T ( tải lượng ìC (2-2) rong đó :
70% T 2) BOD5 COD TSS N P
1 Đoạn 1 896.59647 1575.83622 1947.15395 163.0175 43.471344 4626.075524 2 Đoạn 2 419.57685 737.4381 911.20225 76.2867 20.34312 2164.84702 3 Đoạn 3 759.9438 1335.6588 1650.383 138.1716 36.84576 3921.00296 4 Đoạn 4 503.01405 884.0853 1092.40425 91.4571 24.38856 2595.34926 5 Tổng 2579.1312 4533.01842 5601.14345 468.9329 125.04878
Tổng tải lượng chất ô nhiễm = Tải lượng chất ô nhiễm đã qua xử lý + Tải lượng chất ô nhiễm chưa xử lý
Bảng 2.23 : các chất ô nhiễm tiềm năng do nước thải sinh hoạt của khu vực ( đã làm tròn )
TT Đoạn Tổng tải lượng chất ô nhiễm T ( kg/ngày )
BOD5 COD TSS N P
1 Đoạn 1 1489 2672 3302 276 73
2 Đoạn 2 728 1309 1617 135 36
3 Đoạn 3 1193 2137 4008 221 59
4 Đoạn 4 790 1415 1748 146 39
Phân tích, nhận xét các kết quả tính toán :
- Về tải lượng chất ô nhiễm : Đoạn 1 ( bao gồm cỏc xó thuộc huyện Vũ Thư và một số xã thuộc Thanh Phố Thái Bình ) có tải lượng chất ô nhiễm do nước thải sinh hoạt lớn nhất khu vục tính toán ( BOD5= 1488.87543 kg/ngày ; TSS = 3301.83455 kg/ngày ), đứng thứ 2 là đoạn 3 ( cỏc xó thuộc 2 huyện kiến xương và Tiền hải ) vì đây là hai khu vực đông dân nhất, tiếp đến là đoạn 4, riêng đoạn 2 có mức độ tập trung dân cư khỏ đụng nhưng do diện tích khu vực nhỏ nên tải lượngchất ô nhiễm thấp nhất ( BOD5 = 728.16569 kg/ngày ; TSS = 1617.01715 kg/ngày)
Ô nhiễm do nước thải sinh hoạt bao gồm cả 3 loại ô nhiễm vật lý ( TSS ), ô nhiễm hữu cơ ( BOD5, COD ) và ô nhiễm các chất dinh dưỡng ( N, P ). Trong đó, tải lượng ô nhiễm vật lý cao nhất, sau đó là ô nhiễm hữu cơ, cả hai loại ô nhiễm này đều tập trung mạnh ở đoạn 1 khu vục huyện Vũ Thư và một số xã Thành phố Thái Bình.
Sông Kiến Giang là trục tưới, tiờu chớnh của hệ thống thủy nông Nam Thái Bình bắt nguồn từ ngã 3 Phỳc Khỏnh, nơi giao lưu của 4 con sông dẫn nước thải đổ về đây là sông Pari từ Vũ Thư sau khi tiếp nhận toàn bộ nước thải sản xuất và sinh hoạt của thị trấn Vũ Thư, nước thải sản xuất và sinh hoạt tại phường Phỳc Khỏnh, khu vực nước thải của nghĩa trang thành phố Thái Bình đổ về, là nơi tiếp
nhận nước thải của các con sông Vĩnh Trà, sông Bồ Xuyờn, sụng Bạch, sông 3/2. Cả 4 con sông này sau khi tiếp nhận nước thải từ sản xuất và sinh hoạt của 8 phường nội thành với khoảng 150.000 người, và nước thải của 2 khu công nghiệp : KCN Phỳc Khỏnh, KCN Nguyễn Đức Cảnh cùng nhiều cơ sở sản xuất khác nằm xen kẽ trong các khu dân cư đổ về sông Kiến Giang tại ngỏ ba phỳc Khỏnh. Có thể nói ngã ba Phỳc Khỏnh là điểm ô nhiễm nặng nề nhất.
