Đánh giá khả năng tiếp nhận các chất hữu cơ dễ phân hủy sinh học và đề xuất giải pháp kiểm soát ô nhiễm sông trà bồng, tỉnh quảng ngãi

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC HUẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC NGUYỄN QUÝ LINH ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG TIẾP NHẬN CÁC CHẤT HỮU CƠ DỄ PHÂN HỦY SINH HỌC VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP KIỂM SỐT Ơ NHIỄM SÔNG TRÀ BỒNG, TỈNH QUẢNG NGÃI CHUYÊN NGÀNH: QUẢN LÝ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG MÃ SỐ: 60 85 01 01 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC ĐỊNH HƯỚNG NGHIÊN CỨU NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC PGS.TS NGUYỄN VĂN HỢP Thừa Thiên Huế, 2018 LỜI CAM ÐOAN Tôi xin cam đoan luận văn cơng trình nghiên cứu cá nhân Tất số liệu, kết nghiên cứu luận văn trung thực, chưa người khác cơng bố cơng trình nghiên cứu Tác giả Nguyễn Quý Linh LỜI CẢM ƠN Đầu tiên, xin gửi lời cảm ơn chân thành đến PGS.TS Nguyễn Văn Hợp tận tình hướng dẫn suốt thời gian thực luận văn Trân trọng cảm ơn quý thầy cô giáo Khoa Sinh học - Trường Đại học Khoa học - Đại học Huế quan tâm giúp đỡ, tạo điều kiện thuận lợi đóng góp nhiều ý kiến quý báu cho suốt thời gian học tập thực luận văn Tôi xin chân thành cảm ơn Lãnh đạo Ban Quản lý Khu kinh tế Dung Quất khu công nghiệp tỉnh Quảng Ngãi, Lãnh đạo Trung tâm Kỹ thuật Quan trắc Môi trường (thuộc Ban quản lý Khu kinh tế Dung Quất Khu công nghiệp Quảng Ngãi) đồng nghiệp tạo điều kiện thuận lợi để học tập nghiên cứu, đặc biệt hỗ trợ phân tích mẫu phòng thí nghiệm để hồn thành luận văn Cuối cùng, xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến gia đình, đồng nghiệp, bạn bè người thân động viên, giúp đỡ suốt khóa học Huế, ngày tháng năm 2018 Nguyễn Quý Linh MỤC LỤC Trang DANH MỤC CÁC BẢNG .I DANH MỤC CÁC HÌNH .II DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT III MỞ ĐẦU CHƯƠNG TỔNG QUAN 1.1 CHẤT LƯỢNG NƯỚC VÀ Ô NHIỄM NƯỚC 1.1.1 Các thông số chất lượng nước .5 1.1.2 Các nguồn tác nhân ô nhiễm nước 1.2 KHẢ NĂNG TIẾP NHẬN CÁC CHẤT Ô NHIỄM HỮU CƠ DỄ PHÂN HỦY SINH HỌC CỦA SÔNG 10 1.2.1.Khái niệm khả tự làm sông .10 1.2.2 Khái niệm khả tiếp nhận chất ô nhiễm sông 11 1.2.3 Mơ hình Fairs 12 1.3.4 Phương pháp ước tính tải lượng nhiễm tối đa cho phép theo hướng dẫn Thông tư số 02/2009/TT-BTNMT – trường hợp tính đến pha lỗng 24 1.4 KHÁI QUÁT VỀ SÔNG TRÀ BỒNG 26 CHƯƠNG NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 