Khảo sát hiện trạng ô nhiễm các kim loại nặng ở cửa sông tại hải phòng và

Mối tương quan giữa hàm lượng kim loại nặng trong nước và trong trầm tích các khu vực cửa sông Hải Phòng .... Khu vực cửa sông ven biển là đới tương tác mạnh mẽ của hai khối nước ngọt ng

BẢNG CÁC CHỮ VIẾT TẮT

Chữ viết tắt Tên đầy đủ (tiếng Anh) Tên đầy đủ (tiếng Việt)

AAS Atomic Absorption Spectroscopy Phổ hấp thụ nguyên tử

AES Atomic Emission Spectroscopy Phổ phát xạ nguyên tử

BOD Biochemical oxygen demand Nhu cầu oxy hóa sinh học

CGER Carier Gas Flow rate Lưu lượng khí mang

CPS Counts per second Số đếm ion cần phân tích trên giây COD Chemical oxygen demand Nhu cầu oxy hóa hóa học

GIS Geographic information System Hệ thống thông tin địa lý

ICP Inductively Coupled Plasma Cảm ứng cao tần plasma

RFP Radio Frequency power Công suất cao tần

ppb Part per billion Nồng độ phần tỷ (µg/l)

ppm Part per million Nồng độ phần triệu (mg/l)

RSD% Relative standard deviation Độ lệch chuẩn tương đối

UV-Vis: Ultra violet – visible Tử ngoại – khả kiến

1

MỤC LỤC

Lời cam đoan

Lời cảm ơn

Danh mục bảng

Danh mục hình

Bảng các chữ viết tắt

MỞ ĐẦU 5

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN 7

1.1 Hiện trạng các sông, vùng cửa sông, ven biển 7

1.1.1 Hệ thống sông ngòi Việt Nam 7

1.1.2 Tình trạng ô nhiễm sông ngòi 7

1.1.3 Các nguồn gây ô nhiễm 9

1.2 Mạng lưới sông ngòi và tình trạng ô nhiễm cửa sông tại Hải Phòng 11

1.2.1 Điều kiện tự nhiên - kinh tế - xã hội thành phố Hải Phòng 11

1.2.2 Mạng lưới sông ngòi thành phố Hải Phòng 15

1.2.3 Tình trạng ô nhiễm môi trường tại các cửa sông của Hải Phòng 17

1.3 Kim loại nặng và độc tính của chúng 24

1.3.1 Kim loại nặng trong môi trường 25

1.3.2 Độc tính của kim loại nặng 26

CHƯƠNG II: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 28

2.1 Đối tượng nghiên cứu 28

2.2 Phương pháp nghiên cứu 28

2.2.1 Phương pháp thu thập tài liệu 28

2.2.2 Phương pháp thu thập mẫu 28

2.2.3 Phương pháp phân tích KLN trong nước và trầm tích 30

2.3 Phương pháp xử lý số liệu thực nghiệm 32

2.3.1 Số lượng số liệu thu được 34

2.3.2 Xử lý số liệu thực nghiệm 34

2

CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 37

3.1 Hiện trạng môi trường tại các cửa sông Hải Phòng 37

3.1.1 Các nguồn gây ô nhiễm nước khu vực cửa sông 37

3.1.2 Chế độ thủy văn tại khu vực khảo sát 38

3.1.3 Hàm lượng các kim loại nặng trong nước 39

3.1.2 Hàm lượng các kim loại nặng trong trầm tích 51

3.1.3 Mối tương quan giữa hàm lượng kim loại nặng trong nước và trong trầm tích các khu vực cửa sông Hải Phòng 61

3.2 Đề xuất một số giải pháp giảm thiểu ô nhiễm môi trường nước các cửa sông Hải Phòng 62

3.2.1 Giải pháp chính sách, quản lý 62

3.2.2 Giải pháp khoa học, công nghệ 63

TÀI LIỆU THAM KHẢO 68

3

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1.1: Ước tính lưu lượng và thải lượng các chât ô nhiễm trong nước thải sinh

hoạt đô thị ở Hải Phòng qua các năm 18

Bảng 1.2: Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng nước mặt 26 Bảng 2.1: Các vị trí lấy mẫu nước và trầm tích 29 Bảng 3.1: Các nguồn chính tác động đến môi trường khu vực cửa sông Hải Phòng 37 Bảng 3.2: Giá trị trung bình hàm lượng các KLN trong mẫu nước tại khu vực cửa

sông Nam Triệu 40

Bảng 3.3: Giá trị trung bình hàm lượng các KLN trong mẫu nước tại khu vực cửa

Bảng 3.6: Giá trị trung bình hàm lượng các KLN trong mẫu trầm tích tại khu vực

cửa sông Nam Triệu 52

Bảng 3.7: Giá trị trung bình hàm lượng các KLN trong mẫu trầm tích tại khu vực

cửa sông Lạch Tray 54

Bảng 3.8: Giá trị trung bình hàm lượng các KLN trong mẫu trầm tích tại khu vực

cửa sông Văn Úc 56

Bảng 3.9: Giá trị trung bình hàm lượng các KLN trong mẫu trầm tích tại khu vực

cửa sông Thái Bình 58

4

DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1: Các cửa sông chính tại Hải Phòng - Hình ảnh của Google map 16 Hình 2 1: Sơ đồ vị trí lấy mẫu nước và trầm tích 30 Hình 2.3: Ví dụ về đường chuẩn phương pháp ngoại chuẩn 32 Hình 3.1: Biểu đồ hàm lượng các KLN trong nước khu vực cửa sông Nam Triệu 41 Hình 3.2: Biểu đồ hàm lượng các KLN trong nước khu vực cửa sông Lạch Tray 44 Hình 3.3: Biểu đồ hàm lượng các KLN trong nước khu vực cửa sông Văn Úc 47 Hình 3.4: Biểu đồ hàm lượng các KLN trong nước khu vực cửa sông Thái Bình 50 Hình 3.5: Biểu đồ hàm lượng các KLN trong trầm tích khu vực cửa sông Nam

5

MỞ ĐẦU

Hiện nay, khi vấn đề môi trường đang trở thành một trong những vấn đề nóng bỏng, khó giải quyết của nhân loại thì nhu cầu hiểu biết về nó càng trở nên quan trong hơn bao giờ hết Các công cụ quản lý hữu hiệu nhằm kiểm soát ô nhiễm môi trường, đặc biệt là quan trắc môi trường, đã và đang được áp dụng ở các nước trong khu vực và trên thế giới

Khu vực cửa sông ven biển là đới tương tác mạnh mẽ của hai khối nước ngọt nguồn lục địa và khối nước biển có độ muối cao, chúng hòa trộn với nhau và tạo ra môi trường mang tính trung gian có các quá trình vật lý, hóa học, sinh vật học phức tạp làm phân tán và tích tụ các chất khác nhau Trong đó, các tác nhân gây ô nhiễm

từ các nguồn xâm nhập vực nước như nguồn lục địa (chiếm 60-70%), nguồn từ khí quyển, từ các hoạt động kinh tế trong khu vực và nguồn xuyên biên giới… Đây cũng là nơi tích lũy các chất ô nhiễm từ lục địa như các chất hữu cơ, kim loại nặng, hóa chất bảo vệ thực vật

Hải Phòng có mạng lưới sông ngòi dày đặc, mật độ trung bình từ 0,18 km/km2, hướng chảy của các con sông chủ yếu là Tây Bắc - Đông Nam Nguồn nước này là nơi cư trú và nguồn sống của các loài động, thực vật và hàng triệu người Tuy nhiên, những nguồn nước này đang bị suy thoái và phá hủy nghiêm trọng do khai thác quá mức và bị ô nhiễm với mức độ khác nhau Mức độ ô nhiễm nước đang ngày càng gia tăng do không kiểm soát nguồn gây ô nhiễm hiệu quả Tình trạng này đang gây ra những ảnh hưởng đến sức khỏe của người, làm tăng nguy cơ ung thư, sảy thai và dị tật bẩm sinh, dẫn đến suy giảm nòi giống

Tại Hải Phòng, các sông được thu gom và đổ ra biển qua hệ thống 04 cửa sông chính: Nam Triệu, Lạch Tray, Văn Úc và Thái Bình Thực tế, đã có nhiều nghiên cứu đánh giá các chỉ tiêu trong nước các sông tại Hải Phòng, tuy nhiên những nghiên cứu về ô nhiễm kim loại nặng trong nước và trầm tích khu vực cửa sông còn rất ít Để góp phần vào việc bảo vệ môi trường và khắc phục ô nhiễm môi

trường cửa sông, tôi tiến hành đề tài “Khảo sát hiện trạng ô nhiễm các kim loại

nặng ở cửa sông tại Hải Phòng và đề xuất cả giải pháp quản lý”

6

Mục tiêu của đề tài:

Khảo sát sơ bộ mức độ ô nhiễm kim loại nặng trong nước và trầm tích của 04 khu vực cửa sông tại Hải Phòng

