3 LỜI GIỚI THIỆU BỘ SÁCH CHUYÊN KHẢO VỀ BIỂN, ĐẢO VIỆT NAM Việt Nam là một quốc gia biển, có vùng biển chủ quyền rộng khoảng một triệu kilômét vuông, đường bờ biển trải dài hơn 3.260km, một hệ thống đảo ven bờ và vùng khơi chiếm một vị trí cực kỳ quan trọng về mặt an ninh quốc phòng cũng như kinh tế-xã hội của đất nước. Chiến lược Biển Việt Nam tới năm 2020 được Đảng và Nhà nước ta xây dựng, đã xác định những nhiệm vụ chiến lược phải hoàn thành, nhằm khẳng định chủ quyền Quốc gia trên biển, phát triển kinh tế biển, khoa học công nghệ biển, đưa nước ta trở thành một Quốc gia mạnh về biển, phù hợp với xu thế khai thác đại dương của thế giới trong thế kỷ XXI. Việc thực hiện có kết quả các nhiệm vụ trên, phải dựa trên một cơ sở khoa học, kỹ thuật đầy đủ, vững chắc về điều kiện tự nhiên, sinh thái môi trường và tiềm năng tài nguyên thiên nhiên biển của nước ta. Công cuộc điều tra nghiên cứu biển ở nước ta đã được bắt đầu từ những năm 20 của thế kỷ trước, song phải tới giai đoạn từ 1954, và nhất là sau năm 1975, khi chiến tranh kết thúc, đất nước thống nhất, hoạt động điều tra nghiên cứu biển nước ta mới được đẩy mạnh, nhiều Chương trình cấp Nhà nước, các Đề án, Đề tài ở các Ngành, các địa phương ven biển mới được triển khai. Qua đó, các kết quả nghiên cứu đã được công bố, đáp ứng một phần yêu cầu tư liệu về biển, cũng như góp phần vào việc thực hiện các nhiệm vụ bảo đảm an ninh quốc phòng biển, các hoạt động khai thác, quản lý, bảo vệ tài nguyên môi trường biển trong giai đoạn vừa qua. Tuy nhiên, các nhiệm vụ lớn của Chiến lược Biển Việt Nam tới năm 2020 đang đặt ra nhiều yêu cầu cấp bách và to lớn về tư liệu biển nước ta. Để góp phần đáp ứng nhu cầu trên, Nhà xuất bản Khoa học tự nhiên và Công nghệ - Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam đã tổ chức biên soạn và xuất bản bộ sách Chuyên khảo về Biển, Đảo Việt Nam. Việc biên soạn bộ sách này dựa trên các kết quả đã có từ việc thực hiện các Chương trình điều tra nghiên cứu biển cấp Nhà nước do Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam chủ trì trong nhiều năm, cũng như các kết quả nghiên cứu ở các Ngành trong thời gian qua. Bộ sách được xuất bản gồm nhiều lĩnh vực: - Khoa học Công nghệ biển - Khí tượng Thuỷ văn Động lực biển - Địa lý, Địa mạo, Địa chất biển 4 Trần Đức Thạnh (Chủ biên), Trần Văn Minh, Cao Thị Thu Trang, Vũ Duy Vĩnh, Trần Anh Tú - Sinh học, Sinh thái, Môi trường biển - Đa dạng sinh học và Bảo tồn thiên nhiên biển - Tài nguyên thiên nhiên biển và các lĩnh vực khác. Để đảm bảo chất lượng các ấn phẩm, việc biên soạn và xuất bản được tiến hành nghiêm túc qua các bước tuyển chọn ở Hội đồng xuất bản và bước thẩm định của các chuyên gia chuyên ngành có trình độ. Trong các năm 2008, 2009, 2010 và 2011 Nhà nước đặt hàng (thông qua Cục Xuất bản - Bộ Thông tin và Truyền thông) cùng với sự hỗ trợ kinh phí biên soạn của Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam, Nhà xuất bản Khoa học tự nhiên và Công nghệ đã tổ chức biên soạn và xuất bản được 20 cuốn đầu tiên của Bộ Chuyên khảo này. Công việc biên soạn và xuất bản Bộ sách hiện vẫn được tiếp tục trong năm 2012. Để mục tiêu trên đạt kết quả tốt, Nhà xuất bản Khoa học tự nhiên và Công nghệ rất mong nhận được sự hưởng ứng rộng rãi của các nhà khoa học thuộc các lĩnh vực khoa học công nghệ biển trong cả nước cùng tham gia biên soạn và xuất bản Bộ sách Chuyên khảo về Biển, Đảo Việt Nam, kịp thời đáp ứng nhu cầu tư liệu biển hiện nay cho công tác nghiên cứu, đào tạo và phục vụ yêu cầu các nhiệm vụ bảo vệ chủ quyền Quốc gia trên biển, đồng thời phát triển kinh tế, khoa học công nghệ biển và quản lý tài nguyên, môi trường biển, góp phần thiết thực vào việc thực hiện Chiến lược Biển Việt Nam tới năm 2020 của Đảng và Nhà nước, cũng như các năm tiếp theo. Nhà xuất bản Khoa học tự nhiên và Công nghệ 5 MỤC LỤC LỜI GIỚI THIỆU...............................................................................................................3 MỤC LỤC..........................................................................................................................5 DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT.............................................................................................7 LỜI NÓI ĐẦU...................................................................................................................9 Chương I. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU, TÀI LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU.................................................................................................................11 I. Tình hình nghiên cứu...............................................................................................11 II. Tài liệu và phương pháp nghiên cứu......................................................................16 Chương II. CÁC YẾU TỐ LIÊN QUAN ĐẾN SỨC TẢI MÔI TRƯỜNG VỊNH HẠ LONG - BÁI TỬ LONG...............................................................................55 I. Điều kiện tự nhiên....................................................................................................55 II. Môi trường khu vực Vịnh Hạ Long - Bái Tử Long................................................63 III. Khu hệ sinh vật biển..............................................................................................71 IV. Kinh tế - xã hội......................................................................................................77 Chương III. THỰC TRẠNG VÀ DỰ BÁO TẢI LƯỢNG CÁC NGUỒN GÂY Ô NHIỄM MÔI TRƯỜNG NƯỚC VỊNH HẠ LONG - BÁI TỬ LONG..................95 I. Đánh giá tải lượng chất gây ô nhiễm hiện tại..........................................................95 II. Dự báo tải lượng chất gây ô nhiễm theo quy hoạch phát triển kinh tế - xã hội.........111 Chương IV. KHẢ NĂNG TỰ LÀM SẠCH CỦA VỊNH HẠ LONG BÁI TỬ LONG..............................................................................................................125 I. Mô phỏng đặc điểm thuỷ động lực và khả năng trao đổi nước ở Vịnh Hạ Long Bái Tử Long..............................................................................................................125 II. Mô phỏng các quá trình chuyển hoá, lan truyền và biến đổi chất ô nhiễm ở Vịnh Hạ Long - Bái Tử Long....................................................................................133 III. Mô phỏng quá trình chuyển hoá vật chất và hình thành năng suất sơ cấp tại Vịnh Hạ Long - Bái Tử Long....................................................................................154 IV. Khả năng tự làm sạch của thuỷ vực Vịnh Hạ Long - Bái Tử Long.....................162 6 Trần Đức Thạnh (Chủ biên), Trần Văn Minh, Cao Thị Thu Trang, Vũ Duy Vĩnh, Trần Anh Tú Chương V. KHẢ NĂNG BỒI LẮNG TRẦM TÍCH ĐÁY VỊNH HẠ LONG - BÁI TỬ LONG............................................................................179 I. Hiện trạng bồi lắng trầm tích đáy Vịnh Hạ Long - Bái Tử Long..........................179 II. Dự báo biến động bồi lắng trầm tích đáy Vịnh Hạ Long - Bái Tử Long.............191 Chương VI. SỨC TẢI CỦA VỊNH HẠ LONG - BÁI TỬ LONG............................201 I. Đánh giá năng lực môi trường của Vịnh Hạ Long - Bái Tử Long........................201 II. Dự báo khả năng tích luỹ và tiếp nhận chất gây ô nhiễm của Vịnh Hạ Long Bái Tử Long..............................................................................................................226 Chương VII. ĐỊNH HƯỚNG QUẢN LÝ, BẢO VỆ MÔI TRƯỜNG VỊNH HẠ LONG - BÁI TỬ LONG TỪ GÓC ĐỘ SỨC TẢI MÔI TRƯỜNG..................245 I. Quy hoạch bảo vệ môi trường...............................................................................245 II. Tăng cường giám sát và quản lý môi trường........................................................251 III. Hỗ trợ tài chính, kỹ thuật và tuyên truyền bảo vệ môi trường............................254 TÀI LIỆU THAM KHẢO…........................................................................................257 PHỤ LỤC: Một số kết quả mô hình chất lượng nước và khả năng bồi lắng trầm tích đáy Vịnh Hạ Long - Bái Tử Long....................................................................267 7 DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT BOD Biochemical Oxygen Demend (Nhu cầu ô-xy sinh học) BVMT Bảo vệ môi trường COD Chemical Oxygen Demend (Nhu cầu ô-xy hoá học) GESAMP Group of Experts on the Scientific Aspects of Marine Pollution (Nhóm chuyên gia khoa học về ô nhiễm biển). GHCP Giới hạn cho phép KCN Khu công nghiệp KLN Kim loại nặng KTTV Khí tượng - Thuỷ văn NSSC Năng suất sơ cấp NTTS Nuôi trồng thuỷ sản N-T Ni-tơ tổng số P-T Phốt-pho tổng số PTBV Phát triển bền vững QCVN Quy chuẩn Việt Nam TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam TSS Total Suspended Solids (Tổng chất rắn lơ lửng) TVN Thực vật nổi UBND Uỷ ban Nhân dân 9 LỜI NÓI ĐẦU Khu vực Vịnh Hạ Long - Bái Tử Long thuộc tỉnh Quảng Ninh với hơn hai ngàn đảo là vùng biển đẹp nổi tiếng trên thế giới và giàu tiềm năng du lịch sinh thái với cảnh quan thiên nhiên tuyệt sắc và những hệ sinh thái điển hình, độc đáo như rừng ngập mặn, rạn san hô, bãi cát biển, hồ nước mặn và tùng áng, hang động v.v. Năm 1994, Vịnh Hạ Long được UNESCO công nhận là Di sản Thế giới theo tiêu chí 3 của Công ước Di sản Thế giới, có cảnh quan thiên nhiên nổi bật với vẻ đẹp mang giá trị thẩm mỹ cao. Năm 2000, UNESCO công nhận vịnh lần thứ hai là di sản thế giới có giá trị toàn cầu nổi bật về địa chất lịch sử, địa mạo karst theo tiêu chí 1 của Công ước. Ngày 11/11/2011, Vịnh Hạ Long đã được bình chọn là một trong 7 kỳ quan thiên nhiên thế giới mới do Tổ chức New7 Wonders thực hiện. Khu di sản Thế giới Vịnh Hạ Long nếu được mở rộng không gian sang cả Vịnh Bái Tử Long thì rất có tiềm năng đề nghị UNESCO một lần nữa công nhận là Di sản Thế giới về đa dạng sinh học. Không chỉ nổi bật về giá trị bảo tồn tự nhiên và du lịch sinh thái, quần thể vịnh - đảo Hạ Long - Bái Tử Long còn có những tiềm năng to lớn về tài nguyên sinh vật, phi sinh vật và tài nguyên vị thế cho phép phát triển nhiều lĩnh vực kinh tế quan trọng của địa phương và của cả nước. Đặc biệt, khu vực vịnh nằm trên vành đai kinh tế Vịnh Bắc Bộ hợp tác giữa Việt Nam và Trung Quốc, nối tuyến với hai hành lang kinh tế Quảng Ninh - Hải Phòng Nam Ninh và Quảng Ninh - Hải Phòng - Côn Minh thuộc tiểu vùng Mê Kông. Trong những năm gần đây, kinh tế của tỉnh Quảng Ninh đã phát triển nhanh chóng, từ năm 2006 đã trở thành một trong 10 tỉnh, thành có mức thu ngân sách lớn nhất của cả nước. Thành tựu này có sự đóng góp rất lớn từ các hoạt động kinh tế tại khu vực Vịnh Hạ Long - Bái Tử Long, được xác định là vùng phát triển động lực của tỉnh với sự tập trung của các ngành kinh tế mũi nhọn như khai thác và chế biến than, công nghiệp, cảng và giao thông thuỷ, du lịch - dịch vụ, nuôi trồng khai thác, chế biến thuỷ sản v.v. Tuy nhiên, phát triển kinh tế làm gia tăng mâu thuẫn với bảo tồn tự nhiên, bảo vệ tài nguyên - môi trường và cảnh quan thiên nhiên của khu vực. Sự suy giảm chất lượng môi trường nước, tăng quá trình bồi lắng gây nông hoá đáy vịnh, suy giảm tài nguyên sinh vật, biến dạng cảnh quan đang là những vấn đề môi trường nổi cộm ở khu vực này. Chỉ riêng hoạt động khai thác than đá cũng đã gây ra các tác động đáng lo ngại như gây bụi cho không khí, gây đục nước, bồi lắng đáy vịnh, ô nhiễm môi trường, đặc biệt là ô nhiễm kim loại nặng. Chính vì vậy, phát triển kinh tế đảm bảo sử dụng hợp lý, khai thác hiệu quả tài nguyên thiên nhiên, hài hoà với lợi ích bảo tồn tự nhiên và bảo vệ môi trường khu vực Vịnh Hạ Long - Bái Tử Long trở thành yêu cầu cơ bản trong chính sách, chiến lược của tỉnh Quảng Ninh theo định hướng phát triển bền vững. Nhận thức được tầm quan trọng của vấn đề này, Nhà nước và tỉnh Quảng Ninh đã quan tâm và tạo điều kiện cho phép thực hiện một số đề tài và dự án, kể cả một số nhiệm vụ có tài trợ Quốc tế nhằm nghiên cứu, đánh giá nhằm đề xuất các phương án, giải pháp bảo vệ môi trường biển khu vực Vịnh Hạ Long - Bái Tử Long. Đáng chú ý, dự 10 Trần Đức Thạnh (Chủ biên), Trần Văn Minh, Cao Thị Thu Trang, Vũ Duy Vĩnh, Trần Anh Tú án Nghiên cứu quản lý môi trường Vịnh Hạ Long của JICA (1997 - 1998) đã đưa ra quy hoạch quản lý môi trường vịnh phù hợp với mục tiêu bảo tồn thiên nhiên và các hoạt động con người trên cơ sở các nghiên cứu đánh giá tài nguyên và môi trường, kinh tế xã hội theo hướng quy hoạch tổng hợp khu vực giai đoạn 2000, 2005 và 2010. Tuy nhiên, hoạt động kinh tế khu vực phát triển rất nhanh và sôi động với nhiều lĩnh vực đã vượt xa ngoài mức độ dự báo của các chuyên gia JICA từ năm 1998. Để có cơ sở khoa học phục vụ cho quy hoạch môi trường và công tác bảo vệ môi trường khu vực Vịnh Hạ Long - Bái Tử Long lâu dài, gắn kết và phù hợp với quy hoạch phát triển kinh tế - xã hội đã được xác định đến 2020 và tầm nhìn đến 2025, cần thiết phải có nghiên cứu đánh giá hệ thống về khả năng tự làm sạch và sức tải môi trường Vịnh Hạ Long - Bái Tử Long. Xuất phát từ yêu cầu đó, nhóm tác giả đã tiến hành biên soạn cuốn sách chuyên khảo này. Cuốn sách được biên soạn chủ yếu dựa vào kết quả nghiên cứu của hai đề tài do tỉnh Quảng Ninh giao nhiệm vụ cho Viện Tài nguyên và Môi trường biển. Đó là đề tài: “Xây dựng mô hình lan truyền ô nhiễm khu vực Vịnh Hạ Long - Bái Tử Long” thực hiện trong các năm 2005 - 2006 và đề tài: ”Nghiên cứu đánh giá sức tải môi trường và đề xuất các giải pháp quản lý, bảo vệ môi trường Vịnh Hạ Long - Bái Tử Long" được thực hiện trong các năm 2008 - 2010. Ngoài ra, cuốn sách đã kế thừa kết quả nghiên cứu của các công trình điều tra, nghiên cứu đã có tại khu vực này về điều kiện thuỷ động lực, hiện trạng môi trường nước, trầm tích và lan truyền ô nhiễm, biến động địa hình, khu hệ sinh vật và đa dạng sinh học v.v. Cuốn sách đề cập đến nhiều vấn đề liên quan đến môi trường khu vực Vịnh Hạ Long - Bái Tử Long, tuy nhiên trọng tâm nhằm vào đánh giá khả năng tự làm sạch và sức tải môi trường của thuỷ vực vịnh. Do điều kiện còn hạn chế, trong phạm vi cuốn sách này sức tải môi trường được đánh giá cho một số thông số liên quan đến ô nhiễm hữu cơ, chất dinh dưỡng như BOD, COD, NH4+, NO2-, PO43- và một số kim loại nặng như Cd, Cu, Pb, Zn, Hg, As. Ngoài ra, khả năng bồi lắng trầm tích đáy vịnh cũng được coi là vấn đề quan trọng được quan tâm. Tập thể tác giả chân thành cảm ơn Nhà xuất bản Khoa học tự nhiên và Công nghệ, Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam đã xét duyệt và hỗ trợ kinh phí xuất bản cuốn sách này. Xin chân thành cảm ơn lãnh đạo tỉnh Quảng Ninh, Sở Khoa học và Công nghệ Quảng Ninh, Viện Tài nguyên và Môi trường biển đã tạo mọi điều kiện thuận lợi cho công tác nghiên cứu khoa học để tạo dựng bộ tư liệu hoàn thành cuốn sách. Tập thể tác giả cũng chân thành cảm ơn các đồng nghiệp: Phạm Hải An, Đỗ Trọng Bình, Nguyễn Thị Phương Hoa, Vũ Thị Lựu, Nguyễn Đăng Ngải, Đỗ Công Thung, Chu Văn Thuộc, Đàm Đức Tiến và một số đồng nghiệp khác đã giúp đỡ, hỗ trợ cho quá trình nghiên cứu để hoàn thành công trình này. Đặc biệt, xin chân thành cảm ơn GS. TSKH. Đặng Ngọc Thanh đã đọc và góp nhiều ý kiến quý báu cho việc biên tập và hoàn thiện cuốn sách. Chắc chắn, cuốn sách còn có những hạn chế mong được độc giả lượng thứ và còn những vấn đề cần được góp ý và trao đổi. Chấp nhận những khiếm khuyết khó tránh, hy vọng đây sẽ là tập tư liệu hữu ích cho nghiên cứu và giảng dạy, góp phần bảo vệ môi trường Vịnh Hạ Long - Bái Tử Long nói riêng, các thuỷ vực ven bờ Việt Nam nói chung. 11 Chương I TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU, TÀI LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU I. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU 1. Tình hình nghiên cứu ngoài nước Khái niệm sức tải môi trường lần đầu tiên được các nhà khoa học Mỹ sử dụng khi xác định mật độ chăn thả gia súc phù hợp tại cao nguyên Kaibad vào đầu thế kỷ 20 (Edwards và nnk, 1974). Đến nay, việc đánh giá sức tải đã được áp dụng vào nhiều lĩnh vực kinh tế - xã hội, từ xã hội học (mật độ dân cư), công nghiệp (mật độ nhà máy, xí nghiệp), giao thông vận tải (mật độ phương tiện, xe cộ), nông nghiệp, thuỷ sản và du lịch (mật độ khách du lịch) v.v. Việc đánh giá sức tải các thuỷ vực (vũng vịnh, đầm phá, cửa sông...) chủ yếu được tiến hành ở các nước phát triển phục vụ cho mục đích nuôi trồng thuỷ sản. Trước những mâu thuẫn giữa phát triển kinh tế - xã hội và bảo vệ môi trường không ngừng tăng lên, năm 1986, GESAMP (Group of Experts on the Scientific Aspects of Marine Pollution) - nhóm các chuyên gia khoa học về ô nhiễm biển được các tổ chức IMO, FAO, UNESCO, WMO, WHO, IAEA, UN, UNEP tài trợ đã xuất bản tài liệu "Sức tải môi trường - Một cách tiếp cận để ngăn ngừa ô nhiễm biển", trong đó đã đưa ra khá đầy đủ các khái niệm, thuật ngữ, định nghĩa và các hướng dẫn liên quan đến đánh giá sức tải của thuỷ vực. Theo GESAMP, năng lực môi trường (environmental capacity) hay còn được gọi với các tên khác như “năng lực hấp thụ” (absorptive capacity) hoặc “năng lực đồng hoá” (assimilative capacity) được định nghĩa là “tính chất của môi trường và khả năng của nó trong việc điều tiết một hoạt động nào đó mà không gây ra những tác động môi trường không thể chấp nhận”. Như vậy, năng lực môi trường của một khu vực cụ thể được hiểu như là khối lượng tối đa các chất thải có thể thải vào một khu vực nào đó trong một khoảng thời gian mà không làm các thông số môi trường tại các khu vực đó vượt quá các tiêu chuẩn chất lượng môi trường. Còn “sức tải môi trường” (carrying capacity) được định nghĩa là số lượng tối đa các sinh vật (mật độ), hoặc số lượng tối đa các hoạt động (như số lượng ao đầm, lồng bè…) mà một khu vực nào có thể mang tải, hoặc tổng sản lượng tối đa mà một khu vực nào đó có thể sản xuất ra mà lượng chất thải từ các hoạt động này không vượt quá năng lực môi trường tại khu vực đó, tức là nằm trong giới hạn cho phép của tiêu chuẩn chất lượng môi trường. Như vậy hai khái niệm năng lực môi trường và sức tải có mối liên quan chặt chẽ với nhau, thậm chí đôi khi còn được hiểu là một. Tuy nhiên sự 12 Trần Đức Thạnh (Chủ biên), Trần Văn Minh, Cao Thị Thu Trang, Vũ Duy Vĩnh, Trần Anh Tú khác nhau là khái niệm năng lực môi trường nói về giới hạn của chất thải, còn khái niệm sức tải môi trường nói về giới hạn của hoạt động (diện tích, số lượng hoặc sản lượng). Như vậy, năng lực môi trường của một khu vực là khả năng chịu đựng (tolerance) tối đa của môi trường khu vực đó trong những điều kiện tự nhiên, đặc điểm môi trường sống và thời gian nhất định mà không vượt quá giới hạn cho phép của các tiêu chuẩn môi trường. Còn sức tải môi trường của một khu vực là số lượng tối đa sinh vật và các hoạt động có thể tạo ra các tác nhân gây tổn hại cho chất lượng môi trường, vượt quá giới hạn năng lực môi trường. Từ những khái niệm ban đầu về sức tải môi trường và các phương pháp đánh giá sức tải môi trường do GESAMP đưa ra, cho đến nay các khái niệm liên quan và phương pháp đánh giá sức tải môi trường càng ngày càng được hoàn thiện hơn nhằm: - Xác định giới hạn bền vững cho các hành động phát triển diễn ra trên, xung quanh thuỷ vực (ví dụ như quy mô và mật độ nuôi trồng thuỷ sản, loại và tổng lượng chất thải cho phép thải xuống v.v.). - Phân phối hợp lý các hoạt động diễn ra trên và xung quanh thuỷ vực để vừa thu được hiệu quả kinh tế cao nhất và vừa duy trì được chất lượng môi trường trong giới hạn cho phép. - Xây dựng các giải pháp duy trì và phục hồi năng lực môi trường, đảm bảo phát triển thuỷ vực theo hướng bền vững trong tương lai. Cho đến nay, việc đánh giá sức tải môi trường ở các thuỷ vực ven bờ biển (vũng, vịnh, đầm phá, cửa sông) đã được tiến hành chủ yếu ở các nước phát triển trong nhiều lĩnh vực liên quan khác nhau nhằm xác định giới hạn của các hoạt động phát triển, chủ yếu phục vụ cho mục tiêu bảo vệ môi trường biển và phát triển bền vững. Ví dụ, đã có công trình nghiên cứu đánh giá sức tải môi trường phục vụ cho nuôi trai ngọc trong vụng Takapoto Atoll (Nathalie và nnk, 2001), nuôi nhuyễn thể ở đầm phá Thau của Pháp (De Casabianca và nnk, 1995), nuôi cá trong rào chắn ở Vịnh Osaka (Horriya và nnk, 1991) và một số vụng phía Nam của Nhật (Tsutsumi, 1995), nuôi cá trong các đầm ven biển tại Scotlen (Gillibrand và Turrel, 1997), vụng Haifa của Israel (Kress, N. và Herut, B, 1998), Vịnh Chesapeake và cửa sông York của Mỹ (Dellapena và nnk, 1998), Tây Nam Vịnh Mêhicô (Manickchand-Heileman và nnk, 1998), nuôi trồng thuỷ sản mũi nhọn ở Vịnh Mulroy ở Anh (Trevor Telfor & Karen Robinson, 2003) v.v. Một số nghiên cứu tập trung vào khả năng đồng hoá-tự làm sạch các chất gây ô nhiễm của thuỷ vực, khả năng lọc và xử lý chất thải của các đối tượng sinh học như rừng ngập mặn, cỏ biển và các loài nhuyễn thể tại các khu vực biển ven bờ. Các kết quả nghiên cứu này có thể được sử dụng như là một trong những cơ sở cho việc tính toán cũng như xây Chương I. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU, TÀI LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 13 dựng các giải pháp cải thiện năng lực tải của môi trường. Ví dụ, theo tính toán của Robertson và Phillips (1994) thì cần 21,7ha rừng ngập mặn để hấp thụ hết lượng phốt-pho từ nước thải của 1ha nuôi tôm thâm canh và 7,2ha rừng ngập mặn đối với chất thải ni-tơ của 1ha nuôi tôm thâm canh. Đối với nuôi tôm bán thâm canh thì diện tích tương ứng là 2,4ha (đối với ni-tơ) và 2,8ha (đối với phốt-pho). Các loài nhuyễn thể ăn lọc cũng giúp cho việc làm giảm hàm lượng chất hữu cơ trong các vùng nước bị ảnh hưởng bởi nước thải từ nuôi trồng thuỷ sản. Một con vẹm có thể lọc từ 2 đến 5 lít nước và toàn bộ số vẹm nuôi trên 1 sợi dây treo có thể lọc 90.000 lít nước mỗi ngày (Nunes và Parsons, 1998). Con hàu có thể hấp phụ 94% lượng ni-tơ và 48% lượng chất rắn lơ lửng trong toàn bộ khối lượng nước nó đã lọc (Ryther và nnk, 1995). Vẹm xanh có thể làm giảm 68% tổng lượng ni-tơ trong khối lượng chúng đã lọc (Jones và Preston, 1996). Rong tảo cũng được xem là một đối tượng có thể hấp phụ chất dinh dưỡng từ chất thải của nuôi trồng thủy sản, đặc biệt là chúng có thể hấp thụ những chất dinh dưỡng mà các loài nhuyễn thể không thể hấp thụ (Chandrkrachang và nnk, 1991). Rong tảo có thể làm tiêu thụ 32% ni-tơ và 19% phốt-pho trong nước. Gần đây, một số nghiên cứu khác về sức tải môi trường dựa trên cách tiếp cận tổng hợp với bốn cấp độ nghiên cứu chính, theo thứ tự: - Sức tải tự nhiên (Physical Carrying Capacity) là những đặc trưng về điều kiện tự nhiên của thuỷ vực như hình thái thuỷ vực, địa hình, các điều kiện thuỷ động lực, trao đổi nước. Nó cũng bao gồm cả các đặc điểm thuỷ hoá cơ bản như nhiệt độ nước, độ muối và hàm lượng ô-xy hoà tan. - Sức tải cung cấp (hay sức sản xuất) của thuỷ vực (Production Carrying Capacity) là khả năng sản xuất cũng như đáp ứng các hoạt động một cách tối đa có thể. Khả năng này của thuỷ vực phụ thuộc rất nhiều vào sức tải tự nhiên. - Sức tải sinh thái (Ecological Carrying Capacity) là khả năng đáp ứng tối đa các hoạt động mà không gây ra những tác động đến sinh thái của thuỷ vực. - Sức tải xã hội (Social Carrying Capacity) là tổng hợp của các đối tượng trên trong đó có tính đến sự dung hoà giữa lợi ích của các hoạt động (lợi ích kinh tế xã hội, có thể ảnh hưởng đến các hoạt động khác hay không) và môi trường. Với cách tiếp cận đó, những nghiên cứu về sức tải môi trường đã được thực hiện cho các vũng vịnh ven bờ ở New Zealand (Graeme J. Inglis, Barbara J. Hayden, Alex H. Ross, 2000), đánh giá sức tải môi trường ở Vịnh Plenty - New Zealand đã được thực hiện trên cơ sở phân tích các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình hình thành năng suất sơ cấp (Longdill, P. C., and Black, K. P., 2006), tính toán sức tải môi trường đã được thực hiện cho 4 hồ (Pine, Upper Crooked, Gull và Sherman) ở Mỹ (Four Township Water Resources Council, Inc., 2002). 14 Trần Đức Thạnh (Chủ biên), Trần Văn Minh, Cao Thị Thu Trang, Vũ Duy Vĩnh, Trần Anh Tú Mặc dù đối tượng nghiên cứu và các phương pháp tiếp cận khác nhau nhưng các kết quả nghiên cứu, đánh giá về sức tải môi trường đều có ý nghĩa hết sức quan trọng trong việc ngăn ngừa sự ô nhiễm và suy thoái môi trường trong khi vẫn khai thác tốt được các tiềm năng thiên nhiên cho phát triển kinh tế - xã hội. 2. Tình hình nghiên cứu trong nước Ở Việt Nam, đánh giá sức tải môi trường nói chung và sức tải môi trường của các thuỷ vực còn là một vấn đề khá mới mẻ và chưa được quan tâm nghiên cứu nhiều. Trước sức ép của các hoạt động kinh tế xã hội lên môi trường đang ngày một gia tăng trong những năm gần đây, một số nghiên cứu đánh giá sức tải môi trường đã được thực hiện nhằm giải quyết và dung hoà mối quan hệ giữa phát triển kinh tế - xã hội và bảo vệ môi trường. Với cách tiếp cận là công cụ mô hình, Hoàng Dương Tùng (2004) đã sử dụng một mô hình toán học để tính toán - dự báo sự lan truyền của chất gây ô nhiễm ở Hồ Tây, qua đó đánh giá khả năng chịu tải ô nhiễm ở Hồ Tây. Nguyễn Chí Công và đồng nghiệp (2007) khi thực hiện đề tài "Nghiên cứu cơ sở khoa học đánh giá khả năng tiếp nhận nước thải của nguồn nước, phục vụ công tác cấp phép xả thải" đã quan tâm tới việc rà soát, tổng hợp lý thuyết và các phương pháp tính toán lan truyền, khuyếch tán vật chất ô nhiễm, rà soát các mô hình toán v.v. áp dụng với trường hợp cụ thể tại một đoạn sông thuộc phần hạ lưu sông Thương. Đề tài đã thu được những kết quả đáng chú ý về phân bố hàm lượng các chất gây ô nhiễm sau khi đi ra khỏi nguồn thải và đề xuất một số phương án xả thải phù hợp. Trong một số nghiên cứu khác về sức tải môi trường, các tác giả Lê Trình và Nguyễn Tất Đắc (2004) đã sử dụng mô hình toán nghiên cứu khả năng tiếp nhận chất thải, khả năng tự làm sạch của lưu vực sông Đồng Nai - Sài Gòn, lưu vực sông Mê Kông thông qua đánh giá đặc điểm môi trường nước, thuỷ văn, thuỷ hoá, thống kê các nguồn thải, dự báo hiện trạng và các phương án phát triển kinh tế - xã hội đến năm 2010, 2020 cũng đã cho những kết quả tham khảo quý giá. Đối với môi trường biển và các thuỷ vực ven bờ biển Việt Nam, vấn đề khả năng tự làm sạch và sức tải môi trường đã được quan tâm từ lâu, cách tiếp cận đúng hướng nhưng do hạn chế về kỹ thuật và công cụ đánh giá, nên chưa có được những tài liệu tổng hợp, hệ thống và định lượng. Đỗ Trọng Bình (1997) đã nghiên cứu vai trò của thực vật nổi đối với khả năng làm sạch môi trường Vịnh Hạ Long. Kết quả cho thấy, vào mùa khô, năng suất sinh học sơ cấp thô trung bình đạt 66,6mgC/m3/ngày, năng suất sinh học sơ cấp tính trung bình đạt 37,8mgC/m3/ngày. Khả năng tái phục hồi dinh dưỡng và phân giải chất hữu cơ cao nên đã duy trì ở mức tương đối ổn định các chất hữu cơ và chất vẩn lơ lửng trong vực nước, góp phần hạn chế ô nhiễm môi trường. Nghiên cứu của Nguyễn Đức Cự (1998) cho thấy việc san lấp mặt bằng ven bờ hay sử dụng vùng triều nuôi trồng thuỷ sản và khai hoang nông nghiệp đã làm giảm khả năng tự làm sạch của Vịnh Hạ Long. Tính đến 1998, đất ngập triều Vịnh Chương I. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU, TÀI LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 15 Hạ Long - Cửa Lục bị mất 1089ha do san lấp mặt bằng, 16ha do khai hoang nông nghiệp, 2564ha do đắp đầm nuôi thuỷ sản. Theo tính toán, khai hoang nông nghiệp và san lấp mặt bằng làm mất năng lực giảm P-T 0,117kg/ha/ngày, N-T 0,234kg/ha/ngày và TSS 409,5kg/ha/ngày. Các khu khoanh đắp đầm nuôi thuỷ sản làm mất khả năng giảm P-T 0,09kg/ha/ngày, N-T 0,180kg/ha/ngày và TSS 315kg/ha/ngày. Tại Vịnh Hạ Long, những nghiên cứu về sức tải môi trường có sử dụng mô hình toán học đã được JICA (1999) tổ chức thực hiện trong các năm 1997 - 1998 và một số kết quả cơ bản được thể hiện trong công bố của Hoàng Doanh Sơn và Vũ Văn Thành (2000). Trong đề tài "Nghiên cứu sức chịu tải, khả năng tự làm sạch môi trường của một số thuỷ vực nuôi cá lồng bè, làm cơ sở phát triển hợp lý nghề nuôi hải sản ven bờ biển Hải Phòng - Quảng Ninh" nhóm tác giả Trần Lưu Khanh và đồng nghiệp (2006) đã kết hợp các công cụ toán học và số liệu điều tra khảo sát và thí nghiệm để đánh giá sức chịu tải, khả năng tự làm sạch của môi trường các khu vực nuôi cá lồng bè ở khu vực Vân Đồn - Vịnh Bái Tử Long (Quảng Ninh) và Cát Bà (Hải Phòng). Kết quả nghiên cứu của nhóm tác giả này bước đầu đã cho thấy được khả năng tự làm sạch, tiếp nhận chất dinh dưỡng của khu vực nghiên cứu do nuôi trồng thuỷ sản. Trong các năm 1991 - 1995, Phạm Văn Ninh và cộng sự đã tiến hành nghiên cứu đánh giá tải lượng thải do sông đưa ra trong đó các sông đặc trưng của phía Bắc như cửa sông Cấm, cửa Bạch Đằng, cửa Thái Bình. Các nghiên cứu này chính là bước khởi đầu cho việc đánh giá sức tải của các thủy vực ven biển. Từ những năm 90 của thế kỷ trước, Phân viện Hải dương học tại Hải Phòng, nay là Viện Tài nguyên và Môi trường biển đã tiến hành nhiều đợt khảo sát và đánh giá môi trường khu vực Vịnh Hạ Long và Bái Tử Long, trọng tâm là thực trạng ô nhiễm và nguồn thải. Bắt đầu từ chương trình hợp tác với JICA vào các năm 1997 - 1998, Viện đã sử dụng phương pháp tính dòng vật chất bổ sung (flux) và quỹ nguồn (budget) - mô hình CABARET of LOICZ để đánh giá mức độ tích tụ, phân huỷ, khuyếch tán và trao đổi vật chất tại vùng ven biển Cát Bà - Vịnh Hạ Long. Sau đó, phương pháp nghiên cứu này còn được áp dụng tính toán mức độ dinh dưỡng của hệ đầm phá Tam Giang - Cầu Hai (Thừa Thiên - Huế). Trong những năm gần đây, cán bộ khoa học của Viện Tài nguyên và Môi trường biển đã tích cực ứng dụng mô hình toán để đánh giá, dự báo chế độ thuỷ động lực và chất lượng môi trường nước các thuỷ vực ven bờ. Trong đó, có một số nghiên cứu tập trung vào khu vực Vịnh Hạ Long - Bái Tử Long. Tại khu vực Vịnh Bái Tử Long, mô hình thuỷ động lực đã cho phép nghiên cứu dự báo sự cố tràn dầu và những tác động khi xảy ra sự cố với mức độ ảnh hưởng khác nhau tùy thuộc vào lượng dầu tràn, vị trí và điều kiện khí tượng - hải văn khi dầu tràn (Vũ Duy Vĩnh, 2006). Dựa trên các kết quả mô phỏng điều kiện thủy động lực, một mô hình chất lượng nước đã được thiết lập theo các kịch bản 16 Trần Đức Thạnh (Chủ biên), Trần Văn Minh, Cao Thị Thu Trang, Vũ Duy Vĩnh, Trần Anh Tú khác nhau ở khu vực Vịnh Bái Tử Long cho thấy bức tranh chung về nhóm chất gây ô nhiễm hữu cơ (BOD5, COD) trong mối quan hệ với điều kiện thủy động lực và tải lượng thải ven bờ (Vũ Duy Vĩnh, 2007). Tại khu vực Vịnh Hạ Long, mô hình MIKE 21 đã được ứng dụng để đánh giá và dự báo thuỷ động lực và chất lượng nước Vịnh Hạ Long (Đỗ Trọng Bình, 2003). Đồng thời, cách tiếp cận tương tự nhưng trên cơ sở mô hình Delft -3D đã được sử dụng để mô phỏng chất lượng nước ở khu vục Vịnh Hạ Long với các thông số tập trung vào trầm tích lơ lửng, hữu cơ và dinh dưỡng (Vũ Duy Vĩnh và nnk, 2008). Những kết quả bằng mô hình toán học này là cơ sở để tập trung phân tích và đánh giá môi trường các thuỷ vực ven bờ phía Bắc với các chủ đề như nghiên cứu khả năng tích tụ và phân tán các chất gây ô nhiễm ở các vùng cửa sông Bạch Đằng và Ba Lạt (Cao Thị Thu Trang và nnk, 2008; Cao Thị Thu Trang và Nguyễn Mạnh Thắng, 2009); nghiên cứu sức tải môi trường vùng cửa sông Bạch Đằng và vùng đảo Cát Bà phục vụ bảo vệ môi trường và phát triển bền vững (Cao Thị Thu Trang và nnk, 2009; Cao Thị Thu Trang và Nguyễn Thị Phương Hoa, 2009 và 2010). Tại khu vực Hạ Long - Bái Tử Long, mô hình lan truyền chất gây ô nhiễm cho một loạt các yếu tố ô nhiễm hữu cơ, các chất dinh dưỡng và một số kim loại nặng cơ bản đã thực hiện cho cả hệ thống vịnh (Trần Đức Thạnh và nnk, 2007), từ đó đã tiếp tục nghiên cứu đánh giá sức tải môi trường để đề xuất các giải pháp quản lý, bảo vệ môi trường khu vực này (Trần Đức Thạnh và nnk, 2010). Những kết quả nghiên cứu này, ngoài tạo dựng được bộ tư liệu khoa học phục vụ nhu cầu quản lý môi trường các khu vực nghiên cứu, còn từng bước góp phần hệ thống hoá và hoàn thiện các phương pháp nghiên cứu và đánh giá sức tải môi trường của thuỷ vực ven biển trong điều kiện thực tế của nước ta. Do nhu cầu của thực tiễn, hướng nghiên cứu này vẫn đang tiếp tục được áp dụng cho các thuỷ vực ven biển khác, ví dụ cho đánh giá sức tải môi trường khu vực đầm phá ven bờ Thừa Thiên-Huế trong các năm 2011-2013. Kinh nghiệm từ nhiều nước đã cho thấy chi phí cho việc cải tạo môi trường còn lớn hơn gấp nhiều lần chi phí sử dụng cho việc phòng ngừa ô nhiễm. Vì vậy, đánh giá sức tải môi trường đối với các khu vực hoặc thuỷ vực có ý nghĩa quan trọng đối với quản lý môi trường, lập kế hoạch bảo vệ môi trường, điều chỉnh phát triển kinh tế - xã hội theo định hướng bền vững. II. TÀI LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 1. Nguồn tài liệu 1.1. Nguồn tài liệu kế thừa Để phục vụ cho phân tích, tính toán và lập các mô hình, các tài liệu đã có về điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội và môi trường đã được thu thập, tổng hợp và đánh giá, bao gồm: Chương I. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU, TÀI LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 17 - Vị trí địa lý, hình thái địa hình bờ và đáy biển, độ sâu nền đáy. - Đặc điểm địa chất, trầm tích lơ lửng và trầm tích đáy khu vực với các đặc điểm cơ học, khoáng vật và địa hoá trầm tích. - Đặc điểm khí hậu và khí tượng: chế độ gió, nhiệt độ không khí, bức xạ mặt trời, gió, độ ẩm và lượng mây v.v. - Đặc điểm thuỷ văn sông bao gồm phân bố, lưu lượng nước và trầm tích. - Đặc điểm hải văn: thuỷ triều và dao động mực nước biển, dòng chảy, sóng. - Các tài liệu về hoạt động kinh tế - xã hội của khu vực nghiên cứu như dân số và phân bố, hiện trạng sử dụng đất, các ngành kinh tế và hoạt động kinh tế, hoạt động bảo tồn, bảo vệ tự nhiên, bảo vệ môi trường và các quy hoạch phát triển v.v. Đáng chú ý là các công trình “Nghiên cứu một số giải pháp kỹ thuật cải thiện chất lượng môi trường để phát triển bền vững nguồn lợi thủy sản và du lịch vùng biển ven bờ Việt Nam” của Nguyễn Tác An và cộng sự (2001) và “Ô nhiễm biển do sông tải ra” của Phạm Văn Ninh và cộng sự (1995). Có thể coi là những tài liệu cơ bản, mở đầu cho các nghiên cứu liên quan đến sức tải môi trường ở Việt Nam. Nguồn tài liệu sử dụng từ các cơ quan quản lý của tỉnh: - Các tài liệu và báo cáo hiện trạng phát triển kinh tế - xã hội của tỉnh Quảng Ninh, thành phố Hạ Long, huyện Vân Đồn, thị xã Cẩm Phả, huyện Yên Hưng và huyện Hoành Bồ. - Các tài liệu và báo cáo về định hướng phát triển kinh tế - xã hội của tỉnh Quảng Ninh, thành phố Hạ Long, Vân Đồn, Cẩm Phả, Yên Hưng, Hoành Bồ đến năm 2010 và 2020. - Các báo cáo hiện trạng và định hướng phát triển các ngành, lĩnh vực thuỷ sản, công nghiệp, nông nghiệp, du lịch - dịch vụ. - Thông tin về các dự án phát triển của tỉnh Quảng Ninh đến năm 2010 và 2020. Nguồn tài liệu từ kết quả các đề tài, dự án và nhiệm vụ đã thực hiện trong khu vực: - Dự án JICA về nghiên cứu quản lý môi trường Vịnh Hạ Long, 1999. - Đề tài: Xây dựng mô hình lan truyền chất gây ô nhiễm cho Vịnh Hạ Long Bái Tử Long, 2006 - 2007. - Đề tài: Ứng dụng công nghệ thông tin địa lý (GIS) trong quản lý di sản thiên nhiên thế giới Vịnh Hạ Long, thực hiện năm 2008. 18 Trần Đức Thạnh (Chủ biên), Trần Văn Minh, Cao Thị Thu Trang, Vũ Duy Vĩnh, Trần Anh Tú - Dự án: Nghiên cứu, đánh giá các giá trị đa dạng sinh học Vịnh Hạ Long phục vụ cho việc quản lý, phát huy giá trị đa dạng sinh học của di sản, 2006 2007. - Đề án: Điều chỉnh, bổ sung Quy hoạch tổng thể phát triển kinh tế - xã hội tỉnh Quảng Ninh đến năm 2010 và định hướng đến năm 2020. - Đề án: Quy hoạch môi trường tỉnh Quảng Ninh đến năm 2010, thực hiện năm 2004. - Dự án: Quy hoạch bảo vệ môi trường vùng Hạ Long - Cẩm Phả - Yên Hưng đến 2010 và định hướng đến 2020. 1.2. Nguồn tài liệu điều tra khảo sát theo yêu cầu của nhiệm vụ nghiên cứu - Điều tra khảo sát tổng quan điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội khu vực nghiên cứu. Đợt khảo sát tổng quan được tiến hành vào tháng 9 năm 2008 để bổ sung các dữ liệu về kinh tế - xã hội của các huyện, thị xã trong khu vực nghiên cứu và để thiết kế các trạm vị chi tiết cho việc khảo sát nguồn thải. Ngoài ra, trong chuyến khảo sát này, tình hình và định hướng phát triển các ngành, lĩnh vực kinh tế trong khu vực cũng được thu thập. - Điều tra, khảo sát các nguồn ô nhiễm do khai thác khoáng sản và các hoạt động kinh tế - xã hội chủ yếu ảnh hưởng đến môi trường nước Vịnh Hạ Long - Bái Tử Long. Khảo sát, thu mẫu nước và phân tích mẫu tại 30 điểm khảo sát nguồn thải dọc theo vùng biển Vịnh Hạ Long - Bái Tử Long trong hai mùa, mùa mưa (tháng 9) và mùa khô (tháng 12) năm 2008. Vị trí các điểm khảo sát được thể hiện trên hình 1.1. Các số liệu này dùng làm cơ sở để tính toán và đánh giá các nguồn ô nhiễm do các hoạt động kinh tế - xã hội gây ra. - Khảo sát, thí nghiệm các quá trình biến đổi và chuyển hoá vật chất gây ô nhiễm trong Vịnh Hạ Long - Bái Tử Long. Việc đánh giá khả năng tự làm sạch của thuỷ vực được thực hiện bằng các thí nghiệm như lắng đọng, phân huỷ, khuyếch tán và quang hợp đã được tiến hành tại 4 khu vực là giữa Vịnh Hạ Long, giữa Vịnh Bái Tử Long, Bãi Cháy và Cẩm Phả (hình 1.1). Thời gian tiến hành thí nghiệm là mùa mưa (tháng 9) và mùa khô (tháng 12) năm 2008. Chi tiết về phương pháp tiến hành thí nghiệm xem ở mục 3 dưới đây. Chương I. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU, TÀI LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 19 Hình 1.1 Sơ đồ vị trí các điểm khảo sát 20 Trần Đức Thạnh (Chủ biên), Trần Văn Minh, Cao Thị Thu Trang, Vũ Duy Vĩnh, Trần Anh Tú - Khảo sát bổ sung điều kiện thuỷ văn và chất lượng môi trường tại trạm liên tục để hiệu chỉnh mô hình và nghiên cứu đánh giá chất lượng môi trường Đã tiến hành khảo sát bổ sung điều kiện thuỷ văn và chất lượng môi trường tại 4 vị trí là giữa Vịnh Hạ Long, giữa Vịnh Bái Tử Long, Bãi Cháy và Cẩm Phả (hình 1.1) vào mùa mưa (tháng 9) và mùa khô (tháng 12) năm 2008. Trạm khảo sát thuỷ văn được bố trí liên tục 24h, với tần suất đo đạc là 1h/ốp. Các mẫu thu để phân tích chất lượng nước cho các thông số kim loại nặng, dinh dưỡng, chlorophyll a là 3h/ốp. - Khảo sát phân bố độ phủ và trữ lượng một số nhóm sinh vật như san hô, cỏ biển, rong biển, thực vật phù du, động vật phù du và động vật đáy. Hai chuyến thực địa đã được tổ chức để khảo sát bổ sung tài liệu về hiện trạng phân bố và trữ lượng một số nhóm sinh vật như san hô, cỏ biển, rong biển, động vật phù du, thực vật phù du, động vật đáy. Chuyến thực địa mùa mưa được tiến hành từ ngày1- 17/9/2008, chuyến thực địa mùa khô được tiến hành từ ngày16 - 20/12/2008. Vị trí các điểm khảo sát được thể hiện trên hình 1.1. Dựa trên hiện trạng phân bố của các hợp phần sinh học, đã tính toán khả năng hấp thụ hoặc chuyển hoá chất gây ô nhiễm của chúng theo các hệ số được tham khảo từ các tài liệu thực nghiệm ở nước ngoài. - Khảo sát mẫu trầm tích đáy biển Các mẫu trầm tích đáy biển đã được thu trong hai mùa: mùa mưa (tháng 9) và mùa khô (tháng 12) năm 2008 để phân tích hàm lượng khoáng vật và thành phần cấp hạt. Các số liệu này là cơ sở để tính toán và dự báo quá trình bồi lắng trong khu vực, đồng thời cũng sử dụng để đánh giá chất lượng trầm tích. 2. Đánh giá và dự báo tải lượng thải khu vực Vịnh Hạ Long - Bái Tử Long 2.1. Đánh giá tải lượng thải khu vực Các nguồn ô nhiễm chủ yếu được lựa chọn để nghiên cứu, đánh giá có khả năng gây ô nhiễm hoặc ảnh hưởng bất lợi tới các hệ sinh thái vùng biển do phát thải các hợp chất hữu cơ (BOD5, COD), dinh dưỡng (NH4+, NO3-, PO43-) và một số kim loại nặng (Cu, Pb, Zn, Hg, As). Đó là các nguồn nước thải sinh hoạt (từ dân cư và khách du lịch), nước thải công nghiệp, nước thải do chăn nuôi và chất thải từ nuôi trồng thuỷ sản (nuôi đầm, lồng giàn). Để thực hiện các nhiệm vụ trên, phương pháp đánh giá nhanh môi trường ven biển (RACE) đã được áp dụng. Ngoài việc thu thập và tổng hợp các tài liệu hiện có, một đợt khảo sát bổ sung đã được thực hiện vào tháng 12/2008 để khai thác thêm thông tin phục vụ cho đánh giá các nguồn và các chất ô nhiễm. Nội dung chính của việc khảo sát thực địa là: Chương I. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU, TÀI LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 21 - Xác định các nguồn thải và chất thải chủ yếu trong từng khu vực. - Đánh giá nhanh hiện trạng môi trường các huyện, thành phố bao gồm các thông tin dân cư, kinh tế xã hội, cơ sở hạ tầng, vệ sinh đô thị, các vấn đề môi trường nổi cộm, thực tế quản lý môi trường khu vực v.v. - Thu thập bổ sung tài liệu về hiện trạng môi trường khu vực. Sau khi có số liệu điều tra thu thập, các thông tin tiếp tục được sàng lọc nhằm ước tính tải lượng các chất gây ô nhiễm cho từng nhóm nguồn ô nhiễm và tải lượng các chất gây ô nhiễm trong từng tiểu khu vực và cả khu vực. Phương pháp tính cụ thể như sau: 2.2. Tính toán tải lượng thải hiện tại từ các nguồn a) Nguồn sinh hoạt từ dân cư và du lịch - Nguồn thải từ dân cư Tải lượng thải từ nguồn này được tính dựa trên số dân của các huyện, thành phố và tải lượng thải sinh hoạt tính theo đầu người. Đơn vị tải lượng thải được sử dụng theo tài liệu của UNEP, 1984 và được tính bổ sung thêm các dạng NO2- + NO3-, NH4+ và PO43- theo hệ số tỷ lượng trong nguồn thải sinh hoạt (bảng 1.1). Qdc = P . Qi x 10-3 Trong đó: Qdc: Tải lượng thải từ dân cư (tấn/năm) P: Dân số các thành phố, huyện (người) Qi: Đơn vị tải lượng thải sinh hoạt của chất i (kg/người/năm). - Nguồn thải từ hoạt động du lịch Tải lượng thải từ khách du lịch được ước tính dựa trên tổng số ngày lưu trú mỗi năm của khách và đơn vị tải lượng thải sinh hoạt. Qdl = n . Qi /365 x 10-3 Trong đó: Qdl: Tải lượng thải từ khách du lịch (tấn/năm) n: Tổng số ngày lưu trú của khách trong năm (ngày/năm) 22 Trần Đức Thạnh (Chủ biên), Trần Văn Minh, Cao Thị Thu Trang, Vũ Duy Vĩnh, Trần Anh Tú Tải lượng thải từ nguồn sinh hoạt (Qsh) bằng tổng tải lượng thải từ dân cư (Qdc) và khách du lịch (Qdl). Qsh = Qdc + Qdl (tấn/năm) Bảng 1.1. Đơn vị tải lượng thải sinh hoạt Các thông số Tải lượng (kg/người/năm) Hiệu suất xử lý (%) Lắng sơ cấp Xử lý sinh học COD 20 - 55 10 - 20 30 - 60 BOD5 10 - 25 10 - 30 50 - 80 N-T 4,0 20 - 40 20 - 50 P-T 0,5 - 1,1 10 - 20 10 - 30 NO3- + NO2-* 0,04 20 - 40 20 – 50 NH4+* 2,2 20 - 40 20 – 50 PO43-* 0,27 - 0,594 10 - 20 10 - 30 TSS 20 - 30 50 - 70 70 - 95 Nguồn: UNEP, 1984; (*) - Số liệu ước tính theo San Diego-McGlone, M. L., S. V. Smith and V. Nicolas, 2000. b) Nguồn thải công nghiệp Tải lượng thải công nghiệp được tính theo công thức: Qij = ΣVj x Cij x 10-6 j =1,n Qij: Tải lượng thải của chất i từ cơ sở công nghiệp j (tấn/năm) Vj: Thể tích nước thải hàng năm từ cơ sở công nghiệp (m3/năm) Cij: Hàm lượng của chất i trong nước thải của cơ sở công nghiệp j (mg/l) n: Số cơ sở công nghiệp có trong khu vực. Công thức này được sử dụng tính tải lượng các chất gây ô nhiễm từ hoạt động ngành than. Khi không có số liệu về thành phần nước thải, tải lượng thải phát sinh được 23 Chương I. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU, TÀI LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU tính dựa trên khối lượng một số sản phẩm công nghiệp chủ yếu của huyện, thành phố và thành phần nước thải điển hình (bảng 1.2). Bảng 1.2. Thành phần nước thải công nghiệp thực phẩm điển hình Hàm lượng các chất trong nước thải (mg/l) Chất ô nhiễm Hiệu suất xử lý bùn hoạt hoá** (%) Bia Bột mì Dầu ăn Hải sản đông lạnh m3 thải/tổng sản phẩm 11,0 25,0 10,5 95,0 - COD 150 1500 1950 1950 80 - 85 BOD5 87 825 1355 1500 80 - 95 N-T 43,5 42,5 20 90 15 - 50 3,65 34,65 56,91 63 10 - 25 P-T* - NO3 + NO2 -* 0,435 0,425 0,2 0,9 8 - 15 4+* 16,53 10,2 7,6 34,2 8 - 15 3-* 1,825 17,325 28,455 31,5 10 - 25 NH PO4 Nguồn: Lâm Minh Triết, 1995; (*) - Tính theo San Diego-McGlone, M. L., S. V. Smith and V. Nicolas, 2000; (**) - Trần Văn Nhân, Ngô Thị Nga, 2002. c) Nguồn thải từ chăn nuôi Tải lượng thải do chăn nuôi được tính dựa trên tổng đàn gia súc hàng năm của các huyện, thành phố và tải lượng thải đơn vị tính trên đầu gia súc (bảng 1.3). Bảng 1.3. Tải lượng thải đơn vị do chăn nuôi (kg/năm) Thông số ô nhiễm Gia cầm* Trâu, bò Lợn COD 2,73 233,60 73,00 BOD5 0,78 193,45 47,45 N-T 0,5 105,85 14,60 0,156 18,25 9,13 0,005 1,0585 0,146 NH4+* 0,12 25,404 3,504 PO43-* 0,047 8,176 4,110 TSS - 1095,0 255,5 P-T* - NO3 + NO2 -* Nguồn: "Nghiên cứu quản lý môi trường Vịnh Hạ Long" JICA, 1999; (*) - Tính theo San Diego-McGlone, M. L., S. V. Smith and V. Nicolas, 2000 24 Trần Đức Thạnh (Chủ biên), Trần Văn Minh, Cao Thị Thu Trang, Vũ Duy Vĩnh, Trần Anh Tú d) Nguồn thải từ nuôi thuỷ sản Nguồn thải từ nuôi thuỷ sản được ước tính dựa trên hệ số phát thải đơn vị và sản lượng nuôi thuỷ sản hàng năm của khu vực. Chất thải thuỷ sản chủ yếu là các chất dinh dưỡng và vật chất hữu cơ. Lượng thải phát sinh nhiều hay ít tuỳ thuộc vào hình thức và đối tượng thuỷ sản được nuôi, trong đó nuôi tôm công nghiệp và nuôi cá lồng có lượng phát thải đáng kể nhất. (bảng 1.4). Bảng 1.4. Hệ số phát thải từ nuôi thuỷ sản Hệ số phát thải (kg/tấn/năm) Các chất ô nhiễm Nuôi thâm canh tôm sú Nuôi cá lồng COD 28,4 15,9 BOD5 8,1 4,5 N-T 5,2a 2,9b P-T* 4,7a 2,6b NO3- + NO2-* 0,05 0,03 +* 1,25 0,70 3-* 2,12 1,17 NH4 PO4 Nguồn: (a) - Gonzales J. A., Gonzales H. J., R. C. Sanares and E. T. Tabemal, 1996; (b) - Padilla J., Castro L., Naz. C., 1997; (*) - Tính theo San Diego-McGlone, M. L., S. V. Smith and V. Nicolas, 2000 2.3. Dự báo tải lượng ô nhiễm phát sinh Dựa trên các số liệu từ quy hoạch phát triển kinh tế - xã hội chung của tỉnh, quy hoạch phát triển các ngành và quy hoạch phát triển kinh tế - xã hội thành phố, huyện, thị liên quan, ước tính tải lượng các chất gây ô nhiễm phát sinh theo các giai đoạn 2010 và 2020 theo các phương pháp tương ứng đã được trình bày ở trên. 2.4. Đánh giá tải lượng ô nhiễm có khả năng đưa ra vùng vịnh Các chất gây ô nhiễm phát sinh ở khu vực ven bờ được đưa ra vùng vịnh chủ yếu qua hệ thống sông suối hoặc đổ trực tiếp vào vùng nước ven bờ. Việc tính toán tải lượng ô nhiễm qua sông đưa ra biển được dựa trên tỉ lệ rửa trôi trong từng phụ lưu và khả năng giảm thiểu tải lượng ô nhiễm bởi hiệu quả của các quá trình quản lý, xử lý các nguồn thải trong các khu vực theo từng giai đoạn khác nhau. Sau khi được giảm thiểu qua các quá trình xử lý, các nguồn thải tiếp tục được rửa trôi vào vịnh theo các tỷ lệ tương ứng. Vì vậy tải lượng ô nhiễm đưa vào vịnh sẽ được hạn chế đáng kể. Tỉ lệ rửa trôi là tỉ lệ phần trăm tải lượng ô nhiễm chảy ra biển trên tổng tải lượng ô nhiễm phát sinh trong các phụ lưu vực. Nhìn chung, đối với các nguồn ô nhiễm tập trung 25 Chương I. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU, TÀI LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU (nguồn điểm) tỷ lệ rửa trôi phụ thuộc vào loại nguồn ô nhiễm, độ dốc địa hình, lượng mưa và khoảng cách từ các nguồn ô nhiễm tới biển. Vì vậy, với các phụ lưu nằm dọc theo đường bờ biển, các tải lượng ô nhiễm chảy thẳng vào vùng nước ven bờ hoặc qua các suối nhỏ tỷ lệ rửa trôi sẽ lớn hơn rất nhiều so với các phụ lưu nằm sâu trong lục địa. Bảng 1.5. Tỷ lệ rửa trôi các chất gây ô nhiễm từ các nhóm nguồn thải ven bờ Các chất ô nhiễm Tỷ lệ rửa trôi từ các nguồn ô nhiễm Sinh hoạt Công nghiệp Chăn nuôi COD 0,5 – 0,7 0,7 – 0,9 0,2 – 0,5 BOD5 0,1 – 0,2 0,5 – 0,7 0,1 – 0,2 N-T 0,8 – 0,9 0,8 – 0,9 0,6 – 0,8 P-T 0,9 – 1,0 0,9 – 1,0 0,8 – 0,9 NO3- + NO2-* 0,8 – 0,9 0,8 – 0,9 0,6 – 0,8 NH4+* 0,8 – 0,9 0,8 – 0,9 0,6 – 0,8 PO43-* 0,9 – 1,0 0,9 – 1,0 0,8 – 0,9 KLN* - 0,7 – 0,9 - Nguồn: Tổng hợp từ tài liệu của JICA, 1999; (*)- Số liệu ước tính; (-): Không tính Tỷ lệ rửa trôi BOD5, COD, TSS, N-T, P-T đã được JICA, 1999 tính toán. Tỷ lệ rửa trôi các kim loại nặng ở khu vực chưa có số liệu tính sẵn. Do khả năng hấp phụ mạnh của trầm tích lơ lửng đối với kim loại nặng, có thể coi tỷ lệ rửa trôi kim loại nặng tương đương tỷ lệ rửa trôi TSS cho nhóm nguồn thải công nghiệp. Đối với các dạng tồn tại của ni-tơ và phốt-pho ước tính theo tỷ lệ rửa trôi của N-T và P-T. Tỷ lệ rửa trôi các chất gây ô nhiễm ở khu vực ven bờ Vịnh Hạ Long - Bái Tử Long được trình bày trong bảng 1.5. Ước tính tổng tải lượng ô nhiễm đưa vào vịnh từ các nguồn khác nhau có thể sử dụng công thức sau: ∑Qij = ∑Qij phát sinh x Rij x (1 – Hij) Trong đó: ∑Qij - Tổng tải lượng của chất i vào vịnh từ các nguồn j (4 nguồn) ∑Qij phát sinh - Tổng tải lượng ô nhiễm i phát sinh từ các nguồn j Rij - Tỷ lệ rửa trôi tương ứng với i và j Hij - Hiệu suất xử lý tương ứng với i và j 26 Trần Đức Thạnh (Chủ biên), Trần Văn Minh, Cao Thị Thu Trang, Vũ Duy Vĩnh, Trần Anh Tú Đối với các nguồn ô nhiễm trực tiếp trên mặt vịnh hoặc ven bờ, ven các đảo như nuôi thuỷ sản lồng, giàn, nuôi tôm công nghiệp hoặc từ khách du lịch, các làng chài trên vịnh v.v tỷ lệ rửa trôi có thể tính xấp xỉ 1. 2.5. Dự báo tải lượng thải đến năm 2020 Dựa vào các tài liệu về định hướng phát triển kinh tế - xã hội của khu vực đến năm 2020, đã tính toán tải lượng thải trong tương lai từ các công thức đã nêu ở trên. 3. Đánh giá khả năng tự làm sạch của thuỷ vực Để đánh giá khả năng tự làm sạch của thuỷ vực, đã tiến hành các thí nghiệm quang hợp, phân huỷ, khuyếch tán, lắng đọng trong hai mùa: mùa mưa (tháng 9) và mùa khô (tháng 12) năm 2008. Các thí nghiệm được bố trí ngay tại hiện trường tại 4 điểm đại diện cho khu vực Vịnh Hạ Long - Bái Tử Long (hình 1.1) như sau: SL1: Trung tâm Vịnh Hạ Long SL2: Trung tâm Vịnh Bái Tử Long SL3: Khu vực Bãi Cháy SL4: Khu vực Cẩm Phả Phương pháp bố trí thí nghiệm được trình bày như sau: a) Thí nghiệm lắng đọng Bố trí thí nghiệm gồm 4 ống lắng đọng có chiều dài 0,5m và đường kính ống 0,1m. Sử dụng hệ thống quả nặng và phao để giữ các ống thí nghiệm thẳng đứng cách đáy 1m so với bề mặt ống để các chất lắng đọng vào ống thí nghiệm. Sau khoảng 24 giờ thí nghiệm, kéo ống lên, trộn đều 4 ống và phân tích các thông số: lượng lắng đọng NO2-, NO3-, NH4+, N-T, P-T, PO43-, COD, BOD5. Xử lý số liệu: Từ số liệu phân tích được tại từng ống, tính trung bình rồi trừ đi hàm lượng trong mẫu nền, sau đó chia cho số giờ thí nghiệm (24h) để được giá trị lắng đọng của các chất gây ô nhiễm trong 1 giờ. Đây là hàm lượng lắng đọng trung bình 1 giờ trong 1 lít nước phân tích. - Tính giá trị lắng đọng trung bình trong 1 giờ trong toàn ống thí nghiệm (Nguyễn Đức Cự, 2006): C = C x 3,14 Trong đó: 3,14 là thể tích (lít) của mỗi ống. Đây chính là giá trị lắng đọng trên 1 giờ trên 1 đơn vị diện tích đáy ống (S = 5cm x 5cm x 3,14 = 78,5cm2) - Tính giá trị lắng đọng trung bình trong 1 giờ trên 1m2 là (Nguyễn Đức Cự, 2006): Chương I. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU, TÀI LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 27 C = C x 1m2/0,00785m2 - Giá trị lắng đọng trung bình trong 1 giờ trên 1m2 của cả cột nước (có kể đến sự hiệu chỉnh thêm 1m sâu cách đáy) (Nguyễn Đức Cự, 2006): Ci = C x (hi+1)/h Với h là độ sâu trung bình và thêm 1m: ống thí nghiệm lắng đọng bố trí cách đáy 1m. - Tỷ lệ lắng đọng được tính bằng khoảng cách vật thể đi xuống đáy trong một đơn vị thời gian được tính theo công thức (JICA, 1999): K3 = F/C Trong đó: K3: Tỷ lệ lắng đọng trầm tích (m/ngày) F: Lượng lắng đọng (g/m2/ngày) C: Hàm lượng chất gây ô nhiễm trong nước (g/m3) b) Thí nghiệm phân huỷ Thu mẫu nước tầng mặt và tầng đáy vào các bình tối. Sau đó tiến hành phân tích các thông số: nhiệt độ, pH, DO, NO2-, NO3-, NH4+, N-T, P-T, PO43-, BOD5, COD theo thời gian 0 ngày, 2 ngày, 5 ngày, 10 ngày, 15 ngày và 20 ngày để xác định mức độ phân huỷ của vật chất. - Hệ số phân huỷ hàng ngày được xem xét cho các chất hữu cơ (BOD5, COD) và dinh dưỡng khoáng của P và N được tính toán dựa trên các số liệu quan trắc được trong các thí nghiệm về phân huỷ theo công thức sau, (JICA, 1999): K2 = Σ[(Ci - Co)/ti] / (n-1) . Co Trong đó: Co: Hàm lượng chất nhiễm bẩn ở thời điểm bắt đầu làm thí nghiệm (mg/l) Ci: Hàm lượng chất ở các thời điểm 2, 5, 10, 15 và 20 ngày (mg/l) ti : Thời gian phân huỷ (0, 2, 5, 10, 15 và 20 ngày) n: Số lượng mẫu (6 mẫu) K2: Hệ số phân huỷ (1/ngày) Từ hệ số phân huỷ ở điều kiện tiêu chuẩn (20°C trong phòng thí nghiệm) xác định hệ số phân huỷ ở điều kiện hiện thường (nhiệt độ trung bình mùa, trung bình năm) theo công thức sau: 28 Trần Đức Thạnh (Chủ biên), Trần Văn Minh, Cao Thị Thu Trang, Vũ Duy Vĩnh, Trần Anh Tú KT = K20 . 1,07 T-20 b) Thí nghiệm quang hợp Nước tầng mặt và tầng đáy được lấy vào các bình đen và trắng và thả xuống nước từ sáng sớm (trước khi mặt trời mọc) và thu lại vào lúc chiều muộn. Phân tích các thông số: nhiệt độ, pH, DO, NO2-, NO3-, NH4+, N-T, P-T, PO43-, BOD5, COD, trước và sau khi kết thúc thí nghiệm. Xử lý số liệu: - Sau khi kết thúc thí nghiệm quang hợp sẽ có kết quả quan trọng là sự tăng hàm lượng ô-xy hoà tan (DO) trong bình trắng do quá trình quang hợp của tảo trong nước thí nghiệm đồng thời có quá trình giảm hàm lượng ô-xy hoà tan trong các bình đen do quá trình tiêu hao ô-xy do hô hấp và phân huỷ vật chất. Do đó, hàm lượng ô-xy liên quan đến quá trình quang hợp sinh ra các vật chất hữu cơ sẽ là (Nguyễn Đức Cự, 2006): DOquang hợp = DObình trắng - DObình đen - Tính năng suất sơ cấp từng thuỷ vực theo lượng Cacbon hữu cơ (Ch/c) sinh ra trong nước trong quá trình quang hợp dựa trên phương trình: 6CO2 + 6 H2O === C6H12O6 +6O2 + ΔH Theo phản ứng quang hợp, cứ 6 * 32 = 192 gam ô-xy được sinh ra thì cũng kèm theo 6 x 12 = 72 gam Ch/c được sinh ra. Như vậy, từ hàm lượng ôxy hoà tan sinh ra do quá trình quang hợp sẽ tính được hàm lượng cácbon hữu cơ (Ch/c) sinh ra. - Trong quá trình quang hợp, thực vật thuỷ sinh sẽ sử dụng các dinh dưỡng khoáng trong nước góp phần làm giảm hàm lượng của chúng trong nước (làm sạch môi trường). Khả năng loại bỏ dinh dưỡng khoáng trong quá trình quang hợp của tảo được xác định như sau (Nguyễn Đức Cự, 2006): X quang hợp = X bình đen - X bình trắng Trong đó: X quang hợp: hàm lượng dinh dưỡng khoáng bị tiêu hao trong quá trình quang hợp. X bình đen: hàm lượng dinh dưỡng khoáng phân tích được trong các bình đen. X bình trắng: hàm lượng dinh dưỡng khoáng phân tích được trong các bình trắng. Giá trị năng suất sơ cấp và tiêu hao dinh dưỡng khoáng từ quá trình quang hợp phụ thuộc vào độ sâu của thuỷ vực. Để tính toán được năng suất sơ cấp và tiêu hao dinh dưỡng khoáng của toàn vụng, cần xác định năng suất sơ cấp ở từng độ sâu. Chương I. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU, TÀI LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 29 c) Thí nghiệm khuyếch tán Thu mẫu trầm tích bề mặt và mẫu nước biển vào các bể kính có dung tích 30 lít, trong đó diện tích đáy: 0,4mx0,25m=0,1m2 và chiều dày lớp trầm tích đáy là 3-4cm, chiều cao cột nước là 0,3m. Bể kính được cấp ô-xy liên tục và giữ ở nhiệt độ khoảng 20°C. Sau khoảng thời gian 0 ngày, 2 ngày, 5 ngày, 10 ngày, 15 và 20 ngày, phân tích các thông số: nhiệt độ, pH, DO, NO2-, NO3-, NH4+, N-T, P-T, PO43-, BOD5, COD để xác định khả năng khuyếch tán của trầm tích vào nước. Xử lý số liệu: - Tỷ lệ rửa giải (khuyếch tán) là lượng chất rửa giải trên một m2 bề mặt trầm tích trên đơn vị thời gian. Trước tiên người ta tính lượng chất hoà tan trong nước bể thí nghiệm bằng công thức sau, (JICA, 1999): Fn = (V - Σ Vi) . Cn + Σ Vi Ci i=1÷n Trong đó: Fn: Lượng chất có trong nước bể thí nghiệm (mg) n: Số lượng mẫu V: Thể tích nước trong bể thí nghiệm trước khi kiểm tra (lít) Vi: Thể tích mẫu nước i (lít) Ci: Hàm lượng chất ở mẫu i (mg/lít) Cn: Hàm lượng chất ở mẫu n (mg/lít) Sau đó tính tỷ lệ rửa giải ở điều kiện thí nghiệm (20°C) theo công thức, (JICA, 1999): K4 = Σ[Fi - VCo)/ti] / (n-1) . A i = 1 ÷ n Trong đó: K4: Tỷ lệ rửa giải (mg/m2/ngày) Co: Hàm lượng chất ở mẫu đầu tiên (mg/lít) ti : Thời gian phân huỷ mẫu i (ngày) Fi: Lượng chất có trong nước bể thí nghiệm sau thời gian phân huỷ ti (mg) A: Diện tích trầm tích đáy trong bể thí nghiệm (m2) Xác định tỷ lệ rửa giải ở điều kiện thường dùng hằng điều kiện như khi xác định tỷ lệ phân huỷ. 30 Trần Đức Thạnh (Chủ biên), Trần Văn Minh, Cao Thị Thu Trang, Vũ Duy Vĩnh, Trần Anh Tú d) Tính toán khả năng trao đổi vật chất của thuỷ vực Đặt 4 trạm liên tục tại 4 vị trí thí nghiệm để đo dòng chảy mặt/đáy 1h/ốp để xác định lưu lượng nước trao đổi qua các mặt cắt. Ngoài ra, các mẫu nước tầng mặt và đáy được thu với tần suất 3h/ốp để xác định nồng độ chất gây ô nhiễm có trong nước. Các chất gây ô nhiễm được xác định là các chất hữu cơ (BOD5, COD) và các chất dinh dưỡng khoáng (NH4+, NO3-, NO2- và PO43-). e) Tính cân bằng khối của các chất gây ô nhiễm Phương trình tính cân bằng khối của thuỷ vực được cho như sau (JICA, 1999): L = Lv - DVC + K1V - K2CV - K3CAs + K4As Trong đó: L: Lượng chất còn lại trong nước vịnh (kg/ngày) Lv: Tổng lượng thải hàng ngày đưa vào vịnh (kg/ngày) C: Nồng độ chất gây ô nhiễm trong vịnh (kg/m3) V: Thể tích nước trong vịnh (m3) D: Tỷ lệ trao đổi nước trong vịnh (%) As: Diện tích vịnh có phủ trầm tích hiện đại (m2) K1: Sản xuất sơ cấp của vực nước (kg/m3/ngày) K2: Tỷ lệ phân huỷ (1/ngày) K3: Tỷ lệ lắng đọng trầm tích (m/ngày) K4: Tỷ lệ rửa giải (kg/m2/ngày) Khi L<0, chứng tỏ khả năng tự làm sạch của thuỷ vực khá tốt Khi L>0, thuỷ vực có sự tích luỹ chất ô nhiễm 4. Mô hình hoá các quá trình xảy ra trong thuỷ vực Một mô hình toán có thể được sử dụng như một công cụ phân tích để đánh giá một cách định lượng các quá trình, về nguồn gốc, sự biến đổi theo không gian và thời gian. Kết quả của mô hình cũng có thể cung cấp kết quả ở bất cứ thời điểm và vị trí nào đó nếu cần, điều mà kết quả khảo sát rất khó đáp ứng. Hơn nữa, một mô hình toán có thể được dùng như một công cụ dự báo để mô phỏng những kịch bản khác nhau liên quan đến sự thay đổi điều kiện môi trường. Chẳng hạn như dự báo hậu quả tác động do một số hoạt động của con người, biến đổi khí hậu v.v. Khả năng suy luận các vấn đề môi trường trong tương lai chỉ từ số liệu đo đạc khảo sát thì bị hạn chế, vì vậy kết hợp công cụ mô hình và số liệu đo đạc trong nghiên cứu là điều cần thiết. Trong công trình Chương I. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU, TÀI LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 31 này, mô hình toán học được sử dụng để mô phỏng các quá trình thủy động lực, tính toán trao đổi nước, mô phỏng các quá trình lan truyền chất gây ô nhiễm và sự hình thành năng suất sơ cấp của thủy vực. Công cụ mô hình chính là bộ phần mềm Delft3d của Hà Lan với module Delft3d-Flow và Delft3d-Waq. 4.1. Cơ sở toán học của mô hình a. Mô hình thủy động lực Cơ sở toán học của mô hình thuỷ động lực (Delft3d-Flow) trong mô hình Delft3D là giải phương trình Navier Stokes với chất lỏng không nén trong nước nông và phương pháp xấp xỉ Boussinesq. Sự biến đổi của thành phần vận tốc thẳng đứng trong phương trình động lượng được bỏ qua. Với mô hình 3 chiều, thành phần vận tốc thẳng đứng được tính toán từ phương trình liên tục. Lưới tính và lưới độ sâu Theo chiều ngang, lưới tính của mô hình có dạng so le (hình 1.2). Mỗi ô lưới chứa một điểm mực nước, một điểm độ sâu đáy, một điểm vận tốc dòng chảy theo phương x (vận tốc u), một điểm vận tốc dòng chảy theo phương y (vận tốc v), những điểm này không giống nhau. Điểm mực nước được xác định ở giữa của mỗi ô lưới và các dòng chảy thành phần được xác định trên các biên của ô lưới. Lưới độ sâu được tạo thành trên cơ sở lưới tính đã được xây dựng. Số liệu cần thiết để tạo các lưới độ sâu là số liệu đo đạc, số liệu số hoá từ các bản đồ địa hình. - ô tính toán - điểm cùng chỉ số (i, j) - điểm độ sâu - điểm mực nước - vận tốc theo hướng u - vận tốc theo hướng v Hình 1.2. Lưới so le trong mô hình thuỷ động lực 32 Trần Đức Thạnh (Chủ biên), Trần Văn Minh, Cao Thị Thu Trang, Vũ Duy Vĩnh, Trần Anh Tú Điều kiện ban đầu và điều kiện biên Các biên của mô hình thuỷ động lực bao gồm các biên đóng và biên mở. Biên đóng là biên dọc theo đường ranh giới giữa đất và nước. Ngược lại, biên mở là một mặt cắt, nơi dòng chảy có thể đi vào hoặc ra vùng tính. Trong mô hình thuỷ động lực, các giá trị ở các biên lỏng cần được xác định chính xác vì nó có thể ảnh hưởng trực tiếp đến kết quả tính toán. Những giá trị này có thể được xác định qua đo đạc, qua tính toán hoặc NESTING từ mô hình có phạm vi lớn hơn. Vị trí các biên lỏng xa điểm quan tâm sẽ hạn chế những nhiễu động từ các biên. Với mỗi trường hợp cụ thể có thể áp dụng 1 trong 4 kiểu điều kiện biên lỏng khác nhau: biên mực nước; biên dòng chảy; biên lưu lượng; biên Riemann. Tiêu chuẩn ổn định của mô hình Các phương trình toán học trên được giải bằng phương pháp sai phân ẩn (WL|Delft Hydraulics, 1999) với sơ đồ khử luân hướng (ADI - Alternating Direction Implicit) trên hệ lưới cong. Trong mô hình thuỷ động lực, độ ổn định của mô hình có thể được đánh giá qua số Counrant - một chỉ số đánh giá độ chính xác và tiêu chuẩn ổn định của mô hình. Đối với những vùng có sự biến đổi lớn về địa hình đáy biển hoặc đường bờ, số Counrant không nên vượt quá khoảng 10. Theo Stelling (1984), với mô hình 2 chiều, số Counrant được xác định như sau: ⎛ 1 1 ⎞ C = 2Δt gh⎜⎜ 2 + 2 ⎟⎟ Δy ⎠ ⎝ Δx Trong công thức trên: C: là số Counrant; g: gia tốc trọng trường (m/s2); h: là độ sâu của cột nước tại điểm tính (m); Δt: là bước thời gian (giây); Δx: là kích thước ô lưới theo phương x (m); Δy: là kích ô lưới theo phương y (m) Số Counrant có quan hệ chặt chẽ với bước thời gian tính toán, độ sâu điểm tính và kích thước ô lưới. Nó rất cần thiết trong việc lựa chọn bước thời gian lớn nhất có thể cho mô hình nhằm giảm thời gian chạy cho mỗi trường hợp mà vẫn đảm bảo độ chính xác và ổn định của mô hình. b. Mô hình vận chuyển trầm tích Mô hình vận chuyển trầm tích được sử dụng để mô phỏng phân bố trầm tích, tính toán dự báo biến động địa hình của khu vực nghiên cứu. Cơ sở toán học của mô hình vận chuyển trầm tích là phương trình lan truyền và khuyếch tán vật chất. Đối với mô hình lan truyền trầm tích lơ lửng (hình 1.3), giả thiết rằng hàm lượng trầm tích lơ lửng trong cột nước giảm khi xảy ra quá trình lắng đọng trầm tích. Mặt khác quá trình xói (tái lơ lửng - resuspension) xảy ra khi hàm lượng trầm tích lơ lửng trong cột nước tăng lên. Quá trình lắng đọng trầm tích phụ thuộc vào ứng suất Chương I. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU, TÀI LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 33 xung quanh bề mặt (ambient shear stress - Tau) và ứng suất tới hạn cho quá trình lắng đọng (Taucrsed). Nếu ứng suất xung quanh thấp hơn ứng suất tới hạn, thì diễn ra quá trình lắng đọng trầm tích. Dòng trầm tích lắng đọng (Sedimentation flux)= Psed x Vsed x (IM1) (g/m2/ngày) Trong đó: Psed được tính theo công thức: ⎛ Tau Psed = max⎜⎜ 0,1 − Tau crsed ⎝ ⎞ ⎟ ⎟ ⎠ Hình 1.3. Các quá trình cơ bản trong mô hình lan truyền trầm tích lơ lửng (Delft, 1999) Ngược lại, quá trình xói xảy ra khi ứng suất xung quanh cao hơn ứng suất tới hạn cho quá trình tái lơ lửng (Taucrres): Dòng tái lơ lửng (Ressuspension flux)=Pres x Zres (g.m2/ngày) Trong đó: Pres được tính theo công thức: ⎛ Tau crres ⎞ Pres = max⎜⎜ 0, − 1⎟⎟ ⎝ Tau ⎠ Trong đó: IM1: hàm lượng trầm tích lơ lửng; Psed: xác suất xảy ra quá trình lắng đọng trầm tích; Vsed : Vận tốc lắng đọng; Tau: ứng suất xung quanh; Taucrsed: ứng suất tới hạn cho 34 Trần Đức Thạnh (Chủ biên), Trần Văn Minh, Cao Thị Thu Trang, Vũ Duy Vĩnh, Trần Anh Tú quá trình lắng đọng trầm tích; Taucrres: ứng suất tới hạn cho quá trình tái lơ lửng; Pres: xác suất xảy ra quá trình tái lơ lửng; Zres: tốc độ tái lơ lửng từ bề mặt đáy. Ứng suất xung quanh phụ thuộc vào các quá trình động lực: Tau=f (sóng, gió, dòng chảy, mực nước, độ nhám đáy) c. Mô hình chất lượng nước - sinh thái Mô hình sinh thái nằm trong cả hai mô đun chất lượng nước và sinh thái học của hệ mô hình Delft3d. Cơ sở của mô hình sinh thái là giải các phương trình vận chuyển, các quá trình vật lý, các quá trình sinh - hóa và các quá trình sinh học. Phương trình tổng quát chung ở bước thời gian bất kỳ (t+∆t), cho mỗi ô tính toán thể hiện ba quá trình cơ bản: quá trình bình lưu, khuyếch tán và các quá trình tương tác: ⎛ ΔM ⎞ ⎛ ΔM ⎞ ⎛ ΔM ⎞ M it + Δt = M it + Δt × ⎜ ⎟ ⎟ + Δt × ⎜ ⎟ + Δt × ⎜ ⎝ Δt ⎠ S ⎝ Δt ⎠ P ⎝ Δt ⎠ Tr Trong đó: M it : khối lượng ở thời điểm t M it + Δt : khối lượng ở thời điểm t+∆t ⎛ ΔM ⎞ ⎜ ⎟ : biến đổi khối lượng do các quá trình vận chuyển ⎝ Δt ⎠ Tr ⎛ ΔM ⎞ ⎜ ⎟ : biến đổi do các quá trình vật lý, hóa học, sinh hóa và sinh học ⎝ Δt ⎠ P ⎛ ΔM ⎞ ⎜ ⎟ : biến đổi do các nguồn vào hoặc ra (ví dụ các điểm nguồn thải) ⎝ Δt ⎠ S Vận chuyển qua một mặt cắt nào đó bởi các quá trình bình lưu được thể hiện trong phương trình sau: TxA0 = v x 00 × A × C x 0 Với: TxA0 - vận chuyển bình lưu ở vị trí x = xo (g/s); vx0 0 - vận tốc ở vị trí x = xo (m/s); A - diện tích mặt cắt tại vị trí x=xo (m2); C x0 - hàm lượng tại vị trí x=xo (g/m3) Sự vận chuyển do phát tán qua một mặt cắt nào đó phụ thuộc vào hàm lượng và diện tích bề mặt: Chương I. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU, TÀI LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU TxD0 = − D x 0 × A × ∂C ∂x 35 x =x0 Ở đây: TxD0 : sự vận chuyển do phát tán tại vị trí x=xo (g/s); Dx0 : hệ số phát tán tại vị trí x=xo (m2/s); A : diện tích bề mặt tại vị trí x=xo (m2); ∂C ∂x : biến đổi hàm lượng tại vị trí x=xo (g/m4) x = x0 Sự phát tán được tính theo định luật của Fick. Theo đó, hằng số D được gọi là hệ số phát tán (hoặc khuếch tán). Dấu âm (-) thể hiện sự vận chuyển thực từ nơi có hàm lượng cao tới nơi có hàm lượng thấp hơn và có xu hướng giảm. Biến đổi hàm lượng khác nhau trên mỗi đơn vị độ dài và không đáng kể tại độ dày của mỗi mặt cắt: C − C x −0.5Δx ∂C = lim x +0.5Δx ∂x x Δx ↓0 Δx 4.2. Thiết lập mô hình thủy động lực Mô hình thuỷ động lực Vịnh Hạ Long - Bái Tử Long sử dụng các điều kiện biên về nhiệt - muối và dao động mực nước ở các biên lỏng phía biển từ một mô hình khác có phạm vi vùng tính lớn hơn. Đây được gọi là phương pháp NESTHD (WL|Delft Hydraulics, 1999). Theo phương pháp này, các giá trị ở biên lỏng phía biển của mô hình thuỷ động lực Vịnh Hạ Long - Bái Tử Long sẽ được tạo ra bởi mô hình khác có phạm vi lớn bao gồm cả khu vực Vịnh Hạ Long - Bái Tử Long. Lưới tính của mô hình này có kích thước lớn hơn nhiều so với kích thước lưới tính của mô hình thuỷ động Vịnh Hạ Long - Bái Tử Long. a. Miền lưới tính và lưới độ sâu Địa hình phức tạp với đường bờ khúc khuỷu và nhiều đảo nhỏ nên lưới tính dùng để tính toán của mô hình thuỷ động lực cho Vịnh Hạ Long - Bái Tử Long là hệ lưới cong trực giao. Phạm vi vùng tính bao gồm các vùng nước của Vịnh Hạ Long, Vịnh Bái Tử Long, Vịnh Cửa Lục. Miền tính có kích thước khoảng 78km theo chiều Đông Tây và 56km theo chiều Bắc Nam, với diện tích mặt nước khoảng 1987.4km2 được chia thành 327 x 286 điểm tính, kích thước các ô lưới biến đổi từ 65.25 đến 296.5m (hình 1.4). Các ô lưới tính theo chiều thẳng đứng sử dụng hệ toạ độ σ. Trong mô hình thuỷ động lực cho Vịnh Hạ Long - Bái Tử Long, độ sâu của các điểm tính được chia thành 3 lớp nước với tỷ lệ từ mặt xuống đáy lần lượt là 33%, 34% và 33%. 36 Trần Đức Thạnh (Chủ biên), Trần Văn Minh, Cao Thị Thu Trang, Vũ Duy Vĩnh, Trần Anh Tú Ghi chú: vị trí biên mở Hình 1.4. Lưới tính và vị trí biên mở mô hình thuỷ động lực Vịnh Hạ Long - Bái Tử Long Lưới tính của mô hình dùng để NESTHD các điều kiện biên mở phía biển cho mô hình thuỷ động lực Vịnh Hạ Long - Bái Tử Long cũng là hệ lưới cong trực giao. Phạm vi vùng tính của mô hình này mở rộng ra tới gần đảo Bạch Long Vĩ (hình 1.5). Miền tính này có kích thước khoảng 129km theo phương Đông tây, và 122km theo phương Bắc nam, diện tích mặt nước khoảng 7905.94km2 được chia thành 130 x 128 điểm tính với các ô lưới có kích thước biến đổi từ 262.75 đến 1357.75m. Lưới tính theo chiều thẳng của mô hình này cũng được chia thành 3 lớp nước với tỷ lệ từ mặt xuống đáy lần lượt là 33%, 34% và 33%. Lưới độ sâu của mô hình thuỷ động lực Vịnh Hạ Long - Bái Tử Long và mô hình dùng để NESTHD được tạo ra bởi trường độ sâu, kết hợp với lưới tính và chương trình Delft3d - QUICKIN trong bộ phần mềm Delft3d. Lưới độ sâu của các mô hình thuỷ động lực thể hiện trên hình 1.6. Chương I. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU, TÀI LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Miền tính của mô hình thủy động lực Vịnh Hạ Long – Bái Tử Long Hình 1.5. Lưới tính và vị trí biên mở mô hình thuỷ động lực dùng để NESTHD (a) (b) Hình 1.6. Lưới độ sâu của mô hình thuỷ động lực (a: Vịnh Hạ Long - Bái Tử Long; b: Mô hình dùng để NESTHD) 37 38 Trần Đức Thạnh (Chủ biên), Trần Văn Minh, Cao Thị Thu Trang, Vũ Duy Vĩnh, Trần Anh Tú c. Thời gian tính toán Mô hình thuỷ động lực khu vực Vịnh Hạ Long - Bái Tử Long được thiết lập và chạy với những kịch bản khác nhau, bao gồm: - Hiện trạng: mùa mưa (tháng 9 năm 2008); mùa khô (tháng 12 năm 2008). Đây là các kịch bản đặc trưng cho 2 mùa trong năm. Các kịch bản này sử dụng các số liệu đo đạc tính toán thực tế ở khu vực nghiên cứu trong thời gian tính toán. - Dự báo: mùa khô và mưa năm 2015; mùa mưa và khô năm 2020. Để sử dụng thiết lập cho các mô hình dự báo chất lượng nước tương ứng. Các số liệu được sử dụng trong các kịch bản này là số liệu đặc trưng trung bình mùa. Bước thời gian chạy của mô hình thuỷ động lực là 0,5 phút. d. Điều kiện ban đầu và điều kiện biên Điều kiện ban đầu cho lần chạy đầu tiên của mô hình thủy động lực là: - Mực nước: 0,0m - Nhiệt độ: 15°C. - Độ muối 0‰ Sau lần chạy đầu tiên, các điều kiện ban đầu sử dụng kết quả restart file (kết quả của lần chạy trước đó). Điều kiện biên: Mô hình thuỷ động lực cho khu vực Vịnh Hạ Long - Bái Tử Long gồm các biên lỏng sông và biên lỏng phía biển. Các biên lỏng sông bao gồm: sông Chanh, sông Kinh Trai, sông Bình Hương, sông Trới, sông Diên Vọng và sông Mông Dương. Các biên lỏng phía biển bao gồm kênh Cái Tráp, cửa Lạch Huyện, phía Đông quần đảo Cát Bà, và biên phía Đông Vịnh Bái Tử Long (hình 1.4). Ngoài các biên lỏng sông và biển, mô hình thuỷ động lực cho Vịnh Hạ Long - Bái Tử Long cũng tính tới cả các điểm nguồn thải khác đưa vào thuỷ vực (discharges) ở ven bờ Vịnh Hạ Long - Bái Tử Long, vị trí các điểm này được thể hiện trên hình 1.4. Ở các biên lỏng sông, các đặc trưng trung bình của lưu lượng nước, nhiệt độ, độ muối theo mùa được sử dụng. Tại các biên lỏng phía biển, mô hình sử dụng các kết quả tính toán mực nước, nhiệt độ và độ muối của mô hình thủy động lực với lưới thô ở phía ngoài (mô hình dùng để NESTHD) với thời gian tương ứng. Điều kiện biên phía biển cho mô hình phía ngoài đã sử dụng cơ sở dữ liệu thủy triều FES2004 và dữ liệu nhiệt muối trong ATLAS Hải dương học toàn cầu (World Ocean Atlas2009). Chương I. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU, TÀI LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 39 e. Hiệu chỉnh đánh giá độ tin cậy của mô hình Hiệu chỉnh, đánh giá độ chính xác là công việc cần thiết và quan trọng trong việc áp dụng mô hình với một vùng cụ thể. Kết quả tính toán từ mô hình được so sánh với số liệu quan trắc (hoặc với kết quả tính từ một mô hình khác được cho là tin cậy) để đánh giá sự sai khác giữa tính toán và thực tế, từ đó kiểm tra, hiệu chỉnh các số liệu, các tham số nhằm mục đích tối ưu hoá quá trình tính toán và giảm sai khác đến một mức nhỏ nhất có thể (Donigian A. S., 1999). Với các phần mềm được kiểm nghiệm trong điều kiện thực tế và áp dụng rộng rãi, sự sai khác giữa kết quả của mô hình và quan trắc thực tế có thể do một hoặc tất cả các nguyên nhân sau (Mulla D. J and Addiscott T. M., 2000): - Thiếu sự điều chỉnh các tham số, nhất là các tham số có tính chất địa phương như lực Coriolis, hệ số nhám đáy v.v. - Số liệu đầu vào (điều kiện ban đầu, điều kiện biên, độ sâu...) thiếu hoặc không chính xác. - Lựa chọn các tham số chưa chính xác. Đối với việc tính toán thuỷ động lực, đã tiến hành hiệu chỉnh và đánh giá độ chính xác của mô hình bằng việc so sánh kết quả của mô hình với số liệu quan trắc mực nước và dòng chảy. Sai số bình phương trung bình (RMSE - Root Mean Square Error) là một trong những chỉ tiêu quan trọng để đánh giá độ chính xác của mô hình. N RMSE = ∑ (P − O ) i =1 i 2 i N Trong đó: i = 1, n là số lần quan trắc được thực hiện Pi là giá trị dự báo của mô hình tại thời điểm i Oi là giá trị quan trắc tại thời điểm i Để đánh giá và hiệu chỉnh cho mô hình thuỷ động lực khu vực Vịnh Hạ Long Bái Tử Long, đã sử dụng kết quả tính toán mực nước của mô hình tại Hòn Gai và phía Đông Cát Bà so sánh với mực nước quan trắc (tại Hòn Gai) và tính toán (tại Cát Bà) của mô hình WinXtide 32 trong cả hai trường hợp: mùa mưa và mùa khô. Sau lần hiệu chỉnh cuối, các kết quả tính toán trên bảng 1.6 cho thấy sai số bình phương trung bình giữa mực nước quan trắc và tính toán đều có giá trị nhỏ hơn 0,2m. 40 Trần Đức Thạnh (Chủ biên), Trần Văn Minh, Cao Thị Thu Trang, Vũ Duy Vĩnh, Trần Anh Tú Sai số này có thể chấp nhận được trong điều kiện địa hình khu vực tính phức tạp và biên độ dao động mực nước lớn như ở khu vực Vịnh Hạ Long - Bái Tử Long. Dao động mực nước tính toán của mô hình với mực nước trong bảng thủy triều và quan trắc trên hình 1.7, hình 1.8, hình 1.9 và hình 1.10 cũng cho thấy có sự phù hợp về pha triều và độ lớn. Bảng 1.6. Sai số bình phương trung bình của mực nước Thời gian Hòn Gai* Cát Bà** Mùa mưa (m) 0,180 0,14 Mùa khô (m) 0,187 0,125 Ghi chú: * số liệu quan trắc; ** số liệu tính bằng WinXtide32 Ngoài ra, cũng đã so sánh các giá trị tính toán về dòng chảy của mô hình với số liệu quan trắc tại 4 trạm liên tục SL1, SL2, SL3 và SL4 trong hai đợt khảo sát năm 2008. Các kết quả sau lần hiệu chỉnh cuối cùng cũng đã cho thấy sự phù hợp tương đối giữa tính toán và số liệu quan trắc thực tế (hình 1.11 - 1.16). 5.0 4.5 4.0 mực nước (m) 3.5 3.0 2.5 2.0 1.5 1.0 quan trắc 0.5 mô hình 0.0 0 12 0 12 0 12 0 12 0 12 0 12 0 12 0 12 0 12 0 12 0 12 0 12 0 12 0 12 0 12 0 12 0 12 0 12 0 12 0 12 0 12 0 12 0 giờ Hình 1.7. So sánh mực nước tính bằng mô hình với kết quả quan trắc tại Hòn Gai (08/09-30/09/2008) Chương I. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU, TÀI LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 41 6.0 5.0 mực nước (m) 4.0 3.0 2.0 1.0 quan trắc mô hình 0.0 0 12 0 12 0 12 0 12 0 12 0 12 0 12 0 12 0 12 0 12 0 12 0 12 0 12 0 12 0 12 0 12 0 12 0 12 0 12 0 12 0 12 0 12 0 giờ Hình 1.8. So sánh mực nước tính bằng mô hình với với kết quả tính quan trắc tại Hòn Gai (08/12-30/12/2008) 4.0 3.5 3.0 mực nước (m) 2.5 2.0 1.5 1.0 0.5 Win Xtide mô hình 0.0 0 12 0 12 0 12 0 12 0 12 0 12 0 12 0 12 0 12 0 12 0 12 0 12 0 12 0 12 0 12 0 12 0 12 0 12 0 12 0 12 0 12 0 12 0 giờ Hình 1.9. So sánh mực nước tính bằng mô hình với kết quả tính của WinXtide 32 tại phía Đông Cát Bà (08/09-30/09/2008) 42 Trần Đức Thạnh (Chủ biên), Trần Văn Minh, Cao Thị Thu Trang, Vũ Duy Vĩnh, Trần Anh Tú 4.5 4.0 3.5 mực nước (m) 3.0 2.5 2.0 1.5 1.0 Win Xtide mô hinh 0.5 0.0 0 12 0 12 0 12 0 12 0 12 0 12 0 12 0 12 0 12 0 12 0 12 0 12 0 12 0 12 0 12 0 12 0 12 0 12 0 12 0 12 0 12 0 12 0 giờ Hình 1.10. So sánh mực nước tính bằng mô hình với kết quả tính của WinXtide 32 tại phía Đông Cát Bà (08/12-30/12/2008) 60 50 vận tốc (cm/s) 40 30 20 10 Quan trắc mô hình 0 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 0 1 2 3 giờ 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 Hình 1.11. So sánh vận tốc dòng chảy tầng mặt bằng mô hình với kết quả quan trắc tại trạm SL1 (giữa Vịnh Hạ Long, 09-10/09/2008) 43 Chương I. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU, TÀI LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 400 350 300 hướng (độ) 250 200 150 100 Quan trắc 50 mô hình 0 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 0 1 2 3 giờ 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 Hình 1.12. So sánh hướng dòng chảy tầng đáy bằng mô hình với kết quả quan trắc tại trạm SL1 (giữa Vịnh Hạ Long, 09-10/09/2008) 50 45 40 vận tốc (cm/s) 35 30 25 20 15 10 Quan trắc mô hình 5 0 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 giờ Hình 1.13. So sánh vận tốc dòng chảy bằng mô hình tính với kết quả quan trắc tại trạm SL2 (Vịnh Bái Tử Long, 09-10/09/2008) 14 44 Trần Đức Thạnh (Chủ biên), Trần Văn Minh, Cao Thị Thu Trang, Vũ Duy Vĩnh, Trần Anh Tú 400 350 300 hướng (độ) 250 200 150 100 Quan trắc 50 mô hình 0 16 17 18 19 20 21 22 23 0 1 2 3 4 giờ 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 Hình 1.14. So sánh hướng dòng chảy tầng đáy bằng mô hình với kết quả quan trắc tại trạm SL2 (Vịnh Bái Tử Long, 09-10/09/2008) 30 25 vận tốc (cm/s) 20 15 10 5 Quan trắc mô hình 0 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 0 1 2 giờ 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 Hình 1.15. So sánh vận tốc dòng chảy tính bằng mô hình với kết quả quan trắc tại trạm SL3 (gần Bãi Cháy, 10-11/12/2008) 14 45 Chương I. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU, TÀI LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 350 300 250 hướng (độ) 200 150 100 Quan trắc 50 mô hình 0 16 17 18 19 20 21 22 23 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 -50 giờ Hình 1.16. So sánh hướng dòng chảy tính bằng mô hình với kết quả quan trắc tại trạm SL3 (gần Bãi Cháy, 10-11/12/2008) Bảng 1.7. Tóm tắt các thông số đầu vào của mô hình thủy động lực Thông số Giá trị Số điểm tính M=327, N=286 Δx, Δy 65,3-296,5m Bước thời gian 30 giây Ngưỡng giữa khô và ướt 0,1m Số tầng 3(33/%, 34%, 33%) Hệ số nhớt theo phương ngang 1,0m2/s Hệ số nhớt theo phương đứng 1,0 x 10-6m2/s Hệ số khuyếch tán theo phương ngang 1,0m2/s Hệ số khuyếch tán theo phương đứng 1,0 x 10-6m2/s Hệ số nhám Chezy 60 Turbulence closure model k-e turbulence closure Advection scheme Cyclic method Sigma-coordinate correction On Forrester filer vertical On Forrester filter horizontal Off Atmospheric heat flux model Net incoming solar radiation 16 46 Trần Đức Thạnh (Chủ biên), Trần Văn Minh, Cao Thị Thu Trang, Vũ Duy Vĩnh, Trần Anh Tú Những kết quả tính toán dao động mực nước và dòng chảy theo mô hình khá phù hợp với quan trắc thực tế đã cho phép mô phỏng trường dòng chảy thuỷ động lực và khả năng trao đổi nước để góp phần đánh giá khả năng tự làm sạch của nước Vịnh Hạ Long - Bái Tử Long. Các tham số của mô hình thuỷ động lực Vịnh Hạ Long - Bái Tử Long được tóm tắt trên bảng 1.7. 4.3. Thiết lập mô hình vận chuyển trầm tích - bồi lắng a. Phạm vi miền tính Mô hình vận chuyển và lan truyền trầm tích lơ lửng được xây dựng trên cơ sở các kết quả tính toán dự báo của mô hình thuỷ động lực, trong đó có phạm vi miền tính. Cũng như mô hình thuỷ động lực, lưới tính của mô hình lan truyền trầm tích lơ lửng khu vực Vịnh Hạ Long - Bái Tử Long là hệ lưới cong trực giao. Hình 1.17. Vị trí tính biến động bồi lắng tại một số mặt cắt khu vực Vịnh Hạ Long - Bái Tử Long Phạm vi vùng tính của mô hình lan truyền trầm tích lơ lửng bao gồm các vùng nước của Vịnh Hạ Long, Vịnh Bái Tử Long, Vịnh Cửa Lục và vùng nước phía Tây Nam đảo Tuần Châu. Miền tính có kích thước khoảng 78km theo chiều Đông Tây và 56km theo chiều Bắc Nam, với các biên mở phía biển và các biên sông. Biên phía biển bao gồm phía NamVịnh Hạ Long - Bái Tử Long và biên phía Đông Vịnh Bái Tử Long. Các biên mở sông là những nguồn cung cấp TSS chủ yếu cho khu vực tính bao gồm: 47 Chương I. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU, TÀI LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU sông Chanh, sông Hốt, khu vực Hùng Thắng, sông Trới, sông Man, sông Diên Vọng và sông Mông Dương (Cửa Ông). Ngoài ra, các điểm nguồn thải ven bờ cũng được tính đến và đưa vào miền tính của mô hình. Để đánh giá biến động bồi lắng ở một số khu vực trong Vịnh Hạ Long - Bái Tử Long, một số điểm tính của mô hình theo các mặt cắt (từ bờ ra phía ngoài) đã được đưa ra trên hình 1.17. b. Thời gian tính toán Thời gian tính toán cho mỗi kịch bản là 30 ngày, bước thời gian chạy mô hình vận chuyển trầm tích là 0,5 phút. c. Điều kiện ban đầu và điều kiện biên Giống như mô hình thủy động lực, trong mô hình vận chuyển trầm tích điều kiện ban đầu được chọn giá trị bằng 0 cho hàm lượng bùn cát lơ lửng. Sau lần chạy đầu tiên, các điều kiện ban đầu sử dụng restartfile của lần chạy trước đó. Điều kiện biên mở tại các biên sông và điểm nguồn thải của mô hình chúng tôi sử dụng các đặc trưng trung bình theo mùa của tải lượng bùn cát d. Các tham số cơ bản của mô hình vận chuyển trầm tích Sau lần hiệu chỉnh cuối, các tham số của mô hình vận chuyển trầm tích được tóm tắt trong bảng 1.8: Bảng 1.8. Các tham số tính toán của mô hình lan truyền trầm tích lơ lửng Tham số Ứng suất đáy tổng cộng Tỷ trọng của cát Ký hiệu Tau DENS_sand Đơn vị N/m Giá trị 2 Từ mô hình thủy động lực 3 2600 3 1024 kg/m Tỷ trọng của nước biển DENS_water kg/m Kiểu công thức vận chuyển cát formSand - Kích thước đường kính hạt trung bình (D50) GRAIN50 m 0,0003 1* Độ xốp đáy Poros - 0,999 Khả năng xói - - có Nhiệt độ nước Temp °C Từ mô hình thủy động lực Độ mặn của nước Salinity g/kg Từ mô hình thủy động lực Vận tốc lắng đọng Vsed m/ngày 1,5 Tiêu chuẩn cho sự bồi lắng (Critical shear stress for sedimentation) Taucrsed N/m2 0,1 Tiêu chuẩn cho sự tái lơ lửng (Critical shear stress for resuspension) Taucrres N/m2 0,15 Ghi chú: *- Tính theo công thức Engelund-Hansen 48 Trần Đức Thạnh (Chủ biên), Trần Văn Minh, Cao Thị Thu Trang, Vũ Duy Vĩnh, Trần Anh Tú e. Các kịch bản tính toán dự báo của mô hình vận chuyển trầm tích Dòng bùn cát đưa vào Vịnh Hạ Long - Bái Tử Long biến động mạnh theo mùa vì vậy mô hình tính được thiết lập cho các mùa đặc trưng là mùa mưa và mùa khô. Ngoài ra, nhằm đánh giá ảnh hưởng của hoạt động khai thác khoáng sản đến biến đổi bồi lắng đáy khu vực nghiên cứu, các kịch bản tính với trường hợp có khai thác khoáng sản và không có khai thác khoáng sản đã được đưa ra. Các kịch bản của mô hình được tóm tắt trong bảng 1.9. Bảng 1.9. Các kịch bản tính toán - dự báo của mô hình vận chuyển bùn cát STT Kịch bản Hiện tại Mùa mưa 1 Ghi chú Tổng tải lượng bùn cát đưa vào vịnh trong mùa mưa từ tất cả các nguồn: rửa trôi (bao gồm cả nguồn từ khai thác khoáng sản) là 1,3 triệu tấn và nguồn khác 0,388728 triệu tấn. Mùa khô Tổng tải lượng bùn cát đưa vào vịnh trong mùa khô từ tất cả các nguồn: rửa trôi (bao gồm cả nguồn từ khai thác khoáng sản) là 0,095372 triệu tấn và nguồn khác 0,388728 triệu tấn. Mùa mưa giả định không có khai thác khoáng sản Tổng tải lượng bùn cát đưa vào vịnh trong mùa mưa từ tất cả các nguồn nhưng không tính do khai thác khoáng sản, bao gồm nguồn xói mòn rửa trôi 0,6960 triệu tấn và nguồn khác 0,388728 triệu tấn. Mùa khô giả định không có khai thác khoáng sản Tổng tải lượng bùn cát đưa vào vịnh trong mùa khô từ tất cả các nguồn nhưng không tính khai thác khoáng sản, bao gồm nguồn xói mòn rửa trôi 0,0508 triệu tấn và nguồn khác 0,388728 triệu tấn. Mùa mưa có khai thác khoáng sản Tổng tải lượng bùn cát đưa vào vịnh trong mùa mưa từ tất cả các nguồn: rửa trôi (bao gồm cả nguồn từ khai thác khoáng sản) 2,56 triệu tấn, nguồn khác 0,368243 triệu tấn. Mùa khô có khai thác khoáng sản Tổng tải lượng bùn cát đưa vào vịnh trong mùa khô từ tất cả các nguồn: rửa trôi (bao gồm cả nguồn từ khai thác khoáng sản) 0,1852 triệu tấn và nguồn khác 2 3 4 5 6 Dự báo cho 2020 0,368243 triệu tấn. 7 Mùa mưa không có khai thác khoáng sản 8 Mùa khô không có khai thác khoáng sản Tổng tải lượng vào vịnh trong mùa mưa từ tất cả các nguồn nhưng không tính do khai thác khoáng sản: rửa trôi (1,46 triệu tấn), nguồn khác (0,368243 triệu tấn) Tổng tải lượng vào vịnh trong mùa khô từ tất cả các nguồn nhưng không tính do khai thác khoáng sản: rửa trôi (0,106 triệu tấn), nguồn khác (0,368243 triệu tấn) Chương I. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU, TÀI LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 49 4.4. Thiết lập mô hình chất lượng nước - sinh thái Mô hình chất lượng nước và sinh thái được thiết lập trên cơ sở các kết quả của mô hình thủy động lực. Các kết quả đó gồm: phạm vi miền tính, các vị trí biên cứng và biên mở, trường dòng chảy, độ sâu, trường nhiệt muối v.v. Ngoài ra, các thiết lập riêng cho mô hình lan truyền chất gây ô nhiễm và sinh thái được trình bày trong bảng 1.10. a. Điều kiện ban đầu và điều kiện biên - Điều kiện ban đầu Đối với mô hình chất lượng nước và sinh thái biển, điều kiện ban đầu là hàm lượng vật chất cần được tính toán, mô phỏng tại thời điểm bắt đầu tính toán. Trong phần mềm Delft3D, mô đun Delft3d-Waq, các giá trị này được để mặc định bằng “0”, người sử dụng có thể nhập các giá trị ban đầu khác “0” tùy theo số liệu có được. Trong nghiên cứu này, các điều kiện ban đầu được sử dụng là giá trị trung bình hàm lượng các chất cần được tính toán, mô phỏng. - Điều kiện biên cứng Biên cứng là biên không có dòng chảy của nước đi qua hoặc sự khuyếch tán vật chất tại tất cả các bước tính của mô hình. Đối với biên cứng không cần phải có số liệu đầu vào về hàm lượng chất gây ô nhiễm (WL|Delft hydraulics, 1999). - Điều kiện biên mở Biên mở là biên thể hiện sự giao tiếp, trao đổi giữa vùng nước trong phạm vi của mô hình với các vùng nước bên ngoài. Nếu không có sự mô tả và số liệu ở biên mở, mô hình sẽ không biết phải thực hiện thế nào tại các biên của nó. Vì vậy để có thể tính toán, mô phỏng tốt sự lan truyền và khuyếch tán của các chất gây ô nhiễm cần phải có sự mô tả về hàm lượng của các chất gây ô nhiễm cũng như các hệ số khuyếch tán tại tất cả các biên mở tại tất cả các bước thời gian tính toán (WL|Delft hydraulics, 1999). b. Thời gian triển khai mô hình Để đánh giá, tính toán và mô phỏng hiện trạng chất lượng nước của khu vực mô hình được triển khai vào mùa mưa (tháng 9) và mùa khô (tháng 12). Đây là thời gian thực hiện các đợt khảo sát thực địa. Thời gian mỗi lần thực hiện mô hình là một tháng (tháng 9 và tháng 12), trong đó kết quả chạy mô hình của nửa đầu của mỗi tháng sẽ không sử dụng tính toán và nhận xét kết quả do đây là thời gian để mô hình tiến đến trạng thái ổn định. c. Các tham số sử dụng trong tính toán, mô phỏng của mô hình Trong mô hình các tham số về cơ bản đã được kiểm nghiệm thông qua các nghiên cứu và cho trước. Tuy nhiên khi áp dụng mô hình vào một khu vực nghiên cứu cụ thể, các tham số này vẫn cần phải được điều chỉnh để phù hợp với các yếu tố địa phương. Đây là điều rất khó khăn vì để có được một tham số cần phải có nhiều nghiên cứu, thực 50 Trần Đức Thạnh (Chủ biên), Trần Văn Minh, Cao Thị Thu Trang, Vũ Duy Vĩnh, Trần Anh Tú nghiệm, thí nghiệm rất tốn kém. Ở đây, các tham số được sử dụng được lấy từ các nghiên cứu trước đây ở khu vực nghiên cứu, có tham khảo các kết quả nghiên cứu đã có cho vùng biển Việt Nam và kết quả từ những thí nghiệm của nghiên cứu này. Trong bảng 1.10 là một số tham số được sử dụng trong mô hình tính toán, mô phỏng. Bảng 1.10. Một số tham số được sử dụng trong tính toán của mô hình chất lượng nước - sinh thái Vịnh Hạ Long - Bái Tử Long Tham số Giá trị Đơn vị BOD5, COD, DO Hệ số phân hủy BOD5 0,05 Tốc độ phân hủy COD ở nhiệt độ 20°C 0,02 Hệ số nhiệt độ ảnh hưởng tới phân hủy BOD5 1,04 Hệ số nhiệt độ ảnh hưởng tới phân hủy COD 1,02 Hiệu suất của phương pháp Mn đối với COD 0,5 Tốc độ lắng đọng của BOD5 0,1 Lượng ô-xy tiêu thụ (0-BOD5, 1-COD, 2-cả hai) 2 Công thức cho sự tương tác ô-xy (1-12) SWRear 7 Hệ số tương tác ô-xy 1 1/ngày m/ngày m/ngày Tỷ lệ O2:C trong quá trình khoáng hóa 2,67 Nhu cầu ô-xy trầm tích-SOD 0,5 gO2/m3 Tốc độ khoáng hóa bậc 1 đối với mảnh vụn PO43- 0,08 1/ngày Hệ số nhiệt độ cho quá trình khoáng hóa phốt - pho 1,047 PO43- Nhiệt độ tới hạn của quá trình khoáng hóa phốt - pho 3 °C Tỷ số P: C trong non-Diatom 0,01 gP/gC Tỷ số P: C trong Diatom 0,01 gP/gC Tỷ số N: C trong Diatom 0,16 gN/gC Tỷ số N: C trong non-Diatom 0,16 gN/gC Tốc độ ni-tơ-rát hóa bậc 1 trong nước 0,05 1/ngày NO3-, NH4+ 51 Chương I. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU, TÀI LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 0,05 gN/m3/ngày Giá trị hàm lượng ô-xy tối ưu cho quá trình ni-tơ-rát hóa 5 gO2/m3 Giá trị hàm lượng ô-xy tới hạn của quá trình ni-tơ-rát hóa 1 g/m3 Tốc độ nghịch ni-tơ-rát hóa bậc 1 trong nước 1 1/ngày 0,1 gN/m3/ngày Giá trị hàm lượng ô-xy tối ưu cho quá trình nghịch ni-tơ-rát hóa 1 gO2/m3 Giá trị hàm lượng ô-xy tới hạn của quá trình nghịch ni-tơ-rát hóa 3 g/m3 Giá trị nhiệt độ tới hạn của quá trình ni-tơ-rát hóa 3 °C Giá trị nhiệt độ tới hạn của quá trình nghịch ni-tơ-rát hóa 2 °C 0,01 gN/m3 Tỷ lệ Si: C trong nhóm tảo Diatom 0,14 gSi/gC Hệ số nhiệt độ đối với quá trình khoáng hóa si-líc 1,047 Tốc độ ni-tơ-rát hóa ở 20°C Tốc độ nghịch ni-tơ-rát hóa ở 20°C Giá trị NH4+ tới hạn Si - líc Nhiệt độ tới hạn đối với quá trình khoáng hóa si-líc Tốc độ khoáng hóa bậc 1 đối với mảnh vụn si-líc 3 °C 0,01 1/ngày 0,9 1/ ngày Nhóm tảo Diatom và non-Diatom Tốc độ sản suất tối đa của Diatom Hô hấp của Diatom (duy trì) 0,036 Hô hấp của Diatom (phát triển) 0,11 Tốc độ sản suất tối đa của non-Diatom 0,8 1/ ngày Hô hấp của non-Diatom (duy trì) 0,045 Hô hấp của non-Diatom (phát triển) 0,15 Hệ số chết của Diatom 0,35 1/ ngày Hệ số chết của non-Diatom 0,35 1/ ngày Tỷ lệ Chlorophyll-a: C trong Diatom 40 mg Chlfa/gC Tỷ lệ Chlorophyll-a:C trong non-Diatom 40 mg Chlfa/gC Các tham số khác 52 Trần Đức Thạnh (Chủ biên), Trần Văn Minh, Cao Thị Thu Trang, Vũ Duy Vĩnh, Trần Anh Tú Nhiệt độ nước Kết quả của mô hình thủy động lực Độ muối Dòng chảy Hệ số trả lại chất hữu cơ và dinh dưỡng hòa tan cho môi trường khi thực vật nổi chết tự nhiên 0,5 Vĩ độ trung bình 21 độ Bức xạ mặt trời trung bình mùa hè 175 W/m2 115,3 W/m2 Bức xạ mặt trời trung bình mùa đông 5. Đánh giá sức tải môi trường Theo tài liệu của GESAMP, sức chịu tải môi trường được tính toán cho những hoạt động phát triển cụ thể trên một không gian hay tiềm năng tài nguyên nhất định. Sức chịu tải được tính toán trên cơ sở năng lực môi trường. Năng lực môi trường là khả năng của thuỷ vực có thể tiếp nhận và đồng hoá thêm lượng vật chất tối đa sao cho không vượt quá các tiêu chuẩn môi trường (đến giới hạn cho phép). Các tiêu chuẩn môi trường (TCMT) của những thông số được đánh giá là giới hạn cho phép (về hàm lượng - Cmax) của Việt Nam (QCVN 10: 2008/BTNMT đối với nước biển ven bờ) và tham khảo của một số nước trong khu vực và thế giới. Sức tải của thuỷ vực với một số chất hữu cơ và dinh dưỡng được tính theo IMO/FAO (1986) và Bộ Thuỷ sản - DANIDA/FSPS/SUMA (2005) như sau: Cp = (Ctiêu chuẩn - Chiện tại) V (1+ R) Trong đó: Cp : Khả năng tải của thuỷ vực với chất nhiễm bẩn i (kg). R : Tỷ lệ trao đổi nước (%). V : Thể tích trung bình của vịnh (m3). Về khả năng tải của thuỷ vực đối với các hoạt động, nếu giữ nguyên tốc độ phát triển của các hoạt động khác như hiện nay, sức tải đối với mỗi hoạt động có thể tính theo công thức sau: Pmax = Cp / R Trong đó: Pmax : Diện tích hoặc sản lượng, số khách du lịch, số tàu thuyền v.v. tối đa có thể phát triển mà không gây tổn hại đến môi trường. R : Hệ số phát thải chất i từ hoạt động đó. Chương I. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU, TÀI LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 53 6. Các phương pháp khác 6.1. Tính toán tải lượng thải do xói mòn đất Tải lượng thải do xói mòn và rửa trôi lớp đất bề mặt ở khu vực nghiên cứu được tính toán dựa theo quan hệ giữa lượng trầm tích bị xói mòn với các yếu tố tự nhiên khác như mưa, lớp phủ bề mặt, độ dốc v.v. do hai tác giả Wischmeier, W. H. và D. O. Smith đưa ra (1978): A = R.K.L.S.C.P Trong đó: A: lượng trầm tích bị xói mòn (tấn/ha/năm). R: chỉ số ảnh hưởng do mưa. L: chỉ số ảnh hưởng do chiều dài sườn dốc. S: chỉ số ảnh hưởng bởi độ dốc. C: chỉ số ảnh hưởng bởi lớp phủ thực vật. K: chỉ số xói mòn của đất. P: chỉ số xói mòn do các biện pháp canh tác. Khi tính toán trong khoảng thời gian gần (áp dụng tính dự báo cho một đến hai năm), thì nhìn chung giá trị các chỉ số R, K hầu như không biến đổi, giá trị chỉ số R chỉ thay đổi theo mùa mưa và mùa khô. Giá trị các chỉ số L, S có biến đổi tuy nhiên không đáng kể. Giá trị chỉ số P có thể coi là 01 khi áp dụng cho các hệ tự nhiên. Như vậy, các kết quả tính toán (xem chương V) khác nhau chủ yếu do sự biến đổi bề mặt lớp phủ thông qua chỉ số lớp phủ thực vật C. 6.2. Tính toán khả năng trao đổi nước Khả năng trao đổi nước là một trong những đặc điểm thủy động lực quan trọng có ảnh hưởng đến các quá trình lan truyền, biến đổi chất gây ô nhiễm cũng như sức tải môi trường của khu vực Vịnh Hạ Long - Bái Tử Long. Hai yếu tố trực tiếp liên quan đến khả năng trao đổi nước là thể tích của thủy vực V và lưu lượng nước vào (hoặc ra Q). Trong mô hình Delft3d, thể tích V của thủy vực được tính theo công thức: n V = ∑ vi i =1 vi: thể tích khối nước ở ô lưới i; n: số lượng ô lưới trong miền tính. Thể tích khối nước tại các ô lưới bất kỳ vi thể được tính theo công thức: 54 Trần Đức Thạnh (Chủ biên), Trần Văn Minh, Cao Thị Thu Trang, Vũ Duy Vĩnh, Trần Anh Tú n vi= ∑ S i × H i i =1 Trong đó Si, Hi lần lượt là diện tích bề mặt và độ sâu tại ô lưới i. Lưu lượng nước qua mỗi mặt cắt tại thời điểm i, Qi được tính theo công thức: n n j =1 j =1 Qi= ∑ q j = ∑ h j × L j × v j Ở đây: qj: lưu lượng nước ở ô lưới j tại thời điểm i hj: độ sâu ô lưới j tại thời điểm i vj: vận tốc dòng chảy ở ô lưới j tại thời điểm i 55 Chương II CÁC YẾU TỐ LIÊN QUAN ĐẾN SỨC TẢI MÔI TRƯỜNG VỊNH HẠ LONG - BÁI TỬ LONG I. ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN 1. Vị trí địa lý và địa hình Khu vực Vịnh Hạ Long - Bái Tử Long, có khi được gọi là Vịnh Hạ Long theo nghĩa rộng, nằm ở ven bờ Đông Bắc Việt Nam, trong hệ toạ độ: 106°58'-107°22' kinh độ Đông và 20°45' - 21°15 vĩ độ Bắc, thuộc tỉnh Quảng Ninh, tiếp giáp Hải Phòng và cách thủ đô Hà Nội khoảng 150km về phía Đông - Đông Bắc. Khu vực có chiều dài bờ khoảng 120km, diện tích 1553km² và bao gồm 1969 hòn lớn nhỏ. Địa hình của khu vực Vịnh Hạ Long - Bái Tử Long khá phức tạp với rất nhiều các đảo lớn nhỏ che chắn, trong đó có nhiều đảo hình dạng kéo dài xen kẽ với các lạch nước sâu. Nền đáy ở Vịnh Hạ Long - Bái Tử Long tương đối thoải và nông, độ sâu phổ biến trong khoảng từ 2-7m, trung bình 5m và một số khu vực có độ sâu lớn hơn là các lạch hẹp và luồng tàu, độ sâu cực đại tới 25m (hình 2.1). Đây là thuỷ vực tương đối kín và tác động của sóng biển vào vịnh không lớn nên đây là vực nước khá yên tĩnh (Trần Anh Tú, 1998). Dù vậy, sự trao đổi nước của khu vực vịnh với bên ngoài đáng kể nhờ biên độ dao động của thuỷ triều lớn và dòng chảy triều khá mạnh. Do điều kiện sương mù, địa hình đảo đá vôi, luồng lạch phức tạp và là nơi có cảng lớn, mật độ tầu thuyền cao, vịnh là nơi có khả năng va đâm tàu thuyền gây các vụ tràn dầu và hoá chất khá cao. 720000 740000 760000 2340000 2340000 700000 V©n §ån $ TX. CÈm Ph¶ 2320000 2320000 $ TP. H¹ Long 2300000 2300000 $ C¸t Bµ N $ 3.5 700000 720000 740000 760000 Hình 2.1. Khu vực Vịnh Hạ Long - Bái Tử Long 0 3.5 7 Kilometers 56 Trần Đức Thạnh (Chủ biên), Trần Văn Minh, Cao Thị Thu Trang, Vũ Duy Vĩnh, Trần Anh Tú 2. Địa chất 2.1. Địa chất khu vực Các loại đá trong khu vực chủ yếu nhóm trầm tích, nhưng khá đa dạng về nguồn gốc và tuổi thành tạo thuộc về hơn mười hệ tầng, trong khi các loại đá biến chất và magma phân bố rất hạn chế. Khu vực có lịch sử tiến hoá trong bốn thời kỳ lớn, kéo dài khoảng 3 tỉ năm. Vào thời kỳ Tiền Cambri (3 - 0,75 tỷ năm trước), móng kết tinh được hình thành. Thời kỳ Tân nguyên - Cổ sinh giữa (750 - 350 triệu năm trước), lãnh địa Liên hợp Việt - Trung được tạo nên nhờ chuyển động tạo núi Caledoni vào cuối Silur. Thời kỳ Cổ sinh muộn - Trung sinh (350 - 65 triệu năm trước) khởi đầu bằng sự hình thành các bể trầm tích carbonat dày trên nghìn mét vào các kỷ Carbon - Permi, sau đó là dải địa hào chứa than Hòn Gai - Bảo Đài vào kỷ Trias. Vào thời kỳ Tân sinh khoảng 65 triệu năm qua, đã hình thành các cấu trúc khối tảng và bồn trũng cục bộ như địa hào Hòn Gai và trũng Hoành Bồ (Trần Văn Trị và nnk, 2003). Vịnh Hạ Long - Bái Tử Long ngày nay mới được hình thành từ 7-8 nghìn năm trước. Nhưng để có vịnh, đã phải có một biển cổ tích tụ tầng đá vôi dày trên ngàn mét hình thành trong khoảng 340-250 triệu năm trước, một thời kỳ xâm thực karst kéo dài trên 20 triệu năm trong môi trường lục địa kỷ Neogen và Nhân sinh và có một biển tiến hành tinh liên quan tới trái đất ấm lên - băng tan trong hơn vạn năm qua với 6 giai đoạn phát triển (Trần Đức Thạnh, 1998; Trần Văn Trị và nnk, 2003). Các di tích vỏ hầu hà bám trên vách đá Hạ Long ở khoảng độ cao 7-10m có tuổi tuyệt đối trên 40.000 năm minh chứng cho một đợt biển tiến ở ven bờ Việt Nam vào cuối Pleistocen muộn. Các di tích tương tự ở tại các khoảng độ cao 3,5 - 5,5m, có khoảng tuổi 2200 - 5500 năm (Doãn Đình Lâm, Boyd W. E., 2002) rất có ý nghĩa đối với nghiên cứu dao động mực nước biển trong Holocen, là tư liệu quý góp phần nâng cao hiểu biết và ứng xử với mực nước biển dâng cao do trái đất ấm lên hiện nay. Môi trường trầm tích hiện đại của vịnh cũng rất đa dạng với những nét tiêu biểu và độc đáo. Ngoài hai kiểu chính là vịnh biển (coastal bay) và đảo đá vôi (limestone islands), còn có các môi trường trầm tích hang động (caves and grottoes); kênh triều (tidal channels) kế thừa từ các lòng sông cổ bị ngập chìm; bãi triều (tidal flat), bãi lầy sú vẹt (mangrove swamp), rạn san hô (coral reef); bãi cát biển (sandy beach) - trong đó có những bãi chủ yếu cấu tạo từ cát vỏ vôi sinh vật biển; hồ nước mặn (saline lake) mà tiếng địa phương gọi là tùng hoặc áng v.v. (Trần Đức Thạnh và nnk, 2004). Do những giá trị toàn cầu về vẻ đẹp của cảnh quan tự nhiên, vào năm 1994, Vịnh Hạ Long được UNESCO công nhận là di sản thế giới về mĩ học, với vùng lõi nằm ở khu trung tâm vịnh, rộng 534km2 và bao gồm 775 hòn đảo. Vào cuối năm 2000, Hạ Long đã được công nhận lần thứ hai là di sản thế giới về địa chất học với những giá trị toàn cầu nổi bật về lịch sử địa chất và địa mạo karst. Ngày 11 tháng 11 năm 2011, Tổ chức New7Wonders đã bình chọn Vịnh Hạ Long (bao gồm cả Bái Tử Long) là một trong bẩy kỳ quan của Thế giới mới. Chương II: CÁC YẾU TỐ LIÊN QUAN ĐẾN SỨC TẢI MÔI TRƯỜNG VỊNH HẠ LONG - BÁI TỬ LONG 57 2.2. Trầm tích lơ lửng và trầm tích đáy Hàm lượng trầm tích lơ lửng trong nước ở khu vực có liên quan nhiều đến dao động mực nước và biến động rõ rệt theo mùa. Vào mùa mưa, hàm lượng trầm tích lơ lửng trong nước trung bình 27,6mg/l, biến đổi trong khoảng 5-60mg/l, thường 20mg/l - 40g/l, đạt đến 40 - 60mg/l ở khu vực Bãi Cháy và khu luồng tàu chạy từ Cửa Lục tới Hòn Một. Khu vực có hàm lượng trầm tích lơ lửng cao với hàm lượng từ 25-40mg/l là phía tây Nam đảo Tuần Châu, khu vực các cửa sông (phía trong Vịnh Cửa Lục) và khu vực cửa sông Mông Dương (Cửa Ông). Các khu vực còn lại đều có hàm lượng trầm tích lơ lửng trong nước hầu hết nhỏ hơn 25mg/l. Khu vực Hang Trai - Đầu Bê có hàm lượng trầm tích lơ lửng thấp, thường ở mức 10mg/l. Trong mùa khô khi hàm lượng trầm tích lơ lửng trung bình 20,2mg/l do lưu lượng nước từ các sông đổ vào vịnh đều giảm. Hàm lượng trầm tích lơ lửng trong nước nhỏ hơn 20mg/l phổ biến trên diện rộng, trừ những khu có hàm lượng trầm tích cao hơn 25mg/l như tây Nam đảo Tuần Châu, các cửa sông trong Vịnh Cửa Lục, cửa sông Mông Dương v.v. Phân bố không gian của các khu vực có hàm lượng trầm tích lơ lửng cao trong Vịnh Hạ Long - Bái Tử Long biến đổi rõ rệt theo pha triều. Tuy nhiên, do lưu lượng nước từ các sông đổ vào vịnh không lớn lắm nên những khu vực thể hiện sự ảnh hưởng này chỉ tồn tại với phạm vi tương đối nhỏ ở gần các cửa sông. Khi triều lên thì khối nước có hàm lượng trầm tích lơ lửng cao bị thu hẹp và đẩy sát lên phía trên trong khi pha triều xuống các khối nước sông có hàm lượng trầm tích lơ lửng cao có điều kiện mở rộng ra biển. Vào mùa mưa, sự kết hợp của nước từ sông chảy ra khi pha triều xuống làm cho khu vực có hàm lượng trầm tích lơ lửng cao mở rộng ra phía ngoài biển lớn hơn trong pha triều xuống trong mùa khô (Trần Đức Thạnh và nnk, 2007). Trầm tích đáy Vịnh Hạ Long chủ yếu là cát, bùn bột lớn, bùn bột nhỏ và bùn sét bột. Trong đó, bùn bột nhỏ (Md: 0,05-0,01mm) phân bố rộng nhất, tiếp đến là bùn sét bột (Md < 0,01mm). Trầm tích cuội, sỏi phân bố hạn chế tại các khu vực bãi đá và bờ đảo đá vôi. Độ ướt trầm tích thường vượt 50%. Màu sắc trầm tích đáy thay đổi theo vị trí: màu xám và xám nâu phân bố ở khu vực trung tâm vịnh và các bãi triều Tuần Châu Cái Dăm; màu xám đen ở rìa Cửa Lục và Hòn Gai; màu xám xanh khá phổ biến ở đáy Vịnh Hạ Long; màu vàng phân bố thành lớp mỏng ở phía bắc Cát Bà và khu vực Cửa Vạn - Đầu Bê. Khoáng vật trong trầm tích đáy chủ yếu là thạch anh (30 - 84%) và felspat, tiếp đến là mica, clorit. Nhiều nơi, thành phần vỏ vôi sinh vật chiếm tới 43% thành phần trầm tích. Thành phần khoáng vật nặng chiếm khoảng 1-2% trong cát vụn thô, 0,5-1% trong bùn bột và <0,5% trong bùn sét bột. Các khoáng vật nặng phổ biến nhất là leucoxen, tuamalin, ziacon, limonit, ilmenit, hematit, ít hơn là silimalit, granat và những khoáng vật rất hiếm có staurolit, andaluzit, trmolit, actinolit, piroxenit và pyrit. Hàm lượng Cl- thường cao, khoảng 8,6 - 16,9% độ ướt trầm tích. Hàm lượng sắt tan Fe2+ trong khoảng 0,24 - 1,45%, thường cao hơn hàm lượng Fe3+ trong khoảng 0,06 - 0,81%. Nhìn chung, tỷ số Fe3+/Fe2+ trong khoảng 0,5 - 0,8 chỉ thị cho môi trường trầm tích đáy mang tính khử yếu. Ngoài ra, hàm lượng S2- trong trầm tích đáy khoảng 0,08 0,44% và trung bình 0,2%, N-NH4+ trong khoảng 10,8mg/kg - 27,2mg/kg, N-NO2- + 58 Trần Đức Thạnh (Chủ biên), Trần Văn Minh, Cao Thị Thu Trang, Vũ Duy Vĩnh, Trần Anh Tú NO3- trong khoảng 0,19mg/kg - 0,48mg/kg, P-PO43- trong khoảng 0,7016 5,2295mg/kg và Chữu cơ trong khoảng 0,03% - 0,60%, trung bình 0,25% (Tran Duc Thanh et al., 2004). Tại khu vực Vịnh Bái Tử Long, trầm tích bãi triều có không gian phân bố rộng với thành phần trầm tích chủ yếu gồm cát, bột, sỏi sạn và trong quá trình thành tạo trầm tích bãi triều cao có vai trò động lực và đóng góp vật chất một phần của thực vật ngập mặn. Trầm tích đáy vịnh có diện tích rộng với thành phần chủ yếu gồm cát, bột và bùn sét màu xám. Trầm tích đáy luồng lạch có thành phần thường khá thô như sạn, sỏi, cát hoặc trơ đá gốc do động lực dòng chảy mạnh (Trần Đức Thạnh và nnk, 2008). 3. Đặc điểm khí hậu và khí tượng Khu vực Vịnh Hạ Long - Bái Tử Long nằm trong vùng ảnh hưởng của khí hậu nhiệt đới gió mùa, về cơ bản có thể chia thành hai mùa: mùa Đông từ tháng 11 năm trước đến tháng 3 năm sau có đặc điểm lạnh và khô, trong khi mùa Hè từ tháng 4 đến tháng 10 có đặc điểm nóng, ẩm và là mùa mưa (Phạm Văn Ninh, Đỗ Ngọc Quỳnh, 1997). 3.1. Hoàn lưu khí quyển và chế độ gió Vịnh Hạ Long - Bái Tử Long nằm trong vùng nhiệt đới gần chí tuyến Bắc nên khí hậu mang tính chất cơ bản là nhiệt đới nóng ẩm. Đồng thời do sự hoạt động và chi phối của hoàn lưu khí quyển phát triển theo mùa trên toàn vùng Đông Nam Á nên khí hậu bị phân hoá thành hai mùa rõ rệt: mùa Hè nóng ẩm, mưa nhiều kéo dài, thường xuất hiện bão, áp thấp nhiệt đới, dông... từ tháng 5 đến tháng 10 năm sau. Mùa Đông rét lạnh, ít mưa từ tháng 11 đến tháng 3. Tháng 4 và tháng 10 là các tháng chuyển tiếp, các khối không khí suy yếu và tranh giành ảnh hưởng nên thời tiết ôn hoà hơn. Mặt khác do nằm ở bờ Tây Vịnh Bắc Bộ nên khí hậu mang tính chất biển và luôn được điều hoà bởi ảnh hưởng của biển. Các đặc trưng khí hậu như: nhiệt độ, độ ẩm không khí, mưa, gió luôn biến động theo mùa và theo ngày đêm, đặc biệt là chế độ nhiệt trong mùa Đông và chế độ mưa trong mùa Hè luôn biến động nhanh theo hình thái khí quyển Chế độ gió ở khu vực chịu ảnh hưởng của hoàn lưu chung của khí quyển và thay đổi theo mùa. Mùa Đông trùng với mùa gió Đông Bắc với hướng gió thịnh hành là Bắc và Đông Bắc. Hàng tháng trung bình có 3 - 4 đợt, có tháng 5 - 6 đợt, mỗi đợt kéo dài 3 - 5 ngày. Tốc độ gió Đông Bắc đạt trung bình cấp 5 - 6, mạnh nhất cấp 7 8. Vào đầu mùa Đông gió có hướng chủ yếu là Bắc và Đông Bắc, sau đổi dần sang Đông - Đông Bắc. Mùa Hè trùng với mùa gió Tây Nam. Do ảnh hưởng của địa hình lục địa, hệ thống gió mùa này đã thay đổi đáng kể trong vùng vịnh Bắc Bộ cũng như trong vùng Vịnh Hạ Long, vì vậy hướng gió chủ yếu là Đông Nam và Nam. Tốc độ gió trung bình 2,5 3m/s. Đặc biệt về mùa này thường xuất hiện bão (tốc độ gió bão có lúc đạt tới 35 50m/s) và áp thấp nhiệt đới ảnh hưởng rất lớn đến thời tiết toàn bộ khu vực vịnh. Chương II: CÁC YẾU TỐ LIÊN QUAN ĐẾN SỨC TẢI MÔI TRƯỜNG VỊNH HẠ LONG - BÁI TỬ LONG 59 (b) (a) Hình 2.2. Hoa gió khu vực Bãi Cháy (a- tháng 9, 10 năm 2006; b-tháng 3 năm 2007; nguồn số liệu: Trung tâm KTTV Quảng Ninh) 3.2. Nhiệt độ và độ ẩm không khí Chế độ nhiệt trong vùng chịu ảnh hưởng rõ nét của hai hệ thống gió mùa: Gió mùa Đông Bắc sinh ra khô lạnh, gió mùa Tây Nam sinh ra nóng ẩm. Nhiệt độ không khí trung bình năm dao động trong khoảng từ 22,5 đến 23,5°C. Về mùa Đông, nhiệt độ không khí trung bình khoảng 15,0°C đến 17,0°C. Nhiệt độ không khí thấp nhất đã ghi được ở Cô Tô là 4,4°C (ngày 31/1/1977), ở Hòn Dấu là 6,5oC (ngày 22/1/1983). Về mùa Hè nhiệt độ trung bình khoảng 28,5°C - 29°C. Nhiệt độ không khí cao nhất đã quan trắc được ở Cô Tô là 36,2°C (ngày 25/7/1976) ở Hòn Dấu là 38,6°C (nhiều lần, nhiều ngày). Biến động nhiệt trong năm có đỉnh lớn nhất vào tháng 7, thấp nhất vào tháng 1 (trong đất liền), vào tháng 2 (ở các đảo xa). Ở vùng ven bờ Quảng Ninh biên độ nhiệt trong năm có xu thế giảm dần từ Bắc xuống Nam (Móng Cái 12,8°C và Hòn Gai 12°C) và từ ngoài khơi vào sâu trong lục địa (Cô Tô 13,2°C, Hòn Gai 12,0°C và Phương Đông 11,6°C). Trần Đức Thạnh (Chủ biên), Trần Văn Minh, Cao Thị Thu Trang, Vũ Duy Vĩnh, Trần Anh Tú 60 Bảng 2.1: Tần suất (%) hướng gió trung bình tại Hòn Gai Mùa Hướng Cấp Lặng m/s 14,62 Khô N NE E SE S SW W NW 1-5 19,55 16,93 9,5 11,96 11,01 1,42 0,18 6,80 6-10 4,29 1,50 0,46 0,46 0,22 0,11 0,09 0,34 11-15 0,48 16-20 0,06 24,38 18,43 9,97 12,42 11,23 1,53 0,27 7,14 1-5 16,81 10,45 6,7 18,33 13,26 3,11 0,62 9,76 6-10 3,10 1,66 0,27 1,24 1,31 0,37 0,07 0,71 11-15 0,27 0,06 0,02 0,03 0,02 0,07 0,02 0,05 16-20 0,06 0,01 0,01 0,03 0,01 14,62 3,55 Tổng 14,62 10,92 Mưa 21-25 0,01 0,01 Tổng 10,92 20,23 12,2 7,00 20,26 0,70 10,53 Nguồn: Trung tâm KTTV Quảng Ninh Bảng 2.2: Nhiệt độ không khí trung bình (°C) tại khu vực Quảng Ninh Trạm Trung bình Cao Thấp Tháng 1 Tháng 4 Tháng 7 tháng 10 Năm nhất nhất Cửa Ông 15,1 22,8 28,6 24,1 22,6 38,8 4,6 Cô Tô 15,1 21,8 28,6 25,1 22,7 36,2 4,4 Hòn Gai 16,8 22,9 28,5 24,5 22,9 37,9 5,0 Nguồn: Trung tâm KTTV Quảng Ninh Bảng 2.3: Độ ẩm tương đối (%) khu vực ven biển Quảng Ninh - Hải Phòng Trạm Trung bình Tháng 1 Tháng 4 Tháng 7 Tháng 10 Năm Cao nhất Thấp nhất Cô Tô 84 90 86 79 84 90 (tháng 4) 20 (tháng 1) Hòn Gai 82 87 83 80 84 88 tháng 3) 18 (tháng 1) Hòn Dấu 83 90 85 84 85 91 (tháng 3) 19 (tháng 1) Nguồn: Đài KTTV khu vực Đông bắc Chương II: CÁC YẾU TỐ LIÊN QUAN ĐẾN SỨC TẢI MÔI TRƯỜNG VỊNH HẠ LONG - BÁI TỬ LONG 61 Độ ẩm trung bình năm trong vùng biến đổi từ 82 đến 84% còn ở sâu trong đất liền là trên 85%. Nhìn chung độ ẩm có xu hướng tăng dần từ Bắc xuống Nam và từ ngoài khơi vào bờ. Tháng 3 và 4 là những tháng có độ ẩm cao nhất (khoảng 90 - 91%). Những tháng có độ ẩm nhỏ xảy ra từ tháng 10 đến tháng 1 (khoảng 73 - 77%). 3.3. Nắng và bức xạ nhiệt Trung bình hàng năm có 1600 - 1800 giờ nắng. Biến trình năm có hai dạng đỉnh. Đỉnh lớn nhất vào tháng 7 chiếm tới 182 giờ (Quảng Hà) đến 224 giờ (Cô Tô). Đỉnh thứ hai vào tháng 9 với 193 giờ (Quảng Hà) và 205 giờ (Cô Tô). Số giờ nắng ít nhất vào tháng 2 từ 45 - 51 giờ và tháng 8 từ 100 - 180 giờ. Do độ cao mặt trời các tháng trong năm đều lớn nên bức xạ mặt trời có giá trị khá cao. Bức xạ nhiệt trung bình năm lớn hơn 200Kcal/cm2, trung bình tháng 17Kcal/cm2, tháng ít nhất cũng trên 10Kcal/cm2. 3.4. Lượng mưa và lượng bốc hơi Lượng mưa trung bình nhiều năm ở vùng ven biển Quảng Ninh rất lớn đạt từ 2000 - 5000mm, cao hơn so với vùng phía Tây của tỉnh từ 1600 đến 2400mm. Mưa phân bố theo mùa: mùa mưa từ tháng 5 đến tháng 10, lượng mưa đạt trung bình 296mm/tháng, cao nhất vào tháng 8 đạt trên 500mm. Số ngày mưa trong tháng mùa mưa thường trên 10 ngày. Lượng mưa trong mùa này do bão và áp thấp nhiệt đới gây ra rất lớn. Mùa khô từ tháng 11 đến tháng 4, lượng mưa trung bình chỉ khoảng 36mm/tháng và thấp nhất vào tháng 1. Đầu mùa khô mỗi tháng có 7 - 8 ngày mưa, đến các tháng cuối mùa (tháng 2 đến tháng 4) tăng lên 10 - 12 ngày. Đặc biệt trong tháng 2 và 3 mỗi tháng trung bình có 10 - 14 ngày mưa phùn. Số ngày mưa trong năm đạt 100 - 150 ngày, chủ yếu tập trung vào các tháng 6 đến 9. Có 24 ngày mưa phùn trong năm. 3.5. Bão và nước dâng trong bão Khu vực Vịnh Hạ Long - Bái Tử Long nằm trong vùng có tần suất xuất hiện bão và áp thấp nhiệt đới khá lớn với khoảng 30% trong tổng số các cơn bão đổ bộ vào Việt Nam. Mùa bão xuất hiện trong khoảng từ tháng 6 đến tháng 10. Tốc độ gió cực đại của phần lớn các cơn bão thường chỉ đạt trên 20m/s, nhưng cũng có cơn đạt tới 40m/s (cơn bão ngày 01/10/1964), tại Hòn Gai đo được tốc độ gió 45m/s). Bão thường gây mưa lớn kéo dài có khi tới 6 - 7 ngày, lượng mưa đạt trên 200mm. Bão trùng với nước triều cường sẽ gây dâng nước rất cao (như cơn bão vào ngày 26/9/1955, 22/7/1976 và 19/5/1992), ảnh hưởng nghiêm trọng đến đời sống dân sinh, kinh tế của vùng ven biển (Phạm Văn Ninh và Đỗ Ngọc Quỳnh, 1997). 62 Trần Đức Thạnh (Chủ biên), Trần Văn Minh, Cao Thị Thu Trang, Vũ Duy Vĩnh, Trần Anh Tú 4. Đặc điểm thuỷ văn 4.1. Thuỷ văn sông Tỉnh Quảng Ninh có 24 sông suối dài trên 10km, diện tích lưu vực < 3.000km2. Các sông lớn là sông Ka Long, Tiên Yên, Ba Chẽ có diện tích lưu vực xấp xỉ 1.000km2. Phía Tây có sông Thái Bình chảy qua. Mạng lưới sông suối khá dày đặc, mật độ trung bình là 1 - 1,9km/km2, có nơi đến 2 - 2,4km/km2 (Nguyễn Viết Phổ và nnk, 2003). Do đặc điểm địa hình của Quảng Ninh dốc về phía biển, nên phần lớn các con sông đều ngắn, dốc, thung lũng sâu và hẹp, nước sông ở phía hạ lưu bị nhiễm mặn do ảnh hưởng của chế độ nhật triều đều. Nơi bắt nguồn các sông suối thường ở độ cao 500m đến 1000m, có nơi 1300m thuộc cánh cung Đông Triều, tất cả các sông đều chảy theo hướng Đông Bắc - Tây Nam. Mùa mưa thường xảy ra lũ lụt, mùa khô thường bị cạn. Các sông đổ ra biển dưới dạng vịnh cửa sông. Tổng lưu lượng dòng chảy của 13 con sông chính là 7,567 tỷ m3. Nhìn chung, tỉnh Quảng Ninh có tiềm năng nước mặt lớn, trữ lượng có thể khai thác đạt 850 x 106 m3. Vào mùa mưa lũ, khi lượng nước sông từ sáu con sông quanh vùng đổ vào vụng Cửa Lục, rồi đổ dồn vào Vịnh Hạ Long thông qua eo Cửa Lục làm lưu lượng nước sông tăng lên hàng chục lần và ảnh hưởng mạnh tới hướng và tốc độ dòng chảy trong Vịnh Hạ Long. Đồng thời, nó cũng làm nhạt đi khối nước ven bờ, cửa sông, góp phần tạo nên những dòng mật độ với quy mô nhỏ ven bờ. 4.2. Thủy triều và mực nước Khu vực Vịnh Hạ Long - Bái Tử Long chịu ảnh hưởng của chế độ nhật triều điển hình (Nguyễn Ngọc Thuỵ, 1984) với độ lớn triều lớn nhất lên đến 4,6m. Trong một tháng có hai chu kỳ triều cường với giá trị mực nước trung bình đạt 3,9m và hai chu kỳ triều kém với giá trị mực nước trung bình đạt 1,9m. Tại Cửa Ông, độ lớn thuỷ triều kỳ triều cường có các giá trị cực đại 4,8m, trung bình 3,4m và cực tiểu 1,95m. Tại Hòn Gai, các giá trị tương ứng là 4,38m; 3,15m và 1,8m. Tại Hòn Dấu, Các giá trị tương ứng là 4,38m; 3,15m và 1,75. Đặc điểm dao động mực nước với biên độ triều lớn là một trong những yếu tố quyết định ảnh hưởng đến chế độ thủy động lực cũng như khả năng trao đổi nước ở khu vực này. 4.3. Chế độ dòng chảy Khu vực Vịnh Hạ Long - Vịnh Bái Tử Long có đường bờ khúc khuỷu, bị chia cắt bởi các đảo lớn nhỏ, dòng chảy trong vịnh nói chung nhỏ, tốc độ tập trung trong khoảng 5 - 40cm/s, ngoài ra ở các luồng lạch có thể đạt trên 100cm/s (Tran Anh Tu, 2004). Tốc độ dòng chảy trung bình trong pha triều lên đạt khoảng 12,5cm/s, trung bình trong pha triều xuống đạt khoảng 18,5cm/s. Phía đông khu vực nghiên cứu (Cửa Ông) vận tốc dòng chảy tầng mặt trung bình đạt 29cm/s, vận tốc dòng chảy tầng đáy trung bình khoảng 26cm/s, hướng dòng chảy thuận nghịch với hai hướng chính Đông Bắc và Tây Nam. Nói chung, Chương II: CÁC YẾU TỐ LIÊN QUAN ĐẾN SỨC TẢI MÔI TRƯỜNG VỊNH HẠ LONG - BÁI TỬ LONG 63 dòng chảy khu vực nghiên cứu gồm thành phần thủy triều và phi thủy triều, trong đó thành phần thủy triều đóng vai trò quyết định đối với chế độ dòng chảy. Trong pha triều xuống vào mùa mưa, do có sự tăng cường của dòng nước sông đổ ra, tốc độ dòng chảy tăng lên từ 1,5 đến 2,0 lần so với tốc độ dòng chảy trong pha triều lên. Cũng trong mùa lũ gặp kỳ triều cường, thời gian triều dâng bằng 77% thời gian triều rút, thậm chí có những ngày chỉ xuất hiện dòng chảy một chiều trên luồng Cái Lân, hướng từ vịnh Cửa Lục ra Vịnh Hạ Long. Tốc độ dòng chảy tại eo Cửa Lục vào thời kỳ này có lúc đạt tới gần 2,0m/s. 4.4. Chế độ sóng Sóng ven bờ Vịnh Hạ Long - Bái Tử Long tương ứng với chế độ gió cũng phân thành 2 mùa rõ rệt. Do đặc điểm địa hình khu vực là thủy vực lớn có địa hình rất phức tạp, hàng ngàn đảo lớn nhỏ phân bố che chắn khắp khu vực nên tần suất lặng sóng (độ cao < 0,25m) chiếm ưu thế tuyệt đối với giá trị khoảng 83 - 85%. Vào mùa hè từ tháng 5 đến tháng 9, hướng sóng chủ đạo là Nam và Đông Nam với tần suất tổng cộng khoảng 6 - 13% và độ cao trung bình 0,4m, lớn nhất trên 2m (trong trường hợp có bão). Thời gian lặng sóng khoảng 84%. Vào mùa đông từ tháng 9 đến tháng 4 năm sau, hướng sóng chủ đạo là Bắc và Đông Bắc với tần suất tổng cộng 8 - 9% độ cao trung bình 0,3m, cực đại 1,5m (trong trường hợp có bão và gió mùa lớn), thời gian lặng sóng 86 - 88% (Tran Anh Tu, 2004, Trần Đức Thạnh và nnk, 2007). II. MÔI TRƯỜNG KHU VỰC VỊNH HẠ LONG - BÁI TỬ LONG 1. Tổng quan môi trường khu vực 1.1. Áp lực Khu vực Vịnh Hạ Long - Bái Tử Long chịu nhiều áp lực lớn về môi trường. Bên cạnh các áp lực tại chỗ trên vịnh như hoạt động giao thông - cảng, du lịch, nuôi trồng và đánh bắt thuỷ sản, sinh cư trên mặt nước, các hoạt động ven vịnh rộng hơn là trên cả lưu vực đổ vào vịnh bao gồm nông lâm, giao thông, công nghiệp, khai khoáng, du lịch dịch vụ và sinh hoạt cũng gây áp lực lớn đối với môi trường và đa dạng sinh học vịnh. Nguồn tác động xuyên lưu vực từ các lưu vực và vùng biển bên cạnh có thể nhờ dòng ven bờ đưa vật chất gây ô nhiễm vào vịnh. Dòng chảy hệ thống sông Thái Bình kết nối với các sông của hệ thống sông Hồng hàng năm đổ ra biển Hải Phòng khoảng trên 30km3 nước và 18 triệu tấn bùn cát. Nước nhạt hoá và bùn cát lơ lửng, dinh dưỡng và các chất ô nhiễm do sông tải ra theo dòng chảy ven bờ về phía bắc có ảnh hưởng rõ đến vịnh. Môi trường và đa dạng sinh học vịnh còn chịu ảnh hưởng của nguồn xuyên biên giới do có cảng biển giao lưu quốc tế và có thể do cả dòng dọc bờ từ vùng biển Trung Quốc xuống vào mùa gió đông bắc. Những nhiễu động về khí hậu và các hiện tượng thời tiết bất thường như khô hạn và mưa lớn có liên quan tới hiện tượng ENSO gây mặn hoá, ngọt hoá, đục hoá cục bộ; 64 Trần Đức Thạnh (Chủ biên), Trần Văn Minh, Cao Thị Thu Trang, Vũ Duy Vĩnh, Trần Anh Tú nhiệt độ không khí và nước biển tăng cao và mực nước biển dâng cao do trái đất ấm lên gây những biến động về điều kiện sinh thái, bất lợi cho sinh vật và đa dạng sinh học. Môi trường khu vực Vịnh Hạ Long - Bái Tử Long, đặc biệt là môi trường nước đang phải đối mặt với nguy cơ ô nhiễm, đục hoá nước, bùn hoá đáy và nông hoá vực nước, khai thác quá mức và khai thác huỷ diệt, huỷ hoại và mất nơi cư trú của sinh vật và nguy cơ tai biến môi trường. Các nguy cơ này có nguồn gốc tự nhiên và nhân tác, xuất hiện dưới các áp lực tại chỗ, trên đất liền, xuyên lưu vực và cả xuyên lãnh hải. Trong khi đó, sức ép phát triển dân số và kinh tế càng tăng, nền tảng kinh tế còn thấp và chi phí môi trường cao, nguồn gây ô nhiễm phân tán và khó quản lý; ý thức xã hội bảo vệ môi trường còn thấp, khó hòa nhập lợi ích phát triển kinh tế trên bờ với trách nhiệm bảo vệ môi trường trên vịnh (Trần Đức Thạnh, 2008). 1.2. Nguy cơ ô nhiễm Môi trường khu vực Vịnh Hạ Long - Bái Tử Long đang đứng trước nguy cơ bị ô nhiễm nếu không có các giải pháp bảo vệ tích cực (Cao Thị Thu Trang, 2004). Về môi trường không khí, theo đánh giá của phòng Tài nguyên và Môi trường tỉnh Quảng Ninh thì hầu như tất cả các thông số về môi trường như tiếng ồn, bụi trong không khí đều vượt quá mức độ cho phép. Quan trắc nồng độ bụi tại ngã tư Bưu điện tỉnh và khu vực khai thác than của các Công ty than Núi Béo, Công ty than Hà Tu, Công ty than Hà Lầm v.v cho thấy chính các hoạt động sản xuất than kết hợp với lượng bụi gây ra do san lấp mặt bằng ở các khu độ thị lân cận làm ảnh hưởng nghiêm trọng đến môi trường các khu dân cư Hà Tu, Hà Khánh, Cao Xanh. Hiện lượng bụi lơ lửng tại các trục đường chính ở đây đều vượt trên 2 lần so với tiêu chuẩn cho phép. Nếu tính 24 giờ liên tục thì nồng độ các khí độc hại như NO2, SO2, CO2 đều vượt quá tiêu chuẩn. Riêng trong khai trường, khu vực sản xuất, trên các tuyến đường vận chuyển than thì có nồng độ bụi và các khí độc hại vượt mức cho phép rất cao từ 4 đến 5 lần (website Bộ Tài nguyên Môi trường, 2005). Vịnh Hạ Long - Bái Tự Long là bồn chứa chất thải tự nhiên của lưu vực ven biển từ Cửa Ông đến Yên Lập. Mặc dù thuỷ triều mạnh, nhưng vịnh tương đối kín, yên tĩnh, nên khả năng phân tán các chất gây ô nhiễm hạn chế và mức độ tích luỹ các chất gây ô nhiễm trong trầm tích và trong sinh vật tương đối cao. Theo tính toán cho những năm cuối thế kỷ trước, mỗi ngày từ trên lưu vực đổ vào vịnh 7170kg BOD5, 21.860kg COD, 241.100kg TSS, 6.050kg P-T và 15.520kg N-T (Hoàng Doanh Sơn, Vũ Văn Thành, 2000; Nippon Koei, 1999). Kết quả khảo sát gần đây (Trần Đức Thạnh và nnk, 2007) cho thấy trong nước Vịnh Hạ Long - Bái Tử Long, hệ số tai biến trung bình của một số yếu tố là 0,218 trong đó: DO - 0,770; BOD5 - 0,053; COD - 0,070; Pb - 0,141; Cd 0,058 và As - 0,103. Các chỉ tiêu chất lượng nước đang ở mức xấp xỉ hoặc vượt tiêu chuẩn môi trường. Theo kết quả quan trắc nhiều năm của Trạm Quan trắc và Phân tích môi trường biển phía Bắc (Trạm quan trắc môi trường biển miền Bắc, 1999 - 2008), tại Cửa Lục, chất lượng nước đang bị suy giảm. So với năm 1999, hàm lượng các chất dinh dưỡng trong Chương II: CÁC YẾU TỐ LIÊN QUAN ĐẾN SỨC TẢI MÔI TRƯỜNG VỊNH HẠ LONG - BÁI TỬ LONG 65 nước biển tính trung bình 10 năm (1999-2008) đều có dấu hiệu gia tăng như hàm lượng NO2- tăng 1,13 lần, NH4+ tăng 2,54 lần, PO43-tăng 1,79 lần, P-T tăng 1,38 lần, N-T tăng 1,7 lần. Ô nhiễm dầu và khuẩn coliform thực sự đã là vấn đề nghiêm trọng ở vùng nước vịnh (Cao Thị Thu Trang, 2004). Hàm lượng dầu trong nước tính trung bình 10 năm là 0,90mg/l, tăng 1,2 lần so với năm 1999 và vượt GHCP 9 lần; Hàm lượng dầu có xu hướng tăng cao trong các khu vực gần cảng, bến đỗ tàu thuyền với hệ số ô nhiễm khoảng 1,6 - 2,7 trong nước và 2,4 - 8,2 trong trầm tích (1996 - 2001). Mật độ coliform tăng 1,1 lần và xấp xỉ GHCP. Hàm lượng chất rắn lơ lửng trung bình trong nước biển giai đoạn 2004-2008 là 41,03mg/l, tăng 2,5 lần so với năm 2004, xấp xỉ GHCP. Điều này cho thấy chất lượng nước đang diễn biến theo chiều hướng xấu, bất lợi. Môi trường nước đã bị ô nhiễm kim loại nặng Cu, Zn; trầm tích bị ô nhiễm Cu, Cd và có nơi ô nhiễm cả Hg và Pb. Một số động vật đáy cũng có biểu hiện ô nhiễm Cu, Pb và Zn. Có hiện tượng tăng dị thường hàm lượng sunfat (S042-) cục bộ trong nước ven vịnh liên quan đến khai thác than. Trong nước và trầm tích vịnh Cửa Lục, dư lượng thuốc bảo vệ thực vật gốc cơ clo khá cao. Vùng nước vịnh cơ bản chưa ô nhiễm chất hữu cơ và chất thải rắn. Nhưng ở các điểm sát cụm dân cư, bến cá và khu du lịch, ô nhiễm chất hữu cơ khá rõ. Chất thải rắn bao gồm túi nilon, rác rưởi sinh hoạt, vỏ chai đồ hộp v.v. trôi nổi vẫn còn. Hàm lượng các chất dinh dưỡng cao cục bộ. Phú dưỡng liên quan đến dư thừa chất dinh dưỡng như phốt-phát, ni-tơ, vật chất hữu cơ phát sinh từ nguồn thải sinh hoạt, nông nghiệp, đặc biệt là công nghiệp thực phẩm và nuôi trồng thủy sản là nguy cơ tiềm ẩn. Việc nuôi lồng, giàn nếu quá mức và thiếu quản lý có thể gây nhiễm, dịch bệnh và thuỷ triều đỏ kèm theo tảo độc. Ô nhiễm ồn, nhiệt và ánh sáng xuất hiện ở các khu hệ sinh thái hang động đang mở cửa đón khách du lịch. Chất lượng trầm tích cũng có nhiều dấu hiệu suy giảm. Sự gia tăng hàm lượng dầu trong trầm tích là một ví dụ rất điển hình. Năm 2001, hàm lượng dầu trung bình trong trầm tích Cửa Lục là 43,43mg/kg, đến năm 2008 con số này đã tăng lên 14 lần và vượt GHCP khoảng 4 lần. Sự gia tăng hàm lượng dầu trong nước tất yếu là tăng lượng dầu tích tụ trong trầm tích. Đục hoá, bùn hoá đáy và nông hoá đáy vịnh kèm theo suy giảm đa dạng sinh học đang là một nguy cơ lớn thực tế (Tran Duc Thanh et al. 2004). Hàm lượng chất rắn lơ lửng trung bình nhiều năm trên 72% tổng số mẫu phân tích vượt giới hạn cho phép đối với vùng nước có rạn san hô trong vịnh. Tại đây, đã đo được hàm lượng TSS trung bình 45mg/l ở lớp nước mặt và 50mg/l lớp nước đáy. Tốc độ lắng đọng bùn cũng đã được xác định trung bình 3,6mg/cm2/ngày (mùa khô) - 7,2mg/cm2/ngày (mùa mưa) trên vùng có rạn san hô (Nguyễn Quang Tuấn, 2000). Đục làm bẩn nước, thiệt hại cho du lịch, làm chết san hô, giảm năng suất sơ cấp thực vật nổi do hạn chế quang hợp. Xu thế bùn hoá trầm tích đáy thể hiện ở diện phủ bùn và tỷ lệ bùn trong trầm tích có biểu hiện tăng trong thời gian 1975 - 2005. Bùn hoá đáy vịnh kèm theo sự gia tăng hàm lượng bột than 66 Trần Đức Thạnh (Chủ biên), Trần Văn Minh, Cao Thị Thu Trang, Vũ Duy Vĩnh, Trần Anh Tú trong trầm tích trong khoảng 0,1 - 3,5%, thậm chí có vị trí tới 10% tại Cửa Lục (Nguyễn Quang Tuấn, 1997). Đó là hậu quả xói mòn đất do phá rừng, khai thác và vận chuyển than, xói mòn và sạt lở các bãi triều khi mất rừng ngập mặn và tác động của sóng chạy tàu. Ngoài ra, có thể còn do lượng phù sa chuyển đến từ vùng cửa sông phía Hải Phòng vào khi triều lên. Đánh giá bước đầu cho thấy các đập lớn trên lưu vực sông Hồng gây tác động dồn nước và phù sa sang sông Cấm và Bạch Đằng, rồi lan truyền sang Vịnh Hạ Long. Nguy cơ này có thể tăng lên từ khi có kênh đào Hà Nam nối luồng Nam Triệu với luồng cảng Lạch Huyện. 1.3. Nguy cơ tai biến môi trường Thiên nhiên khu vực khá thuận hoà. Tuy nhiên, các tai biến không ít, có xu hướng tăng gần đây, gây ảnh hưởng xấu cho kinh tế dân sinh, môi trường và đa dạng sinh học. Đó là những biến đổi từ từ hoặc bất thường của tự nhiên như mực nước biển dâng cao, bão tố, giông lốc, mưa lớn, xói lở bờ bãi và sa bồi luồng bến. Giông lốc trên Vịnh Hạ Long khá bất ngờ và nguy hiểm, ngoài thiệt hại trực tiếp về sinh mạng và tài sản, còn gây tổn hại cho đa đạng sinh học như chà sát đáy và gây tai nạn tầu thuyền kèm dầu tràn. Thiên tai xói lở và sa bồi ở đây không nghiêm trọng như những nơi khác, nhưng đưa lại những hậu quả rất xấu đối với đa dạng sinh học như gây đục hoá, bùn hoá và nông hoá vực nước vịnh. Phần lớn các yếu tố tác động phát sinh tại chỗ, nhưng có những yếu tố tác động từ lưu vực thượng nguồn như phá rừng đầu nguồn, có yếu tố xuyên lãnh hải thậm chí có tính toàn cầu như sự ấm lên của trái đất làm dâng cao mực nước hay hiện tượng El-Nino kéo dài từ năm 1997 đến 1998. Trong thời gian này, hiện tượng san hô chết trắng đã xuất hiện ở vùng biển Vịnh Hạ Long, có thể do cả tăng cao nhiệt độ và ô nhiễm môi trường. Do điều kiện sương mù, địa hình đảo đá vôi, luồng lạch phức tạp và là nơi có cảng lớn, mật độ tầu thuyền cao, vịnh là nơi có khả năng đâm va tàu thuyền gây các vụ tràn dầu và hoá chất khá cao. Thực tế, đã có một số vụ tai nạn tàu thuyền gây lo lắng cho công luận. 1.4. Nguy cơ khai thác quá mức và mất nơi cư trú của sinh vật Một trong những bức xúc lớn nhất là việc khai thác thuỷ sản quá mức tập trung ở ven bờ, trong đó cả vùng nước vịnh. Áp lực tăng dân số, nhu cầu mưu sinh và sự hấp dẫn của giá trị hải sản xuất khẩu đã làm tăng không ngừng mật độ phương tiện và ngư cụ đánh bắt, phần lớn là các phương tiện nhỏ không thể vươn ra xa bờ. Cho đến nay tình hình chung ở Việt Nam vẫn chưa kiểm soát hoàn toàn được các hình thức đánh bắt huỷ diệt như dùng mìn, điện, thuốc gây mê, thuốc độc đánh bắt hải sản làm ô nhiễm môi trường, huỷ diệt nguồn giống, huỷ hoại nơi sinh cư của sinh vật biển. Không chỉ các loài kinh tế bị suy giảm, đa dạng sinh học cũng bị suy giảm và nhiều loài quí hiếm có nguy cơ bị tuyệt chủng do khai thác quá mức và khai thác huỷ diệt. Vịnh Hạ Long - Bái Tử Long có rất nhiều kiểu nơi cư trú khác nhau, tiêu biểu nhất và quan trọng nhất là rừng ngập mặn, rạn san hô, vùng triều và nền đáy mềm. Những biến động tự nhiên và tác động do con người gần đây ở ven bờ vịnh đã làm mất nơi cư trú và bãi giống, bãi đẻ như các bãi triều, đầm lầy sú vẹt, bãi biển, thảm cỏ biển Chương II: CÁC YẾU TỐ LIÊN QUAN ĐẾN SỨC TẢI MÔI TRƯỜNG VỊNH HẠ LONG - BÁI TỬ LONG 67 và rạn san hô. Rừng ngập mặn đã bị hủy hoại nặng nề do khai hoang nông nghiệp trước kia và nuôi trồng thủy sản gần đây, xây dựng các khu định cư, khu công nghiệp và do xói lở bờ. Từ năm 1998 - 2003, diện tích rừng ngập mặn ven bờ Vịnh Hạ Long đã mất 866ha. Trong đó diện tích rừng ngập mặn bị phá để nuôi trồng thủy sản chiếm 732ha. Rạn san hô cũng bị suy thoái nghiêm trọng do nước đục và đánh bắt hải sản. Hiện tượng khai thác san hô làm đồ mỹ nghệ vẫn còn. Hoạt động hàng hải và neo đậu tầu thuyền thiếu quản lý gây tác hại liên tục cho nơi cư trú của sinh vật. Đó là chưa kể những tác động gián tiếp nhưng rất đáng kể của các hoạt động nhân sinh trên đất liền làm đục hoá, bùn hoá và ngọt hoá vùng nước. Vào trước năm 1996, ở vùng biển Hạ Long - Cát Bà có khu hệ san hô còn khá đa dạng với 152 loài thuộc 44 giống và 12 họ phân bố trong 33,3% rạn tốt và rất tốt, 41,7% rạn trung bình và 25% rạn nghèo. Chỉ đến năm 1998 1999, số rạn tốt và rất tốt chỉ còn 9,1% và rạn nghèo tăng đến 50%, san hô dạng cành Acropora trước đây phong phú, nay gần như bị tiêu diệt. Cùng với huỷ hoại nơi cư trú là biến dạng cảnh quan tự nhiên trên mặt và dưới đáy biển, làm mất vẻ đẹp, sự hài hoà tự nhiên, giảm chất lượng môi trường sống và ảnh hưởng đến giá trị du lịch sinh thái (Nguyễn Huy Yết và nnk, 2000). 1.5. Nguy cơ suy giảm nguồn lợi sinh vật và đa dạnh sinh học Các hậu quả tác động môi trường đã làm giảm đa dạng sinh học ở mức độ khác nhau, biểu hiện rõ nhất ở suy thoái các hệ sinh thái, đặc biệt là các hệ sinh thái rạn san hô, rừng ngập mặn, thảm cỏ biển và tùng áng - hồ nước mặn đặc trưng cho vùng vịnh. Đó là sự giảm diện tích phân bố, giảm năng suất và sinh khối hệ, giảm mật độ phân bố, sinh khối và kích thước cá thể nhiều loài và hệ mất dần các chức năng sinh thái của mình. Rừng ngập mặn, rạn san hô, thảm cỏ biển và tùng áng là nơi sinh cư, bãi giống, bãi đẻ duy trì sản lượng nghề cá ven bờ. Các hệ sinh thái này suy thoái làm ảnh hưởng nghiêm trọng đến cả nghề cá ven bờ và ngoài khơi. Do đánh bắt quá mức, mất nơi cư trú và ô nhiễm, sản lượng và năng suất đánh bắt nhiều loài kinh tế bị suy giảm nhiều lần. Một số đối tượng có sản lượng tăng nhưng chất lượng sản phẩm kém đi. Nhiều loài quý hiếm có nguy cơ biến mất. Giá trị đa dạng sinh học có thể phân định theo giá trị sử dụng. Đó là các giá trị sử dụng trực tiếp (sản phẩm từ đánh bắt và nuôi trồng dùng làm thực phẩm, dược phẩm, sản phẩm mỹ nghệ, sinh vật cảnh), sử dụng gián tiếp (thông qua các lợi ích thăm xem, sinh thái, môi trường, văn hoá, khoa học) và giá trị không sử dụng (giá trị tuỳ chọn, giá trị lưu tồn và giá trị để dành). Giá trị trực tiếp có hạn định do khả năng tái tạo tài nguyên hạn chế so với nhu cầu nên dễ xảy ra khả năng quá mức, gây suy kiệt nguồn lợi. Các giá trị sử dụng gián tiếp có lợi ích to lớn và lâu bền do có khả năng tái tạo tài nguyên và ít gây tổn hại đến đa dạng sinh học. Các giá trị không sử dụng, thực chất là để giành cho thế hệ mai sau, hoặc để dành cho những lợi ích còn to lớn hơn nhiều trong tương lai. Những nguy cơ trên, nếu không được loại bỏ, hạn chế, sẽ gây tổn hại cho cả ba nhóm giá trị của đa dạng sinh học Vịnh Hạ Long. Không những thế, sự tổn thất giá trị đa đạng sinh học còn gây những tổn thất đi kèm cho các giá trị di sản về mỹ học và địa chất học. 68 Trần Đức Thạnh (Chủ biên), Trần Văn Minh, Cao Thị Thu Trang, Vũ Duy Vĩnh, Trần Anh Tú Như vậy, môi trường khu vực Vịnh Hạ Long - Bái Tử Long vẫn đang phải đối mặt với nguy cơ ô nhiễm, đục hoá nước, bùn hoá đáy và nông hoá vực nước, khai thác quá mức và khai thác huỷ diệt, huỷ hoại và mất nơi cư trú của sinh vật và nguy cơ tai biến môi trường. Các nguy cơ này có nguồn gốc tự nhiên và nhân tác, xuất hiện dưới các áp lực tại chỗ, trên đất liền, xuyên lưu vực và xuyên lãnh hải. Trong khi đó, sức ép phát triển dân số và kinh tế càng tăng, nền tảng kinh tế còn thấp và chi phí môi trường cao, nguồn gây ô nhiễm phân tán và khó quản lý; ý thức xã hội bảo vệ môi trường còn thấp, khó hòa nhập lợi ích phát triển kinh tế trên bờ với trách nhiệm bảo vệ môi trường trên vịnh. 2. Tình hình quản lý môi trường Để bảo vệ môi trường và đa dạng sinh học vịnh, cần tăng cường ngăn ngừa, kiểm soát, giảm thiểu, các tác động tiêu cực từ hoạt động nhân tác, phối hợp toàn diện cả quản lý vịnh với quản lý nguồn thải và hoạt động trên đất liền và thực hiện đồng bộ các giải pháp: tăng cường thể chế và chính sách; tăng cường tiềm lực cơ sở và đào tạo đội ngũ cán bộ; phát huy vai trò của các công cụ quản lý và kỹ thuật; thông tin tuyên truyền, giáo dục và nâng cao nhận thức bảo vệ môi trường. Ngoài các biện pháp chung, cần hết sức quan tâm đến những vấn đề đặc thù của địa phương như ô nhiễm từ khai thác và sàng tuyển than, san lấp lấn biển, hàng hải và neo đậu tầu thuyền, các xóm chài và nhà hàng trên vịnh, sự cố tràn dầu và giông lốc trên vịnh v.v. Khu vực Vịnh Hạ Long - Bái Tử Long chịu sự quản lý môi trường trực tiếp của Sở Tài nguyên Môi trường Quảng Ninh và Ban Quản lý Vịnh Hạ Long. Từ năm 2007, trước yêu cầu tăng cường công tác bảo vệ môi trường, lực lượng Cảnh sát môi trường Công an tỉnh Quảng Ninh được thành lập và chính thức đi vào hoạt động. Mặc dù đã có sự quan tâm của địa phương, nhưng do những khó khăn chung, kinh phí đầu tư cho hoạt động BVMT của tỉnh còn khiêm tốn. Chẳng hạn như kinh phí cho hoạt động của cơ quan quản lý BVMT cấp tỉnh khoảng 80 - 100 triệu/năm (vào các năm 2008 - 2009) và hầu hết các địa phương cấp huyện không có kinh phí chi cho BVMT. Đội ngũ những người làm công tác bảo vệ môi trường trên địa bàn lại mỏng. Phòng Môi trường của Sở Tài nguyên và Môi trường tỉnh Quảng Ninh chỉ có khoảng vài cán bộ phụ trách về bảo vệ môi trường trong phạm vi toàn tỉnh, trong khi ở cấp huyện thường chưa có cán bộ chuyên trách về lĩnh vực này. Kinh phí đầu tư cho công tác bảo vệ môi trường hạn chế, lực lượng ít nhưng nhiệm vụ hết sức lớn. Theo quy định thì tất cả các dự án thực hiện trên địa bàn tỉnh đều phải có đánh giá tác động môi trường nhưng số lượng dự án thực hiện lập và báo cáo đánh giá tác động môi trường chỉ chiếm khoảng 20 - 47% (Sở Tài nguyên và Môi trường tỉnh Quảng Ninh, 2005). Ngoài ra các cán bộ phụ trách bảo vệ môi trường của tỉnh còn thực hiện công tác thanh tra, kiểm tra và xử lý các vi phạm về bảo vệ môi trường. Từ khi được thành lập, mỗi năm cảnh sát môi trường tỉnh Quảng Ninh xử lý khoảng 160 vụ vi phạm các quy định về bảo vệ môi trường. Các vấn đề môi trường “nóng” trong thời gian gần đây tại tỉnh Quảng Ninh tập trung vào ô nhiễm liên quan đến khai thác, vận chuyển than, vấn đề vệ sinh an toàn thực phẩm, xâm hại, hủy hoại tài nguyên, ô nhiễm môi trường nguồn nước và ở các khu dân cư v.v. Mặc Chương II: CÁC YẾU TỐ LIÊN QUAN ĐẾN SỨC TẢI MÔI TRƯỜNG VỊNH HẠ LONG - BÁI TỬ LONG 69 dù tỉnh Quảng Ninh đã rất nỗ lực trong công tác bảo vệ môi trường, nhưng sức ép phát triển đến môi trường là một vấn đề lớn phải đối mặt hiện nay. Tương tự như nhiều địa phương khác, vấn đề thu gom và xử lý chất thải rắn trên địa bàn tỉnh luôn là vấn đề cần được quan tâm hơn nữa. Số lượng rác thải ước tính toàn tỉnh Quảng Ninh khoảng 800 nghìn tấn mỗi năm, trong đó số lượng rác thải thu gom và xử lý chiếm khoảng 52% (nguồn: Quy hoạch Môi trường tỉnh Quảng Ninh đến 2010). Trên địa bàn tỉnh chưa có bãi chôn lấp đạt tiêu chuẩn. Bãi rác chung của tỉnh hiện nay là Hà Khẩu và Đèo Sen với tổng thể tích khoảng 120.000m3. Tại thành phố Hạ Long, tính trung bình mỗi ngày hai bãi rác Hà Khẩu và Đèo Sen tiếp nhận xử lý gần 180 tấn rác thải trong đó bãi rác Đèo Sen tiếp nhận và xử lý khoảng 130 tấn/ngày và bãi rác Hà Khẩu xử lý và tiếp nhận khoảng 46 tấn/ngày. Tuy nhiên khả năng xử lý của hai bãi rác này chưa theo đúng tiêu chuẩn như không phân loại rác thải trước khi chôn lấp, không chôn lấp rác thải cuối ngày, việc sử dụng chế phẩm vi sinh, vôi bột, thuốc diệt ruồi không đủ liều lượng, nhiều điểm đổ rác đã dừng đổ thải nhưng không chôn lấp v.v… (Báo Công An Nhân dân, ngày 13/10/2009) dẫn đến môi trường không khí và nước ngầm bị ô nhiễm nghiêm trọng, nhiều thông số vượt quá tiêu chuẩn môi trường. Theo quyết định số 1440/QĐ-TTg ngày 6/10/2008 về việc Phê duyệt Quy hoạch xây dựng xử lý chất thải rắn 3 vùng kinh tế trọng điểm Bắc Bộ, Miền Trung và phía Nam, đến năm 2020, tại khu vực Hoành Bồ sẽ được đầu tư xây dựng khu xử lý chất thải rắn Sơn Dương với diện tích 100ha. Khu xử lý này tập trung xử lý rác thải công nghiệp cho các tỉnh Hải Dương, thành phố Hải Phòng và chất thải rắn sinh hoạt cho tỉnh Quảng Ninh. Tuy nhiên, từ nay đến khi khu xử lý Sơn Dương được xây dựng thì lượng rác thải không xử lý của tỉnh Quảng Ninh nói chung và thành phố Hạ Long nói riêng vẫn còn là một áp lực môi trường lớn, làm ảnh hưởng tới chất lượng không khí, nước ngầm và nước biển ven bờ. 3. Chất lượng môi trường nước khu vực 3.1. Nhiệt độ nước, pH và độ muối Nhiệt độ nước biển tại khu vực Vịnh Hạ Long - Bái Tử Long có giá trị trung bình là 29,2°C trong tháng 9 năm 2006 và 20,1°C trong tháng 3 năm 2007. Trong mùa mưa, nhiệt độ nước tăng cao, vượt giới hạn cho phép đối với nước biển ven bờ theo QCVN 10:2008/BTNMT (30°C), đặc biệt trong các ngày trời nắng. Nước biển khu vực nghiên cứu có giá trị pH trung bình là 8,1 trong cả mùa khô và mùa mưa, mang tính kiềm yếu. Trong ngày, giá trị pH thay đổi không nhiều, trong khoảng từ 0,01 đến 0,14 độ pH. Tại các khu vực nguồn thải, pH của nước có giá trị thấp hơn, giá trị trung bình là 8,09 trong mùa khô và 7,91 trong mùa mưa (Trần Đức Thạnh và nnk, 2007). Độ muối tăng dần theo độ sâu, nhưng mức độ không lớn. Vào mùa khô, độ muối trung bình của nước biển khu vực có giá trị 32,5‰ và không có sự khác biệt nhiều theo vị trí và thời gian. Vào mùa mưa, khoảng dao động độ muối của nước biển khá cao, từ 25‰ đến 31‰, trung bình là 28,4‰. 70 Trần Đức Thạnh (Chủ biên), Trần Văn Minh, Cao Thị Thu Trang, Vũ Duy Vĩnh, Trần Anh Tú 3.2. Các chất hữu cơ tiêu hao Ô-xy Ô-xy hoà tan (DO): Nồng độ ô-xy hoà tan trong nước khu vực dao động trong khoảng lớn, từ 4,6 đến 8,4mg/l, trung bình là 6,9mg/l trong mùa mưa và 6,0mg/l trong mùa khô. Nồng độ ô-xy hoà tan trong nước tầng mặt cao hơn nước tầng đáy từ 0,1 đến 1mg/l. Nồng độ ô-xy hoà tan thấp với giá trị trung bình quan trắc được là 5,8mg/l trong mùa mưa và 5,2mg/l trong mùa khô. Trong khu vực Vịnh Hạ Long, nồng độ ô-xy hoà tan thấp ở khu Bãi Cháy và sông Bình Hương. Một số nơi trong Vịnh Bái Tử Long có biểu hiện thiếu hụt ô-xy hoà tan tại tầng đáy trong mùa khô. Nhu cầu ô-xy sinh hoá (BOD5): Hàm lượng BOD5 trong nước biển khu vực dao động trong khoảng từ 0,04 đến 1,96mg/l, trung bình 0,69mg/l trong mùa mưa và 0,36mg/l trong mùa khô, thấp hơn GHCP nhiều lần. Khu vực Vịnh Bái Tử Long có giá trị BOD5 trong nước cao hơn khu vực Vịnh Hạ Long. Nhu cầu ô-xy hoá học (COD): Hàm lượng COD trong nước biển khu vực có giá trị trung bình là 2,47mg/l trong mùa mưa và 1,73mg/l trong mùa khô, thấp hơn GHCP trong QCVN 10:2008 (3mg/l). Hàm lượng COD cao nhất ghi nhận được trong mùa khô tại cửa sông Bình Hương với giá trị 8,68mg/l trong nước tầng đáy, tiếp đến là khu vực Vịnh Bái Tử Long với giá trị 4,91mg/l trong nước tầng mặt, cao hơn GHCP. 3.3. Dinh dưỡng trong nước Ni-tơ tổng số (N-T): Khu vực nghiên cứu trong mùa mưa có hàm lượng N-T khá cao, dao động từ 0,43 đến 0,80mg/l, trung bình là 0,58mg/l. Sự chênh lệch về hàm lượng ni-tơ giữa các khu vực và giữa tầng mặt, tầng đáy là nhỏ hơn 0,1mg/l. Mùa khô, hàm lượng các chất dinh dưỡng ni-tơ giảm thấp, trung bình là 0,33mg/l. So với giới hạn của Australia đối với hệ sinh thái nước ngọt và nước biển (N-T < 0,5mg/l) thì trong mùa mưa, nước khu vực có hàm lượng ni-tơ tổng số lớn hơn giới hạn này khoảng 1,2 lần. Vì vậy cần chú ý tới khả năng xảy ra tình trạng phú dưỡng của nước trong mùa mưa. Phốt-pho tổng số (P-T): Hàm lượng P-T trong nước khu vực nghiên cứu dao động từ 0,06mg/l đến 0,35mg/l, trung bình là 0,11mg/l trong mùa mưa và 0,08mg/l trong mùa khô. So với GHCP của Australia đối với hệ sinh thái nước ngọt và nước biển (P-T < 0,05mg/l), thì nước khu vực Vịnh Hạ Long có hàm lượng phốt-pho tổng số lớn hơn giới hạn này từ 1,6 đến 2,2 lần. Đặc biệt, tại khu vực Vịnh Bái Tử Long, hàm lượng phốtpho tổng số trong nước tầng đáy lớn hơn giới hạn này khoảng 7 lần. 3.4. Kim loại nặng Chì (Pb) trong nước: Hàm lượng Pb trong nước khu vực Vịnh Hạ Long - Bái Tử Long dao động từ 5,26μg/l đến 9,98μg/l, trung bình là 7,21μg/l trong mùa mưa và 6,90μg/l trong mùa khô. Các khu vực có hàm lượng chì cao là Bãi Cháy, giữa Vịnh Hạ Long và đảo Đinh Hồng. So với GHCP trong QCVN 10:2008, nước trong khu vực chưa bị ô nhiễm bởi chì. Chương II: CÁC YẾU TỐ LIÊN QUAN ĐẾN SỨC TẢI MÔI TRƯỜNG VỊNH HẠ LONG - BÁI TỬ LONG 71 Cadimi (Cd) trong nước: Hàm lượng Cd trong nước khu vực Vịnh Hạ Long - Bái Tử Long nằm trong khoảng 0,21 - 0,34μg/l, trung bình là 0,30μg/l trong mùa mưa và 0,28μg/l trong mùa khô, thấp hơn GHCP nhiều lần. Chênh lệch hàm lượng Cd giữa các khu vực và giữa mùa mưa và mùa khô không cao, chứng tỏ sự ổn định của nguyên tố này trong nước. Nói chung, nước biển khu vực nghiên cứu chưa bị ô nhiễm bởi Cd. Asen (As) trong nước: Khu vực có hàm lượng As nằm trong khoảng 0,07 đến 3,02μg/l, trung bình là 1,13μg/l trong mùa mưa và 0,94μg/l trong mùa khô. Các khu vực có hàm lượng As cao là giữa Vịnh Hạ Long và gần bờ thành phố Hạ Long. So với GHCP của Việt Nam, hàm lượng As trong nước khu vực nghiên cứu thấp hơn khoảng 8,8 đến 10,6 lần, nước chưa bị ô nhiễm bởi As. III. KHU HỆ SINH VẬT BIỂN Khu vực Vịnh Hạ Long - Bái Tử Long có đa dạng sinh học rất cao với đa dạng loài động thực vật trên cạn và thuỷ sinh, hiện được biết có 2186 loài sinh vật trên cạn và dưới nước, trong đó có khoảng 50 loài quý, hiếm, đặc hữu và đặc biệt 30 loài đang có nguy cơ tuyệt chủng được ghi vào sách đỏ của Việt Nam và danh mục đỏ thế giới IUCN (Nguyễn Văn Tiến, 2004). Các loài thuỷ sinh vật biển cũng có khả năng hấp thụ đáng kể một lượng các chất gây ô nhiễm thông qua các quá trình ăn lọc, sự tích lũy trong cơ thể sinh vật v.v. Trên thế giới đã có nhiều công trình nghiên cứu khác nhau về những khả năng này của sinh vật. Chẳng hạn như các nghiên cứu về khả năng hấp thụ các chất dinh dưỡng hòa tan của san hô của Atkinson MJ (1992); Baird ME và Atkinson MJ (1997); Houlbrèque và Ferrier-Pagefès (2009). Không chỉ có khả năng hấp thụ các chất dinh dưỡng hòa tan, các loài san hô còn có khả năng hấp thụ một số kim loại nặng hòa tan (Carys L. và đồng nghiệp (2009); Guangyu Y. et. Thiruvenkatachari V. (2003); Howard, L. S. và Brown, B. E (1984). Ngoài san hô, một số loài sinh vật đáy khác như rong biển, cỏ biển và động vật đáy v.v. cũng có thể làm giảm đáng kể sự ô nhiễm thông qua khả năng lọc nước, ăn và hấp thụ một số chất dinh dưỡng, kim loại nặng hòa tan. Những khả năng này được tổng kết trong một số công trình nghiên cứu của Fenchel, T. (1972); Bustamante P. và đồng nghiệp (2002); Muhammad U. và đồng nghiệp (2004). Các loài thực vật cũng có khả năng hấp thụ đáng kể chất gây ô nhiễm, theo tổng hợp kết quả nghiên cứu của Đàm Đức Tiến (2008) một số loài thực vật có khả năng hấp thụ mạnh các chất dinh dưỡng và hữu cơ ở khu vực Vịnh Hạ Long là rong cỏ biển và thực vật ngập mặn. Trong đó, loài rong Sụn và rong Guột có khả năng làm giảm 2451,1% (chất dinh dưỡng hòa tan) và 34,1-45,9% (BOD5). Những năm qua, tác động môi trường của cả hoạt động nhân tác và tự nhiên đã làm giảm đa dạng sinh học ở mức độ khác nhau, biểu hiện rõ nhất ở suy thoái các hệ sinh thái, đặc biệt là các hệ sinh thái rạn san hô, rừng ngập mặn, thảm cỏ biển và tùng áng - hồ nước mặn đặc trưng cho vùng vịnh. Đó là sự giảm diện tích phân bố, giảm năng suất và sinh khối hệ, giảm mật độ phân bố, sinh khối và kích thước cá thể nhiều 72 Trần Đức Thạnh (Chủ biên), Trần Văn Minh, Cao Thị Thu Trang, Vũ Duy Vĩnh, Trần Anh Tú loài và hệ mất dần các chức năng sinh thái của mình. Rừng ngập mặn, rạn san hô, thảm cỏ biển, tùng áng là nơi sinh cư, bãi giống, bãi đẻ duy trì sản lượng nghề cá ven bờ. Các hệ sinh thái này suy thoái làm ảnh hưởng nghiêm trọng đến cả nghề cá ven bờ và ngoài khơi. Do đánh bắt quá mức, mất nơi cư trú và ô nhiễm, sản lượng và năng suất đánh bắt nhiều loài kinh tế bị suy giảm nhiều lần. Một số đối tượng có sản lượng tăng nhưng chất lượng sản phẩm kém đi. Nhiều loài quý hiếm có nguy cơ biến mất. Trong khuôn khổ của nghiên cứu này, chỉ trình bày đặc điểm của các nhóm sinh vật biển, đối tượng chịu tác động trực tiếp của ô nhiễm khu vực vịnh. 1. Thực vật phù du (TVPD) Đã phát hiện 300 loài TVPD tại vùng biển Vịnh Hạ Long và 217 loài tại khu vực Vịnh Bái Tử Long (Chu Văn Thuộc và Nguyễn Thị Minh Huyền, 2004, Chu Văn Thuộc và Nguyễn Thị Thu, 2008). TVPD thường gặp là tảo silic, tảo giáp, tảo lam và tảo lục. Trong số này, tảo silic thường chiếm tỷ lệ cao, khoảng 80% tổng số loài. Kết quả điều tra, thu mẫu liên tục trong nhiều năm tại khu vực Vịnh Hạ LongBái Tử Long cho thấy có sự hiện diện trên 20 loài tảo sống phù du hoặc bám đáy có khả năng gây hại ở khu vực Vịnh Hạ Long (Dự án HABViệt, 2000) và khoảng 18 loài ở khu vực Bãi Tử Long (Chu Văn Thuộc và Nguyễn Thị Minh Huyền, 2004). Trong đó, tảo giáp độc hại Dinophysis caudata phát triển tới mật độ 1000 TB/L được ghi nhận tại Cửa Lục vào tháng 9/1999 với mật độ cao nhất của loài đạt xấp xỉ 6000 TB/L gặp vào tháng 3/1999. 2. Rong biển và cỏ biển Tại khu vực Vịnh Hạ Long đã phát hiện được tổng số 175 loài rong biển thuộc 4 ngành: rong Lam có 19 loài chiếm 10,8% tổng số loài đã phát hiện được, rong Đỏ - 67 loài và 38,6%; rong Nâu - 42 loài và 24,0%; rong Lục - 47 loài và 26,9%. Đến 2008, chỉ còn thấy 30 loài, tức là có thể đã giảm 83% tổng số loài (Đàm Đức Tiến, 2008). Ngoài sự giảm sút mạnh về thành phần loài nói chung, bắt đầu xuất hiện một số loài có nguồn gốc lục địa (chủ yếu thuộc ngành rong Lam) có khả năng thích nghi với môi trường nước ngọt. Tại vùng biển Bái Tử Long mới chỉ phát hiện được 44 loài rong biển. Số lượng loài gặp được chưa nhiều do còn ít được điều tra khảo sát, chủ yếu được tiến hành sau năm 2004. Cũng do vậy, chưa thấy rõ biến động thành phần loài từ năm 2004 đến nay. Sự phân bố địa lý của rong biển vùng Hạ Long và Bái Tử Long không giống nhau, dao động từ 13 đến 87 loài, cụ thể Nam Vịnh Hạ Long có 87 loài; Đông Nam Cát Bà: 58 loài; Hang Trai - Đầu Bê: 32 loài; Bồ Húng: 13 loài và Cống Đỏ: 33 loài. Xu hướng càng ra phía biển, những nơi có nước trong và ít bị ảnh hưởng của nguồn nước lục địa, số loài thường cao hơn. Trước kia, có thể thu được mẫu rong ở các đảo sát bờ (ven bờ bãi Cháy, Hòn Gai, Vân Đồn v.v.) thì nay không còn nữa hoặc chỉ gặp một số loài thuộc ngành rong Lục. Chương II: CÁC YẾU TỐ LIÊN QUAN ĐẾN SỨC TẢI MÔI TRƯỜNG VỊNH HẠ LONG - BÁI TỬ LONG 73 Tại khu vực Vịnh Hạ Long - Bái Tử Long đã phát hiện được 4 loài cỏ biển thuộc 3 họ tại 4 điểm là Gia Luận, Đầm Buôn, Đầu Mối và Cái Dăm. Do nạo vét luồng tàu phục vụ du lịch, bãi cỏ biển ở bãi triều hang Đầu Gỗ cũng không còn nữa (Đàm Đức Tiến, 2008). Những điểm có cỏ biển phân bố thường ở vùng triều có chất đáy là bùn - cát và độ đục thường cao. Diện tích phân bố của cỏ biển thường rất hẹp, sinh lượng thấp (dưới 1kg/m2). Trong 4 loài đã gặp, loài cỏ Xoan (Halophila ovalis) phân bố rộng rãi nhất (tại cả 4 điểm), sau đó là cỏ Lươn Nhật (Zostera japonica) tại 2 điểm. Do cỏ biển Vịnh Hạ Long có số lượng loài không lớn, diện tích phân bố hẹp và rải rác nên không tạo thành thảm hoặc hệ sinh thái và không có ý nghĩa trong việc nghiên cứu về khu hệ. Ngoài các địa điểm có cỏ biển phân bố nêu trên, còn gặp loài cỏ Xoan tại một số điểm khác nằm rải rác tại vùng giáp ranh giữa Vịnh Hạ Long và Bái Tử Long hoặc trong Vịnh Bái Tử Long (đảo Thẻ Vàng, đảo Cái Lim, bãi cạn phà Tài Xá, đảo Cái Vược v.v.). 3. Thực vật ngập mặn Thực vật ngập mặn khu vực được xác định có 23 loài thuộc 16 họ (Phan Nguyên Hồng, 1999; Đàm Đức Tiến, 2008). Diện tích thực vật ngập mặn ở khu vực Vịnh Hạ Long - Bái Tử Long tương đối lớn nhưng phần lớn lại phân bố ở các khu ven bờ như Yên Lập, Đại Yên, Hà Khẩu, Tiên Yên và phần lớn là rừng tái sinh. Các khu khác như Đầu Gỗ, Bồ Hòn, Áng Dù v.v. cũng có thực vật ngập mặn phân bố trên các bãi cát pha bùn, nhưng diện tích rất hẹp và chủ yếu là các loài có khả năng chịu được độ muối cao như: Sú (Aegiceras corniculatum) và Vẹt dù (Bruguiera gymnorrhiza). Thành phần loài thực vật ngập mặn Vịnh Hạ Long không biến đổi (14 loài, 12 họ) nhưng số lượng loài tại Bái Tử Long lại có sự thay đổi. Trước đây chỉ phát hiện được 12 loài thuộc 10 họ, nhưng hiện nay là 14 loài thuộc 11 họ. Số lượng loài và họ có tăng, nhưng không lớn, chủ yếu ở nhóm loài chịu mặn mới gia nhập rừng ngập mặn (Thiên Lý dại) và nhóm nội địa mới chuyển ra (Lác). Như vậy, số lượng loài và họ tăng nhưng nguyên nhân chính lại do các hoạt động đổ thải, san lấp mặt bằng cho xây dựng làm cho diện tích có thực vật ngập mặn phân bố trước kia nay đã bị ngọt hoá nên đã xuất hiện các loài có khả năng chịu được nước có độ mặn thấp hơn. Diện tích phân bố của vật ngập mặn khu vực đã bị giảm nghiêm trọng, tới 70% so với trước đây (Phan Nguyên Hồng, 1999). 4. Động vật phù du Thành phần loài động vật phù du vùng nước Vịnh Hạ Long - Bái Tử Long khá phong phú và đa dạng với 133 loài thuộc 70 giống, 51 họ, 14 bộ, 7 ngành và 15 nhóm loại khác chủ yếu là ấu trùng của các loài động vật không xương sống (Chu Văn Thuộc và Nguyễn Thị Thu, 2008). Hầu hết các loài thuộc ngành chân khớp tới 83%. Các ngành còn lại số loài ít hơn. Tuy nhiên, số lượng giống loài nhóm động vật phù du có thể còn tăng thêm khi có điều kiện điều tra và phân loại chi tiết hơn các nhóm ấu trùng và thành phần của các ngành khác ngoài Chân khớp. 74 Trần Đức Thạnh (Chủ biên), Trần Văn Minh, Cao Thị Thu Trang, Vũ Duy Vĩnh, Trần Anh Tú Căn cứ và đặc tính sinh thái, có thể thấy thành phần loài động vật phù du tại Vịnh Hạ Long - Bái Tử Long thuộc năm nhóm sinh thái như sau: Nhóm các loài ven bờ nhiệt đới; Nhóm các loài có khả năng thích nghi rộng; Nhóm các loài biển khơi thích nghi với ven bờ; Nhóm các loài nước lợ; Nhóm các loài nước ngọt. Nghiên cứu biến động số loài, số lượng cá thể và chỉ số đa dạng sinh học tại khu vực cho thấy số lượng cá thể trung bình trong mùa mưa cao hơn mùa khô, trong khi số loài và chỉ số đa dạng trung bình lại thấp hơn mùa khô. Ngược lại, trong mùa khô số lượng cá thể thấp hơn, nhưng số loài và chỉ số đa dạng lại cao hơn so với mùa mưa. Kết quả trên đây phù hợp với xu thế chung biến động mùa của động vật phù du tại các vùng nước ven bờ phía Bắc Việt Nam. Các loại ấu trùng của nhóm động vật không xương sống khá phong phú trong các khảo sát trước đây và thưa vắng hơn trong các khảo sát gần đây cho thấy vùng nước Vịnh Hạ Long - Bái Tử Long có dấu hiệu suy giảm và rất cần có biện pháp bảo vệ khẩn cấp. 5. Động vật đáy Quần xã động vật đáy ở Vịnh Hạ Long rất phong phú với khoảng 571 loài thuộc 129 họ, 5 nhóm chính: Polychaeta - Giun nhiều tơ, Mollusca - Thân mềm, Crustacean Giáp xác và Echinodermata - Động vật da gai, Hải Miên (Sponge) (Đỗ Công Thung, 2008, Đỗ Công Thung và nnk, 2009). Trong số đó Thân mềm có số lượng nhiều nhất 261 loài, chiếm 45,7% tổng số loài, tiếp đó là Giun nhiều tơ 145 loài chiếm 25,4%, Giáp xác có 113 loài chiếm 19,87%, Da gai 26 loài chiếm 4,6% và Hải miên 26 loài chiếm 4,6%. Trong quần xã này, hơn 100 loài có giá trị kinh tế cao và chia thành 5 nhóm bao gồm: nhóm dùng cho xuất khẩu, nhóm thực phẩm, nhóm nguyên liệu cho đồ mỹ nghệ, thuốc và nhóm quý hiếm. Nhóm có giá trị xuất khẩu bao gồm các loài có giá trị dinh dưỡng, trong đó có 6 loài chân bụng, 6 loài hai mảnh vỏ, 11 loài mực, 9 loài tôm và 4 loài cua. Các loài có giá trị nhất là bào ngư, sò huyết, trai ngọc hàu và mực ống, mực nang, cua. Tại khu vực nền đáy mềm, qua khảo sát 10 điểm thu mẫu có thể thấy các loại động vật đáy tại Hạ Long phân bố không đều. Chỉ số phân bố trung bình các loài là 10,6 loài/điểm thu mẫu và thay đổi từ 7,0 đến 15 loài/điểm thu mẫu tại các vị trí khác nhau. Khối lượng (sinh khối) của động vật đáy biến động từ 8.807,4mg/m2 đến 20.206,5mg/m2, trung bình 14.300mg/m2. Mật độ của động vật đáy thay đổi từ 170-370 cá thể/m2 trung bình đạt 293 cá thể/m2. Tại các rạn san hô, chỉ số phân bố của các loài động vật đáy cao hơn khu vực đáy mềm, trung bình là 16,5 loài/điểm thu mẫu và biến đổi từ 10,6 đến 20,6 loài/điểm thu mẫu. Khối lượng của động vật đáy biến đổi từ 297,9mg/kg tới 16.530mg/kg san hô chết, trung bình 7.697,1mg/kg san hô chết. Mật độ thay đổi từ 8,6 đến 18,7 cá thể/kg san hô chết, trung bình 14,7 cá thể/kg san hô chết. Tại các khu ven bờ, kết quả khảo sát 6 điểm thu mẫu cho thấy chỉ số trung bình của các loài động vật đáy là rất thấp, trung bình từ 5,8 loài/điểm thu mẫu và thay đổi từ Chương II: CÁC YẾU TỐ LIÊN QUAN ĐẾN SỨC TẢI MÔI TRƯỜNG VỊNH HẠ LONG - BÁI TỬ LONG 75 3,6 đến 7,3 loài /điểm thu mẫu. Khối lượng động vật đáy biến đổi từ 166.969mg tới 421.526mg/m2 trung bình là 283.389,4mg/m2 trung bình là 355,8 cá thể/m2. Các kết quả nghiên cứu hàng năm về sự phát triển của quần xã động vật đáy đối với 3 loại sinh cảnh (vùng đáy mềm, rạn san hô và ven bờ) cho thấy những thay đổi theo mùa không đáng kể. Ở vùng đáy mềm, chỉ số loài biến động từ 9,3 loài/điểm thu mẫu (mùa mưa) đến 10,5 loài/điểm thu mẫu (mùa khô) và mật độ từ 280,8 đến 300,5 cá thể/m2, sinh khối 13.895 đến 15.191,1mg/m2, chỉ số đa dạng từ 2,7 đến 2,9. Tương tự như vậy, ở các rạn san hô, chỉ số đa dạng loài biến động từ 15,6 loài/điểm thu mẫu (mùa mưa) đến 16,5 loài/điểm thu mẫu (mùa khô) và mật độ từ 13,3 - 14,0 cá thể/kg san hô chết, sinh khối từ 6.075,8 - 6.080,2mg/kg san hô chết, chỉ số đa dạng sinh học từ 3,3 3,4. Ở khu vực ven bờ, chỉ số đa dạng loài từ 5,6 loài/điểm thu mẫu (mùa mưa) đến 6,5 loài/điểm thu mẫu (mùa khô), mật độ từ 352 - 360 cá thể/m2, sinh khối từ 227.860 282.737mg/m2, chỉ số đa dạng từ 1,7 - 1,76. 6. San hô Rạn san hô là một dạng tài nguyên đặc biệt quan trọng tại Vịnh Hạ Long - Bái Tử Long. Các kết quả điều tra khảo sát ở khu vực này những năm gần đây cho thấy có 151 loài san hô thuộc 12 họ và 40 giống. Trong đó, phổ biến là các loài san hô dạng khối thuộc họ Faviidae với 47 loài; tiếp đến là họ Acroporidae có 29 loài, trong đó có 22 loài san hô cành thuộc giống Acropora rất có ý nghĩa về mặt sinh thái và cảnh quan. Đứng thứ 3 là họ san hô khối Poritidae, có 22 loài (Nguyễn Đăng Ngải, 2008). Nhìn chung các rạn san hô vùng biển Hạ Long và Bái Tử Long đều thuộc kiểu rạn viền bờ, với độ phủ thuộc loại trung bình hoặc nghèo. Một số rạn nằm trong các áng kín bao quang một hồ nước ở giữa thường gọi là kiểu rạn giả atoll. Phần lớn các đảo trong Vịnh Hạ Long là đảo đá vôi nên san hô phân bố khá rộng, trong khi đó các đảo của Bái Tử Long phần lớn là đảo đá lục nguyên nên nền đáy có nhiều bùn, do vậy san hô chỉ tập trung ở phía ngoài của các đảo nằm tiếp giáp với Vịnh Bắc Bộ. Phân bố số lượng loài tại các rạn cũng khác nhau đáng kể và nhìn chung là thấp hơn so với trước rất nhiều. Một số rạn có số loài cao là Cọc Chèo, Cống Đỏ, Áng Dù, Cống Đầm, Lưỡi Liềm và Vung Viêng (31 - 37 loài). Các rạn có số loài ít là Cặp La, Giã Gạo, Soi Ván, Vụng Hà và Trà Giới (5 - 11 loài). Trong khi đó, theo các kết quả khảo sát năm 1998, số loài trên mỗi rạn khá cao như Hang Trai 75 loài, Cống Lá 73 loài và Cống Đỏ 69 loài v.v. Kết quả khảo sát trong các năm 2007 và 2008 trên toàn Vịnh Hạ Long đã xác định được tổng số 102 loài, 32 giống thuộc 11 họ của bộ san hô cứng Scleractinia. Như vậy, tuy số lượng không nhiều nhưng so với các khu vực ở phía Bắc hiện nay như Cát Bà, Cô Tô, Bạch Long Vỹ và Hòn Mê thì Vịnh Hạ Long vẫn là nơi có số lượng loài phong phú nhất. Trong cấu trúc thành phần khu hệ, số loài tập trung phần lớn ở 3 họ là Faviidae, Acroporidae, Poritidae, chiếm đến 58,8% tổng số. Tỷ lệ san hô khối và phủ chiếm tỷ lệ khá lớn trên 80% trong khi đó san hô cành chỉ có 1 giống duy nhất là Acropora với 10 loài chiếm gần 10% (tại các khu vực rạn khác tỷ lệ san hô cành chiếm 76 Trần Đức Thạnh (Chủ biên), Trần Văn Minh, Cao Thị Thu Trang, Vũ Duy Vĩnh, Trần Anh Tú từ 20-40% tổng số loài). Ở đây, mỗi rạn thường có một loài chủ đạo chiếm ưu thế và có những rạn chỉ có một loài, nhưng chiếm đến 90-95% diện tích chung của rạn. Các rạn san hô ở Vịnh Hạ Long hiện nay phần lớn đều bị thu hẹp, chỉ còn là một dải san hô nhỏ và hẹp, chiều ngang chỉ khoảng 2 đến trên 5m. Rạn Cọc Chèo có độ phủ thuộc loại rạn tốt (bậc 4), rạn Cống Đỏ thuộc loại khá (bậc 3) và rạn Áng Dù thuộc loại trung bình (bậc 2). Một số rạn khác như Bù Xám và Bồ Hòn những năm trước đây san hô khá phát triển, nhưng đến nay chết gần hết, trên rạn chỉ còn lại phần lớn là đá san hô chết và đang dần dần bị bùn vùi lấp. Trước năm 1997, san hô phân bố hầu hết quanh các đảo đá vôi trong Vịnh Hạ Long, kể cả các đảo gần bờ như Đầu Gỗ, Hòn Vểu, Dầm Nam gồm nhiều rạn trải dài và rộng đến hàng trăm mét. Gần đây, san hô ở Vịnh Hạ Long giảm đáng kể về diện tích và phạm vi phân bố. Hiện nay, các rạn san hô còn sót lại chỉ là một dải hẹp ven các đảo phía ngoài như khu vực Cống Đỏ, Trà Sản, Vạn Gió, Bọ Hung, Hang Trai và Đầu Bê. Các rạn san hô ở ven đảo phía bên trong vịnh đã bị chết toàn bộ, còn sót lại không đáng kể. Tuy nhiên, ở chỗ rạn san hô còn sống thì độ phủ cục bộ lại khá cao, đạt 60-70%. Các rạn san hô Vịnh Bái Tử Long thuộc vào bậc 3 (có độ phủ san hô sống bình quân 46,8%) trong đó có hai rạn thuộc vào bậc 4 (rạn tốt) là Khơi Ngoài và Biên Phòng. Các rạn đều thuộc loại trung bình và nghèo. Khu vực phía trong Bái Tử Long có nhiều đảo đá lục nguyên bị phong hoá mạnh, phổ biến trầm tích bùn, bùn cát và sỏi cuội, lại chịu ảnh hưởng đục hoá và ngọt hoá từ các sông suối nên san hô không phát triển được. Khảo sát chi tiết cho thấy san hô chỉ phân bố ở phía ngoài của đảo Ba Mùn, Sậu Nam và Khơi Ngoài, trong khi các khu vực khác thuộc vườn Quốc gia Bái Tử Long đều không có san hô. Các rạn san hô ở Vịnh Hạ Long - Bái Tử Long đang bị suy giảm mạnh về số lượng loài, độ phủ và phạm vi phân bố. Nguyên nhân chủ yếu là ô nhiễm môi trường, trong đó độ đục tăng cao được coi là nguyên nhân chính. Ngoài ra, các hoạt động khác của con người như đánh bắt hải sản, du lịch, nuôi lồng bè, hoặc những tác động tự nhiên như nhiệt độ nước biển tăng cao, sóng bão cũng góp phầm làm suy thoái san hô ở Vịnh Hạ Long và Bái Tử Long. Bảo tồn và giữ gìn các rạn san hô chính là bảo tồn giá trị đa dạng sinh học và vẻ đẹp của Vịnh Hạ Long - Bái Tử Long cùng nhiều giá trị khác. Để bảo vệ rạn và khai thác hợp lý nguồn lợi trên rạn san hô, cần nghiêm cấm và ngăn chặn triệt để các hình thức khai thác hải sản bằng thuốc nổ, xung điện trên các rạn san hô và vùng phụ cận; chấm dứt tình trạng chặt phá rừng đầu nguồn; có những giải pháp giảm thiểu ô nhiễm môi trường từ khai thác than, lấn biển, đổ thải, xử lý nước thải trước khi đổ ra biển; lựa chọn một số rạn san hô tiêu biểu để phục vụ du lịch và giáo dục ý thức cộng đồng v.v. 7. Cá biển Theo Đỗ Công Thung, Nguyễn Văn Quân và đồng nghiệp, (2009), tại vùng biển Hạ Long - Cát Bà, được biết có tổng số 156 loài cá thuộc 104 giống trong 54 họ đã được Chương II: CÁC YẾU TỐ LIÊN QUAN ĐẾN SỨC TẢI MÔI TRƯỜNG VỊNH HẠ LONG - BÁI TỬ LONG 77 xác định dựa vào mẫu vật thu được từ các chuyến thực địa trong các năm 2007-2008. Trong số này có 111 loài, 71 giống, 41 họ được xếp vào nhóm cá san hô điển hình chiếm tới 71,15% tổng số loài được phát hiện có trong khu vực. IV. KINH TẾ - Xà HỘI 1. Thực trạng các hoạt động kinh tế xã hội có liên quan 1.1. Hoạt động dân sinh và du lịch - dịch vụ Theo Niên giám Thống kê tỉnh Quảng Ninh 2007 và báo cáo tình hình phát triển kinh tế - xã hội của các UBND các huyện, thành phố năm 2008, dân số khu vực Vịnh Hạ Long - Bái Tử Long (bao gồm các tiểu khu vực thành phố Hạ Long, thị xã Cẩm Phả và các huyện Vân Đồn, Hoành Bồ và Yên Hưng) có khoảng 590.361 người, chiếm 54,07% dân số toàn tỉnh Quảng Ninh (bảng 2.3). So với dân số năm 1996 là 370.000 người (JICA, 1999), dân số khu vực nghiên cứu tăng 1,6 lần. Theo quy hoạch phát triển kinh tế - xã hội của tỉnh, đến năm 2020, dân số của khu vực sẽ là 664.041 người, tăng 1,12% so với năm 2008. Như vậy, sức ép về phát triển dân cư và đô thị là rất lớn trong khi quỹ đất không tăng, cơ sở hạ tầng liên quan như các khu vực nhà hàng, khu vui chơi công cộng, các khu chung cư v.v. cần phải cố gắng rất lớn mới đảm bảo được điều kiện vệ sinh và đáp ứng được các yêu cầu xả chất thải. Bên cạnh đó, chất thải của một số lượng lớn dân cư sống trên biển, sinh hoạt trên tàu nếu không được thu gom để xử lý mà xả thải trực tiếp xuống biển cũng sẽ đóng góp đáng kể vào việc làm gia tăng nguồn thải vào vịnh, gây ô nhiễm môi trường vịnh. Trên Vịnh Hạ Long hiện đang có 7 khu vực có dân chài sinh sống, bao gồm: Ba Hang, Hoa Cương, Cống Tàu, Vông Viêng, Cống Đầm, hồ Ba Hầm và Cửa Vạn. Tỷ lệ tăng dân số tại các làng chài này thường cao hơn so với các khu vực khác. Ngoài việc nâng cao nhận thức của người dân sống trên biển, cần tìm ra giải pháp lâu dài để giải quyết hợp lý vấn đề này cho tương lai, tránh tình trạng nan giải như trường hợp đối với khoảng mười nghìn dân vạn chài trên đầm phá Tam Giang Cầu Hai, tỉnh Thừa Thiên - Huế hiện nay. Trong khoảng 10 năm trở lại đây, hoạt động du lịch của Quảng Ninh đã phát triển nhanh và đạt được những kết quả quan trọng. Năm 2001, tổng số khách du lịch đến Quảng Ninh gần 2 triệu lượt và đến năm 2010 đạt 5,4 triệu lượt và 7 tháng đầu năm 2011, tổng số khách đến đạt 4,31 triệu lượt. Tổng lượng khách du lịch đến Quảng Ninh trong 2001-2011 tăng bình quân khoảng 11%, khách quốc tế tăng khoảng 12%. Tổng doanh thu từ du lịch năm 2001 đạt 468 tỷ đồng, đến năm 2010 đạt trên 3.000 tỷ đồng và 7 tháng đầu năm 2011 đạt trên 2.400 tỷ đồng. Tốc độ doanh thu tăng bình quân trong 10 năm đạt khoảng 24%. 78 Trần Đức Thạnh (Chủ biên), Trần Văn Minh, Cao Thị Thu Trang, Vũ Duy Vĩnh, Trần Anh Tú Bảng 2.3. Dân số và lượng thu hút khách du lịch của khu vực Vịnh Hạ Long - Bái Tử Long (2007) Dân cư Thành phố, huyện Lượng khách du lịch (lượt) Số dân (người) Tăng TN* (%) Tổng số Khách quốc tế Quảng Ninh 1091846* 1,02 4200000 2350000 Hạ Long 205227 0,95 2850000 1600000 Cẩm Phả 160745 0,78 - - Vân Đồn 41081* 1,26 286500 2750 Hoành Bồ 47963 0,99 - - Yên Hưng 135345* 0,96 - - Nguồn: (*)-Niên giám thống kê tỉnh Quảng Ninh, 2007; Báo cáo tình hình phát triển kinh tế xã hội của UBND các huyện, thành phố năm 2008; (-) – không đáng kể. Khu vực ven bờ Vịnh Hạ Long - Bái Tử Long là nơi tập trung đông dân cư và có sức thu hút khách du lịch lớn. Riêng thành phố Hạ Long và huyện Vân Đồn hàng năm thu hút hơn 3 triệu lượt khách du lịch, năm 2008 có 3.136.500 lượt khách, chiếm khoảng 75% tổng lượng khách du lịch đến tỉnh. Thành phố Hạ Long có 465 cơ sở lưu trú với 7.873 phòng, 14.544 giường. Trong đó có 10 khách sạn đạt tiêu chuẩn 4 sao, 17 khách sạn 3 sao, 27 khách sạn 2 sao, 14 khách sạn 1 sao với tổng số phòng khách sạn được xếp sao đạt 3.765 phòng. Lượng khách du lịch đến thành phố Hạ Long ngày càng tăng theo tình hình chung cả tỉnh. Tuy nhiên, tỷ lệ tăng của khách nước ngoài và khách thăm vịnh tăng rất nhanh. Ví dụ, tổng lượng khách du lịch năm 2008 đến thành phố Hạ Long đạt 2,85 triệu lượt, tăng 30% so với năm 2007, khách quốc tế 1,6 triệu lượt, tăng 42% so với năm 2007, khách đến thăm vịnh năm 2008 đạt 2.694.380 lượt tăng 50% so với năm 2007. Huyện Vân Đồn có 50 cơ sở lưu trú với tổng số phòng là 641, công suất sử dụng phòng đạt 50%. Phần lớn khách nước ngoài đến Vân Đồn đều bị thu hút đến các xã đảo như Quán Lạn, Minh Châu (Báo cáo UBND huyện Vân Đồn, thành phố Hạ Long 2008). 