Khảo sát, điều tra hiện trạng môi trường nước sông Cầu trên địa bàn tỉnh Thái Nguyên
- Nghiên cứu đánh giá hiện trạng chất lượng môi trường nước sông Cầu, từ đó xây dựng bản đồ ô nhiễm nước mặt sông Cầu;
- Khảo sát, điều tra các nguồn thải vào sông Cầu;
- Đánh giá hiện trạng quản lý môi trường nước sông Cầu.
Đánh giá ngưỡng chịu tải và dự báo chất lượng môi trường nước sông Cầu trên địa bàn tỉnh Thái Nguyên đến năm 2020
- Đánh giá ngưỡng chịu tải của sông;
- Dự báo các nguồn thải vào sông Cầu đến năm 2020.
Đề xuất các giải pháp quản lý môi trường nước sông Cầu trên địa bàn tỉnh Thái Nguyên
2.4. Các cách tiếp cận trong nghiên cứu
Trong luận văn này sử dụng ba cách tiếp cận nghiên cứu quản lý tài nguyên nước sông Cầu:
29 Quản lý nước theo lưu vực sông
Như chúng ta đã biết, nước là tài nguyên đặc biệt quan trọng, quyết định sự tồn tại, phát triển bền vững của đất nước. Xã hội càng phát triển thì nhu cầu về nước càng tăng, trong khi nguồn nước ngày càng bị ô nhiễm, suy thoái, có nơi cạn kiệt. Điều đó đặt ra yêu cầu phải bảo vệ tài nguyên nước, sử dụng phải đa mục tiêu, tiết kiệm, hiệu quả. Để đạt được các yêu cầu đó cần phải quản lý tài nguyên nước theo hướng tổng hợp bền vững trên từng lưu vực sông.
Nước vận động theo lưu vực sông, không theo địa giới hành chính. Mọi hoạt động khai thác, sử dụng tài nguyên nước cũng như các tác động của nó đều diễn ra trên quy mô lưu vực. Vì vậy, về mặt khoa học cũng như thực tiễn, cần phải quản lý tài nguyên nước theo lưu vực sông.
Cách tiếp cận quản lý tài nguyên nước trên cơ sở quy hoạch lưu vực sông đã được khẳng định là phương pháp quản lý tài nguyên nước có hiệu quả hiện nay trên thế giới. Tại nghị định số 120/2008/ NĐ - CP ngày 01 tháng 12 năm 2008 của Chính Phủ về quản lý lưu vực sông nhấn mạnh rằng, tài nguyên nước trong lưu vực sông phải được quản lý thống nhất, không chia cắt giữa các lớp hành chính, giữa thượng nguồn và hạ nguồn. Việc khai thác, sử dụng tài nguyên nước, xả nước thải trên lưu vực sông phải thực hiện nghĩa vụ tài chính theo quy định của pháp luật. Kết hợp chặt chẽ giữa khai thác, sử dụng, phát triển tài nguyên nước với việc bảo vệ môi trường, khai thác các nguồn tài nguyên thiên nhiên khác trong lưu vực.
Quản lý nước theo hướng phát triển bền vững
Phát triển bền vững được định nghĩa là sự phát triển nhằm đáp ứng các nhu cầu hiê ̣n ta ̣i mà không làm tổn ha ̣i đến khả năng đáp ứng nhu cầu của các thế hê ̣ tương lai (Báo cáo Brundtland của Ủy ban Môi trường và Phát triển Thế giới năm 1987) [15]
Phát triển bền vững ngày càng trở thành định hướng của sự phát triển trong mọi lĩnh vực, dựa trên ba trụ cột cơ bản: Kinh tế phát triển, đảm bảo an sinh xã hội và môi trường được bảo vệ.
