Chƣơng 2 PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.1. ĐỐI TƢỢNG, PHẠM VI NGHIÊN CỨU
2.3.4. Dự báo mức độ ô nhiễm
Mức độ ô nhiễm được dự báo bằng cách sử dụng phương pháp đánh giá nhanh, tính toán tải lượng thải phát sinh trên cơ sở các hệ số phát thải theo UNEP [43], San Diego-Mc Glone (2000) [42]; Trần Đức Thạnh và các cộng sự (2012) [28] đối với hoạt động sinh hoạt, du lịch, nguồn thải chăn nuôi, hoạt động công nghiệp. Phương pháp này sử dụng để đánh giá tải lượng ô nhiễm đưa vào đầm phá Tam Giang - Cầu Hai (vùng nước biển ven bờ thuộc tỉnh Thừa Thiên Huế - là 1 vùng ven biển được lựa chọn để dự báo ô nhiễm trong toàn khu vực nghiên cứu). Lượng chất ô nhiễm đưa vào khu vực đầm phá TG-CH được ước tính trên cơ sở phân tích các nguồn thải vào đầm phá, khả năng xử lý chất thải trong khu vực theo các kịch bản khác nhau.
Theo nhiều nghiên cứu [28], nguồn từ canh tác nông nghiệp vùng ven bờ có thể ảnh hưởng đến môi trường ven bờ bởi chất hữu cơ do sử dụng phân bón, do rửa trôi đất. Tuy nhiên ở luận văn này chưa xét đến ảnh hưởng của canh tác nông nghiệp đối với ô nhiễm hữu cơ vùng ven bờ bởi thiếu các nghiên cứu cơ bản về hệ số ô nhiễm phát sinh từ quá trình canh tác các cây nông nghiệp ở vùng ven biển; thiếu số liệu về nghiên cứu các loại đất nông nghiệp quanh đầm phá, định mức sử
36
dụng đất, thiếu số liệu về các loại cây trồng, phần trăm lượng phân bón dư thừa do canh tác….Tải lượng chất ô nhiễm từ các nguồn chính (sinh hoạt, công nghiệp, chăn nuôi, nuôi trồng thủy hải sản) được tính toán theo phương pháp sau:
a) Nguồn thải sinh hoạt
* Nguồn thải từ dân cư:
Tải lượng ô nhiễm của các thông số thuộc nhóm hữu cơ và dinh dưỡng đưa vào môi trường được tính theo công thức sau [28]:
Qdc = P . Qi x 10-3 (8)
Trong đó:
Qdc: Tải lượng thải từ dân cư (tấn/năm); P: Dân số khu vực nghiên cứu (người);
Qi: Đơn vị tải lượng thải sinh hoạt của chất i (kg/người/năm).
Qi của chất ô nhiễm thứ i có giá trị như sau:
Bảng 2.6. Hệ số ô nhiễm phát sinh từ sinh hoạt [28]
Thông số COD BOD5 T-N T-P NO3- + NO2- NH4+ PO43- Hệ số ô nhiễm
từ sinh hoạt
(kg/người/năm)
20 -55 20 - 25 4 0,5 – 1,1 0,04 2,2 0,27 – 0,594
* Nguồn thải từ hoạt động du lịch:
Tải lượng thải từ khách du lịch được ước tính dựa trên tổng số ngày lưu trú mỗi năm của khách và đơn vị tải lượng thải sinh hoạt [28].
Công thức tính toán như sau:
Qdl = n . Qi /365 x 10-3 (9)
Trong đó:
Qdl: Tải lượng thải từ khách du lịch (tấn/năm);
n: Tổng số ngày lưu trú của khách trong năm (ngày/năm).
Tải lượng thải từ nguồn sinh hoạt (Qsh) bằng tổng tải lượng thải từ dân cư (Qdc) và khách du lịch (Qdl).
