TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦ DẦU MỘT KHOA KHOA HỌC QUẢN LÝ BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ CẤP TRƯỜNG ĐÁNH GIÁ RỦI RO MÔI TRƯỜNG DO NƯỚC THẢI SAU XỬ LÝ TẠI CÁC KHU CÔNG NGHIỆP TRÊ
NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
Đánh giá hiện trạng thu gom và xử lý nước thải KCN Biên Hòa
❖ Phương pháp thu thập số liệu
Thu thập số liệu thứ cấp:
- Đề tài thu thập số liệu từ báo cáo giám sát nước thải tại hệ thống xử lý nước thải tập trung các khu công nghiệp trên địa bàn tỉnh Đồng Nai năm 2019 Tần suất quan trắc 12 lần/năm giai đoạn từ 2018-2019
+ Khu công nghiệp Biên Hòa 2
+ Khu công nghiệp Agtex Long Bình
+ Khu công nghiệp Tam Phước
- Thu thập các dữ liệu điều kiện tự nhiên, kinh tế xã hội của thành phố Biên Hòa
- Áp dụng QCVN 40:2011/BTNMT do Ban soạn thảo quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng nước biên soạn thay thế QCVN 24:2009/BTNMT, Tổng cục Môi trường, Vụ Khoa học và Công nghệ, Vụ Pháp chế trình duyệt và được ban hành theo Thông tư số 47/2011/TT-BTNMT ngày 28 tháng 12 năm 2011 của Bộ trưởng Bộ Tài nguyên và Môi trường Nhằm đánh giá hiện trạng xử lý của các khu công nghiệp tại thành phố Biên Hòa[32]
Quy trình đánh giá được khái quát như sau:
Bước 1: Thu thập số liệu quan trắc từ dữ liệu quan trắc
Bước 2: Tính hệ số vượt chuẩn so với cột A QCVN 40:2011/BTNMT theo công thức:
Ai = Ci/Cs Công thức (2)
+ Ci là nồng độ đo được của chỉ tiêu i
+ Cs (Cmax) là tiêu chí đánh giá trong quy chuẩn chất lượng nước công nghiệp của chỉ tiêu i, QCVN 40:2011/BTNMT
+ Ai là giá trị ô nhiễm của chỉ tiêu i Nếu Ai > 1 chứng tỏ chỉ tiêu đó vượt tiêu chuẩn chất lượng nước thải công nghiệp
❖ Phương pháp tính chỉ số Nemerow
Trong nghiên cứu này tác giả sử dụng phương pháp chỉ số ô nhiễm Nemerow để đánh giá rủi ro môi trường từ ô nhiễm của nước thải công nghiệp Chỉ số Nemerow được N.L Nemerow công bố vào năm 1974 [12] Chỉ số này được nhiều nghiên cứu sử dụng để đánh giá chất lượng nước như HaoYulin and GeZhenchang [33], Islam, Ahmed [34]… Quá trình đánh giá được khái quát như sau:
Bước 1: Thu thập dữ liệu quan trắc Trong nghiên cứu này dữ liệu quan trắc nước thải các KCN năm 2019 được sử dụng
Bước 2: Tính số lần vượt chuẩn và tính toán mức độ ô nhiễm nước thải dựa vào công thức:
Theo cách đánh giá truyền thống chỉ số Nemerow được tính toán theo công thức:
+ Ps là chỉ tiêu ô nhiễm Nemerow
+ Pave là giá trị trung bình của chỉ số ô nhiễm đơn lẻ (Pi) của tất cả các kim loại + Pmax là giá trị cao nhất của các chỉ số đơn lẻ [15, 35]
