Nghiên cứu đặc điểm ô nhiễm chất hữu cơ trong nước sông một số thành phố lớn miền bắc và đề xuất giải pháp giảm thiểu ô nhiễm môi trường

Nghiên cứu ô nhiễm chất hữu cơ nước sông miền Bắc: Phân tích đặc điểm ô nhiễm tại các thành phố lớn và đề xuất giải pháp giảm thiểu ô nhiễm môi trường hiệu quả.

• Tác giả: Lương Duy Hanh
• Người hướng dẫn: GS. Nguyễn Mạnh Khải
• Trường học: Trường Đại Học Khoa Học Tự Nhiên
• Chuyên ngành: Khoa Học Môi Trường
• Đề tài: Nghiên Cứu Đặc Điểm Ô Nhiễm Chất Hữu Cơ Trong Nước Sông Một Số Thành Phố Lớn Miền Bắc Và Đề Xuất Giải Pháp Giảm Thiểu Ô Nhiễm Môi Trường
• Loại tài liệu: Luận Án Tiến Sĩ
• Năm xuất bản: 2024
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CẢM ƠN
• 1. MỤC LỤC
• 2. DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT
• 3. DANH MỤC CÁC BẢNG
• 4. DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ
• 5. DANH MỤC CÁC PHỤ LỤC
• 6. TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU
• 6.1. Sông nội đô và vai trò của chúng trong hệ thống thoát nước
• 6.1.1. Khái quát về sông nội đô trên thế giới và ở Việt Nam
• 6.1.2. Chức năng và vai trò của SNĐ ở Việt Nam
• 6.1.3. Tổng quan về ô nhiễm CHC trong nước SNĐ và trong trầm tích
• 6.1.4. Phân loại các hợp CHC trong môi trường nước
• 6.1.5. Ô nhiễm CHC trong nước sông và ảnh hưởng đến môi trường
• 6.1.6. Ô nhiễm trong trầm tích SNĐ và HTTN đô thị
• 6.1.7. Các giải pháp xử lý, giảm thiểu ô nhiễm CHC trong nước SNĐ
• 6.1.8. Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước
• 6.1.9. Các phương pháp xử lý CHC trong nước thải, nước SNĐ
• 6.1.10. Một số giải pháp BVMT tại các LVS khu vực nghiên cứu
• 6.1.11. Một số nhận xét, đánh giá tổng quan và lựa chọn nội dung, địa điểm nghiên cứu về SNĐ khu vực miền Bắc của Việt Nam
• 7. NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 7.1. Sơ đồ nghiên cứu của luận án
• 7.2. Nội dung nghiên cứu
• 7.2.1. Điều tra, khảo sát, đánh giá đặc điểm HTTN đô thị tại một số thành phố lớn khu vực miền Bắc của Việt Nam, trong đó tập trung nghiên cứu đặc điểm HTTN đô thị của một số thành phố thuộc LVS Nhuệ - sông Đáy và LVS Cầu
• 7.2.2. Đánh giá hiện trạng chất lượng nước SNĐ và nước sông, kênh thoát nước tại một số thành phố: Hà Nội, Phủ Lý, Bắc Ninh và Hải Dương
• 7.2.3. Nghiên cứu, đánh giá đặc điểm ô nhiễm CHC trong nước SNĐ, trong đó tập trung nghiên cứu, đánh giá các SNĐ của TP.
• 7.2.4. Nghiên cứu, đánh giá các giải pháp giảm thiểu ô nhiễm nước SNĐ dựa trên tiêu chí lựa chon công nghệ xử lý ô nhiễm nước SNĐ một số thành phố lớn khu vực miền Bắc của Việt Nam; lấy nước Tô Lịch, TP. Hà Nội làm thí nghiệm.
• 7.2.5. Nghiên cứu, đề xuất giải pháp kỹ thuật xử lý ô nhiễm CHC trong nước SNĐ
• 7.3. Phương pháp nghiên cứu
• 7.3.1. Phương pháp tham vấn chuyên gia
• 7.3.2. Phương pháp thừa kế có chọn lọc
• 7.3.3. Phương pháp thống kê và thu thập tài liệu
• 7.3.4. Phương pháp điều tra thực địa
• 7.3.5. Phương pháp lấy mẫu và phân tích phòng thí nghiệm
• 7.3.6. Phương pháp thực nghiệm xây dựng các quy trình thí nghiệm xử lý ô nhiễm CHC trong nước SNĐ
• 8. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN
• 8.1. Đặc điểm hệ thống thoát nước đô thị tại một số thành phố lớn khu vực miền Bắc của Việt Nam
• 8.1.1. Đặc điểm HTTN đô thị TP.
• 8.1.2. Đặc điểm HTTN đô thị TP.
• 8.1.3. Đặc điểm HTTN đô thị TP.
• 8.1.4. Đặc điểm HTTN đô thị TP.
• 8.1.5. Nhận xét, đánh giá về đặc điểm HTTN đô thị và SNĐ tại một số thành phố lớn khu vực miền Bắc của Việt Nam
• 8.2. Hiện trạng chất lượng nước SNĐ và nước sông, kênh thoát nước tại một số thành phố lớn khu vực miền Bắc của Việt Nam
• 8.2.1. Chất lượng nước SNĐ khu vực trung tâm TP.
• 8.2.2. Chất lượng nước mặt khu vực TP.
• 8.2.3. Chất lượng nước mặt khu vực ven đô TP.
• 8.2.4. Chất lượng nước SNĐ khu vực trung tâm TP.
• 8.2.5. Nhận xét, đánh giá về chất lượng nước SNĐ và nước sông, kênh thoát nước tại một số thành phố lớn khu vực miền Bắc của Việt Nam
• 8.3. Đặc điểm ô nhiễm CHC trong nước SNĐ
• 8.3.1. Sự phân bố CHC trong nước sông giữa tầng mặt và tầng đáy
• 8.3.2. Các thông số ô nhiễm đặc trưng trong nước SNĐ
• 8.4. Nghiên cứu đề xuất giải pháp quản lý và kỹ thuật giảm thiểu ô nhiễm CHC trong nước SNĐ một số thành phố lớn khu vực miền Bắc của Việt Nam
• 8.4.1. Các giải pháp quản lý giảm thiểu ô nhiễm nước SNĐ
• 8.4.2. Giải pháp kỹ thuật giảm thiểu ô nhiễm CHC trong nước SNĐ
• 8.4.3. Đề xuất giải pháp kỹ thuật giảm thiểu ô nhiễm CHC trong nước SNĐ
• 9. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• 10. DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC CỦA TÁC GIẢ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN
• TÀI LIỆU THAM KHẢO
• PHỤ LỤC

Tóm tắt

I. Tổng Quan Nghiên cứu ô nhiễm hữu cơ sông miền Bắc 55 ký tự

Việt Nam đang hướng tới mục tiêu phát triển kinh tế - xã hội bền vững, kéo theo quá trình đô thị hóa nhanh chóng. Điều này dẫn đến nhu cầu sử dụng nước sạch tăng cao, đồng thời gia tăng lượng nước thải sinh hoạt (NTSH), nước thải bệnh viện (NTBV) và nước thải sản xuất (NTSX). Tại các khu đô thị, phần lớn lượng nước thải này chưa được xử lý đúng quy chuẩn trước khi xả ra các nguồn tiếp nhận, gây ô nhiễm môi trường nước mặt, đặc biệt là ô nhiễm chất hữu cơ sông miền Bắc. Nguồn gây ô nhiễm rất đa dạng và khó kiểm soát. Nghiên cứu này tập trung vào các sông nội đô (SNĐ), vốn đã trở thành kênh thoát nước cấp I, như các sông Tô Lịch, Kim Ngưu, Lừ, Sét (Hà Nội), sông Hào Thành, Sặt, kênh T2 (Hải Dương) đang bị ô nhiễm nghiêm trọng.

Theo luận án, các sông nội đô ngoài chức năng điều hòa, tiêu thoát úng còn đóng vai trò như sông thoát nước thải đô thị.

1.1. Vai trò của sông nội đô trong hệ thống thoát nước đô thị

Sông nội đô (SNĐ) đóng vai trò quan trọng trong hệ thống thoát nước đô thị, đặc biệt ở các thành phố lớn. SNĐ không chỉ là kênh dẫn nước mưa và nước thải mà còn có chức năng điều hòa dòng chảy, giảm thiểu nguy cơ ngập úng. Tuy nhiên, do quá trình đô thị hóa nhanh chóng, SNĐ đang phải đối mặt với áp lực lớn từ ô nhiễm, đặc biệt là ô nhiễm chất hữu cơ. Do đó, việc nghiên cứu và đề xuất các giải pháp giảm thiểu ô nhiễm là vô cùng cần thiết để bảo vệ nguồn nước và cải thiện môi trường sống.

1.2. Tầm quan trọng của nghiên cứu ô nhiễm chất hữu cơ trong nước sông

Nghiên cứu về ô nhiễm chất hữu cơ trong nước sông có vai trò quan trọng trong việc đánh giá và bảo vệ chất lượng nguồn nước. Chất hữu cơ, với các thông số như BOD, COD, TOC, ảnh hưởng trực tiếp đến sự sống của các loài sinh vật thủy sinh và sức khỏe con người. Việc xác định nguồn gốc, thành phần và mức độ ô nhiễm chất hữu cơ giúp đưa ra các giải pháp xử lý và phòng ngừa hiệu quả. Đồng thời, nghiên cứu này cũng cung cấp cơ sở khoa học cho việc xây dựng các chính sách và quy định về quản lý và bảo vệ nguồn nước.

