04/04/2020
Tóm tắt:
Trong những năm gần đây, hoạt động nuôi trồng thủy sản (NTTS) ở TP. Hồ Chí Minh ngày càng tăng, nhất là ở khu vực Cần Giờ do kết hợp được lợi thế rừng ngập mặn (RNM) tự nhiên. Bên cạnh các lợi ích kinh tế mang lại, việc NTTS có nguy cơ làm ảnh hưởng đến nguồn nước và hệ sinh thái. Bài viết này trình bày kết quả dự báo ảnh hưởng của hoạt động nuôi tôm tập trung tại 4 vùng quy hoạch thuộc huyện Cần Giờ là Tam Thôn Hiệp, Bình Khánh, An Thới Đông, Lý Nhơn, thông qua việc sử dụng mô hình MIKE21. Kết quả cho thấy, nếu không được kiểm soát tốt, thì hoạt động NTTS có thể ảnh hưởng xấu đến chất lượng nước của 2 lưu vực sông Đồng Tranh và Lòng Tàu.
Từ khóa: Sự cố xả nước thải, mô hình MIKE21, lượng hóa thiệt hại, ứng phó sự cố.
Trong quá trình nuôi tôm, các hộ nuôi tôm sử dụng các loại thức ăn công nghiệp có chứa hàm lượng protein cao để giúp tôm sinh trưởng. Với cơ chế chuyển hóa protein để tạo năng lượng cho quá trình sống, tôm sẽ thải ra rất nhiều amonia vào trong nước. Nguồn nước thải từ hoạt động nuôi tôm có 2 loại: Nước xi phông tại ao nuôi tôm (chất thải ở đáy ao nuôi tôm, chiếm 2% thể tích ao nuôi) và nước thay từ ao nuôi hàng ngày (chiếm khoảng 20 - 50% thể tích ao nuôi). Nước thải nuôi tôm công nghiệp có hàm lượng các chất hữu cơ cao (BOD5 12 - 35mg/l, COD 20 - 50 mg/l), các chất dinh dưỡng (photpho, nitơ), chất rắn lơ lửng (12 - 70mg/l), ammoniac (0,5 - 1mg/l), coliforms (2,5x102 – 3x104 MNP/100ml) và các thành phần độc hại, nguồn dịch bệnh phải được xử lý triệt để trước khi thải ra nguồn tiếp nhận. [4]
Tại TP. Hồ Chí Minh, nghề nuôi tôm chủ yếu tập trung tại 4 xã phía Bắc huyện Cần Giờ (Bình Khánh, An Thới Đông, Tam Thôn Hiệp, Lý Nhơn) và 2 xã huyện Nhà Bè (Hiệp Phước và Nhơn Đức). Nghề nuôi tôm huyện Bình Chánh không nhiều chỉ tập trung ở các xã có nguồn nước nhiễm mặn như Đa Phước, Phong Phú. Tổng diện tích thả nuôi khoảng: 6.047 ha, trong đó nuôi thâm canh, bán thâm canh 2.798 ha; quảng canh cải tiến, quảng canh 2.877 ha; nuôi ruộng 372 ha. [5]
Hiện nay, nước thải ao nuôi tôm thường không được xử lý, mà thải ra môi trường. Nếu việc xả thải diễn ra liên tục, không có thời gian gián đoạn để môi trường được phục hồi, thì mùn bã hữu cơ sẽ tích lũy làm môi trường nước trở nên phú dưỡng, gây ảnh hưởng đến chất lượng nguồn nước, cũng như hoạt động NTTS của người dân.
2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.1. Cơ sở lý thuyết mô hình
Nghiên cứu này tham khảo và sử dụng module chính của mô hình MIKE21 [6] là Module tính toán chất lượng nước MIKE 21FM ECOLab module.Mô hình này giải hệ phương trình Saint – Venant (phương trình liên tục và phương trình động lượng theo hai hướng) với lưới tự do phủ toàn khu vực tính toán. Mô hình MIKE 21 cho phép mô phỏng các đặc trưng thủy lực, môi trường và hình thái hai chiều…
Cấp độ mô hình của Module Ecolab được chọn trong đề tài nghiên cứu này là cấp độ 1 (Model level 1). Cấp độ này xét quá trình phản ứng sinh hóa của ba biến trạng thái (chỉ tiêu) là nhu cầu oxy sinh hóa của chất hữu cơ trong nước (BOD5), hàm lượng oxy hòa tan (DO) và nhiệt độ.
