Nội dung

KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU KHOA HỌC VÀ ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG NƯỚC SÔNG ĐÁY ĐOẠN QUA THÀNH PHỐ HÀ NỘI TRONG BỐN THÁNG ĐẦU NĂM 2020 Đỗ Thu Nga 1 Trịnh Anh Đức 2 TÓM TẮT Bài viết trình bày kết quả đánh giá sơ bộ về chất lượng nước sông Đáy, đoạn chảy qua thành phố Hà Nội trong giai đoạn bốn tháng đầu năm 2020. Kết quả đo hiện trường cho thấy, nước sông đục hơn so với cùng kỳ năm 2019. Các chỉ tiêu dinh dưỡng (amoni và nitrat) cho thấy chất lượng nước sông thời gian này có dấu hiệu suy giảm. Nồng độ amoni và nitrat cũng tăng so với cùng kỳ năm 2019. Từ khóa: Sông Đáy; dinh dưỡng; chất lượng nước; đồng bằng sông Hồng. Nhận bài: 18/6/2020; Sửa chữa: 28/6/2020; Duyệt đăng: 30/6/2020. 1. Đặt vấn đề Từ giữa tháng tư năm 2020, dịch viêm đường hô hấp cấp COVID-19 đã ảnh hưởng đến khoảng 210 quốc gia và vùng lãnh thổ trên toàn thế giới[1]. Cho tới cuối tháng 6, đã có hơn 10,4 triệu ca nhiễm virus trên toàn cầu, trong số đó, có tới 1,4 triệu ca nhiễm ở Mỹ, tiếp đến là Tây Ban Nha, Nga, Anh và Ý. Dịch bệnh này bắt đầu bùng phát từ tháng 12 năm 2019, tại Vũ Hán, Trung Quốc và nhanh chóng lan rộng ra toàn cầu. Tại một số quốc gia và vùng lãnh thổ, Chính phủ đã nhanh chóng thực hiện các biện pháp giãn cách xã hội, tạm thời đóng cửa các trường học, các cửa hàng hoặc cơ sở sản xuất không phục vụ nhu cầu thiết yếu hàng ngày của người dân, tạm ngưng các dịch vụ vận chuyển giữa các tỉnh, đóng cửa các chuyến bay quốc tế và thắt chặt an ninh biên giới. Cuộc sống thường nhật của người dân đã bị đảo lộn hoàn toàn do dịch COVID-19 kể từ tháng hai năm 2020. Đã có rất nhiều nghiên cứu chứng minh rằng, các hoạt động của con người là tác nhân chính dẫn tới ô nhiễm môi trường [2]. Trong giai đoạn giãn cách xã hội, các ngành công nghiệp không thiết yếu bị buộc phải dừng lại hàng tuần lễ, điều mà các nhà khoa học vẫn kỳ vọng là tải lượng ô nhiễm ra ngoài môi trường sẽ giảm đi. Như được dự báo trước, lượng khí cacbonic phát thải ra ngoài môi trường không khí đã giảm rất nhiều. Theo Bộ Sinh thái và Môi trường Trung Quốc, chất lượng không khí đã được cải thiện 11%, và tiến tới mức chất lượng “tốt” [3]. Viện Hải dương học Scripps báo cáo rằng, việc sử dụng nhiên liệu hóa thạch sẽ giảm khoảng 10% trên toàn thế giới do tác động của dịch COVID-19. 1 2 Dữ liệu dựa trên vệ tinh của Trung Quốc cho thấy, mức giảm đáng kể của nitơ dioxide (NO2) trong khí quyển trong khi tình trạng ô nhiễm trong thủy quyển, bao gồm sông ngòi, đại dương, và hồ chứa, lại không được điều tra. Trong nhiều thập kỷ, thủy quyển đã bị ô nhiễm nghiêm trọng vì đô thị hóa nhanh chóng, công nghiệp hoá và khai thác quá mức. Trong giai đoạn giãn cách xã hội, các nguồn thải chính từ công nghiệp ảnh hưởng đến hệ sinh thái thủy sinh, chẳng hạn như nước thải công nghiệp, dầu thô, kim loại nặng và