Nội dung

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA LÊ XUÂN THANH THẢO NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG CHẾ PHẨM VI SINH VẬT CHỊU MẶN ĐỂ XỬ LÝ MÔI TRƯỜNG NỀN ĐÁY TẠI KHU VỰC ÂU THUYỀN THỌ QUANG, THÀNH PHỐ ĐÀ NẴNG Chuyên ngành Mã số : Kỹ thuật môi trường : 60.52.03.20 TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG Đà Nẵng - Năm 2017 Công trình được hoàn thành tại TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Người hướng dẫn khoa học: TS. ĐỖ VĂN MẠNH Phản biện 1: TS. Huỳnh Ngọc Thạch Phản biện 2: TS. Phạm Thị Kim Thoa Luận văn đã được bảo vệ trước Hội đồng chấm Luận văn tốt nghiệp thạc sĩ Khoa học họp tại Đại học Bách khoa vào ngày 29 tháng 12 năm 2016. Có thể tìm hiểu luận văn tại:  Trung tâm Học liệu, Đại học Đà Nẵng tại Trường Đại học Bách Khoa.  Thư viện Khoa Môi trường, trường Đại học Bách khoa, Đại học Đà Nẵng. 1 MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của đề tài Biển và các thủy vực nƣớc ven bờ đóng vai trò hết sức quan trọng đối với đời sống, kinh tế và văn hóa của mỗi quốc gia, hiện nay ô nhiễm ven biển đang diễn ra theo chiều hƣớng ngày càng trầm trọng hơn tại Việt Nam. Khu trú bão và neo đậu tàu thuyền Thọ Quang (gọi tắt là Âu thuyền Thọ Quang) đƣợc hình thành và đƣa vào hoạt động từ năm 2004 nhằm giúp cho tàu thuyền vào neo đậu trú bão an toàn. Ngoài ra, tàu thuyền có thể vào neo đậu để bốc dỡ hàng hóa, bán cá, mua lƣơng thực thực phẩm, ngƣ lƣới cụ, sửa chữa tàu thuyền và khai thác các hoạt động dịch vụ khác. Trong thời gian vừa qua, chất lƣợng nguồn nƣớc tại đây ngày càng suy giảm rõ rệt. Nƣớc thải từ các nhà máy trong khu công nghiệp dịch vụ thủy sản Thọ Quang, chợ đầu mối thủy sản, cảng cá, nƣớc thải sinh hoạt từ khu dân cƣ… xả vào âu thuyền đã gây lên tình trạng ô nhiễm nặng nề, mùi hôi nồng nặc, đặc biệt là vào những ngày thời tiết nắng nóng, làm ảnh hƣởng tới mỹ quan đô thị, môi trƣờng và sức khỏe của ngƣời dân nhiều năm qua. Xuất phát từ những định hƣớng lớn, chủ trƣơng đúng đắn của thành phố Đà Nẵng và nhận thấy nghiên cứu và làm sạch môi trƣờng là một trong những nhiệm vụ mang lại lợi ích cho chính mình và cộng đồng, nên tôi xin đề xuất thực hiện đề tài: Nghiên cứu ứng dụng chế phẩm vi sinh vật chịu mặn để xử lý môi trường nền đáy tại khu vực âu thuyền Thọ Quang thành phố Đà Nẵng. Đề tài có thể là nền tảng cơ sở thực tiễn để xây dựng giải pháp giảm thiểu ô nhiễm tại âu thuyền Thọ Quang - một điểm nóng về ô nhiễm môi trƣờng của thành phố Đà Nẵng. 2 2. Mục tiêu nghiên cứu - Đánh giá hiện trạng chất lƣợng môi trƣờng nƣớc tại âu thuyền Thọ Quang, thành phố Đà Nẵng; - Đánh giá hiệu quả xử lý bùn đáy âu thuyền Thọ Quang bằng chế phẩm vi sinh vật (gồm các nhóm vi sinh vật bản địa đƣợc phân lập từ mẫu bùn và mẫu nƣớc âu thuyền) trong phòng thí nghiệm; - Đề xuất các giải pháp khả thi nhằm góp phần cải thiện chất lƣợng môi trƣờng tại âu thuyền Thọ Quang. 3. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu: - Hiện trạng chất lƣợng môi trƣờng nƣớc tại âu thuyền Thọ Quang, thành phố Đà Nẵng; - Mô hình nghiên cứu ứng dụng chế phẩm vi sinh vật chịu mặn trong việc xử lý các chất ô nhiễm trong bùn đáy âu thuyền tại PTN. Phạm vi nghiên cứu: Khu vực âu thuyền Thọ Quang, thành phố Đà Nẵng và mô hình ứng dụng chế phẩm vi sinh vật chịu mặn trong phòng thí nghiệm tại Trung tâm Công nghệ môi trƣờng tại Đà Nẵng. 4. Phƣơng pháp nghiên cứu - Phƣơng pháp điều tra, khảo sát; - Phƣơng pháp thu thập thông tin; - Phƣơng pháp kế thừa; - Phƣơng pháp lấy mẫu ngoài hiện trƣờng; - Phƣơng pháp phân tích tại phòng thí nghiệm; - Phƣơng pháp mô hình tại phòng thí nghiệm; - Phƣơng pháp xử lý số liệu; 3 5. Ý nghĩa của đề tài Ý nghĩa khoa học: Những kết qủa nghiên cứu của luận văn sẽ là những căn cứ mang tính nền tảng cơ sở khoa học bƣớc đầu để tìm ra các giải pháp phù hợp nhằm cải thiện chất lƣợng môi trƣờng nƣớc tại khu vực âu thuyền Thọ Quang. Ý nghĩa thực tiễn: - Hỗ trợ cho Ban Quản lý Âu thuyền và Cảng cá Thọ Quang, các cơ quan chức năng trong công tác kiểm soát cũng nhƣ hạn chế tình trạng ô nhiễm môi trƣờng tại khu vực âu thuyền Thọ Quang. - Cải thiện chất lƣợng môi trƣờng cho ngƣời dân sống xung quanh khu vực âu thuyền, đem lại hiệu ứng tích cực về cảnh quan môi trƣờng cho thành phố Đà Nẵng. 6. Bố cục đề tài Ngoài phần Mở đầu, Kết luận, Kiến nghị, Tài liệu tham khảo và Phụ lục, luận văn bao gồm 03 chƣơng nhƣ sau: Chƣơng 1 – TỔNG QUAN: giới thiệu sơ lƣợc về vai trò của vùng biển ven bờ, về hiện trạng chất lƣợng môi trƣờng nƣớc biển ven bờ ở nƣớc ta và thành phố Đà Nẵng. Giới thiệu đôi nét về âu thuyền Thọ Quang cũng nhƣ hiện trạng môi trƣờng tại đây; Chƣơng 2 – ĐỐI TƢỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP: nêu rõ đối tƣợng của nghiên cứu, các nội dung mà nghiên cứu thực hiện và phƣơng pháp sử dụng trong quá trình hoàn thiện luận văn; Chƣơng 3 – KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN: nêu rõ các kết quả mà luận văn đã đạt đƣợc. Bao gồm việc đánh giá hiện trạng chất lƣợng môi trƣờng nƣớc tại âu thuyền Thọ Quang; về hiệu quả xử lý ô nhiễm bùn đáy bằng chế phẩm vi sinh vật chịu mặn và các giải pháp khả thi nhằm góp phần giảm thiểu ô nhiễm tại âu thuyền. 4 Chƣơng 1 - TỔNG QUAN 1.1. Hiện trạng chất lƣợng nƣớc các vũng vịnh ven bờ 1.1.1. Vai trò của các vũng vịnh ven bờ Việt Nam có đƣờng bờ biển dài trên 3200 km, với cảnh quan đa dạng, có nhiều cửa sông lớn và các dãy núi chạy ra tới biển. Có thể nhận thấy dọc bờ biển Việt Nam 3 loại thủy vực tiêu biểu: cửa sông, đầm phá và vũng vịnh. Các dạng thuỷ vực này có phân bố xen kẽ lẫn nhau dọc theo bờ biển, trong đó các vũng vịnh tập trung nhiều ở vùng ven bờ phía Bắc và miền Trung - Nam Trung bộ, phía Nam ít hơn. Mặc dù diện tích mặt nƣớc các vũng vịnh ven bờ biển chỉ bằng khoảng 1,1% diện tích đất liền và khoảng 0,4% diện tích vùng biển, nhƣng là các vị trí trọng điểm, vô cùng quan trọng đối với sự phát triển kinh tế - xã hội và an ninh quốc phòng của đất nƣớc [14]. 