06/11/2024
Tóm tắt:
Vùng biển ven bờ tỉnh Quảng Trị tiếp nhận một lượng nước thải từ các huyện Vĩnh Linh, Gio Linh, Triệu Phong và Hải Lăng với các nguồn thải chính là sinh hoạt, nuôi trồng thủy sản và chăn nuôi. Do tỷ lệ trao đổi nước thấp (R: 58,89 %) và tải lượng chất ô nhiễm được thải vào vùng biển gần bờ là cao, đã dẫn đến nồng độ một số thông số trong nước biển vượt quá giới hạn. Kết quả nghiên cứu bằng phương pháp mô phỏng đã cho thấy sức chịu tải vùng biển gần bờ tỉnh Quảng Trị năm 2030 là giảm đáng kể. Với tải lượng chất ô nhiễm thải vào vùng biển gần bờ tỉnh Quảng Trị thì đã qua tải đối với hầu hết các thông số thuộc nhóm chất hữu cơ và dinh dưỡng. Dựa vào kết quả nghiên cứu, một số giải pháp bảo vệ môi trường vùng biển gần bờ tỉnh Quảng Trị đã được đề xuất là: i/ Quản lý ô nhiễm, ii/ Tăng cường sự lưu thông của nước biển và iii/ Sự tham gia của cộng đồng.
Từ khóa: Chất lượng nước biển ven bờ, mô phỏng, khả năng chịu tải môi trường, tỉnh Quảng Trị.
Environmental carrying capacity assessment in coastal of Quang Tri province
Abstract:
The coastal waters of Quang Tri province is received wastewater from Vinh Linh, Gio Linh, Trieu Phong and Hai Lang districts with the main waste sources being daily life, livestock and aquaculture. Beacause of the low water exchange rate (R: 58.89 %) and high pollutants load in effluents is discharged into near-shore waters, the concentration of some parameters in sea water has exceeded the limit of QCVN. Simulation-research results have shown that the environmental carrying capacity of near-shore waters in Quang Tri province in 2030 will decrease significantly. With the pollutants load of effluents is discharged into the coastal waters of Quang Tri province, most parameters in the organic and nutrient groups are overloaded. Based on the research results, environmental protection solutions for near-shore waters of Quang Tri province have been proposed: i/ Pollution management, ii/ Redistribution of of sea water circulation and iii/ Engagement of community.
Keywords: Coastal water quality, simulation, environmental carrying capacity, Quang Tri province.
1. Mở đầu
Vùng biển gần bờ và cửa sông là nơi tiếp nhận rất nhiều loại chất thải từ trong đất liền thải vào và bị “ô nhiễm”. Khái niệm về ô nhiễm biển được đưa ra bởi nhóm chuyên gia về khoa học ô nhiễm biển (GESAMP 1986): “Ô nhiễm bờ biển là việc đưa các chất hoặc bất kỳ dạng năng lượng nào vào môi trường ven biển, dẫn đến hoặc có khả năng dẫn đến những tác động bất lợi đến hệ sinh thái do những thay đổi về đặc tính vật lý, hóa học và/hoặc sinh học của nó”. Sự ô nhiễm môi trường biển gần bờ gây sức ép lên chất lượng nước biển và giảm khả năng chịu tải của các vùng biển gần bờ và cửa sông. Sức chịu tải môi trường (Environmental Carrying Capacity - ECC) được định nghĩa là “Số lượng tối đa của các hoạt động và người sử dụng thường xuyên hoặc theo mùa mà hệ thống tài nguyên lãnh thổ có thể chịu đựng mà không ảnh hưởng đến đặc tính riêng của nó” (Céline, Pottier and Pouillaude 2008). Có nhiều phương pháp luận được áp dụng để đánh giá sức chịu tải môi trường như tiếp cận phát triển bền vững (Madeira, et al. 2018), đánh giá toàn diện sức chịu tải tài nguyên môi trường (Zeng, et al. 2023), đánh giá theo 03 trụ cột phát triển bền vững được áp dụng ở vùng ven biển Giang Tô, miền đông Trung Quốc (Liu, et al. 2020), phương pháp TOPSIS hoặc hệ thống thông tin địa lý - GIS (Xu, et al. 2021)… Phương pháp đánh giá sức chịu tải môi trường biển được sử dụng phổ thông nhất là phương pháp được phát triển từ năm 1986 bởi nhóm chuyên gia về khoa học ô nhiễm biển (GESAMP 1986). Ở nước ta, hầu hết các nghiên cứu đánh giá về sức chịu tải vùng biển đều sử dụng phương pháp này như đánh giá sức tải môi trường ở vịnh Hạ Long - Bái Tử Long (Thạnh, et al. 2012), nghiên cứu về sức chịu tải môi trường các thủy vực tiêu biểu ven bờ ở Việt Nam (Diệu, et al. 2016), nghiên cứu về đánh giá sức chịu tải môi trường vùng ven biển qui mô nhỏ cấp địa phương ở vùng ven biển đảo Cát Bà, Hải Phòng (Trang và Hoa 2009)… Tỉnh Quảng Trị có vị trí thuận lợi để đẩy mạnh phát triển kinh tế biển nhưng việc làm này cũng sẽ gây áp lực lớn đến tài nguyên và môi trường vùng ven biển của tỉnh, tạo nên sức ép đối với sức tải môi trường vùng biển gần bờ tỉnh Quảng Trị. Sức chịu tải môi trường của vùng biển gần bờ là hữu hạn và đánh giá sức chịu tải là một phần của chiến lược quản lý môi trường vùng ven biển (UNEP 1995). Chính vì vậy, để kiểm soát ô nhiễm môi trường biển trên địa bàn tỉnh có hiệu quả, việc đánh giá khả năng chịu tải môi trường phục vụ công tác quản lý tài nguyên và môi trường biển là quan trọng và cần thiết. Trong nghiên cứu này chỉ xét đến sức chịu tải môi trường vật lý nghĩa là xác định giới hạn chịu tải chất ô nhiễm trong vùng biển gần bờ tỉnh Quảng Trị mà không xét đến các nguyên nhân, cơ chế phát thải.
2. Phương pháp và nguyên liệu
2.1. Phạm vi nghiên cứu
Vùng biển gần bờ tỉnh Quảng Trị được phân chia thành 1.631 ô. Diện tích, độ sâu các ô bờ được sử dụng cho tính toán thể tích (V) vùng biển gần bờ. Số lượng các ô bờ được phân chia theo từng xã/thị trấn như được thể hiện trong Bảng 1.
Bảng 1. Số lượng ô bờ được phân chia theo địa phương
|
Huyện ven biển |
Xã, thị trấn ven biển |
Số ô bờ |
Số thứ tự ô bờ |
|
Huyện Vĩnh Linh |
Xã Vĩnh Thái |
291 |
1-291 |
|
Xã Kim Thạch |
217 |
292-508 |
|
|
Thị trấn Cửa Tùng |
141 |
509-649 |
|
|
Huyện Gio Linh |
Xã Trung Giang |
175 |
650 - 824 |
|
Xã Gio Hải |
128 |
825-952 |
|
|
Thị trấn Cửa Việt |
75 |
953-1027 |
|
|
|
|
5 |
1028-1032 |
|
Huyện Triệu Phong |
Xã Triệu An |
126 |
1033-1158 |
|
Xã Triệu Vân |
124 |
1159-1282 |
|
|
Xã Triệu Lăng |
101 |
1283-1383 |
|
|
Huyện Hải Lăng |
Xã Hải An |
128 |
1384-1511 |
|
Xã Hải Khê |
120 |
1512-1631 |
|
|
Tổng |
|
1.631 |
|
Phạm vi nghiên cứu là vùng nước biển gần bờ được xác định theo hướng dẫn của Bộ Tài nguyên và Môi trường (Bộ TNMT 2016) “nằm trong phạm vi từ đường mực nước triều cao trung bình nhiều năm đến đường mép nước biển thấp nhất trung bình trong nhiều năm”, kéo dài 75 km từ xã Vĩnh Thái (huyện Vĩnh Linh, phía Bắc) vào đến xã Hải Khê (huyện Hải Lăng, phía Nam) như được thể hiện trong Hình 1.
Hình 1. Khu vực nghiên cứu
2.2. Phương pháp nghiên cứu
Để đánh giá khả năng chịu tải môi trường nước biển gần bờ tỉnh Quảng Trị, các phương pháp nghiên cứu đã được sử dụng như sau:
2.2.1. Phương pháp khảo sát, đo đạc thực tế và kế thừa
a) Số liệu mực nước triều, dòng chảy: Các yếu tố sóng, dòng chảy được đo bằng thiết bị AWAC AST và độ sâu được đo bằng thiết bị đo mực nước tự động. Máy được thiết lập với tần suất đo mực nước, đo sóng theo từng giờ và đo tự động liên tục trong suốt khoảng thời gian đo đạc (xem Bảng 2 và Hình 2).
Bảng 2. Vị trí các trạm đo sóng, dòng chảy và mực nước
|
TT |
Tên trạm |
Hệ tọa độ WGS 1984 |
Ghi chú |
|
|---|---|---|---|---|
|
Lat (độ) |
Long (độ) |
|||
|
1 |
Trạm S1: Trạm đo sóng và dòng chảy |
17° 1'32.13"N |
107° 7'33.89"E |
Khu vực Cửa Tùng |
|
2 |
Trạm S2: Trạm đo sóng và dòng chảy |
16°54'50.00"N |
107°12'47.20"E |
Khu vực Cửa Việt |
|
3 |
Trạm Cửa Việt: trạm đo mực nước |
16053’N |
107010’E |
Trạm thủy văn |
|
4 |
Trạm Cồn Cỏ: trạm đo mực nước |
17° 9'20.69"N |
107°20'49.99"E |
Trạm quốc gia |
|
5 |
Trạm Hiền Lương: trạm đo mực nước |
17000’N |
107005’E |
Trạm thủy văn |
Thời gian khảo sát trạm S1: Từ 11h00 ngày 20/6/2023 đến 11h00 ngày 27/6/2023, thực hiện đo vận tốc dòng chảy và hướng dòng theo các tầng độ sâu.
Thời gian khảo sát trạm S2: Từ 11h30 ngày 12/6/2023 đến 12h30 ngày 19/6/2023, thực hiện đo vận tốc dòng chảy và hướng dòng theo các tầng độ sâu.
Các số liệu mực nước triều: Dự báo bởi mô hình triều toàn cầu FES2014 do AVISO cung cấp, cũng được sử dụng để tạo biên mô hình, hiệu chỉnh và kiểm định mô hình.
