CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỂ NGHIÊN CỨU 1. Nguồn ô nhiễm nước Theo QCVN 40:2011/BTNMT – Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải công nghiệp, nước thải công nghiệp là nước thải phát sinh từ quá trình công nghệ của cơ sở sản xuất, dịch vụ công nghiệp, từ nhà máy xử lý nước thải tập trung có đấu nối nước thải của cơ sở công nghiệp. Nước thải công nghiệp được phân loại theo ngành sản xuất công nghiệp hoặc theo các chất ô nhiễm đặc trưng.
Mỗi ngành sản xuất khác nhau sẽ phát thải chất ô nhiễm khác nhau, đặc trưng cho nguyên liệu đầu vào, quy trình sản xuất và sản phẩm đầu ra. Cụ thể: Đối với ngành công nghiệp thực phẩm (sản xuất đường, bia, giấy, …) cần quan tâm xử lý các chỉ tiêu BOD5, COD, TSS. Đối với ngành công nghiệp luyện kim cần quan tâm đến các chỉ tiêu kim loại nặng (As, Hg, Cd, Pb, …), dầu mỡ. Đối với ngành ngành dược phẩm, dệt nhuộm, … cần quan tâm xử lý các chất hữu cơ khó phân hủy.
Những thông số trên không chỉ khó xử lý và còn độc hại đối với sức khỏe cộng đồng và môi trường sinh thái. Nồng độ các chất ô nhiễm trong nước tỷ lệ thuận với lưu lượng xả nước thải và quy mô sản xuất. Nước thải công nghiệp là nguyên nhân chính gây ô nhiễm nước lục địa. Gần đây nhất là sự cố môi trường gây cá chết hàng loạt tại 4 tỉnh miền Trung từ Hà Tĩnh đến Thừa Thiên Huế do Công ty TNHH Gang thép Hưng Nghiệp Formosa đã gây hậu quả nghiêm trọng, hủy hoại môi trường biển, không chỉ ảnh hưởng đến sản xuất và đời sống ngư dân mà còn tác động xấu đến phát triển các ngành sản xuất khác, đến xuất khẩu, du lịch, … Tính toán sơ bộ cho thấy sự cố ô nhiễm môi trường do Công ty Formosa gây ra đã ảnh hưởng trực tiếp đến hơn 100.000 người do không có việc làm ổn định, thu nhập thấp và 176.285 người phụ thuộc.
Thiệt hại sản lượng hải sản khai thác ven bờ và vùng lộng ước tính khoảng 1.600 tấn/tháng; diện tích nuôi tôm bị chết hoàn toàn là 5,7 ha tương đương 9 triệu tôm giống và khoảng 7 tấn tôm thương phẩm sắp đến kỳ thu hoạch; có trên 3.000 ha nuôi tôm thâm canh và bán thâm canh đã thả giống bị nhiễm độ mặn cao, môi trường suy giảm nên tôm chậm lớn, xuất hiện 4 download by : skknchat@gmail.com bệnh và có trên 350 ha nuôi tôm bị chết rải rác.613 lồng nuôi cá bị chết (khoảng 30.000m3), tương đương 140 tấn cá; có 6,7 ha diện tích nuôi ngao bị chết, tương đương 67 tấn; có trên 10 ha nuôi cua bị chết do sự cố môi trường. Hình 1: Nước thải công nghiệp của Fomosa gây sự cố các chết hàng loạt tại bốn tỉnh miền Trung (nguồn: internet) Khu vực nghiên cứu – thành phố Hạ Long, tỉnh Quảng Ninh được đánh giá là khu vực có tốc độ tăng trưởng kinh tế nhanh. Hoạt động khai thác khoáng sản rầm rộ ở phía Đông Bắc vịnh Cửa Lục (mỏ Giáp Khẩu, mỏ Bắc Bàng Danh, mỏ Thành Công, …) cùng sự xuất hiện hàng loạt của các cơ sở sản xuất công nghiệp, tiểu thủ công nghiệp như: Nhà máy xi măng Hạ Long, Nhà máy xi măng Thăng Long, Nhà máy nhiệt điện Quảng Ninh, Cụm công nghiệp Hà Khánh, … hay hoạt động của KCN Cái Lân, KCN Việt Hưng ở phía Tây Bắc và Tây Nam vịnh Cửa Lục, … là những nguồn phát sinh nước thải công nghiệp với lưu lượng lớn. Mỗi nguồn thải mang những đặc trưng khác nhau về tính chất, thành phần ô nhiễm, lưu lượng xả thải, công nghệ xử lý nước thải.