30
Phát triển KT- XH dù ở hình thức hay quy mô nào cũng luôn gắn liền với việc khai thác, sử dụng các nguồn tài nguyên thiên nhiên và phát sinh nhiều chất thải có khả năng gây ô nhiễm, suy thoái môi trường, trong đó nước là một dạng tài nguyên cực kỳ quan trọng không thể thiếu trong mọi hoạt động sống và phát triển. Sự gia tăng dân số, quá trình đô thị hóa, cộng với sự hình thành ngày càng nhiều khu công nghiệp, cụm công nghiệp tập trung, các cơ sở sản xuất công nghiệp, nông nghiệp, nuôi trồng thủy sản, các dịch vụ du lịch,....là những chiều hướng tất yếu sẽ diễn ra trên các lưu vực nói chung và đặc biệt đối với lưu vực sông Cầu trên địa bàn tỉnh Thái Nguyên nói riêng, nơi nằm trong vùng kinh tế trọng điểm trung du miền núi Bắc bộ; kèm theo đó là sự gia tăng nhu cầu khai thác sử dụng tài nguyên nước mặt sông Cầu cho các mục đích phát triển, cũng như sự gia tăng về lượng chất thải ô nhiễm vào nguồn nước, đe dọa trực tiếp đến tính bền vững của sự khai thác, sử dụng và bảo vệ tài nguyên nước sông Cầu trên địa bàn tỉnh Thái Nguyên.
Do đó việc nghiên cứu, đánh giá đầy đủ hiện trạng tài nguyên nước mặt sông Cầu trên cơ sở phân tích một cách tổng hợp các yếu tố liên quan nhằm đề xuất các phương án phát triển bền vững của lưu vực sông Cầu trên địa bàn tỉnh cũng là một trong những vấn đề cấp thiết cho việc quản lý và sử dụng tài nguyên nước trong lưu vực.
Phân tích hệ thống theo mô hình DPSIR
Áp dụng mô hình DPSIR, trong đó D (Driving force- động lực), P ( Pressure- Áp lực), S ( State- hiện trạng), I (Impact- tác động), R ( Respond- phản hồi) [16]. Phân tích các nguyên nhân, tác động ảnh hưởng của các hoạt động phát triển kinh tế, các chiến lược, chính sách cũng như các quy hoạch tới các thành phần môi trường và tới cuộc sống của con người và đề xuất các phản hồi. Phân tích các hoạt động trong một mô hình khép kín là cơ sở khoa học cho việc đưa ra các giải pháp và tiến hành phân tích chính các giải pháp đó nhằm lựa chọn các giải pháp tối ưu cho quản lý chất lượng nước dòng chính sông Cầu.
31
2.5. Phƣơng pháp nghiên cứu
Phương pháp thu thập, kế thừa những kết quả nghiên cứu trước
Phương pháp này được thực hiện trên cơ sở kế thừa và tổng hợp các nguồn tài liệu, tư liệu, số liệu thông tin có liên quan một cách có chọn lọc, từ đó, đánh giá chúng theo yêu cầu và mục đích nghiên cứu.
Trong luận văn này, học viênđã thu thập được một số tài liệu như:
- Số liệu quan trắc hiện trạng môi trường nước mặt sông Cầu trên địa bàn tỉnh Thái Nguyên, Bắc Kạn, Bắc Giang các năm 2005, 2006, 2007, 2008, 2009, 2010 của các Trung tâm Quan trắc môi trường tỉnh.
- Số liệu quan trắc hiện trạng môi trường nước mặt của các phụ lưu cấp I của sông Cầu trên địa bàn tỉnh Thái Nguyên: Nghinh Tường, sông Đu, Sông Linh Nham, sông Công các năm 2005, 2006, 2007, 2008, 2009, 2010 của Trung tâm Quan trắc môi trường tỉnh Thái Nguyên.
Điều tra, khảo sát thực địa, lấy mẫu bổ sung
Ngoài những số liệu đã thu thập được, học viên đã lấy mẫu bổ sung 2 đợt: mùa khô vào tháng 4/2011 và mùa mưa vào tháng 8/2011. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Bảng 2.1: Danh mục các điểm lấy mẫu
STT Địa điểm Thuộc sông
Tỉnh Bắc Kạn
1 Xã Quảng Chủ- Huyện Chợ Mới Sông Cầu
Tỉnh Thái Nguyên
2 Xã Văn Lăng- Huyện Đồng Hỷ Sông Cầu
3 Xã Thần Sa- Huyện Võ Nhai Sông Nghinh
Tường
4 Xã Hòa Bình- Huyện Đồng Hỷ Sông Cầu
32
STT Địa điểm Thuộc sông
6 Xã Sơn Cẩm- Huyện Phú Lương Sông Cầu
7 Sau nhà máy giấy Hoàng Văn Thụ- Phường
Quan Triều- Thành phố Thái Nguyên Sông Cầu
8 Xã Linh Sơn- Huyện Đồng Hỷ Suối Linh Nham
9 Cầu Gia Bảy- Phường Trưng Vương- Thành phố
Thái Nguyên Sông Cầu
10 Đập Thác Huống- xã Huống Thượng- Huyện
Đồng Hỷ Sông Cầu
11 Cầu Trà Vườn- Phường Hương Sơn- Thành phố
Thái Nguyên Sông Cầu
12 Cầu Mây- Xã Úc Sơn- Huyện Phú Bình Sông Cầu
13 Xã Tân Phú- Huyện Phổ Yên Sông Cầu
14 Cầu Đa Phúc- Xã Thuận Thành- Huyện Phổ Yên Sông Công
Tỉnh Bắc Giang
15 Cầu Vát- Xã Hợp Thịnh- Huyện Hiệp Hòa Sông Cầu
Các mẫu trên được phân tích theo 10 chỉ tiêu bao gồm: pH, hàm lượng chất rắn lơ lửng TSS, BOD5, COD, NH4, Coliform, Fe, As, Pb, Zn.
Phương pháp lấy mẫu:
Việc lấy mẫu được tiến hành theo tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 5996-1995. Ứng với mỗi chỉ tiêu phân tích, mẫu được chứa vào chai tương ứng và bảo quản theo hướng dẫn. Tất cả các chai, can nhựa đều được rửa sạch, tráng nước cất trước khi sử dụng, tiếp tục tráng lại 2-3 lần bằng loại nước lấy làm mẫu phân tích, rồi dùng lấy mẫu nước. Mẫu được mã hoá và đánh số ngay tại hiện trường trước khi đưa về phòng phân tích. Quá trình vận chuyển về phòng thí nghiệm, mẫu được giữ lạnh bằng thùng bảo ôn và phân tích ngay những chỉ tiêu dễ thay đổi.
+ Đối với các chỉ tiêu phân tích BOD5, COD: Mẫu lấy vào bình không được nạp đầy, mà cần để một khoảng không khí sau khi nút chai. Điều đó cũng để dễ lắc (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
33
trước khi phân tích và tránh đưa chất ô nhiễm vào mẫu. Mẫu được đựng trong chai 0,5l, được bọc kín bằng nylon đen, bảo quản lạnh bằng nước đá trong thùng xốp.
+ Đối với chỉ tiêu Coliform: lấy vào chai thủy tinh tối màu, bảo quản lạnh bằng nước đá trong thùng xốp và phải phân tích trong vòng 24h.
+ Đối với các chỉ tiêu kim loai Fe, As, Pb, Zn, Hg, mẫu được đựng trong chai nhựa 0,5l và được axit hóa bằng axít HCl nồng độ 1:1
Phương pháp phân tích xác định các thông số chất lượng nước mặt thực hiện theo hướng dẫn của các tiêu chuẩn quốc gia hoặc tiêu chuẩn phân tích tương ứng của các tổ chức quốc tế.
Bảng 2.2: Phương pháp phân tích mẫu
STT Chỉ tiêu Phương pháp phân tích Tiêu chuẩn
1 pH Máy đo TCVN 6492-1999 (Iso 10523:1994)
2 TSS Phương pháp trọng
lượng TCVN 6625-2000 (ISO 11923-1997)
3 NH4+ So màu TCVN 5988-1995 (ISO 5664-1984)
4 BOD5 Cấy và pha loãng TCVN 6001-1995 (ISO 5815-1989) 5 COD Đun hồi lưu kín, so màu TCVN 6491-1999 (ISO 6060-1989)
6 Fe So màu TCVN 6177:1996 (Iso 6332:1988E)
7 Các nguyên tố vi lượng
Đo bằng máy quang phổ hấp thụ nguyên tử
(AAF)
APHA 3500
8 Coliform Phân tích sinh học TCVN 6187-1-1996 (ISO 9308-1- 1990)
Phương pháp xử lý số liệu
- Xử lý thống kê số liệu phân tích
Từ các số liệu thu thập được, cũng như số liệu phân tích năm 2011, học viên đã tiến hành tổng hợp, vẽ đồ thị và loại các sai số thô trong quá trình phân tích.
