Đánh giá hiện trạng và đề xuất sử dụng hiệu quả tài nguyên nước mặt phục vụ cấp nước sinh hoạt tại thành phố cẩm phả tỉnh quảng ninh

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN Đặng Thị Huyền Trang ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG VÀ ĐỀ XUẤT SỬ DỤNG HIỆU QUẢ TÀI NGUYÊN NƯỚC MẶT PHỤC VỤ CẤP NƯỚC SINH HOẠT TẠI THÀNH P

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

Đặng Thị Huyền Trang

ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG VÀ ĐỀ XUẤT SỬ DỤNG HIỆU QUẢ TÀI NGUYÊN NƯỚC MẶT PHỤC VỤ CẤP NƯỚC SINH HOẠT

TẠI THÀNH PHỐ CẨM PHẢ - TỈNH QUẢNG NINH

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

Hà Nội – 2019

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

Đặng Thị Huyền Trang

ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG VÀ ĐỀ XUẤT SỬ DỤNG HIỆU QUẢ TÀI NGUYÊN NƯỚC MẶT PHỤC VỤ CẤP NƯỚC SINH HOẠT

TẠI THÀNH PHỐ CẨM PHẢ - TỈNH QUẢNG NINH

Chuyên ngành: Khoa học môi trường

Mã số: 8440301.01

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS Nguyễn Thị Hà

Hà Nội – 2019

LỜI CẢM ƠN Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành tới PGS.TS Nguyễn Thị Hà và TS Nguyễn Minh Phương, người đã tận tình giúp đỡ, hướng dẫn chỉ bảo trong suốt

quá trình thực hiện và hoàn thành luận văn thạc sỹ này

Tôi cũng xin được bày tỏ lòng biết ơn chân thành tới các Thầy, Cô thuộc Khoa Môi trường, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội đã tận tình giúp đỡ, truyền đạt kiến thức chuyên môn và kỹ thuật trong quá trình học tập thạc sỹ và tạo mọi điều kiện thuận lợi để tôi có thể hoàn thành tốt luận văn này Ngoài ra, tôi xin gửi lời cảm ơn gia đình, cơ quan, bạn bè và đồng nghiệp đã tạo điều kiện thuận lợi trong quá trình học tập và hoàn thành luận văn này

Do thời gian và kinh nghiệm còn hạn chế nên luận văn không tránh khỏi những thiếu sót, vì vậy rất mong nhận được sự góp ý của các Thầy, Cô và các bạn

để luận văn được hoàn thiện hơn

Hà Nội, ngày tháng năm 2019

Học viên

Đặng Thị Huyền Trang

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan tất cả các nội dung của Luận văn này được hình thành và phát triển từ những quan điểm của cá nhân tôi, dưới sự hướng dẫn khoa học của PGS.TS Nguyễn Thị Hà và TS Nguyễn Minh Phương Các số liệu và kết quả có được trong Luận văn là hoàn toàn trung thực, những sao chép, tham khảo từ các nghiên cứu khác đều được trích dẫn đầy đủ

Hà Nội, ngày tháng năm 2019

TÁC GIẢ

Đặng Thị Huyền Trang

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU 1

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU 3

1.1 Hiện trạng tài nguyên nước mặt 3

1.1.1 Trữ lượng nước mặt 3

1.1.2 Chất lượng nước mặt 4

1.1.3 Các tác nhân gây ô nhiễm nguồn nước mặt 4

1.2 Sử dụng tài nguyên nước mặt làm nước cấp cho sinh hoạt 6

1.2.1 Các thông số cơ bản đánh giá chất lượng nước mặt phục vụ cấp nước sinh hoạt 6

1.2.2 Sử dụng tài nguyên nước mặt phục vụ cấp nước sinh hoạt trên thế giới 7

1.2.3 Sử dụng tài nguyên nước mặt phục vụ cấp nước sinh hoạt ở Việt Nam 14

1.2.4 Sử dụng tài nguyên nước mặt phục vụ cấp nước sinh hoạt tại Quảng Ninh 17

1.2.5 Các vấn đề bất cập liên quan đến sử dụng nước mặt cho mục đích sinh hoạt 23

CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 26

2.1 Đối tượng, phạm vi nghiên cứu 26

2.2 Phương pháp nghiên cứu 27

2.2.1 Phương pháp kế thừa 27

2.2.2 Phương pháp lấy mẫu, bảo quản mẫu 28

2.2.3 Phương pháp xử lý và phân tích dữ liệu, so sánh, đánh giá 29

CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 31

3.1 Tổng quan về điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội khu vực nghiên cứu 31

3.1.1 Đặc điểm tự nhiên thành phố Cẩm Phả 31

3.1.2 Đặc điểm kinh tế - xã hội thành phố Cẩm Phả 35

3.2 Thực trạng sử dụng tài nguyên nước mặt thành phố Cẩm Phả tỉnh Quảng Ninh 37

3.2.1 Trữ lượng 37

3.2.2 Các công trình xử lý nước cấp phục vụ sinh hoạt 38

3.2.3 Chất lượng nước khu vực nghiên cứu 43

3.2.4 Các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng nước mặt phục vụ cấp nước sinh hoạt 54

3.3 Hiện trạng công tác quản lý tài nguyên nước mặt tỉnh Quảng Ninh 56

3.3.1 Hệ thống cơ quan quản lý tài nguyên nước mặt 56

3.3.2 Hệ thống quan trắc chất lượng nước mặt 57

3.4 Đề xuất giải pháp tăng cường hiệu quả công tác quản lý, sử dụng bền vững tài nguyên nước mặt trên địa bàn thành phố Cẩm Phả 58

3.4.1 Các giải pháp quản lý 58

3.4.2 Giải pháp về mặt công nghệ, kỹ thuật 59

3.5 Đánh giá các giải pháp đề xuất và lựa chọn giải pháp 62

3.5.1 Đánh giá các giải pháp đề xuất 62

3.5.2 Lựa chọn giải pháp 68

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 69

TÀI LIỆU THAM KHẢO 71

PHỤ LỤC 73

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1.1: Tài nguyên nước thế giới theo vùng 9

Bảng 1.2: Các quốc gia giàu tài nguyên nước mặt 9

Bảng 1.3: Các quốc gia nghèo tài nguyên nước mặt 11

Bảng 1.4: Số liệu thống kê tài nguyên nước của Nhật Bản 11

Bảng 1.5: Lượng nước dùng cho các nhu cầu thiết yếu 21

Bảng 1.6: Tiêu chuẩn cấp nước sinh hoạt đô thị 22

Bảng 1.7: Nhu cầu nước cho sinh hoạt 22

Bảng 2.1: Tọa độ vị trí lấy mẫu 27

Bảng 2.2 Các thông số và hóa chất bảo quản 28

Bảng 2.3 : Các thông số nước mặt và chỉ tiêu phân tích 29

Bảng 3.1: Diện tích tự nhiên và dân số các phường 31

Bảng 3.2: Các trạm bơm tăng áp khu vực thành phố Cẩm Phả 40

Bảng 3.3: Các bể chứa và đài nước hiện có khu vực Cẩm Phả 40

Bảng 3.4: Kết quả phân tích chất lượng nước sông Diễn Vọng 44

Bảng 3.5: Phân tích SWOT về nguồn nước phục vụ cấp nước sinh hoạt ở Cẩm Phả 53

Bảng 3.6: Phân tích SWOT về công tác quản lý của các cơ quan nhà nước 56

Bảng 3.7: Đánh giá các giải pháp đề xuất theo mô hình SWOT 62

DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1: Bản đồ phân bố nước trên thế giới 9

Hình 1.2: Xu hướng tiêu thụ nước hàng năm và lượng nước cung cấp tối đa hàng ngày ở Nhật Bản năm 2016 12

Hình 1.3: Công nghệ xử lý nước cấp ở Nhật Bản 12

Hình 1.4: Công nghệ xử lý nước cấp ở Việt Nam 16

Hình 1.5: Biểu đồ tổng lượng tài nguyên nước mặt trên toàn tỉnh Quảng Ninh năm 2018 18

Hình 1.6: Biểu đồ lượng nước mặt có thể sử dụng trên địa bàn tỉnh Quảng Ninh năm 2018 19

Hình 1.7: Biểu đồ nhu cầu nước sinh hoạt tỉnh Quảng Ninh 23

Hình 2.1: Sơ đồ vị trí lấy mẫu 26

Hình 3.1: Sơ đồ thành phố Cẩm Phả 32

Hình 3.2: Sơ đồ hệ thống cấp nước NMN Diễn Vọng 39

Hình 3.3 : Bản vẽ quy hoạch cấp nước thành phố Cẩm Phả 41

Hình 3.4: Sơ đồ quy trình công nghệ sản xuất tại cơ sở 42

Hình 3.5: Hàm lượng TSS tại các vị trí quan trắc 45

Hình 3.6: Giá trị COD tại các vị trí quan trắc 46

Hình 3.7: Giá trị BOD5 tại các vị trí quan trắc 46

Hình 3.8: Hàm lượng Amoni, Nitrat tại các vị trí quan trắc 47

Hình 3.9: Diễn biến TSS của đập Cao Vân và Sông Diễn Vọng giai đoạn 2016-2018 48

Hình 3.10: Diễn biến BOD5 của đập Cao Vân và sông Diễn Vọng giai đoạn 2016-2018 49