1.1.2. Hiện trạng chất lượng nước ven bờ ở nước ta Theo Báo cáo Hiện trạng Môi trƣờng quốc gia giai đoạn 2011 2015, chất lƣợng nƣớc biển ven bờ nƣớc ta còn khá tốt với hầu hết giá trị các thông số đặc trƣng cho chất lƣợng nƣớc biển nằm trong giới hạn cho phép của QCVN 10-MT:2015/BTNMT [5]. Tuy nhiên do ảnh hƣởng từ khu vực cửa sông và sự tiếp nhận chất thải của các hoạt động phát triển kinh tế ven biển, một số vùng biển có hàm lƣợng tổng chất rắn lơ lửng (TSS) cao. Bên cạnh đó, sự gia tăng hàm lƣợng chất hữu cơ và dầu mỡ cũng là những vấn đề cần quan tâm đối với chất lƣợng nƣớc biển ven bờ nƣớc ta trong những năm gần đây. 1.1.3. Hiện trạng chất lượng trầm tích biển ven bờ Chất lƣợng trầm tích biển ven bờ theo số liệu năm 2002 của các trạm quan trắc biển cho thấy [15]: - Hàm lƣợng kẽm (Zn) biến đổi trong khoảng 63,32 - 162,48 ppm ở khu vực biển phía Bắc. Ở khu vực biển miền Trung, giá trị 5 Zn biến đổi trong khoảng 35,40 - 77,50 ppm; ở khu vực biển phía Nam: 3,45 - 59,49 ppm. - Hàm lƣợng đồng (Cu) biến đổi trong khoảng 14,48 - 44,57 ppm ở khu vực biển phía Bắc, trong khoảng 1,94 - 65,35 ppm ở khu vực biển miền Trung và 2,46 - 15,48 ppm ở khu vực biển phía Nam. - Hàm lƣợng chì (Pb) biến đổi trong khoảng 7,50 - 51,29 ppm ở khu vực biển phía Bắc, trong khoảng 1,01- 40,10 ppm ở khu vực biển miền Trung và 4,22 - 30,29 ppm ở khu vực biển phía Nam. - Hàm lƣợng Cadimi (Cd) biến đổi trong khoảng 0,57 - 1,68 ppm ở khu vực biển phía Bắc, 0,35-1,26 ppm ở vùng biển miền Trung và từ vết - 0,15 ppm ở vùng biển phía Nam. - Hàm lƣợng thuỷ ngân (Hg) biến đổi trong khoảng 0,074 0,291 ppm ở vùng biển phía Bắc, trong khoảng 0,019 - 0,170 ppm ở vùng biền miền Trung và 0,20 - 0,93 ppm ở vùng biển phía Nam. - Hàm lƣợng dầu biến đổi trong khoảng 7,54 - 752,85 ppm ở vùng biển phía Bắc, trong khoảng 0,11 - 16,70 ppm ở vùng biển miền Trung và 76,8 - 480,9 ppm ở khu vực biển phía Nam. 1.2. Vi sinh vật trong xử lý môi trƣờng 1.2.1. Vai trò của vi sinh vật trong xử lý môi trường Vi sinh vật là mắt xích quan trọng trong các chu trình chuyển hóa vật chất và năng lƣợng trong tự nhiên, chúng tham gia vào việc gìn giữ tính bền vững của hệ sinh thái và bảo vệ môi trƣờng, là đối tƣợng lí tƣởng trong công nghệ di truyền, công nghệ sinh học. Trong bùn đáy các chất hữu cơ không ngừng bị phân hủy bởi vi khuẩn dị dƣỡng và nấm mốc. Các VSV này cần các hợp chất hữu cơ để làm thức ăn. Khi ấy, hợp chất hữu cơ đƣợc VSV biến đổi thành các chất vô cơ ban đầu và vô cơ hóa các hợp chất hữu cơ là chức năng chủ yếu của vi khuẩn và nấm trong việc biến đổi vật chất trong thủy vực. 6 1.2.2. Giới thiệu về phương pháp sử dụng chế phẩm vi sinh trong xử lý ô nhiễm môi trường Chế phẩm vi sinh vật xử lý môi trƣờng là sản phẩm có chứa các sinh vật sống có mục đích phân hủy, tiêu thụ, làm giảm nồng độ các chất ô nhiễm có trong môi trƣờng. Xử lý ô nhiễm bằng chế phẩm vi sinh là phƣơng pháp đang thịnh hành, đƣợc ƣu tiên sử dụng vì những ƣu điểm nổi trội nhƣ chi phí thấp, thân thiện với môi trƣờng, không ảnh hƣởng đến đời sống thủy sinh. 1.3. Giới thiệu về âu thuyền Thọ Quang, thành phố Đà Nẵng 1.3.1. Hiện trạng chất lượng nước biển ven bờ tại thành phố Đà Nẵng Theo kết quả quan trắc 5 năm (2005 - 2009) của Sở Tài nguyên và môi trƣờng thành phố, nƣớc biển tại khu vực âu thuyền Thọ Quang có hàm lƣợng dầu mỡ và phenol vƣợt tiêu chuẩn lên đến 9,83 lần, có năm cao hơn đến 53 lần (06/2008) [12]. Cũng theo Báo cáo hiện trạng môi trƣờng quốc gia giai đoạn 2011 – 2015 thì hàm lƣợng dầu mỡ khoáng trung bình trong nƣớc biển ven bờ tại âu thuyền Thọ Quang có nồng độ cao nhất trong các điểm quan trắc, vƣợt giới hạn cho phép nhiều lần [5]. Nhƣ vậy, ô nhiễm môi trƣờng biển ở thành phố Đà Nẵng đang ở mức khống chế, nếu không có các giải pháp phát triển kinh tế hợp lý thì sẽ dẫn đến hậu quả khó lƣờng. 