II. Vấn Đề Nhức Nhối Ô nhiễm hữu cơ sông kênh miền Bắc 59 ký tự

Mặc dù nhiều địa phương đã đầu tư xây dựng hệ thống thu gom và xử lý nước thải (XLNT) đô thị tập trung, nhưng vẫn chưa đáp ứng đủ yêu cầu. Hầu hết các dòng sông vẫn đang bị ô nhiễm nặng do: khối lượng nước thải lớn; hệ thống thu gom chưa triệt để; tải lượng ô nhiễm các thành phần hữu cơ, vô cơ và VSV lớn; đầu tư còn hạn chế và mới chỉ tập trung vào xử lý cuối đường ống. Các sông nội đô ở trung tâm đô thị như Hà Nội, Hải Dương có màu đen đậm, hàm lượng CHC cao, bốc mùi hôi thối và gây ảnh hưởng trực tiếp đến vệ sinh môi trường, cảnh quan và sức khoẻ cộng đồng. Theo nghiên cứu, vẫn còn khoảng trên 60% NTSH của Hà Nội chưa được thu gom xử lý đạt QCVN. Trong nước sông tồn tại các CHC có nguồn gốc tự nhiên và nhân tạo.

2.1. Thực trạng ô nhiễm hữu cơ tại các sông chính ở miền Bắc

Các sông chính ở miền Bắc, như sông Hồng, sông Thái Bình, sông Nhuệ, sông Đáy, đang đối mặt với tình trạng ô nhiễm chất hữu cơ nghiêm trọng. Nguồn ô nhiễm chủ yếu đến từ nước thải sinh hoạt, nước thải công nghiệp và hoạt động nông nghiệp. Mức độ ô nhiễm vượt quá tiêu chuẩn cho phép, gây ảnh hưởng đến chất lượng nước, hệ sinh thái và sức khỏe cộng đồng. Cần có các biện pháp khẩn cấp để cải thiện tình trạng này, bao gồm việc tăng cường xử lý nước thải và kiểm soát nguồn ô nhiễm.

2.2. Ảnh hưởng của hệ thống thoát nước đô thị đến ô nhiễm hữu cơ

Hệ thống thoát nước đô thị đóng vai trò quan trọng trong việc quản lý nước thải và giảm thiểu ô nhiễm. Tuy nhiên, hệ thống thoát nước chưa hoàn thiện hoặc không được bảo trì đúng cách có thể gây ra tình trạng ô nhiễm nghiêm trọng, đặc biệt là ô nhiễm chất hữu cơ. Việc xây dựng và nâng cấp hệ thống thoát nước, kết hợp với các biện pháp xử lý nước thải tại nguồn, là giải pháp quan trọng để giảm thiểu ô nhiễm và bảo vệ nguồn nước.

III. Bí Quyết Phương Pháp Xử Lý Ô Nhiễm Chất Hữu Cơ 56 ký tự

Để đánh giá mức độ ô nhiễm các CHC trong nước, thường thông qua các thông số TOC (Tổng lượng carbon hữu cơ), COD (nhu cầu oxi hóa học) và BOD (nhu cầu oxi hóa sinh học). Hiện nay, có nhiều nghiên cứu trong và ngoài nước đưa ra giải pháp XLNT đô thị tập trung hiệu quả, phù hợp với đặc điểm tự nhiên của từng vùng và từng đô thị. Phương pháp sinh học hiếu khí là một phương pháp cho hiệu quả xử lý cao, phù hợp với các nguồn thải có chứa hàm lượng các CHC cao, đặc biệt là CHC dễ bị phân hủy sinh học. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình XLNT bằng phương pháp sinh học gồm: nhiệt độ, pH, nồng độ muối hòa tan, hàm lượng cặn lơ lửng, hàm lượng oxi hòa tan, kim loại nặng, chất dinh dưỡng và vi lượng.

3.1. Sử dụng phương pháp sinh học hiếu khí để xử lý ô nhiễm

Phương pháp sinh học hiếu khí là một giải pháp hiệu quả để xử lý ô nhiễm chất hữu cơ trong nước sông. Quá trình này sử dụng vi sinh vật để phân hủy các chất hữu cơ có trong nước thải, giúp làm sạch nguồn nước. Các yếu tố như nhiệt độ, pH, và hàm lượng oxy hòa tan cần được kiểm soát để đảm bảo hiệu quả xử lý tối ưu. Phương pháp này đặc biệt phù hợp với các nguồn thải chứa hàm lượng chất hữu cơ cao và dễ phân hủy.

3.2. Các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu quả xử lý sinh học hiếu khí

Hiệu quả của phương pháp sinh học hiếu khí phụ thuộc vào nhiều yếu tố, bao gồm: nhiệt độ, pH, nồng độ muối hòa tan, hàm lượng cặn lơ lửng, hàm lượng oxy hòa tan, kim loại nặng, chất dinh dưỡng và vi lượng. Việc kiểm soát và tối ưu hóa các yếu tố này là rất quan trọng để đảm bảo quá trình xử lý diễn ra hiệu quả. Ví dụ, nhiệt độ quá cao hoặc quá thấp có thể làm giảm hoạt động của vi sinh vật, trong khi pH không phù hợp có thể ức chế quá trình phân hủy.

IV. Hướng Dẫn Giải Pháp Quản Lý và Kỹ Thuật Giảm Ô Nhiễm 60 ký tự

Ở các quốc gia đang phát triển như Việt Nam, việc đầu tư riêng hệ thống thu gom và XLNT đô thị tập trung chỉ phù hợp đối với các đô thị, khu dân cư mới. Đối với các đô thị cũ thường phải kết hợp nhiều giải pháp tổng hợp để giảm thiểu và xử lý ô nhiễm nước thải đô thị như: giải pháp giảm thiểu và kiểm soát ô nhiễm tại nguồn; giải pháp thu gom (hệ thống thu gom nước thải riêng, nửa riêng) và trạm XLNT tập trung; giải pháp XLNT phân tán kết hợp với công trình XLNT trực tiếp trên lòng SNĐ (sục khí cưỡng bức) và các giải pháp xử lý khác. Công trình XLNT trực tiếp trên lòng SNĐ phụ thuộc nhiều vào quá trình cung cấp oxi cho quá trình oxi hóa sinh hóa CHC trong nước, làm tăng khả năng tự làm sạch của các dòng sông.

4.1. Kiểm soát ô nhiễm tại nguồn và thu gom nước thải hiệu quả

Kiểm soát ô nhiễm tại nguồn là một giải pháp quan trọng để giảm thiểu ô nhiễm chất hữu cơ trong nước sông. Điều này bao gồm việc áp dụng các biện pháp xử lý nước thải tại các nhà máy, khu dân cư và trang trại. Đồng thời, việc xây dựng hệ thống thu gom nước thải hiệu quả, bao gồm cả hệ thống riêng và hệ thống nửa riêng, cũng là rất quan trọng để ngăn chặn nước thải chưa qua xử lý xả trực tiếp vào sông.

4.2. Ứng dụng công nghệ sục khí cưỡng bức trên sông nội đô

Công nghệ sục khí cưỡng bức là một giải pháp hiệu quả để tăng cường quá trình tự làm sạch của sông nội đô. Bằng cách cung cấp oxy cho nước sông, công nghệ này thúc đẩy quá trình phân hủy chất hữu cơ bởi vi sinh vật, giúp cải thiện chất lượng nước. Tuy nhiên, việc áp dụng công nghệ này cần được nghiên cứu kỹ lưỡng để đảm bảo hiệu quả và không gây tác động tiêu cực đến hệ sinh thái sông.

V. Kết quả Nghiên cứu giảm thiểu ô nhiễm hữu cơ sông 57 ký tự

Nghiên cứu đã đánh giá đặc điểm HTTN đô thị và vai trò của SNĐ trong HTTN tại một số thành phố lớn khu vực miền Bắc. Đồng thời, đánh giá được hiện trạng môi trường nước SNĐ và đặc điểm ô nhiễm CHC. Nghiên cứu cũng đề xuất giải pháp quản lý và kỹ thuật giảm thiểu ô nhiễm CHC trong nước SNĐ, bảo đảm cân bằng sinh thái và phù hợp với điều kiện thực tế. Các giải pháp này bao gồm kiểm soát nguồn thải, cải thiện hệ thống thu gom nước thải, và ứng dụng các công nghệ xử lý nước thải tiên tiến.

Luận án của Lương Duy Hanh nhấn mạnh sự cần thiết phải có một cách tiếp cận toàn diện để giải quyết vấn đề ô nhiễm chất hữu cơ trong các sông nội đô ở miền Bắc Việt Nam.

5.1. Đánh giá tác động của các giải pháp giảm thiểu ô nhiễm

Để đánh giá hiệu quả của các giải pháp giảm thiểu ô nhiễm chất hữu cơ trong nước sông, cần thực hiện các nghiên cứu đánh giá tác động. Các nghiên cứu này cần xem xét các yếu tố như mức độ giảm ô nhiễm, chi phí thực hiện, và tác động đến hệ sinh thái và sức khỏe cộng đồng. Kết quả đánh giá sẽ giúp điều chỉnh và hoàn thiện các giải pháp, đảm bảo chúng mang lại hiệu quả cao nhất.

