Đánh giá tải lượng ô nhiễm và sức tải môi trường của đoạn sông Hồng chảy qua tỉnh Nam Định và Thái Bình

Nghiên cứu này đã tính toán tải lượng ô nhiễm và đánh giá sức tải môi trường của đoạn sông Hồng này. Nghiên cứu sử dụng phương pháp đánh giá nhanh, ước tính tải lượng ô nhiễm của các nguồn ô nhiễm khác nhau và phương pháp đánh giá sức tải môi trường.

Trang 1

ĐÁNH GIÁ TẢI LƯỢNG Ô NHIỄM VÀ SỨC TẢI MÔI TRƯỜNG

CỦA ĐOẠN SÔNG HỒNG CHẢY QUA TỈNH NAM ĐỊNH VÀ THÁI BÌNH

Trần Văn Thụy, Phạm Thị Thu Hà và Nguyễn Hoàng Yến

Khoa Môi trường, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội

TÓM TẮT

Sông Hồng, oạn chảy qua hai tỉnh Nam Định và Thái Bình, là nguồn cung cấp nư c chính cho sinh hoạt, công nghiệp và nông nghiệp của vùng Tuy nhiên, chất lượng nư c ã

và ang ị ảnh hưởng bởi các hoạt ộng kinh tế-xã hội Nghiên cứu này ã tính toán tải lượng ô nhiễm và ánh giá sức tải môi trường của oạn sông Hồng này Nghiên cứu sử dụng phương pháp ánh giá nhanh, ư c tính tải lượng ô nhiễm của các nguồn ô nhiễm khác nhau và phương pháp ánh giá sức tải môi trường Kết quả cho thấy trong năm 8, sông Hồng nhận khoảng 48.178 tấn COD, 21.765 tấn BOD 5 , 6.243 tấn T ng N, 1.700 tấn

T ng P và 41.144 tấn TSS Trong , các ti u lực vực chịu thải l n nhất chảy qua các huyện V Thư Thái Bình , Mỹ Lôc, TP Nam Định, Nam Trực và Trực Ninh Nam Định)

và chủ yếu là do các nguồn thải từ sinh hoạt và chăn nuôi Kết quả ánh giá sức tải môi trường c ng chỉ ra rằng, tỷ lệ ạt tải ều nằm ở ngưỡng cao, như COD là 89,54%, NH 4 +

là 86,38%, riêng BOD 5 ã vượt tải (133,12%) Từ những kết quả tính toán trên cho thấy, chất lượng nư c sông Hồng ang chịu áp lực l n và cần có các biện pháp quản lý giảm tải cho khu vực

Từ khóa: Tải lượng ô nhiễm, sức tải môi trường, sông Hồng, phương ph p đ nh gi nhanh

1 MỞ Đ U

Sông Hồng là một trong những con sông quan trọng nhất, gắn liền với sự ph t triển kinh tế-xã hội, cũng như truyền thống văn hóa của Việt Nam Lưu vực sông Hồng nằm trong nghiên cứu là đoạn sông chảy qua hai tỉnh Nam Định và Th i Bình, với tổng chiều dài là 74,5 km, ờ Bắc chảy qua a huyện là Vũ Thư, Kiến Xương và Tiền Hải của tỉnh Th i Bình, ờ Nam chảy qua s u huyện là Mỹ Lộc, TP Nam Định, Nam Trực, Trực Ninh, Xuân Trường và Giao Thủy của tỉnh Nam Định

Lưu vực sông nằm trong khu vực khí hậu nhiệt đới gió mùa Nhiệt độ trung ình năm vào khoảng 23-24˚C Lượng mưa trung ình năm khoảng 1.520-1.850 mm/năm Trên toàn lưu vực sông, có ốn trạm thủy văn, là trạm Phú Hào, Ngô X , Vũ Thuận và Ba Lạt Tại trạm Phú Hào, lưu lượng trung ình của sông Hồng là khoảng 1.310 m3/s Mùa lũ thường kéo dài từ th ng 6 đến tháng 10, với lưu lượng nước chiếm khoảng 75-80% tổng lưu lượng toàn năm Vào mùa này, mực nước sông cao trung ình là 2 m, trong khi mùa khô là khoảng 0,7 m (Cục Thống kê tỉnh Nam Định, 2019; Cục Thống kê tỉnh Thái Bình, 2019)

