Dự báo mức độ phú dưỡng hóa do sự cố xả nước thải từ các hoạt động kinh tế ven biển Đông Nam Bộ
KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU KHOA HỌC
VÀ ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ
DỰ BÁO MỨC ĐỘ PHÚ DƯỠNG HÓA DO SỰ CỐ XẢ NƯỚC THẢI
TỪ CÁC HOẠT ĐỘNG KINH TẾ VEN BIỂN ĐÔNG NAM BỘ
(1)
Nguyễn Văn Phước
Nguyễn Tị Tu Hiền
TÓM TẮT
Từ các kết quả quan trắc tại khu vực biển Đông Nam bộ từ 2010 - 2018 cho thấy, trong môi trường nước
+
biển Đông Nam bộ, sự phát triển của tảo chủ yếu phụ thuộc vào thông số N-NH4 . Dựa trên kết quả phân
+
hạng mức độ phú dưỡng hóa theo nồng độ N-NH đối với các kịch bản sự cố môi trường trong khu vực, dự
báo các hoạt động công nghiệp là nguồn nguy cơ 4cao nhất gây hiện tượng tảo nở hoa (cấp IV - V), chế biến
thủy sản và nuôi trồng thủy sản có khả năng gây phú dưỡng ở cấp độ II đến III, trong khi các trạm xử lý nước
thải (XLNT) tập trung khu đô thị Cần Giờ có nguy cơ ở cấp độ II.
+
Từ khóa: Sự cố xả nước thải, phú dưỡng hóa, nồng độ N-NH4 .
Nhận bài: 16/12/2020; Sửa chưa: 22/12/2020; Duyt đ ng: 25/12/2020.
1. Đặt vấn đề
Khu vực ven biển Đông Nam bộ chịu ảnh hưởng
trực tiếp của các hoạt động kinh tế - xã hội từ hai
tỉnh/thành phố là Bà Rịa - Vũng Tàu và TP. Hồ Chí
Minh. Trong những năm gần đây, các hoạt động kinh
tế biển hướng đến các mục đích đa dạng hơn, ngoài
phục vụ cho phát triển nông nghiệp (nuôi trồng và
chế biến thủy sản), nhiều hoạt động xây dựng đô thị,
khu nghỉ dưỡng, khu công nghiệp, cầu cảng và vận
tải biển… đã gây ra những tác động không nhỏ tới
môi trường sinh thái ven bờ. Tại rất nhiều khu vực
ven biển, chất thải phát sinh từ các hoạt động này có
khả năng gây ô nhiễm trên diện rộng… làm suy thoái
môi trường và ảnh hưởng nghiêm trọng đến các hệ
sinh thái biển.
Phú dưỡng hay tảo nở hoa là một phản ứng của hệ
sinh thái khi quá nhiều chất dinh dưỡng như nitrat và
phốt phát từ các loại phân bón hoặc nước cống rãnh
bị thải vào môi trường nước [1]. Khi lượng chất dinh
dưỡng bị quá tải, các thực vật phù du như tảo lam, rong
rêu… sẽ tiêu hóa chất dinh dưỡng dư thừa này, chúng
làm tăng các chất lơ lửng, chất hữu cơ, làm suy giảm
lượng ôxy trong nước, nhất là ở tầng dưới sâu gây ảnh
hưởng không tốt đến chất lượng nước và hệ sinh thái
nước. Khi mật độ tảo vượt quá hai trăm ngàn tế bào/l
là điều cảnh báo cần phải quan tâm tới chất lượng môi
trường nước biển [2].
Nghiên cứu của tác giả Nguyễn Văn Phước và Phạm
ị anh Hòa [5] đã phân tích thống kê mối quan hệ
giữa chất lượng môi trường nước biển ven bờ tại Bà Rịa
- Vũng Tàu và hệ sinh thái cho thấy, có sự tương tác rõ
rệt giữa hàm lượng amoni, nitrit và nitrat với mật độ
tảo trong mùa khô, với các phương trình thể hiện mối
Bài viết cung cấp một số thông tin cơ bản về đánh
giá nguy cơ phú dưỡng hóa nguồn nước tại một số khu
vực theo kịch bản sự cố xả nước thải thông qua phương
thức phân hạng đánh giá sự nở hoa của tảo và nồng độ
Amoni trong nước.
