Đánh giá chất lượng nước, tính toán khả năng chịu tải của sông Nhuệ - Đáy trong bối cảnh biến đổi khí hậu và phát triển KTXH

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN - NGUYỄN TOÀN THẮNG ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG NƯỚC,TÍNH TỐN KHẢ NĂNG CHỊU TẢI CỦA SƠNG NHUỆ - ĐÁY TRONG BỐI CẢNH BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU VÀ PHÁT TRIỂN KINH TẾ XÃ HỘI Chuyên ngành: Môi trường đất nước Mã số: 62440303 DỰ THẢO TÓM TẮT ḶN ÁN TIẾN SỸ KHOA HỌC MƠI TRƯỜNG Cơng trình hồn thành tại: Trường ĐH Khoa học Tự nhiên ĐH Quốc gia Hà Nội Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS Lê Văn Thiện PGS.TS Trần Hồng Thái Phản biện : Phản biện : Phản biện : Luận án bảo vệ trước Hội đồng cấp Đại học Quốc gia chấm luận án tiến sĩ họp Trường ĐH Khoa học Tự nhiên vào hồi giờ, ngày tháng năm 20 Có thể tìm hiểu luận án tại: - Thư viện Quốc gia Việt Nam; - Trung tâm Thông tin - Thư viện, Đại học Quốc gia Hà Nội MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài Lưu vực sông Nhuệ - sông Đáy nằm hữu ngạn sơng Hồng với diện tích tự nhiên khoảng 7.665 km 2, với dân số năm 2015 gần 12 triệu người (Tổng Cục thống kê, 2015), mật độ dân số trung bình khoảng 1.160 người/km2 Trong năm gần đây, tình hình phát triển KT-XH lưu vực sông Nhuệ - sông Đáy diễn mạnh mẽ, tỉnh lưu vực hàng năm đóng góp vào ngân sách đạt trăm tỷ đồng, góp phần nâng cao đời sống cho người dân, giải công ăn việc làm cho số lượng lớn người lao động Tuy nhiên, ngồi lợi ích mang lại tình trạng nhiễm mặt trái hoạt động gây mức báo động Tính trung bình tổng lượng nước thải tỉnh, thành phố thuộc lưu vực sông đổ vào khoảng 621.000 m 3/ngày đêm Nhưng phần lớn lượng nước thải chưa xử lý gây ô nhiễm nghiêm trọng nguồn nước lưu vực sông Diến biến tình trạng nhiễm khơng có dấu hiệu cải thiện mà tăng lên Mặt khác, nhu cầu sử dụng nước ngày cao mở rộng phát triển KT-XH bối cảnh thay đổi lưu lượng nước biến đổi khí hậu, nguồn nước lưu vực khơng phải đáp ứng mục đích sử dụng cho sinh hoạt sản xuất mà địi hỏi nguồn nước để trì hệ sinh thái, pha lỗng để hạn chế nhiễm nguồn nước trước tập trung đổ vào lưu vực Điều đòi hỏi cần đánh giá nguồn thải, đánh giá diễn biến môi trường, xác định tải lượng thành phần nước thải, từ tiêu giới hạn an tồn mơi trường xác định sử dụng làm sở cho tính tốn khả chịu tải mơi trường ngưỡng an tồn cho môi trường nước lưu vực sông Xuất phát từ đề tài luận án "Đánh giá chất lượng nước, tính tốn khả chịu tải sông Nhuệ - Đáy bối cảnh biến đổi khí hậu phát triển KTXH” thực Mục tiêu nghiên cứu - Đánh giá trạng môi trường nước lưu vực sông Nhuệ Đáy - Tính tốn dự báo diễn biến chất lượng nước, tải lượng ngưỡng chịu tải LVS Nhuệ - Đáy theo kịch phát triển KTXH bối cảnh tác động ĐKH - Đề xuất giải pháp quản lý, bảo vệ cải thiện môi trường nước bối cảnh ĐKH kịch phát triển KTXH Ý nghĩa khoa học thực tiễn - Cung cấp sở khoa học đánh giá ngưỡng chịu tải LVS Nhuệ Đáy bối cảnh ĐKH kịch phát triển KT-XH - Là để có điều chỉnh kế hoạch bảo vệ mơi trường nước LVS Nhuệ - Đáy bối cảnh ĐKH kịch phát triển KT-XH - Hỗ trợ công tác quản lý, phịng ngừa nhiễm mơi trường nước LVS Nhuệ - Đáy Những đóng góp - Góp phần hồn thiện phương pháp luận nghiên cứu đánh giá ngưỡng chịu tải LVS bối cảnh ĐKH phát triển KTXH - Đã tính tốn dự báo ngưỡng chịu tải LVS Nhuệ - Đáy bối cảnh tác động ĐKH kịch phát triển KT-XH - Đề xuất định hướng giải pháp quản lý bảo vệ để phịng ngừa nhiễm mơi trường LVS Nhuệ - Đáy CHƯƠNG TỞNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Tổng