2.2. Số liệu chất lượng nước
Chất lượng nước là yếu tố quyết định hàng đầu để xác định và quy hoạch vùng nuôi tôm. Theo kết quả quan trắc của Chi cục Quản lý chất lượng và bảo vệ nguồn lợi thủy sản hàng năm tại các vùng nuôi tôm của huyện Cần Giờ, môi trường vùng nuôi tương đối ổn định. Kết quả quan trắc tại 4 xã nuôi tôm được sử dụng làm dữ liệu nền khi chạy mô hình (Bảng 1).
Bảng 1. Chỉ tiêu chất lượng nguồn nước tại các vùng nuôi tôm huyện Cần Giờ [1]
|
TT |
Các chỉ tiêu |
Xã Bình Khánh |
Xã An Thới Đông |
Xã Tam Thôn Hiệp |
Xã Lý Nhơn |
|
1 |
pH |
6,9 - 7,0 |
7,0 - 7,1 |
7,3 |
7,0 - 7,2 |
|
2 |
Độ mặn (‰) |
1 - 2 |
1 - 2 |
5 - 6 |
5 - 10 |
|
3 |
Độ đục (cm) |
15 |
20 - 25 |
30 |
25 - 30 |
|
4 |
Độ kiềm (mg/l) |
26,5 - 33,0 |
34 |
43 - 50,5 |
35,5 - 64 |
|
5 |
Nhiệt độ (oC) |
30,0 - 30,4 |
30,1 - 30,5 |
29 - 30 |
30,0 - 30,1 |
|
6 |
NH4-N (mg/l) |
0,10 - 0,30 |
0,08 - 0,11 |
0,07 - 0,11 |
0,05 - 0,11 |
|
7 |
DO (mg/l) |
4,85 - 5,04 |
4,0 - 4,57 |
4,50 - 4,82 |
4,72 - 5,51 |
|
8 |
COD (mg/l) |
3,0 - 8,64 |
3,0 - 3,60 |
3,28 - 10,24 |
3,12 - 6,48 |
|
9 |
BOD (mg/l) |
2,52 - 3,84 |
2,64 - 3,14 |
1,64 - 2,40 |
3,10 - 5,42 |
Do đặc thù của hoạt động nuôi tôm có quy trình thay, xả nước theo từng vụ của các ao nuôi, do đó sẽ làm ảnh hưởng đến chất lượng nguồn nước mặt khu vực tiếp nhận nước thải. Các yếu tố chất lượng nước trong ao nuôi tôm được thu thập qua các đợt khảo sát và kế thừa một số các nghiên cứu trước (Bảng 2).
Bảng 2. Nồng độ chất ô nhiễm theo các thời kỳ sinh trưởng của tôm và nồng độ tính toán trong trường hợp xả thải cuối vụ
|
STT |
Chỉ tiêu |
Nồng độ ao nuôi[3](mg/l) |
Nồng độ trong trường hợp xả thải (mg/l) |
|---|---|---|---|
|
1 |
BOD5 |
66,8 – 106,8 |
130 |
|
2 |
COD |
240,0 – 350,0 |
300 |
|
3 |
Tổng N |
1,76 – 2,16 |
- |
|
4 |
Tổng P |
0,3 – 0,7 |
- |
|
5 |
N-NH4+ |
- |
12,7 |
|
6 |
Photphat |
- |
0,6 |
Tổng lượng nước xả thải ra sông, suối được tính toán từ diện tích nuôi theo quy hoạch [5], kết quảtrình bày trong bảng 3.
Bảng 3. Thống kê lưu lượng xả thải tại các khu vực nuôi tôm tập trung huyện Cần Giờ
|
TT |
Địa điểm |
Diện tích quy hoạch (ha) |
Diện tích ao lắng, ao xử lý (ha) |
Lưu lượng nước xả (m3/ngày) |
|---|---|---|---|---|
|
1 |
Xã Tam Thôn Hiệp |
93,0 |
23,25 |
2.325 |
|
2 |
Xã An Thới Đông |
420,0 |
105,0 |
14.350 |
|
3 |
Xã Lý Nhơn |
450,0 |
112,5 |
16.250 |
|
4 |
Xã Bình Khánh |
246 |
61,5 |
6.150 |
Giả thiết kịch bản mô hình lan truyền ô nhiễm là vào thời điểm các ao nuôi đồng loạt xả nước sau khi thu hoạch vào mùa khô, khi đó nồng độ ô nhiễm trong nước xả thải sẽ có giá trị cực đại, nguy cơ ô nhiễm môi trường là cao nhất.
