Biên của nguồn nước thải
trong mơ hình Xã, thị trấn Dân số
(2015)
Lưu lượng nước thải
TT Tên Vị trí (L/ngày) m3/s 1 NM1 12782,92 TT Tĩnh Gia 6312 605952 0,007 2 NM4 11487,22 Xã Hải Hòa 8414 538496 0,006 3 NM5 8892,87 Xã Hải Thanh 17327 1108928 0,013 4 NM6 7002,72 Xã Ninh Hải 5470 350080 0,004 5 NM2 13821,92 Xã Bình Minh 6293 402752 0,005 Chất lượng nước thải sinh hoạt được khai báo trong phần mềm thuộc phạm vi của dự án “Nâng cấp, sửa chữa, cải tạo hệ thống tiêu kênh Than huyện Tĩnh Gia tỉnh Thanh Hóa” (2010) (Chi tiết trong Phụ lục PL3).
Biên các nguồn nước thải dịch vụ, tiểu thủ công nghiệp
Cho đến nay trên địa bàn nghiên cứu chưa có khu cơng nghiệp nào, các hoạt
động chủ yếu là thương mại, dịch vụ (nhà hàng, khách sạn…) và làng nghề tiểu thủ
công nghiệp khác tập trung tại các xã ven biển (xã Ninh Hải, Hải Hịa, Hải Thanh)
trong đó có làng nghề làm mắm, chế biến hải sản tại xã Hải Hòa và Hải Thanh. Đa
phần các cơ sở sản xuất khơng có hệ thống xửlý nước thải hoặc hệ thống xử lý hoạt
động không hiệu quả nằm xen kẽ trong các khu dân cư. Lưu lượng nước thải của các khu vực qua khảo sát tương đương với lượng nước cấp cho các đô thị, ước tính khoảng 151 lít/ngày đối với các nhà hàng, khách sạn thuộc phạm vi nghiên cứu. Số
liệu quan trắc các nguồn thải này cho kết quả các chỉ tiêu DO, nhiệt độ, amoni, nitrat và BOD5 có giá trị lần lượt là: 4,5 mg O2/L; 22oC; 2,3 mg/L; 15,1 mg/L và 210 mg O2/L.
Đối với làng nghề chế biến thủy sản và làm mắm, qua điều tra khảo sát
lượng nước thải bao gồm nước thải sinh hoạt và nước thải sản xuất chủ yếu là nước rửa, làm sạch cá trước khi tiến hành ngâm ủ, nước rửa vệ sinh bể và dụng cụ sản xuất, lưu lượng nước thải ước tính 400 - 500 m3/ngày đêm. Tham khảo Tài liệu kỹ
thuật của Tổng cục Môi trường về Đánh giá công nghệ xử lý nước thải ngành chế
biến thủy sản thì đặc tính nước thải cho hệ thống cơng suất 400 m3/ngày.đêm hàm
lượng BOD5 và nitrat sẽ có giá trị lần lượt là 1610 mg O2/L và 115 mg/L.
Biên của nguồn nước thải nông nghiệp
Hoạt động trồng trọt sử dụng phân bón khơng đúng quy trình, sử dụng q nhiều hóa chất bảo vệ thực vật cũng đã và đang là nguồn gây ô nhiễm môi trường
nước các lưu vực kênh sơng, trong đó có lưu vực kênh Than.
Nguyên nhân là phân bón và hóa chất bảo vệ thực vật tồn dư trong đất do sử
dụng quá liều lượng bị rửa trơi theo các dịng chảy mặt và đổ vào các con sơng.
Theo tính tốn chưa đầy đủ, nhu cầu sử dụng phân bón cho các hoạt động sản xuất nơng nghiệp của khu vực phía Bắc chiếm khoảng 30 - 40 % tổng nhu cầu tồn
quốc [1]. Lượng phân bón và hóa chất nêu trên là nguồn gây ô nhiễm đáng kể cho
các con sông trong mùa mưa, khi các chất gây ô nhiễm bị rửa trơi sau các cơn mưa.
Ước tính lưu lượng nước thải nơng nghiệp: Để đánh giá chính xác mức độ ô nhiễm đang diễn ra trên lưu vực kênh Than, đề tài đã lựa chọn các tháng mùa khô (từ tháng 10 đến tháng 12) để mô phỏng tính tốn chất lượng nước. Trong giai đoạn này, trong khu vực nghiên cứu thường xảy ra rất ít mưa và lượng mưa gần như không đáng kể. Với phạm vi nghiên cứu toàn vùng khoảng 2078 ha, lưu lượng nước chảy vào trong vùng có giá trị khoảng 98,6 m3/s [5]. Ước tính lượng nước mưa
ngấm xuống đất bằng 30% lượng mưa tổng. Như vậy, lượng nước mưa còn lại đổ
vào kênh, rạch rồi đổ vào kênh Than có lưu lượng Q = 69,02 m3/s. Lưu lượng này
chính là lưu lượng nước được thải ra từ nông nghiệp.