Nội dung của đề tài:

Khảo sát hiện trạng, thu mẫu nước và trầm tích theo mùa trong 02 năm 2014,

2015

Phân tích và xác định hàm lượng của 10 kim loại nặng (As, Cd, Pb, Zn, Hg,

Cr, Cu, Fe, Mn, Ni) trong nước và trong trầm tích tại khu vực cửa sông Hải Phòng

Đánh giá sơ bộ chất lượng nước, trầm tích và nguyên nhân ô nhiễm môi trường khu vực cửa sông làm cơ sở khoa học cho việc đưa ra các giải pháp bảo vệ môi trường lưu vực cửa sông

Nội dung chính của luận văn được trình bày trong 67 trang, 03 chương:

Chương 1: Tổng quan

Chương 2: Đối tượng và phương pháp nghiên cứu

Chương 3: Kết quả và thảo luận

7

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN 1.1 Hiện trạng các sông, vùng cửa sông, ven biển

1.1.1 Hệ thống sông ngòi Việt Nam

Việt Nam hiện có 392 con sông chảy liên tỉnh được đưa vào danh mục quản

lý của Cục đường sông Việt Nam theo quyết định sô 1989 ngày 01/11/2010 của Thủ tướng Chính phủ Trong đó có 191 tuyến sông, kênh với tổng chiều dài 6.734,6 k m được xem là tuyến đường sông quốc gia Mật độ sông, kênh trung bình trong cả nước đạt 0,60 km/km2; khu vực đồng bằng sông Hồng có mật độ 0,45 km/km2 , khu vực đồng bằng sông Cửu Long có mật độ 0,68 km/km2, nơi có mật độ sông thấp nhất là vùng Nam Trung Bộ [17]

Tổng lưu lượng nước trung bình của các sông và kênh là 26.600 m3/s Trong

đó, hệ thống sông Cửu Long chiếm 60,4%, hệ thống sông Hồng 15,1% và các sông còn lại chiếm 24,5% Hướng của các dòng sông chủ yếu chảy từ Tây sang Đông, từ Tây Bắc xuống Đông Nam, từ đất liền ra biển Đông Nước ta có khoảng 112 cửa sông lạch đổ ra biển, các cửa sông lớn thường bắt nguồn từ nước ngoài Dọc bờ biển, trung bình cứ 23 km lại có một cửa sông

1.1.2 Tình trạng ô nhiễm sông ngòi

Nhìn chung, chất lượng nước ở thượng lưu các con sông còn khá tốt, nhưng vùng hạ lưu phần lớn đã bị ô nhiễm, có nơi ở mức nghiêm trọng Nguyên nhân là do nước thải sinh hoạt, nước thải từ các hoạt động sản xuất công nghiệp và nông nghiệp (phần lớn là các hoá chất, thuốc trừ sâu và thuốc bảo vệ thực vật) và giao thông, thuỷ lợi đã và đang thải trực tiếp ra các dòng sông Chất lượng nước suy giảm mạnh, nhiều chỉ tiêu như BOD5, COD, NH4+, tổng N, tổng P và vi sinh vật cao hơn tiêu chuẩn cho phép nhiều lần Ô nhiễm nguồn nước do chất thải công nghiệp chủ yếu xảy ra ở khu công nghiệp và khu đô thị

Sông Đồng Nai: Vùng hạ lưu (tính từ sau hồ Trị An đến điểm hợp lưu với sông Sài Gòn), ô nhiễm hữu cơ chưa cao (DO = 4 ÷ 6 mg/l, BOD = 4 ÷ 8 mg/l) nhưng hầu như không đạt QCVN 08:2008, cột A2 - nước sử dụng cho mục đích bảo tồn thủy sinh Ô nhiễm vi sinh, kim loại nặng, phenol, PCB và dầu mỡ rõ rệt Theo

8

báo cáo hiện trạng môi trường quốc gia năm 2006, hạ lưu của nhiều sông trong lưu vực sông Đồng Nai đã bị ô nhiễm nghiêm trọng Ô nhiễm nặng nhất là sông Thị Vải, có đoạn sông “chết” dài trên 10 km Vùng thượng lưu nước có chất lượng tốt, trừ khu vực thành phố Đà Lạt đã bị ô nhiễm nặng do hàm lượng cao của các chất hữu cơ, dinh dưỡng, vi sinh [14]

Sông Sài Gòn: Mức độ ô nhiễm là nghiêm trọng cả về hữu cơ (DO = 1,5 ÷ 5,5 mg/l; BOD = 10 ÷ 30 mg/l), dầu mỡ, vi sinh, không có điểm nào đạt QCVN 08:2008, cột A2 Ô nhiễm cao nhất là ở vùng sông chảy qua trung tâm TP Hồ Chí Minh Ngoài ra, sông Sài Gòn còn bị axit hoá nặng do nước phèn ở đoạn Hốc Môn -

Củ Chi (pH = 4,0 ÷ 5,5) [14]

Sông Cầu: Chất lượng nước các sông thuộc lưu vực sông Cầu ngày càng xấu

đi, nhiều đoạn sông đã bị ô nhiễm tới mức báo động Ô nhiễm cao nhất là đoạn sông Cầu chảy qua địa phận thành phố Thái Nguyên, đặc biệt là tại các điểm thải của Nhà máy Giấy Hoàng Văn Thụ, Khu Gang thép Thái Nguyên , chất lượng nước không đạt cả QCVN 08:2008, cột B2 - nước sử dụng với mục đích giao thông thủy Yếu tố gây ô nhiễm cao nhất là các chất hữu cơ, NO2 - và dầu Khu vực ô nhiễm nhất là đoạn

từ nhà máy giấy Hoàng Văn Thụ tới cầu Gia Bảy, DO đạt giá trị thấp nhất (0,4 ÷ 1,5 mg/l), BOD5, COD có giá trị rất cao (>1000mg/l); Coliform ở một số nơi vượt ngưỡng cho phép tại QCVN 08:2008, cột A2 hàng chục lần Hàm lượng NO2- > 2,0 mg/l và dầu > 5,5 mg/l, vượt quá ngưỡng cho phép tại cột B2 tới 20 lần [14]

Sông Nhuệ - sông Đáy: Hiện tại, nước của trục sông chính thuộc lưu vực sông Nhuệ - sông Đáy đã bị ô nhiễm, đặc biệt là nước sông Nhuệ Theo thống kê chưa đầy đủ của Sở Tài nguyên và Môi trường tỉnh Hà Nam, từ năm 2006 đến năm

2009, tỉnh Hà Nam phải hứng chịu khoảng 25 đợt nước sông Nhuệ bị ô nhiễm nghiêm trọng bởi nước thải từ Hà Nội Bình quân 2 năm trở lại đây, sông Nhuệ trung bình khoảng hơn một tháng có một đợt nước bị ô nhiễm và ảnh hưởng trực tiếp đến tỉnh Hà Nam Thời gian mỗi đợt ô nhiễm kéo dài khoảng từ 3 đến 7 ngày Như vậy, thời gian để quá trình tự phục hồi môi trường nước sông Nhuệ khu vực hạ lưu là rất ngắn Vì vậy, vấn đề ô nhiễm vùng hạ lưu ngày càng trầm trọng hơn [14]

9

1.1.3 Các nguồn gây ô nhiễm

1.1.3.1 Nguồn gây ô nhiễm từ hoạt động sống của con người

Các dòng nước mặt (sông, kênh rạch…) đặc biệt là ở vùng đô thị đều bị ô nhiễm trầm trọng bởi rác thải, nước thải sinh hoạt từ các khu dân cư xả vào kênh rạch chưa qua xử lý Tình trạng lấn chiếm lòng, bờ sông kênh rạch để sinh sống, xả rác và nước thải trực tiếp trên bề mặt gây ô nhiễm nước mặt, cản trở lưu thông của dòng chảy, tắc nghẽn cống rãnh tạo nước tù Môi trường yếm khí gia tăng phân hủy các hợp chất hữu cơ, không những gây mùi hôi thối, ô nhiễm nguồn nước và môi trường mà còn gây khó khăn trong việc lấy nguồn nước mặt để xử lý thành nguồn nước sạch cấp cho nhu cầu xã hội

Để gia tăng môi trường sống, con người phá rừng lấp đất, sang ruộng cất nhà làm đường dẫn đến mất khả năng giữ nước của đất, lượng nước bề mặt không được thấm bổ cập vào nước ngầm mà chảy vào sông rạch ra biển Ngoài ra còn gây ngập lụt, trược lỡ đất

Ảnh hưởng của nước thải sinh hoạt chiếm trên 30% tổng lượng thải trực tiếp

ra các sông, hồ hay kênh rạch dẫn ra sông Đông Nam bộ và đồng bằng sông Hồng

là hai vùng tập trung nhiều lượng nước thải sinh hoạt nhất cả nước Hầu hết nước thải sinh hoạt của các thành phố đều chưa được xử lý, trực tiếp đổ vào các kênh mương và chảy thẳng ra sông gây ra ô nhiễm môi trường nước mặt Phần lớn các đô thị đều chưa có nhà máy xử lý nước thải tập trung, hoặc đã xây dựng nhưng chưa đi vào hoạt động, hoặc hoạt động không có hiệu quả

Đặc biệt, nước thải y tế được xem là nguồn thải độc hại nếu không được xử lý trước khi thải ra môi trường do thành phần nước thải y tế chứa nhiều hóa chất độc hại với nồng độ cao và chứa nhiều vi trùng, vi khuẩn lây lan bệnh truyền nhiễm Mức độ gia tăng lượng nước thải y tế năm 2011 so với năm 2000 là hơn 20% Hầu hết các bệnh viện do Bộ Y tế quản lý đã được đầu tư hệ thống xử lý nước thải tập trung Tuy nhiên, tại các bệnh viện thuộc Sở Y tế địa phương quản lý hay các bệnh viện thuộc ngành khác quản lý, cũng như các cơ sở khám chữa bệnh tư nhân nằm rải rác, phần lớn chưa có hệ thống xử lý nước thải Theo các thống kê của Cục Quản lý môi trường

10

y tế thuộc Bộ Y tế cho biết chỉ có khoảng 53% trong tổng số bệnh viện có hệ thống

xử lý nước thải y tế Với lượng thải lớn và tổng lượng chất ô nhiễm cao là một trong những nguyên nhân chính gây ô nhiễm môi trường nước mặt

1.1.3.2 Nguồn gây ô nhiễm từ hoạt động phát triển nông nghiệp

Việc chăn nuôi gia súc gia cầm ở hộ gia đình vùng nông thôn còn chưa có ý thức tiết kiệm nguồn nước trong việc vệ sinh, vệ sinh chuồng trại, chưa có hệ thống

xử lý chất thải nước thải, phần lớn thải vào các ao hồ

Việc nuôi các bè cá, bè tôm trực tiếp trên các dòng nước mặt sông rạch đã làm ô nhiễm nguồn nước do một số nguyên nhân: thức ăn của cá dư thừa, sự khuấy động nguồn nước, sự cản trở lưu thông dòng mặt

Với tình trạng sử dụng bừa bãi, tùy tiện các loại hóa chất trong phân bón, các loại thuốc kích hoạt phát triển cây… Nhiều hệ thống kênh mương tưới tiêu nội đồng

đã bị ô nhiễm nguồn nước và phát tán rộng

1.1.3.3 Nguồn gây ô nhiễm từ hoạt động phát triển công nghiệp và dịch vụ

Trong giai đoạn đẩy mạnh công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước, nhiều ngành công nghiệp được mở rộng quy mô sản xuất, cũng như phạm vi phân bố Cùng với đó là sự gia tăng lượng nước thải, nhưng mức đầu tư cho hệ thống xử lý nước thải chưa đáp ứng yêu cầu Vùng Đông Nam bộ và toàn bộ các tỉnh thuộc vùng kinh tế trọng điểm phía Nam, nơi tập trung các khu công nghiệp lớn, là vùng

có lượng phát sinh nước thải công nghiệp lớn nhất cả nước Số lượng khu công nghiệp có hệ thống xử lý nước thải vẫn đang ở mức trung bình (50 ÷ 60%), song 50% trong số đó vẫn chưa hoạt động hiệu quả

Các chất thải công nghiệp như khối, bụi…tạo nên mưa axít không những làm thay đổi chất lượng nước ngọt, mà còn ảnh hưởng xấu đến đất và môi trường sinh thái

1.1.3.4 Nguồn gây ô nhiễm từ một số nguyên nhân khác

Hệ thống kênh rạch không được nạo vét dẫn đến tích tụ một khối lượng lớn các vật chất hữu cơ từ nước thải, rác thải gây bồi lắng và ảnh hưởng đến việc tiêu thoát của dòng nước

1.1.4 Ô nhiễm kim loại nặng tại cửa sông, ven biển trên thế giới và Việt Nam

Ô nhiễm kim loại nặng ở môi trường biển đã gia tăng trong những năm gần đây do dân số toàn cầu gia tăng đi cùng với sự phát triển công nghiệp Ô nhiễm kim loại nặng ở nhiều vùng cửa sông, vùng ven biển trên thế giới đã được biết từ lâu bởi tính độc hại đe dọa đến sự sống của sinh vật thủy sinh, nguy cơ gây ảnh hưởng đến sức khỏe con người

Ô nhiễm Pb và Zn là một trong những điều đáng quan tâm do ảnh hưởng độc hại của chúng lên hệ sinh thái tại các cửa sông ở Úc, với hàm lượng rất cao 1000 µg.g-1 Pb, 2000 µg.g-1 Zn có thể tìm thấy trong trầm tích bị ô nhiễm Hàm lượng Pb

vô cơ trong trầm tích cửa sông ở Anh biến động từ 25 µg.g-1 trong khu vực không bị

ô nhiễm đến hơn 2700 µg.g-1

trong cửa sông Gannel – là nơi nhận chất thải từ viêc khai thác mỏ chì Tương tự như Pb, hàm lượng As cũng đã được xác định ở nhiều vùng cửa sông, vùng ven biển trên thế giới Hàm lượng As trong trầm tích cửa sông

)

1.2 Mạng lưới sông ngòi và tình trạng ô nhiễm cửa sông tại Hải Phòng

1.2.1 Điều kiện tự nhiên - kinh tế - xã hội thành phố Hải Phòng

, bao gồm cả huyện đảo (Cát Hải và Bạch Long Vĩ) được chia thành 15 đơn vị hành chính (7 quận và 8 huyện) Phía Đông - Bắc giáp tỉnh Quảng Ninh; phía Tây - Nam giáp tỉnh Thái Bình; phía Tây - Bắc giáp tỉnh Hải Dương; phía Đông giáp vịnh Bắc Bộ [15]

* Đặc điểm địa hình

Địa hình thành phố Hải Phòng rất đa dạng, phía Bắc là vùng trung du với những đồng bằng xen kẽ đồi, núi; phía Nam có địa hình thấp và bằng phẳng, có thể chia địa hình thành 3 vùng sau:

Vùng núi thấp: chiếm khoảng 10% diện tích thành phố; phân bố ở quần đảo Cát Bà, Long Châu, Bạch Long Vĩ Đặc điểm các núi ở đây là đỉnh nhọn sắc, sườn dạng răng cưa dốc đứng, hiểm trở có độ cao khoảng 100 ÷ 250 m, cao nhất 331 m

Vùng đồi: chiếm khoảng 5% diện tích thành phố Các dải đồi chủ yếu tập trung ở phía Bắc huyện Thủy Nguyên có độ cao thay đổi từ 40 ÷ 110 m Tuy nhiên

có nơi cao hơn 100 m là Núi Đèo 146 m, Phi Liệt 146 m, Mỏ Vịt 116 m, Mã Chàng

114 m, Doãn Lại 109 m, Hạ Côi 108 m

Vùng đồng bằng: chiếm khoảng 85% diện tích thành phố, trải ra trên các huyện Vĩnh Bảo, Tiên Lãng, An Lão, Kiến Thụy, An Dương, phía Nam huyện Thủy Nguyên và nội thành Hải Phòng Độ cao từ 0,7 ÷ 1,7 m so với mực nước biển Trên

bề mặt đồng bằng có một số đồi núi sót như Núi Voi, Xuân Sơn, Phù Liễn, Kha Lâm, Núi Đối và Đồ Sơn [15]

* Đặc điểm khí hậu

Hải Phòng nằm trong khu vực khí hậu nhiệt đới gió mùa, một năm có hai mùa rõ rệt Mùa mưa bắt đầu từ tháng 5 đến hết tháng 10, mùa khô từ tháng 11 đến hết tháng 4 năm sau

13

Nhiệt độ: nhiệt độ bình quân năm dao động trong khoảng 22,5 ÷ 23,5oC Mùa hè nóng, nền nhiệt độ trung bình đạt trên 25oC kéo dài từ tháng 5 ÷ 9, nhiệt độ cao nhất có thể đạt 35 ÷ 40oC, thường xuất hiện vào tháng 7 Mùa đông lạnh, nền nhiệt độ hạ xuống dưới 20oC kéo dài từ tháng 12 năm trước đến tháng 3 năm sau Trong mùa đông, khu vực này chịu ảnh hưởng của các đợt gió mùa đông bắc, nhiệt

độ trung bình 18 ÷ 20o

C, nhiệt độ thấp nhất có thể xuống dưới 10oC

Độ ẩm trung bình hàng năm biến đổi từ 82 ÷ 84%, ở sâu trong đất liền là trên 85% Nhìn chung độ ẩm không khí có xu hướng tăng dần từ Bắc xuống Nam và từ ngoài khơi vào bờ Tháng 4 là tháng có độ ẩm cao nhất (khoảng 90 ÷ 91%)