3. KẾT QUẢ DỰ BÁO LAN TRUYỀN Ô NHIỄM
3.1. Khu NTTS AN Thới Đông
Khi sự cố xảy ra vào mùa khô, nước thải lan truyền theo hai hướng: hạ nguồn sông Lòng Tàu và gần đến điểm giao giữa sông Lòng Tàu và sông Dừa. Tuy nhiên, do ảnh hưởng của triều nên 95% dòng nước bị ô nhiễm lại lan truyền ngược về phía thượng nguồn.
Do xả thải DO trong nước sông giảm thấp< 4mg/l trên phạm vi 1,71km2. Trong đó, khoảng 75% diện tích có nồng dộ DO rất thấp, từ 0,7 - 2 mg/l, lan truyền với chiều dài khoảng 3,4 km về phía thượng nguồn. 25% diện tích mặt nước còn lại có nồng độ DO từ 2 - 4 mg/l, lan đều về phía hạ nguồn và thượng nguồn.
Kết quả mô phỏng cho thấy, phạm vi ảnh hưởng của N-NH4+ (với nồng độ từ 0,9 – 4,9 mg/l) là 1,97 km2 mặt nước. Trong đó, khoảng nồng độ từ 2,5 - 4,9 mg/l chiếm 2/5 tổng diện tích mặt nước. Tương tự như DO, NH4+ từ vị trí xả thải chủ yếu lan ngược về phía thượng nguồn khoảng 4,5 km và chỉ 0,2 km về phía hạ nguồn.
Lan truyền ô nhiễm BOD ảnh hưởng đến 2,24 km2 diện tích mặt nước, với nồng độ 15 - 48,9 mg/l, vượt từ 1 - 3,26 lần so với QCVN 08-MT:2015/BTNMT cột B1, và thậm chí 50% diện tích vượt cột B2. Hướng di chuyển ô nhiễm vào khoảng 4,2 km về phía thượng nguồn và 1,1 km về phía hạ nguồn (tính từ điểm xả thải).
Về phạm vi ảnh hưởng đối với khu vực ven bờ khi nguồn nước bị ô nhiễm (tính trong phạm vi khoảng 1 km từ mép nước vào đất liền), theo khoanh vùng nhạy cảm môi trường, khi sự cố xảy ra sẽ ảnh hưởng đến cả khu vực NTTS và diện tích RNM. Do khu vực này nằm tiếp giáp với vùng lõi RNM Cần Giờ, với chỉ số nhạy cảm [2] RNM được xác định rất cao (ESI = 6), trong khi chỉ số nhạy cảm của vùng NTTS cũng nằm trong mức trung bình cao (ESI = 4). Diện tích vùng nhạy cảm chịu ảnh hưởng được xác định: Vùng NTTS diện tích bị ảnh hưởng khoảng 144 - 161 ha, vùng RNM diện tích bị ảnh hưởng dao động từ 368 - 469 ha.
Hình 1. Kết quả mô phỏng khi xảy ra sự cố tại khu NTTS An Thới Đông
3.2. Khu NTTS Bình Khánh
Lan truyền chất ô nhiễm có xu hướng lan về Ngã 3 Nhà Bè và sau đó đi về hướng hạ nguồn sông Soài Rạp.
Nồng độ DO < 2 mg/l lan truyền trên phạm vi khá rộng, 12,7 km2 mặt nước, khoảng nồng độ từ 2 - 4 mg/l chiếm 21,27 km2. Khoảng cách ảnh hưởng của nồng độ DO thấp lan về cả thượng nguồn và hạ nguồn so với điểm xả thải, lần lượt là 9,8 km và 10,6 km.
Ô nhiễm NH4+ (với nồng độ 0,9 – 1,75 mg/l) ảnh hưởng đến khoảng 9,56 km2 mặt nước. Hướng di chuyển chất ô nhiễm lan về cả thượng nguồn và hạ nguồn so với điểm xả thải, lần lượt là 5,6 km và 4 km.