Khu vực tiếp nhận nguồn nước thải nông nghiệp chủ yếu là kênh Than, tập trung chủ yếu ở các xã Bình Minh và Hải Thanh, do đó biên tiếp nhận nguồn nước thải nơng nghiệp được khai báo vào trong mơ hình tính tốn sẽ nằm tại hai khu vực này với lưu lượng nói trên.
Nồng độ các chất ơ nhiễm từ nước thải nông nghiệp được quan trắc cho các kết quả phân tích DO, nhiệt độ, amoni, nitrat và BOD5 lần lượt là 7,9 mg O2/L; 27 °C, 0,158 mg/L; 0,2 mg/L; và 20 mg O2/L.
Biên của dòng chảy cơ bản
Nguồn nước sơng bản thân nó cũng hàm chứa các chất gây ô nhiễm. Do tuyến kênh nhỏ so với hệ thống sông trên bản đồ Việt Nam, phạm vi khu vực mang
tính địa phương trực thuộc tỉnh khơng tập trung nhiều các loại hình cụm, khu cơng nghiệp, hoạt động thương mại dịch vụđặc thù như Hà Nội, Bắc Ninh, Vĩnh Phúc ... Phạm vi nghiên cứu được đánh giá thuộc diện nhỏ chỉ mang tính chất đặc thù trên
phương diện cấp Huyện nên các số liệu quan trắc thường xuyên hàng năm của địa
phương chưa đầy đủ. Các số liệu mà tác giả thu thập được chưa đủ tính liên tục. Vì vậy, để thuận lợi cho cơng tác đánh giá, trên cơ sở tham khảo các cơng trình nghiên cứu về chất lượng nước đã có hiện nay, dựa vào số liệu quan trắc của các năm cho
thấy cho thấy mùa khô (từ tháng 10 đến tháng 4 năm sau) là thời kỳ dòng chảy kiệt trên kênh Than bé nhất, khi đó tình trạng ô nhiễm sẽ xảy ra cao nhất. Trong thời gian này các chỉ tiêu chất lượng nước (như DO, BOD5, nhiệt độ, amoni (NH4+), nitrat (NO3-)) xu hướng tăng cao dần bắt đầu từ giữa tháng 10 đến thời điểm đầu tháng 4 năm sau.
Do xu thế phát triển (lên - xuống) của các chỉ số chất lượng nước dọc kênh Than (thời đoạn mùa khơ) đều có thể dự báo được nên biên chất lượng nước của dòng chảy cơ bản trong thời kỳnày được lựa chọn để tính tốn mơ phỏng, biến đổi theo thời gian và nồng độ các chất gây ơ nhiễm có chung xu hướng với xu hướng biến đổi chất lượng nước thời kỳ này.
Khi tính tới các chỉ tiêu chất lượng nước dịng chảy cơ bản vào mơ phỏng chất lượng nước trước hết phải tính tốn thuỷ lực mực nước, lưu lượng trên hệ
thống. Kết quả của các điểm biên nhập vào từ tính tốn thuỷ lực mực nước (hoặc
lưu lượng) sẽđược sử dụng lại như biên đầu vào của mô phỏng chất lượng nước và kèm theo các thông số biên chất lượng nước. Kết quả tính tốn của mơ hình được thể hiện trên Hình 3.14.
Kết quả mô phỏng chất lượng nước mặt hiện trạng lưu vực kênh Than
Để mô phỏng hiện trạng chất lượng nước mặt, có thể chọn các điều kiện biên của một năm cụ thể trong thời kỳnày mà năm đó đặc trưng cho tình trạng ơ nhiễm
ở mức độ trầm trọng nhất.
Với kịch bản Mô phỏng chất lượng nước điều kiện hiện trạng (KB1): trên cơ
sở dòng chảy kiệt năm 2010, các nguồn ô nhiễm được đưa vào tính tốn bằng biên có thuộc tính nguồn thải. Các biên đã xác định trong Bảng 3.3 và các biên của nguồn thải nông nghiệp, dịch vụ - tiểu thủ công nghiệp ở trên ứng với lưu lượng xác
định cho năm 2010 sẽ được đưa vào tính tốn. Kết quả tính tốn chất lượng nước mức 3 Ecolab bao gồm các thông số chất lượng nước DO, nhiệt độ, amoni, nitrat, BOD5 có tính đến q trình phân huỷ chất hữu cơ (độ sụt giảm BOD), q trình thu nạp ơxy từ khơng khí vào nước, q trình nitơ hố (nitrification) trong nước và tại mọi thời điểm và mọi vị trí trên hệ thống lưu vực kênh Than. Chi tiết kết quảđược thể hiện trên các Hình 3.15 - 3.17.
