây dựng hạn mức xả thải trên sông Sài Gòn” của Sở Khoa học và Công nghệ do TS. Nguyễn Kỳ Phùng và PGS.TS Nguyễn Phước Dân và nhóm nghiên cứu cùng thực hiện vào năm 2009 đã tập trung đánh giá hiện trạng môi trường nước mặt sông Sài Gòn, tính toán và dự báo tải lượng, lưu lượng thải vào sông, xây dựng mô hình tính toán và dự báo chất lượng nước, xây dựng mô hình tổng hợp xác định tải lượng tối đa cho phép thải ra sông. - Đề tài “Nghiên cứu phân vùng chất lượng nước theo các chỉ số chất lượng và đánh giá khả năng sử dụng sử dụng nguồn nước sông, kênh rạch trên địa bàn TPHCM” của PGS.TS Lê Trình - Phân viện Công nghệ mới và Bảo vệ môi trường.
Được cải tiến từ mô hình của Hoa Kỳ và Ấn Độ, trong tài liệu của GS.TS Lê Trình 17 có đề cập đến mô hình áp dụng cho sông Sài Gòn – Đồng Nai với 6 thông số phù hợp với đặc điểm chất lượng nước cho trường hợp đánh giá ô nhiễm sông rạch thành phố. - Báo cáo tổng hợp đề tài “Nghiên cứu đề xuất các giải pháp tổng thể và khả thi bảo vệ nguồn nước sông Sài Gòn đảm bảo an toàn nước cấp cho thành phố, 2008” do GS. Lâm Minh Triết làm chủ nhiệm đề tài với mục tiêu: làm rõ hiện trạng và diễn biến ô nhiễm sông Sài Gòn với các chỉ tiêu đặc trưng ảnh hưởng đến nhà máy nước Tân Hiệp; xác định nguyên nhân gây ô nhiễm đặc biệt là ô nhiễm kim loại nặng và để xuất các giải pháp phục vụ an toàn mục đích cấp nước. - Báo cáo của một nhóm các nhà khoa học thuộc Khoa Môi Trường - Trường đại học Bách Khoa và Khoa Kỹ thuật đô thị - Trường Đại học Tokyo “Đánh giá ô nhiễm đặc thù trên sông Sài Gòn và đề xuất các giải pháp khai thác sử dụng nước hiệu quả”.
Báo cáo cho thấy diễn biến chất lượng nước ngày càng có xu hướng xấu đi với các chỉ tiêu Mn, Coliform tăng cao; đề tài đánh giá nguyên nhân ảnh hưởng đến chất lượng nước và đề xuất giải pháp cải thiện tình hình trên. - Báo cáo “Tầm quan trọng của sông Sài Gòn trong phát triển bền vững kinh tế - xã hội của các tỉnh trên lưu vực sông” của GS.TS Lâm Minh Triết – Viện Nước và Công nghệ Môi trường và báo cáo “Các giải pháp cấp bách bảo vệ chất lượng nước sông Sài Gòn” do Chi cục Bảo vệ môi trường – Sở Tài nguyên và Môi trường TPHCM thực hiện vào năm 2008 đã đánh giá chi tiết chất lượng nước sông Sài Gòn, xác định nguồn gây ô nhiễm và các giải pháp phục vụ công tác quản lý. Năm 2010, Nguyễn Văn Hợp và cộng sự trường Đại học Huế đã tiến hành đề tài: “Đánh giá chất lượng nước sông Bồ tỉnh Thừa Thiên Huế dựa 3 vào chỉ số chất lượng WQI”. Các mẫu nước sông Bồ - một sông quan trọng thuộc hệ thống Hương ở tỉnh Thừa Thiên Huế - được lấy mỗi tháng một lần, từ tháng 2 đến tháng 7/2009 tại 5 trạm lựa chọn để phân tích các thông số chất lượng nước: nhiệt độ, pH, DO, EC, SS, BOD5, COD, NO3- , PO43- , tổng coliform (n=9), một số kim loại độc (Cu, Pb, Cd, Zn).
Với các thông số chất lượng nước đó trên cơ sở nghiên cứu điều chỉnh mô hình WQI phù hợp để đánh giá chất lượng nước sông Bồ. Nói chung, sông Bồ có chất lượng nước khá tốt: 90% số liệu WQI thuộc mức I (rất tốt) và mức II (tốt). Chất lượng nước sông Bồ (đánh giá qua WQI) không khác nhau theo không gian với p > 0.05 nhưng khác nhau theo thời gian với p < 0. So sánh với chất lượng nước sông Hương từ tháng 2 đến tháng 5/2007, chất lượng nước sông Bồ tốt hơn và ít biến động theo không gian hơn.
Năm 2012, Dương Thanh Nga, Trường Đại học khoa học tự nhiên cũng đã nghiên cứu luận văn thạc sỹ với đề tài: “Đánh giá hiện trạng và phân tích diễn biến chất lượng nước mặt tỉnh Nghệ An”. Đề tài đã đánh giá chung và khách quan đối với chất lượng nước mặt trên địa bàn tỉnh Nghệ An. Ở đây đề tài đã tiến hành phân từng vùng để đánh giá chất lượng nước mặt của từng khu vực đó. Xác định rõ các nguyên nhân gây ô nhiễm ở từng khu vực từ đó nói lên toàn bộ chất lượng nước mặt trên địa bàn tỉnh Nghệ An.