1.2. Hoạt động nông ngư a. Nuôi trồng thuỷ sản Quảng Ninh có diện tích rừng ngập mặn ven biển 43.093ha, trong đó diện tích có khả năng nuôi trồng thuỷ sản trên 20.000ha, có 21.000ha chương bãi để phát triển nuôi các loài nhuyễn thể và trên 20.000ha eo vịnh kín gió xen kẽ các đảo nhỏ có điều kiện thuận lợi, môi trường sạch có thể nuôi được quanh năm với nhiều loài hải sản quí hiếm. Diện tích nuôi trồng thủy sản mặn lợ của cả tỉnh 19.973ha (2008), sản lượng nuôi trồng tăng lên hàng năm từ 19.500 tấn vào năm 2003 lên 26.032 tấn vào năm 2009 tập trung vào nuôi tôm, nuôi nhuyễn thể, cá nước ngọt, trai và cá lồng biển. Nuôi thuỷ sản Chương II: CÁC YẾU TỐ LIÊN QUAN ĐẾN SỨC TẢI MÔI TRƯỜNG VỊNH HẠ LONG - BÁI TỬ LONG 79 mạn lợ toàn tỉnh 17.133 ha, chiếm 85,78% và tập trung chủ yếu ở khu vực nghiên cứu là 11.344ha (bảng 2.4). Bảng 2.4. Tình hình nuôi thuỷ sản trong khu vực Vịnh Hạ Long – Bái Tử Long (Đơn vị: ha, tấn/năm) Thuỷ sản nuôi trồng Thuỷ sản mặn lợ Khu vực Sản lượng Diện tích Sản lượng Diện tích Sản lượng tôm Q. Ninh 19973 24900 17133 5325* - Hạ Long 1111* 596* 856 - 107 Cẩm Phả 410* 395* 910 - - Vân Đồn 2500 2070 2200 95 795 Hoành Bồ 630 540 578 412 - Yên Hưng 7265 4973 6800 1300 - cá lồng Nguồn: UBND tỉnh, thành phố, thị xã và các huyện, 2008; (*) - Niên giám thống kê tỉnh Quảng Ninh, 2007; (-): Không có hoặc không đáng kể. Tuy nhiên, môi trường tại vùng nuôi trồng thuỷ sản ở Quảng Ninh cũng đang có dấu hiệu ô nhiễm trên diện rộng và cục bộ có nơi ở mức nghiêm trọng. Những năm trước đây, việc phát triển ồ ạt đầm nuôi tự phát, manh mún và phân tán với quy mô và diện tích nhỏ khoảng vài ha, không có quy hoạch đã dẫn đến hàng ngàn ha rừng ngập mặn bị phá huỷ. Một số đầm sau một thời gian nuôi bị thoái hoá, khó có khả năng cải tạo. Nguồn vốn đầu tư cho nuôi trồng thuỷ sản hạn chế, vì vậy không có khả năng đầu tư cho các hạng mục về bảo vệ môi trường như hệ thống xử lý nước thải, các kênh tiêu nước và thoát nước. Nuôi trồng thuỷ sản bên cạnh việc mang lại hiệu quả kinh tế đáng kể, góp phần đẩy nhanh tiến độ phát triển kinh tế - xã hội của tỉnh, nhưng cũng đứng trước những thách thức lớn về tình trạng ô nhiễm môi trường cục bộ, nếu không giải quyết tốt bài toán về lợi ích kinh tế với môi trường, sẽ phải gánh chịu những tác động xấu do môi trường gây ra trong tương lai. b. Chăn nuôi Trước đây, chăn nuôi gia súc, gia cầm trong khu vực chủ yếu là ở hộ gia đình, phân tán và nhỏ lẻ, nuôi trang trại còn hạn chế (có khoảng 10 trang trại chăn nuôi ở các huyện Yên Hưng, Hoành Bồ và thị xã Cẩm Phả). Hiện nay, chăn nuôi trong khu vực đã có bước phát triển theo hướng nuôi tập trung (hiện có 56 trang trại), từng bước hạn chế việc chăn nuôi nhỏ lẻ để phòng ngừa dịch bệnh. Tại khu vực nghiên cứu đã có đàn trâu trên 12,4 nghìn con, đàn bò gần 11 nghìn con, lợn khoảng 132 nghìn con và hơn 882 nghìn con gà, vịt (bảng 2.5). Nhìn chung, chăn nuôi phát triển mạnh ở huyện Yên Hưng, Hoành Bồ, tiếp theo là Vân Đồn, hạn chế nhất ở Cẩm Phả và thành phố Hạ Long. 80 Trần Đức Thạnh (Chủ biên), Trần Văn Minh, Cao Thị Thu Trang, Vũ Duy Vĩnh, Trần Anh Tú Bảng 2.5. Số lượng đàn gia súc, gia cầm có trong khu vực Số lượng (con) Thành phố, huyện, thị Trâu Bò Lợn Gia cầm Hạ Long 220 747 22126 160000 Cẩm Phả 1321 558 17245 58000 Vân Đồn* 2000 1400 16040 86000 Hoành Bồ* 7530 2176 19851 191827 Yên Hưng* 1342 6028 56594 386400 Tổng cộng 12413 10909 131856 882227 Nguồn: Vụ Thống kê tổng hợp, Tổng cục Thống kê, 2006; (*)-UBND các huyện, năm 2008 1.3. Công nghiệp Những năm gần đây, ngành công nghiệp của Quảng Ninh đã có những bước chuyển biến tích cực, tốc độ tăng trưởng luôn duy trì ở mức cao và ổn định. Hiện nay, giá trị sản xuất công nghiệp trên địa bàn tỉnh chiếm tỷ trọng trên 50% và tăng bình quân 20,1%/năm, số lượng các cơ sở công nghiệp cũng tăng mạnh cùng với sự đa dạng các thành phần kinh tế tham gia đầu tư. Quảng Ninh là một trong những địa phương có nhiều nguồn tài nguyên khoáng sản lớn nhất nước như than đá, đá vôi, nguyên liệu sản xuất xi măng (sản lượng xi măng có thể đạt trên 12 triệu tấn/năm) và sản lượng điện ước đạt tới 4.000-5.000 MW vào năm 2010; đóng tàu thuỷ (đã đóng tàu có trọng tải 53.000 tấn và có thể đóng tàu trọng tải đến 70.000 tấn) và nhiều ngành công nghiệp quan trọng khác liên quan đến xuất, nhập khẩu nhờ vào lợi thế của cảng Cái Lân - một cảng lớn, nước sâu và là một cửa ngõ ra Biển Đông ở phía Bắc. Phát huy lợi thế này, từ nhiều năm nay, ngành công nghiệp luôn giành thế chủ động, hoạch định những giải pháp và bước đi cụ thể, kịp thời để sản xuất đi vào ổn định và tăng trưởng. Hiện nay, toàn tỉnh có 5 khu công nghiệp (KCN) được Chính phủ phê duyệt đưa vào quy hoạch phát triển KCN chung của toàn quốc với số vốn đăng ký của các doanh nghiệp FDI là 145 triệu USD và 7.000 tỷ VND của các doanh nghiệp trong nước. Có 3 KCN đang được triển khai gồm: KCN Cái Lân với 31 dự án tham gia; KCN Việt Hưng 4 dự án và KCN Hải Yên 4 dự án. Có 2 KCN đang trong quá trình san lấp mặt bằng là KCN Hải Hà và KCN Đông Mai. Ngoài ra còn có 11 cụm công nghiệp, trong đó có 5 cụm đã có chủ đầu tư; có 4 làng nghề truyền thống (làng nghề và làng nghề truyền thống gốm sứ Vĩnh Hồng; làng nghề và làng nghề truyền thống gốm sứ Đức Chính huyện Đông Triều; làng nghề truyền thống đóng, sửa chữa tàu thuyền Hà An; làng nghề đan thuyền, ngư cụ thôn Hưng Học, xã Nam Hoà, huyện Yên Hưng). Các làng nghề này đã thu hút khoảng 14.900 lao động, chiếm 4,93% tổng số lao động nông thôn và chiếm 63,9% so với lao động công nghiệp ngoài quốc doanh của tỉnh. Tuy nhiên, các hoạt động công nghiệp đã và đang gây ra ô nhiễm môi trường với mức độ ngày càng gia tăng. Chương II: CÁC YẾU TỐ LIÊN QUAN ĐẾN SỨC TẢI MÔI TRƯỜNG VỊNH HẠ LONG - BÁI TỬ LONG 81 c. Khai thác than Trữ lượng than đá ở Việt Nam khoảng 3,5 tỷ tấn, riêng Quảng Ninh có khoảng 3,3 tỷ tấn. Sản lượng than khai thác ở Quảng Ninh chiếm khoảng 90% sản lượng than toàn quốc, trong đó khoảng 60% là than khai thác lộ thiên, có thời kỳ đạt tới 80% (Vụ Thống kê tổng hợp, Tổng cục Thống kê, 2006). Các mỏ than tập trung ở khu vực thành phố Hạ Long và thị xã Cẩm Phả. Nơi đây có những mỏ khai thác lộ thiên lớn với công suất thiết kế từ 1,2 đến 2 triệu tấn/năm. Trong đó, thành phố Hạ Long có 5 mỏ khai thác lộ thiên, 3 mỏ khai thác hầm lò và tại thị xã Cẩm Phả có 7 mỏ khai thác lộ thiên, 14 mỏ hầm lò. Mỏ than Kế Bào thuộc huyện Vân Đồn có qui mô khai thác nhỏ (Hoàng Vĩnh Khuyến, 2007). Khu vực còn có 4 nhà máy sàng tuyển than, trong đó 3 nhà máy thuộc Công ty Tuyển than Cửa Ông với tổng công suất sàng tuyển khoảng 10 triệu tấn/năm và Nhà máy Tuyển than Nam Cầu Trắng mới xây dựng với công suất 2 triệu tấn/năm. Ngoài ra, trong khu vực có hai cảng rót than chính là cảng Cửa Ông có khả năng thông qua 4 triệu tấn than/năm và tiếp nhận tầu 65.000T; cảng than Hòn Gai công suất 1 triệu tấn/năm nhưng đã ngừng rót than chuyển thành cảng dịch vụ, du lịch từ cuối năm 2000. Khai thác than ở Quảng Ninh tăng nhanh trong mấy năm gần đây, sản lượng than khai thác của toàn tỉnh năm 2002 đạt 14,8 triệu tấn, năm 2006 đạt xấp xỉ 32 triệu tấn (vượt gần gấp đôi dự báo của JICA vào năm 1998 là sản xuất than ở Quảng Ninh đạt 16,7 triệu tấn vào năm 2005) (Báo Quảng Ninh điện tử ngày 16/7/2007). Riêng thành phố Hạ Long mỗi năm khai thác trên 10 triệu tấn than và thị xã Cẩm Phả năm 2007 khai thác 26 triệu tấn than. Như vậy, sản lượng khai thác than đá Quảng Ninh đã vượt chỉ tiêu so với Quy hoạch phát triển ngành than mà Chính phủ phê duyệt đến năm 2020. Tuy nhiên, việc thực hiện các quy định về quản lý, bảo vệ môi trường ở các mỏ than hầu như còn buông lỏng. Nhiều mỏ đã tăng sản lượng vượt công suất thiết kế nhiều lần như Đông Khe Sim, Cao Sơn, Cọc Sáu, Đèo Nai, Hà Tu và Núi Béo (sản lượng khai thác năm 2008 khoảng 4,5 triệu tấn tăng gần 4 lần so với thiết kế là 1,2 triệu tấn), nhưng đã không làm bổ sung thiết kế mỏ và gần nửa số khu vực mỏ đang hoạt động (30/68 khu vực được kiểm tra) chưa có báo cáo đánh giá tác động môi trường và hầu hết chưa lập báo cáo bảo vệ môi trường định kỳ. Các bến than có hạ tầng yếu kém và đại đa số không có các công trình bảo vệ môi trường. Nhiều bến bãi đã có quyết định ngừng hoạt động nhưng không chấp hành như: bến xuất của Công ty than Hà Tu, Xí nghiệp chế biến tiêu thụ than Hòn Gai, Xí nghiệp Dịch vụ kinh doanh than v.v. (Báo điện tử Quảng Ninh ngày 16/7/2007). Nước thải từ các nhà sàng chỉ qua bể lắng sơ bộ rồi thải thẳng ra vùng nước ven bờ. Nước thải mỏ hầu hết xả tràn tự do trên bề mặt hoặc vào các sông suối. Thành phần nước thải sàng tuyển và nước thải mỏ ngoài các chất gây ô nhiễm khác còn chứa khoảng 315mg/l (nước thải mỏ) và 4505mg/l (nước thải sang tuyển) (JICA, 1999). 82 Trần Đức Thạnh (Chủ biên), Trần Văn Minh, Cao Thị Thu Trang, Vũ Duy Vĩnh, Trần Anh Tú d. Các hoạt động công nghiệp khác Các ngành công nghiệp khác tại Quảng Ninh cũng khá phát triển như công nghiệp đóng tàu, vật liệu xây dựng, nhiệt điện, công nghiệp thực phẩm và đồ uống v.v. Tuy nhiên, đây cũng là những ngành công nghiệp cần thiết quản lý chặt chẽ nguồn phát thải nước thải và khí thải để bảo vệ môi trường và sức khoẻ cộng đồng. 1.4. Cảng biển Khu vực Vịnh Hạ Long - Bái Tử Long có bờ biển dài, nhiều nơi kín sóng gió, nước sâu, ít bị sa bồi, thuận lợi cho phát triển nhiều cảng, bến. Cảng Cái Lân được thiết kế cho tầu 4 vạn tấn cập bến và quy hoạch năm 2010 cho 15 - 20 triệu tấn hàng hoá thông qua, có luồng tàu dài 18 hải lý (27km), chiều rộng 110m, độ sâu - 8,2m, thủy triều trung bình +3,6m (cao nhất 4,46m). Cảng dầu B12 lớn nhất phía Bắc cho phép nhận tàu 3 vạn tấn. Cảng Cửa Ông đón nhận được tầu 3 vạn tấn, công suất dự tính 5-6 triệu tấn hàng hoá thông qua vào năm 2010, có luồng tàu dài 37km, chiều rộng 110m. Các vùng neo đậu Con Ong và Hòn Nét cho phép đón tàu đến 5 vạn tấn. Đoạn Cầu Cảng - Hòn Con Ong dài 7,5km, sâu -7,4m; đoạn Hòn Con Ong - Hòn Nét dài 16,5km, sâu -13m; đoạn Hòn Nét - Phao số 0 dài 13km, sâu -9,2m. Hiện nay, Tổng Công ty Than Việt Nam đang có dự án hạ sâu luồng đoạn Cầu Cảng - Hòn Con Ong tới -9,0m và đoạn Hòn Nét - Phao số 0 sâu -12m. Ngoài ra, còn có các bến cảng Cây Than, Cầu Trắng, Mũi Chùa và Vạn Gia. Tham gia giao thông thuỷ trên vịnh gồm rất nhiều loại phương tiện và mục đích khác nhau như vận tải, du lịch và hoạt động nghề cá. Năm 2006, lượng hàng hoá thông qua Cảng Quảng Ninh đạt 3,4 triệu tấn (Sở Thương mại Quảng Ninh, 2006). Năm 2009, hàng hoá thông qua cảng Cái Lân đạt gần 5 triệu tấn (website Bộ Giao thông vận tải, cập nhật 2/1/2010). Sự gia tăng lượng hàng hoá qua cảng cũng đồng nghĩa với việc gia tăng sức ép môi trường trong khu vực nếu môi trường không được kiểm soát chặt chẽ. Các hoạt động của cảng như nạo vét luồng, đổ thải dầu cặn và nước balast, chất thải từ cảng và từ tàu, sơn chống gỉ, hàng hoá nguy hại v.v. cũng là những nhân tố gây ô nhiễm môi trường vịnh. 1.5. San lấp mặt bằng, lấn biển và đổ thải bùn Trong các hoạt động kinh tế - xã hội khác nhau, tác động đến bồi lắng ở khu vực nghiên cứu nhiều nhất phải nói đến vấn đề san lấp mặt bằng lấn biển, sau đó đến nạo vét luồng lạch và đổ thải bùn. Lấn biển là một trong những vấn đề quan trọng trong việc hoạch định chiến lược phát triển kinh tế biển của các tỉnh ven biển ở Việt Nam. Với chiều dài đường bờ 250km và hơn 2000 hòn đảo (tổng diện tích 620km2), tiềm năng lấn biển của tỉnh Quảng Ninh là rất lớn. Đô thị hóa với tốc độ cao đang diễn ra tại khu vực thành phố Hạ Long, thị xã Cẩm Phả và huyện Vân Đồn. Để đáp ứng quỹ đất cho quá trình đô thị hóa, hàng loạt dự án lấn biển đã được thực hiện. Theo thống kê của Ban Chương II: CÁC YẾU TỐ LIÊN QUAN ĐẾN SỨC TẢI MÔI TRƯỜNG VỊNH HẠ LONG - BÁI TỬ LONG 83 quản lý Vịnh Hạ Long năm 2008, khu vực Hạ Long - Cẩm Phả có 21 dự án lấn biển và 17 dự án đổ bùn thải, trong đó huyện Vân Đồn có 4 dự án lấn biển. Các dự án lấn biển điển hình là Hùng Thắng, Cao Xanh, Hà Khánh và dự án lấn biển Cột 3 - Cột 8. Đánh giá cho thấy, có 5 dự án thực hiện nạo vét bùn; 1 dự án báo cáo định kỳ về công tác môi trường; 2 dự án thực hiện quan trắc môi trường; 11 dự án chưa có báo cáo đánh giá tác động môi trường; 16 dự án có thiết kế kỹ thuật thi công. Những dự án này nếu làm đúng quy trình và quy định sẽ giúp thành phố Hạ Long giải quyết tốt vấn đề quy hoạch đô thị và tăng phần hấp dẫn đối với du khách khi đến với Vịnh Hạ Long. Thế nhưng, trên thực tế các dự án này luôn là mối nghi ngại tác động môi trường nghiêm trọng đến vùng di sản. Theo quy định, các dự án lấn biển phải tuân thủ nghiêm ngặt khi đắp bờ vây, chống bồi lắng bùn cát trước khi đổ thải, phải có báo cáo đánh giá tác động môi trường, có phương án kỹ thuật thi công và cả thực hiện quan trắc môi trường, nạo vét bùn khi hoàn thành dự án v.v. Tuy nhiên, nhiều dự án không thực hiện đầy đủ các thủ tục và các quy trình nêu trên, cá biệt có dự án chưa được cấp phép đã tiến hành san lấp, đổ thải và nhiều dự án không thực hiện đúng hồ sơ thiết kế được duyệt, đúng quy trình san lấp mặt bằng (phải hút và vận chuyển đổ đúng nơi quy định). Diện tích san lấp biển diễn mạnh ở khu vực ven bờ Hạ Long - Bái Tử Long từ những năm 90 trở lại đây. Theo dữ liệu được phân tích từ loạt ảnh viễn thám và bản đồ, năm 1992 khu vực nghiên cứu chưa có một hécta nào lấn biển nhưng đến năm 2002 đã có 592ha. Diện tích san lấp biển có xu thế tăng mạnh sau năm 2000, chỉ riêng trong giai đoạn 2002-2004 tăng gần 2,5 lần (hình 2.3), (Trần Đình Lân, 2007). Diện tích (ha) 1500 1000 500 0 Hạ Long - Bái Tử Long 1992 2002 2004 0 592.01 1470.5 Năm Hạ Long - Bái Tử Long Hình 2.3. Biến động diện tích san lấp trên bãi triều, rừng ngập mặn khu vực nghiên cứu Trần Đức Thạnh (Chủ biên), Trần Văn Minh, Cao Thị Thu Trang, Vũ Duy Vĩnh, Trần Anh Tú 84 Bảng 2.6. Diện tích đất lấn biển cho xây dựng các công trình tại Hạ Long giai đoạn từ 1993 đến 2004 Công trình Diện tích lấn biển (ha) Khu công nghiệp và cảng Cái Lân 103,3 Khu đô thị mới Cao Xanh 165,7 Khu đô thị mới Hùng Thắng 100 Khu đô thị mới Cọc Ba - Cọc Tám 134 Tổng 502 Nguồn: Nguyễn Hạnh Quyên, 2007 Bảng 2.7. Thống kê các dự án san lấp mặt và lấn biển ở thời điểm sát trước năm 2009 TT 1 Tên dự án Khu dân cư đô thị mới Diện tích san lấp và lấn biển (ha) Vị trí thực hiện Thời gian 2005-2009 134 Huyện Hoành Bồ Làng Bang 2 Khu dân cư đô thị mới Đồn Điền 2005-2008 18 Phường Hà Khẩu 3 Khu đô thị mới Vụng Đâng Hoàn thành 2007 27,75 Phường Yết Kiêu Cao Xanh 4 Khu đô thị mới ven biển Cột 5Cột 8 mở rộng Bắt đầu 2004 19,2 Phường Hồng Hà 5 Khu dân cư đô thị đồi T5 Bắt đầu 2004 6 Khu đô thị mới ven biển Lán Bè - Cột 5 Bắt đầu 2002 7 Khu đô thị mới Cao Xanh - Phường Hồng Hà 34,39 Cột 5 đến Cột 8 64,8 TP. Hạ Long Bắt đầu 2003 28,5 Thị xã Cẩm Phả Hà Khánh 8 Khu đô thị mới phường Cẩm Bình 9 Khu công nghiệp - đô thị mới Việt Hưng Đang thực hiện 301 Phường Hà Khẩu 10 Khu đô thị Vân Đồn Đang thực hiện 53,82 Huyện đảo Vân Đồn 11 Khu dân cư Cao Thắng Đang thực hiện 4,97 Phường Cao Thắng 12 Xây dựng cảng khách quốc tế Hồng Gai 2007-2009 Mở rộng ra phía biển 28m TP. Hạ Long 13 Khu đô thị mới Đồi Chè Đang thực hiện 79,2 Phường Cao Xanh Nguồn: tổng hợp từ www.ceco507.com.vn, www.bdsphucle.com, www.diaoconline.vn, www.baomoi.com. Chương II: CÁC YẾU TỐ LIÊN QUAN ĐẾN SỨC TẢI MÔI TRƯỜNG VỊNH HẠ LONG - BÁI TỬ LONG 85 Bãi triều ven biển là nơi cảnh quan bị biến đổi mạnh mẽ nhất do quá trình đô thị hoá và mở rộng đất đai tại khu vực Vịnh Cửa Lục, hoạt động san lấp bắt đầu từ 1993 trong giai đoạn 1998 - 2002 là 216ha, đến năm 2004 tổng diện tích san lấp là 502ha, đã thu hẹp đáng kể diện tích mặt nước trong vịnh (bảng 2.6). Từ năm 2005 đến nay, các dự án lấn biển và xây dựng khu đô thị mới, khu công nghiệp tại Quảng Ninh phát triển nhanh chóng (bảng 2.7). Theo thống kê chưa đầy đủ, diện tích san lấp mặt bằng và lấn biển từ năm 2005 đến 2009 là 765ha, trong đó các dự án lấn biển điển hình là dự án khu đô thị mới Vựng Đâng, dự án khu đô thị mới ven biển Cột 5 - Cột 8. Ngoài ra, còn một số dự án san lấp, mở rộng quá quy hoạch được duyệt đã xâm hại nghiêm trọng đến Di sản Thế giới Vịnh Hạ Long. Ngoài ra, việc bồi lắng trầm tích đáy vịnh còn liên quan trực tiếp đến các dự án đổ bùn thải. Vào giai đoạn 2003 - 2005, trên Vịnh Hạ Long có 6 điểm đổ thải gồm: Hòn Đá Chồng, Hòn Đá Lẻ, Hòn Mũi Mác, Hòn Lão Câu, Hòn Cây Khế và Hòn Cây Khế Đông, mỗi năm đổ trung bình khoảng 660 nghìn tấn bùn thải vào Vịnh Hạ Long. Đến năm 2007, UBND tỉnh Quảng Ninh đã ra quyết định đình chỉ đổ thải tại các vị trí này và cho phép hình thành hai điểm đổ thải mới ở khu vực Sân golf Tuần Châu thuộc thành phố Hạ Long và Hòn Bánh Dầy thuộc huyện Vân Đồn. Riêng năm 2007, điểm đổ thải khu vực sân golf Tuần Châu đã tiếp nhận hơn 1078 nghìn tấn bùn thải. Vùng xung quanh các dự án trên, quan sát bằng mắt thường đều thấy hiện tượng dồn bùn chảy ra biển, gây bồi lắng ô nhiễm nghiêm trọng cho ven bờ Vịnh Hạ Long và Vịnh Bái Tử Long. Tuy nhiên ảnh hưởng tác động này chỉ mang tính chất tạm thời và cục bộ, có thể hạn chế được bằng giám sát tuân thủ đúng các quy trình san lấp. Việc bồi lắng trầm tích đáy vịnh còn liên quan đến các dự án hút bùn và đổ thải. 17 dự án đổ bùn thải xuống vịnh có tổng khối lượng là 4.742.155m3 (đã thực hiện được 4.507.829m3). Thậm chí, đã có hiện tượng tự tiện xả bùn vào vùng bảo vệ tuyệt đối và vùng đệm của Di sản Vịnh Hạ Long. Chỉ tính riêng năm 2005, Ban Quản lý Vịnh Hạ Long đã bắt và xử lý 5 xà lan đổ thải sai nơi quy định. 2. Định hướng phát triển các ngành, lĩnh vực chủ yếu 2.1. Phát triển dân số và nguồn lao động Sự phát triển dân số và lao động là những yếu tố có liên quan đến biến động nguồn thải. Trên bảng 2.8 có thể thấy cùng với sự gia tăng dân số, tỷ lệ dân số thành thị và tỷ lệ dân số trong độ tuổi lao động cũng ngày một tăng. Tỷ lệ tăng dân số dự báo trung bình từ năm 2001 - 2006 trong từng khu vực dự báo dân số khu vực nghiên cứu đến năm 2020 được trình bày trên bảng 2.9. Có thể nhận thấy tỷ lệ tăng dân số tự nhiên khu vực nghiên cứu cao hơn toàn tỉnh không nhiều. Tuy nhiên, trên thực tế, sự tăng dân số cơ học có thể cao hơn hẳn. 86 Trần Đức Thạnh (Chủ biên), Trần Văn Minh, Cao Thị Thu Trang, Vũ Duy Vĩnh, Trần Anh Tú Bảng 2.8. Dự báo dân số và lao động của tỉnh Quảng Ninh đến 2020 Tổng dân số theo kỳ Thành phần dân số, lao động Dân số tăng thêm 2005 2010 2020 2006-2010 2011-2020 1. Tổng dân số (1000 người) 1.070 1.124 1.23,7 54,0 113,0 - Dân thành thị (1000 người) 518,9 562,1 686,7 43,2 124,6 - Tỷ lệ dân thành thị (% ) 48,5 50 55,5 2. Dân số trong độ tuổi lao động (1000 người) 573,5 616,0 680,5 42,5 64,5 - Tỷ lệ so với dân số (%) 53,6 54,8 55,0 574,7 566,7 639,7 42,0 73,0 - Lao động cần việc (1000 người) Nguồn: Quy hoạch tổng thể phát triển kinh tế - xã hội tỉnh Quảng Ninh Bảng 2.9. Dự báo dân số theo từng địa phương trong khu vực đến năm 2020 Dân số Tỷ lệ tăng tự nhiên trung bình (%) Năm 2006 Năm 2020 Quảng Ninh 10,4 1091846 1217408 Hạ Long 10,0 200774 230689 Cẩm Phả 7,7 160745 178909 Vân Đồn 11,4 41081 48147 Hoành Bồ 10,2 42872 49431 Yên Hưng 10,6 135345 156865 Tổng cộng khu vực - 580817 664041 Khu vực 2.2. Phát triển du lịch Hiện nay, khách du lịch tới tham quan Vịnh Hạ Long và Vân Đồn không ngừng tăng lên. Theo quy hoạch phát triển kinh tế - xã hội của tỉnh, đến năm 2020 lượng khách du lịch sẽ tăng tới hơn 7.600.000 người, tức là tăng 2,43 lần so với 2008 (bảng 2.10). Phát triển du lịch sẽ tập trung vào 4 khu chính: Hạ Long, Vân Đồn, Móng Cái - Trà Cổ và Uông Bí - Đông Triều - Yên Hưng. Hầu hết các dự án lớn về du lịch hoàn thành trước năm 2020 đều tập trung trong vùng nghiên cứu (Hạ Long, Vân Đồn, Yên Hưng) có khả năng sẽ thu hút phần lớn lượng khách du lịch đến Quảng Ninh và du lịch sẽ là ngành kinh tế chủ yếu của tỉnh. Số lượng các nhà hàng khách sạn, các khu vui chơi giải trí cũng sẽ gia tăng để đáp ứng các nhu cầu du lịch trong khu vực. Đặc biệt, Vịnh Hạ Long đã trở thành một trong bẩy kỳ quan thiên nhiên của Thế giới mới, thì lượng khách đến tham quan vịnh còn tăng lên nhiều. Chương II: CÁC YẾU TỐ LIÊN QUAN ĐẾN SỨC TẢI MÔI TRƯỜNG VỊNH HẠ LONG - BÁI TỬ LONG 87 Bảng 2.10. Phát triển du lịch khu vực trọng điểm Lượng khách du lịch đến các khu vực (lượt khách) Năm Quảng Ninh Hạ Long Vân Đồn 2008 4.200.000 2.850.000 286.500 2010 6.800.000 4.614.000 463.900 2020 10.200.000 6.921.400 695.800 Hiện nay, nước thải từ các nhà hàng và khách sạn được thải trực tiếp ra cống thải chung của thành phố Hạ Long và xả ra vịnh, hầu như không được xử lý. Vì vậy, sức ép phát triển du lịch lên môi trường vịnh là rất lớn nếu như không có các biện pháp giảm thiểu nguồn ô nhiễm từ lĩnh vực này. Ngoài ra, lượng thải dầu và nước thải sinh hoạt từ các tầu du lịch cũng tăng lên trong khi đó lượng thải này được đổ thải trực tiếp xuống biển, không được thu gom để xử lý. Bên cạnh đó, số lượng các nhà bè trên vịnh phục vụ các nhu cầu ăn uống của khách du lịch không ngừng tăng lên. Có thời điểm năm 2007, mỗi tháng trên vịnh lại xuất hiện thêm 10 nhà bè mới. Điều này cũng đóng góp đáng kể vào việc gia tăng các chất thải hữu cơ và các chất dinh dưỡng trong vịnh. 2.3. Phát triển chăn nuôi, thuỷ sản Chăn nuôi sẽ được phát triển mạnh theo hướng công nghiệp hoá, từng bước trở thành ngành sản xuất chính và chiếm tỷ trọng lớn trong nông nghiệp. Theo quy hoạch, ước tính số lượng gia súc và gia cầm các địa phương trong khu vực nghiên cứu được trình bày trên bảng 2.11. Chăn nuôi gia súc gia cầm và NTTS sẽ được phát triển mạnh trong các khu vực Yên Hưng, Hoành Bồ và Vân Đồn. Với tốc độ tăng trưởng nông nghiệp và thuỷ sản đạt 4,0 - 4,2% /năm trong giai đoạn 2010 - 2020 theo quy hoạch phát triển thì số lượng gia súc, gia cầm sẽ tăng lên 1,6 lần và nuôi trồng thuỷ sản tăng 2,76 lần vào năm 2020. Bên cạnh đó, lao động phục vụ trong chăn nuôi và nuôi trồng thuỷ sản cũng sẽ gia tăng cùng với sản lượng nuôi trồng. Cùng với những gia tăng này là sự gia tăng chất thải trong chăn nuôi và nuôi trồng thủy sản, chứa một lượng lớn chất hữu cơ, chất dinh dưỡng và các vi khuẩn gây bệnh được đổ thải ra môi trường, nếu không được xử lý sẽ rất nguy hại. Phát triển thuỷ sản dựa trên quan điểm kết hợp hợp lý giữa khai thác với nuôi trồng và chế biến, chuyển từ xuất khẩu nguyên liệu sang chế biến xuất khẩu sản phẩm chất lượng cao; tạo ra số lượng hàng hoá lớn; đưa thuỷ sản thành ngành có vị trí xứng đáng trong kinh tế của tỉnh. Vùng nuôi thuỷ sản chính vẫn là Yên Hưng, Vân Đồn và Hoành Bồ. Dự báo sản lượng thuỷ sản theo quy hoạch tới năm 2020 được trình bày trên bảng 2.12. 88 Trần Đức Thạnh (Chủ biên), Trần Văn Minh, Cao Thị Thu Trang, Vũ Duy Vĩnh, Trần Anh Tú Bảng 2.11. Dự báo đàn gia súc, gia cầm của khu vực năm 2020 Số lượng (con) Thành phố, huyện, thị Trâu Bò Lợn Gia cầm Hạ Long 352 1.196 35.424 256.165 Cẩm Phả 2.115 893 27.610 92.860 Vân Đồn 3.202 2.241 25.681 137.689 Hoành Bồ 12.056 3.484 31.782 307.121 Yên Hưng 2.149 9.651 90.609 618.639 Tổng cộng 19.874 17.465 211.106 1.412.474 Bảng 2.12. Dự báo sản lượng thuỷ sản nuôi trồng trong khu vực năm 2020 Sản lượng thuỷ sản mặn lợ (tấn) Khu vực Tổng sản lượng (tấn) Tôm Cá lồng Hạ Long 954 - 171 Cẩm Phả 632 - - Vân Đồn 3.314 152 1273 Hoành Bồ 865 660 - Yên Hưng 7.962 2.081 - Tổng số 13.727 2.893 1444 2.4. Phát triển công nghiệp Công nghiệp khai thác chế biến than là thế mạnh của tỉnh Quảng Ninh. Dự đoán đến năm 2020 là 50 triệu tấn (bảng 2.13). Khu vực tập trung khai thác vẫn là Hạ Long Cẩm Phả và tiến tới ngừng khai thác lộ thiên ở khu vực thành phố Hạ Long vào năm 2020. Nếu mức khai thác than được tăng đều cho các khu vực để Quảng Ninh đạt sản lượng 50 triệu tấn, ước tính sản lượng than khai thác ở khu vực Hạ Long và Cẩm Phả sẽ là 43 triệu tấn, tức là tăng gấp 1,2 lần so với hiện nay. Số lượng nước thải ngành than sẽ lên đến 162 triệu m3 nước thải mỗi năm kèm theo 186,5 triệu m3 đất đá thải. Đây là một con số đáng kể ngoài việc làm đục hoá nước, thay đổi màu nước còn gây ô nhiễm, sẽ ảnh hưởng nghiêm trọng tới khu di sản thế giới Vịnh Hạ Long, nếu không có các giải pháp bảo vệ môi trường tích cực. Theo tính toán của các chuyên gia nêu trong báo cáo nghiên cứu của Chương trình Kinh tế & Môi trường Đông Nam Á số 2001, chi phí thiệt hại môi trường do khai thác than năm 1998 lên tới 140 tỷ đồng/năm, bằng 5% giá thành than. Chương II: CÁC YẾU TỐ LIÊN QUAN ĐẾN SỨC TẢI MÔI TRƯỜNG VỊNH HẠ LONG - BÁI TỬ LONG 89 Bảng 2.13. Dự báo sản lượng khai thác than trong khu vực nghiên cứu Sản lượng than khai thác ở (triệu tấn) Năm Quảng Ninh Hạ Long Cẩm Phả 2007 42 10 26 2010 39 - 41 10 25 2020 50 12 31 Ngoài ra, khu vực nghiên cứu còn là trung tâm công nghiệp của tỉnh với tốc độ tăng trưởng công nghiệp đạt 14,3%/năm dự kiến trong giai đoạn 2011-2020. Định hướng phát triển các khu và cụm công nghiệp đã được xác định là: đẩy nhanh tiến độ xây dựng các khu, cụm công nghiệp hiện có; nghiên cứu thành lập một số khu, cụm công nghiệp gắn với khu kinh tế và khu du lịch như KCN: Cái Lân, Việt Hưng, Đồng Mai, Hải Yên, Ninh Dương, Chạp Khê, Phương Nam, Tiên Yên, Kim Sen và KCN sạch thuộc khu kinh tế tổng hợp Vân Đồn. Với công nghiệp sản xuất vật liệu xây dựng, tiếp tục phát triển công nghiệp xi măng, gạch ngói ở khu vực Hoành Bồ. Công nghiệp chế biến nông sản, thuỷ sản, thực phẩm và đồ uống tập trung ở khu vực Yên Hưng và trong khu công nghiệp Cái Lân. Giả sử đến năm 2020 các ngành công nghiệp trong khu vực có trình độ công nghệ không khác biệt nhiều so với hiện nay thì tốc độ tăng trưởng công nghiệp sẽ tỷ lệ thuận với tốc độ gia tăng chất thải. Dự báo tải lượng ô nhiễm phát sinh từ các ngành công nghiệp thực phẩm tới năm 2020 sẽ gấp khoảng gần 4 lần so với hiện nay và tập trung trong khu vực thành Phố Hạ Long và Yên Hưng. 3. Các dự án ưu tiên phát triển Toàn tỉnh Quảng Ninh (2009) có khoảng 68 dự án thuộc các lĩnh vực: 27 dự án công nghiệp, 20 dự án phát triển du lịch, dịch vụ, 5 dự án đầu tư xây dựng cơ sở hạ tầng và 16 dự án phát triển nông nghiệp bao gồm chăn nuôi và chế biến sản phẩm nông nghiệp, thuỷ sản. Trong đó, có khoảng 32 dự án (bảng 2.14) nằm trong vùng nghiên cứu, trong đó có 10 dự án công nghiệp, 13 du lịch, dịch vụ và 9 dự án phát triển nông nghiệp, thuỷ sản. Chúng có khả năng trở thành nguồn phát sinh chất gây ô nhiễm lớn, gây ảnh hưởng đến môi trường Vịnh Hạ Long - Bái Tử Long. Do khủng hoảng kinh tế toàn cầu, trước mắt kế hoạch thực hiện các dự án này có thể sẽ chậm lại và một số dự án quy mô có thể bị thu nhỏ. Trần Đức Thạnh (Chủ biên), Trần Văn Minh, Cao Thị Thu Trang, Vũ Duy Vĩnh, Trần Anh Tú 90 Bảng 2.14. Danh sách các dự án đang và sẽ được thực hiện trong khu vực TT Tên dự án 30 31 a. Dự án công nghiệp Nhà máy gạch trang trí tại Hạ Long Nhà máy sản xuất thuỷ tinh cao cấp tại Yên Hưng Dây chuyền lắp ráp hàng điện tử, điện lạnh tại Cẩm Phả, KCN Đông Mai Nhà máy sửa chữa và đóng tàu thuỷ tại KCN Cái Lân Nhà máy cơ khí lớn, thiết bị siêu trường, siêu trọng tại Cẩm Phả Dây chuyền chế biến đồ ăn nóng giữa ca tại KCN Việt Hưng - Cái Lân, Hải Yên Nhà máy sản xuất sơn tại KCN Chạp Khê Nhà máy sản xuất đồ dùng ăn uống một lần tại KCN Việt Hưng, Chạp Khê, Đông Mai Nhà máy chế biến than tiêu dùng chất lượng cao tại KCN Việt Hưng Nhà máy sản xuất phân vi sinh, phân hữu cơ tổng hợp từ rác sinh hoạt tại Cẩm Phả b. Dịch vụ, du lịch Khu đô thị, du lịch sinh thái Hoàng Tân, tại Yên Hưng Khu du lịch Bãi Dài, tại huyện Vân Đồn Cảng tàu du lịch Hòn Gai, tại Hạ Long Công viên giải trí tổng hợp và khu thể thao ngoài trời Hạ Long tại Đại Yên Công viên nước, 2010 – 2020 tại Hạ Long Câu lạc bộ biển và săn bắn trên đảo, tại Hạ Long-Bái Tử Long Bệnh viện quốc tế Hạ Long, tại Hạ Long Khách sạn Bến Đoan, tại Hạ Long Khu du lịch đảo hòn Gạc, tại Hạ Long Khu du lịch đảo Ngọc Vừng, tại Vân Đồn Khu nghỉ mát trên Vịnh Hạ Long, tại Hạ Long-Cống Đông-Tây Khu resort ở đảo Ngọc Vừng tại Vân Đồn Trung tâm dưỡng lão quốc tế Quảng Ninh tại Yên Hưng-Hạ Long c. Nông nghiệp Chăn nuôi gia cầm, chế biến thịt xuất khẩu tại Đông Triều, Yên Hưng Phát triển đàn vịt, chế biến thịt vịt tại Đông Triều, Yên Hưng Trồng hoa địa lan xuất khẩu tại Yên Hưng Nuôi và chế biến hàu, bào ngư... xuất khẩu tại Tiên Yên, Hải Hà, Đầm Hà, Vân Đồn, Yên Hưng Sản xuất tôm giống, sò tại Vân Đồn, Móng Cái Nhà máy sản xuất các chế phẩm sinh học và thuốc thú y thuỷ sản tại Yên Hưng, Hoành Bồ Trại sản xuất giống cá biển tại Vân Đồn Chăn nuôi bò và chế biến thịt bò xuất khẩu tại Đông Triều, Hải Hà, Yên Hưng 32 Nuôi bò sữa và chế biến bò sữa tại Đông Triều, Yên Hưng 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 Thời gian thực hiện 2010 - 2012 2010 - 2015 2008 - 2010 2006 - 2010 2006 - 2010 2010 - 2020 2010 - 2015 2007 - 2010 2010 - 2020 2010 - 2015 2005 - 2010 2005 - 2010 2006 - 2010 2008 - 2015 2010 - 2020 2005 - 2010 2008 - 2010 2008 - 2020 2006 - 2010 2008 - 2010 2006 - 2015 2010 - 2020 2007 - 2010 2010 - 2012 2007 - 2008 2008 - 2010 2008 - 2010 2010 - 2015 2008 - 2010 2010 - 2015 2007 - 2010 Nguồn: Quy hoạch tổng thể phát triển kinh tế xã hội tỉnh Quảng Ninh Chương II: CÁC YẾU TỐ LIÊN QUAN ĐẾN SỨC TẢI MÔI TRƯỜNG VỊNH HẠ LONG - BÁI TỬ LONG 91 4. Quy hoạch bảo vệ môi trường khu vực 4.1. Định hướng khai thác hợp lý tài nguyên và bảo vệ môi trường theo không gian Theo quy hoạch bảo vệ môi trường vùng Hạ Long - Cẩm Phả - Yên Hưng đến năm 2010 và định hướng đến năm 2020 (UBND tỉnh Quảng Ninh, 2008), khu vực nghiên cứu được phân chia thành các vùng và tiểu vùng với những đặc điểm riêng về khả năng phát sinh chất gây ô nhiễm ảnh hưởng môi trường Vịnh Hạ Long - Bái Tử Long như sau: a) Vùng lưu vực Vịnh Cửa Lục và thành phố Hạ Long - Tiểu vùng đô thị và khu công nghiệp Tây Nam Vịnh Cửa Lục gồm các phường Bãi Cháy, Giếng Đáy, Hà Khẩu và Việt Hưng, có nhiều lợi thế phát triển cảng và khu công nghiệp. Nguồn phát sinh chất gây ô nhiễm quan trọng là hoạt động du lịch và hoạt động san lấp lấn biển mở rộng khu dân cư và du lịch ven bờ Bãi Cháy, có tiềm năng gia tăng nguồn cung cấp trầm tích lơ lửng vào vịnh. - Tiểu vùng đô thị và khu công nghiệp Đông Nam Vịnh Cửa Lục là một phần của thành phố Hạ Long, nằm kề Khu di sản Vịnh Hạ Long ở phía Nam và khu vực khai thác than ở phía Bắc. Nguồn ô nhiễm chủ yếu là nước thải mỏ và đất đá trôi từ các bãi khai thác than, bãi thải (Nam Lộ Phong) và nước thải từ nhà máy sàng tuyển than Nam Cầu Trắng, cụm cảng Hà Khánh. - Tiểu vùng khai thác than Đông Vịnh Cửa Lục dự kiến đến 2015 hoặc chậm nhất đến năm 2020 ngừng khai thác than lộ thiên khu vực phía Bắc thành phố Hạ Long, đẩy mạnh khai thác ở khu vực Nam Dương Huy. Nguồn ô nhiễm chính từ nước thải ở khu khai thác Nam Dương Huy sẽ ảnh hưởng đáng kể tới môi trường sông Diễn Vọng và Vịnh Cửa Lục. b) Vùng đồi núi thấp lưu vực hồ Yên Lập và đô thị Yên Hưng Bao gồm các tiểu vùng ưu tiên phát triển nuôi trồng thuỷ sản, chăn nuôi, công nghiệp chế biến và du lịch sinh thái. Tuy nhiên, đây là vùng đồng bằng trũng thấp, nằm ở rìa Tây vịnh, địa hình bị chia cắt nhiều bởi các lạch triều nên nguồn ô nhiễm phát sinh ở đây ít có khả năng ảnh hưởng đến môi trường vùng Vịnh Hạ Long. c) Vùng đồi núi thấp và khu công nghiệp than Cẩm Phả - Mông Dương - Tiểu vùng khai thác than Cẩm Phả: Tiếp tục khai thác than lộ thiên ở các mỏ Cọc Sáu, Đèo Nai, Cao Sơn. - Tiểu vùng đô thị và công nghiệp Cẩm Phả: ưu tiên phát triển đô thị ở khu trung tâm, phát triển công nghiệp và đô thị ở phía Đông, phát triển cảng biển. Nguồn phát sinh chất gây ô nhiễm chính từ bãi rác tập trung; khu vực than Cẩm Phả; nhà máy sàng tuyển Cửa Ông; các cảng than nằm dọc bờ Vịnh Bái Tử Long và quốc lộ 18A với các kho than 92 Trần Đức Thạnh (Chủ biên), Trần Văn Minh, Cao Thị Thu Trang, Vũ Duy Vĩnh, Trần Anh Tú ngoài trời, bãi xít thải và nước rửa trôi bề mặt đã làm ô nhiễm nước biển ven bờ; các dự án lấn biển ven bờ v.v. d) Vùng Di sản thiên nhiên Thế giới Vịnh Hạ Long - Tiểu vùng bảo vệ nghiêm ngặt và phát triển du lịch sinh thái khu Di sản thiên nhiên Thế giới Vịnh Hạ Long. Nguồn ô nhiễm chủ yếu từ hoạt động du lịch, hoạt động dân cư ven bờ, trên vịnh và hoạt động tầu thuyền trên vịnh. - Tiểu vùng bảo vệ và phục hồi hệ sinh thái ven bờ Vịnh Hạ Long kéo dài từ Yên Hưng đến Cửa Ông. Các hoạt động kinh tế ven bờ bao gồm khai thác than, phát triển đô thị, công nghiệp, giao thông thuỷ, nuôi thuỷ sản v.v. đã và đang làm chất lượng môi trường ven bờ vịnh ngày càng suy giảm. 4.2. Định hướng quy hoạch bảo vệ môi trường theo lĩnh vực hoạt động a) Định hướng quy hoạch bảo vệ môi trường vùng than Tại vùng than Hòn Gai, cơ bản giữ nguyên mặt bằng của các mỏ ở khu vực đồi núi phía Bắc thành phố. Việc giảm lượng than vận chuyển qua cảng Nam Cầu Trắng sẽ làm giảm đáng kể mật độ tầu thuyền than qua Vịnh Hạ Long. Dùng băng tải chuyển than lên phía Bắc cung cấp cho nhà máy nhiệt điện Quảng Ninh. Bố trí thêm 1 nhà sàng tuyển công suất 4 - 5 triệu tấn ở khu vực phía Bắc mỏ Hà Lầm và tiêu thụ than qua cảng Diễn Vọng. Đồng thời, di chuyển nhà máy cơ khí Hòn Gai, tôn tạo lại các khu vực cảng Cọc 5, Cái Đá và đắp đất lấn biển ở khu Khe Cá thành các khu dân cư ngành than. Tại vùng Cẩm Phả, tiến hành cải tạo và mở rộng các mỏ hiện có và xây mới một số mặt bằng sản xuất nhỏ, trung tâm sàng tuyển cho phù hợp với việc tăng sản lượng khai thác của các mỏ. Đồng thời, bố trí tập trung các cảng xuất than tại Km6, Cửa Ông và Mông Dương. Đầu tư hạ tầng phát triển các khu dân cư và trung tâm thương mại như khu lấn biển Cọc 6 - Cửa Ông, khu làng mỏ xã Quang Hanh, khu dân cư bãi thải Nam Đèo Nai, khu vui chơi giải trí và cảng du lịch Vũng Đục, khu dân cư Mông Dương v.v. Đồng thời, xây dựng các bãi thải mới là các thung lũng tự nhiên ở trung tâm tiểu vùng khai thác than xa khu dân cư và xa nguồn nước mặt như sông Diễn Vọng, đập chứa nước Diễn Vọng và sông Mông Dương; đảm bảo dưới bãi thải không có than. b) Định hướng quy hoạch bảo vệ môi trường đối với hoạt động du lịch Không gian hoạt động du lịch dải ven biển Hạ Long - Cẩm Phả - Yên Hưng sẽ được quy hoạch thành hai khu cơ bản là khu trung tâm du lịch và vùng đệm. Trong đó, khu trung tâm du lịch gồm phân khu dịch vụ du lịch và phân khu hoạt động du lịch. Theo không gian, phân khu dịch vụ du lịch chia thành 3 tiểu khu: Bãi Cháy là nơi lưu trú chính của khách (khách sạn, nhà hàng, bến xe v.v.); Hòn Gai là trung tâm quản lý và điều phối các hoạt động văn hoá thể thao, viễn thông, ngân hàng và giao dịch thương mại; Cẩm Phả là nơi quản lý điều phối các hoạt động khu du lịch Vịnh Bái Tử Chương II: CÁC YẾU TỐ LIÊN QUAN ĐẾN SỨC TẢI MÔI TRƯỜNG VỊNH HẠ LONG - BÁI TỬ LONG 93 Long và trung tâm chuyển khách từ các nơi đến Hạ Long, đi Móng Cái và Đông Hưng (Trung Quốc). Hoạt động du lịch được phân khu thành: Khu vực các bãi tắm biển: các bãi tắm nhân tạo sức chứa tối đa 1600 người bao gồm bãi tắm chính gồm Bãi Cháy, bãi Ti Tốp; các bãi tắm cỡ nhỏ sức chứa tối đa 400 người (0,1 - 1ha): các bãi chính ở Đầu Bê, Hang Trai, Vạn Hà, Cống Đỏ, Bọ Hung và Vạn Gió; các bãi tắm cỡ trung bình (1 - 4ha), sức chứa tối đa 1600 người bao gồm các bãi chính như Tuần Châu, Ngọc Vừng và Quán Lạn. Khu du lịch sinh thái ngầm: cụm đảo Hang Trai - Đầu Bê, Bồ Nâu - Cống Đỏ có các rạn san hô và nhiều hang ngầm đẹp. Khu công viên biển: nuôi các loài sinh vật cảnh, xây dựng bảo tàng biển trong các áng như Bù Xám, Trinh Nữ, Trề Môi, Vũng Ong và Hang Luồn. Khu tham quan khoa học: khu vực rừng thuần chủng Tuần Châu, hang động Đầu Gỗ, Bồ Nâu, Trinh Nữ, Thiên Cung, Tam Cung và Sửng Sốt v.v. Khu vui chơi giải trí trên biển: phần nước ven Vịnh Bãi Cháy. Khu thể thao mạo hiểm: các đảo ven Vịnh Lan Hạ, Hang Trai, Đầu Bê và vùng nước bao quanh. c) Định hướng quy hoạch bảo vệ môi trường khu vực đô thị Không gian ven bờ Vịnh Cửa Lục bao gồm cụm dân cư Khoang Xanh và khu đô thị lấn biển mới từ cầu Bãi Cháy đến đồi Hoá Học ở phía Đông vịnh; sản xuất nông nghiệp và nuôi thuỷ sản ở phía Bắc; sản xuất vật liệu xây dựng và khu công nghiệp Cái Lân. Chất thải từ khu vực này sẽ ảnh hưởng lớn đến môi trường vịnh Cửa Lục và vùng nước phía Tây Vịnh Hạ Long. Vì vậy, sẽ xây dựng hệ thống thu gom và xử lý nước thải sinh hoạt cho các cụm dân cư ven biển và xử lý chất thải từ nuôi thuỷ sản. Tại khu đô thị lấn biển từ Bãi Cháy đến cầu Tuần Châu, tiến hành xây dựng hệ thống thu gom, xử lý nước thải sinh hoạt trước khi đổ ra biển. Tại khu vực Hà Nam - Yên Hưng sẽ cải tạo vùng đầm hồ nuôi trồng thuỷ sản, xây dựng hệ thống tiêu thoát, xử lý nước thải sinh hoạt và nước thải từ nuôi trồng thuỷ sản. 95 Chương III THỰC TRẠNG VÀ DỰ BÁO TẢI LƯỢNG CÁC NGUỒN GÂY Ô NHIỄM MÔI TRƯỜNG NƯỚC VỊNH HẠ LONG - BÁI TỬ LONG I. ĐÁNH GIÁ TẢI LƯỢNG CHẤT GÂY Ô NHIỄM HIỆN TẠI Từ các số liệu nghiên cứu hiện trạng phát triển kinh tế - xã hội trong khu vực và dựa vào các phương pháp đánh giá các nguồn ô nhiễm ven bờ trong chương I, kết quả tải lượng chất gây ô nhiễm được tính toán cho các nguồn thải trong chương III này (Nguyễn Thị Phương Hoa, 2009). 1. Tải lượng chất gây ô nhiễm phát sinh từ các nguồn 1.1. Nguồn ô nhiễm từ sinh hoạt của dân cư và khách du lịch Dân số tỉnh Quảng Ninh có khoảng 1,1 triệu người (năm 2008), tỷ lệ tăng dân số tự nhiên 10,2‰ và mật độ dân trung bình 180 người/km2. Tuy nhiên, dân cư trong tỉnh phân bố không đều, ở thành phố Hạ Long mật độ đến 739 người/km2 và huyệnYên Hưng 415 người/km2, trong khi huyện Vân Đồn chỉ khoảng 74 người/km2 (Cổng thông tin điện tử Quảng Ninh, ngày 16/12/2008). Trong cơ cấu dân số, tỉnh Quảng Ninh có tỷ lệ nam luôn cao hơn nữ và tỷ lệ tăng dân số tự nhiên tương đối thấp so với toàn quốc. Khu vực ven bờ Vịnh Hạ Long - Bái Tử Long có tổng dân số khoảng 590.360 người, chiếm khoảng 54% tổng dân số toàn tỉnh. Kết quả đánh giá tải lượng thải sinh hoạt từ dân cư trong khu vực nghiên cứu được trình bày trong bảng 3.1. Bảng 3.1. Tải lượng chất gây ô nhiễm từ sinh hoạt của dân cư trong khu vực Vịnh Hạ Long - Bái Tử Long (tấn/năm) Tiểu khu vực phát sinh Chất ô nhiễm Hạ Long Cẩm Phả Vân Đồn Hoành Bồ Yên Hưng COD 11.287,5 8.841,0 2.259,5 2.638,0 7.444,0 BOD5 5.130,7 4.018,6 1.027,0 1.199,1 3.383,6 N-T 820,9 643,0 164,3 191,9 541,4 P-T 225,7 176,8 45,2 52,8 148,9 NO3-+ NO2- 8,2 6,4 1,6 1,9 5,4 + 451,5 353,6 90,4 105,5 297,8 3- 121,9 95,5 24,4 28,5 80,4 6157 4822 1232 1439 4060 NH4 PO4 TSS 96 Trần Đức Thạnh (Chủ biên), Trần Văn Minh, Cao Thị Thu Trang, Vũ Duy Vĩnh, Trần Anh Tú Lượng khách du lịch tới Quảng Ninh năm 2008 là 3.600.000 khách trong đó 3.136.500 khách du lịch tới tham quan thành phố Hạ Long và huyện Vân Đồn. Tải lượng thải từ khách du lịch được trình bày trong bảng 3.2. Bảng 3.2. Tải lượng chất gây ô nhiễm từ sinh hoạt của khách du lịch trong khu vực Vịnh Hạ Long - Bái Tử Long (tấn/năm) Chất ô nhiễm Lượng thải phát sinh Thành phố Hạ Long Huyện Vân Đồn COD 429,4 43,1 BOD5 195,2 19,6 N-T 31,2 3,1 P-T 8,6 0,9 NO3-+ NO2- 0,3 0 NH4+ 17,2 1,7 PO43- 4,6 0,5 TSS 234,2 23,5 Bảng 3.3. Tải lượng chất gây ô nhiễm từ nguồn sinh hoạt trong khu vực Vịnh Hạ Long - Bái Tử Long (tấn/năm) Tiểu khu vực phát sinh Chất ô nhiễm Tổng Hạ Long Cẩm Phả Vân Đồn Hoành Bồ Yên Hưng COD 11.716,9 8.841,0 2.302,5 2.638,0 7.444,0 32.942,4 BOD5 5.325,9 4.018,6 1046,6 1199,1 3.383,6 14.973,8 N-T 852,1 643,0 167,5 191,9 541,4 2.395,9 P-T 234,3 176,8 46,1 52,8 148,9 658,9 NO3-+ NO2- 8,5 6,4 1,7 1,9 5,4 23,9 NH4+ 468,7 353,6 92,1 105,6 297,8 1317,8 3- 126,5 95,5 24,9 28,5 80,4 355,8 6391 4822 1256 1439 4.060 17.968,0 PO4 TSS Trên Vịnh Hạ Long còn có 3 khu dân cư trực thuộc UBND thành phố Hạ Long là Cửa Vạn, Ba Hang và Vông Viêng gồm 351 hộ dân với 1512 nhân khẩu, nghề nghiệp chính là nuôi trồng, đánh bắt hải sản và kinh doanh. Nguồn thải sinh hoạt từ các hộ dân này được xả trực tiếp xuống biển (Ban Quản lý Vịnh Hạ Long, 2008). Ngoài ra, trên địa Chương III: THỰC TRẠNG VÀ DỰ BÁO TẢI LƯỢNG CÁC NGUỒN GÂY Ô NHIỄM MÔI TRƯỜNG NƯỚC VỊNH HẠ LONG - BÁI TỬ LONG 97 bàn thành phố có 400 tầu du lịch vận chuyển hành khách thăm vịnh, trong đó có 61 tầu đạt tiêu chuẩn 3 sao, 62 tầu 2 sao, 102 tầu 1 sao, 100 tầu được phép kinh doanh dịch vụ lưu trú đêm trên vịnh (UBND thành phố Hạ Long, 2008). Chất thải sinh hoạt của khách tham quan vịnh và đội tầu hàng ngày xả trực tiếp xuống vịnh cũng là nguồn ô nhiễm đáng phải quan tâm. Tổng hợp hai bảng 3.1 và 3.2 và kết quả tính toán nguồn xả trực tiếp của 351 hộ dân trên biển, kết quả ước tính tải lượng thải sinh hoạt từ dân cư và khách du lịch trong khu vực được trình bày trên bảng 3.3. 1.2. Nguồn ô nhiễm công nghiệp Các ngành công nghiệp là thế mạnh của tỉnh bao gồm khai thác than, vật liệu xây dựng, nhiệt điện và đóng tầu. Trong đó, công nghiệp than chiếm tỷ trọng lớn trong sản xuất công nghiệp và là nguồn ô nhiễm quan trọng gây ảnh hưởng đến chất lượng môi trường và tài nguyên khu vực Vịnh Hạ Long - Bái Tử Long. Bảng 3.4. Lượng nước thải và đất đá thải từ hoạt động ngành than trong khu vực Vịnh Hạ Long - Bái Tử Long (triệu m3) Hoạt động Thành phố Hạ Long Thị xã Cẩm Phả Nước thải Đất đá thải Nước thải Đất đá thải 1. Khai thác 28,8 41,0 74,9 106,2 - Mỏ lộ thiên 12,0 33,0 31,2 85,8 - Mỏ hầm lò 16,8 8,0 43,7 20,4 2. Sàng tuyển 2,4 0,6 12,0 3,0 Tổng cộng 31,2 41,6 86,9 109,2 Hoạt động khai thác than tạo ra một khối lượng lớn các đất đá thải và nước thải. Tính trung bình ở Quảng Ninh khi khai thác 1 tấn than hầm lò thì thải khoảng 2m3 đất đá và 4,2m3 nước thải; khai thác 1 tấn than lộ thiên thải khoảng 5,5m3 đất đá và 2m3 nước thải. Tại các nhà sàng, lượng nước thải phát sinh cũng khoảng 1,2m3/tấn sản phẩm và khoảng 30% lượng than nguyên liệu trở thành đất đá thải trong quá trình sàng tuyển (Nguyễn Đình Hoè, 1997, Trần Văn Nhân và nnk, 2002). Trên bảng 3.4 tổng hợp lượng nước thải, đất đá thải được ước tính từ hoạt động khai thác than hàng năm ở khu vực Hạ Long và Cẩm Phả: mỗi năm nước thải 31,2 triệu tấn ở thành phố Hạ Long và 86,9 triệu tấn ở thị xã Cẩm Phả; đất đá thải 41,6 triệu m3 ở thành phố Hạ Long và 109,2 triệu m3 ở thị xã Cẩm Phả. Phần lớn đất đá thải được đổ ra các bãi thải ven biển quanh khu vực Hạ Long và Cẩm Phả hình thành các bãi thải lớn như: Nam Đèo Nai rộng 230ha, cao khoảng 200m, bãi thải Nhà máy tuyển than Cửa Ông rộng 125ha, bãi thải Nhà máy tuyển than Nam Cầu Trắng 80ha và Lộ Phong 21ha (Hoàng Vĩnh Khuyến, 2007). 98 Trần Đức Thạnh (Chủ biên), Trần Văn Minh, Cao Thị Thu Trang, Vũ Duy Vĩnh, Trần Anh Tú Bảng 3.5. Thành phần trung bình nước thải ngành than trong khu vực Vịnh Hạ Long - Bái Tử Long Hàm lượng (mg/l) các chất gây ô nhiễm trong Chất ô nhiễm Nước thải mỏ Nước thải sàng tuyển COD 91,9 52,8 BOD5 6,8 13,4 TSS 315,3 4505,5 0,83 0,28 N-T 6,47 9,64 P-T 0,50 1,39 Hg 0,0002* - Pb 0,0008* 1,4868** Zn - 5,9605** Cu - 2,9868** As 0,0011* - Cd 0,0006* - NH4 + Nguồn: Tính theo JICA, 1999; (*): UBND tỉnh Quảng Ninh, 2007; (**): Nguyễn Đình Hoè, 1997; (-)- Chưa có số liệu Nước thải từ các nhà sàng chỉ qua bể lắng sơ bộ rồi thải thẳng ra vùng nước ven bờ. Nước thải mỏ hầu hết xả tràn tự do trên bề mặt hoặc vào các sông suối. Thành phần nước thải sàng tuyển và nước thải mỏ tính trung bình được trình bày trong bảng 3.5: Do chưa có số liệu về hàm lượng một số kim loại nặng như As, Hg và Cd trong nước thải sàng tuyển, đã ước tính tối thiểu bằng hàm lượng của chúng trong nước thải mỏ. Kết quả ước tính tải lượng một số chất gây ô nhiễm phát sinh từ hoạt động ngành than được tổng hợp ở bảng 3.6. Ngoài công nghiệp than, các ngành chế biến thuỷ sản, sản xuất bia, nước ngọt và dầu ăn v.v. trong vùng cũng góp phần đáng kể gây ô nhiễm môi trường khu vực vịnh do phần lớn nước thải đều chưa qua xử lý. Sản xuất các sản phẩm tôm, cá đông lạnh (khoảng 4.000 tấn) tập trung ở khu vực huyện Yên Hưng; thuỷ sản khô (30 tấn) và nước mắm (30.000 lít) ở huyện Vân Đồn; dầu thực vật (133.000 tấn/năm), bột mì (151.000 tấn) và bia (45,4 triệu lít) ở khu vực thành phố Hạ Long (Phòng Thống kê UBND các huyện, thành phố, 2008). Thành phần nước thải do một số cơ sở chế biến thực phẩm, đồ uống được ước tính dựa trên thành phần nước thải điển hình, tải lượng các chất hữu cơ và các dạng chất dinh dưỡng trong nguồn thải được trình bày trong bảng 3.7. Kết quả tổng hợp các tải lượng thải nguồn công nghiệp trong khu vực nghiên cứu được trình bày trên bảng 3.8. Chương III: THỰC TRẠNG VÀ DỰ BÁO TẢI LƯỢNG CÁC NGUỒN GÂY Ô NHIỄM MÔI TRƯỜNG NƯỚC VỊNH HẠ LONG - BÁI TỬ LONG 99 Bảng 3.6. Tải lượng chất gây ô nhiễm phát sinh từ hoạt động ngành than khu vực Vịnh Hạ Long - Bái Tử Long (tấn/năm) Thành phố Hạ Long Thị xã Cẩm Phả Chất ô nhiễm Mỏ Sàng Tổng Mỏ Sàng Tổng COD 2.646,7 126,7 2773,4 6.883,3 633,6 7.516,9 BOD5 195,8 32,2 228,0 509,3 160,8 670,1 N-T 186,3 23,1 209,5 484,6 115,7 600,3 P-T 14,4 3,3 17,7 37,5 16,7 54,1 NH4+ 23,9 0,7 24,6 62,2 3,4 65,5 As 0,0317 0,0026 0,0343 0,0824 0,0132 0,0956 Hg 0,0058 0,0005 0,0063 0,0150 0,0024 0,0174 Pb 0,0230 3,5683 3,5914 0,0599 17,8416 17,90152 Zn - 14,3052 14,3052 - 71,526 71,526 Cu - 7,1683 7,1683 - 35,8416 35,8416 TSS 9080,6 10.813,2 19.893,8 23.616,0 54.066,0 77.682,0 Chú thích: (-) – Chưa đủ số liệu tính toán Bảng 3.7. Tải lượng chất gây ô nhiễm phát sinh từ ngành công nghiệp thực phẩm khu vực Vịnh Hạ Long - Bái Tử Long (tấn/năm) Thành phố Hạ Long Chất ô nhiễm Yên Hưng Sản xuất bia Bột mì Dầu ăn Tổng Thuỷ sản đông lạnh V thải (m ) 498.817 3.775.000 1.396.500 5.670.317 380.000 COD 74,8 5.662,5 2.723,2 8.460,5 741,0 BOD5 43,4 3.114,4 1892,3 5050,0 570,0 N-T 21,7 160,4 27,9 210,1 34,2 P-T 1,8 130,8 79,5 212,1 23,9 NO3-+NO2- 3 0,2 1,6 0,3 2,1 0,3 + 8,2 38,5 10,6 57,4 13,0 3- 0,9 65,4 39,7 106,1 12,0 15,0 4.688,5 132,7 4.836,2 32,3 NH4 PO4 TSS Trần Đức Thạnh (Chủ biên), Trần Văn Minh, Cao Thị Thu Trang, Vũ Duy Vĩnh, Trần Anh Tú 100 Bảng 3.8. Tải lượng chất gây ô nhiễm phát sinh từ hoạt động công nghiệp khu vực Vịnh Hạ Long - Bái Tử Long (tấn/năm) Chất ô nhiễm Tiểu khu vực phát sinh Tổng Thành phố Hạ Long Cẩm Phả Yên Hưng COD 11.233,9 7.516,9 741,0 19.491,8 BOD5 5.278,0 670,1 570,0 6.518,1 N-T 419,5 600,3 34,2 1054 229,8 54,1 23,9 307,8 P-T - NO3 +NO2 - 2,1 - 0,3 2,4 + 81,9 65,5 13,0 160,4 3- 106,1 - 12,0 118,1 As 0,03432 0,09559 - 0,12991 Hg 0,00624 0,01738 - 0,02362 Pb 3,59136 17,90152 - 21,4929 Zn 14,3052 71,526 - 85,8312 Cu 7,16832 35,8416 - 43,00992 TSS 24730,0 77682,0 32,3 102444,3 NH4 PO4 Chú thích: (-): Chưa đủ cơ sở tính hoặc không đáng kể 1.3. Nguồn ô nhiễm do chăn nuôi Hiện nay, khu vực nghiên cứu có đàn trâu trên 12,4 nghìn con, đàn bò gần 11 nghìn con, lợn khoảng 132 nghìn con, hơn 882 nghìn con gà và vịt. Tải lượng thải phát sinh từ hoạt động chăn nuôi từ các địa phương trong khu vực được ước tính trong bảng 3.9. Bảng 3.9. Tải lượng chất gây ô nhiễm phát sinh do chăn nuôi trong khu vực Vịnh Hạ Long - Bái Tử Long (tấn/năm) Tiểu khu vực phát sinh Chất ô nhiễm Tổng Hạ Long Cẩm Phả Vân Đồn COD 2.277,9 1856,1 2.199,9 4.240,1 6.907,9 17.481,9 BOD5 1.361,8 1.227 1.485,9 2.969,1 4412,5 11.456,3 N-T 505,4 479,7 637,1 1.413,1 1.799,6 4.834,9 P-T 244,6 200,7 221,9 388,2 711,5 1.766,9 NO3-+NO2- Hoành Bồ Yên Hưng 5 4,8 6,3 14,2 18 48,3 + 121,3 115,1 152,9 339,2 431,9 1160,4 PO43- 106,3 89 97,7 170 311,1 774,1 TSS 6.701,0 6.455,0 7.813,2 15.690,1 22.501,6 59.160,9 NH4 Chương III: THỰC TRẠNG VÀ DỰ BÁO TẢI LƯỢNG CÁC NGUỒN GÂY Ô NHIỄM MÔI TRƯỜNG NƯỚC VỊNH HẠ LONG - BÁI TỬ LONG 101 1.4. Nguồn ô nhiễm từ nuôi thuỷ sản Quảng Ninh đã và đang thu hút được nhiều dự án đầu tư phát triển kinh tế thuỷ sản. Diện tích nuôi mặn, lợ Quảng Ninh vào thời gian nghiên cứu khoảng 17.133ha trong đó có 11.300ha nuôi tôm (nuôi thâm canh gần 1.000ha, trên 1.000ha nuôi bán thâm canh còn lại nuôi quảng canh và nuôi sinh thái), 1.300ha nuôi nhuyễn thể và hơn 4500 ha nuôi các loài hải sản khác (Tình hình thống kê thuỷ sản Quảng Ninh - Cổng thông tin điện tử Quảng Ninh, 2009). Năm 2008, sản lượng thuỷ sản nuôi toàn tỉnh Quảng Ninh đạt 24.900 tấn bằng 95% so với cùng kỳ năm 2007 do chịu tác động của thiên tai và dịch bệnh (UBND tỉnh Quảng Ninh, 2008). Diện tích nuôi thuỷ sản mặn lợ trong khu vực có khoảng 11.344ha, chiếm hơn 66% tổng diện tích nuôi mặn lợ toàn tỉnh. Nuôi thuỷ sản mặn lợ phát triển mạnh ở Yên Hưng và Vân Đồn. Diện tích nuôi thuỷ sản mặn lợ của Yên Hưng khoảng 6.800ha, sản lượng nuôi mặn lợ đạt 4973 tấn năm 2008, chủ yếu là nuôi quảng canh và quảng canh cải tiến, nuôi công nghiệp chỉ 176ha. Huyện Vân Đồn có diện tích nuôi mặn lợ khoảng 2.200ha, sản lượng 2010 tấn, trong đó nhuyễn thể đạt 1.055 tấn, cá lồng khoảng 795 tấn và tôm đạt 95 tấn năm 2008. Huyện Vân Đồn và Huyện Hoành Bồ có khoảng 578ha nuôi thuỷ sản mặn lợ trong đó có 63,5ha nuôi tôm công nghiệp với sản lượng đạt 412 tấn năm 2008. Nuôi trồng thuỷ sản ở Cẩm Phả nhìn chung kém phát triển, chủ yếu là nuôi quảng canh, tự phát, qui mô hộ gia đình, chưa có doanh nghiệp nuôi trồng chuyên nghiệp vì vậy sản lượng nuôi trồng ở Cẩm Phả đạt không đáng kể (UBND các huyện, thị, 2008). Trước kia, nuôi lồng bè phát triển mạnh ở Hạ Long, Cẩm Phả và Vân Đồn, nay các bè nuôi ở Cẩm Phả hầu hết biến thành nơi phục vụ nhà hàng kinh doanh ăn uống. Toàn tỉnh có khoảng 7235 ô lồng nuôi thuỷ sản, trong đó huyện Vân Đồn có 5000 ô lồng với sản lượng cá nuôi 795 tấn và trên Vịnh Hạ Long có khoảng 1220 ô lồng với sản lượng trung bình đạt 107 tấn/năm. Nuôi ô lồng trên Vịnh Hạ Long tập trung ở 3 khu vực dân cư là Cửa Vạn, Ba Hang và Vông Viêng với khoảng 432 bè nuôi thuỷ sản tính đến tháng 3 năm 2007 (Ban Quản lý Vịnh Hạ Long, 2008). Nuôi vây ngao trên các chương, bãi, thức ăn hoàn toàn dựa vào nguồn tự nhiên do vậy lượng thải phát sinh không nhiều. Đầm nuôi tôm quảng canh cải tiến có nguồn giống, nguồn nước, thức ăn cũng hầu như lấy từ tự nhiên nên khả năng phát sinh chất thải hữu cơ trong đầm nuôi cũng hạn chế. Nuôi cá nước mặn bằng lồng bè và nuôi tôm công nghiệp tạo ra nguồn thải chất hữu cơ và dinh dưỡng lớn. Phần lớn ni-tơ được thải ra ở dạng NH4+ – N hoà tan và phần lớn phốt-pho thải ra ở dạng không tan. Trên cơ sở số liệu điều tra và tính toán, số liệu tổng hợp kết quả đánh giá tải lượng các chất gây ô nhiễm phát sinh từ hoạt động nuôi thuỷ sản từ các địa phương trong khu vực được trình bày trên bảng 3.10. 102 Trần Đức Thạnh (Chủ biên), Trần Văn Minh, Cao Thị Thu Trang, Vũ Duy Vĩnh, Trần Anh Tú Bảng 3.10. Tải lượng chất gây ô nhiễm phát sinh từ hoạt động nuôi thuỷ sản trong khu vực Vịnh Hạ Long - Bái Tử Long (tấn/năm) Tiểu khu vực phát sinh Chất ô nhiễm Tổng Thành phố Hạ Long Vân Đồn Hoành Bồ Yên Hưng COD 1,7 15,3 11,7 36,9 65,6 BOD5 0,5 4,3 3,3 10,5 18,6 N-T 0,3 2,8 2,1 6,8 12 0,3 2,5 1,9 6,1 10,8 0,003 0,03 0,02 0,07 0,123 NH4+ 0,07 0,7 0,5 1,6 2,87 PO43- 0,1 1,1 0,9 2,8 4,9 P-T - NO3 + NO2 - 1.5. Nguồn ô nhiễm từ hoạt động của tàu thuyền Theo thống kê, trên khu vực Vịnh Hạ Long - Bái Tử Long có khoảng 430 tàu thuyền đang hoạt động để phục vụ khách du lịch, trong đó có 154 tàu đủ điều kiện lưu trú trên vịnh. Các tàu du lịch hoạt động theo 8 tuyến tham quan trên Vịnh Hạ Long và các vùng phụ cận đến Cẩm Phả, Vân Đồn và đảo Cát Bà (Hải Phòng). Trên địa bàn tỉnh có 7 cảng và bến tổ chức trả khách thăm Vịnh Hạ Long. Tuy nhiên, công tác quản lý nhà nước, các văn bản pháp luật, cơ sở vật chất, hạ tầng cảng bến phục vụ tàu du lịch trên vịnh còn nhiều bất cập, chưa đáp ứng được yêu cầu phát triển. Nguồn ô nhiễm từ hoạt động tàu phục vụ du lịch chủ yếu là nước thải từ tàu (có chứa khoảng 2kg/tàu/ngày), các chất hữu cơ và dinh dưỡng từ hoạt động phục vụ khách du lịch của đội tàu. Nếu tính trung bình mỗi tàu có từ 3-4 người (đội tàu) thì lượng chất thải do hoạt động của các tàu phục vụ du lịch trong khu vực Vịnh Hạ Long - Bái Tử Long như sau (bảng 3.11): Bảng 3.11. Tải lượng chất gây ô nhiễm phát sinh từ hoạt động của tàu thuyền phục vụ du lịch trong khu vực Vịnh Hạ Long - Bái Tử Long (tấn/năm) Thông số Tiểu khu vực phát sinh Tổng Thành phố Hạ Long Vân Đồn COD 82,28 12,32 94,60 BOD5 37,40 5,60 43,00 N-T 5,98 0,90 6,88 P-T 1,65 0,25 1,89 TSS 44,88 6,72 51,60 Chương III: THỰC TRẠNG VÀ DỰ BÁO TẢI LƯỢNG CÁC NGUỒN GÂY Ô NHIỄM MÔI TRƯỜNG NƯỚC VỊNH HẠ LONG - BÁI TỬ LONG 103 Trên địa bàn tỉnh Quảng Ninh có khoảng 7000 tàu đánh cá. Tuy nhiên, phạm vi hoạt động của các tàu này là vùng biển xa bờ nên không thống kê tính toán nguồn ô nhiễm này. 2. Tải lượng chất gây ô nhiễm phát sinh từ các khu vực Tổng lượng phát thải các chất gây ô nhiễm từ các nguồn trong khu vực được phân định theo các đơn vị hành chính tương ứng với các tiểu khu vực, bao gồm thành phố Hạ Long, Cẩm Phả, Vân Đồn, Hoành Bồ và Yên Hưng được trình bày trong các bảng 3.12, 3.13, 3.14, 3.15 và 3.16. Bảng 3.12. Tải lượng chất gây ô nhiễm phát sinh từ tiểu khu vực thành phố Hạ Long và trên Vịnh Hạ Long (tấn/năm) Nguồn phát sinh Chất ô nhiễm Sinh hoạt Công nghiệp Chăn nuôi Thuỷ sản Tàu thuyền Tổng COD 11.716,9 11.233,9 2.277,9 1,7 82,28 25.312,7 BOD5 5.325,9 5.278,0 1.361,8 0,5 37,40 12.003,6 N-T 852,1 419,5 505,4 0,3 5,98 1.783,3 P-T 234,3 229,8 244,6 0,3 1,65 710,6 NO3- + NO2- 8,5 2,1 5,0 0,003 15,6 NH4+ 468,7 81,9 121,3 0,07 672,0 PO43- 126,5 106,1 106,3 0,1 339,0 As - 0,03432 - - 0,03432 Hg - 0,00624 - - 0,00624 Pb - 3,59136 - - 3,59136 Zn - 14,3052 - - 14,3052 Cu - 7,16832 - - 7,16832 TSS 6391 24730,0 6701 - Dầu 44,88 37867 273 273 Chú thích: (-) Chưa đủ số liệu tính toán hay không đáng kể 104 Trần Đức Thạnh (Chủ biên), Trần Văn Minh, Cao Thị Thu Trang, Vũ Duy Vĩnh, Trần Anh Tú Bảng 3.13. Tải lượng chất gây ô nhiễm phát sinh từ tiểu khu vực Cẩm Phả (tấn/năm) Nguồn phát sinh Chất ô nhiễm Tổng Sinh hoạt Công nghiệp Chăn nuôi Thuỷ sản COD 8.841,0 7.516,9 1856,1 - 18.214,0 BOD5 4.018,6 670,1 1.227 - 5.915,7 N-T 643,0 600,3 479,7 - 1723 P-T 176,8 54,1 200,7 - 431,6 NO3- + NO2- 6,4 - 4,8 - 11,2 NH4+ 353,6 65,5 115,1 - 534,2 PO43- 95,5 - 89,0 - 184,5 As - 0,09559 - - 0,09559 Hg - 0,01738 - - 0,01738 Pb - 17,90152 - - 17,90152 Zn - 71,526 - - 71,526 Cu - 35,8416 - - 35,8416 TSS 4822 7.7682,0 6.455,0 - 88.959 Chú thích: (-) Chưa đủ số liệu tính toán hay không đáng kể Bảng 3.14. Tải lượng chất gây ô nhiễm phát sinh từ tiểu khu vực Vân Đồn (tấn/năm) Nguồn phát sinh Chất ô nhiễm Sinh hoạt Công nghiệp Chăn nuôi Thuỷ sản Tàu thuyền Tổng COD 2.302,5 - 2.199,9 15,3 12,3 4.530,0 BOD5 1046,6 - 1485,9 4,3 5,6 2.542,4 N-T 167,5 - 637,1 2,8 0,9 808,3 P-T 46,1 - 221,9 2,5 0,2 270,7 NO3- + NO2- 1,7 - 6,3 0,03 8,0 NH4+ 92,1 - 152,9 0,7 245,7 PO43- 24,9 - 97,7 1,1 123,7 TSS 1256 - 7813,2 - Dầu 6,7 9075 40,9 40.9 Chú thích: (-) – Không đáng kể. Chương III: THỰC TRẠNG VÀ DỰ BÁO TẢI LƯỢNG CÁC NGUỒN GÂY Ô NHIỄM MÔI TRƯỜNG NƯỚC VỊNH HẠ LONG - BÁI TỬ LONG 105 Bảng 3.15. Tải lượng chất gây ô nhiễm phát sinh từ tiểu khu vực Hoành Bồ (tấn/năm) Nguồn phát sinh Chất ô nhiễm Tổng Sinh hoạt Công nghiệp Chăn nuôi Thuỷ sản COD 2.638,0 - 4.240,1 11,7 6.889,8 BOD5 1.199,1 - 2.969,1 3,3 4.171,5 N-T 191,9 - 1.413,1 2,1 1607,1 52,8 - 388,2 1,9 442,9 P-T - NO3 + NO2 1,9 - 14,2 0,02 16,12 + 105,6 - 339,2 0,5 445,3 3- 28,5 - 170 0,9 199,4 1.439 - 15.690 - 17.129 NH4 PO4 - TSS Chú thích: (-) – Không đáng kể Bảng 3.16. Tải lượng chất gây ô nhiễm phát sinh từ tiểu khu vực Yên Hưng (tấn/năm) Nguồn phát sinh Chất ô nhiễm Tổng Sinh hoạt Công nghiệp Chăn nuôi Thuỷ sản COD 7.444,0 741,0 6907,9 36,9 15.129,8 BOD5 3.383,6 570,0 4412,5 10,5 8.376,6 N-T 541,4 34,2 1799,6 6,8 2.382,0 148,9 23,9 711,5 6,1 890,4 P-T 3- 2- NO + NO 5,4 0,3 18 0,07 23,8 + 297,8 13,0 431,9 1,6 744,3 3- 80,4 12,0 311,1 2,8 406,3 4.060 32,3 22.502,0 - 23.594 NH4 PO4 TSS Tổng tải lượng chất gây ô nhiễm phát sinh từ các tiểu khu vực thuộc khu vực Vịnh Hạ Long – Bái Tử Long được trình bày trong bảng 3.17. Với mức độ phát triển kinh tế - xã hội như hiện nay, trong khu vực nghiên cứu mỗi năm sẽ phát sinh khoảng: 70 nghìn tấn COD; 33 nghìn tấn BOD5; 8,3 nghìn tấn NT (NO3- + NO2- – 75 tấn; NH4+ – 2,6 nghìn tấn); 2,7 nghìn tấn P-T (PO43- – 1,3 nghìn tấn) và khoảng 15 tấn kim loại nặng (Zn – 86 tấn; Cu – 43 tấn; Pb – 21 tấn; As – 130kg; Hg – 24kg). Nhìn chung, các chất gây ô nhiễm hữu cơ phát sinh nhiều nhất ở tiểu khu vực thành phố Hạ Long, tiếp theo là các tiểu khu vực Yên Hưng, Cẩm Phả, Hoành Bồ và Vân Đồn; Tải lượng các chất dinh dưỡng phát sinh theo thứ tự giảm dần từ tiểu khu vực Yên Hưng đến Hạ Long, Hoành Bồ, Cẩm Phả và Vân Đồn. Nguồn phát sinh các 106 Trần Đức Thạnh (Chủ biên), Trần Văn Minh, Cao Thị Thu Trang, Vũ Duy Vĩnh, Trần Anh Tú kim loại nặng chủ yếu từ vùng khai thác than Cẩm Phả - Hạ Long, trong đó trên 70% là từ tiểu khu vực Cẩm Phả; các tiểu khu vực còn lại có nguồn phát sinh kim loại nặng không đáng kể. Bảng 3.17. Tổng tải lượng chất gây ô nhiễm phát sinh trong khu vực Vịnh Hạ Long - Bái Tử Long (tấn/năm) Tiểu khu vực phát sinh Chất ô nhiễm Tổng Hạ Long Cẩm Phả Vân Đồn Hoành Bồ Yên Hưng COD 25.312,7 18.214,0 4.530,0 6.889,8 15.129,8 70.076,3 BOD5 12.003,6 5.915,7 2.542,4 4.171,5 8.376,6 33.009,8 N-T 1.783,3 1723 808,3 1.607,1 2.382,0 8.303,7 P-T 710,6 431,6 270,7 442,9 890,4 2746,2 NO3- + NO2- 15,6 11,2 8,0 16,12 23,8 74,72 NH4+ 672,0 534,2 245,7 445,3 744,3 2641,5 3- 339,0 184,5 123,7 199,4 406,3 1.252,9 As 0,03432 0,09559 - - - 0,130 Hg 0,00624 0,01738 - - - 0,024 Pb 3,59136 17,90152 - - - 21,493 Zn 14,3052 71,526 - - - 85,831 Cu 7,16832 35,8416 - - - 43,010 TSS 37.867 88.959 9.075 17.129 26.594 839.903* Dầu 273 PO4 40,9 313,9 Chú thích: (-) – Không đáng kể, (*) - Bao gồm cả lượng bùn đổ thải trong vịnh và phát thải của dân cư sống trên vịnh, trung bình khoảng 660.279 tấn/năm 3. Tải lượng chất gây ô nhiễm đưa vào Vịnh Hạ Long - Bái Tử Long Các chất gây ô nhiễm vào Vịnh Hạ Long - Bái Tử Long qua hai đường chính là: rửa trôi các nguồn ô nhiễm (nguồn tập trung và nguồn phân tán) trên đất liền qua hệ thống sông suối, lạch triều đưa ra vịnh và đổ trực tiếp (100%) các chất gây ô nhiễm vào vịnh từ các hoạt động của dân cư, khách du lịch và đầm nuôi thuỷ sản ở sát bờ hoặc nuôi lồng bè trên vịnh. Kết quả tính toán ở phần này là tải lượng chất gây ô nhiễm tối đa có khả năng đưa vào vịnh từ việc rửa trôi các nguồn ô nhiễm tập trung và các nguồn thải trực tiếp trong khu vực nghiên cứu. Hiện tại, việc quản lý, kiểm soát các nguồn ô nhiễm (đặc biệt là ngành than) chưa hiệu quả, hầu hết các nguồn ô nhiễm chưa được xử lý trước khi xả ra môi trường. Chương III: THỰC TRẠNG VÀ DỰ BÁO TẢI LƯỢNG CÁC NGUỒN GÂY Ô NHIỄM MÔI TRƯỜNG NƯỚC VỊNH HẠ LONG - BÁI TỬ LONG 107 Bảng 3.18. Tổng tải lượng chất gây ô nhiễm đưa vào vịnh từ tiểu khu vực thành phố Hạ Long và từ trên Vịnh Hạ Long (tấn/năm) Nguồn phát sinh Sinh hoạt Công nghiệp Chăn nuôi Trực tiếp trên vịnh COD 7.843,5 10.110,5 2.050,11 513,6 20.517,7 BOD5 1.018,6 3.694,6 953,26 233,2 5.899,7 N-T 733,4 377,55 454,86 37,5 1603,3 224,0 229,8 244,6 10,6 709,0 Chất ô nhiễm P-T - NO3 + NO2 - Tổng 7,3 1,89 4,5 0,4 14,1 + 403,4 73,71 109,17 20,6 606,9 3- 121,0 106,1 106,3 5,6 339,0 As - 0,031 - - 0,031 Hg - 0,006 - - 0,006 Pb - 3,232 - - 3,232 Zn - 12,875 - - 12,875 Cu - 6,451 - - 6,451 TSS 4.473,7 22.257 3350,5 660.279,0 690.360 NH4 PO4 Chú thích: (-) – Không đáng kể. Bảng 3.19. Tải lượng chất gây ô nhiễm đưa vào vịnh từ tiểu khu vực Cẩm Phả (tấn/năm) Chất ô nhiễm Nguồn phát sinh Tổng Sinh hoạt Công nghiệp Chăn nuôi Thuỷ sản COD 6.188,7 6.765,2 928,1 - 13.882,0 BOD5 803,7 469,1 245,4 - 1518,2 N-T 578,7 540,3 383,8 - 1502,8 176,8 54,1 180,6 - 411,5 P-T - NO3 + NO2 - 5,8 0,0 3,8 - 9,6 NH4+ 318,2 59,0 92,1 - 469,3 PO43- 95,5 0,0 80,1 - 175,6 As - 