Áp lực ô nhiễm : nếu coi tải lượng chất ô nhiễm phát sinh trên một đơn vị diện tích là áp lực ô nhiễm, ta có công thức chung để tính áp lực ô nhiễm :
Áp lực = Trong đó :
- Áp lực ô nhiễm ( kg/km2/ngày )
- TL : tải lượng chất ô nhiễm ( kg/ngày )
- F : diện tớch huyện/xó/thành phố/thị xã ( km2 )
Từ đó, xác định được áp lực ô nhiễm do nước thải sinh hoạt ( chủ yếu tính với TSS, BOD5 và COD ) đối với từng địa phương ( bảng )
Bảng 2.24 : Áp lực ô nhiễm do nước thải sinh hoạt
TT
Đoạn
Diện tích (km2)
Tổng tải lượng chất ô nhiễm T ( kg/ngày )
Áp lực ô nhiễm (kg/km2/ngày)
BOD5 COD TSS N P BOD5 TSS
1 Đoạn 1 53.111 1489 2672 3302 276 73 28.0 62.22 Đoạn 2 24.7256 728 1309 1617 135 36 29.4 65.4 2 Đoạn 2 24.7256 728 1309 1617 135 36 29.4 65.4 3 Đoạn 3 48.2293 1193 2137 4008 221 59 24.7 83.1 4 Đoạn 4 43.093 790 1415 1748 146 39 18.3 40.6
Hình 2.3: Tải lượng các chất ô nhiễm tiềm năng do nước thải sinh hoạt của khu vực 2.2.4. Nguồn ô nhiễm do hoạt động nông nghiệp của khu vực.
2.2.4.1. Nước thải nông nghiệp
Hệ thống thủy nông Nam Thái Bình là một hệ thống thủy nông lớn, cung cấp nước cho 38.992 ha đất canh tác thuộc 3 huyện Vũ Thư, Kiến Xương, Tiền Hải và thành phố Thái Bình. Hàng năm riêng tỉnh Thái Bình sử dụng một lượng lớn thuốc bảo vệ thực vật, chiếm 8 – 12% tổng lượng thuốc bảo vệ thực vật trong cả nước, tương đương 250 – 300 tấn/năm. Với khối lượng thuốc bảo vệ thực vật lớn, cộng với lượng phân hóa học được sử dụng trong nông nghiệp đã và đang gây ô nhiễm đến môi trường đất, nước. Theo báo cáo hiện trạng môi trường tỉnh Thái Bình thì 93% số mẫu nông sản, thực phẩm có dư lượng thuốc bảo vệ thực vật, trong đó có 7% vượt qua ngưỡng tối đa cho phép của tổ chức Nông lâm thế giới ( FAO ). Theo kết quả điều tra thì đây là nguồn gây ô nhiễm môi trường lớn nhất, đặc biệt là hệ sinh thái đồng ruộng. Kết quả nghiên cứu cho thấy hàm lượng thuốc bảo vệ thực vật tồn dư trong đất và nước ở khu vực nội đồng khá cao. Trong nước từ : 0,0079 – 0,1756 àg/l, trong đất từ 7,542 – 70,564 àg/l.
Sự nhiễm mặn của cỏc vựng cửa sông : tại cỏc vựng cửa sông, nước mặn theo thủy triều xâm nhập làm nước sông bị nhiễm mặn. Độ mặn cỏc sụng Hồng và sông Thái Bình biến đổi theo thủy triều. Khối lượng nước sông cũng làm cho độ mặn biến đổi theo mùa : vào mùa lũ, dòng chảy lớn trong cỏc sụng hạn chế sự xâm nhập mặn,
nhưng về mùa cạn vì dòng chảy nhỏ nước mặn có thể tiến khỏ sõu vào đất liền. Kể từ năm 1990 trở lại đây, nhờ có hồ Hòa Bình hoạt động điều tiết dòng chảy, chiều sâu xâm nhập mặn có giảm đi theo dọc sông Hồng và sông Trà Lý.
2.2.4.2. Phương pháp tính. a) Trong trồng trọt.
Trong vùng nông nghiệp thường phải sử dụng phõn bón hóa học vô cơ (đặc trưng bằng N, P ) và thuốc bảo vệ thực vật nờn cỏc chất ô nhiễm này thường phải đánh giá và xem xét trong quy hoạch. Trong khu canh tác nông nghiệp các chất ô nhiễm này thường theo nước hồi quy để đến dòng sông.
Tải lượng các chất dinh dưỡng vô cơ như tổng N, tổng P thường được ước tính gián tiếp cho toàn khu canh tác nông nghiệp theo tải lượng đơn vị của chất ô nhiễm / 1 ha canh tác.
