ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KHOA HÓA TRẦN THỊ HIỀN ĐÁNH GIÁ TÁC ĐỘNG CỦA QUÁ TRÌNH XÂM NHẬP MẶN TRÊN SÔNG VĨNH ĐIỆN ĐẾN ĐỜI SỐNG VÀ HOẠT ĐỘNG SẢN XUẤT CỦA NHÂN DÂN KHU VỰC
TỔNG QUAN
TỔNG QUAN VỀ QUÁ TRÌNH XÂM NHẬP MẶN
1.1.1 Định nghĩa về quá trình xâm nhập mặn
Xâm nhập mặn là sự xâm nhập nước biển vào nội đồng theo sông ngòi khi thủy triều lên cao, qua các trận mƣa bão vỡ đê biển hoặc vào mùa khô khi nước ngọt của các con sông có lưu lượng thấp chảy ra biển, nước ngọt không đủ lực để đẩy nước biển khi thủy triều mạnh Nước mặn có thể theo các mao mạch, đường nứt trong đất, đi qua các con đê biển thấm sâu vào nội đồng gây mặn
Hình 1.1: Quá trình nước biển xâm nhập
1.1.2 Khái quát về độ mặn [5] Độ muối hay độ mặn là hàm lƣợng tổng cộng tính bằng gam của tất cả các chất khoáng rắn (các muối) hoà tan có trong 1000 gam nước biển với điều kiện: các halogen được thay bằng lượng clo tương đương, các muối cacbonat đƣợc chuyển thành ôxít, các chất hữu cơ bị đốt cháy ở 480⁰C." Độ muối đƣợc ký hiệu là S‰, độ Clo - Cl‰ và mối liên hệ giữa hai đại lƣợng này là:
S‰ = 0,030 + 1,8050 Cl‰ Ở đây, ‰ hay ppt (phần nghìn) không phải là đơn vị đo của độ muối, đó chỉ là ký hiệu để biểu diễn đơn vị đo nồng độ (g/kg) của các muối hoà
2 tan trong nước biển Cũng không nên đồng nhất độ muối với "độ mặn" như cách hiểu ở một số địa phương về vị mặn của muối NaCl trong nước biển Định nghĩa độ muối nhƣ trên đƣợc xây dựng từ thực tế công việc xác định nó thông qua xác định độ clo bằng phương pháp phân tích hoá học - phương pháp Knudsen (còn gọi là phương pháp chuẩn độ bạc nitrat) Độ mặn là một trong những chỉ tiêu quan trọng trong việc phân tích và đánh giá chất lượng nước Độ mặn được xác định chủ yếu dựa trên sự hiện diện của clorua và sunfat Chính hàm lượng của clorua và sunfat trong nước quyết định mức độ mặn trên sông
Clorua là anion chính trong nước thiên nhiên và nước thải Vị mặn của clorua thay đổi tùy theo hàm lượng và thành phần hóa học của nước Thông thường, mẫu nước chứa khoảng 250 mg Cl - /l người ta đã có thể nhận ra vị mặn của nước Tuy nước đã chứa đến 1000 mg Cl - /l Hàm lượng clorua cao sẽ gây tổn hại rất lớn cho con người Clorua có thể có từ những nguồn cung cấp nhƣ sau:
- Nước mặn từ biển theo các cửa sông rồi đi vào các sông rạch mang theo hàm lượng clorua rất cao Ở những khu vực ven biển , nước mưa cũng chứa một lượng clorua rất lớn Vì vậy, nước mưa cũng cung cấp clorua cho các sông rạch
- Ngoài ra, clo còn có nguồn gốc từ các loại chất thải, nước thải công nghiệp cũng như sinh hoạt của người dân Theo các số liệu thống kê, trong nước tiểu của mỗi người trung bình trong một ngày có thể cung cấp khoảng
6g NaCl/ngày Do vậy, đây cũng là một trong những nguồn cung cấp clorua thường xuyên cho các khu vực tiếp nhận nước thải, chất thải
- Đối với các vùng ven biển, cấu tạo địa chất là những cồn cát, bùn, phù sa lấp đầy ở dạng mềm, có khả năng mao dẫn, tạo điều kiện cho nước biển xâm nhập vào đất liền
Ảnh hưởng của mặn đến cây trồng
- Trên vùng đất mặn thường gây hạn chế cho cây trồng trong việc gia tăng cơ cấu mùa vụ do mùa nắng không có nước ngọt cung cấp cho cây Đất mặn chứa lượng muối hòa tan trong nước ở vùng rễ cây, làm thiệt hại đến sinh trưởng của cây trồng, mức độ gây thiệt hại của đất mặn tùy thuộc vào cây trồng, giống cây trồng, thời gian sinh trưởng, các yếu tố môi trường đi kèm với nó và tính chất của đất Thiệt hại do mặn thể hiện trước hết là giảm diện tích lá Trong điều kiện thiệt hại nhẹ, trọng lượng khô có xu hướng tăng lên trong một thời gian, sau đó giảm nghiêm trọng do giảm diện tích lá Trong điều kiện thiệt hại năng hơn, trọng lượng khô của chồi, của rễ giảm tương ứng với mức độ thiệt hại Ở giai đoạn mạ của lúa, lá già chết sớm hơn lá non Mặn gây hại cho cây trồng dưới hai dạng: Gây hạn sinh lý và kìm hãm sự phát triển
- Gây hạn sinh lý: Việc dƣ thừa muối trong đất làm tăng áp suất thẩm thấu của dung dịch đất Cây lấy được nước và chất khoáng từ đất khi nồng độ muối tan trong đất nhỏ hơn nồng độ dịch bào của rễ, tức áp suất thẩm thấu và sức hút nước của rễ cây phải lớn hơn áp suất thẩm thấu và sức hút nước của đất Nếu độ mặn của đất tăng cao đến mức sức hút nước của đất vượt quá sức hút nước của rễ thì chẵng những cây không lấy được nước trong đất mà còn mất nước vào đất Cây không hấp thu được nước nhưng quá trình thoát hơi nước của lá vẫn diễn ra bình thường làm mất cân bằng nước gây nên hạn sinh lý Việc tăng áp suất thẩm thấu trong đất mặn quá mức là nguyên nhân quan trọng nhất gây hại cho cây trồng trên đất mặn
Sự ức chế sinh trưởng của cây khi bị nhiễm mặn là đặc trưng rõ rệt nhất Trong đất mặn, các thực vật kém chịu mặn ngừng sinh trưởng do các chức năng sinh lý bị kìm hãm Nồng độ muối càng cao thì kìm hãm sinh trưởng
4 càng mạnh Tùy theo mức độ mặn và khả năng chống chịu mà cây giảm năng suất nhiều hay ít Đối với cây lúa thì có những triệu chứng nhƣ đầu lá trắng theo sau bởi sự cháy chóp lá , màu nâu của lá và chết lá, sinh trưởng của cây bị ức chế, số chồi thấp, sinh trưởng của rễ kém, lá cuộn lại, tăng số hạt bất thụ, số hạt trên bông thấp, giảm trọng lƣợng hạt, thay đổi khoảng thời gian trổ, chỉ số thu hoạch thấp, năng suất hạt thấp
1.1.3 Các phương pháp xác định độ mặn
1.1.3.1 Phương pháp chuẩn độ mẫu nước bằng dung dịch bạc nitrat Để xác định hàm lượng ion Clo trong nước biển, người ta cho dung dịch
Bạc Nitrat (AgNO3) có nồng độ biết trước tác dụng với một thể tích mẫu nước, khi đó ion Clo của mẫu bị kết tủa ở dạng AgCl màu trắng sữa Tuy nhiên, do trong nước biển còn có mặt đồng thời các halogen khác (F-, Br-, I-) nên kết tủa trắng sữa kể trên ngoài AgCl còn có cả AgF, AgBr và AgI Phản ứng thu gọn của quá trình này (ví dụ với Clo) nhƣ sau:
Ag + + Cl - → AgCl↓ (trắng sữa) Biết đƣợc thể tích dung dịch AgNO3 đã sử dụng để kết tủa hết các halogen có trong lượng mẫu nước kể trên, dễ dàng xác định được hàm lượng tổng cộng của chúng, tức là độ Clo của mẫu nước Để xác định chính xác thời điểm các halogen bị kết tủa hết (còn gọi là thời điểm tương đương), là thời điểm mà trong mẫu nước đang chuẩn độ không còn các ion halogen tự do nữa, người ta sử dụng dung dịch Kali
Cromat (K 2 CrO 4 ) làm chỉ thị màu Nếu thêm vài giọt chỉ thị màu vào mẫu nước rồi đem chuẩn độ thì kết tủa màu da cam (Ag 2 CrO4) sẽ được tạo thành cùng với kết tủa trắng sữa Nhƣng do Ag2CrO4 kém bền vững nên nó lại bị phân ly và các ion Bạc mới tái tạo này sẽ tiếp tục kết hợp với các halogen tự do của mẫu nước, nghĩa là màu da cam lại biến mất Màu da cam sẽ ổn định
ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN - KINH TẾ XÃ HỘI VÀ SẢN XUẤT NÔNG NGHIỆP CỦA KHU VỰC ĐIỆN NAM - ĐIỆN NGỌC
NÔNG NGHIỆP CỦA KHU VỰC ĐIỆN NAM - ĐIỆN NGỌC
Hình 1.3: Vị trí địa lí của khu vực Điện Nam – Điện Ngọc
Khu vực Điện Nam – Điện Ngọc gồm 4 xã: Điện Ngọc, Điện Nam Bắc, Điện Nam Trung, Điện Nam Đông:
- Phía bắc giáp thành phố Đà Nẵng (khu vực Non Nước – Hòa Quý – Hòa Hải)
- Phía nam giáp ngoại thị thị xã Hội An (xã Cẩm An và Cẩm Hà)
- Phía đông giáp biển đông
- Phía tây giáp tuyến đường Đà Nẵng – Hội An
Khu vực Điện Nam - Điện Ngọc nằm trên địa bàn tỉnh Quảng Nam nên mang tính chất khí hậu của tỉnh Quảng Nam Khí hậu của tỉnh Quảng Nam là khí hậu nhiệt đới gió mùa với bức xạ dồi dào, nắng nhiều, nhiệt độ cao, lƣợng mƣa phong phú Tuy nhiên sự phân bố khí hậu theo không gian và thời gian rất phức tạp
- Nhiệt độ không khí trung bình: 25,6 o C
- Nhiệt độ cao nhất trung bình: 29,8 o C
- Nhiệt độ thấp nhất trung bình: 22,8 o C
- Nhiệt độ cao nhất tuyệt đối: 40,9 o C
- Nhiệt độ thấp nhất tuyệt đối : 11 o C
- Độ ẩm không khí trung bình năm: 82%
- Độ ẩm không khí cao nhất trung bình: 90%
- Độ ẩm không khí thấp nhất trung bình: 75%
* Mƣa: Quảng Nam có 2 mùa khô và mùa mƣa rõ rệt: Mùa khô kéo dài trong 8 tháng (từ tháng 2 đến tháng 9), mùa mƣa từ tháng 10 đến tháng 1 năm sau
- Lƣợng mƣa trung bình năm: 2066mm
- Số ngày có mƣa trung bình năm: 147 ngày
- Lƣợng mƣa lớn nhất năm: 3307mm
- Lƣợng mƣa ngày lớn nhất: 332mm
- Tháng có ngày mƣa trung bình nhiều nhất: tháng 10
- Lƣợng bốc hơi trung bình: 2107mm/năm
- Lƣợng bốc hơi tháng lớn nhất: 241mm (tháng 5)
- Lƣợng bốc hơi tháng ít nhất: 119mm (tháng 5)
- Số giờ chiếu nắng trung bình hằng năm: 2158 giờ
- Số giờ chiếu nắng tháng lớn nhất: 248 giờ (tháng 5)
- Số giờ chiếu nắng tháng ít nhất: 12 giờ (tháng 12)
1.2.2 Điều kiện kinh tế xã hội [7]