quan nghiên cứu môi trường nước lưu vực sông Nhuệ - Đáy Đã có nhiều cơng trình nghiên cứu khoa học đánh giá chất lượng môi trường lưu vực sông Nhuệ - Đáy từ sở đề xuất xây dựng giải pháp nhằm bảo vệ chất lượng môi trường nước, tổng quan chia thành hướng nghiên cứu sau: 1.1.1 Xây dựng ban hành chế sách, thể chế Luật ảo vệ mơi trường năm 2014 dành nhiều nội dung vấn đề bảo vệ môi trường nước lưu vực sông với nội dung quy định cụ thể Mục 1, Chương VI (từ Điều 52 đến Điều 55) Đồng thời, Luật VMT 2014 phân định trách nhiệm rõ ràng VMT nước sông U ND cấp tỉnh ộ TN&MT 1.1.2 Nghiên cứu quản lý sử dụng hợp lý tài nguyên nước lưu vực sông Các tỉnh LVS Nhuệ - Đáy mà đại diện U ND thành phố Hà Nội năm 2008 xây dựng Đề án tổng thể bảo vệ môi trường lưu vực sông Nhuệ - sông Đáy đến năm 2020, đề án Thủ tướng phủ phê duyệt Cục Quản lý Tài nguyên nước Viện Sinh thái Môi trường, thực nghiên cứu “Nhu cầu cấp nước, sử dụng nước tính kinh tế tài nguyên nước lưu vực sông Nhuệ - sông Đáy” xây dựng mối tương quan khía cạnh cách tiếp cận kinh tế việc quy hoạch phân bổ tài nguyên nước 1.1.3 Nghiên cứu kiểm soát ô nhiễm lưu vực Trung tâm Tư vấn Khí tượng Thủy văn, 2009 nghiên cứu cải thiện chất lượng sông Nhuệ - Đáy cách đánh giá sức chịu tải kiểm kê nguồn gây ô nhiễm nghiên cứu đưa phương pháp tiếp cận nghiên cứu sức chịu tải kiểm kê nguồn gây ô nhiễm lan truyền chất ô nhiễm lưu vực sông Nhuệ - Đáy đồng thời đề cập đến ảnh hưởng đến sức khỏe ô nhiễm nguồn nước Trong năm qua Tổng Cục môi trường xây dựng cổng thông tin giám sát môi trường lưu vực sông Nhuệ - Đáy, công thông tin ứng dụng GIS để quản lý đối tượng liệu không gian, cung cấp đồ chuyên đề, thực phép phân tích khơng gian, phân tích mạng lưới, 1.1.4 Nghiên cứu áp dụng mơ hình mơ để phân tích đánh giá trạng, dự báo đề xuất giải pháp quản lý bền vững Các tác tác giả Trần Hồng Thái nnk, 2009; Vũ Minh Cát, 2007; Nguyễn Thanh Sơn nnk, 2011; Nguyễn Văn Cư nnk, 2005 Nguyễn Kiên Sơn, 2005 nghiên cứu ứng dụng mơ hình tiến tiến để đánh giá diễn biến chất lượng nước, đa dạng sinh học lưu vực sông Nhuệ - Đáy tập trung vào việc đánh giá chất lượng nước, sử dụng mơ hình tốn học tính tốn dịng chảy để bổ sung nguồn nước vào LVS nhằm giảm ô nhiễm 1.2 Tổng quan c sở khoa học phư ng pháp đánh giá khả tự làm dựa vào q trình nước sơng 1.2.1 Nước sơng q trình xảy nước sơng Trong nước tự nhiên tồn nhiều chất vô hữu với dạng tồn khác ên cạnh nước cịn có mặt tất chất khí có khí kết q trình khuếch tán đối lưu Khi bị nhiễm tiếp nhận nguồn xả thải, môi trường nước sông thay đổi Trong sông xảy q trình khống hóa, sinh hóa, lý hóa với tham gia nhiều động thực vật thủy sinh sinh sống hoạt động thủy vực Dưới xem xét vai trị số lồi thường có mặt mơi trường nước sơng: 1.2.2 Vai trị oxy q trình tự làm (TLS) nước sông Trong nước, ô xy tham gia vào phản ứng hóa học khử chất nhiễm hữu lượng ơxy thường xun có nước sơng làm tăng khả TLS chất thải gây ô nhiễm nước sơng 1.2.3 Vai trị vi khuẩn q trình TLS nước sơng Có mặt mơi trường nước, vi khu n thu lượng tiêu thụ chất có nước để sinh trưởng thơng qua số phản ứng xy hóa khử mà vi khu n làm trung gian cho phản ứng ôxy hóa khử chất hữu cơ, kim loại nặng, 1.2.4 Vai trò hệ động thực vật thủy sinh q trình TLS nước sơng Hệ động thực vật thủy sinh có vai trị mắt xích quan trọng chuỗi thức ăn hệ sinh thái thủy vực Sự tích tụ nguồn chất thải nhiễm vai trị khử độc, hay nói cách khác vai trị tham gia vào q trình TLS nguồn nước 1.2.5 Vai trị q trình xáo trộn, lắng đọng q trình TLS nước sơng Như nêu