Phạm vi lan truyền các chất ô nhiễm vào mùa mưa giảm đáng kể so với mùa khô, với hướng lan truyền ô nhiễm về Ngã 3 Nhà Bè và sau đó đi về hướng hạ nguồn sông Soài Rạp.
Khi nguồn nước bị ô nhiễm sẽ có khả năng ảnh hưởng đến hoạt động khu vực ven bờ, theo bản đồ nhạy cảm môi trường, khu vực xảy ra sự cố nằm trong vùng được xác định có chỉ số nhạy cảm [2] trung bình cao (ESI = 4), với diện tích ảnh hưởng trong mùa khô từ 369 - 375 ha, phần đất này chủ yếu là diện tích phục vụ cho NTTS.
Hình 2. Kết quả mô phỏng khi xảy ra sự cố tại khu NTTS Bình Khánh
3.3. Khu NTTS Lý Nhơn
Lý Nhơn là xã nằm giáp biển, do đó dòng chảy chịu ảnh hưởng khá nhiều của triều và sóng biển. Khi sự cố xảy ra vào mùa khô, hướng di chuyển của dòng thải sẽ ra cửa sông Soài Rạp và lan truyền sang cửa sông Đồng Tranh.
Nồng độ DO < 2 mg/l trên phạm vi khá lớn, với diện tích khoảng 40 km2, và phạm vi ảnh hưởng chủ yếu về phía hạ nguồn khoảng 14 km. Sau đó, ô nhiễm giảm dần, nồng độ DO từ 2 - 4 mg/l tiếp tục kéo dài thêm khoảng 6,4 km ra phía biển, diện tích ô nhiễm khoảng 60,2 km2.
Ô nhiễm N-NH4+ với nồng độ vượt QCVN 08-MT:2015/BTNMT từ 1,1 - 2,17 lần, lan truyền trên phạm vi 75,79 km2 mặt nước, trong đó, mức ô nhiễm cực đại chủ yếu quanh phạm vi nguồn thải và lan về cả hai phía thượng nguồn (1,8 km) và hạ nguồn (6,5 km) so với nguồn thải. Tổng diện tích mặt nước bị ô nhiễm do N-NH4+ lên đến 75,8 km2, trong đó 3/5 diện tích là về phía biển.
Theo bản đồ nhạy cảm môi trường [2], khu vực NTTS xã Lý Nhơn nằm trong vùng có chỉ số nhạy cảm trung bình cao (ESI = 4). Tuy nhiên, khi sự cố xảy ra sẽ làm ô nhiễm nguồn nước, do đó sẽ dẫn tới ảnh hưởng đến diện tích đất đai khi sử dụng nguồn nước ô nhiễm này, trong đó bao gồm cả đất nông nghiệp, đất NTTS và đất RNM. Cụ thể:
+ Diện tích đất nông nghiệp bị ảnh hưởng từ 25 - 48ha
+ Diện tích NTTS bị ảnh hưởng tăng từ 133 - 401ha
+ Diện tích RNM bị ảnh hưởng là 318 - 337ha
Hình 3. Kết quả mô phỏng khi xảy ra sự cố tại khu NTTS Lý Nhơn
3.4. Khu NTTS Tam Thôn Hiệp
Hàm lượng chất ô nhiễm trong nước thay đổi gần như không đáng kể khi xả thải. Theo kịch bản lượng nước thải từ việc NTTS tại xã Tam Thôn Hiệp 2.350 m3/ngày đêm. Tuy nhiên theo kết quả mô phỏng các giá trị các thông số BOD, DO, N-NH4+ và PO43- đều nằm trong giới hạn cho phép của cột B1 QCVN 08-MT:2015/BTNMT.
Đối với thông số N-NH4+, nồng độ ô nhiễm cực đại đạt khoảng 0,7 - 0,8 mg/l, vượt 2,3 - 2,7 lần so với cột A2 QCVN 08-MT:2015/BTNMT, với phạm vi lan truyền ô nhiễm khoảng 3,3 - 3,4km.
4. ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP BVMT
4.1. Giải pháp quản lý
Các cấp, ngành, chính quyền cần tăng cường công tác tuyên truyền nâng cao ý thức chấp hành pháp luật về BVMT đối với các cơ sở NTTS; nâng cao chất lượng, hiệu quả công tác thẩm định, phê duyệt báo cáo đánh giá tác động môi trường và xác nhận kế hoạch BVMT; Tăng cường công tác chỉ đạo các cơ sở NTTS thực hiện các chương trình giám sát, quan trắc môi trường định kỳ, cảnh báo môi trường ở các vùng nuôi tập trung, vùng cửa sông, ven biển để kịp thời phát hiện, xử lý tình trạng ô nhiễm môi trường (nếu có).
