TIỂU LUẬN MÔN QUẢN LÝ ĐÔ THỊ VÀ KHU CÔNG NGHIỆP VIỆN TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG TIỂU LUẬN MÔN QUẢN LÝ ĐÔ THỊ VÀ KHU CÔNG NGHIỆP GVGD: PGS.TS LÊ THANH HẢI LỚP : QLMT K2010 HVTH : Lê Thị Trúc Phương Phạm Thị Ngọc Nữ Nguyễn Quốc Tấn Nguyễn Thị Mai Trúc TP.HCM, tháng 07/2013 GVHD: LÊ THANH HẢI 1 ĐÁNH GIÁ SỨC CHỊU TẢI VÀ KHẢ NĂNG TIẾP NHẬN CHẤT Ô NHIỄM TIỂU LUẬN MÔN QUẢN LÝ ĐÔ THỊ VÀ KHU CÔNG NGHIỆP GIỚI THIỆU CHUNG Hiện nay, trên thế giới có nhiều công trình nghiên cứu về sức chịu tải thông qua khả năng tự làm sạch của môi trường nước và môi trường đất. Kết quả của những nghiên cứu này đã đưa ra nhiều khái niệm và phương pháp tính toán tương ứng với mục đích, điều kiện và đặc trưng riêng đối với môi trường đất và môi trường nước. Tại Việt Nam, nghiên cứu về sức chịu tải còn là một đề tài mới và ít được địa phương quan tâm. Nếu có nghiên cứu, các đề tài chỉ dừng lại ở mức đánh giá hiện trạng và dự báo môi trường. Trong tự nhiên, môi trường nước như sông, suối, ao, hồ đều có khả năng tự làm sạch đồng hóa vật chất tiếp nhận để duy trì trạng thái ổn định của môi trường bằng các quá trình pha loãng của dòng chảy, phân bán bề mặt, bốc hơi, quá trình chuyển hóa, phân hủy chất hữu cơ, quá trình trầm tích, sự hấp thu sinh học các chất bẩn của động thực vật, vi sinh vật thủy sinh,…Tương tự, đối với môi trường đất cũng có khả năng tự làm sạch nhờ có hệ đệm và hệ vi sinh vật trong đất. Việc tính toán sức chịu tải của môi trường đất thông qua khả năng tự làm sạch của môi trường giúp chúng ta xác định tải lượng ô nhiễm tối đa của các con sông và đất đai tại khu vực nghiên cứu. Đó là công cụ tốt để phục vụ quy hoạch phát triển bền vững môi trường của địa phương trong tương lai. GVHD: LÊ THANH HẢI 2 TIỂU LUẬN MÔN QUẢN LÝ ĐÔ THỊ VÀ KHU CÔNG NGHIỆP Tỉnh Vĩnh Long ở giữa đồng bằng sông Cửu Long, có đất đai màu mỡ do được sông Tiền và sông Hậu bồi đắp phù sa hàng năm. Do đó, ngành nông nghiệp chiếm ưu thế với 80,18% tổng số hộ dân sống bằng nghề thuần nông và toàn tỉnh có 119.000 hecta đất nông nghiệp. Sản lượng lương thực hàng năm ổn định khoảng 950.000 tấn. Bên cạnh đó, giao thông kể cả giao thông thuỷ và giao thông bộ thuận lợi tạo điều kiện cho phát triển các ngành công nghiệp và dịch vụ. Việc phát triển và chuyển dịch cơ cấu kinh tế theo hướng tăng tỷ trọng công nghiệp, dịch vụ, sự gia tăng dân số và đô thị hóa bên cạnh các mặt tích cực thì mặt trái có tác động tiêu cực đối với môi trường. Mặc dù mức độ ô nhiễm môi trường ở Vĩnh Long chưa cao nhưng có xu hướng lan rộng. Đặc biệt, do vị trí địa lý Vĩnh Long còn chịu ảnh hưởng họat động kinh tế- xã hội của các tỉnh thuộc vùng thượng lưu sông Mê Kông. Theo kết quả giám sát chất lượng môi trường cho thấy: - Quan trắc giám sát 54 mẫu nước mặt trong 5 năm (2004-2008) cho thấy nước mặt đã bị ô nhiễm chủ yếu bởi chất rắn lơ lửng, chất hữu cơ và vi sinh. Giá trị trung bình 5 năm của