nhựa đã giảm đi đáng kể, thậm chí là ngừng hoàn toàn [4]. Do đó, mức độ ô nhiễm nước mặt được dự báo là sẽ giảm. Một minh chứng cho việc này là tại Ý, quốc gia đang bị tê liệt hoàn toàn bởi dịch COVID-19, nước trong kênh Grand đã trở nên trong sạch và đáng chú ý là sự tái xuất hiện của nhiều loài sinh vật ở đây [5]. Tương tự như vậy, sông Hằng, biểu tượng tín ngưỡng của Ấn Độ, cũng đang chịu ô nhiễm nghiêm trọng, lại trở nên trong sạch hơn trong thời gian giãn cách xã hội ở quốc gia này [6]. Tại Việt Nam, tác giả chọn hệ thống sông Đáy, một trong ba hệ thống sông ô nhiễm nhất, chịu tác động mạnh mẽ của các hoạt động kinh tế - xã hội, nhất là của các khu công nghiệp, làng nghề, khu khai thác và chế biến, để đánh giá ảnh hưởng của các hoạt động của con người tới chất lượng nước mặt của đoạn sông này trong giai đoạn đầu năm 2020. Sự ra đời và hoạt động của hàng loạt các khu công nghiệp thuộc các tỉnh, thành phố, hoạt động tiểu thủ công nghiệp tại các làng nghề, cùng với hoạt động khai thác, chế biến khoáng sản, canh tác trên hành lang thoát lũ, chất thải bệnh viện, trường học,... đã làm Đại học Điện Lực Trung tâm Đào tạo hạt nhân, Viện Năng lượng Nguyên tử Việt Nam (VINATOM) Chuyên đề II, tháng 6 năm 2020 77 ▲Hình 1: Vị trí các điểm quan trắc trên sông Đáy (được đánh thứ tự từ D1 tới D6). Các đường màu trắng là ranh giới hành chính của các tỉnh, đường màu đỏ là ranh giới lưu vực sông Đáy, và các đường màu xanh thể hiện hệ thống sông thuộc lưu vực cho môi trường nói chung và môi trường nước nói riêng của lưu vực sông Đáy bị biến đổi [7,8]. Trong khi đó, nguồn nước từ hệ thống sông này vẫn đang được sử dụng để cung cấp ngược lại cho các hoạt động sản xuất công - nông nghiệp, đặc biệt là được sử dụng như nguồn nước sinh hoạt ở một số khu vực (TP.Phủ Lý, Hà Nam) [9]. Trong bài viết này, các kết quả quan trắc chất lượng nước trong bốn tháng đầu năm 2020 trên hệ thống sông Đáy, đoạn tiếp nhận nước thải từ thành phố Hà Nội sẽ được trình bày, và so sánh với các kết quả đo cùng kỳ của năm 2019. 2. Đối tượng và phương pháp nghiên cứu 2.1. Vị trí lấy mẫu Mẫu nước sông được lấy định kỳ hàng tháng từ tháng 1 tới tháng 4 năm 2020, dọc sông Đáy, từ đập Phùng tới cầu Đọ. Ví trí các điểm lấy mẫu được mô tả trong Hình 1. - Đập Phùng (ký hiệu, D1): thuộc địa phận xã Hiệp Thuận, huyện Phúc Thọ, Hà Nội, điểm lấy mẫu đại diện cho chất lượng nước sông Đáy ở thượng nguồn; - Cầu Mai Lĩnh (D2): Thuộc địa phận xã Đồng Mai, huyện Thanh Oai, Hà Nội, điểm lấy mẫu đánh 78 Chuyên đề II, tháng 6 năm 2020 giá chất lượng nước sông Đáy trước khi nhận nước sông Bùi; - Ba Thá (D3): Nằm ở ngã ba sông, giao giữa sông Bùi và sông Đáy. Điểm lấy mẫu này đánh giá chất lượng nước sông Đáy sau khi nhận nước sông Bùi; - Cầu Tế Tiêu (D4): Thuộc địa phận Phúc Lâm, huyện Mỹ Đức, Hà Nội, điểm lấy mẫu đánh giá chất lượng nước sông Đáy sau