+
-
-
tương tác của ba thông số N-NH4 , N-NO2 , N-NO3 với
tảo như sau:
MậtđộtảotheoN-NH4+:y=103,51x2 –3447,5x+74767(1)
MậtđộtảotheoN-NO2-:y=19,995x2 +271,91x+54561(2)
MậtđộtảotheoN-NO3-: y=0,1983x2 +220,43x+28035(3)
2. Đối tượng và phương pháp nghiên cứu
2.1. Đối tượng nghiên cứu
Kết quả tổng hợp nghiên cứu từ các bài báo của
Nguyễn Văn Phước và cộng sự [6], [7], [8], [9], về dự
báo và đánh giá mức độ ảnh hưởng đến môi trường biển
Và phương trình hồi quy thể hiện mối tương tác Đông Nam bộ do các sự cố xả thải, đã dự báo được sự
giữa các yếu tố với tảo:
cố xả thải từ 04 nhóm hoạt động kinh tế - xã hội có khả
năng ảnh hưởng nhiều nhất, gồm 15 đối tượng như sau:
Tảo = 19,77 (N-NH4+)2 + 3,87 (N-NO2-)2 + 0,29 (N-
NO3-)2 + 6,03 (N-NH4+ x N-NO2-) + 0,21 (N-NH4+ x
- Hoạt động công nghiệp dọc sông ị Vải: KCN
N-NO3-) + 0,67 (N-NO3- x N-NO2-) – 1092,28 (N-NH +) Mỹ Xuân A2; KCN Cái Mép; Công ty CPHH Vedan;
– 52,32 (N-NO2-) – 36,30 (N-NO3-) + 53369,56 (4) 4
KCN Long Sơn.
1 Hội Nước và Môi trường TP. HCM
Chuyên đề IV, tháng 12 năm 2020 27
- Khu chế biến hải sản tập trung: Lộc An, Long
Điền, Bình Châu, Tân Hải.
- Khu nuôi trồng thủy sản: Tam ôn Hiệp, An
ới Đông, Bình Khánh, Lý Nhơn.
- Khu đô thị ven biển Cần Giờ: Trạm XLNT 1, Trạm
XLNT 2, Trạm XLNT 3.
Trên cơ sở áp dụng phương pháp mô hình hóa,
phương pháp chồng ghép bản đồ…, các nghiên cứu đã
dự báo được mức độ lan truyền ô nhiễm do sự cố xả
thải từ các đối tượng (tương ứng 15 kịch bản), trong
đó Amoni là tác nhân chính gây ảnh hưởng đến chất
lượng nguồn nước cũng như các hoạt động kinh tế - xã
hội dựa vào nguồn nước.[3]
Bài viết kế thừa kết quả đánh giá lan truyền ô nhiễm
từ các kịch bản sự cố để xác định mức độ phú dưỡng
hóa nguồn nước theo nồng độ Amoni.
2.2. Phương pháp đánh giá mức độ phú dưỡng
nguồn nước theo nồng độ chất dinh dưỡng
Có nhiều cách phân loại mức độ phú dưỡng của các
lưu vực. Trong nghiên cứu này, nhóm tác giả sử dụng
phương pháp phân loại theo mật độ tế bào [4]. Tài liệu
này cung cấp công cụ phân hạng và đánh giá nhanh sự
nở hoa của Vi khuẩn Lam (VKL) thông qua hai thông
số cơ bản là mật độ tế bào của VKL và tổng hàm lượng
chlorophyll-a. Trong đó, sinh khối (VKL) tương ứng
với 5 cấp độ nở hoa được trình bày ở Bảng 1.
▲Hình 1. Sơ đồ vị trí các kịch bản sự cố môi trường do xả thải
nước thải [3]
eo đó, dựa trên phương trình thực nghiệm (1) và
phân loại ở Bảng 1, nhóm tác giả có thể xác định các
+
mức nồng độ N-NH4 có khả năng gây hiện tượng nở
hoa tương ứng ở từng cấp độ.