Lượng mưa trung bình năm là 1495,7 mm Mùa mưa kéo dài 6 tháng, từ tháng 5 đến tháng 10, chiếm hơn 80% lượng mưa toàn năm Lượng mưa tăng dần từ đầu mùa tới giữa mùa mưa, đạt tới cực đại vào tháng 8 (tháng có nhiều bão nhất ở vùng này) với lượng mưa trung bình lên tới gần 350 mm

Từ tháng 11 đến tháng 4 là mùa ít mưa Những tháng đầu mùa khô là thời kỳ ít mưa nhất Mỗi tháng trung bình chỉ quan sát được 6 ÷ 8 ngày mưa nhỏ Tháng có lượng mưa nhỏ nhất là tháng 1, với lượng mưa từ 20 ÷ 25 mm và 6 ÷ 8 ngày mưa Nửa cuối mùa đông là thời kỳ mưa phùn ẩm ướt Tuy lượng mưa tăng không nhiều so với đầu mùa đông nhưng số ngày mưa thì nhiều hơn rõ rệt (10 ÷ 15 ngày mỗi tháng)

Tổng lượng bốc hơi hàng năm đạt trung bình 700 ÷ 750 mm Các tháng 10,

11 là thời kỳ khô hanh, nắng nhiều nên lượng bốc hơi lớn nhất trong năm, đạt trên

80 mm Vào các tháng 2, 3 lượng bốc hơi thấp, chỉ trên 30 mm [15]

* Chế độ thủy văn

Dòng chảy phân phối không đều trong năm, tập trung chủ yếu từ tháng 6 đến tháng 10, chiếm 80% lượng dòng chảy năm Lượng dòng chảy tháng 8 lớn nhất, chiếm 24% lượng dòng chảy năm, còn lượng dòng chảy nhỏ nhất tháng 3 chỉ chiếm

từ 1,2 đến 2,2% lượng dòng chảy năm Mùa lũ kéo dài 5 tháng nhưng lượng nước chiếm tới 80% lượng dòng chảy năm, mùa kiệt kéo dài 7 tháng nhưng lượng nước chiếm 20% lượng dòng chảy năm [15]

14

* Thủy triều và xâm nhập mặn

Thủy triều chịu tác động của lực ma sát lòng sông, của nước từ thượng nguồn đổ về và hình dạng lòng sông Sự xâm nhập của thủy triều phụ thuộc rất lớn vào lượng nước từ thượng nguồn Về mùa lũ, nếu lấy mực nước tại Phả Lại thì khi

lũ ở Phả Lại lên đến 4,5 m hầu như không thấy mực nước dao động theo triều Về mùa cạn, tất cả các sông trong vùng đều chịu ảnh hưởng của thủy triều

Mặn chịu ảnh hưởng của nhiều yếu tố khác nhau như lưu lượng từ thượng lưu, thủy triều, mưa, gió, nhiệt độ, địa hình và tác động của con người Độ mặn thay đổi theo mùa rõ rệt Mùa lũ do có nhiều nước trên thượng nguồn đổ về cho nên lượng mặn rất nhỏ (nhỏ hơn 0,02‰) Mùa cạn do lượng nước từ thượng nguồn đổ về ít cho nên độ mặn của nước sông tăng lên nhanh chóng Nhìn chung, càng vào sâu trong sông, độ mặn thay đổi càng lớn Theo chiều từ Bắc xuống Nam, xâm nhập mặn vào các sông của thành phố Hải Phòng có xu thế giảm dần Theo thời gian, từ tháng 12 đến tháng 5, độ mặn trên các sông xuất hiện cao nhất Theo kết quả tính toán bằng

mô hình MIKE 11 của đề tài “Đánh giá hiện trạng nhiễm mặn và nghiên cứu khả năng khai thác các nguồn nước phục vụ phát triển kinh tế - xã hội khu vực ven biển thành phố Hải Phòng”, diễn biến độ mặn trên một số con sông cụ thể như sau:

Sông Bạch Đằng có độ mặn cao nhất đạt 17,27‰, độ mặn thấp nhất đạt 5,3‰ và độ mặn trung bình đạt 10,94‰

Sông Cấm, độ mặn dao động từ 25 đến 1‰ Diễn biến độ mặn trên sông Cấm thể hiện dưới dạng đường cong trơn và không có đột biến tại khu vực hợp lưu với sông Kinh Thày, điều đó chứng tỏ dòng chảy từ sông Cấm sang sông Kinh Thày Nhìn chung độ mặn trên sông Cấm không lớn Độ mặn lớn nhất tại cửa Cấm

là 13,73‰, độ mặn nhỏ nhất là 0,1‰ và độ mặn trung bình là 3,01‰

Sông Lạch Tray tại khu vực Kiến An, độ mặn cao nhất đạt 2,47‰, độ mặn thấp nhất đạt 0,2‰, độ mặn trung bình đạt 0,58‰ Theo khoảng cách, độ mặn 1‰ dao động từ 1 ÷ 32 km, trung bình là 22 km [15]

Sông Văn Úc, độ mặn hầu như không thay đổi trong khoảng cách từ 0 ÷ 20

km tính từ cửa sông Độ mặn luôn luôn dao động quanh trị số 26‰ Nguyên nhân là

15

do sông Văn Úc chịu tác động lớn của thủy triều Từ khoảng cách 20 -32 km, độ mặn thay đổi rõ rệt Độ mặn thay đổi từ 26‰ xuống còn khoảng trên dưới 1‰ Nguyên nhân là do chịu ảnh hưởng của lưu lượng thượng nguồn đổ về Từ khoảng cách lớn hơn 32 km, độ mặn hầu hết nhỏ hơn 1‰ Tại khu vực Quang Phục, độ mặn max đạt 10,80‰, độ mặn min đạt 0,1‰ và độ mặn trung bình đạt 0,99‰ Tại khu vực Khuể, độ mặn max đạt 8,5‰, độ mặn min đạt 0,1‰ và độ mặn trung bình đạt 0,67‰ Tại khu vực Trung Trang, độ mặn max đạt 0,15‰, độ mặn min đạt 0,13‰ và độ mặn trung bình đạt 0,13‰ Đây là độ mặn tương đối thích hợp để lấy nước vào hệ thống thủy lợi

Sông Thái Bình, độ mặn ít thay đổi trong phạm vi từ 0 ÷ 10 km tính từ cửa sông, dao động từ 27 ÷ 28‰ Độ mặn thay đổi lớn với khoảng cách từ 10 ÷ 16 km tính từ cửa sông, độ mặn trung bình trong đoạn này khoảng 7‰, mức độ triết giảm

độ mặn trung bình 4‰/km Độ mặn trong khoảng cách từ 16 ÷ 28 km có sự thay đổi gấp khúc lớn, đặc biệt là khoảng cách từ 18 ÷ 20 km Nguyên nhân là do chịu ảnh hưởng của lưu lượng nước từ thượng nguồn đổ về Ở khoảng cách lớn hơn 28 km,

do ảnh hưởng của nhập lưu sông Mới - nối giữa sông Thái Bình và sông Văn Úc, độ mặn tăng lên từ 5‰ lên đến 10‰ Tại khu vực Đông Xuyên, độ mặn cao nhất đạt 13,5‰, độ mặn thấp nhất đạt 0,1‰, độ mặn trung bình là 1,78‰ Tại khu vực Cống

Rỗ, độ mặn cao nhất đạt 1,2‰, độ mặn thấp nhất đạt 0,1‰ và độ mặn trung bình đạt 0,19‰ Tại khu vực Phú Lương, độ mặn cao nhất đạt 1,53‰, độ mặn thấp nhất đạt 0,1‰ và độ mặn trung bình đạt 0,28‰ Nhìn chung, độ mặn trung bình tại các

vị trí trên nhỏ hơn 1‰ do đó thích hợp để lấy nước phục vụ sản xuất [15]

1.2.2 Mạng lưới sông ngòi thành phố Hải Phòng

Hải Phòng có mạng lưới sông ngòi dày đặc, mật độ trung bình từ 0,18 km/km2, hướng chảy của các con sông chủ yếu là Tây Bắc - Đông Nam, sông uốn khúc nhiều vận tốc dòng chảy không lớn, lượng phù sa lớn tạo thành nhiều bãi bồi trong lòng sông và ở các cửa sông, làm cản trở giao thông đường thuỷ và luồng lạch vào cảng

16

Nước từ các sông ở Hải Phòng được lưu thông với biển qua 04 cửa sông chính, bao gồm:

Hình 1.1: Các cửa sông chính tại Hải Phòng

Cửa Nam Triệu (cửa Bạch Đằng): là nơi đổ ra biển của Sông Bạch Đằng và sông Cấm (hợp lưu sông Kinh Môn và sông Kinh Thầy) Sông Đá Bạch - Bạch Đằng: Bắt nguồn từ địa phận tỉnh Quảng Ninh, chảy vào Hải Phòng tại thôn Xuân Dương, xã Lại Xuân, huyện Thủy Nguyên sau đó hợp lưu với một nhánh của sông Kinh Thày, rồi phân thành một nhánh là sông Giá Dòng chính đổ ra biển tại cửa Nam Triệu, sông dài 32 km Hướng chảy chủ yếu là Tây Bắc - Đông Nam Độ rộng vào loại lớn nhất của sông Hải Phòng, trung bình 1000 m, chỗ rộng nhất đến 1.800

m, độ sâu trung bình 10 m Hai bên bờ phía thượng lưu thường có nhiều dãy núi đá vôi, phía hạ lưu lại có bãi triều rất rộng, có nơi thành rừng sú vẹt Sông Cấm dài 37

km và đổ ra biển tại cửa Cấm Sông Cấm có độ rộng tương đối lớn, trung bình là

17

400 m, độ sâu trung bình 7 m So với các sông khác ở Hải Phòng thì sông Cấm có

độ uốn khúc nhỏ nhất (1,19) Hướng chảy chủ yếu Tây Bắc - Đông Nam Dọc theo đoạn sông từ phà Kiền trở xuống có nhiều cảng lớn và các bến bãi phụ; sự hoạt động tấp nập của tàu thuyền phần nào có ảnh hưởng tới chế độ dòng chảy của sông

Cửa Lạch Tray - Sông Lạch Tray: là sông nhánh của sông Văn Úc được tách

ra từ ngã ba Kênh Đồng, đổ ra biển tại Tràng Cát, quận Hải An, sông dài 43 km, độ sâu trung bình 4,0 m độ rộng trung bình 120 m với độ uốn khúc 1,44 vào loại lớn nhất của sông ngòi Hải Phòng Hướng chảy chủ yếu là Tây Bắc - Đông Nam, hai bên bờ có bãi triều rộng Sông Lạch Tray là tuyến đường giao thông thủy quan trọng của thành phố

Cửa Văn Úc - Sông Văn Úc là một phân lưu của sông Thái Bình Sông có đặc điểm khá thẳng và độ đốc lớn do đó phần lớn lượng nước từ sông Thái Bình đều chảy qua sông Văn Úc Độ rộng trung bình là 800 m, độ sâu trung bình 8 m

Cửa Thái Bình - Sông Thái Bình: Sau khi chảy qua tỉnh Hải Dương vào Hải Phòng, sông hợp lưu với sông Luộc tại Quý Cao và đổ ra biển tại xã Vinh Quang, huyện Tiên Lãng, có chiều dài 30 km Ở phía hạ lưu độ dốc đáy sông nhỏ nên tốc

độ chảy yếu, sông uốn khúc quanh co, nhưng nhìn chung vẫn chảy theo hướng Tây Bắc-Đông Nam Do tốc độ chảy trên sông Thái Bình nhỏ, sự bồi lắng cũng tăng lên,

độ sâu trung bình chỉ còn 2 m, chỗ rộng nhất 200 m, chỗ hẹp nhất 50 m

1.2.3 Tình trạng ô nhiễm môi trường tại các cửa sông của Hải Phòng

1.2.3.1 Nguồn gây ô nhiễm

* Nước thải sinh hoạt:

Nước thải sinh hoạt là một trong những nguyên nhân chính gây ô nhiễm môi trường nước thành phố Hải Phòng Nước thải sinh hoạt có tải lượng hữu cơ cao, làm cho môi trường nước sông, hồ trên địa bàn thành phố bị ô nhiễm hữu cơ nghiêm trọng Nguyên nhân do cơ sở hạ tầng kỹ thuật đô thị không phát triển tương xứng, hết nước thải sinh hoạt chưa qua xử lý được đổ thẳng xuống các hồ, sông trong trên địa bàn thành phố, làm gia tăng ô nhiễm môi trường nước [16]

18

Bảng 1.1: Ước tính lưu lượng và thải lượng các chât ô nhiễm trong nước thải sinh

hoạt đô thị ở Hải Phòng qua các năm

(Nghìn người)

Lưu lượng nước thải sinh hoạt (m 3 /ngày)

* Nước thải công nghiệp và làng nghề:

Cho đến nay, thành phố Hải Phòng có gần 13000 cơ sở sản xuất, trong đó có trên 150 cơ sở với loại hình sản xuất có nguồn nước thải phát sinh lớn Hầu hết các

cơ sở công nghiệp chủ chốt của Hải Phòng như: các công ty xi măng, đóng mới và sửa chữa tầu thuỷ, cơ khí, đúc, các nhà máy, xí nghiệp sản xuất sắt thép xây dựng

và các sản phẩm từ kim loại, hoá chất, cao su, nhựa, chế biến thực phẩm, đồ uống đều nằm bên các sông chính Các hoạt động sản xuất công nghiệp này đã thải ra môi trường một lượng lớn chất thải rắn, lỏng, khí Nước thải của các khu công nghiệp, đặc biệt là công nghiệp Hóa chất đã đưa vào nguồn nước mặt lượng lớn các ion kim loại nặng, các axit, bazo

Tính đến năm 2014, trên địa bàn thành phố Hải Phòng có khoảng 34 làng nghề đang hoạt động, trong đó nổi bật có thể kể đến các làng nghề như: Tạc tượng Bảo Hà; mộc Kha Lâm; đúc Mỹ Đồng; vận tải An Lư; gốm Dưỡng Động; hoa Đằng Hải; Thuốc lào Vĩnh Bảo; Nước mắm Cát Hải; Bún Trịnh Xá; chiếu cói Lật Dương; bánh đa Nông Xá; cau Cao Nhân Tuy nhiên việc duy trì, phát triển làng nghề chưa chú trọng đến công tác bảo vệ môi trường dẫn đến tình trạng ô nhiễm nghiêm trọng Phần lớn các cơ sở tại các làng nghề có thiết bị, công nghệ đơn giản, chủ yếu

sử dụng phương pháp sản xuất thủ công gây ô nhiễm môi trường nặng, lại thêm mặt

19

bằng sản xuất nhỏ nên hầu như không có hệ thống xử lý nước thải Nước thải từ các làng nghề lại được thải trực tiếp ra các hồ sông, gây ô nhiễm nguồn nước mặt nghiêm trọng [16]

* Nước thải nuôi trồng thủy sản

Với lợi thế vùng ven biển, các hoạt động nuôi trồng thủy sản tại Hải Phòng rất phát triển nhưng cũng kéo theo việc phát sinh một lượng lớn các chất ô nhiễm trong quá trình sản xuất Riêng khu vực cửa sông Cấm - Bạch Đằng có diện tích nuôi các loại khoảng 6980 ha (92,5% tổng diện tích nuôi mặn, lợ của Hải Phòng) Hằng năm khu vực này thải vào môi trường nước vùng cửa sông Hải Phòng khoảng 63 ngàn tấn BOD, 127 ngàn tấn COD, 34 ngàn tấn nitơ và 11 ngàn tấn photpho [16]

* Nước thải từ sản xuất nông nghiệp

Theo Sở Nông nghiệp - Phát triển nông thôn Hải Phòng, nhiều vùng chuyên canh rau thuộc các huyện An Dương, Kiến Thụy, Thủy Nguyên, Vĩnh Bảo, lượng phân hoá học và thuốc bảo vệ thực vật trên mỗi ha cây trồng trong 5 năm qua (2010

- 2014) đã tăng từ 3,5 đến 4,3 lần Sử dụng quá mức lượng thuốc trừ sâu và phân hoá học khiến cây trồng không thể hấp thụ hết, một phần lớn thuốc, phân bị thẩm thấu, tích tụ lại trong đất và rửa trôi vào nguồn nước Thực tế ô nhiễm nguồn nước mặt, nước ngầm do sử dụng bừa bãi, tràn lan hoá chất, thuốc trừ sâu cũng đã diễn ra khá phổ biến ở các xã Bát Trang, An Thọ, Tú Sơn, Hồng Phong, An Hòa, Thiên Hương, Thuỷ Đường

Hoạt động chăn nuôi gia súc vùng ven biển Hải Phòng ở huyện Thuỷ Nguyên, huyện An Dương, quận Hải An, Kiến An, quận Đồ Sơn Hoạt động chăn nuôi ở huyện đảo Cát Hải không đáng kể Tải lượng thải do các hoạt động chăn nuôi và trồng trọt hàng năm vào vùng cửa sông là khá lớn, chỉ riêng chăn nuôi hằng năm đã đưa ra khoảng 21 ngàn tấn BOD, 32 ngàn tấn COD, trên 7 ngàn tấn Nitơ và gần 4 ngàn tấn P [16]

* Nước thải y tế

Nước thải y tế chứa rất nhiều chất độc hại, nhiều hợp chất hữu cơ, nếu không được xử lý mà xả thẳng vào nguồn nước sẽ gây ô nhiễm nguồn nước mặt

