Hình 3.16: Phần trăm chất ơ nhiễm qua dải lọc
Kết quả mô phỏng chất lượng nước tại ba tiểu lưu vực lựa chọn ( tiểu lưu vực 2, 11 và 13) được thể hiện ở phụ lục 17 đến phụ lục 28 và hình 3.17 đến hình 3.20 như sau:
Hình 3.17. Diễn biến các hàm lượng DO tại các tiểu lưu vực 2 , 11, 13 ứng với kịch bản 2
Hình 3.19. Diễn biến nồng độ NH4+ tại các tiểu lưu vực 2, 11, 13 ứng với
kịch bản 2
Hình 3.20. Diễn biến nồng độ PO43-
tại các tiểu lưu vực 2, 11, 13 ứng với
Sau khi áp dụng BMP trong nơng nghiệp, kết quả tính tốn mô phỏng diễn biến chất lượng nước trên LVS Nhuệ Đáy ứng với ba tiểu lưu vực được lựa chọn được thể hiện trên các hình 3.17, hình 3.18, hình 3.19, hình 3.20 và phụ lục 17 đến phục lục 28. Kết quả diễn biến bốn thông số DO, BOD5, NH4+, PO43- trong nước cụ thể như sau:
- Diễn biến hàm lượng DO trong nước tại 3 tiểu LV: kết quả diễn biến hàm
lượng DO trong nước được thể hiện trên đồ thị hình 3.17 và phụ lục 17, phục lục 21 và phụ lục 25.
Tại tiểu LV 2 (sông Nhuệ) do ảnh hưởng bởi nước thải sinh ho ạt nên hàm lượng DO trong nước giảm, nguồn nước bị ô nhiễm tại tiểu LV này, từ đồ thị (hình 3.17) nhận thấy hàm lượng DO trong nước mặt sông Nhuệ vào mùa khô dao động từ 3,36 – 6,3 mg/l, mùa mưa hàm lượng DO trong nước dao động từ 2,28 – 8,57 mg/l.
Tại tiểu LV 11 (sông Đáy đoạn chảy qua tỉnh Hà Nam): do ảnh hưởng bởi ô nhiễm nước mặt sông Nhuệ nên ở tiểu LV này hàm lượng DO trong nước giảm nhẹ, hàm lượng DO trong nước dao động từ 3,56 – 9,89 mg/l. Tại thời điểm cuối tháng 6, đầu tháng 7 là đầu mùa mưa, hàm lượng DO trong nước giảm dưới giá trị quy chuẩn cho phép.
Từ đồ thị hình 3.15 nhận thấy tại tiểu LV 13 (sông Đáy đoạn chảy qua tỉnh Ninh Bình) diễn biến hàm lượng DO trong nước tăng nhẹ dao động từ 4,17 – 9,2 mg/l, chất lượng nước được cải thiện.
- Diễn biến hàm lượng BOD5 trong nước tại 3 tiểu LV:
Như đã nêu trên, nước mặt sông Nhuệ (tiểu LV2) bị ô nhiễm dẫn đến nhu cầu oxy sinh hoá tăng cao, hàm lượng BOD5 trong nước tại khu vực này dao động từ 5,0 đến 30,35 mg/l vượt 5,1 lần quy chuẩn cho phép.
Tại sông Đáy đoạn chảy qua tỉnh Hà Nam (tiểu LV 11), hàm lượng BOD5 dao động từ 4,17 – 18,57 mg/l vượt 3,1 lần quy chuẩn cho phép theo QCVN 08:2008/BTNMT- loại A2.
Quan sát trên đồ thị (hình 3.18) nhận thấy về phía hạ lưu sơng Đáy (tiểu LV13) hàm lượng BOD5 trong nước được cải thiện đáng kể, hàm lượng BOD5 ở khu vực này dao động từ 2,72 – 11,67 mg/l vượt 1,95 lần quy chuẩn cho phép.
