(2.1) Phương trình bảo tồn động lượng theo phương x:
61Kinh độ Vĩ độ Trạm DO
Kinh độ Vĩ độ Trạm DO (mgO2/l ) BOD5 (mgO2/l) NO2-- N (g/l) NO3--N (g/l) NH4+-N (g/l) PO4-P (g/l) 109,1652 12,3052 1 5,2 1,07 1,15 98 3,1 0,6 109,1917 12,3230 2 4,63 0,17 0,34 156 2,8 0,5 109,2150 12,3395 3 5,38 0,99 0,46 45 3,7 0,7 109,1611 12,3738 4 5,13 1 0,68 61 2,8 1,5 109,1359 12,3898 5 5,26 1,23 0,72 79 9,8 8,2 109,1706 12,4259 6 5,08 1,15 2,11 28 8,3 4,7 109,2017 12,4574 7 4,94 0,73 2,68 176 14,7 2,8 109,2159 12,4259 8 6,06 1,95 3,18 45 11,3 5,3 109,1876 12,3948 9 4,63 0,27 3,38 134 2,8 7,7 109,2104 12,3807 10 4,63 0,51 2,27 90 1,9 7,6 109,2264 12,3902 11 5,53 1,43 1,71 45 46 6,4 109,2379 12,3976 12 4,94 0,65 1,12 31 7,8 6,6
Nồng độ nền ban đầu của các yếu tố sẽ được nội suy từ giá trị thực đo tại 12 trạm. Nồng độ tại biên lỏng trong mơ hình được lấy tại trạm đo 12, giá trị nồng độ tại biên được thể hiện qua bảng dưới đây:
Bảng 3.5: Giá trị nồng độ các yếu tố tại biên
Yếu tố BOD DO NH4+ NO3- PO43- Giá trị 0.65 (mgO2/l) 4.94 (mgO2/l) 0.0078 (mgN-NH4+/l) 0.031 (mgN-NO3-/l) 0.0066 (mgP-PO43-/l)
62
Hình 3.11: Sơ đồ 12 trạm đo trong đợt khảo sát tháng 6/2005 [10] 3.2.2.2. Nồng độ ban đầu tại các nguồn phát thải
Nồng độ của các hợp chất dinh dưỡng được lấy từ các tính tốn về lượng phát thải cho từng nguồn thải cụ thể. Trong trường hợp khơng xác định được nồng độ các yếu tố từ nguồn thải, luận văn sử dụng giá trị đo tại trạm đo gần nhất để làm giá trị đầu vào.
- Khu vực nuơi trồng thủy sản:
Các chất ơ nhiễm chủ yếu trong hoạt động nuơi trồng thủy sản là N, P và chất hữu cơ. Để tính tốn tải lượng các chất ơ nhiễm, đối tượng nuơi được chọn là tơm hùm và ốc hương vì qua khảo sát cho thấy: đây là các đối tượng đĩng gĩp vào q trình gây ơ nhiễm nhiều nhất.
Bảng 3.6: Hệ số phát thải N của hoạt động nuơi tơm hùm và ốc hương [14]
STT Đối tượng nuơi Hệ số phát thải
(g/kg thương phẩm)
63
2 Ơc hương 81
Lượng cho ăn hàng ngày từ 15 – 20% trọng lượng đàn tụm. Như vậy, cứ 1.000 con tụm loại 0,8 - 1kg/con, mỗi ngày ăn khoảng 150 – 200 kg thức ăn tạp. Tải lượng ụ nhiễm từ hoạt động nuụi tụm hựm được tớnh toỏn theo kết quả trong Bảng 1.7 dưới đõy.
Bảng 3.7. Tải lượng ụ nhiễm của hoạt động nuụi tụm hựm [14]
Khu vực nuụi Số lồng Sản lượng (kg0 N (tấn)
Khu vực Lạch Cổ Cũ 2433 194640 38,928
Khu vực ven đảo giữa
vịnh (Hũn Vung – Bịp – Mao) 2101 168080 33,616 Khu vực ven bờ Xũn Tự 714 57120 11,424 Khu vực Đầm Mụn, Lạch Cửa Bộ, ven bờ Vạn Thọ – Vạn Thạnh 2264 181120 36,224
Ta cĩ thể xác định nồng độ của các hợp phần dinh dưỡng của N dựa vào tải lượng ơ nhiễm tính tốn cho từng khu vực theo bảng 3.6. Về tỷ lệ giữa các hợp phần của N, luận văn sử dụng số liệu đo tại trạm gần nhất với nguồn thải để tính tỷ lệ (tương đối) giữa các hợp phần. (đối với khu Xuân Tự là trạm số 6, lạch Cổ Cị lấy giá trị từ trạm 10).