Nếu không được xử lý triệt để tại nguồn, không được kiểm soát chặt chẽ trước khi đổ thải vào nguồn tiếp nhận – vịnh Cửa Lục thì vấn đề môi trường tại địa phương sẽ rất khó kiểm soát. Nguy hiểm hơn khi vịnh Cửa Lục được coi là thượng nguồn, cửa ngõ của Di sản thiên nhiên thế giới – vịnh Hạ Long. Tổng hợp một số cơ sở phát sinh nước thải công nghiệp tại khu vực nghiên cứu theo Bảng 1: 5 download by : skknchat@gmail.com Bảng 1 Một số nguồn phát sinh NTCN tại khu vực nghiên cứu (nguồn: Sở TNMT Quảng Ninh) TT Nguồn thải Quy mô/ Lưu lượng nướcthải Hệ thống công suất lớn nhất XLNT (m /ngày.đêm) 3 1 Cụm công nghiệp Hà Khánh - 47,54 ha; Chưa được cấp Chưa có Công ty CP Tập đoàn kinh tế lấp đầy 19% phép xả nước thải Hạ Long (31 DN đang hoạt động, 30 DN chưa hoặc đang XD) 2 KCN Việt Hưng - Công ty CP 301ha; đang xin cấp phép 300 Phát triển KCN Việt Hưng lấp đầy 7,2%/ xả nước thải m3/ngày.đêm (05 DN đang hoạt động, 02 DN chưa hoặc đang XD) 3 KCN Cái Lân - Công ty 305,5ha; 2.000 4 CP Xi măng và Xây dựng lấp đầy 100% m3/ngày.đêm Quảng Ninh (34 DN đang hoạt động, 28 DN đang hoặc chưa XD) 5 Cụm cảng Làng Khánh 3,5 triệu đang xin cấp phép chưa có – Công ty Kho vận Hòn Gai - tấn/năm xả nước thải TKV 6 Công ty CP Gốm xây dựng 120.000 Chưa được cấp chưa có Giếng Đáy Quảng Ninh m3/năm phép xả nước thải 7 Cảng dầu B 12 - Công ty 90000 53 53 Xăng dầu B 12 m3/12 bể chứa m3/ngày.đêm 8 Nhà máy Nhiệt điện Quảng 1.250 Ninh - Công ty CP Nhiệt điện m3/ngày.đêm Quảng Ninh 9 Mỏ than Giáp Khẩu – Công ty 460.000 m3 125 125 Than Hòn Gai nguyên m3/ngày.đêm – TKV khai/năm 1. Ứng dụng hệ thống thông tin địa lý (GIS) trong quản lý môi trường GIS (Geographic Information System) ngày nay đang được ứng dụng rộng rãi trong việc theo dõi những biến đổi bề mặt Trái đất, quản lý tài nguyên và bảo vệ môi 6 download by : skknchat@gmail.com trường.
Bản chất của GIS là một tập hợp có tổ chức của phần cứng, phần mềm, cơ sở dữ liệu và con người được thiết kế để thu nhận, lưu trữ, cập nhật, thao tác phân tích làm mô hình và hiển thị tất cả các dạng thông tin địa lý có quan hệ không gian với nhau nhằm giải quyết các vấn đề về quản lý và quy hoạch.GIS lưu giữ thông tin về thế giới thực dưới dạng tập hợp các lớp chuyên đề có thể liên kết với nhau nhờ các đặc điểm địa lý. Điều này đơn giản nhưng vô cùng quan trọng và là một công cụ đa năng đã được chứng minh là rất có giá trị trong việc giải quyết nhiều vấn đề thực tế từ dạng mô phỏng trên bản đồ. Mô phỏng về phương pháp GIS (nguồn: internet) Xu hướng hiện nay trong quản lý môi trường là sử dụng công cụ GIS để mô phỏng và dự đoán sự lan tỏa và tác động của các yếu tố môi trường. Cùng với sự phát triển ngày một hiện đại của phần cứng máy tính, GIS ngày càng trở nên thân thiện hơn với người sử dụng bởi khả năng hiển thị dữ liệu ba chiều, các công cụ phân tích không gian và giao diện tùy biến.
