Đánh giá khả năng tiếp nhận nước thải của nguồn nước sông bằng giang đoạn chảy qua khu vực thị trấn nước hai, huyện hòa an, tỉnh cao bằng

Ý nghĩa khoa học - Cung cấp các dẫn liệu khoa học một cách hệ thống về: Hiện trạng nguồn nước thải, khả năng chấp nhận nguồn nước thải của khu vực sông nghiên cứu, nhận thức, vai trò củ

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM

NGUYỄN QUANG HUY

ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG TIẾP NHẬN NƯỚC THẢI CỦA NGUỒN NƯỚC SÔNG BẰNG GIANG ĐOẠN CHẢY QUA KHU VỰC THỊ TRẤN NƯỚC HAI, HUYỆN HÒA AN,

TỈNH CAO BẰNG

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC MÔI TRƯỜNG

Thái Nguyên - 2019

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM

NGUYỄN QUANG HUY

ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG TIẾP NHẬN NƯỚC THẢI CỦA NGUỒN NƯỚC SÔNG BẰNG GIANG ĐOẠN CHẢY QUA KHU VỰC THỊ TRẤN NƯỚC HAI, HUYỆN HÒA AN,

TỈNH CAO BẰNG

Chuyên ngành: Khoa học môi trường

Mã số: 8 44 03 01

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC MÔI TRƯỜNG

Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS LÊ SỸ TRUNG

Thái Nguyên - 2019

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan luận văn là công trình nghiên cứu của riêng tôi, các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng được công bố trong bất kỳ công trình nào khác Tôi xin cam đoan các thông tin trích trong luận văn đều đã được ghi rõ nguồn gốc

Tác giả luận văn

Nguyễn Quang Huy

LỜI CẢM ƠN

Đầu tiên, tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành nhất đến PGS.TS Lê Sỹ Trung

là người trực tiếp hướng dẫn tôi trong suốt thời gian nghiên cứu và thực hiện luận văn

Trân trọng cảm ơn quý thầy, cô giáo Khoa Môi trường - Trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên đã quan tâm giúp đỡ, tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tôi trong suốt thời gian học tập cũng như thực hiện luận văn

Cảm ơn lãnh đạo Trung tâm Quan trắc Tài nguyên và Môi trường Cao Bằng và đồng nghiệp đã tạo mọi điều kiện tốt nhất để tôi tham gia khóa học và

hỗ trợ trong công việc quan trắc hiện trường và phân tích mẫu tại phòng thí nghiệm

Thái Nguyên, ngày tháng 11 năm 2019

Học viên

Nguyễn Quang Huy

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN i

LỜI CẢM ƠN ii

MỤC LỤC iii

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT vi

DANH MỤC CÁC BẢNG, BIỂU vii

DANH MỤC CÁC HÌNH (HÌNH VẼ, ẢNH CHỤP, ĐỒ THỊ, ) ix

MỞ ĐẦU 1

1 Tính cấp thiết của đề tài 1

2 Mục tiêu của đề tài 2

3 Ý nghĩa của đề tài 2

3.1 Ý nghĩa khoa học 2

3.2 Ý nghĩa thực tiễn 3

CHƯƠNG 1 4

TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU 4

1.1 Cơ sở khoa học của vấn đề nghiên cứu 4

1.1.1 Một số khái niệm 4

1.1.2 Cơ sở đánh giá khả năng tiếp nhận 5

1.2 Cơ sở pháp lý của vấn đề nghiên cứu 10

1.3 Tổng quan kết quả nghiên cứu trên thế giới 11

1.3.1 Các nghiên cứu tại Mỹ 11

1.3.2 Các nghiên cứu tại Iran 13

1.4 Tổng quan kết quả nghiên cứu ở Việt Nam 13

1.5 Đánh giá chung rút ra từ tổng quan tài liệu 17

CHƯƠNG 2 19

ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 19

2.1 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 19

2.1.1 Đối tượng nghiên cứu 19

2.1.2 Phạm vi nghiên cứu 19

2.2 Nội dung nghiên cứu 20

2.3 Phương pháp nghiên cứu 20

2.3.1 Phương pháp thu thập tài liệu thứ cấp 20

2.3.2 Phương pháp phỏng vấn 21

2.3.3 Phương pháp quan trắc và phân tích môi trường 21

2.3.4 Phương pháp thống kê xử lý số liệu 25

2.3.5 Phương pháp tổng hợp, đánh giá, phân tích 25

2.3.6 Phương pháp tính toán khả năng chịu tải 25

CHƯƠNG 3 29

KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 29

3.1 Điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội ảnh hưởng đến quản lý, sử dụng nước 29 3.1.1 Điều kiện tự nhiên của thị trấn Nước Hai 29

3.1.2 Điều kiện kinh tế - xã hội 32

3.1.3 Đánh giá chung 34

3.2 Đánh giá hiện trạng nguồn tiếp nhận và nguồn thải qua các thông số phân tích 34

3.2.1 Diễn biến chất lượng nguồn tiếp nhận theo không gian và thời gian 35

3.2.2 Hiện trạng nguồn xả thải 36

3.3 Tính toán khả năng tiếp nhận tải lượng chất ô nhiễm và đánh giá khả năng tiếp nhận nước thải của sông Bằng Giang đoạn nghiên cứu 41

3.3.1 Mục tiêu chất lượng nước của sông Bằng Giang 41

3.3.2 Dòng chảy tối thiểu của nguồn tiếp nhận 41

3.3.3 Đánh giá khả năng tiếp nhận thải 42

3.4 Đánh giá mức độ nhận thức của người dân trong vấn đề bảo vệ nguồn nước

48

3.5 Đề xuất giải pháp quản lý, sử dụng nguồn nước 52

3.5.1 Các giải pháp về chính sách 52

3.5.2 Các giải pháp về tuyên truyền giáo dục 53

3.5.3 Tổ chức quản lý, kiểm tra giám sát 54

3.5.4 Các giải pháp kỹ thuật 55

KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 57

1 Kết luận 58

2 Kiến nghị 58

TÀI LIỆU THAM KHẢO 59

PHỤ LỤC 1 PHIẾU ĐIỀU TRA 62

KHẢO SÁT MỨC ĐỘ NHẬN THỨC CỦA NGƯỜI DÂN 62

TRONG VẤN ĐỀ BẢO VỆ NGUỒN NƯỚC 62

PHỤ LỤC 2 TỔNG HỢP MỨC ĐỘ NHẬN THỨC CỦA NGƯỜI DÂN VỀ BẢO VỆ NGUỒN NƯỚC TỪ CÁC PHIẾU ĐIỀU TRA 65

PHỤ LỤC 3 KẾT QUẢ QUAN TRẮC, PHÂN TÍCH CHẤT LƯỢNG NƯỚC KHU VỰC NGHIÊN CỨU 67

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT

DANH MỤC CÁC BẢNG, BIỂU

Bảng 1.1 Tổng tải trọng tối đa của lưu vực sông John Day: Phương pháp EPA

(Environmental Protection Agency) 12

Bảng 2.1 Vị trí lấy mẫu, ký hiệu mẫu và thời gian lấy mẫu 22

Bảng 2.2 Phương pháp phân tích các thông số tại phòng thí nghiệm 24

Bảng 3.1 Nhiệt độ không khí trung bình các tháng trong năm 30

Bảng 3.2 Lượng mưa các tháng trong năm 31

Bảng 3.3 Độ ẩm không khí trung bình các tháng trong năm 31

Bảng 3.4 Thống kê dân số thị trấn Nước Hai từ năm 2016 đến năm 2018 32

Bảng 3.5 Kết quả quan trắc, phân tích nước sông Bằng Giang của 03 tháng: tháng 11/2018, tháng 12/2018 và tháng 01/2019 theo hàm lượng lựa chọn nồng độ cực đại của các chất ô nhiễm 35

Bảng 3.6 Lưu lượng nước thải sinh hoạt tối đa của khu dân cư trong vùng nghiên cứu thị trấn Nước Hai 37

Bảng 3.7 Tổng hợp kết quả quan trắc, phân tích nước thải y tế của 3 tháng: Tháng 11/2018, tháng 12/2018 và tháng 01/2019 theo hàm lượng lựa chọn nồng độ cực đại của các chất ô nhiễm 38

Bảng 3.8 Tổng hợp kết quả quan trắc, phân tích nước thải sinh hoạt tại từng điểm xả của 3 tháng: Tháng 11/2018, tháng 12/2018 và tháng 01/2019 theo hàm lượng lựa chọn nồng độ cực đại 39

Bảng 3.9 Nồng độ ô nhiễm tối đa trong nguồn nước mặt 41

Bảng 3.10 Lưu lượng dòng chảy tối thiểu sông Bằng Giang tại khu vực nghiên cứu trong 3 tháng quan trắc 41

Bảng 3.11 Tải lượng ô nhiễm tối đa của thông số chất lượng nước mặt Ltđ của đoạn sông nghiên cứu 42