phần mở đầu, nhờ có tính đặc th riêng, sơng HSTTV có khả TLS nhờ q trình xáo trộn, pha lỗng nước thải nước sơng, dịng chảy Đây q trình có tính chất động lực dịng chảy nên mơ hình hóa sở hệ phương trình thủy động lực học giải phương pháp số Đã có nhiều mơ hình xây dựng sử dụng Về khả TLS trình động lực học sông xem xét nhiều cơng trình nghiên cứu ngồi nước 1.3 Tổng quan nghiên cứu ngưỡng chịu tải môi trường nước sơng 1.3.1 Các nghiên cứu ngồi nước - Giai đoạn đầu kỷ 20 đến thập nhiên 70: Mơ hình chất lượng nước Streeter-Phelps thiết lập 1925, mô thay đổi giá trị DO OD v ng hạ lưu với nguồn thải điểm dịng chảy sơng Ohio, Hoa Kỳ Các giai đoạn độ tin cậy mô hình tiếp tục cải tiến - Giai đoạn thập niên 80 đến nay: Mơ hình chất lượng nước giai đoạn hoàn thiện với độ tin cậy cao hơn, trình ảnh hưởng đến chất lượng nước đề cập đến nhiều hơn, phạm vi ứng dụng đa dạng Điển hình giai đoạn nghiên cứu tác giả: Thomann Mueller,1989; Law Chalup, 1990; Ditoro Fitzpatrick, 1993 Mô hình MIKE 11 mơ hình chiều phát triển Viện thủy lực Đan Mạch (DHI) từ mơ hình gốc đời năm 1972 d ng để mô thủy lực nước sông 1.3.2 Các nghiên cứu ứng dụng nước Trong thập kỷ qua, nghiên cứu mơ hình chất lượng nước Việt Nam chủ yếu sử dụng mô hình chất lượng nước chủ yếu tập trung cho sơng Việt Nam mơ hình WQ97; STREAM II; Qual2E;…Hiện nay, số mơ MIKE, SMS nghiên cứu đưa vào áp dụng tính tốn chất lượng nước cho sơng CHƯƠNG ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Đối tượng, phạm vi nghiên cứu 2.1.1 Đối tượng nghiên cứu Các hoạt động phát triển KTXH sử dụng nguồn nước lưu vực; Các đặc điểm tự nhiên ảnh hưởng tới lưu lượng chất lượng nguồn nước; Các trình xáo trộn, lắng đọng trình TLS nước sông LVS Nhuệ - Đáy 2.1.2 Nội dung nghiên cứu - Đánh giá trạng điều kiện tự nhiên - KTXH lưu vực sông Nhuệ - Đáy - Nghiên cứu đánh giá trạng môi trường nước lưu vực sông Nhuệ - Đáy - Nghiên cứu tính tốn, dự báo diễn biến chất lượng nước, tải lượng ngưỡng chịu tải sông Nhuệ - Đáy theo kịch phát triển - Nghiên cứu đề xuất giải pháp quản lý, bảo vệ cải thiện môi trường nước cho lưu vực sông Nhuệ - Đáy 2.1.3 Phạm vi nghiên cứu Phạm vi thực lưu vực sông Nhuệ- sông Đáy giới hạn phạm vi tỉnh thành phố: Hà Nội, Hà Nam, Hịa ình, Nam Định, Ninh Bình 2.2 Phư ng pháp nghiên cứu 2.2.1 Phương pháp thu thập, tổng hợp tài liệu Để thu thập tổng hợp tài liệu, số liệu điều kiện tự nhiên, KTXH tỉnh v ng lưu vực sông Nhuệ - Đáy, số liệu quan trắc môi trường, đồ lưu vực sông, mạng lưới quan trắc môi trường 2.2.2 Phương pháp điều tra, khảo sát thực địa - Khảo sát thực địa nguồn thải thực năm 2014, 2015 để xác định phân loại nguồn thải - Khảo sát theo tuyến đặc điểm địa hình, dịng chảy phục vụ cơng tác phân đoạn để nghiên cứu tính tốn khả tiếp nhận chất nhiễm 2.2.3 Phương pháp sử dụng mơ hình tốn để tính tốn chất lượng nước, khả tự làm bối cảnh Đ kịch phát triển T-XH 2.3.3.1 Cách tiếp cận Cách tiếp cận thực đề tài luận án dựa vào sau (sơ đồ hình 2.1): Hình 2.1: S đồ cách tiếp cận thực đề tài luận án 2.2.3.2 Cơ sở lý thuyết mơ hình mưa – dịng chảy (NAM) Mơ hình NAM chữ viết tắt cụm từ tiếng Đan Mạch “Nedbør Afstrømnings - Models” có nghĩa mơ hình mưa rào dịng chảy Mơ hình tính q trình mưa-dịng chảy theo cách tính liên tục hàm lượng m năm bể chứa riêng biệt có tương tác lẫn Ứng dụng mơ hình NAM bối cảnh ĐKH kịch phát triển KT-XH: Theo kịch BDKH nước biển dâng cho Việt Nam dựa vào điều kiện tự nhiên, tình hình KT-XH, dân số mức độ quan tâm đến môi trừờng khu vực Trong luận án lựa chọn kịch ĐKH kịch phát