Nghiên cứu đánh giá chất lượng nước hệ thống thủy lợi liễn sơn và đề xuất các giải pháp quản lý bảo vệ

LỜI CAM ĐOAN Tác giả xin cam đoan cơng trình nghiên cứu thân tác giả Đề tài nghiên cứu không trùng lặp với đề tài luận văn trước Các kết nghiên cứu kết luận luận văn trung thực, không chép từ nguồn hình thức nào.Việc tham khảo nguồn tài liệu (nếu có) thực trích dẫn ghi nguồn tài liệu tham khảo quy định Tác giả luận văn Trịnh Thị Thùy Linh i LỜI CẢM ƠN Trước tiên, em xin gửi lời cảm ơn đến ban giám hiệu, Ban chủ nhiệm khoa, tồn thể q Thầy, Cơ khoa Hóa Mơi trường - Trường Đại Học Thủy Lợi, Viện Nước, Tưới tiêu Môi trường – Viện Khoa học Thủy lợi Việt Nam truyền đạt cho em nhiều kiến thức bổ ích học kinh nghiệm quý báu suốt thời gian em học tập trường tạo điều kiện tốt để em hoàn thành luận văn Em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến thầy PGS.TS Bùi Quốc Lập – Khoa Hóa Mơi trường thầy TS Lê Xn Quang – Viện Nước, Tưới tiêu Môi trường định hướng đề tài hướng dẫn tận tình suốt thời gian thực luận văn Cuối cùng, học viên xin gửi lời cảm ơn tới gia đình, bạn bè giúp đỡ, ủng hộ chia sẻ khó khăn, thuận lợi học viên suốt q trình học tập nghiên cứu Khóa luận thành đúc kết suốt hai năm học Trong q trình làm khóa luận, cố gắng song không tránh khỏi thiếu sót Chính vậy, em mong góp ý bổ sung từ Q thầy để khóa luận hoàn thiện Em xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày tháng 05 năm 2021 Tác giả luận văn Trịnh Thị Thùy Linh ii MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN ii DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT viii MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài nghiên cứu Mục đích nghiên cứu 11 Cách tiếp cận phương pháp nghiên cứu 11 3.1 Cách tiếp cận 11 3.2 Đối tượng phạm vi nghiên cứu 11 3.3 Nội dung nghiên cứu 13 3.4 Phương pháp nghiên cứu 14 Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài 20 Kết đạt 20 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 21 1.1 Chất lượng nước số hệ thống thủy lợi Việt Nam 21 1.2 Chất lượng nước số hệ thống thủy lợi giới .24 1.3 Giới thiệu chung hệ thống thủy lợi Liễn Sơn 26 1.3.1 Đặc điểm tự nhiên 26 1.3.2 Hệ thống sông ngòi: 30 1.3.3 Hệ thống cơng trình đầu mối, tưới tiêu .32 1.3.4 Đánh giá trạng cơng trình thủy lợi Liễn Sơn .37 CHƯƠNG 2: NGHIÊN CỨU, ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG CHẤT LƯỢNG NƯỚC HỆ THỐNG THỦY LỢI LIỄN SƠN 40 2.1 Các nguồn gây ô nhiễm chất lượng nước hệ thống thủy lợi Liễn Sơn 40 2.1.1 Nước thải sinh hoạt 41 2.1.2 Nước thải sở y tế 42 2.1.3 Nước thải làng nghề 43 2.1.4 Lượng nước thải công nghiệp, cụm công nghiệp 45 2.1.5 Nước thải sở sản xuất kinh doanh nằm ngồi khu cơng nghiệp, cụm công nghiệp 48 iii 2.1.6 Nước thải sở