Hình 3.11: Diễn biến COD của đập Cao Vân và sông Diễn Vọng giai đoạn 2016-2018 50

Hình 3.12: Diễn biến Amoni của sông Diễn Vọng và đập Cao Vân giai đoạn 2016-2018 51

Hình 3.13: Diễn biến Nitrit của sông Diễn Vọng và đập Cao Vân giai đoạn 2016-2018 51

Hình 3.14: Diễn biến Nitrat của sông Diễn Vọng và đập Cao Vân giai đoạn 2016-2018 52

Hình 3.15: Diễn biến Coliform của sông Diễn Vọng và đập Đá Bạc 53

Hình 3.16: Hệ thống quản lý tài nguyên nước mặt tỉnh Quảng Ninh 56

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT

BTNMT : Bộ tài nguyên môi trường

BVMT : Bảo vệ môi trường

BOD5 : Biochemical oxygen Demand (Nhu cầu oxy sinh hóa sau 5

ngày) COD : Chemical oxygen Demand (Nhu cầu oxy hóa học)

DO : Disolved oxyen (Oxy hòa tan)

NTSH : Nước thải sinh hoạt

ICP/MS : Inductively – Coupled Plasma – Mass Spectromety

(Phương pháp phổ khối lượng plasma cảm ứng) FAO : Tổ chức Nông lương Liên Hiệp Quốc

LHQ : Liên hiệp quốc

QCVN : Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia Việt Nam

QLMT : Quản lý môi trường

SMEWW : Standard Methods for the Examination of Water and Waste

Water (Các phương pháp chuẩn xét nghiệm nước và nước thải) SWOT : Strengths (Điểm mạnh), Weaknesses (Điểm yếu),

Opportunities (Cơ hội) và Threats (Thách thức) TCVN : Tiêu chuẩn Việt Nam

TNN : Tài nguyên nước

TSS : Chất rắn lơ lửng

GHCP : Giới hạn cho phép

UBND : Uỷ ban nhân dân

ONMT : Ô nhiễm môi trường

IWRA : Hiệp hội Nước quốc tế

MỞ ĐẦU

1.Tính cấp thiết của đề tài nghiên cứu

Nước là loại tài nguyên vô cùng quý giá, một trong những yếu tố cơ bản để đảm bảo sự sống trên hành tinh chúng ta Trên trái đất, các đại dương chiếm diện tích khoảng 361 triệu km2 (chiếm 71% diện tích bề mặt trái đất) Trữ lượng tài nguyên nước có khoảng 1,5 tỷ km3 trong đó vực nước nội địa chỉ chiếm 91 triệu

km3 (6,1% còn 93,9% là nước biển và đại dương) Tài nguyên nước ngọt chỉ chiếm 28,25 triệu km3 nhưng phần lớn lại ở dạng đóng băng Trên thực tế lượng nước có thể sử dụng được chỉ chiếm 4,2 triệu km3[15]

Quảng Ninh có tất cả khoảng 30 sông, suối với chiều dài trên 10 km, trong đó

có bốn con sông lớn là hạ lưu sông Thái Bình, sông Ka Long, sông Tiên Yên

và sông Ba Chẽ Mỗi sông hoặc đoạn sông thường có nhiều nhánh, các nhánh đa số đều vuông góc với đoạn sông chính Tuy nhiên, hầu hết các sông suối đều ngắn, nhỏ

và độ dốc lớn, khả năng điều tiết nước yếu và chịu ảnh hưởng mạnh của thuỷ triều Trên địa bàn tỉnh có 4 con sông lớn là sông Đá Bạc (đoạn hạ lưu của hệ thống sông Thái Bình); sông Ka Long; sông Tiên Yên và sông Ba Chẽ Tài nguyên nước mặt từ các con sông trên địa bàn tỉnh vùng quy hoạch trung bình năm vào khoảng 7,26 tỷ

m3[12]

Ngày nay, sự bùng nổ dân số cùng với sự phát triển của sản xuất công nghiệp

và quá trình đô thị hóa đang làm cho nguồn nước tự nhiên bị ô nhiễm và cạn kiệt, vì thế con người phải tiến hành xử lý nguồn nước tự nhiên để có đủ số lượng và đảm bảo chất lượng cung cấp cho nhu cầu hàng ngày của mình Do đó, vấn đề nước cấp đang là một trong những vấn đề khó khăn cần giải quyết của nhiều quốc gia trên thế giới Đối với tỉnh Quảng Ninh nói chung và thành phố Cẩm Phả nói riêng, bên cạnh công cuộc đẩy mạnh phát triển kinh tế xã hội địa phương thì nhiệm vụ cung cấp nước sạch và đảm bảo vệ sinh môi trường là nhiệm vụ quan trọng Tuy nhiên, kinh

tế phát triển kéo theo sự gia tăng dân số, các hoạt động sản xuất công nghiệp diễn ra mạnh mẽ, nhu cầu sử dụng nước ngày càng tăng cao, việc khai thác nguồn nước không theo quy hoạch tạo nên những tác động lớn đến chất lượng nguồn nước, nguy

cơ gây ô nhiễm nguồn nước và ảnh hưởng đến sức khoẻ cộng đồng Trong khi đó số lượng nước có thể khai thác, sử dụng ngày càng giảm sút cả về số lượng và chất

lượng, những mâu thuẫn nảy sinh trong quá trình khai thác nước giữa các ngành liên tục xảy ra Do đó, yêu cầu đặt ra là cần phải có phương hướng giải quyết những vấn đề này

Xuất phát từ thực tế đó, đề tài: “ Đánh giá hiện trạng và đề xuất sử dụng hiệu quả tài nguyên nước mặt phục vụ cấp nước sinh hoạt thành phố Cẩm Phả tỉnh Quảng Ninh” đã được lựa chọn

2 Mục tiêu của đề tài

- Đánh giá được tiềm năng nước mặt khu vực thành phố Cẩm Phả và hiện trạng sử dụng tài nguyên nước mặt thành phố Cẩm Phả

- Đề xuất được giải pháp quản lý và sử dụng hiệu quả tài nguyên nước mặt phục vụ cấp nước sinh hoạt thành phố Cẩm Phả, tỉnh Quảng Ninh

3 Nội dung nghiên cứu

- Nghiên cứu về tổng quan tài nguyên nước mặt, hiện trạng sử dụng nước mặt phục vụ cấp nước sinh hoạt trên thế giới và ở Việt Nam từ đó đánh giá hiện trạng, tiềm năng sử dụng nguồn tài nguyên nước mặt phục vụ cấp nước sinh hoạt hiện nay

- Nghiên cứu hiện trạng khai thác và sử dụng tại thành phố Cẩm Phả, tỉnh Quảng Ninh

- Nghiên cứu hiện trạng ô nhiễm nguồn nước mặt: Diễn biến ô nhiễm thông qua các chỉ tiêu hoá lý, chỉ tiêu sinh học, các thành phần độc hại (kim loại nặng, )

- Nghiên cứu và đề xuất một số giải pháp nhằm nâng cao công tác quản lý, sử dụng hiệu quả, an toàn tài nguyên nước mặt phục vụ cấp nước sinh hoạt trên địa bàn thành phố Cẩm Phả, tỉnh Quảng Ninh

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU

1.1 Hiện trạng tài nguyên nước mặt

Tài nguyên nước vô cùng thiết yếu trong cuộc sống, nó là điều kiện đầu tiên

để duy trì sự sống của con người, đòi hỏi quá trình khai thác, sử dụng nguồn nước phải hợp lý, hiệu quả và mang tính bền vững Để đạt được mục tiêu này, Cẩm Phả

đã thực hiện nhiều giải pháp quản lý nguồn nước theo phương thức tổng hợp, toàn diện, hiệu quả, góp phần bảo vệ môi trường và đáp ứng nhu cầu phát triển kinh tế-

xã hội của thành phố trước diễn biến của biến đổi khí hậu Sử dụng hợp lý hiệu quả tài nguyên nước góp phần giảm nguy cơ cạn kiệt nguồn nước, ổn định đời sống nhân dân

b) Các dạng tồn tại của nước mặt

Nước mặt là nước trong sông, hồ hoặc nước ngọt trong vùng đất ngập nước Nước mặt được bổ sung một cách tự nhiên bởi giáng thủy và chúng mất đi khi chảy vào đại dương, bốc hơi và thấm xuống đất Lượng giáng thủy này được thu hồi bởi các lưu vực, tổng lượng nước trong hệ thống này tại một thời điểm cũng tùy thuộc vào một số yếu tố khác Các yếu tố này như khả năng chứa của các hồ, vùng đất ngập nước và các hồ chứa nhân tạo, độ thấm của đất bên dưới các thể chứa nước này, các đặc điểm của dòng chảy mặt trong lưu vực, thời lượng giáng thủy và tốc độ bốc hơi địa phương Tất cả các yếu tố này đều ảnh hưởng đến tỷ lệ mất nước

Sự bốc hơi nước trong đất, ao, hồ, sông, biển; sự thoát hơi nước ở thực vật và động vật , hơi nước vào trong không khí sau đó bị ngưng tụ lại trở về thể lỏng rơi xuống mặt đất hình thành mưa, nước mưa chảy tràn trên mặt đất từ nơi cao đến nơi thấp tạo nên các dòng chảy hình thành nên thác, ghềnh, suối, sông và được tích tụ lại ở những nơi thấp trên lục địa hình thành hồ hoặc được đưa thẳng ra biển hình thành nên lớp nước trên bề mặt của vỏ trái đất

Trong quá trình chảy tràn, nước hòa tan các muối khoáng trong các nham thạch nơi nó chảy qua, một số vật liệu nhẹ không hòa tan được cuốn theo dòng chảy

và bồi lắng ở nơi khác thấp hơn, sự tích tụ muối khoáng trong nước biển sau một thời gian dài của quá trình lịch sử của quả đất dần dần làm cho nước biển càng trở nên mặn Có hai loại nước mặt là nước ngọt hiện diện trong sông, ao, hồ trên các lục địa và nước mặn hiện diện trong biển, các đại dương mênh mông, trong các hồ nước mặn trên các lục địa

1.1.2 Chất lượng nước mặt

Chất lượng nước mặt bị chi phối bởi hàm lượng sinh vật sống và số lượng khoáng chất và chất hữu cơ mà nó tích được trong quá trình hình thành của nó Khi mưa rơi vào khí quyển, nó thu thập bụi và hấp thụ oxy và carbon dioxide từ không khí Trong khi chảy trên mặt đất, nước mặt thu gom phù sa và các hạt chất hữu cơ

Nó cũng bị ảnh hưởng bởi carbon dioxide từ thảm thực vật và vi sinh vật và vi khuẩn từ lớp đất mặt và từ vật chất phân rã Các khu vực lưu vực sông, có dân cư sinh sống và các hoạt động sản xuất nước mặt bị ô nhiễm bởi việc thải chất sinh hoạt không được xử lý đúng cách;

1.1.3 Các tác nhân gây ô nhiễm nguồn nước mặt

Có rất nhiều nguyên nhân dẫn tới tình trạng ô nhiễm môi trường nước hiện nay, nhưng có hai nguyên nhân chính gây tác động mạnh nhất là do con người và do

tự nhiên gây ra, đã và đang ngày càng tác động làm cho môi trường nước bị ô nhiễm nghiêm trọng

a) Nguyên nhân tự nhiên

Ô nhiễm nước do mưa, tuyết tan, lũ lụt hoặc do các sản phẩm hoạt động sống của sinh vật chưa kể xác chết của chúng Cây cối, sinh vật chết đi, chúng bị vi sinh vật phân hủy thành chất hữu cơ Một phần sẽ ngấm vào lòng đất, sau đó sẽ

ngấm sâu vào nguồn nước ngầm, gây ô nhiễm, hoặc theo dòng nước ngầm hòa vào dòng lớn

Lụt lội có thể làm nước mất sự trong sạch, khuấy động những chất bẩn, cáu cặn trong hệ thống cống rãnh, mang theo nhiều chất thải độc hại từ nơi đổ rác, và cuốn theo các loại hó chất trước đây đã được cất giữ

Lụt lội kéo dài có thể ô nhiễm nặng nề hơn do hóa chất dùng trong nông nghiệp, khu công nghiệp phế thải, ô nhiễm do hóa chất Ô nhiễm nguồn nước do các yếu tố tự nhiên (Núi lửa, bão lụt, xói mòn ) có thể sẽ rất nghiêm trọng

Sự suy giảm chất lượng nước có thể do đặc tính địa chất của nguồn nước ví dụ như nước trên đất phèn thường chứa nhiều sắt, nhôm, nước lấy từ lòng đất thường chứa nhiều canxi

b) Nguyên nhân nhân tạo

- Do hoạt động sản xuất của con người từ các khu xí nghiệp, khu chế xuất, khai thác khoáng sản, dầu mỏ, dầu khí thải ra các chất ô nhiễm chưa qua xử lý hoặc

xử lý chưa đảm bảo ra môi trường Các chất thải, nước thải, từ hoạt động sản xuất công nghiệp do tốc độ đô thị hóa, công nghiệp hóa ngày càng phát triển kéo theo các khu công nghiệp được thành lập, do đó lượng rác thải, nước thải của các hoạt động công nghiệp ngày càng nhiều và chưa được xử lý triệt để thải trực tiếp ra môi trường hay các con sông, nguồn nước gây ảnh hưởng tới chất lượng nước hiện nay

- Rác thải sinh hoạt được thải ra môi trường mà không qua xử lý bên cạnh đó dân số ngày càng gia tăng dẫn đến số lượng rác thải sinh hoạt cũng tăng theo Ở các nước phát triển, tỷ lệ gia tăng dân số khoảng 5% trong khi đó tỷ lệ gia tăng dân số ở các nước đang phát triển là hơn 2%

- Nước thải sinh hoạt là nước thải phát sinh từ các hộ gia đình, bệnh viện, khách sạn, cơ quan trường học, chứa các chất thải trong quá trình sinh hoạt, vệ sinh của con người Thành phần cơ bản của nước thải sinh hoạt là các chất hữu cơ

dễ bị phân hủy sinh học (cacbohydrat, protein, dầu mỡ, chất dinh dưỡng, chất rắn Tùy theo mức sống và lối sống mà lượng nước thải cũng như tải lượng các chất có trong nước thải của mỗi người trong một ngày là khác nhau Nói chung mức sống càng cao thì lượng nước thải và tải lượng thải càng cao

- Hoạt động nông nghiệp như chăn nuôi gia súc, gia cầm, thức ăn thừa không qua xử lý và môi trường và các hoạt động sản xuất nông nghiệp khác Thuốc trừ sâu, phân bón từ các ruộng lúa, vườn cây, rau chứa các chất hóa học độc hại, có thể gây ô nhiễm nguồn nước ngầm và nước mặt Trong quá trình sản xuất nông nghiệp,

đa số nông dân đều sử dụng thuốc bảo vệ thực vật gấp ba lần liều lượng khuyến cáo Chẳng những thế, nông dân còn sử dụng các loại thuốc trừ sâu đã bị cấm như Thiodol, Monitor Trong quá trình bón phân, phun xịt thuốc, người nông dân không hề trang bị các dụng cụ bảo hộ lao động

- Sử dụng phân hóa học, hóa chất bảo vệ thực vật tràn lan trong nông nghiệp làm cho nguồn nước cũng bị ảnh hưởng Lượng hóa chất tồn dư sẽ ngấm xuống các tầng nước ngầm gây ảnh hưởng tới lượng nước Đa số vỏ chai thuốc trừ sâu sau khi

sử dụng xong bị vứt ngay ra bờ ruộng, số còn lại được gom để bán phế liệu

1.2 Sử dụng tài nguyên nước mặt làm nước cấp cho sinh hoạt

1.2.1 Các thông số cơ bản đánh giá chất lượng nước mặt phục vụ cấp nước sinh hoạt

Theo QCVN 08: MT-2015/BTNMT quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất

lượng nước mặt các thông số cơ bản để đánh giá chất lượng nước mặt bao gồm: Chỉ tiêu vật lý

- pH: Sự thay đổi giá trị pH trong nước có thể dẫn tới những thay đổi về thành phần các chất trong nước do quá trình hòa tan và kết tủa hoặc thúc đẩy ngăn chặn những phản ứng hóa học, sinh học xảy ra trong nước

- TSS: Chất rắn lơ lửng là các hạt nhỏ có trong nước thải Chất rắn lơ lửng ảnh hưởng đến chất lượng nước khi sử dụng cho sinh hoạt, sản xuất, cản trở hoặc tiêu tốn thêm nhiều hóa chất trong quá trình xử lý

Chỉ tiêu hóa học

- DO: hàm lượng oxy hòa tan trong nước là lượng oxy từ không khí có thể hòa tan vào nước trong điều kiện nhiệt độ, áp suất xác định Oxy hòa tan trong nước tham gia vào quá trình trao đổi chất, duy trì năng lượng cho quá trình phát triển, sinh sản và tái sản xuất cho các loại sinh vật dưới nước

- Nhu cầu oxy sinh học (BOD): là lượng oxy cần thiết để vi sinh vật tiêu thụ trong các quá trình oxy hóa các chất hữu cơ trong nước Chỉ số này càng cao thì cho thấy mức độ nước bị ô nhiễm càng nặng