Bảng 3.8: Giá trị nồng độ ban đầu tại các khu vực nuơi trồng thuỷ sản
STT Yếu tố Xuân Tự Lạch Cổ Cị 1 BOD (mgO2/l) 1.15 0.51 2 DO (mgO2/l) 5.08 4.63 3 NH4+ (mgN-NH4+/l) 33 41 4 NO3- (mgN-NH4+/l) 41 54 5 PO43- (mgP-PO43-/l) 0.0047 0.0076
64
- Nguồn thải tại nhà máy đĩng tàu Huyndai - Vinashin. Lượng thải các chất gây ơ nhiễm ở đây cĩ trong 2 nguồn chủ yếu: nước thải sinh hoạt của 4380 cơng nhân đang làm việc tại đây và lượng nước thải sản xuất (khoảng 40.000l/ngày đêm).
Đối với nước thải sản xuất, việc xác định tải lượng của các chất ơ nhiễm ra mơi trường vịnh là khá khĩ khăn. Theo [14] thì việc xác định tải lượng các chất ơ nhiễm tại nhà máy đĩng tàu căn cứ vào số liệu của Hàn Quốc đối với cỏc nhà mỏy sửa chữa tàu biển thỡ nồng độ cỏc chất ụ nhiễm trong nước thải sản xuất như sau:
Bảng 3.9: Nồng độ cỏc chất ụ nhiễm trong nước thải sản xuất nhà mỏy sửa chữa tàu biển tương tự như HVS (nhà mỏy của Hàn Quốc)
Giỏ trị Yếu tố Đơn vị Trung bỡnh Cực đại pH - 6,8 – 7,8 5,8 – 8,6 BOD mgO2/l 90 120 Chất rắn lơ lửng TSS mg/l 110 150 Dầu mỡ khoỏng mg/l 3 5
Đối với nước thải sinh hoạt, nước thải sinh hoạt của cỏn bộ cụng nhõn viờn nhà mỏy chủ yếu chứa cỏc chất cặn bĩ, cỏc chất lơ lửng (SS), cỏc hợp chất hữu cơ (BOD/COD), cỏc chất dinh dưỡng (N, P) và cỏc vi sinh vật.
Việc tớnh toỏn tải lượng ụ nhiễm dựa vào tài liệu của Tổ chức Y tế Thế giới (WHO) đỏnh giỏ cho nước thải sinh hoạt, cú hệ số ụ nhiễm của cỏc chất như sau:
Bảng 3.10. Hệ số ụ nhiễm cỏc chất từ nước thải sinh hoạt, WHO [14]
STT Yếu tố Hệ số (g/người.ngày)
1 BOD5 45 – 54
2 COD 72 – 102
5 Amụni 3,6-7,2
65
7 Tổng Photpho 0,6 - 4,5
Vớ dụ: để tớnh tải lượng ụ nhiễm của BOD5 :
BOD5 tối thiểu (kg/ng.đ) = Dõn Số (người) x 45 (g/người.ngày) ữ 103
BOD5 tối đa (kg/ng.đ) = Dõn Số (người) x 54 (g/người.ngày) ữ103
Trong quỏ trỡnh hoạt động sản xuất, nước thải sinh hoạt tổng cộng tạo ra khoảng :
150 lớt/ng.ngđ x 4380 = 657000 l/ngày, tức 657 m3/ngày.
Bảng dưới đõy cung cấp cỏc tải lượng ụ nhiễm từ nước thải sinh hoạt từ nhà mỏy HVS theo cỏch tớnh toỏn trờn:
Bảng 3.11: Tải lượng cỏc chất ụ nhiễm trong nước thải sinh hoạt của nhà mỏy HVS
Tải lượng ụ nhiễm (kg/ngđ)
STT Yếu tố Lượng nước thải
(l/ngày.đờm) Tối thiểu Tối đa
1 BOD5 657000 197 237
5 NH4+ 657000 16 18
Từ bảng trờn, ta cú thể tớnh ra nồng độ của cỏc chất ụ nhiễm tại vị trớ nguồn thải nhà mỏy đúng tàu Huyndai - Vinashin.
