Nghiên cứu, đánh giá một số chỉ tiêu ô nhiễm bằng phương pháp mô hình hóa làm cơ sở đề xuất một số giải pháp cải thiện chất lượng nước biển ven bờ vịnh cửa lục, vịnh hạ long

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG Trần Đức Dũng NGHIÊN CỨU, ĐÁNH GIÁ MỘT SỐ CHỈ TIÊU Ơ NHIỄM BẰNG PHƯƠNG PHÁP MƠ HÌNH HĨA, LÀM CƠ SỞ ĐỀ XUẤT MỘT SỐ GIẢI PHÁP CẢI THIỆN CHẤT LƯỢNG NƯỚC BIỂN VEN BỜ VỊNH CỬA LỤC, VỊNH HẠ LONG, QUẢNG NINH Chuyên ngành: Công nghệ môi trường nước nước thải Mã số: 9520320 -2 LUẬN ÁN TIẾN SỸ Hà nội, năm 2020 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG Trần Đức Dũng NGHIÊN CỨU, ĐÁNH GIÁ MỘT SỐ CHỈ TIÊU Ô NHIỄM BẰNG PHƯƠNG PHÁP MƠ HÌNH HĨA, LÀM CƠ SỞ ĐỀ XUẤT MỘT SỐ GIẢI PHÁP CẢI THIỆN CHẤT LƯỢNG NƯỚC BIỂN VEN BỜ VỊNH CỬA LỤC, VỊNH HẠ LONG, QUẢNG NINH Chuyên ngành: Công nghệ môi trường nước nước thải Mã số: 9520320 -2 NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC GS.TS Trần Hiếu Nhuệ PGS.TS Trương Văn Bốn Hà nội, năm 2020 i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng tơi, số liệu, kết trình bày luận án hoàn toàn trung thực chưa cơng bố cơng trình nghiên cứu khác Tác giả Trần Đức Dũng ii LỜI CẢM ƠN Luận án hoàn thành kết trình học tập, nghiên cứu tác giả, với giúp đỡ vô quý báu, tận tình Thầy giáo hướng dẫn, sở đào tạo, quan chủ quản, hệ nhà khoa học trước đồng nghiệp Em xin chân thành cám ơn Thầy giáo, GS.TS.NGND Trần Hiếu Nhuệ PGS TS Trương Văn Bốn tận tình bảo, hướng dẫn suốt trình thực Luận án Xin cám ơn Bộ mơn Cấp nước, Khoa Kỹ thuật môi trường, Khoa Sau đại học, Trường Đại học Xây dựng chuyên gia, đồng nghiệp tạo điều kiện, hỗ trợ giúp đỡ NCS trình thực chương trình học tập trường Xin cám ơn Viện nghiên cứu KHKT Bảo hộ lao động (nay Viện KHKT An toàn vệ sinh lao động Việt Nam), với tạo điều kiện cho trình học tập nghiên cứu; đồng thời hỗ trợ thực Đề tài: “Nghiên cứu, mô đánh giá lan truyền số kim loại nặng nguồn gốc công nghiệp gây ô nhiễm môi trường nước ven biển Vịnh Hạ Long”, bước đầu tạo tiền đề cho hướng nghiên cứu Luận án Xin cám ơn Lãnh đạo Phịng thí nghiệm Trọng điểm quốc gia Động lực học Sông biển- Viện khoa học Thủy lợi Việt Nam, đồng nghiệp, chuyên gia Trung tâm Động lực học sông biển đóng góp ý kiến quý báu, đồng thời hỗ trợ tác giả quyền phần mềm sử dụng trình thực Luận án Xin chân thành cám ơn đến Công ty CP Kỹ thuật môi trường Đô thị nông thôn (CEETRA), bạn bè gia đình đồng hành tác giả suốt thời gian làm Luận án Trân trọng cám ơn Tác giả Trần Đức Dũng iii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN i DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT…………………………… vi DANH MỤC CÁC BẢNG viii DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ xii MỞ ĐẦU CHƯƠNG - TỔNG QUAN HIỆN TRẠNG Ô NHIỄM VÙNG VEN BIỂN VÀ CÁC NGHIÊN CỨU VỀ Ô NHIỄM VÙNG VEN BIỂN 1.1 Các nguồn thải trạng ô nhiễm vùng ven biển giới 1.1.1 Một số khái niệm, định nghĩa 1.1.2 Các nguồn thải trạng ô nhiễm vùng ven biển giới 1.2 Các nguồn thải trạng ô nhiễm vùng ven biển Việt Nam 11 1.2.1 Các nguồn thải vùng ven biển Việt Nam 11 1.2.2 Hiện trạng ô nhiễm vùng ven biển Việt Nam 15 1.3 Tổng quan nghiên cứu ô nhiễm vùng biển Việt Nam 19 1.3.1 Các nghiên cứu áp dụng số chất lượng nước, tổng hợp phân tích kết quan trắc, đo đạc 19 1.3.2 Nghiên cứu sử dụng mơ hình tốn áp dụng cho nhiễm biển ven bờ 