Bảng 1. Phân loại cấp độ mở hoa của tảo theo mật độ Tế bào [4]
Cấp độ
Mật độ tế bào (tb/l)
24–645 × 103
Mô tả
Minh họa
I
Không thấy VKL trên mặt nước
II
III
IV
V
1.125–62.798 × 103
VKL lấm tấm trên mặt nước
157.769–508.790 × 103
839.560–1.098.770 × 103
2.146.680–3.468.590 × 103
VKL tạo ván mỏng trên mặt nước
VKL tạo ván dày trên mặt nước
VKL tạo ván phủ kín mặt nước
28 Chuyên đề IV, tháng 12 năm 2020
KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU KHOA HỌC
VÀ ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ
3. Kết quả và thảo luận
mg/l (mùa khô - mùa mưa). Phạm vi lan truyền ảnh
hưởng Amoni với nồng độ cao tại một số vị trí sự cố
được thể hiện trong Hình 2 - 4.
Dựa trên kết quả phân loại phú dưỡng hóa nguồn
nước theo nồng độ Amoni từ các kịch bản sự cố do xả
thải được trình bày trong Bảng 2.
3.1. Kết quả đánh giá mức độ phú dưỡng theo
+
nồng độ N-NH4
Nghiên cứu của Nguyễn Văn Phước [3] đánh giá
kết quả quan trắc môi trường nước biển Đông Nam bộ
(khu vực vịnh Gành Rái) cho thấy, chỉ một vài năm vào
mùa khô vai trò của N và P là như nhau trong quá trình
quang hợp (10 < N:P < 22), còn lại hầu hết thời gian P
là yếu tố bị giới hạn của quá trình quang hợp (N:P >
22) (Hình 2).
(a)
(b)
(c)
▲Hình 3. KhD vực ngDu cơ bị phú dưỡng hóa khi sự cố nước
thải xảu ra tại Công tu TNHH Vedan (a), (b) và KCN hóa dầD
Long Sơn – mùa khô (c)
▲Hình 2. Biến động tỷ ly mol N:P theo thời gian [5]
Xét trên góc độ cân bằng vật chất, tỷ lệ N:P trong
muối dinh dưỡng cao hơn nhiều so với tỷ số Redfield
(N:P = 16:1), điều này cho thấy khu vực này ở tình
trạng dư thừa muối dinh dưỡng Nitơ. Với xu hướng
gia tăng của các thông số thuộc nhóm dinh dưỡng, dự
báo mật độ tảo cũng sẽ tăng theo mối quan hệ trong
phương trình thực nghiệm (4). Khi mật độ tảo tăng quá
cao sẽ gây nở hoa trong nước, dẫn đến thiếu ôxy và ảnh
hưởng đến đời sống thủy sinh vật.
(a)
(b)
+
Xét theo mối quan hệ giữa nồng độ N-NH4 và mật
độ tảo, từ phương trình (1) và nghiên cứu của Phạm
ành Lưu và cộng sự [4] về các cấp độ nở hoa trong
môi trường nước, nhóm tác giả đã ước tính khoảng
+
nồng độ N-NH4 có khả năng gây hiện tượng nở hoa
tại khu vực biển Đông Nam bộ như sau:
+
• Cấp độ I: tương ứng nồng độ N-NH4 ≤ 0,3 mg/l;
+
• Cấp độ II: tương ứng nồng độ N-NH4 > 0,8 mg/l;
• Cấp độ III: tương ứng nồng độ N-NH4+ > 2,85 mg/l;
• Cấp độ IV: tương ứng nồng độ N-NH4+ > 6,54 mg/l;
• Cấp độ V: tương ứng nồng độ N-NH4+ > 10,45 mg/l;
3.2. Kết quả đánh giá mức độ phú dưỡng theo các
sự cố môi trường
Kết quả đánh giá lan truyền ô nhiễm đối với 15 kịch