khi nhận nước sông Bùi; và đại diện cho chất lượng nước sông đoạn giữa; - Cầu Quế (D5): Thuộc địa phận thị trấn Quế, huyện Kim Bảng, tỉnh Hà Nam, điểm lấy mẫu đánh giá chất lượng nước sông Đáy trước khi nhận nước thải từ Hà Nội qua sông Nhuệ; - Cầu Đọ (D6): thuộc địa phận xã Thanh Châu, TP. Phủ Lý, tỉnh Hà Nam, điểm lấy mẫu đại diện cho chất lượng nước sông Đáy sau khi nhận nước sông Nhuệ. Trước đây, sông Đáy là phân lưu của sông Hồng. Sau năm 1937, đập Phùng hình thành, sông Đáy không còn nhận nước của sông Hồng. Phần thượng nguồn sông Đáy (từ đập Phùng tới Mai) hẹp và nông, mùa khô rất ít nước. Sông Đáy nhận nước từ sông Bùi qua điểm Ba Thá, về hạ lưu sông được mở rộng dần và nhận nước sông Nhuệ tại Phủ Lý. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU KHOA HỌC VÀ ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ Mẫu nước sông được lấy vào ngày 10/1/2020 (trước kỳ nghỉ Tết âm lịch), 11/2/2020 (sau kỳ nghỉ Tết âm lịch, các biện pháp giãn cách xã hội bắt đầu thực hiện), 11/3/2020 (các biện pháp giãn cách xã hội được tăng cường), 28/4/2020 (Hà Nội vừa gỡ cách ly xã hội, được thực hiện từ 1/4/2020 tới 22/4/2020). 2.2. Phương pháp lấy mẫu và phân tích mẫu Các mẫu nước được lấy theo đúng tiêu chuẩn Việt Nam 5996-1995 và được lọc ngay bằng giấy lọc GF/F (Whatman). Phần mẫu nước lọc được bảo quản riêng biệt trong lọ nhựa (PE) để phân tích các chất dinh dưỡng. Nitrat và amoni lần lượt được xác định bằng phương pháp chuẩn 4500-NO3E và 4500-NH3 F. 2.3. Đo đạc tại hiện trường Các chỉ tiêu hóa lý được đo tại thực địa bao gồm: nhiệt độ (oC), pH, độ dẫn điện (µS/cm), độ đục (NTU), độ muối (‰) và hàm lượng ôxy hoà tan DO (mg O2/l) và thế oxy hóa - khử được đo trực tiếp tại hiện trường sử dụng thiết bị Hydrolab Multi-sonde 4a Surveyors (Hach, USA). khi đó độ đục của nước sông vào tháng 4 năm 2019 lại thấp hơn so với các tháng còn lại. Như vậy có thể thấy, chất lượng nước sông Đáy đầu năm 2020 đã suy giảm hơn so với cùng thời điểm năm 2019, đặc biệt có sự biến động về độ đục trong tháng cách ly xã hội. 3.2. Nồng độ oxy hòa tan Hình 3 cho thấy, nhìn chung nồng độ ôxy hòa tan trong nước sông Đáy có xu thế thấp hơn trong tháng 1 và tháng 3, nhưng lại cao hơn trong tháng 2 và tháng 4 năm 2020 so với cùng kỳ của năm 2019. Riêng đối với tháng 4, nồng độ oxy hòa tan lại tăng vọt ở tất cả các điểm, trừ đập Phùng (D1). Tại điểm D1, nồng độ DO giảm 6,5 lần. Điểm này chủ yếu tiếp nhận nước mưa và nước thải của các hộ dân xung quanh, nên DO giảm có thể là do lưu lượng nước thải tăng, trong khi lượng mưa trong tháng lại rất nhỏ.Tại điểm D3 và D4, nồng độ DO tăng hơn gấp đôi so với cùng kỳ năm 2019, trong khi nồng độ này lại chỉ tăng 50-60% tại các điểm D2, D5 và D6. 