CHƯƠNG 1: TONG QUAN NGHIÊN CỨU 1. Tổng quan tình hình nghiên cứu cùng lĩnh vực đề tài trên thế giới Nước là môi trường chính mà thông qua đó Biến đổi khí hậu sẽ làm ảnh hưởng đến sinh thái của Trái Đất, từ đó ảnh hưởng đến sinh kế và cuộc sống của con người. Theo báo cáo của Ủy ban liên chính phủ về Biến đổi khí hậu (IPCC), nhiều chuyên gia đã kết luận rằng “Nước, tính sẵn có và chất lượng của nước sẽ là áp lực và van đề chính với xã hội và môi trường trong bối cảnh biến đổi khí hậu” [25]. Chiến lược thích ứng trong lĩnh vực nước được nêu trong tóm tắt của IPCC dành cho những nhà hoạch định chính sách gồm: mở rộng phạm vi thu nước mưa, kỹ thuật trữ và bảo tồn nước, tái sử dụng nước; khử muối; hiệu quả sử dụng nước và hiệu quả tưới tiêu [25].
Trên thực tế, có rất nhiều giải pháp cấp nước bền vững đã và đang được nghiên cứu và triển khai thành công nhằm thích ứng với biến đổi khí hậu. Một số các đề án tiêu biểu trên thế giới như sau: Khi nhắc đến công nghệ thông minh về nước thì không thể không nhắc đến Singapore. Singapore là một quốc đảo, có nguồn nước ngọt hạn chế, trước đây nước sạch đều được nhập khẩu từ Malaysia. Tuy nhiên, đến nay quốc gia này đã phần nào làm chủ được nguồn nước dé phục vụ cho sản xuất và sinh hoạt.
Bằng việc ứng dụng các giải pháp công nghệ thông minh vào quá trình xử lý và quản lý nguồn nước hiệu qua, Singapore được quốc tế công nhận là thành phố kiểu mẫu về quản lý tổng hợp, là trung tâm hàng đầu về cơ hội kinh doanh và phát triển công nghệ nước [36]. Với đề án “Bốn vòi nước quốc gia” do cơ quan quản lý nguồn nước quốc gia Singapore nghiên cứu và được Chính phủ triển khai, đến nay, quốc đảo này hiện có 5 nhà máy khử mặn nước biển bằng công nghệ thâm thấu ngược và 4 nhà máy sản xuất nước sạch từ nước thải, đáp ứng được khoảng 50% nhu cầu dùng nước của quốc gia này [33]. Nhìn chung, công nghệ xử lý nước của Singapore là bài học quý báu cho các nước trong việc xử lý nước đặc biệt là xử lý nước biển và nước thải trong bối cảnh nguồn nước ngày càng có nguy cơ bị suy giảm trước sự phát triển của kinh tế xã hội, sức ép của việc gia tăng dân sô và những tác động của biên đôi khí hậu. Nhu câu xử lý nước sạch ngày càng gia tăng trên toàn câu trong bôi cảnh hạn hán cùng nguy cơ nguôn nước ô nhiễm ngày càng tăng.
Là một quốc gia đi đầu công lĩnh vực công nghệ xử lý nước, Nhật Bản đã nghiên cứu thành công rất nhiều các công nghệ 5 xử lý tiên tiến và đạt hiệu quả cao. Theo một bai báo, vào năm 2019 công ty Hitachi của Nhật đã xây dựng thành công nhà máy khử mặn lớn nhất Irap với giải pháp công nghệ màng chan sinh học loại bỏ muối, giúp tách muối từ nước biển khi di qua lớp màng này. Nhà máy được xây dựng với công suất đủ cấp nước sinh hoạt cho nửa triệu người mỗi ngày [29]. Thích ứng bằng việc tăng cường sử dụng nước hiệu quả, bằng việc sử dụng các thiết bị tiết kiệm nước.