T = H x Fct ( 2 – 6 )
Trong đó :
- T :là tải lượng chất ô nhiễm do hoạt động nông nghiệp của khu vực ( kg/năm )
- Fct là đại diện đất canh tác nông nghiệp ( ha )
- H :là hệ số phát sinh chất ô nhiễm do hoạt động trồng trọt.
Theo tài liệu “ Principhes of surface water quality moderling and control ” của Rober V.Thomann & John A. Mueller thì hệ số phát sinh chất ô nhiễm trong trồng trọt như bảng sau :
Bảng 2.25 : Hệ số phát sinh chất ô nhiễm trong nông nghiệp
Chất ô nhiễm N P
Hệ số H ( kg/ha/năm ) 5 0,5
b) Trong chăn nuôi.
Trong nông nghiệp, ngoài lĩnh vực trồng trọt cũn cú lĩnh vực chăn nuôi cũng cần tính toán/ ước tính tải lượng chất ô nhiễm. Tính toán tải lượng chất ô nhiễm do hoạt động chăn nuôi trong khu vực gần giống như tính toán tải lượng chất ô nhiễm do sinh hoạt của cộng đồng dân cư chỉ khác là hệ số phát sinh chất ô nhiễm tính theo từng loại gia súc gia cầm.
Trong trường hợp có thể xác định được nồng độ nước thải của các cơ sở chăn nuôi và lưu lượng nước thải của trang trại chăn nuôi thì tải lượng chất ô nhiễm do gia súc, gia cầm của cơ sở chăn nuôi có thể tính toán theo công thức sau:
T (kg/ngày) = Cth ( mg/l ) x Qth (m3 / ngày ) ( 2 – 7 )
Trong đó :
- Cth : Nồng độ chất ô nhiễm trong nước thải chăn nuôi có thể lấy theo số liệu thực tế hoặc kết quả tổng hợp 1 số tác giả trong hoặc ngoài nước , ví dụ như WHO.
- Lượng nước thải chăn nuôi có thể ước tính Qth=80% lượng nước dung ( Qth = 80% Qdùng )
- Lượng nước dùng Qd= Số conì Nhu cầu dùng nước ( l/con/ngày đêm) : Lựu chọn theo TCVN 4454-1987 :
Nhu cầu dùng nước của một số loại gia súc gia cầm ( M ) trong một ngày được chọn theo TCVN 4454 – 1987 như sau :
Trâu bò : 80 l/con/ngày đêm. Lợn : 25 l/con/ngày đêm. Gia cầm : 2 l/con/ngày đêm.
2.2.4.3. Tính toán và kết quả.
Số liệu tính toán
Diện tích đất nông nghiệp và số lượng gia súc, gia cầm được dùng để làm đầu vào tính toán được lấy theo niên giám thống kê 2010 do các huyện cung cấp.
a) Trong trồng trọt.
Áp dụng tính toán tải lượng các chất dinh dưỡng vô cơ như tổng N, tổng P theo công thức 2-6 ta có được kết quả :
Bảng 2.27 : Tổng hợp tải lượng ô nhiễm do hoạt động trồng trọt trên từng đoạn
TT Đoạn Tải lượng T ( kg/ngày )
N P
1 Đoạn 1 18 2
2 Đoạn 2 11 1.06
3 Đoạn 3 38 4
4 Đoạn 4 30 3
b) Trong chăn nuôi.