20

1.2.3.2 Nguyên nhân gây ô nhiễm cửa sông

* Nông - lâm - thủy sản

Hải Phòng diện tích đất canh tác rất lớn (năm 2013 là 49.360 ha) cùng với việc sử dụng phân bón và hóa chất, thuốc bảo vệ thực vật bừa bãi, chính sách quản

lý hóa chất và thuốc bảo vệ thực vật dùng trong nông nghiệp còn chưa chặt chẽ sẽ là những tác nhân chính ảnh hưởng đến chất lượng nguồn nước

Tính đến năm 2013, tổng diện tích nuôi trồng thủy sản nước ngọt, nước lợ của toàn thành phố là 11.785,7 ha, song số lượng cơ sở chế biến tập trung có hệ thống xử lý nước thải còn ít, hoặc có nhưng chưa đầy đủ các công đoạn nên hiệu quả xử lý ô nhiễm môi trường còn thấp Các tác động từ các hoạt động phát triển nông - lâm - thủy sản tiềm ẩn nhiều nguy cơ gây ô nhiễm môi trường, nhất là môi trường nước mặt [16]

ha, khu công nghiệp Minh Phương - Đình Vũ có diện tích 234,14 ha, khu công nghiệp Hoàng Thành có diện tích 12,65 ha, khu công nghiệp VSIP có diện tích 507,6 ha, cụm công nghiệp Bến Rừng có diện tích 1002,02 ha, khu công nghiệp Tràng Duệ có diện tích 401,83 ha và khu công nghiệp - đô thị Tràng Cát có diện tích 205,6 ha

KCN Nomura: Diện tích 153 ha, đã xây dựng hoàn chỉnh hạ tầng kỹ thuật và lấp đầy diện tích, đã có 54 dự án được cấp phép đầu tư, đạt tỷ lệ lấp đầy 100%

KCN Đồ Sơn: diện tích 155,2 ha, hiện đã có 27 dự án đầu tư, trong đó có 22

dự án đang hoạt động, đạt tỷ lệ lấp đầy 35,72%

KCN Nam Cầu Kiền: diện tích 268,32 ha, đang xây dựng hạ tầng kỹ thuật,

đã có 11 dự án được cấp phép đầu tư, tỷ lệ lấp đầy là 22,3%

21

Khu công nghiệp An Dương có diện tích 168,1 ha

Tổng diện tích các khu công nghiệp đã lấp đầy khoảng 1.979 ha

Việc phát triển công nghiệp một mặt tạo động lực phát triển kinh tế nhưng đồng thời cũng sẽ gia tăng nguồn phát thải, tiềm ẩn nguy cơ ô nhiễm các nguồn nước mặt ở khu vực xung quanh

* Du lịch

Du lịch là một trong những ngành kinh tế quan trọng của Hải Phòng; ngành

du lịch đã phát triển khá nhanh cả về doanh thu cũng như xây dựng kết cấu hạ tầng Năm 2014, số lượt khách quốc tế tăng lên 4.309,2 nghìn lượt người, số lượt khách trong nước là 564,6 nghìn lượt người, tăng trung bình l2,62%/năm [15]

Như vậy, với tốc độ tăng trưởng khá nhanh của ngành du lịch cũng sẽ gây áp lực lớn đến việc cung cấp đủ nguồn nước sạch phục vụ cho hoạt động của ngành, đồng thời cũng sẽ gia tăng nguồn thải phát sinh từ hoạt động dịch vụ du lịch đến nguồn nước trên địa bàn

* Dịch vụ vận tải

Dịch vụ vận tải bao gồm cả vận tải, dịch vụ kho bãi và hỗ trợ vận tải phát triển với tốc độ nhanh Tổng doanh thu dịch vụ vận tải của thành phố năm 2014 là 24.723,2 tỷ đồng Khối lượng vận chuyển và lưu chuyển hành khách và hàng hóa đều tăng nhanh [15]

Tốc độ phát triển của ngành dịch vụ vận tải, đặc biệt là vận tải thủy (bao gồm

cả đường sông và đường biển) cùng đã làm gia tăng lượng phát thải các chất ô nhiễm đối với các dòng sông, cảng biển, tác động xấu tới nguồn tài nguyên nước, nhất là các hoạt động duy tu nạo vét luồng lạch và bến đỗ đậu của tàu thuyền

* Phát triển dân số và đô thị

Hải Phòng là một thành phố được hình thành và phát triển gắn với hệ thống cảng có truyền thống từ lâu đời, cùng với sự đổi mới và phát triển của nền kinh tế của đất nước, thành phố đang chuyển dịch mạnh theo hướng dịch vụ - công nghiệp

Quá trình phát triển đô thị và công nghiệp ở các vùng lân cận thuộc ngoại thành diễn ra rất nhanh, hệ thống cơ sở hạ tầng kỹ thuật liên tục được đầu tư cải tạo

* Hệ thống thoát và xử lý nước thải

Hệ thống thoát nước thải: Hiện nay, hệ thống thoát nước thải đô thị của Hải Phòng được thiết kế chung với hệ thống thu gom nước mưa Tổng chiều dài hệ thống cống thoát nước trong nội thành là 222,1 km; mật độ đường cống thoát nước đạt 1 km/km2 Hệ thống có nhiệm vụ thu gom, vận chuyển nước thải và nước mưa

đô thị

Hệ thống xử lý nước thải của thành phố Hải Phòng: gồm các trạm xử lý cục

bộ của các sơ sở công nghiệp, bệnh viện và trạm xử lý nước thải tập trung

Trừ một số bệnh viện mới xây dựng (Bệnh viện Phụ sản Tâm phúc, bệnh viện Đa Khoa Quốc tế ), nhiều cơ sở y tế trên địa bàn hiện vẫn chưa đầu tư xây dựng hệ thống xử lý nước thải đạt yêu cầu quy chuẩn kỹ thuật hiện hành Một số bệnh viên đã có trạm xử lý nước thải cục bộ, nhưng phần lớn hiệu quả hoạt động không cao (bệnh viện Nhi Đức và bệnh viện Hữu nghị Việt Tiệp, BV Đa khoa Ngô Quyền, BV Đa khoa Kiến An, BV Lao và Bệnh Phổi )

Hiện 5/6 Khu công nghiệp đang hoạt động đã có hệ thống xử lý nước thải với tổng công suất xử lý: 18.200 m3/ngày đêm (Nomura: 10.500 m3/ngày đêm; Đình

Vũ I: 2.500 m3/ngày đêm; Đồ Sơn: 1.200 m3/ngày đêm; VSIP: 2.500 m3/ngày đêm; Tràng Duệ: 1.500 m3/ngày đêm) Hiện chỉ còn khu công nghiệp Nam Cầu Kiền tuy

đã xây dựng bể chứa nhưng chưa lắp đặt các thiết bị xử lý Trong các Cụm công nghiệp mới chỉ có CCN Vĩnh Niệm (đã xây dựng nhưng chưa hoạt động), và CCN Tân Liên (công suất 1.200 m3/ngày đêm) Các CCN còn lại và các cơ sở sản xuất công nghiệp phân tán hiện chưa đầu tư hoặc có nhưng hệ thống xử lý nước thải hoạt động chưa hiệu quả, một số trạm xử lý nước thải chỉ hoạt động với chức năng là bể

Hiện nay thành phố đã và đang đầu tư xây dựng trạm xử lý nước thải Vĩnh Niệm (công suất 36.000 m3/ngày), trạm xử lý nước thải Đông Bắc và Đông Nam (công suất 75.000 m3/ngày, trạm xử lý nước thải Đồng Hoà Tuy nhiên, các nhà máy xử lý nước thải chưa hoàn thành và đi vào vận hành Vì vậy, nước thải từ các

hệ thống thoát nước chung trong khu vực nội thành, nước thải từ khu vực nông thôn, làng nghề chưa được xử lý hoặc chỉ được xử lý sơ bộ rồi thải thẳng ra sông,

hồ là nguyên nhân chính gây ô nhiễm môi trường nước [15]

Giao thông đường sông: Trên địa bàn Hải Phòng có 12 tuyến đường sông với tổng chiều dài 226 km, bao gồm: sông Cấm, sông Hàn, sông Đá Bạch, sông Ruột Lợn, sông đào Hạ Lý, sông Bạch Đằng, sông Lạch Tray, sông Văn Úc, sông Thái Bình, sông Luộc, trong đó sông Luộc là tuyến sông chủ yếu nối Hải Phòng với các tỉnh miền Bắc, có khả năng lưu thông hàng triệu tấn hàng hóa hằng năm Các sông Lạch Tray, sông Cấm, sông Văn Úc cũng giữ vai trò cực kỳ quan trọng trong giao thông đường thuỷ liên vùng và khu vực Hầu hết các sông có tình trạng hoạt động tốt chỉ có sông Hàn, sông Lạch Tray cần phải nạo vét duy tu hàng năm [15]