Cụ thể, tại Châu Âu, các thiết bị tiết kiệm nước được sử dụng thay thế các sản phẩm tiết kiệm nước gồm: máy rửa chén (ít nước hơn 55%), nhà vệ sinh (53%) và máy giặt (32%). Việc thay thé tat cả các thiết bị din dụng tiêu chuẩn bằng các sản phâm hiệu quả hơn giúp giảm lượng nước khoảng 32% [25]. Nhìn chung những giải pháp xử lý công nghệ trên là hoàn toàn phù hợp đối với các quốc gia trước bối cảnh suy giảm nguồn nước trên toàn cầu đang diễn ra. Tuy nhiên, dựa trên những yêu tố khách quan học viên nhận thay rằng, các công nghệ ngày dé áp dụng vào thực tế tại Việt Nam cần có những nghiên cứu và thử nghiệm, đánh giá cụ thể hơn do sự khác biệt về vị trí địa lý, điều kiện tự nhiên và mức độ phát triển đô thị.
Tổng quan tình hình nghiên cứu cùng lĩnh vực đề tài tại Việt Nam Nước là nguồn tài nguyên có hạn, dé bị dé bị ton thương, có vai trò vô cùng quan trọng va cần thiết đối với sự sống, sự phát triển của xã hội. Nước là thành phần tạo nên môi trường sông, quyết định tới sự tồn tại và phát triển của bền vững của một đất nước. Theo đánh giá, Việt Nam là quốc gia có nguồn tài nguyên nước khá phong phú. Hiện nay Việt Nam có 3.450 sông, suối có chiều dài từ 10km trở lên, trong đó có 392 con sông liên tỉnh.
Theo một số nghiên cứu, tài nguyên nước mặt tại Việt Nam có khoảng 830-840 ty m”/năm. Trong đó, có khoảng 63% lượng nước từ nước ngoài chảy vào và chỉ có 37% lượng nước sinh ra từ phần lãnh thổ. Về tài nguyên nước ngầm, hàng năm ước tính khoảng 63 tỷ m3/năm, nhưng phan lớn tập trung ở khu vực Đồng bằng Bắc Bộ, Nam Bộ và khu vực Tây Nguyên. Tài nguyên nước tại Việt Nam không chi phân bố không đều giữa các khu vực ma còn thay đối theo thời gian.
Lượng nước vào các tháng mùa lũ chiếm 70-80% và các tháng mùa khô chỉ chiếm 20-30%. Dưới tác động của con người cùng với việc khai thác các nguồn nước quá mức cho những mục đích khác nhau cùng với đó là sự ảnh hưởng của hiện tượng El Nino tai nguyên nước hiện nay đang bị ảnh hưởng nghiêm trọng cả về chất lượng và trữ lượng. Ngoài những tác động tiêu cực của con người, hiện tượng El Nino cũng tác động nghiêm trọng đến nguồn nước gây ảnh hưởng tới hệ thống cấp nước. El Nino làm thay đổi chu trình của mưa, gây hạn hán thiếu nước trầm trọng.
Theo thống kê, năm 2023 được xem là năm biểu hiện rõ nhất của hiện tượng thời tiết này. Theo số liệu của Trung tâm dự báo khí tượng Thủy văn Quốc gia, trong điều kiện El Nino, nhiệt độ trung bình các tháng trên cả nước đều cao hơn bình thường. Vào tháng 5 mức nhiệt ghi nhận đạt kỷ lục nhất trong lịch sử Việt Nam [35]. Biến đôi khí hậu trong những năm gần đây diễn ra ngày càng phức tạp.
Trước tình hình đó, Chính phủ Việt Nam đã và đang có nhiều chính sách trong công tác ứng phó, giảm thiểu và thích ứng với biến đồi khí hậu, bằng việc lồng ghép các quy định về bao vệ nguồn nước, xây dựng Luật Biến đổi khí hau,. Đối với cấp nước, trong những năm qua cũng đã và đang được Chính phủ và các địa phương quan tâm nhiều hơn. Cụ thể: Khu vực Đồng băng sông Cửu Long được đánh giá là khu vực chịu nhiều ảnh hưởng của Biến đổi khí hậu nhất tại Việt Nam, đặc biệt trong những năm vừa qua tình trạng hạn mặn diễn biến ngày càng phức tap và bat thường hơn, gây ảnh hưởng nghiêm trọng tới việc cấp nước sạch cho người dân. Theo báo cáo của Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn, vào mùa hạn năm 2019 -2020, có đến 96.000 hộ gia đình [4] thiếu nước sạch do ảnh hưởng của hạn mặn.
