Nghiên cứu thực nghiệm, đánh giá vai trò của một số loài thực vật thuỷ sinh và đề xuất giải pháp sinh học nhằm cải thiện chất lượng môi trường nước sông Nhuệ
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (2.99 MB, 182 trang )
i
LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của tôi. Các số liệu, kết quả
nghiên cứu trong luận án là trung thực, chưa từng được công bố trong bất kỳ công
trình, luận án nào và chưa sử dụng để bảo vệ học vị nào.
Mọi sự giúp đỡ đã được cảm ơn và các thông tin tham khảo, trích dẫn đã
được nêu rõ nguồn gốc.
Tác giả luận án
Vũ Thị Phương Thảo
ii
LỜI CÁM ƠN
Trong quá trình nghiên cứu và hoàn thành luận án, tôi đã nhận được sự
hướng dẫn, giúp đỡ, ủng hộ nhiệt tình của nhiều cơ quan, tổ chức, cá nhân, bạn bè
và đồng nghiệp. Nhân dịp này tôi xin gửi lời cám ơn chân thành về sự quan tâm quý
báu đó.
Trước hết tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến PGS.TS Lê Xuân Tuấn Trường Đại học Tài nguyên và Môi trường, TS Đinh Thái Hưng- Trung tâm Dự báo
Khí tượng Thuỷ văn trung ương, đã trực tiếp hướng dẫn, tận tình chỉ bảo, cung cấp
cho tôi nhiều tư liệu quý, góp ý hoàn thiện Luận án.
Tôi xin chân thành cảm ơn Ban lãnh đạo và các thầy cô giáo Viện Khí tượng
Thuỷ văn và Biến đổi khí hậu, Phòng Khoa học, Đào tạo và Hợp tác quốc tế, Trung
tâm Nghiên cứu Môi trường, Bộ môn Quản lý Tài nguyên và Môi trường đã tạo
điều kiện thuận lợi và giúp đỡ, góp ý cho tôi trong quá trình nghiên cứu và thực
hiện Luận án.
Tôi xin trân trọng cảm ơn Phòng Phân tích Tổng hợp, Viện Địa lý, Phòng
Thực vật, Viện Sinh thái và Tài nguyên sinh vật – Viện Hàn lâm Khoa học Việt
Nam, Phòng Thí nghiệm Phân tích Môi trường, Bộ môn Thực vật học, Khoa Sinh
học, Trường Đại học Sư phạm Hà Nội, đã giúp đỡ, phối hợp giám định loài thực
vật, phân tích chất lượng nước, chất lượng trầm tích, cấu trúc tế bào thực vật, thực
nghiệm nuôi trồng các thuỷ sinh thực vật làm cơ sở khoa học trong việc hoàn thành
Luận án.
Tôi xin cảm ơn Tổng cục Môi trường, Trung tâm quan trắc môi trường đã
cung cấp cho tôi các tài liệu, số liệu quý báu trong việc hoàn thiện Luận án.
Cuối cùng tôi xin gửi lời cám ơn tới các bạn bè, đồng nghiệp, gia đình… đã
tạo điều kiện, giúp đỡ, động viên tôi trong suốt quá trình nghiên cứu và hoàn thành
Luận án. Tôi xin trân trọng cám ơn về tất cả sự giúp đỡ quý báu đó!
Tác giả Luận án
Vũ Thị Phương Thảo
iii
MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN...................................................................................................i
LỜI CÁM ƠN........................................................................................................... ii
MỤC LỤC............................................................................................................ iii
DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT........................................................................................................................ vii
DANH MỤC BẢNG............................................................................................. ix
DANH MỤC HÌNH ................................................................................................. xii
MỞ ĐẦU...............................................................................................................1
1. Tính cấp thiết của đề tài ....................................................................................1
2. Mục tiêu nghiên cứu..........................................................................................2
3. Nội dung nghiên cứu .........................................................................................3
4. Quan điểm nghiên cứu, cách tiếp cận của Luận án...........................................3
5. Giả thuyết khoa học của Luận án......................................................................4
6. Phương pháp nghiên cứu .................................................................................4
7. Những đóng góp mới .........................................................................................4
8. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn...........................................................................5
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU..................................................................7
1.1. Hiện trạng ô nhiễm sông trên thế giới và ở Việt Nam.....................................7
1.1.1. Trên thế giới..............................................................................................7
1.1.2. Ở Việt Nam................................................................................................9
1.2. Nghiên cứu sử dụng TVTS xử lý ô nhiễm nước............................................ 12
1.2.1. Cơ sở khoa học của biện pháp sử dụng TVTS xử lý ô nhiễm nước........... 13
1.2.1.1. Các chất ô nhiễm là các chất vô cơ .................................................................................................. 13
1.2.1.2. Các chất ô nhiễm là các chất hữu cơ ................................................................................................ 16
1.2.2. Tiêu chuẩn loài thực vật sử dụng để xử lý ô nhiễm nước ......................... 16
1.2.3. Ưu điểm và hạn chế của biện pháp sử dụng TVTS để xử lý ô nhiễm nước17
1.2.4. Các nghiên cứu về xử lý ô nhiễm nước bằng TVTS và tình hình nghiên
cứu sử dụng các loài TVTS thuỷ trúc, rau muống, rau ngổ trâu cải tạo nước ô
nhiễm ............................................................................................................... 19
iv
1.2.5. Nghiên cứu xử lý TV sau khi sử dụng để xử lý nước ô nhiễm .................. 25
1.3. Đặc điểm tự nhiên kinh tế xã hội vùng lưu vực sông Nhuệ........................... 26
1.3.1. Đặc điểm tự nhiên vùng lưu vực sông Nhuệ ............................................ 26
1.3.1.1. Vị trí địa lý và diện tích...................................................................................................................... 26
1.3.1.2. Đặc điểm địa hình ............................................................................................................................... 28
1.3.1.3. Đặc điểm khí hậu, thủy văn............................................................................................................... 29
1.3.2. Đặc điểm kinh tế xã hội vùng lưu vực sông Nhuệ và ảnh hưởng của phát
triển kinh tế- xã hội đến nguồn tài nguyên nước sông Nhuệ.............................. 31
1.3.2.1. Dân số và ảnh hưởng của quy mô dân số lớn đến nguồn tài nguyên nước sông Nhuệ ............ 31
1.3.2.2. Sự phát triển kinh tế khu vực sông Nhuệ và những ảnh hưởng đến chất lượng nước sông
Nhuệ ...................................................................................................................................................................... 32
CHƯƠNG 2: PHẠM VI, ĐỐI TƯỢNG,THỜI GIAN, NỘI DUNG, CÁCH TIẾP CẬN VÀ
PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU............................................................................... 36
2.1. Phạm vi, đối tượng và thời gian nghiên cứu ................................................. 36
2.1.1. Phạm vi nghiên cứu ................................................................................ 36
2.1.2. Đối tượng nghiên cứu............................................................................. 36
2.1.3. Thời gian nghiên cứu ............................................................................. 36
2.2. Nội dung và quy trình nghiên cứu ............................................................... 36
2.2.1. Nội dung nghiên cứu.............................................................................................................................. 36
