Phú dưỡng là một trong những vấn đề chất lượng nước điển hình thường xảy ra ở các thủy vực, đặc biệt là các vùng nước tĩnh, nông. Bài viết này sẽ kế thừa kết quả đánh giá lan truyền ô nhiễm từ các kịch bản sự cố nêu trên, để xác định mức độ phú dưỡng hóa nguồn nước theo nồng độ amoni.
DỰ BÁO CẤP ĐỘ PHƯ DƢỠNG HĨA NƢỚC MẶT DO SỰ CỐ XẢ NƢỚC THẢI TỪ CÁC HOẠT ĐỘNG KINH TẾ VEN BIỂN ĐÔNG NAM BỘ Nguyễn Văn Phƣớc Nguyễn Thị Thu Hiền Hội Nước Môi trường TP Hồ Chí Minh TĨM TẮT Thống kê kết quan trắc khu vực i n Đông Nam Bộ từ - cho thấy, môi trường nư c i n khu vực Đông Nam Bộ, phát tri n tảo chủ yếu phụ thuộc vào thông số N-NH4+ Dựa kết phân hạng mức ộ phú ưỡng h a ựa vào nồng ộ NNH4+ ối v i kịch ản cố môi trường khu vực Đông Nam Bộ, ự áo hoạt ộng công nghiệp nguồn nguy cao nhất, gây tượng tảo nở hoa cấp IV-V , chế iến nuôi trồng thủy sản c khả gây phú ưỡng cấp ộ II ến III, , trạm xử lý nư c thải tập trung khu ô thị Cần Giờ nguồn c nguy thấp ĐẶT VẤN ĐỀ Phú dƣỡng vấn đề chất lƣợng nƣớc điển hình thƣờng xảy c c thủy vực, đặc iệt c c vùng nƣớc tĩnh, nông Chúng làm tăng c c chất lơ lửng, chất hữu cơ, làm suy giảm lƣợng ôxy nƣớc, tầng dƣới sâu, gây ảnh hƣởng không tốt đến chất lƣợng nƣớc hệ sinh th i nƣớc Theo nhiều nghiên cứu, nguyên nhân d n đến tƣợng phú dƣỡng ao gồm: nồng độ c c chất dinh dƣỡng thủy vực cao, đặc iệt c c muối đa lƣợng nitơ phôtpho (Blomqvist et al., 1994, nhiệt độ nƣớc ấm, cƣờng độ chiếu s ng, pH cao, hàm lƣợng CO2 thấp (Cron erg and Annadotter, 2006; Zimba et al., 2006) Dấu hiệu nhận iết phú dƣỡng nƣớc lan rộng c c thực vật trôi kết thành è, mảng ề mặt nƣớc tầng nƣớc s t mặt (Horne and Goldman, 1994) Tảo ph t triển nhờ c c yếu tố dinh dƣỡng nitơ phơtpho, mật độ tảo vƣợt qu hai trăm nghìn tế ào/l, điều cảnh o cần phải quan tâm tới chất lƣợng môi trƣờng nƣớc iển (Haigh, 2010) C c thông số môi trƣờng nhƣ phôtphat, amoni, nitrit nitrat, với nồng độ cao, nguyên nhân gây mật độ tảo cao, tƣợng tảo nở hoa gây độc cho môi trƣờng iển (Dortch, 1990) Nghiên cứu Nguyễn Văn Phƣớc Phạm Thị Thanh Hòa (2019) phân tích thống kê mối quan hệ chất lƣợng môi trƣờng nƣớc iển ven Bà Rịa – Vũng Tàu hệ sinh th i cho thấy, có tƣơng t c rõ rệt hàm lƣợng amoni, nitrit nitrat, với mật độ tảo mùa khô, thể qua phƣơng trình thực nghiệm: Tảo = 19,77NH42 + 3,87NO22 + 0,29NO32 + 6,03NH4 x NO2 + 0,21NH4 x NO3 + 0,67NO2 x NO3 – 1092,28NH4 – 52,32NO2 – 36,30NO3 + 53369,56 (1) Khu vực ven iển Đông Nam Bộ chịu ảnh hƣởng trực tiếp c c hoạt động kinh tế-x hội từ Bà Rịa – Vũng Tàu TP Hồ Chí Minh Trong năm gần đây, c c hoạt động kinh tế iển hƣớng đến c c mục đích đa