0,086 - - 0,086 Hg - 0,016 - - 0,016 Pb - 16,111 - - 16,111 Zn - 64,373 - - 64,373 Cu - 32,257 - - 32,257 TSS 3375 69913,8 3227,5 - 76516,3 Chú thích: (-) – Không đáng kể. 108 Trần Đức Thạnh (Chủ biên), Trần Văn Minh, Cao Thị Thu Trang, Vũ Duy Vĩnh, Trần Anh Tú Các bảng từ 3.18 đến 3.22 trình bày lượng chất gây ô nhiễm được đưa vào Vịnh Hạ Long - Bái Tử Long từ các tiểu khu vực thành phố Hạ Long, thị xã Cẩm Phả, Vân Đồn, Hoành Bồ và Yên Hưng. Các nguồn ô nhiễm chính đưa vào Vịnh Hạ Long là từ sinh hoạt của dân cư (bao gồm cả du lịch - dịch vụ), công nghiệp và chăn nuôi với các chất thải chủ yếu là các chất hữu cơ (COD - 20,5 nghìn tấn, BOD5 - 5,9 nghìn tấn) dinh dưỡng (1,6 nghìn tấn NT, 709 tấn P-T). Đặc biệt, các hoạt động đổ thải bùn nạo vét trực tiếp trên vịnh đã bổ sung đáng kể lượng chất rắn lơ lửng trong vịnh, gấp gần 22 lần lượng TSS đưa vào từ các nguồn ô nhiễm còn lại. Hoạt động công nghiệp tại thành phố Hạ Long còn đưa vào vịnh khoảng 22,6 tấn kim loại nặng các loại (bảng 3.18). Đối với tiểu khu vực Cẩm Phả, các nguồn sinh hoạt của dân cư, nguồn công nghiệp, chăn nuôi đóng vai trò đáng kể trong việc đưa các chất thải vào vịnh Hạ Long Bái Tử Long với 13,9 nghìn tấn COD, 1,5 nghìn tấn BOD5, 1,5 nghìn tấn N-T và 411,5 tấn P-T. Các hoạt động công nghiệp tại Cẩm Phả đóng góp tới 112,8 tấn kim loại nặng các loại, gấp gần 5 lần so với các hoạt động công nghiệp tại thành phố Hạ Long, trong đó chủ yếu là Zn, Pb và Cu. Ngoài ra, hoạt động khai thác than tại Cẩm Phả còn đưa vào vịnh gần 70 nghìn tấn TSS (bảng 3.19). Bảng 3.20. Tải lượng chất gây ô nhiễm đưa vào vịnh từ tiểu khu vực Vân Đồn (tấn/năm) Nguồn phát sinh Chất ô nhiễm Tổng Sinh hoạt Công nghiệp Chăn nuôi Thuỷ sản COD 1.624,68 - 1.100,0 15,3 2.727,0 BOD5 225 - 297,2 4,3 510,8 N-T 151,06 - 509,7 2,8 663,2 P-T 46,1 - 199,7 2,5 248,3 NO3- + NO2- 1,53 - 5,0 0,03 6,6 NH4+ 83,06 - 122,3 0,7 205,9 PO43- 24,9 - 87,9 1,1 113,9 TSS 879,2 - 3.906,6 - 4.785,8,3 Chú thích: (-) – Không đáng kể. Tại tiểu khu vực Vân Đồn, nguồn ô nhiễm đưa vào vịnh chủ yếu là từ sinh hoạt, chăn nuôi gia súc, gia cầm của dân cư trong vùng, nuôi trồng thủy sản đóng vai trò không đáng kể. Mỗi năm, các hoạt động dân sinh tại khu vực đưa vào vịnh khoảng 2,7 nghìn tấn COD, 510 tấn BOD5, 663 tấn N-T, 248 tấn P-T và 4,7 nghìn tấn TSS (bảng 3.20). Chương III: THỰC TRẠNG VÀ DỰ BÁO TẢI LƯỢNG CÁC NGUỒN GÂY Ô NHIỄM MÔI TRƯỜNG NƯỚC VỊNH HẠ LONG - BÁI TỬ LONG 109 Bảng 3.21. Tổng tải lượng chất gây ô nhiễm đưa vào vịnh từ tiểu khu vực Hoành Bồ (tấn/năm) Nguồn phát sinh Chất ô nhiễm Tổng Sinh hoạt Công nghiệp Chăn nuôi Thuỷ sản COD 1.846,6 - 2.120,1 11,7 3.978,4 BOD5 239,8 - 593,8 3,3 836,9 N-T 172,7 - 1130,5 2,1 1305,3 P-T 52,8 - 349,4 1,9 404,1 NO3- + NO2- 1,7 - 11,4 0,02 13,12 + 95,0 - 271,4 0,5 366,9 PO43- 28,5 - 153,0 0,9 182,4 TSS 1007 - 7845 - 8.852 NH4 Chú thích: (-) – Không đáng kể. Các nguồn ô nhiễm đưa vào Vịnh Hạ Long từ tiểu khu vực Hoành Bồ cũng giống như tại khu vực Vân Đồn, tức là từ 3 nguồn chính là sinh hoạt, chăn nuôi và nuôi trồng thủy sản, nhưng lượng chất gây ô nhiễm đưa vào lớn hơn so với tiểu khu vực Vân Đồn do có dân số đông hơn. Mỗi năm, các hoạt động dân sinh tại khu vực đưa vào vịnh khoảng gần 4 nghìn tấn COD, 1,3 nghìn tấn N-T và 8,8 nghìn tấn TSS (bảng 3.21). Tiểu khu vực Yên Hưng mỗi năm cũng đóng góp 2,3 nghìn tấn COD, 492 tấn BOD, 491 tấn N-T và 6,6 nghìn tấn TSS vào vịnh (bảng 3.22). Bảng 3.22. Tổng tải lượng chất gây ô nhiễm đưa vào vịnh từ tiểu khu vực Yên Hưng (tấn/năm) Nguồn phát sinh Chất ô nhiễm Tổng Sinh hoạt Công nghiệp Chăn nuôi Thuỷ sản COD 1.302,7 166,7 863,5 9,2 2.342,1 BOD5 169,2 99,8 220,6 2,6 492,2 N-T 121,8 7,7 359,9 1,7 491,1 P-T 37,2 6,0 160,1 1,5 204,8 NO3- + NO2- 1,2 0,1 3,6 0,0 4,9 NH4+ 67,0 2,9 86,4 0,4 156,7 PO43- 20,1 3,0 70,0 0,7 93,8 TSS 1015 8,1 5625,5 - 6648,6 Trần Đức Thạnh (Chủ biên), Trần Văn Minh, Cao Thị Thu Trang, Vũ Duy Vĩnh, Trần Anh Tú 110 Tổng hợp từ các khu vực, chúng ta thấy được bức tranh tổng thể về lượng các chất gây ô nhiễm được đưa vào Vịnh Hạ Long - Bái Tử Long được trình bày trong bảng 3.23. Bảng 3.23. Tổng tải lượng chất gây ô nhiễm đưa vào Vịnh Hạ Long - Bái Tử Long từ các tiểu khu vực (tấn/năm) Tiểu khu vực phát sinh Chất ô nhiễm Tổng Tp.Hạ Long Cẩm Phả Vân Đồn Hoành Bồ Yên Hưng COD 20.517,7 13.882,0 2.727,0 3.978,4 2.342,1 43.447,2 BOD5 5.899,7 1518,2 510,8 836,9 492,2 9.257,8 N-T 1.603,3 1502,8 663,2 1305,3 491,1 5.565,7 P-T 709,0 411,5 248,3 404,1 204,8 1977,7 NO3- + NO2- 14,1 9,6 6,6 13,12 4,9 48,32 + 606,9 469,3 205,9 366,9 156,7 1805,7 3- 339,0 175,6 113,9 182,4 93,8 904,7 As 0,031 0,086 - - - 0,117 Hg 0,006 0,016 - - - 0,022 Pb 3,232 16,111 - - - 19,343 Zn 12,875 64,373 - - - 77,248 Cu 6,451 32,257 - - - 38,708 TSS 690360 76516,3 4785,8 8852 6648,6 787162 NH4 PO4 Tỷ lệ phát sinh (%) COD 47,2 32,0 6,3 9,2 5,4 100 BOD5 63,7 16,4 5,5 9,0 5,3 100 N-T 28,8 27,0 11,9 23,5 8,8 100 35,8 20,8 12,6 20,4 10,4 100 P-T - NO3 + NO2 - 29,2 19,9 13,7 27,2 10,1 100 + 33,6 26,0 11,4 20,3 8,7 100 3- 37,5 19,4 12,6 20,2 10,4 100 As 26,5 73,5 - - - 100 Hg 27,3 72,7 - - - 100 Pb 16,7 83,3 - - - 100 Zn 16,7 83,3 - - - 100 Cu 16,7 83,3 - - - 100 TSS 87,7 9,7 0,6 1,1 0,8 100 NH4 PO4 Chú thích: (-) – Không đáng kể. Chương III: THỰC TRẠNG VÀ DỰ BÁO TẢI LƯỢNG CÁC NGUỒN GÂY Ô NHIỄM MÔI TRƯỜNG NƯỚC VỊNH HẠ LONG - BÁI TỬ LONG 111 Như vậy, từ các hoạt động phát thải hiện tại, mỗi năm Vịnh Hạ Long – Bái Tử Long tiếp nhận khoảng 43 nghìn tấn COD; 9 nghìn tấn BOD5; 5,6 nghìn tấn N-T (NO3+ NO2- – 48,3 tấn; NH4+ – 1,8 nghìn tấn); gần 2 nghìn tấn P-T (PO4 – 900 tấn) và khoảng 135 tấn kim loại nặng (Cu – 38,7 tấn; Zn – 77,2 tấn; Pb – 19,3 tấn; As – 117kg; Hg – 22kg). Các chất hữu cơ và dinh dưỡng được đưa vào vùng vịnh nhiều nhất từ khu vực thành phố Hạ Long, tiếp theo là Hoành Bồ, Cẩm Phả và Vân Đồn. Khu vực huyện Yên Hưng mặc dù có lượng chất hữu cơ và dinh dưỡng phát sinh tương đối lớn nhưng đóng góp vào vịnh chỉ khoảng 10% tổng lượng đưa vào tương ứng. Các kim loại nặng đưa vào vịnh chủ yếu từ hoạt động khai thác than ở Cẩm Phả (chiếm trên 70% tổng lượng đưa vào) và thành phố Hạ Long. II. DỰ BÁO TẢI LƯỢNG CHẤT GÂY Ô NHIỄM THEO QUY HOẠCH PHÁT TRIỂN KINH TẾ - Xà HỘI 1. Dự báo tải lượng chất gây ô nhiễm phát sinh 1.1. Dự báo tải lượng chất gây ô nhiễm phát sinh từ các nguồn a. Dự báo tải lượng chất gây ô nhiễm phát sinh từ dân cư và khách du lịch Đến năm 2020, khách du lịch chủ yếu vẫn bị thu hút đến khu vực Hạ Long và Vân Đồn. Tại Yên Hưng có dự án khu đô thị, du lịch sinh thái Hoàng Tân theo kế hoạch ban đầu sẽ hoàn thành vào năm 2010, nhưng do điều kiện thực tế việc hoàn thành cũng phải ngoài 2015 và dự án Trung tâm dưỡng lão quốc tế hoàn thành vào năm 2020, do vậy đến năm 2020 Yên Hưng có khả năng vẫn chưa thu hút được nhiều khách du lịch. Tính toán theo quy hoạch phát triển kinh tế - xã hội của tỉnh đến 2020, dân số khu vực nghiên cứu sẽ là 664.041 người, khu vực sẽ thu hút khoảng 7,6 triệu lượt khách du lịch. Lượng phát thải từ dân cư và khách du lịch sẽ được trình bày trong bảng sau: Bảng 3.24. Dự báo tải lượng chất gây ô nhiễm từ sinh hoạt của dân cư và khách du lịch khu vực Vịnh Hạ Long - Bái Tử Long năm 2020 (tấn/năm) Chất ô nhiễm Tiểu khu vực phát sinh Hạ Long Cẩm Phả Vân Đồn Hoành Bồ Tổng Yên Hưng COD 13.731,5 9.839,5 2.750,3 2717 8.629,5 37.667,8 BOD5 6.241,6 4.472,5 1.250,2 1.235,5 3.922,5 17.122,3 N-T 998,7 715,6 200 197,6 627,6 2.739,5 P-T 274,67 196,79 55,01 54,34 172,59 753,4 NO3- + NO2- 10,028 7,156 2,024 1,976 6,276 27,46 + 549,24 393,58 110,02 108,68 345,18 1.506,7 3- 149,82 107,34 29,96 29,64 94,14 410,9 7489,9 5367,0 1500,2 1482,0 4707,0 20.546,1 NH4 PO4 TSS Dự báo tải lượng chất gây ô nhiễm phát sinh từ hoạt động công nghiệp Trần Đức Thạnh (Chủ biên), Trần Văn Minh, Cao Thị Thu Trang, Vũ Duy Vĩnh, Trần Anh Tú 112 So với hiện nay, không gian phát triển các ngành công nghiệp chủ yếu đến năm 2020 trong khu vực nghiên cứu hầu như không thay đổi. Khu vực Hạ Long và Cẩm Phả vẫn là khu vực tập trung khai thác than với sản lượng lớn. Công nghiệp chế biến thực phẩm như dầu ăn, bột mỳ, bia, thuỷ sản v.v. vẫn tập trung ven bờ Vịnh Cửa Lục, trong khu công nghiệp Cái Lân. Khu vực Hoành Bồ chủ yếu sản xuất vật liệu xây dựng như gạch, ngói, xi măng v.v. Khu vực Yên Hưng phát triển công nghiệp chế biến nông sản, thuỷ sản. Bảng 3.25. Dự báo tải lượng chất gây ô nhiễm phát sinh từ hoạt động ngành than khu vực Vịnh Hạ Long - Bái Tử Long (tấn/năm) Thành phố Hạ Long Thị xã Cẩm Phả Chất ô nhiễm Mỏ Sàng Tổng Mỏ Sàng Tổng COD 4631,8 443,5 5075,3 8206,7 1267,2 9473,9 BOD5 342,7 112,6 455,3 607,2 321,6 928,8 N-T 326,1 81,0 407,1 577,8 231,4 809,1 P-T 25,2 11,7 36,9 44,7 33,4 78,0 41,8 2,4 44,2 74,1 6,7 80,8 As 0,055 0,009 0,065 0,098 0,026 0,125 Hg 0,010 0,002 0,012 0,018 0,005 0,023 Pb 0,040 12,489 12,529 0,071 35,683 35,755 Zn - 50,068 50,068 - 143,052 143,052 Cu - 25,089 25,089 - 71,683 71,683 TSS 15.876,0 37.842,0 53.718,0 28.129,5 108.120,0 136.249,5 NH4 + Chú thích: (-) – Chưa đủ số liệu tính toán Khu vực thành phố Hạ Long dự kiến sẽ ngừng khai thác than lộ thiên vào năm 2020, khu vực Cẩm Phả vẫn duy trì tỷ lệ khai thác than lộ thiên là 60% sản lượng. Theo quy hoạch phát triển ngành than, để đáp ứng nhu cầu tăng sản lượng khai thác, khu vực Hạ Long sẽ được bố trí thêm một nhà máy sàng tuyển than công suất 4 - 5 triệu tấn ở khu mặt bằng phía Bắc mỏ Hà Lầm. Khu vực Cẩm Phả cũng được bố trí thêm các trung tâm sàng tuyển than tại các mỏ công suất khoảng 10 triệu tấn. Như vậy, tổng công suất các nhà máy sàng tuyển than ở Hạ Long khoảng 7 triệu tấn/năm và ở Cẩm Phả khoảng 20 triệu tấn tương ứng với sản lượng than khai thác ở Hạ Long là 12 triệu tấn và Cẩm Phả khoảng 31 triệu tấn đến năm 2020. Dự báo khoảng 162 triệu m3 nước thải và 186,5 triệu m3 đất đá thải từ hoạt động ngành than sẽ được thải ra môi trường. Bảng sau trình bày lượng chất gây ô nhiễm phát sinh từ công nghiệp than tới năm 2020. Khu vực nghiên cứu là trung tâm phát triển công nghiệp của tỉnh với tốc độ tăng trưởng công nghiệp 14,3/năm giai đoạn 2011 - 2020. Giả sử đến năm 2020 các ngành công nghiệp trong khu vực có trình độ công nghệ không khác biệt nhiều so với hiện nay thì tốc độ tăng trưởng công nghiệp sẽ tỷ lệ thuận với tốc độ gia tăng chất thải. Dự báo Chương III: THỰC TRẠNG VÀ DỰ BÁO TẢI LƯỢNG CÁC NGUỒN GÂY Ô NHIỄM MÔI TRƯỜNG NƯỚC VỊNH HẠ LONG - BÁI TỬ LONG 113 tải lượng chất gây ô nhiễm phát sinh từ các ngành công nghiệp tới năm 2020 sẽ gấp khoảng gần 4 lần so với hiện nay và tập trung trong khu vực thành Phố Hạ Long và Yên Hưng. Bảng 3.26. Dự báo tải lượng chất gây ô nhiễm phát sinh từ công nghiệp thực phẩm khu vực Vịnh Hạ Long - Bái Tử Long năm 2020 (tấn/năm) Tiểu khu vực phát sinh Chất ô nhiễm Thành phố Hạ Long Yên Hưng COD 32.234,5 2.823,2 BOD5 19.240,5 2.171,7 N-T 800,5 130,3 808,1 91,1 P-T - NO3 + NO2 8,0 1,1 + 218,7 49,5 3- 404,2 45,7 19.344,8 129,2 NH4 PO4 - TSS Tổng hợp bảng 3.25 và 3.26 ta có kết quả dự báo tải lượng chất gây ô nhiễm phát sinh từ nguồn công nghiệp trong khu vực trên bảng 3.27. Bảng 3.27. Dự báo tải lượng chất gây ô nhiễm phát sinh từ nguồn công nghiệp năm 2020 (tấn/năm) Các chất ô nhiễm Tiểu khu vực phát sinh Tổng Tp Hạ Long Thị xã Cẩm Phả Yên Hưng COD 37.309,8 9.473,9 2.823,2 49.606,9 BOD5 19.695,8 928,8 2.171,7 22.796,3 N-T 1207,6 809,1 130,3 2147,0 845 78,0 91,1 1014,1 P-T - NO3 + NO2 - 8,0 - 1,1 9,1 + 262,9 80,8 49,5 393,2 3- 404,2 - 45,7 449,9 As 0,065 0,125 - 0,19 Hg 0,012 0,023 - 0,035 Pb 12,529 35,755 - 48,284 Zn 50,068 143,052 - 193,12 Cu 25,089 71,683 - 96,772 SS 73062 136249,5 129,2 209440,7 NH4 PO4 Chú thích: (-): Chưa đủ số liệu tính hoặc không đáng kể. b. Dự báo tải lượng chất gây ô nhiễm phát sinh từ chăn nuôi 114 Trần Đức Thạnh (Chủ biên), Trần Văn Minh, Cao Thị Thu Trang, Vũ Duy Vĩnh, Trần Anh Tú Với tốc độ tăng trưởng trung bình 4,2%/năm, đến năm 2020 đàn gia súc, gia cầm trong khu vực sẽ tăng hơn 1,6 lần so với hiện nay, tương ứng với lượng thải từ chăn nuôi trong khu vực được trình bày trên bảng 3.28. Bảng 3.28. Dự báo tải lượng chất gây ô nhiễm nguồn từ chăn nuôi khu vực Vịnh Hạ Long - Bái Tử Long năm 2020 (tấn/năm) Tiểu khu vực phát sinh Tổng Chất ô nhiễm Hạ Long Cẩm Phả Vân Đồn Hoành Bồ Yên Hưng COD 3.646,9 3.044,0 3.607,8 6.953,8 11.329,0 28.581,5 BOD5 2.180,1 2.012,3 2436,9 4869,3 7.236,5 18.735,1 N-T 809,1 786,7 1044,8 2317,5 2951,3 7.909,4 P-T 391,6 329,1 363,9 636,6 1166,9 2.888,1 NO3- + NO2- 8,1 7,9 10,3 23,3 29,5 79,1 NH4+ 194,2 188,8 250,8 556,3 708,3 1.898,4 PO43- 1.70,3 146,0 160,2 278,8 510,2 1.265,5 TSS 10.721,6 10.328 12.501,12 25.104,16 36.002,6 94.657,48 c. Dự báo tải lượng chất gây ô nhiễm phát sinh từ nuôi thuỷ sản Bảng 3.29. Dự báo tải lượng chất gây ô nhiễm nguồn từ nuôi thuỷ sản khu vực Vịnh Hạ Long - Bái Tử Long năm 2020 (tấn/năm) Tiểu khu vực phát sinh Tổng Chất gây ô nhiễm Hạ Long Vân Đồn Hoành Bồ Yên Hưng COD 2,8 25,1 19,2 60,5 107,6 BOD5 0,8 7,1 5,4 17,2 30,5 N-T 0,5 4,6 3,4 11,2 19,7 P-T 0,5 4,1 3,1 10,0 17,7 NO3- + NO2- 0,0 0,0 0,0 0,1 0,1 NH4+ 0,1 1,1 0,8 2,6 4,6 PO43- 0,2 1,8 1,5 4,6 8,1 Chương III: THỰC TRẠNG VÀ DỰ BÁO TẢI LƯỢNG CÁC NGUỒN GÂY Ô NHIỄM MÔI TRƯỜNG NƯỚC VỊNH HẠ LONG - BÁI TỬ LONG 115 Tương tự như hoạt động chăn nuôi, tải lượng chất gây ô nhiễm phát sinh từ nuôi thuỷ sản trong khu vực đến năm 2020 cũng tăng hơn 1,6 lần so với hiện nay. Kết quả dự báo được trình bày trong bảng 3.29. 1.2. Dự báo tải lượng chất gây ô nhiễm phát sinh từ các khu vực Dự báo tải lượng chất gây ô nhiễm phát sinh đã được tính toán cho từng địa bàn thuộc khu vực Vịnh Hạ Long – Bái Tử Long được trình bày trên các bảng: thành phố Hạ Long (bảng 3.30); thị xã Cẩm Phả (bảng 3.31); huyện đảo Vân Đồn (bảng 3.32); huyện Hoành Bồ (bảng 3.32) và huyện Yên Hưng (bảng 3.34). Theo quy hoạch phát triển kinh tế - xã hội đến năm 2020 trong khu vực nghiên cứu sẽ phát sinh khoảng 116 nghìn tấn COD, đóng góp lớn nhất là thành phố Hạ Long; 59 nghìn tấn BOD5, đóng góp lớn nhất là thành phố Hạ Long; 12,8 nghìn tấn N-T (trong đó NO3-+NO2- khoảng 116 tấn và NH4+ 3,8 nghìn tấn, đóng góp lớn nhất là huyện Yên Hưng); 4,7 nghìn tấn P-T (PO43- khoảng 2,1 nghìn tấn), đóng góp lớn nhất là thành phố Hạ Long và khoảng hơn 300 tấn kim loại nặng các loại (Zn – 193 tấn; Cu – 97 tấn; Pb 48 tấn; As 190kg và Hg khoảng 35kg), tập trung ở khu vực thành phố Hạ Long và thị xã Cẩm Phả, trong đó khối lượng đóng góp của thị xã Cẩm Phả luôn lớn hơn hẳn (bảng 3.35). Bảng 3.30. Dự báo tải lượng chất gây ô nhiễm (tấn/năm) phát sinh từ khu vực Hạ Long năm 2020 Nguồn sinh hoạt Nguồn công nghiệp Chất gây ô nhiễm Ven bờ Trên vịnh Khách Than Thực phẩm COD 12.606,0 82,5 1.043,0 5.075,3 32.234,5 3.646,9 2,8 54.691,0 BOD5 5.730,0 37,5 474,1 455,3 19.240,5 2.180,1 0,8 28.118,3 N-T 9.16,8 6,0 75,9 407,1 800,5 809,1 0,5 3.015,9 252,07 1,7 20,9 36,9 808,1 391,6 0,5 1.511,8 P-T - NO3 +NO2 - Chăn nuôi Thuỷ sản Tổng 9,128 0,1 0,8 - 8,0 8,1 0,0 26,1 + 504,24 3,3 41,7 44,2 218,7 194,2 0,1 1.006,4 3- 137,52 0,9 11,4 - 404,2 170,3 0,2 724,5 As - - - 0,065 - - - 0,065 Hg - - - 0,012 - - - 0,012 Pb - - - 12,529 - - - 12,529 Zn - - - 50,068 - - - 50,068 Cu - - - 25,089 - - - 25,089 TSS 6876 45,0 568,9 53.718,0 19.344,8 10.721,6 - 751.274,0 NH4 PO4 Chú thích: (-) – Chưa đủ số liệu tính hoặc không đáng kể 116 Trần Đức Thạnh (Chủ biên), Trần Văn Minh, Cao Thị Thu Trang, Vũ Duy Vĩnh, Trần Anh Tú Bảng 3.31. Dự báo tải lượng chất gây ô nhiễm phát sinh từ tiểu khu vực Cẩm Phả (tấn/năm) Chất gây ô nhiễm COD BOD5 N-T P-T NO3- +NO2NH4+ PO43As Hg Pb Zn Cu TSS Sinh hoạt 9.839,5 4.472,5 715,6 196,79 7,156 393,58 107,34 5.367,0 Nguồn phát sinh Công nghiệp 9.473,9 928,8 809,1 78,0 80,8 0,125 0,023 35,755 143,052 71,683 136.249,5 Chăn nuôi 3.044,0 2.012,3 786,7 329,1 7,9 188,8 146,0 10.328 Tổng 22.357,4 7.413,6 2311,4 603,9 15,1 663,2 253,3 0,125 0,023 35,755 143,052 71,683 151.944,5 Chú thích: (-) – Chưa đủ số liệu tính hoặc không đáng kể Bảng 3.32. Dự báo tải lượng chất gây ô nhiễm phát sinh từ tiểu khu vực Vân Đồn (tấn/năm) Chất gây ô nhiễm COD BOD5 N-T P-T NO3- + NO2NH4+ PO43TSS Dân cư 2645,5 1202,5 192,4 52,91 1,924 105,82 28,86 1443,0 Nguồn phát sinh Du lịch Chăn nuôi 104,8 3607,8 47,7 2436,9 7,6 1044,8 2,1 363,9 0,1 10,3 4,2 250,8 1,1 160,2 57,2 12501,1 Thuỷ sản 25,1 7,1 4,6 4,1 0,0 1,1 1,8 - Tổng 6383,2 3694,2 1249,4 423,0 12,3 361,9 192,0 14001,0 Bảng 3.33. Dự báo tải lượng chất gây ô nhiễm phát sinh từ tiểu khu vực Hoành Bồ (tấn/năm) Chất ô nhiễm COD BOD5 N-T P-T NO3- + NO2NH4+ PO43TSS Sinh hoạt 2.717 1.235,5 197,6 54,34 1,976 108,68 29,64 1.482,0 Nguồn phát sinh Chăn nuôi 6.953,8 4.869,3 2.317,5 636,6 23,3 556,3 278,8 25.104,16 Thuỷ sản 19,2 5,4 3,4 3,1 0,0 0,8 1,5 - Tổng 96.90,0 6.110,2 2.518,5 694,0 25,3 665,8 309,9 2.658,1 Chương III: THỰC TRẠNG VÀ DỰ BÁO TẢI LƯỢNG CÁC NGUỒN GÂY Ô NHIỄM MÔI TRƯỜNG NƯỚC VỊNH HẠ LONG - BÁI TỬ LONG 117 Bảng 3.34. Dự báo tải lượng chất gây ô nhiễm phát sinh từ tiểu khu vực huyện Yên Hưng năm 2020 (tấn /năm) Nguồn phát sinh Chất gây Tổng ô nhiễm Sinh hoạt Chế biến thuỷ sản Chăn nuôi Thuỷ sản COD 8.629,5 2.823,2 11.329,0 60,5 22.842,2 BOD5 3.922,5 2.171,7 7.236,5 17,2 13.347,9 N-T 627,6 130,3 2.951,3 11,2 3.720,4 P-T 172,59 91,1 1.166,9 10,0 1.440,6 NO3- + NO2- 6,276 1,1 29,5 0,1 37,0 345,18 49,5 708,3 2,6 1105,6 PO43- 94,14 45,7 510,2 4,6 654,6 TSS 4.707,0 129,2 36.002,6 - 40.838,8 NH4 + Dự báo tổng tải lượng chất gây ô nhiễm phát sinh trong vùng nghiên cứu năm 2020 Bảng 3.35. Dự báo tổng tải lượng chất gây ô nhiễm phát sinh trong khu vực Vịnh Hạ Long - Bái Tử Long năm 2020 (tấn/năm) Tiểu khu vực phát sinh Chất gây Tổng ô nhiễm Hạ Long Cẩm Phả Vân Đồn Hoành Bồ Yên Hưng COD 54.691,0 22.357,4 6.383,2 9.690,0 22.842,2 115.963,8 BOD5 28.118,3 7.413,6 3.694,2 6.110,2 13.347,9 58.684,2 N-T 3.015,9 2.311,4 1.249,4 2.518,5 3.720,4 12.815,6 1.511,8 603,9 423,0 694,0 1440,6 4673,3 P-T - NO3 + NO2 - 26,1 15,1 12,3 25,3 37,0 115,8 + 1.006,4 663,2 361,9 665,8 1105,6 3802,9 3- 724,5 253,3 192,0 309,9 654,6 2.134,4 As 0,065 0,125 - - - 0,190 Hg 0,012 0,023 - - - 0,035 Pb 12,529 35,755 - - - 48,284 Zn 50,068 143,052 - - - 193,12 Cu 25,089 71,683 - - - 96,772 TSS 751.552,5 151.944,5 14.001,0 26.586,2 40.838,8 984.923* NH4 PO4 Chú thích: (-) – Không đáng kể, (*):- Bao gồm cả lượng bùn đổ thải trong vịnh và phát thải của dân cư sống trên vịnh, trung bình khoảng 660.279 tấn/năm Trần Đức Thạnh (Chủ biên), Trần Văn Minh, Cao Thị Thu Trang, Vũ Duy Vĩnh, Trần Anh Tú 118 2. Dự báo tải lượng chất gây ô nhiễm đưa vào vịnh Tải lượng các chất gây ô nhiễm đưa vào khu vực vịnh đến năm 2020 sẽ phụ thuộc vào tình trạng quản lý, xử lý các nguồn thải, khả năng đầu tư đổi mới công nghệ, xây dựng hệ thống thu gom, xử lý chất thải và tỷ lệ rửa trôi các nguồn ô nhiễm trong từng khu vực. Theo yêu cầu báo cáo quy hoạch bảo vệ môi trường vùng Hạ Long - Cẩm Phả - Yên Hưng, hầu hết nước thải từ các khu vực tập trung dân cư và các khách sạn ven bờ đến năm 2020 đều được xử lý tập trung trước khi xả ra vịnh. Nước thải sinh hoạt từ các hộ dân phân bố rải rác trong vùng và nước thải từ chăn nuôi có thể được xử lý chung với phương pháp lắng sơ bộ. Đối với nguồn thải từ các nhà máy chế biến thực phẩm, thuỷ sản, bia v.v. có thể sẽ được áp dụng biện pháp xử lý bằng bùn hoạt hoá với hiệu suất xử lý tối đa 95% BOD5, 85% COD, 25% P-T, 50% N-T, 15% NH4+. Nguồn thải mỏ có thể được xử lý bằng phương pháp lắng cấp I nước thải công nghiệp: 40% với BOD5 và COD, 65% TSS, 20% P-T và N-T (Trần Văn Nhân, Ngô Thị Nga, 2002). Bảng 3.36. Dự báo tải lượng chất gây ô nhiễm đưa vào vịnh từ tiểu khu vực thành phố Hạ Long và trên vịnh năm 2020 (tấn/năm) Nguồn sinh hoạt Chất gây Nguồn công nghiệp ô nhiễm Ven bờ Trên vịnh Khách Than Thực phẩm Chăn nuôi COD 7.059,4 33,0 417,2 2.740,7 4.351,7 1.458,8 2,8 16.063,4 BOD5 802,2 7,5 94,8 191,2 673,4 305,2 0,8 2.075,2 N-T 495,1 3,0 38,0 293,1 360,2 388,4 0,5 1.578,2 P-T 201,7 1,2 14,6 29,5 606,1 282,0 0,5 1.135,5 NO3- +NO2- Thuỷ sản Tổng 4,9 0,1 0,4 0,0 6,1 3,9 0,0 15,4 + 272,3 1,7 20,9 31,8 167,3 93,2 0,1 587,2 PO43- 110,0 0,6 8,0 0,0 303,2 122,6 0,2 544,6 As - - - 0,020 - - - 0,020 Hg - - - 0,004 - - - 0,004 Pb - - - 3,947 - - - 3,947 Zn - - - 15,771 - - - 15,771 Cu - - - 7,903 - - - 7,903 TSS 1.444,0 2,3 170,7 16.921,2 1.741,1 1.608,3 - 68.1887* NH4 Chú thích: (-) Không đáng kể; (*): Gộp cả lượng đổ bùn thải trong vịnh Sau khi lắng sơ bộ có khoảng 65% chất rắn lơ lửng, bùn than được giữ lại trong hồ xử lý do đó cũng khoảng 65% lượng kim loại nặng trong nước thải mỏ được giữ lại cùng với bùn than. Nuôi thuỷ sản lồng bè tình trạng xả thải tương tự như hiện nay. Các Chương III: THỰC TRẠNG VÀ DỰ BÁO TẢI LƯỢNG CÁC NGUỒN GÂY Ô NHIỄM MÔI TRƯỜNG NƯỚC VỊNH HẠ LONG - BÁI TỬ LONG 119 cụm dân cư trên vịnh tới năm 2020 có thể là các cụm nhà nổi có bể tự hoại xử lý nước thải sinh học trước khi xả vào vịnh. Riêng khu vực Yên Hưng do điều kiện địa hình đặc biệt, lượng ô nhiễm đưa vào vịnh ước chỉ còn khoảng 1/4 tải lượng thải đã được giảm thiểu sau các quá trình xử lý nhân với tỷ lệ rửa trôi tương ứng với từng loại nguồn. Kết quả dự báo tải lượng chất gây ô nhiễm đưa vào khu vực Vịnh Hạ Long – Bái Tử Long từ các khu vực theo quy hoạch môi trường tới năm 2020 với phương án áp dụng các công nghệ xử lý cho các nguồn như trên được tính toán cho từng đơn vị hành chính: thành phố Hạ Long (bảng 3.36); thị xã Cẩm Phả (bảng 3.37); huyện Vân Đồn (bảng 3.38); huyện Hoành Bồ (bảng 3.39) và huyện Yên Hưng (bảng 3.40). Như vậy, mặc dù lượng chất gây ô nhiễm phát sinh từ thành phố Hạ Long tăng lên, nhưng do thực hiện các biện pháp bảo vệ môi trường nên lượng chất gây ô nhiễm đi vào Vịnh Hạ Long tới năm 2020 giảm đi còn khoảng 16 nghìn tấn COD, hơn 2 nghìn tấn BOD5, 1,5 nghìn tấn N-T, 1,1 nghìn tấn P-T, 27,6 tấn kim loại nặng và 682 nghìn tấn TSS. Các kết quả trên cho thấy việc xử lý các hợp chất của Phốt-pho và kim loại nặng vẫn còn là điều cần quan tâm đối với các đơn vị xử lý nước thải Bảng 3.37. Dự báo tải lượng chất gây ô nhiễm đưa vào vịnh từ tiểu khu vực Cẩm Phả (tấn/năm) Nguồn phát sinh Chất gây Tổng ô nhiễm Sinh hoạt Công nghiệp Chăn nuôi COD 5.510,1 5.115,9 1.217,6 11.843,6 BOD5 626,2 390,1 281,7 1.298,0 N-T 386,4 582,6 377,6 1.346,6 P-T 157,4 62,4 237,0 456,8 NO3- + NO2- 3,9 0,0 3,8 7,7 212,5 58,2 90,6 361,3 PO43- 85,9 0,0 105,1 191,0 As - 0,039 - 0,039 Hg - 0,007 - 0,007 Pb - 11,263 - 11,263 Zn - 45,061 - 45,061 Cu - 22,580 - 22,580 TSS 1.190,1 43.987,4 1.549,2 46.726,7 NH4 + Chú thích: (-) Không đáng kể Tương tự tại Cẩm Phả, tải lượng hầu hết các chất đưa vào vịnh đều giảm trừ các hợp chất của phot-pho. Tới năm 2020, mỗi năm vịnh sẽ tiếp nhận từ khu vực Cẩm Phả 120 Trần Đức Thạnh (Chủ biên), Trần Văn Minh, Cao Thị Thu Trang, Vũ Duy Vĩnh, Trần Anh Tú khoảng 11,8 nghìn tấn COD, gần 1,3 nghìn tấn BOD5, 1,3 nghìn tấn N-T, 456 tấn P-T, 78,9 tấn kim loại nặng các loại và khoảng 46,7 nghìn tấn TSS (bảng 3.37). Bảng 3.38. Dự báo tải lượng chất gây ô nhiễm đưa vào vịnh từ tiểu khu vực Vân Đồn (tấn /năm) Nguồn phát sinh Chất gây Tổng ô nhiễm Dân cư Du lịch Chăn nuôi Thuỷ sản COD 1.481,5 41,9 1.443,1 25,1 2.991,6 BOD5 168,4 9,5 341,2 7,1 526,2 N-T 103,9 3,8 501,5 4,6 613,8 42,3 1,5 262,0 4,1 309,9 P-T - NO3 +NO2 1,0 0,1 4,9 0,0 6,0 + 57,1 2,1 120,4 1,1 180,7 3- 23,1 0,8 115,3 1,8 141,0 303,0 17,2 1.875,2 - 2.195,4 NH4 PO4 - TSS Tới năm 2020, mỗi năm khu vực Vân Đồn sẽ đóng góp vào vịnh gần 3 nghìn tấn COD, 526 tấn BOD5, 613 tấn N-T, 310 tấn P-T và 1,1 nghìn tấn TSS (bảng 3.38). Dự báo, cả khu vực Vân Đồn và Hoành Bồ (bảng 3.39) đều có lượng chất gây ô nhiễm đưa vào vịnh tăng khoảng 1,1 lần so với tải lượng chất gây ô nhiễm hiện tại, trừ TSS. Bảng 3.39. Dự báo tải lượng chất gây ô nhiễm phát sinh từ tiểu khu vực Hoành Bồ năm 2020 (tấn/năm) Nguồn phát sinh Chất gây Tổng ô nhiễm Sinh hoạt Chăn nuôi Thuỷ sản COD 1.521,5 2.781,5 19,2 4.322,2 BOD5 173,0 681,7 5,4 860,1 N-T 106,7 1112,4 3,4 1.222,5 P-T 43,5 458,4 3,1 504,9 NO3-+NO2- 1,1 11,2 0,0 12,3 NH4+ 58,7 267,0 0,8 326,5 3- 23,7 200,7 1,5 225,9 311,2 3.765,6 - 4.076,8 PO4 TSS Bảng 3.40. trình bày lượng chất gây ô nhiễm đưa vào Vịnh Hạ Long từ khu vực Yên Hưng đến năm 2020. Nói chung, lượng chất gây ô nhiễm đưa vào vịnh không khá nhiều so với hiện tại ngoại trừ lượng TSS giảm nhiều, chỉ bằng 24% so với hiện tại là do việc áp dụng các phương pháp xử lý bùn lắng phù hợp. Chương III: THỰC TRẠNG VÀ DỰ BÁO TẢI LƯỢNG CÁC NGUỒN GÂY Ô NHIỄM MÔI TRƯỜNG NƯỚC VỊNH HẠ LONG - BÁI TỬ LONG 121 Bảng 3.40. Dự báo tải lượng chất gây ô nhiễm đưa vào vịnh từ tiểu khu vực Yên Hưng (tấn/năm) Nguồn phát sinh Chất gây ô nhiễm Sinh hoạt Chế biến thuỷ sản Chăn nuôi Thuỷ sản COD 1208,1 95,3 1132,9 15,1 2451,5 BOD5 137,3 19,0 253,3 4,3 413,9 N-T 84,7 14,7 354,2 2,8 456,4 P-T 34,5 17,1 210,1 2,5 264,2 NO3-+NO2- Tổng 0,9 0,2 3,6 0,0 4,6 + 46,6 9,5 85,0 0,7 141,7 PO43- 18,8 8,6 91,8 1,2 120,4 TSS 247,1 2,9 1350,1 - 1600,1 NH4 Dự báo tổng tải lượng thải từ các khu vực đưa vào vịnh năm 2020 Bảng 3.41. Tổng tải lượng chất gây ô nhiễm đưa vào Vịnh Hạ Long – Bái Tử Long (tấn/năm) Tiểu khu vực phát sinh Chất gây Tổng ô nhiễm Hạ Long Cẩm Phả Vân Đồn Hoành Bồ Yên Hưng COD 16.063,4 11.843,6 2.991,6 4.322,2 2.451,5 37.672,3 BOD5 2.075,2 1.298,0 526,2 860,1 413,9 5.173,4 N-T 1578,2 1.346,6 613,8 1.222,5 456,4 5.217,5 P-T 1.135,5 456,8 309,9 504,9 264,2 2.671,3 NO3-+NO2- 15,4 7,7 6,0 12,3 4,6 46,0 NH4+ 587,2 361,3 180,7 326,5 141,7 1597,4 PO43- 544,6 191,0 141,0 225,9 120,4 1222,9 As 0,020 0,039 - - - 0,059 Hg 0,004 0,007 - - - 0,011 Pb 3,947 11,263 - - - 15,210 Trần Đức Thạnh (Chủ biên), Trần Văn Minh, Cao Thị Thu Trang, Vũ Duy Vĩnh, Trần Anh Tú 122 Zn 15,771 45,061 - - - 60,832 Cu 7,903 22,580 - - - 30,483 TSS 681.887 46.726,7 2195,4 4.076,8 1.600,1 736.486 Tỷ lệ đóng góp (%) COD 42,6 31,4 7,9 11,5 6,5 100,0 BOD5 40,1 25,1 10,2 16,6 8,0 100,0 N-T 30,2 25,8 11,8 23,4 8,7 100,0 P-T 42,5 17,1 11,6 18,9 9,9 100,0 NO3-+NO2- 33,5 16,7 13,0 26,7 10,0 100,0 NH4+ 36,8 22,6 11,3 20,4 8,9 100,0 PO43- 44,5 15,6 11,5 18,5 9,8 100,0 As 33,9 66,1 - - - 100,0 Hg 36,4 63,6 - - - 100,0 Pb 26,0 74,0 - - - 100,0 Zn 25,9 74,1 - - - 100,0 Cu 25,9 74,1 - - - 100,0 TSS 92,6 6,3 0,3 0,6 0,2 100,0 Chú thích: (-) Không đáng kể Theo quy hoạch phát triển kinh tế xã hội và quy hoạch bảo vệ môi trường vùng năm 2020, dự báo mỗi năm khu vực Vịnh Hạ Long – Bái Tử Long sẽ tiếp nhận khoảng 37,7 nghìn tấn COD; 5,2 nghìn tấn BOD5; 5,2 nghìn tấn N-T (NO3-+NO2- – 46 tấn; NH4+ – 1,6 nghìn tấn); 2,7 nghìn tấn P-T (PO43- – 1,2 nghìn tấn) và khoảng 106 tấn kim loại nặng (Zn – 61 tấn; Cu – 30 tấn; Pb – 15 tấn; As – 59kg; Hg – 11kg). Các chất hữu cơ và dinh dưỡng đưa vào vịnh chủ yếu từ khu vực thành phố Hạ Long, Cẩm Phả và Hoành Bồ, tiếp theo là Vân Đồn và Yên Hưng mỗi khu vực đóng góp khoảng 10% tổng lượng đưa vào. Tải lượng các kim loại nặng đưa vào vịnh chủ yếu vẫn từ khu vực Cẩm Phả (trên 60% các loại) và Hạ Long (bảng 3.41). Chương III: THỰC TRẠNG VÀ DỰ BÁO TẢI LƯỢNG CÁC NGUỒN GÂY Ô NHIỄM MÔI TRƯỜNG NƯỚC VỊNH HẠ LONG - BÁI TỬ LONG 123 3. So sánh tải lượng chất gây ô nhiễm phát sinh và đưa vào vịnh ở hiện tại và dự báo Trong khu vực nghiên cứu, với không gian phát triển và tốc độ phát triển các ngành, các lĩnh vực theo Quy hoạch, dự báo tải lượng các chất gây ô nhiễm phát sinh năm 2020 sẽ tăng từ 1,2 - 2,3 lần so với hiện nay. Tuy nhiên, theo quy hoạch bảo vệ môi trường, vùng nghiên cứu sẽ được chú trọng đầu tư các công trình xử lý nước thải (dự kiến cho các phương pháp xử lý đơn giản, ít tốn kém như lắng sơ cấp, bể tự hoại, bùn hoạt tính v.v.), tải lượng các chất gây ô nhiễm dự báo từ các khu vực được đưa vào khu vực Vịnh Hạ Long – Bái Tử Long năm 2020 hầu hết đều thấp hơn so với hiện tại, trừ dinh dưỡng phốt-pho (1,4 lần). Vì vậy, để bảo vệ môi trường nước Vịnh Hạ Long – Bái Tử Long cần chú trọng đầu tư các công trình xử lý nước thải và tăng cường kiểm soát việc tuân thủ hơn là hạn chế các hoạt động phát triển. Bảng 3.42. So sánh tải lượng chất gây ô nhiễm khu vực Vịnh Hạ Long - Bái Tử Long hiện tại và dự báo Chất gây Hiện tại (tấn/năm) Năm 2020 (tấn/năm) Dự báo/Hiện tại ô nhiễm Phát sinh Vào vịnh Phát sinh Vào vịnh COD 70.076,3 43447,2 115963,8 37672,3 1,7 0,9 BOD5 33.009,8 9.257,8 58.684,2 5.173,4 1,8 0,6 N-T 8.303,7 5.565,7 12.815,6 5.217,5 1,5 0,9 P-T 2.746,2 1.977,7 4.673,3 2.671,3 1,7 1,4 NO3-+NO2- 74,72 48,32 115,8 46 1,5 1,0 NH4+ 2.641,5 1.805,7 3.802,9 1.597,4 1,4 0,9 PO43- 1.252,9 904,7 2.134,4 1.222,9 1,7 1,4 As 0,13 0,117 0,19 0,059 1,5 0,5 Hg 0,024 0,022 0,035 0,011 1,5 0,5 Pb 21.49 19.34 48.28 15.21 2,2 0,8 Zn 85,83 77,25 193,12 60,83 2,3 0,8 Cu 43,01 38,71 96,77 30,48 2,2 0,8 TSS 839.903 787.162 984.923 736.486 1,2 0,9 Phát sinh Vào vịnh 124 Trần Đức Thạnh (Chủ biên), Trần Văn Minh, Cao Thị Thu Trang, Vũ Duy Vĩnh, Trần Anh Tú Tóm lại, tải lượng thải trong khu vực Vịnh Hạ Long – Bái Tử Long phát sinh do các hoạt động phát triển kinh tế - xã hội cho thấy mỗi năm khu vực nghiên cứu phát sinh khoảng 26 triệu m3 nước thải sinh hoạt từ khu dân cư và khách du lịch, 118 triệu m3 nước thải ngành than và 151 triệu m3 đất đá thải ngành than, và một lượng lớn nước thải từ chăn nuôi gia súc, gia cầm và các hoạt động công nghiệp khác trong vùng. Lượng nước thải mỗi năm phát sinh trong khu vực có chứa 70 nghìn tấn COD, 33 nghìn tấn BOD5; 8,3 nghìn tấn N-T; 2,7 nghìn tấn P-T; khoảng 150 tấn kim loại nặng và khoảng 160 nghìn tấn TSS. Đó là chưa kể tới lượng bùn đổ thải vào Vịnh Hạ Long do các hoạt động san lấp mặt bằng (khoảng 660 nghìn tấn mỗi năm). Dự báo đến năm 2020, tải lượng các chất gây ô nhiễm phát sinh tăng từ 1,5 - 2,3 lần so với tải lượng chất gây ô nhiễm hiện nay, cụ thể là khoảng 116 nghìn tấn COD; 59 nghìn tấn BOD5; 12,8 nghìn tấn N-T; 4,7 nghìn tấn P-T, hơn 300 tấn kim loại nặng các loại (Zn - 193 tấn; Cu - 97 tấn; Pb 48 tấn; As 190kg và Hg khoảng 35kg) và khoảng 324 nghìn tấn TSS. Lượng nước thải ngành than cũng sẽ tăng lên khoảng 140 triệu m3 với 178 triệu m3 đất đá đổ thải. Phân tích các nguồn thải thì thấy rằng chất thải từ dân cư sinh hoạt chiếm chủ yếu trong tổng lượng thải từ 23 - 46% đối với các thông số, tiếp đến là nguồn chăn nuôi gia súc, gia cầm và nguồn công nghiệp. Nguồn thải từ khách du lịch và NTTS mỗi nguồn chiếm chưa đến 1% tổng lượng thải. Du lịch là thế mạnh của khu vực Vịnh Hạ Long - Bái Tử Long (lượng khách đến tham quan gấp hơn 5 lần so với lượng khách đến Cát Bà) nhưng tải lượng thải chỉ chiếm chưa đến 1% tổng tải lượng thải của khu vực. Điều này cho thấy tải lượng thải của khu vực rất lớn. Đối với việc làm tăng hàm lượng vật chất lơ lửng thì nguồn thải công nghiệp chiếm chủ yếu với 63%, còn lại là do chăn nuôi (36%). Hiện trên địa bàn thành phố Hạ Long mới chỉ có một trạm xử lý nước thải ở khu du lịch Bãi Cháy với công suất 2.500m3/ngày đêm, tức khoảng 912.500m3 nước thải/năm, như vậy mới chỉ đảm bảo khoảng 9-10% lượng nước thải sinh hoạt của thành phố Hạ Long. Lượng nước thải còn lại của thành phố Hạ Long và của các khu vực khác quanh vịnh được xả trực tiếp vào môi trường Vịnh Hạ Long – Bái Tử Long gây suy thoái môi trường nghiêm trọng. 125 Chương IV KHẢ NĂNG TỰ LÀM SẠCH CỦA VỊNH HẠ LONG - BÁI TỬ LONG I. MÔ PHỎNG ĐẶC ĐIỂM THUỶ ĐỘNG LỰC VÀ KHẢ NĂNG TRAO ĐỔI NƯỚC Ở VỊNH HẠ LONG – BÁI TỬ LONG 1. Đặc điểm chung trường dòng chảy Để tiện theo dõi phần mô tả trong các nội dung dưới đây, chúng tôi xin nêu lại một số thuật ngữ thường dùng: - Kỳ triều cường (spring tide): là khoảng thời gian kéo dài 11 - 13 ngày trong khu vực nghiên cứu, trong đó thuỷ triều dao động với biên độ lớn. - Kỳ triều kém (neap tide): là khoảng thời gian kéo dài 3 - 4 ngày trong khu vực nghiên cứu, trong đó thuỷ triều dao động với biên độ nhỏ. - Nước lớn (flood tide): là khoảng thời gian triều lên cao trong ngày, còn gọi là nước lên. - Nước ròng (ebb tide): là khoảng thời gian triều xuống thấp trong ngày, còn gọi là nước xuống. Việc tính toán, mô phỏng trường dòng chảy khu vực Vịnh Hạ Long – Bái Tử Long bằng mô hình Delft3D được tiến hành với các kịch bản khác nhau: mùa mưa và mùa khô, kỳ triều cường và kỳ triều kém nước lớn và nước ròng, tầng mặt và tầng đáy. Một số trong số những kết quả mô phỏng được minh hoạ trong các hình từ 4.1 đến hình 4.8. Chế độ dòng chảy của khu vực Vịnh Hạ Long – Bái Tử Long liên quan chặt chẽ đến dao động của thuỷ triều và dòng chảy tổng hợp thể hiện tính chất của dòng triều. Trường dòng chảy trong khu vực có vận tốc nhỏ khi mực nước đạt các cực trị và vận tốc lớn hơn trong các pha triều lên hoặc xuống. Trong pha triều xuống, vận tốc dòng chảy cực đại thường lớn hơn trong pha triều lên do sự kết hợp của dòng triều và dòng chảy từ sông đưa ra. Trường dòng chảy khu vực Vịnh Hạ Long – Bái Tử Long có các hướng chủ đạo liên quan đến pha triều là hướng Bắc - Đông Bắc và Tây Bắc (triều lên) và hướng Nam - Tây Nam và Đông Nam (triều xuống). Tính chất dòng chảy tổng hợp giữa mùa mưa và mùa khô không có sự khác biệt nhiều do dòng triều quyết định tính chất của dòng chảy tổng hợp. Do địa hình phức tạp và bị chia cắt với rất nhiều các đảo nhỏ khác nhau nên trường dòng chảy trong khu vực Vịnh Hạ Long – Bái Tử Long khá phân tán về hướng 126 Trần Đức Thạnh (Chủ biên), Trần Văn Minh, Cao Thị Thu Trang, Vũ Duy Vĩnh, Trần Anh Tú và giá trị vận tốc, thể hiện rất rõ tính chất địa phương. Vận tốc dòng chảy thường đạt giá trị khá cao (lớn hơn 80cm/s) ở những cửa lạch hẹp giữa các đảo và nhỏ hơn ở những nơi còn lại. Địa hình đáy của khu vực Tuần Châu - Lạch Huyện tương đối nông (xem hình 1.6) nên sự trao đổi nước giữa Vịnh Hạ Long với khu vực Tây Nam đảo Cát Bà khá yếu, không diễn ra mạnh mẽ như ở khu vực phía Đông đảo Cát Bà và phía Vịnh Bái Tử Long. Điều này thể hiện qua giá trị vận tốc dòng chảy trong các pha triều ở phía Đông đảo Cát Bà thường lớn hơn phía Tây Bắc đảo này 40 - 60cm/s. Trong pha triều lên (hình 4.1, 4.2, 4.5 và 4.6), dòng nước từ đi vào Vịnh Hạ Long – Bái Tử Long chủ yếu là từ phía Đông đảo Cát Bà lên, sau đó chia làm hai nhánh: một nhánh đi sâu vào Vịnh Hạ Long, Vịnh Cửa Lục, xuống tận phía Nam đảo Tuần Châu; một nhánh khác đi lên phía Đông Bắc sang Vịnh Bái Tử Long. Dòng nước từ khu vực cửa Lạch Huyện đi vào Vịnh Hạ Long qua khu vực đảo Tuần Châu khá nhỏ, thể hiện qua các giá trị vận tốc dòng chảy ở đây hầu như không lớn. Giá trị vận tốc dòng chảy trong khu vực ở pha triều này thường biến đổi từ 50-100cm/s; Tại một số lạch hẹp giữa các đảo như Lạch Miêu, Cửa Vạn, Lạch Giới v.v. và khu vực giữa của Vịnh Hạ Long, Vịnh Bái Tử Long, vận tốc dòng chảy lớn nhất trong pha triều lên có thể đạt giá trị lớn hơn 100cm/s. Trong pha triều xuống (hình 4.3, 4.4, 4.7 và 4.8), dòng nước từ phía Nam đảo Tuần Châu và Vịnh Hạ Long chảy theo hướng Đông - Đông Nam. Dòng nước từ phía Cửa Ông và Vịnh Bái Tử Long chảy theo hướng Tây-Tây Nam sau đó kết hợp với nhau đi xuống phía Nam qua phía Đông đảo Cát Bà. Dòng chảy từ Vịnh Hạ Long đi qua cửa Lạch Huyện xuống khu vực phía Tây đảo Cát Bà có giá trị không lớn như dòng chảy ở phía Đông đảo này. Cũng giống như trong pha triều lên, hướng dòng chảy pha triều xuống trong vịnh cũng khá phân tán và giá trị vận tốc dòng chảy trong pha triều này thường cao hơn đối với vùng nước giữa Vịnh Hạ Long và biển động chủ yếu diễn ra ở các lớp nước tầng trên (tầng giữa và mặt). Do lưu lượng dòng từ các sông đổ vào khu vực Vịnh Hạ Long – Bái Tử Long không lớn, kể cả vào mùa mưa, nên sự phân tầng về hướng giữa dòng chảy các tầng cũng không thể hiện một cách rõ rệt. Trong khi đó, giá trị vận tốc dòng chảy ở tầng đáy khá nhỏ so với tầng mặt. Hướng dòng chảy tầng mặt và tầng giữa ở Vịnh Hạ Long ít có sự biến động trong các pha triều. Tuy nhiên, hướng dòng chảy ở các tầng phía dưới có sự chậm pha so với tầng mặt khoảng 2-3 giờ. Vào mùa khô, xu hướng này cũng tương tự như mùa mưa nhưng chênh lệch cả về pha và giá trị giữa các lớp nước ít hơn. Giá trị vận tốc dòng chảy giữa các tầng có sự chênh lệch rõ rệt đặc biệt là trong những ngày có biên độ dao động mực nước lớn. Vận tốc dòng chảy tầng đáy thường nhỏ hơn tầng mặt và giữa khoảng 20-60cm/s. Sự chênh lệch này lớn hơn vào kỳ triều cường và nhỏ hơn trong những ngày triều kém và xuất hiện chủ yếu trong thời kỳ vận tốc dòng chảy có giá trị lớn. Giá trị vận tốc dòng chảy ở tầng đáy biến đổi theo pha triều rất ít, trong khi ở tầng mặt và giữa, vận tốc dòng chảy chênh lệch giữa kỳ nước cường và nước kém có thể lên tới 60-70cm/s. Chương IV: KHẢ NĂNG TỰ LÀM SẠCH CỦA VỊNH HẠ LONG - BÁI TỬ LONG 127 Hình 4.1. Trường dòng chảy tầng mặt Vịnh Hạ Long – Bái Tử Long khi triều lên, mùa mưa Hình 4.2. Trường dòng chảy tầng đáy Vịnh Hạ Long – Bái Tử Long khi triều lên, mùa mưa 128 Trần Đức Thạnh (Chủ biên), Trần Văn Minh, Cao Thị Thu Trang, Vũ Duy Vĩnh, Trần Anh Tú Hình 4.3. Trường dòng chảy tầng mặt Vịnh Hạ Long – Bái Tử Long khi triều xuống, mùa mưa Hình 4.4. Trường dòng chảy tầng đáy Vịnh Hạ Long – Bái Tử Long khi triều xuống, mùa mưa Chương IV: KHẢ NĂNG TỰ LÀM SẠCH CỦA VỊNH HẠ LONG - BÁI TỬ LONG Hình 4.5. Trường dòng chảy tầng mặt Vịnh Hạ Long – Bái Tử Long khi triều lên, mùa khô Hình 4.6. Trường dòng chảy tầng đáy Vịnh Hạ Long – Bái Tử Long khi triều lên, mùa khô 129 130 Trần Đức Thạnh (Chủ biên), Trần Văn Minh, Cao Thị Thu Trang, Vũ Duy Vĩnh, Trần Anh Tú Hình 4.7. Trường dòng chảy tầng mặt Vịnh Hạ Long – Bái Tử Long khi triều xuống, mùa khô Hình 4.8. Trường dòng chảy tầng đáy Vịnh Hạ Long – Bái Tử Long khi triều xuống, mùa khô Chương IV: KHẢ NĂNG TỰ LÀM SẠCH CỦA VỊNH HẠ LONG - BÁI TỬ LONG 131 Ở khu vực Vịnh Bái Tử Long, sự chênh lệch về vận tốc dòng chảy giữa các tầng cũng thể hiện các xu thế tương tự như ở khu vực Vịnh Hạ Long, nhưng ở mức độ nhỏ hơn một chút. Tốc dòng chảy đáy thường nhỏ hơn khoảng 10 - 50cm/s so với tầng mặt. Do đặc điểm địa hình và thể tích vực nước cơ bản không thay đổi đáng kể, trường dòng chảy khu vực Vịnh Hạ Long – Bái Tử Long trong các kịch bản dự báo của năm 2015 và 2020 cũng thể hiện các đặc điểm tương tự như các kết quả mô phỏng cho trường dòng chảy hiện tại. 2. Khả năng trao đổi nước của khu vực Khả năng trao đổi nước là một trong những đặc điểm thủy động lực quan trọng ảnh hưởng lớn đến các quá trình biến đổi chất gây ô nhiễm trong thuỷ vực. Ngoài vận tốc và hướng chảy, mức độ lệch pha của dòng chảy giữa các tầng khác nhau cũng có ảnh hưởng đáng kể đến quá trình trao đổi nước Vịnh Hạ Long – Bái Tử Long. Đặc điểm lệch pha theo tầng này được thể hiện qua mối quan hệ giữa hướng dòng chảy ở các tầng với dao động mực nước. Quan hệ này rõ nhất ở tại một số thời điểm tại thời gian đầu pha triều lên hoặc thời gian đầu pha triều xuống với hiện tượng ngược pha về hướng chảy giữa dòng chảy tầng mặt và tầng đáy (tầng mặt và tầng đáy chảy ngược nhau). Hình 4.9. Sơ đồ vị trí mặt cắt tính trao đổi nước tại Vịnh Hạ Long – Bái Tử Long 132 Trần Đức Thạnh (Chủ biên), Trần Văn Minh, Cao Thị Thu Trang, Vũ Duy Vĩnh, Trần Anh Tú Trong điều kiện địa hình khu vực được xem là không có biến động, hai yếu tố trực tiếp liên quan đến khả năng trao đổi nước của vịnh là thể tích V của vực nước vịnh và lưu lượng nước Q ra hoặc vào vịnh. Đối với khu vực Vịnh Hạ Long, để tính toán trao đổi nước, đã chia khu vực này thành các miền nhỏ ứng với mỗi khu vực nhỏ khác nhau. Các miền nhỏ này bao gồm Bãi Cháy, Cẩm Phả, khu vực giữa Vịnh Hạ Long, giữa Vịnh Bái Tử Long, cả Vịnh Hạ Long, cả Vịnh Bái Tử Long và toàn bộ khu vực Vịnh Hạ Long – Bái Tử Long (hình 4.9). Tỷ lệ nước trao đổi được tính bằng tỷ số giữa lượng nước trao đổi (vào hoặc ra trên thể tích vực nước). Các kết quả tính toán (bảng 4.1) cho thấy tỷ lệ nước vào (hoặc ra) so với thể tích thủy vực ở Vịnh Hạ Long trong một ngày đêm dao động trong khoảng từ 60 - 78%, khu vực Vịnh Bái Tử Long tỷ lệ này khoảng 65-79%. Tỷ lệ nước vào (ra) so với thể tích toàn bộ Vịnh Hạ Long – Bái Tử Long dao động trong khoảng 63-78% trong một ngày đêm. Khu vực ven bờ Cẩm Phả và giữa Vịnh Hạ Long có tỷ lệ trao đổi nước với xung quanh lớn hơn các khu vực khác. Trong khi đó, tỷ lệ nước vào (ra) so với thể tích khối nước ở Vịnh Cửa Lục với giá trị biến đổi từ 22 đến 56% trong một ngày đêm, khá thấp so với các khu vực khác. Bảng 4.1. Lượng nước và tỷ lệ nước trao đổi qua một ngày đêm tại Vịnh Hạ Long – Bái Tử Long Khu vực Diện tích (tr. m2) Thể tích ** (tr. m3) Lượng nước trao đổi (triệu m3) Mùa mưa Mùa khô Tỷ lệ nước trao đổi Mùa mưa ra Mùa khô vào ra vào ra vào vào ra 90,0 90,3 114,2 109,2 0,698 0,701 0,886 0,848 Bãi Cháy 22,4 128,9 Cẩm Phả 117,0 1003,3 1304,0 1360,5 1591,8 1643,1 1,3 1,356 1,586 1,638 Giữa Vịnh Bái Tử Long 183,1 2207,1 2670,9 2688,3 3256,9 3263,1 1,21 1,28 275,8 2652,0 1850,4 1877,3 2286,0 2300,7 0,698 0,708 0,862 0,868 Vịnh Hạ Long 361,6 2927,2 1760,6 1882,2 2219,8 2289,2 0,601 0,643 0,758 0,782 Vịnh Bái Tử Long 359,6 3755,1 2442,7 2434,2 2963,3 2933,7 0,65 0,648 0,789 0,781 Vịnh Cửa Lục 22,9 125,1 0,222 0,563 0,36 0,559 Vịnh Hạ LongBái Tử Long * 721,1 6682,3 0,63 0,65 0,78 Giữa Vịnh Hạ Long 27,7 70,4 45,0 70,0 4203,3 4316,4 5183,1 5222,8 1,476 1,479 0,78 Ghi chú: * giới hạn bởi bờ và các mặt cắt HL1, HL5, HL6, BTL1, BTL1, BTL2, BTL3, 4SL4; (**) tính trung bình khi dao động mực nước biến đổi từ 0-4m Chương IV: KHẢ NĂNG TỰ LÀM SẠCH CỦA VỊNH HẠ LONG - BÁI TỬ LONG 133 Nhìn trên tổng thể toàn khu vực Vịnh Hạ Long – Bái Tử Long, trao đổi nước mùa khô tốt hơn và cân bằng vào ra với tỷ lệ đều 78%, trao đổi nước mùa mưa kém hơn hẳn với tỷ lệ vào 63% và ra 65% với sự đóng góp của khối nước sông. Tuy nhiên, nhìn vào từng tiểu khu vực thì thấy bức tranh trao đổi nước không đồng nhất và thay đổi phức tạp giữa các tiểu khu vực và theo mùa. Nói chung, ở tất cả các tiểu khu vực trao đổi nước mùa mưa đều kém hơn mùa khô và cân bằng ra lớn hơn cân bằng vào, trừ Vịnh Bái Tử Long ít chịu ảnh hưởng của sông, cân bằng này là tương đương. Về mùa khô có hiện tượng dồn nước cục bộ ở Vịnh Hạ Long, đặc biệt là tại Bãi Cháy do hiện tượng khối nước chảy ra nhỏ hơn chảy vào. Điều này thể hiện trao đổi nước Vịnh Hạ Long yếu hơn Bái Tử Long kể cả về xu hướng và tỷ số trao đổi. II. MÔ PHỎNG CÁC QUÁ TRÌNH CHUYỂN HOÁ, LAN TRUYỀN VÀ BIẾN ĐỔI CHẤT Ô NHIỄM Ở VỊNH HẠ LONG – BÁI TỬ LONG 1. Các chất gây ô nhiễm hữu cơ 1.1. Nhu cầu ô-xy hóa học (COD) Hình 4.10. Vị trí các điểm giám sát tại Vịnh Hạ Long – Bái Tử Long Nhu cầu ô-xy hóa học là lượng ô-xy cần thiết để ô-xy hóa hết lượng chất hữu cơ trong một đơn vị thể tích nước nghiên cứu. Để thực hiện quá trình ô-xy hóa này trong phòng thí nghiệm thường sử dụng chất ô-xy hóa mạnh trong môi trường a-xít. Thông 134 Trần Đức Thạnh (Chủ biên), Trần Văn Minh, Cao Thị Thu Trang, Vũ Duy Vĩnh, Trần Anh Tú thường hai phương pháp được sử dụng là phương pháp Crom (Cr-method) và phương pháp Mangan (Mn-Method), (Delft3D-Waq processes technical reference manual, 2003). Trong nghiên cứu này, các kết quả phân tích COD được thực hiện bằng phương pháp Mn, do đó số liệu đầu vào của mô hình là giá trị COD-Mn và kết quả mô phỏng của mô hình sẽ thể hiện giá trị tổng COD được tính toán thông qua giá trị nồng độ COD-Mn. Để kiểm soát kết quả mô hình tính, các điểm giám sát được thiết lập cho khu vực nghiên cứu (hình 4.10). Mô hình mô phỏng các quá trình lan truyền và biến đổi nhu cầu ô-xy hóa học (COD) khu vực Vịnh Hạ Long – Bái Tử Long bằng mô hình Delft3D được xây dựng cho các kịch bản khác nhau: mùa mưa và mùa khô, kỳ triều cường và kỳ triều kém, pha nước lớn và pha nước ròng. Một số trong những kết quả của mô hình được trình bày trên các hình A1 – A4 (Phụ lục A). a. Mùa mưa Phân bố không gian Phân bố không gian của COD ở khu vực nghiên cứu được xem xét bao gồm phân bố không gian vào thời gian nước lớn và nước ròng trong từng kỳ triều (triều cường hoặc triều kém) của một chu kỳ triều. Hình A1 và A2 (phụ lục A) thể hiện bức tranh phân bố của giá trị COD tại khu vực nghiên cứu vào thời gian triều lên (nước lớn) và triều xuống (nước ròng) trong kỳ triều cường. Trong cả kỳ triều cường và triều kém, COD có giá trị khá cao ở dọc ven bờ Hạ Long và Bái Tử Long và giá trị COD ở Hạ Long cao hơn so với ở Bái Tử Long. Đây cũng là điều hợp lý khi khu vực ven bờ Hạ Long tập trung nhiều khu dân cư và các hoạt động dịch vụ, du lịch hơn so với Bái Tử Long. Cũng có thể thấy rằng vào thời gian nước lớn và nước ròng giá trị COD ở vùng nước giữa Vịnh Hạ Long và giữa Bái Tử Long luôn luôn nhỏ hơn vùng nước sát bờ và thấp hơn khu vực biển thoáng ngoài hệ thống đảo. Việc COD có giá trị cao ở các biên lỏng phía biển là khá khác thường, mặc dù điều này trùng hợp với kết quả đo đạc, nghiên cứu của Nhóm chuyên gia JICA, Nhật Bản thực hiện năm 1998. Do đó cần phải có những đo đạc kiểm tra để tìm hiểu nguồn gốc của hiện tượng này trong những nghiên cứu tiếp theo. Do giá trị COD trong nước biển ở biên lỏng phía biển cao hơn giá trị COD trong nước vịnh ở khu giữa Vịnh Hạ Long và giữa Bái Tử Long, nên khi thủy triều đạt cực đại, lưỡi nước biển có giá trị COD cao xâm nhập khá sâu vào trong các vịnh. Ở Vịnh Hạ Long, vào kỳ triều cường các vùng nước có giá trị COD cao bao gồm khu ven bờ Tuần Châu, Bãi Cháy, ven bờ Hòn Gai, phía trong Cửa Lục và dọc theo luồng tàu vào cảng Cái Lân. Giá trị COD cao ở khu vực ven bờ phía Đông Tuần Châu, khu vực Bãi Cháy và Hòn Gai có thể được giải thích do lượng chất hữu cơ được phát thải vào khu vực ven bờ từ các khu dân cư và hoạt động du lịch, dịch vụ. Đặc biệt vào mùa mưa (mùa hè) là mùa du lịch thu hút rất nhiều khách du lịch trong nước và nước ngoài đến ở khu vực này. Tuy nhiên, cũng có thể thấy rằng toàn bộ vùng nước phía Tây và Tây Nam đảo Tuần Châu luôn có giá trị COD cao hơn hẳn phần còn lại của Vịnh Hạ Chương IV: KHẢ NĂNG TỰ LÀM SẠCH CỦA VỊNH HẠ LONG - BÁI TỬ LONG 135 Long. Do số liệu khảo sát làm đầu vào mô hình còn hạn chế nên chưa thể giải thích được lý do của hiện tượng này và đây cũng là nhiệm vụ cần nghiên cứu tiếp để tìm hiểu và xác định nguồn chất hữu cơ đưa vào khu vực. Riêng giá trị COD trong nước cao dọc theo luồng tàu vào cảng Cái Lân có thể lý giải do lượng chất hữu cơ từ các sông và các khu dân cư bên trong Cửa Lục đổ ra và giá trị COD cao từ phía ngoài biển được dòng chảy triều lên vận chuyển vào. Các hình A1 và A2 (phụ lục A) cũng cho thấy, về mặt không gian, COD trong nước Vịnh Bái Tử Long luôn có giá trị thấp hơn Vịnh Hạ Long. Điều này có thể giải thích do khu vực này tương đối kín, sự trao đổi với các khối nước xung quanh không nhiều. Khu vực Vịnh Bái Tử Long cũng là khu vực có bề mặt nước khá thoáng, do đó sẽ nhận được nhiều ánh sáng và các điều kiện thuận lợi khác cho sự phát triển của TVN, qua đó làm giảm lượng chất hữu cơ của thủy vực. Tuy nhiên cũng có thể thấy một nguyên nhân khác là số liệu về các nguồn thải chất hữu cơ ở khu vực ven bờ Vịnh Bái Tử Long khá hạn chế so với khu vực vịnh Hạ Long nên có thể đã không thể hiện được hết các nguồn cung cấp chất hữu cơ từ lục địa cho Vịnh Bái Tử Long. So sánh giữa các kỳ triều và giữa các pha nước lớn với pha nước ròng, thấy rằng, theo phân bố không gian, ở phía trong hệ thống đảo giá trị COD giữa pha nước lớn và pha nước ròng có sự biến động nhỏ hơn so với khu vực phía ngoài hệ thống đảo. Vào kỳ triều kém sự biến động giá trị COD nhỏ hơn so với kỳ triều cường. Biến động theo kỳ triều Biến động theo thời gian kỳ triều của COD được xem xét thông qua một số điểm giám sát ở khu vực nghiên cứu, gồm 1 điểm ở giữa Vịnh Hạ Long, một điểm ở giữa Vịnh Bái Tử Long, một điểm phía Vân Đồn và hai điểm ở khu vực biển thoáng phía ngoài hệ thống đảo, một gần phía Cát Bà và một gần Quan Lạn (hình 4.10). Hình 4.11 thể hiện sự biến đổi của COD theo thời gian tại vị trí giám sát ở giữa Vịnh Hạ Long vào mùa mưa. Có thể thấy rằng sự biến đổi của COD ngược với pha thủy triều, có giá trị cao khi nước ròng và giá trị nhỏ khi nước lớn. So sánh giữa kỳ triều cường và kỳ triều kém thấy rằng COD có giá trị cao hơn vào kỳ triều cường. Biên độ dao động của trị số COD khá lớn (chênh lệch giữa nước lớn và nước ròng có thể đến 1mg O2/l), biến thiên trong khoảng từ 5,3-6,3mg O2/l. Hình 4.12 thể hiện sự thay đổi giá trị COD theo thời gian tại vị trí giám sát ở giữa Vịnh Bái Tử Long vào mùa mưa. Có thể thấy rằng, mặc dù có sự dao động phức tạp hơn nhưng cũng giống như ở Vịnh Hạ Long, vào kỳ triều cường COD ở Vịnh Bái Tử Long có giá trị cao hơn so với triều kém. Khi so sánh giữa pha nước lớn và pha nước ròng, cũng thấy rằng trong thời gian nước ròng COD có giá trị cao hơn, điều này có thể giải thích do vào thời gian nước ròng lượng chất hữu cơ từ bờ được đưa ra xa bờ bởi thủy triều. Biên độ dao động của COD giữa nước lớn và nước ròng tại Vịnh Bái Tử Long cũng nhỏ hơn (chỉ bằng khoảng 25%) so với khu vực Vịnh Hạ Long. Biên độ dao động COD ở khu vực này trong một chu kỳ triều nằm trong khoảng từ 4,25-4,65mg O2/l. Tại điểm giám sát Vân Đồn, giá trị COD theo thời gian biến đổi khá phức tạp, dao động trong khoảng nhỏ 4,15 - 4,40mg O2/l, không có sự phân biệt rõ ràng giữa kỳ triều cường 136 Trần Đức Thạnh (Chủ biên), Trần Văn Minh, Cao Thị Thu Trang, Vũ Duy Vĩnh, Trần Anh Tú và kỳ triều kém. Trong ngày, giá trị COD dao động theo thủy triều nên có một lần đạt giá trị cao nhất (nước ròng) và một lần xuống giá trị thấp nhất (nước lớn). Mực nước (m) COD_HL COD (mgO2 /l) 1.00 5.00 18/10/2008 5.20 17/10/2008 1.50 16/10/2008 5.40 15/10/2008 2.00 14/10/2008 5.60 13/10/2008 2.50 12/10/2008 5.80 11/10/2008 3.00 10/10/2008 6.00 09/10/2008 3.50 08/10/2008 6.20 07/10/2008 4.00 06/10/2008 6.40 05/10/2008 4.50 Hình 4.11. Biến động giá trị COD theo thời gian ở Vịnh Hạ Long, mùa mưa Mực nước (m) COD_BTL COD (mgO2 /l) 4.50 4.70 4.65 4.00 4.60 3.50 4.55 4.50 3.00 4.45 2.50 4.40 4.35 2.00 4.30 1.50 18/10/2008 17/10/2008 16/10/2008 15/10/2008 14/10/2008 13/10/2008 12/10/2008 11/10/2008 10/10/2008 09/10/2008 08/10/2008 07/10/2008 06/10/2008 05/10/2008 1.00 4.25 4.20 Hình 4.12. Biến động giá trị COD theo thời gian ở Vịnh Bái Tử Long, mùa mưa Chương IV: KHẢ NĂNG TỰ LÀM SẠCH CỦA VỊNH HẠ LONG - BÁI TỬ LONG 137 Như vậy, có thể thấy rằng tại 3 điểm giám sát nằm trong vịnh (hình 4.11), COD biến đổi theo dao động của pha thủy triều, có giá trị cao khi nước ròng và có giá trị thấp khi nước lớn. Giữa các điểm giám sát, Hạ Long là điểm có giá trị COD lớn hơn hẳn, Bái Tử Long và Vân Đồn có giá trị gần tương đương. Tại các vị trí sát gần bờ, gần các nguồn thải, mối quan hệ giữa biến đổi COD và pha triều vừa nêu không hoàn toàn đúng như vậy do tại những nơi này giá trị COD phụ thuộc nhiều vào thời điểm và khối lượng phát thải các chất hữu cơ từ các khu dân cư, các khu du lịch và dịch vụ. Tại hai vị trí giám sát ở vùng biển mở (Opensea và Quanlan – hình 4.1) ở rìa ngoài hệ thống đảo, có thể thấy rằng giá trị COD có sự dao động khá giống nhau, cao trong kỳ triều cường và thấp trong kỳ triều kém. Ở đây có thể nhận thấy một điều khá thú vị về sự biến đổi COD trong ngày khi giá trị COD cao trùng với thời gian nước lớn và thấp vào thời gian nước ròng, ngược lại hoàn toàn so với các điểm nằm bên trong hệ thống đảo. Điều này đồng nghĩa với việc những khu vực này được cung cấp bởi nguồn vật chất hữu cơ từ bên ngoài thông qua biên phía biển. Tuy nhiên để có thể khẳng định chắc chắn về điều này cần phải có những điều tra, khảo sát thực địa cụ thể hơn nữa về dòng chảy và phân tích mẫu hữu cơ ở các khu vực biển mở xung quanh để tìm hiểu nguồn gốc của lượng chất hữu cơ này. Hiện nay các lồng bè nuôi hải sản ở các khu vực này đang phát triển, vì vậy, một trong những nguồn có thể làm tăng lượng chất hữu cơ trong nước ở các khu vực biển mở này là từ lượng thức ăn sử dụng cho nuôi trồng của các lồng và bè nuôi hải sản. b. Mùa khô Phân bố không gian Trên các hình A3, A4 (phụ lục A) có thể thấy những khu vực có giá trị COD cao bao gồm dọc ven bờ Hạ Long và Bái Tử Long. Giống như mùa mưa, vào mùa khô các khu ven bờ Bãi Cháy, ven bờ đảo Tuần Châu và phía biên lỏng giáp với khu Cát Hải (Hải Phòng) vẫn là những nơi có giá trị COD cao hơn so với những khu còn lại. Đặc biệt khi nước ròng, giá trị COD trong nước biển Vịnh Hạ Long khá cao, nằm trong khoảng 4-7mgO2/l. Trong khi đó, giá trị COD ở Vịnh Bái Tử Long nhỏ hơn, nằm trong khoảng từ 2-4mgO2/l. Điều này cũng khá phù hợp với thực tế, khi khu vực Vịnh Hạ Long đang là điểm đến của một lượng rất lớn khách du lịch. Mặc dù số lượng khách du lịch trong nước không nhiều bằng mùa hè (mùa mưa), nhưng vào mùa Đông (mùa khô), lượng khách du lịch quốc tế lại tăng lên và tập trung nhiều ở khu Bãi Cháy. Trong mùa khô, giá trị COD ở biên mở phía biển, vùng nước giáp Cát Bà, vẫn khá cao (khoảng trên 4mgO2/l). Điều này có thể liên quan tới nguồn cung cấp chất hữu cơ từ bên ngoài vào khu vực nghiên cứu có nguồn gốc từ Cát Bà. Nguồn chất hữu cơ này phát sinh có thể từ hai nguồn chính là từ chất thải hữu cơ phát sinh từ các hoạt động dịch vụ, du lịch và từ nguồn thức ăn của các khu nuôi trồng lồng bè tại đây. 138 Trần Đức Thạnh (Chủ biên), Trần Văn Minh, Cao Thị Thu Trang, Vũ Duy Vĩnh, Trần Anh Tú So sánh giữa thời gian nước lớn và nước ròng của từng kỳ triều, thấy rằng vào kỳ triều cường giá trị COD có sự biến động khá mạnh mẽ (đặc biệt khu vịnh Hạ Long) giữa pha nước lớn và pha nước ròng. Trong khi đó vào kỳ triều kém sự biến động này tương đối nhỏ. Mực nước (m) COD_HL COD (mgO2 /l) 6.00 5.00 4.50 5.50 4.00 3.50 5.00 3.00 2.50 4.50 2.00 4.00 1.50 1.00 3.50 14/01/2009 13/01/2009 12/01/2009 11/01/2009 10/01/2009 09/01/2009 08/01/2009 07/01/2009 06/01/2009 05/01/2009 04/01/2009 03/01/2009 02/01/2009 0.00 01/01/2009 0.50 3.00 Hình 4.13. Biến động giá trị COD theo thời gian ở Vịnh Hạ Long, mùa khô Biến động theo kỳ triều Xem xét biến động theo thời gian trong một chu kỳ triều mùa khô tại các điểm giám sát (hình 4.13, 4.14), thấy rằng giá trị COD có sự biến động theo dao động thủy triều, cao vào kỳ triều cường và thấp vào kỳ triều kém. Tại các vị trí bên trong hệ thống đảo, sự biến động trong ngày cho thấy COD có giá trị thấp vào nước lớn và cao vào nước ròng. Trong khi đó, ở khu vực biển mở bên ngoài hệ thống đảo, sự dao động giá trị COD thể hiện sự tương đồng với độ cao dao động mực nước, thấp khi nước ròng và cao khi nước lớn, tương tự như dao động COD trong mùa mưa. 139 Chương IV: KHẢ NĂNG TỰ LÀM SẠCH CỦA VỊNH HẠ LONG - BÁI TỬ LONG Mực nước (m) COD_BTL COD (mgO2 /l) 1.50 3.15 1.00 3.10 0.50 3.05 0.00 3.00 14/01/2009 3.20 13/01/2009 2.00 12/01/2009 3.25 11/01/2009 2.50 10/01/2009 3.30 09/01/2009 3.00 08/01/2009 3.35 07/01/2009 3.50 06/01/2009 3.40 05/01/2009 4.00 04/01/2009 3.45 03/01/2009 4.50 02/01/2009 3.50 01/01/2009 5.00 Hình 4.14. Biến động giá trị COD theo thời gian ở Vịnh Bái Tử Long, mùa khô 1.2. Nhu cầu ô-xy sinh hóa (BOD5) Nhu cầu ô-xy sinh hóa là nhu cầu ô-xy cần thiết được các vi sinh vật sử dụng để ô-xy hóa hết lượng chất hữu cơ gốc các-bon và ni-tơ trong một đơn vị khối lượng nước nghiên cứu. Thông thường khi phân tích mẫu (đặc biệt là các mẫu nguồn