Theo số liệu thống kê năm 2013 của cục thống kê huyện Điện Bàn, thì khu vực Điện Nam - Điện Ngọc gồm 4 xã Điện Ngọc, Điện Nam Bắc, Điện Nam Đông, Điện Nam Trung có khoảng 42016 người, mật độ dân số trung bình khoảng 922 người/km 2
Khu vực Điện Nam Điện Ngọc là một trong vùng kinh tế trọng điểm của huyện Điện Bàn với nhiều lĩnh vực kinh tế đang phát triển vƣợt bậc, trong đó có các ngành tiêu biểu như: công nghiệp, dệt may, dịch vụ thương mại, giao thông vận tải, …
Công nghiệp là một trong những ngành thế mạnh của khu vực Ở đây, có Khu công nghiệp Điện Nam – Điện Ngọc với diện tích 390 ha, đã lấp đầy 341 ha ( 87,4% ), trong đó có 193,16 ha diện tích đất sản xuất với 49 dự án đầu tƣ sản xuất (đã hoạt động 45 doanh nghiệp, số còn lại hiện đang trong quá trình XD); có 06 cụm công nghiệp với tổng diện tích 210 ha, đã lấp đầy 38,26 ha, 9 doanh nghiệp đang hoạt động/16 dự án; giải quyết việc làm cho gần 24.000 lao động tại địa phương cũng như trong ngoài huyện Hàng năm, ngành công nghiệp đã mang về cho khu vực một nguồn ngoại tệ khá lớn, bên cạnh đó nó
14 cũng góp một phần lớn đƣa huyện Điện Bàn lên đơn vị dẫn đầu toàn tỉnh Quảng Nam về sản xuất ngành công nghiệp
Các sản phẩm có đóng góp lớn về mặt giá trị cho ngành sản xuất công nghiệp của huyện là: giày da, may mặc, vật liệu xây dựng, bia, nước ngọt, hải sản đông lạnh
Diện tích đất canh tác nông nghiệp tương đối lớn tổng cộng 4 xã có 1666,91 ha, chủ yếu trồng lúa và rau màu, nhƣng năng suất rất thấp và là thấp nhất so với các xã trong huyện Năm 2013 năng suất lúa ở Điện Ngọc là 44,6 tạ/ha, Điện Nam Bắc là 49,3 tạ/ha, Điện Nam Trung là 42,2 tạ/ha, Điện Nam Đông là 43,5 tạ/ha trong khi đó năng suất trung bình của huyện là 54,4 tạ/ha Tình hình chăn nuôi bò, lợn và nuôi trồng thủy sản càng mở rộng, ở Điện Ngọc với số lƣợng bò là 2312 con, lợn là 6440 con, còn diện tích đất nuôi trồng thủy sản là 44.08 ha, cao nhất trong các xã của huyện Tuy nhiên bên cạnh đó thì vấn đề sản xuất nông nghiệp của Khu vực Điện Nam Điện Ngọc cũng đang gặp những khó khăn rất lớn, diện tích đất canh tác nông nghiệp ngày càng bị bỏ hoang, năng suất trồng các loại cây giảm, do nguồn nước tưới tiêu ở đây thường xuyên bị nhiễm mặn, nên khó có loại cây trồng nào sống được dẫn đến thường xuyên có tình trạng bỏ hoang đất
* Ngành thương mại – dịch vụ
Tính đến năm 2013 toàn khu vực có 2489 cở sở kinh doanh đang hoạt động với lực lượng lao động tham gia 4019 người, bên cạnh đó Điện Nam – Điện Ngọc đang hình thành Khu đô thị mới Điện Nam – Điện Ngọc với diện tích 2.700ha, đã xây dựng hạ tầng 788,131 ha, với 36 dự án; lợi thế từ đường bờ biển dài 8km, khu vực đã hình thành 2 resort 5 sao hiện đang hoạt động, 15 resort – khách sạn cao cấp khác đang làm thủ tục đầu tƣ, 1 sân golf 18 lỗ Khu
15 vực này đƣợc xác định là khu vực tập trung phát triển đô thị - công nghiệp – du lịch làm động lực tan tỏa lên các khu vực còn lại.
