Đánh giá diễn biến chất lượng nước một số sông, hồ trên địa bàn thành phố Hạ Long

Theo dõi KTMT trên

1. Tổng quan vấn đề nghiên cứu

1.1. Hiện trạng nguồn nước mặt phục vụ cấp nước sinh hoạt trên địa bàn thành phố Hạ Long

Hiện nay, trên địa bàn tỉnh Quảng Ninh nguồn nước mặt đang được khai thác phục vụ cho mục đích cấp nước sinh hoạt được phân thành 4 vùng:

- Vùng 1: Lưu vực sông Đá Bạc, cấp nước cho các huyện Đông Triều, Uông Bí,  Quảng Yên với: 16 hồ chứa, 10 trạm bơm, 1 đập dâng và 57 các công trình và đập tạm.

- Vùng 2: Lưu vực các sông Man, Trới, Diễn Vọng, cấp nước cho thành phố Hạ Long, thành phố Cẩm Phả với: 15 hồ chứa, 7 đập dâng.

- Vùng 3: Lưu vực sông Ba Chẽ, Tiên Yên, cấp nước cho các huyện Tiên Yên, Ba Chẽ, Bình Liêu với: 6 hồ chứa, 14 đập dâng.

- Vùng 4: Lưu vực các sông Đầm Hà, Hà Cối, Tài Chi và Ka Long, cấp nước cho các huyện Đầm Hà, Hải Hà và thành phố Móng Cái với: 6 hồ chứa, 17 đập dâng.

Thành phố Hạ Long có tổng lượng nước mặt có thể sử dụng là 1.211,18 m³/năm. Trong đó, nguồn nước mặt phục vụ cấp nước sinh hoạt cho thành phố Hạ Long gồm có: sông Thác Nhòong, sông Đồng Quặng, suối Tân Dân và hồ Yên Lập thông qua hệ thống các nhà máy xử lý nước Đồng Ho 20.000 m³/ngđ, Đồng Đăng 15.000 m³/ngđ, Hoành Bồ 10.000 m³/ngđ, Yên Lập 10.000 m³/ngđ. Chất lượng nước các sông, suối, hồ trên địa bàn thành phố Hạ Long đang chịu ảnh hưởng trực tiếp bởi các hoạt động thác than, gia tăng nước thải sinh hoạt làm cho hàm lượng các chất ô nhiễm (TSS, chất hữu cơ, kim loại) gia tăng, đặc biệt vào mùa mưa gây ảnh hưởng đến chất lượng nước các sông, suối phục vụ cho mục đích cấp nước sinh hoạt.

1.2. Chỉ số WQI (Water Quality Index)

Chỉ số WQI (Water Quality Index) là công cụ giúp đánh giá mức độ ô nhiễm nguồn nước mặt, phục vụ mục đích quy hoạch sử dung hợp lý nguồn nước mặt và xây dựng định hướng kiểm soát ô nhiễm, bảo vệ môi trường nguồn nước. WQI được đề xuất đầu tiên ở Mỹ, sau đó được sử dụng rộng rãi ở nhiều quốc gia như Ấn Độ, Canada, Chile, Anh, Úc… Để thống nhất cách tính toán chỉ số WQI, Tổng cục Môi Trường, Bộ Tài nguyên và Môi trường đã ban hành Sổ tay hướng dẫn kỹ thuật tính toán chỉ số chất lượng nước theo Quyết định số 1460/QĐ-TCMT ngày 12 tháng 11 năm 2019 của Tổng cục Môi trường thay thế cho Quyết định số 879/QĐ-TCMT ngày 01 tháng 07 năm 2011 đã ban hành trước đó. Theo Quyết định chỉ số chất lượng nước được áp dụng với cơ quan quản lý nhà nước về môi trường, các tổ chức, cá nhân có tham gia vào mạng lưới quan trắc môi trường và tham gia vào việc công bố thông tin về chất lượng môi trường cho cộng đồng.