chăn nuôi gia súc gia cầm 49 2.2 Đánh giá trạng chất lượng nước theo số chất lượng nước WQI 50 2.3 Đánh giá trạng chất lượng nước theo QCVN số phương pháp thống kê 53 2.3.1 Chất lượng nước kênh 53 2.3.2 Chất lượng nước kênh tiêu 56 2.4 Đánh giá trạng quản lý chất lượng nước hệ thống thủy lợi Liễn Sơn 68 2.4.1 Tổ chức quản lý 68 2.4.2 Những thuận lợi, khó khăn tồn quản lý chất lượng nước 68 2.4.3 Hiện trạng vận hành hệ thống 70 2.5 Phân tích dự báo xu diễn biến nguồn ô nhiễm HTTL Liễn Sơn ứng với quy hoạch phát triển KT-XH tỉnh Vĩnh Phúc đến năm 2025 72 2.5.1 Mục tiêu phát triển KT-XH đến năm 2025 72 2.5.2 Định hướng phát triển ngành kinh tế đến năm 2025 .75 2.5.3 Dự báo tính tốn nguồn ô nhiễm chảy vào HTTL đến năm 2025 81 2.5.4 Xây dựng kịch nguồn nước thải chảy vào HTTL ứng với phát triển KT-XH tỉnh Vĩnh Phúc đến năm 2025 82 CHƯƠNG 3: ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP QUẢN LÝ BẢO VỆ CHẤT LƯỢNG NƯỚC HTTL LIỄN SƠN 87 3.1 Cơ sở đề xuất giải pháp 87 3.1.1 Cơ sở khoa học: 87 3.1.2 Cơ sở pháp lý: 87 3.1.3 Cơ sở thực tiễn: 88 3.2 Giải pháp quản lý: 88 3.2.1 Giải pháp thể chế, sách: 88 3.2.2 Giải pháp giáo dục nâng cao nhận thức cộng đồng: 89 3.2.3 Các giải pháp bổ trợ khác 89 3.3 Các giải pháp kỹ thuật 90 3.3.1 Giải pháp xây dựng cơng trình xử lý nước thải 90 3.3.2 Giải pháp tăng cường khả pha loãng, khả tự làm nước HTTL 98 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .100 iv KẾT LUẬN .100 KIẾN NGHỊ 101 TÀI LIỆU THAM KHẢO 103 DANH MỤC HÌNH Hình 1 Sơ đồ hệ thống Liễn Sơn 27 Hình 2: Đoạn sông Phan thượng lưu cầu Hương (Thổ Tang) K29+306 37 Hình 3: Đoạn sơng Phan thượng lưu cầu Vũ Di K37+496 .37 Hình Nước thải Khu dân cư chợ Vĩnh Yên hồ Vậy .42 Hình 2 Nước thải Khu dân cư TT Thanh Lãng đổ vào Kênh Tả ngạn 42 Hình Điểm xả thuộc làng nghề tái chế nhựa Yên Đồng –Yên Lạc .45 Hình Điểm xả nước thải nông nghiệp thuộc xã Hải Lựu 45 Hình Nước xả nhà máy phôi giấy cụm công nghiệp Hợp Thịnh 48 Hình Điểm xả khu công nghiệp Yên Đồng đổ vào luồng tiêu Hang Rắn .48 Hình Diễn biến hàm lượng DO (mg/l) hệ thống qua năm 2018 – 2020 mùa khô 64 Hình Diễn biến hàm lượng COD (mg/l) hệ thống qua năm 2018 – 2020 mùa khô 64 Hình Diễn biến hàm lượng NH4+ (mg/l) hệ thống qua năm 2018 – 2020 mùa khô 65 Hình 11 So sánh cấu GDP tỉnh Vĩnh Phúc số tỉnh, thành phố khác dự kiến quy hoạch đến năm 2025 (%) 73 Hình 12 Biểu đồ so sánh tỷ lệ nguồn nước thải phát sinh xả vào HTTL Liễn Sơn 82 Hình Sơ đồ dây chuyền cơng nghệ mương xy hóa cải tiến xử lý nước thải tập trung cho cụm dân cư đô thị 91 Hình Sơ đồ dây chuyền công nghệ BASTAF kết hợp bãi lọc ngầm trồng xử lý nước thải sinh hoạt cho cụm dân cư nông thôn 94 v DANH MỤC BẢNG Bảng 1 Vị trí lấy mẫu hệ thống thủy lợi Liễn Sơn [5] 12 Bảng