Hình 2. Số liệu quan trắc mực nước tại các trạm quan trắc
b) Số liệu kế thừa: Cơ sở dữ liệu về mực nước được kế thừa từ kết quả quan trắc của các trạm thủy hải văn, được thu thập, bổ sung, cập nhật đến tháng 12/2021 (Cồn Cỏ), tháng 12/2022 (trạm Cửa Việt) và tháng 8/2023 (trạm Hiền Lương).
Các số liệu về chất lượng nước biển gần bờ được trích dẫn từ kết quả quan trắc tài nguyên và môi trường tỉnh Quảng Trị giai đoạn 2019 – 2023 (Sở TNMT 2023).
2.2.2. Phương pháp mô hình thủy động lực và lan truyền, biến đổi chất ô nhiễm
a) Mô hình mô phỏng thủy động lực: Mô hình MIKE21/3 Coupled FM với các module HD, SW được sử dụng để mô phỏng chế độ thủy động lực. Mô hình MIKE21/3 Coupled FM và mô hình MIKE 21 Ecolab được sử dụng cho nhóm mô hình chi tiết. Các dữ liệu được sử dụng cho mô hình mô phỏng bao gồm:
Số liệu về địa hình: Sử dụng bản đồ địa hình đáy biển tỉ lệ 1/50.000, 1/10.000 (2002 – 2007) ở vùng ven bờ tỉnh Quảng Trị, địa hình biển Đông từ SRTM15_PLUS V1.0 của Viện Hải dương học Scripps thuộc Đại học California (Mỹ).
Số liệu về mực nước và dòng chảy: Đo trực tiếp tại các trạm thủy hải văn (Bảng 2) và kế thừa cơ sở dữ liệu của các trạm thủy hải văn Cửa Việt (đến tháng 12/2022), Hiền Lương (đến tháng 8/2023) và Cồn Cỏ (đến tháng 12/2021).
Số liệu về sóng: Thực hiện khảo sát và đo sóng tại khu vực biển Quảng Trị - trạm S1, S2 năm 2023 (xem Bảng 2).
Số liệu về gió và áp khí nền: Kế thừa và trích dẫn từ kết quả mô hình khí hậu toàn cầu CFSR (Climate Forecast System Reanalysis) của Trung tâm dự báo môi trường thuộc Cơ quan quản lý đại dương và khí quyển Mỹ (NCEP/NOAA).
Số liệu về bão, áp thấp nhiệt đới: Được thu thập từ cơ quan khí tượng Nhật Bản (http://agora.ex.nii.ac.jp/digital-typhoon/).
Nhóm mô hình 1: Mô hình toàn Biển Đông được sử dụng để mô phỏng quá trình thủy triều cũng như sóng và nước dâng do bão truyền từ ngoài khơi vào khu vực gần bờ.
Nhóm mô hình 2 (mô hình chi tiết – Hình 3): Mô hình 2D được nghiên cứu về chế độ thủy động lực và quá trình lan truyền chất khu vực biển gần bờ tỉnh Quảng Trị.
Hình 3. Mô hình toàn biển Đông (trái) và mô phỏng mô hình 2D ven biển chi tiết khu vực biển tỉnh Quảng Trị (phải)
b) Mô hình mô phỏng lan truyền chất lượng nước: Sử dụng phần mềm MIKE ECOLAB được phát triển bởi DHI (Đan Mạch), có thể tích hợp với modul thủy động lực MIKE 21 FM, MIKE SW.
Số liệu nền về hiệu chỉnh mô hình: Sử dụng kết quả quan trắc chất lượng nước biển ven bờ tỉnh Quảng Trị 5 năm liên tục (Sở TNMT 2023).
Các thông số mô phỏng: BOD5, COD, NH4+, PO43-, chất rắn lơ lửng (TSS) được lựa chọn để mô phỏng vì đây là các hợp chất có tính chất liên quan đến các quá trình quang hợp, phân huỷ, lắng đọng, khuyếch tán và trao đổi nước. Thông số NO2- được tính theo hệ số 0,076 đối với ammonia (NH4+) (Thạnh, et al. 2012).
Kịch bản mô phỏng chất lượng nước biển gần bờ: Dựa vào số liệu hiện trạng theo gió mùa, độ sâu đến năm 2030 và dựa vào kịch bản năm khí hậu đặc trưng (năm 2014 - 2015) của tỉnh Quảng Trị (Kịch bản: gió mùa Đông Bắc). Chất lượng nước biển gần bở tỉnh Quảng Trị được mô phỏng theo tình trạng hiện tại và đến năm 2030.
Bảng 3. Sai số mô phỏng chất lượng nước biển gần bờ tỉnh Quảng Trị
|
Thông số |
DO |
NH4+ |
NO2- |
PO43- |
TSS |
|
Sai số mô phỏng - hiện trạng (%) |
1,17 |
4,09 |
4,09 |
1,90 |
0,47 |
|
Sai số mô phỏng - năm 2030 (%) |
1,14 |
8,93 |
8,93 |
4,23 |
0,48 |
2.2.3. Phương pháp tính toán tải lượng và sức tải môi trường
a) Tính tải lượng các chất ô nhiễm:
Tải lượng các chất ô nhiễm được tính theo công thức (1) (Economopoulos 1993):
|
L = S x N |
(1) |
Trong đó:
L: Tải lượng chất ô nhiễm (kg/năm).