Bảng 3.12 Tải lượng thông số chất lượng nước hiện có trong nguồn nước sông tại đoạn sông nghiên cứu (Lnn) 43 Bảng 3.13 Tải lượng của thông số ô nhiễm trong nước thải sinh hoạt 44 Bảng 3.14 Tải lượng của thông số ô nhiễm trong nước thải y tế 44 Bảng 3.15 Tải lượng của thông số ô nhiễm trong nước thải của các nguồn thải đưa vào đoạn sông nghiên cứu (Lt) 45 Bảng 3.16 Khả năng tiếp nhận nước thải, sức chịu tải đối với từng thông số ô nhiễm của đoạn sông nghiên cứu (Ltn) 46 Bảng 3.17 Khả năng tiếp nhận nước thải, sức chịu tải còn lại của thông số ô nhiễm tại đoạn sông nghiên cứu trong tương lai (Ltn-Lt) 47

DANH MỤC CÁC HÌNH (HÌNH VẼ, ẢNH CHỤP, ĐỒ THỊ, )

Hình 1.1 Vị trí hạ lưu của sông Fox 13

Hình 2.1 Bản đồ lưu vực khu vực nghiên cứu 20

Hình 2.2 Vị trí lấy mẫu nước sông và nước thải 24

Hình 2.3 Thông số bề rộng mặt cắt ngang sông và độ sâu đo đạc tính toán 26

Hình 3.1 Tổng hợp kết quả quan trắc theo giá trị lớn nhất của nguồn nước sông Bằng Giang 3 tháng: Tháng 11/2018, tháng 12/2018 và tháng 01/2019 36

Hình 3.2 Tổng hợp kết quả quan trắc theo giá trị lớn nhất của nước thải y tế 3 tháng: Tháng 11/2018, tháng 12/2018 và tháng 01/2019 39

Hình 3.3 Tổng hợp kết quả quan trắc theo giá trị lớn nhất của các cống nước thải sinh hoạt 3 tháng: Tháng 11/2018, tháng 12/2018 và tháng 01/2019 40

Hình 3.4 Bản đồ vị trí các điểm xả thải và khả năng tiếp nhận nước thải của đoạn sông nghiên cứu 48

Hình 3 5 Nhận biết của người dân về tầm quan trọng của tài nguyên nước 49

Hình 3.6 Nguồn nước người dân đang khai thác, sử dụng 50

Hình 3.7 Đánh giá sự thay đổi nguồn nước trong 5 năm qua 50

Hình 3.8 Loại công trình nhà vệ sinh của người dân đang sử dụng 51

Hình 3.9 Những nguyên nhân chính gây ảnh hưởng đến chất lượng nguồn nước 51

Hình 3.10 Vai trò của người dân đối với tài nguyên nước 52

Hình 3.11 Ảnh hưởng của tài nguyên nước đến người dân 52

MỞ ĐẦU

1 Tính cấp thiết của đề tài

Nước là tài nguyên thiên nhiên quý giá, là thành phần thiết yếu của môi trường, nước đóng vai trò quan trọng trong tồn tại, phát triển của thế giới sinh vật trên trái đất Nước quyết định sự tồn tại, phát triển bền vững của mỗi quốc gia; mặt khác nước cũng có thể gây ra tai họa cho con người và môi trường Tài nguyên nước là nguồn tài nguyên vừa hữu hạn, vừa vô hạn, có thể tái tạo nhưng

dễ bị tổn thương nếu khai thác sử dụng không hợp lý

Ngày nay, cùng với tốc độ phát triển kinh tế xã hội và gia tăng dân số một cách mạnh mẽ, tài nguyên nước đang đứng trước nguy cơ suy thoái, cạn kiệt Những năm gần đây, ở hạ lưu hầu hết các lưu vực sông trên toàn quốc xuất hiện tình trạng suy giảm nguồn nước dẫn tới thiếu nước, khan hiếm nước, cả số lượng và chất lượng đều không đủ cung cấp cho sinh hoạt, sản xuất đang diễn ra ngày một thường xuyên hơn, trên phạm vi rộng lớn hơn và ngày càng nghiêm trọng Điều này tác động lớn đến môi trường sinh thái các dòng sông, gia tăng nguy cơ kém bền vững của tăng trưởng kinh tế, xóa đói giảm nghèo và phát triển xã hội

Trong những năm gần đây, tỉnh Cao Bằng đã có sự phát triển kinh tế mạnh

mẽ, tập trung vào các ngành nông nghiệp, tiểu thủ công nghiệp, công nghiệp, xây dựng, du lịch Đi đôi với sự phát triển và tăng trưởng mạnh về kinh tế thì ô nhiễm nguồn nước do chất thải, nước thải phát sinh từ quá trình phát triển công nghiệp và đô thị đang trở thành vấn đề môi trường đáng quan tâm của tỉnh Mức độ ô nhiễm nước sông Bằng Giang đang có xu hướng tăng và được thể hiện qua sự gia tăng các nồng độ chất ô nhiễm trong nước như chỉ tiêu cặn lơ lửng, COD, BOD5 Một trong những nguyên nhân chính gây ô nhiễm môi trường nước là do nước thải sinh hoạt của các khu dân cư chưa được xử lý triệt

để và nước thải từ bệnh viện, cơ sở sản xuất công nghiệp Trong khi đó, sông Bằng Giang là nguồn nước chính được sử dụng phục vụ nhu cầu nước sinh hoạt

và sản xuất cho người dân Tình trạng ô nhiễm nguồn nước hiện nay không chỉ

ảnh hưởng đến các hoạt động khai thác, sử dụng nước phục vụ cho các mục đích phát triển kinh tế, mà còn tác động trực tiếp đến sức khỏe người dân

Để hạn chế ô nhiễm, suy thoái môi trường nước, giảm thiểu tác động đến môi trường cũng như sức khoẻ con người, trong thời gian tới tỉnh Cao Bằng cần tăng cường quản lý, kiểm soát nguồn nước mặt theo quy định, cụ thể là cần phải

có công cụ đánh giá mức độ và sự lan truyền chất ô nhiễm, đánh giá về khả năng tiếp nhận nước thải của nguồn nước theo từng khu vực

Tuy nhiên, việc đánh giá mức độ ô nhiễm và khả năng tiếp nhận nước thải của nguồn nước sông là một công việc rất phức tạp Vì bản chất nguồn nước biến đổi theo cả không gian và thời gian vì vậy mức độ ô nhiễm của nguồn nước sông phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố như tổng lượng các chất ô nhiễm có trong nguồn nước, chế độ thải của các cơ sở xả thải, lưu lượng nước sông, hình thái lòng sông Nhằm kiểm soát chất lượng nguồn thải và nguồn nước tiếp nhận cụ

thể của sông Bằng Giang tôi tiến hành thực hiện đề tài "Đánh giá khả năng tiếp

nhận nước thải của nguồn nước sông Bằng Giang đoạn chảy qua khu vực thị trấn Nước Hai, huyện Hòa An, tỉnh Cao Bằng" Đề tài sẽ góp phần phục vụ

cho công tác quản lý tài nguyên nước trên địa bàn khu vực thị trấn Nước Hai, huyện Hòa An nói riêng và của tỉnh Cao Bằng nói chung

2 Mục tiêu của đề tài

- Đánh giá hiện trạng khả năng tiếp nhận nước thải của nguồn nước sông Bằng Giang, đoạn chảy qua khu vực thị trấn Nước Hai, huyện Hòa An

- Đề xuất các giải pháp phù hợp để khai thác, sử dụng hợp lý nguồn nước sông Bằng Giang

3 Ý nghĩa của đề tài

3.1 Ý nghĩa khoa học

- Cung cấp các dẫn liệu khoa học một cách hệ thống về: Hiện trạng nguồn nước thải, khả năng chấp nhận nguồn nước thải của khu vực sông nghiên cứu, nhận thức, vai trò của người dân trong sử dụng và tác động vào nguồn nước

- Là tài liệu tham khảo phục vụ giảng dạy và nghiên cứu trong lĩnh vực nước và sử dụng nước

3.2 Ý nghĩa thực tiễn

- Kết quả nghiên cứu của đề tài giúp các cơ quan quản lý nhà nước hoạch định chiến lược, xây dựng chính sách về bảo vệ sử dụng bền vững tài nguyên nước

- Các giải pháp đề xuất trên cơ sở phát hiện của đề tài là thông tin quan trọng giúp địa phương, áp dụng bảo vệ, khai thác hợp lý tài nguyên nước tốt hơn