Phương pháp phân tích số thơng số chất lượng nước 16 Bảng 3: Bảng quy định giá trị qi, BPi 18 Bảng 4: Bảng quy định giá trị qi, BPi DO% bão hòa 19 Bảng 5: Bảng quy định giá trị qi, BPi pH .19 Bảng Danh mục cơng trình đầu mối thuộc hệ thống thủy lợi Liễn Sơn 32 Bảng Tổng hợp số lượng cơng trình hệ thống sơng 36 Bảng Danh sách đối tượng xả nước thải vào hệ thống công trỉnh thủy lợi Liễn Sơn 40 Bảng 2 Lượng nước thải sinh hoạt (m3/ngày đêm) 41 Bảng Khối lượng nước thải từ cở sở Y Tế 42 Bảng Danh mục Khối lượng nước thải sản xuất làng nghề chảy vào HTTL Liễn Sơn .44 Bảng Danh sách khu công nghiệp, cụm công nghiệp xả thả vào HTTL Liễn Sơn .46 Bảng Tổng khối lượng nước thải khu công nghiệp, cụm công nghiệp ảnh hưởng đến HTTL Liễn Sơn 47 Bảng Tổng lượng nước thải sở kinh doanh sản xuất KCN, CCN xả vào HTTL Liễn Sơn 48 Bảng Lượng nước thải chăn nuôi xả vào HTTL Liễn Sơn 49 Bảng Cách xác định giá trị WQI theo QĐ 1460/QĐ-TCMT [2] 51 Bảng 10 Bảng tổng hợp số chất lượng nước WQI năm 2018-2019 51 Bảng 11 Bảng tổng hợp số chất lượng nước WQI năm 2020 52 Bảng 12 Các tiêu sinh hóa đợt quan trắc năm 2018 59 Bảng 13 Các tiêu sinh hóa đợt quan trắc năm 2019 60 Bảng 14 Các tiêu sinh hóa đợt quan trắc năm 2020 61 vi Bảng 15 Tổng hợp đánh giá CLN phục vụ SXNN 67 Bảng 16 Dự báo lượng nước thải phát sinh tỉnh Vĩnh Phúc đến năm 2025 .82 Bảng 17 Tổng lượng nước thải xử lý tương ứng với phát triển kinh tế ngành theo kịch .83 Bảng 18 Tổng lượng nước thải xử lý tương ứng với phát triển kinh tế ngành theo kịch .84 Bảng 19 Tổng lượng nước thải xử lý tương ứng với phát triển kinh tế ngành theo kịch .85 Bảng 20 Tổng hợp kịch ô nhiễm ứng với định hướng phát triển KT-XH tỉnh Vĩnh Phúc đến năm 2025 .86 Bảng 1: Công suất xử lý nước thải sinh hoạt thị trấn 93 Bảng 2: Công suất xử lý nước thải sinh hoạt khu vực nông thôn 96 vii DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT KÝ TỰ VIẾT TẮT CHỮ VIẾT ĐẦY ĐỦ BTNMT : Bộ Tài nguyên Môi trường BVMT : Bảo vệ môi trường CLN : Chất lượng nước CCN : Cụm công nghiệp ĐTM : Đánh giá tác động môi trường HTTL : Hệ thống thủy lợi KCN : Khu công nghiệp KT-XH : Kinh tế - xã hội MTV : Một thành viên NN-PTNT : Nông nghiệp – Phát triển nông thôn QCVN : Quy chuẩn Việt Nam QĐ : Quyết định TB : Trạm bơm TNMT : Tài nguyên môi trường TNHH : Trách nhiệm hữu hạn TXLNT : Trạm xử lý nước thải viii MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài nghiên cứu Nước tài nguyên thiên nhiên đặc biệt quý giá, nhu cầu thiết yếu sống, đóng vai trị quan trọng việc phát triển kinh tế - xã hội Những năm gần đây, tốc độ thị hóa, cơng nghiệp hóa ngày nhanh, kéo theo ô nhiễm nước ngày tăng lan rộng Việc sử dụng nguồn nước bất hợp lý gây cạn kiệt nguồn nước làm ô nhiễm môi trường nước