34
Do nước sông Cầu trên địa bàn tỉnh Thái Nguyên được sử dụng vào nhiều mục đích khác nhau như sử dụng cấp nước sinh hoạt sau xử lý phù hợp (khu vực Văn Lăng- Huyện Đồng Hỷ), hoặc dùng tưới tiêu, thủy lợi, nên trong khuôn khổ luận văn này đã dùng Quy chuẩn Kỹ thuật Quốc gia về chất lượng nước mặt (QCVN 08:2008/BTNMT cột A2 và B1) để đánh giá chất lượng nước sông Cầu trong những năm gần đây.
- Tính toán ngưỡng chịu tải, khả năng tiếp nhận chất thải
Trong luận này, việc tính toán ngưỡng chịu của sông Cầu trên địa bàn tỉnh Thái Nguyên được thực hiện theo thông tư số: 02/2009/TT-BTNMT của Bộ Tài nguyên và Môi trường.
- Phương pháp dự báo chất lượng môi trường nước
Căn cứ vào Quy hoạch phát triển kinh tế xã hội tỉnh Thái Nguyên đến năm 2020 của Ủy ban nhân dân tỉnh Thái Nguyên, trong đó có phát triển đô thị, công nghiệp, gia tăng dân số... tiến hành dự báo ảnh hưởng từ sự phát triển đó đến chất lượng môi trường nước sông Cầu.
- Phương pháp bản đồ
Nghiên cứu quản lý chất lượng nước không thể thiếu phương pháp bản đồ, nó được sử dụng nhiều để phục vụ thiết lập các bản đồ về chất lượng nước, hiện trạng ô nhiễm, và các bản đồ dự báo chất lượng môi trường nước ứng với các phương án được xây dựng.
Trên cơ sở các số liệu phân tích tại các điểm quan trắc, đã sử dụng phần mềm Mapinfo để thành lập: (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
+ Bản đồ về hiện trạng môi trường nước sông Cầu trên địa bàn tỉnh Thái Nguyên, thể hiện được các vị trí ô nhiễm trên từng đoạn sông.
+ Sơ đồ phân đoạn ô nhiễm sông Cầu .
35
CHƢƠNG 3: ĐÁNH GIÁ CHẤT LƢỢNG NƢỚC SÔNG CẦU TRÊN ĐỊA BÀN TỈNH THÁI NGUYÊN VÀ ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP QUẢN LÝ
3.1. Hiện trạng chất lƣợng nƣớc sông Cầu trên địa bàn Thái Nguyên
Chất lượng nước sông Cầu được đánh giá từ kết quả khảo sát, phân tích năm 2011 với 11 mẫu nước lấy dọc sông và 4 mẫu ở các phụ lưu cấp 1 của sông, vào 2 thời điểm mùa khô (MK) tháng 4/2011và mùa mưa (MM) tháng 8/2011, kết hợp với số liệu quan trắc nhiều năm của Trung tâm Quan trắc và Công nghệ môi trường tỉnh Thái Nguyên. Các mẫu được phân tích theo 10 chỉ tiêu gồm: pH, hàm lượng chất rắn lơ lửng TSS, BOD5, COD, NH4, Coliform, Fe, As, Pb, Zn tại Phòng hóa phân tích- Liên đoàn Quy hoạch và Điều tra tài nguyên nước.
Khái niệm năm thủy văn được dùng khi đánh giá về chất lượng nước của từng mùa khô, mưa và trung bình các năm. Năm thủy văn gồm 12 tháng, chia thành 2 mùa : mùa nước kiệt và mùa nước lũ. Ở miền Bắc Việt Nam nói chung và tỉnh Thái Nguyên nói riêng, năm thủy văn bắt đầu từ tháng 11 năm trước đến hết tháng 10 năm sau; trong đó, mùa nước kiệt từ tháng 11 đến hết tháng 4 năm sau, và mùa nước lũ từ tháng 5 đến tháng 10.
