Nghiên cứu, đánh giá một số chỉ tiêu ô nhiễm bằng phương pháp mô hình hóa, làm cơ sở đề xuất một số giải pháp cải thiện chất lượng nước biển ven bờ vịnh cửa lục, vịnh hạ long, quảng ninh tt

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG

Trần Đức Dũng

NGHIÊN CỨU, ĐÁNH GIÁ MỘT SỐ CHỈ TIÊU Ô
NHIỄM BẰNG PHƯƠNG PHÁP MƠ HÌNH HĨA,
LÀM CƠ SỞ ĐỀ XUẤT MỘT SỐ GIẢI PHÁP CẢI
THIỆN CHẤT LƯỢNG NƯỚC BIỂN VEN BỜ
VỊNH CỬA LỤC, VỊNH HẠ LONG, QUẢNG NINH

Chuyên ngành: Công nghệ mơi trường nước và nước thải
Mã số: 9520320 -2

TĨM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SỸ

Hà nội- Năm 2020


Cơng trình được hồn thành tại Trường Đại học Xây dựng
Người hướng dẫn khoa học 1: GS.TS Trần Hiếu Nhuệ
Người hướng dẫn khoa học 2: PGS.TS Trương Văn Bốn
Phản biện 1........................................................................
........................................................................
Phản biện 2........................................................................
........................................................................
Phản biện 3........................................................................
........................................................................

Luận án sẽ được bảo vệ trước Hội đồng chấm luận án cấp trường họp
tại Trường Đại học Xây Dựng

Vào hồi

giờ

ngày

tháng

năm

Có thể tìm hiểu luận án tại Thư viện Quốc Gia và Thư viện Trường
Đại học Xây dựng.


1
MỞ ĐẦU
1. Lý do lựa chọn đề tài
Vịnh Cửa Lục là một vịnh nhỏ thông ra vịnh Hạ Long thuộc tỉnh Quảng
Ninh. Vịnh có chế độ thủy động lực phức tạp, chịu ảnh hưởng của cả chế
độ thủy triều từ biển và dịng chảy từ sơng. Xung quanh vịnh và trên vịnh
hiện đang có khá nhiều hoạt động phát triển kinh tế - xã hội như cảng
biển, khu đô thị, các nhà máy xi măng, nhiệt điện, khai thác khoáng sản.
Vấn đề nghiên cứu, đánh giá sức tải, các quá trình trao đổi nước và đề
xuất giải pháp cải thiện chất lượng nước trong khu vực vịnh Cửa Lục vịnh Hạ Long là cần thiết. Đây là mục tiêu Luận án: “Nghiên cứu, đánh
giá một số chỉ tiêu ô nhiễm bằng phương pháp mơ hình hóa, làm cơ sở đề
xuất một số giải pháp cải thiện chất lượng nước biển ven bờ vịnh Cửa
Lục, vịnh Hạ Long, Quảng Ninh”.
2. Mục đích, nội dung nghiên cứu
- Xác lập hiện trạng
(năm 2018) về chất lượng

nước biển ven bờ vịnh Cửa
Lục- vịnh Hạ long thông
qua 06 chỉ tiêu đánh giá
chất lượng nước (BOD5,
NH4+, NO3-, PO43- , Fe,
Mn);
- Dự báo (đến năm
2030) sự thay đổi chất
lượng nước biển ven bờ,
đánh giá sức tải môi trường
vịnh Cửa Lục;
- Đề xuất được các giải
pháp để quản lý, kiểm sốt,
giảm thiểu, cải thiện ơ
nhiễm mơi trường nước
biển ven bờ khu vực Vịnh
Cửa Lục- Vịnh Hạ Long.
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
Đối tượng nghiên cứu: Chất lượng nước biển ven bờ tại vịnh Cửa Lục,
vịnh Hạ Long, Quảng Ninh. Trong phạm vi luận án, chất lượng nước biển
ven bờ được đánh giá thông qua 06 chỉ tiêu: nhu cầu oxy hóa sinh hóa
trong 5 ngày (BOD5); hàm lượng các chất dinh dưỡng (NH4+; NO3-,
PO43), hàm lượng kim loại nặng (Fe, Mn) có trong nước biển ven bờ.


2
Phạm vi nghiên cứu: Khu vực liên quan đến dòng chảy: toàn bộ vịnh Cửa
Lục (bao gồm các nguồn đổ trực tiếp xuống vịnh, 5 nhánh sông và lưu
vực liên quan), vịnh Hạ long (bán kính 1.5 km từ vị trí cầu Bãi cháy- vị
trí từ vịnh Cửa Lục đổ ra vịnh Hạ Long.

4. Phương pháp nghiên cứu
Phương pháp tiếp cận: DPSIR (Driving Forces- Presssure – State –
Impact – Response), được diễn giải như sau: Động lực -> Áp lực-> Hiện
trạng-> Tác động-> Đáp ứng.
Phương pháp nghiên cứu như sau:
- Phương pháp kế thừa: kế thừa các kết quả đánh giá diễn biến chất
lượng môi trường của các đề tài trước đây, các kết quả quan trắc môi
trường nước biển vịnh Cửa Lục- Vịnh Hạ Long;
- Phương pháp hồi cứu: các số liệu, bài báo khoa học của các tác giả
đã đã cơng bố và các tài liệu có liên quan đến vấn đề nghiên cứu;
- Phương pháp khảo sát đo đạc: thực hiện 02 đợt quan trắc, phân tích
các mẫu nước biển tại khu vực vịnh Cửa Lục ( 11/2017 và 05/2018), đo
đạc thủy hải văn và lưu lượng, lấy số liệu để hiệu chỉnh và kiểm định mơ
hình;
- Phương pháp so sánh - tổng hợp: so sánh các kết quả đạt được của
luận án với các kết quả hiện có của các đề tài đã được thực hiện;
- Phương pháp mơ hình mơ phỏng: ứng dụng phần mềm SWAT,
MIKE21 Ecolab để mô phỏng hệ thống lan truyền ô nhiễm chất lượng
nước ven biển tại khu vực vịnh Cửa Lục - vịnh Hạ Long;
- Phương pháp chuyên gia: hỏi ý kiến với các chuyên gia, tổ chức hội
thảo, nhận xét phản biện của Luận án.
5. Những đóng góp mới
Các đóng góp mới của Luận án:
- Đã xác lập được nền hiện trạng chất lượng nước biển về 06 chỉ tiêu
đánh giá chất lượng nước tại vịnh Cửa Lục- vịnh Hạ Long (04/06 chỉ tiêu
đã vượt tải, bao gồm BOD5(114,41%), NH4+ (528,65%), PO43-(170,81%),
Fe (241,14%)); đánh giá được hiện trạng mức độ ơ nhiễm tại các vị trí
trong khu vực nghiên cứu (02 khu vực ô nhiễm nghiêm trọng);
- Đã đánh giá sức tải môi trường khu vực vịnh Cửa Lục- vịnh Hạ
Long, có dự báo đến năm 2030 thơng qua mơ hình tốn (có 4 thơng số dự

báo vượt tải là NH4+, PO43-, Fe, Mn);
- Đã đề xuất các giải pháp quản lý, chính sách và cơng nghệ kỹ thuật
xử lý nước để bảo vệ môi trường nước tại khu vực nghiên cứu (xử lý nước
thải sinh hoạt (theo hướng kết hợp xử lý tập trung và xử lý phân tán), xử
lý nước thải hầm lò mỏ than...).