các thông số: SS, Sắt, BOD 5 , COD, Ammoniac (N-NH 3 ), Coliform vượt tiêu chuẩn cho phép từ 1,1 đến 13,6 lần. Mức độ ô nhiễm của các con sông thường thay đổi theo mùa. Ở đô thị, vùng nông thôn, gần cơ sở công nghiệp thì nồng độ các chất ô nhiễm thường cao hơn trên sông Tiền, sông Hậu và sông Cổ Chiên. Nồng độ trung bình của các thông số ô nhiễm qua các năm tương đối ổn định, biên độ tăng giảm không lớn. - Quan trắc 16 mẫu nước mặt tại các vùng sản xuất Rau, Lúa, trên sông Tiền và sông Hậu trong bốn năm qua cho thấy có sự tồn lưu của hóa chất Bảo vệ thực vật, đa số thấp hơn tiêu chuẩn quy định. Đây là điều đáng mừng, song kết quả trên cũng chưa đánh giá toàn diện về mức GVHD: LÊ THANH HẢI 3 TIỂU LUẬN MÔN QUẢN LÝ ĐÔ THỊ VÀ KHU CÔNG NGHIỆP độ ô nhiễm hóa chất Bảo vệ thực vật có trong nước mặt. Về lâu dài nếu không có biện pháp thích hợp quản lý và sử dụng hoá chất bảo vệ thực vật thì đây sẽ là nguồn ô nhiễm nguy hiểm cho con người và môi trường, đặc biệt là môi trường nước. - Kết quả giám sát 37 mẫu nước ngầm ( giếng phục vụ mục đích cấp nước sinh hoạt ) trong năm 2006, 2007, 2008 cho thấy: giá trị trung bình 3 năm các thông số độ cứng, pH, SO 4 2- , NO 3 - , Cl - thấp hơn tiêu chuẩn cho phép; thông số Coliform vượt tiêu chuần 352 lần; Mangan khoảng 1,5 lần. Khoảng 60% mẫu nước giám sát nhiễm vi sinh. Một số giếng ở huyện Bình Minh, Bình Tân có Asen vượt tiêu chuẩn MT Từ kết quả quan trắc trên cho thấy chất lượng môi trường tỉnh Vĩnh Long có nhiều chỉ tiêu vượt tiêu chuẩn cho phép nhất là môi trường nước mặt và ô nhiễm thuốc trừ sâu từ các hóa chất Bảo vệ thực vật, như vậy môi trường đang có chiều hướng ngày càng ô nhiễm và suy thoái dần. Vì vậy đề tài “Đánh giá khả năng chịu tải của hệ thống sông rạch, đất đai tỉnh Vĩnh Long” thực hiện trong giai đoạn này là cần thiết cho việc bảo vệ các dòng sông không bị ô nhiễm, đất đai không bị mất đi do sự thoái hóa và ô nhiễm, giúp nhà quản lý quy hoạch và phát triển kinh tế xã hội trong tỉnh phù hợp với khả năng chịu tải hay khả năng tự làm sạch của môi trường. a. Khái niệm * Sức chịu tải GVHD: LÊ THANH HẢI 4 TIỂU LUẬN MÔN QUẢN LÝ ĐÔ THỊ VÀ KHU CÔNG NGHIỆP Theo luật Bảo vệ Môi trường (2005) định nghĩa “Sức chịu tải môi trường là giới hạn khả năng cho phép tiếp nhận và hấp thu của môi trường đối với các nguồn gây ô nhiễm, suy thoái môi trường”. Theo Gesamp (1986) đưa ra định nghĩa tổng quát về sức chịu tải môi trường “Tính chất môi trường và khả năng có thể dung nạp của nó đối với một hoạt động đặc thù nào đó hay tốc độ hoạt động (ví dụ như thể tích thải, lượng nạo vét thải bỏ, lượng khoáng chất được chiết trong một đơn vị thời gian) mà chẳng gây nên một tác động nào không thể chấp nhận” * Khả năng tự làm sạch Khả năng tự làm sạch là khả năng tự điều tiết trong hoạt động của môi trường thông qua một số cơ chế đặc biệt để giảm thấp ô nhiễm từ ngoài vào, tự làm sạch để loại trừ chất độc thành không độc. Khả năng tự làm sạch của dòng sông là khả năng loại bỏ, giảm thiểu các chất ô nhiễm thông qua các quá trình biến đổi vật lý, hóa học, sinh học xảy ra trong dòng chảy. Khả năng tự làm sạch của môi trường là khả năng đồng hóa vật chất tiếp nhận để duy trì trạng thái ổn định của môi trường. Khả năng tiếp nhận chất thải của một dòng sông được hiểu là tải lượng chất thải có thể đưa vào dòng sông sao cho dòng sông vẫn còn khả năng tự làm sạch để đạt yêu cầu sử dụng, nghĩa là đạt tiêu chuẩn cho mục đích sử dụng. GVHD: LÊ THANH HẢI 5 TIỂU LUẬN MÔN QUẢN LÝ ĐÔ THỊ VÀ KHU CÔNG NGHIỆP Sức chịu tải môi trường là giới hạn cho phép mà môi trường có thể tiếp nhận và hấp thu các chất ô nhiễm. Nói cách khác, sức chịu tải môi trường chính là khả năng tự làm sạch cao nhất mà môi trường có thể đạt được. Vì vậy, môi trường có khả năng tự làm sạch cao thì sức chịu tải sẽ cao và ngược lại môi trường có khả năng tự làm sạch thấp thì sức chịu tải cũng thấp. * Cơ chế tự làm sạch của sông + Khả năng tự làm sạch của sông:gồm hai quá trình: - Quá trình xáo trộn (hay pha loãng) thuần túy lý học giữa nước thải và nước sông gồm: Chuyển tải: sự vận chuyển các chất do dòng chảy của nước. Khuếch tán: sự phân tán hay vận chuyển các chất do sự xáo trộn trong nước. Hai quá trình này làm cho chất ô nhiễm được vận chuyển xa nguồn thải và làm nồng độ chất ô nhiễm giảm đi. - Quá trình khoáng hóa các chất hữu cơ chứa trong nước sông (quá trình hóa lý, sinh học, sinh hóa). Các chất ô nhiễm có khả năng bị phân hủy sau vùng tiếp nhận nước thải do bị hấp thụ, thủy phân hoặc phân rã sinh học. Quá trình tự làm sạch xảy ra một cách liên tục trong luồng nước sông. Tấc cả chất độc khác nhau, được làm sạch nhờ khả năng tự làm sạch của GVHD: LÊ THANH HẢI 6 TIỂU LUẬN MÔN QUẢN LÝ ĐÔ THỊ VÀ KHU CÔNG NGHIỆP sông, bao gồm tác nhân vật lý, hóa học và sinh học. Có thể được giải thích như sau: Sự pha loãng: những chất hữu cơ trong tình trạng thối rửa được thải vào nước sông, chúng nhanh chóng bị phân tán hay được pha loãng trong nước. Kết quả của sự tác động đó làm giảm khả năng xuất hiện trong tương lai của một số vật chất gây tác hại trong nước. Quá trình này được thúc đẩy bởi sự tham gia của chính nước sông trên bề mặt và dưới đáy dòng sông. Sự trầm tích: khả năng tự làm sạch còn có sự giúp đỡ của sự tách rời và trầm lắng các chất rắn xác định trong nước thải ở dạng cặn bùn. Có 4 dạng chất rắn xuất hiện trong nước thải đó là: lơ lửng, phân hủy, tạo keo và dạng lắng. Đây là những loại hầu như dễ lắng và dễ tách. Đối với nguồn nước bị phèn, sự tương tác giữa các hạt keo sét chủ yếu là các hạt keo âm trong phù sa lơ lửng trong nước gặp các cation Al + , Fe 2+ chúng sẽ tạo dạng phức lắng tụ xuống vừa làm sạch nước hơn, giảm phèn vừa tăng phù sa màu mỡ cho đất. Sự oxi hóa: ngay khi các chất hữu cơ vào trong nước, nó bắt đầu oxi hóa nhờ sự phát triển của các vi sinh oxi hóa trong nước. Quá trình này tiếp tục xảy ra cho đến khi các chất hữu cơ bị oxi hóa hoàn toàn. Oxi hòa tan được đáp ứng đầy đủ sau đó vào nước sông, ở đó có thể nói là chúng đã tự làm sạch. Cho nên điều đó cần thiết cho nước sông và khởi đầu là DO. Oxi được tăng them nhiều vào sự pha loãng được tiếp nhận từ nhánh sông, sự thông khí bởi tác động của gió hay bởi tác động của các vi sinh vật. GVHD: LÊ THANH HẢI 7 TIỂU LUẬN MÔN QUẢN LÝ ĐÔ THỊ VÀ KHU CÔNG NGHIỆP Sự thủy phân: các sinh vật yếm khí hóa lỏng, chia nhỏ thành phần hợp chất hữu cơ của chất thải cùng vời sự tăng của mùi và hơi. Như vậy, sự oxi hóa đã mở đường, sau đó là sự thủy phân là những tác nhân hóa học tạo khả năng tự làm sạch cho môi trường nước. Ánh sang mặt trời: cung cấp ánh sang cho thực vật thủy sinh sông trong nước quang hợp để tạo oxi làm tăng hàm lượng oxi trong nước điều này thuận lợi cho quá trình tự làm sạch. Đóng góp vào khả năng tự làm sạch do sinh học của môi trường nước gồm có: Vi sinh vật: vi sinh vật phân giải chất hữu cơ và vi sinh vật tiêu thụ kim loại nặng. Vi khuẩn đóng vai trò chính trong quá trình phân hủy chất hữu cơ, chúng có khả năng phân hủy nhiều chất hữu cơ trong tự nhiên. Thực vật: thực vật thủy sinh gồm có rong tảo, thực vật phù du chúng có thể sống ngập trong nước và cũng có thể sống bán ngập. Trong quá trình sống trong nước chúng đã lấy thức ăn từ những chất hữu cơ phân giải trong nước làm giảm ô nhiễm nguồn nước. Động vật thủy sinh: các loài hai mảnh vỏ như ngêu, sò, ốc,…có đặc tính là có thể sống ở trong nướ ô nhiễm vừa và có khả năng hấp thu nhiều kim loại nặng trong nước. Một dòng sông bị ô nhiễm sẽ trải qua quá trình tự làm sạch hiện tại qua 4 vùng chuyển biến mức độ nhiễm bẩn khác nhau: GVHD: LÊ THANH HẢI 8 TIỂU LUẬN MÔN QUẢN LÝ ĐÔ THỊ VÀ KHU CÔNG NGHIỆP Vùng phân rã: Được hình thành ngay sau nguồn thải vả được biểu hiện bởi độ đục và màu đen của nước. Ở đây sẽ diễn ra sự phân hủy kỵ khí, tiêu thụ oxi tăng nhanh, xuất hiện CO 2 . Các dạng sinh vật bậc cao, đặc biệt là cá sẽ bị chết hoặc là chúng phải rời đi nơi khác. Nấm có thể hình thành và xuất hiện thành khối màu nâu trắng hoặc màu xám như những chiếc đũa nhỏ và chìm xuống; vi khuẩn xuất hiện ít hơn nấm. Trong cặn lắng có một loài ấu trùng roi; loài này nuốt cặn và thải cặn ra ở dạng ổn định và lại được các sinh vật khác sử dụng. Vùng phân hủy: vùng này thấy rất rõ khi nước bị ô nhiễm nặng và đặc trưng bởi sự vắng mặt oxy hòa tan, diễn ra sự phân hủy kỵ khí. Do kết quả của sự phân hủy cặn, các bọt khí và bùn cặn có thể xuất hiện trên mặt nước tạo thành váng màu đen. Nước sẽ có màu xám đen và mùi hôi thối của các hợp chất chứa lưu huỳnh. Các vi sinh vật chủ yếu là vi khuẩn kị khí, nấm hầu như đã biến mất, các loài động vật chỉ có một ít loài ấu trùng, côn trùng,… Vùng phục hồi: ở vùng này nhiều chất hữu cơ đã lắng đọng xuống ở dạng cặn. Cặn bị phân hủy kị khí dưới đáy hoặc trong dòng nước chuyển động. Vì nhu cầu tiêu thụ oxy của nước nhỏ hơn tốc độ làm thoáng bề mặt nên tình trạng được cải thiện, nước trong hơn. Lượng CO 2 giảm và oxy hòa tan, NO 2 - , NO 3 - tăng lên. Vi khuẩn có xu hướng giảm về số lượng vì việc cung cấp thức ăn bị giảm, chủ yếu còn lại VSV hiếu khí. Nấm, tảo xuất hiện đã sử dụng CO 2 rồi giải phóng oxy giúp cho việc làm thoáng và hòa tan pxy mạnh mẽ hơn. Tiếp theo, nhu cầu tiêu thụ oxy giảm, các loài khuê tảo cũng ít, xuất GVHD: LÊ THANH HẢI 9 TIỂU LUẬN MÔN QUẢN LÝ ĐÔ THỊ VÀ KHU CÔNG NGHIỆP hiện các loài nguyên sinh động vật, nhuyễn thể , các thực vật nước, cá sống ổn định và có thể tìm thức ăn trong vùng này. Vùng nước sạch: dòng chảy trở về trạng thái tự nhiên, xuất hiện các loài phù du thông thường do ảnh hưởng của độ phì dưỡng do ô nhiễm trước đây. Nước vùng này trở về trạng thái cân bằng oxy, lượng oxy hòa tan lớn hơn lượng oxy tiêu thụ, trạng thái ban đầu của nước đã được phục hồi hoàn toàn. Tuy nhiên nước vẫn còn một số loài gây bệnh nên không thể dung trong ăn uống, sinh hoạt nếu không được xử lý. Khả năng tự làm sạch của sông phụ thuộc vào các nhân tố: lưu lượng nước sông, vận tốc dòng chảy, độ sâu, độ dốc, độ uốn khúc của sông, thành phần hóa học của nước, nhiệt độ, sự thông khí, thời gian. Theo Điều 3, Luật Bảo vệ môi trường 2005: “SCT của môi trường là giới hạn cho phép mà môi trường có thể tiếp nhận và hấp thụ các chất gây ô nhiễm” Trong một số đề tài nghiên cứu khác trong nước gần đây, thì SCT của HST cũng đã được đề cập đến nhưng chưa xây dựng phương pháp luận chung mà chỉ tính toán bước đầu ở một số lưu vực cụ thể. Ngày 19 tháng 03 năm 2009, Bộ TN-MT đã ban hành thông tư số 02/2009/TT-BTNMT về việc quy định đánh giá 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 thêm một tải lượng ô nhiễm nhất định mà vẫn đảm bảo GVHD: LÊ THANH HẢI 10 [...]... với chất ô nhiễm đang đánh giá được tính toán theo phương trình dưới đây: GVHD: LÊ THANH HẢI 15 TIỂU LUẬN MÔN QUẢN LÝ Ô THỊ VÀ KHU CÔNG NGHIỆP Khả năng tiếp Tải lượng ô nhận của nguồn nhiễm tối đa ≈ Tải lượng ô nhiễm sẵn có trong - nước đối với chất của chất ô nguồn nước của ô nhiễm nhiễm chất ô nhiễm Các giả thiết để áp dụng phương pháp bảo toàn khối lượng các chất ô nhiễm: a Khả năng tiếp nhận chất. .. thì nguồn nước vẫn còn khả năng tiếp nhận đối với chất ô nhiễm Ngược lại, nếu giá trị L tn nhỏ hơn hoặc bằng (≤) 0 có nghĩa là nguồn nước không còn khả năng tiếp nhận đối với chất ô nhiễm Phương pháp đánh giá khả năng tiếp nhận nước thải của nguồn nước Quá trình đánh giá khả năng tiếp nhận nước thải của nguồn nước được thực hiện theo trình tự gồm hai bước: - Đánh giá sơ bộ - Đánh giá chi tiết GVHD: LÊ... với các chất ô nhiễm khác nhau Giá trị F s nhỏ có nghĩa là chỉ dành một phần nhỏ khả năng tiếp nhận nước nước thải đối với chất ô nhiễm được đưa vào nguồn nước do các yếu tố không chắc chắn lớn và nguy cơ rủi ro cao Cần nêu rõ các luận cứ khi xác định giá trị