3. Kết quả nghiên cứu 3.1. Độ đục Độ đục của nước sông Đáy được tiến hành đo nhanh tại hiện trường, các giá trị đo được trong 4 tháng đầu năm 2020 được so sánh với cùng kỳ năm 2019 và biểu diễn trên Hình 2. ▲Hình 3. So sánh nồng độ oxy hoàn tan trong nước sông Đáy trong 4 tháng đầu năm 2019 và 2020 ▲Hình 2. So sánh độ đục của nước sông Đáy trong 4 tháng đầu năm 2019 và 2020 Tháng 4 năm 2020, các hoạt động sản xuất, khách sạn, nhà hàng, du lịch... đều ngưng lại và hoạt động dân sinh trở nên tối giản hơn, dân số Hà Nội giảm đi đáng kể do sinh viên ngoại tỉnh rời Hà Nội vì được nghỉ học dài, lượng khách du lịch giảm 58% so với cùng thời điểm năm 2019 [10]... trong thời gian giãn cách xã hội, có thể là nguyên nhân dẫn đến lưu lượng nước thải từ khu vực nội thành Hà Nội giảm đi, do đó nồng độ oxy hòa tan trong nước sông thời gian này cao hơn so với cùng kỳ năm 2019. Hình 2 cho thấy, nước sông Đáy trong bốn tháng đầu năm 2020 đục hơn so với cùng kỳ giai đoạn trước tại hầu hết các điểm đo, D1, D3, D4 và D6, được thể hiện qua giá trị độ đục tại các điểm này đều cao hơn so với thời gian tương ứng của năm 2019. Mặt khác, Hà Nội đã áp dụng 3 tuần cách ly xã hội trong tháng 4 năm 2020 và độ đục của nước sông trong tháng này gần như là cao nhất tại tất cả các điểm đo, trong 3.3. Nồng độ amoni Hình 4 cho thấy, nồng độ amoni tại đập Phùng đặc biệt cao trong năm 2020. Tháng 1 tăng 2,5 lần, tháng 2 cao cấp 6 lần, tháng 3 gấp 4,5 lần và tháng 4 gấp 31 lần so với cùng kỳ năm 2019. Nồng độ amoni tại Mai Lĩnh (D2) vẫn luôn là cao nhất trong các vị trí lấy mẫu dọc sông Đáy trong cả hai năm 2019 và 2020. So với cùng kỳ năm 2019, nồng độ amoni biến động không nhiều và có xu thế giảm nhẹ (khoảng Chuyên đề II, tháng 6 năm 2020 79 10%), nhưng nồng độ NH4+ tại điểm này tăng gần gấp đôi so ới tháng 4 năm 2020 khi Hà Nội thực hiện cách ly xã hội. Tương tự điểm D2, nồng độ NH4+ không có nhiều biến động tại điểm D3, nhưng nồng độ này lại tăng 27% vào tháng 4. Như vậy, chất lượng nước sông Đáy tại đập Phùng, Mai Lĩnh và Ba Thá đều chịu ảnh hưởng lớn bởi nước thải sinh hoạt từ Hà Nội, phù hợp với kết quả đã công bố của Lưu và cộng sự [8]. ▲Hình 5. So sánh nồng độ nitrat trong nước sông Đáy trong 4 tháng đầu năm 2019 và 2020 ▲Hình 4. So sánh nồng độ amoni trong nước sông Đáy trong 4 tháng đầu năm 2019 và 2020 Riêng đối với điểm D4, nồng độ NH4+ lại có xu thể giảm trong cả bốn tháng đầu năm 2020, và nồng độ này giảm 15% vào tháng 4. Như vậy, nước thải từ công nghiệp và làng nghề có thể là nguồn ảnh hưởng tới hàm lượng amoni tại D4. Điều đáng chú ý là nồng độ NH4+ tại cả D5 và D6 đều không có biến động nhiều từ tháng 2 đến tháng 4 so với cùng thời điểm năm 2019. Điều này phù hợp với kết luận của Lưu và cộng sự [8], cả hai điểm D5 và D6 đều chịu ảnh hưởng từ nguồn nông nghiệp và nguồn nước thải dân sinh từ khu vực nội thành Hà Nội. Trong khi đó, các hoạt động chăn nuôi và trồng lúa vẫn diễn ra bình thưởng, do đó, hàm lượng NH4+ có trong nước sông Đáy tại cầu