bản sự cố xả thải nêu ở mục 2.1 cho thấy [6], [7], [8],
[9], nồng độ Amoni dự báo có thể tăng lên đến 30 - 34,5
(c)
(d)
▲Hình 4. KhD vực ngDu cơ bị phú dưỡng hóa khi sự cố nước
thải xảu ra tại khD NTTS An ới Đông (a), (b) và KCN Mỹ
XDân A2 (c), (d)
Chuyên đề IV, tháng 12 năm 2020 29
(a)
(b)
(c)
(d)
(e)
▲Hình 5. KhD vực ngDu cơ bị phú dưỡng hóa khi sự cố nước thải xảu ra tại khD CBTS Lộc An (a), (b), KCN hóa dầD Long Sơn
– mùa mưa và khD CBTS Tân Hải (d), (e)
Bảng 2. Phân loại phú dưỡng hóa nguồn nước theo nồng độ Amoni
+
STT
Vị trí sự cố
Dự báo nồng độ N-NH4 cực
đại
Mùa khô
(mg/l)
Diện tích mặt nước bị ảnh
hưởng (ha)
Mùa khô (ha) Mùa mưa (ha)
Cấp độ phú
dưỡng hóa
theo nồng độ
Mùa mưa
(mg/l)
+
N-NH4
1
2
3
Khu nuôi
trồng thủy
sản
An ới Đông
Bình Khánh
Tam ôn
Hiệp
4,9
1,8
0,7
7,9
1,7
0,8
19,7
95,6
1,5
39,5
76,5
1,1
Cấp độ III - IV
Cấp độ II
Cấp độ I
4
5
6
7
8
Lý Nhơn
Long Sơn
Vedan
Mỹ Xuân A2
Cái Mép
1,9
15,4
30
2,0
3,2
34,5
6,8
1,4
2,7
1,4
0,1
3,5
1,7
2,5
1,6
379,0
2,0
4,1
4,4
170,2
9,1
3,3
-
37,7
104,7
12,3
5,9
406,2
0,6
5,6
Cấp độ II
Cấp độ III - V
Cấp độ V
Cấp độ IV
Cấp độ II
Cấp độ II
Cấp độ II
-
Cấp độ III
Cấp độ II
Cấp độ II
Cấp độ II
Hoạt động
công nghiệp
dọc sông ị
Vải
10,1
1,4
3,2
2,1
0,3
3,6
1,8
1,1
1,6
4,3
158,6
10,7
4,5
9
Khu chế biến Lộc An
hải sản tập
trung
10
11
12
Bình Châu
Long Điền
Tân Hải
Trạm XLNT 1
Trạm XLNT 2
Trạm XLNT 3
-
39,9
15,3
20,3
-
13 Khu đô thị
14
15
ven biển Cần
Giờ
4. Kết luận
• Hoạt động nuôi trồng thủy sản có khả năng gây
ảnh hưởng trên diện rộng khi xảy ra sự cố, nhưng khả
năng gây hiện tượng tảo nở hoa ở cấp độ trung bình (II
- III), trừ trường hợp tại khu vực An ới Đông vào
mùa lũ có thể đạt cấp độ IV.
• Chế biến thủy sản cũng là một trong những nguồn
gây hiện tượng tảo nở hoa ở mức trung bình (cấp độ II
đến III) tại các khu vực: Tân Hải, Lộc An, Bình Châu.
+
Kết quả dự báo nồng độ ô nhiễm N-NH khi xảy ra
sự cố đối với 15 nguồn thải trong khu vực4Đông Nam
bộ kết hợp với các cấp độ tảo nở hoa cho thấy, những
sự cố này có thể gây phú dưỡng hóa nguồn nước ở các
mức độ khác nhau:
• Hoạt động công nghiệp là nguồn nguy cơ lớn nhất
gây hiện tượng tảo nở hoa khi có sự cố xảy ra, với mức
xếp hạng cao nhất là cấp độ V (Vedan), và cấp độ IV
(KCN Mỹ Xuân A2)
• Các trạm XLNT tập trung khu đô thị Cần Giờ có
nguy cơ phú dưỡng ở cấp độ II■
30 Chuyên đề IV, tháng 12 năm 2020
KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU KHOA HỌC
VÀ ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ
bờ biển Vũng TàD. Tạp chí Môi trường, số ChDuên đề III,
11/2019.