Qsh = Qdc + Qdl (tấn/năm) (10)
b) Nguồn thải công nghiệp
Tải lượng thải công nghiệp được tính theo công thức [28]:
37 Trong đó:
Qij: Tải lượng thải của chất i từ cơ sở công nghiệp j (tấn/năm)
Vj: Thể tích nước thải hàng năm từ cơ sở công nghiệp (m3/năm)
Cij: Hàm lượng của chất i trong nước thải của cơ sở công nghiệp j (mg/l) n: Số cơ sở công nghiệp có trong khu vực.
Hàm lượng chất thải trong nước thải của các ngành công nghiệp khác nhau được thể hiện ở bảng sau:
Bảng 2.7. Hàm lượng chất thải trong nước thải của các ngành công nghiệp [28]
Thông số Đơn vị Bia Bột mì Dầu ăn đông lạnh Hải sản
Nƣớc thải m3phẩm /tấn sản 11 25 10,5 95 COD mg/l 150 1500 1950 1950 BOD5 mg/l 87 825 1355 1500 T-N mg/l 43,5 42,5 20 90 T-P mg/l 3,65 34,65 56,91 63 NO3- + NO2- mg/l 0,435 0,425 0,2 0,9 NH4+ mg/l 16,53 10,2 7,6 34,2 PO43- mg/l 1,825 17,325 28,455 31,6
c) Nguồn thải từ chăn nuôi
Tải lượng thải do chăn nuôi được tính dựa trên tổng đàn gia súc hàng năm của các huyện, thành phố và tải lượng thải đơn vị tính trên đầu gia súc [28].
Bảng 2.8. Hệ số phát thải ô nhiễm ở các vật nuôi (kg/con/năm) [28]
Thông số Gia cầm Trâu Bò Lợn
COD 2,37 233,6 233,6 73 BOD5 0,78 193,45 193,45 47,45 T-N 0,5 105,85 105,85 14,6 T-P 0,156 18,25 18,25 9,13 NO3- + NO2- 0,005 1,0585 1,0585 0,146 NH4+ 0,12 25,404 25,404 3,504 PO43- 0,047 8,176 8,176 4,11
38
Nguồn thải từ nuôi thuỷ sản được ước tính dựa trên hệ số phát thải đơn vị và sản lượng nuôi thuỷ sản hàng năm của khu vực. Chất thải thuỷ sản chủ yếu là các chất dinh dưỡng và vật chất hữu cơ. Lượng thải phát sinh nhiều hay ít tuỳ thuộc vào hình thức và đối tượng thuỷ sản được nuôi, trong đó nuôi tôm công nghiệp và nuôi cá lồng có lượng phát thải đáng kể nhất [28].
Bảng 2.9. Hệ số phát thải ô nhiễm do nuôi tôm và nuôi cá (kg/tấn sản phẩm/năm) [28] (kg/tấn sản phẩm/năm) [28]
Thông số Nuôi tôm Nuôi cá
COD 28,4 15,9 BOD5 8,1 4,5 T-N 5,2 2,9 T-P 4,7 2,6 NO3- + NO2- 0,05 0,03 NH4+ 1,25 0,7 PO43- 2,12 1,17 e) Tỷ lệ rửa trôi
Các chất gây ô nhiễm phát sinh ở khu vực ven bờ được đưa ra đầm phá chủ yếu qua hệ thống sông suối hoặc đổ trực tiếp vào vùng nước ven bờ. Việc tính toán tải lượng ô nhiễm qua sông đưa ra hệ đầm phá được dựa trên tỉ lệ rửa trôi trong từng phụ lưu và khả năng giảm thiểu tải lượng ô nhiễm bởi hiệu quả của các quá trình quản lý, xử lý các nguồn thải trong các khu vực theo từng giai đoạn khác nhau. Sau khi được giảm thiểu qua các quá trình xử lý, các nguồn thải tiếp tục được rửa trôi vào đầm theo các tỷ lệ tương ứng. Vì vậy tải lượng ô nhiễm đưa vào hệ đầm phá sẽ được hạn chế đáng kể. Tỷ lệ rửa trôi từ các nguồn thải trong bờ được thể hiện chi tiết trong bảng sau:
Bảng 2.10. Tỷ lệ rửa trôi các chất ô nhiễm từ nguồn trong bờ [28]
Thông số Sinh hoạt Công nghiệp Chăn nuôi
COD 0,5 – 0,7 0,7 – 0,9 0,2 – 0,5 BOD 0,1 – 0,2 0,5 – 0,7 0,1 -0,2 T-N 0,8 – 0,9 0,8 – 0,9 0,6 – 0,8 T-P 0,9 – 1,0 0,9 – 0,1 0,8 – 0,9 NO3-+NO2- 0,8 – 0,9 0,8 – 0,9 0,6 – 0,8 NH4+ 0,8 – 0,9 0,8 – 0,9 0,6 – 0,8
39
Thông số Sinh hoạt Công nghiệp Chăn nuôi
PO43- 0,9 – 1,0 0,9 – 1,0 0,8 – 0,9
Ước tính tổng tải lượng ô nhiễm đưa vào hệ đầm phá từ các nguồn khác nhau có thể sử dụng công thức sau [28]:
∑Qij = ∑Qij phát sinh x Rij x (1 – Hij) (9)
Trong đó:
∑Qij - Tổng tải lượng của chất i vào đầm từ các nguồn j (4 nguồn); ∑Qij phát sinh - Tổng tải lượng ô nhiễm i phát sinh từ các nguồn j; Rij - Tỷ lệ rửa trôi tương ứng với i và j;
Hij - Hiệu suất xử lý tương ứng với i và j.
Kịch bản được xem xét trong quá trình tính toán này là:
a. Kịch bản 1: Lượng nước thải trong lưu vực tăng theo số liệu quy hoạch, nhưng không được xử lý thêm so với các điều kiện hiện tại (giả thiết hiện tại).
b. Kịch bản 2: Lượng nước thải trong lưu vực tăng theo số liệu quy hoạch, nhưng đã xử lý được khoảng 85%.
2.3.5. Dự báo chất lƣợng nƣớc đầm phá TG-CH dựa trên hai kịch bản
Trên cơ sở tải lượng ô nhiễm tính toán được ở các nguồn sinh hoạt, du lịch, chăn nuôi, nuôi trồng thủy hải sản, công nghiệp đưa vào hệ đầm phá TG-CH ở hai kịch bản, tiến hành dự báo chất lượng nước trong đầm phá TG-CH ở thời điểm năm 2014 và 2020. Ở đây, luận văn áp dụng phương pháp tính chỉ số chất lượng nước tổng hợp WQI (Kannel 2007) trên cơ sở các chỉ số riêng lẻ BOD5, COD, NH4+-N, NO3-N, NO2-N, PO4-P, TP tính toán được từ tải lượng ô nhiễm từ các nguồn đưa vào đầm phá TG-CH.
Như vậy: Mục tiêu của Luận văn là đánh giá và dự báo mức độ ô nhiễm hữu cơ, dinh dưỡng khu vực ven biển nên kết quả nghiên cứu sẽ cho ta thấy bức tranh toàn cảnh về chất lượng nước biển ven bờ vùng biển từ TTH đến Bình Định; đồng thời có thể tính toán và dự báo tải lượng ô nhiễm ở khu vực ven bờ nghiên cứu trong tương lai theo các số liệu quy hoạch. Các kết quả tính toán có thể là cơ sở khoa học để triển khai các nghiên cứu tiếp theo như tính toán khả năng tự làm sạch và đánh giá sức tải môi trường của thủy vực. Nhờ đó có thể giúp các nhà quản lý có các biện pháp quản lý các nguồn thải, quản lý môi trường nước được tốt hơn.
40