S: Hệ số phát thải của nước thải sinh hoạt (Economopoulos 1993), nuôi trồng thủy sản (Thạnh, et al. 2012) và chăn nuôi (Polprasert 2007) (kg/năm).
N: Số lượng nguồn hoạt động (đơn vị/năm) được tham khảo từ Báo cáo phân vùng rủi ro ô nhiễm biển và hải đảo tỉnh Quảng Trị (Phước 2023).
b) Tính sức tải môi trường:
Sức tải môi trường được tính theo công thức (2) (GESAMP 1986):
|
EC = (CQCVN - Cnam2030) * (1 + R) * V |
(2) |
Trong đó:
EC: Năng lực môi trường (tấn)
CQCVN: Nồng độ giới hạn thông số chất lượng nước biển vùng ven bờ theo QCVN 10-MT:2015/BTNMT (g/m3).
Cnam2030: Nồng độ thông số chất lượng nước biển gần bờ (g/m3).
R: Tỷ lệ trao đổi nước của vùng biển được nghiên cứu (%). Được tính từ tỷ lệ nước vào (ra) so với thể tích toàn bộ vùng biển gần bờ.
V: Thể tích nước trung bình của vùng biển được nghiên cứu (m3). Được tính từ tổng thể tích của mỗi ô bờ, được tính theo công thức (3):
|
|
(3) |
Trong đó:
Si1, Si2, Si3, Si4 : tổng diện tích ô bờ, tương ứng với từng ô lưới ở vùng biển gần bờ các huyện Vĩnh Linh, Gio Linh, Triệu Phong và Hải Lăng (xem Hình 1).
H1, H2, H3, H4: độ sâu trung bình vùng biển gần bờ, tương ứng các huyện Vĩnh Linh, Gio Linh, Triệu Phong và Hải Lăng.
3. Kết quả và thảo luận
3.1. Mô phỏng chất lượng nước biển gần bờ tỉnh Quảng Trị
Kịch bản chất lượng nước theo hiện trạng được lấy mốc trong năm 2014 – 2015, là năm không có biến động đáng kể nào về yếu tố khí hậu, của song biển đến vùng nghiên cứu. Đặc biệt trong năm 2014 – 2015, vùng nghiên cứu không chịu ảnh hưởng bất lợi nào bởi thời tiết cực đoan.
Chất lượng nước biển gần bờ tỉnh Quảng Trị được mô phỏng và cho thấy nồng độ các thông số trong nước biển thay đổi không đồng đều giữa các vị trí, điều này được lý giải do ảnh hưởng của dòng chảy ven bờ và tác động của sóng biển đến khu vực nghiên cứu. Kết quả tính toán mô phỏng chất lượng nước biển gần bờ tỉnh Quảng Trị được trình bày trong Bảng 4.
Bảng 4. Kết quả mô mô phỏng chất lượng nước biển gần bờ tỉnh Quảng Trị
|
Thông số |
BOD5 |
COD |
NH4+ |
NO2- |
PO43- |
TSS |
|
|
Mô phỏng theo hiện trạng |
|||||||
|
Địa phương |
Vĩnh Linh |
2,54 |
4,45 |
0,16 |
0,012 |
0,062 |
5,46 |
|
Gio Linh |
3,89 |
7,66 |
0,40 |
0,031 |
0,147 |
8,18 |
|
|
Triệu Phong |
2,98 |
8,28 |
0,26 |
0,020 |
0,100 |
7,01 |
|
|
Hải Lăng |
1,35 |
7,18 |
0,16 |
0,012 |
0,068 |
5,84 |
|
|
Mô phỏng năm 2030 |
|||||||
|
Địa phương |
Vĩnh Linh |
1,03 |
5,30 |
0,38 |
0,029 |
0,136 |
5,29 |
|
Gio Linh |
2,37 |
9,83 |
0,66 |
0,050 |
0,213 |
7,70 |
|
|
Triệu Phong |
2,60 |
7,46 |
0,44 |
0,034 |
0,205 |
8,03 |
|
|
Hải Lăng |
1,97 |
4,57 |
0,67 |
0,051 |
0,284 |
5,66 |
|
ình 4. Điển hình mô phỏng nồng độ BOD5 trong nước biển gần bờ tỉnh Quảng Trị theo hiện trạng (hình bên trái) và năm 2030 (hình bên phải)
Kịch bản theo hiện trạng: Nồng độ BOD5 dao động từ 1,35 đến 3,89 mg/L, COD dao động từ 4,85 đến 8,28 mg/L và các giá trị này đều đạt QCVN 08-MT/BTNMT. Nồng độ ammonia trong nước biển gần bờ nằm trong khoảng từ 0,16 mg/L (Vĩnh Linh) đến 0,40 mg/L (Gio Linh) và các giá trị này đều vượt quá giá trị giới hạn của QCVN 10-MT/BTNMT (quy định tối đa là 0,1 mg/L). Nồng độ các chất ô nhiễm khác trong nước biển gần bờ là thấp như nitrite (0,012 - 0,031 mg/L), phosphate (0,062 – 0,147 mg/L), TSS (5,5 - 8,2 mg/L) và đều đạt QCVN tương ứng. So với các giá trị giới hạn theo quy định của Việt Nam thì nước biển gần bờ tỉnh Quảng Trị được phân loại là bị ô nhiễm thấp. Kết quả mô phỏng cho thấy, mức độ ô nhiễm cao hơn ở khu vực huyện Gio Linh và huyện Triệu Phong và nguyên nhân có thể là do là nơi tiếp nhận nước từ trong đất liền đổ vào biển qua Cửa Tùng (huyện Gio Linh) và Cửa Việt (huyện Triệu Phong).