Bảng 3.12: Giá trị nồng độ ban đầu tại nhà máy Huyndai - Vinashin
STT Yếu tố Giá trị 1 BOD (mgO2/l) 282 2 DO (mgO2/l) 4.63 3 NH4+ (mgN-NH4+/l) 0.028 4 NO3- (mgN-NH4+/l) 25 5 PO43- (mgP-PO43-/l) 0.0005
66
- Nguồn thải tại Thị trấn Vạn Giĩ. Lượng thải ở đõy chủ yếu là từ nguồn nước thải sinh hoạt của dõn cư. Dựa vào bảng 3.10 cú thể tớnh được tải lượng của cỏc chất tại thị trấn Vạn Giĩ khi biết dõn số năm 2005 của Vạn Giĩ là 19867 người.
Để tớnh lượng nước thải sinh hoạt tại Vạn Giĩ, theo [] nhu cầu cấp nước sinh hoạt cho dõn cư đụ thị là 100 l/người.ngày, trong đú lượng nước thải sẽ chiếm 80%.
Như vậy, lưu lượng nước thải tại khu vực Vạn Giĩ (m3/ng.đ) = Dõn số (người) x
100 x 80% (l/người.ng.đ) ữ 1000.
Bảng 3.13: Tải lượng cỏc chất ụ nhiễm tại Thị trấn Vạn Giĩ [14]
Tải lượng ụ nhiễm (tấn/ngđ)
STT Yếu tố Lượng nước thải
(l/ngày.đờm) Tối thiểu Tối đa
1 BOD5 1589360 1.884 2.261
5 NH4+ 1589360 0.151 0.301
Bảng 3.14: Giá trị nồng độ ban đầu tại khu vực thị trấn Vạn Giã
STT Yếu tố Giá trị 1 BOD (mgO2/l) 562 2 DO (mgO2/l) 4.94 3 NH4+ (mgN-NH4+/l) 0.0147 4 NO3- (mgN-NH4+/l) 45 5 PO43- (mgP-PO43-/l) 0.0028 3.2.3. Kết quả tớnh toỏn
3.2.3.1. Phương ỏn 1: tớnh toỏn lan truyền và biến đổi nồng độ của cỏc yếu tố mụi trường với bộ số liệu hiện tại
67
Hỡnh 3.12: Nồng độ DO sau 1 ngày
68
Hỡnh 3.14: Nồng độ DO sau 8 ngày
69
Hỡnh 3.15: Nồng độ DO sau 16 ngày
Ở những thời điểm ban đầu, nồng độ DO tại cỏc nguồn thải rất thấp do nước thải từ cỏc hộ dõn cư và từ nhà mỏy Hyundaivinashin.
Sau một thời gian, do ảnh hưởng của triều, hướng giú và dũng chảy, chất ụ nhiễm cú xu hướng lan rộng và di chuyển dần về hướng Tõy Nam men theo đường bờ. Kết quả là chỉ sau 4 ngày, nồng độ DO ở những khu vực xung quanh điểm nguồn thải đều giảm dần.
Nếu nồng độ DO cao nhất ở ngồi biển là 5.8-7mg/l thỡ trong bờ nồng độ DO thường là dưới 5.6mg/l. Riờng ở ven bờ và đặc biệt là tại cỏc nguồn thải nồng độ DO rất thấp, trung bỡnh từ 1-2.6mg/l, cú nơi nồng độ xuống dưới 1mg/l. Ở những khu vực xung quanh điểm thải nồng độ cao hơn nhưng chỉ dao động từ 3.2-5.1mg/l
70
Hỡnh 3.16: Nồng độ BOD sau 1 ngày
71
Hỡnh 3.17: Nồng độ BOD sau 8 ngày
72
Hỡnh 3.19: Nồng độ BOD sau 16 ngày
Ngược lại với trạng thỏi oxy hũa tan, vào thời điểm đầu, nồng độ BOD tại bờ biển, đặc biệt là cỏc cụm dõn cư(điểm nguồn thải) rất cao. Sau một thời gian, dưới ảnh hưởng của triều, giú và dũng chảy, chất ụ nhiễm lan dần ra biển và những khu vực xung quanh điểm nguồn thải nờn nồng độ BOD tại cỏc khu vực này bắt đầu tăng dần.
Nếu nồng độ BOD ngồi biển thường dao động trong khoảng từ 0.1-0.8mg/l thỡ nồng độ ở gần bờ dao động từ 5-trờn 50mg/l. Ở những khu vực xa bờ hơn, nồng độ cú thấp hơn nhưng cũng biến thiờn trong từ 0.8-5mg/l.