22 1.3.3 Nghiên cứu ứng dụng ảnh viễn thám đánh giá chất lượng nước ven bờ 26 1.4 Tổng quan nghiên cứu ô nhiễm nước vịnh Cửa Lục 27 1.4.1 Khái quát chung khu vực nghiên cứu 27 1.4.2 Tình hình nghiên cứu chất lượng nước vịnh Cửa Lục 32 1.4.3 Hướng phát triển, nghiên cứu vấn đề trọng tâm Luận án 36 CHƯƠNG – CƠ SỞ LÝ THUYẾT ĐÁNH GIÁ TẢI LƯỢNG MÔI TRƯỜNG KHU VỰC VỊNH CỬA LỤC, VỊNH HẠ LONG 38 2.1 Sức chịu tải môi trường khả tự làm lưu vực 38 2.1.1 Cơ sở ước tính tải lượng nguồn thải khu vực 39 2.1.2 Dự báo tải lượng ô nhiễm phát sinh 47 2.1.3 Các tính tốn sức tải môi trường khu vực nghiên cứu 47 2.1.4 Đánh giá khả tự làm thuỷ vực 49 2.2 Các nguồn thải vịnh Cửa Lục - vịnh Hạ Long 50 2.2.1 Nguồn thải sinh hoạt từ khu vực dân cư du lịch 50 iv 2.2.2 Nguồn thải từ hoạt động công nghiệp 53 2.2.3 Nguồn thải từ hoạt động chăn nuôi nuôi trồng thủy sản 56 2.2.4 Nguồn thải từ hoạt động giao thông vận tải, cảng biển 56 2.2.5 Nguồn tác động từ hoạt động lấn biển rửa trôi đất 57 2.3 Mô hình dịng chảy tải lượng nhiễm lưu vực- SWAT .58 2.3.1 Cân nước lưu vực 59 2.3.2 Q trình dịng chảy hệ thống sông 61 2.3.3 Ý nghĩa việc sử dụng mơ hình SWAT 63 2.4 Các mơ hình số phục vụ mô chất lượng nước 63 2.4.1 Mơ hình EFDC (Mỹ) 63 2.4.2 Mơ hình Delft3D-WAQ (Hà Lan) 64 2.4.3 Mơ hình MIKE21 (Đan Mạch) 66 2.4.4 Mơ hình khuyếch tán POL-2D 68 2.4.5 Mơ hình nhóm tác giả Đại học khoa học tự nhiên 69 2.4.6 Phân tích lựa chọn mơ hình tính tốn chất lượng nước 69 2.5 Mạng lưới quan trắc chất lượng nước sông vịnh cửa Lục - vịnh Hạ Long 71 2.6 Đánh giá khả tiếp nhận chất ô nhiễm thủy vực 72 CHƯƠNG - KẾT QUẢ MÔ PHỎNG CHẤT LƯỢNG NƯỚC BIỂN VEN BỜ VỊNH CỬA LỤC, VỊNH HẠ LONG 74 3.1 Tải lượng ô nhiễm dự báo tải lượng ô nhiễm đổ vào vịnh Cửa Lục 74 3.1.1 Tải lượng chất gây ô nhiễm 74 3.1.2 Dự báo tải lượng chất gây ô nhiễm 81 3.1.3 So sánh tải lượng chất gây ô nhiễm phát sinh đưa vào vịnh (năm 2018) dự báo (năm 2030) 87 3.2 Thiết lập mô hình tính tốn 88 3.2.1 Tài liệu sử dụng 88 3.2.2 Xây dựng lưới tính 89 3.2.3 Hiệu chỉnh mơ hình thủy lực 89 3.2.4 Hiệu chỉnh mơ hình chất lượng nước 93 3.3 Mô trạng 2018 (Scenario 1) 99 3.3.1 Thủy động lực 99 v 3.3.2 Mơ hình chất lượng nước 106 3.4 Kịch mô dự báo đến 2030 (Scenario 2) 115 3.4.1 Nhóm chất hữu 116 3.4.2 Nhóm dinh dưỡng 117 3.4.3 Nhóm kim loại nặng 121 3.5 Đánh giá khả tiếp nhận chất ô nhiễm trạng (2018) dự báo (2030) 122 3.5.1 Đánh giá khả tiếp nhận chất ô nhiễm trạng (2018) 122 3.5.2 Dự báo tổng lượng chất gây nhiễm tích lũy nước biển khả tiếp nhận đến 2030 126 CHƯƠNG 4- ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP CẢI THIỆN CHẤT LƯỢNG NƯỚC BIỂN VEN BỜ VỊNH CỬA LỤC- VỊNH HẠ LONG 129 4.1 Cơ sở đề xuất giải pháp 129 4.1.1 Cơ sở khoa học: 129 4.1.2 Cơ sở thực tiễn 130 4.2 Nhóm giải pháp phi cơng trình 133 4.2.1 Tăng cường thể chế sách .133 4.2.2 Điều chỉnh quy hoạch phát triển quy hoạch bảo vệ mơi trường 134 4.2.3 Hồn thiện hệ thống quan trắc, cảnh báo môi trường kiểm toán nguồn thải 136 4.2.4 Sử dụng công cụ kinh tế môi trường 137 4.2.5 Xã hội hoá bảo vệ môi trường vịnh, thông tin tuyên truyền, giáo dục, nâng cao nhận thức xây dựng ý thức cộng đồng bảo vệ mơi trường vịnh .138 4.3 Nhóm giải pháp cơng trình 138 4.3.1 Giải pháp xử lý nước thải sinh hoạt: 138 4.3.2 Giải pháp xử lý nước thải công nghiệp- hầm lò mỏ than 143 KẾT LUẬN .147 KIẾN NGHỊ .149 DANH MỤC CƠNG TRÌNH CỦA TÁC GIẢ 150 TÀI LIỆU THAM KHẢO 151 PHỤ LỤC PL-1 vi DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT Ký hiệu Tiếng Anh Tiếng Việt ASEAN Association of Hiệp hội nước Đông Southeast AsianNations Nam Á BOD5 Bio chemical Oxygen Demand Nhu cầu oxy sinh hóa COD Chemical Oxygen Demand Nhu cầu oxy hóa học CLN DO Chất lượng nước Dessolved Oxygen Lượng oxy hòa tan nước EFDC Environmental Fluid Dynamics Code Phần mềm thủy lực môi trường nước GIS Geographic Information System Hệ thống thông tin địa lý GESAMP Group of Experts on the Scientific Nhóm chuyên gia khía Aspects of Marine Environmental cạnh khoa học nhiễm Protection biển GPA Chương trình Hành động Tồn cầu Bảo vệ Môi trường Biển HSCTM Hydrodynamic, Sediment and Mơ hình thủy động lực, vận Contaminant Transport Model chuyển bùn cát chất ô nhiễm IMO International Maritime Organization KLN MODIS NASH Kim loại nặng Moderate Resolution Imaging Bộ cảm độ phân giải trung Spectroradiometers bình Nash-Sutcliffe model efficiency Hệ số hiệu mơ hình coefficient Nash-Sutcliffe NBVB NOAA Tổ chức Hàng hải quốc tế Nước biển ven bờ National Oceanic and Atmospheric Ban Quản lý Khí vii Administration Commissioned Corps Đại dương Quốc gia ONMTB RACE Ơ nhiễm mơi trường biển; Rapid Assessment Coastal Environment Phương pháp đánh giá nhanh SST Sea surface temperature Nhiệt độ bề mặt nước biển SWAT Soil and Water Assessment Tool Công cụ đánh giá nước môi trường ven biển đất TIE Toxicity Identification Evaluation Quá trình đánh giá xác định độc tính TTB Trầm tích biển TSS Total Suspended Solids Tổng chất rắn lơ lửng UNEP United Nations Environment Chương trình Mơi trường Programme Liên Hợp Quốc United Nations Convention on Law Công ước Liên hợp quốc of the Sea Luật biển UNCLOS XLNT Xử lý nước thải HRU Đơn vị phản hồi thủy văn DHI Danish Hydraulic Institute Viện thủy lực Đan Mạch viii DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU Bảng 1.1: Một số đặc trưng hình thái sơng lưu vực vịnh cửa Lục 29 Bảng 1.2: Đặc trưng dòng chảy theo tần suất sông khu vực nghiên cứu 29 Bảng 1.3: Đặc điểm phân phối dịng chảy năm sơng khu vực nghiên cứu 30 Bảng 2.1- Một số nguồn thải gây nhiễm vùng nước biển ven bờ 38 Bảng 2.2: Đơn vị tải lượng thải sinh hoạt hiệu suất xử lý nước thải 41 Bảng 2.3: Thành phần nước thải số ngành cơng nghiệp điển hình 42 Bảng 2.4: Tải lượng thải đơn vị chăn nuôi (kg/năm) 44 Bảng 2.5: Hệ số phát thải từ nuôi thủy sản 44 Bảng 2.6: Đơn vị thải lượng ô nhiễm rửa trôi đất (kg/m2/ ngày mưa) 45 Bảng 2.7: Tỷ lệ rửa trôi chất gây ô nhiễm từ nhóm nguồn thải ven bờ 45 Bảng 2.8: Hiện trạng khu xử lý chất thải rắn tiếp nhận rác thải thành phố Hạ Long 46 Bảng 2.9: Tổng lượng nước thải số xã, phường xả thải vào vịnh cửa Lục 51 Bảng 2.10: Thải lượng trạm xử lý nước thải quanh vịnh cửa Lục 51 Bảng 2.11: Một số nguồn phát sinh nước thải công nghiệp khu vực nghiên cứu 53 Bảng 2.12: Sản lượng than khai thác địa bàn thành phố Hạ Long 54 Bảng 2.13: Mạng lưới điểm quan trắc môi trường nước 71 Bảng 2.14: Tiêu chuẩn chất lượng nước Việt Nam với thơng số tính toán 72 Bảng 3.1: Các thành phần đặc trưng nước thải sinh hoạt chưa xử lý 74 Bảng 3.2: Tải lượng ô nhiễm phát sinh từ sinh hoạt, du lịch người dân khu vực năm 2018 (tấn/năm) 75 Bảng 3.3: Lượng nước thải đất đá thải từ hoạt động ngành than khu vực vịnh cửa Lục- vịnh Hạ Long (triệu m3) 75 Bảng 3.4: Thành phần trung bình nước thải ngành than khu vực vịnh cửa Lụcvịnh Hạ Long 76 Bảng 3.5: Tải lượng chất gây ô nhiễm phát sinh từ hoạt động ngành than khu vực vịnh cửa Lục- vịnh Hạ Long (tấn/năm) 76 Bảng 3.6: Tải lượng chất gây ô nhiễm phát sinh từ ngành công nghiệp thực phẩm khu vực vịnh cửa Lục- vịnh Hạ Long (tấn/năm) 77 PL- 27 P-T 0,5 1,39 31,2 3,0 15,6 4,2 19,8 NH4+ 0,83 0,28 31,2 3,0 25,9 28,9 54,8 Fe 0,0008 1,4868 31,2 3,0 - 4,5 4,5 Mn - 5,9605 31,2 3,0 - 17,9 17,9 TSS 315,3 4.505,5 31,2 3,0 9.837,4 13.516,5 23.353,9 b Nguồn thải từ công nghiệp thực phẩm: Theo niên giám thống kê.tỉnh Quảng Ninh 2016 [30], khối lượng sản phẩm ngành sản xuất bia, bột mỳ, dầu ăn thuộc công nghiệp thực phẩm Thể tích nước thải đơn vị sản phẩm ngành sản xuất bia, bột mỳ, dầu ăn tính theo bảng 2.3- chương Bảng PL5 4: Tính tốn tải lượng chất gây ô nhiễm phát sinh từ ngành công nghiệp thực phẩm khu vực vịnh cửa Lục- vịnh Hạ Long (tấn/năm) Nồng độ chất m3 nước thải ngành công nghiệp Tải lượng chất ô nhiễm ngành công nghiệp Sản xuất bia Sản xuất bia TT Chất ô nhiễm COD 150 1.500 1.950 74,8 5.662,5 2.723,2 8.460,5 BOD5 87 825 1.355 43,4 3.114,4 1.892,3 5.050,0 N-T 43,5 42,5 20 21,7 160,4 27,9 210,1 P-T 3,65 34,65 56,91 1,8 130,8 79,5 212,1 NO3- + NO2- 0,435 0,425 0,2 0,2 1,6 0,3 2,1 NH4+ 16,53 10,2 7,6 8,2 38,5 10,6 57,4 PO4 3- 1,825 17,325 28,455 0,9 65,4 39,7 106,0 V thải 11 m3/1 đơn vị sp 25 m3/1 đơn vị sp 10,5 m3/1 đơn vị sp 498.817 3.775.000 m3 m3 1.396.500 m3 Bột mì Dầu ăn Bột mì Tổng Dầu ăn PL- 28 Bảng PL5 5: Tính tốn tải lượng chất gây nhiễm phát sinh từ hoạt động công nghiệp khu vực vịnh cửa Lục- vịnh Hạ Long Tải lượng từ công nghiệp Chế biến thực phẩm (tấn/năm) Tổng tải lượng (tấn/năm) 3.025,7 8.460,5 11.486,2 BOD5 252,4 5.050,0 5.302,4 N-T 230,8 210,1 440,9 P-T 19,8 212,1 231,9 NO3- + NO2 * - 2,1 2,1 NH4+ 54,8 57,4 112,2 PO4 3- - 106,0 106,0 Fe 4,5 - 4,5 Mn 17,9 - 17,9 10 TSS 23.353,9 - 23.353,9 TT Chất ô nhiễm COD Khai thác than (tấn/năm) 1.1.3 Nguồn thải từ chăn nuôi nuôi trồng thuỷ sản a Nguồn thải từ chăn nuôi Tải lượng thải chăn ni tính dựa tổng đàn gia súc hàng năm huyện, thành phố tải lượng thải đơn vị tính đầu gia súc Số liệu tổng đầu gia súc hàng năm lấy theo Niên giám thống kê tỉnh Quảng Ninh năm 2016 [30], tải lượng thải đơn vị tính đầu gia súc tính theo bảng 2.4chương Bảng PL5 6: Tính tốn tải lượng chất gây ô nhiễm phát sinh chăn nuôi khu vực Hạ Long (tấn/năm) T T Chất ô nhiễm Nồng độ chất đơn vị (kg/con/năm) Gia cầm Trâu, bị Lợn Tải lượng nhiễm phát sinh khu vực Hạ Long (tấn/năm) Gia cầm Trâu, bò Lợn Tổng PL- 29 COD 2,730 233,600 73,000 160,797 BOD5 0,780 193,450 47,450 45,942 96,725 669,045 811,71 N-T 0,500 105,850 14,600 29,450 52,925 205,860 288,24 P-T 0,500 18,250 9,130 29,450 9,125 128,733 167,31 NO3+NO2- 0,156 1,058 0,146 9,189 0,529 2,059 11,78 NH4+ 0,005 25,404 3,504 0,295 12,702 49,406 62,40 PO4 3- 0,120 8,176 4,110 7,068 4,088 57,951 69,11 TSS 0,047 1.095,000 255,500 2,768 547,500 3.602,550 4.152,82 58.900 Số lượng 116,800 1.029,300 500 1.306,90 14.100 Bảng PL5 7: Tính tốn tải lượng chất gây nhiễm phát sinh chăn ni khu vực Hồng Bồ (tấn/năm) T T Chất ô nhiễm COD Nồng độ chất đơn vị (kg/con/năm) Gia cầm Trâu, bò Lợn Tải lượng ô nhiễm phát sinh