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU

1.1 Cơ sở khoa học của vấn đề nghiên cứu

1.1.1 Một số khái niệm

- Khái niệm Tài nguyên nước

Tài nguyên nước là lượng nước trên một vùng đã cho hoặc lưu vực, biểu diễn ở dạng nước có thể khai thác (nước mặt và nước dưới đất) Nước là dạng tài nguyên đặc biệt Nó vừa là thành phần thiết yếu của cuộc sống và môi trường, quyết định sự tồn tại, phát triển của xã hội, vừa có thể mang tai họa đến cho con người Nước có khả năng tự tái tạo về lượng, về chất và cả về năng lượng

(Nguyễn Thị Phương Loan, năm 2005)

- Khái niệm Nguồn nước

Nguồn nước là các dạng tích tụ nước tự nhiên hoặc nhân tạo có thể khai

thác, sử dụng bao gồm sông, suối, kênh, rạch, hồ, ao, đầm, phá, biển, các tầng

chứa nước dưới đất; mưa, băng, tuyết và các dạng tích tụ nước khác (Nguyễn Thị Phương Loan, năm 2005)

- Khái niệm Nước mặt

Nước mặt là nước trong sông, hồ hoặc nước ngọt trong vùng đất ngập nước Nước mặt được bổ sung một cách tự nhiên bởi giáng thủy và chúng mất đi

khi chảy vào đại dương, bốc hơi và thấm xuống đất (Nguyễn Thị Phương Loan, năm 2005)

- Khái niệu Lưu vực sông

Lưu vực sông là vùng đất mà trong phạm vi đó nước mặt, nước dưới đất chảy tự nhiên vào sông và thoát ra một cửa chung hoặc thoát ra biển Lưu vực

sông gồm có lưu vực sông liên tỉnh và lưu vực sông nội tỉnh (Luật tài nguyên nước, năm 2012)

- Khái niệm ô nhiễm nguồn nước

Ô nhiễm nước là sự thay đổi theo chiều xấu đi các tính chất vật lý – hoá học - sinh học của nước, với sự xuất hiện các chất lạ ở thể lỏng, rắn làm cho

nguồn nước trở nên độc hại với con người và sinh vật Làm giảm độ đa dạng

sinh vật trong nước (Nguyễn Thị Phương Loan, năm 2005)

- Khái niệm Cạn kiệt nguồn nước

Cạn kiệt nguồn nước là sự suy giảm nghiêm trọng về số lượng của nguồn

nước, làm cho nguồn nước không còn khả năng đáp ứng nhu cầu khai thác, sử

dụng và duy trì hệ sinh thái thủy sinh (Luật tài nguyên nước, năm 2012)

- Khái niệm Khả năng tiếp nhận nước thải của nguồn nước

Khả năng tiếp nhận nước thải của nguồn nước là khả năng nguồn nước có thể tiếp nhận được thêm một tải lượng ô nhiễm nhất định, mà sau khi tiếp nhận vẫn bảo đảm nồng độ các chất ô nhiễm trong nguồn nước không vượt quá giá trị giới hạn được quy định trong các quy chuẩn ,tiêu chuẩn chất lượng nước cho mục đích sử dụng của nguồn tiếp nhận Tải lượng ô nhiễm tối đa cho phép là khối lượng lớn nhất của chất ô nhiễm có thể đổ vào nguồn nước tiếp nhận mà trong điều kiện nguy kịch (lưu lượng dòng chảy nhỏ nhất và nhiệt độ nước sông cao nhất thường vào mùa khô kiệt), vẫn không làm ảnh hưởng đến khả năng đáp

ứng các mục đích sử dụng của nguồn nước tiếp nhận (Hoàng Huệ, năm 2004)

- Khái niệm Dòng chảy tối thiểu

Dòng chảy tối thiểu là dòng chảy ở mức thấp nhất cần thiết để duy trì dòng sông hoặc đoạn sông nhằm bảo đảm sự phát triển bình thường của hệ sinh thái thủy sinh và bảo đảm mức tối thiểu cho hoạt động khai thác, sử dụng nguồn

nước của các đối tượng sử dụng nước (Luật tài nguyên nước, năm 2012)

1.1.2 Cơ sở đánh giá khả năng tiếp nhận

a) Mục đích sử dụng nước

Mỗi nguồn nước, mỗi đoạn sông thường được dùng với một số mục đích khác nhau hoặc được khai thác sử dụng tổng hợp, chẳng hạn như cấp nước cho sinh hoạt, cấp nước cho nông nghiệp, nuôi trồng thủy sản, giao thông thủy, giải trí, du lịch,

Hiện nay đã có một số địa phương có quy định cụ thể về phân vùng khai thác, sử dụng nguồn nước cho các sông suối trên địa bàn của địa phương mình Tuy nhiên, hầu hết các địa phương trên toàn quốc đều chưa có quy định về phân vùng mục đích sử dụng cho các nguồn nước Việc phân vùng mục đích sử dụng nước sẽ được tiến hành trong các quy hoạch tài nguyên nước cho các lưu vực sông để bảo đảm sự thống nhất trong việc khai thác sử dụng và bảo vệ tài nguyên nước

Trong những trường hợp chưa có quy định về mục đích sử dụng nước thì việc đánh giá khả năng tiếp nhận nước thải cho một nguồn nước, một đoạn sông nào đó cần phải dựa vào tình hình thực tế đang khai thác sử dụng nguồn nước

đó

b) Đặc điểm của nguồn nước tiếp nhận

* Lưu lượng nguồn nước, chế độ dòng chảy

Trong cùng một con sông với cùng các điều kiện khác về dòng chảy thì khi lưu lượng của sông càng lớn thì khả năng pha loãng và tự làm sạch các chất ô nhiễm của nguồn nước cũng càng lớn Tuy nhiên, trong cùng một con sông với cùng một giá trị lưu lượng thì dòng chảy có chế độ không ổn định thì khả năng xáo trộn của dòng chảy sẽ tăng lên nhiều so với dòng chảy ổn định

* Hình thái địa hình lòng dẫn

Sông quanh co, địa hình đáy sông gồ ghề sẽ tạo điều kiện cho dòng nước hình thành ra nhiều các dòng chảy ngang, dòng chảy xoáy cục bộ trong sông và tác động đến khả năng xáo trộn, khuếch tán các chất ô nhiễm có trong nước Dòng nước có nhiều xoáy cũng sẽ tạo điều kiện cho ôxy trong không khí hòa tan vào nước, tác động đến quá trình sinh hóa diễn ra trong nước

* Thành phần, nồng độ thông số ô nhiễm có trong nước sông

Không có nguồn nước sông nào là sạch tuyệt đối Trong nguồn nước sông

có thể có sẵn một số các chất ô nhiễm với các nồng độ khác nhau Nếu nồng độ của các thông số ô nhiễm có sẵn trong nguồn nước càng cao thì càng hạn chế khả năng tiếp nhận nước thải của nguồn nước đối với các chất ô nhiễm đó Ngoài ra trong nguồn nước sông luôn có sẵn một số các chất hóa học nhất định

Nguồn gốc của các chất hóa học này là từ nước mưa rửa trôi trên mặt đất hoặc

từ nước ngầm chảy qua các tầng đất rồi chảy ra sông

* Đặc điểm của hệ sinh thái thuỷ sinh

Trong nguồn nước ở những điều kiện bình thường, sẽ diễn ra chu trình kín

và sự cân bằng giữa sự sống của các loài động, thực vật và vi sinh vật Các chất hữu cơ được vi khuẩn ôxy hóa phân hủy thành các chất đơn giản, giải phóng ra

CO2 Quá trình quang hợp của các loài thực vật dưới nước lại sử dụng CO2 và sản sinh ra ôxy Ôxy lại rất cần cho các loài động vật như tôm, cá, ốc, hến, Các loại cây cỏ thủy sinh cũng có tác động trực tiếp về mặt vật lý đến vận tốc dòng chảy như tạo ra các dòng rối làm tăng sự xáo trộn chất ô nhiễm trong nước Tuy nhiên, nếu cỏ cây quá nhiều sẽ làm cản trở dòng chảy, dẫn đến nguồn nước

bị tù đọng và có tác động xấu đế khả năng tiêu thoát chất ô nhiễm

Do vậy, hệ sinh thái thuỷ sinh là yếu tố tác động quan trọng đến khả năng xáo trộn, phân hủy, tự làm sạch của nguồn nước đối với các chất ô nhiễm Thông thường, hệ sinh thái thủy sinh càng phong phú thì khả năng tự làm sạch của nguồn nước càng lớn Nhiều nước trên thế giới đã sử dụng hệ sinh thái của các đầm lầy, các khu đất ngập nước để xử lý nước thải

c) Phân loại nước thải

Nước thải được định nghĩa là chất lỏng được thải ra sau quá trình sử dụng của con người và đã bị thay đổi tính chất ban đầu của chúng Thông thường nước thải được phân loại theo nguồn gốc phát sinh của chúng Theo cách phân

loại này, có các loại nước thải dưới đây (Trần Văn Nhân và Ngô Thị Nga, năm 2002)