24

Như vậy, vận tải đường biển và đường sông với rất nhiều tuyến và khối lượng hàng hóa ngày càng tăng thì khả năng ô nhiễm nguồn nước các tuyến sông và khu vực các cảng do hoạt động của tàu thuyền qua lại là rất lớn Ngoài ra để duy trì

độ sâu luồng trên các tuyến và mướn nước trước cảng, đảm bảo cho các tàu thuyền hoạt động bình thường, hàng năm các doanh nghiệp cảng phải đầu tư nạo vét luồng lạch, khu nước trước bến với khối lượng rất lớn Hoạt động này sẽ ảnh hưởng rất nhiều đến môi trường nước khu vực

1.3 Kim loại nặng và độc tính của chúng

Kim loại nặng là những kim loại có khối lượng riêng lớn hơn 5 g/cm3 Có 23 kim loại được gọi là kim loại nặng và được chia làm 3 loại:

- Các kim loại độc (Hg, Cr, Pb, Zn, Cu, Ni, Cd, As, Co, Sn, );

- Những kim loại quý (Pd, Pt, Au, Ag, Ru, );

- Các kim loại phóng xạ (U, Th, Ra, Am, )

Kim loại nặng không bị phân hủy sinh học [2], không độc khi ở dạng nguyên

tố tự do nhưng nguy hiểm đối với sinh vật sống khi ở dạng cation do khả năng gắn kết với các chuỗi cacbon ngắn dẫn đến sự tích lũy trong cơ thể sinh vật sau nhiều năm [18] Đối với con người, có khoảng 12 nguyên tố kim loại nặng gây độc như

Pb, Hg, As, Cd, Ni… Một số kim loại nặng được tìm thấy trong cơ thể và thiết yếu cho sức khỏe con người, chẳng hạn như Fe, Zn, Co, Mn, Mo, Cu, mặc dù những kim loại này tồn tại với lượng rất ít nhưng lại cần thiết trong quá trình chuyển hóa Tuy nhiên, ở mức dư thừa các nguyên tố thiết yếu có thể trở nên nguy hại đối với đời sống của sinh vật [6] Các nguyên tố kim loại nặng còn lại là các nguyên tố không thiết yếu và có thể gây độc tính cao khi hiện diện trong cơ thể, tuy nhiên tính độc chỉ thể hiện khi chúng đi vào chuỗi thức ăn Các nguyên tố này bao gồm Hg,

Ni, Pb, As, Cd, Pt, và Cu ở dạng ion kim loại Chúng đi vào cơ thể qua các con đường hấp thụ của cơ thể như hô hấp, tiêu hóa và qua da Nếu lượng kim loại nặng

đi vào cơ thể và tích lũy bên trong tế bào lớn hơn lượng phân giải của chúng thì nồng độ của chúng sẽ tăng dần và sự ngộ độc sẽ xuất hiện [6] Do vậy con người bị

25

ngộ độc không những với hàm lượng cao của kim loại nặng mà cả khi với hàm lượng thấp và thời gian kéo dài sẽ đạt đến hàm lượng gây độc

Tính độc hại của các kim loại nặng được thể hiện qua:

- Một số kim loại nặng có thể bị chuyển từ độc thấp sang dạng độc cao hơn trong điều kiện môi trường cho phép, ví dụ Hg

- Sự tích lũy và khuếch đại sinh học của các kim loại này qua chuỗi thức ăn

có thể gây tổn hại các hoạt động sinh lý bình thường và sau cùng gây nguy hiểm cho sức khỏe của con người

- Tính độc của các nguyên tố kim loại nặng có thể xuất hiện ngay ở nồng độ rất thấp khoảng 10-11 mg.l-1 [7] Trong tự nhiên, kim loại nặng tồn tại trong ba môi trường: môi trường khí, môi trường nước và môi trường đất

1.3.1 Kim loại nặng trong môi trường

Trong môi trường thì các kim loại nặng tồn tại dưới dạng các hợp chất vô cơ hoặc hữu cơ Một số bằng chứng cho thấy khi trong nước thải có chứa các hợp chất hữu cơ thì độc tính của kim loại đối với các dạng động thực vật sống giảm đi Tuy nhiên cũng có khi sự tồn tại đồng thời một số loại hợp chất hữu cơ cùng với các kim loại nặng lại làm tăng thêm độc tính của kim loại nặng đó, hợp chất hữu cơ metyl thủy ngân là một ví dụ

Nguồn kim loại nặng đi vào đất và nước do tác động của con người chủ yếu bằng các con đường như bón phân, bã bùn cống, thuốc bảo vệ thực vật và các con đường phụ như khai khoáng hay lắng đọng từ không khí

Trong môi trường khí, kim loại nặng thường tồn tại ở dạng hơi Các hơi kim loại này phần lớn là rất độc, có thể đi vào cơ thể con người và động vật khác qua đường hô hấp Từ đó gây ra nhiều bệnh nguy hiểm cho con người và động vật

Trong môi trường đất thì các kim loại nặng thường tồn tại dưới dạng kim loại nguyên chất, các khoáng kim loại, hoặc các ion Kim loại nặng có trong đất dưới dạng ion thường được cây cỏ, thực vật hấp thụ làm cho các loại thực vật này nhiễm kim loại nặng… và nó có thể đi vào cơ thể con người và động vật thông qua đường tiêu hóa khi người và động vật tiêu thụ thực vật nhiễm kim loại nặng

26

Trong môi trường nước kim loại nặng tồn tại dưới dạng ion hoặc phức chất Trong ba môi trường thì môi trường nước là môi trường có khả năng phát tán kim loại nặng đi xa nhất và rộng nhất Trong những điều kiện thích hợp kim loại nặng trong môi trường nước có thể phát tán vào môi trường đất hoặc khí Kim loại nặng trong nước làm ô nhiễm cây trồng khi các cây trồng này được tưới bằng nguồn nước

có chứa kim loại nặng hoặc đất trồng cây bị ô nhiễm bởi nguồn nước có chứa kim loại nặng đi qua nó Do đó kim loại nặng trong môi trường nước có thể đi vào cơ thể con người thông qua con đường ăn hoặc uống

Các kim loại như As, Cd, Cu, Ni và Zn do hoạt động của con người thải ra ước tính là nhiều hơn so với nguồn kim loại có trong tự nhiên, đặc biệt đối với Pb lên đến 17 lần [6]

Ion kim loại nặng trong môi trường nước thường kết hợp với các thành phần khác để chuyển sang trạng thái bền hơn Trong nước chúng thường bị hyđrat hóa tạo ra lớp vỏ là các phân tử nước che chắn nó với các phân tử khác ở xung quanh để trở về trạng thái bền Lớp vỏ hyđrat này thường là hình cầu với ion kim loại nằm ở trung tâm, các phân tử nước bao xung quanh được gọi là lớp vỏ Các phân tử nằm sát với ion kim loại nhất thì chúng có tương tác với ion kim loại mạnh nhất, các lớp tiếp sau thì yếu hơn và trong một khoảng cách nào đó thì sẽ không có tương tác

1.3.2 Độc tính của kim loại nặng

Các ảnh hưởng của kim loại nặng lên cơ thể con người là rất nguy hiểm, nó

có thể gây ra các rối loạn trong cơ thể ngay cả khi ở nồng độ nhỏ, và có thể gây ra những bệnh không có khả năng hồi phục, thậm chí có thể gây tử vong nếu ở nồng

độ lớn Nồng độ tối đa cho phép của kim loại nặng trong môi trường là rất thấp [20,21,22]

Bảng 1.2: Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng nước mặt [20,21,22]

Các giá trị tới hạn QCVN

08-2008

QCVN 09-2008

QCVN 10-2008

WHO standard

27

Các giá trị tới hạn QCVN

08-2008

QCVN 09-2008

QCVN 10-2008

WHO standard

7 Thủy ngân (Hg) mg/l 0,001 0,001 0,1 0,01

28

CHƯƠNG II: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1 Đối tượng nghiên cứu

Đối tượng nghiên cứu là nước và trầm tích trên 04 cửa sông chính tại Hải Phòng: cửa Nam Triệu, cửa Lạch Tray, cửa Văn Úc, cửa Thái Bình Các mẫu nước

và trầm tích được lấy tại các vị trí tiếp nhận các nguồn thải khác nhau

Các mẫu nước và trầm tích được lấy liên tục 7 ngày trong 2 mùa (mùa khô: tháng 1 và mùa mưa: tháng 8), liên tục trong 2 năm (2014, 2015) Sơ đồ lấy mẫu được minh họa ở hình 2.1

2.2 Phương pháp nghiên cứu

2.2.1 Phương pháp thu thập tài liệu

Chủ yếu là các tài liệu, số liệu, bản đồ, các công trình nghiên cứu có liên quan đến khu vực nghiên cứu Tài liệu thu thập được xử lý, đưa lên thành bảng biểu, đồ thị và phân tích, phân loại để từ đó xác định những vấn đề cần đánh giá