Kịch bản năm 2030: Năm 2030, ô nhiễm hữu cơ có xu hướng giảm, nồng độ BOD5 có xu hương giảm dần về phía Bắc của tỉnh Quảng Trị với mức giảm 10%, 40%, 50% tương ứng với các huyện Triệu Phong, Gio Linh, Vĩnh Linh. Riêng huyện Hai Lăng, nồng độ BOD5 tăng 50%. Xét trong tổng thể vùng biển gần bờ tỉnh Quảng Trị, mức độ ô nhiễm cao nhất ở vùng biển gần bờ huyện Gio Linh và giảm dần về hướng bắc và hướng Nam, mức độ ô nhiễm thấp nhất là ở khu vực huyện Hải Lăng (xem Bảng 4). So với kết quả mô phỏng hiện trạng, chỉ có mức độ ô nhiễm dinh dưỡng (mmonia, nitrite, phosphate) là tăng đáng kể, tăng khoảng 1,6 – 6,6 lần (ammonia và nitrite), tăng khoảng 1,5 – 4,2 lần (phosphate). Các thông số khác biến động không đáng kể như nồng độ COD tăng ở huyện Vĩnh Linh nhưng có xu hướng giảm về phía Nam, giảm 50% ở huyện Hải Lăng. Ngược lại, nồng độ TSS có xu hướng tăng nhẹ về phía Nam và mức tăng cao nhất khoảng 10% tại khu vực biển gần bờ huyện Triệu Phong. Một số đặc điểm đáng chú ý về mức độ ô nhiễm vùng biển gần bờ tỉnh Quảng Trị năm 2030 là:
i) Nồng độ BOD5 trong thời kỳ gió mùa Đông Bắc đạt giá trị lớn nhất trong năm, dao động khoảng 4 – 10 mg/l tại các vị trí (Hình 4, bên phải). Trong các tháng gió chuyển tiếp từ Đông Bắc sang Tây Nam và ngược lại, nồng độ BOD5 tại các vị trí thay đổi khá ổn định , tăng dần trong mùa gió từ Tây Nam sang Đông Bắc (tháng 9 - 10) và giảm dần trong mùa gió từ Đông Bắc sang Tây Nam (tháng 2 - 3).
ii) Nồng độ ammonia (NH4+) có xu thế ít thay đổi trên toàn miền. Giá trị NH4+ lớn nhất xuất hiện vào tháng 11 - thời kỳ gió mùa Đông Bắc (xấp xỉ 0,607 mg/l) tại cửa Việt và nhỏ nhất vào tháng 6 và tháng 7 - thời kỳ gió mùa Tây Nam (xấp xỉ 0,114 mg/l). Các tháng 1 đến tháng 4 (thời kỳ chuyển tiếp gió mùa Đông Bắc sang Tây Nam) và từ tháng 9 đến tháng 10 (thời kỳ chuyển tiếp từ Tây Nam sang Đông Bắc), nồng độ ammonia là tương đối ổn định (0,10 - 0,25 g/l).
iii) Nồng độ phosphate có xu hướng tăng dần về hướng Nam của vùng biển Quảng Trị và vượt giới hạn của QCVN 10-MT:2015/BTNMT ở khu vực biển gần bờ các huyện Gio Linh, Triệu Phong, Hải Lăng và nitrite tăng cao ở huyện Gio Linh và Hải Lăng.
3.2. Sức chịu tải môi trường vùng biển gần bờ tỉnh Quảng Trị
3.2.1. Tính toán tỷ lệ trao đổi nước và thể tích vùng biển gần bờ
Kết quả mô phỏng cho thấy, độ sâu của vùng biển gần bờ tỉnh Quảng Trị có xu hướng giảm từ Bắc vào Nam, tương ứng độ sâu giảm từ 1,07 m (huyện Vĩnh Linh) xuống còn 0,78 m (huyện Hải Lăng). Hai yếu tố trực tiếp liên quan đến khả năng trao đổi nước là thể tích của vùng biển gần bờ V và lưu lượng nước vào - ra. Trong nghiên cứu này, thể tích V trong mô hình vùng biển gần bờ tỉnh Quảng Trị được tính theo công thức (3) và lưu lượng nước qua chảy qua vùng nghiên cứu (biển gần bờ) được tính bởi sự chênh lệch giữa thủy triều cao (Hmax) với thủy triều thấp (Hmin).
Các kết quả tính toán (Bảng 5) cho thấy tỷ lệ nước vào (hoặc ra) so với thể tích vùng biển gần bờ các huyện thuộc tỉnh Quảng Trị dao động trong khoảng từ 49,9 – 69,9%, khu vực phía Nam (huyện Triệu Phong và Hải Lăng) tỷ lệ này là cao hơn, ở khoảng 61,8 – 68,9%. Trong khi đó, tỷ lệ nước vào (ra) so với tỷ lệ trung bình của toàn vùng là khá thấp, với giá trị biến đổi từ 49,9% đến 50,1%.