GIS thích hợp với các nhiệm vụ quản lý môi trường nhờ khả năng xử lý các tập hợp dữ liệu lớn từ các cơ sở dữ liệu phức tạp. Hiện nay, GIS đang là công cụ hiệu quả trong quản lý và giám sát tài nguyên nước, đánh giá chất lượng nước, tạo tiền đề trong việc xây dựng mạng lưới quan trắc môi trường. Các ứng dụng GIS được liên tục phát triển trong lĩnh vực quản lý và bảo vệ môi trường. Từ chương trình kiểm kê nguồn tài nguyên thiên nhiên của Canada trong những năm 1960, đến các chương trình GIS cấp bang của Mỹ bắt đầu vào cuối những năm 7 download by : skknchat@gmail.com 1970, đến mô hình hoá quản lý các sự cố môi trường hiện đang được phát triển tại các quốc gia Pakistan, Nhật Bản, Thái Lan, … Công nghệ GIS đã cung cấp các phương tiện để quản lý và phân tích các yếu tố ảnh hưởng đến môi trường một cách hiệu quả, mang tính ứng dụng cao.
Tổng quan các công trình nghiên cứu có liên quan Tại Việt Nam, các nhà khoa học đã thực hiện một số nghiên cứu về ứng dụng GIS trong lĩnh vực quản lý tài nguyên nước như: - Huỳnh Thị Minh Hằng, Nguyễn Hoàng Anh, 2006, Ứng dụng Geoinformatics trong công tác quản lý lưu vực sông Sài Gòn – Đồng Nai – Một số kết quả đánh giá ban đầu. - Xây dựng Hệ thống thông tin địa lý (GIS) quản lý tổng hợp tài nguyên nước đồng bằng sông Cửu Long”, ThS. Nguyễn Trung Hiếu (Đại học Cần Thơ). Tại khu vực nghiên cứu, một số đề tài – dự án liên quan như: - Dự án Tăng cường năng lực quản lý môi trường nước tại Việt Nam – Cơ quan hợp tác Quốc tế Nhật Bản (Jica).
- Luận án “Nghiên cứu xác lập cơ sở địa lý cho việc sử dụng hợp lý lưu vực vịnh Cửa Lục thành phố Hạ Long – tỉnh Quảng Ninh” – TS Hoàng Danh Sơn, 2006. Dự án “Điều tra, đánh giá và xây dựng cơ sở dữ liệu về các nguồn thải công nghiệp trên địa bàn tỉnh Quảng Ninh” – Chi cục Bảo vệ môi trường – Sở Tài nguyên và Môi trường tỉnh Quảng Ninh phối hợp với Trường ĐH Khoa học Tự nhiên – Đại học Quốc gia Hà Nội thực hiện (GS.TS Nguyễn Cao Huần chủ trì tư vấn). - Đề tài “Ứng dụng công nghệ hệ thống thông tin địa lý (GIS) trong quản lý di sản thiên nhiên thế giới vịnh Hạ Long”, TS Trần Đình Lân (Sở Khoa học và Công nghệ Quảng Ninh), 2007-2008. Cơ sở thực tiễn Trên thế giới, đã ghi nhận rất nhiều thảm họa môi trường do nước thải công nghiệp gây ra.
Trong đó, thảm họa nước biển nhiễm độc thủy ngân xảy ra tại vịnh Minamata Nhật Bản năm 1932 do nhà máy hóa chất Chisso xả trực tiếp nước thải chứa thủy ngân chưa qua xử lý ra vịnh Minamata và biển Shiranui. Chất ô nhiễm trong nước thải đã tích tụ sinh học trong hải sản ở khu vực biển này, khiến người dân và gia súc địa 8 download by : skknchat@gmail.com phương ăn vào bị nhiễm độc thủy ngân khiến người nhiễm độc bị co giật, chân tay co quắp, không nói năng được, thai nhi bị dị dạng; gần 2.000 người chết, 10.000 người bị ảnh hưởng; cá biển chết dạt vào bờ, phủ kín mặt biển. Hậu quả trên kéo dài gần 40 năm, đến năm 1968 Nhật Bản mới khắc phục được hậu quả do sự cố này. Hay thảm họa nổ giàn khoan của hãng dầu khí BP năm 2010 ngoài khơi bờ biển Louisiana, Mỹ đã gây ra vụ tràn dầu Deepwater Horizon khiến 11 người chết và 17 người khác bị thương.