2.2.1. Các bước nghiên cứu của Luận án....................................................................................................... 37
2.3. Quan điểm, cách tiếp cận của luận án .......................................................... 38
2.3.1. Quan điểm nghiên cứu ........................................................................... 38
2.3.1.1. Quan điểm hệ thống và tổng hợp...................................................................................................... 38
2.3.1.2. Quan điểm phát triển bền vững........................................................................................................ 38
2.3.2. Các cách tiếp cận khoa học..................................................................... 39
2.3.2.1. Tiếp cận hệ sinh thái........................................................................................................................... 39
2.3.2.2. Tiếp cận sử dụng khôn khéo đất ngập nước................................................................................... 40
2.4. Phương pháp nghiên cứu.............................................................................. 40
2.4.1. Nhóm phương pháp nghiên cứu ngoài thực địa....................................... 40
2.4.1.1. Lập kế hoạch trước khi khảo sát ngoài hiện trường....................................................................... 40
2.4.1.2. Khảo sát ngoài thực địa..................................................................................................................... 43
2.4.1.3. Phân tích đánh giá tính đa dạng hệ thực vật.................................................................................... 43
2.4.1.4. Lấy mẫu nước sông............................................................................................................................. 43
2.4.1.5. Lấy mẫu trầm tích sông ...................................................................................................................... 44
2.4.1.6. Lấy mẫu thực vật................................................................................................................................. 44
2.4.2. Nhóm phương pháp trong phòng thí nghiệm ........................................... 46
2.4.2.1. Phân tích thành phần chất lượng mẫu nước .................................................................................... 46
v
2.4.2.2. Phân tích thành phần chất lượng mẫu trầm tích ............................................................................. 46
2.4.2.3. Phân tích thành phần một số chất trong mẫu thực vật và hình thái giải phẫu của thân, lá,
rễ ............................................................................................................................................................................ 47
2.4.2.4. Cải thiện chất lượng nước bằng các thực vật thuỷ sinh................................................................. 50
2.4.3.Phương pháp điều tra, thu thập thông tin, kế thừa tài liệu ........................ 52
2.4.4. Phương pháp xây dựng các mô hình sử dụng thực vật cho giảm thiểu ô
nhiễm môi trường nước..................................................................................... 54
2.4.5. Phương pháp chuyên gia......................................................................... 54
2.4.6. Phương pháp tính toán và xử lý số liệu.................................................... 54
CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN .............................. 57
3.1. Chất lượng nước sông Nhuệ trong thời gian nghiên cứu.............................. 57
3.1.1.Chất lượng nước sông Nhuệ qua các thông số vật lý................................. 57
3.1.2. Chất lượng nước sông Nhuệ qua các thông số gây phú dưỡng nguồn
nước ................................................................................................................. 59
3.1.3. Chất lượng nước sông Nhuệ qua các thông số ô nhiễm chất hữu cơ, vi
sinh: ................................................................................................................. 61
3.1.4.Chất lượng nước sông Nhuệ qua các thông số KLN: ................................ 62
3.2. Chất lượng trầm tích sông Nhuệ trong thời gian nghiên cứu ....................... 63
3.2.1. Tính chất hoá lý của các mẫu trầm tích sông Nhuệ.................................. 63
3.2.2. Hàm lượng các kim loại nặng trong các mẫu trầm tích sông Nhuệ .......... 63
3.3. Sự đa dạng thực vật thuỷ sinh bậc cao có mạch lưu vực sông Nhuệ và khả
năng sử dụng thực vật thuỷ sinh LVS Nhuệ để xử lý ô nhiễm nước ................... 69
3.4. Thực nghiệm đánh giá vai trò của các sinh vật thuỷ sinh trong quá trình
cải thiện chất lượng nước và trầm tích sông Nhuệ.............................................. 73
3.4.1. Chất lượng nước và trầm tích sông Nhuệ sử dụng cho thực nghiệm ........ 74
3.4.2. Sự tăng trưởng, phát triển, thay đổi về thành phần vật chất trong mô của
các loài TVTS ................................................................................................... 76
vi
3.4.2.1. Cấu tạo giải phẫu và sự thay đổi tế bào, khả năng tăng trưởng, thành phần vật chất của
cây thuỷ trúc sau thí nghiệm.............................................................................................................................. 76
3.4.2.2. Cấu tạo giải phẫu và sự thay đổi tế bào, khả năng tăng trưởng, thành phần vật chất của
cây rau muống sau thí nghiệm........................................................................................................................... 90
3.4.2.3. Cấu tạo giải phẫu và sự biến đổi tế bào, khả năng tăng trưởng, thành phần vật chất của
của cây ngổ trâu sau thí nghiệm......................................................................................................................103
3.4.3. Diễn biến các yếu tố chất lượng nước và trầm tích sông Nhuệ trong và
sau quá trình trồng các thuỷ sinh thực vật ...................................................... 115
3.4.4.1. Diễn biến của các yếu tố chất lượng nước.....................................................................................116
3.4.3.2. Diễn biến của các yếu tố chất lượng trầm tích..............................................................................126
3.4.3.2. Sự cân bằng vật chất các chất ô nhiễm ở các bể thí nghiệm.......................................................128
3.5. Các nguồn thải gây ô nhiễm đoạn sông Nhuệ từ Cầu Tó tới Cống Thần và
công tác quản lý nhà nước về môi trường lưu vực sông.................................... 132
3.5.1. Hiện trạng các nguồn thải vào đoạn sông Nhuệ từ Cầu Tó tới Cống Thần132
3.5.1.1. Nguồn thải sinh hoạt.........................................................................................................................132
3.5.1.2. Nguồn thải công nghiệp và làng nghề............................................................................................132
3.5.1.3. Nguồn thải nông nghiệp ...................................................................................................................133
3.5.1.4. Nguồn thải y tế ..................................................................................................................................133
3.5.1.5. Nguồn chất thải rắn...........................................................................................................................134
3.5.2. Công tác quản lý nhà nước về môi trường lưu vực sông........................ 134
3.5.2.1. Hệ thống văn bản pháp luật bảo vệ môi trường............................................................................134
3.5.2.2. Cơ cấu tổ chức và quản lý nhân sự.................................................................................................136
3.5.2.3. Năng lực và trình độ chuyên môn của đội ngũ cán bộ quản lý môi trường .............................137
3.5.2.4. Các hoạt động quản lý môi trường ở đoạn sông từ Cầu Tó tới Cống Thần .............................138
3.5.2.5. Hệ thống quan trắc và giám sát môi trường ..................................................................................138
3.6. Đề xuất các giải pháp nhằm cải thiện chất lượng nước, bảo vệ phát triển hệ
sinh thái sông Nhuệ........................................................................................... 139
3.6.1. Cơ sở khoa học đề xuất các giải pháp .................................................... 139
3.6.2. Các giải pháp về luật pháp và chính sách............................................... 140
3.6.3. Các giải pháp về tuyên truyền và huấn luyện ......................................... 141
3.6.4. Các giải pháp về kỹ thuật....................................................................... 141
3.6.4.1. Các giải pháp vật lý nhằm cải thiện chất lượng nước sông Nhuệ..............................................141
3.6.4.2. Giải pháp sinh học nhằm cải thiện chất lượng nước sông Nhuệ................................................142
KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ............................................................................... 153
TÀI LIỆU THAM KHẢO................................................................................. 156
vii
DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT
Từ viết tắt
APHA
Tiếng Anh
American Public Health
Tiếng Việt
Hiệp Hội sức khoẻ Hoa kỳ
Asociation
AWWA
American Water Works
Hiệp hội nước Hoa kỳ
Asociation
BTNMT
Ministry of Natural Resources
Bộ Tài nguyên và Môi trường
and Environment
BOD5
The 5 day biochemical oxygen
Nhu cầu ôxy sinh hóa trong 5
demand
ngày
COD
Chemical oxygen demand
Nhu cầu ôxy hóa học
CON
Pollutant
Chất ô nhiễm
EC
Electricity Conductivity
Độ dẫn điện
FAO
Food and Algriculture
Tổ chức Nông Lương thế giới
Organization
GTGH
Limited value
Giá trị giới hạn
KLN
Heavy metal
Kim loại nặng
KCN
Industrial Zone
Khu công nghiệp
KCX
Manufacturing area
Khu chế xuất
LVS
River Basin
Lưu vực sông
m
Biomass
Sinh khối
QCVN
Vietnamese standard
Quy chuẩn Việt Nam
P
Biomass productivity
Năng suất sinh học
ppm
parts per million
Một phần triệu
TF
Translocation factor
Hệ số vận chuyển
TLK
Fry weight
Trọng lượng khô
TLT
Fresh weight
Trọng lượng tươi
TDS
Total dissolved solids
Tổng chất rắn hòa tan
viii
Từ viết tắt
Tiếng Anh
Tiếng Việt
t1
Time to start the experiment
Thời điểm bắt đầu thí nghiệm
t2
Time to end the experiment
Thời điểm kết thúc thí nghiệm
TN
Total nitrogen
Tổng nitơ
TP
Total phosphorus
Tổng phốtpho
TNG
Experiment
Thí nghiệm
TSS
Total Suspended Solids
Tổng chất rắn lơ lửng
TV
Plant
Thực vật
TVTS
Aquatic plants
Thực vật thủy sinh
WHO
World Health Organization
Tổ chức Y tế thế giới
ix
DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1. Các nguồn ô nhiễm sông và các chất ô nhiễm chính ở các hệ thống sông Cầu,
Nhuệ -Đáy, Đồng Nai……………………………………………………...………..………10
Bảng 1.2. Vai trò của thực vật thuỷ sinh trong hệ sinh thái nước …………………... .19
Bảng 1.3. Phân bố diện tích trong lưu vực sông Nhuệ ................................................27
Bảng 1.4. Hiện trạng sử dụng nước sông Nhuệ..........................................................33
Bảng 2.1. Các đợt thí nghiệm và thời gian thí nghiệm ................................................36
Bảng 2.2. Các vị trí lấy mẫu nước, mẫu trầm tích và mục đích lẫy mẫu ......................41
Bảng 2.3. Các chỉ tiêu phân tích mẫu nước và phương pháp phân tích ........................46
Bảng 2.4. Các chỉ tiêu phân tích mẫu trầm tích và phương pháp phân tích ..................46
Bảng 2.5. Các chỉ tiêu phân tích mẫu sinh vật và phương pháp phân tích thành phần các
chất trong các mô rễ, thân, lá thực vật .......................................................................47
Bảng 3.1. Các loài TVTS có mạch khu vực sông Nhuệ và số đợt bắt gặp trong các
chuyến
khảo
sát
thực
địa……………...…………………...……………………………………66
Bảng 3.2. Các thông số chất lượng nước của các mẫu nước sông nhuệ dùng cho thí
nghiệm nuôi trồng các thuỷ sinh thực vật (thời gian ngày 30/3 /2015 đến 18/4/ 2015) .70
Bảng 3.3. Các thông số chất lượng trầm tích của các mẫu nước sông Nhuệ dùng cho thí
nghiệm nuôi trồng các thuỷ sinh thực vật (thời gian ngày 30/3 /2015 đến 18/4/ 2015) .71
Bảng 3.4. Kích thước các tế bào ở thân cây Thuỷ trúc trước và sau thí
nghiệm……….75
Bảng 3.5. Sự tăng trưởng của cây Thuỷ trúc trước và sau thời gian thí nghiệm............76
Bảng 3.6. Sinh khối và năng suất của cây Thuỷ trúc trước, giữa và sau thí nghiệm ..... 82
Bảng 3.7. Hàm lượng các KLN trong các mô thực vật và TF đối với các KLN của Thuỷ
trúc .........................................................................................................................79
Bảng 3.8. Hiệu quả hấp thụ các chất ô nhiễm sông Nhuệ của cây Thuỷ trúc................87
Bảng 3.9. Kích thước các tế bào ở thân cây Rau muống trước và sau thí nghiệm .........86
Bảng 3.10. Chiều dài của cây Rau muống trước và sau thời gian thí nghiệm ...............95
Bảng 3.11. Sinh khối và năng suất của cây Rau muống trước và sau thí nghiệm..........88
x
Bảng 3.12. Hàm lượng các KLN trong các mô TV và TF đối với các KLN của Rau
muống.....................................................................................................................90
Bảng 3.13. Hiệu quả hấp thụ các chất ô nhiễm sông Nhuệ của cây Rau muống ...........91
Bảng 3.14. Kích thước các tế bào ở thân cây Ngổ trước và sau thí nghiệm ..................97
Bảng 3.15. Chiều dài của cây Ngổ trâu trước và sau thời gian thí nghiệm .................108
Bảng 3.16. Sinh khối và năng suất của cây Ngổ trâu trước và sau thí nghiệm ..............98
Bảng 3.17. Hàm lượng các KLN trong các mô TV và TF đối với các KLN của cây Ngổ
trâu .......................................................................................................................111
Bảng 3.18. Hiệu quả hấp thụ các chất ô nhiễm sông Nhuệ của cây Ngổ trâu .............101
Bảng 3.19. Sự tăng giảm hàm lượng các chất ô nhiễm trong trầm tíchở các bể thí
nghiệm….……………………………………………………………………………..114
Bảng 3.20.Bảng cân bằng vật chất đối với các chất ô nhiễm là hợp chất của nitơ
…...115
Bảng 3.21.Bảng cân bằng vật chất đối với các chất ô nhiễm là hợp chất của
photpho.116
Bảng 3.21. Bảng cân bằng vật chất đối với chất ô nhiễm là KLN Fe……..………….117
Bảng 3.22. Bảng cân bằng vật chất đối với các chất ô nhiễm là KLN
Zn………….....118
Bảng 3.23. Danh sách các loài thực vật đất ngập nước trong khu vực nghiên cứu có khả
năng xử lý ô nhiễ̃m môi trường nước ......................................................................121
Bảng 3.24. Thời gian đạt sinh khối tối ưu của các thực vật thuỷ sinh ........................150
xi
Bảng 3.25. Giải pháp sinh học tạo bè nổi trên sông- mô hình đất ngập nước với dòng
chả̉y bề mặt sử dụng các loài thực vật cho mục đích xử lý ô nhiễm môi trường nước
sông Nhuệ .............................................................................................................151
xii
DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1. Bản đồ khu vực sông Nhuệ.……………………………………………28
Hình 2.1. Đoạn sông nghiên cứu..................................................................... ……..35
Hình 2.2. Các bước nghiên cứu của Luận án……………………………………..39
Hình 2.3. Các vị trí lấy mẫu nước, mẫu trầm tích trên sông Nhuệ ........................... …42
Hình 2.4. Mẫu thực vật được dùng cho thí nghiệm...................................................45
Hình
2.5.
Các
bể
đựng
mẫu
nước
và
trầm
tích
dùng
cho
thí
nghiệm…………………………………………..……………………………………………..49
Hình 2.6. Mô hình bể kính dùng cho thí nghiệm ........................................................51
Hình 2.7. Cấu trúc thí nghiệm sử dụng mẫu nước và trầm tích sông nhuệ thu từ 1
vị trí nghiên cứu.................................................................................................52
Hình 3.1. Hàm lượng DO ở các vị trí nghiên cứu trên sông Nhuệ trong giai đoạn
2013- 2015 .......................................................................................................55
Hình 3.2. Hàm lượng N- NH4+ở các vị trí nghiên cứu trên sông Nhuệ trong giai
đoạn
2013-
2015………………………………………………………………………..56
Hình 3.3. Hàm lượng P- PO43-ở các vị trí nghiên cứu trên sông Nhuệ trong giai
đoạn
2013-
2015………………………………………………………………………..57
Hình 3.4. Hàm lượng Cd trong trầm tích sông Nhuệ trong giai đoạn 2013 –
2015………………………………………………………………………………61
Hình 3.5. Hàm lượng Pb trong trầm tích sông Nhuệ trong giai đoạn 2013 –
2015.……………………………………………………………………………...62
Hình 3.6. Hàm lượng Zn trong trầm tích sông Nhuệ trong giai đoạn 2013 –
2015...………………………………………………………………………….....63
Hình 3.7. Cấu tạo giải phẫu lá cây Thuỷ trúc.……………………………………73
Hình 3.8. Cấu tạo giải phẫu thân cây Thuỷ trúc …………………………………74
Hình 3.9. Cấu tạo giải phẫu của trụ rễ cây Thuỷ trúc............................................75
xiii
Hình 3.10. Hàm lượng TN và TP trung bình trong mô của Thuỷ trúc trước và sau
thí nghiệm .........................................................................................................78
Hình 3.11. Hiệu quả hấp thụ các chất gây phú dưỡng nguồn nước sông Nhuệ bởi
cây Thuỷ trúc trong 2 giai đoạn thí nghiệm .........................................................82
Hình 3.12. Hiệu quả hấp thụ các KLN Fe, Zn trong nước sông Nhuệ bởi cây Thuỷ
trúc trong 2 giai đoạn thí nghiệm ........................................................................90
Hình 3.13. Cấu tạo giải phẫu thân cây Rau muống...............................................92
Hình 3.14. Cấu tạo giải phẫu tế bào của thân cây Rau muống...............................84
Hình 3.15. Cấu tạo giải phẫu tế bào của rễ cây Rau muống ..................................85
Hình 3.16. Cấu tạo giải phẫu trụ rễ cây Rau muống .............................................86
Hình 3.17. Hàm lượng TN và TP trung bình trong mô của Rau muống trước và sau
thí nghiệm .........................................................................................................90
Hình 3.18. Hiệu quả hấp thụ các chất gây phú dưỡng nguồn nước sông Nhuệ bởi
cây Rau muống trong 2 giai đoạn thí nghiệm.......................................................92
Hình 3.19. Hiệu quả hấp thụ các KLN có hàm lượng cao trong nước Fe, Zn bởi
cây rau muống trong 2 giai đoạn thí nghiệm .......................................................93
Hình 3.20. Cấu tạo giải phẫu phiến lá cây Ngổ dại...............................................94
Hình 3.21. Cấu tạo giải phẫu thân cây Ngổ dại ..................................................106
Hình 3.22. Cấu tạo sơ cấp rễ cây Ngổ dại............................................................96
Hình 3.23. Hàm lượng TN, TP trung bình trong mô của cây Ngổ dại trước, giữa và
cuối thí nghiệm ..................................................................................................99
Hình 3.24. Hiệu quả hấp thụ các chất gây phú dưỡng nguồn nước sông Nhuệ bởi
cây Ngổ dại trong 2 giai đoạn thí nghiệm ..........................................................102
Hình 3.25. Hiệu quả hấp thụ các KLN có hàm lượng cao trong nước Fe, Zn bởi
cây Ngổ dại trong 2 giai đoạn thí nghiệm ..........................................................103
Hình 3.26. pH trong môi trường nước sông Nhuệ theo thời gian thí nghiệm ........105
Hình 3.27. EC trong môi trường nước sông Nhuệ theo thời gian thí nghiệm........105
Hình 3.28. TSS môi trường nước sông Nhuệ theo thời gian thí nghiệm...............106
Hình 3.29. Do môi trường nước sông Nhuệ theo thời gian thí nghiệm.................107
xiv
Hình 3.30. Nhu cầu oxy hoá học COD trong nước sông Nhuệ theo thời gian thí
nghiệm ............................................................................................................108
Hình 3.31. Nhu cầu oxy sinh học BOD5 trong nước sông nhuệ theo thời gian thí
nghiệm ............................................................................................................109
Hình 3.32. Mật độ Tổng Coliform trong nước sông Nhuệ theo thời gian thí
nghiệm…………………………………………………………………………..110
Hình 3.33. N- NH4+ trong nước sông Nhuệ theo thời gian thí nghiệm .................110
Hình 3.34. P- PO43- trong nước sông Nhuệ theo thời gian thí nghiệm ..................111
Hình 3.35. Hàm lượng Fe ở các giai đoạn thí nghiệm.........................................112
Hình 3.36. Hàm lượng Zn ở các giai đoạn thí nghiệm ........................................113
Hình 3.37. Mô hình đất ngập nước với dòng chảy bề mặt sử dụng thực vật thuỷ
sinh cải thiện chất lượng nước sông Nhuệở đoạn sông từ Cầu Tó đến Đồng Quan126
Hình 3.38. Mô hình đất ngập nước với dòng chảy bề mặt sử dụng thực vật thuỷ
sinh cải thiện chất lượng nước sông Nhuệở đoạn sông từ Đồng Quan đến Cống
Thần................................................................................................................128
1
MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài
Với chiều dài 72km và khoảng gần 10 triệu người sinh sống trong vùng lưu
vực có diện tích 1.075km², là khu vực có mật độ dân số cao nhất cả nước, hơn một
nghìn người/km2, cũng là vùng có sự phát triển kinh tế xã hội nhanh chóng kèm
theo tình trạng đô thị hóa mạnh mẽ, sông Nhuệ có vai trò rất quan trọng đối với các
hoạt động kinh tế trong vùng lưu vực, cũng là con sông đang phải chịu nhiều tác
động tiêu cực của con người ở Việt Nam [1], [7], [20], [21]. Sông Nhuệ lấy nước từ
sông Hồng qua cống Liên Mạc cung cấp nước tưới cho cả vùng lưu vực và là nơi
đón nhận mỗi ngày đủ loại nước thải từ nước thải sinh hoạt đến nước thải làng
nghề, nước thải công nghiệp, bệnh viện, dịch vụ… từ Hà Nội và các vùng ven sông.
Mặc dù nước sông Nhuệ có chứa lượng lớn nước thải nguy hại nhưng lại là nguồn
nước tưới cấp cho hầu hết các vùng đất nông nghiệp trong vùng lưu vực và những
đầm thuỷ sản ven sông. Khi sử dụng nguồn nước này làm nước tưới, bên cạnh tác
dụng có lợi (tận dụng được nguồn dinh dưỡng trong nước thải), thì những nguy cơ
có hại cũng là vấn đề cần phải quan tâm vì trong nguồn nước sông có lẫn nước thải
này có thể có chứa các chất hữu cơ độc hại hay các vi sinh vật gây bệnh, đặc biệt
cũng có thể có sự tồn tại của các kim loại nặng có hại cho cơ thể con người [70],
[76]. Các kim loại nặng (KLN) có thể bắt đầu với nồng độ rất thấp tồn tại trong
nước hoặc cặn lắng, sau đó được tích tụ vào các mô sống qua chuỗi thức ăn và tiềm
ẩn rủi ro tích luỹ trong cơ thể con người, khi nồng độ KLN đủ lớn để gây độc. Bên
cạnh đó, hàm lượng quá cao các chất hữu cơ trong nước sông gây nên tình trạng
nước sông bốc mùi hôi, có màu đen, làm mất mỹ quan, cảnh quan đẹp đáng có mà
một dòng sông có thể đem lại cho con người. Tình trạng suy thoái chất lượng nước
bởi các chất ô nhiễm cũng làm mất dần đi các loài sinh vật có ích trong sông do
không thể thích nghi được với môi trường ô nhiễm…
Sử dụng nước sông Nhuệ đáp ứng tiêu chuẩn nước tưới tiêu của Chính phủ là
một nhu cầu cấp thiết và chính đáng của nhân dân, nhằm đảm bảo sức khoẻ cộng
đồng cũng như đảm bảo mỹ quan đô thị.Hiện tại, việc khôi phục chất lượng nước
2
sông không thể dựa hoàn toàn vào các biện pháp hóa lý đắt tiền do điều kiện kinh tế
đất nước chưa đáp ứng được. Bên cạnh đó, theo kinh nghiệm nghiên cứu ở nhiều
nước trên thế giới,việc xử lý nguồn nước sông có lượng lớn nước thải sinh hoạt
bằng các phương pháp hoá lý thường xử lý không triệt để và hiệu quả đem lại
không cao so với các phương pháp sinh học [57], [62], [63], [73]. Do đó, việc
nghiên cứu hiện trạng ô nhiễm nước sông và các quá trình làm sạch nước tự nhiên,
đặc biệt là các quá trình làm sạch sinh học để rồi áp dụng các phương pháp tự nhiên
này để làm sạch nước là việc làm rất có ý nghĩa trong kinh tế cũng như rất thân
thiện với môi trường.
Hệ sinh thái sông và lưu vực sông đóng vai trò vô cùng quan trọng, là phần
không thể tách rời của môi trường sông, nó tham gia vào các quá trình vận chuyển,
tích lũy và đồng hóa chất ô nhiễm, là một trong những tác nhân chính tham gia vào
quá trình làm sạch nước. Việc nghiên cứu, đánh giá vai trò cụ thể của hệ sinh thái
mà vai trò đặc biệt quan trọng của một số loài có ưu thế vượt trội trong việc hấp thụ
các chất ô nhiễm có trong sông làm sạch nước sẽ giúp chúng ta hiểu được một cách
rõ ràng hơn về quá trình làm sạch nước của tự nhiên,từ đó xây dựng các giải pháp
sinh học nhằm giảm thiểu, khống chế mức độ gia tăng ô nhiễm để bảo vệ hiệu quả
nguồn nước, bảo vệ môi trường và cảnh quan thiên nhiên lưu vực sông Nhuệ, tiến
tới phát triển bền vững.
Từ thực tế nói trên, đề tài “Nghiên cứu thực nghiệm, đánh giá vai trò của
một số loài thực vật thuỷ sinh và đề xuất giải pháp sinh học nhằm cải thiện chất
lượng môi trường nước sông Nhuệ” sẽ là một nghiên cứu có ý nghĩa thực tiễn và
là cơ sở khoa học cho việc xây dựng giải pháp sinh học nhằm giảm thiểu, khống chế
mức độ gia tăng ô nhiễm để bảo vệ hiệu quả nguồn nước, bảo vệ môi trường và
cảnh quan thiên nhiên lưu vực sông Nhuệ.
2. Mục tiêu nghiên cứu
- Đánh giá được hiện trạng ô nhiễm môi trường nước và trầm tích sông Nhuệ
đoạn từ Cầu Tó tới Cống Thần.
3
- Xác định được vai trò của một số loài thực vật thủy sinh có hiệu quả cao
trong quá trình làm sạch nước sông Nhuệ.
- Đề xuất các giải pháp sinh học nhằm cải thiện chất lượng môi trường nước,
phát triển đa dạng sinh học hệ sinh thái sông.
3. Nội dung nghiên cứu
- Nghiên cứu chất lượng nước và trầm tích sông Nhuệ ở đoạn sông từ Cầu
Tó tới Cống Thần và các loại hình xả thải nước vào sông.
- Nghiên cứu sự đa dạng thành phần loài thực vật thuỷ sinh (TVTS) có mạch
lưu vực sông Nhuệ và tuyển chọn một số loài TVTS có khả năng làm sạch nước
hiệu quả cao và phù hợp với môi trường nước sông Nhuệ ở đoạn sông nghiên cứu.
- Nghiên cứu bằng thực nghiệm khả năng làm sạch nước của các loài TVTS
đã được tuyển chọn.
- Đề xuất các giải pháp sinh học hữu ích bảo vệ môi trường nước, phát triển
đa dạng sinh học hệ sinh thái sông.
4. Quan điểm nghiên cứu, cách tiếp cận của Luận án
Đối tượng nghiên cứu của luận án là môi trường nước, trầm tích sông Nhuệ
và các loài TVTS có khả năng làm sạch nước trong một hệ thống thống nhất và
hoàn chỉnh. Do vậy, khi nghiên cứu, đánh giá chất lượng nước, trầm tích sông Nhuệ
cùng khả năng cải thiện chất lượng nước, trầm tích sông Nhuệ bởi các loài TVTS
cần phải xem xét đầy đủ và toàn diện các hợp phần, các đơn vị bộ phận của hệ sinh
thái môi trường sông trong mối quan hệ tác động qua lại giữa chúng với nhau. Việc
đề xuất các giải pháp nhằm cải thiện chất lượng nước sông Nhuệ cũng tuân thủ theo
nguyên tắc phát triển bền vững.
Luận án cũng áp dụng cách tiếp cận hệ sinh thái - tập trung cho đối tượng
các loài TVTS có mạch và cách tiếp cận sử dụng khôn khéo đất ngập nước để duy
4
trì và phát triển hệ sinh thái của đất ngập nước trong khuôn khổ của phát triển bền
vững.
5. Giả thiết khoa học của Luận án
Vì những lý do khách quan, nghiên cứu thực nghiệm nuôi trồng các loài
TVTS chỉ được tiến hành trong khuôn khổ phòng thí nghiệm bằng những vật liệu là
nước, trầm tích sông Nhuệ và các loài TVTS. Trong quá trình nuôi trồng các loài
TVTS, các chất ô nhiễm được lấy đi, chất lượng nước được cải thiện hàng ngày,
khác với chất lượng nước thực tế ngoài thực địa. Hơn nữa, ngoài thực địa, các yếu
tố khí hậu, thời tiết, chế độ dòng chảy,... luôn thay đổi theo các chiều hướng bất lợi
hoặc có lợi. Nghiên cứu được tiến hành với giả thuyết không có sự biến đổi của các
yếu tố này, nhằm mục tiêu tập trung vào khả năng làm sạch nước của các loài
TVTS trong điều kiện thí nghiệm.
6. Phương pháp nghiên cứu
Nghiên cứu được áp dụng kết hợp nhiều phương pháp khác nhau, trong đó chủ
yếu là 3 nhóm phương pháp là nhóm các phương pháp nghiên cứu ngoài thực địa,
nhóm các phương pháp trong phòng thí nghiệm và nhóm các phương pháp tổng
hợp.
7. Những đóng góp mới
Lần đầu tiên đã nghiên cứu đánh giá tổng hợp vai trò của 3 loài TVTS là
thuỷ trúc (Cyperus alterfolious hay Cyperus flabelliformis Rottb.), rau muống
(Ipomoea aquatica Forsk.), rau ngổ trâu (Enydra fluctuans Lour.) để cải thiện chất
lượng nước sông Nhuệ bằng phương pháp thực nghiệm. Kết quả thực nghiệm đã
chứng minh 3 loài thuỷ trúc, rau muống, ngổ trâu có khả năng hấp thụ các chất ô
nhiễm có hàm lượng cao TN, TP, Fe, Zn trong nước sông Nhuệ thể hiện bởi sau
thời gian thực nghiệm, sinh khối thực vật tăng, hàm lượng các chất ô nhiễm trong
mô thực vật tăng, giải phẫu mô có những sự biến đổi lớn về kích thước tế bào cho
thấy sự thích nghi với môi trường ô nhiễm. Kết quả phân tích chất lượng nước cho
thấy ở các bể có trồng thực vật, chất lượng nước sông Nhuệ sau thí nghiệm hầu hết
đạt được tiêu chuẩn nước tưới tiêu thuỷ lợi của BTNMT (QCVN
5
08:MT/BTNMT/2015). Kết quả thực nghiệm là cơ sở khoa học cho việc xây dựng
giải pháp sinh học thân thiện với môi trường để cải thiện chất lượng nước sông
Nhuệ.
8. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn
a) Ý nghĩa khoa học
- Luận án đã nghiên cứu, kết hợp được các nguồn tài liệu, số liệu (tài liệu về
khí hậu, thời tiết, số liệu về chất lượng nước,...) để đánh giá được chất lượng nước,
chất lượng trầm tích sông Nhuệ trên đoạn sông từ Cầu Tó tới Cống Thần và vai trò
của các loài TVTS thuỷ trúc, rau muống, ngổ trâu trong việc làm sạch nước sông
Nhuệ.
- Luận án đã đưa ra được giải pháp sinh học sử dụng TVTS để lấy đi một phần
các chất ô nhiễm trong sông Nhuệ, là phương pháp làm sạch nước hữu ích có nhiều
điểm ưu việt với những tiêu chí như hiệu quả, giá thành thấp, công nghệ đơn giản,
thân thiện với môi trường.
b) Ý nghĩa thực tiễn
Kết quả của luận án góp phần bổ sung cơ sở lý luận và thực tiễn cho việc sử
dụng các loài TVTS làm sạch nước sông bị ô nhiễm. Sự thành công của nghiên cứu
dẫn đến việc áp dụng nghiên cứu vào việc làm sạch nước sông Nhuệ cũng như rất
nhiều dòng sông khác đang bị ô nhiễm trên lãnh thổ sẽ mang lại những giá trị kinh
tế và tinh thần to lớn, giúp chúng ta tiến tới sự phát triển bền vững, khẳng định tính
đúng đắn của việc phát triển kinh tế đi đôi với việc bảo vệ môi trường sống, cải
thiện, giữ gìn nguồn tài nguyên thiên nhiên đáp ứng nhu cầu của thế hệ hiện tại và
các thế hệ tương lai.
9. Cấu trúc của Luận án
Luận án được bố cục thành 3 Chương, cùng với Phần mở đầu, Phần kết luận
và Tài liệu tham khảo.
Chương 1. Tổng quan nghiên cứu
Chương 2. Đối tượng, phương pháp nghiên cứu
Chương 3. Kết quả nghiên cứu
6
Luận án được trình bày 155 trang A4, 34 bảng biểu, 46 hình vẽ, 102 tài liệu
tham khảo tiếng Việt và tiếng Anh, Phụ lục. Bố cục luận án gồm: Phần mở đầu (5
trang), Chương Tổng quan tài liệu (27 trang), Chương Đối tượng và phương pháp
nghiên cứu (20 trang), Chương Kết quả nghiên cứu và thảo luận 88 trang), Phần kết
luận và khuyến nghị (2 trang), Phần tài liệu tham khảo (10 trang) và Phần phụ lục.
7
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU
1.1. Hiện trạng ô nhiễm sông trên thế giới và ở Việt Nam
1.1.1. Trên thế giới
Ngày nay, nhiều dòng sông ở khắp nơi trên thế giới đang phải đối diện với
tình trạng cạn kiệt nguồn nước và vấn nạn ô nhiễm. Ngày 20/03/2007, Quĩ Bảo vệ
thiên nhiên WWF đã ra cảnh báo về tình trạng 10 con sông lớn trên thế giới, trong
đó có sông Nin, Rio Grande, Đa nuýp, Trường Giang, sông Hằng, sông Ấn, ...có
nguy cơ bị cạn kiệt do tình trạng qui hoạch kém và thiếu được bảo vệ dẫn đến tình
trạng đang bị ô nhiễm một cách trầm trọng [97].
Sông Trường Giang là con sông dài nhất châu Á và đứng thứ ba trên thế giới
sau sông Nin ở Châu Phi, sông Amazon ở Nam Mỹ. Trường Giang dài khoảng
6.385 km, bắt nguồn từ phía tây Trung Quốc và chảy về phía đông đổ ra Biển Hoa
Đông. Đập Tam Hiệp chặn Trường Giang tại Tam Đẩu Bình, Nghi Xương, tỉnh Hồ
Bắc. Do hậu quả của hàng chục năm công nghiệp hóa, xây dựng đập thủy điện,
ngày nay Trường Giang đã trở thành một trong những dòng sông ô nhiễm nhất trên
thế giới. Nhiều KLN trong dòng sông này có hàm lượng rất cao và vượt nhiều lần
tiêu chuẩn cho phép đối với tiêu chuẩn nước mặt của Tổ chức y tế thế giới, như
Asen (20,8μg/l), Sắt (350μg/l), Chì (756μg/l),… [61].
Sông Mekong là một trong những con sông xuyên biên giới lớn nhất hành
tinh, bắt nguồn từ Trung Quốc, chảy qua Lào, Myanma, Thái Lan, Campuchia, và
đổ vào Biển Đông tại Việt Nam. Các hoạt động đánh bắt thuỷ sản quá mức và chế
độ thủy văn thay đổi ở các lưu vực sông Mê kong đã làm thay đổi chất lượng nước
và trầm tích của dòng sông này, đặc biệt là hàm lượng các KLN trong dòng sông.
Nghiên cứu của Fu Kaidao và cộng sự (2012) đã cho thấy hàm lượng trung bình của
các nguyên tố KLN trong trầm tích ở phần thượng nguồn sông Mekong với Zn là
91,43 mg/kg, Pb là 41,85 mg/kg, As là 21,84 mg/kg, Cr là 42,19 mg/kg. Hàm lượng
trung bình của các nguyên tố KLN trong trầm tích ở phần hạ lưu sông Mekong là
Zn 68,17 mg/kg, Pb 28,22 mg/kg, As 14,97 mg/kg, Cr là 418,86 mg/kg. Hàm lượng
Cr trong trầm tích sông rất cao ở một vài vị trí ở hạ lưu sông như ở Luang Prabang
762,93 mg/kg và Pakse là 422,90 mg/kg. Nồng độ của Cu trong tất cả các điểm lấy
mẫu không cao ngoại trừ tại Jiajiu 1170 mg/kg và Jiebei với 700 mg/kg. Cr là chất ô
nhiễm chính ở hạ lưu sông Mekong, đặc biệt là ở Luang Prabang và Pakse. Ô nhiễm
nhẹ với As cũng xảy ra ở Pakse [70].
Sông Hằng bị ô nhiễm vì ảnh hưởng nặng nề bởi nền công nghiệp hóa chất,
rác thải công nghiệp, rác thải sinh hoạt chưa qua xử lý; phong tục hỏa táng thi thể
rồi thả trôi sông, rác thải được xả trực tiếp từ các bệnh viện do thiếu lò đốt. Chất
8
lượng nước đang trở nên xấu đi nghiêm trọng cùng với sự mất đi khoảng 30-40%
lượng nước do những đập nước đang làm cho sông Hằng trở nên khô cạn và có
nguy cơ biến mất. Các nghiên cứu chất lượng nước cũng phát hiện một hàm lượng
cao các kim loại nặng trong nước sông Hằng như Hg (nồng độ từ 65÷520ppm), Pb
(10÷800ppm), Cr (10÷200ppm) và Ni (10÷130ppm) [97].
Bên cạnh các dòng sông lớn rộng và là của chung của hơn một quốc gia ấy,
các dòng sông chảy qua các đô thị lớn nhỏ đặc biệt ở các nước đang phát triển cũng
đang bị ô nhiễm đến mức báo động. Các dòng sông này mang đến cho con người
những lợi ích lớn lao cả về các tiêu chí môi trường, cả về các nguồn lợi thuỷ sản.
Thế nhưng tình trạng ô nhiễm nguồn nước mặt nội đô bởi các dòng xả thải từ các
khu dân cư, các khu công nghiệp, các nhà máy... đang ngày một tăng lên về số
lượng cũng như hàm lượng các chất ô nhiễm khiến các dòng sông trong các đô thị
dần dần chuyển màu, chuyển mùi và mất đi sự đa dạng sinh học, mất đi các nguồn
lợi thuỷ sản vốn từng là nguồn cung cấp thức ăn dồi dào cho cư dân đô thị, mất đi
các lợi ích về sinh thái cảnh quan môi trường mà người ta có thể khai thác ở những
dòng sông sạch. Sông Citarum, Indonesia, có lưu vực rộng 13.000km2, là một trong
những dòng sông lớn nhất của Indonesia. Theo Ngân hàng phát triển châu Á [58]
sông Citarum cung cấp 80% lượng nước sinh hoạt cho 14 triệu dân thủ đô Jakarta,
tưới cho những cánh đồng và là nguồn nước cho hơn 2.000 nhà máy - nơi làm ra
20% sản lượng công nghiệp của đảo quốc này. Tuy nhiên, hiện tại nó là một trong
những dòng sông ô nhiễm nhất thế giới. Citarum như một bãi rác di động, nơi chứa
các hóa chất độc hại do các nhà máy xả ra, thuốc trừ sâu trôi theo dòng nước từ các
cánh đồng và cả chất thải do con người đổ xuống. Ô nhiễm nghiêm trọng khiến cá
chết hàng loạt, người dân sử dụng nước bị lây nhiễm nhiều loại bệnh tật.
Cũng theo Ngân hàng phát triển Châu Á, Sông Yamuna ở Ấn Độ có chiều dài
1.376km, là phụ lưu lớn nhất của sông Hằng. Hàng ngày, dòng sông phải đón nhận
45% nước thải của 15 triệu dân Thủ đô New Delhi mà không qua một quá trình xử
lý nào. Những dòng nước thải này khiến con sông nổi tiếng của Ấn Độ đang ngày
một ô nhiễm hơn nhiều. Lượng rác đổ xuống sông từ năm 1993 đến 2005 đã tăng
gấp đôi.
Như vậy, các dòng sông ở khắp nơi trên thế giới đã và đang bị ô nhiễm chủ
yếu bởi nước thải của các dòng thải đô thị, các khu dân cư, các ngành công nghiệp,
nước thải nông nghiệp... với hàm lượng các hoá chất được sử dụng ngày càng
nhiều. Tất cả các dòng thải này đã và đang tăng lên theo đà tăng của dân số cả về
khối lượng các chất ô nhiễm cũng như lưu lượng thải mang đến cho con người
những thách thức ngày càng lớn về môi trường.
9
1.1.2. Ở Việt Nam
Việt Nam có số lượng lớn sông ngòi với nhiều hệ thống sông trải rộng khắp ba
miền lãnh thổ với khoảng 2.360 con sông và kênh lớn nhỏ. Ở miền Bắc có các hệ
thống sông Hồng và sông Thái Bình; miền Trung có hệ thống sông Hàn, Sông
Thạch Hãn và hệ thống sông Vu Gia -Thu Bồn; còn hai hệ thống sông lớn nhất ở
miền Nam thì phải kể đến hệ thống sông Mê Kông và sông Đồng Nai. Tài nguyên
nước mặt của Việt Nam chiếm khoảng 2% tổng lượng dòng chảy của thế giới, trong
đó tổng lượng dòng chảy năm của sông Mê Kông bằng khoảng 500km3, chiếm tới
59% tổng lượng dòng chảy sông trong cả nước, hệ thống sông Hồng 126,5 km3
(14,9%), hệ thống sông Đồng Nai 36,3 km3 (4,3%), các hệ thống sông Mã, sông Cả,
Sông Thu Bồn cũng xấp xỉ nhau, khoảng 9 km3(1%), các sông còn lại là
94,5km3(11,1%). Như vậy nguồn nước mặt của chúng ta về cơ bản là khá phong
phú. Tuy nhiên, nguồn nước mặt này lại đang phải đối mặt với sự xuống cấp
nghiêm trọng về chất lượng, sự cạn kiệt về trữ lượng với rất nhiều nguyên nhân
trong đó có có 3 nguyên nhân chính được trình bày dưới đây.
Thứ nhất, chất lượng cũng như trữ lượng nước các dòng sông của Việt Nam
đang dần bị suy thoái, bị cạn kiệt do các sông lớn của chúng ta thường bắt nguồn từ
bên ngoài, chỉ trung lưu và hạ lưu chảy trên đất Việt Nam. Cụ thể 60% lượng nước
cấp cho hệ thống các sông lớn của Việt Nam được hình thành từ bên ngoài lãnh thổ,
trong đó sông Cửu Long phụ thuộc 95% nguồn nước quốc tế, lưu vực sông Hồng Thái Bình phụ thuộc tới 40% nước sông từ Trung Quốc chảy về. Lượng nước chính
hình thành từ bên ngoài lãnh thổ cũng mang đến cho chúng ta nhiều bất lợi lớn do
trữ lượng nước không chủ động được, phải phụ thuộc nhiều vào quốc tế. Do đó khi
lụt lội thì nước lại đổ về thêm mà khi khô hạn lượng nước không về khiến tình hình
khô hạn lại càng trầm trọng. Lượng lớn nước sông bắt nguồn từ bên ngoài lãnh thổ
cũng mang đến nguồn nước có chất lượng thấp do việc xả thải từ đầu nguồn mang
lại dẫn đến những bất lợi lớn cho môi trường mà chúng ta khó có thể chủ động khắc
phục. Điều này một phần giải thích tại sao, trong khoảng 2 thập kỷ trở lại đây, các
nghiên cứu, các chương trình quan trắc chất lượng nước đã liên tục công bố về sự
xuống cấp của chất lượng nước các dòng sông lớn nhỏ ở khắp 3 miền lãnh thổ [7],
[8], [9], [10], [28], [93], [94],... đặc biệt là chất lượng nước sông Cửu Long, sông
Hồng đang ngày càng xuống cấp.