thải trung bình A1 dự báo cho năm 2020, năm 2030 theo kịch phát thải mức trung bình RPC 45 Có kịch KTXH (K ) đưa ra, kịch tính tốn tải lượng nhiễm lưu vực đến năm 2020 2030, bao gồm thông số chất lượng nước ( OD5, COD, TSS, N tổng, P tổng, với kịch 0% nước thải xử lý 80% nước thải xử lý 2.2.3.3 Cơ sở lý thuyết mơ hình diễn tốn thủy lực Mơ đun mơ hình thuỷ động lực (HD) phần trung tâm hệ thống mơ hình MIKE 11 hình thành sở cho hầu hết mơ đun bao gồm: dự báo lũ, tải khuyếch tán, chất lượng nước mô đun vận chuyển b n cát 2.2.3.4 Cơ sở lý thuyết mơ hình chất lượng nước (mô đun truyền tải khuếch tán mô đun sinh thái) để đánh giá khả tự làm nước Ngồi mơ đun thuỷ lực (HD) phần trung tâm mơ hình làm nhiệm vụ tính tốn thuỷ lực, tính tốn (1 chiều) để đánh giá q trình xáo trộn, lắng đọng mơ hình MIKE 11, phải đồng thời sử dụng hai mô đun mơ đun tải - khuyếch tán (AD) mô đun sinh thái (Ecolab) 2.2.4 Phương pháp đánh giá ngưỡng chịu tải dựa vào tải lượng chất ô nhiễm 2.2.4.1 Sử dụng Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia môi trường Trong thời gian tháng 8/2014 tháng 11/2015 tiến hành khảo sát, đo đạc, lấy mẫu phân tích 45 điểm sơng thuộc lưu vực sông Nhuệ - Đáy Để đánh giá chất lượng nước sơng Nhuệ, Đáy, từ tính tốn tải lượng đánh giá ngưỡng chịu tải, nghiên cứu sử dụng Quy chu n kỹ thuật Quốc gia chất lượng nước mặt 08/2015 để so sánh CHƯƠNG KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 3.1 Đặc điểm điều kiện tự nhiên, kinh tế xã hội vùng nghiên cứu 3.1.1 Đặc điểm tự nhiên 3.1.1.2 Đặc điểm địa hình Lưu vực sơng Nhuệ - Đáy có địa hình đa dạng, với v ng núi, đồi 2/3 diện tích đồng nên có thuận lợi để phát triển kinh tế Xét cấu trúc ngang từ Tây sang Đơng chia địa hình lưu vực sơng Đáy thành ba v ng là: V ng núi; v ng đồng v ng cửa sơng ven biển 3.1.1.3 Đặc điểm khí tượng thủy văn a Đặc điểm khí tượng Sơng Nhuệ sông Đáy nằm khu vực mang đầy đủ thuộc tính khí hậu miền bắc Việt Nam nhiệt đới gió m a nóng m, m a đơng lạnh mưa, m a hè nắng nóng nhiều mưa tạo nên tác động qua lại yếu tố: xạ mặt trời, địa hình, khối khơng khí ln phiên khống chế b Đặc điểm thủy văn Nói chung, 85% lượng dịng chảy lưu vực sơng Nhuệ -Đáy có nguồn gốc từ sơng Hồng chuyển sang, 15% cịn lại bắt nguồn từ lưu vực Tổng dòng chảy năm khoảng 28,8 tỉ m3, có đến 25,8 tỉ m3 (chiếm 85-90%) bắt nguồn từ sông Hồng qua sông Đào Lượng dịng chảy sơng Hồng Long chiếm khoảng 2,4% tổng dòng chảy năm, tương đương 0,68 tỉ m3 Lượng dịng chảy sơng Tích sơng Đáy a Thá chiếm khoảng 4,7%, tương đương 1,35 tỉ m Chế độ dòng chảy trung lưu, thượng lưu nhánh bờ tây sông Đáy bị chi phối rõ rệt khí hậu 3.1.1.4 Hiện trạng phân bố đa dạng sinh học Xác định 21 loài thực vật thủy sinh, bèo Nhật ản, rau Muống chiếm tỉ lệ tuyệt đối Ngồi Lúa cịn số loài khác Sen, Súng, Sậy, Nghề nước, thuộc họ Cói Thực vật nổi, có 73 lồi, tảo Silic có số lồi cao (34 lồi, chiếm 47 %), tiếp đến tảo Lục (có 17 loài, chiếm 23 %), tảo Mắt (12 loài, chiếm 16 %), 11 tảo Lam (10 loài, chiếm 14 %) LVS Nhuệ - sơng Đáy Ngồi ra, có 70 loài động vật nổi, động vật thân mềm, cá chép, cá diếc, cá chầy, (Tổng cục môi trường, 2011) 3.1.2 Đặc điểm kinh tế xã hội 3.1.2.1 Dân số Dân số 05 tỉnh, thành phố lưu vực sông Nhuệ - sông Đáy (thành phố Hà Nội mở rộng, Hà Nam, Nam Định, Ninh ình Hồ ình) tính đến 01/4/2015 11.040 người Mật độ dân số trung bình tồn lưu vực gần 1.000 người/km2, cao gấp 3,6 lần so với bình quân chung nước (277 người/km2) 3.1.2.2 Công nghiệp – Tiểu thủ công nghiệp Theo thống kê tổng giá trị sản xuất cơng nghiệp