29 2.1 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 29 2.2 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 30 2.2.1 Đối tượng phạm vi nghiên cứu 30 2.2.2 Phương pháp lấy mẫu bảo quản mẫu 30 2.2.3 Phương pháp phân tích 32 2.2.4 Phương pháp đánh giá CLN sông dựa vào thông số riêng biệt 33 2.2.5 Phương pháp xác định tải lượng BOD u tối đa cho phép khả tự làm sông Trà Bồng 33 2.2.6 Phương pháp xử lý số liệu 38 CHƯƠNG KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 39 3.1 ĐÁNH GIÁ SƠ BỘ CHẤT LƯỢNG NƯỚC SÔNG TRÀ BỒNG 39 3.2 CÁC THÔNG SỐ THỦY VĂN CỦA SÔNG TRÀ BỒNG 41 3.3 HẰNG SỐ TỐC ĐỘ TIÊU THỤ OXY HỊA TAN (K 1), NỒNG ĐỘ BOD TỒN PHẦN TRONG NƯỚC SÔNG (Lo) VÀ HẰNG SỐ TỐC ĐỘ THÔNG KHÍ (K2) 42 3.3.1 Hằng số K1 nồng độ BODu nước sông (Lo) 42 3.3.2 Hằng số K2 43 3.4 TẢI LƯỢNG BOD TỐI ĐA CHO PHÉP VÀ KHẢ NĂNG TỰ LÀM SẠCH CỦA SÔNG 45 3.4.1 Nồng độ BOD toàn phần tối đa cho phép điểm đầu tiểu vùng sông (La) 45 3.4.2 Tải lượng BOD tối đa cho phép khả tự làm sông .48 3.5 ĐỀ XUẤT MỘT SỐ GIẢI PHÁP KIỂM SỐT Ơ NHIỄM SƠNG 62 3.5.1 Các giải pháp kỹ thuật 62 3.5.2 Các giải pháp quản lý 64 KẾT LUẬN 65 TÀI LIỆU THAM KHẢO 67 DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1 Đặc điểm hình thái sơng Trà Bồng phụ lưu 27 Bảng 1.2 Đặc trưng dòng chảy sơng Trà Bồng 27 Bảng 2.1 Các mặt cắt/vị trí lấy mẫu nước sơng Trà Bồng .31 Bảng 2.2 Các phương pháp đo/phân tích chất lượng nước sông 32 Bảng 2.3 Vị trí/ mặt cắt lấy mẫu – đo đạc (tại tiểu vùng) 34 Bảng 3.1 Kết phân tích số thơng số CLN tiểu vùng sông Trà Bồng năm 2017(*) 40 Bảng 3.2 Độ sâu, vận tốc lưu lượng trung bình sông Trà Bồng 41 Bảng 3.3 Nồng độ oxy hòa tan (DO) nước tiểu vùng sông Trà Bồng (2017) 42 Bảng 3.4 Kết xác định K, K1 Lo (n = ứng với đợt lấy mẫu năm 2017)(*) 43 Bảng 3.5 Kết xác định số thơng khí K 2(n = ứng với đợt lấy mẫu năm 2017) 44 Bảng 3.6 Kết xác định LBOD* tiểu vùng sông Trà Bồng (2017) .45 Bảng 3.7 Kết xác định La tiểu vùng sông Trà Bồng (2017) 47 Bảng 3.8 Kết tính LBOD AC sơng Trà Bồng (2017) .48 Bảng 3.9 Kết ước tính LBOD AC sơng Trà Bồng năm 2017 (theo hướng dẫn Thông tư 02:2009/BTNMT) .54 Bảng 3.10 Kết tính tốn thời gian tới hạn (t c) khoảng cách tới hạn (lc) tiểu vùng sông tiếp nhận nước thải (2017)(*) .60 i DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1.1 Sơ đồ cân DO cho đoạn sông 13 Hình 1.2 Sơ đồ cân DO đơn giản hóa cho đoạn sơng 13 Hình 1.3 Đường cong suy giảm DO theo Streeter - Phelps 16 Hình 1.4 Giản đồ Fairs cho phép xác định nhanh La .22 Hình 2.1 Bản đồ vị trí mặt cắt điểm lấy mẫu nước sông Trà Bồng năm 2017 31 Hình 2.2 Các thơng số độ sâu bề rộng sơng tính từ bờ mặt cắt ngang lựa chọn .35 Hình 3.1 LBOD AC tiểu vùng sông Trà Bồng (2017) 49 Hình 3.2 LBOD AC sơng Trà Bồng (tính theo hướng dẫn Thơng tư 02:2009/BTNMT) 54 Hình 3.3 Sơ đồ khả tiếp nhận tải lượng nhiễm tối đa cho phép (theo mơ hình Fairs) tiểu vùng sông để đảm bảo nồng độ DO nước sông đạt mức B1 điều kiện xấu vào mùa khô (Các số liệu L BOD hình lấy từ bảng 3.8) .58 ii DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT AC (Assimilative Capacity) Khả tự làm (hay sức tải) BOD (Biological Oxygen Demand) Nhu cầu oxy sinh hoá BTNMT Bộ Tài nguyên Môi trường CLN Chất lượng nước COD (Chemical Oxygen Demand) Nhu cầu oxy hóa học DO (Dissolved Oxygen) Oxy hòa tan EC (Electrical Conductivity) Độ dẫn điện KCN Khu công nghiệp KKT Khu kinh tế LBOD (Allowable Maximum BOD Load) Tải lượng BOD tối đa cho phép NTCN Nước thải công nghiệp NTĐT Nước thải đô thị NTSH Nước thải sinh hoạt ÔNN Ô nhiễm nước QCVN Quy chuẩn Việt Nam TDS (Total Dissolved Solids) Tổng chất rắn hòa tan TSS (Total Suspended Solids) Tổng chất rắn lơ lửng TUR (Turbidity) Độ đục UBND Ủy ban nhân dân WHO (World Health Organization) Tổ chức Y tế Thế giới iii MỞ ĐẦU Khu kinh tế (KKT) Dung Quất nằm tỉnh Quảng Ngãi, thuộc khu vực duyên hải miền Trung Việt Nam, thành lập theo định số 207/QĐ-TTg ngày 11/4/1996 Thủ tướng Chính phủ quy hoạch trở thành khu kinh tế đa ngành – đa lĩnh vực, với trọng tâm công nghiệp lọc dầu, hóa dầu, cơng nghiệp nặng quy mơ lớn (luyện cán thép, đóng tàu, khí, sản xuất xi măng, chế tạo ô tô ), ngành công nghiệp nhẹ, dịch vụ tài chính, ngân hàng, du lịch, bất động sản[1] Sau 20 năm hình thành phát triển, KKT Dung Quất trở thành hạt nhân thúc đẩy kinh tế tỉnh Quảng Ngãi tăng trưởng với tốc độ cao Thế nhưng, kinh tế ngày phát triển, q trình cơng nghiệp hóa đại hóa ngày gia tăng, làm tăng nhanh số lượng nguồn gây ô nhiễm, tác động xấu đến mơi trường nói chung mơi trường nước sơng nói riêng Sông Trà Bồng ba sông lớn tỉnh Quảng Ngãi (sau sông Trà Khúc sơng Vệ), nằm phía Bắc tỉnh, bắt nguồn từ dãy núi phía Tây huyện Trà Bồng, chảy qua huyện Bình Sơn, biển cửa Sa Cần với chiều dài tổng cộng khoảng 45 km, đó, đoạn qua KKT Dung Quất 11 km [25] Sơng Trà Bồng có ý nghĩa quan trọng phát triển KT-XH huyện Bình Sơn KKT Dung Quất nói riêng tỉnh Quảng Ngãi nói chung, cần bảo vệ cho mục tiêu