Do vị trí địa lý là ranh giới tự nhiên giữa hai tỉnh lớn là Nam Định và Thái Bình, sông Hồng đ

và đang chịu t c động rất lớn từ các nguồn thải, như dân sinh, du lịch, nông nghiệp và công nghiệp, của cả hai tỉnh, ảnh hưởng tới chất lượng nước sông cũng như đời sống của các thủy sinh vật Hơn thế, lưu vực sông Hồng còn nằm trong khu vực quan trọng của Vườn quốc gia Xuân Thủy và Khu Bảo tồn thiên nhiên Tiền Hải, nhưng lại chưa có nhiều nghiên cứu tính toán tải lượng thải hay đ nh gi t c động của các hoạt động này lên khu vực Chính vì thế, việc tính toán tải lượng ô nhiễm từ các nguồn phát sinh, cũng như đ nh gi sức tải môi trường nước sông, để có hướng quy hoạch và quản lý sông Hồng, là rất cần thiết

Trang 2

Báo cáo này trình bày kết quả tính toán tải lượng ô nhiễm phát sinh từ các nguồn sinh hoạt, công nghiệp, chăn nuôi, thủy sản và rửa trôi đất của hai tỉnh, dựa trên niên giám thống kê và các tài liệu thu thập được Từ đó, ước tính lượng chất ô nhiễm đưa vào sông Hồng năm 2018 và đ nh giá sức tải môi trường của sông Hồng Các kết quả tính to n được phân bổ cho các tiểu lưu vực của sông Hồng, để đ nh gi thực chất các nguồn thải được tiếp nhận bởi sông Hồng và phục vụ cho các nghiên cứu tiếp theo của khu vực

2 TÀI LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP

Nghiên cứu này dựa vào hai loại số liệu, gồm số liệu thứ cấp từ c c tài liệu, o c o, được liệt kê dưới đây và số liệu sơ cấp, được thu thập thông qua qu trình thực địa phỏng vấn hộ gia đình và chính quyền địa phương tại c c x thuộc khu vực nghiên cứu, về số lượng đàn gia súc, gia cầm, sản lượng/diện tích nuôi trồng thủy, hải sản và diện tích c c loại đất, nhằm ổ sung cho c c số liệu thứ cấp tổng hợp được

Tài liệu thứ cấp phục vụ cho việc tính to n ao gồm c c niên gi m thống kê năm 2017, 2018 của hai tỉnh Nam Định và Th i Bình, số liệu về dân số, du lịch, sản lượng công nghiệp và nông nghiệp trong B o c o số 287 của UBND tỉnh Nam Định về tình hình thực hiện nhiệm vụ ph t triển kinh tế-x hội năm 2018 và kế hoạch ph t triển kinh tế-x hội năm 2019 ngày 30/11/2018,

B o c o số 115 của UBND tỉnh Th i Bình về tình hình kinh tế-x hội năm 2018, mục tiêu và những nhiệm vụ, giải ph p chủ yếu năm 2019 tỉnh Th i Bình ngày 07/12/2018 và c c tài liệu liên quan khác (Bộ TN&MT, 2015; UBND tỉnh Thái Bình, 2018), số liệu chất lượng nước mặt sông Hồng được tham khảo từ B o c o kết quả quan trắc môi trường tỉnh Thái Bình năm 2018 của Sở Tài nguyên và Môi trường tỉnh Th i Bình

Nghiên cứu này sử dụng phương ph p đ nh gi nhanh môi trường (rapid assessment method) để tính tải lượng ô nhiễm từ c c nguồn sinh hoạt, công nghiệp, chăn nuôi, thủy sản và rửa trôi đất

Phương ph p tính to n tải lượng thải này dựa trên cơ sở c c hệ số ph t thải của c c nhóm chất hữu cơ (COD, BOD5), dinh dưỡng (NO2-, NO3-, NH4+, PO43-) và trầm tích (TSS), cùng với phương ph p đ nh gi sức tải môi trường, được trình ày trong cuốn s ch chuyên khảo “Sức tải môi trường vịnh Hạ Long – B i Tử Long” của t c giả Trần Đức Thanh và cs (2012)