1.3.2. Hiện trạng khu vực âu thuyền Thọ Quang Âu thuyền Thọ Quang là khu neo đậu tránh trú bão cho tàu cá, bao gồm: vùng nƣớc đậu tàu, luồng vào, hệ thống phao neo, trụ neo, phao tiêu dẫn luồng, biển báo và vùng đất đê bao, bờ kè chắn sóng, chắn cát. Cảng cá Thọ Quang là cảng chuyên dùng cho tàu cá, bao gồm vùng đất cảng và vùng nƣớc đậu tàu. Vùng đất cảng bao gồm: 7 cầu cảng, kho bãi, nhà xƣởng, khu hành chính, dịch vụ hậu cần, mua bán, xuất khẩu, nhập khẩu thủy sản. Bao quanh âu thuyền còn có 12 xƣởng sản xuất nƣớc đá, 04 cây xăng dầu và 19 tàu cung ứng dầu của các doanh nghiệp hoạt động thƣờng xuyên tại vùng nƣớc âu thuyền. Khu công nghiệp dịch vụ thủy sản Thọ Quang với khoảng 34 doanh nghiệp trong đó đa số hoạt động trong lĩnh vực chế biến, xuất khẩu thủy hải sản cũng nằm sát ngay âu thuyền. Chính vì việc quy tụ quá nhiều hoạt động tại đây đã khiến cho âu thuyền Thọ Quang trở thành điểm nóng về môi trƣờng của thành phố Đà Nẵng. Nguồn nƣớc thải từ khu công nghiệp (KCN) Dịch vụ thủy sản Đà Nẵng, chợ cá Thọ Quang, nƣớc thải và chất thải từ các tàu thuyền neo đậu và nƣớc thải từ khu dân cƣ… xả ra âu thuyền gây nên tình trạng ô nhiễm nặng nề, ảnh hƣởng tới mỹ quan đô thị, môi trƣờng và sức khỏe của ngƣời dân nhiều năm qua. Hiện nay, vấn đề kiểm soát chất lƣợng môi trƣờng tại cảng cá vẫn là bài toán nan giản của Ban quản lý âu thuyền nói riêng và chính quyền thành phố nói chung. Dù là một điểm nóng về ô nhiễm môi trƣờng của thành phố, nhƣng việc đánh giá hiện trạng chất lƣợng môi trƣờng tại âu thuyền vẫn chƣa đƣợc đầy đủ và chi tiết. Các nguyên nhân gây ô nhiễm môi trƣờng vẫn chƣa đƣợc nghiên cứu, đánh giá một cách tổng quát 8 Chƣơng 2 - ĐỐI TƢỢNG, NỘI DUNG, PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1. Đối tƣợng nghiên cứu Trong khuôn khổ luận văn, học viên tập trung vào 02 đối tƣợng nghiên cứu: - Hiện trạng chất lƣợng môi trƣờng nƣớc tại khu vực âu thuyền Thọ Quang, thành phố Đà Nẵng; - Xây dựng mô hình nghiên cứu ứng dụng chế phẩm vi sinh vật chịu mặn trong việc xử lý nền đáy cải thiện chất lƣợng môi trƣờng tại phòng thí nghiệm. 2.2. Nội dung nghiên cứu 2.2.1. Nội dung 1: Khảo sát đánh giá hiện trạng môi trường nước tại âu thuyền Thọ Quang, thành phố Đà Nẵng Việc khảo sát, đánh giá hiện trạng môi trƣờng nƣớc tại âu thuyền đƣợc thực hiện với khối lƣợng các công việc nhƣ : - Khảo sát, điều tra, thu thập thông tin về các nguồn xả thải vào âu thuyền. - Thực hiện việc lấy mẫu đánh giá hiện trạng chất lƣợng môi trƣờng nƣớc và bùn đáy tại âu thuyền tại 08 vị trí cửa xả nƣớc thải (CX1 – CX8), 04 vị trí bên trong âu thuyền (N1 – N4) và 01 vị trí bên ngoài âu thuyền (N5) đƣợc chỉ ra tại Hình 2.1. Hình 2.1. Vị trí lấy mẫu quan trắc chất lượng môi trường nước và bùn đáy tại âu thuyền Thọ Quang