Tại bờ, nồng độ BOD rất cao, trung bỡnh từ 10-50mg/l, cú những nơi nồng độ từ 50mg/l – 100mg/l. Nếu so với tiờu chuẩn TCVN 5945-1995 thỡ chất lượng nước trung bỉnh ở ven bờ vịnh Võn Phong chỉ ở tiờu chuẩn loại B (Nồng độ BOD <50mg/l), một số nơi ở loại C (nồng độ BOD < 100mg/l).
Riờng ở khu vực nhà mỏy Hyundaivinashin, nồng độ thường khỏ cao từ 10- 50mg/l.
73
Khi thủy triều lờn, nồng độ tăng từ 1-5mg/l. Khi thủy triều rỳt, nồng độ giảm từ 1-4mg/l. Riờng ở sỏt bờ, nồng độ BOD rất ớt thay đổi, thường vẫn ở mức cao từ 10- 50mg/l.
- Kết quả phõn bố và lan truyền nồng đọ NO3-:
74
75
Hỡnh 3.22: Nồng độ NO3- sau 8 ngày
76
Hỡnh 3.24: Nồng độ NO3- sau 16 ngày
Nồng độ Nitrat tại các nguồn thải ban đầu là khá cao, từ 1-2 mgN/l cĩ nơi vượt hơn 2mgN/l. Các ngày tiếp sau, do ảnh hưởng của chế độ dịng chảy nên Nitrat tại các nguồn lan ra xung quanh đặc biệt là tại khu vực nuơi thủy sản ở Xuân Tự và nguồn thải sinh hoạt từ thị trấn Vạn Giã tạo thành một vùng cĩ nồng độ khá cao (khoảng10 km2) trên dưới 0.2 mgN/l.
Sau 8 ngày, quá trình lan truyền Nitrat đã dần ổn định. Đến ngày thứ 16, phân bố nồng độ Nitrat theo hướng giảm dần từ trong ra ngồi cửa vịnh. Nồng độ tại các nguồn thải duy trì ở mức 1 - 1.4 mgN/l
77
Hỡnh 3.25: Nồng độ NO3- sau 4 ngày
78
Hỡnh 3.26: Nồng độ NO3- sau 8 ngày
79
Hỡnh 3.28: Nồng độ NO3- sau 16 ngày
Tại vị trớ cỏc nguồn thải, nồng độ Amoni cú giỏ trị lớn nhất, trung bỡnh dao động từ 0.7-2mg/l, cú những nơi nồng độ vượt 2mg/l. Do quỏ trỡnh lan truyền ụ nhiễm nờn sau một thời gian nồng độ Amoni ở những khu vực xung quanh nguồn thải cũng tăng lờn đỏng kể (từ 0.009mg/l đến 0.05mg/l).
Ở những nơi xa bờ nồng độ cũng lờn tới 0.1-0.2mg/l.
Nhỡn chung nồng độ Amoni ở ven bờ vịnh Võn Phong từ 0.2-0.3mg/l. Ở những nơi xa bờ hơn, nồng độ cú thể thấp hơn 1mg/l. Riờng tại vị trớ cỏc nguồn thải và xung quanh khu vực nguồn thải nồng độ rất cao lờn đến 2mg/l. So với TCVN 5945-1995 thỡ chất lượng nước trung bỡnh ở ven bờ vịnh Võn Phong chỉ đạt tiờu chuẩn loại B. Riờng ở cỏc điểm nguồn thải chất lượng nước chỉ đạt loại C.
Nhận xét chung:
- Qua kết quả tính tốn cĩ thể nhận thấy: mơ hình đã mơ phỏng khá tốt q trình lan truyền và biến đổi nồng độ của các yếu tố quan tâm. Hướng lan truyền cũng trùng với hướng của dịng chảy ven bờ Tây Nam vịnh vào thời kỳ giĩ Đơng Nam bắt đầu thịnh hành tại Vân Phong.
80
- Nồng độ tại các nguồn thải là khá cao, sau một thời gian lan truyền do ảnh hưởng của trường động lực trong vịnh hầu hết đều tạo ra những vùng (khoảng 10km2) cĩ nồng độ trên mức trung bình ở xung quanh nguồn thải.