Bảng 2.28 : Bảng thống kê số lượng gia sỳc/gia cầm trong khu vực
TT Đoạn Số lượng (con) Qdùng ( m3/ngày )
Lợn Trâu Bò Gia cầm Lợn Trâu Bò Gia cầm Tổng 1 Đoạn 1 4834 6 84 2194 251999 1208.65 6.72 175.52 503.998 1894.888 1516 2 Đoạn 2 17961 54 594 110771 449.025 4.32 47.52 221.542 722.407 578 3 Đoạn 3 6401 6 312 3089 336949 1600.4 24.96 247.12 673.898 2546.378 2037 4 Đoạn 4 4049 5 303 164 4 205696 1012.375 24.24 131.52 411.392 1579.527 1264 Theo tổ chức WHO, nồng độ một số chất ô nhiễm chủ yếu trong nước thải chăn nuôi được ước tính như trong bảng :
Bảng 2.29 : Giá trị nồng độ một số chất ô nhiễm trong nước thải chăn nuôi
TT Thông số Nồng độ ( mg/l ) Chưa xử lý Xử lý bằng biogas 1 TSS 1100 430 2 BOD5 500 198 3 Tổng N 90 36 4 Tổng P 24 9,5
Tải lượng ô nhiễm được tính theo công thức (2-7) dựa vào lưu lượng nước thải, nồng độ chất ô nhiễm và tỷ lệ nước thải được xử lý. Theo ước tính, hiện nay mới chỉ có khoảng 20% lượng nước thải do chăn nuôi được xử lý sơ bộ bằng bể biogas. Từ đó thu được kết quả như Bảng :
Bảng 2.30 : Tải lượng ô nhiễm trong chăn nuôi đã xử lý và chưa xử lý
TT Đoạn Qthải
(m3/ngày)
Tải lượng (kg/ngày)
Đã xử lý Chưa xử lý TSS BOD5 N P TSS BOD5 N P 1 Đoạn 1 1516 130 60 11 3 1334 606 109 29 2 Đoạn 2 578 50 23 4 2 509 231 42 11 3 Đoạn 3 2037 175 81 15 4 1793 815 147 39 4 Đoạn 4 1264 109 50 9 2.4 1112 506 91 24
Tổng tải lượng = Tải lượng đã xử lý + Tải lượng chưa qua xử lý ( kg/ngày ) Bảng 2.31 : Tổng tải lượng các chất ô nhiễm do hoạt động chăn nuôi.
TT Đoạn Tổng tải lượng ( kg/ngày )
TSS BOD5 N P
1 Đoạn 1 1464 666 120 32
2 Đoạn 2 559 254 46 13
3 Đoạn 3 1968 896 162 43
4 Đoạn 4 1221 556 100 26.4
2.2.4.4. Tổng hợp tải lượng các chất ô nhiễm do hoạt động nông nghiệp. a. Tổng hợp tải lượng
Tải lượng ô nhiễm và áp lực ô nhiễm do hoạt động nông nghiệp được tổng hợp trong bảng 2.33 :
Bảng 2.32 : Tổng hợp tải lượng và áp lực ô nhiễm do hoạt động nông nghiệp
TT Đoạn Diện
tích (Km2)
Tổng tải lượng ( kg/ngày ) Áp lực ô nhiễm ((kg/km2/ngày) TSS BOD5 N P Chất dinh dưỡng (N,P)
1 Đoạn 1 53.111 1464 666 138 34 3.2
2 Đoạn 2 24.7256 559 254 57 14.06 2.9
3 Đoạn 3 48.2293 1968 896 200 47 5.1
Hình 2.4 : Tải lượng chất ô nhiễm do hoạt động nông nghiệp của khu vực 2.2.4.5. Tổng hợp tải lượng chất ô nhiễm của cả khu vực và xác định khu vực bị ô nhiễm trọng điểm.
Tổng tải lượng các chất ô nhiễm được tổng hợp từ ba nguồn ô nhiễm do hoạt động công nghiệp, nông nghiệp và sinh hoạt được thể hiện trong bảng :
Bảng 2.34 : Tổng tải lượng các chất ô nhiễm tại khu vực
TT Đoạn Diện tích (Km2) TSS BOD5 N P TSS BOD5 N,P 1 Đoạn 1 53.111 7050.849 5914.568 512.064 217.7 132.8 111.4 13.7 2 Đoạn 2 24.726 2176 982 192 50.06 88 39.7 9.8 3 Đoạn 3 48.229 5976 2089 421 106 123.9 43.3 10.9 4 Đoạn 4 43.093 5677 1492.88 310.56 68.4 131.7 34.6 8.8
Hình 2.5 : Tải lượng ô nhiễm vật lý và hữu cơ
Hình 2.6 : biểu đồ tải lượng ô nhiễm N,P Nhận xét :
Từ kết quả tổng hợp trên rút ra được kết luận sau a. Ô nhiễm vật lý:
- Tải lượng TSS : phát sinh do cả 3 nguồn ô nhiễm trên, trong đó phát sinh do nước thải sinh hoạt là lớn nhất. Khu vực có tải lượng lớn là đoạn 1 và đoạn 3 do tại đây mật độ dân cư sinh sống cao, nên lượng nước thải xả ra lớn. Lớn nhất là đoạn 3 ( gồm cỏc xó ở Kiến Xương và Tiền Hải ) 4008 kg/ngày, tiếp đến là đoạn 1 3302 kg/ngày.
