Tin Khoa học - Công nghệ trong nước

Nghiên cứu tính toán phân bố hợp lý các nguồn thải và xác định tải lượng ô nhiễm ngày tối đa phục vụ kiểm soát và quản lý chất lượng môi trường nước lưu vực sông ở Việt Nam

.

Trong những năm vừa qua, quá trình phát triển kinh tế - xã hội tại các lưu vực sông diễn ra đặc biệt sôi động, nhất là tại các vùng kinh tế trọng điểm nằm ở khu vực hạ lưu các lưu vực sông lớn hoặc cửa sông ven biển. Tuy nhiên, chất lượng môi trường nước (CLN) tại các lưu vực sông đang bị suy thoái ở nhiều nơi, đặc biệt ở các đoạn sông chảy qua các khu vực đô thị, khu công nghiệp (KCN), làng nghề. Các con sông thường là nguồn cung cấp nước sinh hoạt chính cho người dân phía hạ lưu. Đặc biệt người dân ở vùng nông thôn và những người có thu nhập thấp thường sử dụng trực tiếp nước sông, hồ bị ô nhiễm, đây là nguyên nhân gây ra nhiều bệnh tật, tác động trực tiếp đến điều kiện sống, sức khỏe nhân dân và ảnh hưởng đến điều kiện phát triển kinh tế - xã hội. Tình trạng ô nhiễm, suy thoái chất lượng nước các sông, suối, kênh, rạch đã được phản ánh nhiều tại các kỳ họp Quốc hội cũng như trên các phương tiện thông tin đại chúng.

song1
Vị trí các nguồn điểm trong lưu vực sông (LVS) Cầu

Đánh giá sức chịu tải (SCT) hay khả năng chịu tải là một cách tiếp cận để ngăn ngừa sự quá tải môi trường do chất thải của con người và các hoạt động của họ. Ở Việt Nam, khái niệm này cũng được hiểu như sau: “Sức chịu tải/Khả năng chịu tải của thủy vực là tổng tải lượng chất thải có thể đưa vào thủy vực sao cho thủy vực vẫn còn có khả năng tự làm sạch để đạt yêu cầu sử dụng, nghĩa là đạt tiêu chuẩn, quy chuẩn chất lượng quy định cho mục đích sử dụng”. Từ kết quả tính toán sức chịu tải, các nhà quản lý sẽ xác định và phân bổ hạn ngạch xả nước thải cho các đối tượng xả thải cụ thể trên lưu vực. Sức chịu tải và hạn ngạch xả nước thải là một trong những căn cứ phục vụ lập hoặc điều chỉnh quy hoạch phát triển kinh tế - xã hội và quy hoạch phát triển ngành, lĩnh vực; xem xét chấp thuận chủ trương đầu tư, chứng nhận đầu tư cho các dự án trên lưu vực sông phục vụ mục tiêu phát triển bền vững.

Để phục vụ cho công việc quản lý và cải thiện môi trường lưu vực sông trên phạm vi cả nước, các nhà khoa học thuộc Viện Công nghệ môi trường - Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam đã tiến hành triển khai thực hiện đề tài “Nghiên cứu tính toán phân bố hợp lý các nguồn thải và xác định tải lượng ô nhiễm ngày tối đa phục vụ kiểm soát và quản lý chất lượng môi trường nước lưu vực sông ở Việt Nam” – mã số VAST07.05/18-19 từ 01/2018 đến 12/2019 do PGS.TS. Hà Ngọc Hiến làm chủ nhiệm đề tài.   Mục tiêu của Đề tài là: (1) Xác lập cơ sở khoa học tính toán phân bố hợp lý các nguồn thải và xác định tải lượng ô nhiễm ngày tối đa trên cơ sở các mô hình số có tính đến đầy đủ các quá trình tự làm sạch và các dạng nguồn thải khác nhau; (2) Xác định tải lượng ngày tối đa ô nhiễm hữu cơ và dinh dưỡng cho một số đoạn sông thuộc lưu vực sông Cầu; (3) Đề xuất quy trình tính toán tải lượng ô nhiễm ngày tối đa và giải pháp quản lý chất lượng nước lưu vực sông.