Trước tình hình đó, Trung tâm Quốc gia Nước sạch và Vệ sinh môi trường nông thôn đã triển khai thực hiện đề án “Công trình trữ nước và hệ thống cấp nước sinh hoạt tại vùng có nguồn nước bị ô nhiễm, vùng khan hiếm nước, vùng ảnh hưởng xâm nhập mặn” cấp nước cho các vùng hải đảo, vùng khan hiếm nước, hạn mặn, hạn hán, ô nhiễm nguồn nước tại 7 tinh của Đồng bằng sông Cửu Long giúp giải quyết vấn đề thiếu nước sạch cho khoảng 130.000 hộ dân, dây chuyền công nghệ xử lý nước truyền thống, nguồn nước khai thác là nước mặt và nước ngầm. Theo một nghiên cứu khác của GS.TS Nguyễn Việt Anh cùng nhóm tác giả với đề tài “Nghiên cứu, đề xuất giải pháp thu gom và tái chế sử dụng nước mưa bền vững cho các đô thị Việt Nam”. Trong báo cáo của đề tài đã đưa ra 2 mô hình thử nghiệm thu gom và tái sử dụng nước mưa với mục đích cấp nước cho sản xuất và sinh hoạt [1]. Cả 2 mô hình đều có các công đoạn xử lý gần giống nhau, điểm khác biệt giữa 2 mô hình này đó là đối với mô hình xử ly nước phục vụ cho sinh hoạt sé sử dụng thêm mang lọc MF va có bước khử trùng bằng Ozon sau lọc.
Tuy nhiên, theo đánh giá 2 mô hình này còn khá mới và chưa được ứng dụng nhiều trong thực tế do chi phí vận hành cao. Tai Phú Quốc, trước tinh trạng khan hiếm và nguy cơ nguồn nước bi 6 nhiễm, cùng với đó trong những năm gần đây, Phú Quốc cũng chịu nhiều ảnh hưởng của biến đôi khí hậu và tác động trực tiếp tới nguồn nước. Do đó, tại Phú Quốc cũng đã và đang triển khai một số đề án, nghiên cứu có liên quan đến tài nguyên nước, cấp nước và thoát nước thải. Tuy nhiên, hiện nay các đề án này gần như chỉ đang trong giai đoạn nghiên cứu.
Tiêu biểu phải kế đến đề án “Cấp nước tại Phú Quốc” triển khai năm 2015 do JICA tài trợ, đề án đưa ra một số định hướng, giải pháp trong cấp nước tại Phú Quốc gồm hồ chứa, trạm xử lý và đường ông phân phối nước sạch và đã chỉ ra rằng hệ thống cấp, thoát nước của Phú Quốc hiện đang rất hạn chế [15]. Tuy nhiên, trong đề án chưa tính tới yêu tố biến đổi khí hậu cho Phú Quốc, phạm vi nghiên cứu của dự án còn khá hạn chế chủ yếu là khu vực đô thị. Bên cạnh đó, trong đề án cũng chưa nêu rõ được lý do lựa chọn giải pháp công nghệ xử lý. Gần đây nhát là đề án “Quan lý nước bền vững Phú Quốc” thực hiện năm 2020 do Ngân hàng Thế giới tài trợ và do Công ty Cổ phan Nước và Môi trường Việt Nam lập báo cáo.
Mục tiêu của đề án thông qua việc triển khai thực hiện các hoạt động quản lý bền vững các lĩnh vực cấp nước, giảm thiểu ngập lụt, thu gom va xử lý nước thải, quản lý chất thải răn, bảo vệ sinh thái cho Phú Quốc [§]. Đề án đã đưa ra các giải pháp về hồ chứa, công nghệ, hệ thống đường ống cấp nước, công nghệ xử lý nước thải, nhu cầu dùng nước của Phú Quốc đến các giai đoạn và có đưa ra kịch bản của Biến đổi khí hậu.