- Áp lực ô nhiễm TSS : theo công thức 2-5 tính toán được áp lực ô nhiễm như trong bảng …… từ đó ta thấy được khu vực chịu áp lực ô nhiễm
vật lý lớn nhất là đoạn 1 ( Tp. Thái Bình và một số xã huyện Vũ Thư ), tiếp đến là đoạn 4 (131.7 kg/km2/ngày ).
b. Ô nhiễm hữu cơ
- Tải lượng BOD5 : phát sinh do cả 3 nguồn ô nhiễm, cũng như ô nhiễm vật lý khu vực có tải lượng BOD5 lớn vẫn tập trung ở đoạn 1 chảy qua TP. Thái Bình và một xã số huyện Vũ Thư.
- Áp lực ô nhiễm : áp lực ô nhiễm hữu cơ lớn nhất vẫn là đoạn 1. c. Chất lượng nước
Hệ thống thủy nông Nam Thái Bình với trục tưới, tiờu chớnh là sông Kiến Giang, hiện nay đang bị ô nhiễm ở mức độ đáng báo động, nhất là nơi đoạn sông đi qua thành phố Thái Bình, nơi nhận nước thải từ sản xuất, sinh hoạt của người dân thành phố Thái Bình và các khu công nghiệp trên địa bàn. Nhiều thời điểm nguồn nước ô nhiễm đến mức nước có màu đen, mùi hôi thối bốc lên nồng nặc làm cho cá của đoạn sông này chết hàng loạt nổi trắng mặt sông. Theo đánh giá của dự án và báo cáo hiện trạng môi trường tỉnh Thái Bình năm 2009 và các số liệu tính toán tải lượng và áp lực ô nhiễm của năm 2010 thì mức độ ô nhiễm của sông Kiến Giang là rất cao, CLN đang suy giảm nghiêm trọng, các chất ô nhiễm tăng dần., sông Kiến Giang đang tiềm ẩn khả năng ô nhiễm trên diện rộng tương tự như lưu vực sông Nhuệ.Nhiều vấn đề môi trường cấp bách đã và đang diễn ra không những ở quy mô địa phương mà cũn trờn toàn lưu vực. Với những lý do đã nêu trên việc thực hiện dự án là hết sức cần thiết nhằm tìm ra những giải pháp bảo vệ môi trường, cải thiện môi trường nước trên lưu vực là đặc biệt quan trọng tầm vĩ mô.
Tương tự như tính toán ở trên với định hướng phát triển kinh tế - xã hội của tỉnh Thái Bình đến năm 2020 thì :
Trong Nông nghiệp : diện tích đất nông nghiệp đến 2020 sẽ giảm từ 30% của năm 2010 xuống còn 14% đến năm 2020.
Trong công nghiệp : các khu công nghiệp trong khu vực sẽ mở rộng diện tích đúng như quy hoạch đề ra.
Tỷ lệ gia tăng dân số sẽ giảm từ 1,32% năm 2010 xuống còn 0,55% đến năm 2020
Vì vậy tải lượng ô nhiễm tiềm năng tính cho tương lai đến năm 2020 được tính kết quả như bảng dưới đây ( cụ thể tính toán được đưa trong phụ lục I ):
Bảng 2.35 : Áp lực ô nhiễm trong tương lai tính đến năm 2020
TT Đoạn Diện tích (Km2) TSS BOD5 N P TSS BOD5 N,P 1 Đoạn 1 53.111 7618.4 8314.3 465.1 245.91 143.4 156.5 13.4 2 Đoạn 2 24.726 1725.3 777.56 145.98 38.968 69.8 31.4 7.5 3 Đoạn 3 48.229 2988.5 1351.4 255 66.58 62.0 28.0 6.7 4 Đoạn 4 43.093 7817.9 1194.8 240.2 44.116 181.4 27.7 6.6 Nhận xét :
Trong tương lai tốc độ gia tăng dân số giảm, diện tích đất nông nghiệp cũng giảm thì nhìn chung tải lượng ô nhiễm cũng có xu hướng giảm nhưng vẫn ở mức cao.
Mặc dù diện tích đất nông nghiệp đến năm 2020 giảm so với hiện tại nhưng cơ cấu cây trồng tăng, số mùa vụ thay đổi cùng với sự biến đổi khí hậu, sự