SÔNG VĨNH ĐIỆN
1.3.1 Giới thiệu về sông Vĩnh Điện
Hình 1.4: Bản đồ vị trí sông Vĩnh Điện
Sông Vĩnh Điện: Dài 12 km, điểm đầu tại km 43 + 500 sông Thu Bồn và điểm cuối là cầu Tứ Câu, do địa phương quản lý Là sông cấp V, chảy qua 5 xã và 1 thị trấn thuộc huyện Điện Bàn Đoạn sông này hẹp, có dòng chảy ổn định, thuận lợi cho việc khai thác vận tải thủy Sông Vĩnh Điện nối giữa sông Thu Bồn và sông Hàn tạo thành tuyến vận tải thủy giữa thị xã Hội An, Vĩnh Điện và Đà Nẵng
Hình 1.5: Quan cảnh sông Vĩnh Điện
Mùa cạn bắt đầu từ tháng II đến tháng IX, dòng chảy mùa cạn chỉ chiếm từ 25 đến 30% dòng chảy năm Trong mùa cạn dòng chảy vùng sông thay đổi theo từng giờ, từng ngày và tháng theo chu kì của chế độ triều
Mùa lũ bắt đầu từ tháng IX đến tháng XII Trên thực tế mùa lũ ở đây chủ yếu là 3 tháng, từ tháng X đến tháng XII, tháng I, tháng IX là các tháng chuyển tiếp từ mùa lũ sang mùa cạn và ngƣợc lại
Chịu ảnh hưởng của chế độ triều bán nhật triều không đều Trung bình mỗi tháng có 3 ngày chịu ảnh hưởng của chế độ nhật triều, tháng nhiều nhất
17 có 8 ngày, tháng ít nhất có 1 ngày, thời gian còn lại chịu ảnh hưởng của chế độ bán triều không đều
Do ảnh hưởng của chế độ triều phức tạp bao gồm chế độ nhật triều và bán nhật triều xen giữa có thời gian chuyển chế độ triều cho nên thời gian triều lên và thời gian triều xuống cũng biến đổi phức tạp Trong những ngày nhật triều, thời gian triều lên dài nhất là 18 giờ, trung bình là 13,3 giờ, ngắn nhất là 12 giờ Thời gian triều xuống dài nhất là 15 giờ, trung bình là 11,5 giờ, ngắn nhất là 9 giờ Trong những ngày bán nhật triều, thời gian triều thời gian triều lên dài nhất là 9 giờ, trung bình 5,4 giờ, ngắn nhất là 2 giờ Thời gian triều xuống nhiều nhất là 9 giờ, trung bình là 5,5 giờ, ngắn nhất là 2 giờ
ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG, VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
ĐỐI TƢỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU
- Nồng độ mặn của nước sông Vĩnh Điện tại trạm bơm Tứ Câu (Điện Ngọc), và trạm bơm Cẩm Sa (Điện Nam)
- Đời sống và hoạt động sản xuất nông nghiệp của nhân dân khu vực Điện Nam – Điện Ngọc
- Trạm bơm Tứ Câu (Điện Ngọc)
- Trạm bơm Cẩm Sa (Điện Nam)
- Đời sống và hoạt động sản xuất nông nghiệp của người dân khu vực Điện Nam – Điện Ngọc.