- Diễn biến nồng độ NH4+ trong nước tại 3 tiểu LV:
Quan sát từ đồ thị (hình 3.19) nhận thấy: nồng độ NH4+ trong nước tại 3 tiểu LV đều không đạt quy chuẩn cho phép, từ đồ thị nhận thấy thời điểm cuối tháng 10, đầu tháng 11, nồng độ amoni trong nước đạt giá trị cao nhất cụ thể: nồng độ NH4+
tại tiểu LV 2 ( sông Nhuệ) đạt giá trị 17,9 mg/l vượt 89,5 lần; nồng độ NH4+ tại tiểu LV 11 ( sông Đáy) đ ạt giá trị 14,73mg/l vượt 73,65 lần; nồng độ NH4+
tại tiểu LV 13 ( sông Đáy) đạt giá trị 12,79 mg/l vượt 64 lần quy chuẩn cho phép theo theo QCVN 08:2008/BTNMT- loại A2. Đồ thị cũng giúp cảnh báo nồng độ amoni trong nước, nồng độ amoni trong nước cao sẽ ảnh hưởng đến môi trưởng cũng như sức khoẻ củ người sử dụng nước.
- Diễn biến nồng độ PO43- trong nước tại 3 tiểu LV:
Quan sát đồ thị hình 3.18 nhận thấy nồng độ PO43-
trong nước tại 3 tiểu LV vào mùa mưa thấp hơn mùa khô. Mùa khô nồng độ PO43-
trong nước dao động như sau: tại tiểu LV 2 (sông Nhuệ) nồng độ PO43- trong nước dao động từ 0,05 – 0,7 mg/l; tại tiểu LV 11 (sông Đáy) nồng độ PO43- trong nước dao động từ 0,019 – 0,753 mg/l; tại tiểu LV 13 (sông Đáy) nồng độ PO43- trong nước dao động từ 0,022 – 0,578 mg/l; Trên đồ thị thể hiện thời điểm lượng mưa lớn cuói tháng 10, đầu tháng 11, nồng độ PO43- trong nước đat giá trị cao nhất, sau đó nồng độ giảm dần do nồng độ chất ơ nhiễm được pha lỗng bởi nước mưa
Từ các kết quả mô phỏng theo kịch bản 2 ta thấy diễn biến chất lượng nước sông Nhuệ sông Đáy tương tự như Kịch bản 1 nhưng nồng độ các chất ơ nhiễm có xu hướng giảm nhẹ khi ta áp dụng tốt các biện pháp quản lý tốt hơn trong hoạt động nông nghiệp. Quan sát cả 4 đồ thị so sánh nồng độ các chất trên cả 3 lưu vực được lựa chọn nhận thấy nồng độ các chất ô nhiễm trên sông Nhuệ (tiểu lưu vực 2) đạt giá trị cao nhất cho thấy sông Nhuệ bị ô nhiễm nghiêm trọng nhất, sau đó nồng độ các chất có xu hướng giảm dần về phía hạ lưu sơng Đáy (tiểu lưu vực 13) do các tiểu lưu vực này bị ảnh hưởng bởi ô nhiễm sông Nhuệ. Diễn biễn chất lượng nước trên 3 tiểu lưu vực được thể hiện như bảng sau:
Bảng 3.3: Kết quả mô phỏng chất lượng nước trên 3 tiểu lưu vực ứng với kịch bản 2 Vị trí Thơng số Tiểu lƣu vực 2 Tiểu lƣu vực 11 Tiểu lƣu vực 13 QCVN 08:2008/ BTNMT loại A2 DO (mg/l) 2,28 – 8, 57 3,56 – 9,89 4,17 – 9,2 ≥5 BOD5 (mg/l) 5,0 – 30,35 4,17 – 18,57 2,72 – 11, 67 6 NH4+ (mg/l) 0,28 – 17,9 0,29 – 14,73 0,3 – 12,79 0,2 PO43- (mg/l) 0,028 – 1,433 0,0 19 – 1,354 0,022 – 1,152 0,2
3.3.3. Mô phỏng chất lượng nước trên LVS Nhuệ - Đáy ứng với kịch bản 3
Kịch bản 3: giả thiết các kiều kiện khí tượng thủy văn giống năm 2008, các điều kiện địa hình và hiện trạng sử dụng đất khơng thay đổi tuy nhiên kịch bản này mô phỏng thêm điểm nguồn gây ơ nhiễm trên lưu vực
Mơ hình BASINS khơng chỉ cung cấp các dữ liệu về các nguồn thải không tập trung trên lưu vực mà cịn có thể cung cấp dữ liệu về các nguồn điểm tập trung bằng cách nhập các dữ liệu thông tin về nguồn điểm và mơ hình sẽ tính tốn kết quả mơ phỏng diễn biến chất lượng nước, phân bố tải trọng các chất ô nhiễm khi nguồn chảy vào nguồn nước. Bằng cách này các nhà quản lý sẽ đưa ra các giải quáp quản lý một cách sát thực nhất bằng cách đánh giá khả năng của nguồn tiếp nhận thơng qua sử dụng phần mềm.