- Nhu cầu oxy hóa học (COD): là lượng oxy cần thiết để oxy hóa các hợp chất hóa học trong nước bao gồm cả vô cơ và hữu cơ Phần lớn các ứng dụng của COD xác định khối lượng của các chất ô nhiễm hữu cơ tìm thấy trong bề mặt nước Thông số COD được biểu diễn theo đơn vị đo là miligam O2 trên lít (mgO2/l)

- Kim loại nặng (Pb, Cu, Cd, Ni, Sn,…): một số kim loại nặng đi vào trong nước mặt do nước thải công nghiệp hoặc đô thị Chủ yếu là chì, đồng, kẽm, thủy ngân …Những kim loại này ở các điều kiện pH khác nhau sẽ tồn tại những hình thái khác nhau gây ô nhiễm nước

- Các hợp chất photpho: thường ở dạng H2PO4-, H2PO42-, PO43-… Đây là một trong những nguồn dinh dưỡng chủ yếu cho các thực vật dưới nước Tuy nhiên hàm lượng quá cao sẽ gây phú dưỡng hóa trong ao, hồ

- Các hợp chất sunfat: Ion SO42- có trong nước do khoáng chất hoặc có nguồn gốc hữu cơ Với hàm lượng lớn hơn 250 mg/l gây tổn hại cho sức khỏe con người

Ở điều kiện yếm khí, SO42- phản ứng với chất hữu cơ tạo thành H2 S gây mùi hôi và

có tính độc cao

- Các hợp chất nitơ: Quá trình phân hủy các chất hữu cơ tạo ra amoniac, nitric, nitrat Do đó các hợp chất hữu cơ này thường được xem là những chất chỉ thị dùng để nhận biết mức độ nhiễm bản của nguồn nước Nồng độ nitrat cao là môi trường dinh dưỡng tốt cho tảo, rong phát triển, gây ảnh hưởng đến chất lượng nước dùng trong sinh hoạt

khoảng 44% nước được sử dụng cho công nghiệp, 47% sử dụng cho nông nghiệp và 9% cho sinh hoạt và giải trí Ở Trung Quốc thì 7% nước được dùng cho công nghiệp, 87% cho công nghiệp, 6% sử dụng cho sinh hoạt và giải trí [17]

Nhu cầu về nước sinh hoạt và giải trí: Theo sự ước tính thì các cư dân sinh sống kiểu nguyên thủy chỉ cần 5-10 lít nước/người.ngày Ngày nay, do sự phát triển của xã hội loài người ngày càng cao nên nhu cầu về nước sinh hoạt và giải trí ngày cũng càng tăng theo nhất là ở các thị trấn và ở các đô thị lớn, nước sinh hoạt tăng gấp hàng chục đến hàng trăm lần nhiều hơn Theo sự ước tính đó thì đến năm 2000, nhu cầu về nước sinh hoạt và giải trí sẽ tăng gần 20 lần so với năm 1900, tức là chiếm 7% tổng nhu cầu nước trên thế giới [18]

Trong thế kỷ 20 dân số thế giới tăng gấp ba lần - trong khi sử dụng nước cho mục đích con người nhân gấp sáu lần Việc sử dụng nước rõ ràng nhất cho mọi người là uống, nấu ăn, tắm rửa, làm sạch, và đối với một số hộ gia đình sử dụng cho việc tưới cây

Sử dụng nước sinh hoạt liên quan trực tiếp đến số lượng nước thu vào phục vụ cho số dân của thành phố, thị trấn, khu dân cư các công trình dịch vụ công ích Trong nhiều thành phố, một lượng nước đáng kể còn cấp cho dịch vụ vệ sinh chợ, công viên và tưới cây xanh trên đường Những năm cuối thế kỷ 20, lượng nước thu vào của các quốc gia phát triển ở Bắc Mỹ và Châu Âu lên đến 500-1.000 lít/người.ngày Đối với các quốc gia đang phát triển ở châu Á, châu Phi và Mỹ La tinh, lượng nước sử dụng chỉ từ 50-100 lít/người.ngày Ở một số vùng thiếu tài nguyên nước, lượng nước sử dụng là không quá 10-40 lít/người.ngày [18]

Hình 1.1: Bản đồ phân bố nước trên thế giới Bảng 1.1: Tài nguyên nước thế giới theo vùng

Đơn vị tính: (km 3 /year)

Cá nhân, tổ chức thực

hiện và năm thống kê

Châu Phi

Bắc Mỹ

và trung tâm nước

Mỹ

Nam Mỹ Châu Á Châu

Đại Dương

Châu

Âu

Thế giới

Bảng 1.2: Các quốc gia giàu tài nguyên nước mặt

Mã

FAO Quốc gia

Lượng mưa trung bình 1961-

1990 (km 3 / năm)

Tài nguyên nước mặt (km 3 /năm)

Tài nguyên nước tầng mặt (km 3 / năm)

Tổng (km 3 /năm)

Nguồn lực bên ngoài:

Tự nhiên

Nguồn lực bên ngoài:

thực

tế

Tổng tài nguyên:

tự nhiên (km 3 /năm)

Tổng tài nguyên: thực tế (km 3 /năm)

Bảng 1.3: Các quốc gia nghèo tài nguyên nước mặt

Tài nguyên nước mặt (km 3 /năm)

Tài nguyên nước tầng mặt (km 3 /năm)

Tổng (km 3 /n ăm)

Nguồn lực bên ngoài:

Tự nhiên

Nguồn lực bên ngoài:

thực tế

Tổng tài nguyên: tự nhiên (km 3 /năm)

Tổng tài nguyên: thực tế (km 3 /nă m)

Sông 25,50% (3,91 tỷ m3/năm) Đập 47,30% (7,25 tỷ m3/năm)

(Nguồn: JWWA, Water sources in Japan (2014)

Theo số liệu thống kê của JWWA năm 2014 tài nguyên nước mặt của Nhật khá phong phú, dồi dào và đa dạng Nguồn nước mặt từ sông là 3,91 tỷ m3/năm chiếm 25,5%; từ đập trữ nước là 7,25 tỷ m3/năm chiếm 47,3% và hồ là 0,22 tỷ

m3/năm chiếm 1,4% Sự phát triển của các đập đóng vai trò quan trọng trong việc đảm bảo nguồn nước ổn định mặc dù đầu tư ban đầu khá tốn[23]

(Nguồn: Water Supply in Japan 2016)

Hình 1.2: Xu hướng tiêu thụ nước hàng năm và lượng nước cung cấp tối đa

hàng ngày ở Nhật Bản năm 2016

b) Công nghệ xử lý

Hình 1.3: Công nghệ xử lý nước cấp ở Nhật Bản

(Nguồn: Water Supply in Japan 2016)

Nhật Bản dẫn đầu thế giới về công nghệ xử lý nước màng Hiện tại, các nhà sản xuất Nhật Bản có khoảng 60% thị phần màng xử lý nước toàn cầu Thị phần toàn cầu của Nhật Bản về các sản phẩm màng thẩm thấu ngược, có hiệu suất năng lượng cao nhưng đặc biệt thách thức về mặt kỹ thuật, là gần 70%

Lượng tiêu thụ nước hàng năm (100 triệu m3)

Lượng nước cấp tối đa hàng ngày (triệu m3)

Bể lắng

Bể lọc

Bể khử ozone

Bể GAC Clo

Nước sạch Chất keo

Màng lọc vi lọc (màng MF): Một màng tách để thu giữ các hạt như vi sinh vật

và đại phân tử có kích thước từ 0,1 đến 1 micromet Được sử dụng trong sản xuất nước siêu tinh khiết để sản xuất chất bán dẫn, sản xuất nước vô trùng, lọc vô trùng rượu và bia, v.v

Màng siêu lọc (màng UF): Một màng tách để thu các hạt và đại phân tử có

kích thước từ 2 nanomet đến 0,1 micromet Được sử dụng để loại bỏ các đại phân tử keo, sản xuất nước siêu tinh khiết cho sử dụng công nghiệp, xử lý nước thải cho các ngành công nghiệp sợi, bột giấy và giấy

Màng lọc nano (màng NF): Một màng tách chất lỏng để thu các hạt và đại

phân tử nhỏ hơn 2 nanomet Được sử dụng để loại bỏ các thành phần độ cứng của nước và các ion sunfat, và loại bỏ thành phần quy mô để khử mặn nước biển, v.v

Màng thẩm thấu ngược (màng RO): Một màng tách để thu các phân tử và

ion nhỏ hơn 2 nanomet Được sử dụng cho muối vô cơ, đường, tách axit amin, khử mặn nước biển