khu vực Hồnh Bồ (tấn/năm) Gia cầm Trâu, bị Lợn Tổng 747,747 2.102,400 1.533,000 4.383,15 2,730 233,600 73,000 BOD5 0,780 193,450 47,450 213,642 1.741,050 996,450 2.951,14 N-T 0,500 105,850 14,600 136,950 952,650 306,600 1.396,20 P-T 0,500 18,250 9,130 136,950 164,250 191,730 492,93 NO3+NO2- 0,156 1,058 0,146 42,728 9,527 3,066 55,32 NH4+ 0,005 25,404 3,504 1,370 228,636 73,584 303,59 PO43- 0,120 8,176 4,110 32,868 73,584 86,310 192,76 TSS 0,047 1.095,000 255,500 12,873 Số lượng b Nguồn thải từ nuôi trồng thủy sản 273.900 9855,000 5.365,500 15.233,37 9.000 21.000 PL- 30 Tải lượng thải ni trồng thủy sản tính dựa hệ số phát thải đơn vị sản lượng nuôi thuỷ sản hàng năm khu vực Số liệu sản lượng nuôi thuỷ sản hàng năm khu vực lấy theo Niên giám thống kê tỉnh Quảng Ninh năm 2016 [30], hệ số phát thải đơn vị tính theo bảng 2.5chương Bảng PL5 8: Tính tốn tải lượng chất gây ô nhiễm phát sinh nuôi trồng thủy sản khu vực Hạ Long (tấn/năm) COD Nồng độ chất đơn vị tôm sú (kg/tấn/năm) 28,400 Tải lượng ô nhiễm phát sinh khu vực Hạ Long (tấn/năm) 1,700 1,700 BOD5 8,100 0,500 0,500 N-T 5,200 0,300 0,300 P-T 4,700 0,300 0,300 NO3- +NO2- 0,050 0,003 0,003 NH4+ 1,250 0,070 0,070 PO43- 2,120 0,100 0,100 TT Chất ô nhiễm Khối lượng sản phẩm/năm Tổng 59.859 kg Bảng PL5 9: Tính tốn tải lượng chất gây nhiễm phát sinh ni trồng thủy sản khu vực Hồnh Bồ (tấn/năm) Nồng độ Tải lượng ô nhiễm chất đơn phát sinh khu vị tơm sú vực Hồnh Bồ (kg/tấn/năm) (tấn/năm) 28,400 11,700 TT Chất ô nhiễm COD BOD5 8,100 3,300 3,300 N-T 5,200 2,100 2,100 Tổng 11,700 PL- 31 P-T 4,700 1,900 1,900 NO3- +NO2- 0,050 0,020 0,020 NH4+ 1,250 0,500 0,500 PO43- 2,120 0,900 0,900 Khối lượng sản phẩm/năm 332.280kg 1.1.4 Nguồn thải từ tàu thuyền Lưu lượng nước thải tàu du lịch đổ vào khu vực nghiên cứu hàng năm 0,002 m3/tàu/ngày * 154 tàu * 365 ngày = 112,420 m3 - Nước thải từ tàu: 0,002 m3/tàu/ngày, không kể đến lượng nước thải sinh hoạt khách du lịch dân cư tính mục 1.1.1; - Số lượng tàu thuyền khu vực nghiên cứu: 154 tàu đủ điều kiện lưu trú Bảng PL5 10: Tính tốn tải lượng chất gây ô nhiễm phát sinh từ hoạt động tàu thuyền phục vụ du lịch khu vực vịnh Hạ Long (tấn/năm) TT Chất ô nhiễm Lưu lượng nước thải (m3) Giá trị nồng độ (kg/m3) Tải lượng COD 112,420 0.8 88,28 BOD5 112,420 0.3 37,4 N-T 112,420 0.1 5,98 P-T 112,420 0.0 1,65 TSS 112,420 0.4 44,88 1.2 Tải lượng ô nhiễm đưa vào Vịnh Cửa Lục năm 2018 Ước tính tổng tải lượng nhiễm đưa vào vịnh từ nguồn khác sử dụng công thức sau: ∑ = ∑ sinh (1 − ) (2-5) PL- 32 Trong đó: ∑Qij- Tổng tải lượng chất i vào vịnh từ nguồn j (4 nguồn) ( tấn/năm) ∑Qij phát sinh - Tổng tải lượng ô nhiễm i phát sinh từ nguồn j ( tấn/năm) Rij- Tỷ lệ rửa trôi tương ứng với i j, số liệu tính tốn lấy theo JICA, 1999 Hij- Hiệu suất xử lý tương ứng với i j, số liệu tính tốn lấy theo UNEP 1984 Bảng PL5 11: Tính tốn tải lượng chất gây ô nhiễm nguồn gốc từ sinh hoạt đưa vào khu vực nghiên cứu năm 2018 (tấn/năm) TT Chất ô nhiễm Tải lượng nguồn phát sinh ô nhiễm ( sinh) 16.417,3 Các hệ số tỷ lệ Tải lượng nguồn ô nhiễm sinh hoạt đưa vào vịnh Tỷ lệ rửa trôi ( ) Hiệu suất xử lý ( ) 60 4.596,8 COD 0,7 BOD5 7.462,4 0,2 80 298,5 N-T 1.194,0 0,9 50 537,3 P-T 328,3 30 229,8 NO3- + NO2- * 11,9 0,9 50 5,4 NH4+ 656,7 0,9 50 295,5 PO43- 177,3 30 124,1 TSS 8.954,9 95 447,7 Bảng PL5 12: Tính