dạng hơn, ngồi phục vụ cho ph t triển nông nghiệp (nuôi trồng chế iến thủy sản), nhiều hoạt động xây dựng đô thị, khu nghỉ dƣỡng, khu công nghiệp, cầu cảng vận tải iển… lần lƣợt mọc lên, gây t c động không nhỏ tới môi trƣờng tự nhiên ven Tại nhiều khu vực ven iển, chất thải ph t sinh từ c c hoạt động có khả gây ô nhiễm diện rộng…, làm suy tho i môi trƣờng ảnh hƣởng nghiêm trọng đến c c hệ sinh th i iển Bài viết cung cấp số thông tin ản đ nh gi nguy phú dƣỡng hóa Hội thảo CRES 2020: Môi trường phát triển bền vững | 615 nguồn nƣớc số khu vực, theo kịch ản cố thông qua phƣơng thức phân hạng đ nh gi nở hoa tảo nồng độ amoni nƣớc Đ I TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN C U 2.1 Đối tư ng nghiên cứu Kết tổng hợp nghiên cứu từ c c ài o Nguyễn Văn Phƣớc cs (2020a, 2020 , 2020c, 2020d) dự o đ nh gi mức độ ảnh hƣởng đến môi trƣờng iển Đông Nam Bộ c c cố xả thải, đ dự o đƣợc cố xả thải từ nhóm hoạt động kinh tế-x hội, có khả ảnh hƣởng nhiều nhất, gồm 15 đối tƣợng nhƣ sau: + Hoạt động công nghiệp dọc sông Thị Vải: Khu công nghiệp (KCN) Mỹ Xuân A2; KCN C i Mép; Công ty Cổ phần Hữu hạn VEDAN; KCN Long Sơn + Khu chế iến hải sản tập trung: Lộc An, Long Điền, Bình Châu, Tân Hải + Khu nuôi trồng thủy sản: Tam Thôn Hiệp, An Thới Đơng, Bình Kh nh, Lý Nhơn + Khu thị ven iển Cần Giờ: Trạm Xử lý nƣớc thải (XLNT) 1, Trạm XLNT 2, Trạm XLNT Trên sở p dụng phƣơng ph p mơ hình hóa chồng ghép ản đồ…, đ dự o đƣợc mức độ lan truyền ô nhiễm cố xả thải từ c c đối tƣợng (tƣơng ứng 15 kịch ản) nêu trên, đó, amoni t c nhân chính, gây ảnh hƣởng đến chất lƣợng nguồn nƣớc, c c hoạt động kinh tếx hội dựa vào nguồn nƣớc (Nguyễn Văn Phƣớc Phạm Thị Thanh Hòa, 2019) Bài o kế thừa kết đ nh gi lan truyền ô nhiễm từ c c kịch ản cố nêu trên, để x c định mức độ phú dƣỡng hóa nguồn nƣớc theo nồng độ amoni 2.2 Phương pháp đánh giá mức độ phú dưỡng nguồn nư c theo nồng độ chất dinh dưỡng Có nhiều c ch phân loại mức độ phú dƣỡng c c hồ Trong nghiên cứu này, sử dụng phƣơng ph p phân loại theo mật độ tế (Phạm Thanh Lƣu cs., 2015) Theo đó, c c cấp độ nở hoa mơi trƣờng nƣớc, x c định c c mức nồng độ N-NH4+ có khả gây tƣợng nở hoa, nhƣ Bảng 2.1 Bảng Phân loại cấp ộ mở hoa tảo th o mật ộ tế Cấp ộ Mật ộ tế (tb/l) Mơ tả I 24–645 × 103 Khơng thấy VKL mặt nƣớc II 1.125–62.798 × 103 VKL lấm mặt nƣớc Minh họa 616 | Hội thảo CRES 2020: Môi trường phát triển bền vững Cấp ộ Mật ộ tế (tb/l) III 157.769–508.790 × 103 VKL tạo v ng mỏng mặt nƣớc IV 839.560–1.098.770 × 103 VKL tạo v ng dày mặt nƣớc V Mô tả Minh họa 2.146.680–3.468.590 VKL tạo v ng phủ kín × 103 mặt nƣớc Nguồn: Phạm Thanh Lƣu cs., 2015 T QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1 K t đánh giá mức độ phú dưỡng theo nồng độ N-NH4+ Muối dinh dƣỡng N P có vai trị quan trọng qu trình tảo sinh trƣởng tham gia trực tiếp vào qu trình quang hợp Nghiên cứu Nguyễn Văn Phƣớc (2020) đ nh gi kết quan trắc môi trƣờng nƣớc iển Đông Nam Bộ (khu vực vịnh Gành R i) cho thấy, vài năm vào mùa khơ, vai trị N P nhƣ qu trình quang hợp (10 < N/P < 22), lại hầu hết thời gian P yếu tố ị giới hạn qu trình quang hợp (N/P > 22) (Hình 3.1) 120.00 Tỷ lệ mol N/P 100.00 80.00 60.00 40.00 20.00 MK MM MK MM MK MM MK MM MK MM MK MM MK MM MK MM MK MM - Năm 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 Nguồn: Nguyễn Văn Phƣớc, 2020 nh Biến ộng tỷ lệ mol N P th o thời gian Xét góc độ cân ằng vật chất, tỷ lệ N/P muối dinh dƣỡng cao nhiều so với tỷ số Redfield (N/P = 16/1) Điều cho thấy, khu vực tình trạng dƣ thừa muối dinh dƣỡng nitơ Với xu hƣớng gia tăng c c thơng số thuộc nhóm dinh dƣỡng, dự o mật độ tảo Hội thảo CRES 2020: Môi trường phát triển bền vững | 617 tăng theo mối quan hệ phƣơng trình thực nghiệm (1) Khi mật độ tảo tăng qu cao, gây nở hoa nƣớc, d n đến thiếu ôxy ảnh hƣởng đến đời sống thủy sinh vật Môi trƣờng vùng iển Vũng Tàu, với nồng độ DO cao (> mg/l) qu trình nitrat hóa xảy mạnh, chuyển hóa amoni thành nitrit nitrat Cả thơng số amoni, nitrit nitrat thể xu hƣớng tỷ lệ thuận với mật độ tảo Từ phƣơng trình tảo (1) nghiên cứu Phạm Thành Lƣu cs (2015) c c cấp độ nở hoa mơi trƣờng nƣớc, ƣớc tính đƣợc khoảng nồng độ N-NH4+ có khả gây tƣợng nở hoa khu vực iển Đông Nam Bộ nhƣ sau: + Cấp độ I: tƣơng ứng nồng độ N-NH4 + ≤ 0,3 mg/l + Cấp độ II: tƣơng ứng nồng độ N-NH4+ > 0,8 mg/l + Cấp độ III: tƣơng ứng nồng độ N-NH4+ > 2,85 mg/l + Cấp độ IV: tƣơng ứng nồng độ N-NH4+ > 6,54 mg/l + Cấp độ V: tƣơng ứng nồng độ N-NH4+ > 10,45 mg/l 3.2 K t đánh giá mức độ phú dưỡng theo cố môi trường Kết đ nh gi lan truyền ô nhiễm 15 kịch ản cố xả thải (Nguyễn Văn Phƣớc cs., 2020a, 2020b, 2020c, 2020d) cho thấy, nồng độ amoni dự o tăng lên đến 30-34,5 mg/l (mùa khô-mùa mƣa) Phạm vi lan truyền ảnh hƣởng amoni với nồng độ cao số vị trí cố đƣợc thể Hình 3.2-3.4 (a) (b) (c) Hình 3.2 Khu vực nguy ị phú ưỡng h a cố nư c thải xảy Công ty C phần Hữu hạn VEDAN (a) (b) KCN h a ầu Long Sơn – mùa khô (c) 618 | Hội thảo CRES 2020: Môi trường phát triển bền vững (a) (b) (c) (d) Hình 3.3 Khu vực nguy ị phú ưỡng h a cố nư c thải xảy Khu nuôi trồng thủy sản An Th i Đông (a) (b) Khu công nghiệp Mỹ Xuân A (c) (d) Hội thảo CRES 2020: Môi trường phát triển bền vững | 619 (a) (d) (b) (c) (e) Hình 3.4 Khu vực nguy ị phú ưỡng h a cố nư c thải xảy Khu chế iến thủy sản Lộc An (a) (b), Khu công nghiệp h a ầu Long Sơn – mùa mưa (c) Khu chế iến thủy sản Tân Hải (d) (e) Kết phân loại phú dƣỡng hóa nguồn nƣớc theo nồng độ amoni từ c c kịch ản cố xả thải đƣợc trình ày Bảng 3.1 620 | Hội thảo CRES 2020: Môi trường phát triển bền vững Bảng Phân loại phú ưỡng h a nguồn nư c th o nồng ộ amoni Vị trí cố TT Diện tích mặt nư c ị ảnh hưởng Cấp ộ phú ưỡng h a th o nồng ộ N-NH4+ Mùa khô (mg/l) Mùa mƣa (mg/l) Mùa khô (ha) Mùa mƣa (ha) An Thới Đông 4,9 7,9 19,7 39,5 Cấp độ III - IV Bình Khánh 1,8 1,7 95,6 76,5 Cấp độ II Tam Thôn Hiệp 0,7 0,8 1,5 1,1 Cấp độ I Lý Nhơn 1,9 2,0 379,0 406,2 Cấp độ II Hoạt động công nghiệp dọc sông Thị Vải Long Sơn 15,4 3,2 2,0 0,6 Cấp độ III-V VEDAN 30 34,5 4,1 5,6 Cấp độ V Mỹ Xuân A2 10,1 6,8 4,4 4,3 Cấp độ IV Cái Mép 1,4 1,4 170,2 158,6 Cấp độ II Khu chế iến hải sản tập trung Lộc An 3,2 2,7 9,1 10,7 Cấp độ II Bình Châu 2,1 1,4 3,3 4,5 Cấp độ II Long Điền 0,3 0,1 - - Tân Hải 3,6 3,5 37,7 39,9 Cấp độ III Trạm XLNT 1,8 1,7 104,7 15,3 Cấp độ II Trạm XLNT 1,1 2,5 12,3 20,3 Cấp độ II Trạm XLNT 1,6 1,6 5,9 - Cấp độ II 10 11 Khu nuôi trồng thủy sản 12 13 14 15 Dự áo nồng ộ N-NH4+ cực ại Khu đô thị ven iển Cần Giờ - T LUẬN Kết dự o nồng độ ô nhiễm N-NH4+ xảy cố 15 nguồn thải khu vực Đơng Nam Bộ cho thấy, cố gây phú dƣỡng hóa nguồn nƣớc c c mức độ kh c nhau: + Hoạt động công nghiệp nguồn nguy lớn nhất, gây tƣợng tảo nở hoa có cố xảy ra, với mức xếp hạng cao cấp độ V (VEDAN) cấp độ IV (KCN Mỹ Xuân A2) + Mặc dù ni trồng thủy sản hoạt động có khả gây ảnh hƣởng diện rộng xảy cố, nhƣng khả gây tƣợng tảo nở hoa cấp độ II đến III (trừ trƣờng hợp khu vực An Thới Đơng vào mùa lũ lên mức cấp độ IV) + Chế iến thủy sản nguồn gây tƣợng tảo nở hoa mức trung ình (cấp độ II đến III) c c khu vực: Tân Hải, Lộc An, Bình Châu + C c trạm xử lý nƣớc thải tập trung khu đô thị Cần Giờ nguồn có nguy thấp Hội thảo CRES 2020: Mơi trường phát triển bền vững | 621 TÀI LIỆU THAM HẢO Blomqvist P., A Pettersson and P Hyenstrand, 1994 Ammonium-nitrogen – A key regulatory factor causing dominance of non-nitrogen-fixing cyanobacteria in aquatic systems Archiv für Hydrobiologie, 132(2): pp 141-164 Cronberg G and H Annadotter, 2006 Manual on aquatic cyanobacteria: A photo guide and a synopsis of their toxicology International Society for the Study of Harmful Algae, Copenhagen, Denmark Dortch Q., 1990 The interaction between ammonium and nitrate uptake in phytoplankton Mar Ecol Prog Ser., 61: pp 183-201 Haigh N., 2010 Harmful plankton handbook Nanaimo, British