- Áp dụng tiờu chuẩn cho chất lượng nước ven bờ thỡ cú thể thấy rằng tuy nồng độ cỏc yếu tố vẫn cũn nằm trong giới hạn cho phộp nhưng những khu vực ven bờ đĩ cú dấu hiệu suy giảm về chất lượng nước. Đõy là điều cần được chỳ ý nhằm cú được sự quy hoạch hợp lý về phỏt triển kinh tế trong vịnh.
3.2.3.2. Phương án 2: So sánh vị trí đặt lồng ni giữa khu vực Xuân Tự và Lạch Cổ Cị
Trong phương án này, học viên tính tốn cho nguồn lạch Cổ Cị để thấy mức độ hợp lý trong việc đặt lồng nuơi ở 2 khu vực lựa chọn. Đây là điều hết sức cần thiết phục vụ cho việc quản lý và quy hoạch hợp lý khu vực nuơi.
81
Nồng độ NO3 sau 8 ngày Nồng độ NO3 sau 12 ngày
Nồng độ NO3 sau 16 ngày
Hình 3.29: So sánh kết quả lan truyền giữa 2 khu vực Xuân Tự và Lạch Cổ Cị
Kết quả tính tốn cho thấy: thời điểm ban đầu, nguồn thải ở Lạch Cổ Cị cũng cho giá trị Nitrat khá cao từ 1 -2 mgN/l, thậm chí cĩ nơi nồng độ nitrat lớn hơn ở khu vực Xuân Tự. Điều này là hợp lý bởi quy mơ nuơi ở khu vực Lạch Cổ Cị lớn nhất trong tồn vịnh.
Tuy nhiên sau một thời gian, do ảnh hưởng của chế độ động lực và nguồn thải từ thị trấn Vạn Giã, cả khu vực nuơi ở Xn Tự đã hình thành một vùng cĩ nồng độ nitrat trên 1mgN/l với phạm vi khá rộng. Trong khi đĩ tại Lạch Cổ Cị, do nằm ở vị trí khá kín nên q trình lan truyền khơng diễn ra mạnh mẽ, vùng cĩ nồng độ nitrat cao chỉ nằm trong phạm vi hẹp và hầu như "đứng yên".
Như vậy, cĩ thể thấy rằng, khu vực ni ở Xn Tự chịu ảnh hưởng nhiều từ chế độ động lực biển và chất thải sinh hoạt từ thị trấn Vạn Giã trong khi vùng Lạch Cổ Cị q trình lan truyền diễn ra khơng mạnh mẽ cho thấy khả năng tác động tới khu du lịch tại Vạn Thạnh là rất ít.
82
3.2.3.3. Phương án 3: Tăng quy mơ nuơi tại các khu vực nuơi
Tăng quy mơ ni với mục đích thử nghiệm khả năng chịu tải của thủy vực. Theo đĩ khu vực Xuân Tự tăng gấp 3 lần số lồng ni, khu vực Lạch Cổ Cị tăng gần 2 lần (theo quy hoạch đến năm 2010 do Viện Hải dương học đề xuất).
Sau khi tính tốn với trường hợp tăng quy mơ nuơi, học viên áp dụng tiêu chuẩn chất lượng nước ven bờ để so sánh và kết luận về xu thế biến đổi của các yếu tố mơi trường, mức độ ảnh hưởng của chúng tới mơi trường nước trong vịnh trước và sau khi tăng quy mơ.
a, b,
Hình 3.17: Kết quả la truyền Nitrat sau 1 ngày; 3.17 a, trước khi tăng; 3.17b sau khi tăng
a, b,
Hình 3.18: Kết quả la truyền Nitrat sau 4 ngày; 3.18 a, trước khi tăng; 3.18b sau khi tăng
83
a, b,
Hình 3.19: Kết quả la truyền Nitrat sau 8 ngày; 3.19 a, trước khi tăng; 3.19b sau khi tăng
Qua kết quả trên các hình 3.17, 3.18 và 3.19 cho thấy: việc tăng quy mơ nuơi lên ở từng khu vực nuơi đã làm cho nồng độ các hợp chất (ở đây cụ thể là Nitrat) tăng lên rõ rệt. Tại Xuân Tự và lạch Cổ Cị nồng độ nitrat dao động từ 2 - 4mgN/l.
Bên cạnh đĩ cũng nhận thấy rằng, vùng cĩ nồng độ nitrat cao trong trường hợp tăng quy mơ nuơi tại 2 khu vực nuơi cĩ phạm vi rộng hơn, lan truyền ra xa hơn (gần tới