Khử nước biển: Tại thành phố Fukuoka, một khu vực đô thị trên đảo Kyushu

ở phía nam Nhật Bản, thường xuyên bị hạn chế cấp nước kéo dài do thiếu nước Khu vực này sử dụng 600.000m3/ngày, nhưng khả năng cung cấp nước tại địa phương chỉ bằng 2/3.Với nhu cầu cấp thiết này để tăng tỷ lệ tự cung cấp nước của khu vực, Cơ quan cấp nước quận Fukuoka đã được thành lập và hiện đang phục vụ sáu thành phố, bảy thị trấn, một cơ quan mạng lưới nước và một văn phòng chính quyền địa phương ở khu vực Fukuoka Cơ quan này đã khởi động một dự án khử mặn nước biển bắt đầu hoạt động vào tháng 6 năm 2005 Cơ sở khử muối, Trung tâm khử mặn nước biển Uminonakamichi Nata, được gọi là "Mamizu Pia" có công suất sản xuất tối đa 50.000 mét khối, và đây là một trong những cơ sở khử muối lớn nhất tại Nhật Bản Nó sử dụng công nghệ tiên tiến, đạt được tỷ lệ thu hồi nước ngọt 60% (tỷ lệ nước ngọt thu được từ nước biển) [24]

Hệ thống hút thẩm thấu : Nhà máy có bể chứa có diện tích khoảng 20.000

mét vuông nằm dưới đáy biển khoảng 640 mét ngoài khơi trong nước sâu 11,5 mét [24] Thiết kế này cho phép lọc nước biển qua các lớp cát đồng thời tránh được cả tác động của sóng và tác động đến nghề cá và hoạt động vận chuyển Nước chảy vào nguồn nước của nhà máy được cung cấp bởi sự chênh lệch mực nước giữa mặt nước biển và giếng, do đó hệ thống không cần các nguồn năng lượng khác để bơm

Tiền xử lý : Nước biển đi qua màng xoắn ốc UF để loại bỏ vi sinh vật và các

hạt mịn Áp suất hoạt động là khoảng 0,2 megapixel (MPa)

Phương pháp 2 pha màng RO : Trong quy trình màng RO áp suất cao ban

đầu, nước biển được xử lý trước đi qua một mô màng bao gồm 1,45 triệu sợi rỗng với đường kính trong 0,07 mm và đường kính ngoài 0,14 mm ở áp suất 8,24 megapixel (MPa) Nước ngọt được thải ra từ những lỗ nhỏ này đi qua màng RO xoắn ốc ở áp suất 1,5MPa cho chất lượng nước đồng đều[25]

Phục hồi năng lượng: Năng lượng từ áp lực của nước biển tập trung được

thải ra mà không đi qua màng được thu hồi và được sử dụng để cung cấp năng lượng cho bơm RO áp suất cao

Nhà máy khử mặn nước biển Sorek mỗi ngày cung cấp hơn 600.000 m3 nước sinh hoạt, đáp ứng 20% tổng nước sinh hoạt cho cả nước Israel Nhà máy sử dụng công nghệ lọc RO Quá trình biến nước biển thành nước uống được thực hiện qua các giai đoạn tại Sorek[26]:

+) Giai đoạn đầu tiên, nước biển hút từ biển được đưa vào bể chứa để lọc dầu, loại bỏ rác

+) Giai đoạn thứ hai, nước biển được đưa vào các bể lọc qua cát Trong quá trình này, nước được cho thêm hóa chất để các phân tử nhỏ trôi nổi liên kết thành khối lớn hơn, khiến chúng bị tắc lại lớp cát lọc Cuối giai đoạn xử lý này nước được kiểm tra để xác định xem đã đủ sạch để đưa vào giai đoạn khử muối Giai đoạn khử muối được xem là xương sống của toàn bộ quá trình, khi nước chạy qua các màng lọc, nơi tách phân tử nước với phân tử muối Cuối quá trình này là một nửa nước được đi vào hệ thống nước uống của quốc gia, một nửa được trở lại biển Nước muối được đưa trở lại biển qua một đường ống lớn tương đương như hai đường ống hút nước vào

1.2.3 Sử dụng tài nguyên nước mặt phục vụ cấp nước sinh hoạt ở Việt Nam a) Hiện trạng

Việt Nam có hơn 2.360 con sông có chiều dài từ 10 km trở lên, trong đó có

109 sông chính Toàn quốc có 16 lưu vực sông với diện tích lưu vực lớn hơn 2.500

km2, 10/16 lưu vực có diện tích trên 10.000 km2 Tổng diện tích các lưu vực sông trên cả nước lên đến trên 1.167.000 km2, trong đó, phần lưu vực nằm ngoài diện tích lãnh thổ chiếm đến 72% [4]

Tổng lượng nước mặt của các lưu vực sông trên lãnh thổ Việt Nam khoảng

830 - 840 tỷ m3/năm, nhưng chỉ có khoảng 310 - 315 tỷ m3 (37%) là nước nội sinh, còn 520 - 525 tỷ m3 (63%) là nước chảy từ các nước láng giềng vào lãnh thổ Việt Nam [4]

Với dân số gần 88 triệu người, Việt Nam có tổng lượng nước bình quân đầu người theo năm đạt khoảng 9.560 m3/người, thấp hơn chuẩn 10.000 m3/người.năm của quốc gia có tài nguyên nước ở mức trung bình theo quan điểm của Hiệp hội Nước quốc tế (IWRA) Tính theo lượng nước nội sinh thì Việt Nam hiện mới đạt khoảng 4.000 m3/người.năm, và đến năm 2025 có thể bị giảm xuống còn 3.100 m3 Đặc biệt, trong trường hợp các quốc gia thượng nguồn không có sự chia sẻ công bằng và sử dụng hợp lý nguồn nước trên các dòng sông liên quốc gia, thì Việt Nam chắc chắn sẽ phải đối mặt với nguy cơ khan hiếm nước, có khả năng sẽ xảy ra khủng hoảng nước, đe dọa đến sự phát triển ổn định về kinh tế, xã hội và an ninh lương thực [4]

Nguồn nước cung cấp cho nước sinh hoạt ở nước ta chủ yếu là nguồn nước mặt được lấy từ các sông hồ , sau khi qua xử lý sẽ dẫn đến các hộ dân, các khu công nghiệp Hiện nay, hơn 60 % tổng công suất các trạm cấp nước tại các đô thị và khu công nghiệp trên cả nước dùng nguồn nước mặt với tổng lượng nước khoảng 3 triệu m3/ ngày đêm Con số này còn tăng lên nhiều trong những năm tới nhằm cung cấp cho các đô thị và khu công nghiệp ngày càng mở rộng và phát triển [4]

Dự kiến 50 năm nữa nước ta sẽ rơi vào tình trạng thiếu nước trầm trọng Các kết quả nghiên cứu gần đây ở việt Nam cho thấy tổng lượng nuớc mặt của nuớc ta vào năm 2025 chỉ bằng khoảng 96 %, đến năm 2070 xuống còn khoảng 90 % và năm 2100 còn khoảng 86 % so với hiện nay Với tốc độ phát triển dân số như hiện nay thì đến 2025 lượng nước mặt tính bình quân đầu người ở nước ta chỉ đạt khoảng 2.830 m3/người.năm Tính cả lượng nước từ bên ngoài chảy vào thì bình quân đạt 7.660 m3 người.năm [4]

Tài nguyên nước tại Việt Nam phân bố không đều giữa các vùng Trên 60% nguồn nước tập trung ở đồng bằng sông Hồng (lưu vực sông Mê Kông) trong khi toàn phần lãnh thổ còn lại chỉ có gần 40% lượng nước nhưng lại chiếm 80% dân số

cả nước và trên 90% khối lượng hoạt động sản xuất kinh doanh, dịch vụ Đặc biệt các địa phương vùng miền Đông Nam Bộ và lưu vực Đồng Nai – Sài Gòn, lượng nước bình quân đầu người chỉ đạt khoảng 2.900 m3/người.năm, bằng 28% so với mức trung bình của cả nước [4]

Nước sinh hoạt tại các đô thị:

Hiện nay toàn bộ các thành phố, thị xã tỉnh lỵ trong cả nước đã có các dự án cấp nước ở các mức độ khác nhau Nhiều nhà máy được xây dựng trong thời gian gần đây có công suất và dây chuyền công nghệ khá hiện đại Trong 670 đô thị vừa

và nhỏ (loại IV và V) có khoảng 200 thị xã, thị tứ có hệ thống cấp nước tập trung quy mô từ 500 đến 2000, 3000 m3/ngđ được xây dựng từ nhiều nguồn vốn, được nhiều cơ quan, doanh nghiệp quản lý Tuy nhiên tình hình cấp nước đô thị còn nhiều bất cập [10]:

- Tỷ lệ cấp nước còn rất thấp: trung bình đạt 45% tổng dân số đô thị được cấp nước, trong đó đô thị loại I và II đạt 67%, các đô thị loại IV, V đạt 10-15% [10]

- Công suất thiết kế một số nơi chưa phù hợp với thực tế: Nhiều nơi thiếu nước, nhưng cũng có các đô thị thừa nước, không khai thác hết công suất, có nơi chỉ khai thác 15-20% công suất

- Tỷ lệ thất thoát, thất thu nước còn cao: Sau Hội nghị cấp nước toàn quốc lần thứ III, các công ty cấp nước địa phương đã có nhiều cố gắng giảm tỷ lệ thất thoát thất thu nước Nhiều địa phương như Đà Lạt, Huế, Vũng Tàu, Hải Phòng, Tiền Giang đạt kết quả tốt