Theo công thức đánh giá trên, trọng số của các thông số ô nhiễm là như nhau Tuy nhiên, mức độ ảnh hưởng của các thông số đến chất lượng nước thải là khác nhau theo nhiều quan điểm của các tác giả Trong nghiên cứu này tác giả sử dụng phương pháp xác định trọng số bằng Entropy để xác định mức độ đóng góp của các thông số Công thức tính toán chỉ số rủi ro Nemerow được cải tiến như sau [36]:
Trong đó, Wi là trọng số của các chất ô nhiễm đơn lẻ thứ i
Kết quả đánh giá chỉ số Nemerow được so sánh với thang đánh giá để xác định mức độ ô nhiễm: Kết quả chất lượng nước được phân thành 5 bậc: Rất tốt P <
1, Tốt 1 < P < 2, Rủi ro trung bình 2 < P < 3, Rủi ro cao 3 < P < 5, Rủi ro rất cao P
Bảng 2 1 Thang điểm đánh giá rủi ro môi trường
Các thông số nghiên cứu đánh giá ô nhiễm bao gồm: pH, Nito tổng, P Tổng, Amoni, BOD5, COD, Florua Trong đó, có hai thông số pH và Florua là yếu tố vật lý và vô cơ pH và Florua là thông số quan trọng trong cho đánh giá hiện trạng xử lý nước thải
- Phương pháp trọng số Entropy Để tăng tính khách quan và mức độ chính xác cho kết quả tính toán trong đánh giá rủi ro môi trường, trong nghiên cứu này áp dụng phương pháp Nemerow - trọng số Entropy
Entropy là một khái niệm vật lý trong hệ thống nhiệt động học được sử dụng để mô tả mức độ nhiễu động của hệ thống, giá trị Entropy càng lớn thì mức độ nhiễu động càng lớn Sau này ý tưởng về Entropy được phát triển trong các lý thuyết về thông tin và đã được ứng dụng rộng rãi trong lĩnh vực quản lý kinh tế và các ngành phân tích hệ thống khác Entropy được ứng dụng để đo lường kích thước của lượng thông tin, càng nhiều thông tin chứa đựng trong một chỉ thị đặc trưng thì ảnh hưởng của chỉ thị đó trong việc ra quyết định càng trở nên quan trọng Do đó, Entropy cũng được áp dụng để gán trọng số cho các thông số môi trường [38] Các bước chính xác định trọng số Entropy như sau:
Bước 1: Chuẩn hóa dữ liệu gốc: giả sử ta có m điểm quan trắc và n thông số đánh giá, ma trận dữ liệu gốc X như sau:
X = , Sau chuẩn hóa có ma trận R = (rij)m x n (i = 1,2,…,m; j = 1,2,…,n)
Trong đó, rij giá trị chuẩn hóa của điểm quan trắc j trong thông số i ; rij 0,1
Chỉ tiêu ô nhiễm Nemerow Thang đánh giá
Ps > 5 Rủi ro nghiên trọng
+ Các thông số có giá trị càng lớn càng tốt được chuẩn hóa theo công thức: rij = [xij – min(xj)]/[max(xj) - min(xj)] Công thức (6) + Các thông số có giá trị càng nhỏ càng tốt được chuẩn hóa theo công thức: rij = 1 - [xij – min(xj)]/[max(xj) - min(xj)] Công thức (7) Trong đó, hai thông số pH là các thông số lưỡng tính, được tính toán kết hợp giữa hai công thức:
+ Nếu pH < 6 thì sử dụng công thức (6), ngược lại sử dụng công thức (7)
+ Nếu DO%bh < 88 thì sử dụng công thức (6), ngược lại sử dụng công thức (7)
Hi = - 1 lnn∑ n j=1 fij ln (fij) Công thức (8)
