Tổng quan nghiên cứu

Theo ước tính, ô nhiễm môi trường tại các khu vực phát triển công nghiệp và đô thị đang gia tăng nhanh chóng, gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến sức khỏe cộng đồng và sự phát triển bền vững. Thành phố Cẩm Phả, tỉnh Quảng Ninh, với diện tích khoảng 386,5 km² và dân số trung bình gần 190.600 người năm 2018, là một trong những địa phương có tốc độ phát triển kinh tế - xã hội nhanh, đồng thời cũng đối mặt với nhiều thách thức về ô nhiễm môi trường. Nguồn tài nguyên khoáng sản phong phú, đặc biệt là than đá, cùng với sự phát triển mạnh mẽ của các ngành công nghiệp khai thác than và vật liệu xây dựng, đã tạo ra áp lực lớn lên môi trường không khí, đất và nguồn nước mặt.

Luận văn thạc sĩ này nhằm đánh giá hiện trạng mạng lưới điểm quan trắc môi trường nước mặt tại thành phố Cẩm Phả, tỉnh Quảng Ninh, trong giai đoạn 2017-2019, từ đó đề xuất bổ sung các điểm quan trắc phù hợp nhằm nâng cao hiệu quả giám sát và quản lý chất lượng môi trường. Nghiên cứu tập trung vào các chỉ số chất lượng nước như nhiệt độ, pH, BOD5, TSS, các chất ô nhiễm hữu cơ và kim loại nặng, đồng thời phân tích tần suất và phạm vi quan trắc để đảm bảo tính đại diện và kịp thời phản ánh biến động môi trường. Kết quả nghiên cứu có ý nghĩa quan trọng trong việc xây dựng cơ sở dữ liệu môi trường, hỗ trợ công tác quản lý tài nguyên và bảo vệ môi trường tại địa phương, góp phần phát triển kinh tế bền vững gắn với bảo vệ môi trường.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu dựa trên các lý thuyết và mô hình quản lý tài nguyên và môi trường, bao gồm:

  • Lý thuyết hệ thống quản lý môi trường (Environmental Management System - EMS): Nhấn mạnh việc xây dựng hệ thống giám sát, đánh giá và kiểm soát các yếu tố môi trường nhằm giảm thiểu tác động tiêu cực từ hoạt động kinh tế - xã hội.
  • Mô hình mạng lưới quan trắc môi trường: Đề cập đến việc thiết kế mạng lưới điểm quan trắc sao cho đại diện, đồng bộ và hiệu quả, bao gồm các khái niệm chính như điểm quan trắc nền, điểm quan trắc tải độ ô nhiễm, tần suất quan trắc và phạm vi không gian.
  • Khái niệm về chất lượng nước mặt: Bao gồm các chỉ số vật lý, hóa học và sinh học như nhiệt độ, pH, BOD5, TSS, các chất ô nhiễm hữu cơ, kim loại nặng và các chỉ tiêu đặc trưng khác theo quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng nước mặt.

Phương pháp nghiên cứu

Nguồn dữ liệu chính được thu thập từ hệ thống quan trắc môi trường tự động và định kỳ của tỉnh Quảng Ninh trong giai đoạn 2017-2019, bao gồm 78 điểm quan trắc trên các sông, hồ và suối thuộc địa bàn thành phố Cẩm Phả. Cỡ mẫu nghiên cứu gồm toàn bộ các điểm quan trắc hiện có, được lựa chọn dựa trên tiêu chí đại diện cho các khu vực chịu ảnh hưởng của hoạt động khai thác than và công nghiệp.

Phương pháp phân tích bao gồm:

  • Phân tích thống kê mô tả: Tính toán các chỉ số trung bình, độ lệch chuẩn, tần suất vượt ngưỡng cho từng chỉ tiêu chất lượng nước.
  • So sánh với quy chuẩn kỹ thuật quốc gia: Đánh giá mức độ ô nhiễm và phân loại chất lượng nước theo tiêu chuẩn Việt Nam.
  • Phân tích không gian: Sử dụng bản đồ GIS để xác định phân bố các điểm quan trắc và vùng ảnh hưởng ô nhiễm.
  • Phân tích xu hướng: Đánh giá biến động chất lượng nước theo thời gian nhằm phát hiện các dấu hiệu suy thoái hoặc cải thiện môi trường.

Timeline nghiên cứu kéo dài từ tháng 1/2017 đến tháng 12/2019, với các giai đoạn thu thập dữ liệu, xử lý và phân tích, đánh giá hiện trạng và đề xuất giải pháp.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

  1. Phân bố điểm quan trắc chưa đồng đều: Thành phố Cẩm Phả hiện có 78 điểm quan trắc môi trường nước mặt, trong đó 41 điểm thuộc môi trường không khí và 39 điểm thuộc môi trường nước mặt. Tuy nhiên, các điểm quan trắc tập trung chủ yếu ở các hồ chứa nước và vùng phụ vụ mỏ than, còn các khu vực đô thị và vùng nông nghiệp có mật độ điểm quan trắc thấp, dẫn đến thiếu dữ liệu đại diện cho toàn bộ thành phố.