NỘI DUNG
2.2.1 Thu nhập các số liệu có liên quan
Thu nhập các số liệu về nồng độ mặn tại trạm bơm Tứ Câu và Cẩm Sa Đồng thời, lấy mẫu kiểm chứng và đo đạc để đánh giá nồng độ mặn của sông
Số lượng: 3 mẫu nước sông tại 3 vị trí khác nhau:
- 200ml mẫu nước sông tại vị trí cách đáy 0,2 H
- 200ml mẫu nước sông tại vị trí cách đáy 0,6 H
- 200ml mẫu nước sông tại vị trí cách đáy 0,8 H
* Ghi chú: H là chiều cao lớp nước Địa điểm:
- Trạm bơm Tứ Câu (Điện Ngọc)
- Trạm bơm Cẩm Sa (Điện Nam)
Quá trình khảo sát và lấy mẫu trong 8 đợt:
- 4 Đợt đầu: Khảo sát và lấy mẫu vào thời gian trước khi đắp đập ngăn mặn trên sông Vĩnh Điện (ngày 18/2/2015, 20/2/2015, 22/2/2015 và 28/2/2015)
- 4 Đợt sau: Khảo sát và lấy mẫu vào thời gian sau khi đắp đập ngăn mặn trên sông Vĩnh Điện ( Ngày 12/3/2015, 14/3/2015, 16/3/2015 và 19/3/2015)
2.2.2 Đánh giá hiện trạng môi trường nhiễm mặn trên sông Vĩnh Điện
- Tìm hiểu, lựu chọn các số liệu thực nghiệm, xác định vị trí lấy mẫu nước và tiến hành lấy mẫu nước để đánh giá hiện trạng nồng độ mặn
- Xác định nồng độ mặn trên máy đo
Hình 2.1: Vị trí lấy mẫu và tiến hành đo độ mặn trên máy
2.2.3 Điều tra, phỏng vấn trực tiếp và lấy ý kiến người dân Điều tra sự hiểu biết và biện pháp ứng phó xâm nhập mặn của người dân khu vực Điện Nam - Điện Ngọc.
PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.3.1 Phương pháp thu thập số liệu
- Phương pháp này dựa trên nguồn thông tin thu thập được những tài liệu tham khảo có sẵn (sách, luận văn, ….) để xây dựng cơ sở nội dung
- Phương pháp thống kê, kế thừa (Thu thập, tổng hợp các thông tin có liên quan về sông và sông bị nhiễm mặn)
- Phương pháp lấy mẫu-phân tích (Lấy mẫu nước sông để xác định các thông số ô nhiễm )
- Phương pháp xử lý số liệu;
Tiến hành khảo sát, lấy mẫu đo đạc để kiểm chứng mức độ nhiễm mặn trên sông Vĩnh Điện
2.3.3 Phỏng vấn trực tiếp và lấy ý kiến người dân
Thực hiện điều tra tại 4 xã Điện Ngọc, Điện Nam Bắc, Điện Nam Trung, Điện Nam Đông bằng phương pháp phỏng vấn trực tiếp bằng phiếu câu hỏi có cấu trúc với 100 người dân (mẫu phiếu điều tra ở phụ lục 1) và danh sách các cá nhân đƣợc phỏng vấn ở phụ lục 2)
2.3.4 Phương pháp khảo sát, lấy mẫu và phân tích mẫu
Sử dụng phương pháp thủ công trong quá trình lấy mẫu
Chọn địa điểm lấy mẫu và bảo quản mẫu, mẫu lấy tại nơi lấy mẫu phải đảm bảo tính chất mang tính đại diện cho toàn bộ chất lượng nước trên sông Thể tích mẫu cần phải đủ để tiến hành đo nồng độ mặn Tiêu chuẩn áp dụng
- TCVN 6663-1:2011 (ISO 5667-1: 2006) - Chất lượng nước- Lấy mẫu Phần 1: Hướng dẫn lập chương trình lấy mẫu và kỹ thuật lấy mẫu
- TCVN 6663-3:2008 (ISO 5667-3:2003) - Chất lượng nước- Lấy mẫu Hướng dẫn bảo quản và xử lý mẫu
- TCVN 6663-6:2008 (ISO 5667-6:2005) - Chất lượng nước - Lấy mẫu Hướng dẫn lấy mẫu ở sông và suối
- TCVN 6194-1996 (ISO 9297-1989) - Chất lượng nước – Xác định Clorua Phương pháp chuẩn độ bạc nitrat với chỉ thị cromat (phương pháp MO)
2.3.5 Tổng hợp tài liệu và viết báo cáo
Dựa trên các tài liệu thu thập đƣợc đồng thời kết hợp với các số liệu đo đƣợc để nêu lên những nhận xét, đánh giá về tình hình nhiễm mặn trên sông Vĩnh Điện
Báo Cáo đƣợc viết và xử lí số liệu dựa trên phần mềm Microsoft word và Microsoft Excel