Columbia, Canada, 52 Horne A.J and C.R Goldman, 1994 Limnology 2nd edition McGraw-Hill International Editions, New York, USA Phạm Thanh Lƣu, Lê Thị Trang, Trƣơng Văn Thân, Bùi Mạnh Hà Phạm Nguyễn Kim Tuyến, 2015 Phân hạng mức độ nở hoa vi khuẩn lam hồ Trị An dựa vào mật độ tế hàm lƣợng chlorophyll-a Hội nghị khoa học toàn quốc Sinh th i tài nguyên sinh vật lần thứ Tiểu an Sinh th i học môi trƣờng Viện Sinh th i Tài nguyên sinh vật, Hà Nội: tr 1693-1698 Nguyễn Văn Phƣớc, 2020 Nghiên cứu c c giải ph p tổng hợp ảo vệ môi trƣờng nƣớc iển ven khu vực Đông Nam Bộ phù hợp ph t triển kinh tế-x hội, ứng phó c c cố mơi trƣờng iến đổi khí hậu Đề tài nghiên cứu khoa học cấp Đại học Quốc gia, loại B Đại học Quốc gia TP Hồ Chí Minh, TP Hồ Chí Minh Nguyễn Văn Phƣớc Phạm Thị Thanh Hòa, 2019 Xu t c động chẩt lƣợng môi trƣờng nƣớc tới hệ sinh th i vùng iển Vũng Tàu Tạp chí Mơi trƣờng, Số Chuyên đề III, 11/2019 Nguyễn Văn Phƣớc, Nguyễn Thị Thu Hiền, Lê Tân Cƣơng Vũ Văn Nghị, 2020a Dự o mức độ ảnh hƣởng hoạt động chế iến thủy sản tập trung địa àn tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu Tạp chí Mơi trƣờng, Số Chuyên đề II, 06/2020 10 Nguyễn Văn Phƣớc, Nguyễn Thị Thu Hiền, Lê Tân Cƣơng Vũ Văn Nghị, 2020 Dự o cố môi trƣờng nƣớc thải công nghiệp dọc sông Thị Vải đề xuất giải ph p ứng phó Tạp chí Mơi trƣờng, Số Chun đề I, 04/2020 11 Nguyễn Văn Phƣớc, Nguyễn Thị Thu Hiền Vũ Văn Nghị, 2020c Dự o ảnh hƣởng đến môi trƣờng hoạt động nuôi trồng thủy sản tập trung Cần Giờ Tạp chí Mơi trƣờng, Số Chuyên đề I, 04/2020 12 Nguyễn Văn Phƣớc, Nguyễn Thị Thu Hiền Vũ Văn Nghị, 2020d Nghiên cứu đ nh gi cố c c trạm xử lý nƣớc thải Khu Đô thị Du lịch iển Cần Giờ Tạp chí Mơi trƣờng, Số Chun đề II, 06/2020 13 Zimba P.V., A Camusa, E.H Allen and J.M Burkholder, 2006 Co-occurrence of white shrimp, Litopenaeus vannamei, mortalities and microcystin toxin in a Southeastern USA shrimp facility Aquaculture, 261(3): pp 1048-1055 622 | Hội thảo CRES 2020: Môi trường phát triển bền vững ... dự o đ nh gi mức độ ảnh hƣởng đến môi trƣờng iển Đông Nam Bộ c c cố xả thải, đ dự o đƣợc cố xả thải từ nhóm hoạt động kinh tế- x hội, có khả ảnh hƣởng nhiều nhất, gồm 15 đối tƣợng nhƣ sau: + Hoạt. .. Khu đô thị ven iển Cần Giờ - T LUẬN Kết dự o nồng độ ô nhiễm N-NH4+ xảy cố 15 nguồn thải khu vực Đông Nam Bộ cho thấy, cố gây phú dƣỡng hóa nguồn nƣớc c c mức độ kh c nhau: + Hoạt động công nghiệp... có cố xảy ra, với mức xếp hạng cao cấp độ V (VEDAN) cấp độ IV (KCN Mỹ Xuân A2) + Mặc dù ni trồng thủy sản hoạt động có khả gây ảnh hƣởng diện rộng xảy cố, nhƣng khả gây tƣợng tảo nở hoa cấp độ