  2. Chất lượng nước mặt biến động theo mùa: Nhiệt độ nước trung bình dao động từ 5,5°C (tháng 1) đến 36,6°C (tháng 6). Mùa mưa chiếm khoảng 86% tổng lượng mưa hàng năm, tập trung vào các tháng 7, 8, 9, làm tăng lưu lượng nước và ảnh hưởng đến các chỉ số ô nhiễm như BOD5, TSS. Chỉ số WQI (Water Quality Index) tại các điểm quan trắc cho thấy chất lượng nước có xu hướng suy giảm trong mùa mưa do dòng chảy mạnh cuốn trôi các chất ô nhiễm từ khu vực khai thác than và đô thị.

  3. Ô nhiễm kim loại nặng và chất hữu cơ: Các chỉ tiêu như As, Hg, Cd, Pb vượt ngưỡng cho phép tại một số điểm quan trắc gần khu vực khai thác than và khu công nghiệp, với tỷ lệ vượt ngưỡng khoảng 15-20%. Nồng độ BOD5 và TSS cũng cao hơn mức quy chuẩn tại các điểm gần nguồn thải công nghiệp, phản ánh sự ảnh hưởng của hoạt động khai thác và chế biến than.

  4. Tần suất quan trắc chưa đáp ứng yêu cầu: Tần suất quan trắc hiện tại là 4 lần/năm, chưa đủ để phản ánh kịp thời các biến động chất lượng nước, đặc biệt trong các đợt mưa lớn hoặc sự cố môi trường. Việc bổ sung điểm quan trắc và tăng tần suất lấy mẫu là cần thiết để nâng cao hiệu quả giám sát.

Thảo luận kết quả

Nguyên nhân chính dẫn đến hiện trạng trên là do sự phát triển nhanh chóng của ngành khai thác than và đô thị hóa, trong khi hệ thống quan trắc môi trường chưa được mở rộng và đồng bộ kịp thời. So với các nghiên cứu tại các tỉnh công nghiệp khác, mức độ ô nhiễm kim loại nặng và chất hữu cơ tại Cẩm Phả tương đối cao, đặc biệt là trong mùa mưa, do dòng chảy mạnh làm tăng khả năng rửa trôi và lan truyền ô nhiễm.

Biểu đồ phân bố điểm quan trắc trên bản đồ GIS cho thấy các vùng đô thị và nông nghiệp phía nam thành phố có mật độ điểm quan trắc thấp, trong khi các khu vực khai thác than tập trung nhiều điểm hơn. Bảng thống kê các chỉ tiêu chất lượng nước theo mùa cho thấy sự biến động rõ rệt, đặc biệt là các chỉ số BOD5, TSS và kim loại nặng.

Kết quả nghiên cứu nhấn mạnh tầm quan trọng của việc xây dựng mạng lưới điểm quan trắc môi trường nước mặt phù hợp, đồng thời tăng cường tần suất quan trắc để kịp thời phát hiện và xử lý các nguồn ô nhiễm. Điều này không chỉ giúp bảo vệ sức khỏe cộng đồng mà còn góp phần phát triển kinh tế bền vững, phù hợp với các mục tiêu phát triển của tỉnh Quảng Ninh đến năm 2030.

Đề xuất và khuyến nghị

  1. Bổ sung điểm quan trắc tại các khu vực đô thị và nông nghiệp: Tăng cường thêm khoảng 15-20 điểm quan trắc tại các vùng có mật độ điểm thấp, đặc biệt là khu vực phía nam thành phố và các vùng nông nghiệp, nhằm đảm bảo tính đại diện và toàn diện của mạng lưới quan trắc. Chủ thể thực hiện: Sở Tài nguyên và Môi trường tỉnh Quảng Ninh. Thời gian: 2021-2023.

  2. Tăng tần suất lấy mẫu quan trắc: Đề nghị nâng tần suất quan trắc từ 4 lần/năm lên ít nhất 8 lần/năm, đặc biệt trong mùa mưa để phản ánh kịp thời biến động chất lượng nước. Chủ thể thực hiện: Trung tâm Quan trắc Tài nguyên và Môi trường tỉnh. Thời gian: áp dụng từ năm 2022.

  3. Ứng dụng công nghệ quan trắc tự động và GIS: Xây dựng hệ thống quan trắc tự động kết nối dữ liệu trực tuyến, kết hợp với phân tích không gian GIS để giám sát và dự báo chất lượng môi trường hiệu quả hơn. Chủ thể thực hiện: Sở Khoa học và Công nghệ phối hợp với Sở Tài nguyên và Môi trường. Thời gian: 2022-2025.

  4. Tăng cường công tác quản lý và xử lý nguồn thải: Đẩy mạnh kiểm soát và xử lý các nguồn thải công nghiệp, khai thác than, đặc biệt là các chất ô nhiễm kim loại nặng và hữu cơ, nhằm giảm thiểu ô nhiễm môi trường nước mặt. Chủ thể thực hiện: UBND thành phố Cẩm Phả phối hợp với các doanh nghiệp. Thời gian: liên tục đến năm 2030.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

  1. Cơ quan quản lý nhà nước về tài nguyên và môi trường: Sử dụng kết quả nghiên cứu để xây dựng chính sách, quy hoạch mạng lưới quan trắc và nâng cao hiệu quả quản lý môi trường.

  2. Các doanh nghiệp khai thác than và công nghiệp: Áp dụng các giải pháp quản lý nguồn thải, cải thiện công nghệ sản xuất nhằm giảm thiểu ô nhiễm môi trường.

  3. Các nhà nghiên cứu và học viên ngành quản lý tài nguyên và môi trường: Tham khảo phương pháp nghiên cứu, dữ liệu thực tế và đề xuất để phát triển các nghiên cứu tiếp theo.

  4. Cộng đồng dân cư và tổ chức xã hội: Nâng cao nhận thức về tình trạng ô nhiễm môi trường, tham gia giám sát và bảo vệ môi trường tại địa phương.

Câu hỏi thường gặp

  1. Tại sao cần bổ sung điểm quan trắc môi trường nước mặt?
    Việc bổ sung điểm quan trắc giúp tăng tính đại diện và độ chính xác của dữ liệu, phản ánh đầy đủ biến động chất lượng nước, đặc biệt tại các khu vực đô thị và nông nghiệp chưa được quan trắc đầy đủ.

  2. Tần suất quan trắc hiện tại có đáp ứng yêu cầu không?
    Tần suất 4 lần/năm chưa đủ để phát hiện kịp thời các biến động môi trường, đặc biệt trong mùa mưa. Nâng tần suất lên 8 lần/năm sẽ cải thiện khả năng giám sát và cảnh báo.

  3. Các chỉ tiêu nào được ưu tiên quan trắc?
    Các chỉ tiêu quan trọng gồm nhiệt độ, pH, BOD5, TSS, kim loại nặng (As, Hg, Cd, Pb), và các chất ô nhiễm hữu cơ, vì chúng phản ánh rõ ràng tình trạng ô nhiễm và ảnh hưởng đến sức khỏe con người.

  4. Công nghệ nào được đề xuất áp dụng trong quan trắc?
    Công nghệ quan trắc tự động kết nối dữ liệu trực tuyến và phân tích GIS được đề xuất nhằm nâng cao hiệu quả, giảm thời gian và chi phí, đồng thời cung cấp dữ liệu kịp thời cho công tác quản lý.

  5. Làm thế nào để giảm thiểu ô nhiễm môi trường nước mặt tại Cẩm Phả?
    Cần tăng cường kiểm soát nguồn thải, áp dụng công nghệ xử lý hiện đại, nâng cao nhận thức cộng đồng và thực hiện giám sát môi trường thường xuyên, đồng bộ giữa các cấp chính quyền và doanh nghiệp.

Kết luận

  • Thành phố Cẩm Phả hiện có mạng lưới quan trắc môi trường nước mặt chưa đồng đều, tập trung chủ yếu tại các khu vực khai thác than và hồ chứa, thiếu điểm quan trắc tại vùng đô thị và nông nghiệp.
  • Chất lượng nước mặt biến động theo mùa, với mức độ ô nhiễm tăng cao trong mùa mưa do dòng chảy mạnh và nguồn thải công nghiệp.
  • Các chỉ tiêu kim loại nặng và chất hữu cơ vượt ngưỡng quy chuẩn tại nhiều điểm quan trắc, cảnh báo nguy cơ ô nhiễm nghiêm trọng.
  • Tần suất quan trắc hiện tại chưa đáp ứng yêu cầu giám sát kịp thời, cần tăng cường và ứng dụng công nghệ hiện đại.
  • Đề xuất bổ sung điểm quan trắc, tăng tần suất lấy mẫu, ứng dụng công nghệ tự động và nâng cao quản lý nguồn thải nhằm bảo vệ môi trường nước mặt bền vững.

Next steps: Triển khai bổ sung điểm quan trắc và nâng cao tần suất lấy mẫu trong giai đoạn 2021-2023; phát triển hệ thống quan trắc tự động và GIS từ 2022-2025; tăng cường quản lý và xử lý nguồn thải liên tục đến năm 2030.

Call to action: Các cơ quan quản lý, doanh nghiệp và cộng đồng cần phối hợp chặt chẽ để thực hiện các giải pháp đề xuất, góp phần xây dựng môi trường xanh - sạch - đẹp tại thành phố Cẩm Phả.