Trong 02 năm thực hiện (2018 – 2019), các nhà khoa học đã hoàn thành các nội dung nghiên cứu của đề tài và đạt được các kết quả có tính mới, trong đó: nhận được lời giải giải tích cho bài toán phân bố tối ưu nguồn thải trên một đoạn sông có tính đến ảnh hưởng của quá trình khuếch tán rối và tự làm sạch của chất ô nhiễm; đề xuất quy trình mới xác định tải lượng ô nhiễm ngày tối đa trên cơ sở các mô hình số; xác định tải lượng ô nhiễm tối đa ngày với BOD (nhu cầu ô xy sinh hóa) , COD (nhu cầu ô xy hóa học), TN (tổng Nitơ), TP (Tổng Photpho) cho các đoạn sông trên dòng chính sông Cầu từ Chợ Mới đến Phả Lại.

Kết quả xác định sức chịu tải (SCT) trên 7 đoạn sông Cầu từ Chợ Mới đến Phả lại cho thấy: sức chịu tải (SCT) của các đoạn sông thay đổi không hoàn toàn tỷ lệ thuận với độ dài đoạn sông (không nhất thiết các đoạn sông dài hơn có SCT lớn hơn); khả năng tự làm sạch của các đoạn sông là đáng kể, chiếm từ 27% đến 46% SCT của đoạn sông; tổng SCT của 7 đoạn sông nghiên cứu (từ Chợ Mới đến Phả Lại) đối với BOD là 95710 kg/ngày, COD là 207869 kg/ngày, TN là 11065 kg/ngày và TP là 3056 kg/ngày.

Một số hình ảnh kết quả tính toán sức chịu tải cho 7 đoạn sông thuộc dòng chính sông Cầu:
song2
Diễn biến nồng độ COD dọc theo sông Cầu


song3
Diễn biến nồng độ BOD dọc theo sông Cầu

Đề tài đã công bố 04 bài báo trên các tạp chí, hội nghị chuyên ngành, trong đó có 1 bài báo quốc tế trong danh mục SCI-E: 
(1) Phạm Thị Thu Hà, Nguyễn Văn Tâm, Hà Ngọc Hiến, Bùi Huy Hoàng. Đánh giá tải lượng ô nhiễm phát sinh từ các hoạt động kinh tế-xã hội trong lưu vực sông Cầu tại các tỉnh Bắc Kạn, Thái Nguyên, Bắc Giang và Bắc Ninh. Tạp chí Môi trường (ISSN: 1859-042X), Chuyên đề IV (2018), 43-47.
(2) Bui Huy Hoang, Ha Ngoc Hien, Nguyen Thi Nhu Dinh, Nguyen Anh Thao, Pham Thi Thu Ha, Jaya Kandasamy, Tien Vinh Nguyen. Integration of SWAT and QUAL2K for water quality modeling in a data scarce basin of Cau River basin in Vietnam. Ecohydrology & Hydrobiology 19 (2019) 210–223.
(3) Bùi Huy Hoàng, Hà Ngọc Hiến. Nghiên cứu áp dụng phương pháp hiệu chỉnh tự động sử dụng thuật toán di truyền trong mô phỏng diễn biến chất lượng nước sông: Thử nghiệm áp dụng cho lưu vực sông Cầu. Tuyển tập Công trình Hội nghị khoa học Cơ học Thủy khí toàn quốc lần thứ 21 (7/2018), ISBN:978-604-913-837-9.
(4). Hà Ngọc Hiến, Bùi Huy Hoàng. Lời giải giải tích cho bài toán tối ưu xác định sức chịu tải ô nhiễm cho một đoạn sông. Báo cáo tại Hội nghị khoa học Cơ học Thủy khí toàn quốc lần thứ 22 (7/2019) (Đã chấp nhận và chờ đăng).

Với các kết quả đạt được, đề tài đã được hội đồng nghiệm thu cấp Viện Hàn lâm KHCNVN đánh giá  đạt loại xuất sắc vào ngày 14/02/2020.

Các kết quả nghiên cứu của đề tài có đóng góp bước đầu, quan trọng trong việc đánh giá khả năng tiếp nhận nước thải cũng như sức chịu tải của nguồn nước sông đối với các chất ô nhiễm, cung cấp cơ sở khoa học cho các nhà quản lý trong việc tính toán và bảo vệ chất lượng nước lưu vực sông.

Nguồn tin: PGS.TS. Hà Ngọc Hiến - Viện Công nghệ môi trường 

Xử lý tin: Minh Tâm 

Bản quyền thuộc về Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam.
Địa chỉ: 18 Hoàng Quốc Việt, Cầu Giấy, Hà Nội. Email: This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it.
Khi phát hành lại thông tin trên Website cần ghi rõ nguồn: "Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam".