Hình 3-30: Kết quả mơ phỏng Hg triều lên
Trường hợp xảy ra sự cố
Q trình tính tốn lan truyền các chất ơ nhiễm ra môi trường tại khu vực ven biển Đình Vũ, thành phố Hải Phịng phụ thuộc vào nhiều yếu tố như lưu lượng xả thải, nồng độ các chất ơ nhiễm, nhiệt độ, sóng, hướng và tốc độ gió, hướng và tốc độ dịng chảy,… tại khu vực. Do đó, các kịch bản tính tốn được lựa chọn mang tính chất đại diện cho các điều kiện khí tượng, thủy - hải văn ở khu vực nghiên cứu, dưới sự tác động của các hoạt động phát triển kinh tế - xã hội. Dựa trên các đặc điểm chính về điều kiện khí hậu, thủy - hải văn, các kịch bản tính tốn được lựa chọn bao gồm: Kịch bản lan truyền khuếch tán chất ô nhiễm cho mùa hè và kịch bản lan truyền khuếch tán chất ô nhiễm cho mùa đông.
Thời gian mô phỏng cho mỗi kịch bản là 7 ngày (168 giờ) nhằm đánh giá được sự lan truyền chất ô nhiễm dưới tác động của các quá trình thủy động lực trong khu vực nghiên cứu. Mơ hình trong khoảng thời gian đầu bắt đầu mô phỏng sẽ bị bất ổn định, cần một khoảng thời gian để chạy ổn định và cho kết quả mơ phỏng tốt nhất.
Chính vì vậy mơ hình sẽ được chạy ổn định trong 24 giờ trước thời điểm bắt đầu ghi kết quả. Chi tiết các kịch bản tính tốn được mơ tả trong Bảng 3-10: dưới đây:
Bảng 3-10: Các kịch bản mô phỏng sự cố
STT Tên kịch bản Thời gian mô
phỏng
Thời gian xảy ra sự cố Nồng độ các thông số ô nhiễm I. Mùa Hè 1 KB1: Hệ thống xử lý nước thải tập trung của khu cơng nghiệp Đình Vũ gặp sự cố 7 ngày. Từ 0h00 ngày ngày 1/8/2016 – 0 giờ ngày 8/8/2016 0 giờ ngày 2/8/2016 – 12 giờ ngày 3/8/2016. Nồng độ thông số các chất ô nhiễm xả thải khi gặp sự cố so với QCVN 40/2011/BTNMT: Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải công nghiệp; tại cột B.
- As gấp 10 lần - Cd gấp 10 lần - Cu gấp 10 lần - Hg gấp 10 lần
II. Mùa Đông
2 KB2: Hệ thống xử lý nước thải tập trung của khu cơng nghiệp Đình Vũ gặp sự cố 7 ngày. Từ 0 giờ 4/11/2016 – 0h00 ngày 11/11/2016 0:00 ngày 5/11/2016 – 12:00 ngày 6/11/2016. Nồng độ thông số các chất ô nhiễm xả thải khi gặp sự cố so với QCVN 40/2011/BTNMT: Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải công nghiệp; tại cột B.
- As gấp 10 lần - Cd gấp 10 lần - Cu gấp 10 lần - Hg gấp 10 lần
Với bộ thơng số đã tìm được, học viên đã tiến hành mơ phỏng lan truyền các chất ơ nhiễm từ khu cơng nghiệp Đình Vũ trong trường hợp xảy ra sự cố để có thể đánh giá được q trình lan truyền chất ơ nhiễm cũng như phạm vi ảnh hưởng của các chất đó đến khu vực nghiên cứu nếu có sự cố xảy ra để từ đó đưa ra được những
biện pháp giảm thiểu tác động ô nhiễm kịp thời và hiệu quả, dưới đây là kết quả mô phỏng kịch bản xảy ra sự cố.
Kịch bản 1
Kết quả tính tốn lan truyền nồng độ các chất ô nhiễm tại khu vực ven biển quận Hải An thành phố Hải Phòng cho kịch bản 1 được thể hiện như kết quả dưới đây.
a) Kết quả mô phỏng chất Asen
(a) Triều lên (b) Triều xuống
Hình 3-31: Kết quả mơ phỏng asen với kịch bản 1
Kết quả tính tốn trong kịch bản 1 cho thấy nồng độ asen tại vùng cửa sông ven biển Hải An, thành phố Hải Phòng thay đổi theo dao động của chu kì triều tại khu vực nghiên cứu. Thời điểm bắt đầu tính tốn trong kịch bản là đỉnh triều cường, thời gian triều bắt đầu xuống, nước từ trong các sơng đi ra ngồi biển.
Tại thời điểm 1 giờ, 3 giờ và 6 giờ sau khi xảy ra sự cố, do tác động của trường dịng chảy và q trình triều đang xuống làm cho nồng độ asen tại khu vực nghiên cứu lan truyền và khuếch tán từ trong các sơng đi ra ngồi biển. Nồng độ asen trên toàn khu vực nghiên cứu nằm trong khoảng 0,001 mg/l đến trên 0,012 mg/l. Tại vị trí xả thải tập trung của khu cơng nghiệp Đình Vũ nồng độ asen trên 0,03 mg/l tuy nhiên khi lan truyền và khuếch tán ra phía biển thì nồng độ asen có xu hướng giảm dần.
Dịng chảy sơng Cấm khi đổ ra biển theo hướng Đông Bắc kết hợp với trường dòng chảy của khu vực ven biển Đình Vũ nên nồng độ asen lan truyền và khuếch tán theo hướng Đơng Bắc và đi ra phía Đơng của khu vực nghiên cứu. Tại thời điểm 1 giờ sau khi xảy ra sự cố, nồng độ asen được lan truyền và khuếch tán ra phía biển khoảng 500 m so với nguồn thải. Tại thời điểm 3 giờ sau khi xảy ra sự cố, nồng độ asen được lan truyền và khuếch tán ra phía biển khoảng 1.000 m so với nguồn thải. Tại thời điểm 6 giờ sau khi xảy ra sự cố, nồng độ asen được lan truyền và khuếch tán ra phía biển khoảng 1.200 m so với nguồn thải. Vào thời điểm 7 giờ sau khi xảy ra sự cố, do đây là thời điểm nước đứng, nên nồng độ asen tại khu vực cửa sơng ven biển Hải An có xu hướng tập trung tại vị trí xả thải của khu cơng nghiệp Đình Vũ. Nồng độ asen tại vị trí xả thải lên đến 0,05 mg/l.
Tại thời điểm 10 giờ sau khi xảy ra sự cố, do tác động của trường dịng chảy q trình triều đang lên làm cho nồng độ asen tại vùng cửa sông ven biển Hải An lan truyền và khuếch tán từ ngoài biển đi vào trong các sơng. Nồng độ asen trên tồn khu vực nghiên cứu nằm trong khoảng 0,001 mg/l đến trên 0,007 mg/l. Tại khu vực biển ven bờ nồng độ asen dao động trong khoảng 0,001 - 0,003 mg/l. Nồng độ asen tại vị trí xả thải tập trung của khu cơng nghiệp Đình Vũ theo dịng triều đang lên đi vào phía trong sơng làm cho nồng độ asen tại đây dao động trong khoảng từ 0,009 đến 0,025 mg/l cao hơn nồng độ asen tại khu vực ngoài biển. Tại thời điểm 168 giờ (thời gian kết thúc q trình mơ phỏng tính tốn, đỉnh triều cường) nồng độ asen tại khu vực nghiên cứu nằm trong khoảng 0,001 mg/l và dưới 0,002 mg/l.
Nồng độ asen tại cửa sông ven biển Hải An chịu ảnh hưởng lớn từ các trường dịng chảy và q trình triều. Trong kịch bản 1 nồng độ asen trong khu vực nghiên cứu dao động trong khoảng từ 0,001 mg/l đến trên 0,05 mg/l và thay đổi theo không gian và thời gian. Từ kết quả mơ phỏng tính tốn cho ta thấy, khi hệ thống xử lý nước thải của các công ty, nhà máy, doanh nghiệp trong khu cơng nghiệp Đình Vũ gặp sự cố thì nồng độ asen tại vùng cửa sơng ven biển Hải An có nhiều sự biến động. Đối với khu vực bãi tắm, thể thao dưới nước và các khu vực với mục đích sử dụng khác thì nồng độ asen đạt quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng nước biển. Đối với
khu vực nuôi trồng thủy sản, bảo tồn thủy sinh thì nồng độ asen vượt quy chuẩn cho phép lên đến 5 lần.
b) Kết quả mô phỏng Cadimi (Cd)
(a) Triều lên (b) Triều xuống
Hình 3-32: Kết quả mô phỏng cadimi với kịch bản 1
Với thời gian mô phỏng sự cố xảy ra trong vịng 1 ngày, kết quả tính tốn trong kịch bản 1 cho thấy nồng độ cadimi tại vùng cửa sông ven biển Hải An, thành phố Hải Phòng trong các thời kì triều lên, triều xuống và nước đứng thay đổi rõ rệt.