Hỗ trợ xây dựng hệ thống tiền xử lý các chất thải phát sinh từ hoạt động NTTS, giảm hàm lượng ô nhiễm trước khi đưa vào nguồn tiếp nhận.
Tuyên truyền, hỗ trợ và khuyến khích các hộ gia đình đang hoạt động NTTS triển khai theo đúng quy hoạch và quy trình nuôi, trong đó tuân thủ kỹ thuật NTTS thân thiện môi trường, tuân thủ sử dụng nguồn nước cấp cho các ao nuôi và khu vực xả nước từ ao nuôi, thay đổi nước ao nuôi định kỳ để đảm bảo điều kiện NTTS, ưu tiên biện pháp bổ sung nước tái sử dụng từ các ao khác trong khu vực được cấp phép hoạt động NTTS để giảm tác động đến vùng hạ lưu do quá trình xả nước ao nuôi.
4.2. Giải pháp kỹ thuật
Khắc phục ô nhiễm nước ao thông qua việc khuyến khích áp dụng các quy trình "Nuôi tôm an toàn sinh học” nói không với kháng sinh, hoặc “Nuôi tôm công nghệ cao”.
Trong suốt quá trình nuôi nên lưu ý các yêu cầu: Xử lý nguồn nước trước khi đưa vào ao lắng và cấp nước qua lưới lọc để loại bỏ tạp chất; Nuôi tôm mật độ vừa phải; Quản lý thức ăn hợp lý, không cho ăn quá nhiều gây dư thừa; Sử dụng các loại thiết bị đo nhằm kiểm soát chất lượng nước trong suốt quá trình nuôi; Bố trí hệ thống quạt nước, sục khí phù hợp; Tiến hành Xi phong đáy thường xuyên; Định kỳ sử dụng chế phẩm sinh học phân hủy hợp chất hữu cơ dưới ao.
Ngoài ra, các doanh nghiệp, hộ nuôi cần phải tập trung đầu tư và vận hành các hệ thống thu gom tập trung, phân loại và quản lý chuyển giao chất thải đúng quy định, xây dựng hệ thống xử lý nước thải tập trung… Đối với hệ thống XLNT, lưu ý ứng dụng công nghệ sinh thái: sử dụng đất ngập nước (wetland) để xử lý ô nhiễm. Tại đây, chất hữu cơ lơ lửng sẽ được phân hủy sinh học và nước sau xử lý có thể tận dụng nuôi các loài thủy sản như: Cá rô phi, cá nâu, sò, nghêu… để tiếp tục xử lý các chất rắn lơ lửng, rong tảo.
Nguyễn Văn Phước1, Vũ Văn Nghị2
1Viện Môi trường và Tài nguyên
2Trường Đại học Khoa học Tự nhiên TP. Hồ Chí Minh
(Nguồn: Bài đăng trên Tạp chí Môi trường, số Chuyên đề Tiếng việt 1/2020)
Lời cảm ơn: Nghiên cứu được tài trợ bởi Đại học Quốc gia TP. Hồ Chí Minh (ĐHQG-HCM) trong khuôn khổ Đề tài NCKH mã số B2017-24-01.
Tài liệu tham khảo
|
FORECASTING EFFECTS TO THE ENVIRONMENT DUE BY THE CONCENTRATION OF AQUATIC RESOURCES IN CAN GIO DISTRICT Nguyen Van Phuoc1, Vu Van Nghi2 1Institute for Environment and Resources 2University of Natural Sciences HCMC
Abstract: In recent years, aquaculture activities in Ho Chi Minh City have been increasing, especially in Can Gio area due to the combination of natural mangroves. In addition to the economic benefits, aquaculture is a threat to water resources and ecosystems. This paper presents the results of the prediction of the impact of intensive shrimp farming in four planned areas of Can Gio District, Tam Thon Hiep, Binh Khanh, An Thoi Dong and Ly Nhon through the use of MIKE21 model. The results show that, if not well controlled, it can adversely affect the water quality of the two basins of Dong Tranh and Long Tau. Key words: wastewater discharge incidents, MIKE21 model, damage quantification, incident response. |