- Chất lượng nước: nhiều nguồn nước mặt bị ô nhiễm nặng nề ảnh hưởng đến sức khỏe của người dân

- Cơ chế chính sách ngành nước còn nhiều bất cập: giá nước chưa phù hợp với tinh thần về việc tăng cường công tác quản lý và phát triển cấp nước đô thị

b) Công nghệ xử lý

Hình 1.4: Công nghệ xử lý nước cấp ở Việt Nam

(Nguồn: giáo trình Công nghệ xử lý nước cấp sinh hoạt và công nghiệp –

Trịnh Xuân Lai)

Ngày nay, công nghệ xử lý nước đã có nhiều thay đổi Trước kia việc sử dụng phương pháp sinh học trong xử lý nước cấp thường hạn chế do lo ngoại đưa các vi sinh vật vào nước Tuy nhiên do ngày càng nhiều chất hữu cơ, dinh dưỡng dư được phát hiện trong nước, các phương pháp lý - hóa tốn kém và có nguy cơ sinh ra các sản phẩm phụ, trong khi nhiều chất có thể phân hủy được bằng sinh học, và nhu cầu mới trong việc xử lý các chất hữu cơ phân hủy được bằng sinh học - sản phẩm của quá trình ozone hóa, người ta bắt đầu áp dụng phương pháp lọc sinh học trong xử lý nước cấp

Ở Việt Nam, công nghệ BAC bắt đầu được quan tâm Trong chương trình hợp tác giữa Công ty Cấp nước Hải Phòng và Cục nước Kitakyushu - Nhật Bản, hệ thống BAC dòng chảy từ dưới lên lần đầu tiên được nghiên cứu áp dụng tại Nhà máy Nước Vĩnh Bảo, và hiện đang được nghiên cứu áp dụng cho một số nhà máy nước khác Ở đây BAC được sử dụng như một công đoạn tiền xử lý, loại bỏ Ammonia và các hợp chất hữu cơ Nước nguồn chứa nhiều cặn, sét, độ đục cao và biến động là những trở ngại để đạt hiệu suất xử lý cao của uBCF Trong suốt thế kỷ

20, công nghệ xử lý nước phát triển với tốc độ chậm Tuy nhiên, cuối thế kỷ 20 và đầu thế kỷ 21, một loạt các công nghệ, thiết bị mới đã được nghiên cứu, ứng dụng, thúc đẩy ngành công nghiệp nước có những biến đổi nhanh chóng, điển hình là công nghệ lọc màng, oxy hóa hiệu suất cao, UV, lọc sinh học,…

Những thay đổi lớn này xuất phát từ sự phát triển của khoa học kỹ thuật trong bối cảnh kinh tế thị trường, công nghiệp hóa, toàn cầu hóa, cùng với những thách thức liên quan đến sự xuất hiện các chất ô nhiễm mới, nguồn nước truyền thống bị suy thoái, cạn kiệt, cùng với nhận thức ngày càng tăng của người sử dụng nước và tác động tiêu cực của biến đổi khí hậu Ở Việt Nam, quá trình đô thị hóa, công nghiệp hóa - hiện đại hóa đang diễn ra nhanh chóng, với những sức ép ngày càng tăng lên hệ thống cấp nước

1.2.4 Sử dụng tài nguyên nước mặt phục vụ cấp nước sinh hoạt tại Quảng Ninh

Tỉnh Quảng Ninh có mạng sông suối khá dày đặc với mật độ trung bình 1,9km/km2, có nơi đến 2,4km/km2 Nhìn chung các sông trong địa bàn tỉnh Quảng Ninh đều bắt nguồn từ vùng núi cao, hướng chủ đạo là Đông Bắc - Tây Nam và Bắc

1,0 Nam Lưu lượng các sông thay đổi lớn theo mùa, phần hạ lưu bị ảnh hưởng mạnh

mẽ bởi thủy triều và nhiễm mặn Theo thống kê toàn tỉnh có đến 30 sông, suối có

chiều dài trên 10km, diện tích lưu vực thông thường không quá 300km2 Trên địa bàn tỉnh có 4 con sông lớn là sông Đá Bạc (đoạn hạ lưu của hệ thống sông Thái Bình); sông Ka Long; sông Tiên Yên và sông Ba Chẽ [12]

Trong 5 năm gần đây, tỉnh đã có những cải thiện rõ rệt trong việc phát triển và quản lý hệ thống cấp nước tại các đô thị và KCN Chất lượng cấp nước được nâng cao, đảm bảo tuân thủ theo các quy định về chất lượng nguồn nước cấp cho sinh hoạt và ăn uống Tỉ lệ cấp nước cũng tăng cao, các thành phố Hạ Long, Cẩm Phả, Móng Cái, Uông Bí đảm bảo 100% dân cư đô thị được cấp nước sạch Đặc biệt tỉ lệ thất thu nước sạch giảm đáng kể

Hiện nay, Công ty cổ phần nước sạch Quảng Ninh đang quản lý hệ thống cấp nước của 12/14 đơn vị hành chính trực thuộc tỉnh Toàn bộ hệ thống cấp nước của Công ty gồm có:

- 15 nhà máy xử lý nước mặt, tổng công suất là 159.200 m3/ ngày (chiếm 84,9%)[14]

- 19 giếng khoan nước ngầm, có tổng công suất khai thác là 26,350 m3/ ngày (chiếm 15,1%) [14]

- Tổng chiều dài mạng lưới đường ống là 1,577km Chiều dài đường ống cấp 1,2 là 556km, chiều dài đường ống cấp 3 là 1020km [14]

a) Tổng lượng nước mặt trên toàn tỉnh Quảng Ninh được thể hiện ở hình sau:

Đơn vị: triệu m 3 /năm

Hình 1.5: Biểu đồ tổng lượng tài nguyên nước mặt trên toàn tỉnh Quảng Ninh năm 2018

(Nguồn: Quy hoạch tài nguyên nước tỉnh Quảng Ninh

giai đoạn 2010-2010 và định hướng đến 2030)

TP Hạ

Long

TP

Móng Cái

TP Cẩm Phả Uông BíTP

TX

Đông Triều

TX

Quảng Yên

Huyện Hoành Bồ

Huyện Vân Đồn

Huyện Tiên Yên

Huyện

Ba Chẽ

Huyện Bình Liêu

Huyện Đầm Hà Hải HàHuyện Huyện Cô Tô Series1 319,17 900,15 474,23 306,8 371,33 304,3 938,39 746,36 1006,27 839,82 729,15 463,06 935,77 0,9

Như vậy tổng lượng nước mặt của tỉnh Quảng Ninh là 8,33 tỷ m3/năm Huyện

Cô Tô có lượng nước mặt nhỏ nhất trong số các địa phương 0,9 triệu m3/năm, chiếm 0,01%; lớn nhất là huyện Tiên Yên với tổng lượng nước là 1 tỷ m3/năm, chiếm 12,05% Lượng nước mặt có thể sử dụng: được xác định trên cơ sở tổng lượng tài nguyên nước mặt trừ đi lượng nước chuyển ra khỏi lưu vực và lượng nước lũ không thể trữ được [12]

Hình 1.6 thấy lượng nước mặt có thể sử dụng của Tỉnh là 8,080 tỷ m3/năm Huyện Cô Tô có lượng nước mặt có thể sử dụng nhỏ nhất trong số các địa phương với 0,9 triệu m3/năm, chiếm tỷ lệ 0,01%; huyện Tiên Yên là địa phương có lượng nước mặt có thể sử dụng lớn nhất 0,939 tỷ m3/năm, chiếm 11,63%[12]

Hình 1.6: Biểu đồ lượng nước mặt có thể sử dụng trên địa bàn tỉnh Quảng

TP Hạ Long

TP

Móng Cái

TP

Cẩm Phả

TP

Uông Bí

TX

Đông Triều

TX

Quảng Yên

Huyện Hoành Bồ

Huyện Vân Đồn

Huyện Tiên Yên

Huyện

Ba Chẽ

Huyện Bình Liêu

Huyện Đầm Hà

Huyện Hải Hà

Huyện

Cô Tô Tổng lượng

- Sông Trung Lương: là nguồn nước cấp cho nhà máy nước Miếu Hương, tuy nhiên cũng đang tiếp nhận NTSH do các hộ dân cư 2 bên sông

- Sông Vàng Danh: là nguồn nước cấp cho nhà máy nước Lán Tháp, tuy nhiên sông cũng là nơi tiếp nhận nước thải của ngành than Nguồn nước thay thế, trước mắt sử dụng từ nguồn nước hồ Yên Lập, lộ trình đến sau 2020 sử dụng nguồn nước

sử dụng nguồn nước từ sông Phố Cũ

- Sông Đầm Hà: là nguồn nước cấp cho nhà máy nước Đầm Hà, tuy nhiên cũng đang tiếp nhận NTSH đô thị thị trấn Đầm Hà