Hình 3.16. Diễn biến giá trị BOD5 tại một số vị trí trên kênh Than (KB1)
Hình 3.17. Diễn biến giá trị NH4+ tại một số vị trí trên kênh Than (KB1)
Hình 3.18. Diễn biến giá trị NO3- tại một số vị trí trên kênh Than (KB1)
18-10-1999 23-10-1999 28-10-1999 2-11-1999 7-11-1999 12-11-1999 17-11-1999 22-11-1999 27-11-1999 2-12-1999 7-12-1999 12-12-1999 -30000.0 -20000.0 -10000.0 0.0 10000.0 20000.0 30000.0 40000.0 50000.0 60000.0 70000.0 80000.0 90000.0 100000.0 110000.0 120000.0
[mu-g/m^3] Dien bien ham luong NH4+ doc luu vuc kenh Than Concentration
KENH THAN 0.00 AMMONIA KENH THAN 13704.66 AMMONIA KENH THAN 13821.93 AMMONIA KENH CAU NHOT 6000.00 AMMONIA KENH CAU TRANG 4450.00 AMMONIA KENH CAU TRANG 6000.00 AMMONIA
18-10-1999 23-10-1999 28-10-1999 2-11-1999 7-11-1999 12-11-1999 17-11-1999 22-11-1999 27-11-1999 2-12-1999 7-12-1999 12-12-1999 0.0 50000.0 100000.0 150000.0 200000.0 250000.0 300000.0 350000.0 400000.0 450000.0 500000.0 550000.0 600000.0
[mu-g/m^3] Dien bien ham luong NO3- doc luu vuc kenh Than Concentration
KENH THAN 0.00 NITRATE KENH THAN 7241.42 NITRATE KENH THAN 13821.93 NITRATE KENH CAU NHOT 6000.00 NITRATE KENH CAU TRANG 4450.00 NITRATE KENH CAU TRANG 6000.00 NITRATE
Các kết quả tính tốn cho thấy, so với mức giới hạn quy định cột B1 theo QCVN 08-MT:2015/BTNMT, lưu vực kênh Than khu vực trước khi đi vào các xã trung tâm vùng huyện (đoạn từ xã Ninh Hải đến Hải Thanh) có giá trị DO, BOD, NH4+, NO3- ít biến động nằm trong Quy chuẩn cho phép; trong khu vực này nguồn
nước thải chủ yếu là nước thải sinh hoạt và nước thải nơng nghiệp có lưu lượng nhỏ
nên nguồn nước ít bị ô nhiễm.
Tuy nhiên, khi đi qua khu vực các xã trung tâm vùng huyện nơi tiếp nhận một số nguồn nước thải sinh hoạt, hoạt động thương mại, dịch vụ và tiểu thủ công nghiệp giá trị DO và BOD tăng lên đáng kể. Do tại khu vực này nguồn nước thải đổ
vào kênh Than khá lớn đã khiến cho kênh Than mất đi khả năng tự làm sạch. Cụ
thể, tại khu vực xã Ninh Hải, Hải Hịa, Bình Minh, thị trấn Tĩnh Gia và Hải Thanh những vị trí cuối của các kênh tiêu Cẩm Lệ, Đồng Chìa, Cầu Nhớt, Cầu Trắng có giá trị DO từ 1,0 - 3,7 mg O2/L (Hình 3.15) thấp hơn nhiều so với mức giới hạn quy
định theo QCVN 08-MT:2015/BTNMT. Đặc biệt giá trị BOD5 từ 16 - 20 mg O2/L (Hình 3.16) lần lượt tại các vị trí nhập lưu với sơng n và cầu Đị Bè điểm gần cuối tuyến kênh Than cao hơn rất nhiều. Các giá trị NH4+, NO3- đều nằm giới hạn cho phép.
Kết luận về mô phỏng đánh giá hiện trạng chất lượng nước lưu vực kênh Than
Về tính tốn mơ hình: Các kết quả tính tốn nhìn chung bằng hoặc gần bằng với giá trị giám sát chất lượng nước 4 chỉ tiêu DO, BOD5, NH4+, NO3- mà luận văn
thu thập được. Do vậy, bước đầu khẳng định mơ hình đã tính tốn q trình phân
huỷ các chất ô nhiễm trên hệ thống lưu vực kênh Than là tương đối đúng với thực tế. Do vậy có thể sử dụng bộ thơng số mơ hình chất lượng ứng vớỉ kịch bản mô phỏng hiện trạng để tính tốn cho kịch bản 2 dự báo chất lượng nước năm 2020 đến
năm 2030.
Chất lượng nước trên dịng chính kênh Than mùa kiệt phía thượng lưu nhìn
chung vẫn chưa bị ô nhiễm nhiều. Tuy nhiên, vùng đi qua khu vực Đô thị trung tâm vùng huyện Tĩnh Gia và phần hạ du nơi có một số nguồn nước thải tiểu thủ công
nghiệp, giá trị DO < 4 mg O2/L thấp hơn nhiều QCVN 08-MT:2015/BTNMT. Đặc biệt giá trị BOD5 cao hơn khoảng 1,5 lần.
Kết quả tính tốn kịch bản ơ nhiễm đến năm 2020 và 2030
Theo Dự báo đến năm 2020 và 2030 lượng nước thải đô thị, tiểu thủ công nghiệp và nông nghiệp tiếp tục gia tăng. Trong tương lai, lượng nước thải có thể được xử lý hoặc có thể chỉ được xử lý một phần, giả thiết theo các kịch bản như
sau: Thơng tin quy hoạch thốt nước khu vực huyện Tĩnh Gia giai đoạn 2020-2030
có đặc điểm dân sốước tính như trong Bảng 3.4.