3
6. Giá trị khoa học và thực tiễn của Luận án.
Ý nghĩa khoa học:
- Luận án đã xác lập được hiện trạng của nước biển ven bờ tại khu
vực Vịnh Cửa Lục - Vịnh Hạ Long thông qua các bộ số liệu được kế thừa
và số liệu khảo sát đo đạc tại thời điểm hiện tại và kết quả mô phỏng mơ
hình chất lượng nước;
- Luận án đã đánh giá được sức tải môi trường tại thời điểm hiện tại
(năm 2018) và đưa ra các cơ sở để dự báo sức tải vịnh Cửa Lục (2030);
- Luận án đã đóng góp và làm sáng tỏ phương pháp luận để xác định
ngưỡng chịu tải của các vịnh kín, áp dụng trước hết cho vịnh Cửa Lục.
Ý nghĩa thực tiễn:
- Luận án đã xác lập bức tranh tồn cảnh về nhóm 06 chỉ tiêu chất
lượng nước biển tại vịnh Cửa Lục-vịnh Hạ long, đánh giá được hiện trạng
mức độ ô nhiễm tại các vị trí trong khu vực;
- Luận án đã đánh giá sức tải môi trường khu vực vịnh Cửa Lục, có
dự báo đến năm 2030 thơng qua mơ hình tốn, làm cơ sở và cung cấp
thông tin cho công tác quản lý, sử dụng môi trường nước biển vịnh Cửa
Lục;
- Luận án đã đề xuất sử dụng các giải pháp tổng hợp: giải pháp phi
cơng trình (nhóm giải pháp chính sách, quản lý) và giải pháp cơng trình
(nhóm giải pháp kỹ thuật) áp dụng tại khu vực nghiên cứu.
CHƯƠNG 1- TỔNG QUAN HIỆN TRẠNG Ô NHIỄM VÙNG VEN

BIỂN VÀ CÁC NGHIÊN CỨU VỀ Ô NHIỄM VÙNG VEN BIỂN
1.1. Các nguồn thải và hiện trạng ô nhiễm vùng ven biển trên thế giới
Vùng biển ven bờ luôn là nơi được con người quan tâm do các nguồn
tài nguyên biển phong phú và cũng là nơi dễ dàng tiếp cận thị trường quốc
tế. Rất nhiều vùng biển ven bờ ở nhiều nơi trên thế giới đã bị ô nhiễm do
nhiều nguyên nhân khác nhau.
Các chất ô nhiễm từ lục địa theo sông ngịi mang ra biển như nước
thải, phân bón nơng nghiệp, thuốc trừ sâu, chất thải cơng nghiệp, chất thải
phóng xạ và nhiều chất ô nhiễm khác.
1.2. Các nguồn thải và hiện trạng ô nhiễm vùng ven biển Việt Nam


4
1.2.1. Các nguồn thải tại vùng ven biển Việt Nam
Việt Nam có vùng biển rộng lớn, bờ biển dài trên 3.260km và hơn
3.000 đảo lớn, nhỏ với đường bờ biển dài, nhiều vũng vịnh. Thời gian
gần đây, trước sức ép của tốc độ gia tăng dân số ngày càng nhanh, nhu
cầu phát triển kinh tế ngày càng cao trong bối cảnh các nguồn tài nguyên
đất liền ngày càng cạn kiệt, càng đẩy mạnh khuynh hướng tiến ra biển,
khai thác biển, làm giàu từ biển.
Các nguồn gây ô nhiễm môi trường biển tại Việt Nam gồm: ô nhiễm
do hoạt động kinh tế trong đất liền và nuôi trồng, khai thác thuỷ hải sản
ven biển, ơ nhiễm do hoạt động dầu khí, ô nhiễm từ vận tải biển, sự cố
tràn dầu...
1.2.2. Hiện trạng ô nhiễm vùng ven biển ở Việt Nam
Chất lượng nước biển khu vực ven bờ của Việt Nam hiện nay đang
có dấu hiệu xuống cấp đáng quan tâm. Mơi trường biển và vùng ven biển
đã bị ô nhiễm dầu, kim loại nặng và chất thải sinh hoạt; chất rắn lơ lửng,
Si, NO3-, NH4+ và PO43- cũng ở mức đáng lo ngại; hàm lượng hóa chất
bảo vệ thực vật chủng loại andrin và endrin trong các mẫu sinh vật đáy

và chất lượng trầm tích ở các vùng cửa sơng ven biển phía Bắc đều cao
hơn giới hạn cho phép.
1.3. Tổng quan các nghiên cứu về ô nhiễm vùng biển Việt Nam
Những năm qua đã có rất nhiều chương trình, đề án, dự án nghiên
cứu, điều tra, khảo sát, quan trắc mơi trường biển ven bờ và xa bờ:
Chương trình điều tra nghiên cứu biển (KHCN 06) và Chương trình
KHCN Nhà nước về TN&MT (KHCN 07), Chương trình cấp nhà nước
về KHCN biển đã mở đề tài "Nghiên cứu xây dựng kế hoạch quản lý tổng
hợp vùng bờ Việt Nam" (mã số KHCN 06-07).
1.3.1. Các nghiên cứu áp dụng chỉ số chất lượng nước, tổng hợp
phân tích kết quả quan trắc, đo đạc
Năm 2012, một nghiên cứu tính tốn chỉ số WQI cho 15 vùng ven
biển của Việt Nam dựa trên số liệu quan trắc đã được thực hiện. Năm
2014, một nghiên cứu được thực hiện cho vùng vịnh Hạ Long với kết quả
chính gồm phân vùng và xây dựng chỉ số chất lượng nước. Năm 2017, đề
tài “Nghiên cứu kinh nghiệm quốc tế về sử dụng bộ chỉ thị sinh học phục
vụ đánh giá ô nhiễm kim loại nặng (Pb, Hg, As, Cd) khu vực cửa sông
ven biển” đã được thực hiện nghiên cứu.


5
1.3.2. Nghiên cứu sử dụng mơ hình tốn áp dụng cho ơ nhiễm
biển ven bờ
Các mơ hình chất lượng nước thường được tích hợp trên các mơ hình
thuỷ động lực phục vụ mô phỏng và dự báo diễn biến môi trường. Điển
hình có thể kể đến các mơ hình QUAL2-E (Mỹ), AQUATOX (Mỹ),
MIKE11/21WQ (Đan Mạch), SOBEK (Hà Lan), DEFL2D/3D (Hà Lan),
SMS (Mỹ)… có khả năng mơ tả chi tiết hầu hết các q trình biến đổi
trong mơi trường nước của các hệ thống nguồn nước từ sông, hồ, đầm
phá, cửa sông, ven biển và biển.