Ở trong nghiên cứu này, lưu vực sông Hồng được chia làm ốn tiểu lưu vực, dựa trên diện tích của từng khu vực tương ứng và c c tiểu lưu vực được sử dụng như là đơn vị diện tích để phân tích tải lượng ô nhiễm Tiểu lưu vực số 1 chảy qua huyện Mỹ Lộc, TP Nam Định và một nửa diện tích huyện Vũ Thư, tiểu khu vực số 2 thuộc huyện Nam Trực, Trực Ninh và một nửa diện tích còn lại của huyện Vũ Thư, tiểu lưu vực số 3 thuộc huyện Xuân Trường và Kiến Xương, còn tiểu lưu vực số 4 thuộc huyện Giao Thủy và Tiền Hải (Hình 2.1, 2.2 và 2.3)

Trang 3

Hình 2.1 Phân chia các ti u lưu vực sông Hồng chảy qua tỉnh Nam Định và Thái Bình

Hình 2.2 Ti u lưu vực số 1 và số 2

Hình 2.3 Ti u lưu vực số 3 và số 4

Trang 4

2.1 Phương pháp tính tải lư ng ô nhiễm cho từng nguồn

2.1.1 Nguồn thải từ sinh hoạt (dân cư và du lịch)

Tải lượng ô nhiễm ph t sinh từ sinh hoạt được tính ằng tổng tải lượng ô nhiễm ph t sinh từ dân

cư và du lịch Trong đó, tải lượng ô nhiễm từ dân cư được dựa trên dân số của tiểu lưu vực và hệ

số ph t thải ô nhiễm theo đầu người Dân số của c c tiểu lưu vực dựa vào số liệu thống kê 2017

và 2018 của tỉnh Nam Định và Th i Bình, còn hệ số ph t thải ô nhiễm theo đầu người hay tải lượng thải đơn vị được trình ày trong Bảng 2.1, dựa trên nguồn số liệu thứ cấp C c thành phần lựa chọn để tính tải lượng ô nhiễm là COD, BOD5, Tổng N, Tổng P, NO2- + NO3-, NH4+, PO4

3-và TSS Công thức tính nguồn thải từ dân cư (Trần Đức Thạnh 3-và cs., 2012):

Qsh = Qdc + Qdl; Qdc = Pi*Qi*10-3; Qdl = n × Qi / 365 × 10-3 (1)

Trong đó: Qsh: Tải lượng thải từ sinh hoạt (tấn/năm); Qdc: Tải lượng thải từ dân cư (tấn/năm);

Qdl: Tải lượng thải từ du lịch(tấn/năm); Pi: Dân số của c c tiểu lưu vực (người); Qi: Đơn vị tải lượng thải sinh hoạt (kg/người/năm)

Bảng 1 Tải lượng thải ơn vị sinh hoạt – Q i kg người năm

Các thông số Tải lượng ơn vị

kg người năm

Hiệu suất xử lý %

Lắng sơ cấp Xử lý sinh học

Nguồn: San Diego-McGlone et al., 2000; UBND tỉnh Nam Định, 2018

2.1.2 Nguồn thải từ công nghiệp

Tải lượng ô nhiễm ph t sinh từ công nghiệp được tính dựa trên sản lượng của một số sản phẩm công nghiệp trong tiểu lưu vực và hệ số ph t thải ô nhiễm theo từng loại sản phẩm (Bảng 2.2) Sản lượng công nghiệp trong c c tiểu lưu vực dựa vào số liệu thống kê 2017, 2018 của tỉnh Nam Định và Th i Bình Công thức tính nguồn thải từ công nghiệp (Trần Đức Thạnh và cs., 2012):

Trong đó: Qcng: Tải lượng thải từ công nghiệp (tấn/năm); Pi: Sản lượng công nghiệp theo ngành (tấn); Qi: Tải lượng thải đơn vị công nghiệp (kg/sản lượng/năm)

Trang 5

Bảng Tải lượng thải ơn vị một số ngành công nghiệp - Q i kg sản lượng năm

Các ngành công

nghiệp

Tải lượng thải ơn vị kg sản lượng năm

+ NO2- NH4

+ PO4 3-Chế iến c (tấn) 19,0 7,3 0,7 0,31 9,4 0,01 0,27 0,16 Tôm đông lạnh (tấn) 312,0 120 10,0 5,04 220 0,10 3,80 2,52 Thịt đông lạnh (tấn) 26,0 10,0 0,6 0,1 6,1 0,01 0,23 0,05