- Thu thập thông tin về điều kiện tự nhiên và kinh tế xã hội của khu vực nghiên cứu bằng phương pháp tổng hợp các số liệu thống kê và điều tra phỏng vấn

- Thu thập thông tin về các nguồn thải của khu vực nghiên cứu, bằng phương pháp tổng hợp tài liệu từ Sở tài nguyên và môi trường, các báo cáo thường niên của

xã, huyện… các tài liệu này liên quan đến nội dung nghiên cứu

2.2.2 Phương pháp thu thập mẫu

Các mẫu nước và trầm tích được lấy tại các điểm thuộc 04 cửa sông

Các mẫu nước được lấy theo phương pháp hỗn hợp tại nhiều điểm khác nhau với cùng một đối tượng Mẫu được lấy ở độ sâu trung bình 20 cm và chứa trong các bình Polime Mỗi điểm lấy 01 bình 0,5 lít, bảo quản bằng 2ml HNO3 đặc

Các mẫu trầm tích cũng được lấy theo phương pháp hỗn hợp ở tầng mặt với

độ sâu trung bình từ 0 - 10 cm Mẫu được lấy bằng gầu lấy mẫu trầm tích đáy Wildo Mẫu được xử lý tại phòng thí nghiệm, phơi khô không khí, giã và rây qua rây 1mm Khi phơi các mẫu được đảm bảo kí hiệu chính xác và tránh nhiễm bẩn chéo giữa các mẫu và các nguồn khác bên ngoài Các mẫu sau khi xử lý được đựng trọng túi nilông trắng

30

Hình 2 1: Sơ đồ vị trí lấy mẫu nước và trầm tích

2.2.3 Phương pháp phân tích kim loại nặng trong nước và trầm tích

Trong phân tích môi trường, có nhiều phương pháp phân tích kim loại nặng như:

+ Các phương pháp phân tích quang phổ: Phương pháp phổ hấp thụ nguyên

tử AAS, phương pháp phổ phát xạ nguyên tử AES, phương pháp phổ hấp thụ phân

tử trong vùng tử ngoại và khả kiến (UV-VIS), phương pháp pháp phân tích plasma cảm ứng cao tần ghép nối khối phổ (ICP –MS)

+ Các phương pháp phân tích điện hóa: phương pháp von-ampe, phương pháp điện phân [36]

Trong các phương pháp phân tích kể trên, AAS, UV-VIS, phương pháp điện phân chỉ có thể xác định được một nguyên tố ở một lần phân tích.Kỹ thuật phân tích này trở nên tốn thời gian và đơn điệu cho mẫu nhiều thành phần Mặt khác, khoảng

31

tuyến tính của phương pháp AAS là rât hẹp, sự thay đổi nồng độ của mẫu có thể trở thành vấn đề Phương pháp von-ampe có thể cho phép phân tích nhiều ion kim loại trong một phép phân tích, có độ nhạy, độ chọn lọc cao Tuy nhiên, vận hành phân tích theo phương pháp này, phải làm việc với điện cực giọt thủy ngân, yêu cầu về an toàn phải cao, số lượng nguyên tố trong một lần phân tích cũng không quá lớn (có thể là 4 hoặc nhiều hơn) Thời gian phân tích có thể kéo dài (nếu chọn phương pháp phân tích von-ampe ngược) và cần khảo sát lựa chọn dung dịch nền (chất điện ly mạnh) để sóng cực phổ của các ion kim loại có độ phân giải tốt [3,8]

Phương pháp phân tích cảm ứng cao tần plasma ghép nối khối phổ (ICP- MS) là một trong những phương pháp phân tích hiện đại nhất hiện nay, phân tích

được đồng thời và nhanh các nguyên tố ở dạng vết có độ chính xác cao, ít bị ảnh

hưởng bởi các nguyên tố khác, có khoảng động học rất rộng [24] Nó được sử dụng rộng rãi trong phân tích với nhiều đối tượng khác nhau địa chất, môi trường, chất bán dẫn… đặc biệt là phân tích lượng vết kim loại nặng [24,25,26]

* Ưu điểm của phương pháp phân tích bằng ICP – MS:

Nguồn ICP là nguồn năng lượng kích thích phổ có năng lượng cao

Giới hạn phát hiện tới ppb hoặc ppt

Phương pháp có độ chọn lọc rất cao

Vùng tuyến tính rộng

Phương pháp được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực như phân tích đất, nước, các sản phẩm sinh học, nghiên cứu bảo vệ môi trường… Chính vì vậy, chúng tôi lựa chọn phương pháp ICP-MS để phân tích các kim loại nặng trong nghiên cứu

của mình

Trong phạm vi luận văn, tôi sử dụng phương pháp ICP-MS với thủ tục ngoại chuẩn để xác định đồng thời các kim loại nặng Ngoại chuẩn là việc sử dụng các chất chuẩn bên ngoài (có chứng nhận chất lượng) hoặc chuẩn tự pha để chuẩn lại các giá trị tín hiệu đáp ứng của thiết bị theo nồng độ của nguyên tố cần đo Các dung dịch chuẩn của các đối tượng cần nghiên cứu được chuẩn bị sao cho nồng độ của các dung dịch chuẩn chia đều trên dải tuyến tính của từng nguyên tố với

Hình 2.2: Ví dụ về đường chuẩn phương pháp ngoại chuẩn

2.2.3.1 Phương pháp xử lý mẫu nước

* Hoá chất: HCl đặc, HNO3 đặc

* Quy trình:

Chuyển 45 ml mẫu nước vào PFA Teflon Vessel Thêm 5 ml HNO3 hoặc 4

ml HNO3 + 1 ml HCl và rửa trôi bất kỳ phần mẫu nào có bám dính vào thành vessel Đặt đĩa an toàn lên vessel, bảo đảm chỉ có một đĩa trong vị trí của nó, đậy nắp vessel

Lựa chọn chế độ nhiệt trên hệ thống Analytical Microwave, lập trình:

Giai

đoạn Công suất (%)

Điểm thiết lập ( 0 C)

Thời gian dừng (phút:giây)

Thời gian tối

đa (phút:giây)

để cho mẫu phản ứng một cách triệt để với axit trước khi đóng vessel

Lựa chọn chế độ áp trên hệ thống Analytical Microwave, lập trình như sau:

Để vessel lạnh trở lại nhiệt độ phòng Mở vessel và chuyển các thành phần vào một bình định mức định mức lên 50 ml Nếu cần lọc dung dịch

34

2.3 Phương pháp xử lý số liệu thực nghiệm

2.3.1 Số lượng số liệu thu được

* Mẫu nước:

- Số lượng điểm thu mẫu: 02 điểm/1 cửa sông; 04 cửa sông

- Tần suất thu mẫu: 07 ngày liên tục/đợt; 02 đợt/năm; trong 02 năm liên tiếp

- Số lượng chỉ tiêu phân tích: 10 chỉ tiêu KLN (As, Cd, Pb, Zn, Hg, Cr, Cu,

Fe, Mn, Ni)

Số lượng kết quả phân tích thu được đối với mẫu nước = 2.240 số liệu

* Mẫu trầm tích:

- Số lượng điểm thu mẫu: 02 điểm/1 cửa sông; 04 cửa sông

- Tần suất thu mẫu: 07 ngày liên tục/đợt; 02 đợt/năm; trong 02 năm liên tiếp

- Số lượng chỉ tiêu phân tích: 10 chỉ tiêu KLN (As, Cd, Pb, Zn, Hg, Cr, Cu,

Fe, Mn, Ni)

Số lượng kết quả phân tích thu được đối với mẫu nước = 2.240 số liệu

Tổng số lượng kết quả thu được = 4.480 số liệu

2.3.2 Xử lý số liệu thực nghiệm

2.3.2.1 Đánh giá chất lượng nước tại các cửa sông của Hải Phòng

Để đánh giá chất lượng nước tại các cửa sông của Hải Phòng, các kết quả thu được hàm lượng kim loại nặng trong mẫu nước được so sánh với QCVN 10:2008/BTNMT - Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia về chất lượng nước biển ven bờ Đánh giá hàm lượng kim loại nặng theo các điểm quan trắc và theo mùa Qua đó cho thấy tình trạng ô nhiễm của các kim loại nặng và bước đầu đưa ra các nguyên nhân gây ô nhiễm tại các cửa sông

2.3.2.2 Đánh giá chất lượng trầm tích tại các cửa sông của Hải Phòng

Để đánh giá chất lượng trầm tích tại các cửa sông của Hải Phòng các kết quả thu được hàm lượng kim loại nặng trong trầm tích được so sánh với QCVN 43:2012/BTNMT - Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng trầm tích Đánh giá hàm lượng kim loai nặng theo các điểm thu mẫu Qua đó cho thấy tình trạng ô