Tại giai đoạn triều xuống từ 1 giờ đến 6 giờ sau khi xảy ra sự cố, dịng chảy có hướng từ sơng ra biển làm cho nồng độ cadimi tại khu vực nghiên cứu lan truyền và khuếch tán theo hướng Đông, Đông Nam ra vùng cửa sơng ven biển. Nồng độ cadimi trên tồn khu vực nghiên cứu nằm trong khoảng 0,0005 mg/l đến trên 0,01 mg/l. Tại vị trí xả thải tập trung của khu cơng nghiệp Đình Vũ nồng độ cadimi trên 0,03 mg/l, khi lan truyền và khuếch tán ra phía biển thì nồng độ cadimi có xu hướng giảm dần. Tại thời điểm 1 giờ sau khi xảy ra sự cố, nồng độ cadimi được lan truyền và khuếch tán ra phía biển khoảng 800 m so với nguồn thải. Tại thời điểm 3 giờ sau khi xảy ra sự cố, nồng độ cadimi được lan truyền và khuếch tán ra phía biển khoảng 3.400 m so với nguồn thải. Tại thời điểm 6 giờ sau khi xảy ra sự cố, nồng độ cadimi được lan truyền và khuếch tán ra phía biển khoảng 3.500 m so với nguồn thải.
Vào thời điểm 7 giờ sau khi xảy ra sự cố, do đây là thời điểm nước đứng, nên nồng độ cadimi tại khu vực cửa sông ven biển Hải An có xu hướng tập trung tại vị trí xả thải của khu cơng nghiệp Đình Vũ. Nồng độ cadimi tại xung quanh vị trí xả thải lên đến 0,045 mg/l.
Trong quá trình triều đang lên làm cho nồng độ cadimi tại vùng cửa sông ven biển Hải An lan truyền và khuếch tán từ ngoài biển đi vào trong các sông. Tại thời điểm 10 giờ sau khi xảy ra sự cố, nồng độ cadimi được lan truyền và khuếch tán khoảng 1.400 m. Nồng độ cadimi trên toàn khu vực nghiên cứu nằm trong khoảng 0,0001 mg/l đến trên 0,02 mg/l. Tại khu vực biển ven bờ nồng độ cadimi dao động trong khoảng 0,0001 – 0,0007 mg/l. Nồng độ cadimi tại vị trí xả thải tập trung của khu cơng nghiệp Đình Vũ theo dịng triều đang lên đi vào phía trong sơng làm cho nồng độ cadimi tại đây dao động trong khoảng từ 0,005 đến 0,02 mg/l cao hơn nồng độ cadimi tại khu vực ngoài biển. Tại thời điểm 168 giờ (thời gian kết thúc q trình mơ phỏng tính tốn, đỉnh triều cường) nồng độ cadimi tại khu vực nghiên cứu dưới 0,001 mg/l.
Nồng độ cadimi tại cửa sông ven biển Hải An chịu ảnh hưởng lớn từ các trường dòng chảy và quá trình triều. Trong kịch bản 1 nồng độ cadimi trong khu vực nghiên cứu dao động trong khoảng từ 0,0001 mg/l đến trên 0,045 mg/l và thay đổi theo không gian và thời gian. Từ kết quả mô phỏng tính tốn cho ta thấy, khi hệ thống xử lý nước thải của các công ty, nhà máy, doanh nghiệp trong khu cơng nghiệp Đình Vũ gặp sự cố thì nồng độ cadimi tại vùng cửa sơng ven biển Hải An có nhiều sự biến động. Đối với khu vực bãi tắm, thể thao dưới nước và các khu vực với mục đích sử dụng khác thì nồng độ cadimi đạt quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng nước biển. Đối với khu vực ni trồng thủy sản, bảo tồn thủy sinh thì nồng độ cadimi vượt quy chuẩn cho phép lên đến 9 lần.
(a) Triều lên (b) Triều xuống Hình 3-33: Kết quả mơ phỏng đồng với kịch bản 1
Quá trình lan truyền và khuếch tán kim loại nặng quan hệ mật thiết với chế độ thuỷ lực khu vực cửa sơng ven biển, kết quả tính tốn trong kịch bản 1 cho thấy nồng độ đồng tại vùng cửa sông ven biển Hải An, thành phố Hải Phòng thay đổi theo chế độ thuỷ lực tại khu vực nghiên cứu.
Trong quá trình triều xuống, từ 1 giờ đến 6 giờ sau khi xảy ra sự cố, hướng lan truyền và khuếch tán đồng có xu hướng theo hướng Đơng từ trong sông đi ra vùng cửa sông ven biển. Tại thời điểm 1 giờ sau khi xảy ra sự cố, nồng độ đồng được lan truyền và khuếch tán ra phía biển khoảng 700 m so với nguồn thải. Tại thời điểm 3 giờ sau khi xảy ra sự cố, nồng độ đồng được lan truyền và khuếch tán ra phía biển khoảng 1.400 m so với nguồn thải. Tại thời điểm 6 giờ sau khi xảy ra sự cố, nồng độ đồng được lan truyền và khuếch tán ra phía biển khoảng 1.900 m so với nguồn thải. Nồng độ đồng trên toàn khu vực nghiên cứu nằm trong khoảng 0,01 mg/l đến trên 0,02 mg/l. Tại vị trí xả thải tập trung của khu cơng nghiệp Đình Vũ nồng độ đồng trên 0,6 mg/l tuy nhiên khi lan truyền và khuếch tán ra phía biển thì nồng độ đồng có xu hướng giảm dần.