Bảng 5. Lượng nước và tỷ lệ nước trao đổi tại vùng biển gần bờ tỉnh Quảng Trị
|
Khu vực |
Diện tích |
Thể tích |
Lượng nước trao đổi (m3) |
Tỷ lệ nước trao đổi (%) |
||
|
Nước vào |
Nước ra |
Nước vào |
Nước ra |
|||
|
Vĩnh Linh |
2.109.961 |
2.264.713 |
1.134.502 |
1.130.211 |
50,09 |
49,91 |
|
Gio Linh |
1.021.064 |
999.913 |
549.015 |
546.938 |
54,91 |
54,70 |
|
Triệu Phong |
1.044.632 |
905.229 |
561.687 |
559.562 |
62,05 |
61,81 |
|
Hải Lăng |
693.396 |
540.767 |
372.831 |
371.421 |
68,94 |
68,68 |
3.2.2. Tải lượng ô nhiễm vùng biển gần bờ tỉnh Quảng Trị
Các chất gây ô nhiễm phát sinh từ các nguồn thải được đưa vào vùng biển gần bờ tỉnh Quảng Trị phụ thuộc vào tỷ lệ rửa trôi của từng thông số ô nhiễm. Tải lượng các chất ô nhiễm được tính toán dựa vào tỷ lệ rửa trôi của từng thông số trong mỗi nguồn thải và vì vậy tải lượng chất ô nhiễm sẽ được giảm một tỷ lệ nhất định. Tỷ lệ này được tính toán bởi Tổ chức hợp tác quốc tế Nhật Bản (JICA) và công bố trong báo cáo về sức tải môi trường vùng ven biển (Thạnh, et al. 2012) như COD khoảng 0,5 - 0,7 (nước thải sinh hoạt) hoặc khoảng 0,2 - 0,5 (nước thải chăn nuôi), ammonia khoảng 0,8 - 0,9 (nước thải sinh hoạt) hoặc khoảng 0,6 - 0,8 (nước thải chăn nuôi)…
Bảng 6. Dự báo tải lượng chất ô nhiễm đưa vào vùng biển gần bờ tỉnh Quảng Trị
|
Thông số |
Tải lượng chất ô nhiễm ở vùng biển gần bờ tỉnh Quảng Trị (tấn/ngày) |
||||
|
Vĩnh Linh |
Gio Linh |
Triệu Phong |
Hải Lăng |
Tỉnh Quảng Trị |
|
|
BOD5 |
0,180 |
0,132 |
0,138 |
0,086 |
0,536 |
|
COD |
1,269 |
0,918 |
0,975 |
0,616 |
3,778 |
|
NH4+ |
0,100 |
0,076 |
0,077 |
0,046 |
0,298 |
|
NO2- |
0,008 |
0,006 |
0,006 |
0,004 |
0,023 |
|
PO43- |
0,035 |
0,021 |
0,027 |
0,020 |
0,103 |
|
TSS |
2,59 |
1,90 |
1,99 |
1,25 |
7,73 |
Như vậy, hàng ngày vùng biển gần bờ tỉnh Quảng Trị phải tiếp nhận một lượng chất thải rất lớn là 3,8 tấn COD, 0,5 tấn BOD5, 0,3 tấn ammonia, 0,1 tấn phosphate, 7,7 tấn TSS (Bảng 6). Nhìn chung, tải lượng các chất ô nhiễm đưa vào vùng biển gần bờ tỉnh Quảng Trị có xu hướng giảm đáng kể về phía Nam và thấp nhất tại huyện Hải Lăng, với tải lượng các chất ô nhiễm chỉ bằng khoảng 15,5 – 19,0% giá trị trung bình toàn tỉnh Quảng Trị.
3.2.3. Tính toán sức chịu tải môi trường vùng biển gần bờ tỉnh Quảng Trị
Kết quả tính toán sức tải môi trường và khả năng đạt tải theo các thông số gây ô nhiễm của vùng biển gần bờ tỉnh Quảng Trị là được thể hiện trong Bảng 7.