Quế và cầu Đọ có thể không khác nhiều so với thời điểm năm 2019. Theo QCVN 08-MT: 2015/BTNMT về tiêu chuẩn nước mặt dùng cho mục đích tưới tiêu thủy lợi (cột B1) là 0,5 mgN/L. Như vậy nồng độ của tất cả các điểm quan trắc đều có giá trị cao hơn so với giá trị giới hạn này nhiều lần. Vào tháng 4 năm 2020, tất cả các điểm quan trắc đều có nồng độ amoni trong nước sông cao hơn giá trị giới hạn này từ 5 tới 15 lần. 3.4. Nồng độ nitrat Khác với amoni, nồng độ của nitrat đo được trong nước sông Đáy giai đoạn 2019 và 2020 thấp hơn rất nhiều so với tiêu chuẩn nước mặt cột B1(10 mg/L) theo QCVN 08-MT: 2015/BTNMT. Nồng độ nitrat tại cầu Quế và cầu Đọ vẫn luôn cao hơn các điểm còn lại trong cả 2 năm 2019 và 2020, hai điểm 80 Chuyên đề II, tháng 6 năm 2020 này bị ảnh hưởng bởi các hoạt động nông nghiệp (phân chuồng) và nước thải Hà Nội nhiều hơn so với bốn điểm phía trên [8]. Đáng chú ý, nồng độ nitrat tại các điểm đều có xu thế cao hơn so với cùng kỳ năm 2019, đặc biệt trong tháng 4, ngoại trừ đập Phùng. Nồng độ NO3- tại các điểm này đều tăng khoảng gấp đôi so với năm 2019, và tăng gấp 3 lần tại cầu Quế (D5), tăng 2,3 lần tại cầu Đọ (D6). 4. Kết luận Cuộc sống của con người đã bị ảnh hưởng nghiêm trọng trong quý I năm 2020 do đại dịch COVID-19. Lần đầu tiên trong lịch sử hiện đại, tất cả các ngành công nghiệp, giao thông đi lại và cuộc sống của con người…bị ảnh hưởng. Đã từ lâu, các hoạt động công nghiệp hóa, hiện đại hóa trong vòng hai thập kỷ trở lại đây đã được chứng minh là nguyên nhân khiến cho môi trường sống của con người bị ô nhiễm nghiêm trọng. Sự kiện COVID-19 đã khiến cho tất cả các hoạt động này ngưng lại trong vòng vài tháng, điều này là động lực để nhóm tác giả tiến hành quan trắc chất lượng nước tại 06 vị trí dọc sông Đáy, đoạn tiếp nhận nước thải sinh hoạt từ thành phố Hà Nội trong bốn tháng đầu năm 2020. Bài viết này đưa ra những nhận định ban đầu của nhóm nghiên cứu dựa trên các kết quả đo đạc tại hiện trường và phân tích phòng thí nghiệm. Các chỉ tiêu đo được tại hiện trường cho thấy, nước sông đục hơn so với cùng kỳ của năm 2019. Các chỉ tiêu dinh dưỡng (amoni và nitrat) phân tích tại phòng thí nghiệm cho thấy, chất lượng nước sông Đáy đoạn chảy qua Hà Nội có dấu hiệu xấu đi so với cùng kỳ năm 2019. Ba điểm đầu nguồn sông Đáy, nơi tiếp nhận nước thải của Hà Nội có nồng độ amoni tăng cao đặc biệt trong thời gian cách ly toàn xã hội vào tháng 4. Ngoài ra, nồng độ nitrat tại tất cả các điểm quan trắc đều cao hơn so với cùng kỳ năm 2019. Điều này minh chứng các hoạt động dân sinh và nông nghiệp tại Hà Nội, chính là nguồn gốc chính của ô nhiễm dinh dưỡng của sông Đáy■ KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU KHOA HỌC VÀ ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. https://analytics.tintuc.vn/corona/ 