hệ số an toàn trong quá trình đánh giá khả năng tiếp nhận nước thải của nguồn nước Tính toán tải lượng ô nhiễm tối đa của chất ô nhiễm Tải lượng... toán tải lượng ô nhiễm của chất ô nhiễm đưa vào nguồn nước tiếp nhận Tải lượng ô nhiễm của một chất ô nhiễm cụ thể từ nguồn xả thải đưa vào nguồn nước tiếp nhận được tính theo công thức: Lt = Qt x Ct x 86,4 GVHD: LÊ THANH HẢI 13 TIỂU LUẬN MÔN QUẢN LÝ Ô THỊ VÀ KHU CÔNG NGHIỆP Trong đó: Lt (kg/ngày) là tải lượng chất ô nhiễm trong nguồn thải Qt (m3/s) là lưu lượng nước thải lớn nhất Ct (mg/l) là giá. .. độ cực đại của chất ô nhiễm trong nước thải Tính toán khả năng tiếp nhận nước thải Khả năng tiếp nhận tải lượng ô nhiễm của nguồn nước đối với một chất ô nhiễm cụ thể từ một điểm xả thải đơn lẻ được tính theo công thức: Ltn = (Ltđ - Ln - Lt) x Fs Trong đó: Ltn (kg/ngày) là khả năng tiếp nhận tải lượng chất ô nhiễm của nguồn nước Ltđ, Ln,Lt được xác định như trên Fs là hệ số an toàn Nếu giá trị Ltn lớn... chất ô nhiễm được đánh giá đối với một nguồn xả thải trên đoạn sông với giả thiết là không có sự thay đổi về tốc độ dòng chảy lẫn chất lượng nguồn nước tiếp nhận phía thượng lưu trong khoảng thời gian đánh giá; b Đoạn sông không bị ảnh hưởng triều; c Khả năng tiếp nhận chất ô nhiễm là đồng đều trên toàn đoạn sông; d Quá trình hoà tan, xáo trộn chất ô nhiễm trong nguồn nước tiếp nhận là hoàn toàn và xảy... TIỂU LUẬN MÔN QUẢN LÝ Ô THỊ VÀ KHU CÔNG NGHIỆP * Thông tin về xả nước thải ở thượng lưu và hạ lưu đoạn sông đang được đánh giá và việc sử dụng nước ở hạ lưu a Thông tin về việc xả nước thải ở thượng lưu và hạ lưu đoạn sông đang được đánh giá và việc sử dụng nước ở hạ lưu có ý nghĩa quan trọng trong việc xác định khả năng tiếp nhận nước thải của đoạn sông b Trong đánh giá, thu thập đầy đủ thông tin về... dụ các hợp chất hữu cơ làm giảm lượng oxy hoà tan trong nước sông) - Sự bay hơi của các chất ô nhiễm ra khỏi nguồn nước (thường xảy ra với các hợp chất dễ bay hơi) Hệ số an toàn Việc sử dụng Hệ số an toàn F s trong xác định khả năng tiếp nhận chất ô nhiễm là do có nhiều yếu tố không thể định lượng và không chắc chắn trong quá trình tính toán khả năng tiếp nhận nước thải khi buộc phải chấp nhận các giả...TIỂU LUẬN MÔN QUẢN LÝ Ô THỊ VÀ KHU CÔNG NGHIỆP nồng độ các chất ô nhiễm tronng 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 Phương pháp này xây dựng khi giả thiết rằng các chất ô nhiễm sau khi đi vào nguồn nước tiếp nhận sẽ không tham gia vào các quá trình biến đổi chất trong nguồn nước,... sẵn trong nguồn nước tiếp nhận đối với một chất ô nhiễm cụ thể được tính theo công thức: Ln = Qs x Cs x 86,4 Trong đó: Ln (kg/ngày) là tải lượng ô nhiễm có sẵn trong nguồn nước tiếp nhận Qs (m3/s) là lưu lượng dòng chảy tức thời nhỏ nhất ở đoạn sông cần đánh giá trước khi tiếp nhận nước thải Cs (mg/l) là giá trị nồng độ cực đại của chất ô nhiễm trong nguồn nước trước khi tiếp nhận nước thải 86,4 là hệ