tốn tải lượng chất gây nhiễm nguồn gốc từ công nghiệp đưa vào khu vực nghiên cứu năm 2018 (tấn/năm) TT Chất ô nhiễm Tải lượng nguồn phát sinh ô nhiễm ( sinh) Các hệ số tỷ lệ Tỷ lệ rửa trôi ( ) Hiệu suất xử lý ( ) Tải lượng nguồn ô nhiễm công nghiệp đưa vào vịnh PL- 33 COD 11.486,2 0,9 85 1.550,6 BOD5 5.302,4 0,7 95 185,6 N-T 440,9 0,9 50 198,4 P-T 231,9 25 173,9 NO3- + NO2- * 2,1 0,9 15 1,6 NH4+ 112,2 0,9 15 85,8 PO43- 106,0 25 79,5 Fe 4,5 0,9 25 4,0 Mn 17,9 0,9 25 16,1 10 TSS 23.353,9 0,9 25 21.018,5 Bảng PL5 13: Tính tốn tải lượng chất gây ô nhiễm nguồn gốc từ chăn nuôi đưa vào khu vực nghiên cứu năm 2018 (tấn/năm) TT Chất ô nhiễm COD BOD5 Tải lượng nguồn phát sinh ô nhiễm ( sinh) 5.690,0 Tỷ lệ rửa trôi ( ) Tải lượng nguồn ô nhiễm chăn nuôi đưa vào vịnh 0,5 2.845,0 3.762,9 0,2 752,6 N-T 1.684,4 0,8 1.347,5 P-T 660,2 0,9 594,2 NO3- + NO2- * 67,1 0,8 53,7 NH4+ 366,0 0,8 292,8 PO43- 261,9 0,9 235,7 TSS 19.386,2 0,5 9.693,1 PL- 34 Bảng PL5 14: Tính tốn tải lượng chất gây ô nhiễm nguồn trực tiếp vịnh đưa vào khu vực nghiên cứu năm 2018 (tấn/năm) Tải lượng nguồn phát sinh ô nhiễm từ nuôi trồng thủy sản Tải lượng nguồn phát sinh ô nhiễm từ tàu thuyền Tổng tải lượng nguồn ô nhiễm trực tiếp vịnh TT Chất ô nhiễm COD 13,4 88,28 382,0 BOD5 3,8 37,4 168,6 N-T 2,4 5,98 28,8 P-T 2,2 1,65 9,5 NO3- + NO2- * 0,023 44,88 45,1 NH4+ 0,57 - 11,8 PO43- - 4,0 TSS - 44,88 197,8 DỰ BÁO TẢI LƯỢNG CÁC NGUỒN GÂY Ô NHIỄM MÔI TRƯỜNG NƯỚC VỊNH CỬA LỤC (2030) Dựa số liệu từ quy hoạch phát triển kinh tế- xã hội chung tỉnh, khu vực nghiên cứu, quy hoạch phát triển ngành quy hoạch phát triển kinh tế- xã hội thành phố, huyện, thị liên quan, tính tốn tải lượng chất gây nhiễm phát sinh theo giai đoạn 2018 2030 theo phương pháp tương ứng trình bày 2.1 Dự báo tải lượng chất gây ô nhiễm phát sinh từ nguồn xả thải 2.1.1 Dự báo tải lượng chất gây ô nhiễm phát sinh từ dân cư khách du lịch a Nguồn thải từ dân cư Đến năm 2030, theo quy hoạch dân số dự kiến thành phố Hạ Long 570.000 người huyện Hoành Bồ 78.000 người[39] Với phát triển kinh tế- xã hội, chế độ dinh dưỡng cải thiện theo xu hướng tăng dần hàm lượng chất dinh dưỡng, với giả định nồng độ chất nước thải tăng thêm 1%/1 năm, từ năm 2018 tính đến năm 2030; hàm lượng chất nồng độ chất m3 nước thải sinh hoạt tăng thêm 13% Bảng PL5 15: Tính tốn tải lượng ô nhiễm phát sinh từ sinh hoạt người dân khu vực năm 2030 (tấn/năm.) PL- 35 TT T Chất ô nhiễm Số lượng dân cư khu vực nghiên cứu năm 2030 - Pdc (người) Hạ Long Hoành Bồ Đơn vị tải lượng thải sinh hoạt- qi (kg/người /năm) Tiểu khu vực phát sinh nước thải sinh hoạt -Qidc (tấn/ năm) Hạ Long Hoành Bồ COD 570.000 78.000 62,2 35.640,0 4.290,0 BOD5 570.000 78.000 28,3 16.200,0 1.950,0 N-T 570.000 78.000 4,5 2.592,0 312,0 P-T 570.000 78.000 1,2 712,8 85,8 NO3- + NO2 * 570.000 78.000 0,001 25,9 3,1 NH4+ 570.000 78.000 2,5 1.425,6 171,6 PO4 3- 570.000 78.000 0,7 384,9 46,3 TSS 570.000 78.000 33,9 19.440,0 2.340,0 b Nguồn thải từ hoạt động du lịch: Theo quy hoạch dự kiến, sô ngày lưu trú cảu khách du lịch khu vực nghiên cứu tăng lên 06 ngày/năm, tỷ lệ thu gom nước thải tăng lên khoảng 15,13%.[38] [39] Bảng PL5 16: Tính tốn tải lượng nhiễm phát sinh từ khách du lịch khu vực năm 2030 (tấn/năm) TT Chất ô nhiễm Số lượng khách du lịch đến khu vực nghiên cứu Thời gian lưu trú khu vực nghiên cứu Pdl (người) n (ngày) Đơn vị tải lượng thải sinh hoạtqi (kg/người/ năm) Tỷ lệ thu gom nước thải từ khách du lịch (%) Lượng thải phát sinh từ du lịch Qidl (tấn/ năm) COD 7.600.000 62,2 15,13 1.176,4 BOD5 7.600.000 28,3 15,13 534,7 N-T 7.600.000 4,5 15,13 85,6 PL- 36 P-T 7.600.000 NO3- + NO2 * 7.600.000 1,2 0,001 15,13 23,5 15,13 0,9 NH4+ 7.600.000 2,5 15,13 47,1 PO4 3- 7.600.000 0,7 15,13 12,7 TSS 7.600.000 33,9 15,13 641,7 2.1.2 Dự báo tải lượng chất gây ô nhiễm phát sinh từ công nghiệp a Dự báo tải lượng từ ngành khai thác than: Theo quy hoạch phát triển ngành than quy hoạch chung phát triển tỉnh Quảng Ninh, dự kiến lượng nước thải khai thác than vào 2030 khu vực thành phố Hạ Long huyện Hoành Bồ vào khoảng 59,85 triệu m3[38] [39] Bảng PL5 17: Tính tốn tải lượng chất gây nhiễm phát sinh từ hoạt động ngành than khu vực vịnh cửa Lục- vịnh Hạ Long năm 2030 (tấn/năm) TT Chất ô nhiễm Hàm lượng chất ô nhiễm 1m3 (mg/l) NT mỏ Lưu lượng nước thải (triệu m3) Tải lượng chất ô nhiễm ngành than NT sàng NT mỏ NT sàng NT mỏ NT sàng Tổng tải lượng COD 91,9 52,8 54,6 5,25 5.017,7 277,2 5.294,9 BOD5 6,8 13,4 54,6 5,25 371,3 70,4 441,6 N-T 6,47 9,64 54,6 5,25 353,3 50,6 403,9 P-T 0,5 1,39 54,6 5,25 27,3 7,3 34,6 NH4+ 0,83 0,28 54,6 5,25 45,3 50,6 95,9 Fe 0,0008 1,4868 54,6 5,25 - 7,8 7,8 Mn - 5,9605 54,6 5,25 - 31,3 31,3 TSS 315,3 4.505,5 54,6 5,25 17.215,4 23.654,3 40.869,6 b Dự báo tải lượng từ ngành công nghiệp thực phẩm: PL- 37 Bảng PL5 18: Tính tốn tải lượng chất gây ô nhiễm phát sinh từ ngành công nghiệp thực phẩm khu vực vịnh cửa Lục- vịnh Hạ Long năm 2030 (tấn/năm) TT Chất ô nhiễm Nồng độ chất m3 nước thải ngành công nghiệp Tải lượng chất ô nhiễm ngành công nghiệp Sản xuất bia Sản xuất bia Bột mì Dầu ăn COD 150 1.500 1.950 BOD5 87 825 1.355 N-T 43,5 42,5 20 P-T 3,65 34,65 56,91 NO3- + NO2- 0,435 0,425 0,2 NH4+ 16,53 10,2 7,6 PO4 3- 1,825 17,325 28,455 V thải 11 m3/1 đơn vị sp 25 m3/1 đơn vị sp 10,5 m3/1 đơn vị sp Tổng Bột mì Dầu ăn 285,1 21.574,1 10.375,3 32.234,5 165,3 11.865,8 7.209,5 19.240,6 82,7 611,3 106,4 800,4 6,9 498,4 302,8 808,1 0,8 6,1 1,1 8,0 31,4 146,7 40,4 218,6 3,5 249,2 151,4 404,0 1.900.492 14.382.750 m3 m3 5.320.665 m3 2.1.3 Dự báo tải lượng chất gây ô nhiễm phát sinh từ chăn nuôi Với tốc độ tăng trưởng trung bình 4,2%/năm, đến năm 2030 đàn gia súc, gia cầm khu vực tăng 1,6 lần so với (2018) Bảng PL5 19: Tính tốn tải lượng chất gây nhiễm phát sinh chăn nuôi khu vực Hạ Long năm 2030 (tấn/năm) TT Chất ô nhiễm Nồng độ chất đơn vị (kg/con/năm) Gia cầm Trâu, bò Lợn Tải lượng ô nhiễm phát sinh khu vực Hạ Long (tấn/năm) Gia cầm Trâu, bò Lợn Tổng PL- 38 COD 2,730 233,600 73,000 257,28 186,88 1.646,88 2.092,33 0,780 193,450 47,450 73,51 154,76 1.070,47 1.299,54 0,500 105,850 14,600 47,12 84,68 329,38 461,46 0,500 18,250 9,130 47,12 14,60 205,97 267,86 NO3+NO2- 0,156 1,058 0,146 14,70 0,85 3,29 18,85 NH4+ 0,005 25,404 3,504 0,47 20,32 79,05 99,91 PO43- 0,120 8,176 4,110 11,31 6,54 92,72 110,64 TSS 0,047 1.095,000 255,500 4,43 876,00 5.764,08 6.648,63 94.240 800 22.560 BOD5 N-T P-T Số lượng Bảng PL5 20: Tính tốn tải lượng chất gây nhiễm phát sinh chăn ni khu vực Hồng Bồ năm 2030 (tấn/năm) T T Chất ô nhiễm COD Nồng độ chất đơn vị (kg/con/năm) Gia cầm Trâu, bị Lợn Tải lượng nhiễm phát sinh khu vực Hoành Bồ (tấn/năm) Gia cầm Trâu, bò Lợn Tổng 1.196,40 3.363,84 2.452,80 7.017,38 2,730 233,600 73,000 BOD5 0,780 193,450 47,450 341,83 2.785,68 1.594,32 4.724,76 N-T 0,500 105,850 14,600 219,12 1.524,24 490,56 2.235,31 P-T 0,500 18,250 9,130 219,12 262,80 306,77 789.18 NO3+NO2- 0,156 1,058 0,146 68,37 15,24 4,91 88,57 PL- 39 NH4+ 0,005 25,404 3,504 2,19 365,82 117,73 486,04 PO43- 0,120 8,176 4,110 52,59 117,73 138,10 308,61 TSS 0,047 1.095,000 255,500 20,60 15.768,00 8.584,80 24.388,51 438.240 14.400 33.600 Số lượng 2.1.4 Dự báo tải lượng chất gây ô nhiễm phát sinh từ nuôi trồng thủy sản Theo quy hoạch, tải lượng chất gây ô nhiễm phát sinh từ nuôi thuỷ sản khu vực đến năm 2030 tăng cao so với (2018) Bảng PL5 21: Tính tốn tải lượng chất gây nhiễm phát sinh nuôi trồng thủy sản khu vực Hạ Long năm 2030 (tấn/năm) COD Nồng độ chất đơn vị tôm sú (kg/tấn/năm) 28,400 Tải lượng ô nhiễm phát sinh khu vực Hạ Long (tấn/năm) 31,940 BOD5 8,100 9,110 9,110 N-T 5,200 5,850 5,850 P-T 4,700 5,290 5,290 NO3- +NO2- 0,050 0,060 0,060 NH4+ 1,250 1,410 1,410 PO43- 2,120 2,380 2,380 TT Chất ô nhiễm Khối lượng sản phẩm/năm Tổng 31,940 1.124.648 kg Bảng PL5 22: Tính tốn tải lượng chất gây ô nhiễm phát sinh nuôi trồng thủy sản khu vực Hoành Bồ năm 2030 (tấn/năm) TT Chất ô nhiễm Nồng độ Tải lượng ô nhiễm chất đơn phát sinh khu vị tôm sú vực Hoành Bồ (kg/tấn/năm) (tấn/năm) Tổng PL- 40 COD 28,400 24,500 24,500 BOD5 8,100 7,000 7,000 N-T 5,200 4,500 4,500 P-T 4,700 4,100 4,100 NO3- +NO2- 0,050 - - NH4+ 1,250 1,100 1,100 PO43- 2,120 1,800 1,800 Khối lượng sản phẩm/năm 862.676 kg 2.2 Tải lượng ô nhiễm đưa vào Vịnh Cửa Lục dự báo năm 2030 Tương tự phương pháp tính mục 1.2, tải lượng chất nhiễm đưa vào vịnh Cửa Lục năm 2030 dự báo sau: Bảng PL5 23: Tính tốn tải lượng chất gây ô nhiễm nguồn gốc từ sinh hoạt đưa vào khu vực nghiên cứu năm 2030 (tấn/năm) TT Chất ô nhiễm Tải lượng nguồn phát sinh ô nhiễm ( sinh) Các hệ số tỷ lệ Tải lượng nguồn ô nhiễm sinh hoạt đưa vào vịnh Tỷ lệ rửa trôi ( ) Hiệu suất xử lý ( ) 60 36.816,4 COD BOD5 18.684,7 0.2 80 16.734,7 N-T 2.989,6 0.9 50 2.677,6 P-T 822,1 30 736,3 NO3- + NO2- * 29,9 0.9 50 26,8 NH4+ 1.644,3 0.9 50 1.472,7 PO43- 443,9 30 397,6 TSS 22.421,7 95 20.081,7 41.106,4 0.7 PL- 41 Bảng PL5 24: Tính tốn tải lượng chất gây ô nhiễm nguồn gốc từ chăn nuôi đưa vào khu vực nghiên cứu năm 2030 (tấn/năm) TT Chất ô nhiễm COD Tải lượng nguồn phát sinh ô nhiễm ( sinh) Tỷ lệ rửa trôi ( ) Tải lượng nguồn ô nhiễm chăn nuôi đưa vào vịnh 9.109,72 0.62 5.690,0 BOD5 6.024,30 0.62 3.762,9 N-T 2.696,77 0.62 1.684,4 P-T 1.057,04 0,62 660,2 NO3- + NO2- * 107,42 0.8 67,1 NH4+ 585,95 0.8 366,0 PO43- 419,25 0.62 261,9 TSS 31.037,14 0.62 19.386,2 ... trường ven biển nói chung Đây mục tiêu thực Đề tài Luận án: ? ?Nghiên cứu, đánh giá số tiêu ô nhiễm phương pháp mơ hình hóa, làm sở đề xuất số giải pháp cải thiện chất lượng nước biển ven bờ Vịnh Cửa. .. CHƯƠNG - KẾT QUẢ MÔ PHỎNG CHẤT LƯỢNG NƯỚC BIỂN VEN BỜ VỊNH CỬA LỤC, VỊNH HẠ LONG; - CHƯƠNG 4- ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP CẢI THIỆN CHẤT LƯỢNG NƯỚC BIỂN VEN BỜ VỊNH CỬA LỤC, VỊNH HẠ LONG; - KẾT LUẬN VÀ KIẾN...BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG Trần Đức Dũng NGHIÊN CỨU, ĐÁNH GIÁ MỘT SỐ CHỈ TIÊU Ơ NHIỄM BẰNG PHƯƠNG PHÁP MƠ HÌNH HĨA, LÀM CƠ SỞ ĐỀ XUẤT MỘT SỐ GIẢI PHÁP CẢI THIỆN CHẤT LƯỢNG NƯỚC