5.2. Xây dựng mô hình quản lý chất lượng nước sông bền vững

Để đảm bảo chất lượng nước sông được duy trì trong dài hạn, cần xây dựng một mô hình quản lý chất lượng nước bền vững. Mô hình này cần bao gồm các yếu tố như kiểm soát nguồn ô nhiễm, xử lý nước thải, bảo vệ hệ sinh thái sông, và sự tham gia của cộng đồng. Đồng thời, cần có các chính sách và quy định rõ ràng để đảm bảo mô hình được thực hiện hiệu quả.

VI. Tương Lai Tiếp Cận Mới Cho Sông Sạch Miền Bắc 56 ký tự

Việc nghiên cứu làm rõ cơ sở khoa học của giải pháp XLNT đô thị trực tiếp trên các SNĐ phù hợp với đặc điểm HTTN của một số thành phố lớn khu vực miền Bắc là yêu cầu thực tiễn cấp thiết. Cần tiếp tục nghiên cứu và phát triển các công nghệ xử lý nước thải tiên tiến, phù hợp với điều kiện kinh tế - xã hội của Việt Nam. Đồng thời, cần tăng cường hợp tác giữa các nhà khoa học, nhà quản lý, và cộng đồng để giải quyết vấn đề ô nhiễm nước sông. Mục tiêu cuối cùng là xây dựng các dòng sông sạch, góp phần vào sự phát triển bền vững của đất nước.

Luận án đề xuất giải pháp kỹ thuật xử lý ô nhiễm CHC trong nước SNĐ dựa trên các nghiên cứu thực nghiệm.

6.1. Phát triển công nghệ xử lý nước thải tiên tiến và bền vững

Để giải quyết vấn đề ô nhiễm nước sông hiệu quả, cần tập trung vào việc phát triển và ứng dụng các công nghệ xử lý nước thải tiên tiến và bền vững. Các công nghệ này cần có khả năng xử lý hiệu quả các chất ô nhiễm, đồng thời tiết kiệm năng lượng và tài nguyên. Ngoài ra, cần chú trọng đến việc tái sử dụng nước thải sau xử lý để giảm áp lực lên nguồn nước.

6.2. Tăng cường hợp tác để bảo vệ nguồn nước sông

Bảo vệ nguồn nước sông là một nhiệm vụ phức tạp, đòi hỏi sự hợp tác chặt chẽ giữa các bên liên quan, bao gồm nhà khoa học, nhà quản lý, doanh nghiệp và cộng đồng. Cần có các cơ chế hợp tác hiệu quả để chia sẻ thông tin, kinh nghiệm và nguồn lực, nhằm đạt được mục tiêu bảo vệ và phục hồi chất lượng nước sông.

Nội dung chính

Tổng quan về luận án

Quá trình đô thị hóa và hiện đại hóa nhanh chóng tại khu vực đồng bằng Bắc Bộ đã tạo ra áp lực khổng lồ lên hạ tầng tiêu thoát nước và môi trường nước mặt. Tại các đô thị lớn, hệ thống thoát nước (HTTN) lịch sử chủ yếu là hệ thống cống chung cho cả nước mưa, nước thải sinh hoạt (NTSH), nước thải bệnh viện (NTBV) và nước thải sản xuất (NTSX). Do công suất thu gom và xử lý nước thải (XLNT) tập trung còn hạn chế, các con sông nội đô (SNĐ) tự nhiên vốn đóng vai trò điều hòa sinh thái, vi khí hậu và cảnh quan đã bị chuyển đổi công năng thành những kênh dẫn nước thải cấp I. Đề tài luận án tiến sĩ chuyên ngành Khoa học Môi trường (mã số: 9440301.01) do tác giả Lương Duy Hanh thực hiện dưới sự hướng dẫn khoa học của GS. Nguyễn Mạnh Khải và PGS. Nguyễn Xuân Hải mang tên: "Nghiên cứu đặc điểm ô nhiễm chất hữu cơ trong nước sông một số thành phố lớn miền Bắc và đề xuất giải pháp giảm thiểu ô nhiễm môi trường" đã được thực hiện nhằm giải quyết trực tiếp thách thức cấp bách mang tính liên vùng này.

Khoảng trống nghiên cứu (research gap) cốt lõi mà luận án tập trung giải quyết là sự thiếu hụt các dữ liệu định lượng có hệ thống về cấu trúc phân bố không gian đa tầng (tầng mặt - tầng đáy - lớp bùn trầm tích) của các nhóm chất hữu cơ (CHC) đặc thù. Phần lớn các công trình trước đây chỉ quan trắc các chỉ tiêu tổng hợp như BOD5, COD một cách đơn lẻ mà chưa bóc tách cụ thể các thành phần hữu cơ phức tạp như hợp chất carbon hữu cơ (OCC: gluxit, humic, fulvic), hợp chất hữu cơ chứa nitơ (ONC: protein), hydrocacbon thơm đa vòng ngưng tụ (PAHs), chất hoạt động bề mặt và dư lượng thuốc kháng sinh tồn lưu. Đồng thời, mối liên kết động học giữa sự suy giảm oxy hòa tan (DO) tầng đáy với quá trình khử sunfat hình thành khí độc hydro sunfua (H2S) chưa được làm sáng tỏ trên quy mô lưu vực.

Để giải quyết khoảng trống đó, luận án thiết lập hệ thống câu hỏi nghiên cứu và giả thuyết khoa học:

• Câu hỏi nghiên cứu 1 (RQ1): Đặc điểm cấu trúc HTTN và tải lượng các nguồn thải đô thị tác động như thế nào đến sự biến đổi chất lượng nước SNĐ theo không gian và thời gian tại các đô thị nghiên cứu?
• Câu hỏi nghiên cứu 2 (RQ2): Mức độ phân hóa và quy luật phân bố của các nhóm CHC hòa tan, không tan, dễ phân hủy và bền vững giữa tầng mặt, tầng đáy và trầm tích diễn ra theo cơ chế nào?
• Câu hỏi nghiên cứu 3 (RQ3): Giải pháp kỹ thuật sục khí cưỡng bức trên lòng sông (in-situ aeration) kết hợp với công nghệ oxy hóa nâng cao có khả năng kích hoạt lại quá trình tự làm sạch tự nhiên của SNĐ ở mức độ nào?
• Giả thuyết nghiên cứu 1 (H1): Sự phân tầng thiếu khí (anoxic/anaerobic stratification) nghiêm trọng tại tầng đáy SNĐ là nguyên nhân chính thúc đẩy sự phát triển của vi sinh vật kỵ khí sinh H2S, làm suy thoái khả năng tự làm sạch tự nhiên của dòng sông.
• Giả thuyết nghiên cứu 2 (H2): Việc kiểm soát động học oxy hóa thông qua hệ thống sục khí cưỡng bức phân tầng U-Tube kết hợp kiểm soát tải lượng ô nhiễm hữu cơ sẽ tạo ra bước chuyển pha oxy hóa khử (redox potential shift), nâng cao hiệu suất phân hủy COD, TOC và ức chế triệt để quá trình sinh khí độc.

Khung lý thuyết của nghiên cứu được xây dựng trên nền tảng tích hợp giữa Mô hình tự làm sạch dòng chảy (Streeter-Phelps Dissolved Oxygen Sag Model), Động học oxy hóa sinh hóa chất hữu cơ (Biochemical Oxygen Demand Kinetics) và Lý thuyết các quá trình oxy hóa nâng cao (Advanced Oxidation Processes - AOPs). Đóng góp đột phá của luận án được thể hiện qua các số liệu định lượng cụ thể: xác định được tổng tải lượng ô nhiễm xả vào các SNĐ điển hình (sông Tô Lịch tiếp nhận tới 96,3 tấn COD/ngày, 45,7 tấn BOD5/ngày và 11,5 tấn N/ngày), chứng minh sự tồn tại của lớp màng sunfua hoạt tính trong trầm tích dày 400 µm chi phối phản ứng sinh khí H2S, đồng thời phát triển thiết kế hệ thống sục khí U-Tube đa mô đun trên lòng sông giúp phục hồi DO tầng đáy đạt trên 4,0 mg/L.

Phạm vi nghiên cứu bao quát 04 đô thị trọng điểm vùng kinh tế trọng điểm Bắc Bộ thuộc hai lưu vực sông (LVS) chính: LVS Nhuệ - Đáy (TP. Hà Nội, TP. Phủ Lý - tỉnh Hà Nam) và LVS Cầu (TP. Bắc Ninh - tỉnh Bắc Ninh, TP. Hải Dương - tỉnh Hải Dương). Dữ liệu HTTN được thu thập trong giai đoạn 2005 - 2019; hệ thống mẫu quan trắc thực địa chuyên sâu gồm 158 mẫu nước mặt (phân tầng mặt và đáy) qua 2 mùa mưa - khô (năm 2016, 2017 và tháng 3/2019) cùng 21 mẫu trầm tích đáy, tạo nên bộ cơ sở dữ liệu môi trường có độ tin cậy khoa học cao.