- Nước thải sinh hoạt: Là nước thải từ các khu dân cư, khu vực hoạt động thương mại, công sở, trường học và các cơ sở tương tự khác

- Nước thải công nghiệp (hay còn gọi là nước thải sản xuất): Là nước thải

từ các nhà máy đang hoạt động, có cả nước thải sinh hoạt nhưng trong đó nước thải công nghiệp là chủ yếu

- Nước thải tự nhiên: Nước mưa được xem là nước thải tự nhiên Ở các thành phố hiện đại nước thải tự nhiên được thu gom thoát theo một hệ thống thoát nước riêng

- Nước thấm qua: Đây là nước mưa thấm vào hệ thống cống bằng nhiều cách khác nhau qua các khớp nối, các ống có khuyết tật hoặc thành của hố ga

- Nước thải đô thị: Là thuật ngữ chung chỉ chất lỏng trong hệ thống cống thoát của một thành phố Đó là hỗn hợp của các loại nước thải kể trên

d) Đặc điểm của nguồn nước thải

* Thành phần, thông số ô nhiễm có trong nước thải

Thành phần thông số ô nhiễm có trong nước thải được phân loại như sau

(Trần Văn Nhân và Ngô Thị Nga, năm 2002):

- Nhu cầu oxy sinh hóa BOD: Là chỉ tiêu thông dụng nhất để xác định mức

độ ô nhiễm của nước thải đô thị và chất thải trong nước thải công nghiệp Trong môi trường nước, khi quá trình oxy hóa sinh học xảy ra thì các vi sinh vật sử dụng oxy hòa tan Vì vậy, xác định lượng oxy hòa tan cần thiết cho quá trình phân hủy sinh học là công việc quan trọng để đánh giá ảnh hưởng của một dòng thải đối với nguồn nước BOD biểu thị lượng các chất hữu cơ trong nước có thể

bị phân hủy bằng các vi sinh vật

- Nhu cầu oxy hóa COD: Là lượng oxy cần thiết cho quá trình oxy hóa hóa học các chất hữu cơ trong mẫu nước thành CO2 và nước Lượng oxy này tương đương với hàm lượng chất hữu cơ có thể bị oxy hóa được xác định khi sử dụng một tác nhân oxy hóa hóa học mạnh trong môi trường axit Chỉ số COD biểu thị

cả lượng chất hữu cơ không thể bị oxy hóa bằng vi sinh vật, do đó nó có giá trị cao hơn BOD

- Hàm lượng chất thải rắn: Là thành phần vật lý đặc trưng quan trọng nhất trong nước thải, bao gồm các chất rắn nổi lơ lửng, keo và tan Chỉ tiêu này này

là một phép đo gần đúng lượng bùn sẽ được khử trong lắng sơ cấp

- Các chất dinh dưỡng:

+ Hàm lượng nitơ: Chỉ tiêu hàm lượng nitơ trong nước cũng được xem như

là chất chỉ thị tình trạng ô nhiễm nước, các dạng tồn tại của Nitơ trong nước gồm: Nitơ hữu cơ (N-HC), nitơ ammoniac (N-NH3), nitơ nitrit (N-NO2), nitơ nitrat Nitơ không những chỉ có thể gây ra các vấn đề phì dưỡng mà khi chỉ tiêu N-NO3- trong nước cấp cho sinh hoạt vợt quá 45mg/lít cũng có thể gây ra mối đe

dọa nghiệm trọng đối với sức khỏe con người

+ Hàm lượng photpho: Là một trong những nguyên nhân chính gây ra sự phát triển của tảo ở một số nguồn nước mặt Photpho trong nước và nước thải thường tồn tại ở các dạng orthophotphat (PO43-, HPO42-, H2PO4-, H3PO4) hay polyphotphat [Na3(PO3)] và photphat hữu cơ

+ Hàm lượng sunfat: Ion sunfat thường có trong nước cấp sinh hoạt cũng như trong nước thải Lưu huỳnh cũng là một nguyên tố cần thiết cho quá trình tổng hợp protein và được giải phóng ra trong quá trình phân hủy chúng

- Kim loại nặng: Thông thường, kim loại nặng có xuất xứ từ các ngành công nghiệp khác nhau và một phần nhỏ từ thiên nhiên Những kim loại nặng chính là đồng, crôm, catmi, kẽm, chì, niken và thuỷ ngân,…

- Các loại vi sinh vật: Vi sinh vật có mặt một cách tự nhiên trong mọi loại nước, nước thải xả thải của bệnh viện, chuồng trại cũng có thể đưa các vi khuẩn gây bệnh vào nguồn nước và gây bệnh cho người và gia súc Thông số đặc trưng cho loại ô nhiễm này là coliform

Các đặc tính vật lý như nhiệt độ, độ đục, mầu nước, cũng đóng những vai trò quan trọng do tác động tới các thông số khác Nếu xét theo khả năng tiếp nhận nước thải của nguồn nước thì có thể phân nhóm các chất ô nhiễm thành các

nhóm chính sau (Lê Trình và Nguyễn Thế Lộc, năm 2008):

 Nhóm chất dễ phân hủy, suy giảm theo thời gian: BOD, COD, N, P,

 Nhóm chất khó phân hủy: TSS, Kim lọai nặng, dung môi hữu cơ

Với đặc điểm của từng nhóm đó, việc tính khả năng tiếp nhận sẽ khác nhau Với các chất khó phân hủy thì trong tính toán, nồng độ các chất đó được coi như không biến đổi theo thời gian Với những chất dễ phân hủy, suy giảm theo thời gian thì trong tính toán có thêm các phương trình của nồng độ biến đổi theo thời gian

* Lưu lượng xả, phương thức xả, chế độ xả, vị trí xả

Lưu lượng nước thải có liên quan trực tiếp đến chế độ thủy vực và khả năng pha loãng của sông Do vậy, tác động trực tiếp đến khả năng tiếp nhận nước thải của sông

Các phương thức xả khác nhau (xả trên mặt, xả ngầm, xả đáy, xả ven bờ,

xả giữa sông, .) và chế độ xả khác nhau (liên tục hay gián đoạn) đều có tác động đến khả năng pha loãng, khuếch tán, phân hủy chất ô nhiễm Do vậy, tác động đến khả năng tiếp nhận nước thải của sông Chẳng hạn, nếu nước thải được

xả ngầm vào giữa sông thì các chất ô nhiễm sẽ được khuếch tán nhanh hơn nhiều so với phương thức xả tràn nước thải ngay ven bờ sông đó

* Các yếu tố về thời tiết, khí tượng

Nhiệt độ, gió, độ ẩm không khí, áp suất khí quyển, bức xạ mặt trời là các yếu tố tác động đến: Lượng ôxy hòa tan trong nước; sự phân hủy chất hữu cơ của vi sinh vật; sự quang hợp của các loài thực vật dưới nước, Do vậy, các yếu tố về thời tiết, khi tượng là các yếu tố tác động không nhỏ đến khả năng phân hủy, tự làm sạch của nguồn nước đối với các chất ô nhiễm

1.2 Cơ sở pháp lý của vấn đề nghiên cứu

- Luật tài nguyên nước số 17/2012/QH13 ngày 21 tháng 6 năm 2012, có hiệu lực thi hành từ ngày 01 tháng 01 năm 2013;

- Luật Bảo vệ Môi trường Việt Nam số 55/2014/QH13 được Quốc hội nước Cộng hoà Xã hội Chủ nghĩa Việt Nam khoá XIII, kỳ họp thứ 7 thông qua ngày

23 tháng 6 năm 2014, có hiệu lực từ ngày 01 tháng 01 năm 2015;

- Nghị định 201/2013/NĐ-CP ngày 27 tháng 11 năm 2013 của Chính phủ quy định chi tiết thi hành một số điều của Luật Tài nguyên nước;

- Nghị định số 19/2015/NĐ-CP ngày 14 tháng 02 năm 2015 của Thủ tướng Chính phủ Quy định chi tiết thi hành một số điều của Luật Bảo vệ môi trường;

- Nghị định số 154/2016/NĐ-CP ngày 16 tháng 11 năm 2016 của Chính phủ về phí bảo vệ môi trường đối với nước thải;

- Nghị định số 40/2019/NĐ-CP ngày 13 tháng 5 năm 2019 của Chính phủ sửa đổi, bổ sung một số điều của các nghị định quy định chi tiết, hướng dẫn thi hành luật bảo vệ môi trường;

- Thông tư số 24/2017/TT-BTNMT ngày 01 tháng 9 năm 2017 của Bộ Tài nguyên và Môi trường quy định kỹ thuật quan trắc môi trường;

- Thông tư số 76/2017/TT-BTNMT ngày 29 tháng 12 năm 2017 của Bộ Tài nguyên và Môi trường quy định đánh giá khả năng tiếp nhận nước thải của nguồn nước;

