Tài liệu đánh giá khả năng tiếp nhận nước thải của nguồn nước sông bằng giang đoạn chảy qua khu vực thị trấn nước hai, huyện hòa an, tỉnh cao bằng

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM NGUYỄN QUANG HUY ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG TIẾP NHẬN NƯỚC THẢI CỦA NGUỒN NƯỚC SÔNG BẰNG GIANG ĐOẠN CHẢY QUA KHU VỰC THỊ TRẤN NƯỚC HAI, HUYỆN HÒA AN, TỈNH CAO BẰNG LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC MÔI TRƯỜNG Thái Nguyên - 2019 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM NGUYỄN QUANG HUY ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG TIẾP NHẬN NƯỚC THẢI CỦA NGUỒN NƯỚC SÔNG BẰNG GIANG ĐOẠN CHẢY QUA KHU VỰC THỊ TRẤN NƯỚC HAI, HUYỆN HÒA AN, TỈNH CAO BẰNG Chuyên ngành: Khoa học môi trường Mã số: 8 44 03 01 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC MÔI TRƯỜNG Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS. LÊ SỸ TRUNG Thái Nguyên - 2019 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan luận văn là công trình nghiên cứu của riêng tôi, các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng được công bố trong bất kỳ công trình nào khác. Tôi xin cam đoan các thông tin trích trong luận văn đều đã được ghi rõ nguồn gốc. Tác giả luận văn Nguyễn Quang Huy Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn ii LỜI CẢM ƠN Đầu tiên, tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành nhất đến PGS.TS Lê Sỹ Trung là người trực tiếp hướng dẫn tôi trong suốt thời gian nghiên cứu và thực hiện luận văn. Trân trọng cảm ơn quý thầy, cô giáo Khoa Môi trường - Trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên đã quan tâm giúp đỡ, tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tôi trong suốt thời gian học tập cũng như thực hiện luận văn. Cảm ơn lãnh đạo Trung tâm Quan trắc Tài nguyên và Môi trường Cao Bằng và đồng nghiệp đã tạo mọi điều kiện tốt nhất để tôi tham gia khóa học và hỗ trợ trong công việc quan trắc hiện trường và phân tích mẫu tại phòng thí nghiệm. Thái Nguyên, ngày tháng 11 năm 2019 Học viên Nguyễn Quang Huy Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn iii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN................................................................................................... i LỜI CẢM ƠN ....................................................................................................... ii MỤC LỤC ............................................................................................................ iii DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT....................................... vi DANH MỤC CÁC BẢNG, BIỂU ...................................................................... vii DANH MỤC CÁC HÌNH (HÌNH VẼ, ẢNH CHỤP, ĐỒ THỊ,...) ...................... ix MỞ ĐẦU ............................................................................................................... 1 1. Tính cấp thiết của đề tài .................................................................................... 1 2. Mục tiêu của đề tài ............................................................................................ 2 3. Ý nghĩa của đề tài .............................................................................................. 2 3.1. Ý nghĩa khoa học............................................................................................ 2 3.2. Ý nghĩa thực tiễn ............................................................................................ 3 CHƯƠNG 1........................................................................................................... 4 TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU ............................................................................. 4 1.1. Cơ sở khoa học của vấn đề nghiên cứu .......................................................... 