Bảng 7. Sức tải môi trường vùng biển gần bờ tỉnh Quảng Trị năm 2030
|
Huyện Vĩnh Linh |
||||||
|
|
BOD5 |
COD |
NH4+ |
NO2- |
PO43- |
TSS |
|
Nồng độnam2030 (g/m3) |
1,03 |
5,30 |
0,380 |
0,029 |
0,136 |
5,29 |
|
1 + R (%) |
1,50 |
1,50 |
1,50 |
1,50 |
1,50 |
1,50 |
|
V (triệu m3) |
2,265 |
2,265 |
2,265 |
2,265 |
2,265 |
2,265 |
|
EC (tấn/ngày) |
0,046 |
0,090 |
-0,003 |
0,000 |
0,001 |
0,416 |
|
Tải lượng (tấn/ngày) |
0,180 |
1,269 |
0,100 |
0,008 |
0,035 |
2,591 |
|
Tỷ lệ đạt thải (%) |
3,88 |
14,06 |
-38,20 |
38,71 |
59,29 |
6,23 |
|
Huyện Gio Linh |
||||||
|
Nồng độnam2030 (g/m3) |
2,37 |
9,83 |
0,660 |
0,049 |
0,213 |
7,7 |
|
1 + R (%) |
1,55 |
1,55 |
1,55 |
1,55 |
1,55 |
1,55 |
|
V (triệu m3) |
1,000 |
1,000 |
1,000 |
1,000 |
1,000 |
1,000 |
|
EC (tấn/ngày) |
0,015 |
0,022 |
-0,002 |
0,000 |
0,000 |
0,179 |
|
Tải lượng (tấn/ngày) |
0,132 |
0,918 |
0,076 |
0,006 |
0,021 |
1,895 |
|
Tỷ lệ đạt thải (%) |
8,55 |
41,89 |
-31,80 |
1353,45 |
-389,29 |
10,56 |
|
Huyện Triệu Phong |
||||||
|
Nồng độnam2030 (g/m3) |
2,60 |
7,46 |
0,440 |
0,034 |
0,205 |
8,03 |
|
1 + R (%) |
1,62 |
1,62 |
1,62 |
1,62 |
1,62 |
1,62 |
|
V (triệu m3) |
0,905 |
0,905 |
0,905 |
0,905 |
0,905 |
0,905 |
|
EC (tấn/ngày) |
0,014 |
0,030 |
-0,001 |
0,000 |
0,000 |
0,169 |
|
Tải lượng (tấn/ngày) |
0,138 |
0,975 |
0,077 |
0,006 |
0,027 |
1,993 |
|
Tỷ lệ đạt thải (%) |
10,12 |
32,19 |
-56,28 |
90,89 |
-1328,58 |
11,82 |
|
Huyện Hải Lăng |
||||||
|
Nồng độnam2030 (g/m3) |
1,97 |
4,57 |
0,670 |
0,051 |
0,284 |
5,66 |
|
1 + R (%) |
1,69 |
1,69 |
1,69 |
1,69 |
1,69 |
1,69 |
|
V (triệu m3) |
0,541 |
0,541 |
0,541 |
0,541 |
0,541 |
0,541 |
|
EC (tấn/ngày) |
0,010 |
0,026 |
-0,001 |
0,000 |
0,000 |
0,111 |
|
Tải lượng (tấn/ngày) |
0,086 |
0,616 |
0,046 |
0,004 |
0,020 |
1,246 |
|
Tỷ lệ đạt thải (%) |
855,77 |
2361,68 |
-3246,24 |
-140627,17 |
-9304,58 |
1123,81 |
Kết quả tính toán cho đến năm 2030 đã cho thấy, mỗi ngày vùng biển gần bờ tỉnh Quảng Trị phải tiếp nhận một tải lượng rất lớn chất ô nhiễm tùy thuộc vào từng địa phương và điều kiện phát triển kinh tế xã hội như BOD5 khoảng từ 0,086 tấn/ngày (Hải Lăng) đến 0,180 tấn/ngày (Vĩnh Linh), ammonia khoảng từ 0,046 tấn/ngày (Hải Lăng) đến 0,100 tấn/ngày (Vĩnh Linh), TSS khoảng từ 1,246 tấn/ngày (Hải Lăng) đến 2,591 tấn/ngày (Vĩnh Linh)… Chính vì lượng chất ô nhiễm thải vào vùng biển gần bờ tỉnh Quảng Trị hàng ngày lớn hơn rất nhiều so với khả năng tiếp nhận của nó nên chất lượng nước biển gần bờ tỉnh Quảng Trị dự báo có thể ngày càng suy giảm và không đạt các quy định về tiêu chuẩn môi trường (xem Bảng 4 và Bảng 7).
Khuyến nghị về giải pháp tăng cường khả năng chịu tải môi trường vùng biển gần bờ tỉnh Quảng Trị: Trên cơ sở tính toán của sức chịu tải vùng biển gần bờ tỉnh Quảng Trị, một số giải pháp bảo vệ môi trường bùng biển gần bờ được đề xuất như sau:
i) Các giải pháp về quản lý lý hành chính về giám sát các nguồn thải đổ vào vùng biển gần bờ là cần được thực hiện nghiêm ngặt. Đi đôi với đó là xây dựng cơ sở dữ liệu về các nguồn nước thải đổ vào vùng biển gần bờ để đạt hiệu quả trong công tác kiểm soát các nguồn nước thải.
ii) Thực hiện các giải pháp lưu thông giữa các vùng nước và biển nhằm tăng cường khả năng tự làm sạch của nước biển gần bờ như loại bỏ các vật cản trở sự trao đổi nước (giảm lồng nuôi thủy sản, giảm mật độ tàu thuyền…)…
iii) Cần thực hiện tốt giải pháp bảo vệ môi trường vùng biển gần bờ tỉnh Quảng Trị với sự tham gia của cộng đồng bốn huyện ven biển.
Ngoài ra, có thể áp dụng các giải pháp không xuất phát từ nghiên cứu này như tuyên truyền, nâng cao nhận thức cộng đồng, sử dụng công nghệ sản xuất sạch hơn…
Kết luận
Kết quả mô phỏng chất lượng nước vùng biển ven bờ tỉnh Quảng Trị và đánh giá sức chịu tải môi trường đã cho thấy, nếu không thực hiện các biện pháp bảo vệ môi trường hiệu quả mà giữ hiện trạng phát triển như hiện nay, chất lượng nước ở vùng biển gần bờ tỉnh Quảng Trị sẽ bị ô nhiễm nghiêm trọng vào năm 2030. Kết quả nghiên cứu cho thấy, do vùng biển ven bờ tỉnh Quảng Trị có độ sâu thấp (0,78 – 1,07 m), tỷ lệ trao đổi nước nhỏ (R: 58,89 %) nên khả năng tự làm sạch sẽ kém hiệu quả và sẽ bị ô nhiễm nếu tải lượng ô nhiễm đưa vào vùng biển gần bờ vượt sức chịu tải môi trường của vùng biển (kết quả tính toán như trong Bảng 7).