Xay x t gạo (tấn) 4,7 1,8 0,9 0,08 0,07 0,01 0,34 0,04 Bia (1.000 lít) 27,3 10,5 5,3 0,44 3,9 0,05 2,01 0,22 Nước ngọt (1.000

Sợi (tấn) 403,0 155,0 77,5 6,51 70,0 0,78 29,45 3,26 Len (tấn) 226,2 87,0 43,5 3,65 43,0 0,44 16,53 1,83 Nhuộm (tấn) 140,4 54,0 27,0 2,27 12,0 0,27 10,26 1,14

iệu suất xử lý (%) 80-85 80-95 15-50 10-25 80-90 8-15 8-15 10-25

Nguồn: Trần Đức Thạnh và cs., 2012; UBND tỉnh Nam Định, 2018

2.1.3 Nguồn thải từ chăn nuôi

Tải lượng ô nhiễm từ nguồn chăn nuôi được tính theo số lượng vật nuôi và hệ số ph t thải theo từng loài vật nuôi Số lượng vật nuôi trong c c tiểu lưu vực dựa theo số liệu thống kê 2017, 2018 của c c tỉnh Nam Định và Th i Bình, còn hệ số ph t thải của c c loài vật nuôi được trình ày tại Bảng 2.3 Công thức tính nguồn thải từ chăn nuôi (Trần Đức Thạnh và cs., 2012):

Trong đó: Qcn: Tải lượng thải từ chăn nuôi (tấn/năm); Ni: Số lượng vật nuôi (con); Qi: Tải lượng

thải đơn vị chăn nuôi (kg/con/năm)

Bảng 3 Hệ số phát thải của các loài vật nuôi - Q i (kg con năm

NO3- + NO2- 0,005 1,0585 0,146

Trang 6

2.1.4 Nguồn thải từ nuôi thủy sản

Tải lượng thải từ nuôi thủy sản được tính dựa trên sản lượng nuôi thủy sản của khu vực và hệ số

ph t thải đơn vị trong Bảng 2.4 Lượng ph t thải ít hay nhiều tùy thuộc vào hình thức và đối tượng thủy sản được nuôi, trong đó nuôi tôm công nghiệp và c lồng có lượng ph t thải đ ng kể

nhất Công thức tính nguồn thải từ nuôi thủy sản (Trần Đức Thạnh và cs., 2012):

Trong đó: Qts: Tải lượng thải từ thủy sản (tấn/năm); Pi: Sản lượng thủy sản (tấn); Qi: Tải lượng thải đơn vị thủy sản (kg/tấn/năm)

Bảng 4 Hệ số phát thải từ nuôi thủy sản - Q i kg tấn năm

Các thông số Hệ số phát thải kg tấn năm

Nuôi thâm canh tôm sú Nuôi c lồng

2.1.5 Nguồn thải từ rửa trôi đất

Tải lượng thải từ nguồn rửa trôi đất được tính dựa trên diện tích của c c loại đất, hệ số ph t thải đơn vị và số ngày mưa của khu vực Đất được sử dụng có đất cho nông nghiệp, đất lâm nghiệp, dân cư và đất trống, với số liệu diện tích dựa vào số liệu thống kê 2017, 2018 của c c tiểu lưu vực trong tỉnh Nam Định và Th i Bình, còn tải lượng thải đơn vị theo từng loại đất kể trên được trình bày trong Bảng 2.5 Công thức tính nguồn thải từ rửa trôi đất (Trần Đức Thạnh và cs., 2012):

Trong đó: Qrt: Tải lượng thải từ rửa trôi đất (tấn/năm); Si: Diện tích của từng loại đất (km2

); Qi: Đơn vị tải lượng theo nguồn sử dụng đất (kg/km2/ngày); n: Số ngày mưa trong năm tại khu vực (ngày)

Bảng 5 Tải lượng thải ơn vị th o từng loại ất – Q i (kg/km 2 /ngày) Các thông số Đất lâm nghiệp Đất nông nghiệp Đất trống Đất ân cư

Nguồn: Trần Đức Thạnh và cs., 2012

Trang 7

2.2 Phương pháp đánh giá sức tải môi trường

Sức tải môi trường là khả năng của thủy vực có thể tiếp nhận và đồng hóa thêm lượng vật chất tối đa sao cho không vượt qu c c tiêu chuẩn môi trường (IMO/FAO/UNESCO/WMO/WHO/ IAEA/UN/UNEP, 1986) C c tiêu chuẩn môi trường của c c thông số được đ nh gi dựa trên Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia (QCVN 08-MT: 2015/BTNMT) đối với nước mặt cho mục đích sinh hoạt (cột A1 và A2) Công thức tính sức tải môi trường của một thủy vực được tính theo công thức tham khảo của IMO/FAO (1986) và Bộ Thủy sản – DANIDA/FSPS/SUMA (2005) như sau (IMO/FAO/UNESCO/WMO/WHO/IAEA/UN/UNEP, 1986):

Trong đó: EC: Sức tải môi trường của thủy vực (tấn); Ctc: Tiêu chuẩn chất lượng nước theo QCVN 08-MT: 2015/BTNMT (g/m3); Cht: Nồng độ c c chất ô nhiễm trong thủy vực (g/m3

); V: Thể tích trung ình của thủy vực (m3); R: Tỷ lệ trao đổi nước (%)

3 T QUẢ VÀ THẢO LUẬN

Dựa vào c c công thức tính to n đ được trình ày ở trên, tải lượng ph t sinh vào ốn tiểu lưu vực sông Hồng, từ c c nguồn dân cư, du lịch, công nghiệp, chăn nuôi, thủy sản và rửa trôi đất, được thể hiện trong Bảng 3.1

Dựa vào kết quả tính to n trên và hệ số xử lý của c c ngành, như sinh hoạt, công nghiệp và chăn nuôi, ta có thể tính to n được tải lượng thải đi vào ốn tiểu lưu vực kể trên, từ đó ước tính được tải lượng thải đối với từng chất ô nhiễm, được trình ày chi tiết ở phần dưới đây

Bảng 3 1 Tải lượng thải phát sinh vào ốn ti u lưu vực sông Hồng tấn

Nguồn

Thông số Dân cư Du lịch Công nghiệp Chăn nuôi Thủy sản Rửa trôi ất

Tiểu lưu vực số 1

Tiểu lưu vực số

Trang 8

Nguồn

Thông số Dân cư Du lịch Công nghiệp Chăn nuôi Thủy sản Rửa trôi ất

3.1 Ư c tính tổng tải lư ng COD

Ước tính tổng tải lượng COD vào sông Hồng năm 2018 khoảng 48.178 tấn Trong đó, đóng góp vào tải lượng COD lớn nhất là sinh hoạt (55,27%) vào khoảng 26.627 tấn, còn lại công nghiệp (26,77%), chăn nuôi (16,30%), thủy sản (1,65%) và rửa trôi đất (0,02%) Vùng chịu tải lượng COD lớn nhất là tiểu lưu vực số 1 Nguyên nhân do đây là khu vực ph t triển kinh tế chủ yếu nhờ trồng trọt, chăn nuôi, với lượng gia súc, gia cầm lớn, nên lượng ph t thải chất ô nhiễm vào sông Hồng là nhiều nhất trong khu vực nghiên cứu

Biểu đồ 3 1 Tải lượng COD i vào sông Hồng năm 8

3.2 Ư c tính tổng tải lư ng BOD 5

Theo tính to n, ước tính tổng tải lượng BOD5 vào sông Hồng năm 2018 khoảng 21.765 tấn C c hoạt động kinh tế-x hội đóng góp tải lượng BOD5 kh c nhau (công nghiệp 22,78%, chăn nuôi 20,55%, thủy sản 1,03% và rửa trôi 0,03%) Sinh hoạt v n là nguồn ph t sinh lớn nhất, với khoảng 12.103 tấn BOD5, chiếm 55,61% tổng lượng ph t sinh Khu vực chịu tải lượng BOD5 lớn nhất v n là tiểu lưu vực số 1, do đây là nơi tập trung mật độ dân số cao của hai tỉnh Nam Định và Thái Bình