Trong đó, fij = rij/ ∑ n j=1 rij , 0 Hi 1 Tuy nhiên, khi fij = 0, thì ln(fij) không có ý nghĩa Vì vậy, fij có thể được điều chỉnh như sau: fij = (1+ rij) / ∑ n j=1 (1 + rij) hay khi fij = 0 thì fij ln(fij) = 0 (Vì khi fij = 0 thì ln(fij) không có ý nghĩa - điều kiện lấy ln khi fij > 0) Trong đề tài này khi fij = 0 thì tác giả chọn fij ln(fij) = 0
Bước 3: Trọng số Entropy được xác định công thức 4: wi = (1- Hi)/(m - ∑ m i=1 Hi ), 0 wi 1, ∑ m i=1 w i = 1 Công thức (9) Kết quả của tính toán Entropy là tìm ra trọng số của các thông số pH, Nito tổng,
P Tổng, Amoni, BOD5, COD, Florua để tính toán mức độ rủi ro của ô nhiễm từ nước thải
2.2 Đánh giá tác môi trường và rủi ro sức khỏe do nước thải công nghiệp sau xử lý
❖ Phương pháp đánh giá rủi ro môi trường nền Để đánh giá rủi ro môi trường nước mặt tại các vùng tiếp cận của các trạm xử lý nước thải, đề tài sử dụng các tiêu chuẩn lấy từ bộ tiêu chuẩn Việt Nam, cụ thể là QCVN 08:2015/BTNMT (quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng nước mặt) Tính RQ theo công thức sau:
- RQ: Hệ số rủi ro (thương số rủi ro)
- MEC: Nồng đọ môi trường đo được
- PEC: Nồng độ môi trường dự báo
- PNEC: Ngưỡng gây hại lên đối trượng
Ta có 0,15000 m 3 Hệ số Kq là 1,2 do nguồn tiếp nhận chính là sông Đồng Nai Từ đó xác định được hệ số vượt chuẩn như bảng 3.3 Hiện trạng xử lý nước thải tại KCN Amata được thể hiện như sau:
Bảng 3.3 Hiện trạng xử lý nước thải KCN Amata pH N- tổng
Theo Bảng và Hình cho thấy:
- Các thông số ô nhiễm tại KCN Amata đều nằm trong giới hạn cho phép của QCVN 40:2011/BTNMT tại tất cả các lần quan trắc trong năm, các giá trị vượt chuẩn đều nhỏ hơn 1 pH N-tổng
Hình 3 2 Hiện trạng xử lý nước thải của KCN Amata
22 Điều này cho thấy hệ thống xử lý nước thải tại KCN Amata có hiệu suất xử lý tốt Các chất ô nhiễm đầu vào đều được xử lý tốt
3.2.3 Hiện trạng xử lý nước thải tại KCN Biên Hòa 2
Dựa vào QCVN 11 và bảng 1.1 ta xác định được hệ số Kf của KCN Biên Hòa
2 là 0,9 do có lưu lượng xả thải nằm trong mức >5000 m 3 Hệ số Kq là 1,2 do nguồn tiếp nhận chính là sông Đồng Nai Từ đó xác định được hệ số vượt chuẩn như bảng 3.4 Hiện trạng xử lý nước thải tại KCN Biên Hòa 2 được thể hiện như sau:
Bảng 3.4 Hiện trạng xử lý nước thải KCN Biên Hòa 2 pH N- tổng
Dựa vào Bảng và Hình cho thấy các thông số ô nhiễm hầu hết nằm trong giới hạn cho phép của cột A QCVN 40:2011/BTNMT Trong đó: pH
Hình 3 3 Hiện trạng xử lý nước thải của KCN Biên Hòa 2
- Riêng thông số P-tổng qua số liệu quan trắc theo đợt ghi nhận được lần lớn nhất là 7,90 mg/l vượt so với cột A QCVN 40:2011/BTNMT (4,32mg/l) là 1,8287 lần Qua đó ta thấy hiện trạng xử lý nước thải tại KCN Biên Hòa 2 đã xử lý tốt hầu hết các thông Tuy nhiên thông số P-tổng vẫn chưa được xử lý tốt dẫn đến vượt giới hạn cho phép của cột A, QCVN 40:2011/BTNMT, điều này sẽ gây ra ô nhiễm môi trường và gây ra những rủi ro môi trường nguồn tiếp nhận là các kênh rạch chảy ra Sông Đồng Nai
3.2.4 Hiện trạng xử lý nước thải tại KCN Loteco
Dựa vào QCVN 11 và bảng 3.5 ta xác định được hệ số Kf của KCN Loteco là 0,9 do có lưu lượng xả thải nằm trong mức >5000m 3 Hệ số Kq là 1,2 do nguồn tiếp nhận chính là sông Đồng Nai Từ đó xác định được hệ số vượt chuẩn như bảng 2.4 Hiện trạng xử lý nước thải tại KCN Loteco được thể hiện như sau:
Bảng 3.5 Hiện trạng xử lý nước thải tại KCN Loteco pH N- tổng
Hình 3 4 Hiện trạng xử lý nước thải của KCN Loteco
Dựa vào Bảng và Hình cho thấy
- Các thông số quan trắc tại KCN Loteco đều nằm trong giới hạn cho phép của QCVN 40:2011/BTNMT tại tất cả các đợt quan trắc trong năm
Qua đó ta thấy được hiện trạng xử lý nước thải tại KCN Loteco đã xử lý tốt các thông số ô nhiễm được quan trắc
3.2.5 Hiện trạng xử lý nước thải KCN Tam Phước
Dựa vào QCVN 11 và bảng 3.6 ta xác định được hệ số Kf của KCN Amata là 1 do có lưu lượng xả thải nằm trong mức 500 < F ≤ 5000m 3 Hệ số Kq là 1,2 do nguồn tiếp nhận chính là sông Đồng Nai Từ đó xác định được hệ số vượt chuẩn như bảng 2.5 Hiện trạng xử lý nước thải tại KCN Tam Phước được thể hiện như sau:
Bảng 3.6 Hiện trạng xử lý nước thải KCN Tam Phước pH N- tổng
Hình 3 5 Hiện trạng xử lý nước thải của KCN Tam Phước
Dựa vào Bảng và Hình cho thấy phần lớn các thông số đều nằmtrong giới hạn cho phép của QCVN 40:2011/BTNMT tại các đợt quan trắc trong năm Trong đó:
- Thông số N-tổng qua số liệu quan trắc theo đợt ghi nhận được trong năm cho thấy lần lớn nhất là 30,20 mg/l vượt so với cột A QCVN 40:2011/BTNMT (24mg/l) là 1,2583 lần
- Thông số Amoni qua số liệu quan trắc theo đợt ghi nhận được lần lớn nhất là 19,40 mg/l vượt mức quy định trong cột A QCVN 40:2011/BTNMT (4.8 mg/l) là 3.2333 lần
Qua đó ta thấy hiện trạng xử lý nước thải tại các KCN chưa tốt tại các thông số N-tổng và Amoni điều này sẽ dẫn đến ô nhiễm môi trường và gây ra những rủi ro về môi trường cho môi trường xung quanh KCN
3.2.6 Chỉ số ô nhiễm nước thải
Bảng 3.7 Chỉ số ô nhiễm nước thải (Nemerow) tại Tp Biên Hòa Đợt
Khu công nghiệp Biên Hòa 2
Khu công nghiệp Tam Phước Đợt 1 1,09 1,59 0,52 0,82 0,58 Đợt 2 1,71 0,94 1,18 0,87 0,84 Đợt 3 0,82 0,88 1,10 1,00 0,78 Đợt 4 1,82 1,10 0,96 0,81 0,85 Đợt 5 1,81 1,15 0,92 0,99 1,00 Đợt 6 1,27 1,61 1,21 0,91 0,77 Đợt 7 1,15 0,95 0,80 1,02 0,85 Đợt 8 0,96 1,18 0,92 0,92 3,41 Đợt 9 0,89 1,10 1,24 1,03 1,41 Đợt 10 0,82 1,18 1,13 0,97 0,79 Đợt 11 0,92 1,06 2,36 1,05 0,80 Đợt 12 1,71 2,17 1,17 0,93 0,85
Dựa vào bảng 3.7 ta nhận thấy tại KCN Agtex Long Bình tại 7 đợt quan trắc có chỉ số Nemerow nằm ở mức cần được chú ý từ 1