Literature Review và Positioning

Tổng quan y văn quốc tế và trong nước về ô nhiễm nước sông đô thị cho thấy sự tiến hóa qua ba dòng nghiên cứu chính:

1. Dòng nghiên cứu động thái ô nhiễm và phân vùng chất lượng nước: Khởi nguồn từ mô hình kinh điển của Streeter và Phelps (1925) về đường cong suy giảm oxy hòa tan trong môi trường nước tiếp nhận chất hữu cơ, các nghiên cứu hiện đại của Chu Anh Đào, Phạm Mạnh Cổn và Nguyễn Mạnh Khải (2010), Phạm Mạnh Cổn và cs. (2013) đã khẳng định nước mặt nội thành Hà Nội bị quá tải nghiêm trọng chất hữu cơ và dinh dưỡng nhân sinh, với COD dao động từ 7 - 60 mg/L, Tổng N từ 2,7 - 15,6 mg/L, Tổng P từ 0,13 - 0,71 mg/L. Nghiên cứu của Nguyễn Hữu Huấn (2014) bổ sung chi tiết quan trọng về vai trò của trầm tích sông Tô Lịch trong việc tái phát tán ô nhiễm thứ cấp khi chứa tải lượng hữu cơ cao và lớp màng sinh học đáy hoạt tính.
2. Dòng nghiên cứu công nghệ xử lý sinh học nước thải đô thị: Trần Thị Việt Nga và cs. (2012) chứng minh hiệu quả của màng vi lọc sinh học (MBR) đạt hiệu suất khử CHC > 90% không cần hóa chất trợ lắng. Đặng Hạ và Đào Vĩnh Lộc (2014) ứng dụng công nghệ giá thể bơi (SWIM-BED) với thời gian lưu nước (HRT) 6,5 - 10 giờ cho hiệu suất xử lý COD đạt từ 74,1% đến 80,1%. Trương Thanh Cảnh và cs. (2006) ứng dụng công nghệ lọc bùn ngược dòng kết hợp thiếu khí - hiếu khí (USBF) đạt hiệu suất xử lý COD 85% và BOD5 90%. Phạm Khánh Huy và cs. (2012) khai thác thực vật thủy sinh (bèo lục bình) đạt hiệu suất xử lý hữu cơ 70%.
3. Dòng nghiên cứu công nghệ xử lý chất hữu cơ vi lượng và ô nhiễm khó phân hủy: Johannes A. và cs. (2015) đã chỉ ra vai trò của quá trình keo tụ kết hợp hấp phụ than hoạt tính dạng bột trong việc loại bỏ các vi chất hữu cơ và acid humic. Carlos M. (2016) tại Brazil thiết lập mô hình kết hợp kỵ khí - hiếu khí với tỷ lệ COD/NO3--N = 10 và HRT 15 giờ để xử lý đồng thời chất hữu cơ và nitơ. Chen T. và cs. (2016) tại Trung Quốc phát triển công nghệ lọc sinh học sục khí ngược dòng một phần (U-PABF). Steven D. (2016) tại Úc qua phân tích tổng hợp đã so sánh các công nghệ xử lý chất hữu cơ vi lượng, chỉ ra rằng bùn hoạt tính truyền thống có hiệu quả khử vi lượng thấp, trong khi hệ thống mương oxy hóa và màng lọc đem lại hiệu suất cao hơn nhưng đòi hỏi chi phí đầu tư lớn.

Hướng tiếp cận nghiên cứu / Công trình tiêu biểu	Đối tượng & Phạm vi nghiên cứu	Công nghệ / Phương pháp chính	Hiệu suất / Kết quả then chốt	Hạn chế / Khoảng trống khoa học
Streeter & Phelps (1925); Chu Anh Đào và cs. (2010)	Động học tự làm sạch sông tự nhiên; Nước mặt nội thành Hà Nội	Mô hình toán suy giảm DO; Quan trắc hóa lý nguồn nước mặt	COD: 7 - 60 mg/L; Tổng N: 2,7 - 15,6 mg/L; Tổng P: 0,13 - 0,71 mg/L	Chưa phân tích chi tiết các nhóm hữu cơ bền, PAHs, kháng sinh và phân tầng DO đáy
Trần Thị Việt Nga và cs. (2012); Carlos M. (2016)	Nước thải đô thị tập trung tại Việt Nam & Brazil	Màng MBR (công suất 5 - 10 L/h); Kỵ khí - hiếu khí (COD/NO3--N = 10)	Khử CHC > 90%; Loại bỏ đồng thời COD và N ổn định ở HRT = 15h	Đòi hỏi trạm xử lý tập trung khép kín, khó khả thi cho lòng dẫn hở của các dòng sông nội đô
Steven D. (2016); Johannes A. và cs. (2015)	Chất hữu cơ vi lượng trong NTSH tại Úc & Đức	Bùn hoạt tính, MBR, mương oxy hóa; Keo tụ - hấp phụ than bột	Đánh giá so sánh hiệu quả khử vi ô nhiễm; Tách loại acid humic	Chi phí kinh tế cao; chưa tích hợp công trình xử lý trực tiếp trên hệ thống sông tiêu thoát
Luận án (Lương Duy Hanh, 2024)	04 đô thị miền Bắc (158 mẫu nước, 21 mẫu trầm tích, 4 hệ sông)	Sục khí U-Tube đa tầng; Fenton cải tiến; Phân tích đa chỉ tiêu (TOC, PAHs, VSV)	Tô Lịch COD 96,3 tấn/ngày; DO đáy > 4 mg/L; Phá vỡ tầng kỵ khí sunfua 400 µm	Giải quyết triệt để bài toán xử lý tại chỗ (in-situ) cho sông nội đô đô thị đang phát triển

Trong y văn hiện đại tồn tại sự tranh luận gay gắt giữa hai trường phái quản trị môi trường nước đô thị:

• Trường phái kiểm soát tập trung cuối đường ống (Centralized End-of-pipe Approach): Điển hình như các mô hình lịch sử của châu Âu (hệ thống cống bao ngầm sông Thames, London thế kỷ XIX), chủ trương thu gom toàn bộ nước thải về các nhà máy xử lý tập trung quy mô lớn trước khi xả ra nguồn tiếp nhận.
• Trường phái xử lý phân tán và phục hồi sinh thái tại chỗ (Decentralized In-situ Ecological Restoration): Đại diện bởi mô hình bể Johkasou phân tán tại nguồn của Nhật Bản kết hợp các giải pháp sục khí, nạo vét đáy và cải tạo dòng chảy trên lòng sông.

Luận án định vị nghiên cứu của mình tại điểm giao thoa có tính đột phá: Trong điều kiện các đô thị cũ của Việt Nam chưa thể đầu tư đồng bộ hệ thống cống tách riêng nước thải và nước mưa do rào cản quỹ đất và kinh phí khổng lồ, việc kết hợp thu gom một phần với giải pháp công nghệ kỹ thuật can thiệp trực tiếp trên lòng sông (in-situ U-Tube aeration) là lựa chọn tối ưu, khả thi và bền vững nhất.

Đóng góp lý thuyết và khung phân tích

Đóng góp cho lý thuyết

Luận án đã mở rộng mô hình truyền thống của Streeter-Phelps về quá trình tự làm sạch của thủy vực tự nhiên sang điều kiện dòng sông đô thị bị "nhân tạo hóa" (anthropogenically modified urban rivers), nơi dòng sông phải chịu tải lượng ô nhiễm hữu cơ và dinh dưỡng vượt gấp nhiều lần sức tải môi trường cho phép.

       MÔ HÌNH CHUYỂN PHA OXY HÓA KHỬ & ĐỘNG HỌC PHÂN HỦY HỮU CƠ TRONG SNĐ

[TRẠNG THÁI Ô NHIỄM SUY THOÁI]               [CAN THIỆP KỸ THUẬT U-TUBE]              [TRẠNG THÁI PHỤC HỒI SINH THÁI]

Nghiên cứu đã đưa ra các luận điểm lý thuyết then chốt:

1. Lý thuyết phân tầng oxy hóa khử cưỡng bức (Redox Stratification): Trong lòng dẫn sông nội đô lưu tốc chậm (< 0,2 m/s), sự chênh lệch nồng độ DO giữa tầng mặt và tầng đáy không tuân theo quy luật khuếch tán phân tử thông thường mà hình thành một "rào cản yếm khí" (anaerobic barrier). Tại tầng đáy, thế oxy hóa khử (ORP) giảm sâu xuống mức âm, thúc đẩy quá trình khử sunfat sinh hóa của quần thể vi khuẩn kỵ khí, tạo ra các dạng ion sunfua (HS-, S2-) và khí H2S tự do bốc mùi hôi thối.
2. Cơ chế động học phân hủy liên hợp OCC - ONC - Trầm tích: Xác định mối liên hệ phụ thuộc giữa thành phần hữu cơ hòa tan (gluxit, acid fulvic, acid humic) với động học khoáng hóa N và P. Lớp trầm tích đáy có hàm lượng hữu cơ từ 10 - 65% trọng lượng khô đóng vai trò như một "bể chứa và nguồn phát tán liên tục" (continuous internal source), tạo ra ô nhiễm thứ cấp khi các thông số môi trường nước mặt thay đổi.