2. Đối tượng, phạm vi và phương pháp nghiên cứu

2.1. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

Đối tượng nghiên cứu: Chất lượng nước sông Thác Nhòong, sông Đồng Quặng, suối Tân Dân và hồ Yên Lập phục vụ mục đích cấp nước sinh hoạt giai đoạn 2016 - 2020

Phạm vi nghiên cứu: sông Thác Nhòong, sông Đồng Quặng, suối Tân Dân và hồ Yên Lập trên địa bàn thành phố Hạ Long

Vị trí quan trắc: Sông Thác Nhòong (quan trắc tại 3 vị trí), sông Đồng Quặng (quan trắc tại 2 vị trí), suối Tân Dân (quan trắc tại 1 vị trí) và hồ Yên Lập (quan trắc tại 9 vị trí)

2.2. Phương pháp nghiên cứu

1. Phương pháp tính chỉ số chất lượng nước WQI

Quy trình tính toán và sử dụng WQI trong đánh giá chất lượng môi trường nước bao gồm các bước sau:

Bước 1: Thu thập, tập hợp số liệu quan trắc từ trạm quan trắc môi trường nước mặt lục địa (số liệu đã qua xử lý)

Số liệu quan trắc chất lượng nước sông Thác Nhòong, sông Đồng Quặng, suối Tân Dân và hồ Yên Lập được thu thập để đánh giá trong giai đoạn 2016 – 2020.

Các thông số được sử dụng để tính WQI cho chất lượng nước các sông, suối, hồ nghiên cứu bao gồm các thông số: DO, BOD₅, COD, N-NH₄, P-PO₄, Tổng Coliform, As, pH.

Bước 2: Tính toán các giá trị WQI thông số theo công thức;

WQI thông số (WQI_SI) được tính toán cho các thông số BOD₅, N-NH₄, P-PO₄, Tổng Coliform, As theo công thức như sau:

BP_i: Nồng độ giới hạn dưới của giá trị thông số quan trắc được quy định trong bảng 1 tương ứng với mức i

BP_i+1: Nồng độ giới hạn trên của giá trị thông số quan trắc được quy định trong bảng 1 tương ứng với mức i+1

q_i: Giá trị WQI ở mức i đã cho trong bảng tương ứng với giá trị BP_i

q_i+1: Giá trị WQI ở mức i+1 cho trong bảng tương ứng với giá trị BP_i+1

C_p: Giá trị của thông số quan trắc được đưa vào tính toán.

Tính giá trị WQI đối với thông số DO (WQIDO): tính toán thông qua giá trị DO % bão hòa.

Bước 1: Tính toán giá trị DO % bão hòa:

Tính giá trị DO bão hòa:

T:  nhiệt độ môi trường nước tại thời điểm quan trắc (đơn vị: ⁰C).

Tính giá trị DO % bão hòa:

DO_{%bão hòa}= DO_{hòa tan} / DO_{bão hòa}*100

DO_{hòa tan}: Giá trị DO quan trắc được

(đơn vị: mg/l)

Bước 2: Tính giá trị WQI_DO:

(2)

Trong đó:

C_p: giá trị DO % bão hòa

BP_i, BP_i+1, q_i, q_i+1 là các giá trị tương ứng với mức i, i+1 trong bảng 2.

Nếu giá trị pH≤5.5 thì WQI_pH bằng 10.

Nếu 5,5< giá trị pH<6 thì WQI_pH được tính theo công thức 2 và sử dụng bảng 3.

Nếu 6≤ giá trị pH≤8,5 thì WQI_pH bằng 100.

Nếu 8.5< giá trị pH< 9 thì WQI_pH được tính theo công thức 1 và sử dụng bảng 3.

Nếu giá trị pH≥9 thì WQI_pH bằng 10.

Bước 3: Tính toán WQI

Sau khi tính toán WQI đối với từng thông số nêu trên, việc tính toán WQI được áp dụng theo công thức sau:

Trong đó:

WQI_a: Giá trị WQI đã tính toán đối với 04 thông số: DO, BOD₅, COD, N-NH₄, P-PO₄

WQI_b: Giá trị WQI đã tính toán đối với thông số Tổng Coliform

WQI_pH: Giá trị WQI đã tính toán đối với thông số pH.

WQI_As: Giá trị WQI đã tính toán đối với thông số As.

Ghi chú: Giá trị WQI sau khi tính toán sẽ được làm tròn thành số nguyên.

Bước 4: So sánh WQI với bảng các mức đánh giá chất lượng nước

Sau khi tính toán được WQI, sử dụng bảng xác định giá trị WQI tương ứng với mức đánh giá chất lượng nước để so sánh, đánh giá, cụ thể như sau:

3. Kết quả nghiên cứu và thảo luận

3.1. Diễn biến chất lượng nước mặt phục vụ cấp nước sinh hoạt trên địa bàn thành phố Hạ Long

Diễn biến chất lượng nước sông Thác Nhòong, sông Đồng Quặng, suối Tân Dân và hồ Yên Lập được thể hiện qua kết quả phân tích từng thông số, trong đó mỗi thông số là giá trị trung bình của các vị trí quan trắc trên mỗi sông, suối, hồ vào mùa mưa và mùa khô trong giai đoạn 2016 – 2020.