4 1.1.1. Một số khái niệm ......................................................................................... 4 1.1.2. Cơ sở đánh giá khả năng tiếp nhận ............................................................. 5 1.2. Cơ sở pháp lý của vấn đề nghiên cứu .......................................................... 10 1.3. Tổng quan kết quả nghiên cứu trên thế giới ................................................ 11 1.3.1. Các nghiên cứu tại Mỹ .............................................................................. 11 1.3.2. Các nghiên cứu tại Iran ............................................................................. 13 1.4. Tổng quan kết quả nghiên cứu ở Việt Nam ................................................. 13 1.5. Đánh giá chung rút ra từ tổng quan tài liệu .................................................. 17 CHƯƠNG 2......................................................................................................... 19 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn iv ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU . 19 2.1. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu ................................................................ 19 2.1.1. Đối tượng nghiên cứu................................................................................ 19 2.1.2. Phạm vi nghiên cứu ................................................................................... 19 2.2. Nội dung nghiên cứu .................................................................................... 20 2.3. Phương pháp nghiên cứu .............................................................................. 20 2.3.1. Phương pháp thu thập tài liệu thứ cấp....................................................... 20 2.3.2. Phương pháp phỏng vấn ............................................................................ 21 2.3.3. Phương pháp quan trắc và phân tích môi trường ...................................... 21 2.3.4. Phương pháp thống kê xử lý số liệu .......................................................... 25 2.3.5. Phương pháp tổng hợp, đánh giá, phân tích .............................................. 25 2.3.6. Phương pháp tính toán khả năng chịu tải .................................................. 25 CHƯƠNG 3......................................................................................................... 29 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN .................................................. 29 3.1. Điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội ảnh hưởng đến quản lý, sử dụng nước 29 3.1.1. Điều kiện tự nhiên của thị trấn Nước Hai ................................................. 29 3.1.2. Điều kiện kinh tế - xã hội .......................................................................... 32 3.1.3. Đánh giá chung.......................................................................................... 34 3.2. Đánh giá hiện trạng nguồn tiếp nhận và nguồn thải qua các thông số phân tích ....................................................................................................................... 34 3.2.1. Diễn biến chất lượng nguồn tiếp nhận theo không gian và thời gian ....... 35 3.2.2. Hiện trạng nguồn xả thải ........................................................................... 36 3.3. Tính toán khả năng tiếp nhận tải lượng chất ô nhiễm và đánh giá khả năng tiếp nhận nước thải của sông Bằng Giang đoạn nghiên cứu ............................... 41 3.3.1. Mục tiêu chất lượng nước của sông Bằng Giang ...................................... 41 3.3.2. Dòng chảy tối thiểu của nguồn tiếp nhận .................................................. 41 3.3.3. Đánh giá khả năng tiếp nhận thải .............................................................. 42 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn v 3.4. Đánh giá mức độ nhận thức của người dân trong vấn đề bảo vệ nguồn nước ............................................................................................................................. 