Dự báo mức độ phú dưỡng hóa do sự cố xả nước thải từ các hoạt động kinh tế ven biển Đông Nam Bộ

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:5

Thêm vào BST

Báo xấu

18
lượt xem 3
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài viết này cung cấp một số thông tin cơ bản về đánh giá nguy cơ phú dưỡng hóa nguồn nước tại một số khu vực theo kịch bản sự cố xả nước thải thông qua phương thức phân hạng đánh giá sự nở hoa của tảo và nồng độ Amoni trong nước. Mời các bạn cùng tham khảo!

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Dự báo mức độ phú dưỡng hóa do sự cố xả nước thải từ các hoạt động kinh tế ven biển Đông Nam Bộ

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