2. Masood, N., Zakaria, M.P., Halimoon, N., Aris, A.Z., Magam, S.M., Kannan, N., Mustafa, S.,Ali, M.M., Keshavarzifard, M., Vaezzadeh, V., et al., 2016. Anthropogenic waste indicators (AWIs), particularly PAHs and LABs, in Malaysian sediments: application of aquatic environment for identifying anthropogenic pollution. Mar. Pollut. Bull. 102, 160–175 3. Henriques, M., 2020. Will Covid-19 Have a Lasting Impact on the Environment? https://www.bbc.com/future/ article/20200326-covid-19-the-impact-of-coronavirus-onthe-environment, 10/6/2020 4. Häder, D.-P., Banaszak, A.T., Villafañe, V.E., Narvarte, M.A., González, R.A., Helbling, E.W., 2020. Anthropogenic pollution of aquatic ecosystems: emerging problems with global implications. Sci. Total Environ. 713, 136586. 5. Clifford, C., 2020. The Water in Venice, Italy's Canals Is Running Clear amid the COVID-19 Lockdown — Take a Look. https://www.cnbc.com/2020/03/18/photos-water-invenice-italys-canals-clear-amid-covid-19-lockdown.html , 10/6/2020 6. Mani, K.S., 2020. The Lockdown Cleaned the Ganga More than ‘Namami Gange’ Ever Did.https://science.thewire. in/environment/ganga-river-lockdown-cleaner-namamigange-sewage-treatment-ecological-flow, 10/6/2020 7. Nguyễn Văn Cư và cộng sự, 2005. Báo cáo tổng kết đề án: Xây dựng đề án tổng thể bảo vệ môi trường lưu vực sông Nhuệ và sông Đáy,Viện Địa lý, Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam. 8. Luu, T.N.M, Do, T.N.,Ioannis,M., Panizzo, V.N.& Trinh, A.D.,2020. Stable isotopes as an effective tool for N nutrient source identification in a heavily urbanized and agriculturally intensive tropical lowland basin. Biogeochemistry.DOI 10.1007/s10533-020-00663-w 9. Do, T.N., Tran, V.B.,Trinh, A.D.& Nishida, K.,2019. Quantification of nitrogen load in a regulated river system in Vietnam by material flow analysis. Journal of Material Cycles and Waste Management. DOI 10.1007/s10163-0190085 10. Hà Nội: Tổng thu từ khách du lịch 4 tháng đầu năm ước giảm 17.981 tỷ đồng so với cùng kỳ. Truy cập 30.6.2020 https://baodautu.vn/ha-noi-tong-thu-tu-khach-du-lich4-thang-dau-nam-uoc-giam-17981-ty-dong-so-voi-cungky-d121066.html ASSESSMENT OF SURFACE WATER QUALITY IN HANOI CAPITAL IN THE FIRST FOUR MONTHS OF 2020 Do Thu Nga Electric Power University (EPU) Trinh Anh Duc Nuclear Training Center, Vietnam Atomic Energy Institute(VINATOM) ABSTRACT This paper presents preliminary resultsof water quality monitoring in Day River, the section running through Hanoi Capital. The analysis results from January to April 2020 show that turbidity is higher in year 2020 comparing to the same period of the year 2019. Nutrient indicators (ammonium and nitrate) demonstrate that water quality is not improved comparing with last year. Ammonium content in river water corresponding ones in year 2019. Key word: Day River; nitrogen; water quality; Red River Delta. Chuyên đề II, tháng 6 năm 2020 81