Nước sông, kênh thuộc hệ thống thủy lợi khơng đủ để hịa tan, pha lỗng chất bẩn làm cho nhiễm ngày nghiêm trọng nhiều hệ thống thủy lợi Việc quản lý sử dụng bảo vệ tài nguyên nước hệ thống thủy lợi chưa tốt làm cho nguồn nước đạng bị suy thối, nhiều nơi bị nhiễm nghiêm trọng Nguy nguồn nước bị cạn kiệt, cộng với tình hình phân bố khơng đồng theo thời gian không gian, đe dọa thiếu nước cho phát triển kinh tế đặc biệt sản xuất nông nghiệp, nuôi trồng thủy sản đời sống nhân dân nhiều nơi nước Nguồn nước hệ thống thủy lợi ngày bị ô nhiễm lượng lớn nước thải, rác thải công nghiệp sinh hoạt gây lên Hiện nhiều hệ thống thủy lợi chịu tác động mạnh mẽ hoạt động kinh tế, gia tăng dân số khu công nghiệp, khu vực làng nghề, đô thị tụ điểm dân cư Trong năm gần tình hình nhiễm hệ thống cơng trình thủy lợi xảy ngày nghiêm trọng có hệ thống cơng trình thủy lợi Liễn Sơn, thuộc tỉnh Vĩnh Phúc Với tốc độ phát triển công nghiệp thị nhanh, cơng trình xử lý nước thải, hệ thống tiêu thoát nước, hệ thống xử lý chất thải rắn, bãi chôn lấp chất thải chưa đáp ứng nhu cầu phát triển chung kinh tế Hầu thải từ hoạt động sản xuất nông nghiệp, công nghiệp, làng nghề nước thải sinh hoạt không xử lý xử lý chưa đạt tiêu chuẩn môi trường xả thải vào hệ thống Nguyên nhân nước thải, chất thải sinh hoạt, chăn nuôi, sản xuất nông nghiệp, làng nghề, nghĩa trang nằm ven kênh đổ trực tiếp nước thải vào hệ thống thủy lợi Tình trạng dẫn đến năm gần đây, lượng hóa chất mà nhà máy nước phải sử dụng tăng cao gấp nhiều lần so với trước đảm bảo độ nước sinh hoạt cấp cho nhân dân Được tiếp nước từ hệ thống kênh Liễn Sơn - Sơng Phan nguồn cung cấp nước phục vụ sản xuất nông nghiệp Trước đây, sông Phan sông lớn, tuyến giao thông thủy quan trọng Chất lượng nước sơng tốt, khai thác nhiều loại tôm cá, nước sông nguồn nước sinh hoạt hàng chục ngàn hộ dân Nhưng dịng sơng Phan bị ảnh hưởng nhiễm tồn nguồn nước thải không qua xử lý khu đô thị lớn, khu cụm công nghiệp, làng nghề địa bàn tỉnh đổ gây ô nhiễm nghiêm trọng Nguy hiểm hơn, rác thải sinh hoạt, rác thải nguy hại làng nghề xã ven sông đổ sông Phan, đoạn chảy qua địa phận huyện Vĩnh Tường, chỗ bị lợi dụng dòng chảy để khai thác nguồn lợi cá tơm, thả bèo, trồng rau muống phủ kín mặt sông Nhiều đoạn bị loại rác thải sinh hoạt, rác thải nguy hại làng nghề, vật liệu xây dựng đổ phủ kím hai bên bờ sơng Ngồi chất thải chăn nuôi hàng trăm trạng trai nuôi lợn, gà xả thẳng xuống sông Nhiều đoạn rác thải nhiều khiến cho dòng chảy bị thu hẹp, gây tắc nghẽn có mưa lớn Bên cạnh đó, tình trạng lần chiếm mặt sơng làm biến dạng dòng chảy, Theo điều tra Sở Tài nguyên Mơi trường tỉnh Vĩnh Phúc, ngày từ 34÷ 43 ngàn m3 nước thải hàng trăm rác thải đổ sông Phan Qua kiểm tra, nồng độ BOD5 vượt