1.3.3. Nghiên cứu ứng dụng ảnh viễn thám đánh giá chất lượng
nước ven bờ
Các nghiên cứu ứng dụng công nghệ viễn thám trong quản lý chất
lượng môi trường nước về quan trắc hàm lượng chlorophyll và chất rắn
lơ lửng. Đề tài “Nghiên cứu các phương pháp phân tích, đánh giá và giám
sát chất lượng nước ven bờ bằng tư liệu viễn thám độ phân giải cao và độ
phân giải trung bình, đa thời gian; Áp dụng thử nghiệm cho ảnh của vệ
tinh VNREDSat-1”, mã số VT/CB-01/14-15.
1.4. Tổng quan các nghiên cứu về ô nhiễm nước vịnh Cửa Lục
1.4.1. Khái quát chung khu vực nghiên cứu
Vịnh Cửa Lục nằm trong vùng đệm của Di sản thiên nhiên thế giới
vịnh Hạ Long, thông với vịnh Hạ Long ở phía nam qua eo Cửa Lục. Đây
là một vịnh kín, có vai trị điều tiết chế độ thuỷ hải văn các sơng trước khi
đổ ra vịnh Hạ Long.
Vịnh có vai trò quan trọng đối với phát triển kinh tế - xã hội khu vực
và góp phần đáng kể hạn chế ô nhiễm trực tiếp môi trường nước vịnh Hạ
Long. Eo Cửa Lục phân chia thành phố Hạ Long thành hai phần: phần
phía đơng là trung tâm hành chính và đơ thị tập trung dân cư liền kề với
khu vực khai thác than Hịn Gai – Cẩm Phả, phần phía tây Bãi Cháy là
một trung tâm du lịch cấp quốc gia.
1.4.2. Tình hình nghiên cứu về chất lượng nước vịnh Cửa Lục
Một số cơng trình nghiên cứu được thực hiện trên lưu vực vịnh Cửa
Lục, đề cập đến các yếu tố tự nhiên, tài nguyên, phát triển kinh tế - xã hội
và diễn biến chất lượng mơi trường. Trong số đó có một số cơng trình
nghiên cứu đáng lưu ý do ESSA (1997) và JICA (1999) thực hiện. Các
dự án đã sử dụng quan điểm lưu vực trong kiểm kê các nguồn và thải


6
lượng chất gây ơ nhiễm. Tuy nhiên chưa có cơng trình nào nghiên cứu

tổng hợp trên cơ sở kết hợp đặc điểm lưu vực và các quy hoạch, phát triển
trong nghiên cứu phục vụ đánh giá môi trường vịnh Cửa Lục. Chưa có
nghiên cứu sự gia nhập của các nguồn thải trên lưu vực với sự trao đổi
nước của vịnh Cửa Lục ra vịnh Hạ Long với khả năng chịu tải của vịnh.
Vấn đề này là sự quan tâm của đề tài.
Nguồn gốc các chất ô nhiễm được đưa vào khu vực vịnh Cửa Lụcvịnh Hạ long hiện nay chủ yếu là do hoạt động sinh hoạt của dân cư, các
hoạt động khai thác du lịch ( đặc trưng là BOD5 và NH4+, NO3-...), hoạt
động sản xuất- khai thác than ( đặc trưng là Fe, Mn...), hoạt động chăn
nuôi, nuôi trồng thủy sản ( đặc trưng là BOD5, NH4-, PO43-...). Trong đó,
nhóm 6 chỉ tiêu (BOD5, NH4+, NO3-, PO43-, Fe, Mn) có độ dày số liệu do
q trình quan trắc, đánh giá định kỳ từ các cơ quan quản lý. Vì vậy,
nhóm 06 chỉ tiêu này được lựa chọn để nghiên cứu, đánh giá chất lượng
môi trường nước biển ven bờ vùng vịnh Cửa Lục- vịnh Hạ Long.
CHƯƠNG 2- CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ ĐÁNH GIÁ SỨC TẢI
MÔI TRƯỜNG KHU VỰC VỊNH CỬA LỤC- VỊNH HẠ LONG
2.1. Sức chịu tải môi trường và khả năng tự làm sạch của lưu vực
2.1.1. Cơ sở ước tính tải lượng các nguồn thải khu vực
Các nguồn ô nhiễm chủ yếu được lựa chọn để nghiên cứu, đánh giá
có khả năng gây ơ nhiễm hoặc ảnh hưởng bất lợi tới các hệ sinh thái vùng
biển do (phát thải các hợp chất hữu cơ (BOD5), dinh dưỡng (NH4+; NO3, PO43-) và một số kim loại nặng (Fe, Mn). Đó là các nguồn sau: nguồn
sinh hoạt từ dân cư và du lịch; nguồn thải công nghiệp; nguồn thải từ chăn
nuôi; nguồn thải từ nuôi trồng thuỷ sản; các nguồn ô nhiễm khác (từ rửa
trôi đất, từ bãi chôn lấp...).
Thải lượng được xác định dựa trên số lượng nguồn phát thải ( số
người sinh hoạt/ khối lượng sản phẩm/ tổng đầu gia súc/ sản lượng thủy
sản...) và đơn vị tải lượng thải của các nguồn phát thải trên.
(2-4)

2.1.2. Dự báo tải lượng ô nhiễm phát sinh
Dựa trên các số liệu từ quy hoạch phát triển kinh tế- xã hội chung của

tỉnh, thành phố, huyện liên quan khu vực nghiên cứu; quy hoạch ngành;


7
có thể ước tính tải lượng các chất gây ơ nhiễm phát sinh theo các giai
đoạn 2018 và 2030 theo các phương pháp tương ứng.
2.1.3. Các tính tốn về sức tải môi trường khu vực nghiên cứu
Theo GESAMP, sức chịu tải mơi trường được tính tốn cụ thể trên
một khơng gian hay tiềm năng tài nguyên nhất định. Hiện nay, thường sử
dụng các cách tiếp cận sau để đánh giá sức tải mơi trường của thủy vực:
tính tốn theo chất hữu cơ và dinh dưỡng; theo tải lượng thải do xói mịn
đất; theo khả năng trao đổi nước.
2.1.4. Đánh giá khả năng tự làm sạch của thuỷ vực
Để đánh giá khả năng tự làm sạch của thuỷ vực, từ đó tính tốn những
đặc trưng sau: khả năng trao đổi chất của thuỷ vực và cân bằng khối của
các chất ô nhiễm (JICA, 1999):
L = Lv- D*V*C + K1*V - K2*C*V - K3*C*As + K4*As

(2-22)

2.2. Các nguồn thải chính ra vịnh Cửa Lục - vịnh Hạ Long
2.2.1. Nguồn thải sinh hoạt từ khu vực dân cư và du lịch
Thực tế, phần lớn cư dân sinh sống trong dải ven bờ vịnh tập trung ở
phía Đơng và phía Tây vịnh Cửa lục với mật độ dân số khá đông, chủ yếu
ở khu vực các phường: Bãi Cháy, Cao Xanh, Cao Thắng. Nước thải hiện
được thu gom và xử lý qua các TXLNT sau:
Bảng 2.10: Tải lượng trạm xử lý nước thải quanh vịnh cửa Lục
STT

Tên nhà máy/ trạm xử lý

Công suất (m3/ngđ)

1

NMXL nước thải Hà Khánh

7.000

2

Trạm XLNT Ao Cá

16.000

3

TXLNT Vựng Đâng

2.000

4

TXLNT Licogi Cột 5 - Cột 8

1.200

2.2.2. Nguồn thải từ hoạt động công nghiệp
Từ hoạt động phát triển công nghiệp: Khu vực Bắc Cửa Lục có nhiều
nhà máy lớn; Nhà máy xi măng Thăng Long và xi măng Hạ Long; nhà

máy nhiệt điện Hà Khánh; hai cảng biển lớn là Cảng Cái Lân và Xăng
dầu B12. Theo quy hoạch, với sự ra đời của hàng loạt dự án trọng điểm


8
đã, đang và sẽ ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng nước ven bờ khu vực
vịnh.
Từ hoạt động khai thác vận tải, chế biến, kinh doanh than: Đối với
địa bàn thành phố Hạ Long, tổng trữ lượng than đá đã thăm dò được đến
thời điểm này là trên 530 triệu tấn, nằm ở phía bắc và đơng bắc thành phố
trên địa bàn các phường Hà Khánh, Hà Lầm, Hà Trung, Hà Phong, Hà
Tu. Hoạt động khai thác than tạo ra một khối lượng lớn các đất đá thải và
nước thải.
Từ hoạt động khai thác vật liệu xây dựng: trên địa bàn lưu vực cịn
có tiềm năng ngun vật liệu xây dựng dồi dào, trong đó có đá vơi, cát và
sét, tạo điều kiện cho việc hình thành các ngành cơng nghiệp vật liệu xây
dựng.
2.2.3. Nguồn thải từ hoạt động chăn nuôi và nuôi trồng thủy sản
Những năm gần đây Quảng Ninh phát triển mạnh ngành nuôi trồng
thủy sản (NTTS). Năm 2016, tồn tỉnh đạt trên 20.600ha ni và 9.600 ơ
lồng với tổng sản lượng trên 54.000 tấn. Đối tượng nuôi chính chủ yếu là
tơm với 10.603 ha và 11.558 tấn sản lượng; nhuyễn thể 3.445 ha và
23.216 tấn sản lượng; cá nước ngọt 3.200 ha, 10.507 tấn sản lượng; cá
biển đạt 1.700ha và 5.615 tấn sản lượng.
Tại khu vực nghiên cứu, có huyện Hồnh Bồ có khoảng: gia cầm
273.900 con; trâu, bò: 9.000 con; lợn: 21.0000 con; thành phố Hạ Long:
gia cầm có 58.900 con; trâu bị 500 con; lợn 14.100 con.
2.2.4. Nguồn thải từ các hoạt động giao thông vận tải, cảng biển
Cảng Container Quốc tế Cái Lân là cảng biển sâu nhất miền Bắc, có
thể tiếp nhận tàu trọng tải lên đến 80.000 tấn, đáp ứng nhu cầu vận chuyển

hàng của các hãng vận tải quốc tế, góp phần thúc đẩy kinh tế cảng biển
của Quảng Ninh phát triển. Cảng dầu B12 lớn nhất phía bắc cho phép
nhận tàu 30.000 tấn. Số phương tiện vận chuyển hàng hóa, vật liệu có số
lượng nhiều nhất khoảng 4.000 - 5.000 chiếc, số lượng tàu vận chuyển
container phụ thuộc vào số lượng tàu cập bến, trung bình một ngày có 7
- 12 tàu ra vào cảng Cái Lân
2.2.5. Nguồn tác động từ hoạt động lấn biển và rửa trôi đất
Việc lấn biển xây dựng hạ tầng trong thời gian qua, đặc biệt tại khu
vực TP Hạ Long, Cẩm Phả đã gây ra hiện tượng rửa trôi đất đá, đẩy bùn
ra vùng ven bờ do san lấp mặt bằng, gây đục nước biển ven bờ cũng như


9
bồi lắng luồng lạch, phá huỷ các bãi triều vùng ven bờ, hệ sinh thái rừng
ngập mặn. Bên cạnh đó, việc tăng nhanh sản lượng khai thác than cũng
là một trong những nguyên nhân gây ra những vấn đề về mơi trường ven
biển.
2.3. Mơ hình dịng chảy và tải lượng ô nhiễm trên lưu vực- SWAT
Để mô phỏng dòng chảy và tải lượng ô nhiễm trên lưu vực, trong luận
án này sử dụng SWAT (Soil and Water Assessment Tool). Đây là công
cụ đánh giá nước và đất, xuất xứ Hoa Kỳ. SWAT cho phép mơ hình hóa
nhiều q trình vật lý trên cùng một lưu vực.
2.3.1. Cân bằng nước trên lưu vực

Hình 2.4. Sơ đồ chu trình thủy văn trong pha đất
2.3.2. Q trình dịng chảy trong hệ thống sơng

Hình 2.7. Sơ đồ các q trình diễn ra trong dịng chảy
2.3.3. Ý nghĩa của việc sử dụng mơ hình SWAT
Kết quả tính tốn của mơ hình SWAT sẽ cung cấp các kết quả đầu

vào cho mơ hình MIKE 21 sử dụng để tính tốn các thơng số: lưu lượng,


10
mực nước, tổng lượng chất ô nhiễm từ các lưu vực đầu nguồn đổ vào
Vịnh Cửa Lục.
Các số liệu sẽ được kiểm chuẩn với các số liệu đo được theo thực tế
của 02 đợt khảo sát (11/2017 và 05/2018) về mực nước và lưu lượng, để
đảm bảo độ tin cậy sau khi thực hiện mơ phỏng.
2.4. Các mơ hình số phục vụ mơ phỏng chất lượng nước
2.4.1. Mơ hình EFDC (Mỹ)
Mơ hình EFDC được phát triển bởi Viện khoa học Biển bang Virginia
Mỹ, là mơ hình 3 chiều mơ phỏng thủy động học dịng chảy và vận
chuyển bùn cát. Mơ hình chất lượng nước mơ phỏng 21 biến được ghép
vào mơ hình thủy động học EFDC để trở thành mơ hình phú dưỡng thủy
động học 3 chiều.
2.4.2. Mơ hình Delft3D-WAQ (Hà Lan)
Mơ hình Delft3D được phát triển bởi viện thủy lợi Delft – Hà Lan,
đây là mơ hình 3 chiều mô phỏng động học chất lỏng và chất lượng nước.
2.4.3. Mơ hình MIKE21 (Đan Mạch)
Mơ hình họ MIKE được phát triển bởi viện thủy lực của Đan Mạch
DHI (Danish Hydraulic Institute) cho phép mô phỏng các vấn đề liên
quan đến tài nguyên nước mặt, nước ngầm, quy hoạch tài nguyên nước,
chất lượng nước, các hệ sinh thái liên quan đến tài ngun nước. MIKE
21 là hệ thống mơ hình 2 chiều tính tốn dịng chảy. Các module phụ trợ
khác để mơ phỏng và tính tốn các q trình vật lý, hoá học và sinh học
liên quan đến các vấn đề về mơi trường và sự ơ nhiễm của nước. Tính
tốn cho vùng cửa sông ven biển thông thường dùng các phần mềm mơ
phỏng 2 đến 3 chiều.
2.4.4. Mơ hình khuyếch tán POL-2D

Bộ chương trình POL2D nhằm mơ phỏng sự lan truyền của các dòng
vật chất thải ra biển từ các nguồn định điểm. Mơ hình này sử dụng phương
pháp sai phân hữu hạn. Thành phần tải được giải bằng phương pháp đặc
trưng. Sơ đồ sai phân ẩn được dùng để giải thành phần khuyếch tán
2.4.5. Mơ hình của nhóm các tác giả Đại học khoa học tự nhiên
Trong mơ hình nitơ được chuyển hóa qua 7 thành phần gồm: thực vật
phù du, động vật phù du, chất hữu cơ dạng hạt, chất hữu cơ dạng hòa tan,


11
amơniắc, nitrite và nitrate. Tất cả q trình chuyển hóa này được mơ tả
bằng hệ các phương trình vi phân.
2.4.6. Phân tích lựa chọn mơ hình tính tốn chất lượng nước
Các tiêu chuẩn lựa chọn mơ hình phù hợp bao gồm: có cơ sở lí thuyết,
chức năng phù hợp; phù hợp với nguồn dữ liệu; kết quả tính tốn của mơ
hình phải phù hợp với thực tế; giao diện của phần mềm chương trình phải
tạo sự thuận tiện cho người dùng; có các cơng cụ đi kèm phục vụ tính
tốn và hiệu chỉnh mơ hình; bản quyền sử dụng.
Trong phạm vi nghiên cứu của Luận án, sử dụng mơ hình SWAT cho
mơ hình thủy văn; mơ hình MIKE 21/Module MIKE 21 Ecolab cho mơ
hình tính tốn chất lượng nước.
2.5. Mạng lưới quan trắc chất lượng nước các sông và vịnh cửa Lụcvịnh Hạ Long

Hình 2.8: Vị trí các điểm quan trắc môi trường
2.6. Đánh giá khả năng tiếp nhận chất ô nhiễm của thủy vực
Để đánh giá dự báo khả năng tích lũy và tiếp nhận các chất gây ơ
nhiễm như chất hữu cơ, dinh dưỡng và kim loại nặng tại vịnh Cửa Lục,
cần phải tính tốn dự báo được tổng lượng chất gây ô nhiễm của thuỷ vực
và so sánh với khối lượng các chất gây ơ nhiễm có thể tiếp nhận theo tiêu
chuẩn Việt Nam (TCVN).

Tổng lượng chất gây ơ nhiễm tối đa mà một thủy vực có thể chấp
nhận mà không bị ô nhiễm theo TCVN dựa vào công thức sau:
M=V*C

(2-23)

Sức tải của thuỷ vực với một số chất hữu cơ và dinh dưỡng được tính
theo IMO/FAO (1986) và DANIDA/FSPS/SUMA (2005):
Cp = (Ctiêu chuẩn- Chiện tại) * Chiện tại *(1+ R)

(2-6)


12
CHƯƠNG 3- KẾT QUẢ MÔ PHỎNG CHẤT LƯỢNG NƯỚC
BIỂN VEN BỜ VỊNH CỬA LỤC- VỊNH HẠ LONG
3.1. Tải lượng ô nhiễm hiện tại và dự báo tải lượng ô nhiễm đổ vào
vịnh Cửa Lục
3.1.1. Tải lượng chất gây ô nhiễm hiện tại (2018)
Theo tính tốn, thải lượng ơ nhiễm phát sinh từ sinh hoạt, du lịch
trong khu vực nghiên cứu năm 2018 (tấn/năm) như sau: BOD5 =7.462,4;
NO3- + NO2*= 11,9; NH4+= 656,7; PO43- = 177,3(tấn/năm).
Từ hoạt động công nghiệp: Tải lượng ô nhiễm phát sinh từ hoạt động
ngành khai thác than như sau: BOD5 =252,4; NH4+= 54,8; Fe = 4,5;
Mn=17,9 (tấn/năm). Từ công nghiệp thực phẩm: BOD5 =5.050,0; NO3- +
NO2*= 2,1; NH4+= 57,4 (tấn/năm).
Từ hoạt động chăn nuôi: Tải lượng chất gây ô nhiễm phát sinh do
chăn nuôi BOD5 = 3.762,85; NO3- + NO2*= 67,10; NH4+= 365,99; PO43= 261,87 (tấn/năm). Và tải lượng từ hoạt động nuôi thuỷ sản là BOD5 =
3,8; NO3- + NO2*= 0,023; NH4+= 0,57; PO43- = 1,0 (tấn/năm).
Từ hoạt động giao thông vận tải: Tải lượng thải từ hoạt động của tàu

thuyền là BOD5 = 37,4; T-N= 5,98; T-P = 1,65 (tấn/năm).
Tóm lại, từ các hoạt động hiện tại, mỗi năm vịnh Cửa Lục tiếp nhận
khoảng 1,4 nghìn tấn BOD5; 2,1 nghìn tấn N-T (NO3- + NO2= 105,8 tấn;
NH4+= 685,9 tấn); 1 nghìn tấn P-T (PO4– = 443,4 tấn) và khoảng gần 20,1
tấn kim loại nặng (Fe =4,0 tấn; Mn= 16,1 tấn). Các chất hữu cơ và dinh
dưỡng được đưa vào vùng vịnh nhiều nhất từ khu vực thành phố Hạ Long,
tiếp theo là Hoành Bồ. Các kim loại nặng đưa vào vịnh chủ yếu từ hoạt
động khai thác than.
3.1.2. Dự báo tải lượng chất gây ô nhiễm (2030)
Kết quả dự báo tải lượng chất gây ô nhiễm đưa vào khu vực vịnh Cửa
Lục từ các khu vực theo quy hoạch môi trường tới năm 2030 với phương
án áp dụng các công nghệ xử lý.
Mặc dù lưu lượng nước thải gây ô nhiễm phát sinh từ thành phố Hạ
Long tăng lên, nhưng do thực hiện các biện pháp bảo vệ môi trường nên
lượng chất gây ô nhiễm đi vào vịnh Cửa Lục tới năm 2030 giảm đi cịn
khoảng 2,6 nghìn tấn BOD5; 3,1 nghìn tấn N-T; 1,7 nghìn tấn P-T; 35,2
tấn kim loại nặng.


13
3.1.3. So sánh tải lượng chất gây ô nhiễm phát sinh và đưa vào
vịnh ở hiện tại (năm 2018) và dự báo (năm 2030)
Bảng 3.21: So sánh tải lượng các chất ô nhiễm trên vịnh Cửa Lục
hiện tại và dự báo đến 2030 (tấn/năm)
Chất ô
nhiễm

BOD5

Hiện tại 2018

(tấn/năm)
Phát sinh

Vào vịnh

Dự báo 2030 (tấn/năm)

Tỉ lệ dự
báo/hiện tại

Phát sinh

Phát
sinh

Vào vịnh

Vào
vịnh

16.568,84

1.405,25

40.227,31

2.693,05

2,43

1,92

N-T

3.327,65

2.111,99

5.578,66

3.192,35

1,68

1,51

P-T

1.224,30

1.007,41

2.246,75

1.772,69

1,84

1,76

126,04

105,76

242,75

191,03

1,93

1,81

NH4+

1.135,43

685,90

2.200,30

1.279,58

1,94

1,87

PO4 3-

546,23

443,36

1.100,77

858,34

2,02

1,94

Fe

4,49

4,04

7,85

7,06

1,75

1,75

Mn

17,88

16,09

31,29

28,16

1,75

1,75

NO3- + NO2*

Nguồn: Số liệu tính tốn được thực hiện trong Luận án
3.2. Thiết lập mơ hình tính tốn
3.2.1. Tài liệu sử dụng: Các tài liệu được sử dụng bao gồm: tài liệu
địa hình (bản đồ DEM Etopo2, bản đồ tỷ lệ 1:5.000 khu vực Quảng Ninh);
tài liệu thủy hải văn (biên sông, biên phía biển); tài liệu mơi trường, chất
lượng nước (tham khảo số liệu của Sở TNMT Quảng Ninh và dữ liệu đo
đạc thực nghiệm tại hiện trường cho 2 đợt: tháng 11/2017 và tháng
5/2018).
3.2.2. Xây dựng lưới tính: Luận án đã lần lượt xem xét các lưới tính
có độ phân giải khác nhau. Kết quả lựa chọn lưới tính phi cấu trúc để phù
hợp với độ phân giải theo không gian, mục tiêu cơng việc, đối tượng
nghiên cứu tính tốn với thời gian sử dụng để tính tốn và các tài liệu số
liệu hiện có.
3.2.3. Hiệu chỉnh và kiểm định mơ hình thủy lực


14
Mơ hình đã được hiệu chỉnh, kiểm định mực nước, dòng chảy cho
hai giai đoạn: đợt 1: Từ 8h ngày 6 tháng 11 đến 8h ngày 11 tháng 11 năm
2017; đợt 2: Từ 8h ngày 5 tháng 5 đến 8h ngày 10/ 05/ 2018.

Kết quả kiểm định mơ hình:

Hình 3.1. So sánh mực nước thực đo và tính tốn tại trạm Bãi Cháy
(tháng 5/2018)

Hình 3.2. So sánh vận tốc thực đo và tính tốn trạm V (tháng 5)

Chênh lệch lớn nhất giữa mực nước triều thực đo thời kỳ mưa bão
với mực nước tính tốn ở thời gian xuất hiện đỉnh triều và chân triều
khoảng 5 đến 10cm. Hệ số Nash giữa giá trị tính tốn và thực đo của hai
giai đoạn mô phỏng hiệu chỉnh và kiểm định mô hình tương ứng là 0,98
và 0,97. Mức độ chính xác này có thể chấp nhận được kết quả mơ phỏng
của mơ hình này.
Về dịng chảy: Kết quả mơ phỏng cho thấy về độ lớn kết quả tính
tốn nhỏ hơn kết quả đo đạc từ 0,02-0,06 m/s. Về pha: hai đường quá
trình vận tốc khá đồng pha nhau. Hệ số NASH tính tốn cho vận tốc tháng


15
11/2017 là 0,87; tháng 5/2018 là 0,88. Đây là kết quả khá tốt và mơ hình
thủy lực có thể được sử dụng cho bước tiếp theo.
3.2.4. Hiệu chỉnh và kiểm định mơ hình chất lượng nước
Số liệu dùng để hiệu chỉnh mơ hình chất lượng nước là số liệu thực
đo của luận án trong tháng 11/2017 và tháng 5/2018. Kết quả hiệu chỉnh
theo trầm tích lơ lửng như sau:

Tháng 11/2017

Tháng 5/2018

Hình 3.3. So sánh hàm lượng trầm tích lơ lửng trạm Bãi Cháy
Kết quả mô phỏng một số yếu tố chất lượng nước tại 20 điểm quan
trắc qua 2 đợt đo, lấy mẫu (11/2017 và 05/2018) cho thấy, nồng độ BOD5
kết quả mơ phỏng và tính tốn khá tương đồng nhau mặc dù có một số
điểm chênh lệch về giá trị. Sự chênh lệch này do ảnh hưởng của điều kiện
quan trắc, lấy mẫu cũng như kết quả tính tốn lấy giá trị trung bình độ
sâu nên có thể xảy ra những sai số nhất định.
Kết luận: mơ hình đã thiết lập đủ độ tin cậy và chính xác để nghiên
cứu khả năng phát tán vật chất và ảnh hưởng của các q trình động lực
đến q trình ơ nhiễm mơi trường nước của vịnh. Bộ thơng số mơ hình
chất lượng nước sử dụng sau hiệu chỉnh như bảng 3.23 của Luận án.
3.3. Mô phỏng hiện trạng 2018 (Scenario 1)
Đây là kịch bản 1 (Scenario1) có tính đến các yếu tố hiện trạng (điều
kiện tự nhiên, kinh tế- xã hội), được thống kê theo số liệu thu thập tại thời
điểm năm 2018 và tính tốn các tải lượng theo quy chuẩn Việt Nam đang
áp dụng.
3.3.1. Thủy động lực


16

Hình 3.15. Trường dịng chảy triều lên,
mùa khơ thời kỳ nước lớn

Hình 3.19. Trường dịng chảy triều xuống,
mùa mưa thời kỳ nước lớn

Hình 3.20. Giá trị vận tốc tại một số vị trí trên vịnh thời kỳ mùa khơ

3.3.2. Mơ hình chất lượng nước

a. Nhóm các chất hữu cơ (BOD5)

Hình3.22. Phân bố nồng độ BOD5 lớn
nhất trong mùa khơ

Hình3.23 Phân bố nồng độ BOD5
lớn nhất trong mùa mưa

b. Nhóm dinh dưỡng (NH4+, NO3-, PO43-)


17

Hình 3.24. Phân bố nồng độ NH4+ lớn
nhất trong mùa mưa

Hình 3.25. Phân bố nồng độ NH4+ lớn
nhất trong mùa khơ

Hình3.26. Phân bố nồng độ NO3- lớn nhất
trong mùa mưa

Hình 3.27. Phân bố nồng độ NO3- lớn
nhất trong mùa khô

c. Nhóm kim loại nặng (Fe, Mn)

Hình 3.28. Phân bố nồng độ PO43- lớn nhất
trong mùa mưa

Hình 3.29. Phân bố nồng độ PO43- lớn
nhất trong mùa khô

3.4. Kịch bản mô phỏng dự báo đến 2030 (Scenario 2)
3.4.1. Nhóm các chất hữu cơ (BOD5)

Hình3.37. Phân bố nồng độ BOD5
lớn nhất trong mùa khơ

Hình3.38 Phân bố nồng độ
BOD5 lớn nhất trong mùa mưa

3.4.2. Nhóm dinh dưỡng (NH4+, NO3-, PO43-)


18

Hình 3.39. Phân bố nồng độ NH4+ lớn
nhất trong mùa mưa

Hình 3.40. Phân bố nồng độ NH4+ lớn
nhất trong mùa khơ

Hình3.41. Phân bố nồng độ NO3- lớn nhất
trong mùa mưa

Hình 3.42. Phân bố nồng độ NO3- lớn
nhất trong mùa khô

3.4.3. Nhóm kim loại nặng(Fe, Mn)

Hình 3.45. Phân bố nồng độ Fe lớn
nhất trong mùa mưa

Hình 3.47. Phân bố nồng độ Mn
lớn nhất trong mùa mưa

3.5. Đánh giá khả năng tiếp nhận chất ô nhiễm tại hiện trạng (2018)
và dự báo (2030)
3.5.1. Đánh giá khả năng tiếp nhận chất ô nhiễm tại hiện trạng (2018)
Kết quả tính tốn với điều hiện hiện trạng cho thấy, lượng chất gây ơ
nhiễm tích lũy trong nước biển vịnh Cửa Lục biến động giữa nước lớn và
nước ròng trong chu kỳ triều cường lớn hơn trong chu kỳ triều kém. Tỷ
lệ tổng lượng các chất ơ nhiễm tích lũy có sự thay đổi giữa các thời điểm
cao nhất/thấp nhất như NH4+ (1,33- 1,48 lần), NO3- (1,37- 1,58) lần, và
tổng lượng của Fe, BOD5 tăng ít hơn.


19
3.5.2. Dự báo tổng lượng chất gây ơ nhiễm tích lũy trong nước biển
và khả năng tiếp nhận đến 2030
Bảng 3.30: Khả năng tiếp nhận (tấn/ngày) và khả năng đạt tải tại vịnh
cửa Lục năm 2030
Thông

Cp

Cp

Lượng thải

Đạt tải

số

(tấn)

(tấn/ngày)

(tấn/ngày)

(%)

BOD5

5.442,86

14,91

10,39

69,68

NH4+

33,24

0,09

0,52

571,08

NO3-

3.632,22

9,95

0,52

5,23

PO43-

236,17

0,65

2,35

363,19

Fe

6,91

0,02

0,02

105,72

Mn

24,48

0,07

0,08

119,26

CHƯƠNG 4- ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP CẢI THIỆN CHẤT LƯỢNG
NƯỚC BIỂN VEN BỜ VỊNH CỬA LỤC- VỊNH HẠ LONG
4.1. Cơ sở đề xuất giải pháp
4.1.1. Cơ sở khoa học
Cơ sở khoa học chính để đề xuất các giải pháp là kết quả tính tốn tải
lượng ơ nhiễm, kết quả kịch bản mơ phỏng chất lượng nước vịnh hiện
trạng (2018) và dự báo (2030) và kết quả đánh giá khả năng tiếp nhận
chất ô nhiễm của vịnh Cửa Lục ở chương 2. Các thông số ơ nhiễm chính
vượt q khả năng chịu tải của vịnh Cửa Lục bao gồm: BOD5, NH4+,
PO43-, Fe (2018) và NH4+, PO43-, Fe và Mn (2030).
Bảng 4.1- Tổng hợp các thông số ô nhiễm, nguồn thải và các khu vực
ven biển bị ô nhiễm nghiêm trọng tại khu vực nghiên cứu
TT
1

Thông
số

BOD5

2

NH4+

Nguồn thải
Sinh hoạt, chăn
nuôi
Sinh hoạt, chăn
nuôi

Khu vực bị ô nhiễm nghiêm trọng
Mùa khô
Mùa mưa
Cửa sông Diễn Vọng,
Cửa sông Diễn Vọng, khu
khu vực ven biển từ chợ
vực ven biển từ chợ Hạ
Hạ Long đến cột 5
Long đến cột 5
Cửa sông Diễn Vọng,
Cửa sông Diễn Vọng, khu
ven bờ chợ Hạ Long
vực ven biển từ chợ Hạ
Long đến cột 5


20
3

PO43-

4

Fe

Công nghiệp (khai
thác than)

5

Mn

Công nghiệp (khai
thác than)

Sinh hoạt, chăn
nuôi

Khu vực ven biển từ cửa
sông Diễn Vọng đến khu
đô thị Hà Khánh C
Khơng có
Khơng có

Cửa sơng Diễn Vọng
Khu vực ven biển từ cửa
sông Diễn Vọng đến khu đô
thị Hà Khánh B

Cửa sông Diễn Vọng, ven
biển khu đô thị Hà Khánh B

4.1.2. Cơ sở thực tiễn
Khu vực ô nhiễm nghiêm trọng 1:
- Vị trí: Ven biển từ cửa sơng Diễn Vọng đến khu
đơ thị Hà Khánh B
- Nguồn thải chính: Nước thải sinh hoạt, Công
nghiệp (khai thác than), chăn nuôi
- Thông số ô nhiễm: BOD5, PO43-, NH4+, Fe, Mn

Khu vực ô nhiễm nghiêm trọng 2:
- Vị trí: Ven biển từ bến chợ Hạ Long 1 đến Cột 5
- Nguồn thải chính: Nước thải sinh hoạt, chợ, bến cá
- Thông số ô nhiễm: BOD5, NH4+

Hình 4.1- Các khu vực bị ơ nhiễm nghiêm trọng tại khu vực nghiên cứu
4.2. Nhóm giải pháp phi cơng trình
4.2.1. Tăng cường thể chế và chính sách
Tăng cường hiệu lực và hoàn chỉnh các văn bản pháp quy. Tăng cường
phối hợp quản lý công tác bảo vệ môi trường nước khu vực: giám sát hoạt
động đổ thải phi pháp trên biển, ứng phó kịp thời các tai nạn trên biển; sử
dụng các kịch bản lan truyền ô nhiễm làm căn cứ ứng cứu các sự cố khi
xảy ra
4.2.2. Điều chỉnh các quy hoạch phát triển và quy hoạch bảo vệ môi
trường
Điều chỉnh các quy hoạch phát triển và quy hoạch bảo vệ môi trường Quy
hoạch phát triển tổng thể không gian khu vực Quy hoạch bảo vệ môi
trường theo lĩnh vực ngành ( du lịch, giao thông, khai thác than...)
4.2.3. Hoàn thiện hệ thống quan trắc, cảnh báo mơi trường và kiểm

tốn nguồn thải
Xây dựng và hồn thiện hệ thống quan trắc môi trường nước: Thường
xuyên tiến hành kiểm tốn nguồn thải; Tăng cường cơng tác thanh tra,