- Quyết định số 2011/2018/QĐ-UBND ngày 19 tháng 12 năm 2012 của Ủy ban nhân dân tỉnh Cao Bằng về việc Phê duyệt Quy hoạch khai thác, sử dụng và bảo vệ tài nguyên nước tỉnh Cao Bằng đến năm 2020;

- Quyết định số 37/2018/QĐ-UBND ngày 06 tháng 12 năm 2018 của Ủy ban nhân dân tỉnh Cao Bằng về việc Ban hành Quy định quản lý tài nguyên nước trên địa bàn tỉnh Cao Bằng;

- QCVN 14:2008/BTNMT Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải sinh hoạt;

- QCVN 28:2010/BTNMT Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải y tế;

- QCVN 39:2011/BTNMT Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng nước dùng cho tưới tiêu;

- QCVN 08-MT:2015/BTNMT Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng nước mặt thay thế QCVN 08:2008/BTNMT

1.3 Tổng quan kết quả nghiên cứu trên thế giới

1.3.1 Các nghiên cứu tại Mỹ

Văn phòng môi trường chất lượng nước đã làm việc tại các lưu vực sông John Day (lưu vực sông John Day thược quận Clatsop - Tây Bắc tiểu bang Oregon của Mỹ) đã áp dụng phương pháp xác định khả năng chịu tải của LVS John Day thuộc quận Clatsop - Tây Bắc tiểu bang Oregon của Mỹ theo công

thức sau (Don Butcher with support from Julia Crown (A & B), Don Butcher (C), Kenvin brannan) (D&E), Shannon Hubler (F), năm 2010):

LC = WLA + Lah + Labkgd +MOS + RC

Trong đó:

LC = Khả năng chịu tải

WLA = Phân bổ tải trọng chất thải

Lah = Tải trọng phân bổ từ các nguồn không đáng kể của con người

Labkgd = Tải trọng phân bổ từ nền tự nhiên

MOS = Biên an toàn

RC = Công suất dự trữ cho sự tăng trưởng dân số hoặc tăng tải của con người

Dữ liệu hỗ trợ có sẵn từ năm 1972 đến năm 2009 DEQ thực hiện giám sát TMDL cụ thể từ năm 2002 đến năm 2006 DEQ phân tích dữ liệu này trong thời gian 2004 - 2010

Các nhà nghiên cứu đã dùng biện pháp lấy số liệu và phân tích các chỉ tiêu nhiệt độ, lượng oxy hòa tan, mức độ vi khuẩn, trầm tích, tiêu chuẩn sinh học của lưu vực sông, từ đó lập bảng số liệu tổng hợp theo phương pháp DEQ và phương pháp EPA Kết quả nghiên cứu được thể hiện tại bảng sau:

Bảng 1.1 Tổng tải trọng tối đa của lưu vực sông John Day: Phương pháp

EPA (Environmental Protection Agency)

Thông số Bắc giữa Phụ lưu dưới

Hình 1.1 Vị trí hạ lưu của sông Fox

1.3.2 Các nghiên cứu tại Iran

Theo nghiên cứu của F.Barmakin, M.Ahmadi Nadoushan, Đại học Hồi giáo Azad, Isfahan, Iran, nghiên cứu “Giảm tải ô nhiễm nước trên sông Zayandehrood, Isfahan, Iran sử dụng mô hình Qual2kw”

Trong nghiên cứu này, chất lượng nước của sông Zayandehrood đã được nghiên cứu và để mô phỏng dữ liệu định tính, mô hình Qual2kw đã được sử dụng Thông tin được sử dụng bao gồm thông tin định tính của nước sông và thông tin thủy văn, khí tượng và chất gây ô nhiễm Dữ liệu định tính được sử dụng được thu thập thông qua lấy mẫu trong cả mùa khô và mùa mưa Các thông số được điều tra là BOD, DO và nitrate được lấy từ 12 trạm Mô phỏng dữ liệu định tính theo mô hình Qual2kw cho các tham số BOD và DO cho thấy có

sự phù hợp giữa dữ liệu được đo và mô phỏng, nhưng mô phỏng cho tham số nitrate không được thực hiện tốt

Kết quả của mô hình chỉ ra rằng do rút nước cho sử dụng nông nghiệp, tốc

độ dòng chảy nước sông rất thấp tại các trạm đầu cuối Hơn nữa, nồng độ oxy hòa tan trong các trạm này rất thấp, trong khi nồng độ nhu cầu oxy hóa học rất cao do sự xâm nhập của nước thải công nghiệp và con người Vì lý do này, dòng sông không còn có thể nhận tải trọng hữu cơ và không có khả năng tự làm sạch

1.4 Tổng quan kết quả nghiên cứu ở Việt Nam

Đề tài "Nghiên cứu khả năng tiếp nhận tải lượng ô nhiễm do nước thải, khả

năng tự làm sạch của các sông Sài Gòn, Đồng Nai, Nhà Bè Xây dựng cơ sở khoa học đề xuát các phương án quản lý nước thải và quản lý các sông lớn tại

Tp HCM" (Viện Môi trường và Tài nguyên, năm 1995) Nghiên cứu được thực hiện theo hướng dẫn của Thông tư 02/2009/TT-BTNMT ngày 19 tháng 3 năm

2009 của Bộ TN&MT quy định đánh giá khả năng tiếp nhận nước thải của nguồn nước Nghiên cứu được thực hiện dựa trên lưu lượng nước thải phát sinh

từ các khu công nghiệp thải ra sông Hậu (Đoạn từ Vàm cống đến cầu Cần Thơ)

và các kịch bản tính toán ô nhiễm trên sông Hậu đối với 5 thông số TSS, BOD5,

COD, N tổng, P tổng dựa trên hiện trạng ô nhiễm nguồn nước, hiện trạng xả thải

và xử lý nước thải công nghiệp và định hướng quy hoạch phát triển KT - XH đến năm 2020

Kết quả nghiên cứu cho thấy Sông Hậu không có khả năng tiếp nhận nước

thải đối với các thông số BOD, COD, Tổng N, Tổng P và TSS từ các KCN trên toàn tuyến sông Hậu

Đề tài KHCN07-17 của GS.TS Lâm Minh Triết “Xây dựng một số cơ sở khoa học phục vụ cho việc quản lý thống nhất và tổng hợp chất lượng nước lưu vực sông Đồng Nai” đã sử dụng các mô hình toán Qual 2E, Mike để tính toán lan truyền các chất ô nhiễm trên các thủy vực trong lưu vực, trong đó tính toán đến các kịch bản xả thải và dùng nước trên lưu vực đến năm 2010 và 2015; Đề tài Quy hoạch tài nguyên nước lưu vực sông Đồng Nai của Viện Quy hoạch Thủy lợi miền Nam có nghiên cứu về diễn biến chất lượng nước và môi trường trên toàn lưu vực trên cơ sở sử dụng mô hình MIKE

Cơ sở lý thuyết về tải lượng ô nhiễm: Để quản lý TNN trên LVS cần ước tính tổng tải lượng tối đa ngày (TMDLs) mà một đoạn sông còn có khả năng tiếp nhận, nhưng vẫn đáp ứng được quy chuẩn về chất lượng nước:

TIMDLs = ƩWLA + ƩLA + MOS

TMDLs: Tổng tải lượng tối đa ngày;

WLA: Nguồn điểm;

LA: Nguồn điểm;

MOS: Hệ số an toàn

Bộ TN&MT đã ban hành Thông tư số 02/2009/TT-BTNMT ngày 19 tháng

3 năm 2009 Quy định đánh giá khả năng tiếp nhận nước thải của nguồn nước đối với chất ô nhiễm theo phương trình dưới đây:

Khả năng tiếp nhận của

nguồn nước đối với chất

ô nhiễm

= Tải lượng ô nhiễm tối

đa của chất ô nhiễm

- Tải lượng ô nhiễm sẵn có trong nguồn nước của chất ô nhiễm

Ứng dụng mô hình MIKE 11 trong tính toán khả năng chịu tải của dòng sông

Mô hình Mike 11 là mô hình tính toán khả năng chịu tải, dự báo chất lượng nước khá toàn diện, áp dụng cho sông, hồ, kênh mương và trên lưu vực Mike

11 gồm 6 modul chính và nhiều modul phụ khác, trong đó 2 modul nổi bật là modul HD (tính toán thủy lực-lan truyền) và modul WQ (chất lượng nước) Phương pháp đánh giá khả năng chịu tải của nguồn nước sông Vàm Cỏ Đông: Sử dụng mô hình MIKE 11với giữ liệu không gian gồm dữ liệu sơ đồ hóa

18 nhánh sông và 260 nút mạng, sông rộng nhất 334m, sông hẹp nhất 11m, sông sâu nhất -21,85m và sông nông nhất -2m; dữ liệu vị trí 8 biên lỏng; Dữ liệu phi không gian gồm giữ liệu biên thủy lực; dữ liệu biên truyền chất; dữ liệu về độ sâu, bề rộng các mặt cắt ngang của từng sông, rạch; dữ liệu nguồn thải công nghiệp, nông nghiệp, sinh hoạt, nước chảy tràn và áp dụng QCVN 08:2008/BTNMT, Cột A2 cho sông Vàm Cỏ Đông để chọn nồng độ giới hạn so sánh và đánh giá