từ 1,9 đến 2,2 lần; nồng độ COD vượt từ 2,6 đến 2,8 lần; Amoni vượt từ 1,2 đến 1,6 lần so với tiêu chuẩn QCVN 08 :2015 Có vùng nhiễm khoanh vùng là: Vùng nhiễm 1: Khu vực Từ cầu Cơ Khí đến cầu Đất; Vùng nhiễm 2: hệ thống trạm bơm lấy nước từ sông Phan, vùng nhận nước thải khu công nghiệp, dân cư, vv ; Vùng ô nhiễm 3: Khu vực từ trạm bơm Bạch Hạc đến cầu Xuân Lai trạm bơm Đại Định Khu vực ô nhiễm thấp từ đập dâng Liễn Sơn đến cống Vân Tập Do yêu cầu cấp bách trạng môi trường chất lượng nước cấp hệ thống, để hỗ trợ công tác đạo, điều hành cấp nước phục vụ sản xuất vào mùa khơ cơng tác giám sát đánh giá chất lượng nước cần thiết cấp bách 10 Diễn biến hàm lượng Coliform (MPN/100ml) kênh tiêu qua năm 2018 – 2020 đợt mùa khô tháng Diễn biến hàm lượng Coliform (MPN/100ml) kênh tiêu qua năm 2018 – 2020 đợt mùa khô tháng PL 58 Diễn biến hàm lượng Coliform (MPN/100ml) kênh tiêu qua tháng mùa mưa năm 2020 PL 59 Phụ lục 4.2 Biểu đồ diễn biến theo không gian Diễn biến chất lượng nước năm 2018 Thông số DO 10.00 9.00 Hàm lượng DO (mg/l) 8.00 7.00 6.00 5.00 4.00 3.00 2.00 1.00 0.00 Điểm quan trắc Đ1-T1 Năm 2018 Đ2-T2 Năm 2018 Đ3-T2 Năm 2018 Đ4-T3 Năm 2018 Đ5-T3 Năm 2018 QCVN08:2015 cột B1 Diễn biến hàm lượng DO (mg/l) qua qua tháng năm 2018 PL 60 Thông số COD \ Diễn biến hàm lượng COD (mg/l) qua qua tháng năm 2018 PL 61 Thông số BOD5 70.00 Hàm lượng BOD5 (mg/l) 60.00 50.00 40.00 30.00 20.00 10.00 0.00 Điểm quan trắc Đ1-T1 Năm 2018 Đ2-T2 Năm 2018 Đ3-T2 Năm 2018 Đ4-T3 Năm 2018 Đ5-T3 Năm 2018 QCVN08:2015 cột B1 Diễn biến hàm lượng BOD5(mg/l) qua tháng năm 2018 PL 62 Thông số NH4+ 45.00 40.00 Hàm lượng N-NH4+ (mg/l) 35.00 30.00 25.00 20.00 15.00 10.00 5.00 0.00 Điểm quan trắc Đ1-T1 Năm 2018 Đ2-T2 Năm 2018 Đ3-T2 Năm 2018 Đ4-T3 Năm 2018 Đ5-T3 Năm 2018 QCVN08:2015 cột B1 Diễn biến hàm lượng NH4+ (mg/l) qua tháng năm 2018 PL 63 Thông số Coliform Diễn biến hàm lượng Coliform (MPN/100ML) qua tháng năm 2018 PL 64 Diễn biến chất lượng nước năm 2019 Thông số DO Diễn biến hàm lượng DO (mg/l) qua qua tháng năm 2019 PL 65 Thông số COD Diễn biến hàm lượng COD (mg/l) qua qua tháng năm 2019 PL 66 Thông số BOD5 Diễn biến hàm lượng BOD5(mg/l) qua tháng năm 2019 PL 67 Thông số NH4+ Diễn biến hàm lượng NH4+ (mg/l) qua tháng năm 2019 PL 68 Thông số Coliform Diễn biến hàm lượng Coliform (MPN/100ML) qua tháng năm 2019 PL 69 Diễn biến chất lượng nước năm 2020 Thông số DO Diễn biến hàm lượng DO (mg/l) qua qua tháng năm 2020 Thông số COD Diễn biến hàm lượng COD (mg/l) qua qua tháng năm 2020 Thông số BOD5 PL 70 Diễn biến hàm lượng BOD5(mg/l) qua tháng năm 2020 Thông số NH4+ Diễn biến hàm lượng NH4+ (mg/l) qua tháng năm 2020 PL 71 Thông số Coliform Diễn biến hàm lượng Coliform (MPN/100ML) qua tháng năm 2020 PL 72