48 3.5. Đề xuất giải pháp quản lý, sử dụng nguồn nước .......................................... 52 3.5.1. Các giải pháp về chính sách ...................................................................... 52 3.5.2. Các giải pháp về tuyên truyền giáo dục .................................................... 53 3.5.3. Tổ chức quản lý, kiểm tra giám sát ........................................................... 54 3.5.4. Các giải pháp kỹ thuật ............................................................................... 55 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ ................................................................................. 57 1. Kết luận ........................................................................................................... 58 2. Kiến nghị ......................................................................................................... 58 TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................... 59 PHỤ LỤC 1. PHIẾU ĐIỀU TRA ....................................................................... 62 KHẢO SÁT MỨC ĐỘ NHẬN THỨC CỦA NGƯỜI DÂN ............................. 62 TRONG VẤN ĐỀ BẢO VỆ NGUỒN NƯỚC ................................................... 62 PHỤ LỤC 2. TỔNG HỢP MỨC ĐỘ NHẬN THỨC CỦA NGƯỜI DÂN VỀ BẢO VỆ NGUỒN NƯỚC TỪ CÁC PHIẾU ĐIỀU TRA .................................. 65 PHỤ LỤC 3. KẾT QUẢ QUAN TRẮC, PHÂN TÍCH CHẤT LƯỢNG NƯỚC KHU VỰC NGHIÊN CỨU ................................................................................ 67 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn vi DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT Nghĩa của cụm từ Từ viết tắt Bộ TN&MT :Bộ Tài nguyên và Môi trường BOD :Nhu cầu oxy sinh hoá BOD5 :Nhu cầu oxy sinh hoá trong 5 ngày BVMT :Bảo vệ môi trường COD :Hàm lượng oxy hòa tan LVS :Lưu vực sông NĐ-CP :Nghị định Chính phủ QCVN :Quy chuẩn Việt Nam TCVN :Tiêu chuẩn Việt nam TNN :Tài nguyên nước UBND :Uỷ ban nhân dân WHO :Tổ chức y tế Thế giới Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn vii DANH MỤC CÁC BẢNG, BIỂU Bảng 1.1. Tổng tải trọng tối đa của lưu vực sông John Day: Phương pháp EPA (Environmental Protection Agency) ................................................................... 12 Bảng 2.1. Vị trí lấy mẫu, ký hiệu mẫu và thời gian lấy mẫu .............................. 22 Bảng 2.2. Phương pháp phân tích các thông số tại phòng thí nghiệm ................ 24 Bảng 3.1. Nhiệt độ không khí trung bình các tháng trong năm .......................... 30 Bảng 3.2. Lượng mưa các tháng trong năm ........................................................ 31 Bảng 3.3. Độ ẩm không khí trung bình các tháng trong năm ............................. 31 Bảng 3.4. Thống kê dân số thị trấn Nước Hai từ năm 2016 đến năm 2018 ....... 32 Bảng 3.5. Kết quả quan trắc, phân tích nước sông Bằng Giang của 03 tháng: tháng 11/2018, tháng 12/2018 và tháng 01/2019 theo hàm lượng lựa chọn nồng độ cực đại của các chất ô nhiễm.......................................................................... 35 Bảng 3.6. Lưu lượng nước thải sinh hoạt tối đa của khu dân cư trong vùng nghiên cứu thị trấn Nước Hai .............................................................................. 37 Bảng 3.7. Tổng hợp kết quả quan trắc, phân tích nước thải y tế của 3 tháng: Tháng 11/2018, tháng 12/2018 và tháng 01/2019 theo hàm lượng lựa chọn nồng độ cực đại của các chất ô nhiễm.......................................................................... 38 Bảng 3.8. Tổng hợp kết quả quan trắc, phân tích nước thải sinh hoạt tại từng điểm xả của 3 tháng: Tháng 11/2018, tháng 12/2018 và tháng 01/2019 theo hàm lượng lựa chọn nồng độ cực đại .......................................................................... 