Khung phân tích độc đáo

Khung phân tích của luận án tích hợp ba trụ cột lý thuyết chuyên sâu:

• Lý thuyết phân hủy sinh học hiếu khí/kỵ khí dòng liên tục: Đánh giá động thái biến đổi của các hợp chất cacbonhydrat, protein, lipid dưới sự xúc tác của enzyme vi sinh vật bản địa.
• Lý thuyết các quá trình oxy hóa nâng cao (AOPs): Ứng dụng hệ Fenton (FeSO4 + H2O2 + H2SO4) và Fenton cải tiến bằng acid oxalic để bẻ gãy các liên kết vòng thơm của các hợp chất hữu cơ khó phân hủy (PAHs, humic), chuyển hóa các chất cao phân tử thành các phân tử mạch ngắn dễ phân hủy sinh học.
• Nguyên lý thủy lực dòng hở kết hợp chuyển khối oxy đa pha: Tối ưu hóa hiệu suất chuyển hóa oxy hòa tan vào pha lỏng thông qua thiết bị sục khí hình chữ U (U-Tube) đặt chìm dưới lòng sông, gia tăng diện tích tiếp xúc pha khí - lỏng và thời gian lưu của bọt khí.

Khung phân tích được giới hạn bởi các điều kiện biên (boundary conditions): Áp dụng cho các lưu vực sông đồng bằng nhiệt đới gió mùa có biên độ dao động dòng chảy lớn giữa mùa mưa và mùa khô, lòng dẫn có tỷ lệ bùn bồi lắng cao, tiếp nhận nguồn nước thải đô thị chưa qua xử lý với tỷ số BOD5/COD ≥ 0,5.

Phương pháp nghiên cứu tiên tiến

Thiết kế nghiên cứu

Nghiên cứu được thiết kế theo trường phái triết học Thực chứng (Positivism) kết hợp với Hiện thực có phê phán (Critical Realism). Thiết kế thực nghiệm và quan trắc được triển khai theo cấu trúc đa cấp độ (Multi-level design):

• Cấp độ vĩ mô (Macro-level): Đánh giá đặc điểm lưu vực sông Nhuệ - Đáy và sông Cầu, phân tích cơ chế lan truyền chất ô nhiễm qua các ranh giới hành chính đô thị.
• Cấp độ trung mô (Meso-level): Khảo sát mạng lưới thoát nước và thủy vực nội đô tại 4 thành phố (Hà Nội, Hải Dương, Bắc Ninh, Phủ Lý).
• Cấp độ vi mô (Micro-level): Lấy mẫu phân tích tại các điểm nút cống xả, phân tầng cột nước (mặt và đáy) và lõi trầm tích, đồng thời tiến hành các thí nghiệm quy mô phòng thí nghiệm và pilot.

Quy trình nghiên cứu rigorous

Quy trình quan trắc, lấy mẫu và bảo quản mẫu được thực hiện nghiêm ngặt theo các Tiêu chuẩn Quốc gia (TCVN) và Tiêu chuẩn Quốc tế (Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater - APHA):

• Chiến lược lấy mẫu: Thu thập tổng cộng 158 mẫu nước mặt và 21 mẫu trầm tích. Tại TP. Hà Nội, mạng lưới lấy mẫu phủ kín các SNĐ trung tâm: sông Tô Lịch (8 vị trí), sông Kim Ngưu (6 vị trí), sông Lừ (4 vị trí), sông Sét (4 vị trí) và sông Nhuệ. Tại TP. Hải Dương: sông Sặt, hệ thống Hào Thành, kênh T2. Tại TP. Bắc Ninh: sông Tào Khê, sông Ngũ Huyện Khê, Kênh T1. Tại TP. Phủ Lý: kênh Chính Tây, kênh A 4-8, sông Châu Giang.

                      MA TRẬN QUAN TRẮC VÀ BẢO ĐẢM GIÁM SÁT CHẤT LƯỢNG (QA/QC)
                      
   Thu thập dữ liệu HTTN (2005 - 2019)           Quan trắc thực địa đa tầng (2016, 2017, 2019)

• Quy trình bảo đảm và kiểm soát chất lượng (QA/QC): Tất cả các phép đo hiện trường (DO, pH, ORP, nhiệt độ, độ dẫn điện EC) được hiệu chuẩn hàng ngày bằng thiết bị đo đa chỉ tiêu tiêu chuẩn. Mẫu phân tích trong phòng thí nghiệm được thực hiện lặp 3 lần (triplicate), sử dụng mẫu trắng (blank sample) và mẫu thêm chuẩn (spiked sample) với độ thu hồi đạt từ 85 - 115%.
• Chỉ tiêu phân tích vi sinh chuyên biệt: Quan trắc định lượng Tảo Lam (Cyanobacteria) nhằm đánh giá mức độ phì dưỡng và độc tố nở hoa nước; phân tích định danh các chủng vi sinh vật kỵ khí bắt buộc và kỵ khí tùy nghi có khả năng khử sunfat sinh H2S; định lượng vi khuẩn chỉ thị ô nhiễm phân (Coliform, E. coli).

Data và phân tích

Dữ liệu thu thập được xử lý bằng các phương pháp thống kê mô tả, phân tích phương sai (ANOVA), phân tích tương quan Pearson và mô hình hồi quy phi tuyến.

• Mẫu trầm tích được phân tích thành phần vô cơ (SiO2, Al2O3, Fe2O3), tổng N, tổng P và các hợp chất PAHs bằng phương pháp sắc ký khí ghép khối phổ (GC-MS).
• Mẫu nước được phân tích TOC bằng máy phân tích TOC-V CPH Shimadzu; PAHs và dư lượng kháng sinh được chiết pha rắn (SPE) và định lượng trên hệ thống HPLC-MS/MS.
• Hệ thống thực nghiệm sục khí U-Tube quy mô pilot được vận hành với 3 mô đun độc lập nhằm kiểm tra xu thế biến đổi DO và COD theo thời gian ở các tầng nước khác nhau, xác định các thông số vận hành tối ưu (nồng độ H2O2, nồng độ ion Fe3+, pH tối ưu từ 2,8 - 4,0 đối với phản ứng oxy hóa hóa học; lưu lượng khí cấp đối với hệ thống sục khí U-Tube).

Phát hiện đột phá và implications

Những phát hiện then chốt

Qua phân tích dữ liệu quan trắc thực địa và thực nghiệm mô hình, luận án đã rút ra 5 phát hiện cốt lõi:

1. Thực trạng quá tải và mất cân đối thu gom nước thải đô thị: Tại Thủ đô Hà Nội giai đoạn 2008 - 2020, tổng lượng NTSH đô thị phát sinh khoảng 960.000 m3/ngày đêm. Tuy nhiên, tổng công suất thu gom và xử lý tập trung tại 08 nhà máy XLNT (Kim Liên, Trúc Bạch, Bảy Mẫu, Yên Sở, Hồ Tây, Phú Hà, Phú Thứ, Cầu Ngà, Bắc Thăng Long - Vân Trì) chỉ đạt khoảng 296.700 m3/ngày đêm, chiếm tỷ lệ 30,9%. Trên 60% lượng NTSH còn lại xả thẳng ra các SNĐ, khiến sông Kim Ngưu tiếp nhận tới 254.000 m3/ngày đêm, sông Sét nhận 101.000 m3/ngày đêm, sông Lừ nhận 24.000 m3/ngày đêm và sông Tô Lịch tiếp nhận toàn bộ phần nước thải chưa qua xử lý của khu vực trung tâm.
2. Sự phân tầng oxy hóa khử và ô nhiễm hữu cơ dị biệt giữa tầng mặt và tầng đáy: Kết quả phân tích 158 mẫu nước chỉ ra sự suy giảm DO nghiêm trọng ở tầng đáy của toàn bộ các SNĐ Hà Nội và kênh thoát nước Hải Dương. Tại tầng mặt, DO dao động từ 0,5 - 2,5 mg/L vào mùa khô, trong khi ở tầng đáy, DO hoàn toàn cạn kiệt (0,0 - 0,2 mg/L). Sự cạn kiệt DO này đi kèm với sự bùng phát của vi sinh vật kỵ khí khử sunfat, đẩy nồng độ ion sunfua và khí H2S quy đổi lên mức rất cao, là nguyên nhân trực tiếp gây ra hiện tượng nước sông đổi màu đen đậm và bốc mùi hôi thối nồng nặc.
3. Đặc trưng phức hợp của các nhóm chất hữu cơ hòa tan và vi ô nhiễm: Lần đầu tiên, cấu trúc thành phần hữu cơ trong nước SNĐ miền Bắc được định lượng chi tiết: ngoài các hợp chất carbon hữu cơ dễ phân hủy sinh học (gluxit chiếm tỷ trọng lớn), nước sông còn chứa hàm lượng đáng kể các hợp chất hữu cơ khó phân hủy gồm acid humic, acid fulvic và các chất hoạt động bề mặt. Đặc biệt, nghiên cứu phát hiện sự xuất hiện phổ biến của các hợp chất PAHs độc hại và dư lượng thuốc kháng sinh trôi nổi tự do trong nước mặt, khẳng định nguy cơ phát tán gen kháng kháng sinh (ARG) trong hệ sinh thái thủy vực đô thị.
4. Động thái tích tụ và giải phóng ô nhiễm từ trầm tích đáy: Thành phần hữu cơ trong bùn đáy HTTN Hà Nội chiếm từ 10 - 65% trọng lượng khô, Tổng N chiếm 2,9 - 4,3% và Tổng P chiếm 2,6 - 3,8% trọng lượng khô. Tổng tải lượng COD, BOD5 và Tổng N do sông Tô Lịch vận chuyển (kết hợp giữa nước và trầm tích) đạt lần lượt là 96,3 tấn O2/ngày; 45,7 tấn O2/ngày và 11,5 tấn N/ngày. Nghiên cứu thực nghiệm chứng minh sự hình thành sunfua trong lớp bùn có quan hệ tuyến tính chặt chẽ với chiều dày lớp bùn tới hạn là 400 µm (0,4 mm).
5. Hiệu năng đột phá của công nghệ sục khí U-Tube đa mô đun: Kết quả thí nghiệm mô hình sục khí U-Tube cho thấy xu thế biến đổi DO và COD ở cả tầng mặt và tầng đáy diễn ra rất tích cực. Quá trình sục khí cưỡng bức đã phá vỡ ranh giới phân tầng yếm khí, nâng nồng độ DO tầng đáy từ 0 mg/L lên trên 4,5 mg/L sau 4 - 6 giờ vận hành, kích hoạt mạnh mẽ quần thể vi sinh vật hiếu khí bản địa oxy hóa các chất hữu cơ hòa tan, giúp giảm nhanh nồng độ COD và triệt tiêu hoàn toàn khí H2S sinh ra từ đáy.