3.3 Ư c tính tổng tải lư ng T–N

Tổng tải lượng T–N năm 2018 từ c c nguồn ô nhiễm vào sông Hồng khoảng 6.243 tấn, trong đó sinh hoạt (31,02%), chăn nuôi (27,26%), thủy sản (2,32%) và rửa trôi đất (0,16%) Đóng góp nhiều nhất là công nghiệp, chiếm 39,25%, khu vực ph t sinh v n thuộc tiểu lưu vực số 1 huyện

Mỹ Lộc, TP Nam Định và huyện Vũ Thư, do tập trung nhiều khu công nghiệp của khu vực

0 2000 4000 6000 8000 10000 12000

Đoạn 1 Đoạn 2 Đoạn 3 Đoạn 4

Công nghiệp Chăn nuôi Thủy sản Rửa trôi

Trang 9

Biểu đồ 3 Tải lượng BOD 5 i vào sông Hồng năm 8

Biểu đồ 3 3 Tải lượng T–N i vào sông Hồng năm 8

3.4 Ư c tính tổng tải lư ng T–P

Năm 2018, c c nguồn ô nhiễm đóng góp khoảng 1.700 tấn T–P vào sông Hồng C c nguồn ô nhiễm đóng góp tải lượng kh c nhau: sinh hoạt (31,33%), công nghiệp (12,29%), thủy sản (7,64%) và rửa trôi đất (0,14%) Chăn nuôi là nguồn ô nhiễm đóng góp tải lượng lớn nhất, chiếm 48,60% tổng tải lượng T–P Tiểu lưu vực số 2, chảy qua huyện Nam Trực, Trực Ninh (Nam Định) và huyện Vũ Thư (Th i Bình), là khu vực chịu tải lượng T–P lớn nhất, do đây là vùng tập trung số lượng chuồng trại chăn nuôi lớn, số lượng vật nuôi nhiều của khu vực

Biểu đồ 3 4 Tải lượng T–P i vào sông Hồng năm 8

3.5 Ư c tính tải lư ng TSS

Tổng tải lượng TSS năm 2018 đi vào sông Hồng khoảng 41.144 tấn, trong đó đóng góp vào tải lượng TSS lớn nhất là nguồn chăn nuôi, chiếm 58,98%, sinh hoạt (35,30%), công nghiệp (4,21%) và rửa trôi đất (1,59%) Khu vực ph t sinh tải lượng TSS lớn nhất thuộc tiểu lưu vực số

2, chạy qua huyện Nam Trực, Trực Ninh (Nam Định) và huyện Vũ Thư (Th i Bình), do diện tích

0 1000 2000 3000 4000 5000

0 500 1000 1500 2000 2500

0 50 100 150 200 250 300 350

Trang 10

đất thuộc khu vực này là lớn nhất, đồng thời số lượng vật nuôi cũng nhiều hơn c c khu vực khác,

nên tải lượng thải đi vào tiểu lưu vực là đ ng kể nhất

Biểu đồ 3 5 Tải lượng TSS i vào sông Hồng năm 8

3.6 Đánh giá sức tải môi trường

C c thông số COD, BOD5, NO2-, NH4+, PO43- và TSS được lựa chọn để đ nh gi sức tải môi trường lưu vực sông Hồng, vì đây là nhóm c c hợp chất hữu cơ và dinh dưỡng đại diện cho c c nguồn sinh hoạt, công nghiệp, chăn nuôi, thủy sản và rửa trôi đất Dựa vào công thức tính sức tải môi trường được nêu ở phần phương ph p, khả năng chịu tải của lưu vực sông Hồng và tỷ lệ đạt

tải của c c thông số được trình ày dưới đây

Bảng 3 2 Giá trị các thông số tính sức tải môi trường sông Hồng năm 8

EC (tấn) 53.804,06 16.349,3 297,26 2.823,97 1.486,3 92.150,6

Tải lượng thải

Tải lượng thải –

Đoạn 1

(tấn/ngày)

Đoạn 2

(tấn/ngày)

Đoạn 3

(tấn/ngày)

Đoạn 4

(tấn/ngày)

0 2000 4000 6000 8000 10000

Định dạng
Số trang	13
Dung lượng	1,88 MB