Vào thời điểm 7 giờ sau khi xảy ra sự cố, do đây là thời điểm nước đứng, nên nồng độ đồng tại khu vực cửa sơng ven biển Hải An có xu hướng tập trung tại vị trí
xả thải của khu cơng nghiệp Đình Vũ. Nồng độ đồng tại vị trí xả thải lên đến 0,81 mg/l.
Tại thời điểm 10 giờ sau khi xảy ra sự cố, do tác động của trường dịng chảy q trình triều đang lên làm cho nồng độ đồng tại vùng cửa sông ven biển Hải An lan truyền và khuếch tán từ ngồi biển đi vào trong các sơng. Nồng độ đồng trên toàn khu vực nghiên cứu nằm trong khoảng 0,01 mg/l đến trên 0,23 mg/l. Tại khu vực biển ven bờ nồng độ đồng dao động trong khoảng 0,007 – 0,03 mg/l. Nồng độ đồng tại vị trí xả thải tập trung của khu cơng nghiệp Đình Vũ theo dịng triều đang lên đi vào phía trong sơng làm cho nồng độ đồng tại đây dao động trong khoảng từ 0,06 mg/l đến 0,5 mg/l cao hơn nồng độ đồng tại khu vực ngoài biển. Tại thời điểm 168h (thời gian kết thúc q trình mơ phỏng tính tốn, đỉnh triều cường) nồng độ đồng tại khu vực nghiên cứu dưới 0,02 mg/l.
Nồng độ đồng tại cửa sông ven biển Hải An chịu ảnh hưởng lớn từ các trường dòng chảy và quá trình triều. Trong kịch bản 1 nồng độ đồng trong khu vực nghiên cứu dao động trong khoảng từ 0,007 mg/l đến trên 0,81 mg/l và thay đổi theo không gian và thời gian. Từ kết quả mô phỏng tính tốn cho ta thấy, khi hệ thống xử lý nước thải của các công ty, nhà máy, doanh nghiệp trong khu cơng nghiệp Đình Vũ gặp sự cố thì nồng độ đồng tại vùng cửa sông ven biển Hải An có nhiều sự biến động. Đối với khu vực bãi tắm, thể thao dưới nước và các khu vực với mục đích sử dụng khác thì nồng độ đồng đạt quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng nước biển. Đối với khu vực ni trồng thủy sản, bảo tồn thủy sinh thì nồng độ đồng vượt quy chuẩn cho phép lên đến 8 lần.
d) Kết quả mơ phỏng Thuỷ ngân (Hg)
Kết quả tính tốn trong kịch bản 1 cho thấy nồng độ thuỷ ngân tại vùng cửa sông ven biển Hải An, thành phố Hải Phịng thay đổi theo dao động của chu kì triều tại khu vực nghiên cứu. Thời điểm bắt đầu tính tốn trong kịch bản là đỉnh triều cường, thời gian triều bắt đầu xuống, nước từ trong các sơng đi ra ngồi biển.
(a) Triều lên (b) Triều xuống Hình 3-34: Kết quả mơ phỏng thuỷ ngân với kịch bản 1
Tại thời điểm 1 giờ đến 6 giờ sau khi xảy ra sự cố, do tác động của trường dịng chảy và q trình triều đang xuống làm cho nồng độ thuỷ ngân tại khu vực nghiên cứu lan truyền và khuếch tán từ trong các sơng đi ra ngồi biển. Nồng độ thuỷ ngân trên toàn khu vực nghiên cứu nằm trong khoảng 0,0002 mg/l đến trên 0,0009 mg/l. Tại vị trí xả thải tập trung của khu cơng nghiệp Đình Vũ nồng độ thuỷ ngân trên 0,003 mg/l tuy nhiên khi lan truyền và khuếch tán ra phía biển thì nồng độ thuỷ ngân có xu hướng giảm dần.
Dịng chảy sơng Cấm khi đổ ra biển theo hướng Đông Bắc kết hợp với trường dịng chảy của khu vực ven biển Đình Vũ nên nồng độ thuỷ ngân lan truyền và khuếch tán theo hướng Đơng Bắc và đi ra phía Đơng của khu vực nghiên cứu. Tại thời điểm