Theo hiện trạng 2009, sông Vàm Cỏ Đông còn rất ít khả năng tiếp nhận BOD, COD trong mùa khô, thể hiện BOD với giá trị trung bình 10 tấn/ngày và

15 tấn/ngày cho BOD và 145 tấn/ngày cho COD, vào mùa lũ trên 150 tấn/ngày cho BOD và 300 tấn/ngày cho COD Các chỉ tiêu còn lại có tải lượng tối đa ngày tăng từ Bắc xuống Nam, cụ thể mùa khô TSS có thể nhận 400 tấn/ngày, và mùa mưa 800 tấn/ngày; Tổng phốt pho 5 tấn/ngày vào mùa khô và 8 tấn/ ngày vào mùa mưa; Nitrat 120 tấn/ngày vào mùa khô và 200 tấn/ngày vào mùa mưa Vào năm 2015, 2020, khả năng chịu tải có sự tương đồng về xu thế như năm

2009, với tải lượng tối đa ngày của các thông số giảm không đáng kể Cụ thể: trung bình BOD 30-140 tấn/ngày; COD từ 40-200 tấn/ngày; TSS 400-800 tấn/ngày; Tổng P4-8.5 tấn/ngày; Nitrat 100-200 tấn/ngày

Đề tài “Đánh giá khả năng chịu tải của nguồn nước – Nghiên cứu điển hình tại khu vực phía Nam tỉnh Bình Dương” của nhóm tác giả Lê Ngọc Tuấn, Tào Mạnh Quân, Trần Thị Thúy, Đoàn Thanh Huy, Trần Xuân Hoàng Kết quả của nghiên cứu là cơ sở quan trọng cho việc hoạch định các chiến lược, biện pháp kiểm soát nguồn thải và quản lý chất lượng nước tại địa phương Nghiên cứu được thực hiện theo hướng dẫn của Thông tư 76/2017/TT-BTNMT ngày 29/12/2017 của Bộ Tài nguyên và Môi trường

Các phương pháp sử dụng trong nghiên cứu bao gồm: Phương pháp khảo sát đo đạc, phương pháp mô hình hóa, phương pháp tính toán khả năng tiếp nhận nước thải của nguồn nước, phương pháp chỉ số Kết quả nghiên cứu cho thấy khu vực nghiên cứu hầu như không còn khả năng chịu tải đối với NH4+-N

và PO43—P, tiếp sau là TSS, BOD và COD Các lưu vực có khả năng chịu tải đáng quan tâm bao gồm: khu vực Suối Con 1 (BOD, COD, NH4+-N), lưu vực Suối Cái (BOD, TSS và NH4+-N), thượng lưu lưu vực Cây Bàng – Cầu Đinh(COD, BOD, TSS, NH4+-N), thượng lưu lưu vực Chòm Sao – Rạch Búng (cả 5 thông số, trừ NO3--N), thượng lưu lưu vực Bình Hòa – Vĩnh Bình (COD, BOD, PO43--P, NH4+-N) Trong trường hợp cải thiện tình hình xử lý nước thải, KNCT của nguồn nước gia tăng, nhưng không đáng kể, đòi hỏi việc hoạch định các chiến lược, biện pháp kiểm soát nguồn thải và quản lý nước mặt tương thích tại địa phương

Dự án “Điều tra, đánh giá khả năng tiếp nhận nước thải của nguồn nước sông Hiến” được Trung tâm Thông tin kinh tế TNN xây dựng nhằm tạo cơ sở hỗ trợ công tác quản lý tài nguyên nước trên địa bàn tỉnh Cao Bằng nói chung và kiểm soát chất lượng nguồn thải và nguồn nước tiếp nhận cụ thể là sông Hiến, phục vụ cho công tác quản lý tài nguyên nước và cho mục đích phát triển kinh tế

- xã hội Dự án được thực hiện theo hướng dẫn của Thông tư BTNMT ngày 19 tháng 3 năm 2009 của Bộ TN&MT quy định đánh giá khả năng tiếp nhận nước thải của nguồn nước

02/2009/TT-Từ các kết quả tính toán và đánh giá của dự án, ta thấy mức độ ô nhiễm nguồn nước sông Hiến khá nghiêm trọng Dễ thấy rằng nguyên nhân chủ yếu của sự ô nhiễm này là do các hoạt động khai thác khoáng sản trực tiếp trong dòng chảy gây nên Trên sông Hiến từ đoạn chảy qua thị xã, khi sử dụng nước sông như một nguồn cấp nước thô cho Công ty cấp nước Cao Bằng xử lý thành nước sinh hoạt để cấp cho các hộ dân, thì nguồn nước không những không thể tiếp nhận thêm rất nhiều chất ô nhiễm như TSS, COD, BOD5, NO2-, CN-, Fe,

Mn, Hg, As, phenol, dầu mỡ … mà còn đòi hỏi phải điều tra, giám sát nghiêm ngặt hơn nữa về các nguy cơ phát sinh các chất ô nhiễm này để giảm thiểu các nguồn gây ô nhiễm, bảo vệ an toàn cho dòng sông cũng như sức khỏe của người dân thị xã Cao Bằng

Với hiện trạng này, sông Hiến kể từ đoạn chảy qua Thành phố Cao Bằng không còn có thể tiếp nhận một loại nước thải nào kể cả nước thải sinh hoạt dân

cư Điều này gây khó khăn rất lớn trong quy hoạch phát triển kinh tế - xã hội tỉnh Cao Bằng nói chung, thị xã Cao Bằng nói riêng Bất kỳ một loại hình sản xuất nào có xả nước thải vào nguồn nước thì cũng làm cho sự ô nhiễm nước sông trở nên nặng nề hơn, và mối đe dọa tới sức khỏe người dân cũng trở nên nghiêm trọng hơn, đặc biệt là vào mùa kiệt

1.5 Đánh giá chung rút ra từ tổng quan tài liệu

Qua nghiên cứu cơ sở pháp lý, cơ sở khoa học và các nghiên cứu trên thế giới và trong nước Tôi khẳng định rằng chưa có đề tài nghiên cứu nào công bố

về khả năng tiếp nhận nước thải của đoạn sông đề tài thực hiện nghiên cứu Việc thực hiện đề tài này vô cùng cần thiết để giúp các nhà Quản lý đánh giá thực trạng các nguồn thải phát sinh trên địa bàn thị trấn Nước Hai, huyện Hòa An hiện nay, qua đó đề xuất những giải pháp, định hướng cụ thể và hiệu quả bảo vệ môi trường nước phục vụ xây dựng chiến lược phát triển bền vững tỉnh Cao Bằng nói chung và huyện Hòa An nói riêng

Các phương pháp nghiên cứu trên thế giới cho ta phương pháp luận trong lựa chọn, triển khai các phương pháp nghiên cứu trong những điều kiện cụ thể

Đề tài kết quả nghiên cứu trong nước cho ta thấy phương pháp đánh giá khả năng thiếp nhận nước thải của nguồn nước đối với chất ô nhiễm theo Thông

tư số 02/2009/TT-BTNMT ngày 19 tháng 3 năm 2009 Các vấn đề cần tập trung đánh giá tại khu vực nghiên cứu gồm: Đánh giá khảo sát các nguồn thải, vấn đề

về dân số,…

Hiện nay Thông tư số 76/2017/TT-BTNMT ban hành ngày 29 tháng 12 năm 2017 quy định về khả năng tiếp nhận nước thải sức chịu tải của nguồn nước sông hồ, áp dụng phương pháp bảo toàn khối lượng có thay đổi cho phù hợp với mục đích đánh giá theo đoạn sông Việc tính toán khả năng tiếp nhận nước thải của nguồn nước đối với mỗi chất ô nhiễm đang đánh giá Ltn được thực hiện theo phương pháp bảo toàn khối lượng Phương pháp này xây dựng khi giả thiết rằng các chất ô nhiễm sau khi đi vào nguồn nước tiếp nhận sẽ không tham gia vào các

quá trình biến đổi chất trong nguồn nước Vì vậy đề tài áp dụng phương pháp này để triển khai thực hiện nghiên cứu, bởi phương pháp này có một số ưu điểm:

- Có thể xem xét được một cách đầy đủ các tác động tích lũy do các nguồn thải gây ra

- Cho phép các nhà quản lý đưa ra các giải pháp hiệu quả với chi phí và mục tiêu tốt hơn trong tình trạng ô nhiễm nghiêm trọng

- Cho phép chia sẻ một cách công bằng, hợp lý khả năng tiếp nhận nước thải của nguồn nước giữa các cơ sở sản xuất và cộng đồng

