Sách hướng dẫn xây dựng bản đồ ô nhiễm môi trường đất. Đây là hướng dẫn của cục kiểm soát ô nhiễm.
TỔNG CỤC MÔI TRƯỜNG CỤC KIỂM SOÁT Ô NHIỄM --------------------- NHIỆM VỤ Điều tra, khảo sát, xây dựng các bộ tiêu chí khoanh vùng ô nhiễm và đề xuất dự án xây dựng bản đồ ô nhiễm trên phạm vi toàn quốc XÂY DỰNG BỘ TIÊU CHÍ KHOANH VÙNG KIỂM SOÁT Ô NHIỄM MÔI TRƯỜNG ĐẤT Hà nội, tháng 12 năm 2010 i MỤC LỤC 1. MỞ ĐẦU . 1 2. CƠ SỞ KHOA HỌC CỦA VIỆC XÂY DỰNG BỘ TIÊU CHÍ KHOANH VÙNG Ô NHIỄM MÔI TRƯỜNG XUNG QUANH 3 3. PHƯƠNG PHÁP KHOANH VÙNG Ô NHIỄM ĐỐI VỚI MÔI TRƯỜNG ĐẤT . 7 4. XÂY DỰNG BỘ CHỈ TIÊU Ô NHIỄM MÔI TRƯỜNG ĐẤT ĐỂ KHOANH VÙNG KIỂM SOÁT Ô NHIỄM 10 4.1 Lựa chọn các chất ô nhiễm môi trường đất điển hình, đặc trưng để xác định bộ chỉ tiêu ô nhi ễm 10 4.2 Chỉ số chất lượng môi trường đất . 13 4.3 Lựa chọn các thông số chất lượng môi trường đất 14 4.4 Xây dựng bộ chỉ tiêu khoanh vùng kiểm soát ô nhiễm Đất của nước ta 15 5. KẾT LUẬN . 17 TÀI LIỆU THAM KHẢO 18 1 1. MỞ ĐẦU Kiểm soát ô nhiễm môi trường là một nhiệm vụ hết sức quan trọng trong công tác quản lý môi trường quốc gia, cũng như quản lý môi trường ở mỗi địa phương, nhằm mục đích theo dõi kịp thời tình hình ô nhiễm môi trường, xác định đúng nguyên nhân gây ra ô nhiễm môi trường và đề xuất kịp thời các giải pháp ngăn ngừa ô nhiễm, giảm thiểu ô nhiễm và cải thiện chấ t lượng môi trường để bảo vệ sức khỏe cộng đồng, bảo vệ các hệ sinh thái và đảm bảo phát triển bền vững. Tầm quan trọng của kiểm soát ô nhiễm trong công tác quản lý môi trường đã được xác định trong Luật bảo vệ môi trường (năm 2005), trong Chiến lược BVMT quốc gia đến năm 2010 và định hướng đến năm 2020, đặc biệt là trong Quyết định số 328/2005/QĐ - TTg, ngày 12 tháng 12 nă m 2005, của Thủ tướng Chính phủ về việc phê duyệt kế hoạch quốc gia kiểm soát ô nhiễm môi trường đến năm 2010. Kiểm soát ô nhiễm bao gồm: kiểm soát các nguồn thải gây ra ô nhiễm môi trường (nguồn thải khí ô nhiễm, nguồn thải nước ô nhiễm, nguồn thải chất thải rắn, nguồn thải tiếng ồn, nguồn thải bức xạ), kiểm soát ô nhiễm môi trường xuyên biên giới, ki ểm soát ô nhiễm môi trường các ngành sản xuất công nghiệp, kiểm soát ô nhiễm môi trường xung quanh ở các khu vực đô thị, các khu công nghiệp, khu kinh tế, các làng nghề . và kiểm soát ô nhiễm (chất lượng) môi trường không khí, môi trường nước mặt, nước ngầm và môi trường nước biển ven bờ. Việc khoanh vùng ô nhiễm phục vụ cho công tác kiểm soát ô nhiễm trong Nhiệm vụ “Điều tra, khảo sát, xây dựng các bộ tiêu chí khoanh vùng ô nhiễm và đề xuất dự án xây d ựng bản đồ ô nhiễm trên phạm vi toàn quốc” là khoanh vùng ô nhiễm (hay chất lượng) môi trường xung quanh mà con người và các hệ sinh thái trực tiếp sinh cư trong các điều kiện của môi trường này, đó là môi trường không khí xung quanh (không bao gồm môi trường tiếng ồn và môi trường bức xạ), môi trường nước mặt xung quanh, môi trường nước biển ven bờ và môi trường đất. Tình trạng ô nhiễm/hay chất lượng môi trường xung quanh thường biến thiên theo không gian (theo quy hoạch phát triể n kinh tế xã hội, đi theo là 2 phân bố các nguồn thải gây ra ô nhiễm môi trường) và biến thiên theo thời gian. Ở các nước trên thế giới người ta thường khoanh vùng ô nhiễm/chất lượng môi trường xung