Kết quả phân tích các thông số quan trắc tại sông Thác Nhòong giai đoạn 2016 – 2020 trong mùa mưa và mùa khô tương đối ổn định qua các năm, hầu hết đều nằm trong ngưỡng cho phép tại Cột A1 hoặc A2 của QCVN 08-MT/BTNMT và đáp ứng được tiêu chuẩn cho nước cấp sinh hoạt.

Chất lượng nước năm 2016, 2018 có xu hướng suy giảm do một số chỉ tiêu COD, NH₄⁺, Coliform vào mùa khô năm 2016 vượt ngưỡng cho phép tại cột A2 lần lượt 1,01; 1,33; 1,16 lần và chỉ tiêu BOD₅, COD vào mùa mưa năm 2018 vượt ngưỡng cho phép tại cột A2 lần lượt 1,81; 1,67 lần.

Chất lượng nước mặt sông Đồng Quặng giai đoạn 2016 – 2020 qua các thông số quan trắc tại bảng 5 cho thấy hầu hết đều nằm trong ngưỡng A1 hoặc A2 của QCVN 08-MT/BTNMT và đáp ứng được tiêu chuẩn cho nước cấp sinh hoạt.

Kết quả quan trắc cũng cho thấy hàm lượng COD tại thời điểm mùa khô 2017 và BOD₅, COD vào mùa mưa 2018 vượt tiêu chuẩn cột A2 nhưng không lớn.

Các thông số pH, DO, NH₄⁺, PO₄^3-, As, Coliform quan trắc được trong giai đoạn 2016 – 2020 đều nằm trong ngưỡng cho phép cột A1 hoặc A2 của QCVN08-MT/BTNMT – Đáp ứng được tiêu chuẩn cho nước cấp sinh hoạt.

Các thông số BOD₅, COD có hàm lượng không ổn định trong giai đoạn 2016 – 2020, chất lượng nước vào mùa khô, mùa mưa năm 2017; mùa mưa năm 2018; mùa mưa và mùa khô năm 2019 có xu hướng suy giảm do các chỉ tiêu BOD₅, COD điều vượt ngưỡng cho phép cột A2.

Kết quả phân tích tại bảng 7 cho thấy chất lượng nước hồ Yên Lập ổn định và có xu hướng cải thiện hơn qua các năm trong giai đoạn 2016 – 2020. Hầu hết các thông số đều nằm trong ngưỡng cho phép cột A1 hoặc A2 của QCVN08-MT/BTNMT – Đáp ứng được tiêu chuẩn cho nước cấp sinh hoạt.

Chỉ tiêu NH₄⁺ trong mùa khô 2016, mùa mưa, mùa khô 2017 có giá trị lần lượt 0,342; 0,338; 0,347 mg/l vượt ngưỡng cho phép cột A2 (0,3 mg/l) và BOD₅ mùa mưa và mùa khô năm 2016 có giá trị 6,2 mg/l và 6,45 mg/l vượt ngưỡng cho phép cột A2 (6 mg/l). Tuy nhiên hàm lượng là không đáng kể và đã được khắc phục tại giai đoạn  2018 – 2020.

Đánh giá diễn biến chất lượng nước mặt các sông Thác Nhòong, sông Đồng Quặng, suối Tân Dân và hồ Yên Lập bằng chỉ số WQI giai đoạn 2016 – 2020 tại bảng 8 và biểu đồ 1, cho thấy:

Chất lượng nước theo mùa và trung bình năm giai đoạn 2016 – 2020 đều nằm trong ngưỡng Tốt trở lên (76 – 90) và phù hợp cho mục đích cấp nước sinh hoạt.

Chất lượng nước tại tất cả các sông, suối, hồ đều có xu hướng cải thiện và ổn định hơn trong giai đoạn 2019 – 2020, đều nằm trong ngưỡng Rất tốt (91 – 100) theo thang đánh giá.

Suối Tân Dân có chất lượng nước thấp và kém ổn định hơn so với các sông Thác Nhòong, sông Đồng Quặng và hồ Yên Lập được đánh giá. Tại thời điểm mùa mưa 2017, 2018 chỉ số WQI xuống mức 76 và 77 tiệm cận với chất lượng nước Trung bình (51 – 75) – Phù hợp cho mục đích tưới tiêu và các mục đích tương đương khác.