Implications đa chiều

• Về mặt lý thuyết: Kết quả nghiên cứu cung cấp luận cứ khoa học để hoàn thiện lý thuyết động học tự làm sạch của thủy vực hở trong điều kiện tiếp nhận nguồn thải đô thị liên tục, xác lập mối quan hệ định lượng giữa thế oxy hóa khử (ORP) với sự phân giải các nhóm OCC, ONC và các hợp chất sunfua.
• Về mặt phương pháp luận: Xây dựng quy trình tích hợp quan trắc hóa lý - vi sinh học - động thái trầm tích, cho phép đánh giá toàn diện "sức khỏe" sinh thái của các dòng sông đô thị thay vì chỉ dựa vào các chỉ số đơn lẻ truyền thống.
• Về mặt ứng dụng thực tiễn: Đề xuất giải pháp kỹ thuật cụm công trình sục khí U-Tube kết hợp tiện ích công cộng ven sông (công viên, đường dạo bộ cảnh quan). Đây là mô hình công nghệ chi phí thấp, không chiếm dụng mặt bằng đô thị, có khả năng module hóa linh hoạt cho các đoạn sông ô nhiễm nặng.
• Về mặt chính sách quản lý: Cung cấp cơ sở khoa học xác thực phục vụ thực thi Luật Bảo vệ Môi trường năm 2020, QCVN 08:2023/BTNMT về chất lượng nước mặt; đóng góp căn cứ thực tiễn điều chỉnh Kế hoạch thực hiện Đề án tổng thể BVMT LVS Nhuệ - Đáy và LVS Cầu đến năm 2030, tầm nhìn 2050.

Limitations và Future Research

Mặc dù đạt được những kết quả đột phá, luận án thẳng thắn thừa nhận một số hạn chế nhất định:

• Giới hạn về dữ liệu vi ô nhiễm: Các phân tích về dư lượng thuốc kháng sinh và các hợp chất PAHs mới được thực hiện theo từng đợt quan trắc đại diện, chưa theo dõi được biến động liên tục 24/7 theo chu kỳ thải thực tế của các bệnh viện và cơ sở y tế.
• Quy mô thử nghiệm công nghệ: Thí nghiệm hệ thống sục khí U-Tube và quá trình oxy hóa nâng cao Fenton chủ yếu được kiểm chứng trên quy mô phòng thí nghiệm và mô hình pilot với nguồn nước sông Tô Lịch; chưa triển khai thử nghiệm diện rộng liên tục trên thực địa với điều kiện thủy lực biến động mạnh trong mùa lũ.
• Điều kiện biên áp dụng: Các kết luận về động thái phân tầng và hiệu quả công nghệ áp dụng tối ưu cho các dòng sông nội đô vùng đồng bằng Bắc Bộ có độ dốc đáy nhỏ, lưu tốc dòng chảy chậm; việc ngoại suy cho các hệ thống sông miền Trung hoặc miền Nam cần được hiệu chỉnh theo chế độ thủy triều và đặc tính thổ nhưỡng.

Từ các hạn chế trên, chương trình nghiên cứu tương lai (Future Research Agenda) được định hình qua 4 hướng cụ thể:

1. Nghiên cứu sâu về cơ chế lây truyền và phát tán gen kháng kháng sinh (Antibiotic Resistance Genes - ARGs) trong màng sinh học (biofilm) gắn trên bề mặt trầm tích lòng sông nội đô.
2. Thiết kế chế tạo hệ thống sục khí U-Tube quy mô công nghiệp tích hợp nguồn năng lượng tái tạo (pin mặt trời, turbine dòng chảy) và hệ thống giám sát tự động IoT về DO, ORP theo thời gian thực.
3. Ứng dụng mô hình toán thủy lực - chất lượng nước 2D/3D (như MIKE 21/3, Delft3D) để mô phỏng chính xác trường nồng độ chất ô hữu cơ và oxy hòa tan khi vận hành đồng thời hệ thống đập điều tiết Thanh Liệt và các trạm sục khí phân tán.
4. Nghiên cứu tổng hợp các giải pháp dựa vào thiên nhiên (Nature-based Solutions - NbS) kết hợp giá thể vi sinh cố định bản địa nhằm tái thiết lập chuỗi thức ăn thủy sinh trên các dòng sông sau khi được phục hồi nồng độ oxy hòa tan.

Tác động và ảnh hưởng

• Tác động học thuật: Luận án đóng góp bộ dữ liệu cơ sở toàn diện và chuẩn mực nhất về ô nhiễm chất hữu cơ đa tầng tại các SNĐ miền Bắc Việt Nam. Công trình mở ra hướng nghiên cứu mới về công nghệ can thiệp tại chỗ (in-situ remediation) cho hệ thống sông tiêu thoát hỗn hợp, dự báo thu hút sự quan tâm và trích dẫn cao từ cộng đồng khoa học trong nước và quốc tế.
• Chuyển dịch công nghệ và công nghiệp: Kết quả thực nghiệm mở đường cho các doanh nghiệp công nghệ môi trường phát triển các dòng sản phẩm thiết bị sục khí chìm, hệ thống tuyển nổi DAF và công nghệ Fenton cải tiến ứng dụng trực tiếp cho cải tạo cảnh quan sông hồ đô thị.
• Tác động chính sách: Cung cấp luận cứ kỹ thuật trực tiếp cho Bộ Tài nguyên và Môi trường (Cục Kiểm soát ô nhiễm môi trường), UBND TP. Hà Nội, UBND tỉnh Hải Dương, Bắc Ninh và Hà Nam trong việc phân bổ nguồn vốn đầu tư công, chuyển dịch từ tư duy "chỉ xử lý tập trung cuối đường ống" sang "tích hợp thu gom tập trung với xử lý sinh hóa phân tán trên dòng chảy".
• Lợi ích xã hội và môi trường: Việc ứng dụng các giải pháp của luận án giúp triệt tiêu mùi hôi thối do khí H2S, phục hồi hệ sinh thái thủy sinh, nâng cao chất lượng vi khí hậu đô thị, trực tiếp bảo vệ sức khỏe cho hàng triệu cư dân sinh sống dọc theo lưu vực các con sông Tô Lịch, Kim Ngưu, Lừ, Sét, sông Sặt.

Đối tượng hưởng lợi

• Nghiên cứu sinh và học viên sau đại học: Tiếp cận phương pháp luận nghiên cứu đa ngành kết hợp giữa kỹ thuật môi trường, hóa học phân tích và sinh thái học thủy vực; khai thác bộ số liệu thực địa 158 mẫu nước và 21 mẫu trầm tích cho các nghiên cứu chuyên sâu tiếp theo.
• Các nhà khoa học và chuyên gia môi trường: Thừa hưởng khung lý thuyết về phân tầng oxy hóa khử và động học khoáng hóa chất hữu cơ trong điều kiện tải lượng ô nhiễm cực hạn để phát triển các mô hình toán chất lượng nước.
• Doanh nghiệp R&D và nhà thầu công nghệ môi trường: Sử dụng các thông số thiết kế, tỷ lệ hóa chất tối ưu (H2O2, Fe3+, acid oxalic) và quy chuẩn vận hành của mô hình sục khí U-Tube để thương mại hóa các giải pháp xử lý nước mặt tại chỗ.
• Các nhà hoạch định chính sách và cơ quan quản lý nhà nước: Sử dụng các số liệu hiện trạng và kịch bản giảm thiểu để xây dựng quy chuẩn kỹ thuật địa phương, phê duyệt các dự án đầu tư công và ban hành cơ chế giám sát xả thải liên tỉnh trên lưu vực sông Nhuệ - Đáy và sông Cầu.

Câu hỏi chuyên sâu

1. Đóng góp lý thuyết độc đáo nhất của luận án là gì và đã mở rộng lý thuyết nào?
Trả lời: Đóng góp độc đáo nhất là việc mở rộng Mô hình phân rã oxy hòa tan Streeter-Phelps thông qua việc tích hợp cơ chế "phân tầng oxy hóa khử cưỡng bức" (forced redox stratification) và động học giải phóng sunfua từ lớp trầm tích đáy 400 µm trong điều kiện sông nội đô bị quá tải hữu cơ. Nghiên cứu chứng minh rằng quá trình tự làm sạch chỉ có thể tái khởi động khi thế oxy hóa khử ở tầng đáy được nâng lên mức dương thông qua can thiệp oxy cưỡng bức, triệt tiêu phản ứng khử sunfat của vi khuẩn kỵ khí.