quanh vào một thời gian xác định, khoảng 5 năm hay 10 năm một lần, thí dụ như vào các năm 1990, 2000, 2005. Đối với hiện trạng quy hoạch phát triển kinh tế - xã hội và thời gian khoanh vùng ô nhiễm đã xác định thì sự biến thiên tình trạng ô nhiễm môi trường xung quanh phụ thuộc ch ủ yếu vào điều kiện tự nhiên. Như là đối với môi trường không khí xung quanh thì sự biến thiên, mức độ ô nhiễm môi trường chủ yếu phụ thuộc vào điều kiện khí hậu (hướng gió và tốc độ gió), mưa, nắng .v.v ); Đối với ô nhiễm môi trường các dòng sông thì chủ yếu phụ thuộc vào lưu lượng dòng chảy, tốc độ và hướng dòng chảy, nhiệt độ nước.v.v.). Đối với ô nhi ễm môi trường nước biển ven bờ thì chủ yếu phụ thuộc vào các dòng hải lưu và tình trạng thủy triều; Đối với ô nhiễm môi trường đất thì chủ yếu phụ thuộc tính thẩm thấu, khuyếch tán ô nhiễm môi trường đất và điều kiện địa chất thủy văn. Vì vậy, ở các nước trên thế giới, người ta thường sử dụng 2 phương pháp tiếp cậ n để khoanh vùng ô nhiễm/chất lượng môi trường xung quanh như sau: - Phương pháp tính toán theo mô hình khuyếch tán ô nhiễm môi trường bằng hệ thống thông tin địa lý (GIS). Phương pháp tiếp cận này đòi hỏi phải có đầy đủ các thông số về các nguồn thải gây ra ô nhiễm môi trường (vị trí không gian, lưu lượng thải, chất thải, phương thức thải và các tính chất vật lý của nguồn thải) và phải có đầy đủ các thông số về điều kiện khí hậu, thủy văn, hải văn, địa hình, địa chất thủy văn . của khu vực nghiên cứu. Phương pháp tiếp cận tính toán phân bố ô nhiễm theo mô hình có thể vẽ được các đường đồng mức ô nhiễm tương đối chính xác, tức là có thể khoanh chia vùng nghiên cứu thành các khu vực có mức độ ô nhiễm môi trường khác nhau. Tuy vậy, phương pháp tính toán mô hình khuyếch tán ô nhiễm không phải là phương pháp vạn năng. Thí dụ đối v ới ô nhiễm môi trường không khí chỉ đảm bảo độ chính xác tin cậy đối với các nguồn ô nhiễm công nghiệp và nguồn ô nhiễm giao thông. Còn ô nhiễm môi trường không khí do các nguồn khác gây ra, như là nguồn ô nhiễm không khí từ các hoạt động xây dựng và sinh hoạt dịch vụ đun nấu của nhân dân ., nói chung không thể hoặc rất khó 3 khăn xác định bằng phương pháp tính toán theo mô hình khuyếch tán ô nhiễm. - Phương pháp tổng hợp, phân tích, thống kê số liệu quan trắc môi trường thực tế. Phương pháp này đòi hỏi phải có hệ thống các trạm quan trắc môi trường xung quanh hoàn thiện, phân bố các điểm đo bao trùm cả khu vực nghiên cứu, phân bố các điểm đo càng dày càng đạt được độ chính xác của khoanh vùng ô nhiễm. Thời gian quan trắc phải phù hợp để k ết quả quan trắc phản ánh đúng thực trạng ô nhiễm môi trường. Việc khoanh vùng ô nhiễm trên cơ sở phân tích, thống kê các số liệu quan trắc môi trường thường chỉ có giá trị gần đúng, nhưng là phương pháp cơ bản, có tính khả thi, thường được sử dụng phổ biến ở các nước trên thế giới. Trong nhiều trường hợp thiếu số liệu quan trắc môi trường thực tế thì ng ười ta kết hợp thêm với phương pháp tính toán theo mô hình khuyếch tán ô nhiễm để khoanh vùng ô nhiễm/hay chất lượng môi trường xung quanh. 