3.2. Đề xuất một số giải pháp quản lý chất lượng nước theo hướng phát triển bền vững

Từ việc đánh giá diễn biến hiện trạng chất lượng môi trường nước mặt một số sông, suối hồ trên địa bàn thành phố Hạ Long giai đoạn 2016 – 2020 phục vụ cho mục đích cấp nước sinh hoạt, có thể thấy được các nguyên nhân chính gây suy giảm chất lượng nước giai đoạn 2016 – 2018 như sau:

Áp lực gia tăng nước thải sinh hoạt, chất thải rắn trong khi hệ thống xử lý và các công trình xử lý còn yếu chưa đáp ứng nhu cầu, gây ảnh hưởng lớn đến chất lượng môi trường nước.

Gia tăng cường độ bão, lũ lụt và đi kèm sạt lở đất gây ảnh hưởng lớn đến chất lượng nước các sông, suối, hồ.

Nước biển dâng cộng hưởng với thủy triều gây tăng cường xâm nhập mặn ảnh hưởng đến trữ lượng và chất lượng nguồn nước ngọt.

Sự phân bố không đều của lượng mưa và sự gia tăng nhiệt độ kéo theo sự gia tăng hạn hán, đặc biệt vào mùa khô khi mà lượng mưa rất thấp, gây ra tình trạng thiếu nước tại nhiều sông, suối làm gia tăng nồng độ ô nhiễm.

Để quản lý bền vững các sông, suối, hồ phục vụ cho mục đích cấp nước sinh hoạt trên địa bàn thành phố Hạ Long theo hướng bền vững, theo chúng tôi cần quan tâm đến các giải pháp sau:

Thực hiện tốt công tác quy hoạch khai thác, bảo vệ nguồn nước, tăng cường quản lý nguồn nước theo lưu vực sông; tích nước, điều tiết nguồn nước phục vụ phát triển kinh tế - xã hội. Tăng cường kiểm soát các nguồn thải gây ô nhiễm nguồn nước, kiểm soát chặt chẽ hoạt động khai thác và sử dụng nước bảo đảm tiết kiệm, hiệu quả và bền vững

Đẩy mạnh công tác quản lý, giám sát môi trường nước mặt thực hiện chủ yếu qua các hoạt động quan trắc định kỳ hàng tháng, hàng quý, hàng năm theo mạng điểm tăng dần về số điểm và tần suất quan trắc; kiểm tra việc chấp hành các quy định của pháp luật về BVMT đối với các cơ sở sản xuất, kinh doanh đang hoạt động trong khu vực thượng nguồn hồ Yên Lập có nguy cơ gây ô nhiễm môi trường ảnh hưởng đến chất lượng nguồn nước hồ Yên Lập.

Tranh thủ nguồn vốn tài trợ đầu tư mở rộng hệ thống xử lý nước thải cho toàn bộ các khu dân dân cư tập trung trên địa bàn thành phố Hạ Long

Xây dựng văn hóa ứng xử thân thiện với môi trường, đẩy mạnh tuyên truyền, giáo dục pháp luật, nâng cao nhận thức, xây dựng các chuẩn mực, hình thành ý thức, hành vi ứng xử thân thiện với thiên nhiên, môi trường.

4. Kết luận

Diễn biến chất lượng nước sông Thác Nhoòng, sông Đồng Quặng, suối Tân Dân và hồ Yên Lập giai đoạn 2016 – 2020 đều có chất lượng từ Tốt đến Rất tốt theo chỉ số VN_WQI, đáp ứng được yêu cầu cho mục đích cấp nước sinh hoạt.

Chất lượng nước ở tất cả các sông, suối, hồ nghiên cứu trên địa bàn thành phố Hạ Long đều có xu hướng cải thiện và ổn định trong giai đoạn 2019 - 2020

Diễn biến chất lượng suối Tân Dân đánh giá theo QCVN08-MT/BTNMT – Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng nước mặt và chỉ số VN_WQI có chất lượng nước thấp và không ổn định so với sông Thác Nhòong, sông Đồng Quặng và hồ Yên Lập giai đoạn 2016 – 2020.

Để đảm bảo chất lượng nước phục vụ mục đích cấp nước sinh hoạt trên địa bàn thành phố Hạ Long, tỉnh Quảng Ninh cần tăng cường công tác quản lý, đẩy mạnh giám sát nguồn nước, đầu tư hệ thống xử lý nước thải, thực hiện tốt công tác quy hoạch khai thác, bảo vệ nguồn nước.

Phạm Hùng Sơn, Phan Thị Hoàng Hảo, Ngô Mạnh Đạt, Nguyễn Thị Bích Nguyệt