phát triển lâu dài bền vững Sông Trà Bồng nguồn cung cấp nước cho hoạt động dân sinh phát triển KT-XH vùng, đồng thời nguồn tiếp nhận nước thải KKT Dung Quất (nước thải công nghiệp, nước thải nuôi trồng thủy sản nước thải sinh hoạt) Vấn đề đặt tổng tải lượng chất ô nhiễm, đặc biệt chất ô nhiễm hữu cơ, đổ vào sông vượt sức tải sông chưa? Nếu vượt q, khơng trì chất lượng nước hệ sinh thái sông cho đa mục đích sử dụng vậy, ảnh hưởng đến phát triển KT-XH bền vững vùng nói chung KKT Dung Quất nói riêng Đánh giá sức tải sơng nhiệm vụ quan trọng bắt buộc địa phương 20 420 0,000 20 435 0,000 15 Tháng 7/2017 0 0,000 0,49 0,046 15 1,68 0,082 14 30 2,24 0,037 15 50 1,54 0,055 20 70 0,91 0,073 20 80 0,77 0,206 10 110 1,05 0,192 30 125 1,4 0,215 15 10 142 1,68 0,251 17 11 170 1,61 0,279 28 12 190 1,61 0,265 20 13 230 1,47 0,201 40 14 245 1,4 0,187 15 15 260 1,19 0,146 15 16 280 1,12 0,114 20 17 307 1,05 0,078 27 18 320 1,05 0,055 13 19 330 1,12 0,055 10 20 360 1,4 0,055 30 21 390 0,49 0,046 30 22 400 0,000 10 Tháng 8/2017 9h00 0 0,000 10 0,845 0,037 10 40 1,495 0,049 30 50 1,755 0,037 10 70 1,365 0,098 20 90 1,04 0,104 20 100 0,91 0,226 10 120 1,04 0,317 20 150 1,3 0,287 30 10 200 1,365 0,256 50 11 250 0,975 0,439 50 12 300 0,845 0,384 50 13 350 0,65 0,232 50 14 380 0,455 0,238 30 15 400 0,455 0,067 20 16 420 0,000 20 0 0,000 0,325 -0,043 15 1,235 -0,073 10 30 1,105 -0,055 15 50 1,105 0,055 20 75 1,105 0,128 25 90 1,04 0,104 15 110 0,975 0,049 20 130 0,91 0,055 20 150 0,715 0,049 20 170 0,585 0,122 20 12 200 1,43 0,134 30 13 220 1,235 0,256 20 14 250 1,365 0,329 30 15 265 1,17 0,408 15 16 290 0,715 0,268 25 17 315 0,455 0,262 25 18 345 0,26 0,146 30 19 370 2,535 0,268 25 20 410 0,000 40 0 0,000 20 1,235 -0,043 20 40 1,04 -0,073 20 60 0,975 -0,055 20 10 11 10h00 12h00 90 0,91 0,055 30 125 0,585 0,128 35 160 0,65 0,104 35 200 1,105 0,049 40 230 1,43 0,055 30 10 250 1,3 0,049 20 11 280 0,715 0,122 30 12 315 0,455 0,134 35 13 345 0,195 0,256 30 14 375 2,47 0,329 30 15 400 1,17 0,408 25 16 410 0,000 10 0 0,000 30 1,05 -0,024 30 50 1,12 -0,037 20 90 0,77 -0,049 40 135 1,33 -0,058 45 190 1,05 -0,049 55 240 1,4 -0,085 50 280 0,84 -0,049 40 320 0,35 -0,034 40 10 370 2,8 -0,046 50 11 390 1,19 -0,037 20 12 410 0,000 20 0 0,000 30 1,6 -0,040 30 65 1,5 -0,067 35 90 1,6 -0,058 25 120 1,4 -0,024 30 150 1,7 -0,018 30 190 1,4 -0,067 40 220 -0,043 30 280 1,1 -0,030 60 13h15 15h00 10 340 0,4 -0,021 60 11 375 3,7 -0,018 35 12 390 1,5 -0,015 15 13 410 0,000 35 0 0,000 30 1,8 -0,040 30 50 1,5 -0,067 20 90 1,7 -0,058 40 120 1,4 -0,024 30 160 1,8 -0,018 40 200 1,3 -0,067 40 240 -0,043 40 295 2,1 -0,030 55 10 330 1,3 -0,021 35 11 360 3,1 -0,018 30 12 390 3,8 -0,015 30 13 410 0,000 50 0 0,000 50 1,9 -0,034 50 90 1,6 -0,043 40 150 1,4 -0,052 60 190 2,1 -0,040 40 240 -0,076 50 290 1,1 -0,067 50 340 0,9 -0,052 50 370 3,3 -0,037 30 10 390 -0,064 20 11 410 0,000 20 16h45 18h20 Tháng 10/2017 9h30 0 0,000 15 0,9 0,105 15 25 2,22 0,178 15 45 1,86 0,210 20 70 0,96 0,160 30 125 1,26 0,343 40 188 1,44 0,361 70 235 1,44 0,233 70 300 1,08 0,192 60 10 401 0,96 0,146 30 11 425 1,62 0,110 30 1,32 0,000 30 15 0,000 30 0,72 0,082 10 50 1,92 0,119 15 80 1,68 0,174 25 120 1,02 0,146 40 190 1,38 0,256 40 260 1,68 0,288 60 320 1,26 0,197 60 10 350 0,9 0,155 50 11 380 0,96 0,119 50 12 410 1,44 0,096 40 13 425 1,26 0,000 20 0 0,000 10 0,72 0,082 10 25 1,92 0,119 15 50 1,68 0,174 25 90 1,02 0,146 40 130 1,38 0,256 40 190 1,68 0,288 60 250 1,26 0,197 60 300 0,9 0,155 50 10 350 0,96 0,119 50 11 390 1,44 0,096 40 12 410 1,26 0,000 20 13 425 0,000 15 7 10h25 13h00 0 0,000 10 1,6 -0,034 10 25 3,3 -0,037 15 50 2,9 -0,110 25 90 1,8 -0,073 40 130 2,4 -0,119 40 190 2,5 -0,171 60 250 1,9 -0,070 60 300 1,6 -0,064 50 10 350 1,4 -0,037 50 11 390 2,6 -0,030 40 12 410 2,1 0,000 20 13 425 0,000 15 0 0,000 30 3,1 -0,037 30 65 2,6 -0,070 35 90 1,9 -0,094 25 120 2,1 -0,098 30 150 1,7 -0,125 30 190 1,6 -0,140 40 220 1,8 -0,186 30 280 1,4 -0,137 60 10 340 1,1 -0,094 60 11 375 3,6 -0,043 35 12 390 1,3 -0,034 15 13 410 0,000 35 14 425 0,000 35 0 0,000 30 2,9 -0,034 30 50 2,8 -0,067 20 90 2,4 -0,076 40 120 2,1 -0,079 30 160 1,9 -0,094 40 7 14h00 16h30 18h00 200 -0,131 40 240 2,3 -0,149 40 295 1,3 -0,107 55 10 330 1,3 -0,079 35 11 360 3,1 -0,058 30 12 390 1,2 -0,040 30 13 425 0,000 65 0 0,000 50 2,5 -0,064 50 100 2,1 -0,098 50 150 1,8 -0,110 50 190 1,6 -0,125 40 240 2,1 -0,137 50 290 1,8 -0,149 50 340 1,7 -0,070 50 370 3,2 -0,064 30 10 390 1,7 -0,046 20 11 410 0,000 20 19h15 PHỤ LỤC KẾT QUẢ QUAN TRẮC CHẤT LƯỢNG NƯỚC SÔNG TRÀ BỒNG NĂM 2017 Đợt Vị trí lấy mẫu lấy mẫu MC1: Sông Trà Bồng - sắt Bắc - Nam khoảng 1,2km thượng lưu) MC2: Sông Trà Bồng - 4/5/17 4/7/17 29/8/17 gỗ bắt qua KDC Đồng Min khoảng 200m phía hạ lưu) DO EC SS TUR BOD5 COD NNH4 Coliform MPN/ X Y ºC - mg/l μS/cm mg/l NTU mg/l mg/l mg/l 35,7 6,7 7,6 51 3 14 0,78 15.000 30,5 6,4 6,8 45 10 27 11 0,06 2.400 579091 31,0 6,2 6,1 51 12