tồn lưu vực năm 2015 796,2 nghìn tỷ đồng tăng gấp 2,5 lần so với năm 2010 (đạt 332 nghìn tỷ đồng) Các ngành cơng có ý nghĩa then chốt là: - kim khí, dệt-da-may, chế biến lương thực thực ph m đồ điện điện tử Sản lượng sản xuất công nghiệp thành phố Hà Nội chiếm tới 78,3% tổng sản xuất cơng nghiệp tồn lưu vực 3.1.2.3 Nơng nghiệp Các hoạt động sản xuất nông nghiệp LVS Nhuệ- Đáy phát triển với số dân tham gia hoạt động nông nghiệp chiếm 60- 70% dân số toàn lưu vực, nhiên đóng góp nghành nơng nghiệp cịn khiêm tốn chiếm 21% Ngành nông nghiệp lưu vực chủ yếu tập trung vào ngành nghề trồng trọt chăn nuôi 3.1.3 Mục tiêu, chiến lược phát triển TX địa phương Định hướng đến 2020, tăng trưởng GDP Hà Nội tăng lên 19% cao nước, Ninh ình giảm cịn 10,5%, tỉnh cịn lại khơng thay đổi Các tỉnh, thành phố có tỷ trọng ngành cơng nghiệp tương đối cao Hà Nội, Hà Nam Ninh ình (trên 40%) Tỷ trọng phát triển ngành dịch vụ tỉnh thành phố lưu vực sông Nhuệ sông Đáy khơng thay đổi giai đoạn 2010-2020 (chỉ có tỉnh Ninh ình tăng khoảng 10%) 12 3.2 Hiện trạng khai thác s dụng tài nguyên nước lưu vực sơng Nhuệ - Đáy 3.2.1 ệ thống cơng trình thủy lợi Hệ thống cơng trình thủy lợi LVS Nhuệ - Đáy đầu tư xây dựng hoàn thiện, phục vụ nhu cầu d ng nước cho nông nghiệp hoạt động phát triển KTXH tỉnh LVS 3.2.2 Nhu cầu sử dụng nước lưu vực Theo kết khảo sát Trung tâm Quy hoạch Điều tra tài nguyên nước Quốc Gia, 2014 nhu cầu sử dụng nước cho LVS Nhuệ Đáy năm 2014 2556.836 m3 Trong trồng trọt 1098,25m3; chăn nuôi 76,74m3; công nghiệp 285,32m3; thủy sản 512,73m3; sinh hoạt 315,56 m3; khác 268,23 m3 3.3 Đánh giá trạng môi trường nước LVS Nhuệ- Đáy 3.3.1 Đánh giá nguồn thải gây ô nhiễm môi trường sông Nhuệ- sông Đáy Kết điều tra, thống kê ộ Tài ngun Mơi trường, 2015 tính đến tháng 10 năm 2015, lưu vực sơng Nhuệ - Đáy có khoảng 1.957 nguồn thải, đó: 1.642 nguồn thải sở sản xuất, kinh doanh (CSSX, KD); 40 nguồn thải khu công nghiệp, cụm công nghiệp (KCN, CCN); 132 Cơ sở y tế ( ệnh viện); 143 Làng nghề 3.3.2 Diễn biến chất lượng nước LVS Nhuệ-Đáy Kết quan trắc Trung tâm Quan trắc môi trường tiến hành quan trắc 45 điểm có tính đại diện cao chủ yếu sơng lưu vực Nhuệ - Đáy LVS Nhuệ - Đáy với tần suất lần/năm giai đoạn 2011-2015 Dựa kết tỉnh toán số WQI trạm quan trắc nội suy để đánh giá tổng quan chất lượng nước sơng tồn LVS hình 3.52 cho thấy: - Đối với sơng Nhuệ: thấy chất lượng nước sông Nhuệ kém, chí cịn có xu hướng năm trước Trên tồn dịng sơng Nhuệ, đáp ứng cho mục đích giao thơng thủy 13 (có WQI 95%, có chuỗi số liệu dịng chảy quan trắc đoạn sông 3.4.6.2 Đánh giá tải lượng ô nhiễm cho đoạn sông a Tải lượng Lưu lượng tải lượng thải tính tốn đoạn sơng cho thấy, lưu lượng nước thải ước tính hầu hết đoạn lớn, đoạn từ Cầu Hà Đơng đến Cầu Tó, lượng nước thải lên tới 204.105,33 (m3/ngày) chiếm tới 23,10 % tổng lưu lượng nước thải đoạn Đoạn từ Cầu Đồng Quan đến Cống Thần, lượng nước thải lớn (156.810,90 m3/ngày), chiếm 17,74% tổng lưu lượng nước thải, sau đoạn từ Cầu Hà Đơng đến Cầu Tó Đây đoạn tiếp nhận nước thải chủ yếu từ hoạt động nông nghiệp, chiếm tới 86,3% tổng lượng nước thải đoạn Đối với sông Đáy, hai đoạn a Thá đến Cầu Quế từ Cầu Quế đến Cầu Hồng Phú, lượng nước thải lớn 18 (113.011,59 m3/ngày 109,854.66 m3/ngày), chiếm khoảng 12,79% 12,43% tổng lượng thải đoạn b Dự báo tải lượng tương lai Dựa vào phân bố dân cư định hướng phát triển kinh tế - xã hội giai đoạn 2020, định hướng 2030 tổng lưu lượng tải lượng ước tính cho đoạn sơng tính tốn theo phương pháp mục 2.4.4.3 thể bảng 3.34 