- Sông Ka Long: là sông biên giới, nguồn nước chịu tác động từ hoạt động khu vực biên giới Chuyển sang nguồn nước hồ Đoan Tĩnh, nguồn nước từ hệ thống thủy lợi Tràng Vinh

c) Lượng nước cho các nhu cầu thiết yếu

- Lượng nước dành cho các mục tiêu chiến lược phát triển quốc gia, chiến lược phát triển vùng (Wcl), từ định hướng quy hoạch phát triển, cho thấy trên địa bàn Quảng Ninh trong kỳ quy hoạch chưa có quyết định của quốc gia yêu cầu lượng nước này;

- Lượng nước quy định trong các thỏa thuận liên tỉnh, liên quốc gia (Wttlt), với tỉnh Quảng Ninh chưa có thỏa thuận nào;

- Lượng nước dự phòng để cấp nước sinh hoạt trong trường hợp xảy ra sự cố ô nhiễm nguồn nước (Wdp), lượng nước này là rất nhỏ bởi vì khi xảy ra sự cố không thể xảy ra đồng loạt tất cả các huyện, thị trong tỉnh và không thể xảy ra trong thời gian một năm hay nhiều năm mà chỉ có thể xảy ra ở một địa bàn nhỏ và trong thời gian một vài tháng (ví dụ tháng kiệt nhất trong năm hay ô nhiễm do xả thải của một nhà máy, xí nghiệp nào đó)

Với đặc điểm và định hướng phát triển kinh tế - xã hội của tỉnh Quảng Ninh, lượng nước cho các nhu cầu thiết yếu tính bằng 5% lượng nước nhu cầu hiện tại cho sinh hoạt của tỉnh

Bảng 1.5: Lượng nước dùng cho các nhu cầu thiết yếu

(Nguồn: Quy hoạch tài nguyên nước tỉnh Quảng Ninh

giai đoạn 2010-2010 và định hướng đến 2030)

Bảng 1.6: Tiêu chuẩn cấp nước sinh hoạt đô thị

TT Đô

thị

Tiêu chuẩn cấp (l/người.ngày)

Tỉ lệ cấp (%)

Tiêu chuẩn cấp (l/người.ngày)

Tỉ lệ cấp (%)

Tiêu chuẩn cấp (l/người.ngày)

Tỉ lệ cấp (%)

(Nguồn: TCXDVN 33:2006 về cấp nước – mạng lưới đường ống và công trình

- tiêu chuẩn thiết kế do Bộ xây dựng ban hành)

Trên cơ sở tiêu chuẩn sử dụng nước, số liệu dân số nhu cầu nước cho sinh hoạt

trong kỳ quy hoạch như sau:

- Tổng nhu cầu nước sinh hoạt giai đoạn hiện trạng là 39,14 triệu m3;

- Năm 2020 là 100,6 triệu m3, tăng 2,56 lần so với hiện trạng[10];

- Năm 2025 là 111,78 triệu m3, tăng 2,84 lần so với hiện trạng[10];

- Năm 2030 là 139,68 triệu m3, tăng 3,54 lần so với hiện trạng[10];

Trong kỳ quy hoạch, thành phố Hạ Long là địa phương có nhu cầu nước cho sinh hoạt lớn nhất 31,21 triệu m3, huyện Cô Tô là địa phương có nhu cầu nước nhỏ nhất 0,75 triệu m3 năm

Nhu cầu cấp nước sinh hoạt được thể hiện:

Bảng 1.7: Nhu cầu nước cho sinh hoạt

TT Địa phương Hiện trạng Năm 2020 Năm 2025 Năm 2030

(Nguồn: Quy hoạch tài nguyên nước tỉnh Quảng Ninh

giai đoạn 2010-2010 và định hướng đến 2030) 1.2.5 Các vấn đề bất cập liên quan đến sử dụng nước mặt cho mục đích sinh hoạt

(Nguồn: Quy hoạch tài nguyên nước tỉnh Quảng Ninh

giai đoạn 2010-2010 và định hướng đến 2030)

Hình 1.7: Biểu đồ nhu cầu nước sinh hoạt tỉnh Quảng Ninh a) Ý thức của cộng đồng

Việc sử dụng lãng phí và làm ô nhiễm nguồn nước, việc khai thác, sử dụng tài nguyên nước, xả nước thải vào nguồn nước không có giấy phép, xả nước thải không qua xử lý hoặc xử lý chưa đạt tiêu chuẩn vào nguồn nước còn diễn ra khá phổ biến, đặc biệt là nạn khai thác cát, sỏi trái phép đã gây tác động tiêu cực lớn tới nguồn nước Với tài nguyên nước ngầm thì ngay tại khu vực Hạ Long, Cẩm Phả nơi trữ lượng nước ngầm được đánh giá là dồi dào nhất, công suất khai thác cũng đã giảm

Tp Uông Bí

TX Đông Triều

Tx Quảng Yên

Huyện Hoành Bồ

Huyện Vân Đồn

Huyện Tiên Yên

Huyện Bình Liêu

Huyện

Ba Chẽ

Huyện Đầm Hà

Huyện Hải Hà

Huyện

Cô Tô Hiện trạng Năm 2020 Năm 2025 Năm 2030

triệu m 3

dần trong thời gian qua Tổng công suất khai thác nước ngầm tại khu vực này chỉ đạt từ 6.000 đến 10.000m3/ngày đêm Hệ thống khai thác nước đơn lẻ gồm những giếng khoan thuộc các nhà máy, xí nghiệp tập trung chủ yếu ở thành phố, thị xã và trung tâm các thị trấn, các khu công nghiệp và thường được thiết kế khai thác ở tầng sâu, lưu lượng khai thác trung bình Theo kết quả điều tra, khảo sát trên địa bàn tỉnh

có khoảng 286 giếng khoan với tổng lưu lượng khai thác khoảng 12.313,2m3/ ngày Tuy nhiên, các lỗ khoan và giếng đào chủ yếu tập trung ở khu vực nông thôn, được thực hiện tự phát dùng để cấp nước cho gia đình ăn uống, sinh hoạt, thời gian khai thác theo nhu cầu của gia đình Chính vì vậy, nhiều nguồn nước đã cạn kiệt hoặc đang bị nhiễm mặn nặng nề do tốc độ khai thác quá nhanh trên cùng một địa tầng như khu vực phường Cẩm Đông, Cẩm Tây (Thành phố Cẩm Phả), Hiệp Hoà (Thị xã Quảng Yên) và một số xã ở huyện Cô Tô Việc khoan giếng trong nhân dân trên địa bàn tỉnh diễn ra đều tự phát, tràn lan, sử dụng nước lãng phí vào nhiều việc Hoạt động khai thác này hầu như không có giấy phép, làm mực nước ngầm có nguy cơ bị

hạ thấp, ô nhiễm, nguồn nước mặt vì thế sẽ suy giảm Thực trạng trên có nhiều nguyên nhân, nhưng nguyên nhân chính là nhận thức chưa đầy đủ của một bộ phận cán bộ, người dân về tầm quan trọng của tài nguyên nước, công tác tuyên truyền phổ biến pháp luật về tài nguyên nước chưa thực sự sâu, rộng

b) Tính thực thi của một số văn bản

Các văn bản pháp luật được ban hành hiện nay là:

- Luật Tài nguyên nước số 17/2012/QH13;

- Luật Bảo vệ môi trường số 55/2014/QH13;

- Thông tư số 42/2015/TT-BTNMT ngày 29/9/2015 của Bộ Tài nguyên và Môi trường Quy định kỹ thuật lập quy hoạch tài nguyên nước;

- Quyết định số 2622/QĐ-TTg ngày 31/12/2013 của Thủ tướng Chính phủ phê duyệt Quy hoạch tổng thể phát triển kinh tế - xã hội tỉnh Quảng Ninh đến năm

2020, tầm nhìn đến năm 2030;

- Quyết định số 1588/QĐ-UBND ngày 28/7/2014 của UBND tỉnh Quảng Ninh phê duyệt Quy hoạch xây dựng vùng tỉnh Quảng Ninh đến năm 2030, tầm nhìn đến năm 2050 và ngoài 2050;

- Quyết định số 1799/QĐ-UBND ngày 18/8/2014 của UBND tỉnh Quảng Ninh phê duyệt Quy hoạch môi trường tỉnh Quảng Ninh đến năm 2020, tầm nhìn đến năm 2030;

Quyết định số 1722/QĐ-UBND ngày 11/8/2014 của UBND tỉnh Quảng Ninh

về việc phê duyệt Kế hoạch hành động nâng cao hiệu quả quản lý, bảo vệ, sử dụng tổng hợp tài nguyên nước tỉnh Quảng Ninh giai đoạn 2014-2020;

- QCVN 08:2015- MT/BTNMT: Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng nước mặt