Hình 3.21. Giao diện nhập các thông tin mô phỏng các điểm nguồn gây ô nhiễm
Thông tin các điểm nguồn gây ô nhiễm được mơ phỏng trong mơ hình BASINS cho các tiểu lưu vực lựa chọn trình bày trong bảng 3.3. Đặc điểm của 3 nguồn thải này là chưa có ho ặc chưa hồn thiện hệ thống xử lý nước thải.:
Bảng 3.4: Bảng thông tin các điểm thải được lựa chọn cho kịch bản 3
Ký hiệu nguồn thải Tên nguồn thải/ Tên cơ sở Nơi tiếp nhận Lƣu lƣợng (m3/ngày đêm) Thành phần ô nhiễm Ghi chú BOD5 NH4+ PO43- Point source 01 Công ty liên doanh SXVLXD Hà Nam Lưu vực 2 (Reach 3) 15 21 2,2 1,31 Sông Nhuệ Point source 02 Công ty Dệt Hà Nam Lưu vực 11 (Reach 9) 29,6 24 5,4 1,76 Sông Đáy Point source 03 Công ty TNHH Đông Việt Hải Lưu vực 13 (Reach 1) 115 16 3,6 1,22 Sông Đáy
*Nguồn: Báo cáo đánh giá kết quả triển khai đề án tổng thể bảo vệ môi trường LVS Nhuệ - Đáy [17]
Hình 3.22. Bản đồ mơ tả vị trí điểm thải được lựa chọn
Hình 3.23. Diễn biến các hàm lượng DO tại các tiểu lưu vực 2, 11, 13 ứng với kịch bản 3
Hình 3.24. Diễn biến các hàm lượng BOD5 tại các tiểu lưu vực 2, 11, 13
Hình 3.25. Diễn biến nồng độ NH4+ tại các tiểu lưu vực 2, 11, 13 ứng với
kịch bản 3
Các nguồn thải tập trung được lựa chọn trên các tiểu lưu vực, kết quả mô phỏng giúp dự báo diễn biến của chất lượng nước mặt khi các nguồn nước thải trên xả vào nguồn nước. Từ hình 3.23 đến hình 3.26 thể hiện kết quả diễn biến chất lượng nước trên sông Nhuệ, sông Đáy, ta thấy các điểm đầu vào là các điểm nước thải tập trung với các tính chất và thành phần nước thải khác nhau dẫn đến diễn biến chất lượng nước trên các tiểu lưu vực lựa chọn khác nhau.
Quan sát hình 3.23 ta thấy diễn biến hàm lượng DO trong nước tại các tiểu lưu vực lựa chọn khi tiếp nhận thêm nguồn thải trên dẫn đến giảm hàm lượng DO trong nước. Hàm lượng DO trên sông Nhuệ (tiểu lưu vực 2) tại các thời điểm đều không đạt giới hạn cho phép, hàm lượng DO trên sông Nhuệ dao động từ 1,5 – 5,8 mg/l dưới giới giạn cho phép. Hàm lượng DO trên sông Đáy (tiểu lưu vực 11 và 13) vào mùa khơ có xu hướng cao hơn hàm lượng DO vào mùa mưa. Hàm lượng DO trên sông Đáy tại tiểu LV 11 dao động từ 3,5 – 6,6 mg/l. Hàm lượng DO trên sông Đáy tại tiểu LV 13 dao động từ 3,6 – 8,2 mg/l. Chất lượng nước dần được cải thiện về phía hạ lưu.