Qua các kết quả phân tích mẫu nước, có thế đánh giá chất lượng nước sông Cầu từ năm 2006 đến nay theo Quy chuẩn Kỹ thuật Quốc gia về chất lượng nước mặt QCVN 08: 2008/BTNMT (QCVN) như sau:
3.1.1. Chất lượng nước dòng chính sông Cầu
Độ pH: Độ pH của nước ở các điểm quan trắc dọc sông Cầu dao động trong khoảng 6,4 (Văn Lăng- MK2007) đến 8,1 (Hoà Bình - MK2006). Năm 2011, pH dao động trong khoảng từ 6,9 đến 7,4 đạt tiêu chuẩn cho phép đối với nguồn nước loại A (giới hạn 6-8,5);
Chất rắn lơ lửng (TSS): Hàm lượng chất rắn lơ lửng trung bình nhiều năm dao động trong khoảng 3,4mg/l (Hòa Bình- MK2007) đến 90,2 mg/l (Hòa Bình- MM2008). Về mùa khô, tại nhiều vị trí đã vượt QCVN cột A2 (30mg/l). Có thể thấy hàm lượng TSS thường đạt giá trị cao tại Sơn Cẩm, Hoàng Văn Thụ và Cầu
36
Trà Vườn. Năm 2011, tại 3 vị trí này hàm lượng TSS vượt quá QCVN cột A2, và đạt giá trị cao nhất là 52mg/l tại Hoàng Văn Thụ. Các vị trí còn lại, hàm lượng TSS đều nằm trong giới hạn cho phép A2. Nhìn chung, hàm lượng TSS vào mùa khô năm 2011 thường có xu hướng tăng hơn những năm trước (hình 3.1, 3.2). Theo số liệu phân tích năm 2011 và số liệu thu thập năm 2010 có thể thấy hàm lượng TSS của sông Cầu trước khi đổ vào địa bàn tỉnh Thái Nguyên (Chợ Mới) và sau khi ra khỏi địa bàn Thái Nguyên (Cầu Vát) đều đạt QCVN cột A2.
Hình 3.1. Hàm lượng TSS mùa khô năm 2006- 2009 (mg/l)
37
Về mùa mưa, hàm lượng TSS có xu hướng cao hơn so với mùa khô, có thể là do nước lũ đổ về kèm theo nhiều chất rắn lơ lửng. Hàm lượng TSS cao nhất đạt 90,17mg/l tại Hòa Bình năm 2008, vượt quá QCVN cột B1 (50mg/l) là 1,8 lần. Ngoài ra, tại nhiều vị trí như Hòa Bình (MM2010), Sơn Cẩm (MM2008), Cầu Gia Bảy (MM2008), Hoàng Văn Thụ (MM2011), hàm lượng TSS cũng vượt quá QCVN cột B1. Các vị trí còn lại, nói chung hàm lượng TSS thấp hơn tiêu chuẩn A2 (hình 3.3, 3.4)
Hình 3.3. Hàm lượng TSS mùa mưa năm 2006-2009 (mg/l)
38
Trên hình 3.5, 3.6 nhận thấy hàm lượng TSS trung bình nhiều năm tại nhiều vị trí đã vượt quá QCVN cột A2, thậm chí tại Hoàng Văn Thụ năm 2011 đã vượt QCVN cột B1. Hàm lượng TSS cao nhất thường ở Hòa Bình, Sơn Cẩm và Hoàng Văn Thụ. Tại các vị trí Chợ Mới, Văn Lăng, Đập Thác Huống, Cầu Mây, Tân Phú, Cầu Vát hàm lượng TSS thường có xu hướng thấp hơn.
Hình 3.5. Hàm lượng TSS trung bình năm 2006-2009 (mg/l)
Hình 3.6. Hàm lượng TSS trung bình năm 2010-2011 (mg/l)
Nhu cầu oxy sinh hóa BOD5: Về mùa khô, tại nhiều vị trí như Sơn Cẩm, Hoàng Văn Thụ, Cầu Gia Bảy,… hàm lượng BOD5 đã vượt quá QCVN cột A2 (6mg/l). Tuy nhiên, ngoại trừ điểm Cầu Gia Bảy (MK2006), các điểm quan trắc khác đều đạt tiêu chuẩn B1. (hình 3.7, 3.8).
39
Hình 3.7. Hàm lượng BOD5 mùa khô năm 2006-2009 (mg/l)