3.35 Bảng 3.34: Tổng tải lượng nhiễm ước tính theo đoạn sông đến năm 2020 Đoạn Tải lượng thải (kg/ngày) BOD COD TSS N tổng Sông Nhuệ Nước thải P tổng (m /ngày) Đoạn 42.525,58 76.761,16 94.682,22 7.646,79 2.742,26 68.800,71 Đoạn Đoạn Đoạn Đoạn Đoạn 113.996,31 44.889,34 45.531,84 56.646,47 12.809,32 212.201,42 243.626,63 20.076,20 63.695,51 140.654,12 14.062,79 59.562,00 156.545,03 16.223,45 74.612,39 258.353,07 21.757,64 18.853,71 44.587,66 4.322,73 Sông Đáy 5.692,30 6.979,72 8.520,70 11.420,89 3.223,19 214.310,60 101.017,06 109.138,39 164.651,45 36.007,87 Đoạn Đoạn 54.725,43 71.977,33 233.614,74 18.609,92 9.135,43 91.593,80 130.222,82 408.437,08 29.013,84 14.375,60 118.745,01 219.709,32 Bảng 3.35: Tổng tải lượng nhiễm ước tính theo đoạn sông đến năm 2030 Đoạn Tải lượng thải (kg/ngày) BOD COD TSS N tổng Nước thải P tổng (m /ngày) Sông Nhuệ Đoạn 46.575,63 84.071,75 103.699,57 8.375,06 3.003,43 75.353,16 Đoạn 124.853,10 232.411,08 266.829,16 21.988,22 6.234,43 234.721,13 Đoạn 49.164,51 69.761,75 154.049,75 15.402,10 7.644,45 110.637,73 Đoạn 49.868,21 65.234,57 171.454,08 17.768,54 9.332,19 119.532,52 Đoạn 62.041,37 81.718,33 282.958,12 23.829,79 12.508,60 180.332,54 Đoạn 14.029,25 20.649,30 3.530,16 39.437,19 48.834,11 4.734,42 Sông Đáy Đoạn 59.937,38 78.832,32 255.863,76 20.382,29 10.005,47 130.054,06 Đoạn 52.666,44 74.878,12 234.851,32 16.682,96 126.332,86 19 8.265,97 3.4.6.3 Đánh giá tải lượng ô nhiễm tối đa đoạn sơng theo mục đích sử dụng a Tải lượng ô nhiễm tối đa cho đoạn sông theo mục đích sử dụng B1 (cho tưới tiêu thủy lợi) Với mục đích sử dụng cho tưới tiêu thủy lợi theo QCVN 08/2015 nhận thấy: Tải lượng ô nhiễm tối đa tất đoạn sông thông số TSS lớn (đực biệt, đoạn Cống Thần đến thị xã Phủ Lý (trên sông Nhuệ) hàm lượng TSS lên đến xấp xỉ 95.000 kg/ngày) Chất rắn lơ lửng nguồn nước tạo trình bào mịn, rửa trơi đất đá lưu vực, chất thải sinh hoạt, công nghiệp, nông nghiệp, làng nghề Tải lượng ô nhiễm OD5 COD cho kết cao Trên sông Nhuệ sơng Đáy khơng có tượng phú dưỡng ô nhiễm kim loại nặng nên kết tính tốn cho thấy tải lượng nhiễm tối đa NH4+, kim loại (Chì, Asen, Thủy ngân Crom VI+) không cao b Tải lượng ô nhiễm tối đa cho đoạn sơng theo mục đích sử dụng B2 (cho giao thông thủy mục đích sử dụng khác) Mục đích cho giao thơng thủy mục đích khác theo QCVN 08/2015: - Tải lượng ô nhiễm tối đa Ltđ cho thông số TSS cao tất đoạn sông đánh giá Tiếp đến Ltđ COD OD5 đoạn sông Nhuệ - Tải lượng tối đa chất ô nhiễm cho mục đích sử dụng cao so với mức khoảng lần, giá trị giới hạn nồng độ chất ô nhiễm quy định theo QCVN 08/2015 cho mục đích sử dụng cao c Tải lượng ô nhiễm tối đa cho đoạn sơng theo mục đích sử dụng A2 (cho nước cấp sinh hoạt có áp dụng cơng nghệ xử lý phù hợp) Từ bảng kết tính tốn tải lượng ô nhiễm tối đa tính cho mục đích sử dụng A2 (cấp nước sinh hoạt có áp dụng cơng nghệ xử lý ph hợp) theo QCVN 08/2015 cho thấy: - Tải lượng ô nhiễm tối đa Ltđ cho thông số TSS cao tất đoạn sông đánh giá (trừ đoạn đầu a Thá - Vân Đình) Tiếp đến Ltđ COD OD5 20 - Tải lượng tối đa chất ô nhiễm NH4+, kim loại nặng nhỏ đoạn sông đánh giá 3.4.6.4 Đánh giá khả tiếp nhận nước thải (ngưỡng chịu tải) nguồn nước Dựa vào trạng sử dụng nước đoạn sông thuộc hệ thống sông nghiên cứu, thấy chất lượng nước sông Nhuệ khơng có khả đáp ứng cho mục đích cấp nước sinh hoạt nên khả tiếp nhận tải lượng chất nhiễm nguồn nước tính tốn, xác định cho hai đoạn sông nghiên cứu thuộc sông Đáy đoạn từ a Thá đến Cầu Quế đoạn từ cầu cầu Quế đến cầu Hồng Phú 3.5 Đánh giá khả tự