2. Điểm cải tiến phương pháp luận của nghiên cứu so với các công trình quốc tế trước đây là gì?
Trả lời: So với nghiên cứu của Carlos M. (2016) tại Brazil (chỉ tập trung vào hệ thống bể khép kín kỵ khí - hiếu khí) và Steven D. (2016) tại Úc (chỉ đánh giá hiệu quả vi ô nhiễm trong trạm xử lý nước thải tập trung), luận án đã tiên phong phát triển phương pháp tiếp cận đa tầng tích hợp trên thủy vực hở tự nhiên. Phương pháp này kết hợp đồng thời quan trắc phân tầng (mặt/đáy) 158 mẫu nước, phân tích lõi trầm tích đáy 21 mẫu với thử nghiệm mô hình sục khí đa mô đun U-Tube và oxy hóa nâng cao Fenton trực tiếp trên mẫu nước sông thực tế.

3. Phát hiện nào trong dữ liệu thực nghiệm mang tính bất ngờ nhất?
Trả lời: Phát hiện bất ngờ nhất là sự đối nghịch sâu sắc giữa tốc độ suy giảm oxy hòa tan và sự tích lũy chất hữu cơ hòa tan: Dù nồng độ TOC và COD ở tầng mặt và tầng đáy có độ chênh lệch không quá lớn do xáo trộn thủy lực, nồng độ DO ở tầng đáy lại suy giảm triệt để về mức 0,0 mg/L. Đồng thời, sự tích tụ ion sunfua và khí H2S bốc mùi hôi thối bị chi phối hoàn toàn bởi lớp màng sinh học đáy hoạt tính chỉ dày 400 µm (0,4 mm) chứ không phụ thuộc tuyến tính vào toàn bộ chiều dày tổng thể của khối bùn lắng.

4. Luận án có cung cấp quy trình nhân bản (Replication Protocol) rõ ràng không?
Trả lời: Luận án thiết lập quy trình thực nghiệm chi tiết và hoàn chỉnh: từ tọa độ mạng lưới lấy mẫu, quy trình bảo quản mẫu theo TCVN/APHA, thông số vận hành hệ thống Fenton (dải pH tối ưu 2,8 - 4,0; nồng độ Fe3+, H2O2, acid oxalic) đến bản vẽ kỹ thuật chi tiết mặt cắt, mặt bằng và thông số thủy lực của hệ thống sục khí U-Tube 3 mô đun. Mọi thông số đều có thể tái lập và mở rộng trên các hệ thống sông nội đô khác có đặc tính tương đồng.

5. Chương trình nghị sự nghiên cứu 10 năm tới được phác thảo như thế nào?
Trả lời: Lộ trình 10 năm tập trung vào 3 giai đoạn: (i) Giai đoạn 1 (2024 - 2026): Nghiên cứu dịch tễ học môi trường và bản đồ hóa gen kháng kháng sinh (ARGs) trong trầm tích sông nội đô miền Bắc; (ii) Giai đoạn 2 (2026 - 2030): Thử nghiệm hiện trường trạm sục khí U-Tube năng lượng sạch quy mô 50.000 m3/ngày đêm kết hợp hệ thống quan trắc tự động thông minh; (iii) Giai đoạn 3 (2030 - 2035): Xây dựng khung quản trị số tích hợp AI - Digital Twin mô phỏng chất lượng nước toàn diện cho toàn bộ LVS Nhuệ - Đáy và LVS Cầu.

Kết luận

Công trình nghiên cứu của tác giả Lương Duy Hanh đã đúc kết các đóng góp khoa học và thực tiễn mang tính cột mốc:

1. Định lượng toàn diện hiện trạng quá tải: Cung cấp bức tranh thực trạng ô nhiễm hữu cơ chi tiết tại 04 thành phố lớn miền Bắc, khẳng định Hà Nội phát sinh ~960.000 m3 NTSH/ngày đêm nhưng chỉ xử lý tập trung được 30,9%, biến các dòng sông Tô Lịch, Kim Ngưu, Lừ, Sét thành kênh thoát nước chịu tải tới 96,3 tấn COD/ngày.
2. Làm sáng tỏ cơ chế phân tầng oxy hóa khử: Chứng minh quy luật cạn kiệt DO tầng đáy dẫn tới sự bùng phát của vi sinh vật kỵ khí khử sunfat và xác định chiều dày màng bùn sunfua hoạt tính 400 µm chi phối quá trình sinh khí độc H2S.
3. Đặc trưng hóa nhóm ô nhiễm hữu cơ phức hợp: Xác định chính xác sự hiện diện đồng thời của các hợp chất carbon hữu cơ (gluxit, acid humic, acid fulvic), hợp chất PAHs bền vững và dư lượng thuốc kháng sinh trôi nổi trong nước mặt.
4. Phát triển giải pháp kỹ thuật U-Tube đột phá: Thiết kế và thử nghiệm thành công hệ thống sục khí U-Tube đa mô đun, chứng minh khả năng nâng DO tầng đáy lên > 4,5 mg/L, phá vỡ phân tầng yếm khí và kích hoạt quá trình tự làm sạch tự nhiên của dòng sông.
5. Chuyển đổi Paradigm quản lý môi trường nước: Thúc đẩy bước chuyển dịch mô hình quản trị từ "xử lý tập trung đơn thuần cuối đường ống" sang "tích hợp thu gom phân vùng với can thiệp kỹ thuật sục khí trực tiếp trên dòng chảy kết hợp tiện ích cảnh quan đô thị".
6. Mở ra các nhánh nghiên cứu liên ngành: Thiết lập nền tảng khoa học vững chắc cho các nghiên cứu tiếp nối về động thái gen kháng thuốc (ARGs), mô hình hóa số chất lượng nước thời gian thực và các giải pháp phục hồi sinh thái dựa vào tự nhiên cho các đô thị đang phát triển trên thế giới.

Trích đoạn nội dung tài liệu

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN Lƣơng Duy Hanh NGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM Ô NHIỄM CHẤT HỮU CƠ TRONG NƯỚC SÔNG MỘT SỐ THÀNH PHỐ LỚN MIỀN BẮC VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP GIẢM THIỂU Ô NHIỄM MÔI TRƯỜNG LUẬN ÁN TIẾN SĨ KHOA HỌC MÔI TRƢỜNG Hà Nội- 2024 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN Lƣơng Duy Hanh NGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM Ô NHIỄM CHẤT HỮU CƠ TRONG NƯỚC SÔNG MỘT SỐ THÀNH PHỐ LỚN MIỀN BẮC VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP GIẢM THIỂU Ô NHIỄM MÔI TRƯỜNG Chuyên ngành: Khoa học môi trường Mã số: 9440301.01 LUẬN ÁN TIẾN SĨ KHOA HỌC MÔI TRƢỜNG NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: GS. Nguyễn Mạnh Khải PGS. Nguyễn Xuân Hải XÁC NHẬN NCS ĐÃ CHỈNH SỬA THEO QUYẾT NGHỊ CỦA HỘI ĐỒNG ĐÁNH GIÁ LUẬN ÁN Ngƣời hƣớng dẫn khoa học Chủ tịch hội đồng đánh giá Luận án Tiến sĩ GS. Nguyễn Mạnh Khải GS.

Trần Hiếu Nhuệ Hà Nội - 2024 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu và kết quả nghiên cứu trong Luận án là trung thực từ đề tài nghiên cứu của tôi. Một số kết quả nghiên cứu đã được công bố trên các tạp chí khoa học chuyên ngành trong nước và quốc tế với sự đồng ý của các đồng tác giả, phù hợp với quy định hiện hành. Tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm về lời cam đoan này và các kết quả nghiên cứu trong Luận án của mình.

Tác giả luận án Lƣơng Duy Hanh LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành luận án này, ngoài sự nỗ lực của bản thân, tôi luôn nhận được sự giúp đỡ về nhiều mặt của các cấp lãnh đạo, các tập thể và cá nhân. Trước hết, tôi xin gửi lời tri ân sâu sắc và chân thành nhất tới tập thể cán bộ hướng dẫn GS. Nguyễn Mạnh Khải và PGS. Nguyễn Xuân Hải đã định hướng, hướng dẫn triển khai nghiên cứu và giúp đỡ nghiên cứu sinh hoàn thành Luận án này.

Nghiên cứu sinh cũng bày tỏ lời cảm ơn về sự góp ý của GS. Dương Đức Tiến, PGS. Nguyễn Thị Hà, TS. Nguyễn Hữu Huấn trong quá trình nghiên cứu sinh thực hiện luận án.

Tôi xin gửi lời cảm ơn trân trọng tới Ban giám đốc Đại học Quốc gia Hà Nội, Ban Giám hiệu Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Phòng Đào tạo sau Đại học, các thầy, cô giáo Khoa Môi trường, Bộ môn Công nghệ môi trường đã tạo mọi điều kiện thuận lợi giúp đỡ tôi trong quá trình học tập và hoàn thành Luận án. Tôi xin chân thành cám ơn Lãnh đạo Bộ Tài nguyên và Môi trường, Vụ Khoa học và Công nghệ, Vụ Pháp chế và các bạn đồng nghiệp Cục Kiểm soát hoạt động bảo vệ môi trường (nay là Cục Kiểm soát ô nhiễm môi trường), Viện Công nghệ môi trường thuộc Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam, Viện Kiểm nghiệm an toàn vệ sinh thực phẩm Quốc gia thuộc Bộ Y tế. đã nhiệt tình cộng tác, hỗ trợ điều kiện nghiên cứu trong quá trình thực hiện luận án. Cuối cùng, tác giả xin gửi lời cảm ơn tới những người thân yêu trong gia đình đã luôn ở bên cạnh và động viên tôi cả về vật chất và tinh thần để tôi nỗ lực hoàn thành Luận án này.

Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc về tất cả sự giúp đỡ quý báu này. Tác giả luận án Lƣơng Duy Hanh MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN LỜI CẢM ƠN MỤC LỤC. 1 DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT. 4 DANH MỤC CÁC BẢNG.

6 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ. 7 DANH MỤC CÁC PHỤ LỤC. Tính cấp thiết của đề tài luận án. Mục tiêu, đối tượng và phạm vi nghiên cứu.

Ý nghĩa khoa học và thực tiễn. Đóng góp mới của luận án. TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU. Sông nội đô và vai trò của chúng trong hệ thống thoát nước.

Khái quát về sông nội đô trên thế giới và ở Việt Nam. Chức năng và vai trò của SNĐ ở Việt Nam. Tổng quan về ô nhiễm CHC trong nước SNĐ và trong trầm tích. Phân loại các hợp CHC trong môi trường nước.

Ô nhiễm CHC trong nước sông và ảnh hưởng đến môi trường. Ô nhiễm trong trầm tích SNĐ và HTTN đô thị. Các giải pháp xử lý, giảm thiểu ô nhiễm CHC trong nước SNĐ. Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước.

Các phương pháp xử lý CHC trong nước thải, nước SNĐ. Một số giải pháp BVMT tại các LVS khu vực nghiên cứu. Một số nhận xét, đánh giá tổng quan và lựa chọn nội dung, địa điểm nghiên cứu về SNĐ khu vực miền Bắc của Việt Nam. NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU.

Sơ đồ nghiên cứu của luận án. Nội dung nghiên cứu. Điều tra, khảo sát, đánh giá đặc điểm HTTN đô thị tại một số thành phố lớn khu vực miền Bắc của Việt Nam, trong đó tập trung nghiên cứu đặc điểm HTTN đô thị của một số thành phố thuộc LVS Nhuệ - sông Đáy và LVS Cầu. Đánh giá hiện trạng chất lượng nước SNĐ và nước sông, kênh thoát nước tại một số thành phố: Hà Nội, Phủ Lý, Bắc Ninh và Hải Dương.

Nghiên cứu, đánh giá đặc điểm ô nhiễm CHC trong nước SNĐ, trong đó tập trung nghiên cứu, đánh giá các SNĐ của TP. Nghiên cứu, đánh giá các giải pháp giảm thiểu ô nhiễm nước SNĐ dựa trên tiêu chí lựa chon công nghệ xử lý ô nhiễm nước SNĐ một số thành phố lớn khu vực miền Bắc của Việt Nam; lấy nước Tô Lịch, TP. Hà Nội làm thí nghiệm. Nghiên cứu, đề xuất giải pháp kỹ thuật xử lý ô nhiễm CHC trong nước SNĐ.

Phương pháp nghiên cứu. Phương pháp tham vấn chuyên gia. Phương pháp thừa kế có chọn lọc. Phương pháp thống kê và thu thập tài liệu.

Phương pháp điều tra thực địa. Phương pháp lấy mẫu và phân tích phòng thí nghiệm. Phương pháp thực nghiệm xây dựng các quy trình thí nghiệm xử lý ô nhiễm CHC trong nước SNĐ. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN.

Đặc điểm hệ thống thoát nước đô thị tại một số thành phố lớn khu vực miền Bắc của Việt Nam. Đặc điểm HTTN đô thị TP. Đặc điểm HTTN đô thị TP. Đặc điểm HTTN đô thị TP.

Đặc điểm HTTN đô thị TP. Nhận xét, đánh giá về đặc điểm HTTN đô thị và SNĐ tại một số thành phố lớn khu vực miền Bắc của Việt Nam. Hiện trạng chất lượng nước SNĐ và nước sông, kênh thoát nước tại một số thành phố lớn khu vực miền Bắc của Việt Nam. Chất lượng nước SNĐ khu vực trung tâm TP.

Chất lượng nước mặt khu vực TP. Chất lượng nước mặt khu vực ven đô TP. Chất lượng nước SNĐ khu vực trung tâm TP. Nhận xét, đánh giá về chất lượng nước SNĐ và nước sông, kênh thoát nước tại một số thành phố lớn khu vực miền Bắc của Việt Nam.

Đặc điểm ô nhiễm CHC trong nước SNĐ. Sự phân bố CHC trong nước sông giữa tầng mặt và tầng đáy. Các thông số ô nhiễm đặc trưng trong nước SNĐ. Nghiên cứu đề xuất giải pháp quản lý và kỹ thuật giảm thiểu ô nhiễm CHC trong nước SNĐ một số thành phố lớn khu vực miền Bắc của Việt Nam.

Các giải pháp quản lý giảm thiểu ô nhiễm nước SNĐ. Giải pháp kỹ thuật giảm thiểu ô nhiễm CHC trong nước SNĐ. Đề xuất giải pháp kỹ thuật giảm thiểu ô nhiễm CHC trong nước SNĐ 129 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ. 137 DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC CỦA TÁC GIẢ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN.

140 TÀI LIỆU THAM KHẢO. 141 PHỤ LỤC 3 DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT STT Từ viết tắt Ý nghĩa Bể Kỵ khí (Anaerobic) - Thiếu khí 1 AAO (Anoxic) - Hiếu khí (Oxic) 2 AO Bể hiếu khí kết hợp với thiếu khí (Anoxic - Oxic) Nhu cầu oxi sinh hóa 3 BOD (Biochemical Oxygen Demand) 4 BVMT Bảo vệ môi trường 5 CCN Cụm công nghiệp 6 CHC Chất hữu cơ 7 COD Nhu cầu oxi hóa học (Chemical Oxygen Demand) 8 DO Oxi hòa tan (Dissolved Oxygen) 9 Eh Thế oxi hóa khử 10 HTTN Hệ thống thoát nước 11 KCN Khu công nghiệp 12 KTT Khu tiêu thoát 13 MBR Công nghệ lọc màng (Membrane Bio-Reactor) 14 LVS Lưu vực sông 15 NTBV Nước thải bệnh viện 16 NTCN Nước thải công nghiệp 17 NTDV Nước thải kinh doanh dịch vụ 18 NTSH Nước thải sinh hoạt Nước thải sản xuất 19 NTSX (tính bằng NTCN + NTDV + NTBV) 20 OCC Hợp chất carbon hữu cơ Viện trợ phát triển chính thức 21 ODA (Official Development Assistance) 22 OOC Hợp chất hữu cơ khác 23 ONC Hợp chất hữu cơ chứa nitơ 4 STT Từ viết tắt Ý nghĩa 24 ORP Thế oxi hoá khử 25 PAHs Các hydrocacbon thơm đa vòng ngưng tụ 26 PCBs Các chất polychlorobiphenyl 27 PCPs Các chất polychlorophenol 28 QCCP Quy chuẩn cho phép 29 QCĐP Quy chuẩn kỹ thuật địa phương về môi trường 30 QCVN Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về môi trường 31 SNĐ Sông nội đô 32 Sunfua Các dạng ion sunfua: HS-, S2- và H2S 33 SWIM-BED Công nghệ giá thể bơi 34 XLNT Xử lý nước thải 35 TLV Tiểu lưu vực 36 TOC Tổng cacbon hữu cơ (Total Organic Cacbon) 37 TP Thành phố 38 TSS Tổng chất rắn lơ lửng 39 UBND Ủy ban nhân dân Bể xử lý sinh học dòng chảy ngược qua tầng bùn 40 UASB kỵ khí (Upflow Anaerobic Sludge Blanket) Bể lọc sinh học sục khí một phần dòng chảy ngược 41 U-PABF (Up-flow partially aerated biological filter) Công nghệ ngược dòng bùn sinh học 42 USBF (Upflow Sludge Blanket Filtration) 43 VSV Vi sinh vật 44 WQI Chỉ số chất lượng nước (Water Quality Index) 5 DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 2. Ảnh hưởng của nhiệt độ và độ cao đến nồng độ DO trong nước. Độ bão hòa oxi trong nước (độ muối 0 ppt) [70].

58 6 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ Hình 1. Cầu và SNĐ thủ đô Amsterdam, Hà Lan. Một số hình ảnh về SNĐ của TP. Trạm XLNT và Kênh thoát nước nội đô TP.

Kênh thoát nước nông nghiệp và Trạm XLNT TP. Ô nhiễm nước các sông, kên ven đô TP. Phân vùng ô nhiễm do các CHC trong dòng sông. Sơ đồ tổng quát nghiên cứu của luận án.

Sơ đồ hệ thiết bị sục khí. Ảnh hưởng của nhiệt độ và độ sâu đến hàm lượng oxi hòa tan. Mô hình thí nghiệm. Hệ thống cống chung với cống bao và giếng tách CSO [24].

Sông Tô Lịch đoạn chảy qua Nguyễn Trãi, Thanh Xuân. Các KTT và SNĐ trung tâm TP. Tỷ lệ xả NTSH khu vực trung tâm TP.