Dựa vào kết quả nghiên cứu về sức chịu tải môi trường vùng biển gần bờ tỉnh Quảng Trị, một số giải pháp đã được đề xuất để bảo vệ môi trường vùng biển gần bờ, trong đó đặc biệt chú ý đến công tác quản lý ô nhiễm và sự tham gia của cộng đồng.
Lê Văn Phước1, Ngô Xuân Huy2, Nguyễn Phú Bảo3*
1 Trung tâm Quy hoạch và Điều tra Tài nguyên - Môi trường biển khu vực phía Nam
2 Trường Đại học Công nghiệp Tp. Hồ Chí Minh
3 Viện Nhiệt đới môi trường
(Nguồn: Bài đăng trên Tạp chí Môi trường số 10/2024)
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Bộ TN&MT. 2016. “Thông tư 26/2016/TT-BNTMT: Quy định chi tiết tiêu chí phân cấp vùng rủi ro ô nhiễm môi trường biển và hải đảo và hướng dẫn phân vùng rủi ro ô nhiễm môi trường biển và hải đảo.” Hà Nội: Bộ TN&MT.
2. Céline, Chadenas, Patrick Pottier, and Agnès Pouillaude. 2008. "Assessing carrying capacities of coastal areas in France." Journal of Coastal Conservation 12 (1): 27-34.
3. Diệu, Lưu Văn, Cao Thị Thu Trang, Lê Xuân Sinh, Vũ Thị Lựu, and Trần Đức Thạnh. 2016. Sức tải môi trường các thủy vực tiêu biểu ven bờ Việt Nam. Hà Nội: Nhà xuất bản Khoa học Tự nhiên và Công nghệ.
4. Economopoulos, Alexander P. 1993. Assessment of sources of air, water, and land pollution: A guide to rapid source inventory techniques anf their use in formulating environmental control strateries. Part 1: Rapid source inventory techniques in environmental pollution, Geneva: World Health Organization.
5. GESAMP. 1986. Environment capacity - an approach to marine pollution prevention. Rome: (IMO/FAO/UNESCO/WMO/WHO/IAEA/UN/UNEP Joint Group of Experts on the Scientific Aspects of Marine Pollution).
6. Liu, Rongjuan, Lijie Pu, Ming Zhu, Sihua Huang, and Yu Jiang. 2020. "Coastal resource-environmental carrying capacity assessment: A comprehensive and trade-off analysis of the case study in Jiangsu coastal zone, eastern China." Ocean and Coastal Management 186: 1-11.
7. Madeira, Carolina, Vanessa Mendonça, Miguel C Leal, Augusto A V Flores, Henrique N Cabral, Mário S Diniz, and Catarina Vinagre. 2018. "Environmental health assessment of warming coastal ecosystems in the tropics - application of integrative physiological indices." Science of The Total Environment 643: 28-39.
8. Phước, Lê Văn. 2023. Phân vùng rủi ro ô nhiễm môi trường biển và hải đảo tỉnh Quảng Trị. Đông Hà: Sở Tài nguyên và Môi trường tỉnh Quảng Trị.
9. Polprasert, Chongrak. 2007. Organic Waste Recycling Technology and Management, Third Edition. Bangkok, Thailand: IWA Publishing .
10. Sở TNMT. 2023. Báo cáo kết quả quan trắc tài nguyên và môi trường tỉnh Quảng Trị 2019 - 2023. Đông Hà: Sở Tài nguyên và Môi trường tỉnh Quảng Trị.
11. Thạnh, Trần Đức, Trần Văn Minh, Cao Thị Thu Trang, Võ Duy Vĩnh, and Trần Anh Tú. 2012. Sức tải môi trường vịnh Hạ Long - Bái Tử Long. Hà Nội: Nhà xuất bản Khoa học Tự nhiên và Công nghệ.
12. Trang, Cao Thị Thu, và Nguyễn Thị Phương Hoa. 2009. Đánh giá sức tải môi trường vùng nước ven đảo Cát Bà phục vụ cho phát triển bền vững. Hải Phòng: Viện Tài nguyên và Môi trường Biển.
13. UNEP. 1995. Guidelines for Integrated Planning and Management of Coastal and Marine Areas. Nairobi, Kenya: United Nations Environment Programme.
14. Xu, Xueyan, Zhonghao Zhang, Tao Long, Shimeng Sun, and Jun Gao. 2021. "Mega-city region sustainability assessment and obstacles identification with GIS–entropy–TOPSIS model: A case in Yangtze River Delta urban agglomeration, China." Journal of Cleaner Production 294: 126147.
15. Zeng, Xiaowei, Xiaomei Yang, Shuai Zhong, Zhihua Wang, Yaxin Ding, Dan Meng, and Ku Gao. 2023. "Comprehensive Evaluation of Resource and Environmental Carrying Capacity at a National Scale: A Case Study of Southeast Asia." Sustainability 15: 1-32.