Mặt khác ta thấy nguồn nước bị ô nhiễm dẫn đến hàm lượng BOD5 trong nước tăng cao, trên đồ thị hình 3.24 quan sát thấy hàm lượng BOD5 trên sơng Nhuệ đạt giá trị cao nhất là 36,3 mg/l vượt 6,05 lần giới giạn cho phép, hàm lượng BOD5 trên sông Đáy tuy thấp hơn nhưng vẫn không đạt giới hạn cho phép theo QCVN 08:2008/BTNMT-loại A2. Hàm lượng BOD5 trên sông Đáy tại tiểu LV 11 dao động từ 5,8 – 20,5 mg/l vượt 3,4 lần; hàm lượng BOD5 trên sông Đáy tại tiểu LV 13 dao động từ 3,9 – 15,5 mg/l vượt 2,6 lần giới hạn cho phép.
Các nguồn thải công nghiệp trên khi chảy vào các tiểu lưu vực gây ô nhiễm các chất dinh dưỡng nghiêm trọng. Từ đồ thị hình 3.25 giúp cảnh báo mức độ ô nhiễm NH4+, trên c ả 3 tiểu lưu vực nồng độ NH4+ đều vượt giới hạn cho phép, nồng độ amoni trong nước vào mùa mưa cao hơn mùa khô, cuối tháng 11 nồng độ amoni trong nước đều đạt giá trị cao nhất, cụ thể: nồng độ NH4+
tại tiểu LV 2 (sông Nhuệ) đạt giá trị 23,62 mg/l vượt 118,1 lần; nồng độ NH4+
trong nước tại tiểu LV 11 (sông Đáy) đạt giá trị 19,78 mg/l vượt 98,9 lần; nồng độ NH4+
LV 13 (sông Đáy) đạt giá trị 18,42 mg/l vượt 92,1 lần giới hạn cho phép theo QCVN 08:2008/BTNMT-loại A2.
Diễn biến nồng độ PO43- (hình 3.26) cho thấy: mùa khô nồng độ PO43- tăng cao vượt giới hạn cho phép tuy nhiên mùa mưa nồng độ các chất ô nhiễm giảm do được pha loãng bởi nước mưa và các chế độ tự làm sạch của nguồn nước. Nồng độ PO43- tại 3 tiểu LV cụ thể như sau: nồng độ PO43- tại tiểu LV2 (sông Nhuệ ) dao động từ 0,091 – 2,103 mg/l vượt 10,5 lần; nồng độ PO43-
tại tiểu LV 11 (sông Đáy) dao động từ 0,084 – 2,388 mg/l vượt 11,94 lần; nồng độ PO43-
tại tiểu LV 13 (sông Đáy) dao động từ 0,094 – 1,021 mg/l vượt 5,1 lần giới hạn cho phép theo QCVN 08:2008/BTNMT-loại A2.
Từ kết quả mô phỏng diễn biến chất lượng nghiên c ứu nhận thấy các nguồn nước thải khác nhau với các thành phần và tính chất khác nhau khi chảy vào lưu vực sẽ dẫn dến chất lượng nước tại khu vực xả thải vào là khác nhau. Kết quả của kịch bản này giúp đánh giá khả năng tiếp nhận nguồn thải từ đó giúp các nhà quản lú đưa ra các giải pháp quản lý cũng như cấp phép xả thải vào nguồn nước một cách hợp lý.
Kết quả diễn biến chât lượng nước tại ba tiểu lưu vực được thể hiện ở phụ lục 29 đến phụ lục 40 và được tóm tắt như bảng 3.5 sau:
Bảng 3.5: Kết quả mô phỏng chất lượng nước trên 3 tiểu lưu vực ứng với kịch bản 3 Vị trí Thơng số Tiểu lƣu vực 2 Tiểu lƣu vực 11 Tiểu lƣu vực 13 QCVN 08:2008/ BTNMT loại A2 DO (mg/l) 1,5 – 5,8 3,5 – 6,6 3,6 – 8,2 ≥5 BOD5 (mg/l) 6,9 – 36,3 5,8 – 20,5 3,9 – 15,5 6 NH4+ (mg/l) 0,53 – 23,62 0,4 – 19,78 0,39 – 18,42 0,2 PO43- (mg/l) 0,091 – 2,103 0,084 – 2,388 0,094 – 1,021 0,2
3.3.4. Nhận xét chung về kết quả tính tốn đạt được
Kết quả trung bình tính tốn diễn biến chất lượng nước sơng Nhuệ - sông Đáy theo bốn kịch bản đã xây dựng được thể hiện ở bảng sau:
Bảng 3.6: Kết quả so sánh trung bình giữa các kịch bản được xây dựng
Kịch bản Thông số Kịch bản 1 Kịch bản 2 Kịch bản 3 QCVN 08:2008/ BTNMT loại A2 Tiểu LV 2 Reach 3 Tiểu LV 11 Reach 9 Tiểu LV 13 Reach 1 Tiểu LV 2 Reach 3 Tiểu LV 11 Reach 9 Tiểu LV 13 Reach 1 Tiểu LV 2 Reach 3 Tiểu LV 11 Reach 9 Tiểu LV 13 Reach 1 DO (mg/l) 3,6 4,9 5,6 4,7 5,2 5,9 3,3 4,4 5,1 ≥5 BOD5 (mg/l) 15,3 10,5 7,1 13,1 9,7 6,3 16,8 11,4 8,2 6 NH4+ (mg/l) 1,15 0,97 0,89 1,02 0,84 0,8 1,33 1,15 1,05 0,2 PO43- (mg/l) 0,192 0,187 0,139 0,149 0,133 0,140 0,252 0,227 0,219 0,2
Từ bảng 3.6, so sánh kết quả mơ hình diễn tốn giữa các kịch bản ta thấy: + Kịch bản 1: so sánh giữa 3 tiểu lưu vực lựa chọn tính tốn nhận thấy chất lượng nước mặt sơng Nhuệ (tiểu lưu vực 2) có mức độ ơ nhiễm cao, ảnh hưởng đến chất lượng nước mặt sông Đáy (tiểu lưu vực 9) sau đó nồng độ các chất ơ nhiễm suy giảm về phía hạ lưu (tiểu lưu vực 13).
+ Kịch bản 2: khi áp dụng các biện pháp tiên tiến trong nông nghiệp giúp cải thiện chất lượng môi trường và cuộc sống. Kết quả mô phỏng cho thấy nồng độ các chất ô nhiễm trong nước có xu hướng giảm nhẹ so với chất lượng nước tại kịch bản 1. Từ đó cần có biện pháp tuyên truyền đến người dân các biện pháp sản xuất nông nghiệp hợp lý, tiên tiến nhằm giảm thiểu các tác động đến mơi trường nói chung và mơi trường nước nói riêng.
+ Kịch bản 3: kết quả mô phỏng ở kịch bản này cho thấy nồng độ các chất ô nhiễm trong nước cao hơn so với kịch bản 1. Khi xác định được nguồn thải chảy ra mơi trường, mơ hình giúp dự báo nồng độ các chất ơ nhiễm có thể xảy ra khi chảy vào nguồn nước, Kịch bản này giúp các nhà quản lý quàn lý chặt chẽ hơn việc cấp các giấy phép xả thải vào nguồn nước , các công tác thanh kiểm tra…
+ Khi sử dụng mơ hình giúp các nhà quản lý giáp sát chặt chẽ hơn nguồn nước, đưa ra các cảnh báo và các biện pháp giúp quản lý chất lượng nước tốt hơn, sử dụng nguồn nước một các hợp lý.
3.4. Đề xuất các giải pháp bảo vệ chất lƣợng nƣớc LVS Nhuệ - Đáy
Từ các kịch bản và kết quả đã thực hiện, nghiên cứu xin đề xuất một số giải pháp giúp quản lý bảo vệ chất lượng nước LVS Nhuệ - Đáy:
Các địa phương trong lưu vực cần điều tra, thống kê, phân loại các cơ sở phát thải: Thống kê các Khu công nghiệp, cụm công nghiệp, các cơ sở sản xuất kinh doanh, dịch vụ, làng nghề có hoạt động xả nước thải trực tiếp vào LVS Nhuệ -Đáy đã có và chưa có hệ thống xử lý nước thải tập trung; Thống kê các khu đơ thị có hoạt động xả trực tiếp nước thải vào LVS Nhuệ -Đáy đã có và chưa có hệ thống xử lý nước thải tập trung. Từ các số liệu điều tra đó ứng dụng mơ hình giúp xây dựng hệ thống cơ sở dữ liệu nguồn thải lỏng, thơng tin, cập nhập từ đó có lộ trình kiểm sốt, xử lý tổng thể với nguồn trên địa phương mình, giúp đánh giá kết quả quản lý,