Đặt vấn đề Sông Sài Gòn nằm ở phía nam Việt Nam và chảy qua một trong những thành phố phát triển nhất khu vực Đông Nam Á: Thành phố Hồ Chí Minh (TPHCM). Sông Sài Gòn cung cấp nguồn nước phục vụ cho những nhu cầu thiết yếu của thành phố. Tuy nhiên, sự phát triển nhanh chóng của công nghiệp và các hoạt động đô thị đối với cơ sở hạ tầng thành phố đã khiến cho nước thải chưa được xử lý từ các hoạt động này đổ trực tiếp ra sông, gây ảnh hưởng đến chất lượng nước sông. Lượng chất dinh dưỡng nitơ (N) và phospho (P) dư thừa từ nước thải là nguyên nhân gây ra hiện tượng phú dưỡng.
Hậu quả là nhiều động vật thuỷ sinh sẽ bị đe doạ bởi sự thiếu oxy và các chất độc sinh ra từ hiện tượng tảo nở hoa (Cyanobacteria). Một nghiên cứu khảo sát (tài trợ bởi Đại học AO-AGIR Grenoble Alpes và dự án CMIRA TAKE Région Rhône Alpes) được thực hiện vào 2013 và 2014 trên Sông Sài Gòn đã báo động nồng độ các chất dinh dưỡng hoà tan và lơ lửng trong khu vực lân cận TPHCM [4], đặc biệt là tại những địa điểm có nguồn thải vào hệ thống kênh rạch của thành phố. Nghiên cứu này nhấn mạnh sự tích lũy chất dinh dưỡng và chất hữu cơ hấp phụ trong các chất rắn lơ lửng. Nghiên cứu cũng chỉ ra sự ảnh hưởng chỉ giới hạn ở khu vực cửa sông, nơi đặt ra câu hỏi về ảnh hưởng của các biến đổi sinh hoá diễn ra khi độ mặn thay đổi ở hạ lưu cửa sông đối với sự suy giảm chất dinh dưỡng.
Do đó, cần phải tiến hành nghiên cứu chất lượng nước sông Sài Gòn để có một cái nhìn tổng quan về hoạt động của các chất dinh dưỡng ở Sông Sài Gòn và để đánh giá rủi ro của hiện tượng phú dưỡng. Mục tiêu nghiên cứu Nghiên cứu này nhằm trả lời câu hỏi: Có các quá trình chuyển hóa phospho nào diễn ra ở khu vực cửa sông? Nhiệm vụ của nghiên cứu này là để hiểu sâu hơn có những trình chuyển hoá phospho nào diễn ra trong bùn và nước ở những cường độ xáo trộn khác nhau (mô phỏng theo khu vực cửa sông), làm cơ sở cho những nghiên cứu tiếp theo về vấn đề phú dưỡng trên sông Sài Gòn. Đối tượng nghiên cứu Vùng nghiên cứu được chọn ở đây là sông Sài Gòn, từ trạm Phú Cường đến trạm Bình Khánh có vị trí ở gần với thành phố Hồ Chí Minh hơn nhằm đánh giá khả năng hấp phụ phospho của trầm tích và bùn lơ lửng khi chịu nhiều tác động từ con người. Nội dung nghiên cứu • Thu thập mẫu bùn rắn dưới đáy sông và bùn lơ lửng trong nước sông Sài Gòn theo chế độ thủy triều.
• Phân tích các chỉ tiêu phospho có trong bùn: phospho tổng, phospho vô cơ và phospho hữu cơ dạng rắn và nghiên cứu sự ảnh hưởng của độ mặn đến các thành phần này trong bùn lơ lửng. • Tiến hành thí nghiệm Jar test để nghiên cứu tác động của sự xáo trộn đến quá trình hấp phụ phospho giữa bùn và nước sông thông qua đồ thị đường đẳng nhiệt hấp phụ của Langmuir. Ý nghĩa khoa học thực tiễn Đề tài này dùng làm tiền đề, cơ sở cho nghiên cứu đánh giá nguy cơ phú dưỡng ở sông Sài Gòn và rừng ngập mặn Cần Giờ. Tính mới của đề tài Dự án này sẽ kết hợp thuỷ văn học và các thí nghiệm thuỷ lực chất lơ lửng, địa hoá thuỷ triều và các chu kỳ sinh hoá của chất dinh dưỡng để làm sáng tỏ các tác động qua lại và các liên kết sơ bộ giữa các quá trình vật lý và sinh hoá.