- Yêu cầu số lượng điểm quan trắc dữ liệu ít hơn, nâng cao tính khả thi về mặt kinh tế của chương trình quan trắc

CHƯƠNG 2 ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

2.1.1 Đối tượng nghiên cứu

Chất lượng nước sông Bằng Giang, khả năng tiếp nhận thải đối với 6 thông số: TSS, BOD5, COD, NH4+, NO3-, PO43-

Hình 2.1 Bản đồ lưu vực khu vực nghiên cứu

2.2 Nội dung nghiên cứu

- Đặc điểm tự nhiên, kinh tế - xã hội ảnh hưởng đến quản lý, sử dụng nước

- Đánh giá hiện trạng nguồn tiếp nhận và nguồn thải qua các thông số phân tích

- Tính toán khả năng tiếp nhận tải lượng chất ô nhiễm và đánh giá khả năng tiếp nhận nước thải tại khu vực nghiên cứu

- Đánh giá nhận thức và tác động của người dân trong vấn đề bảo vệ sử dụng nguồn nước

- Đề xuất các giải pháp quản lý, sử dụng nguồn nước

2.3 Phương pháp nghiên cứu

2.3.1 Phương pháp thu thập tài liệu thứ cấp

Các tài liệu thứ cấp được thu để thực hiện đề tài bao gồm:

- Các văn bản pháp lý liên quan đến lĩnh vực tài nguyên nước và môi trường

- Số liệu về dân số, điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội tại khu vực nghiên cứu từ UBND thị trấn Nước Hai

- Các số liệu về khí tượng, thủy văn tại khu vực nghiên cứu

- Các số liệu về xả thải của các cơ sở sản xuất tại khu vực nghiên cứu từ phòng Tài nguyên nước khí tượng thủy văn và Chi cục Bảo vệ môi trường thuộc

Sở Tài nguyên và Môi trường tỉnh Cao Bằng

- Các tài liệu khoa học, đề tài, luận văn đã được công bố, thông tin được công bố trên mạng internet và sách báo

2.3.2 Phương pháp phỏng vấn

Phương áp phỏng vấn được thực hiện bằng việc sử dụng phiếu điều tra (phần phụ lục) Nội dung phiếu điều tra được thiết kế để thu thập thông tin về mức độ nhận thức của người dân tại khu vực nghiên cứu trong vấn đề bảo vệ nguồn nước, với bộ câu hỏi ngắn gọn, dễ hiểu, dễ trả lời Phiếu điều tra được đính kèm tại phần phụ lục

- Đối tượng phỏng vấn: Người dân sinh sống tại các tổ trên địa bàn thị trấn Nước Hai, huyện Hòa An tỉnh Cao Bằng, bao gồm: Tổ 1 Hằng Bó; tổ 2 Hằng Bó; tổ 1 Phố Giữa; tổ 2 Phố Giữa; tổ 1 Dạ Hương; tổ 2 Dạ Hương; tổ 1 Phố A;

tổ 2 Phố A; tổ 1 Phố B; tổ 2 Phố B

- Tiêu chí chọn đối tượng phỏng vấn: Phỏng vấn 150 người dân sinh sống tại khu vực nghiên cứu theo tiêu chí: Mỗi tổ dân phố tại khu vực nghiên cứu sẽ tiến hành phỏng vấn 15 người, tập trung vào các hộ gia đình sinh sống dọc bờ sông đoạn nghiên cứu, gần các điểm xả thải chung

2.3.3 Phương pháp quan trắc và phân tích môi trường

* Nguồn nước tiếp nhận

- Thời gian tiến hành đo đạc, lấy mẫu và phân tích mẫu nước tập trung vào

03 tháng của mùa kiệt:

- Tần suất lấy mẫu: 03 mẫu/tháng

- Tổng số mẫu nước sông là 09 mẫu

* Nguồn thải

- Vị trí lấy mẫu: 01 điểm thải của bệnh viện và 04 điểm thải nước thải sinh hoạt dân cư tập trung có ảnh hưởng đến chất lượng nước sông nhiều nhất để lấy mẫu phân tích chất lượng nước thải

- Tần suất lấy mẫu: Mỗi điểm lấy 01 mẫu/tháng,

- Tổng số mẫu nước thải là 15 mẫu

Các vị trí lấy mẫu, ký hiệu mẫu và thời gian lấy mẫu được trình bày tại bảng sau:

Bảng 2.1 Vị trí lấy mẫu, ký hiệu mẫu và thời gian lấy mẫu

TT Vị trí lấy mẫu Tọa độ

lấy mẫu Ký hiệu, thời gian lấy mẫu

1

Tại điểm đầu sông Bằng

Giang của đoạn sông

nghiên cứu, trước khi

chảy vào khu vực thị trấn

Nước Hai

X= 2516094 Y= 0540200

Nước thải sinh hoạt tại

cống thoát nước thải số 1

(thoát nước tổ 1 và tổ 2

Phố Dạ Hương)

X= 2516254 Y= 0540343

- NT1-1: Ngày 9/11/2018

- NT1-2: Ngày 11/12/2018

- NT1-3: Ngày 10/01/2019

2

Nước thải sinh hoạt tại

cống thoát nước thải số 2

(thoát nước tổ 2 Phố

Giữa)

X= 2515685 Y= 0540690

- NT2-1: Ngày 9/11/2018

- NT2-2: Ngày 11/12/2018

- NT2-3: Ngày 10/01/2019

3

Nước thải sinh hoạt tại

cống thoát nước thải số 3

(thoát nước tổ 1 Phố

X= 2515302 Y= 0541141

- NT3-1: Ngày 9/11/2018

- NT3-2: Ngày 11/12/2018

- NT3-3: Ngày 10/01/2019

Giữa, tổ 1 Phố A, tổ 2

Phố A)

4

Nước thải sinh hoạt tại

cống thoát nước thải số 4

(thoát nước tổ 1 Hoằng

Bó, tổ 2 Hoằng Bó, tổ 1

Phố A, tổ 2 Phố B)

X= 2515072 Y= 0541514

- NT4-1: Ngày 9/11/2018

- NT4-2: Ngày 11/12/2018

- NT4-3: Ngày 10/01/2019

5

Nước thải y tế sau xử lý

Bệnh viện đa khoa huyện

Hòa An

X= 2514675 Y= 0541864

- NT5-1: Ngày 9/11/2018

- NT5-2: Ngày 11/12/2018

- NT5-3: Ngày 10/01/2019

Vị trí lấy mẫu (Nước thải y tế)

NT5-1, NT5-2, NT5-3

Vị trí lấy mẫu nước thải sinh hoạt

(cống thải số 2)

NT2-1, NT2-2, NT2-3

Vị trí lấy mẫu nước thải sinh hoạt

(cống thải số 1) NT1-1, NT1-2, NT1-3

Vị trí lấy mẫu nước sông

Hình 2.2 Vị trí lấy mẫu nước sông và nước thải

a) Quy trình lấy mẫu nước

* Thực hiện lấy và bảo quản mẫu nước theo các tiêu chuẩn Việt Nam hiện hành:

- TCVN 6663-1:2011 (ISO 5667-1): Lấy mẫu - Hướng dẫn lập chương trình lấy mẫu và kỹ thuật lấy mẫu

- TCVN 6663-3:2008 (ISO 5667-3): Phần 3 - Hướng dẫn bảo quản và lưu giữ mẫu nước

- TCVN 6663- 6:2008; (ISO 5667- 6) Phần 6 - Hướng dẫn lấy mẫu nước sông và suối

- TCVN 6663-14:2000 (ISO 5667-14): Phần 14 - Hướng dẫn đảm bảo chất lượng lấy mẫu và xử lý mẫu nước môi trường

- ISO 19458:2006 Water quality Sampling for microbiological analysis

* Phương pháp lấy mẫu:

- Lấy mẫu nước sông dùng phương pháp lấy mẫu tổ hợp: Lấy 03 mẫu ở 03

vị trí khác nhau (giữa dòng, bờ trái, bờ phải) với thể tích bằng nhau rồi trộn lẫn

- Lấy mẫu nước thải dùng phương pháp lấy mẫu đơn: Một mẫu riêng lẻ lấy ngẫu nhiên từ một vùng nước

- Bình đựng mẫu: Chai PE 0,5 lít

- Nguồn lấy mẫu và các điều kiện lấy mẫu được ghi chép kèm ngay vào bình sau khi nạp mẫu Nhãn chai và và báo cáo lấy mẫu được hoàn thành vào thời gian lấy mẫu

b) Các chỉ tiêu phân tích và phương pháp phân tích mẫu nước

Các mẫu nước sông và nước thải được phân tích theo 06 thông số thuộc phạm vi của đề tài nguyên cứu, bao gồm: TSS, BOD5, COD, NH4+, NO3-, PO43-