Thứ hai, các dòng sông ở Việt Nam đang đứng trước nguy cơ bị cạn kiệt dòng
chảy do việc khai thác quá ngưỡng giới hạn của dòng chảy (quá 30% lượng dòng
chảy) diễn ra trên khắp các lưu vực sông trên toàn lãnh thổ, đặc biệt là ở các tỉnh
miền Trung và Tây Nguyên (khai thác trên 50% lượng dòng chảy), ở Ninh Thuận
10
(khai thác tới 80% lượng dòng chảy). Việc khai thác quá mức dòng chảy ở Việt
Nam chủ yếu do lợi ích của việc xây đập thủy điện và thủy lợi. Tình trạng ngăn
sông đắp đập đang diễn ra khắp nơi khiến tình trạng suy thoái chất lượng cũng như
trữ lượng nước trên các sông lớn của Việt Nam như sông Hồng, sông Đồng Nai,
sông Thái Bình… ngày càng trở nên nặng nề.
Thứ ba, tình trạng xả thải nước ô nhiễm chưa qua xử lý vào các dòng sông của
Việt Nam cũng là một nguyên nhân lớn khiến các thuỷ vực này ngày càng bị ô
nhiễm, bị xuống cấp về chất lượng nước. Một số lượng không nhỏ các nhà máy, xí
nghiệp không có hệ thống xử lý nước thải hoặc có nhưng chưa xử lý nước thải triệt
để đã gây ra sự ô nhiễm môi trường đặc biệt là môi trường nước mặt. Nước thải đô
thị thường được dẫn qua hệ thống thoát nước chung của đô thị rồi xả vào các hệ
thống sông trong và ven đô thị, xả vào hệ thống ao, hồ và ngấm xuống đất. Việc xả
thải này tạo nên những khó khăn lớn cho việc lưu giữ các nguồn nước sạch do các
dòng thải chưa qua xử lý của các nhà máy và các khu đô thị luôn có chứa lượng lớn
các chất ô nhiễm hữu cơ, các hoá chất, các KLN ...[7], [8] gây suy thoái nghiêm
trọng nguồn nước.
* Diễn biến tình trạng ô nhiễm các hệ thống sông chính ở Việt Nam qua “Báo
cáo môi trường quốc gia năm 2006”
Tình trạng ô nhiễm các sông lớn ở Việt Nam đã được báo động từ khoảng hơn
chục năm trở lại đây. Báo cáo môi trường quốc gia năm 2006 [7] đã công bố kết
quả quan trắc chất lượng nước ba hệ thống lưu vực sông lớn trên cả nước gồm: Cầu,
Nhuệ -Đáy và hệ thống sông Đồng Nai. Báo cáo này cho thấy nhiều chất ô nhiễm
trong nước ở nhiều đoạn sông có nồng độ vượt quá quy chuẩn cho phép của chính
phủ.
Cụ thể, theo kết quả của báo cáo này thì chất lượng nước của các lưu vực sông
Nhuệ – Đáy, sông Cầu, sông Đồng Nai- Sài Gòn đều suy giảm theo các năm, các
thông số ô nhiễm đều không đạt giá trị giới hạn B1 của QCVN 08:2008/BTNMT
(tiêu chuẩn nước mặt dùng cho mục đích nước tưới tiêu thuỷ lợi), thường quá 1,5
đến 3 lần, đặc biệt là các chất hữu cơ, hàm lượng amoni tổng số có thể gấp đến chục
lần. Bảng 1.1 trình bày tóm tắt các nguồn ô nhiễm sông và các chất ô nhiễm chính ở
các hệ thống sông này.
* Diễn biến tình trạng ô nhiễm các hệ thống sông chính ở Việt Nam qua “Báo
cáo Hiện trạng môi trường quốc gia giai đoạn 2011- 2015”
Tại các lưu vực sông, tình trạng ô nhiễm và suy thoái chất lượng nước tiếp
tục xảy ra ở nhiều đoạn, tập trung ở vùng trung lưu và hạ lưu (đặc biệt là các đoạn
chảy qua khu vực đô thị, khu công nghiệp, làng nghề), nhiều nơi ô nhiễm đã ở
11
mức nghiêm trọng, như ở lưu vực sông Nhuệ - Đáy, lưu vực sông Cầu, lưu vực hệ
thống sông Đồng Nai.
Bảng 1.1. Các nguồn ô nhiễm sông và các chất ô nhiễm chính ở các hệ thống sông
Cầu, Nhuệ -Đáy, Đồng Nai
Sông
Nguyên nhân gây ô nhiễm
Các chất ô
nhiễm chính
- Nước thải các ngành công nghiệp luyện kim, cán Các chất hữu cơ,
thép, chế tạo máy móc (chủ yếu ở Thái Nguyên)
chất rắn lơ lửng
- Nước thải các ngành sản xuất giấy,ngành chế biến và cục bộ có
Sông
thực phẩm;
những đoạn có
Cầu
- Nước thải của hàng trăm làng nghề tiểu thủ công dấu hiệu ô nhiễm
nghiệp, chủ yếu tập trung tại Bắc Ninh (bao gồm hơn dầu mỡ .
60 làng nghề), Bắc Giang (25 làng nghề);
- Nước thải sinh hoạt của toàn bộ vùng lưu vực;
- Nước thải y tế; nước thải nông nghiệp,...
- Nước thải sinh hoạt (khoảng 600.000m3/ngày), chủ Các chất hữu cơ,
Hệ
yếu là của Hà Nội (chiếm tới 70%);
dinh dưỡng, các
thống
- Nước thải các hoạt động công nghiệp (khoảng chất rắn lơ lửng,
sông
340m3/ngày), trong đó Hà Nội cũng tạo nguồn nước mùi hôi, độ màu
Nhuệ - thải lớn nhất (chiếm tới 55%);
và vi khuẩn.
3
Đáy
- Nước thải y tế (khoảng hơn 10.000m /ngày);
- Nước thải nông nghiệp và thuỷ sản
- Nước thải từ các khu công nghiệp, các khu khai thác Chất hữu cơ,
khoáng sản;
chất rắn lơ lửng,
Sông
- Nước thải sinh hoạt từ vùng lưu vực;
chì, thuỷ ngân,
Đồng
- Nước thải y tế;
DO rất thấp, có
Nai
- Nước thải từ các hoạt động nông nghiệp và chăn nơi
DO
=
nuôi.
0,7mg/l,
bị
- Ảnh hưởng của các đập thuỷ điện làm ảnh hưởng nhiễm
mặn
mạnh mẽ đến chế độ thuỷ văn ở vùng hạ lưu, đến độ nghiêm trọng ở
bền vững của đường bờ, gây xâm nhập mặn cũng như vài nơi.
ảnh hưởng đến khả năng tự làm sạch của dòng chảy
Nguồn: Tổng cục môi trường (2006)[7]
Mức độ ô nhiễm phụ thuộc vào yếu tố thuỷ văn của dòng chảy (mức độ ô
nhiễm thường tăng cao hơn vào mùa khô) và đặc biệt phụ thuộc vào việc kiểm soát