39 Bảng 3.9. Nồng độ ô nhiễm tối đa trong nguồn nước mặt .................................. 41 Bảng 3.10. Lưu lượng dòng chảy tối thiểu sông Bằng Giang tại khu vực nghiên cứu trong 3 tháng quan trắc ................................................................................. 41 Bảng 3.11. Tải lượng ô nhiễm tối đa của thông số chất lượng nước mặt Ltđ của đoạn sông nghiên cứu .......................................................................................... 42 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn viii Bảng 3.12. Tải lượng thông số chất lượng nước hiện có trong nguồn nước sông tại đoạn sông nghiên cứu (Lnn)........................................................................... 43 Bảng 3.13. Tải lượng của thông số ô nhiễm trong nước thải sinh hoạt .............. 44 Bảng 3.14. Tải lượng của thông số ô nhiễm trong nước thải y tế ....................... 44 Bảng 3.15. Tải lượng của thông số ô nhiễm trong nước thải của các nguồn thải đưa vào đoạn sông nghiên cứu (Lt) ..................................................................... 45 Bảng 3.16. Khả năng tiếp nhận nước thải, sức chịu tải đối với từng thông số ô nhiễm của đoạn sông nghiên cứu (Ltn) ............................................................... 46 Bảng 3.17. Khả năng tiếp nhận nước thải, sức chịu tải còn lại của thông số ô nhiễm tại đoạn sông nghiên cứu trong tương lai (Ltn-Lt) .................................. 47 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn ix DANH MỤC CÁC HÌNH (HÌNH VẼ, ẢNH CHỤP, ĐỒ THỊ,...) Hình 1.1. Vị trí hạ lưu của sông Fox ................................................................... 13 Hình 2.1. Bản đồ lưu vực khu vực nghiên cứu ................................................... 20 Hình 2.2. Vị trí lấy mẫu nước sông và nước thải ................................................ 24 Hình 2.3. Thông số bề rộng mặt cắt ngang sông và độ sâu đo đạc tính toán ..... 26 Hình 3.1. Tổng hợp kết quả quan trắc theo giá trị lớn nhất của nguồn nước sông Bằng Giang 3 tháng: Tháng 11/2018, tháng 12/2018 và tháng 01/2019 ............ 36 Hình 3.2. Tổng hợp kết quả quan trắc theo giá trị lớn nhất của nước thải y tế 3 tháng: Tháng 11/2018, tháng 12/2018 và tháng 01/2019 ................................... 39 Hình 3.3. Tổng hợp kết quả quan trắc theo giá trị lớn nhất của các cống nước thải sinh hoạt 3 tháng: Tháng 11/2018, tháng 12/2018 và tháng 01/2019 .......... 40 Hình 3.4. Bản đồ vị trí các điểm xả thải và khả năng tiếp nhận nước thải của đoạn sông nghiên cứu .......................................................................................... 48 Hình 3. 5. Nhận biết của người dân về tầm quan trọng của tài nguyên nước ..... 49 Hình 3.6. Nguồn nước người dân đang khai thác, sử dụng ................................ 50 Hình 3.7. Đánh giá sự thay đổi nguồn nước trong 5 năm qua ............................ 50 Hình 3.8. Loại công trình nhà vệ sinh của người dân đang sử dụng .................. 51 Hình 3.9. Những nguyên nhân chính gây ảnh hưởng đến chất lượng nguồn nước ............................................................................................................................. 51 Hình 3.10. Vai trò của người dân đối với tài nguyên nước ................................ 52 Hình 3.11. Ảnh hưởng của tài nguyên nước đến người dân ............................... 52 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn 1 MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của đề tài Nước là tài nguyên thiên nhiên quý giá, là thành phần thiết yếu của môi trường, nước đóng vai trò quan trọng trong tồn tại, phát triển của thế giới sinh vật trên trái đất. Nước quyết định sự tồn tại, phát triển bền vững của mỗi quốc gia; mặt khác nước cũng có thể gây ra tai họa cho con người và môi trường. Tài nguyên nước là nguồn tài nguyên vừa hữu hạn, vừa vô hạn, có thể tái tạo nhưng dễ bị tổn thương nếu khai thác sử dụng không hợp lý. Ngày nay, cùng với tốc độ phát triển kinh tế xã hội và gia tăng dân số một cách mạnh mẽ, tài nguyên nước đang đứng trước nguy cơ suy thoái, cạn kiệt. Những năm gần đây, ở hạ lưu hầu hết các lưu vực sông trên toàn quốc xuất hiện tình trạng suy giảm nguồn nước dẫn tới thiếu nước, khan hiếm nước, cả số lượng và chất lượng đều không đủ cung cấp cho sinh hoạt, sản xuất đang diễn ra ngày một thường xuyên hơn, trên phạm vi rộng lớn hơn và ngày càng nghiêm trọng. Điều này tác động lớn đến môi trường sinh thái các dòng sông, gia tăng nguy cơ kém bền vững của tăng trưởng kinh tế, xóa đói giảm nghèo và phát triển xã hội. Trong những năm gần đây, tỉnh Cao Bằng đã có sự phát triển kinh tế mạnh mẽ, tập trung vào các ngành nông nghiệp, tiểu thủ công nghiệp, công nghiệp, xây dựng, du lịch... Đi đôi với sự phát triển và tăng trưởng mạnh về kinh tế thì ô nhiễm nguồn nước do chất thải, nước thải phát sinh từ quá trình phát triển công nghiệp và đô thị đang trở thành vấn đề môi trường đáng quan tâm của tỉnh. Mức độ ô nhiễm nước sông Bằng Giang đang có xu hướng tăng và được thể hiện qua sự gia tăng các nồng độ chất ô nhiễm trong nước như chỉ tiêu cặn lơ lửng, COD, BOD5. Một trong những nguyên nhân chính gây ô nhiễm môi trường nước là do nước thải sinh hoạt của các khu dân cư chưa được xử lý triệt để và nước thải từ bệnh viện, cơ sở sản xuất công nghiệp. Trong khi đó, sông Bằng Giang là nguồn nước chính được sử dụng phục vụ nhu cầu nước sinh hoạt và sản xuất cho người dân. Tình trạng ô nhiễm nguồn nước hiện nay không chỉ Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn 2 ảnh hưởng đến các hoạt động khai thác, sử dụng nước phục vụ cho các mục đích phát triển kinh tế, mà còn tác động trực tiếp đến sức khỏe người dân. Để hạn chế ô nhiễm, suy thoái môi trường nước, giảm thiểu tác động đến môi trường cũng như sức khoẻ con người, trong thời gian tới tỉnh Cao Bằng cần tăng cường quản lý, kiểm soát nguồn nước mặt theo quy định, cụ thể là cần phải có công cụ đánh giá mức độ và sự lan truyền chất ô nhiễm, đánh giá về khả năng tiếp nhận nước thải của nguồn nước theo từng khu vực. Tuy nhiên, việc đánh giá mức độ ô nhiễm và khả năng tiếp nhận nước thải của nguồn nước sông là một công việc rất phức tạp. Vì bản chất nguồn nước biến đổi theo cả không gian và thời gian vì vậy mức độ ô nhiễm của nguồn nước sông phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố như tổng lượng các chất ô nhiễm có trong nguồn nước, chế độ thải của các cơ sở xả thải, lưu lượng nước sông, hình thái lòng sông. Nhằm kiểm soát chất lượng nguồn thải và nguồn nước tiếp nhận cụ thể của sông Bằng Giang tôi tiến hành thực hiện đề tài "Đánh giá khả năng tiếp nhận nước thải của nguồn nước sông Bằng Giang đoạn chảy qua khu vực thị trấn Nước Hai, huyện Hòa An, tỉnh Cao Bằng". Đề tài sẽ góp phần phục vụ cho công tác quản lý tài nguyên nước trên địa bàn khu vực thị trấn Nước Hai, huyện Hòa An nói riêng và của tỉnh Cao Bằng nói chung. 2. Mục tiêu của đề tài - Đánh giá hiện trạng khả năng tiếp nhận nước thải của nguồn nước sông Bằng Giang, đoạn chảy qua khu vực thị trấn Nước Hai, huyện Hòa An. - Đề xuất các giải pháp phù hợp để khai thác, sử dụng hợp lý nguồn nước sông Bằng Giang. 3. Ý nghĩa của đề tài 3.1. Ý nghĩa khoa học - Cung cấp các dẫn liệu khoa học một cách hệ thống về: Hiện trạng nguồn nước thải, khả năng chấp nhận nguồn nước thải của khu vực sông nghiên cứu, nhận thức, vai trò của người dân trong sử dụng và tác động vào nguồn nước. - Là tài liệu tham khảo phục vụ giảng dạy và nghiên cứu trong lĩnh vực nước và sử dụng nước. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn 3 3.2. Ý nghĩa thực tiễn - Kết quả nghiên cứu của đề tài giúp các cơ quan quản lý nhà nước hoạch định chiến lược, xây dựng chính sách về bảo vệ sử dụng bền vững tài nguyên nước. - Các giải pháp đề xuất trên cơ sở phát hiện của đề tài là thông tin quan trọng giúp địa phương, áp dụng bảo vệ, khai thác hợp lý tài nguyên nước tốt hơn. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn 4 CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU 1.1. Cơ sở khoa học của vấn đề nghiên cứu 1.1.1. Một số khái niệm - Khái niệm Tài nguyên nước Tài nguyên nước là lượng nước trên một vùng đã cho hoặc lưu vực, biểu diễn ở dạng nước có thể khai thác (nước mặt và nước dưới đất). Nước là dạng tài nguyên đặc biệt. Nó vừa là thành phần thiết yếu của cuộc sống và môi trường, quyết định sự tồn tại, phát triển của xã hội, vừa có thể mang tai họa đến cho con người. Nước có khả năng tự tái tạo về lượng, về chất và cả về năng lượng. (Nguyễn Thị Phương Loan, năm 2005). - Khái niệm Nguồn nước Nguồn nước là các dạng tích tụ nước tự nhiên hoặc nhân tạo có thể khai thác, sử dụng bao gồm sông, suối, kênh, rạch, hồ, ao, đầm, phá, biển, các tầng chứa nước dưới đất; mưa, băng, tuyết và các dạng tích tụ nước khác. (Nguyễn Thị Phương Loan, năm 2005). - Khái niệm Nước mặt Nước mặt là nước trong sông, hồ hoặc nước ngọt trong vùng đất ngập nước. Nước mặt được bổ sung một cách tự nhiên bởi giáng thủy và chúng mất đi khi chảy vào đại dương, bốc hơi và thấm xuống đất. (Nguyễn Thị Phương Loan, năm 2005). - Khái niệu Lưu vực sông Lưu vực sông là vùng đất mà trong phạm vi đó nước mặt, nước dưới đất chảy tự nhiên vào sông và thoát ra một cửa chung hoặc thoát ra biển. Lưu vực sông gồm có lưu vực sông liên tỉnh và lưu vực sông nội tỉnh. (Luật tài nguyên nước, năm 2012) - Khái niệm ô nhiễm nguồn nước Ô nhiễm nước là sự thay đổi theo chiều xấu đi các tính chất vật lý – hoá học - sinh học của nước, với sự xuất hiện các chất lạ ở thể lỏng, rắn làm cho Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn 5 nguồn nước trở nên độc hại với con người và sinh vật. Làm giảm độ đa dạng sinh vật trong nước. (Nguyễn Thị Phương Loan, năm 2005). - Khái niệm Cạn kiệt nguồn nước Cạn kiệt nguồn nước là sự suy giảm nghiêm trọng về số lượng của nguồn nước, làm cho nguồn nước không còn khả năng đáp ứng nhu cầu khai thác, sử dụng và duy trì hệ sinh thái thủy sinh. (Luật tài nguyên nước, năm 2012) - Khái niệm Khả năng tiếp nhận nước thải của nguồn nước Khả năng tiếp nhận nước thải của nguồn nước là khả năng nguồn nước có thể tiếp nhận được thêm một tải lượng ô nhiễm nhất định, mà sau khi tiếp nhận vẫn bảo đảm nồng độ các chất ô nhiễm trong nguồn nước không vượt quá giá trị giới hạn được quy định trong các quy chuẩn ,tiêu chuẩn chất lượng nước cho mục đích sử dụng của nguồn tiếp nhận. Tải lượng ô nhiễm tối đa cho phép là khối lượng lớn nhất của chất ô nhiễm có thể đổ vào nguồn nước tiếp nhận mà trong điều kiện nguy kịch (lưu lượng dòng chảy nhỏ nhất và nhiệt độ nước sông cao nhất thường vào mùa khô kiệt), vẫn không làm ảnh hưởng đến khả năng đáp ứng các mục đích sử dụng của nguồn nước tiếp nhận. (Hoàng Huệ, năm 2004) - Khái niệm Dòng chảy tối thiểu Dòng chảy tối thiểu là dòng chảy ở mức thấp nhất cần thiết để duy trì dòng sông hoặc đoạn sông nhằm bảo đảm sự phát triển bình thường của hệ sinh thái thủy sinh và bảo đảm mức tối thiểu cho hoạt động khai thác, sử dụng nguồn nước của các đối tượng sử dụng nước. (Luật tài nguyên nước, năm 2012) 1.1.2. Cơ sở đánh giá khả năng tiếp nhận a) Mục đích sử dụng nước Mỗi nguồn nước, mỗi đoạn sông thường được dùng với một số mục đích khác nhau hoặc được khai thác sử dụng tổng hợp, chẳng hạn như cấp nước cho sinh hoạt, cấp nước cho nông nghiệp, nuôi trồng thủy sản, giao thông thủy, giải trí, du lịch, ... Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn 6 Hiện nay đã có một số địa phương có quy định cụ thể về phân vùng khai thác, sử dụng nguồn nước cho các sông suối trên địa bàn của địa phương mình. Tuy nhiên, hầu hết các địa phương trên toàn quốc đều chưa có quy định về phân vùng mục đích sử dụng cho các nguồn nước. Việc phân vùng mục đích sử dụng nước sẽ được tiến hành trong các quy hoạch tài nguyên nước cho các lưu vực sông để bảo đảm sự thống nhất trong việc khai thác sử dụng và bảo vệ tài nguyên nước. Trong những trường hợp chưa có quy định về mục đích sử dụng nước thì việc đánh giá khả năng tiếp nhận nước thải cho một nguồn nước, một đoạn sông nào đó cần phải dựa vào tình hình thực tế đang khai thác sử dụng nguồn nước đó. b) Đặc điểm của nguồn nước tiếp nhận *. Lưu lượng nguồn nước, chế độ dòng chảy Trong cùng một con sông với cùng các điều kiện khác về dòng chảy thì khi lưu lượng của sông càng lớn thì khả năng pha loãng và tự làm sạch các chất ô nhiễm của nguồn nước cũng càng lớn. Tuy nhiên, trong cùng một con sông với cùng một giá trị lưu lượng thì dòng chảy có chế độ không ổn định thì khả năng xáo trộn của dòng chảy sẽ tăng lên nhiều so với dòng chảy ổn định. *. Hình thái địa hình lòng dẫn Sông quanh co, địa hình đáy sông gồ ghề sẽ tạo điều kiện cho dòng nước hình thành ra nhiều các dòng chảy ngang, dòng chảy xoáy cục bộ trong sông và tác động đến khả năng xáo trộn, khuếch tán các chất ô nhiễm có trong nước. Dòng nước có nhiều xoáy cũng sẽ tạo điều kiện cho ôxy trong không khí hòa tan vào nước, tác động đến quá trình sinh hóa diễn ra trong nước. *. Thành phần, nồng độ thông số ô nhiễm có trong nước sông Không có nguồn nước sông nào là sạch tuyệt đối. Trong nguồn nước sông có thể có sẵn một số các chất ô nhiễm với các nồng độ khác nhau. Nếu nồng độ của các thông số ô nhiễm có sẵn trong nguồn nước càng cao thì càng hạn chế khả năng tiếp nhận nước thải của nguồn nước đối với các chất ô nhiễm đó. Ngoài ra trong nguồn nước sông luôn có sẵn một số các chất hóa học nhất định. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn 7 Nguồn gốc của các chất hóa học này là từ nước mưa rửa trôi trên mặt đất hoặc từ nước ngầm chảy qua các tầng đất rồi chảy ra sông. *. Đặc điểm của hệ sinh thái thuỷ sinh Trong nguồn nước ở những điều kiện bình thường, sẽ diễn ra chu trình kín và sự cân bằng giữa sự sống của các loài động, thực vật và vi sinh vật. Các chất hữu cơ được vi khuẩn ôxy hóa phân hủy thành các chất đơn giản, giải phóng ra CO2. Quá trình quang hợp của các loài thực vật dưới nước lại sử dụng CO2 và sản sinh ra ôxy. Ôxy lại rất cần cho các loài động vật như tôm, cá, ốc, hến, ... Các loại cây cỏ thủy sinh cũng có tác động trực tiếp về mặt vật lý đến vận tốc dòng chảy như tạo ra các dòng rối làm tăng sự xáo trộn chất ô nhiễm trong nước. Tuy nhiên, nếu cỏ cây quá nhiều sẽ làm cản trở dòng chảy, dẫn đến nguồn nước bị tù đọng và có tác động xấu đế khả năng tiêu thoát chất ô nhiễm. Do vậy, hệ sinh thái thuỷ sinh là yếu tố tác động quan trọng đến khả năng xáo trộn, phân hủy, tự làm sạch của nguồn nước đối với các chất ô nhiễm. Thông thường, hệ sinh thái thủy sinh càng phong phú thì khả năng tự làm sạch của nguồn nước càng lớn. Nhiều nước trên thế giới đã sử dụng hệ sinh thái của các đầm lầy, các khu đất ngập nước để xử lý nước thải. c) Phân loại nước thải Nước thải được định nghĩa là chất lỏng được thải ra sau quá trình sử dụng của con người và đã bị thay đổi tính chất ban đầu của chúng. Thông thường nước thải được phân loại theo nguồn gốc phát sinh của chúng. Theo cách phân loại này, có các loại nước thải dưới đây. (Trần Văn Nhân và Ngô Thị Nga, năm 2002) - Nước thải sinh hoạt: Là nước thải từ các khu dân cư, khu vực hoạt động thương mại, công sở, trường học và các cơ sở tương tự khác. - Nước thải công nghiệp (hay còn gọi là nước thải sản xuất): Là nước thải từ các nhà máy đang hoạt động, có cả nước thải sinh hoạt nhưng trong đó nước thải công nghiệp là chủ yếu. - Nước thải tự nhiên: Nước mưa được xem là nước thải tự nhiên. Ở các thành phố hiện đại nước thải tự nhiên được thu gom thoát theo một hệ thống thoát nước riêng. - Nước thấm qua: Đây là nước mưa thấm vào hệ thống cống bằng nhiều cách khác nhau qua các khớp nối, các ống có khuyết tật hoặc thành của hố ga. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn 8 - Nước thải đô thị: Là thuật ngữ chung chỉ chất lỏng trong hệ thống cống thoát của một thành phố. Đó là hỗn hợp của các loại nước thải kể trên. d) Đặc điểm của nguồn nước thải *. Thành phần, thông số ô nhiễm có trong nước thải Thành phần thông số ô nhiễm có trong nước thải được phân loại như sau (Trần Văn Nhân và Ngô Thị Nga, năm 2002): - Nhu cầu oxy sinh hóa BOD: Là chỉ tiêu thông dụng nhất để xác định mức độ ô nhiễm của nước thải đô thị và chất thải trong nước thải công nghiệp. Trong môi trường nước, khi quá trình oxy hóa sinh học xảy ra thì các vi sinh vật sử dụng oxy hòa tan. Vì vậy, xác định lượng oxy hòa tan cần thiết cho quá trình phân hủy sinh học là công việc quan trọng để đánh giá ảnh hưởng của một dòng thải đối với nguồn nước. BOD biểu thị lượng các chất hữu cơ trong nước có thể bị phân hủy bằng các vi sinh vật. - Nhu cầu oxy hóa COD: Là lượng oxy cần thiết cho quá trình oxy hóa hóa học các chất hữu cơ trong mẫu nước thành CO2 và nước. Lượng oxy này tương đương với hàm lượng chất hữu cơ có thể bị oxy hóa được xác định khi sử dụng một tác nhân oxy hóa hóa học mạnh trong môi trường axit. Chỉ số COD biểu thị cả lượng chất hữu cơ không thể bị oxy hóa bằng vi sinh vật, do đó nó có giá trị cao hơn BOD. - Hàm lượng chất thải rắn: Là thành phần vật lý đặc trưng quan trọng nhất trong nước thải, bao gồm các chất rắn nổi lơ lửng, keo và tan. Chỉ tiêu này này là một phép đo gần đúng lượng bùn sẽ được khử trong lắng sơ cấp. - Các chất dinh dưỡng: + Hàm lượng nitơ: Chỉ tiêu hàm lượng nitơ trong nước cũng được xem như là chất chỉ thị tình trạng ô nhiễm nước, các dạng tồn tại của Nitơ trong nước gồm: Nitơ hữu cơ (N-HC), nitơ ammoniac (N-NH3), nitơ nitrit (N-NO2), nitơ nitrat. Nitơ không những chỉ có thể gây ra các vấn đề phì dưỡng mà khi chỉ tiêu N-NO3- trong nước cấp cho sinh hoạt vợt quá 45mg/lít cũng có thể gây ra mối đe dọa nghiệm trọng đối với sức khỏe con người. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn 9 + Hàm lượng photpho: Là một trong những nguyên nhân chính gây ra sự phát triển của tảo ở một số nguồn nước mặt. Photpho trong nước và nước thải thường tồn tại ở các dạng orthophotphat (PO43-, HPO42-, H2PO4-, H3PO4) hay polyphotphat [Na3(PO3)] và photphat hữu cơ. + Hàm lượng sunfat: Ion sunfat thường có trong nước cấp sinh hoạt cũng như trong nước thải. Lưu huỳnh cũng là một nguyên tố cần thiết cho quá trình tổng hợp protein và được giải phóng ra trong quá trình phân hủy chúng. - Kim loại nặng: Thông thường, kim loại nặng có xuất xứ từ các ngành công nghiệp khác nhau và một phần nhỏ từ thiên nhiên. Những kim loại nặng chính là đồng, crôm, catmi, kẽm, chì, niken và thuỷ ngân,… - Các loại vi sinh vật: Vi sinh vật có mặt một cách tự nhiên trong mọi loại nước, nước thải xả thải của bệnh viện, chuồng trại cũng có thể đưa các vi khuẩn gây bệnh vào nguồn nước và gây bệnh cho người và gia súc. Thông số đặc trưng cho loại ô nhiễm này là coliform. Các đặc tính vật lý như nhiệt độ, độ đục, mầu nước, cũng đóng những vai trò quan trọng do tác động tới các thông số khác. Nếu xét theo khả năng tiếp nhận nước thải của nguồn nước thì có thể phân nhóm các chất ô nhiễm thành các nhóm chính sau (Lê Trình và Nguyễn Thế Lộc, năm 2008):  Nhóm chất dễ phân hủy, suy giảm theo thời gian: BOD, COD, N, P, ...  Nhóm chất khó phân hủy: TSS, Kim lọai nặng, dung môi hữu cơ. Với đặc điểm của từng nhóm đó, việc tính khả năng tiếp nhận sẽ khác nhau. Với các chất khó phân hủy thì trong tính toán, nồng độ các chất đó được coi như không biến đổi theo thời gian. Với những chất dễ phân hủy, suy giảm theo thời gian thì trong tính toán có thêm các phương trình của nồng độ biến đổi theo thời gian. *. Lưu lượng xả, phương thức xả, chế độ xả, vị trí xả Lưu lượng nước thải có liên quan trực tiếp đến chế độ thủy vực và khả năng pha loãng của sông. Do vậy, tác động trực tiếp đến khả năng tiếp nhận nước thải của sông. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn