MỞ ĐẦU Nguồn nước mặt trong các sông đóng một vai trò quan trọng trong sự phát triển kinh tế - xã hội. Tại Việt Nam, trong khoảng hơn 20 năm trở lại đây, nước mặt tại các thủy vực nói chung và nước mặt trong các dòng sông có sự thay đổi lớn theo chiều hướng suy giảm về chất lượng [20]. Sông Trường Giang với chiều dài 67 km, thuộc địa phận tỉnh Quảng Nam, ngăn cách với biển bởi cồn cát rộng lớn, phía Bắc nhập với hạ lưu hệ thống sông Vu Gia - Thu Bồn rồi đổ ra biển qua cửa Đại (Hội An), phía Nam nhập với hạ lưu sông Tam Kỳ rồi đổ ra biển qua cửa Lở và cửa An Hòa. Nguồn nước của Trường Giang được thu nhận từ hai hệ thống Vu Gia - Thu Bồn và hệ thống sông Tam Kỳ, nguồn nước nữa đó là thủy triều lên xuống đổ vào và rút ra ở các cửa sông.
Sông Trường Giang có vai trò quan trọng trong giao thông thủy, cấp nước nuôi trồng thủy sản, điều tiết lũ cho vùng hạ lưu sông Vu Gia – Thu Bồn và sông Tam Kỳ, đây cũng là nơi di cư của nhiều loài thủy hải sản có giá trị, vì là nơi giao thoa giữa nước mặn và nước ngọt của các cửa sông; sông Trường Giang cũng là nơi sinh sản và phát triển của nhiều loài thủy sản quý hiếm như sá sùng, hàu,. là nơi kết nối văn hóa Hội An với vùng phụ cận và cũng là vùng đệm chuyển tiếp của Khu bảo tồn biển Cù Lao Chàm. Sông Trường Giang còn là dòng sông tinh thần của cư dân ven biển tỉnh Quảng Nam, mang nhiều giá trị lịch sử, văn hóa. Hiện nay, do sức ép gia tăng dân số và phát triển kinh tế đã ảnh hưởng quá mức đến sông Trường Giang.
Hàng chục năm gần đây, người dân tự ý lấn chiếm lòng sông làm nơi nuôi trồng thủy sản và xây dựng các công trình trên sông như cầu, đập,. đã gây bồi lắng lòng sông, thu hẹp dòng chảy. Các hoạt động xả thải của cư dân hai bên bờ sông, hoạt động khai thác thác tài nguyên, hoạt động sản xuất kinh doanh đã và đang gây ô nhiễm môi trường, hiện tượng xâm nhập mặn ngày càng gia tăng tại sông Trường Giang và vùng phụ cận. Ô nhiễm nguồn nước sẽ làm suy giảm chất lượng nước, tích lũy trong trầm tích, ảnh hưởng đến các loài động, thực vật thủy sinh, theo chuỗi thức ăn và gây ảnh hưởng đến sức khỏe con người.
Vì vậy Luận văn ―Nghiên cứu hiện trạng chất lượng nước, trầm tích sông Trường Giang, tỉnh Quảng Nam và đề xuất các giải pháp cải thiện‖ được thực hiện nhằm đánh giá hiện trạng chất lượng nước và trầm tích sông, từ đó đề xuất một số giải pháp cải thiện chất lượng nước sông Trường Giang. 1 z Nội dung nghiên cứu của luận văn bao gồm: - Đánh giá nguồn thải, phân tích nguyên nhân gây ô nhiễm do các hoạt động phát triển kinh tế - xã hội khu vực sông Trường Giang; - Đánh giá hiện trạng chất lượng trong nước sông Trường Giang, tỉnh Quảng Nam theo chỉ tiêu riêng lẻ và chỉ tiêu tổng hợp (WQI); - Đánh giá hiện trạng chất lượng trầm tích sông Trường Giang, tỉnh Quảng Nam theo chỉ tiêu riêng lẻ; - Đề xuất một số giải pháp quản lý, kỹ thuật để cải thiện chất lượng nước sông Trường Giang, tỉnh Quảng Nam. TỔNG QUAN VỀ CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1. Tình hình nghiên cứu về hiện trạng chất lƣợng nƣớc và trầm tích tại một số sông trên thế giới 1.