2. CƠ SỞ KHOA HỌC CỦA VIỆC XÂY DỰNG BỘ TIÊU CHÍ KHOANH VÙNG Ô NHIỄM MÔI TRƯỜNG XUNG QUANH Thực chất của việc khoanh vùng ô nhiễm/hay chất lượng môi trường xung quanh là việc phân chia một vùng không gian địa lý của các tỉnh/thành hay toàn quốc gia thành các khu vực có mức độ ô nhiễm môi trường thực tế khác nhau bằng bộ chỉ tiêu đánh giá mức độ ô nhiễm của môi trường đã được xác định. Ở hầu hết các nước trên thế giới đề u đã ban hành các tiêu chuẩn/quy chuẩn chất lượng môi trường quốc gia, như là chất lượng môi trường không khí, chất lượng môi trường nước mặt, chất lượng môi trường nước biển ven bờ . Trong các tiêu chuẩn/quy chuẩn chất lượng môi trường đều quy định giới hạn nồng độ các chất ô nhiễm trong môi trường tối đa cho phép, tương xứng với điều kiện khi mà con người sinh cư, tiếp xúc vớ i môi trường đó thường xuyên, lâu dài, cũng không gây ra tổn hại đến sức khỏe và điều kiện sinh tồn, không gây ra bất cứ một triệu chứng bệnh tật nào. Môi trường bị ô nhiễm là môi trường hàm chứa một hay nhiều chất ô nhiễm có nồng độ vượt quá giới hạn tối đa cho phép được quy định trong tiêu chuẩn/quy chuẩn môi trường. Mức độ ô nhiễm cao hay thấp được xác định theo t ỷ lệ giữa nồng độ chất ô nhiễm thực tế và trị số nồng độ cho phép. 4 Tiêu chí để khoanh vùng ô nhiễm môi trường chính là các chỉ tiêu cụ thể (định lượng) để đánh giá mức độ ô nhiễm môi trường khác nhau, các vùng ô nhiễm khác nhau, được phân chia bằng đường danh giới có mức ô nhiễm môi trường khác nhau. Để đánh giá mức độ của ô nhiễm môi trường hay phân loại chất lượng môi trường ở các nước trên thế giới, người ta thường sử dụng “Chỉ số chất lượng môi trường (Evironment Quality Index - EQI), như là đố i với môi trường không khí là AQI (Air Quality Index), đối với môi trường nước mặt là WQI (Water Quality Index), đối với môi trường nước biển ven bờ là SWQI (Sea water Quality Index), đối với môi trường đất là SoQI (Soil Quality Index) [5,6,7,8,9,10]. Chỉ số chất lượng môi trường (EQI) vào các năm khoảng 1990 về trước người ta thường dùng là các chỉ số chất lượng môi trường đối với từng thông số ô nhiễm (chất ô nhiễm) riêng biệt, vào những năm sau 1990 người ta thường dùng các chỉ s ố chất lượng môi trường chung hay tổng quát, tổng hợp đối với nhiều chất ô nhiễm đặc trưng của mỗi môi trường xác định, như là EQI tổng hợp đối với môi trường không khí, môi trường nước mặt hay môi trường nước biển ven bờ. Công thức xác định bộ chỉ số để đánh giá mức độ ô nhiễm môi trường theo từng chất ô nhiễm ở các nước (Nga, Anh, Mỹ, Pháp, Canada .) hay ở nước ta [10, 11] thường dùng đối với chất ô nhiễm i trong môi trường có dạng như sau: , , 1 ij i io C EQI nC = ∑ (1) Trong đó: C i, j : nồng độ chất ô nhiễm i thực tế trong môi trường tại điểm j; j : là chỉ số đánh số các điểm quan trắc môi trường, j = 1, 2, . n, của khu vực nghiên cứu; C i,o : là nồng độ tối đa cho phép đối với chất ô nhiễm i theo tiêu chuẩn/quy chuẩn môi trường quốc gia; EQI i : là chỉ số chất lượng môi trường, chính là chỉ tiêu đánh giá mức độ ô nhiễm đối với chất ô nhiễm i trong môi trường, nếu lựa chọn số lượng các chất ô nhiễm điển hình, đặc trưng của môi trường là i = 1, 2, 3 m, thì ta 5 sẽ có 1 bộ chỉ tiêu đánh giá mức độ ô nhiễm môi trường là EQI 1 , EQI 2 , . EQI m , chính là số lần nồng độ chất ô nhiễm trung bình quan trắc thực tế của khu vực nghiên cứu vượt trị số quy chuẩn cho phép đối với chất đó. Các phân loại mức