6. NgDuễn Văn Phước, NgDuễn ị D Hiền, Vũ Văn Nghị.
ự báo ảnh hưởng đến môi trường do hoạt động nDôi
trồng thủu sản tập trDng ở Cần Giờ. Tạp chí Môi trường, số
ChDuên đề I, 04/2020.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Schindler, avid and Vallentune, John R. (2004) Over
fertilization of the World's Freshwaters and EstDaries,
Universitu of Alberta Press, p. 1, ISBN 0-88864-484-1
2. N. Haigh, "HarmfDl Plankton Handbook," Nanaimo, BC,
Canada. 52, 2010
7. NgDuễn Văn Phước, NgDuễn ị D Hiền, Lê Tân Cương,
Vũ Văn Nghị. ự báo sự cố môi trường do nước thải công
nghiyp dọc sông ị Vải và đề xDất giải pháp ứng phó. Tạp
chí Môi trường, số ChDuên đề I, 04/2020.
3. NgDuễn Văn Phước. Nghiên cứD các giải pháp tổng hợp
bảo vy môi trường nước biển ven bờ khD vực Đông Nam bộ
phù hợp phát triển kinh tế - xã hội, ứng phó các sự cố môi
trường và BĐKH. Đề tài NCKH cấp ĐHQG loại B, 2020.
8. NgDuễn Văn Phước, NgDuễn ị D Hiền, Vũ Văn Nghị.
Nghiên cứD đánh giá sự cố tại các trạm xử lý nước thải khD
đô thị dD lịch biển Cần Giờ. Tạp chí Môi trường, số ChDuên
đề II, 06/2020.
9. NgDuễn Văn Phước, NgDuễn ị D Hiền, Lê Tân Cương,
Vũ Văn Nghị. ự báo mức độ ảnh hưởng do hoạt động chế
biến thủu sản tập trDng trên địa bàn Tỉnh BR-VT. Tạp chí
Môi trường, số ChDuên đề II, 06/2020.
4. Phạm anh LưD, Lê ị Trang, Trương Văn ân, Bùi
Mạnh Hà, Phạm NgDuễn Kim TDuến, "Phân hạng mức độ
nở hoa của vi khDẩn lam ở hồ Trị An dựa vào mật độ tế bào
và hàm lượng Chlorophull-a," Hội nghị khoa học toàn qDốc
về sinh thái và tài ngDuên sinh vật lần thứ 7, TiểD ban sinh
thái học và môi trường, pp. 1693 - 1698, 2015.
5. NgDuễn Văn Phước, Phạm ị anh Hòa. XD thế tác
động của chất lượng môi trường nước tới hy sinh thái vùng
FORECAST OF EUTROPHICATION LEVELS BY WASTE DISCHARGE
FROM ECONOMIC ACTIVITIES IN SOUTHEAST COASTAL
Nguyen Van Phuoc, Nguyen Ti Tu Hien
Ho Chi Minh Citu Association for Water and Environment
ABSTRACT
From the monitoring results in the Southeast coastal from 2010 - 2018 show that, in the seawater
+
environment of the Southeast, the growth of algae mainly depends on N-NH4 parameters. Based on the
+
results of the eutrophication classification according to the N-NH4 concentration for environmental incident
scenarios in the Southeast region, industrial activities are forecasted to be the highest source of algae blooming
risk (levels IV to V), seafood processing and aquaculture capable of causing eutrophication at levels II to III,
meanwhile, the wastewater treatment stations in the Can Gio urban area is at risk of level II.
+
Key words: Waste discharge, eDtrophication, N-NH4 concentration.
Chuyên đề IV, tháng 12 năm 2020 31
5 trang
16320
Free
Bạn đang xem tài liệu "Dự báo mức độ phú dưỡng hóa do sự cố xả nước thải từ các hoạt động kinh tế ven biển Đông Nam Bộ", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên
File đính kèm:
- du_bao_muc_do_phu_duong_hoa_do_su_co_xa_nuoc_thai_tu_cac_hoa.pdf