Hiện trạng chất lượng nước Trên thế giới đã có nhiều công trình nghiên cứu về hiện trạng chất lượng nước và trầm tích sông có thể kể đến như công trình nghiên cứu của Jayanta Basu (2013) đã chỉ ra rằng sông Hằng thuộc 4 quốc gia: Ấn Độ, Nepal, Trung Quốc và Bangladesh, là một trong những con sông ô nhiễm nhất trên thế giới, sông Hằng chảy qua 29 thành phố với dân số trên 100.000 người, 23 thành phố với dân số từ 50.000 người và khoảng 48 thị trấn với dân số dưới 50. Nước thải sinh hoạt tại các thành phố, thị trấn này thường không được xử lý mà đổ thẳng xuống sông Hằng. Nước thải từ sản xuất công nghiệp, bênh viện, lò giết mổ,. chưa được xử lý triệt để cũng đổ thẳng ra sông gây ô nhiễm nguồn nước.
Kết quả quan trắc nguồn nước năm 2013 chỉ ra rằng các chỉ tiêu COD vượt giới hạn cho phép tại 24 trên tổng số 54 điểm lấy mẫu, một số nơi nồng độ Coliform vượt tiêu chuẩn đến 500 lần. Trước tình trạng đó, các giải pháp đưa ra để cải thiện chất lượng nước bao gồm các giải pháp về pháp luật, xã hội, tôn giáo với yêu cầu phải có giải pháp xử lý nước, xử phạt các cơ sở xả thải mà không xử lý nước thải, tuyên truyền, phản đổi việc xây dựng đập tại Uttarkhand nhằm đảm bảo vệ mặt tâm linh và hạn chế tác động đến đa dạng sinh học,. Nghiên cứu của Moiseenko và cs., (2011) về hiện trạng chất lượng nước sông Volga nằm ở phía Tây nước Nga. Sông Volgađược chia thành 3 vùng để đánh giá chất lượng nước mặt bao gồm: thượng lưu, trung lưu và hạ lưu.
Kết quả phân tích các chỉ tiêu pH, Ca, một số kim loại nặng và so sánh với tiêu chuẩn thủy sản năm 1999 (MPC) cho thấy, hàm lượng nhiều kim loại nặng vượt mức cho phép của MPC (hàm lượng Al phía hạ lưu vượt TCCP 2,74 lần; Mn vượt TCCP 2,77 lần (hạ lưu), 6,24 lần (trung lưu), 10,16 lần (thượng lưu); Cu vượt TCCP 1,7 lần (hạ lưu), 2,21 lần (trung lưu), 2,14 lần (thượng lưu), các chất hữu cơ độc hại cũng có mặt với nồng độ cao, nguyên nhân là do nước thải của các nhà máy, công nghiệp tại lưu vực sông không được xử lý và đổ thẳng xuống sông Volga. Kết quả nghiên cứu đã đưa ra bức tranh hiện trạng chất 3 z lượng nước sông Volga, cung cấp thông tin cần thiết cho việc quản lý và xử lý nguồn thải [34]. Nghiên cứu của Zakaria (2006); Dakkak (2013); Ezzat và cs., (2002); Khedr, (2010); Egyptian Gazette/Egypt Independent (2012) cho thấy nguồn nước sông Nile đoạn chảy qua Ai Cập bị ô nhiễm với sự phát triển của vi khuẩn lam, đồng thời hoạt động sản xuất công nghiệp, nông nghiệp, sinh hoạt tại lưu vực sông Nile đã xả thải chất thải xuống sông mà không qua xử lý làm nguồn nước ô nhiễm thuốc trừ sâu, hóa chất bảo vệ thực vật, amoniac. Sông Nile đoạn chảy qua Ai Cập cũng đã xảy ra sự cố tràn dầu do đắm tàu tạo ra vết loang dầu ra vùng rộng gây ảnh hưởng đến các loài thủy sinh và tiềm ẩn những nguy cơ đến đến sức khỏe người dân[41, 25, 27, 30, 26].
Hiện trạng chất lượng trầm tích Trầm tích sông không chỉ là nguồn gây ô nhiễm nước do chính khối lượng của nó, trầm tích sông còn đóng vài trò là chất xúc tác vận chuyển và lưu giữ các dạng ô nhiễm khác, mật độ trầm tích càng cao thì chất lượng nước càng suy giảm, nhất là ô nhiễm môi trường do tính độc hại của kim loại nặng gây mất cân bằng sinh thái làm suy giảm nhiều quần thể sinh vật đã được tìm thấy ở nhiều quốc gia trên thế giới. Chính vì vậy đã có rất nhiều các nghiên cứu về môi trường trầm tích sông. The Severn Estuary là một trong những con sông lớn nhất ở Anh là nơi cư trú và sinh sản của nhiều loài cá. Nhiều thập kỉ qua, sông này đã phải hứng chịu nhiều ô nhiễm kim loại nặng như chì, cadimi và nhiều nguyên tố khác từ nhiều nguồn khác nhau [43].
Những ảnh hưởng của ô nhiễm này có thể là một trong những nguyên nhân gây suy giảm quần thể cá. Quần thể cá ở sông Severn Estuary đã gia tăng trở lại khi mức độ ô nhiễm môi trường nước giảm [38]. Khi sinh vật sống trong môi trường bị ô nhiễm, khả năng tích tụ các chất ô nhiễm trong cơ thể chúng là cao nhất là ô nhiễm kim loại, gây nguy cơ cho sức khỏe của con người thông qua chuỗi thức ăn. Quá trình thủy phân kết hợp với hợp chất hữu cơ bị biến đổi bởi các vi khuẩn, vi sinh vật trong nước kể cả trong trầm tích để hình thành các hợp chất độc nhất là metyl thủy ngân - rất độc, bền và tích tụ trong chuỗi thức ăn [37].
Các hợp chất này dễ dàng phóng thích từ trầm tích vào nước, có thể tích tụ cao trong các sinh vật sống. 4 z Ô nhiễm Pb và Zn là một trong những điều đáng quan tâm do ảnh hưởng độc hại của chúng lên hệ sinh thái tại các cửa sông ở Úc, với hàm lượng rất cao 1000μg/g Pb, 2000 μg/g Zn có thể tìm thấy trong các trầm tích bị ô nhiễm [33]. Theo Bryan và cs., (1992) đã xác định hàm lượng chì vô cơ trong trầm tích cửa sông ở Anh biến động từ 25 μg/g - 2700 μg/g trong cửa sông Gannel nơi nhận chất thải từ việc khai thác mỏ chì. Hàm lượng của các hợp chất chì này có nguồn gốc do sử dụng xăng dầu pha chì.
Tương tự như Pb, hàm lượng As cũng đã được xác định ở nhiều vùng cửa sông, vùng ven biển trên thế giới. Hàm lượng As trong trầm tích cửa sông đã được xác định từ 5 μg/g ở cửa sông Axe đến lớn hơn 1000 μg/g trong các cửa sông Restronguet Creek, Cornwall do các vùng này nhận nước thải từ các khu vực khai thác quặng mỏ kim loại. Hàm lượng Cd cũng được xác định ở Anh tại các cửa sông không bị ô nhiễm với hàm lượng 0,2 μg/kg, tại các cửa sông bị ô nhiễm nặng hàm lượng này có thể lên đến 10 μg/g [24]. Horsfaal và Spiff (2001) đã nghiên cứu sự phân bố hàm lượng tổng và các dạng tồn tại của các kim loại: Pb, Zn, Cd, Co, Cu, Ni trong mẫu trầm tích sông New Calabar, nghiên cứu đã sử dụng quy trình chiết và xác định hàm lượng kim loại bằng phương pháp AAS.
Kết quả thu được hàm lượng tổng của các kim loại như sau: Pb là 41,6 mg/kg; Zn là 31,6 mg/kg; Cd là12,8 mg/kg; Cu là 25,5 mg/kg. Ở dạng trao đổi các kim loại có hàm lượng lớn là Co (19,42 %), Ni (12,67 %) và Cd (5 %); ở dạng F2 có hàm lượng lớn là Cd (53 %), Zn (31,08 %), Pb (17,08 %). Ở dạng trao đổi các kim loại nặng dễ dạng di chuyển từ trầm tích vào nước sông và có thể dẫn đến sự tích lũy sinh học cho các động vật thủy sinh và con người [31]. Li-Siok Ngiam và cs., (2001) đã tiến hành nghiên cứu các dạng tồn tại của các kim loại nặng trong mẫu trầm tích ở vùng nhiệt đới cửa sông.