21
giám sát môi trường. Đẩy mạnh ứng dụng khoa học và công nghệ trong
bảo vệ môi trường vịnh
4.2.4. Sử dụng các công cụ kinh tế môi trường
Phát huy công cụ phí và thuế mơi trường: từ việc thu phí, thu thuế, nguồn
thu được sẽ phục vụ nâng cao năng lực quản lý và cải thiện điều kiện môi
trường. Xử phạt hành chính về lĩnh vực bảo vệ mơi trường; nâng cao ý
thức của người dân và các đơn vị có hoạt động sản xuất, kinh doanh trên
vịnh, bên bờ vịnh.
4.2.5. Xã hội hố bảo vệ mơi trường vịnh, thơng tin tuyên truyền, giáo
dục, nâng cao nhận thức và xây dựng ý thức cộng đồng bảo vệ mơi
trường vịnh
Khuyến khích các cơng ty tư nhân trong và ngồi nước đầu tư thu gom,
xử lý chất thải và tái sử dụng chất thải. Đây là biện pháp khắc phục khó
khăn về nguồn tài chính của nhà nước trong cơng tác quản lý chất thải đơ
thị và các trung tâm cơng nghiệp.
4.3. Nhóm giải pháp cơng trình
4.3.1. Giải pháp xử lý nước thải sinh hoạt
Xét về mặt thực tiễn, sau khi thực hiện các hệ thống thu gom nước thải
sinh hoạt từ các khu vực phát sinh; để xử lý nước thải sinh hoạt này, các
giải pháp kỹ thuật được đề xuất như sau:
- Xử lý sinh hoạt tập trung: tiến hành cải tạo, nâng cao công suất xử lý
của các trạm xử lý hiện có và nghiên cứu, xây dựng mới các trạm xử lý
nước thải sinh hoạt tập trung tại các khu vực thuận lợi để thu gom nước
thải và đảm bảo các quy chuẩn môi trường. Công nghệ đề xuất để xử lý

là cơng nghệ bùn hoạt tính (AO-MBBR, SBR, CAST, MBR...);
- Xử lý sinh hoạt phân tán: tại các điểm xả thải, có lưu lượng nước thải
nhỏ và các thiết bị xử lý có chi phí đầu tư hợp lý và dễ triển khai hơn; để
thực hiện được điều này, cần phải có chính sách cụ thể về việc khuyến
khích xử lý nước thải sinh hoạt và các chế tài xử lý vi phạm khi xả thải
ra môi trường không qua xử lý. Đề xuất công nghệ xử lý sử dụng công
nghệ AAO-MBBR được áp dụng trong thiết bị hợp khối FRP;


22

Hình 4.4. Khu vực đề xuất áp dụng giải pháp thiết bị xử lý nước thải FRP-MBBR

4.3.2. Giải pháp xử lý nước thải cơng nghiệp- hầm lị mỏ than
Để xử lý nước thải cơng nghiệp khai thác hầm lị mỏ than: đối với nước
thải ngành than, yếu tố quan trọng đầu tiên là phải cải tiến công nghệ sản
xuất để giảm thiểu lượng nước thải phát sinh và lượng chất ô nhiễm.
Đối với công nghệ ứng dụng tại trạm xử lý nước thải, có thể áp dụng xử
lý sơ bộ (tiền xử lý) là keo tụ- lắng (Lamella) – lọc (Mangan). Khi có nhu
cầu xử lý nước thải đầu ra ở mức có thể tái sử dụng được cho mục đích
cấp nước sản xuất, thì có thể áp dụng cơng nghệ xử lý nâng cao là lọc
màng (UF,NF). Luận án có đề xuất cơng nghệ áp dụng để xử lý 2 bước
để có thể tái sử dụng nước.

Hình 4.7. Khu vực đề xuất áp dụng giải pháp thiết bị xử lý nước thải ngành than


23
KẾT LUẬN
1. Hiện trạng chất lượng nước biển ven bờ tại khu vực nghiên cứu

Lưu vực vịnh Cửa Lục- vịnh Hạ Long nằm ở phía Bắc thành phố Hạ
Long. Vịnh Cửa Lục nằm trong vùng đệm của Di sản thiên nhiên thế giới
vịnh Hạ Long, thông với vịnh Hạ Long ở phía nam qua eo Cửa Lục.
Nguồn thải lượng từ nguồn thải sinh hoạt và khai thác than là những
nguồn ơ nhiễm chính, cần có các biện pháp thu gom, xử lý trước khi thải
ra môi trường; nhằm hạn chế thay đổi về môi trường, bồi lắng, làm đục
nước biển ven bờ vịnh Cửa Lục- vịnh Hạ Long.
Kết quả tính toán tải lượng thải hiện trạng (2018) cho thấy 04/06 chỉ
tiêu nghiên cứu mà vịnh Cửa Lục phải tiếp nhận đã vượt tải > 100% là
BOD5, NH4+, PO43-, Fe. Trong đó BOD5 là 25,68 tấn /ngày (tương đương
khả năng đạt tải KNĐT~ 114,41%), NH4+ là 1,88 tấn/ngày (KNĐT~
528,65%), PO43- là 1,21 tấn/ngày (KNĐT~170,81%), Fe là 0,01 tấn/ngày
(KNĐT ~ 241,14%). Tổng lượng chất gây ơ nhiễm tích lũy trong nước
biển vịnh Cửa Lục thay đổi phụ thuộc vào sự biến động trong chu kỳ triều
cường lớn hơn trong chu kỳ triều kém. Tổng lượng NH4+ mùa mưa duy
trì lớn hơn so với mùa khô từ 1,33 đến 1,48 lần, cũng tương tự với các
chất như NO3- (1,37 đến 1,58 lần), trong khi đó tổng lượng của Fe và
BOD5 tăng ít hơn.
2. Dự báo sự thay đổi chất lượng nước biển ven bờ và sức tải môi
trường vịnh Cửa Lục (năm 2030)
Kết quả mô phỏng cho thấy dự báo đến năm 2030, vào thời điểm
nước lớn của kỳ triều cường, lượng chất NH4+ tích lũy thêm trong mùa
khơ là 349,28 tấn và trong mùa mưa là 262,33 tấn; đối với NO3- là 85,43
tấn (mùa khô) và 67,90 tấn (mùa mưa); đối với Mn là 18,35 tấn (mùa khô)
và 29,20 tấn (mùa mưa). Có 04/06 thơng số ơ nhiễm dự báo ở mức vượt
tải của vịnh cửa Lục (>100%) là NH4+, PO43-, Fe và Mn; các thông số
khác vẫn ở trong giới hạn chịu tải. Các thơng số này cần có giải pháp để
xử lý trước khi vào vịnh.
Vào năm 2030, với mức độ tích lũy chất ơ nhiễm trong nước vịnh cửa
Lục tăng lên, nên mùa mưa khả năng tiếp nhận thêm chất ơ nhiễm giảm

đi, trung bình chỉ cịn khoảng 43-96% so với khả năng tiếp nhận hiện nay
ở các thông số nghiên cứu. Đặc biệt, vịnh cửa Lục khơng cịn khả năng
tiếp nhận amoni vào thời điểm nước ròng ở cả kỳ triều cường và triều
kém. Khả năng tiếp nhận Mn giảm, chỉ bằng 80% so với hiện trạng. Như