- QCVN 01-1:2018/BYT về chất lượng nước sạch sử dụng cho mục đích sinh hoạt Việc áp dụng triển khai một số văn bản pháp luật trong thực tế còn nhiều bất hợp lý dẫn tới hiệu quả thấp Một số văn bản quy phạm pháp luật về quản lý và BVMT nước chưa thực sự sát với tình hình thực tế, gây khó khăn khi triển khai thực hiện Ở các địa phương, công tác triển khai thi hành pháp luật về quản lý và BVMT nước còn chậm, có nhiều quy định cụ thể chưa được triển khai Điển hình như những quy định về cấp phép, xử phạt vi phạm hành chính đối với môi trường nước đã được ban hành, hướng dẫn cụ thể từ nhiều năm trước đây, nhưng, do tổ chức bộ máy chưa hợp lý, nguồn lực hạn chế nên có một số địa phương gần đây mới bắt đầu triển khai thực hiện

Hệ thống các văn bản dưới Luật cũng chưa đầy đủ và hoàn thiện Mặc dù Luật BVMT đã quy định khá đầy đủ cách tiếp cận kiểm soát ô nhiễm và hệ thống liên quan đến kiểm soát ô nhiễm nước, tuy nhiên, các văn bản dưới Luật phần lớn lại chỉ tập trung cách tiếp cận bằng ĐTM, thanh tra môi trường, xử phạt hành chính… và một phần cách tiếp cận bằng công cụ kinh tế (thu phí nước thải) Trong khi đó, một biện pháp kiểm soát ô nhiễm quan trọng đó là việc điều tra, thống kê, đánh giá nguồn thải lại chưa có văn bản nào quy định, hướng dẫn cụ thể Mặt khác, cho đến nay, việc xây dựng quy hoạch BVMT cho các LVS vẫn chưa được ban hành

Sự chồng chéo trong các quy định giữa các văn bản cũng làm cho việc triển khai áp dụng gặp nhiều khó khăn

CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1 Đối tượng, phạm vi nghiên cứu

Hình 2.1: Sơ đồ vị trí lấy mẫu

c) Địa điểm và thời gian nghiên cứu

Địa điểm nghiên cứu là 5 vị trí khác nhau trên dòng sông Diễn Vọng đều là các điểm phía thượng lưu trước điểm dẫn nước về nhà máy nước Diễn Vọng

Mạng điểm lấy mẫu phân tích được xây dựng dựa trên mục đích nghiên cứu của

đề tài là đánh giá hiện trạng chất lượng nước nên các điểm lấy mẫu sẽ lấy ở phía 5 điểm phía thượng nguồn, điểm lấy mẫu nước thu về nhà máy cấp nước Diễn Vọng Tần suất lấy mẫu được xác định theo mùa mưa và mùa khô, vì thế tiến hành lấy mẫu vào 2 đợt: đợt tháng 11/2018 và đợt tháng 03/2019 Mạng điểm lấy mẫu cụ thể như sau:

Bảng 2.1: Tọa độ vị trí lấy mẫu

mẫu

2

Nhánh chi lưu thượng

nguồn Phía Đông trước khi

đổ vào đập Đá Bạc

X: 2328636

3

Nhánh chi lưu thượng

nguồn phía Tây trước khi

đổ vào đập Đá Bạc

X: 2328444

4

Hợp lưu của hai nhánh

phía Đông và phía Tây

trước khi đổ vào đập Đá

Thời gian nghiên cứu

Thời gian nghiên cứu: từ tháng 05/2018 đến tháng 6/2019

2.2 Phương pháp nghiên cứu

2.2.1 Phương pháp kế thừa

- Thu thập, chọn lọc các số liệu thứ cấp tại Sở Tài nguyên và Môi trường Quảng Ninh, UBND thành phố Cẩm Phả, Trung tâm Quan trắc Tài nguyên và môi trường Quảng Ninh, Công ty Cổ phần nước sạch Quảng Ninh

Các số liệu thứ cấp cần thu thập là:

+ Điều kiện tự nhiên - kinh tế xã hội khu vực nghiên cứu

+ Số liệu quan trắc về chất lượng tài nguyên nước mặt phục vụ cấp nước sinh hoạt tại khu vực thành phố Cẩm Phả

+ Bản đồ hành chính khu vực thành phố Cẩm Phả

+ Trữ lượng tài nguyên nước mặt tại địa bàn

2.2.2 Phương pháp lấy mẫu, bảo quản mẫu

Quy trình quan trắc lấy mẫu được thực hiện theo đúng yêu cầu kỹ thuật của tiêu chuẩn, quy chuẩn Việt Nam và quy định bảo đảm chất lượng quan trắc hiện trường theo Thông tư 24/2017/BTNMT ngày 01 tháng 9 năm 2017 quy định việc đảm bảo chất lượng và kiểm soát chất lượng trong quan trắc môi trường cụ thể như sau:

- Nước sông Diễn Vọng được lấy theo quy định của TCVN 6663-6 : 2018- Chất lượng nước – Lấy mẫu- Phần 6: Hướng dẫn lấy mẫu ở sông và suối

- Nước hồ Cao Vân được lấy theo quy định của TCVN 6663-6 : 2018- Chất lượng nước – Lấy mẫu- Phần 4: Hướng dẫn lấy mẫu từ hồ ao tự nhiên và nhân tạo

Bảng 2.2 Các thông số và hóa chất bảo quản

1 Nhiệt độ, pH, DO Các thông số đo nhanh tại hiện trường

3 COD Axit hóa về pH = 1 đến pH = 2

bằng H2SO4, bảo quản lạnh

Chai nhựa hoặc thủy tinh

4 BOD5 Bảo quản mẫu trong tối, làm lạnh

2 bằng H2SO4, bảo quản lạnh Bình nhựa

(Nguồn: Các phương pháp lấy mẫu và bảo quản mẫu - Thông tư

24/2017/TT-BTNMT quy định kỹ thuật quan trắc môi trường)

* Phương pháp phân tích mẫu nước

Các phương pháp phân tích mẫu nước được trình bày ở bảng 2.3 quá trình phân tích mẫu được thực hiện tại phòng thí nghiệm của Trung tâm Quan trắc tài nguyên

và môi trường Quảng Ninh Các thông số chất lượng nguồn nước được thực hiện bằng các thiết bị phân tích hiện đại, có độ chính xác cao như ICP/MS; quang phổ hấp thụ phân tử theo các phương pháp phân tích tiêu chuẩn của quốc gia, quốc tế và được thực hiện đúng theo Thông tư 24/2017/BTNMT ngày 01 tháng 9 năm 2017 quy định việc đảm bảo chất lượng và kiểm soát chất lượng trong quan trắc môi trường cụ thể như sau:

Bảng 2.3 : Các thông số nước mặt và chỉ tiêu phân tích

(Nguồn: Các phương pháp lấy mẫu và bảo quản mẫu - Thông tư

24/2017/TT-BTNMT quy định kỹ thuật quan trắc môi trường)

2.2.3 Phương pháp xử lý và phân tích dữ liệu, so sánh, đánh giá Phương pháp

xử lý số liệu

Các số liệu thu thập được của đề tài được xử lý bằng phần mềm tính toán số liệu exel và sắp xếp theo các bảng số liệu, các biểu đồ biểu diễn số liệu một cách hệ thống và khoa học

Phương pháp đánh giá, so sánh

Chất lượng nước mặt sông Diễn Vọng và nước hồ Cao Vân được phân tích, đánh giá thông qua việc so sánh các giá trị quan trắc và phân tích được của từng chỉ tiêu chất lượng nước mặt với giá trị giới hạn tối đa cho phép của Quy chuẩn

kỹ thuật quốc gia về chất lượng nước mặt QCVN 08- 2015:MT/BTNMT

Phương pháp SWOT

SWOT viết tắt từ các chữ S - Strengths, W - Weakness, O – Opportunities và

T – Threats Phân tích các điểm mạnh, điểm yếu trong cấu trúc nội tại của hệ thống Phân tích những tác động từ bên ngoài hệ thống có thể tạo ra cơ hội và nguy cơ Phân tích SWOT là việc đánh giá một cách chủ quan các dữ liệu được sắp xếp theo định dạng SWOT dưới một trật tự lô gíc dễ hiểu, dễ trình bày, dễ thảo luận và đưa ra quyết định, có thể được sử dụng trong mọi quá trình ra quyết định Các mẫu SWOT cho phép kích thích suy nghĩ hơn là dựa trên các phản ứng theo thói quen hoặc theo bản năng Mẫu phân tích SWOT được trình bày dưới dạng một ma trận 2 hàng 2 cột, chia làm 4 phần: Strengths, Weaknesses, Opportunities, and Threats ý rằng cần xác định rõ ràng chủ đề phân tích bởi SWOT đánh giá triển vọng của một vấn đề hay một chủ thể nào đó

CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN

3.1 Tổng quan về điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội khu vực nghiên cứu

- Ranh giới của thành phố Cẩm Phả được xác định bởi:

+ Phía Bắc giáp với huyện Ba Chẽ và huyện Tiên Yên

+ Phía Đông giáp với huyện Vân Đồn

+ Phía Nam giáp với Vịnh Bái Tử Long

+ Phía Tây giáp với huyện Hoành Bồ và thành phố Hạ Long

Bảng 3.1: Diện tích tự nhiên và dân số các phường