làm dựa vào trình sơng Ảnh hưởng nước thải tới chất lượng nước trình phức tạp cách tốt để mô tả mối quan hệ sử dụng mơ hình tốn (A.Salval, 2008) Như trình bày phần trước, nghiên cứu đánh giá khả tiếp nhận nước thải khả tự làm sông Nhuệ từ cống Liên Mạc đến Phủ Lý nhập lưu vào sông Đáy sông Đáy đoạn từ a Thá đến cầu Hồng Phú, thị xã Phủ Lý 3.6 Phân tích, đánh giá tổng hợp dự báo ngưỡng/sức chịu tải LVS Nhuệ - Đáy 3.6.1 Phân tích, đánh giá tổng hợp ngưỡng/sức chịu tải nước sông Sức chịu tải môi trường hay khả chịu tải môi trường thể khả tự làm môi trường Đối với đoạn sông sông Nhuệ (từ cống Liên Mạc đến hợp lưu sông Đáy) sông Đáy (từ a Thá đến Cầu Hồng Phú, thị xã Phủ Lý) đánh giá khả tiếp nhận thơng số muối Xianua, kim loại Chì, Asen, Thủy ngân Chrom VI; Các đoạn sông Từ Cống Thần đến Phủ Lý từ a Thá đến Hồng Phú khả tiếp nhận thông số Amonie NH 4+, COD TSS cho mục đích sử dụng (tưới tiêu thủy lợi), cho mục đích sử dụng (giao thơng thủy mục đích khác) khả tiếp nhận thấp 26,5 % đến 94,8% cho thơng số NH 4+ đoạn Ba Thá – Cầu Quế 21 Tuy nhiên đoạn sông từ Cống Liên Mạc đến Cống Thần sơng Nhuệ khơng cịn khả tiếp nhận thông số ô nhiễm hữu OD5, COD, Amoni NH4+; đặc biệt đoạn từ Cầu Tó đến Cống Thần (nhận lượng nước thải ô nhiễm từ sinh hoạt, nông nghiệp, công nghiệp bệnh viện làng nghề qua sông Tô Lịch Hà Nội chảy vào) Trên sông Nhuệ từ cống Liên Mạc đến Cầu Chiếc cho thấy hồn tồn khơng cịn khả tự làm chất ô nhiễm Khả tự làm sông Nhuệ thể rõ từ Cống Thần đến điểm nhập lưu sông Đáy cầu Hồng Phú lượng thải đổ vào sông Nhuệ giảm nên chất lượng nước có xu hướng tăng theo chiều tích cực Trên đoạn a Thá – cầu Quế, đoạn cầu Quế - cầu Hồng Phú đánh giá sông Đáy cho thấy có q trình tự làm diễn sông mức độ nhẹ 3.6.2 Đánh giá dự báo ngưỡng/sức chịu tải nước sông 3.6.2.1 Dự báo tải lượng ô nhiễm môi trường nước LVS Nhuệ - Đáy Dự báo tổng lượng nước thải đô thị (bao gồm lượng nước thải y tế), khu công nghiệp, nông thôn phát sinh phạm vi lưu vực sông Nhuệ - sông Đáy theo Quyế định 681/QĐ-TTg quy đổi m 3/năm đưa bảng 3.44 Bảng 3.44: Dự báo tổng lượng nước thải LVS Nhuệ - sông Đáy STT Hạng mục Lượng nước thải phát sinh (m3/năm) Năm 2020 Năm 2030 332.929.275 441.553.640 Nước thải đô thị Nước thải nông thôn 99.369.425 177.287.435 Nước thải công nghiệp 264.423.520 274.408.460 696.722.220 893.249.535 Tổng cộng Theo Quyết định 681/QĐ-TTg Thủ tướng phủ lượng nước thải đến năm 2020, 2030 xử lý 80% Theo kịch này, lưu lượng nước thải tải lượng chất ô nhiễm giảm đáng kể, chất ô nhiễm xấp xỉ 40% so với trạng năm 2015 22 3.6.2.2 Dự báo chất lượng nước sức chịu tải ô nhiễm sông Nhuệ Đáy Kịch (K 1): lượng nước thải v ng gia tăng theo quy hoạch phê duyệt, không xử lý trước đổ sông Kịch (K 2): lượng nước thải v ng gia tăng theo quy hoạch phê duyệt, xử lý 80% lượng nước thải đạt tiêu chu n môi trường trước đổ sông Theo KB lượng nước thải xử lý 80% đặc biệt có bổ sung nước sông Hồng qua Đập Đáy (làm sống lại đoạn sông Đáy) cống Liên Mạc cải thiện chất lượng môi trường nước sông Nhuệ Đáy cách đáng kể, chất lượng nước sông điểm ô nhiễm trọng điểm trước Cự Đà, Cầu Chiếc (tiếp nhận nước thải khu vực Tả Thanh Oai Văn Điển - Thanh Trì), giá trị DO dự báo đạt quy chu n QCVN 08/2015- TNMT loại Vì vậy, kịch sức chịu tải ô nhiễm sông Nhuệ sông Đáy dự báo tối ưu lượng nước thải đổ trực tiếp chưa qua xử lý vào hai sông giảm mạnh, nước sơng đảm bảo cho mục đích sử dụng tưới tiêu nông nghiệp bảo vệ đời sống thủy sinh vật khiến khả tự làm chúng sông thể rõ ràng 3.7 Đề xuất giải pháp quản