độ ô nhiễm theo từng chất ô nhiễm này có nhiều nhược điểm, theo tài liệu [11] đã phân tích các nhược điểm của chỉ số này là: (1) Khó phân loại chất lượng môi trường cho một mục đích sử d ụng nào đó. Thí dụ đối với môi trường nước mặt: QCVN 08:2008 quy định chất lượng nước sông cột A (loại A1 - đạt tiêu chuẩn cấp nước cho sinh hoạt) và cột B (loại B1 - không đạt tiêu chuẩn cấp nước cho sinh hoạt) đối với các thông số oxy hòa tan (DO), tổng chất rắn lơ lửng (SS) và tổng coliform (TC) tương ứng như sau: DO ≥ 6mg/l và 4 mg/l; TSS = 20mg/l và 50mg/l, TC = 2500MPN/100ml và 7500MPN/100ml. Tuy nhiên trong thực tế, con sông này đạt yêu cầu loại A1 về TSS và TC, còn con sông khác đạt yêu cầu lo ại A1 về TSS, nhưng không đạt cả loại A1 về DO và TC, hoặc cũng có thể đạt loại A1 về DO và TSS, nhưng TC không đạt cả loại A1 và B1 . Như vậy, sông này (hoặc sông khác) đạt chất lượng đối với nguồn loại nào? Điều này không thể trả lời nếu dựa theo kết quả phân tích chỉ số chất lượng môi trường đối với từng thông số. (2) Mặt khác, đố i với một mục đích sử dụng, mỗi thông số có tầm quan trọng khác nhau, chẳng hạn: độ đục và TC rất quan trọng cho mục đích tiếp xúc trực tiếp (tắm, bơi lội), nhưng lại không quan trọng cho mục đích cấp nước cho nông nghiệp; Nhiệt độ, độ mặn, NH 4 + không quan trọng lắm với nước bãi tắm nhưng rất quan trọng với nước nuôi thủy sản . Rõ ràng, trong những trường hợp trên, rất khó kết luận chất lượng nước của một con sông (hay đoạn sông) đạt loại A1, A2, B1 hay B2 và chất lượng nước đạt yêu cầu cho mục đích này, nhưng lại không đạt yêu cầu cho mục đích khác. Nhưng điều đó dẫn đến rất khó phân vùng và phân loại ch ất lượng nước sông, khó quyết định về khả năng khai thác sông (hoặc đoạn sông) cho một hoặc một số mục đích sử dụng nào đó . (3) Khi đánh giá chất lượng nước qua nhiều thông số riêng biệt, sẽ không thể nói đến diễn biến chất lượng nước tổng quát của một con sông (hay đoạn sông) và do vậy, khó so sánh chất lượng nước thời gian này với thời gian khác (theo tháng, mùa), ch ất lượng nước hiện tại so với tương lai . Như 6 vậy sẽ khó khăn cho công tác giám sát diễn biến chất lượng nước, khó đánh giá hiệu quả đầu tư để bảo vệ nguồn nước và kiểm soát ô nhiễm nước . (4) Khi đánh giá qua các chỉ số chất lượng nước riêng biệt, chỉ có các nhà khoa học hoặc nhà chuyên môn quản lý nước mới hiểu được, như vậy khó thông tin về chất lượng nước cho cộng đồng và các cơ quan quản lý Nhà nướ c, các nhà lãnh đạo để ra các quyết định phù hợp về bảo vệ và khai thác nguồn nước . Để khắc phục những khó khăn trên, cần phải có một hoặc một hệ thống chỉ số cho phép lượng hóa được chất lượng tổng hợp của môi trường (tức là biểu diễn chỉ số chất lượng môi trường theo một thang điểm thống nhất), có khả năng mô tả tổng hợp của nồng độ nhiều thành phần hóa - lý - sinh trong môi trường và tầm quan trọng của mỗi thông số chất ô nhiễm đối với một mục đích sử dụng nào đó. Một trong những chỉ số đó là Chỉ số chất lượng môi trường tổng hợp được ký hiệu là EQI 0 . EQI 0 là một chỉ số được tính toán từ nhiều thông số ô nhiễm môi trường riêng biệt theo một phương pháp xác định (hay theo một công thức toán học xác định). Mô hình EQI được đề xuất và áp dụng đầu tiên ở Mỹ vào những năm 1965 - 1970 và đang được áp dụng rộng rãi ở nhiều bang [5,6,7,8,9,10]. Hiện nay nhiều mô hình EQI đã được triển khai nghiên cứu áp dụng ở nhiều quốc gia: Ấn Độ, Canada, Chilê, Anh, Wales, Đài Loan, Úc, Malaixia, EQI được xem là mộ t công cụ hữu hiệu đối với các nhà quản lý môi trường trong giám sát, kiểm tra, quản lý chất lượng môi trường, đánh giá hiệu quả của các nhà hoạch định chính sách . Với EQI, dễ áp dụng tin học để quản lý chất lượng môi trường và bản đồ hóa khoanh vùng ô nhiễm môi trường (chẳng hạn, màu hóa các vùng ô nhiễm theo các thang điểm xác định). Đối với mỗi loại môi trường (môi trường không khí, môi trường nước mặt, môi trường n ước biển ven bờ, môi trường đất v.v .) người ta thường chọn lựa ra một số chất ô nhiễm điển hình i đặc trưng, có ý nghĩa quan trọng nhất của môi trường đó, để tính toán đánh giá mức độ ô nhiễm (chỉ số chất lượng) của một môi trường nào đó, không có nước nào tính toán với tất cả các thông số ô nhiễm trong bảng thông số tiêu chuẩn/quy chuẩn chất lượng môi tr ường. Trong trường hợp các tác dụng sinh học của các chất ô nhiễm i trong một môi trường tương tự hay xấp xỉ như nhau thì người ta có thể xác định một 7 chỉ số chất lượng môi trường tổng hợp để đánh giá mức độ ô nhiễm của môi trường như sau: EQI o = , 111 , 111 mmn ij i iij io C EQI mmnC === ⎛⎞ = ⎜⎟ ⎜⎟ ⎝⎠ ∑∑∑ , (2) Trong đó: i = 1, 2, 3 .m - là chỉ số ký hiệu các chất ô nhiễm được chọn lựa xem xét để đánh giá mức độ ô nhiễm của môi trường; j = 1, 2, 3 . n - là chỉ số ký hiệu các điểm quan trắc đối với chất lượng ô nhiễm i trong một môi trường đã được xác định; EQI 0 - là chỉ tiêu đánh giá mức độ ô nhiễm tổng quát của môi trường, số lần chúng vượt trị số tiêu chuẩn/quy chuẩn môi trường cho phép. Trong trường hợp các tác dụng sinh học của các chất ô nhiễm i trong một môi trường khác nhau nhiều thì người ta có thể xác định một chỉ tiêu tổng quát có tính đến trọng số đối với từng chất ô nhiễm để đánh giá mức độ ô nhiễm tổng quát của m ột môi trường đã được xác định như sau: EQI 0 = , 1 111 , n ij ii i j ii C xkEQI xk kknCio = ⎛⎞ = ⎜⎟ ⎝⎠ ∑∑∑ ∑∑ , (3) Trong đó: k i là trọng số tính đến tác dụng sinh học khác nhau của chất ô nhiễm i trong môi trường, thông thường k i đối với môi trường không khí thường có giá trị 1.0, 1.5 và 2.0. 3. PHƯƠNG PHÁP KHOANH VÙNG Ô NHIỄM ĐỐI VỚI MÔI TRƯỜNG ĐẤT Không giống như môi trường nước được khu trú theo các thủy vực, theo các dòng sông, đầm phá, hồ ao, .v.v ., Đối với ô nhiễm môi trường đất thì chủ yếu phụ thuộc tính thẩm, thấu khuyếch tán ô nhiễm môi trường đất và điều kiện địa chất thủy văn. Ở Canada, để đánh giá chỉ số chất lượng đất sử dụng 03 nhân tố để tính toán đó là (1) phạm vi của các chất gây ô nhiễm, (2) tần số của các chất gây ô nhiễm và (3) biên độ giao động của các chất gây ô nhiễm. Chỉ số chất lượng đất đưa ra cách đánh giá định lượng cho các điểm ô nhiễm với một giá trị từ 0 . trọng số thì: SoQI o = () ( ) ( ) ( ) () ( ) ( ) ( ) ( ) ⎟ ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎜ ⎝ ⎛ +++++ +++ ++ DmSOQITSMTSoQIOKSoQIOPSoQINSoQI MgSoQICaSoQIAsSoQIpHSoQI 252 22 ( 9. cầu loại A1 về TSS và TC, còn con sông khác đạt yêu cầu lo ại A1 về TSS, nhưng không đạt cả loại A1 về DO và TC, hoặc cũng có thể đạt loại A1 về DO và