Bảng 2.2 Phương pháp phân tích các thông số tại phòng thí nghiệm

TT Thông

TT Thông

- TCVN 6001-1:2008 (ISO 5815-1 : 2003) về Chất lượng nước

- TCVN 6001-2:2008 (ISO 5815-2 : 2003) về Chất lượng nước

6 PO43- (P) mg/l TCVN 6202-2008 Chất lượng nước

2.3.4 Phương pháp thống kê xử lý số liệu

Tiến hành kiểm tra số liệu, thống kê số liệu từ phiếu điều tra, sau đó nhập

số liệu vào phần mềm Excel để xử lý, sau đó vẽ biểu đồ với các số liệu đã xử lý

2.3.5 Phương pháp tổng hợp, đánh giá, phân tích

Tổng hợp, đánh giá, phân tích số liệu điều tra, thu thập được từ đó chọn lọc

ra các số liệu cần thiết để đưa vào đề tài

2.3.6 Phương pháp tính toán khả năng chịu tải

2.3.6.1 Xác định lưu lượng dòng chảy tối thiểu sông Bằng Giang tại đoạn nghiên cứu

Để xác định lưu lượng dòng chảy tối thiểu của đoạn sông nghiên cứu (Qs,

m3/s), tiến hành đo vận tốc dòng chảy (v, m/s), độ sâu (h, m), bề rộng sông tính

từ bờ (w, m) ở mặt cắt ngang lựa chọn của đoạn sông được mô tả như hình sau:

Hình 2.3 Thông số bề rộng mặt cắt ngang sông và độ sâu đo đạc tính toán

Việc xác định lưu lượng dòng chảy tối thiểu được thực hiện cùng với việc lấy mẫu phân tích môi trường Nội dung thực hiện gồm:

- Dùng máy đo lưu lượng Global Water Flow Probe - FP111 xác định vận tốc dòng chảy của sông (v, m/s)

- Dùng máy Honda Hondex PS-7 xác định độ sâu của sông theo nguyên lý sóng siêu âm (H, m)

- Áp dụng công thức sau để xác định lưu lượng dòng chảy của sông (Qs,

m3/s):

 1 1

1

w 4

+ Lưu lượng thải từ nguồn thải sinh hoạt được xác định theo số lượng dân

số thị trấn Nước Hai, huyện Hòa An, tỉnh Cao Bằng và định mức sử dụng nước tại TCXDVN 33:2006 - Cấp nước, mạng lưới đường ống và công trình tiêu chuẩn thiết kế

Lưu lượng nước tính toán trong ngày dùng nước nhiều nhất (m3/ngày) được tính theo công thức:

Hệ số dùng nước không điều hoà ngày kể đến cách tổ chức đời sống xã hội, sự thay đổi nhu cầu dùng nước theo mùa, lấy Kngày.max = 1,3

Lưu lượng giờ tính toán qgiờ max (m3/h) xác định theo công thức:

qgiờ.max = (Kgiờ.max x Qngày.max)/24

Hệ số dùng nước không điều hoà Kgiờ.max xác định theo biểu thức:

Amax: Hệ số kể đến mức độ sử dụng, các điều kiện địa phương, lấy Amax= 1,3

bmax: Hệ số kể đến số dân trong khu dân cư, lấy bmax = 1,2

Ta có thể tính lưu lượng giờ dùng nước trung bình là:

Lưu lượng giờ dùng nước tối đa là:

Lưu lượng nước thải sinh hoạt được tính bằng 80% lưu lượng nước sạch sử dụng cho sinh hoạt Do đó lưu lượng nước thải theo giờ có thể tính như sau: Lưu lượng nước thải giờ tối đa là:

q thải giờ.max = 80% x 2,03 x q thải giờ.tbTrên cơ sở các kết quả điều tra khảo sát, sẽ tiến hành tổng hợp tình hình, xả nước thải vào nguồn nước tại khu vực nghiên cứu

2.3.6.3 Xác định khả năng tiếp nhận nước thải, sức chịu tải của nguồn nước sông

Khả năng tiếp nhận nước thải, sức chịu tải của nguồn nước sông được thực hiện theo hướng dẫn trong Thông tư số 76/2017/TT-BTNMT ban hành ngày 29 tháng 12 năm 2017 quy định về khả năng tiếp nhận nước thải, sức chịu tải của nguồn nước sông, hồ Việc tính toán khả năng tiếp nhận nước thải của nguồn nước sông được thực hiện theo phương pháp đánh giá gián tiếp trên cơ sở giới hạn tối đa của từng thông số đánh giá theo quy chuẩn kỹ thuật về chất lượng nước mặt, lưu lượng, kết quả phân tích chất lượng nguồn nước sông, lưu lượng

và kết quả phân tích của các nguồn thải xả vào đoạn sông

Áp dụng công thức đánh giá: L tn = (L tđ - L nn -L t ) x F s

Trong đó:

- L tn khả năng tiếp nhận nước thải, sức chịu tải đối với từng thông số ô

nhiễm, đơn vị tính kg/ngày;

- L td tải lượng tối đa của thông số chất lượng nước mặt, đơn vị tính

kg/ngày; được tính theo công thức:

L tđ = C qc x Q s x 86,4

+ Q s (m3/s) là lưu lượng dòng chảy tối thiểu của đoạn sông đánh giá;

+ C qc (mg/l) là giá trị giới hạn của thông số chất lượng nước mặt theo quy chuẩn kỹ thuật về chất lượng nước mặt ứng với mục đích sử dụng nước của đoạn sông đánh giá;

+ 86,4 là hệ số chuyển đổi đơn vị thứ nguyên từ (m3/s)*(mg/l) sang (kg/ngày)

- L nn tải lượng của thông số chất lượng nước hiện có trong nguồn nước

sông, đơn vị tính kg/ngày; được tính theo công thức:

L nn = C nn x Q s x 86,4

+ Q s (m3/s) là lưu lượng dòng chảy tối thiểu của đoạn sông đánh giá;

+ C nn (mg/l) là kết quả phân tích thông số chất lượng nước mặt tại mặt cắt đầu của đoạn sông đánh giá;

+ 86,4 là hệ số chuyển đổi đơn vị thứ nguyên từ (m3/s)*(mg/l) sang (kg/ngày)

- L t là tải lượng thông số ô nhiễm có trong nguồn nước thải, đơn vị tính

kg/ngày; được tính theo công thức:

L t = C t x Q t x 86,4

+ C t (mg/l) là kết quả phân tích thông số ô nhiễm có trong nguồn nước thải

xả vào đoạn sông;

+ Q t (m3/s) là lưu lượng lớn của nguồn nước thải;

+ 86,4 là hệ số chuyển đổi đơn vị thứ nguyên từ (m3/s)*(mg/l) sang (kg/ngày)

- F s hệ số an toàn, được xem xét lựa chọn trong khoảng từ 0,3 đến 0,7 Việc

sử dụng Hệ số an toàn Fs trong xác định khả năng tiếp nhận chất ô nhiễm là do

có nhiều yếu tố không thể định lượng và không chắc chắn trong quá trình tính toán khả năng tiếp nhận nước thải; hoặc do thiếu thông tin đầy đủ về tình hình

xả nước thải và khai thác, sử dụng nước ở hạ lưu

Giá trị Fs nhỏ có nghĩa là chỉ dành một phần nhỏ khả năng tiếp nhận nước nước thải đối với chất ô nhiễm được đưa vào nguồn nước do các yếu tố không chắc chắn lớn và nguy cơ rủi ro cao

Đánh giá, nhận xét: Ltn > 0 đoạn sông còn khả năng tiếp nhận đối với thông số đánh giá

Đánh giá, nhận xét: Ltn < 0 đoạn sông đã không còn khả năng tiếp nhận đối với thông số đánh giá

CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN

3.1 Điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội ảnh hưởng đến quản lý, sử dụng nước

3.1.1 Điều kiện tự nhiên của thị trấn Nước Hai

a) Vị trí địa lý, địa hình

Thị trấn Nước Hai là huyện lỵ của huyện Hòa An, cách Thành phố Cao Bằng khoảng 17 km về phía Tây Bắc Có các phía tiếp giáp như sau:

- Phía Bắc giáp xã Đức Long, huyện Hòa An

- Phía Nam giáp xã Hồng Việt, huyện Hòa An

- Phía Đông giáp xã Bế Triều, huyện Hòa An

- Phía Tây giáp xã Bình Long, huyện Hòa An và sông Bằng Giang chảy theo hướng Tây Bắc- Đông Nam là vành đai giữa Thị trấn Nước Hai với xã Bình Long, xã Hồng Việt, huyện Hòa An

Thị trấn Nước Hai là trung tâm chính trị kinh tế xã hội của huyện Hòa An

có đường Hồ Chí Minh chạy qua từ Thành phố Cao Bằng đến huyện Hà Quảng

Có tổng diện tích sử dụng đất khoảng 109 ha, được chia theo đơn vị hành chính