lý, bảo vệ môi trường khắc phục tình trạng nhiễm LVS Nhuệ - Đáy 3.7.1 Đề xuất giải pháp quản lý bảo vệ môi trường - Xây dựng mục tiêu môi trường - Xây dựng sở liệu nguồn thải - iện pháp tuyên truyền, giáo dục 3.7.2 Đề xuất giải pháp khắc phục tình trạng nhiễm - Cải tạo hồn chỉnh hệ thống cơng trình thủy lợi Xây dựng nhà máy xử lý nước thải Thực thu gom xử lý chất thải rắn Hoàn thiện hệ thống quan trắc, giám sát chất lượng nước 23 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận Chất lượng nước sông Nhuệ kém, đặc biệt đoạn chảy qua TP Hà Nội bị ô nhiễm nặng, không đáp ứng mục đích sử dụng nào, cần phải cải thiện chất lượng nước (WQI < 25) Đối với sông Đáy bị suy giảm đặc biệt đoạn thượng lưu Chất lượng nước đoạn cầu Mai Lĩnh, sông tiếp nhận nước thải từ quận, huyện: Đan Phượng, Quốc Oai, Hồi Đức, Chương Mỹ nhiễm nặng Kết đánh giá tải lượng cho thấy lưu lượng nước thải ước tính hầu hết đoạn v ng lớn, đoạn từ Cầu Hà Đông đến Cầu Tó Sử dụng kết mơ hình MIKE 11, mô đun truyền tải khuếch tán mô đun sinh thái đánh giá khả tự làm nước sông liên hệ chặt chẽ với diễn biến hệ sinh thái thủy sinh sông theo kịch xả thải trạng Các kết đánh giá sức chịu tải môi trường nước sông Nhuệ, sông Đáy thể thông qua việc đánh giá khả tiếp nhận nước thải khả tự làm nguồn nước Theo kết dự báo với KB lượng nước thải đến năm 2020,203 xử lý 80% cho thấy cải thiện chất lượng mơi trường nước sông Nhuệ - Đáy cách đáng kể, chất lượng nước sông điểm ô nhiễm trọng điểm trước đạt quy chu n QCVN 08/2015-BTNMT loại Kiến nghị Tiếp tục nghiên cứu sở để quy định mức khống chế tải lượng chất ô nhiễm phép thải vào dòng sông đoạn sông, nghiên cứu phân phối Quota ô nhiễm cho nguồn thải lưu vực để phục vụ công tác quản lý hiệu Nghiên cứu phân tích hiệu việc khai thác vai trị thực vật thủy sinh, động vật thủy sinh, vi sinh vật việc gia tăng khả tự làm cho dịng chảy; Xây dựng tiêu chí xác định ngưỡng chịu tải cho lưu vực sông Nhuệ sông Đáy 24 DANH MỤC CÁC CƠNG TRÌNH KHOA HỌC CỦA TÁC GIẢ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN Trần Hồng Thái, Trần Thị Vân, Nguyễn Thị Phương Hoa, Nguyễn Mạnh Thắng, Nguyễn Toàn Thắng (2009), “Những thách thức ĐKH chất lượng nước mặt Việt Nam”, Tạp chí tài nguyên nước, Số 02, tr 49-52 Trần Hồng Thái, Phạm Vân Trang, Dương ích Ngọc, Nguyễn Tồn Thắng (2009) ,“Đề xuất qui trình xác định dịng chảy tối thiểu tiếp cận dòng chảy sinh thái Việt Nam ”, Tạp chí Tài ngun Mơi trường, Số 13, tr 44-47, Nguyễn Toàn Thắng, Trần Hồng Thái, Đỗ Thị Hương, Lưu Đức Dũng, (2013), "Dự báo diễn biến chất lượng nước sông Nhuệ - Đáy theo kịch phát triển Kinh tế - Xã hội" Tạp chí Khoa học ĐHQGHN, Khoa học Tự nhiên Cơng nghệ, tập 29, Số 2S, tr 166276 Nguyễn Toàn Thắng, Trần Hồng Thái, Đỗ Thị Hương, Lưu Đức Dũng (2013), "Dự báo tải lượng ô nhiễm tối đa sơng Nhuệ - Đáy theo mục đích sử dụng nguồn nước", Tạp chí Khoa học ĐHQGHN, Khoa học Tự nhiên Công nghệ, tập 29, Số 2S, tr 177-286 ... tổng quan chia thành hướng nghiên cứu sau: 1.1.1 Xây dựng ban hành chế sách, thể chế Luật ảo vệ mơi trường năm 2014 dành nhiều nội dung vấn đề bảo vệ môi trường nước lưu vực sông với nội dung quy... doanh (CSSX, KD); 40 nguồn thải khu công nghiệp, cụm công nghiệp (KCN, CCN); 132 Cơ sở y tế ( ệnh viện); 143 Làng nghề 3.3.2 Diễn biến chất lượng nước LVS Nhuệ-Đáy Kết quan trắc Trung tâm Quan... mơ hình Danh sách trạm thủy văn mục đích sử dụng số liệu lưu lượng trạm 3.16 Bảng 3.16: Danh sách trạm thuỷ văn lưu vực sơng Nhuệ, sơng Đáy có s dụng số liệu lưu lượng Tên trạm Thời gian s dụng