Khó khăn ở đây là mô tả chính xác sự thay đổi thuỷ lực của các chất lơ lửng trong điều kiện phòng thí nghiệm. Quản lý chất lượng nước và ảnh hưởng bởi hoạt động của các thành phố lớn 2. Tác động của các thành phố lớn đến chất lượng nước Mặc dù sở hữu nguồn tài nguyên nước dồi dào, các nước trong khu vực Đông Nam Á vẫn phải đối diện với áp lực nặng nề do sự gia tăng dân số, đô thị hoá, và biến đổi khí hậu. Sự phát triển kinh tế và đô thị hoá quá nhanh mà không có bất kì kế hoạch phát triển bền vững nào đã dẫn đến sự thất thoát tài nguyên, bao gồm nguồn nước và các nguồn tài nguyên tương tự trong hệ sinh thái.
Nhiều con sông chảy qua các thành phố trong khu vực bị ô nhiễm nghiêm trọng do chất thải sinh hoạt, công nghiệp, và nông nghiệp [5] Các nước trong khu vực Đông Nam Á đang đối mặt với sự khan hiếm nước sạch do khoảng 90% nước thải được đổ trực tiếp ra sông, hồ, và biển [6]. Sự mở rộng công nghiệp và phát triển kinh tế đã dẫn đến nhiều thay đổi không mong muốn cho tài nguyên nước, hệ sinh thái, và môi trường ở nhiều hệ thống sông. Công nghiệp hoá và đô thị hoá phát triển quá nhanh trong khi sự phát triển của các cơ sở hạ tầng xử lý chất thải rắn và nước thải không thể nào theo kịp [7]. Hậu quả là nước thải đô thị chưa được xử lý đi vào môi trường nước, dẫn đến ô nhiễm hữu cơ và chất dinh dưỡng nghiêm trọng, gây ra hiện tượng phú dưỡng.
Đi đôi với sự phát triển đô thị, sự phát triển nông nghiệp thúc đẩy nạn phá rừng và tăng cường sử dụng phân bón. Những thay đổi trong việc sử dụng đất và đô thị hoá tác động trực tiếp đến hàm lượng chất dinh dưỡng trong nước mặt, được đặc trưng bởi sự gia tăng của chúng ở đầu ra của các lưu vực lớn (ví dụ, Sông Mekong ở Châu Á [8]). Quản lý chất lượng nước ở khu vực Đông Nam Á Khu vực Đông Nam Á có nguồn tài nguyên nước dồi dào. Lượng mưa trung bình hàng năm của khu vực tương đương gần 10% lượng mưa trên toàn thế giới và lượng nước tái sinh chiếm gần 12% tổng lượng nước tái sinh trên toàn cầu.
Dù vậy, lượng nước tái sinh ở mỗi quốc gia trong khu vực Đông Nam Á có sự chênh lệch rất lớn (từ 0.6 tỷ m3/năm ở Singapore đến 2,019 tỷ m3/năm ở Indonesia). Nguồn tài nguyên nước 3 dồi dào của khu vực khiến cho lượng nước trên đầu người của các quốc gia trong khu vực khá lớn so trung bình của thế giới (trừ Singapore và Philippines). Với mật độ dân số gần tám nghìn người trên một km2 thì Singapore gánh chịu áp lực rất lớn đối với nguồn tài nguyên nước. Hằng năm, Đông Nam Á thất thoát 4.5% tổng lượng nước tái sinh.
Trong đó, nông nghiệp thất thoát nhiều nhất chiếm 85.5% tổng lượng nước thất thoát, kế đó là công nghiệp 7.8% và sinh hoạt 6. Ảnh hưởng của thành phố Hồ Chí Minh đến sông Sài Gòn Thành phố Hồ Chí Minh được xây dựng từ thế kỷ 17, trên một vùng đồng bằng châu thổ nằm gần các con sông lớn. Trải qua hơn 300 năm phát triển, thành phố ngày càng mở rộng, trở thành một trong những thành phố lớn của khu vực, và là trung tâm kinh tế phía nam Việt Nam với mức tăng trưởng GDP bình quân trên 9% mỗi năm, đóng góp gần 20% GDP cả nước [10]. Thành phố có hệ thống sông ngòi và kênh rạch chằng chịch với chiều dài lên đến 8,000 km, bao phủ gần 33,500 ha, chiếm 16% tổng diện tích toàn thành phố (Hình 2.
Hệ thống sông ngòi và kênh rạch này là nguồn cung cấp nước cho hầu hết các hoạt động của thành phố. Sông Sài Gòn là một trong những con sông chính của thành phố Hồ Chí Minh. Bắt nguồn ở phía đông nam Campuchia, chảy qua Hồ Dầu Tiếng, hồ chứa nước lớn thứ tư Việt Nam với trữ lượng 470–1680 triệu m3. Ở hạ lưu của Hồ Dầu Tiếng, Sông Sài Gòn chảy qua thủ phủ kinh tế thành phố Hồ Chí Minh nơi nó liên kết với hệ thống kênh rạch của thành phố và hợp với Sông Đồng Nai hình thành Sông Nhà Bè chảy qua rừng ngập mặn Cần Giờ và cuối cùng đổ ra Biển Đông.
Cũng như những thành phố lớn khác ở Đông Nam Á, dù nằm ở khu vực có nguồn tài nguyên nước phong phú, thành phố Hồ Chí Minh vẫn thường xuyên thiếu hụt nước sạch vào mùa khô. Trong khi nguồn nước sinh hoạt phụ thuộc chủ yếu vào Sông Đồng Nai và Sông Sài Gòn, chất lượng nước mặt đang trở thành một vấn đề nhức nhối đối với các cơ quan quản lý khi hạn hán diễn ra càng lúc càng nghiêm trọng, hiện tượng xâm nhập mặn ảnh hưởng đến các nhà máy xử lý nước và hiện trạng nước thải công nghiệp và sinh hoạt chưa xử lý đổ trực tiếp ra sông vẫn tiếp tục gia tăng. Mỗi ngày, thành phố Hồ Chí Minh thải ra Sông Sài Gòn và Sông Đồng Nai 200,000 m3 nước thải công nghiệp[11]. Lượng chất dinh dưỡng nitơ (N) và phospho (P) dư 4 thừa từ nước thải là nguyên nhân gây ra hiện tượng phú dưỡng.
Hậu quả là nhiều động vật thuỷ sinh sẽ bị đe doạ bởi sự thiếu oxy và các chất độc sinh ra từ hiện tượng tảo nở hoa. Theo đó, chính quyền Việt Nam đang tăng cường quan tâm đến sự gia tăng rủi ro sụt giảm các nguồn tài nguyên nước và đặc biệt là hiện tượng phú dưỡng của Sông Sài Gòn và khu vực ven biển.1: Bản đồ lưu vực Sông Sài Gòn và các nhánh sông của nó cùng với lãnh thổ địa lý của Thành phố Hồ Chí Minh. Hệ thống sông chịu ảnh hưởng của khí hậu nhiệt đới gió mùa 2. Hệ thống sông ở vùng nhiệt đới Chỉ có 19% diện tích đất trên thế giới nằm ở khu vực nhiệt đới, có khoảng 60.1% diện tích đất chịu tác động của khí hậu nhiệt đới ở Nam Mỹ, 31% ở châu Phi, 16.9% ở Bắc Mỹ như Hình 2.2: Các khu vực nhiệt đới trên thế giới.
Hệ sinh thái thuỷ sinh nhiệt đới có các đặc điểm khí hậu có thể thúc đẩy và đẩy nhanh hiện tượng phú dưỡng. Khí hậu gió mùa ở nhiều quốc gia giữa hai chí tuyến được đặc trưng bởi lượng mưa nhiều ảnh hưởng lớn đến tỷ lệ xói mòn và dòng trầm tích trong sông [12]. Lượng mưa thay đổi theo mùa được thể hiện rõ rệt trong sự chuyển giao giữa mùa khô và mùa mưa hạn chế mạnh chế độ thuỷ văn và quá trình sinh hoá của các con sông nhiệt đới [13]. Hệ sinh thái thuỷ sinh nhiệt đới có các đặc điểm khí hậu có thể thúc đẩy và đẩy nhanh hiện tượng phú dưỡng.
Khí hậu gió mùa ở nhiều quốc gia giữa hai chí tuyến được đặc trưng bởi lượng mưa nhiều ảnh hưởng lớn đến tỷ lệ xói mòn và dòng trầm tích trong sông [12].