thải) trong phòng thí nghiệm các mẫu sẽ được pha loãng và sục khí ô-xy để đảm bảo lượng chất dinh dưỡng hữu cơ và lượng ô-xy hòa tan trong nước. Giá trị BOD5 (nồng độ ô-xy hòa tan được sử dụng sau 5 ngày) phần lớn chất hữu cơ đã bị các vi sinh vật phân hủy. Mô hình mô phỏng các quá trình lan truyền và biến đổi nhu cầu ô-xy sinh hóa (BOD5) khu vực Vịnh Hạ Long – Bái Tử Long bằng mô hình Delft3D được xây dựng cho các kịch bản khác nhau: mùa mưa và mùa khô, kỳ triều cường và kỳ triều kém, pha nước lớn và pha nước ròng. Một số trong những kết quả của mô hình được trình bày trên các hình A5 – A8 (Phụ lục A). a. Mùa mưa Phân bố không gian Hình A5 và A6 (phụ lục A) thể hiện sự phân bố của BOD5 ở khu vực nghiên cứu vào thời gian nước lớn và nước ròng trong kỳ triều cường mùa mưa. Kết quả thể hiện trên các hình này cho thấy rằng tương tự như COD, giá trị BOD5 ở khu vực nghiên cứu cao ở khu vực ven bờ và khu vực biển thoáng ngoài hệ thống đảo. Tuy nhiên cần lưu ý giá trị BOD5 ở khu vực biển mở có giá trị cao là do số liệu đầu vào cao (số liệu khảo sát 140 Trần Đức Thạnh (Chủ biên), Trần Văn Minh, Cao Thị Thu Trang, Vũ Duy Vĩnh, Trần Anh Tú và phân tích thực địa). Khi so sánh giá trị BOD5 ở Vịnh Bái Tử Long, đặc biệt khu Cửa Ông, thấy rằng giá trị BOD5 tính theo mô hình thấp hơn một chút so với kết quả khảo sát thực địa và kết quả mô phỏng bằng mô hình của nhóm nghiên cứu JICA (1998). Điều này có thể lý giải hoặc là do chất lượng nước ở khu vực đã được quản lý tốt hơn (lượng chất hữu cơ phát thải vào khu vực đã giảm đi) hoặc cũng có thể do một số nguồn thải ở khu vực đã không được kiểm kê, đo đạc thật đầy đủ nên không phản ánh chính xác hoàn toàn lượng chất hữu cơ phát thải vào khu vực tính toán. So với thực tế hiện nay ở khu vực giả thiết thứ hai có vẻ phù hợp hơn. Khu vực biển thoáng phía ngoài hệ thống đảo BOD5 có giá trị nằm trong khoảng từ 0,8-1,3mgO2/l. Giá trị này khá gần với kết quả khảo sát và kết quả mô phỏng của Nhóm nghiên cứu JICA (1998). Điều này cho thấy nồng độ chất hữu cơ (thể hiện thông qua giá trị BOD5) có nguồn gốc từ bên ngoài đưa vào Vịnh Hạ Long và Bái Tử Long tương đối lớn. Tuy nhiên, như đã nói trong phần phân tích nhận xét thông số COD, đây là điều cần phải được kiểm chứng kỹ hơn bằng các nghiên cứu chuyên sâu về đối tượng này để xác định chính xác nguồn gốc của các chất hữu cơ được đưa vào khu vực nghiên cứu từ khu vực xung quanh. Biến động theo kỳ triều Mực nước (m) BOD_HL BOD (mgO2 /l) 4.50 0.85 0.80 4.00 0.75 3.50 0.70 3.00 0.65 2.50 0.60 0.55 2.00 0.50 1.50 18/10/2008 17/10/2008 16/10/2008 15/10/2008 14/10/2008 13/10/2008 12/10/2008 11/10/2008 10/10/2008 09/10/2008 08/10/2008 07/10/2008 06/10/2008 05/10/2008 1.00 0.45 Hình 4.15. Biến động giá trị BOD5 theo thời gian ở Vịnh Hạ Long, mùa mưa 0.40 141 Chương IV: KHẢ NĂNG TỰ LÀM SẠCH CỦA VỊNH HẠ LONG - BÁI TỬ LONG Mực nước (m) BOD_BTL BOD (mgO2 /l) 4.50 0.64 4.00 0.62 3.50 0.60 3.00 0.58 2.50 0.56 18/10/2008 17/10/2008 16/10/2008 15/10/2008 14/10/2008 13/10/2008 12/10/2008 11/10/2008 10/10/2008 0.50 09/10/2008 1.00 08/10/2008 0.52 07/10/2008 1.50 06/10/2008 0.54 05/10/2008 2.00 Hình 4.16. Biến động giá trị BOD5 theo thời gian ở Vịnh Bái Tử Long, mùa mưa Mực nước (m) BOD_HL BOD (mgO2 /l) 5.00 1.30 4.50 1.20 4.00 1.10 3.50 1.00 3.00 0.90 2.50 0.80 2.00 0.70 1.50 14/01/2009 13/01/2009 12/01/2009 11/01/2009 10/01/2009 09/01/2009 08/01/2009 07/01/2009 06/01/2009 0.40 05/01/2009 0.00 04/01/2009 0.50 03/01/2009 0.50 02/01/2009 0.60 01/01/2009 1.00 Hình 4.17. Biến động giá trị BOD5 theo thời gian ở Vịnh Hạ Long, mùa khô 142 Trần Đức Thạnh (Chủ biên), Trần Văn Minh, Cao Thị Thu Trang, Vũ Duy Vĩnh, Trần Anh Tú Mực nước (m) BOD_BTL BOD (mgO2 /l) 5.00 0.60 4.50 0.55 4.00 3.50 0.50 3.00 2.50 0.45 2.00 0.40 1.50 1.00 0.35 14/01/2009 13/01/2009 12/01/2009 11/01/2009 10/01/2009 09/01/2009 08/01/2009 07/01/2009 06/01/2009 05/01/2009 04/01/2009 03/01/2009 02/01/2009 0.00 01/01/2009 0.50 0.30 Hình 4.18. Biến động giá trị BOD5 theo thời gian ở Vịnh Bái Tử Long, mùa khô Biến động theo thời gian của BOD5 khu vực nghiên cứu (hình 4.15, 4.16) được xem xét tại các vị trí và thời gian giống như với thông số COD. Có thể thấy rằng ở khu vực phía trong hệ thống đảo, xu thế biến đổi của BOD5 tương tự như COD, giá trị cao vào nước ròng và thấp vào nước lớn. Ngoài vị trí ở Bái Tử Long, BOD5 vào kỳ triều kém nhỏ hơn hẳn so với triều cường, còn tại Hạ Long và Vân Đồn sự chênh lệch này không thể hiện rõ ràng. Khoảng dao động về BOD5 tại các vị trí nói trên trong một chu kỳ triều lần lượt như sau: Hạ Long (0,50-0,80mgO2/l), Bái Tử Long (0,52-0,64mgO2/l), Vân Đồn (0,60-0,85mgO2/l). Tại hai vị trí ngoài biển mở (bên ngoài hệ thống đảo), sự biến đổi giá trị BOD5 cũng tương tự như với COD khi kỳ triều cường có giá trị cao và kỳ triều kém có giá trị thấp. Về dao động ngày, BOD5 có giá trị cao vào thời gian nước lớn và thấp vào thời gian nước ròng. Khoảng dao động của BOD5 tại hai điểm nói trên như sau: Biển mở (OP) (0,45-1,10 mgO2/l), Quan Lạn (0,85-1,20mgO2/l). Như vậy có thể thấy rằng BOD5 ở khu vực biển mở bên ngoài hệ thống đảo không những có giá trị cao hơn khu vực bên trong hệ thống đảo mà còn có sự dao động mạnh hơn, kể cả dao động ngày và dao động theo chu kỳ triều. b. Mùa khô Phân bố không gian Về phân bố không gian có thể thấy rằng giá trị phổ biến của BOD5 vào mùa này ở khu vực nghiên cứu nằm trong khoảng 0,2-0,8mgO2/l, trừ khu vực ven bờ Hòn Gai, Bãi Chương IV: KHẢ NĂNG TỰ LÀM SẠCH CỦA VỊNH HẠ LONG - BÁI TỬ LONG 143 Cháy, Tuần Châu và một số khu ven bờ vịnh Bái Tử Long như khu ven bờ Cẩm Phả và Cửa Ông có giá trị BOD5 có thể đến 1,4-1,6mgO2/l. Vào kỳ triều cường, BOD5 trong nước Vịnh Hạ Long có sự biến động khá lớn. Vào thời gian nước lớn, do tác động của khối nước phía biển có giá trị BOD5 thấp trong khoảng 0,4-0,6mgO2/l, nên giá trị BOD5 của nước vịnh cũng khá nhỏ chỉ khoảng 0,40,8mgO2/l, trong khi khu ven bờ có giá trị cao hơn 0,8-1,5mgO2/l. Vào thời gian nước ròng, khối nước có giá trị BOD5 cao từ khu vực ven bờ phát triển mạnh hơn về phía biển làm cho phần lớn nước vịnh Hạ Long có giá trị BOD5 cao hơn, nằm trong khoảng 0,7-1,4mgO2/l. Giá trị BOD5 Vịnh Bái Tử Long về cơ bản không có sự biến động mạnh (hình A7, A8, Phụ lục A). Vào kỳ triều kém, giá trị BOD5 Vịnh Hạ Long cao hơn ở Vịnh Bái Tử Long và tương đối ổn định cả khi nước lớn và nước ròng. Giá trị BOD5 phổ biến ở Vịnh Hạ Long nằm trong khoảng 0,6-1,4mgO2/l và ở Vịnh Bái Tử Long nằm trong khoảng 0,20,6mgO2/l. Biến động theo kỳ triều Biến động theo thời gian kỳ triều của BOD5 tại các điểm giám sát (hình 4.17, 4.18) cho thấy, tại tất cả các điểm, giá trị BOD5 trong kỳ triều kém nhỏ hơn so với kỳ triều cường. Trong kỳ triều cường, dao động của BOD5 mạnh hơn rõ rệt so với kỳ triều kém. Tại các vị trí nằm trong hệ thống đảo ở Vịnh Hạ Long và Vịnh Bái Tử Long, giá trị BOD5 dao động ngược với dao động mực nước, cao vào nước ròng và thấp vào nước lớn. Tại các vị trí nằm ngoài hệ thống đảo giá trị BOD5 dao động cùng với pha thủy triều, cao vào nước lớn và thấp vào nước ròng. 2. Các chất dinh dưỡng 2.1. A-mô-ni (NH4+) A-mô-ni (NH4+) là một trong những yếu tố dinh dưỡng quan trọng không thế thiếu trong quá trình quang hợp của thực vật nổi. Mô hình mô phỏng các quá trình lan truyền và biến đổi A-mô-ni (NH4+) khu vực Vịnh Hạ Long – Bái Tử Long bằng mô hình Delft3D được xây dựng cho các kịch bản khác nhau: mùa mưa và mùa khô, kỳ triều cường và kỳ triều kém, pha nước lớn và pha nước ròng. Một số trong những kết quả tính toán của mô hình mô phỏng sự phân bố theo không gian và thời gian của NH4+ khu vực nghiên cứu được thể hiện trên các hình A9 đến A12 (Phụ lục A). a. Mùa mưa Trong kỳ triều cường có sự khác biệt rất rõ ràng về phân bố nồng độ NH4+ trong nước biển ở khu vực nghiên cứu giữa lúc triều lên và triều xuống. Trong thời gian triều xuống, lượng nước thải từ các nguồn thải ven bờ phát thải mạnh ra vùng ven bờ và phát triển về phía biển (hình A9). Quá trình này cùng với quá trình khuyếch tán làm tăng nồng độ NH4+ ở vùng nước xa bờ của Vịnh Hạ Long và Bái Tử Long, đặc biệt thấy rõ ở Vịnh Bái Tử Long. Trong thời gian triều lên (hình A10 - Phụ lục A), dưới tác động của 144 Trần Đức Thạnh (Chủ biên), Trần Văn Minh, Cao Thị Thu Trang, Vũ Duy Vĩnh, Trần Anh Tú dòng triều, khối nước có giá trị NH4+ thấp từ khu vực biển mở ngoài hệ thống đảo lan truyền mạnh về phía bờ, góp phần làm giảm phạm vi khu vực có nồng độ NH4+ cao của vùng nước ở giữa Vịnh Hạ Long và Bái Tử Long. Mực nước (m) NH4_HL 3 NH4 (gN/m ) 4.50 0.1700 4.00 0.1600 3.50 0.1500 3.00 2.50 0.1400 2.00 0.1300 18/10/2008 17/10/2008 16/10/2008 15/10/2008 14/10/2008 13/10/2008 12/10/2008 11/10/2008 10/10/2008 09/10/2008 08/10/2008 07/10/2008 06/10/2008 1.00 05/10/2008 1.50 0.1200 Hình 4.19. Biến động nồng độ NH4+ theo thời gian ở Vịnh Hạ Long, mùa mưa Mực nước (m) NH4_BTL 3 NH4 (gN/m ) 0.1400 4.50 4.00 0.1350 3.50 3.00 0.1300 2.50 2.00 0.1250 18/10/2008 17/10/2008 16/10/2008 15/10/2008 14/10/2008 13/10/2008 12/10/2008 11/10/2008 10/10/2008 09/10/2008 08/10/2008 07/10/2008 06/10/2008 1.00 05/10/2008 1.50 0.1200 Hình 4.20. Biến động nồng độ NH4+ theo thời gian ở vịnh Bái Tử Long, mùa mưa 145 Chương IV: KHẢ NĂNG TỰ LÀM SẠCH CỦA VỊNH HẠ LONG - BÁI TỬ LONG Mực nước (m) NH4_HL 3 NH4 (gN/m ) 1.50 0.110 1.00 0.100 0.50 0.090 0.00 0.080 14/01/2009 0.120 13/01/2009 2.00 12/01/2009 0.130 11/01/2009 2.50 10/01/2009 0.140 09/01/2009 3.00 08/01/2009 0.150 07/01/2009 3.50 06/01/2009 0.160 05/01/2009 4.00 04/01/2009 0.170 03/01/2009 4.50 02/01/2009 0.180 01/01/2009 5.00 Hình 4.21. Biến động nồng độ NH4+ theo thời gian ở Vịnh Hạ Long, mùa khô Mực nước (m) NH4_BTL 3 NH4 (gN/m ) 5.00 0.110 4.50 0.105 4.00 3.50 0.100 3.00 2.50 0.095 2.00 0.090 1.50 1.00 0.085 14/01/2009 13/01/2009 12/01/2009 11/01/2009 10/01/2009 09/01/2009 08/01/2009 07/01/2009 06/01/2009 05/01/2009 04/01/2009 03/01/2009 02/01/2009 0.00 01/01/2009 0.50 0.080 Hình 4.22. Biến động nồng độ NH4+ theo thời gian ở Vịnh Bái Tử Long, mùa khô 146 Trần Đức Thạnh (Chủ biên), Trần Văn Minh, Cao Thị Thu Trang, Vũ Duy Vĩnh, Trần Anh Tú Có thể nhận thấy rất rõ ràng rằng, nồng độ NH4+ phân bố ở khu vực nghiên cứu biến động dương đối nhỏ giữa pha nước lớn và pha nước ròng trong kỳ triều kém. Điều này có thể hiểu là trong kỳ triều kém, dòng chảy có giá trị nhỏ, biên độ dao động triều không lớn làm giảm việc vận chuyển, trao đổi của các khối nước trong vịnh và với các khối nước bên ngoài thông qua các biên lỏng phía biển của mô hình. Sự biến đổi NH4+ chủ yếu là do nguồn vào từ lục địa, hoạt động sản xuất sơ cấp của thực vật nổi, quá trình ni-tơ-rát hóa (nitrification) và quá trình lắng đọng của NH4+ vào môi trường trầm tích đáy biển. Biến động theo thời gian kỳ triều của NH4+ tại các điểm giám sát được thể hiện trên các hình từ 4.19 đến 4.22. Sự biến thiên nồng độ NH4+ tại những điểm này trong một chu kỳ triều như sau: Hạ Long trong khoảng 0,128 - 0,164gN/m3, Bái Tử Long trong khoảng 0,121 - 0,135gN/m3, tại biên mở (OP) trong khoảng 0,089 - 0,129gN/m3, Vân Đồn trong khoảng 0,075 - 0,115gN/m3 và Quan Lạn trong khoảng 0,076 0,105gN/m3. b. Mùa khô Phân bố không gian của NH4+ được thể hiện trên các hình A11 và A12 (phụ lục A). Nhìn chung, có thể thấy rằng các khu vực phía bên trong hệ thống đảo có giá trị NH4+ nằm trong khoảng 0,1 - 0,25gN/m3, thường cao hơn so với phía ngoài có nồng độ dưới 0,15gN/m3. Vào kỳ triều cường, sự phân bố của NH4+ giữa pha nước lớn và pha nước ròng khác nhau. Vào pha nước ròng, giá trị NH4+ có xu hướng tăng dần từ bờ ra xa, nhất là ở Vịnh Hạ Long (hình A11 - Phụ lục A). Vào kỳ triều kém, phân bố của NH4+ giữa pha nước lớn và pha nước ròng không có sự khác biệt nhiều. Sự biến động theo thời gian của NH4+ có sự liên quan khá chặt chẽ với dao động mực nước của khu vực nghiên cứu (hình 4.21 và 4.22). Trong một chu kỳ triều, giá trị NH4+ tại các điểm giám sát có sự dao động mạnh hơn vào kỳ triều cường và thấp hơn vào kỳ triều kém. Về dao động ngày, NH4+ có giá trị thấp hơn vào nước lớn và cao hơn vào nước ròng. 2.2. Ni-tơ-rát (NO3-) Giống như NH4+, thông số NO3- là một trong những yếu tố dinh dưỡng đặc biệt quan trọng, có sự ảnh hưởng quyết định đối với sự phát triển và tồn tại của thực vật nổi trong vực nước. Mô hình mô phỏng các quá trình lan truyền và biến đổi ni-tơ-rát (NO3-) khu vực Vịnh Hạ Long – Bái Tử Long bằng mô hình Delft3D được xây dựng cho các kịch bản khác nhau: mùa mưa và mùa khô, kỳ triều cường và kỳ triều kém, pha nước lớn và pha nước ròng. Một số trong những kết quả tính toán của mô hình mô phỏng sự phân bố theo không gian và thời gian của NO3- khu vực nghiên cứu được thể hiện trên các hình A13 đến A16 (Phụ lục A). a. Mùa mưa Nồng độ NO3- khá cao trong nước khu vực nghiên cứu vào thời gian mùa mưa năm 2008, kỳ triều cường và pha nước lớn. Những khu vực có giá trị NO3- cao gồm toàn bộ Vịnh Hạ Long, Vịnh Bái Tử Long và Tây Nam Vân Đồn. 147 Chương IV: KHẢ NĂNG TỰ LÀM SẠCH CỦA VỊNH HẠ LONG - BÁI TỬ LONG Mực nước (m) NO3_HL 3 NO3 (gN/m ) 4.50 0.240 0.235 4.00 0.230 3.50 0.225 0.220 3.00 0.215 2.50 0.210 0.205 2.00 0.200 1.50 18/10/2008 17/10/2008 16/10/2008 15/10/2008 14/10/2008 13/10/2008 12/10/2008 11/10/2008 10/10/2008 09/10/2008 08/10/2008 07/10/2008 06/10/2008 05/10/2008 1.00 0.195 0.190 Hình 4.23. Biến động nồng độ NO3- theo thời gian ở Vịnh Hạ Long, mùa mưa Mực nước (m) NO3_BTL 3 NO3 (gN/m ) 4.50 0.240 4.00 0.235 0.230 3.50 0.225 3.00 0.220 2.50 0.215 2.00 0.210 18/10/2008 17/10/2008 16/10/2008 15/10/2008 14/10/2008 13/10/2008 12/10/2008 11/10/2008 10/10/2008 09/10/2008 08/10/2008 0.200 07/10/2008 1.00 06/10/2008 0.205 05/10/2008 1.50 Hình 4.24. Biến động NO3- nồng độ theo thời gian ở Vịnh Bái Tử Long, mùa mưa 148 Trần Đức Thạnh (Chủ biên), Trần Văn Minh, Cao Thị Thu Trang, Vũ Duy Vĩnh, Trần Anh Tú Mực nước (m) NO3_HL 3 NO3 (gN/m ) 5.00 0.220 4.50 4.00 0.200 3.50 3.00 0.180 2.50 2.00 0.160 1.50 1.00 0.140 14/01/2009 13/01/2009 12/01/2009 11/01/2009 10/01/2009 09/01/2009 08/01/2009 07/01/2009 06/01/2009 05/01/2009 04/01/2009 03/01/2009 02/01/2009 0.00 01/01/2009 0.50 0.120 Hình 4.25. Biến động nồng độ NO3- theo thời gian ở Vịnh Hạ Long, mùa khô Mực nước (m) NO3_BTL 3 NO3 (gN/m ) 5.00 0.170 4.50 0.160 4.00 3.50 0.150 3.00 2.50 0.140 2.00 0.130 1.50 1.00 0.120 14/01/2009 13/01/2009 12/01/2009 11/01/2009 10/01/2009 09/01/2009 08/01/2009 07/01/2009 06/01/2009 05/01/2009 04/01/2009 03/01/2009 02/01/2009 0.00 01/01/2009 0.50 0.110 Hình 4.26. Biến động nồng độ NO3- theo thời gian ở Vịnh Bái Tử Long, mùa khô Vào thời gian nước ròng, giá trị nồng độ NO3- thấp hơn so với nước lớn. Vào kỳ triều kém, phân bố nồng độ NO3- trong nước biển có sự biến động không nhiều giữa Chương IV: KHẢ NĂNG TỰ LÀM SẠCH CỦA VỊNH HẠ LONG - BÁI TỬ LONG 149 nước lớn và nước ròng. Nồng độ NO3- ở khu vực biển thoáng phía ngoài hệ thống đảo có giá trị nhỏ hơn khu vực bên trong hệ thống đảo. Giá trị nồng độ NO3- trong nước ở khu vực nghiên cứu khá cao là điều kiện thuận lợi cho sự phát triển của thực vật nổi. Các hình 4.23 và 4.24 thể hiện dao động của NO3- trong một chu kỳ triều mùa mưa tại 5 vị trí giám sát ở khu vực nghiên cứu. Nhìn chung sự biến động theo thời gian của NO3- khá phức tạp và liên quan tới dao động mực nước của khu vực. Ở Vịnh Hạ Long, nồng độ NO3- có xu hướng thấp hơn vào kỳ triều kém, trong khi ở Bái Tử Long giá trị này lại có xu hướng cao hơn vào kỳ triều kém. b. Mùa khô Giá trị NO3- ở phía trong hệ thống đảo khá cao, nằm trong khoảng 0,15 0,25gN/m3. Vào kỳ triều cường - pha nước ròng, những khu vực có giá trị NO3- cao gồm Vịnh Hạ Long, khu Cửa Ông, Vân Đồn, trong đó Vịnh Hạ Long là khu vực có hàm lượng NO3- cao hơn cả. Khi nước lớn, khối nước có giá trị NO3- nhỏ hơn ngoài biển xâm nhập khá sâu vào trong phía trong các Vịnh Hạ Long và Bái Tử Long. Vào kỳ triều kém, phân bố của NO3- giữa nước ròng và nước lớn không khác biệt nhiều. Biến động theo thời gian của NO3- vào mùa khô tại các điểm giám sát ở khu vực nghiên cứu được thể hiện trên các hình 4.25, 4.26. Có thể thấy rằng dao động của NO3có sự liên quan khá chặt chẽ với dao động mực nước. Vào kỳ triều cường biên độ dao động NO3- trong ngày giữa nước lớn và nước ròng mạnh hơn so với kỳ triều kém. 2.3. Phốt-phát (PO43-) Giống như NH4+ và NO3-, yếu tố phốt-pho (tồn tại dưới dạng hòa tan trong nước PO43-) là một yếu tố dinh dưỡng rất quan trọng đối với quá trình quang hợp để tạo ra năng suất sơ cấp của thực vật nổi trong vực nước. Khi nồng độ PO43- trong nước biển có giá trị thấp nó thường trở thành yếu tố giới hạn đối với sức sản xuất sơ cấp của vực nước. Việc tính toán, mô phỏng các quá trình lan truyền và biến đổi phốt-phát (PO43-) khu vực Vịnh Hạ Long – Bái Tử Long bằng mô hình Delft-3D được xây dựng cho các kịch bản khác nhau: mùa mưa và mùa khô, kỳ triều cường và kỳ triều kém, pha nước lớn và pha nước ròng. Một số trong những kết quả tính toán của mô hình mô phỏng sự phân bố theo không gian và thời gian của PO43- khu vực nghiên cứu được thể hiện trên các hình A17 đến A22 (Phụ lục A). a. Mùa mưa Khác với NH4+ và NO3-, nồng độ PO43- trong nước biển khu vực nghiên cứu có giá trị khá lớn ở khu vực Vịnh Hạ Long - Bái Tử Long. Về phân bố không gian, PO43có giá trị giảm từ bờ ra khơi, nhất là phía bên ngoài hệ thống đảo khi khối nước có hàm lượng PO43- phía trong bị pha trộn với khối nước ngoài biển có giá trị PO43- thấp hơn. Như vậy có thể thấy ở khu vực nghiên cứu, nhất là khu vực ven bờ và phía trong hệ thống đảo, hàm lượng PO43- khá dồi dào. Đây là một trong những điều kiện thuận cho sinh vật sản suất sơ cấp như thực vật nổi phát triển. 150 Trần Đức Thạnh (Chủ biên), Trần Văn Minh, Cao Thị Thu Trang, Vũ Duy Vĩnh, Trần Anh Tú Biến động theo thời gian của PO43- tại các điểm giám sát mùa mưa được thể hiện trên các hình 4.27 và hình 4.28. Mực nước (m) PO4_HL 33 PO PO4 4(gP/m (gN/m )) 4.50 0.0374 4.00 0.0372 3.50 0.0370 3.00 0.0368 2.50 0.0366 18/10/2008 17/10/2008 16/10/2008 15/10/2008 14/10/2008 13/10/2008 12/10/2008 11/10/2008 10/10/2008 0.0360 09/10/2008 1.00 08/10/2008 0.0362 07/10/2008 1.50 06/10/2008 0.0364 05/10/2008 2.00 Hình 4.27. Biến động nồng độ PO43- theo thời gian ở Vịnh Hạ Long, mùa mưa Mực nước (m) PO4_BTL 33 POPO ) 4 (gP/m 4 (gN/m ) 4.50 0.0370 4.00 0.0365 3.50 0.0360 3.00 0.0355 2.50 0.0350 2.00 18/10/2008 17/10/2008 16/10/2008 15/10/2008 14/10/2008 13/10/2008 12/10/2008 11/10/2008 10/10/2008 09/10/2008 08/10/2008 0.0340 07/10/2008 1.00 06/10/2008 0.0345 05/10/2008 1.50 Hình 4.28. Biến động nồng độ PO43- theo thời gian ở Vịnh Bái Tử Long, mùa mưa 151 Chương IV: KHẢ NĂNG TỰ LÀM SẠCH CỦA VỊNH HẠ LONG - BÁI TỬ LONG Mực nước (m) PO4_HL 33 POPO 4 (gN/m) ) 4 (gP/m 5.00 0.034 4.50 4.00 0.032 3.50 3.00 0.030 2.50 2.00 0.028 1.50 1.00 0.026 14/01/2009 13/01/2009 12/01/2009 11/01/2009 10/01/2009 09/01/2009 08/01/2009 07/01/2009 06/01/2009 05/01/2009 04/01/2009 03/01/2009 02/01/2009 0.00 01/01/2009 0.50 0.024 Hình 4.29. Biến động nồng độ PO43- theo thời gian ở Vịnh Hạ Long, mùa khô Mực nước (m) PO4_BTL 33 POPO 4 (gN/m)) 4 (gP/m 5.00 0.032 4.50 0.031 4.00 0.030 3.50 3.00 0.029 2.50 0.028 2.00 0.027 1.50 0.026 1.00 14/01/2009 13/01/2009 12/01/2009 11/01/2009 10/01/2009 09/01/2009 08/01/2009 07/01/2009 06/01/2009 05/01/2009 04/01/2009 0.024 03/01/2009 0.00 02/01/2009 0.025 01/01/2009 0.50 Hình 4.30. Biến động nồng độ PO43- theo thời gian ở Vịnh Bái Tử Long, mùa khô 152 Trần Đức Thạnh (Chủ biên), Trần Văn Minh, Cao Thị Thu Trang, Vũ Duy Vĩnh, Trần Anh Tú b. Mùa khô Các hình A19 và A20 (phụ lục A) thể hiện phân bố của PO43- theo không gian ở khu vực nghiên cứu. Những khu vực có giá trị PO43- cao (nằm trong khoảng 0,030,045gP/m3) bao gồm ven bờ vịnh Hạ Long, Hòn Gai, Cẩm Phả và Vân Đồn. Vào thời gian nước ròng trong kỳ triều cường khối nước có hàm lượng PO43- cao tiến khá xa về phía biển mở. Vào kỳ triều kém phân bố PO43- giữa nước ròng và nước lớn khá giống nhau. Biến động theo thời gian của PO43- trong một chu kỳ triều tại các điểm giám sát mùa khô ở khu vực nghiên cứu được thể hiện trên các hình 4.29 và 4.30. Có thể thấy rằng tại hầu hết các điểm PO43- có giá trị cao khi nước ròng và thấp khi nước lớn. Dao động ngày trong kỳ triều kém nhỏ hơn so với kỳ triều cường. 3. Các kim loại nặng Do điều kiện tài liệu, trong chương này trình bày kết quả tính, toán mô phỏng sự lan truyền và phân bố của một số thông số kim loại nặng trong nước, bao gồm Pb, Cd và As (hình A33 đến A38, Phụ lục A). 3.1. Chì (Pb) Mô hình mô phỏng hiện trạng lan truyền chất gây ô nhiễm Pb trong môi trường nước khu vực Vịnh Hạ Long – Bái Tử Long được tiến hành với các kịch bản khác nhau: mùa mưa và mùa khô, kỳ triều cường và kỳ triều kém nước lớn và nước ròng. Một trong số những kết quả mô phỏng được trình bày trên hình A33 (Phụ lục A). Phân bố nồng độ chì trong nước ở khu vực Vịnh Hạ Long – Bái Tử Long có liên quan nhiều đến dao động mực nước và biến động theo mùa. Ở gần bờ, nồng độ chì trong nước biến đổi trong khoảng 0,003 - 0,004mg/l và giảm dần còn khoảng 0,001 0,002mg/l ra phía biển. Các giá trị này đều nhỏ hơn các giới hạn cho phép trong QCVN 10:2008 đối với nước biển ven bờ cho Pb là 0,02mg/l (đối với bãi tắm), 0,05mg/l (cho nuôi trồng thuỷ sản) và 0,1mg/l (đối với các nơi khác). Vùng nước có nồng độ Pb cao hơn chủ yếu tập trung sát ở dải ven bờ, khu vực phía trong Vịnh Cửa Lục và cửa sông Mông Dương. Tuy nhiên, vùng nước này có phạm vi rất nhỏ. Vùng nước có nồng độ Pb cao bị thu hẹp dần trong pha triều lên đến nhỏ nhất khi mực nước đạt cực đại và mở rộng dần trong pha triều xuống đến khi mực nước đạt giá trị cực tiểu. Tuy nhiên, sự biến động nồng độ cũng như diện tích vùng có nồng độ Pb cao theo dao động của mực nước cũng không lớn. Do sự hạn chế của dòng chảy sông đưa ra vào mùa khô nên phạm vi và nồng độ chì trong nước mùa khô đều khá nhỏ so với mùa mưa. Điều này cho thấy sự tác động do ô nhiễm chì ở khu vực Vịnh Hạ Long – Bái Tử Long vào mùa mưa lớn hơn mùa khô. Như vậy, khu có nồng độ chì cao trong nước tập trung ở sát ven bờ, có diện tích hẹp và độ sâu khá nhỏ, sự biến đổi của nồng độ Pb tại đây không lớn. Mô hình dự báo lan truyền chất gây ô nhiễm Pb trong môi trường nước khu vực Vịnh Hạ Long – Bái Tử Long được tiến hành với 2 kịch bản khác nhau vào năm 2010 Chương IV: KHẢ NĂNG TỰ LÀM SẠCH CỦA VỊNH HẠ LONG - BÁI TỬ LONG 153 và năm 2015: mùa mưa và mùa khô, nước lớn và nước ròng. Một trong số các kết quả mô hình dự báo được minh hoạ trên hình A34 (Phụ lục A). Các kết quả dự báo đã cho thấy giá trị nồng độ Pb tăng rõ rệt theo thời gian, tuy nhiên vẫn thấp hơn giới hạn cho phép của Việt Nam. 3.2. Cadimi (Cd) Mô hình mô phỏng hiện trạng lan truyền chất gây ô nhiễm Cd trong môi trường nước khu vực Vịnh Hạ Long – Bái Tử Long được tiến hành với các kịch bản khác nhau: mùa mưa và mùa khô, kỳ triều cường và kỳ triều kém nước lớn và nước ròng. Một trong số những kết quả mô phỏng được trình bày trên hình A35 (Phụ lục A). Nồng độ cadimi trong nước biển Vịnh Hạ Long – Bái Tử Long có sự biến động và phạm vi phân bố không gian theo pha triều và theo mùa cũng tương tự như chì. Ở khu ven bờ, nồng độ cadimi trong nước biến đổi trong khoảng 0,0002 - 0,0004mg/l và giảm dần khi ra phía ngoài còn 0,00002mg/l. Các giá trị này đều khá nhỏ so với giới hạn cho phép trong QCVN 10:2008 đối với nước biển ven bờ cho cadimi là 0,005mg/l - nước bãi tắm, khu vực nuôi trồng thuỷ sản và các mục đích khác. Như vậy, vùng nước có nồng độ cadimi cao xuất hiện ở các khu cửa sông, sát ven bờ nhưng phạm vi không gian không lớn. Mô hình dự báo lan truyền chất gây ô nhiễm Cd trong môi trường nước khu vực Vịnh Hạ Long – Bái Tử Long được tiến hành với 2 kịch bản khác nhau vào năm 2010 và năm 2015: mùa mưa và mùa khô, nước lớn và nước ròng. Một trong số các kết quả mô hình dự báo được minh hoạ trên hình A36 (phụ lục A). Các kết quả dự báo đã cho thấy giá trị nồng độ Cd tăng rõ rệt theo thời gian, tuy nhiên vẫn thấp hơn giới hạn cho phép của Việt Nam. 3.3. Asen (As) Mô hình mô phỏng hiện trạng lan truyền chất gây ô nhiễm As trong môi trường nước khu vực Vịnh Hạ Long – Bái Tử Long được tiến hành với các kịch bản khác nhau: mùa mưa và mùa khô, kỳ triều cường và kỳ triều kém nước lớn và nước ròng. Một trong số những kết quả mô phỏng được trình bày trên hình A37 (phụ lục A). Cũng giống như chì và cadimi, sự lan truyền và không gian phân bố nồng độ asen ở Vịnh Hạ Long – Bái Tử Long chịu ảnh hưởng lớn bởi dao động mực nước, biến đổi mùa và của nước từ các sông chảy vào khu vực. Trong pha triều lên, vùng nước có nồng độ asen cao hơn bị thu hẹp dần vào sát dải ven bờ đến khi mực nước đạt cực đại. Ngược lại, vùng nước có nồng độ asen cao hơn có điều kiện mở rộng ra phía ngoài biển khi triều xuống và đạt cực đại khi mực nước có giá trị nhỏ nhất. Vào mùa khô, khi lưu lượng nước từ các sông giảm thì phạm vi tác động của vùng có nồng độ asen cao hơn đối với vùng biển phía ngoài cũng giảm nhiều so với mùa mưa. Các kết quả tính toán phân bố nồng độ asen ở Vịnh Hạ Long - Bái Tử Long cho thấy ở vùng sát ven bờ với phạm vi khá nhỏ, nồng độ asen trong nước dao động trong khoảng 0,0006 0,002mg/l, giảm dần ở những khu xa bờ với các giá trị nhỏ hơn 0,0006mg/l. Các giá 154 Trần Đức Thạnh (Chủ biên), Trần Văn Minh, Cao Thị Thu Trang, Vũ Duy Vĩnh, Trần Anh Tú trị đều khá nhỏ so với giới hạn cho phép trong QCVN 10:2008 đối với nước biển ven bờ cho asen là 0,01mg/l - nước nuôi trồng thuỷ sản, 0,04mg/l - nước bãi tắm và 0,05mg/l - các nơi khác. Mô hình dự báo lan truyền chất gây ô nhiễm As trong môi trường nước khu vực Vịnh Hạ Long – Bái Tử Long được tiến hành với 2 kịch bản khác nhau vào năm 2010 và năm 2015: mùa mưa và mùa khô, nước lớn và nước ròng. Một trong số các kết quả mô hình dự báo được minh hoạ trên hình A38 (phụ lục A). Các kết quả dự báo đã cho thấy giá trị nồng độ As tăng rõ rệt theo thời gian, tuy nhiên vẫn thấp hơn giới hạn cho phép của Việt Nam. III. MÔ PHỎNG QUÁ TRÌNH CHUYỂN HOÁ VẬT CHẤT VÀ HÌNH THÀNH NĂNG SUẤT SƠ CẤP TẠI VỊNH HẠ LONG – BÁI TỬ LONG Nhằm đánh giá những ảnh hưởng khác nhau của điều kiện môi trường đến các quá trình hình thành năng suất sơ cấp (NSSC) của vùng ven biển Vịnh Hạ Long – Bái Tử Long, một số kịch bản khác nhau đã được thực hiện, bao gồm kịch bản hiện trạng và dự báo năm 2020. Đối với kịch bản hiện trạng: áp dụng cho 2 trường hợp là mùa mưa năm 2008 và mùa khô năm 2008. Các kịch bản này được thiết lập nhằm mô phỏng các đặc điểm hiện trạng về thủy động lực, chất lượng nước và hình thành NSSC. Đồng thời để hiệu chỉnh một số tham số của mô hình. Các kịch bản dự báo báo cho năm 2020 nhằm đánh giá ảnh hưởng của môi trường nước, sinh thái khu vực Vịnh Hạ Long – Bái Tử Long khi có sự thay đổi (gia tăng) về lượng các chất gây ô nhiễm. Các kết quả dự báo đã cho thấy giá trị nồng độ các chất gây ô nhiễm nhóm hữu cơ và dinh dưỡng tăng rõ rệt theo thời gian và có biểu hiện vượt giới hạn cho phép của Việt Nam ở các khu vực ven bờ và cửa sông. 1. Năng suất sơ cấp vùng biển Vịnh Hạ Long - Bái Tử Long Đã tiến hành tính toán, mô phỏng năng suất sơ cấp của thực vật nổi (TVN) khu vực Vịnh Hạ Long – Bái Tử Long bằng mô hình Delft3D cho các kịch bản hiện trạng: mùa mưa (năm 2008) và mùa khô (năm 2009), kỳ triều cường và kỳ triều kém, pha nước lớn và pha nước ròng. Một số trong những kết quả tính toán, mô phỏng được thể hiện trên các hình A21 - A22 (mùa mưa) và A23 - A24 (mùa khô), Phụ lục A. Năng suất sơ cấp (NSSC) của thực vật nổi (TVN) ở khu vực nghiên cứu tương đối lớn, dao động trong khoảng từ 20-160 (mgC/m2/ngày) vào mùa mưa. Về mùa khô, năng suất này cao hơn so với mùa mưa, cao nhất có thể đạt đến 220mgC/m2/ngày. Về phân bố, có thể dễ dàng nhận thấy rằng sức sản xuất sơ cấp của TVN ở các khu ven bờ, phía trong hệ thống đảo lớn hơn khá nhiều so với khu vực phía ngoài. Điều này có thể giải thích rằng ở các khu ven bờ và phía trong hệ thống đảo có nhiều chất hữu cơ và dinh Chương IV: KHẢ NĂNG TỰ LÀM SẠCH CỦA VỊNH HẠ LONG - BÁI TỬ LONG 155 dưỡng như đã được khẳng định bởi kết quả mô phỏng sự phân bố những chất này ở phần trên của chương này. Thông thường, năng suất sơ cấp của TVN có thể tỷ lệ thuận với sinh khối của chúng. Tuy nhiên, có thể thấy rằng ở khu vực nghiên cứu tốc độ tổng hợp chất hữu cơ của TVN không hoàn toàn tỷ lệ với sinh khối của chúng. Chỉ ở khu ven bờ nơi có nhiều điều kiện thuận lợi về các yếu tố môi trường, các chất hữu cơ và dinh dưỡng thì tốc độ tổng hợp chất hữu cơ tỷ lệ với sinh khối TVN. Ở khu phía ngoài hệ thống đảo, mặc dù sinh khối của TVN khá cao nhưng có thể do hạn chế về các chất hữu cơ và dinh dưỡng hòa tan trong nước nên sức sản xuất hữu cơ của TVN bị hạn chế. Do NSSC của TVN phụ thuộc rất lớn vào ánh sáng và nhiệt độ, vì vậy ở khu vực ôn đới NSSC của TVN có sự biến đổi mùa mạnh mẽ. Khu vực nhiệt đới thường có nền nhiệt độ cao, nhiều ánh sáng nên rất thuận lợi cho sự phát triển của TVN. Một trong những yếu tố môi trường ảnh hưởng tới sự phát triển và hình thành NSSC của TVN là vật chất lơ lửng trong nước do những vật chất này làm giảm khả năng thâm nhập của ánh sáng xuống các tầng nước sâu hơn trong khối nước. Ngoài ra, một trong những yếu tố khác làm hạn chế NSSC của TVN là sắt. Tuy nhiên, điều này chỉ xảy ra ở các vùng nước biển khơi xa, còn ở các vùng nước ven bờ như khu vực nghiên cứu hàm lượng sắt trong nước biển hoàn toàn đáp ứng được nhu cầu cho sự phát triển của TVN. Trong quá trình tổng hợp chất hữu cơ, TVN sử dụng một lượng chất hữu cơ (cácbon) và dinh dưỡng như ni-tơ, phốt-pho và si-líc (đối với nhóm tảo Diatom) theo tỷ lệ khác nhau trong phương trình quang hợp của TVN. Một phần chất hữu cơ được tổng hợp trong tế bào của TVN được tiêu thụ khi TVN được các sinh vật bậc cao hơn sử dụng làm thức ăn, một phần được sử dụng như là năng lượng cho hoạt động sống của TVN. Khi TVN chết, một phần chất hữu cơ và dinh dưỡng sẽ được trả lại môi trường thông qua quá trình phân hủy. Như vậy có thể thấy, trong điều kiện bình thường, nếu giá trị NSSC của TVN cao thì sẽ tăng khả năng tự làm sạch của vực nước, vì trong quá trình quang hợp một phần chất gây ô nhiễm hữu cơ và dinh dưỡng sẽ được tổng hợp và tích lũy trong tế bào của TVN. Tuy nhiên, khi sinh khối của TVN quá lớn (hiện tượng nở hoa) thì khi TVN chết, lượng chất hữu cơ và dinh dưỡng trả lại môi trường sẽ rất lớn và thường gây ra hiện tượng ô nhiễm môi trường nặng nề. Để xem xét khả năng nở hoa của tảo có thể sử dụng thông số chlorophyll-a. Theo James R. T và Haven K. E. (1996), một vực nước được coi là có sự nở hoa của tảo khi giá trị hàm lượng Chlorophyll-a trong nước lớn hơn giá trị 40μg/l. Đối với khu vực nghiên cứu, theo kết quả đo đạc phân tích tại các trạm liên tục (SL1, SL2, SL3, SL4 – hình 1.1) của nghiên cứu này, thấy rằng giá trị hàm lượng Chlorophyll-a trong nước chỉ khoảng 3μg/l (bảng 4.2). Điều này cho thấy sinh khối của TVN ở khu vực nghiên cứu còn khá nhỏ so với giá trị gây nở hoa của tảo. Kết quả mô phỏng bằng mô hình Delft3d cho thấy vào mùa mưa giá trị Chlorophyll-a ở khu vực nghiên cứu có sự biến động khá lớn giữa các khu vực, nằm trong khoảng từ 1-10μg/l (hình A25 và A26, Phụ lục A). Vào mùa khô giá trị Chlorophyll-a cao hơn một chút so với mùa mưa, nằm trong khoảng từ 2-12μg/l (Hình A27, A28, Phụ lục A). Vào mùa mưa, những khu vực có giá trị Chlorophyll-a cao (từ 6- 156 Trần Đức Thạnh (Chủ biên), Trần Văn Minh, Cao Thị Thu Trang, Vũ Duy Vĩnh, Trần Anh Tú 10μg/l) bao gồm các tiểu khu vực ven bờ Cửa Ông, Vân Đồn và khu phía Tây Nam đảo Tuần Châu, những khu còn lại thuộc Vịnh Hạ Long - Bái Tử Long giá trị thường nhỏ hơn 5μg/l. Kết quả này khá phù hợp với kết quả khảo sát thực địa và thực nghiệm kiểm tra của công trình nghiên cứu này. Bức tranh phân bố về hàm lượng Chlorophyll-a trong nước biển khu vực nghiên cứu vào mùa khô lớn hơn so với mùa mưa, nhất là ở ven bờ Vịnh Hạ Long và Cẩm Phả. Tuy nhiên, tại khu Vân Đồn và Cửa Ông, giá trị Chlorophyll-a cao hơn vào mùa mưa (6-10μg/l) và thấp hơn về mùa khô, khoảng 4-6μg/l. Bảng 4.2. Hàm lượng Chlorophyll-a (μg/l) trong nước Vịnh Hạ Long – Bái Tử Long Trạm SL1 SL2 SL3 SL4 Trung bình Mùa mưa 3,35 3,26 3,38 3,36 3,33 Mùa khô 3,12 2,91 3,38 3,04 3,11 Kết quả mô phỏng của mô hình cũng cho thấy rằng kể cả những khu có giá trị Chlotophyll-a cao nhất thì giá trị này vẫn chỉ bằng 1/2-1/3 so với giá trị nở hoa. Đối với những khu có giá trị thấp thì chỉ bằng 1/10-1/15 giá trị nở hoa. Như vậy, có thể đưa ra nhận xét rằng, ở khu vực nghiên cứu khó xảy ra hiện tượng nở hoa của tảo trong những điều kiện bình thường. Điều này là phù hợp với thực tế vì đến nay hầu như chưa có công bố về hiện tượng nở hoa của TVN tại khu vực này. Tuy nhiên, cũng cần chú ý rằng hiện tượng nở hoa vẫn hoàn toàn có thể xảy ra cục bộ khi các điều kiện môi trường và dinh dưỡng của khu vực đạt mức thuận lợi nhất cho sự phát triển của TVN. 2. Khả năng hấp thụ và chuyển hóa vật chất của thực vật nổi Một trong những nội dung cần thiết phục vụ đánh giá khả năng tự làm sạch môi trường là tính toán và phân tích khả năng hấp thụ và chuyển hóa các chất gây ô nhiễm của vực nước thông qua quá trình quang hợp và phát triển của thực vật nổi (TVN). Việc đánh giá ảnh hưởng của quá trình tổng hợp chất hữu cơ của TVN tới quá trình tự làm sạch của vực nước căn cứ vào phương trình quang hợp của chúng. Thông qua phương trình này ta sẽ tính được lượng chất hữu cơ (các-bon) và dinh dưỡng (ni-tơ, phốt-pho và si-líc) được hấp thụ và chuyển hóa thành vật chất hữu cơ trong tế bào của TVN. Đây chính là lượng chất gây ô nhiễm hữu cơ và dinh dưỡng trong vực nước được chuyển hóa sang dạng khác, hay nói cách khác đây là một phần chất gây ô nhiễm hữu cơ và dinh dưỡng mà vực nước tự làm sạch thông qua quá trình quang hợp. Tuy nhiên, trong vực nước không chỉ có quá trình tổng hợp các chất hữu cơ mà còn có cả quá trình hô hấp và chết (chết tự nhiên và chết do bị địch hại) của TVN. Quá trình chết tự nhiên sẽ trả lại một phần chất hữu cơ (các-bon) và dinh dưỡng (ni-tơ, phốt-pho và si-líc) cho vực nước thông quá các quá trình phân huỷ và một phần sẽ lắng đọng vào trầm tích như đã mô tả chi tiết ở phần trước. Chương IV: KHẢ NĂNG TỰ LÀM SẠCH CỦA VỊNH HẠ LONG - BÁI TỬ LONG 157 Việc tính toán lượng chất hữu cơ và dinh dưỡng được TVN sử dụng trong quá trình quang hợp tương đối đơn giản và được thực hiện thông qua các tỷ lệ C:P, C:N, C:Si được sử dụng khi tính toán mô phỏng quá trình hình thành năng suất sơ cấp của TVN. Riêng phần tính toán lượng chất hữu cơ và dinh dưỡng được trả lại môi trường nước do TVN chết tự nhiên là rất khó thực hiện vì tỷ lệ chết tự nhiên của TVN khác nhau tùy theo điều kiện môi trường, cũng như khác nhau giữa các loài và nhóm loài. Trong khuôn khổ của nghiên cứu này, chỉ thực hiện việc tính toán lượng chất hữu cơ và dinh dưỡng được sử dụng trong quá trình quang hợp của TVN. Cụ thể, sẽ tính toán tổng lượng các-bon, ni-tơ và phốt- pho do TVN hấp thụ và tổng lượng si-líc được nhóm tảo Diatom hấp thụ. Khi tính toán, đã sử dụng hệ số chết (Mortality rate) của TVN là 0,5, tuy nhiên trong mô hình tỷ lệ này bao gồm cả phần TVN chết do địch hại nên khi tính lượng vật chất hữu cơ và dinh dưỡng được hoàn trả lại môi trường do TVN chết đã sử dụng hệ số chết mặc định của mô hình Delft3D là 0,35 và tỷ lệ chất hữu cơ và dinh dưỡng được trả lại môi trường thông qua quá trình phân hủy (autolysis) là 50%. Như vậy, để tính toán lượng chất hữu cơ, dinh dưỡng được hấp thụ và tích lũy trong tế bào của TVN ta có công thức sau: Ttl = Tht – Tph (1) Tht (i) = C * a (i) (2) Tph = Tht * b * c (3) Trong đó: i: Yếu tố cần tính toán (ni-tơ, phốt-pho, si-líc). C: Lượng các-bon hữu cơ được tổng hợp. a: Hệ số tỷ lệ giữa các-bon với yếu tố cần tính toán là ni-tơ, phốt-pho và si-líc. b: Hệ số chết của TVN và b = 0,35 (tham khảo: Delft3D). c: Hệ số trả lại chất hữu cơ, dinh dưỡng cho môi trường khi TVN chết tự nhiên thông qua quá trình phân hủy. Theo Delft3D, c = 0,5. Với hệ số a, trong quá trình thực hiện tính toán, mô phỏng đã sử dụng các tỷ lệ sau: N : C = 0,16; P : C = 0,01; và Si : C = 0,14 Trên cơ sở kết quả mô phỏng quá trình tổng hợp chất hữu cơ của TVN bằng mô hình Delft3D đã sử dụng các công thức (1), (2), và (3) để tiến hành tính toán lượng chất hữu cơ và dinh dưỡng hấp thụ bởi TVN ở khu vực nghiên cứu. 158 Trần Đức Thạnh (Chủ biên), Trần Văn Minh, Cao Thị Thu Trang, Vũ Duy Vĩnh, Trần Anh Tú Bảng 4.3. Lượng vật chất hữu cơ và dinh dưỡng được TVN sử dụng trong quá trình quang hợp tại Vịnh Hạ Long (Tht) Mùa mưa Mùa khô Thông số Triều cường Triều kém Triều cường Triều kém Các-bon (tấn/ngày) 223,59 203,57 302,89 328,39 Phốt-pho (tấn/ngày) 2,24 2,04 3,03 3,28 Ni-tơ (tấn/ngày) 35,77 32,57 48,46 52,54 Si-líc (tấn/ngày) 22,79 20,43 31,51 34,07 Bảng 4.4. Lượng vật chất hữu cơ và dinh dưỡng được TVN sử dụng trong quá trình quang hợp tại Vịnh Bái Tử Long (Tht) Mùa mưa Mùa khô Thông số Triều cường Triều kém Triều cường Triều kém Các-bon (tấn/ngày) 467,17 438,78 418,66 444,14 Phốt-pho (tấn/ngày) 4,67 4,39 4,19 4,44 Ni-tơ (tấn/ngày) 74,75 70,21 66,98 71,06 Si-líc (tấn/ngày) 52,61 49,58 44,15 46,78 Bảng 4.5. Lượng vật chất hữu cơ và dinh dưỡng được tích lũy trong tế bào TVN ở Vịnh Hạ Long (Ttl) Mùa mưa Mùa khô Thông số Triều cường Triều kém Triều cường Triều kém Các-bon (tấn/ngày) 184,46 167,95 249,88 270,92 Phốt-pho (tấn/ngày) 1,85 1,68 2,50 2,71 Ni-tơ (tấn/ngày) 29,51 26,87 39,98 43,35 Si-líc (tấn/ngày) 18,80 16,85 26,00 28,11 Kết quả tính toán lượng vật chất hữu cơ và dinh dưỡng được TVN sử dụng trong quá trình quang hợp tại khu vực vịnh Hạ Long - Bái Tử Long được thể hiện trên bảng 4.3 và 4.4. Kết quả tính toán lượng vật chất hữu cơ và dinh dưỡng được tích lũy trong tế bào TVN được thể hiện trong bảng 4.5 và 4.6. 159 Chương IV: KHẢ NĂNG TỰ LÀM SẠCH CỦA VỊNH HẠ LONG - BÁI TỬ LONG Kết quả so sánh khả năng hấp thụ và tích lũy chất dinh dưỡng trong tế bào TVN và lượng chất dinh dưỡng tích lũy trong nước khu vực nghiên cứu được thể hiện trong các bảng 4.7 và 4.8 Bảng 4.6. Lượng vật chất hữu cơ và dinh dưỡng được tích lũy trong tế bào TVN ở vịnh Bái Tử Long (Ttl) Mùa mưa Mùa khô Thông số Triều cường Triều kém Triều cường Triều kém Các-bon (tấn/ngày) 385,42 361,99 345,39 366,42 Phốt-pho (tấn/ngày) 3,85 3,62 3,46 3,66 Ni-tơ (tấn/ngày) 61,67 57,92 55,26 58,62 Si-líc (tấn/ngày) 43,40 40,90 36,42 38,59 Bảng 4.7. So sánh khả năng hấp thụ chất dinh dưỡng bởi TVN và tổng lượng chất dinh dưỡng tích lũy trong nước Vịnh Hạ Long Mùa mưa Thông số Mùa khô Tổng tích lũy (tấn) Hấp thụ (tấn/ngày) Tỷ lệ (%) Tổng tích lũy (tấn) Hấp thụ (tấn/ngày) Tỷ lệ (%) Phốt-pho 67,64 1,77 2,61 51,62 2,60 5,04 Ni-tơ 332,00 28,19 8,49 238,60 41,66 17,46 Bảng 4.8. So sánh khả năng hấp thụ chất dinh dưỡng bởi TVN và tổng lượng chất dinh dưỡng tích lũy trong nước Vịnh Bái Tử Long Mùa mưa Thông số Mùa khô Tổng tích lũy (tấn) Hấp thụ (tấn/ngày) Tỷ lệ (%) Tổng tích lũy (tấn) Hấp thụ (tấn/ngày) Tỷ lệ (%) Phốt-pho 145,4 3,74 2,57 113,8 3,56 3,13 Ni-tơ 716,1 59,80 8,35 487,4 56,94 11,68 Các kết quả tính toán (bảng 4.7 và 4.8) cho thấy TVN ở khu vực nghiên cứu có khả năng hấp thụ một lượng chất dinh dưỡng (ni-tơ và phốt-pho) khá lớn, nhất là đối với ni-tơ hòa tan trong nước. Điều này thể hiện TVN ở khu vực nghiên cứu có khả năng giúp làm sạch vực nước khá tốt. Ngoài ra, kết quả tính toán thể hiện trong các bảng cũng cho thấy hàm lượng chất dinh dưỡng ni-tơ và phốt-pho ở khu vực nghiên cứu hoàn 160 Trần Đức Thạnh (Chủ biên), Trần Văn Minh, Cao Thị Thu Trang, Vũ Duy Vĩnh, Trần Anh Tú toàn đáp ứng được nhu cầu về dinh dưỡng của TVN. Trong trường hợp không có thêm nguồn cung cấp dinh dưỡng thì với hàm lượng chất dinh dưỡng tích lũy hiện tại vào mùa mưa Vịnh Hạ Long có thể đáp ứng được nhu cầu phốt-pho của TVN trong vòng 38 ngày, nhu cầu ni-tơ trong vòng 12 ngày. Vào mùa khô, khả năng đáp ứng của vịnh đối với hai thông số này lần lượt là 20 ngày nhu cầu phốt-pho và 6 ngày nhu cầu ni-tơ. Đối với Vịnh Bái Tử Long, khả năng đáp ứng nhu cầu dinh dưỡng lần lượt như sau: mùa mưa – 39 ngày đối với phốt-pho, 12 ngày với ni-tơ; và mùa khô – 32 ngày với phốt-pho và 9 ngày với ni-tơ. 3. Dự báo cho các kịch bản Đã tiến hành tính toán, mô phỏng dự báo năng suất sơ cấp của thực vật nổi (TVN) khu vực Vịnh Hạ Long – Bái Tử Long bằng mô hình Delft3D cho các kịch bản hiện trạng năm 2020: mùa mưa và mùa khô, kỳ triều cường và kỳ triều kém, pha nước lớn và pha nước ròng. Một số trong những kết quả tính toán, mô phỏng được thể hiện trên các hình A29- A30 (mùa mưa) và A31 – A32 (mùa khô), Phụ lục A. Kết quả cho thấy rằng, khi tiến hành tính toán, mô phỏng với chế độ thủy động lực cho năm 2020, giữ nguyên các điều kiện môi trường và sinh khối của TVN như trong kịch bản hiện trạng và chỉ tăng thêm tải lượng các chất hữu cơ và dinh dưỡng vào khu vực nghiên cứu (2,3 lần vào năm 2020), thì về cơ bản năng suất sơ cấp của TVN sẽ không có sự biến đổi nhiều so với hiện trạng. Những khu có năng suất sơ cấp cao vẫn tập trung ở khu gần bờ vịnh Hạ Long, Hòn Gai, phía Tây và Tây Nam đảo Tuần Châu. Giá trị năng suất sơ cấp của TVN nằm trong khoảng từ 20-120mgC/m2/ngày, nhỏ hơn một chút so với hiện trạng năm 2008. Những khu phía ngoài hệ thống đảo thường có giá trị dưới 30mgC/m2/ngày. Về phân bố có thể nhận thấy có chút khác biệt ở các khu gần bờ khu Cửa Ông và Vân Đồn, khi trong kịch bản dự báo năm 2015 và 2020 cho thấy năng suất sơ cấp của TVN ở các khu này nhỏ hơn so với kịch bản hiện trạng. Có thể giải thích hiện tượng giảm năng suất sơ cấp của thực vật nổi trong kịch bản dự báo cho năm 2020 tại một số vị trí đã nêu như sau: Do sinh khối của TVN không thay đổi, trong khi đó lượng chất hữu cơ và dinh dưỡng hòa tan trong nước biển của khu vực nghiên cứu hoàn toàn đáp ứng được nhu cầu của TVN như được tính toán trong phần hiện trạng, nên với các điều kiện môi trường không thay đổi, việc tăng thêm tải lượng hữu cơ, dinh dưỡng và vật lơ lửng sẽ không làm tăng năng suất của TVN. Thậm chí, việc tăng hàm lượng vật lơ lửng trong nước đã làm giảm khả năng truyền ánh sáng xuống các tầng nước sâu hơn có thể dẫn đến sự thiếu hụt năng lượng ánh sáng và làm giảm năng suất sơ cấp của TVN. Tuy nhiên đây chỉ là những nhận định bước đầu, để có thể khẳng định điều này cần phải có những nghiên cứu chi tiết hơn. Kết quả tính toán, mô phỏng bằng mô hình toán học về hiện trạng quá trình chuyển hóa vật chất và sản suất sơ cấp của TVN cho thấy rằng năng suất sơ cấp của TVN ở khu vực nghiên cứu tương đối lớn, nhưng có sự biến động mạnh về phân bố không gian và biến đổi mùa. Vào mùa mưa, NSSC của TVN dao động trong khoảng từ 20-160 (mgC/m2/ngày) và vào mùa khô năng suất sơ cấp cao hơn, có thể đạt đến Chương IV: KHẢ NĂNG TỰ LÀM SẠCH CỦA VỊNH HẠ LONG - BÁI TỬ LONG 161 220mgC/m2/ngày. Sức sản xuất sơ cấp của TVN ở các khu gần bờ vịnh và phía trong hệ thống đảo lớn hơn khá nhiều so với các khu phía ngoài hệ thống đảo. Như vậy, theo dự báo đến năm 2020, ở khu vực nghiên cứu, tốc độ tổng hợp chất hữu cơ của TVN không hoàn toàn tỷ lệ với sinh khối của chúng. Giá trị Chlorophyll-a có sự biến động lớn giữa các vùng nước trong khu vực, vào mùa mưa dao động trong khoảng 1-10 μg/m3 và mùa khô dao động từ 2-12μg/m3. Ngoài các khu gần bờ vịnh, phần còn lại của khu vực nghiên cứu có giá trị hàm lượng Chlorophyll-a thường nhỏ hơn 5μg/m3. Giá trị sinh khối của TVN ở khu vực nghiên cứu còn khá nhỏ so với giới hạn nở hoa của tảo. Kể cả những nơi có giá trị Chlotophyll-a cao nhất thì vẫn chỉ bằng khoảng 1/2-1/3 so với giá trị nở hoa, những khu có giá trị thấp thì chỉ bằng 1/10-1/15 giá trị nở hoa. Như vậy, ở khu vực nghiên cứu khó xảy ra hiện tượng nở hoa của tảo trong những điều kiện bình thường. TVN ở khu vực nghiên cứu có khả năng hấp thụ một khối lượng chất dinh dưỡng ni-tơ và phốt-pho hòa tan trong nước khá lớn. Tại Vịnh Hạ Long, vào mùa mưa, mỗi ngày TVN có thể hấp thụ 2,61% lượng phốt-pho và 8,49% lượng nit-tơ tích lũy trong nước, vào mùa khô khả năng hấp thụ là 5,04% lượng phốt-pho và 17,46% lượng ni-tơ. Đối với Vịnh Bái Tử Long khả năng hấp thụ lần lượt là: mùa mưa – 2,57% lượng phốtpho, 8,35% lượng ni-tơ và mùa khô – 3,13 lượng phốt-pho và 11,68% lượng ni-tơ. Điều này thể hiện rằng, TVN ở Vịnh Hạ Long – Bái Tử Long có khả năng giúp làm sạch vực nước rất tốt. Kết quả tính toán cũng cho thấy hàm lượng chất dinh dưỡng ni-tơ và phốt-pho hòa tan trong nước ở khu vực nghiên cứu hoàn toàn đáp ứng được nhu cầu về dinh dưỡng của TVN. Kết quả mô phỏng dự báo cho kịch bản năm 2020 cho thấy không có sự khác biệt nhiều về năng suất sơ cấp và phân bố Chlorophyll-a so với hiện trạng năm 2008 - 2009. Năng suất sơ cấp của TVN nằm trong khoảng 20-120mgC/m2/ngày. Các khu có năng suất cao tập trung dọc ven bờ Hạ Long, Hòn Gai và Cẩm Phả. Các khu biển mở phía ngoài có năng suất sơ cấp thấp hơn, thường dưới 30mgC/m2/ngày. Những kết quả tính toán, mô phỏng bằng mô hình đã cho bức tranh khá đầy đủ về hiện trạng phân bố theo không gian, khả năng sản suất sơ cấp, khả năng hấp thụ chất hữu cơ, dinh dưỡng hòa tan trong nước của TVN ở khu vực Vịnh Hạ Long – Bái Tử Long, cũng như những mô phỏng dự báo ban đầu về những yếu tố này trong tương lai (2015 và 2020). Tuy nhiên, do khó khăn, hạn chế về chuỗi số liệu thí nghiệm ngoài hiện trường để phục vụ tính toán, mô phỏng nên những kết quả thu được cũng phần nào còn bị hạn chế. Một số hiện tượng, quá trình biến đổi ngắn hạn chưa thể thực hiện mô phỏng được do chuỗi số liệu thực địa không đủ dài. Trong tương lai, những hạn chế về số liệu này cần được bổ sung để có thể thực hiện công việc tính toán, mô phỏng một cách hoàn chỉnh về những đối tượng, quá trình này ở khu vực nghiên cứu. 162 Trần Đức Thạnh (Chủ biên), Trần Văn Minh, Cao Thị Thu Trang, Vũ Duy Vĩnh, Trần Anh Tú IV. KHẢ NĂNG TỰ LÀM SẠCH CỦA THUỶ VỰC VỊNH HẠ LONG – BÁI TỬ LONG 1. Cơ chế ô nhiễm nước tại các điểm khảo sát 1.1. Quá trình lắng đọng Thí nghiệm lắng đọng được tiến hành đồng thời tại 4 vị trí khảo sát để đánh giá khả năng lắng đọng của vật chất trong khu vực nghiên cứu. Kết quả tính toán khả năng lắng đọng của vật chất được trình bày trong bảng 4.9. Bảng 4.9. Khả năng lắng đọng của vật chất ở Vịnh Hạ Long – Bái Tử Long Mùa mưa Thông số Mùa khô Đơn vị HL BTL BC CP HL BTL BC CP BOD5 mg/m2/h 52,76 39,64 79,79 64,37 2,44 5,81 5,33 10,40 TSS g/m2/h 1,48 2,64 2,74 5,48 2,59 5,05 4,38 2,54 COD mg/m2/h 124,57 79,28 171,04 239,76 30,96 66,00 164,00 30,40 N - NO2- mg/m2/h 48,19 31,98 80,83 97,37 113,26 60,19 144,38 111,20 N - NO3- mg/m2/h 260,95 185,12 304,17 248,52 311,67 352,50 489,52 306,00 N - NH4+ mg/m2/h 125,71 106,59 164,58 177,22 215,93 234,38 502,86 212,00 P - PO43- mg/m2/h 130,67 98,36 149,79 148,50 116,72 193,88 142,86 114,60 Ghi chú: HL - Hạ Long, BTL – Bái Tử Long, BC - Bãi Cháy, CP - Cẩm Phả Nếu tính theo khả năng di chuyển xuống đáy tại nơi thí nghiệm, ta có kết quả lắng đọng trong bảng 4.10. Khả năng lắng đọng của chất lơ lửng (TSS) mùa mưa cao hơn mùa khô. Tuy nhiên, tại Vịnh Hạ Long xu thế này không rõ. Vào mùa mưa, khả năng lắng đọng của TSS xếp theo thứ tự giảm dần là Bái Tử Long, Cẩm Phả, Bãi Cháy và Hạ Long. Vào mùa khô, khả năng lắng đọng TSS xếp theo thứ tự giảm dần là: Bái Tử Long, Bãi Cháy, Cẩm Phả, Hạ Long. Khả năng lắng đọng này phụ thuộc vào dòng chảy và vào chỉ số hình học của thuỷ vực. Đối với khả năng lắng đọng chất hữu cơ, xu hướng là lắng đọng cao hơn trong mùa mưa. Tuy nhiên, đối với các chất dinh dưỡng thì khả năng lắng đọng trong mùa khô lại cao hơn. Điều này có thể giải thích do các chất hữu cơ bám dính vào các vật chất lơ lửng nên có xu hướng khá tương đồng với lắng đọng TSS, trong khi các chất dinh dưỡng khoáng hoà tan nhiều trong nước nên không phụ thuộc nhiều vào sự di chuyển 163 Chương IV: KHẢ NĂNG TỰ LÀM SẠCH CỦA VỊNH HẠ LONG - BÁI TỬ LONG của các hạt trầm tích. Kết quả tính khả năng lắng đọng vật chất trong toàn bộ khu vực nghiên cứu được trình bày trên bảng 4.11. Bảng 4.10. Khả năng di chuyển xuống đáy của vật chất (m/ngày) ở Vịnh Hạ Long – Bái Tử Long Mùa mưa Mùa khô Thông số HL BTL BC CP HL BTL BC CP BOD5 0,8014 0,7433 0,9527 0,6306 0,0321 0,0631 0,0731 0,1600 TSS 1,6578 7,1339 4,1767 5,9984 1,7136 2,8735 2,4238 1,6824 COD 0,9491 0,6700 1,0037 1,3603 0,2428 0,6545 1,0667 0,2384 N - NO2- 0,1298 0,1084 0,1904 0,1581 0,2091 0,2127 0,3644 0,2053 N - NO3- 0,0510 0,0428 0,0540 0,0543 0,0814 0,0910 0,0938 0,0799 N - NH4+ 0,0313 0,0377 0,0372 0,0395 0,0629 0,1030 0,1405 0,0617 P - PO43- 0,1309 0,1296 0,1564 0,1325 0,1469 0,2719 0,1271 0,1442 Ghi chú: HL - Hạ Long, BTL – Bái Tử Long, BC - Bãi Cháy, CP - Cẩm Phả Bảng 4.11. Khả năng lắng đọng vật chất ở Vịnh Hạ Long – Bái Tử Long (tấn/ngày) Mùa mưa Mùa khô Thông số HL BTL BC CP HL BTL BC CP BOD5 458 342 43 181 21 50 3 29 TSS 12.870 22.752 1.472 15.387 22.473 43.600 2.352 7.138 COD 1.081 684 92 673 269 570 88 85 N - NO2- 0,42 0,28 0,04 0,27 0,98 0,52 0,08 0,31 N - NO3- 2,26 1,60 0,16 0,70 2,70 3,04 0,26 0,86 N - NH4+ 1,09 0,92 0,09 0,50 1,87 2,02 0,27 0,60 P - PO43- 1,13 0,85 0,08 0,42 1,01 1,67 0,08 0,32 Ghi chú: HL - Hạ Long, BTL – Bái Tử Long, BC - Bãi Cháy, CP - Cẩm Phả 164 Trần Đức Thạnh (Chủ biên), Trần Văn Minh, Cao Thị Thu Trang, Vũ Duy Vĩnh, Trần Anh Tú 1.2. Quá trình phân huỷ Đã tiến hành theo dõi các thí nghiệm phân huỷ của các hợp chất hữu cơ và sự chuyển hoá của các chất dinh dưỡng trong các thời gian 0 ngày, 1 ngày, 5 ngày, 10 ngày, 15 ngày và 20 ngày trong nước khu vực nghiên cứu. Các thí nghiệm được tiến hành vào hai mùa mưa và mùa khô, trong nước tầng mặt và tầng đáy. Một số kết quả theo dõi thí nghiệm và tính toán hệ số phân huỷ của các chất hữu cơ và dinh dưỡng trong nước Vịnh Hạ Long – Bái Tử Long được trình bày trong bảng 4.12. Bảng 4.12. Hệ số phân huỷ của các chất hữu cơ và dinh dưỡng trong nước Vịnh Hạ Long – Bái Tử Long (01/ngày) Mùa mưa Mùa khô Thông số HL BTL BC CP HL BTL BC CP BOD5 -0,020 -0,019 -0,030 -0,037 -0,015 -0,008 -0,016 -0,004 COD -0,007 -0,028 -0,027 -0,024 -0,007 -0,016 -0,105 0,005 N - NO2- 0,097 0,060 0,130 0,009 0,068 0,091 0,147 0,024 N - NO3- -0,017 -0,014 -0,010 -0,006 -0,007 0,006 -0,015 0,009 N - NH4+ 0,127 0,126 0,088 0,076 0,138 0,176 0,119 0,143 P - PO43- 0,045 0,038 0,044 0,031 0,038 0,036 0,052 0,045 Ghi chú: HL - Hạ Long, BTL – Bái Tử Long, BC - Bãi Cháy, CP - Cẩm Phả Trong bảng 4.12, những chất có hệ số phân huỷ mang dấu âm (-) là những chất bị mất đi trong quá trình phân huỷ và những chất có hệ số phân huỷ mang dấu dương (+) là những chất được tạo ra trong quá trình phân huỷ. Quá trình phân huỷ sẽ làm giảm nồng độ các chất hữu cơ và làm tăng nồng độ các chất ở dạng vô cơ như nitrit, amoni, phot-phat do có sự phân huỷ các chất hữu cơ có chứa ni-tơ và phốt-pho. Đồng thời có xảy ra phản ứng để nitrat hoá trong quá trình phân huỷ dẫn đến làm giảm nồng độ nitrat và tăng nồng độ nitrit. Dựa vào hệ số phân huỷ của các chất trong hai mùa tại các vị trí khác nhau của khu vực nghiên cứu, dựa vào nồng độ ban đầu của các chất trong nước biển của mỗi khu vực và thể tích của thuỷ vực, đã tính toán khả năng phân huỷ của vật chất tại khu vực Vịnh Hạ Long - Bái Tử Long (bảng 4.13) 165 Chương IV: KHẢ NĂNG TỰ LÀM SẠCH CỦA VỊNH HẠ LONG - BÁI TỬ LONG Bảng 4.13. Khả năng phân huỷ của vật chất trong nước Vịnh Hạ Long – Bái Tử Long (tấn/ngày) Mùa mưa Mùa khô Thông số HL BTL BC CP HL BTL BC CP BOD5 -83,3 -78,8 -9,1 -66,1 -46,8 -30,2 -3,9 -6,0 COD -61,2 -311,3 -13,8 -88,8 -60,7 -157,5 -48,7 18,0 N - NO2- 2,3 1,4 0,2 0,1 1,6 2,1 0,2 0,3 N - NO3- -5,2 -5,5 -0,2 -0,6 -2,0 2,0 -0,2 0,7 N - NH4+ 29,2 29,7 1,3 9,0 26,9 36,0 1,4 11,6 P - PO43- 2,4 2,4 0,1 0,9 2,3 2,5 0,1 0,9 Ghi chú: HL - Hạ Long, BTL – Bái Tử Long, BC - Bãi Cháy, CP - Cẩm Phả 1.3. Quá trình khuếch tán Bảng 4.14. Tỷ lệ rửa giải các hợp chất hữu cơ và dinh dưỡng khoáng từ trầm tích vào môi trường nước Vịnh Hạ Long – Bái Tử Long (mg/m2/ngày) Mùa mưa Mùa khô Thông số HL BTL BC CP HL BTL BC CP BOD5 174,18 141,52 159,01 140,58 181,27 153,21 173,70 106,53 COD 265,68 210,31 346,77 388,19 281,43 222,84 421,43 239,98 N - NO2- 0,39 0,33 0,48 0,45 0,80 0,70 0,92 0,47 N - NO3- 4,77 4,55 5,69 6,89 5,00 4,94 4,06 3,87 N - NH4+ 13,80 13,27 14,44 14,32 15,61 14,17 15,24 10,54 P - PO43- 0,68 0,72 0,80 0,67 0,97 0,75 0,87 0,66 Ghi chú: HL - Hạ Long, BTL – Bái Tử Long, BC - Bãi Cháy, CP - Cẩm Phả Quá trình khuyếch tán (hay còn gọi là rửa giải) là quá trình giải phóng các chất hữu cơ và dinh dưỡng khoáng từ trầm tích vào môi trường nước. Theo dõi thí nghiệm khuyếch tán tại phòng thí nghiệm đã giúp cho tính toán được lượng chất rửa giải trên một m2 trầm tích và lượng chất hoà tan trong nước bể thí nghiệm. Dựa vào các kết quả thí nghiệm và theo các công thức trong chương I, lượng chất được rửa giải từ trầm tích vào môi trường nước tại các trạm thí nghiệm được trình bày trong bảng 4.14. 166 Trần Đức Thạnh (Chủ biên), Trần Văn Minh, Cao Thị Thu Trang, Vũ Duy Vĩnh, Trần Anh Tú Từ các kết quả trong bảng 4.14 và dựa vào diện tích lớp trầm tích mặt đáy của khu vực nghiên cứu, đã tính toán được khả năng khuyếch tán của các hợp chất vào toàn bộ vùng nước của khu vực nghiên cứu với kết quả trình bày trong bảng 4.15. Bảng 4.15. Khả năng khuyếch tán của vật chất từ trầm tích và môi trường nước Vịnh Hạ Long – Bái Tử Long (tấn/ngày) Mùa mưa Mùa khô Thông số HL BTL BC CP HL BTL BC CP BOD5 62,98 50,88 3,56 16,44 65,54 55,09 3,89 12,46 COD 96,07 75,62 7,77 45,41 101,76 80,12 9,44 28,07 N - NO2- 0,14 0,12 0,01 0,05 0,29 0,25 0,02 0,06 N - NO3- 1,72 1,64 0,13 0,81 1,81 1,78 0,09 0,45 N - NH4+ 4,99 4,77 0,32 1,67 5,64 5,09 0,34 1,23 P - PO43- 0,25 0,26 0,02 0,08 0,35 0,27 0,02 0,08 Ghi chú: HL - Hạ Long, BTL – Bái Tử Long, BC - Bãi Cháy, CP - Cẩm Phả 1.4. Quá trình quang hợp Quang hợp là quá trình thực vật hấp thụ CO2 để tổng hợp các chất hữu cơ và giải phóng ô-xy dưới tác dụng của ánh sáng mặt trời. Thí nghiệm quang hợp được bố trí nhằm đánh giá nguồn phát thải chất hữu cơ thông qua sản phẩm của năng suất sơ cấp thuỷ vực đồng thời đánh giá khả năng tiêu hao dinh dưỡng khoáng (khả năng làm sạch) của thuỷ vực. Kết quả theo dõi thí nghiệm quang hợp nhận thấy nồng độ ô-xy hoà tan tại các bình đen giảm rõ rệt do có sự phân huỷ chất hữu cơ làm tiêu hao ô-xy trong nước. Tại các bình trắng, nồng độ ô-xy tăng là do có sự quang hợp của các TVN. Khả năng quang hợp xảy ra mạnh mẽ vào mùa mưa, là thời gian mùa hè, ánh sáng mặt trời nhiều, thúc đẩy cho quá trình quang hợp. Trong mùa mưa, khả năng quang hợp trong lớp nước tầng mặt và lớp nước tầng đáy khác nhau rất nhiều do lớp nước tầng mặt bị ảnh hưởng trực tiếp từ ánh sáng mặt trời. a. Năng suất sơ cấp thuỷ vực Các kết quả theo dõi thí nghiệm, tính toán năng suất sơ cấp của từng tầng nước theo các mùa tại Vịnh Hạ Long – Bái Tử Long được trình bày trên bảng 4.16. Các kết quả này cho thấy năng suất sơ cấp trong nước Vịnh Hạ Long – Bái Tử Long trong khoảng từ 60mgC/m3/ngày đến 360mgC/m3/ngày. Tại tầng đáy, khả năng quang hợp của TVN bằng khoảng 43 – 88% so với lớp nước tầng mặt. Tuy nhiên, tại khu Cẩm Phả, không thấy rõ sự khác nhau giữa lớp nước tầng mặt và đáy có khả năng liên quan đến màu của nước. Vào mùa mưa, khả năng quang hợp của 167 Chương IV: KHẢ NĂNG TỰ LÀM SẠCH CỦA VỊNH HẠ LONG - BÁI TỬ LONG TVN lớn hơn so với trong mùa khô. Các kết quả cho thấy khả năng quang hợp trong mùa khô chỉ bằng 28-49% khả năng quang hợp trong mùa mưa là do cường độ ánh sáng trong các ngày trời nắng rất cao, thúc đẩy mạnh quá trình quang hợp của TVN. Bảng 4.16. Năng suất sơ cấp Vịnh Hạ Long – Bái Tử Long (mg/l/ngày) Tầng mặt Khu vực Tầng đáy Trung bình Mùa DO Ch/c DO Ch/c DO Ch/c Mưa 0,64 0,24 0,28 0,11 0,46 0,17 Khô 0,27 0,10 0,17 0,06 0,22 0,08 Mưa 0,97 0,36 0,50 0,19 0,73 0,27 Khô 0,25 0,09 0,17 0,06 0,21 0,08 Mưa 0,70 0,26 0,30 0,11 0,50 0,19 Khô 0,27 0,10 0,20 0,08 0,23 0,09 Mưa 0,63 0,24 0,67 0,25 0,65 0,24 Khô 0,34 0,13 0,30 0,11 0,32 0,12 Vịnh Hạ Long Vịnh Bái Tử Long Vịnh Bãi Cháy Cẩm Phả b. Tiêu hao dinh dưỡng khoáng Trong quá trình quang hợp, một số lượng dinh dưỡng khoáng bị mất đi (tiêu hao). Phân tích nồng độ dinh dưỡng khoáng của ni-tơ và phốt-pho trước và sau khi thực hiện phản ứng quang hợp, đã tính được lượng chất dinh dưỡng tham gia vào quá trình quang hợp với các kết quả được trình bày trong bảng 4.17. Khả năng tiêu hao dinh dưỡng khoáng nằm trong khoảng từ 2 – 28% đối với nitrit, 2 – 14% đối với nitrat, 0,47 – 47% đối với amoni và 7 – 37% đối với phôtphat. Như vậy, quá trình quang hợp cũng là quá trình chuyển đổi chất dinh dưỡng ở dạng vô cơ (khoáng hoà tan) sang dạng hữu cơ. Dựa trên thể tích của các vực nước, đã tính toán lượng vật chất được tạo ra (các chất hữu cơ) và vật chất tiêu hao (các chất dinh dưỡng) do quá trình quang hợp trong ngày trên toàn khu vực nghiên cứu (bảng 4.18) 168 Trần Đức Thạnh (Chủ biên), Trần Văn Minh, Cao Thị Thu Trang, Vũ Duy Vĩnh, Trần Anh Tú Bảng 4.17. Tiêu hao dinh dưỡng khoáng trong quá trình quang hợp ở Vịnh Hạ Long – Bái Tử Long (μg/l/ngày) Tầng đáy Tầng mặt Vị trí - N - NO2 - N - NH4 P - PO4 N - NO3 + 3- - - N - NO2 N - NO3 N - NH4+ P - PO4 3- Hạ Long – mùa mưa -0,27 -13,60 -0,45 -3,09 -0,76 0,55 0,60 -2,60 Hạ Long – mùa khô -0,77 -11,77 -7,13 -7,22 -0,68 -16,57 -9,07 -3,28 Bái Tử Long - mùa mưa -0,37 -2,65 -9,45 -2,80 -0,31 -7,10 -5,70 -1,58 Bái Tử Long- mùa khô -0,36 -17,53 -12,23 -6,18 -0,08 -5,47 -7,33 -1,22 Bãi Cháy- mùa mưa -0,82 -9,70 -45,85 -5,07 -1,83 -6,15 3,35 -4,92 Bãi Cháy – mùa khô -1,66 -14,97 -19,00 -4,28 -2,70 -8,67 -12,00 -6,09 Cẩm Phả -mưa -1,78 -18,50 -37,55 -4,18 -2,71 -4,95 -30,70 -2,97 Cẩm Phả - khô -0,83 -16,55 -20,65 -3,60 -2,84 -8,55 -22,35 -5,78 Bảng 4.18 Lượng vật chất được tạo ra và tiêu hao trong quá trình quang hợp ở Vịnh Hạ Long – Bái Tử Long (tấn/ngày) Mùa mưa Mùa khô Thông số HL BTL BC CP HL BTL BC CP BOD5 702,5 1013,9 24,5 240,8 234,2 300,4 11,6 120,4 COD 1083,1 1561,4 37,7 370,8 360,6 462,6 17,9 185,4 N - NO2- -1,5 -1,3 -0,2 -2,3 -2,1 -0,8 -0,3 -1,8 N - NO3- -19,1 -18,3 -1,0 -11,8 -41,5 -43,2 -1,5 -12,6 N - NH4+ 0,2 -28,4 -2,7 -34,2 -23,7 -36,7 -2,0 -21,6 P - PO43- -8,3 -8,2 -0,6 -3,6 -15,4 -13,9 -0,7 -4,7 Ghi chú: HL - Hạ Long, BTL – Bái Tử Long, BC - Bãi Cháy, CP - Cẩm Phả 2. Khả năng trao đổi vật chất trong Vịnh Hạ Long – Bái Tử Long Trong khu vực nghiên cứu, 4 trạm thu mẫu đã được thiết lập tại các vị trí là trung tâm Vịnh Hạ Long, trung tâm Vịnh Bái Tử Long, khu Bãi Cháy và Cẩm Phả để quan trắc thuỷ văn liên tục trong 25 giờ trong mùa mưa và mùa khô nhằm xác định lưu lượng nước và khả năng trao đổi nước trong khu vực. Sau khi chạy mô hình với các mặt 169 Chương IV: KHẢ NĂNG TỰ LÀM SẠCH CỦA VỊNH HẠ LONG - BÁI TỬ LONG cắt khống chế (hình 4.9) và kiểm định bằng kết quả phân tích các thông số môi trường tại các trạm liên tục, đã tính toán được khả năng trao đổi nước và trao đổi vật chất của khu vực nghiên cứu như kết quả trình bày trong bảng 4.19. Theo kết quả tính toán của mô hình, lượng chất gây ô nhiễm hữu cơ và dinh dưỡng vào khu vực nghiên cứu chủ yếu tập trung vào mùa mưa: tổng lượng hữu cơ vào mùa mưa là khoảng 570 tấn/ngày, cao gấp 3,1 lần so với mùa khô và lượng COD thường lớn hơn khoảng 2 lần so với BOD5; lượng chất dinh dưỡng của các hợp chất nitơ hòa tan vào mùa mưa là 24,2 tấn/ngày, lớn hơn mùa khô khoảng 3,8 lần; lượng chất dinh dưỡng của phốt-pho hòa tan là khoảng 2,48 tấn/ngày, lớn hơn khoảng 3,6 lần so với mùa khô. Bảng 4.19. Trao đổi vật chất hữu cơ và dinh dưỡng trong Vịnh Hạ Long – Bái Tử Long Nồng độ trung bình (mg/l) Trao đổi (tấn/ngày) Thông số Mùa mưa Mùa khô Mùa mưa Mùa khô BOD5 1,68 1,40 +189,90 +55,49 COD 3,36 3,18 +380,22 +126,37 N - NO2- 10,47 7,86 +1,18 +0,31 N - NO3- 112,92 89,66 +12,77 +3,56 N - NH4+ 90,96 65,29 +10,29 +2,59 P - PO43- 21,96 17,39 +2,48 +0,69 Ghi chú: dấu (-): ra; dấu (+): vào 3. Cân bằng khối lượng trong khu vực Để tính cân bằng khối lượng đối với các chất ô nhiễm, đã sử dụng phương trình cân bằng khối lượng: L = Lv - DVC + K1V - K2CV - K3CAs + K4As Trong đó: L: Lượng chất còn lại trong nước vịnh (kg/ngày) Lv : Tổng lượng thải hàng ngày đưa vào vịnh (kg/ngày) C: Nồng độ chất gây ô nhiễm trong vịnh (kg/m3) V: Thể tích nước trong vịnh (m3) D: Tỷ lệ trao đổi nước trong vịnh (%) 170 Trần Đức Thạnh (Chủ biên), Trần Văn Minh, Cao Thị Thu Trang, Vũ Duy Vĩnh, Trần Anh Tú As: Diện tích vịnh có phủ trầm tích hiện đại (m2) Q: Lưu lượng dòng chảy (m3/ngày) K1: Sản xuất sơ cấp của vực nước (kg/m3/ngày) K2: Hệ số phân huỷ (1/ngày) K3: Tỷ lệ lắng đọng trầm tích (m/ngày) K4: Tỷ lệ rửa giải (kg/m2/ngày) Khi L <0: chứng tỏ khả năng tự làm sạch của thuỷ vực khá tốt Khi L>0: thuỷ vực có sự tích luỹ chất ô nhiễm Cân bằng khối lượng trong ngày chỉ tính cho các chất BOD5, COD (đại diện cho các hợp chất hữu cơ) và dinh dưỡng khoáng (nitrat, nitrit, amoni và phôt-phat) là những chất có thể tính được từ các quá trình quang hợp, phân huỷ, lắng đọng, khuyếch tán và trao đổi nước. Cân bằng khối lượng đối với các chất gây ô nhiễm Vịnh Hạ Long – Bái Tử Long được tính dựa trên các giá trị trung bình đối với các quá trình quang hợp, lắng đọng, khuyếch tán, phân huỷ tại các trạm thí nghiệm. Kết quả các hệ số thí nghiệm của toàn vùng được trình bày trong bảng 4.20 cho mùa mưa và bảng 4.21 cho mùa khô. Bảng 4.20. Hệ số của các quá trình trao đổi vật chất ở Vịnh Hạ Long – Bái Tử Long (mùa mưa) Sản xuất sơ cấp (mg/l/ngày) Khuyếch tán (mg/m2/ngày) Lắng đọng (mg/m2/h) Phân huỷ (1/ngày) BOD5 0,2350 153,8223 59,1416 -0,0256 COD 0,3620 302,7418 153,6642 0,0178 N - NO2- -0,0011 0,4121 0,0646 0,0389 N - NO3- -0,0078 5,4754 0,2497 0,0129 N - NH4+ -0,0157 13,9571 0,1435 0,0930 P - PO43- -0,0034 0,7177 0,1318 0,0283 Thông số Từ những kết quả này, có thể nhận xét về các hệ số của các quá trình lắng đọng, phân huỷ, khuyếch tán, quang hợp của các vùng nước trong vịnh như sau: Nói chung, khả năng lắng đọng (di chuyển xuống đáy) của chất lơ lửng (TSS) mùa mưa cao hơn mùa khô. Tuy nhiên, tại Vịnh Hạ Long xu thế này không rõ. Vào mùa mưa, khả năng lắng đọng của TSS xếp theo thứ tự giảm dần là Bái Tử Long, Cẩm Phả, Bãi Cháy và Hạ Long. Vào mùa khô, khả năng lắng đọng TSS xếp theo thứ tự giảm dần 171 Chương IV: KHẢ NĂNG TỰ LÀM SẠCH CỦA VỊNH HẠ LONG - BÁI TỬ LONG là: Bái Tử Long, Bãi Cháy, Cẩm Phả và Hạ Long. Khả năng lắng đọng này phụ thuộc vào dòng chảy và chỉ số hình học của thuỷ vực. Bảng 4.21. Hệ số của các quá trình trao đổi vật chất trong Vịnh Hạ Long – Bái Tử Long (mùa khô) Sản xuất sơ cấp (mg/l/ngày) Khuyếch tán (mg/m2/ngày) Lắng đọng (mg/m2/h) Phân huỷ (1/ngày) BOD5 0,0925 153,6763 5,9976 -0,0105 COD 0,1425 291,4206 72,8407 -0,0307 N - NO2- -0,0012 0,7208 0,1073 0,0826 N - NO3- -0,0125 4,4659 0,3649 -0,0018 N - NH4+ -0,0137 13,8892 0,2913 0,1441 P - PO43- -0,0047 0,8146 0,1420 0,0427 Thông số Khả năng khuyếch tán vật chất từ trầm tích vào nước, khả năng phân huỷ các chất hữu cơ và giải phóng ra các muối vô cơ của ni-tơ và phốt-pho khá tương đồng giữa các vùng nước trong hệ thống vịnh. Bảng 4.22. Cân bằng khối lượng các chất trong Vịnh Hạ Long – Bái Tử Long vào mùa mưa (tấn/ngày) Thông số Tải lượng vào Sản xuất sơ cấp Khuyếch tán Lắng đọng Phân huỷ Trao đổi Cân bằng BOD5 90,32 1570,34 110,93 -1023,57 -346,35 294,54 +696,20 COD 191,73 2418,99 218,32 -2659,49 -487,05 507,50 +189,99 N - NO2- 0,09 -7,38 0,30 -1,12 4,60 2,38 -1,13 N - NO3- 0,09 -51,87 3,95 -4,32 -8,48 19,43 -41,21 N - NH4+ 1,14 -105,04 10,06 -2,48 64,77 17,68 -13,86 P - PO43- 0,41 -22,71 0,52 -2,28 5,70 4,97 -13,39 Khả năng quang hợp vào mùa mưa cao nhất là ở Vịnh Bái Tử Long, tiếp đến là Cẩm Phả, Bãi Cháy và Vịnh Hạ Long. Vào mùa khô, khả năng quang hợp cao nhất là tại Cẩm Phả, tiếp đến là Bãi Cháy, Vịnh Bái Tử Long và Vịnh Hạ Long. Cùng với quá trình quang hợp là sự tiêu hao dinh dưỡng khoáng của ni-tơ và phốt-pho. Khả năng tiêu 172 Trần Đức Thạnh (Chủ biên), Trần Văn Minh, Cao Thị Thu Trang, Vũ Duy Vĩnh, Trần Anh Tú hao dinh dưỡng khoáng của ni-tơ và phốt-pho diễn ra mạnh nhất tại Cẩm Phả, tiếp đến là tại Bãi Cháy, Vịnh Bái Tử Long và Vịnh Hạ Long trong cả hai mùa mưa và khô. Các kết quả tính toán tải lượng thải và trao đổi vật chất đã được tính chung cho toàn hệ thống Vịnh Hạ Long và Bái Tử Long. Cân bằng khối lượng của các chất trong thuỷ vực Vịnh Hạ Long – Bái Tử Long vào mùa mưa và mùa khô được trình bày trong các bảng 4.22. và bảng 4.23. Các dấu âm (-) thể hiện lượng chất bị mất khỏi môi trường nước chủ yếu liên quan đến quá trình lắng đọng vật chất xuống trầm tích và phân huỷ các chất hữu cơ, tiêu hao dinh dưỡng khoáng trong quá trình quang hợp và đưa vật chất ra khỏi hệ nhờ dòng chảy và thuỷ triều. Các dấu dương (+) thể hiện lượng chất được bổ sung vào hệ nhờ quá trình quang hợp (đối với các chất hữu cơ), khuyếch tán (vật chất được rửa giải từ trầm tích vào nước) và do nguồn ô nhiễm ven bờ. Giá trị cân bằng khối mang dấu (+) chứng tỏ thuỷ vực có sự tích luỹ các chất, mang dấu (-) chứng tỏ khả năng tự làm sạch của thuỷ vực đối với thông số đó còn tốt. Bảng 4.23. Cân bằng khối lượng các chất trong Vịnh Hạ Long – Bái Tử Long vào mùa khô (tấn/ngày) Thông số Tải lượng vào Sản xuất sơ cấp Khuyếch tán Lắng đọng Phân huỷ Trao đổi Cân bằng BOD5 90,32 618,11 110,82 -103,80 -239,30 79,22 +555,37 COD 191,73 951,89 210,15 -1260,66 -300,11 215,55 +8,55 N – NO2- 0,09 -8,28 0,52 -1,86 5,17 0,60 -3,76 N – NO3- 0,09 -83,58 3,22 -6,32 -1,17 6,76 -80,99 N – NH4+ 1,14 -91,69 10,02 -5,04 69,95 6,46 -9,17 P - PO43- 0,41 -31,45 0,59 -2,46 5,75 1,73 -25,43 Từ các kết quả tính cân bằng khối lượng các chất tại Vịnh Hạ Long – Bái Tử Long, có thể thấy trong cả hai mùa mưa và mùa khô đều có khả năng tích luỹ vật chất hữu cơ. Vào mùa mưa, năng suất sản suất sơ cấp lớn hơn mùa khô, nhưng khả năng trao đổi vật chất, phân huỷ và lắng đọng cũng lớn hơn mùa khô nên giá trị cân bằng đối với các chất hữu cơ thấp hơn mùa khô. Khả năng tự làm sạch của thuỷ vực đối với các thông số dinh dưỡng khoáng khá tốt do chúng bị tiêu hao vào quá trình sản xuất sơ cấp. Khả năng sản xuất sơ cấp của thuỷ vực khá mạnh một mặt làm gia tăng lượng C hữu cơ, nhưng mặt khác lại làm giảm một lượng lớn các chất dinh dưỡng khoáng. 173 Chương IV: KHẢ NĂNG TỰ LÀM SẠCH CỦA VỊNH HẠ LONG - BÁI TỬ LONG 4. Cân bằng khối lượng các chất trong các tiểu khu vực 4.1. Vịnh Hạ Long Tại Vịnh Hạ Long, ngoài nguồn ô nhiễm ven bờ đưa vào vịnh còn có một lượng lớn các chất được tải ra qua Vịnh Cửa Lục. Kết quả tính cân bằng khối lượng của các chất trong vịnh được trình bày trong bảng 4.24. và 4.25 Bảng 4.24. Cân bằng khối lượng các chất trong Vịnh Hạ Long vào mùa mưa (tấn/ngày) Thông số Tải lượng vào Sản xuất sơ cấp Khuyếch tán Lắng đọng Phân huỷ BOD5 20,54 702,52 62,98 -457,86 -83,31 305,77 +550,64 COD 86,13 1083,05 96,07 -1081,02 -61,18 542,19 +665,24 N - NO2- 0,04 -1,50 0,14 -0,42 2,26 1,26 +1,78 N - NO3- 0,40 -19,10 1,72 -2,26 -5,25 13,68 -10,81 N - NH4+ 0,05 0,22 4,99 -1,09 29,21 15,87 +49,25 P - PO43- 0,20 -8,32 0,25 -1,13 2,42 8,14 +1,55 Trao đổi Cân bằng Từ các bảng 4.24 và 4.25 có thể thấy, khả năng tự làm sạch của Vịnh Hạ Long đã bị giảm. Ngoài lượng cacbon được tạo ra do sản xuất sơ cấp được các động vật phù du và vi khuẩn hấp thụ mang dấu (+), còn có nitrit, amoni và phôt-phat cũng mang dấu (+), đặc biệt trong mùa mưa. Nghĩa là, thuỷ vực vịnh đang dần có sự tích luỹ các chất này. So sánh hệ số của các quá trình trong thuỷ vực thì trạm khảo sát Vịnh Hạ Long có hệ số lắng đọng thấp nhất, khả năng quang hợp và tiêu hao dinh dưỡng khoáng cũng thấp nhất trong số 4 trạm khảo sát. Bảng 4.25. Cân bằng khối lượng các chất trong Vịnh Hạ Long vào mùa khô (tấn/ngày) Thông số Tải lượng vào Sản xuất sơ cấp Khuyếch tán Lắng đọng Phân huỷ Trao đổi Cân bằng BOD5 20,54 234,17 65,54 -21,21 -46,77 297,59 +549,86 COD 86,13 360,63 101,76 -268,69 -60,72 818,66 +1037,76 N - NO2- 0,04 -2,12 0,29 -0,98 1,62 1,80 +0,64 N - NO3- 0,40 -41,47 1,81 -2,70 -1,99 25,87 -18,09 N - NH4+ 0,05 -23,71 5,64 -1,87 26,91 18,25 +25,27 P - PO43- 0,20 -15,37 0,35 -1,01 2,32 5,55 -7,96 174 Trần Đức Thạnh (Chủ biên), Trần Văn Minh, Cao Thị Thu Trang, Vũ Duy Vĩnh, Trần Anh Tú 4.2. Vịnh Bái Tử Long Kết quả tính cân bằng khối lượng của các chất trong khu vực Vịnh Bái Tử Long được trình bày trong bảng 4.26 và 4.27. Bảng 4.26. Cân bằng khối lượng các chất trong Vịnh Bái Tử Long mùa mưa (tấn/ngày) Thông số Tải lượng vào Sản xuất sơ cấp Khuyếch tán Lắng đọng Phân huỷ Trao đổi Cân bằng BOD5 4,87 1013,88 50,88 -342,08 -158,03 -29,28 +540,24 COD 32,94 1561,37 75,62 -684,16 -311,34 -50,36 +624,06 N - NO2- 0,02 -1,27 0,12 -0,28 1,43 -0,63 -0,60 N - NO3- 0,21 -18,31 1,64 -1,60 -5,46 -4,26 -27,78 N - NH4+ 0,26 -28,44 4,77 -0,92 29,75 1,76 +7,17 P - PO43- 0,10 -8,21 0,26 -0,85 2,44 1,05 -5,22 Bảng 4.27. Cân bằng khối lượng các chất trong Vịnh Bái Tử Long mùa khô (tấn/ngày) Thông số Tải lượng vào Sản xuất sơ cấp Khuyếch tán Lắng đọng Phân huỷ Trao đổi Cân bằng BOD5 4,87 300,41 55,09 -50,16 -113,91 281,11 +477,41 COD 32,94 462,63 80,12 -569,53 -157,48 582,64 +431,33 N - NO2- 0,02 -0,83 0,25 -0,52 2,10 0,48 +1,50 N - NO3- 0,21 -43,18 1,78 -3,04 1,97 9,66 -32,61 N - NH4+ 0,26 -36,74 5,09 -2,02 35,96 2,81 +5,37 P - PO43- 0,10 -13,90 0,27 -1,67 2,48 3,16 -9,57 Vịnh Bái Tử Long có khả năng tự làm sạch tốt hơn so với Vịnh Hạ Long, đặc biệt là đối với phốt-phát và nitrat. Đối với amoni, khả năng tự làm sạch kém hơn. Mùa khô, khả năng tự làm sạch kém hơn so với mùa mưa 4.3. Tiểu khu vực Bãi Cháy Kết quả tính cân bằng khối lượng của các chất trong khu vực Bãi Cháy được trình bày trong bảng 4.28 và 4.29. 175 Chương IV: KHẢ NĂNG TỰ LÀM SẠCH CỦA VỊNH HẠ LONG - BÁI TỬ LONG Bảng 4.28. Cân bằng khối lượng các chất trong thuỷ vực Bãi Cháy mùa mưa (tấn/ngày) Thông số Tải lượng vào Sản xuất sơ cấp Khuyếch tán Lắng đọng Phân huỷ Trao đổi Cân bằng BOD5 2,33 24,48 3,56 -42,90 -9,08 101,04 +79,45 COD 3,92 37,70 7,77 -91,95 -13,83 121,09 +64,70 N - NO2- 0,002 -0,17 0,01 -0,04 0,16 1,16 +1,12 N - NO3- 0,216 -1,02 0,13 -0,16 -0,16 6,28 +5,28 N - NH4+ 0,027 -2,74 0,32 -0,09 1,28 7,52 +6,33 P - PO43- 0,006 -0,64 0,02 -0,08 0,13 2,56 +1,98 Bảng 4.29. Cân bằng khối lượng các chất trong thuỷ vực Bãi Cháy mùa khô (tấn/ngày) Thông số Tải lượng vào Sản xuất sơ cấp Khuyếch tán Lắng đọng Phân huỷ Trao đổi Cân bằng BOD5 2,33 11,60 3,89 -2,87 -7,97 29,43 +36,41 COD 3,92 17,86 9,44 -88,17 -9,04 100,15 +34,16 N - NO2- 0,002 -0,28 0,021 -0,08 0,17 0,34 +0,17 N - NO3- 0,216 -1,52 0,09 -0,26 -0,23 3,48 +1,77 N - NH4+ 0,027 -2,00 0,34 -0,27 1,36 3,95 +3,41 P - PO43- 0,006 -0,67 0,02 -0,08 0,14 1,09 +0,51 Khả năng tự làm sạch của vùng nước Bãi Cháy kém nhất so với các vùng nước khác, các thông số trong cân bằng khối lượng đều mang dấu (+) trong cả hai mùa khô và mùa mưa. Mặc dù khả năng lắng đọng trong khu vực khá cao, nhưng đây là nơi nhận một lượng lớn trực tiếp vật chất từ Cửa Lục và từ nguồn thải ven bờ nên đã làm gia tăng vật chất trong khối nước. Vào mùa mưa, lượng vật chất chuyển qua eo Cửa Lục lớn hơn so với mùa khô nên khả năng tự làm sạch cũng kém hơn so với mùa khô. 4.4. Tiểu khu vực Cẩm Phả Kết quả tính cân bằng khối lượng của các chất trong thuỷ vực Cẩm Phả được trình bày trong bảng 4.30 và 4.31. Khả năng tự làm sạch của khu Cẩm Phả là tốt nhất so với các khu vực khác, có rất nhiều thông số trong cân bằng khối lượng mang dấu (-) trong cả hai mùa mưa và mùa khô. Đó có thể là do khả năng quang hợp tại Cẩm Phả mạnh hơn so với nơi khác, 176 Trần Đức Thạnh (Chủ biên), Trần Văn Minh, Cao Thị Thu Trang, Vũ Duy Vĩnh, Trần Anh Tú sự tiêu hao dinh dưỡng khoáng cũng tốt hơn so với các nơi khác. Ngoài ra, khu Cẩm Phả có tỷ lệ trao đổi nước khá tốt (147%) nên quá trình này cũng góp phần tăng khả năng tự làm sạch của thuỷ vực. Bảng 4.30. Cân bằng khối lượng các chất trong thuỷ vực Cẩm Phả mùa mưa (tấn/ngày) Thông số Tải lượng vào Sản xuất sơ cấp Khuyếch tán Lắng đọng Phân huỷ Trao đổi Cân bằng BOD5 16,21 240,80 16,44 -180,71 -66,13 124,73 +151,35 COD 49,90 370,83 45,41 -673,07 -88,82 258,51 -37,23 N - NO2- 0,02 -2,25 0,05 -0,27 0,12 1,29 -1,05 N - NO3- 0,19 -11,76 0,81 -0,70 -0,60 7,97 -4,10 N - NH4+ 0,24 -34,24 1,67 -0,50 8,99 11,24 -12,60 P - PO43- 0,07 -3,58 0,08 -0,42 0,90 1,70 -1,26 Bảng 4.31. Cân bằng khối lượng các chất trong thuỷ vực Cẩm Phả (tấn/ngày) Thông số Tải lượng vào Sản xuất sơ cấp Khuyếch tán Lắng đọng Phân huỷ Trao đổi Cân bằng BOD5 16,21 120,40 12,46 -29,20 -41,14 158,24 +236,98 COD 49,90 185,42 28,07 -85,34 -50,33 332,31 +460,03 N - NO2- 0,02 -1,84 0,06 -0,31 0,35 1,23 -0,49 N - NO3- 0,19 -12,59 0,45 -0,86 0,70 8,98 -3,13 N - NH4+ 0,24 -21,57 1,23 -0,60 11,62 8,21 -0,87 P - PO43- 0,07 -4,71 0,08 -0,32 0,94 2,19 -1,75 Như vậy, khả năng tự làm sạch của Vịnh Hạ Long - Bái Tử Long được xem xét dựa trên nguyên tắc cân bằng khối lượng. Trong thuỷ vực xảy ra các quá trình lắng đọng chất gây ô nhiễm xuống đáy; khuyếch tán chất gây ô nhiễm từ trầm tích đáy vào khối nước; quá trình quang hợp làm tăng nồng độ cacbon tươi nhưng cũng chuyển các chất dinh dưỡng khoáng của ni-tơ và phốt-pho dưới dạng vô cơ sang dạng hữu cơ; quá trình phân huỷ làm giảm nồng độ chất hữu cơ nhưng cũng chuyển hoá các chất dinh dưỡng từ hữu cơ về dạng vô cơ. Các quá trình này luôn trái ngược nhau và tạo thành cân bằng. Ngoài ra, còn quá trình trao đổi nước với bên ngoài và nhận các nguồn ô nhiễm từ lục địa đưa vào. Các kết quả nghiên cứu khả năng tự làm sạch của Vịnh Hạ Long – Bái Tử Long được tiến hành tại 4 trạm Chương IV: KHẢ NĂNG TỰ LÀM SẠCH CỦA VỊNH HẠ LONG - BÁI TỬ LONG 177 thí nghiệm là Bãi Cháy, Cẩm Phả, Vịnh Hạ Long và Vịnh Bái Tử Long trong hai mùa mưa và mùa khô năm 2008 cho thấy khả năng tự làm sạch của vịnh đối với các thông số của ni-tơ và phốt-pho khá tốt. Tuy nhiên, do sức sản xuất sơ cấp của hệ thống vịnh này lớn nên thuỷ vực vịnh bắt đầu có sự tích luỹ đối với các chất hữu cơ, đặc biệt là trong mùa mưa. Do hạn chế về chuỗi số liệu khảo sát và thực hiện thí nghiệm, các kết quả chắc chắn còn có những sai lệch nhất định so với thực tế khách quan. Chẳng hạn, kết quả sẽ sát thực hơn nếu có thêm thí nghiệm được tiến hành vào thời kỳ nước kém, khi mà khả năng trao đổi nước sẽ kém đi thì khả năng tự làm sạch của thuỷ vực cũng sẽ thấp hơn, mặc dù số ngày nước kém chỉ chiếm khoảng 20 - 25% tổng thời gian triều. Dù vậy, các kết quả nghiên cứu cũng phần nào phản ảnh được bản chất của các quá trình tự làm sạch xảy ra trong thuỷ vực Vịnh Hạ Long và Bái Tử Long. 179 Chương V KHẢ NĂNG BỒI LẮNG TRẦM TÍCH ĐÁY VỊNH HẠ LONG - BÁI TỬ LONG Bồi lắng trầm tích đáy Vịnh Hạ Long - Bái Tử Long là một quá trình tự nhiên, nhưng gần đây có xu hướng gia tăng do tác động của con người, quan trọng nhất là các hoạt động sử dụng đất, khai khoáng trên lưu vực, san lấp mặt bằng ven bờ vịnh cho đô thị hoá, phát triển kinh tế và đổ tải bùn nạo vét cho các tuyến luồng vào cảng. Bồi lắng trầm tích đáy vịnh có quan hệ tác động hai chiều với đục hoá thể hiện qua hàm lượng TSS trong nước vịnh. Ngoài tác động gây đục trở lại khối nước vịnh khi có điều kiện làm bẩn nước và cản trở quá trình quang hợp của thực vật nổi, bồi lắng trầm tích đáy vịnh, nhất là với vật liệu bùn bột, bùn sét bột và vật liệu bụi than đá, có thể phủ bùn làm chết san hô, rong biển và cỏ biển. Quá trình bồi lắng tích luỹ theo thời gian sẽ tạo nên lớp trầm tích mặt đáy dày dần, làm nông hoá và cạn hoá vực nước vịnh, dẫn đến những thay đổi bất lợi cho sinh thái vực nước vịnh. Về góc độ tự làm sạch của thuỷ vực, khi đáy cạn dần thì thể tích khối nước thuỷ vực vịnh cũng giảm và khả năng tự làm sạch của thuỷ vực cũng giảm đi. Vì vậy, bồi lắng đáy vịnh là một nguy cơ tai biến môi trường tiềm ẩn của Vịnh Hạ Long - Bái Tử Long. I. HIỆN TRẠNG BỒI LẮNG TRẦM TÍCH ĐÁY VỊNH HẠ LONG – BÁI TỬ LONG 1. Tải lượng trầm tích hiện tại đưa vào hệ thống vịnh 1.1. Nguồn từ xói mòn đất và rửa trôi bề mặt Việc tính toán tải lượng bùn cát vào Vịnh Hạ Long - Bái Tử Long do xói mòn và rửa trôi lớp đất bề mặt (Phạm Hải An, 2009) trên toàn bộ lưu vực có ảnh hưởng đến khu vực nghiên cứu, bao gồm cả những vùng khai thác khoáng sản mà chủ yếu là khai thác than đá đã được thực hiện dựa trên mối quan hệ giữa lượng trầm tích bị xói mòn và các yếu tố tự nhiên khác như mưa, lớp phủ thực vật bề mặt và độ dốc v.v. theo phương pháp của Wischmeier W. H. và D. O. Smith (1978). Các kết quả tính toán được trình bày trong bảng 5.1 cho thấy tổng lượng bùn cát do rửa trôi bề mặt hằng năm đưa vào khu vực này khoảng 1.402.169 tấn/năm, chủ yếu xảy ra trong mùa mưa. Trong đó, nguồn xói mòn và rửa trôi đất, không bao gồm hoạt động khai thác than là 746.798 tấn/năm. 180 Trần Đức Thạnh (Chủ biên), Trần Văn Minh, Cao Thị Thu Trang, Vũ Duy Vĩnh, Trần Anh Tú Bảng 5.1. Tải lượng bùn cát vào Vịnh Hạ Long – Bái Tử Long do rửa trôi bề mặt Diện tích STT Xói mòn (tấn/tháng) Hệ số Lưu vực L S Mùa mưa Mùa khô 0.039 0.0282 144.27 0.115 11877 634 1 0.039 0.0587 188.83 0.059 490 26 14.4 1 0.039 0.0918 120.68 0.059 588 31 270.26 14.4 1 0.039 0.0343 132.61 0.058 5544 296 14270 270.26 14.4 1 0.039 0.0239 188.83 0.103 5804 310 6 Sông Diên Vọng 30030 276.17 18.4 1 0.039 0.0901 269.91 0.122 80106 5326 7 Bắc Hòn Gai 1960 270.26 14.4 1 0.039 0.2287 230.88 0.065 5926 316 8 Nam Hòn Gai 940 270.26 14.4 1 0.039 0.1452 251.19 0.071 2149 115 9 Hà Tu 3670 270.26 14.4 1 0.039 0.3322 166.92 0.059 10585 565 10 Tây Cẩm Phả 3470 320.45 23.3 1 0.039 0.1257 251.19 0.078 8863 644 11 Trung Cẩm Phả 1880 320.45 29.2 1 0.039 0.3604 290.63 0.042 8708 793 12 Đông Cẩm Phả 1430 320.45 29.2 1 0.039 0.2939 347.43 0.065 9914 903 13 Cửa Ông 1260 320.45 23.3 1 0.039 0.2032 309.85 0.071 5895 428 14 Mông Dương 9960 313.56 31.2 1 0.039 0.2556 241.09 0.078 48597 4828 15 Cát Bà 13260 270.26 14.4 1 0.039 0.0977 144.27 0.078 12754 681 ha Rmưa R khô P 28970 270.26 14.4 1 2 Hùng Thắng 850 270.26 14.4 3 Bãi Cháy 1020 270.26 4 Sông Trới 23920 5 Sông Man 1 Sông Míp K C Tổng trung bình tháng (tấn/tháng) 217800 15895 Tổng lượng hằng năm (tấn/năm) 1402169 Trong đó, tổng lượng trung bình do khai thác than (tấn/tháng) 101799 7429 Trong đó, nguồn từ khai thác than (tấn/năm) 655371 Nguồn từ xói mòn và rửa trôi đất, không bao gồm khai thác than (tấn/năm) 746798 Ghi chú: R: chỉ số ảnh hưởng do mưa; L: chỉ số ảnh hưởng do chiều dài sườn dốc; S: chỉ số ảnh hưởng bởi độ dốc; C: chỉ số ảnh hưởng bởi lớp phủ thực vật; K: chỉ số xói mòn của đất; P: chỉ số xói mòn do các biện pháp canh tác. Chương V: KHẢ NĂNG BỒI LẮNG TRẦM TÍCH ĐÁY VỊNH HẠ LONG - BÁI TỬ LONG 181 1.2. Nguồn từ khai thác than Cũng trên bảng 5.1 có thể thấy riêng tải lượng bùn cát đưa vào vịnh từ nguồn các hoạt động khai thác than chiếm khoảng 655.371 tấn/năm, chiếm khoảng 46,7% tổng số lượng bùn cát đưa vào vịnh. Công nghiệp khai thác khoáng sản chiếm tỷ trọng lớn trong sản xuất công nghiệp và có vai trò rất quan trọng đối với sự phát triển kinh tế xã hội của tỉnh Quảng Ninh. Các mỏ than tập trung ở khu vực thành phố Hạ Long và thị xã Cẩm Phả. Bên cạnh khai thác hầm lò hoặc lộ thiên, còn có các hoạt động sàng tuyển, chế biến và vận chuyển than, chủ yếu bằng đường thuỷ. Cho đến năm 2010, sản lượng than khai thác hàng năm ở Quảng Ninh, mà chủ yếu trên bờ Vịnh Hạ Long – Bái Tử Long đã vượt 40 triệu tấn mỗi năm. Tất yếu, hoạt động khai thác than là nguyên nhân quan trọng gây ra ô nhiễm môi trường với một khối lượng lớn các đất đá thải và nước thải. Tính trung bình ở Quảng Ninh, khi khai thác 01 tấn than hầm lò thì thải khoảng 2m3 đất đá và khoảng 4,2m3 nước thải; khai thác 01 tấn than lộ thiên thải khoảng 5,5m3 đất đá và 2m3 nước thải. Tại các nhà sàng, lượng nước thải phát sinh cũng khoảng 1,2m3 /tấn sản phẩm và khoảng 30% lượng than nguyên liệu trở thành đất đá thải trong quá trình sàng tuyển. Phần lớn đất đá thải được đổ ra các bãi thải ven biển quanh khu vực Hạ Long và Cẩm Phả hình thành các bãi thải lớn như: Nam Đèo Nai rộng 230ha, cao khoảng 200m, bãi thải Nhà máy tuyển than Cửa Ông rộng 125ha, bãi thải Nhà máy tuyển than Nam Cầu Trắng 80ha và Lộ Phong rộng 21ha. Mặc dù chiếm một tỷ lệ đáng kể trong thành phần bùn cát rửa trôi đưa vào vịnh, nhưng nói chung vật liệu trầm tích từ nguồn này thường có kích thước hạt thô nên bồi lắng tập trung sát bờ vịnh. Chỉ có một phần nhỏ các hạt vật liệu trầm tích mịn của nguồn này, trong đó có các hạt bụi than đá được vận chuyển xa bờ và có ảnh hưởng nhất định đến quá trình bồi lắng đáy vịnh trên diện rộng. Kết quả nghiên cứu của Nguyễn Quang Tuấn (1997) đã minh chứng cho vai trò đáng ghi nhận của riêng vật liệu than đá tham gia vào quá trình bồi lắng trầm tích đáy Vịnh Hạ Long do công nghiệp khai thác và quá trình vận chuyển than đá.Vật liệu than trong trầm tích đáy Vịnh Hạ Long chủ yếu có kích thước cấp hạt tập trung trong khoảng 0,01 - 0,25mm, tức là ở cấp hạt cát nhỏ và bột. Hàm lượng của chúng trong trầm tích đáy Vịnh Hạ Long khoảng 0,1 - 3,5%. Khu vực hàm lượng than trên 3% tập trung trong Vịnh Cửa Lục. Khu vực có hàm lượng 2 - 3% nằm trong và sát ngoài Vịnh Cửa Lục và khu vực cảng than Hòn Gai cũ. Khu vực hàm lượng 1-2% phân bố khá rộng, chiếm khoảng 25% diện tích đáy vịnh, tập trung ở dọc luồng tàu trên đường vận chuyển than Hạ Long - Cát Bà và Hạ Long - Bái Tử Long. Khu vực có hàm lượng nhỏ hơn 1% chiếm khoảng 50% diện tích đáy vịnh. Tại khu Cửa Vạn và phía Đông Vịnh Lan Hạ, hàm lượng than trong trầm tích mặt đáy giảm xuống còn khoảng 0,1 - 0,6 %. 182 Trần Đức Thạnh (Chủ biên), Trần Văn Minh, Cao Thị Thu Trang, Vũ Duy Vĩnh, Trần Anh Tú 1.3. Nguồn từ các hoạt động dân sinh – kinh tế Ngoài nguồn trầm tích chính do xói mòn, rửa trôi đất đưa vào sông suối để tải ra vịnh thì nguồn từ các hoạt động dân sinh và kinh tế cũng chiếm một tỷ lệ quan trọng đưa vào Vịnh Hạ Long – Bái Tử Long. Kết quả tính toán cho thấy, với tốc độ tăng dân số tự nhiên khoảng 1,02% và mật độ dân số trung bình khoảng 180 nguời/km2 thì lượng thải trầm tích lơ lửng (TSS) từ dân cư vùng ven bờ khu vực Vịnh Hạ Long - Bái Tử Long vào vùng biển khu vực này cũng chiếm một lượng đáng kể. Hiện tại, hằng năm khu vực này tiếp nhận khoảng 17.968 tấn/năm TSS từ nguồn dân cư, trong đó khoảng 6.391 tấn TSS từ tiểu khu vực Hạ Long, 4.822 tấn từ tiểu khu vực Cẩm Phả, 1.256 tấn từ tiểu khu vực Vân Đồn, 1.439 tấn từ tiểu khu vực Hoành Bồ và khoảng 4.060 tấn từ tiểu khu vực Yên Hưng. Các ngành chế biến thuỷ sản, sản xuất bia, nước ngọt, dầu ăn v.v. trong khu vực cũng góp phần đáng kể gây ô nhiễm môi trường vịnh, do phần lớn nước thải đều chưa qua xử lý. Các sản phẩm này bao gồm: tôm, cá đông lạnh khoảng 4.000 tấn/năm tập trung ở khu vực huyện Yên Hưng, thuỷ sản khô khoảng 30 tấn và nước mắm khoảng 30.000 lít/năm ở huyện Vân Đồn, dầu thực vật khoảng 133.000 tấn/năm, bột mì khoảng 151.000 tấn/năm, bia khoảng 45,4 triệu lít/năm ở thành phố Hạ Long. Kết quả ước tính từ một số ngành công nghiệp thực phẩm chủ yếu trong vùng cho thấy tải lượng thải TSS từ nguồn này hàng năm khoảng 4.868 tấn, trong đó từ thành phố Hạ Long khoảng 4.836 tấn/năm và tiểu khu vực Yên Hưng khoảng 32 tấn/năm. Tổng hợp các kết quả phân tích tải lượng TSS do các hoạt động công nghiệp vào Vịnh Hạ Long - Bái Tử Long hằng năm ước tính thải ra khoảng 102.444 tấn, trong đó 24.730 tấn ở Hạ Long, 77.682 tấn ở Cẩm Phả và 32,3 tấn ở Yên Hưng. Chăn nuôi gia súc, gia cầm vùng ven biển cũng là một nguồn cung cấp một lượng nhất định TSS vào Vịnh Hạ Long – Bái Tử Long. Hiện nay, khu vực nghiên cứu có đàn trâu trên 12,4 nghìn con, đàn bò gần 11 nghìn con, lợn khoảng 132 nghìn con và hơn 882 nghìn con gà, vịt v.v. Tải lượng thải TSS phát sinh từ hoạt động chăn nuôi trong khu vực hàng năm được ước tính khoảng 59.161 tấn, trong đó 6.701 tấn ở Hạ Long, 6.455 tấn ở Cẩm Phả, 7.813 tấn ở Vân Đồn, 15.690 tấn ở Hoành Bồ và khoảng 22.502 tấn ở Yên Hưng. Theo kết quả tính toán từ chương III, tổng tải lượng trầm tích phát sinh từ tất cả các hoạt động dân sinh – kinh tế (trừ khai thác than) là 787.162 tấn/năm, chủ yếu dưới dạng lơ lửng, trong đó nguồn từ tiểu khu vực Hạ Long 690.360 tấn/năm, từ Cẩm Phả 76.516,3 tấn/năm, từ Vân Đồn 4.785,8 tấn/năm, Hoành Bồ 8852 tấn/năm và Yên Hưng 6.648,6 tấn/năm (xem bảng 3.42). Chương V: KHẢ NĂNG BỒI LẮNG TRẦM TÍCH ĐÁY VỊNH HẠ LONG - BÁI TỬ LONG 183 Tổng hợp lại, tổng tải lượng trầm tích đưa vào hệ thống vịnh Như vậy, tổng hợp lại hàng năm có tổng số 2.189.331 tấn/năm trầm tích từ các nguồn khác nhau đưa vào hệ thống Vịnh Hạ Long – Bái Tử Long, trong đó có: - Có 746.798 tấn/năm từ nguồn xói mòn đất và rửa trôi bề mặt, không bao gồm khai thác than, chiếm 34,11%. - Có 655.371 tấn/năm từ nguồn xói mòn, rửa trôi liên quan đến khai thác than, chiếm 29,93%. - Có 787.162 tấn/năm từ các hoạt động dân sinh và kinh tế, chiếm 35,95%. 2. Di chuyển trầm tích lơ lửng trong hệ thống vịnh Nguồn trầm tích, đặc điểm phân bố của trầm tích lơ lửng, đặc điểm thuỷ động lực mà trọng tâm là dòng chảy và dao động mực nước là những yếu tố trực tiếp và quan trọng nhất ảnh hưởng đến quá trình bồi lắng đáy Vịnh Hạ Long - Bái Tử Long. Hàm lượng trầm tích lơ lửng cao tập trung chủ yếu ở vùng ven bờ vịnh, gần các điểm nguồn thải và cửa sông đỏ vào vịnh, với hàm lượng biến đổi trong khoảng từ 4090mg/l (hình B1, Phụ lục B). Ảnh hưởng của trầm tích từ các sông thuộc Hải Phòng đến Vịnh Hạ Long được thể hiện qua dòng bùn cát từ khu cửa Lạch Huyện đi lên phía Tây Nam Tuần Châu với hàm lượng khá lớn so với các khu vực còn lại trong Vịnh Hạ Long – Bái Tử Long. Tuy nhiên, do đáy ở đây khá nông, sự trao đổi nước kém nên những ảnh hưởng đó chỉ ở phạm vi khá nhỏ đối khu vực Tây Nam đảo Tuần Châu. Các khu còn lại hàm lượng trầm tích lơ lửng trong nước tương đối nhỏ với giá trị biến đổi giữa các vùng nước và theo các pha triều thường chỉ trong khoảng 10-30mg/l. Trường hợp giả định không có hoạt động khai thác khoáng sản (không tính đến nguồn trầm tích vào khu vực nghiên cứu do khai thác than), các kết quả mô phỏng tính toán cho thấy bức tranh chung phân bố và biến động hàm lượng trầm tích ở khu vực Vịnh Hạ Long – Bái Tử Long mùa mưa khó nhận thấy có sự khác biệt lớn khi so với trường hợp có cả hoạt động khai thác khoáng sản (hình B2, Phụ lục B). Khu vực có hàm lượng trầm tích lơ lửng cao vẫn chủ yếu tập trung ở vùng nước ven bờ và phía Tây Nam đảo Tuần Châu. Xu hướng phân bố và biến động trầm tích lơ lửng ở khu vực Vịnh Hạ Long – Bái Tử Long cũng tương tự nhu vậy trong mùa khô (các hình B3, B4, Phụ lục B). Nhưng hàm lượng trầm tích lơ lửng trong mùa khô nhỏ hơn và phạm vi phân bố cũng chỉ tập trung ở sát ven bờ. Từ những kết quả phân tích ở mô hình cho thấy trầm tích lơ lửng từ các cửa sông và vùng ven bờ ở khu vực Vịnh Hạ Long – Bái Tử Long không có điều kiện để phát triển mở rộng ra phía ngoài xa do tải lượng bùn cát từ sông suối đưa ra tương đối nhỏ và tính chất tuần hoàn của dòng triều mà chỉ phân bố tập trung ở vùng ven bờ và gần các nguồn cung cấp. Đây cũng là những khu có khả năng bồi tụ cao. 184 Trần Đức Thạnh (Chủ biên), Trần Văn Minh, Cao Thị Thu Trang, Vũ Duy Vĩnh, Trần Anh Tú 3. Hiện trạng bồi lắng đáy Vịnh Hạ Long – Bái Tử Long 3.1. Mức độ bồi lắng chung Việc tính khả năng bồi lắng trầm tích đáy vịnh đã sử dụng mô hình tính toán theo phương pháp đã được trình bày trong chương I. Quá trình bồi lắng trầm tích đáy trong hệ thống Vịnh Hạ Long - Bái Tử Long do tác động tổng hợp của dòng trầm tích cung cấp và các quá trình thủy động lực. Khu vực Vịnh Hạ Long - Bái Tử Long có nhiều đảo nhỏ che chắn, tác động của sóng từ biển vào hầu như không đáng kể. Trong khi đó, điều kiện thủy động lực của khu vực được quyết định bởi dao động mực nước triều và dòng chảy triều. Với tải lượng nước từ sông và ven bờ đưa ra nhỏ và tính chất thuận nghịch của dòng triều, dòng bùn cát từ ven bờ đưa ra chỉ chủ yếu chỉ phân bố trong một phạm vi nhất định và tương đối nhỏ với hàm lượng trầm tích lơ lửng khá cao, gây nên sự bồi lắng tập trung và cục bộ ở dải sát bờ vịnh. Cơ sở toán học của mô hình vận chuyển trong khối nước và bồi lắng xuống đáy của trầm tích phụ thuộc vào hai yếu tố cơ bản là hàm lượng trầm tích lơ lửng và đặc điểm thủy động lực (yếu tố tác động đến ứng suất đáy). Quá trình bồi lắng xuất hiện rõ rệt hơn khi vận tốc dòng chảy ở vùng nước đó đủ nhỏ để tạo ra ứng suất xung quanh nhỏ hơn ứng suất tới hạn của quá trình lắng đọng. Các kết quả tính của mô hình cho thấy xác suất bồi lắng trầm tích ở hệ thống Vịnh Hạ Long – Bái Tử Long cũng biến động theo các pha dao động của mực nước. Tổng hợp trung bình ngày của các trường phân bố xác suất này trong một số giai đoạn khác nhau của một kỳ triều cho thấy khả năng bồi cao là ở các khu ven bờ Hòn Gai - Cẩm Phả, Bãi Cháy - Hùng Thắng, Tây Nam Tuần Châu và phía Bắc Vịnh Cửa Lục. Tại những khu này, khả năng bồi tụ có thể đạt tới 75-95% lượng trầm tích lơ lửng và xu hướng nông dần đáy có thể xuất hiện ở những nơi này. Nhằm đánh giá hiện trạng và dự báo định lượng biến động bồi lắng tại một số khu khác nhau trong khu vực nghiên cứu, đã đưa vào mô hình tính độ cao bồi tụ - xói lở tại 6 mặt cắt khác nhau từ bờ ra và một mặt cắt ngang (xem hình 1.17), bao gồm: - Mặt cắt Vân Đồn gồm các điểm: VD1, VD2, VD3, VD4, và VD5. - Mặt cắt Mông Dương gồm các điểm: MD1, MD2, MD3, MD4, MD5 và MD6. - Mặt cắt Cửa Ông gồm các điểm: CO1, CO2, CO3, CO4, CO5, CO6, CO7, CO8. - Mặt cắt Cẩm Phả gồm các điểm: CP1, CP2, CP3, CP4, CP5, CP6, CP7 và CP8. - Mặt cắt Hòn Gai gồm các điểm: HG1, HG2, HG3, HG4, HG5, HG6 và HG7. - Mặt cắt Bãi Cháy gồm các điểm: BC1, BC2, BC3, BC4, BC5 và BC6. - Mặt cắt Tuần Châu gồm các điểm: TC1, TC2, TC3 và TC4. Các kết quả tính toán mô phỏng cho thấy tốc độ bồi tụ đáy ở khu vực ven bờ Vịnh Hạ Long – Bái Tử Long biến đổi khác nhau theo thời gian và không gian. Theo thời Chương V: KHẢ NĂNG BỒI LẮNG TRẦM TÍCH ĐÁY VỊNH HẠ LONG - BÁI TỬ LONG 185 gian, tốc độ bồi lắng mùa mưa lớn hơn hẳn mùa khô. Theo không gian, tốc độ bồi lắng ven bờ cao hơn hẳn phần phía ngoài vịnh. Tại Vân Đồn, tốc độ bồi lắng mùa lớn hơn mùa khô nhưng không nhiều. Tính trung bình tốc độ bồi lắng khu sát bờ (VD1) khoảng 4,5mm/năm; trong khi tại các điểm xa bờ (VD4 và VD5), tốc độ bồi lắng nhỏ và khá ổn định trong khoảng 1,1 - 1,4mm/năm (hình 5.1). Do ảnh hưởng của dòng trầm tích từ lục địa từ sông, tốc độ bồi tụ đáy ở khu ven biển Mông Dương khá lớn. Ở các điểm gần bờ, tốc độ bồi lên tới gần 6mm/năm và giá trị này giảm dần ra phía ngoài xuống còn khoảng 1-2mm/năm. Xa phía bờ hơn (từ điểm MD3 đến MD6), tốc độ bồi tụ nhỏ hơn, trong khoảng 1-2mm/năm và chênh lệch giữa hai điểm cũng nhỏ hơn các điểm gần bờ (MD1, MD2) (hình 5.2). Ở khu Cửa Ông, vào mùa mưa tốc độ bồi lắng giảm dần từ 5mm/năm tại điểm CO1 sát bờ đến 1mm/năm tại điểm CO9 rìa ngoài vịnh. Vào mùa khô, giá trị tương ứng là 2,5mm/năm và trên 0,5mm/năm. Vào mùa mưa, tại các điểm phía ngoài (CO4 đến CO9), tốc độ bồi tụ giảm và ít biến đổi theo không gian hơn so với những điểm gần bờ (CO1 đến CO3) (hình 5.3). Tính trung bình cả năm, ở ven bờ vịnh bồi lắng 3,75mm/năm và phần phía ngoài vịnh tốc độ bồi lắng trung bình 0,75mm/năm. Ở khu ven bờ Cẩm Phả, tốc độ bồi tụ gần bờ có thể đạt tới giá trị 4,7mm/năm vào mùa mưa và gần 2,5mm vào mùa khô. Các giá trị này giảm dần ra xa theo hướng vuông góc từ bờ ra và đến các vị trí CP7, CP8 tốc độ bồi tụ trung bình chỉ còn khoảng 1mm/năm (hình 5.4). Tính trung bình cả năm, ở gần bờ vịnh tốc độ bồi lắng 3,6mm/năm và phần phía ngoài vịnh tốc độ bồi lắng trung bình 1mm/năm. Ở khu ven bờ Hòn Gai, xu hướng biến động theo không gian của tốc độ bồi tụ đáy cũng tương tự như ở phía Bãi Cháy. Trên mặt cắt theo hướng từ bờ ra phía ngoài, tốc độ bồi tụ giảm từ trên 4mm/năm ở gần bờ vịnh đến nhỏ hơn 1mm/năm ở xa bờ vịnh (hình 5.5). Tại khu ven bờ Bãi Cháy, tốc độ bồi tụ trung bình giảm dần từ bờ ra phía ngoài: trong mùa mưa từ trên 4mm/năm đến trên 1mm/năm và trong mùa khô từ gần 3mm/năm đến khoảng 0,7mm/năm. Tính trung bình cả năm, khu vực ven vờ vịnh bồi lắng 3,5mm/năm và khu vực phần phía ngoài vịnh tốc độ bồi lắng trung bình 0,85mm/năm (hình 5.6) Khu ven bờ Tây Nam Tuần Châu có chịu ảnh hưởng dòng bồi tích ở phía cửa Lạch Huyện đưa lên. Các kết quả tính toán ở khu vực này cho thấy tốc độ bồi tụ trung bình ở khu vực này biến đổi trong khoảng 4-5mm/năm. Theo hướng dọc bờ, tốc độ bồi lắng trung bình không có sự phân hóa lớn trừ điểm TC3 ở phía Nam Tuần Châu (hình 5.7) do ảnh hưởng của hoạt động san lấp nên tốc độ bồi lắng ở đây lên tới 6-7mm/năm. Tổng hợp lại, có thể nhận định rằng, tốc độ bồi lắng đáy mùa mưa lớn hơn hẳn mùa khô và ở các vùng sát bờ vịnh cao hơn hẳn các vùng vùng xa bờ vịnh. Cả vùng gần bờ và xa bờ có tốc độ lắng đọng mùa mưa cao gấp khoảng 1,3 - 2 lần mùa khô. Khu gần 186 Trần Đức Thạnh (Chủ biên), Trần Văn Minh, Cao Thị Thu Trang, Vũ Duy Vĩnh, Trần Anh Tú bờ có chiều rộng cách bờ từ 2km (phía Bãi Cháy) đến 5km (phía Vân Đồn) có tốc độ bồi lắng trung bình trong khoảng 2 - 7mm/năm, phổ biến ở mức 3,0 - 4,5mm/năm; Khu giữa vịnh có tốc độ bồi lắng trung bình 1-2mm/năm và khu rìa ngoài vịnh có tốc độ bồi tụ phổ biến khoảng 1mm/năm. Trong đó tốc độ 2mm/năm đặc trưng cho khu giữa vịnh và tốc độ 1mm/năm đặc trưng cho khu rìa ngoài vịnh. Những nơi sát bờ, tốc độ bồi lắng cao nhất, đạt cục bội 6 - 7mm/năm ở Mông Dương và Tây Nam Tuần Châu. Ước tính trung bình trên toàn hệ thống Vịnh Hạ Long – Bái Tử Long, tốc độ bồi lắng trung bình khoảng 2mm/năm. Theo Trần Văn Trị và nnk, (2003) Hệ thống Vịnh Hạ Long – Bái Tử Long có diện tích 1.553km2, trong đó có 10% là diện tích đảo và 90% là diện tích mặt vịnh, tương ứng với 1.398km2. Nếu tính quy đổi 1,65 tấn trầm tích tương đương 1m3 bồi tích và tổng lượng bồi tích đưa ra được bồi lắng lại ước tính 85% thì lượng bồi tích từ nguồn 655.371 tấn/năm do khai thác khoáng sản hiện nay đưa ra góp phần bồi lắng đáy vịnh bằng 0,24mm/năm, con số này tương đối phù hợp với và có tính chất kiểm định tính đúng đắn của mô hình tính toán. Việc xác định mức độ bồi lắng đáy vịnh có thể xác định bằng các phương pháp thực nghiệm. Tuy nhiên, phương pháp này đòi hỏi nhiều công sức và khó có thể thực hiện trên diện rộng trong thời gian kéo dài. Tác giả Nguyễn Quang Tuấn (2000) cũng đã công bố số liệu khảo sát và đo thực nghiệm lắng đọng bằng bẫy trầm tích cho trên mặt rạn san hô ở rìa ngoài Vịnh Hạ Long. Kết quả cho thấy về mùa khô, lượng rơi lắng là 3,6mg/cm2/24giờ và mùa mưa là 7,2mg/cm2/24 giờ. Nếu quy đổi 1,65 tấn trầm tích tương đương 1m3 trầm tích thì tốc độ rơi lắng trầm tích trung bình xấp xỉ 12mm/năm. Thí nghiệm xác định tốc độ rơi lắng trầm tích lên đáy Vịnh Hạ Long – Bái Tử Long cũng đã được nêu trong nghiên cứu của Trần Đức Thạnh và đồng nghiệp (2007). Theo đó, tốc độ rơi lắng có giá trị cao nhất ở khu vực Cẩm Phả, trung bình 1,822mm/ngày, tương đương 655,742mm/năm. Các khu vực khác giữa vịnh cũng có tốc độ lắng đọng cao là Lạch Giới (1,645mm/ngày, tương ứng 592,265mm/năm) và đảo Đầu Bê (0,919mm/ngày, tương ứng 330,721mm/năm). Khu vực ven bờ Hoàng Tân và Vịnh Cửa Lục có tốc độ lắng đọng thấp, đạt 0,099mm/ngày tương ứng 35,062mm/năm tại Hoàng Tân và 0,108mm/ngày tương ứng 38,915mm/năm tại Vịnh Cửa Lục. Trên thực tế, đánh giá cân bằng bồi lắng trong khu vực còn phải tính đến khả năng di chuyển, bào mòn đáy, quá trình phát tán ngược trở lại môi trường nước v.v. để có được giá trị bồi lắng thực tế tại khu vực. Mặc dù đây chưa phải là tốc độ lắng đọng tĩnh trên đáy vì chưa tính đến mức độ trầm tích đáy bị sóng và dòng chảy khuấy đục và phát tán trở lại trạng thái lơ lửng trong khối nước. Tuy nhiên, con số tốc độ lắng đọng này cho thấy tiềm năng bồi tụ đáy và các tác động sinh thái, ví dụ khả năng gây chết cho san hô tạo rạn tại khu vực này (Nguyễn Huy Yết và nnk, 2000). Để kiểm tra kết quả tính toán của mô hình, chúng tôi đã gửi mẫu phân tích đồng vị phóng xạ Cs137 và Pb210 tại Phòng Thí nghiệm Địa chất biển Quốc Gia, Trường Đại học Đồng Tế, Thượng Hải. Mẫu trầm tích đáy vịnh được lấy bằng khoan nén nguyên dạng vào tháng 5 năm 2011. Mẫu có ký hiệu HP16, thu bằng ống phóng trọng lực có tọa Chương V: KHẢ NĂNG BỒI LẮNG TRẦM TÍCH ĐÁY VỊNH HẠ LONG - BÁI TỬ LONG 187 độ địa lý 20°55'47.60" vĩ độ Bắc và 107°03'16.95" kinh độ Đông, nằm ở phía Đông đảo Tuần Châu và phía Nam Bãi Cháy, tương đối sát gần các vị trí HG2 - HG3 trong hình 5.5. Kết quả phân tích bằng phương pháp Cs137, cho biết tốc độ lắng đọng trầm tích là 4,3mm/năm và bằng phương pháp Pb210, cho biết tốc độ lắng đọng trầm tích là 4,1mm/năm. Tính trung bình theo cả hai phương pháp, tốc độ lắng đọng trầm tích trên nền đáy vịnh tại vị trí này trung bình là 4,2mm/ năm trên cột mẫu dài 26cm tương ứng với thời gian lắng đọng là 62 năm. Giá trị này được coi là khá phù hợp với kết quả tính toán theo mô hình là 4,25mm/năm cho sát bờ và 0,6mm/năm cho rìa ngoài vịnh trên toàn mặt cát. Đây là số liệu đầu tiên về tốc độ lắng trầm tích Vịnh Hạ Long được xác định theo phương pháp phân tích đồng vị phóng xạ đánh dấu Cs137 và Pb210. Nếu so sánh với kết quả giá trị bồi lắng trung bình tính theo mô hình của các điểm gần nhất HG2 - HG3 (hình 5.5) là khoảng 3,5/năm, thì sai số tính của mô hình thấp hơn giá trị của phân tích đồng vị phóng xạ 16,7%. Trong mô hình tính toán, đây là sai số có thể chấp nhận được. 3.2. Khả năng đóng góp bồi lắng từ hoạt động khai thác than Trên các hình từ 5.1. đến hình 5.7, tại mỗi điểm tính, ta có hai cột tương ứng với các giá trị sau đây: - Cột cao chỉ tốc độ bồi lắng hiện tại, bao gồm tất cả các nguồn trầm tích cung cấp, trong đó có cả nguồn đóng góp từ khai thác than. - Cột thấp chỉ tốc độ bồi lắng hiện tại với giả thiết không có nguồn khai thác than. Hiệu số giữa giá trị cột giữa và cột thấp cho biết đóng góp của cung cấp từ hoạt động khai thác than cho bồi lắng trầm tích đáy vịnh. Các kết quả phân tính toán, phân tích ở trên cho thấy, ngoài các can thiệp khác của con người như hoạt động đổ thải, lấn biển và nạo vét thì ở trạng thái tự nhiên hầu như các khu vực trong Vịnh Hạ Long – Bái Tử Long đều diễn ra quá trình bồi lắng làm nông dần địa hình đáy vịnh với những tốc độ khác nhau. Đây là hậu quả tác động của rất nhiều các yếu tố trong đó có vai trò nhất định của các hoạt động khai thác khoáng sản. Để đánh giá ảnh hưởng của hoạt động này đến biến động bồi lắng trầm tích đáy của khu vực nghiên cứu, các trường hợp có hoạt động khai thác khoáng sản và không có hoạt động khai thác khoáng sản đã được tính toán mô phỏng. Phân tích các kết quả tính về phân bố của trầm tích lơ lửng trong khu vực nghiên cứu cho thấy ảnh hưởng của các hoạt động khai thác khoảng sản đến phân bố và biến động trầm tích lơ lửng ở khu vực Vịnh Hạ Long – Bái Tử Long là không lớn. Theo các giai đoạn khác nhau của pha triều (xem hình B1 đến B4, Phụ lục B), phân bố vùng có hàm lượng trầm tích lơ lửng cao chỉ tập trung hạn chế ở gần bờ. Mặc dù trong trường hợp tăng tải lượng thải do khai thác khoáng sản làm tăng lượng trầm tích vào khu vực nghiên cứu nhưng lượng đó không đủ làm tăng đáng kể hàm lượng và phạm vi phân bố khu vực có hàm lượng bùn cát cao ở ven bờ. Tương tự như vậy, 188 Trần Đức Thạnh (Chủ biên), Trần Văn Minh, Cao Thị Thu Trang, Vũ Duy Vĩnh, Trần Anh Tú phân bố xác suất bồi lắng trong các trường hợp có và không có hoạt động khai thác khoáng sản cũng cho thấy điều này (hình B5, B6 Phụ lục B). Một cách định lượng có thể đánh giá ảnh hưởng của các hoạt động khai thác khoáng sản qua tính toán tốc độ bồi lắng ở khu vực nghiên cứu trong 2 trường hợp có và không có hoạt động này. Các kết quả tính toán và phân tích trên các hình từ 5.1 đến hình 5.7 cho thấy những tác động rõ rệt hơn do khai thác khoáng sản đến tốc độ bồi lắng trung bình ở khu vực nghiên cứu: làm tăng tốc độ bồi lắng trung bình hằng năm ở đây khoảng từ 0,1-1,0mm/năm, tính trung bình trên toàn hệ thống vịnh là 0,25mm/năm, chiếm khoảng 12,5% tổng giá trị bồi lắng. Giá trị này biến đổi theo xu hướng giảm dần từ bờ ra phía ngoài tương ứng với phạm vi tác động do các hoạt động khai thác khoáng sản giảm từ bờ ra phía ngoài. Tại các điểm phía ngoài của các mặt cắt, tốc độ bồi tụ nhỏ, sự chênh lệch giá trị này trong cả hai trường hợp có và không có hoạt động khai thác khoáng sản hầu như không đáng kể. Ở những khu vực khác nhau, ảnh hưởng của các hoạt động khai thác khoáng sản đến tốc độ bồi lắng đáy Vịnh Hạ Long – Bái Tử Long cũng khác nhau. Một số khu vực tốc độ bồi lắng tăng nhiều hơn (trong trường hợp có khai thác khoáng sản) như Cẩm Phả (điểm CP1, CP2 - hình 5.4), phía ngoài cửa sông Mông Dương (điểm MD1, MD2 - hình 5.2) với sự chênh lệch có thể lên tới 1mm. Các khu vực khác có tốc độ bồi tụ tăng do khai thác khoáng sản nhỏ hơn với giá trị chênh lệch lớn nhất chỉ khoảng 0,5-0,7mm. Theo thời gian, những tác động đến tốc độ bồi lắng biến đổi rõ rệt theo mùa. Trong mùa mưa, tốc độ bồi lắng trung bình lớn hơn và chênh lệch do ảnh hưởng của các hoạt động khai thác than so với không có khai thác than cũng lớn hơn. 5.0 5.0 hiện tại 4.5 hiện tại nếu không có khai thác than hiện tại nếu không có khai thác than 4.0 tốc độ bồi tụ trung bình (m m /năm ) 4.0 tốc độ bồi tụ trung bình (m m /năm ) hiện tại 4.5 (a) 3.5 3.0 2.5 2.0 1.5 1.0 0.5 0.0 (b) 3.5 3.0 2.5 2.0 1.5 1.0 0.5 0.0 VD1 VD2 VD3 Vị trí trên mặt cắt VD4 VD5 VD1 VD2 VD3 VD4 VD5 Vị trí trên mặt cắt Hình 5.1. So sánh tốc độ bồi lắng trung bình theo các kịch bản hiện trạng tại mặt cắt VD1 – VD5, Vân Đồn (a- mùa mưa; b- mùa khô) 189 Chương V: KHẢ NĂNG BỒI LẮNG TRẦM TÍCH ĐÁY VỊNH HẠ LONG - BÁI TỬ LONG 7.0 6.0 hiện tại hiện tại hiện tại nếu không có khai thác than 5.0 tốc độ bồi tụ trung bình (m m /năm ) tốc độ bồi tụ trung bình (m m /năm ) 6.0 hiện tại nếu không có khai thác than 5.0 (a) 4.0 3.0 2.0 1.0 4.0 (b) 3.0 2.0 1.0 0.0 0.0 MD1 MD2 MD3 MD4 MD5 MD1 MD6 MD2 MD3 MD4 MD5 MD6 Vị trí trên mặt cắt Vị trí trên mặt cắt Hình 5.2. So sánh tốc độ bồi lắng trung bình theo các kịch bản hiện trạng tại mặt cắt MD1 – MD6, Mông Dương (a- mùa mưa; b- mùa khô) 6.0 3.0 hiện tại hiện tại nếu không có khai thác than hiện tại 2.5 4.0 tốc độ bồi tụ trung bình (m m /năm ) tốc độ bồi tụ trung bình (mm/năm) 5.0 (a) 3.0 2.0 1.0 0.0 hiện tại nếu không có khai thác than 2.0 (b) 1.5 1.0 0.5 0.0 CO1 CO2 CO3 CO4 CO5 CO6 CO7 CO8 CO9 CO1 CO2 CO3 CO4 CO5 CO6 CO7 CO8 CO9 Vị trí trên mặt cắt Vị trí trên mặt cắt Hình 5.3. So sánh tốc độ bồi lắng trung bình theo các kịch bản hiện trạng tại mặt cắt CO1 – CO9, Cửa Ông (a- mùa mưa; b- mùa khô) 3.0 5.0 hiện tại 4.5 hiện tại nếu không có khai thác than 2.5 hiện tại hiện tại nếu không có khai thác than 3.5 tốc độ bồi tụ trung bình (m m /năm ) tốc độ bồi tụ trung bình (m m /năm ) 4.0 (a) 3.0 2.5 2.0 1.5 1.0 2.0 (b) 1.5 1.0 0.5 0.5 0.0 0.0 CP1 CP1 CP2 CP3 CP4 CP5 CP6 CP7 CP8 CP2 CP3 CP4 CP5 CP6 CP7 Vị trí trên mặt cắt Vị trí trên mặt cắt Hình 5.4. So sánh tốc độ bồi lắng trung bình theo các kịch bản hiện trạng tại mặt cắt CP1 – CP8, Cẩm Phả (a- mùa mưa; b- mùa khô) CP8 190 Trần Đức Thạnh (Chủ biên), Trần Văn Minh, Cao Thị Thu Trang, Vũ Duy Vĩnh, Trần Anh Tú 4.5 4.5 hiện tại 4.0 hiện tại nếu không có khai thác than 4.0 3.0 tốc độ bồi tụ trung bình (m m /năm ) tốc độ bồi tụ trung bình (m m /năm ) 3.5 (a) 2.5 2.0 1.5 1.0 0.5 hiện tại hiện tại nếu không có khai thác than 3.5 3.0 (b) 2.5 2.0 1.5 1.0 0.5 0.0 0.0 HG1 HG2 HG3 HG4 HG5 HG6 HG1 HG7 HG2 HG3 HG4 HG5 HG6 HG7 Vị trí trên mặt cắt Vị trí trên mặt cắt Hình 5.5. So sánh tốc độ bồi lắng trung bình theo các kịch bản hiện trạng tại mặt cắt HG1-HG7. Hòn Gai (a- mùa mưa; b- mùa khô) 3.0 5.0 hiện tại 4.5 hiện tại hiện tại nếu không có khai thác than hiện tại nếu không có khai thác than 2.5 4.0 (a) 3.0 tố c đ ộ b ồ i tụ tru n g b ìn h (m m /n ăm ) tố c đ ộ b ồ i tụ tru n g b ìn h (m m /n ăm ) 3.5 2.5 2.0 1.5 1.0 (b) 2.0 1.5 1.0 0.5 0.5 0.0 0.0 BC1 BC2 BC3 BC4 BC5 BC1 BC6 BC2 BC3 BC4 BC5 BC6 Vị trí trên mặt cắt Vị trí trên mặt cắt Hình 5.6. So sánh tốc độ bồi lắng trung bình theo các kịch bản hiện trạng tại mặt cắt BC1- BC6. Bãi Cháy (a- mùa mưa; b- mùa khô) 8.0 hiện tại 7.0 hiện tại nếu không có khai thác than hiện tại hiện tại nếu không có khai thác than 6.0 tốc độ bồi tụ trung bình (m m /năm ) tốc độ bồi tụ trung bình (mm/năm) 7.0 6.0 (a) 5.0 4.0 3.0 2.0 1.0 5.0 (b) 4.0 3.0 2.0 1.0 0.0 0.0 TC1 TC2 Vị trí trên mặt cắt TC3 TC4 TC1 TC2 TC3 TC4 Vị trí trên mặt cắt Hình 5.7. So sánh tốc độ bồi lắng trung bình theo các kịch bản hiện trạng tại mặt cắt TC1 – TC4, Tuần Châu (a- mùa mưa; b- mùa khô) 191 Chương V: KHẢ NĂNG BỒI LẮNG TRẦM TÍCH ĐÁY VỊNH HẠ LONG - BÁI TỬ LONG II. DỰ BÁO BIẾN ĐỘNG BỒI LẮNG TRẦM TÍCH ĐÁY VỊNH HẠ LONG – BÁI TỬ LONG 1. Dự báo tải lượng trầm tích đưa vào hệ thống vịnh Dự báo tải lượng trầm tích vào Vịnh Hạ Long – Bái Tử Long đến năm 2020 được dự báo trên cơ sở mục tiêu quy hoạch tổng thể phát triển kinh tế - xã hội tỉnh Quảng Ninh đã được Thủ tướng Chính phủ phê duyệt, điều chỉnh bổ sung ngày 24/11/2006. 1.1. Nguồn từ xói mòn đất và rửa trôi bề mặt Việc tính toán dự báo tải lượng trầm tích đưa vào Hệ thống Vịnh Hạ Long – Bái Tử Long cho kịch bản đến năm 2020 được dựa trên cơ sở tài liệu và phương pháp tương tự cho kịch bản hiện trạng. Các thông số đầu vào cơ bản được coi là không thay đổi, hoặc thay đổi không đáng kể, chỉ có thông số C là chỉ số ảnh hưởng bởi lớp phủ thực vật là thay đổi. Các kết quả tính toán được trình bày trên bảng 5.2. Bảng 5.2. Dự báo tải lượng bùn cát vào Vịnh Hạ Long – Bái Tử Long do rửa trôi bề mặt STT Lưu vực Diện tích ha Hệ số Rmưa R khô P K C L 1 Sông Míp 28970 270.26 14.4 1 0.039 0.0581 144.27 2 Hùng Thắng 850 270.26 14.4 1 0.039 0.0891 188.83 3 Bãi Cháy 1020 270.26 14.4 1 0.039 0.1264 120.68 4 Sông Trới 23920 270.26 14.4 1 0.039 0.0822 132.61 5 Sông Man 14270 270.26 14.4 1 0.039 0.1107 188.83 6 Sông Diên Vọng 30030 276.17 18.4 1 0.039 0.1956 269.91 7 Bắc Hòn Gai 1960 270.26 14.4 1 0.039 0.3736 230.88 8 Nam Hòn Gai 940 270.26 14.4 1 0.039 0.1921 251.19 9 Hà Tu 3670 270.26 14.4 1 0.039 0.5344 166.92 10 Tây Cẩm Phả 3470 320.45 23.3 1 0.039 0.3281 251.19 11 Trung Cẩm Phả 1880 320.45 29.2 1 0.039 0.5289 290.63 12 Đông Cẩm Phả 1430 320.45 29.2 1 0.039 0.4733 347.43 13 Cửa Ông 1260 320.45 23.3 1 0.039 0.3656 309.85 14 Mông Dương 9960 313.56 31.2 1 0.039 0.4638 241.09 15 Cát Bà 13260 270.26 14.4 1 0.039 0.0507 144.27 Tổng trung bình tháng (tấn/tháng) Tổng lượng hằng năm (tấn/năm) Trong đó, tổng lượng trung bình do khai thác than (tấn/tháng) Trong đó, nguồn từ khai thác than (tấn/năm) Nguồn từ xói mòn và rửa trôi đất, không bao gồm khai thác than (tấn/năm) S 0.115 0.059 0.059 0.058 0.103 0.122 0.065 0.071 0.059 0.078 0.042 0.065 0.071 0.078 0.078 Xói mòn (tấn/tháng) Mùa Mùa mưa khô 24511 1308 743 40 809 43 13284 709 26900 1436 173975 11566 9681 517 2842 152 17025 909 23138 1681 12779 1164 15963 1454 10606 771 88170 8760 6614 353 427040 30860 2747399 182426 13183 1173657 1573742 Ghi chú: R: chỉ số ảnh hưởng do mưa; L: chỉ số ảnh hưởng do chiều dài sườn dốc; S: chỉ số ảnh hưởng bởi độ dốc; C: chỉ số ảnh hưởng bởi lớp phủ thực vật; K: chỉ số xói mòn của đất; P: chỉ số xói mòn do các biện pháp canh tác. 192 Trần Đức Thạnh (Chủ biên), Trần Văn Minh, Cao Thị Thu Trang, Vũ Duy Vĩnh, Trần Anh Tú Dự báo đến năm 2020 tổng lượng bùn cát do xói mòn, rửa trôi đất đưa vào khu vực Vịnh Hạ Long - Bái Tử Long, kể nguồn liên quan đến khai thác than khoảng 2.747.399 triệu tấn/năm và nếu không kể nguồn đóng góp từ khai thác than thì lượng này sẽ là khoảng 1.573.742 triệu tấn/năm. 1.2. Nguồn từ khai thác than Công nghiệp khai thác và chế biến than Quảng Ninh năm 2010 đạt sản lượng trên 40 triệu tấn/năm; năm 2020 dự báo đạt 50 triệu tấn/năm. Khu vực tập trung khai thác vẫn là thành phố Hạ Long và Cẩm Phả. Việc khai thác lộ thiên ở khu vực thành phố Hạ Long sẽ tiến tới ngừng hẳn vào năm 2020 và tại tiểu khu vực Cẩm Phả vẫn duy trì tỷ lệ khai thác than lộ thiên khoảng 60% sản lượng. Theo quy hoạch phát triển ngành than, để đáp ứng nhu cầu tăng sản lượng khai thác, khu vực Hạ Long sẽ được bố trí thêm một nhà máy sàng tuyển than công suất 4 - 5 triệu tấn ở khu mặt bằng phía Bắc mỏ Hà Lầm. Tiểu khu vực Cẩm Phả cũng được bố trí thêm các trung tâm sàng tuyển than tại các mỏ công suất khoảng 10 triệu tấn. Như vậy, tổng công suất các nhà máy sàng tuyển than ở Hạ Long khoảng 7 triệu tấn/năm và ở Cẩm Phả khoảng 20 triệu tấn tương ứng với sản lượng than khai thác ở Hạ Long là 12 triệu tấn và Cẩm Phả khoảng 31 triệu tấn đến năm 2020. Như vậy, nếu mức khai thác than được tăng đều cho các khu vực để Quảng Ninh đạt sản lượng 50 triệu tấn, ước tính sản lượng than khai thác ở khu vực Hạ Long và Cẩm Phả khoảng 43 triệu tấn. Kết quả tính toán dự báo (bảng 5.2) cho thấy, đến năm 2020 lượng bùn cát phát sinh từ nguồn khai thác than đưa vào hệ thống vịnh khoảng 1.173.657 tấn/năm. 1.3. Nguồn phát sinh từ dân cư và khách du lịch Đến năm 2020, khách du lịch chủ yếu vẫn bị thu hút đến khu vực Hạ Long và Vân Đồn. Tại Yên Hưng có dự án khu đô thị, du lịch sinh thái Hoàng Tân theo kế hoạch sẽ hoàn thành vào năm 2010, nhưng đến nay vẫn chưa được khởi công và dự án Trung tâm dưỡng lão quốc tế hoàn thành vào năm 2020. Do vậy, đến năm 2020 Yên Hưng có khả năng vẫn chưa thu hút được nhiều khách du lịch. Tải lượng ô nhiễm TSS từ khách du lịch năm 2020 dự tính sẽ vào khoảng 589 tấn/năm ở Hạ Long và 57,2 tấn/năm ở Vân Đồn. Nếu tính cả dân cư thì tải lượng thải TSS do dân cư và khách du lịch cho mỗi khu vực ven bờ Vịnh Hạ Long – Bái Tử Long sẽ là: 7.489 tấn/năm ở Hạ Long; 5.367 tấn/năm ở Cẩm Phả; 1.500 tấn/năm ở Hoành Bồ và 4.707 tấn/năm ở Yên Hưng. Đối với các hoạt động công nghiệp, so với hiện nay, không gian phát triển các ngành công nghiệp chủ yếu đến năm 2020 trong khu vực nghiên cứu hầu như không thay đổi. Công nghiệp chế biến thực phẩm như dầu ăn, bột mỳ, bia, thuỷ sản v.v. vẫn tập trung ven bờ Vịnh Cửa Lục, trong khu công nghiệp Cái Lân. Tiểu khu vực Hoành Bồ chủ yếu sản xuất vật liệu xây dựng như gạch, ngói, xi măng v.v Tiểu khu vực Yên Hưng phát triển công nghiệp chế biến nông sản và thuỷ sản. Chương V: KHẢ NĂNG BỒI LẮNG TRẦM TÍCH ĐÁY VỊNH HẠ LONG - BÁI TỬ LONG 193 Giả sử đến năm 2020, các ngành công nghiệp trong khu vực có trình độ công nghệ không khác biệt nhiều so với hiện nay thì tốc độ tăng trưởng công nghiệp sẽ tỷ lệ thuận với tốc độ gia tăng chất thải. Dự báo tải lượng ô nhiễm phát sinh từ các ngành công nghiệp thực phẩm tới năm 2020 sẽ gấp khoảng gần 4 lần so với hiện nay và tập trung trong tiểu khu vực thành phố Hạ Long và Yên Hưng, tương ứng tải lượng thải TSS tương ứng ở 2 tiểu khu vực này sẽ là 19.345 tấn/năm và 129 tấn/năm. Với tốc độ tăng trưởng trung bình 4,2%/năm, đến năm 2020 đàn gia súc, gia cầm trong khu vực sẽ tăng hơn 1,6 lần so với hiện nay, tương ứng với lượng thải từ chăn nuôi trong khu vực sẽ là 10.722 tấn/năm ở Hạ Long; 10.328 tấn/năm ở Cẩm Phả; 12.501 tấn/năm ở Vân Đồn; 25.104 tấn/năm ở Hoành Bồ và 36.002 tấn/năm ở Yên Hưng. Theo kết quả tính toán dự báo tổng hợp từ chương III, tổng tải lượng trầm tích phát sinh từ tất cả các hoạt động dân sinh - kinh tế (trừ khai thác than) đến năm 2020 là 736.486 tấn/năm, chủ yếu dưới dạng lơ lửng, trong đó nguồn từ tiểu khu vực Hạ Long 681.887 tấn/năm; Cẩm Phả 46.726,7 tấn/năm; Vân Đồn 2.195,4 tấn/năm; Hoành Bồ 4.076,8 tấn/năm và Yên Hưng 1.600 tấn/năm (xem bảng 3.42). Nếu so sánh tổng lượng trầm tích lơ lửng phát sinh và đưa vào vịnh giữa năm 2008 và dự báo cho năm 2020 có thể nhận thấy: tổng lượng phát sinh tăng từ 839.903 tấn/năm lên 984.923 tấn năm - tăng 17,26%, trong khi lượng đưa vào vịnh giảm từ 787.162 tấn/năm xuống 736486 tấn/năm - giảm 6,43%. Kết quả này có được trên cơ sở tính toán và xem xét khả năng xử lý, giảm thải ô nhiễm từ chất thải sinh hoạt được cải thiện trong thời gian nói trên. Tổng hợp lại, dự báo tổng tải lượng trầm tích đưa vào hệ thống Vịnh Hạ Long – Bái Tử Long năm 2020 tổng số là 3.483.885 tấn/năm trầm tích từ các nguồn khác nhau, tăng 1.294.554 tấn/năm tương đương 59% so với hiện trạng năm 2008. Trong đó: - Có 1.573.742 tấn/năm từ nguồn xói mòn đất và rửa trôi bề mặt, không bao gồm khai thác than chiếm 45,17 %; tăng 826.994 tấn/năm (110%) so với năm 2008. - Có 1.173.657 tấn/năm từ nguồn xói mòn, rửa trôi liên quan đến khai thác than, chiếm 33,69%; tăng 518286 tấn/năm (79%) so với năm 2008. - Có 736.486 tấn/năm từ các hoạt động dân sinh và kinh tế, chiếm 21,14%; giảm đi 50.676 tấn/năm (6,4%) so với năm 2008. 2. Dự báo biến động bồi lắng đáy hệ thống đáy vịnh 2.1. Dự báo khả năng bồi lắng chung Việc tính dự báo khả năng bồi lắng trầm tích đáy vịnh cho đến năm 2020 dựa vào phương pháp và nguồn tài liệu tương tự như trường hợp tính cho kịch bản hiện trạng. Các yếu tố đầu vào về điều kiện địa hình và thuỷ động lực được coi là không thay đổi hoặc thay đổi không đáng kể. Điều kiện đầu vào thay đổi để tính toán chủ đạo là tổng lượng trầm tích đưa vào hệ thống vịnh do những thay đổi về xói mòn, rửa trôi đất bề mặt, khai thác than đá và lượng thải TSS từ các hoạt động dân sinh - kinh tế. 194 Trần Đức Thạnh (Chủ biên), Trần Văn Minh, Cao Thị Thu Trang, Vũ Duy Vĩnh, Trần Anh Tú Phân bố và biến động của trầm tích lơ lửng cơ bản vẫn giống như các trường hợp của kịch bản hiện tại: thể hiện sự ảnh hưởng của các pha dao động mực nước và biến động mùa. Tuy nhiên, hàm lượng bùn cát trong nước ở gần các điểm nguồn thải ven bờ đã tăng lên rõ rệt (xem hình B7, B8 Phụ lục B). Điều này cho thấy những ảnh hưởng do sự tăng lên của tải lượng trầm tích vào khu vực nghiên cứu tập trung nhiều ở những khu gần sát bờ hơn là vùng phía ngoài. Xác suất phân bố các khu vực bồi lắng cũng tăng lên khi tải lượng bùn cát vào khu vực nghiên cứu tăng trong kịch bản dự báo cho năm 2020. Điều này thể hiện một cách rõ rệt hơn vào mùa mưa khi phần lớn khu vực nghiên cứu có xác suất bồi lắng lớn hơn 0,7. Tuy nhiên, xác suất bồi lắng thay đổi ít hơn và không chênh lệch rõ rệt vào mùa khô (hình B9, Phụ lục B). Các kết quả dự báo cho thấy tốc độ bồi tụ đáy ở ven bờ Vịnh Hạ Long – Bái Tử Long năm 2020 cũng biến đổi khác nhau theo thời gian và không gian với xu thế giống như các kịch bản hiện trạng: tốc độ bồi lắng cao hơn hẳn vào mùa mưa, những nơi có tốc độ bồi lắng cao vẫn chủ yếu là ở gần sát bờ và gần nguồn trầm tích đưa ra. Tại khu Vân Đồn, tốc độ bồi lắng dự báo năm cho năm 2020 vẫn thể hiện xu hướng bồi lắng lớn hơn vào mùa mưa. Tính trung bình tốc độ bồi lắng khu sát bờ (VD1) khoảng 6,8mm/năm (tăng tới 51% so với hiện tại); trong khi tại các điểm xa bờ (VD4 và VD5), tốc độ bồi lắng nhỏ, khá ổn định với giá trị trong khoảng 1,1 2,1mm/năm (hình 5.8). Do ảnh hưởng của dòng trầm tích từ lục địa đưa ra, tốc độ bồi tụ đáy ở ven bờ Mông Dương tăng lên khá lớn. Ở các điểm gần bờ (MD1, MD2), tốc độ bồi trung bình lên tới khoảng 8,2mm/năm (tăng khoảng 46% so với hiện tại) và giá trị này giảm dần ra phía ngoài xuống còn khoảng 6-8,0mm/năm. Xa phía bờ hơn (từ điểm MD3 đến MD6), tốc độ bồi tụ nhỏ hơn, trong khoảng 1,6-2,5mm/năm và chênh lệch giữa hai điểm cũng nhỏ hơn các điểm gần bờ (hình 5.9). Tại khu Cửa Ông, vào mùa mưa tốc độ bồi lắng dự báo cho năm 2020 tăng khá mạnh cả vào mùa mưa và mùa khô so với hiện tại. Tốc độ bồi lắng ở các điểm gần bờ trung bình đã tăng lên 6,6mm/năm tại điểm CO1 (tăng tới 78% so với hiện tại). Tốc độ bồi lắng giảm dần ra phía ngoài với mức độ chênh lệch so với các kịch bản hiện tại cũng ít hơn ở vùng ven bờ. Ở phần mặt cắt phía ngoài (điểm C8 và CO9) tốc độ bồi lắng dự báo cho năm 2020 dao động trong khoảng 1,4-1,7mm/năm (hình 5.10). Ở khu Cẩm Phả, tốc độ bồi tụ dự báo cho năm 2020 ở gần bờ có thể đạt tới giá trị 8,4mm/năm (tăng 77% so với hiện tại) vào mùa mưa và 4,4mm vào mùa khô (tăng 85% so với hiện tại). Ở các vị trí xa bờ hơn, tốc độ bồi lắng cũng tăng nhưng với mức độ thấp hơn so với những điểm gần bờ. Tại các điểm phía ngoài mặt cắt (CP7 và CP8), dự báo năm 2020 chỉ tăng so với hiện tại khoảng 0,4-0,5mm/năm (hình 5.11). Tại khu Hòn Gai, xu hướng tăng mạnh tốc độ bồi tụ dự báo cho năm 2020 cũng thể hiện rõ tại các điểm ở gần bờ. Tốc dộ bồi lắng lớn nhất ở điểm gần bờ (HG1) với giá trị trung bình là 6,6mm/năm (tăng khoảng 61% so với hiện tại). Tốc độ bồi lắng 195 Chương V: KHẢ NĂNG BỒI LẮNG TRẦM TÍCH ĐÁY VỊNH HẠ LONG - BÁI TỬ LONG cũng như sự chênh lệch của dự báo so với hiện tại giảm dần ra các điểm phía ngoài. Tại các điểm phía ngoài của mặt cắt này, tốc độ bồi chỉ tăng khoảng 0,2-0,6mm/năm so với hiện tại (hình 5.12). Tại khu Bãi Cháy, tốc độ bồi tụ trung bình dự báo năm 2020 cao nhất ở gần bờ với giá trị trung bình 6,2mm/năm (tăng khoảng 62% so với hiện tại). Ở các vị trí xa bờ hơn tốc độ bồi lắng giảm dần và sự chênh lệch của giá trị dự báo năm 2020 so với hiện tại cũng nhỏ hơn ở sát bờ. Tại các điểm phía ngoài của mặt cắt này, tốc độ bồi chỉ tăng khoảng 0,4-0,8mm/năm so với hiện tại (hình 5.13). Tại khu ven bờ Tây Nam Tuần Châu, các kết quả dự báo cho năm 2020 cho thấy tốc độ bồi lắng lớn nhất (tại điểm TC3) tăng lên với giá trung bình lên tới 9,9mm/năm (tăng khoảng 50%). Tại các điểm khác đều thể hiện xu hướng bồi lắng tăng nhưng với tốc độ khác nhau (hình 5.14). 8.0 7.0 dự báo năm 2020 dự báo năm 2020 nếu không có khai thác than dự báo năm 2020 dự báo năm 2020 nếu không có khai thác than 6.0 6.0 tốc độ bồi tụ trung bình (m m /năm ) tốc độ bồi tụ trung bình (m m /năm ) 7.0 (a) 5.0 4.0 3.0 2.0 1.0 0.0 5.0 (b) 4.0 3.0 2.0 1.0 0.0 VD1 VD2 VD3 VD4 VD5 VD1 VD2 Vị trí trên mặt cắt VD3 VD4 VD5 Vị trí trên mặt cắt Hình 5.8. So sánh tốc độ bồi lắng trung bình theo các kịch bản dự báo năm 2020 tại mặt cắt VD1 – VD5, Vân Đồn (a- mùa mưa; b- mùa khô) 8.0 10.0 dự báo năm 2020 9.0 dự báo năm 2020 nếu không có khai thác than dự báo năm 2020 7.0 dự báo năm 2020 nếu không có khai thác than tốc độ bồi tụ trung bình (mm/năm) tốc độ bồi tụ trung bình (mm/năm) 8.0 7.0 (a) 6.0 5.0 4.0 3.0 2.0 1.0 6.0 (b) 5.0 4.0 3.0 2.0 1.0 0.0 0.0 MD1 MD2 MD3 MD4 Vị trí trên mặt cắt MD5 MD6 MD1 MD2 MD3 MD4 MD5 MD6 Vị trí trên mặt cắt Hình 5.9. So sánh tốc độ bồi lắng trung bình theo các kịch bản dự báo năm 2020 tại mặt cắt MD1 – MD6, Mông Dương (a- mùa mưa; b- mùa khô) 196 Trần Đức Thạnh (Chủ biên), Trần Văn Minh, Cao Thị Thu Trang, Vũ Duy Vĩnh, Trần Anh Tú 10.0 5.0 dự báo năm 2020 9.0 dự báo năm 2020 nếu không có khai thác than 4.5 dự báo năm 2020 dự báo năm 2020 nếu không có khai thác than 4.0 tốc độ bồi tụ trung bình (m m /năm ) 7.0 (a) 6.0 5.0 4.0 3.0 2.0 1.0 0.0 3.5 (b) 3.0 2.5 2.0 1.5 1.0 0.5 0.0 CO1 CO2 CO3 CO4 CO5 CO6 CO7 CO8 CO9 CO1 CO2 CO3 CO4 CO5 CO6 CO7 CO8 CO9 Vị trí trên mặt cắt Vị trí trên mặt cắt Hình 5.10. So sánh tốc độ bồi lắng trung bình theo các kịch bản dự báo năm 2020 tại mặt cắt CO1-CO9, Cửa Ông (a- mùa mưa; b- mùa khô) 5.0 9.0 dự báo năm 2020 8.0 4.5 dự báo năm 2020 nếu không có khai thác than tốc độ bồi tụ trung bình (mm/năm) tốc độ bồi tụ trung bình (m m /năm ) dự báo năm 2020 dự báo năm 2020 nếu không có khai thác than 4.0 7.0 6.0 (a) 5.0 4.0 3.0 2.0 3.5 3.0 (b) 2.5 2.0 1.5 1.0 0.5 1.0 0.0 0.0 CP1 CP1 CP2 CP3 CP4 CP5 CP6 CP7 CP2 CP3 CP8 CP4 CP5 CP6 CP7 CP8 Vị trí trên mặt cắt Vị trí trên mặt cắt Hình 5.11. So sánh tốc độ bồi lắng trung bình theo các kịch bản dự báo năm 2020 tại mặt cắt CP1-CP8, Cẩm Phả (a- mùa mưa; b- mùa khô) 8.0 7.0 dự báo năm 2020 dự báo năm 2020 dự báo năm 2020 nếu không có khai thác than 7.0 dự báo năm 2020 nếu không có khai thác than tốc độ bồi tụ trung bình (m m /năm ) 6.0 6.0 tốc độ bồi tụ trung bình (mm /năm ) tốc độ bồi tụ trung bình (m m /năm ) 8.0 5.0 (a) 4.0 3.0 2.0 1.0 5.0 (b) 4.0 3.0 2.0 1.0 0.0 0.0 HG1 HG1 HG2 HG3 HG4 HG5 HG6 HG7 HG2 HG3 HG4 HG5 HG6 HG7 Vị trí trên mặt cắt Vị trí trên mặt cắt Hình 5.12. So sánh tốc độ bồi lắng trung bình theo các kịch bản dự báo năm 2020 tại mặt cắt HG1-HG7, Hòn Gai (a- mùa mưa; b- mùa khô) 197 Chương V: KHẢ NĂNG BỒI LẮNG TRẦM TÍCH ĐÁY VỊNH HẠ LONG - BÁI TỬ LONG 8.0 6.0 dự báo năm 2020 7.0 dự báo năm 2020 dự báo năm 2020 nếu không có khai thác than dự báo năm 2020 nếu không có khai thác than 5.0 (a) 5.0 tố c đ ộ b ồ i tụ tru n g b ìn h (m m /n ăm ) tố c đ ộ b ồ i tụ tru n g b ìn h (m m /n ăm ) 6.0 4.0 3.0 2.0 1.0 0.0 (b) 4.0 3.0 2.0 1.0 0.0 BC1 BC2 BC3 BC4 BC5 BC6 BC1 BC2 BC3 BC4 BC5 BC6 Vị trí trên mặt cắt Vị trí trên mặt cắt Hình 5.13. So sánh tốc độ bồi lắng trung bình theo các kịch bản dự báo năm 2020 tại mặt cắt BC1-BC6, Bãi Cháy (a- mùa mưa; b- mùa khô) 12.0 10.0 dự báo năm 2020 nếu không có khai thác than dự báo năm 2020 dự báo năm 2020 nếu không có khai thác than 9.0 10.0 8.0 (a) tốc độ bồi tụ trung bình (m m /năm ) tốc độ bồi tụ trung bình (m m /năm ) dự báo năm 2020 8.0 6.0 4.0 2.0 (b) 7.0 6.0 5.0 4.0 3.0 2.0 1.0 0.0 0.0 TC1 TC2 Vị trí trên mặt cắt TC3 TC4 TC1 TC2 TC3 TC4 Vị trí trên mặt cắt Hình 5.14. So sánh tốc độ bồi lắng trung bình theo các kịch bản dự báo năm 2020 tại mặt cắt TC1-TC4, Tuần Châu (a- mùa mưa; b- mùa khô) Tổng hợp lại, có thể thấy cho kịch bản dự báo năm 2020, tốc độ bồi lắng ở các khu trong Vịnh Hạ Long – Bái Tử Long đều tăng lên so với các kịch bản hiện tại. Nhưng khu có tốc độ bồi tăng nhanh là Mông Dương, Cẩm Phả và Cửa Ông. Các vị trí gần bờ có tốc độ bồi tăng mạnh nhất, khoảng 46-85%. Tốc độ bồi ở gần sát bờ biến đổi từ 6-9,9mm/năm và giảm dần ra các điểm phía ngoài. Tại các điểm phía ngoài, tốc độ bồi tụ dự báo chỉ tăng rất nhỏ so với hiện tại. 2.2. Dự báo khả năng bồi lắng đóng góp từ hoạt động khai thác than Theo các kết quả đánh giá dự báo về tổng lượng bùn cát vào khu vực nghiên cứu cho năm 2020, tỷ lệ đóng góp do các hoạt động liên quan đến khai thác than sẽ tăng lên khoảng 33,7% (hiện tại là 29,9%). Chính sự tăng lên của dòng bùn cát đưa vào và tỷ lệ do khai thác than làm thay đổi tốc độ bồi lắng cũng như vai trò ảnh hưởng do khai thác than ở các tiểu khu vực trong Vịnh Hạ Long – Bái Tử Long. 198 Trần Đức Thạnh (Chủ biên), Trần Văn Minh, Cao Thị Thu Trang, Vũ Duy Vĩnh, Trần Anh Tú Vai trò của các hoạt động khai thác than đến tốc độ bồi lắng chung tại các mặt cắt tăng lên đáng kể đối với các kịch bản dự báo cho năm 2020. Với giả thiết không có khai thác than, tốc độ bồi lắng giảm mạnh so với trường hợp chung (tính đến tất cả các yếu tố trong đó cả khai thác than). Các kết quả dự báo năm 2020 cho thấy, tốc độ bồi lắng ở các điểm gần bờ khi có sự tham gia của hoạt động khai thác than đã tăng khoảng 1,9 - 3,3mm/năm vào mùa mưa và 1,2-2,3mm/năm vào mùa khô. Ở các vị trí xa bờ hơn, theo xu thế giảm của tốc độ bội lắng chung (do tất cả các yếu tố), mức độ đóng góp của các hoạt động khai thác than đến sự bồi lắng của khu vực Vịnh Hạ Long – Bái Tử Long cũng giảm và sự chênh lệch mức độ bồi lắng khi có khai thác than và khi không khai thác than khá nhỏ ở các vị trí ngoài cùng của vịnh (hình 5.8 đến hình 5.14). Ở các khu khác nhau, tác động của khai thác than đến tốc độ bồi lắng dự báo cũng khác nhau. Những khu chịu ảnh hưởng nhiều từ hoạt động khai thác khoáng sản là Cửa Ông, Mông Dương và Vân Đồn, trong khi ở khu ven bờ Tuần Châu và Bãi Cháy, ảnh hưởng này đến tốc độ bồi lắng nhỏ hơn. Ước tính chung, nguồn khai thác than hiện tại đóng góp khoảng 12,5% cho quá trình bồi lắng đáy toàn hệ thống Vịnh Hạ Long – Bái Tử Long, trong đó đóng góp khoảng 15 - 20% ở vùng sát bờ vịnh. Dự báo rằng, nếu tải lượng bùn cát do khai thác than tăng khoảng 1,8-2 lần đến năm 2020, thì tốc độ bồi lắng gây ra do hoạt động này sẽ đóng góp khoảng 24% cho quá trình bồi lắng trầm tích đáy toàn hệ thống vịnh, trong đó mức đóng góp ở ven bờ khoảng 20-33% và mức đóng góp khoảng 6-10% ở phía xa bờ. Giá trị tốc độ bồi lắng do khai thác than hiện tại đóng góp trong khoảng 0,1-1,0mm/năm, trung bình 0,25mm/năm trên toàn hệ thống Vịnh Hạ Long – Bái Tử Long. Dự báo đến năm 2020, mức đóng góp này sẽ nằm trong khoảng 0,18 - 2,7mm/năm, trung bình 1,5mm/năm và sát bờ có thể tăng thêm tới 1,6 - 3,4mm/năm. 3. Sức chịu tải bồi lắng trầm tích của hệ thống vịnh Việc xác định sức tải bồi lắng không có khuôn mẫu chung mà phụ thuộc vào đặc điểm tự nhiên thuỷ vực cũng như yêu cầu quản lý thuỷ vực. Với điều kiện thực tế hiện nay của Vịnh Hạ Long – Bái Tử Long, chúng tôi đề xuất lấy giá trị bồi lắng trung bình cho cả hệ thống là 2mm/năm là giới hạn chịu tải lắng đọng trầm tích đáy vịnh. Ở khu vực rìa ngoài vịnh, mức tải bồi lắng trầm tích đáy khoảng 50% sức tải, nằm trong phạm vi an toàn (dưới 50%) và chấp nhận (từ 50% đến dưới 75%). Ở vùng trung tâm vịnh với diện tích rộng nhất, mức tải bồi lắng đáy vịnh trong phạm vi chấp nhận (từ 50% đến dưới 75% tải) và chủ yếu ở mức cảnh báo (từ 75% đến dưới 100% tải). Nếu lấy tốc độ lắng đọng trầm tích 2mm/năm cho toàn hệ thống đáy vịnh, thì với độ sâu trung bình 4m, sau 100 năm, thể tích khối nước giảm khoảng 5% và về nguyên tắc, sau hai nghìn năm đáy vịnh bị bồi cạn. Tuy nhiên, ở dải sát bờ vịnh, với tốc độ bồi lắng trầm tích đáy trung bình 4mm/năm, trong khi độ sâu đáy trung bình chỉ 2m, thì sau 100 năm, thể tích khối nước Chương V: KHẢ NĂNG BỒI LẮNG TRẦM TÍCH ĐÁY VỊNH HẠ LONG - BÁI TỬ LONG 199 tại đây giảm 20% và về nguyên tắc, chỉ sau 500 năm vùng nước từ độ sâu từ 2m trở vào bị bồi cạn, chỉ sau 250 năm vùng nước từ độ sau 1m trở vào bị bồi cạn. Đây là một nguy cơ lớn đe doạ sự tồn tại lâu dài của Vịnh Hạ Long – Bái Tử Long. Hiện tại, ở các khu sát bờ, tình trạng vượt tải bồi lắng đáy vịnh (từ 100% tải trở lên) khá phổ biến. Khu Bãi Cháy vượt tải cao nhất đến 75%; khu Hòn Gai vượt tải cao nhất 112,5%; khu vực Tuần Châu vượt tải cao nhất 250%; khu vực Cửa Ông vượt tải cao nhất 87,5%; Cẩm Phả 80% và Mông Dương - vượt tải 200%. 201 Chương VI SỨC TẢI CỦA VỊNH HẠ LONG – BÁI TỬ LONG I. ĐÁNH GIÁ NĂNG LỰC MÔI TRƯỜNG CỦA VỊNH HẠ LONG – BÁI TỬ LONG 1. Năng lực môi trường của cả hệ thống Vịnh Hạ Long – Bái Tử Long 1.1. Nguồn thải tiếp nhận Theo các kết quả tính toán từ Chương III, mỗi năm các hoạt dộng dân sinh, kinh tế trong khu vực Vịnh Hạ Long – Bái Tử Long phát sinh khoảng 33 nghìn tấn BOD5, 70 nghìn tấn COD, 8.300 tấn N-T, 2700 tấn P-T và 163600 tấn TSS (xem bảng 3.17). Trong số đó có khoảng hơn 9 nghìn tấn BOD5, 43 nghìn tấn COD, 5,5 nghìn tấn N-T, gần 2000 tấn P-T khoảng 117 nghìn tấn TSS được đưa vào vùng nước khu vực (xem bảng 3.23). Đây là các hoạt động thường xuyên, chưa kể đến việc đổ bùn thải, san lấp mặt bằng, các dự án lấn biển. Chất thải từ dân cư sinh hoạt chiếm chủ yếu trong tổng lượng thải từ 23 - 46% đối với các thông số, tiếp đến là nguồn chăn nuôi gia súc, gia cầm và nguồn công nghiệp. Nguồn thải từ khách du lịch và NTTS mỗi nguồn chiếm chưa đến 1% tổng lượng thải. Đối với việc làm tăng hàm lượng vật chất lơ lửng thì nguồn thải công nghiệp chiếm chủ yếu với 63%, còn lại là do chăn nuôi (36%). Trên hình 6.1 thể hiện sự đóng góp của từng nguồn đối với tổng lượng thải của từng thông số. Khả năng đóng góp chất thải ở mỗi khu vực khác nhau đối với từng nguồn thải riêng. Đối với cư dân sinh sống trong vùng thì tiểu khu vực thành phố Hạ Long chiếm chủ yếu (35%), tiếp đến là Cẩm Phả và Yên Hưng (27% và 23% tương ứng), tiểu khu vực Vân Đồn và Hoành Bồ chiếm từ 7-8% (hình 6.2). Đối với nguồn thải từ hoạt động du lịch thì thành phố Hạ Long chiếm chủ yếu tới 91%, còn lại từ Vân Đồn (9%) (hình 6.3). Đối với nguồn thải từ công nghiệp, thành phố Hạ Long cũng chiếm chủ yếu (từ 40% đối với N-T và 81% đối với BOD5), tiếp đến là tiểu khu vực Cẩm Phả (10% đối với BOD5 đến 57% đối với N-T). Hoạt động khai thác than của Cẩm Phả thải ra môi trường lượng chất rắn lơ lửng chiếm 76% trong hoạt động công nghiệp, tiếp đến là thành phố Hạ Long với 24% (hình 6.4). Đối với nguồn thải từ hoạt động chăn nuôi, tiểu khu vực Yên Hưng chiếm chủ yếu với 39%, tiếp đến là Hoành Bồ (24%). Các tiểu khu vực khác chiếm khoảng từ 11-13% (hình 6.5). Đối với NTTS, tiểu khu vực Yên Hưng chiếm chủ yếu với 56%, tiếp đến là Vân Đồn (23%), Hoành Bồ (18%), và thành phố Hạ Long (3%) (hình 6.6). 202 Trần Đức Thạnh (Chủ biên), Trần Văn Minh, Cao Thị Thu Trang, Vũ Duy Vĩnh, Trần Anh Tú a) COD c) T – N b) BOD5 d) T - P e) TSS Hình 6.1. Tỷ lệ (%) tải lượng theo nguồn thải của các chất gây ô nhiễm đưa vào Vịnh Hạ Long – Bái Tử Long 203 Chương VI: SỨC TẢI CỦA VỊNH HẠ LONG – BÁI TỬ LONG 23% 35% 8% 7% Hạ Long Cẩm Phả 27% Vân Đồn Hoành Bồ Hình 6.2. Tỷ lệ đóng góp chất thải sinh hoạt từ các tiểu khu vực Long – Bái Tử Long Yên Hưng vào Vịnh Hạ 9% 91% TP Hạ Long H. Vân Đồn Hình 6.3. Tỷ lệ đóng góp chất thải du lịch từ các tiểu khu vực Hạ Long – Bái Tử Long đưa vào Vịnh 204 Trần Đức Thạnh (Chủ biên), Trần Văn Minh, Cao Thị Thu Trang, Vũ Duy Vĩnh, Trần Anh Tú (b) BOD (a) COD (c) T - N (d) T - P (e) TSS Hình 6.4. Tỷ lệ đóng góp chất thải công nghiệp từ các tiểu khu vực đưa vào Vịnh Hạ Long – Bái Tử Long 205 Chương VI: SỨC TẢI CỦA VỊNH HẠ LONG – BÁI TỬ LONG 13% 11% 39% 13% 24% Hạ Long Cẩm Phả Vân Đồn Hoành Bồ Yên Hưng Hình 6.5. Tỷ lệ đóng góp chất thải chăn nuôi từ các tiểu khu vực vào Vịnh Hạ Long – Bái Tử Long 3% 23% 56% 18% Hạ Long Vân Đồn Hoành Bồ Yên Hưng Hình 6.6. Tỷ lệ đóng góp chất thải NTTS từ các tiểu khu vực đưa vào Vịnh Hạ Long – Bái Tử Long 1.2. Sức tải môi trường của thuỷ vực Như đã trình bày trong Chương I, năng lực môi trường của một khu vực là khả năng chịu đựng (tolerance) tối đa của môi trường khu vực đó trong những điều kiện tự 206 Trần Đức Thạnh (Chủ biên), Trần Văn Minh, Cao Thị Thu Trang, Vũ Duy Vĩnh, Trần Anh Tú nhiên, đặc điểm môi trường sống, thời gian nhất định mà không vượt quá giới hạn cho phép của các tiêu chuẩn môi trường. Còn sức tải môi trường của một khu vực là số lượng tối đa sinh vật, các hoạt động có thể tạo ra các tác nhân gây tổn hại cho chất lượng môi trường, vượt quá giới hạn năng lực môi trường. Năng lực môi trường cho một thuỷ vực được tính theo công thức (IMO/FAO,1986 và Bộ Thuỷ sản - DANIDA/FSPS/SUMA, 2005) như sau: EC=(CTC-Chiện tại)*(1+R)*V Trong đó: EC: Năng lực môi trường (tấn) CTC: Nồng độ chất gây ô nhiễm trong tiêu chuẩn môi trường (g/m3) Chiện tại: Nồng độ chất gây ô nhiễm trong nước (g/m3) R: Tỷ lệ trao đổi nước của thuỷ vực V: Thể tích trung bình của thuỷ vực (m3) Các thông số BOD5, COD, NH4+, NO2-, PO43-, TSS được lựa chọn để tính sức tải môi trường vì đây là nhóm các hợp chất hữu cơ và dinh dưỡng đại diện cho các nguồn sinh hoạt, nuôi trồng thuỷ sản, du lịch và dịch vụ. Việt Nam chưa có tiêu chuẩn chung cho tất cả các chất gây ô nhiễm này trong nước biển ven bờ vì vậy đã lựa chọn một số tiêu chuẩn phù hợp để tính toán. Tiêu chuẩn được áp dụng để tính sức tải môi trường là: Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia về chất lượng nước biển ven bờ 10: 2008 đối với các thông số NH4+, TSS, các kim loại nặng. Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia về chất lượng nước mặt đối với BOD5, COD, NO2-. Tiêu chuẩn Asean đối với PO43-. Ngoài ra, để quy đổi tải lượng thải các thông số dinh dưỡng khoáng từ ni-tơ tổng số và phốt-pho tổng số, đã lấy: - Hệ số 0,0038 đối với nitrit (nghĩa là nitrit chiếm 0,38% của N-T). - Hệ số 0,040 đối với nitrat. - Hệ số 0,050 đối với amoni. - Hệ số 0,055 đối với phot-phat. Có thể thấy, ngoài nồng độ của các chất gây ô nhiễm thì tỷ lệ trao đổi nước đóng vai trò rất quan trọng đối với sức tải môi trường. Tỷ lệ này phản ánh khả năng trao đổi nước của khu vực với bên ngoài để tự làm sạch thuỷ vực bằng các quá trình vật lý. Tỷ lệ này càng cao chứng tỏ khả năng tự làm sạch tốt và sức tải của thuỷ vực càng tốt. Nồng độ trung bình của các thông số trong nước được tính toán từ các số liệu của nghiên cứu này và tham khảo từ đề tài “Xây dựng mô hình lan truyền chất gây ô 207 Chương VI: SỨC TẢI CỦA VỊNH HẠ LONG – BÁI TỬ LONG nhiễm cho Vịnh Hạ Long - Vịnh Bái Tử Long” thực hiện năm 2006-2007 (Trần Đức Thạnh và nnk, 2007). Từ những cơ sở nêu trên, kết quả tính toán sức tải môi trường và khả năng đạt tải theo các thông số gây ô nhiễm của hệ thống Vịnh Hạ Long – Bái Tử Long được trình bày trên bảng 6.1. Bảng 6.1. Sức tải môi trường hệ thống Vịnh Hạ Long – Bái Tử Long Thông số CTC (g/m3) C hiện tại (g/m3) (1+R) BOD5 6 1,54 COD 15 NH4+ V EC 3 EC (tấn/ngày) Lượng thải (tấn/ngày) Tỷ lệ đạt tải (%) (triệu m ) (tấn) 1,71 6.682,28 5.0963,1 139,6 25,36 18,16 3,27 1,71 6.682,28 134.035,2 367,2 119,03 32,41 0,1 0,078 1,71 6.682,28 251,4 0,69 0,76 110,35 NO2- 0,02 0,0092 1,71 6.682,28 123,4 0,34 0,058 17,15 PO43- 0,045 0,02 1,71 6.682,28 285,7 0,78 0,3 38,33 TSS 50 29,53 1,71 6.682,28 233.904,5 640,8 348,4 54,37 Cu 0,03 0,00398 1,71 6.682,28 297,4 0,81 0,11 13,01 Pb 0,05 0,00708 1,71 6.682,28 490,4 1,34 0,05 3,94 Zn 0,05 0,03147 1,71 6.682,28 211,8 0,58 0,21 36,54 Hg 0,001 0,00026 1,71 6.682,28 8,5 0,02 6,10-5 0,26 As 0,01 0,00098 1,71 6.682,28 103,0 0,28 3,10-4 0,11 Cd 0,005 0,00030 1,71 6.682,28 53,7 0,15 - - Từ các kết quả có được, đã thực hiện tính năng lực môi trường - sức tải của cả hệ thống Vịnh Hạ Long – Bái Tử Long và khả năng tiếp nhận chất thải của chúng. Khả năng đạt tải đối với các thông số trong thuỷ vực Vịnh Hạ Long – Bái Tử Long được trình bày trên hình 6.7. Khả năng tiếp nhận chất thải của khu vực Vịnh Hạ Long – Bái Tử Long hiện nay là 139,6 tấn BOD5/ngày, 367,2 tấn COD/ngày, 0,69 tấn NH4+/ngày, 0,34 tấn NO2- ngày, 0,78 tấn PO43-/ngày và 640,8 tấn TSS/ngày. Tuy nhiên, lượng chất thải đưa vào khu vực là 25,36 tấn BOD5/ngày, 119,03 tấn COD/ngày, 0,76 tấn NH4+/ngày, 0,058 tấn NO2-/ngày, 0,3 tấn phốt-phát/ngày và 348,4 tấn TSS/ngày. Đối với thuỷ vực Vịnh Hạ Long – Bái Tử Long, thông số NH4+ đã vượt quá khả năng tải của thuỷ vực (hình 6.12). Điều này có nghĩa là nếu nguồn thải các 208 Trần Đức Thạnh (Chủ biên), Trần Văn Minh, Cao Thị Thu Trang, Vũ Duy Vĩnh, Trần Anh Tú thông số này vào môi trường vẫn tiếp tục tăng thì hàm lượng trong nước của chúng sẽ vượt quá mức cho phép, tức là vi phạm tiêu chuẩn môi trường. Đạt tải (%) 120 100 % 80 60 40 20 0 BOD COD NH4+ NO2- PO43- TSS Cu Pb Zn Hg As Hình 6.7. Khả năng đạt tải đối với các thông số môi trường nước Vịnh Hạ Long – Bái Tử Long Các thông số khác như các chất hữu cơ, muối nitrat, nitrit, phốt-phát và TSS vẫn nằm trong khả năng tải của thuỷ vực từ 17,15% đối với nitrit đến 54,4% đối với TSS. Đối với các kim loại nặng (Cu, Pb, Zn, Hg, As) khả năng đạt tải cao nhất là kẽm (36,54%), các kim loại còn lại khả năng đạt tải thấp. Như vậy, đối với thông số amoni, cần thiết phải giảm nguồn thải để đảm bảo cho nước trong thuỷ vực đạt được các tiêu chuẩn môi trường. Trong điều kiện thực tiễn phát triển kinh tế - xã hội và bảo vệ môi trường khu vực Vịnh Hạ Long – Bái Tử Long, với quan điểm sức tải môi trường, chúng tôi đề xuất tiêu chí bốn mức như sau: - Mức bền vững: đạt tải dưới 50%. - Mức chấp nhận được: đạt tải từ 50% đến dưới 75%. - Mức cảnh báo: đạt tải từ 75% đến dưới 100%. - Mức quá tải: từ 100% trở lên. Đánh giá theo các tiêu chí này, trừ NH4+ ở mức quá tải, các thông số còn lại đều ở mức bền vững và mức chấp nhận được. 209 Chương VI: SỨC TẢI CỦA VỊNH HẠ LONG – BÁI TỬ LONG 2. Sức tải môi trường của thuỷ vực Vịnh Hạ Long 2.1. Nguồn thải tiếp nhận Thuỷ vực Vịnh Hạ Long tiếp nhận nguồn chất thải từ các tiểu khu vực Yên Hưng, Hoành Bồ, thành phố Hạ Long và ước tính 1/2 nguồn chất thải từ thị xã Cẩm Phả. Đối với tiểu khu vực Yên Hưng, chăn nuôi chiếm vai trò chủ đạo trong việc đóng góp chất thải vào khu vực (chiếm từ 50 - 90% đối với các thông số), tiếp đến là sinh hoạt và công nghiệp (hình 6.8). Đối với tiểu khu vực Hoành Bồ, có hai nguồn thải chính là sinh hoạt từ dân cư trong vùng và chăn nuôi trong đó nguồn chăn nuôi chiếm trên 60% lượng chất thải của khu vực, còn lại là từ sinh hoạt (hình 6.9). % Nếu tính theo từng tiểu khu vực thì đối với thành phố Hạ Long, nguồn sinh hoạt gồm dân cư và khách du lịch, công nghiệp đóng vai trò chủ yếu, tiếp đến là chăn nuôi. Nguồn thuỷ sản đóng vai trò không đáng kể vào việc phát thải ô nhiễm của thành phố Hạ Long (hình 6.10). 90.00 80.00 70.00 60.00 50.00 40.00 30.00 20.00 10.00 0.00 COD BOD N-T Sinh hoạt C. nghiệp Chăn nuôi P-T TSS Thuỷ sản Hình 6.8. Tỷ lệ (%) tải lượng theo nguồn thải các chất gây ô nhiễm tại tiểu khu vực Yên Hưng 210 Trần Đức Thạnh (Chủ biên), Trần Văn Minh, Cao Thị Thu Trang, Vũ Duy Vĩnh, Trần Anh Tú 100.00 80.00 % 60.00 40.00 20.00 0.00 COD Sinh hoạt BOD C. nghiệp N-T Chăn nuôi P-T TSS Thuỷ sản % Hình 6.9. Tỷ lệ (%) tải lượng theo nguồn thải các chất gây ô nhiễm tại tiểu khu vực Hoành Bồ 80.00 70.00 60.00 50.00 40.00 30.00 20.00 10.00 0.00 COD Sinh hoạt BOD C. nghiệp N-T Chăn nuôi P-T TSS Thuỷ sản Hình 6.10. Tỷ lệ (%) tải lượng theo nguồn thải các chất gây ô nhiễm tại tiểu khu vực thành phố Hạ Long 211 Chương VI: SỨC TẢI CỦA VỊNH HẠ LONG – BÁI TỬ LONG Từ kết quả phân tích và tổng hợp từ các nguồn, tổng lượng các chất gây ô nhiễm đưa vào thuỷ vực Vịnh Hạ Long được trình bày trên bảng 6.2 và tỷ lệ đóng góp theo nguồn phát sinh của chúng được trình bày trên bảng 6.3. Bảng 6.2. Tải lượng chất thải đưa vào Vịnh Hạ Long Tải lượng chất gây ô nhiễm phát sinh từ nguồn (tấn/năm) Tổng Thông số Sinh hoạt Công nghiệp Chăn nuôi Thuỷ sản (tấn/năm) (tấn/ngày) COD 14.087,2 13.659,8 5.497,76 534,5 33.779,21 92,55 BOD5 1.829,45 4.028,95 1890,36 239,1 7.987,86 21,88 N-T 1.317,25 655,4 2137,16 41,3 4.151,11 11,37 P-T 402,4 262,85 844,4 14 1.523,65 4,17 TSS 8183,2 57.222 18.434,8 - 78.206,4 214,26 As - 0,074 - - 0,074 2x10-4 Hg - 0,014 - - 0,014 3,8x10-5 Pb - 11,28 - - 11,28 0,031 Zn - 44,95 - - 44,95 0,1232 Cu - 22,59 - - 22,59 0,0619 Ghi chú: (-) Không có, không đáng kể Bảng 6.3. Đóng góp (%) lượng thải từ các nguồn đưa vào Vịnh Hạ Long Nguồn phát sinh ô nhiễm Thông số Sinh hoạt Công nghiệp Chăn nuôi Thuỷ sản COD 41,70 40,44 16,28 1,58 BOD5 22,90 50,44 23,67 2,99 N-T 31,73 15,79 51,48 0,99 P-T 26,41 17,25 55,42 0,92 TSS 9,76 68,25 21,99 0,00 212 Trần Đức Thạnh (Chủ biên), Trần Văn Minh, Cao Thị Thu Trang, Vũ Duy Vĩnh, Trần Anh Tú Như vậy, các nguồn thải chính đưa vào thuỷ vực Vịnh Hạ Long là sinh hoạt (dân cư và khách du lịch của thành phố Hạ Long), công nghiệp của các tiểu khu vực thành phố Hạ Long và Cẩm Phả, chăn nuôi của các tiểu khu vực Hoành Bồ và Yên Hưng. NTTS phát triển không đáng kể. Đối với nhóm các kim loại nặng thì chủ yếu là từ nguồn công nghiệp. 2.2. Sức tải môi trường của thuỷ vực Sức tải môi trường của Vịnh Hạ Long được trình bày trong bảng 6.4 cho thấy khả năng tiếp nhận của thuỷ vực này là 62,8 tấn BOD5/ngày, 164,7 tấn COD/ngày, 0,44 tấn amoni/ngày, 0,16 tấn nitrit/ngày, 0,34 tấn phot-phat/ngày và 337,2 tấn TSS/ngày. Tuy nhiên, lượng phát thải hiện nay vào Vịnh Hạ Long là 21,8 tấn BOD5/ngày, 92,55 tấn COD/ngày, 0,57 tấn amoni/ngày, 0,04 tấn nitrit/ngày, 0,23 tấn phot-phat/ngày và 214,26 tấn TSS/ngày. Như vậy khả năng đạt tải đối với amoni là 130,6%, nghĩa là với mức thải như hiện nay thì hàm lượng amoni trong nước biển đã vượt quá tiêu chuẩn môi trường cho phép. Các thông số khác thuộc nhóm chất hữu cơ, dinh dưỡng và TSS vẫn nằm trong khả năng tải của thuỷ vực với khả năng đạt tải từ mức thấp nhất 24,45% đối với nitrit đến cao nhất 67,48% đối với phot-phat. Đối với các kim loại nặng, khả năng đạt tải còn thấp, cao nhất là kẽm 28% (hình 6.11). Bảng 6.4. Sức tải môi trường của thuỷ vực Vịnh Hạ Long Thông CTC số (g/m3) C hiện tại (g/m3) (1+R) V EC 3 (triệu m ) (tấn) EC Lượng thải (tấn/ngày) (tấn/ngày) Tỷ lệ đạt tải (%) BOD5 6 1,39 1,7 2.927,17 22.940,2 62,8 21,88 34,81 COD 15 2,92 1,7 2.927,17 60112,4 164,7 92,55 56,20 NH4+ 0,1 0,068 1,7 2.927,17 159,2 0,44 0,57 130,65 NO2- 0,02 0,008 1,7 2.927,17 59,7 0,16 0,04 24,45 PO43- 0,045 0,02 1,7 2.927,17 124,4 0,34 0,23 67,48 TSS 50 25,27 1,7 2.927,17 123.061,2 337,2 214,26 63,55 Cu 0,03 0,00375 1,7 2.927,17 130,6 0,358 0,0619 17,30 Pb 0,05 0,00712 1,7 2.927,17 213,4 0,585 0,031 5,29 Zn 0,05 0,01779 1,7 2.927,17 160,3 0,439 0,1232 28,04 Hg 0,001 0,00023 1,7 2.927,17 3,8 0,010 3,8x10-5 0,37 As 0,01 0,00091 1,7 2.927,17 45,2 0,124 2x10-4 0,16 Cd 0,005 0,00031 1,7 2.927,17 23,3 0,064 0,0619 17,30 213 Chương VI: SỨC TẢI CỦA VỊNH HẠ LONG – BÁI TỬ LONG Đạt tải (%) 140.00 120.00 100.00 % 80.00 60.00 40.00 20.00 0.00 BOD COD NH4+ NO2- PO43- TSS Cu Pb Zn Hg As Hình 6.11. Tỷ lệ đạt tải (%) đối với các thông số chất lượng nước Vịnh Hạ Long Đối với các thuỷ vực, để đảm bảo phát triển bền vững thì khả năng tải tối đa nên duy trì ở mức mức 50%. Từ các kết quả tính toán trên, cần thiết hạn chế các nguồn thải ra đối với amoni và TSS. 2.3. Mối liên hệ giữa sức tải thuỷ vực và các hoạt động kinh tế - xã hội Trên cơ sở đánh giá khả năng tiếp nhận chất thải, thấy rằng đối với Vịnh Hạ Long thông số NH4+ đã quá tải và cần có các biện pháp giảm thiểu các nguồn phát thải; các thông số COD, PO43- và TSS ở mức chấp nhận, đã trên 50% sức tải của thuỷ vực, nên cần phòng ngừa đạt tải. Liên quan đến nhóm thông số này, các nguồn sinh hoạt và du lịch, chăn nuôi, công nghiệp chiếm chủ yếu. Vì vậy, cần thiết xác định hoạt động kinh tế nào là chủ đạo trong khu vực (ví dụ du lịch - dịch vụ) và tập trung phát triển hoạt động đó bằng việc đầu tư cơ sở hạ tầng và các hệ thống xử lý chất thải phù hợp. Các thông số còn lại đều ở mức bền vững với tỷ lệ đạt tải dưới 50%. 3. Thuỷ vực Vịnh Bái Tử Long 3.1. Nguồn thải tiếp nhận Khu vực Bái Tử Long tiếp nhận chất thải từ tiểu khu vực Vân Đồn và ước tính 1/2 nguồn thải từ tiểu khu vực Cẩm Phả. Tại tiểu khu vực Cẩm Phả, nguồn công nghiệp chiếm vai trò chủ đạo (đối với TSS). Đối với các thông số khác, nguồn sinh hoạt (từ dân cư trong vùng) chiếm vai trò đáng kể, tiếp đến là công nghiệp và chăn nuôi. Nguồn thải từ thuỷ sản có vai trò không đáng kể (hình 6. 12.). 214 Trần Đức Thạnh (Chủ biên), Trần Văn Minh, Cao Thị Thu Trang, Vũ Duy Vĩnh, Trần Anh Tú Đối với tiểu khu vực Vân Đồn, có thể thấy có hai nguồn thải chính là nguồn sinh hoạt chủ yếu từ khách du lịch và nguồn chăn nuôi, trong đó chăn nuôi chiếm hơn 50% nguồn thải của tiểu khu vực, còn lại là nguồn sinh hoạt (hình 6.13). 100.00 80.00 % 60.00 40.00 20.00 0.00 COD BOD Sinh hoạt N-T C. nghiệp P-T TSS Chăn nuôi Thuỷ sản Hình 6.12. Tỷ lệ (%) tải lượng theo nguồn thải các chất gây ô nhiễm tại tiểu khu vực Cẩm Phả 100.00 % 80.00 60.00 40.00 20.00 0.00 COD Sinh hoạt BOD C. nghiệp N-T Chăn nuôi P-T TSS Thuỷ sản Hình 6.13. Tỷ lệ (%) tải lượng theo nguồn thải các chất gây ô nhiễm tại tiểu khu vực Vân Đồn 215 Chương VI: SỨC TẢI CỦA VỊNH HẠ LONG – BÁI TỬ LONG Tổng lượng nguồn thải được chuyển vào thuỷ vực Vịnh Bái Tử Long được trình bày trên bảng 6.5 và tỷ lệ đóng góp của các nguồn phát sinh được trình bày trên bảng 6.6. Bảng 6.5. Tải lượng thải Vịnh Bái Tử Long Tải lượng chất gây ô nhiễm phát sinh Tổng từ nguồn (tấn/năm) Sinh hoạt Công nghiệp Chăn nuôi Thuỷ sản (tấn/năm) (tấn/ngày) COD 4.719,03 3.382,6 1.564,05 15,3 9.680,98 26,52 BOD5 626,85 234,55 419,9 4,3 1285,6 3,52 N-T 440,41 270,15 701,6 2,8 1.414,96 3,88 P-T 134,5 27,05 290 2,5 454,05 1,24 TSS 2.714,5 34.956,9 5.520,35 - 43.191,8 118,33 Cu - 16,13 - - 16,13 0,042 Pb - 8,03 - - 8,03 0,022 Zn - 32,17 - - 32,17 0,088 Hg - 0,008 - - 0,008 2,2x10-5 As - 0,043 - - 0,043 1,2x10-4 Thông số Ghi chú: (-) Không có, không đáng kể Bảng 6.6. Đóng góp lượng thải từ các nguồn vào Vịnh Bái Tử Long Tải lượng chất gây ô nhiễm phát sinh từ nguồn (%) Thông số Sinh hoạt Công nghiệp Chăn nuôi Thuỷ sản COD 48,75 34,94 16,16 0,16 BOD5 48,76 18,24 32,66 0,33 N-T 31,13 19,09 49,58 0,20 P-T 29,62 5,96 63,87 0,55 TSS 6,28 80,93 12,78 0,00 216 Trần Đức Thạnh (Chủ biên), Trần Văn Minh, Cao Thị Thu Trang, Vũ Duy Vĩnh, Trần Anh Tú Như vậy, đối với thuỷ vực Vịnh Bái Tử Long, nguồn thải chủ yếu là sinh hoạt, công nghiệp (chủ yếu là công nghiệp than làm gia tăng hàm lượng TSS và kim loại nặng trong nước) và chăn nuôi tại khu vực Vân Đồn. Nguồn thải từ nuôi trồng thuỷ sản có vai trò không đáng kể. 3.2. Sức tải môi trường của thuỷ vực Kết quả tính toán năng lực môi trường thuỷ vực Vịnh Bái Tử Long được trình bày trong bảng 6.7. Hiện nay mỗi ngày khu vực Bái Tử Long có thể tiếp nhận 86 tấn BOD5; 215,2 tấn COD; 0,78 tấn amoni; 0,25 tấn nitrit; 0,51 tấn phốt-phát và 433 tấn TSS. So với lượng thải được đưa vào vịnh như hiện tại thì khả năng đạt tải đối với Vịnh Bái Tử Long là từ 4,1% đối với BOD đến 27,33 đối với TSS (hình 6.14). Đối với nhóm kim loại nặng, khả năng đạt tải cao nhất là kẽm (18,2%). Bảng 6.7. Sức tải môi trường thuỷ vực Vịnh Bái Tử Long Thông số CTC C hiện (g/m3) tại (g/m3) (1+R) V EC 3 (triệu m ) (tấn) EC (tấn/ngày) Lượng thải (tấn/ngày) Đạt tải (%) BOD5 6 1,14 1,72 3755,11 31389,7 86,0 3,52 4,09 COD 15 2,84 1,72 3755,11 78538,9 215,2 26,52 12,32 NH4+ 0,1 0,056 1,72 3755,11 284,2 0,78 0,19 24,40 NO2- 0,02 0,006 1,72 3755,11 90,4 0,25 0,01 4,04 PO43- 0,045 0,016 1,72 3755,11 187,3 0,51 0,07 13,64 TSS 50 25,53 1,72 3755,11 158046,6 433,0 118,33 27,33 Cu 0,03 0,00361 1,72 3755,11 170,4 0,47 0,0442 9,47 Pb 0,05 0,00695 1,72 3755,11 278,1 0,76 0,022 2,89 Zn 0,05 0,02261 1,72 3755,11 176,9 0,48 0,08815 18,19 Hg 0,001 0,00022 1,72 3755,11 5,0 0,01 2,1x10-5 0,16 As 0,01 0,0012 1,72 3755,11 56,8 0,16 0,000118 0,08 Cd 0,005 0,00028 1,72 3755,11 30,5 0,08 217 Chương VI: SỨC TẢI CỦA VỊNH HẠ LONG – BÁI TỬ LONG Đạt tải (%) 30.00 25.00 % 20.00 15.00 10.00 5.00 0.00 BOD COD NH4+ NO2- PO43- TSS Cu Pb Zn Hg As Hình 6.14. Tỷ lệ đạt tải (%) đối với các thông số chất lượng nước thuỷ vực Vịnh Bái Tử Long 3.3. Mối liên hệ giữa sức tải thuỷ vực và các hoạt động kinh tế - xã hội Với nguồn phát thải như hiện nay thì khả năng đạt tại cao nhất của thuỷ vực là 27,3% đối với TSS. Như vậy, đối với tất cả các thông số nghiên cứu thì khả năng đạt tải đều ở mức bền vững, dưới 50%. Các hoạt động kinh tế chủ yếu của khu vực là du lịch và NTTS tại Vân Đồn, và công nghịêp khai thác than tại Cẩm Phả. Như vậy trong khu vực có thể phát triển du lịch và NTTS tại Vân Đồn và không nên phát triển công nghịêp khai thác than tại Cẩm Phả. Để phát triển du lịch và NTTS mà không gây tổn hại đến môi trường thì chỉ nên phát triển tối đa 50% sức tải của thuỷ vực. Bảng 6.8 trình bày khả năng tiếp nhận thêm nguồn vào thuỷ vực Vịnh Bái Tử Long mà vẫn đảm bảo phát triển bền vững, được đề xuất phân chia định mức cho các mảng hoạt động kinh tế. Bảng 6.8. Khả năng tiếp nhận thêm nguồn thải của Vịnh Bái Tử Long theo các hoạt động kinh tế (tấn/ngày) mà vẫn đảm bảo phát triển bền vững Thông số Phát triển dân số (20%) NTTS (5%) Khách du lịch (15%) Tàu phục vụ du lịch (10%) Tổng BOD5 16,50 4,12 12,37 8,25 41,24 COD 37,73 9,43 28,30 18,87 94,33 NH4+ 0,12 0,03 0,09 0,06 0,29 NO2- 0,05 0,01 0,04 0,02 0,12 PO43- 0,09 0,02 0,07 0,04 0,22 TSS 62,94 15,74 47,21 31,47 157,35 218 Trần Đức Thạnh (Chủ biên), Trần Văn Minh, Cao Thị Thu Trang, Vũ Duy Vĩnh, Trần Anh Tú Dựa vào hệ số phát thải của khách du lịch, đã tính được lượng khách du lịch tối đa có thể thu hút mà vẫn đảm bảo tiêu chuẩn môi trường (bảng 6.9). Bảng 6.9. Khả năng phát triển du lịch tối đa để đảm bảo phát triển bền vững tại Vịnh Bái Tử Long Thông số Khả năng tiếp nhận (tấn/ngày) Hệ số phát thải du lịch (kg/người/ngày)* Khả năng tiếp nhận khách du lịch (người/ngày) BOD5 12,37 0,00037530 90.315 COD 28,30 0,00082567 93.899 NH4+ 0,09 0,00000300 80.564 NO2- 0,04 0,00000023 428.156 PO43- 0,07 0,00000091 200.523 TSS 47,21 0,00045037 287.168 Ghi chú: (*): Tính toán từ hệ số phát thải đơn vị (kg/người/năm) theo UNEP, 1984 với giả thiết mỗi khách du lịch lưu trú 2 ngày. Tổng số lượt khách đến du lịch tại Vân Đồn là 286.500 người vào năm 2008. Nếu tính mùa du lịch tập trung vào 4 - 6 tháng thì lượng khách đến lưu trú tại Vân Đồn khoảng từ 1.590 - 1.790 khách/ngày. Theo tính toán dựa vào 15% sức tải của thuỷ vực thì tại khu vực Vịnh Bái Tử Long có thể thu hút 90.315 lượt khách/ngày, tức là 50 lần so với hiện nay. Tuy nhiên, liên quan đến phát triển du lịch còn phụ thuộc vào nhiều yếu tố đi kèm như khách sạn, nhà nghỉ v.v. và các dịch vụ khác, vì vậy cần nghiên cứu kỹ khi có các hoạch định phát triển. Ngoài ra, đây là số lượng khách có thể thu hút trung bình trong một ngày, nếu lượng khách đến chỉ tập trung vào một mùa hoặc một số ngày nhất định với số lượng lớn thì cũng sẽ gây áp lực đối với môi trường. Việc phát triển thuỷ sản phụ thuộc nhiều vào điều kiện địa lý của thuỷ vực và diện tích mặt nước của thuỷ vực. Vì Vịnh Bái Tử Long còn dành cho việc phát triển du lịch nên chỉ nên phát triển ở mức 5% diện tích mặt nước, tương đương với khoảng 5% khả năng tiếp nhận của thuỷ vực. Hiện nay tại khu vực có khoảng 5.000 lồng nuôi cá (Vân Đồn). Dựa vào hệ số phát thải của các lồng bè đã được nghiên cứu (Nguyễn Đức Cự, 2006), đã tính được diện tích và số ô lồng có thể phát triển thuỷ sản trong khu vực (bảng 6.10). Từ bảng 6.10 có thể thấy khu vực diện tích có thể phát triển thêm để nuôi cá lồng là 164.407m2. Nếu tính 9m2 một ô lồng thì tương đương với khoảng 18.267 ô lồng, tức là phát triển gấp 3,65 lần so với hiện nay. Tuy nhiên việc tính toán này là cho cả thuỷ vực nên nếu phát triển thuỷ sản quá tập trung vào một chỗ cũng sẽ gây ô nhiễm cục bộ. 219 Chương VI: SỨC TẢI CỦA VỊNH HẠ LONG – BÁI TỬ LONG Bảng 6.10. Tính toán khả năng phát triển thuỷ sản tối đa tại Vịnh Bái Tử Long Thông số Khả năng tiếp nhận được chia (5%) Hệ số phát thải (kg/m2/ngày) (*) Diện tích nuôi cá lồng (m2) BOD5 4,12 0,004102 1.005.366 COD 9,43 0,007613 1.239.039 NH4+ 0,03 0,000057 518.409 NO2- 0,01 0,000007 1628635 PO43- 0,02 0,000135 164.407 TSS 15,74 0,022600 696.261 Ghi chú: (*) Tính toán theo Nguyễn Đức Cự, 2006 có cộng thêm phát thải của lao động phục vụ NTTS. Đối với phát triển dân số, theo quy hoạch đến 2020, với tốc độ tăng 1,02%/năm, dân số Vân Đồn sẽ tăng thêm 4851 người. Ngoài ra, khu vực còn thu hút một lượng lớn lao động phục vụ du lịch, công nghiệp v.v. Vì vậy, dựa trên hệ số phát thải ô nhiễm của từng người, đã tính toán lượng dân tối đa có thể định cư tại Vân Đồn trong trên cơ sở 20% sức tải của thuỷ vực (bảng 6.11). Bảng 6.11. Khả năng phát triển dân số tối đa tại Vân Đồn trên cơ sở sức tải thuỷ vực Vịnh Bái Tử Long Thông số Khả năng tiếp nhận được chia (tấn/ngày) Hệ số phát thải (kg/người/năm) Khả năng tiếp nhận (người) BOD5 16,50 25,00 240.839 COD 37,73 55,00 250.397 NH4+ 0,12 0,16 268.546 NO2- 0,05 0,02 1.141.751 PO43- 0,09 1,10 29.410 TSS 62,94 30,00 765.780 Như vậy, tại Vân Đồn đến năm 2020, dân số có thể tăng thêm 29.410 người định cư bao gồm dân cư tăng tự nhiên và tăng cơ học, bao gồm cả nguồn lao động thu hút đến phục vụ cho các hoạt động kinh tế địa phương. 220 Trần Đức Thạnh (Chủ biên), Trần Văn Minh, Cao Thị Thu Trang, Vũ Duy Vĩnh, Trần Anh Tú Bảng 6.12. Khả năng tiếp nhận tàu thuyền tại Vịnh Bái Tử Long trên cơ sở sức tải thuỷ vực Thông số Khả năng tiếp nhận được chia (tấn/ngày) Hệ số phát thải (kg/tàu/ngày) Khả năng tiếp nhận (tàu) BOD5 8,25 0,273972603 30.105 COD 18,87 0,602739726 31.300 NH4+ 0,06 0,001753425 33.568 NO2- 0,02 0,000166575 142.719 PO43- 0,04 0,012054795 3.676 TSS 31,47 0,328767123 95.723 Đối với khả năng tiếp nhận tàu thuyền phục vụ du lịch trong khu vực, đã tính toán lượng tàu tối đa mà Vịnh Bái Tử Long có thể tiếp nhận dựa trên 10% khả năng tiếp nhận (bảng 6.12). Các kết quả tính toán cho thấy khu vực vịnh có thể tiếp nhận 3.676 tàu phục vụ du lịch. Tuy nhiên, cần kiểm soát chặt chẽ nguồn ô nhiễm dầu từ tàu để đảm bảo chất lượng nước đối với thông số này. Bảng 6.13 trình bày tổng các nguồn phát thải từ du lịch, nuôi trồng thuỷ sản, tàu thuyền, dân cư và sức tải của thuỷ vực trong điều kiện phát triển tối đa không quá 50% sứ tải. Theo đó, khả năng đạt tải cao nhất trong khoảng từ 40 - 47% đối với nhóm thông số amoni, phốt-phát và TSS. Bảng 6.13. Tải lượng thải các nguồn ô nhiễm (tấn/ngày) và sức tải của thuỷ vực Du lịch NTTS Dân cư Thông số Tàu thuyền Phát thải hiện tại Tổng Tỷ lệ đạt tải (%) BOD5 12,37 0,6744 2,0144 1,01 3,52 19,59 22,78 COD 27,22 1,2516 4,4316 2,22 26,52 61,64 28,65 NH4+ 0,10 0,0093 0,0129 0,01 0,19 0,32 40,80 NO2- 0,01 0,0012 0,0012 0,00 0,01 0,02 8,30 PO43- 0,01 0,0222 0,0886 0,04 0,07 0,24 46,78 TSS 14,85 3,7155 2,4173 1,21 118,3 140,49 32,44 221 Chương VI: SỨC TẢI CỦA VỊNH HẠ LONG – BÁI TỬ LONG 4. Thuỷ vực Bãi Cháy Thuỷ vực Bãi Cháy là vùng nước sát bờ và là một bộ phận chịu tác động môi trường mạnh của Vịnh Hạ Long. Việc đánh giá riêng năng lực môi trường cho thuỷ vực này giúp cho nhà quản lý có thêm cơ sở quản lý vi mô trong tổng thể quản lý vĩ mô môi trường Vịnh Hạ Long. 4.1. Nguồn thải tiếp nhận Các nguồn thải vào thuỷ vực Bãi Cháy bao gồm nguồn từ dân cư trong phường Bãi Cháy, khách du lịch tham quan Hạ Long và từ hoạt động công nghiệp tại địa phương, chủ yếu là từ khu công nghiệp Cái Lân. Phường Bãi Cháy là một trong 20 đơn vị hành chính của thành phố Hạ Long, ước tính lượng thải từ dân cư trong phường chiếm khoảng 1/20 lượng thải toàn thành phố Hạ Long. Bảng 6.14 trình bày các nguồn ô nhiễm khu Bãi Cháy từ các nguồn kể trên. Bảng 6.14. Tải lượng thải từ tiểu khu Bãi Cháy Thông số Lượng thải từ hoạt động (Tấn/năm) Tổng Du lịch Dân cư Công nghiệp cảng* (tấn/năm) (tấn/ngày) COD 429,4 564,4 438 1431,78 3,92 BOD5 195,2 256,5 397,85 849,59 2,33 N-T 31,2 41,0 124,1 196,35 0,54 P-T 8,6 11,3 18,25 38,14 0,10 TSS 234,2 308 693,5 1235,7 3,39 (*): Theo Quy hoạch môi trường tỉnh Quảng Ninh đến năm 2010 Bảng 6.15. Đóng góp lượng thải từ các nguồn vào tiểu khu vực Bãi Cháy Lượng thải từ hoạt động (%) Thông số Du lịch Dân cư Công nghiệp cảng COD 29,99 39,42 30,59 BOD5 22,98 30,20 46,83 N-T 15,89 20,90 63,21 P-T 22,55 29,59 47,86 TSS 18,95 24,93 56,12 222 Trần Đức Thạnh (Chủ biên), Trần Văn Minh, Cao Thị Thu Trang, Vũ Duy Vĩnh, Trần Anh Tú 4.2. Sức tải môi trường thuỷ vực Kết quả tính toán năng lực môi trường Vịnh Bãi Cháy được trình bày trong bảng 6.16. cho thấy khả năng tiếp nhận của Vịnh Bãi Cháy là 2,5 tấn BOD/ngày; 7,1 tấn COD/ngày; 0,008 tấn amoni/ngày; 0,006 tấn nitrit/ngày; 0,16 tấn phot-phat/ngày và 12,9 tấn TSS/ngày. So sánh khả năng tiếp nhận của thuỷ vực với lượng thải ra hàng ngày có thể thấy lượng thải của amoni vào vịnh gấp 3,5 lần khả năng tiếp nhận của thuỷ vực, có nghĩa amoni đã quá tải ở mức cao và cần có những biện pháp kiên quyết kiểm soát nguồn thải để giảm tải cho thông số này. Thông số BOD5 đạt đến 93% khả năng tải, tức là ở mức cảnh báo cao, sắp đạt tải. Thông số COD nằm trong phạm vi chấp nhận được. Các thông số còn lại có tỷ lệ đạt tải dưới 50%, tức là ở mức bền vững (hình 6.15). Đối với chất rắn lơ lửng, khả năng đạt tải là 26,28%. Tuy nhiên, liên quan đến việc làm tăng hàm lượng chất rắn lơ lửng trong nước ngoài các nguồn thường xuyên kể trên phải kể đến hoạt động khai khoáng, lấn biển, nạo vét trong khu vực. Những hoạt động này rất khó định lượng nên khả năng đạt tải trên thực tế còn cao hơn so với tính toán. Bảng 6.16. Sức tải môi trường thuỷ vực Bãi Cháy Thông số BOD5 COD NH4+ NO2- PO43- TSS CTC (g/m3) 6 15 0,1 0,02 0,045 50 C hiện tại (g/m3) 2,02 3,72 0,088 0,01 0,019 29,53 (1+R) 1,785 1,785 1,785 1,785 1,785 1,785 V (triệu m3) 128,85 128,85 128,85 128,85 128,85 128,85 EC (tấn) 915,4 2594,4 2,8 2,3 6,0 4708,0 EC (tấn/ngày) 2,5 7,1 0,008 0,006 0,016 12,9 Lượng thải (tấn/ngày) 2,33 3,92 0,027 0,00205 0,0055 3,4 Tỷ lệ đạt tải (%) 92,91 55,15 357,07 32,53 33,57 26,28 223 Chương VI: SỨC TẢI CỦA VỊNH HẠ LONG – BÁI TỬ LONG Đạt tải (%) 400.00 300.00 200.00 100.00 0.00 BOD COD NH4+ NO2- PO43- TSS Hình 6.15. Tỷ lệ đạt tải (%) đối với các thông số chất lượng nước thuỷ vực Bãi Cháy 4.3. Mối liên hệ giữa sức tải thuỷ vực và các hoạt động kinh tế - xã hội Tại khu vực Bãi Cháy, hoạt động kinh tế chủ đạo là du lịch - sinh hoạt và công nghiệp cảng. Ngoài thông số amoni vượt quá khả năng tải thì BOD5 và COD cũng đã đạt trên 50% sức tải. Đây là nhóm thông số hữu cơ chủ yếu liên quan đến các hoạt động sinh hoạt của người dân, khách du lịch và của công nhân trong cảng. Vì vậy, để tăng khả năng tải của thuỷ vực (tức là có thể phát triển thêm các hoạt động kinh tế như du lịch, công nghiệp) cần thiết xây dựng nhà máy xử lý nước thải tập trung để giảm hàm lượng các chất gây ô nhiễm trước khi thải ra môi trường. Theo tính toán, với khoảng 2,85 triệu khách du lịch và khoảng hơn 10 nghìn dân trong khu vực, mỗi năm khu vực thải ra khoảng gần 1,2 triệu m3 nước thải tương đương với 3.190m3 nước thải/ngày. Hiện nay, trong khu du lịch Bãi Cháy đã có nhà máy xử lý nước thải với công suất 2.500m3/ngày đêm, như vậy vẫn chưa đủ để xử lý hết nước thải sinh hoạt và du lịch, chưa kể đến nước thải từ các hoạt động cảng biển và các hoạt động khác. 5. Thuỷ vực Cẩm Phả Thuỷ vực Cẩm Phả là khu ven bờ nằm tại vị trí chuyển tiếp giữa Vịnh Hạ Long và Vịnh Bái Tử Long. Đây cũng là một thuỷ vực thứ cấp chịu tác động môi trường mạnh trong hệ thống khu vực nghiên cứu. Việc đánh giá riêng năng lực môi trường cho thuỷ vực này giúp cho nhà quản lý có thêm cơ sở để quản lý vi mô trong tổng thể quản lý vĩ mô môi trường Vịnh Hạ Long – Bái Tử Long. 5.1. Nguồn thải tiếp nhận Nguồn thải vào tiểu khu vực Cẩm Phả (bảng 6.17) chủ yếu liên quan đến dân cư sinh hoạt trong vùng và nguồn thải từ hoạt động công nghiệp. 224 Trần Đức Thạnh (Chủ biên), Trần Văn Minh, Cao Thị Thu Trang, Vũ Duy Vĩnh, Trần Anh Tú Bảng 6.17. Tải lượng thải vào thuỷ vực Cẩm Phả Chất ô nhiễm Tải lượng chất gây ô nhiễm phát sinh từ nguồn (tấn/năm) Tổng Sinh hoạt Công nghiệp Chăn nuôi Thuỷ sản tấn/năm tấn/ngày COD 6.188,7 6765,2 928,1 - 13882 38,3 BOD5 803,7 469,1 245,4 - 1518,2 4,16 N-T 578,7 540,3 383,8 - 1502,8 4,11 P-T 176,8 54,1 180,6 - 411,5 1,13 TSS 3375 69.913,8 3227,5 - 76.516,3 209,63 As - 0,086 - - 0,086 2,3x10-4 Hg - 0,016 - - 0,016 4,3x10-5 Pb - 16,111 - - 16,111 0,044 Zn - 64,373 - - 64,373 0,177 Cu - 32,257 - - 32,257 0,088 Ghi chú: (-) Không có, không đáng kể Bảng 6.18. Tỷ lệ (%) đóng góp lượng thải từ các nguồn vào thuỷ vực Cẩm Phả Tải lượng chất gây ô nhiễm phát sinh từ nguồn Chất ô nhiễm Sinh hoạt Công nghiệp Chăn nuôi Thuỷ sản COD 44,58 48,73 6,69 - BOD5 52,94 30,90 16,16 - N-T 38,51 35,95 25,54 - P-T 42,96 13,15 43,89 - TSS 4,41 91,37 4,22 - Ghi chú: (-) Không có, không đáng kể Chất thải rắn từ hoạt động khai thác than đóng góp 91,37% vào nguồn thải TSS trong khu vực Cẩm Phả. Tiếp đến là từ sinh hoạt của dân cư trong vùng, từ hoạt động công nghiệp và chăn nuôi (bảng 6.18). 225 Chương VI: SỨC TẢI CỦA VỊNH HẠ LONG – BÁI TỬ LONG 5.2. Sức tải môi trường của thuỷ vực Bảng 6.19 cho thấy rằng khả năng đạt tải của thuỷ vực Cẩm Phả đối với BOD5 là 14,48%, của COD là 48,75%, của nitrit là 32,82%, của phốt-phát là 41,57%, đều nằm ở mức bền vững. Đáng chú ý là khả năng tải của khu vực đối với TSS là 147,73% nghĩa là lượng thải TSS vào môi trường đã vượt tải và lớn gấp 1,47 lần khả năng tiếp nhận của nó (hình 6.16). Ngoài ra, khả năng tiếp nhận của môi trường đối với amoni là 0, khu vực không còn khả năng tiếp nhận amoni nữa. Đối với nhóm kim loại nặng, đặc biệt là kẽm, nồng độ kẽm trong môi trường là 0,177 tấn/ngày, tức là gấp 11 lần khả năng tiếp nhận của thuỷ vực. Bảng 6.19. Sức tải môi trường của thuỷ vực Cẩm Phả Thông số CTC C hiện tại (g/m3) (g/m3) (1+R) V EC 3 (triệu m ) (tấn) EC (tấn/ngày) Lượng thải (tấn/ngày) Tỷ lệ Đạt tải (%) BOD5 6 1,77 2,47 1003,34 10483,0 28,7 4,16 14,48 COD 15 3,51 2,47 1003,34 28475,1 78,0 28,03 48,75 NH4+ 0,1 0,1 2,47 1003,34 0,0 0,00 0,2055 - NO2- 0,02 0,013 2,47 1003,34 17,3 0,05 0,0156 32,82 PO43- 0,045 0,023 2,47 1003,34 54,5 0,15 0,0621 41,57 TSS 50 29,1 2,47 1003,34 51795,4 141,91 209,6 147,73 Cu 0,03 0,00419 2,47 1003,34 64,0 0,175 0,088 50,44 Pb 0,05 0,00738 2,47 1003,34 105,6 0,289 0,044 15,21 Zn 0,05 0,04772 2,47 1003,34 5,7 0,0155 0,177 1.138,85 Hg 0,001 0,00027 2,47 1003,34 1,8 0,005 4,3x10-5 0,88 As 0,01 0,00093 2,47 1003,34 22,5 0,062 2,3x10-4 0,38 Cd 0,005 0,0003 2,47 1003,34 11,6 0,032 Từ bảng 6.19 ta thấy hàm lượng amoni trung bình trong nước đã bắt đầu có dầu hiệu vượt GHCP trong tiêu chuẩn môi trường, hàm lượng kẽm trong nước biển tiểu khu vực Cẩm Phả cũng khá cao và vượt tải (hình 6.16). Vì vậy, việc giảm thiểu nguồn thải amoni và kẽm ra môi trường nước là rất cần thiết đối với khu vực. 226 Trần Đức Thạnh (Chủ biên), Trần Văn Minh, Cao Thị Thu Trang, Vũ Duy Vĩnh, Trần Anh Tú Đạt tải (%) 1200.00 1000.00 % 800.00 600.00 400.00 200.00 0.00 BOD COD NO2- PO4 TSS Cu Pb Zn Hg As Hình 6.16. Khả năng đạt tải đối với các thông số chất lượng nước thuỷ vực Cẩm Phả Ngoài ra, thông số Cu cũng đã đạt trên 50% sức tải, vào mức chấp nhận. Các chất TSS, Zn và Cu chủ yếu từ nguồn công nghiệp khai thác than. Vì vậy cần thiết có biện pháp thu gom nước thải công nghiệp than để xử lý trước khi thải ra môi trường để giảm khả năng đạt tải của thuỷ vực đối với các thông số này. II. DỰ BÁO KHẢ NĂNG TÍCH LUỸ VÀ TIẾP NHẬN CHẤT GÂY Ô NHIỄM CỦA VỊNH HẠ LONG – BÁI TỬ LONG 1. Cơ sở phân tích, đánh giá khả năng tích luỹ và tiếp nhận các chất gây ô nhiễm Các thuỷ vực ven bờ chịu sự tác động cả trực tiếp và gián tiếp từ các nguồn gây ô nhiễm, như: giao thông hàng hải, hoạt động của cảng, khai thác hải sản, du lịch, đô thị và các nguồn thải từ lục địa. Tuỳ thuộc vào bản chất tự nhiên, khả năng tự làm sạch và sức chịu tải môi trường chính là khả năng tiếp nhận và đồng hoá lượng vật chất gây ô nhiễm có xu hướng ngày một gia tăng của mỗi thuỷ vực. Đây là yếu tố cơ bản, quyết định đến khả năng duy trì chất lượng môi trường, cân bằng sinh thái của thuỷ vực tự nhiên. Sức chịu tải môi trường của mỗi thuỷ vực khác nhau và được đánh giá trên cơ sở triển khai nghiên cứu tổng hợp các quá trình tương tác sinh - địa - hoá và thuỷ động lực của thủy vực. Từ đó tính toán khả năng tiếp nhận và đồng hoá lượng vật chất gây ô nhiễm phát thải vào thuỷ vực, đảm bảo giá trị của các thông số này không vượt quá giới hạn cho phép theo Tiêu chuẩn Bảo vệ môi trường (Trần Lưu Khanh và nnk, 2009). 227 Chương VI: SỨC TẢI CỦA VỊNH HẠ LONG – BÁI TỬ LONG Bảng 6.20. Tiêu chuẩn chất lượng nước Việt Nam với các thông số tính toán STT Thông số Đơn vị Giá trị Tiêu chuẩn Đối tượng áp dụng 1 DO mgO2/l ≥5 QCVN10:2008/BTNMT Nuôi trồng thủy sản và bảo tồn thủy sinh 2 COD mgO2/l 15 QCVN08:2008/BTNMT A2 3 BOD5 mgO2/l 6 QCVN08:2008/BTNMT A2 4 NH4+ mgN/l 0,2 QCVN08:2008/BTNMT A2 5 NO3- mgN/l 5 QCVN08:2008/BTNMT A2 6 PO43- mgP/l 0,2 QCVN08:2008/BTNMT A2 7 Cd mg/l 0,005 QCVN10:2008/BTNMT Nuôi trồng thủy sản và bảo tồn thủy sinh 8 Cu mg/l 0,03 QCVN10:2008/BTNMT Nuôi trồng thủy sản và bảo tồn thủy sinh 9 Pb mg/l 0,05 QCVN10:2008/BTNMT Nuôi trồng thủy sản và bảo tồn thủy sinh 10 Hg mg/l 0,001 QCVN10:2008/BTNMT Nuôi trồng thủy sản và bảo tồn thủy sinh 11 As mg/l 0,01 QCVN10:2008/BTNMT Nuôi trồng thủy sản và bảo tồn thủy sinh 12 Zn mg/l 0,05 QCVN10:2008/BTNMT Nuôi trồng thủy sản và bảo tồn thủy sinh Để đánh giá dự báo khả năng tích lũy và tiếp nhận các chất gây ô nhiễm như chất hữu cơ, dinh dưỡng và kim loại nặng tại Vịnh Hạ Long - Bái Tử Long, cần phải tính toán dự báo được tổng lượng chất gây ô nhiễm của thuỷ vực và so sánh với khối lượng các chất gây ô nhiễm có thể tiếp nhận theo tiêu chuẩn Việt Nam (bảng 6.20). Để tính được khả năng tiếp nhận thêm các chất gây ô nhiễm, cần tính toán tổng lượng chất gây ô nhiễm tối đa mà một vực nước có thể chấp nhận mà không gây ô nhiễm theo tiêu chuẩn chất lượng nước của Việt Nam, theo công thức sau: M=V*C Trong đó: M - tổng khối lượng của thông số cần được tính toán V - thể tích của vực nước C - hàm lượng cho phép của thông số tính toán theo TCVN 228 Trần Đức Thạnh (Chủ biên), Trần Văn Minh, Cao Thị Thu Trang, Vũ Duy Vĩnh, Trần Anh Tú Hạ Long Hình 6.17. Phạm vi xác định cho tính toán khối lượng tích lũy và khả năng tiếp nhận thêm các chất gây ô nhiễm trong nước biển Vịnh Hạ Long Bái Tử Long Hình 6.18. Phạm vi xác định cho tính toán khối lượng tích lũy và khả năng tiếp nhận thêm các chất gây ô nhiễm trong nước biển Vịnh Bái Tử Long 229 Chương VI: SỨC TẢI CỦA VỊNH HẠ LONG – BÁI TỬ LONG Phạm vi không gian cho mô phỏng hiện trạng và dự báo khả năng tích lũy, tiếp nhận các chất gây ô nhiễm đến năm 2020 bằng mô hình Delf-3D cho các Vịnh Hạ Long và Vịnh Bái Tử Long được phân định trên các hình 6.17 và hình 6.18 Các kết quả mô phỏng bằng mô hình cho thấy, hàm lượng các chất gây ô nhiễm có sự biến động khá mạnh theo thời gian: giữa mùa khô và mùa mưa, giữa kỳ triều cường và kỳ triều kém, giữa pha nước lớn và pha nước ròng. Vì thế, việc tính toán tổng khối lượng chất gây ô nhiễm tối đa của thủy vực mà không gây ô nhiễm môi trường đã thực hiện vào các thời khoảng nêu trên đối với hai thuỷ vực phân biệt là Vịnh Hạ Long và Vịnh Bái Tử Long. Kết quả tính toán tổng lượng chất gây ô nhiễm tối đa của các thủ vực Vịnh Hạ Long và Vịnh Bái Tử Long mà chưa gây ô nhiễm cho vực nước theo tiêu chuẩn Việt Nam được trình bày trong các bảng 6.21 và 6.22 Bảng 6.21. Tổng lượng chất gây ô nhiễm tối đa trong phạm vi xác định của Vịnh Hạ Long có thể chấp nhận được theo Tiêu chuẩn Việt Nam Mùa mưa Thông số Triều cường Mùa khô Triều kém Triều cường Triều kém (tấn) Nước lớn Nước ròng Nước lớn Nước ròng Nước lớn Nước ròng Nước lớn Nước ròng COD 36.860 25.186 32.483 27.815 40.269 21.782 31.487 29.537 BOD5 14.744 10.075 12.993 11.126 16.108 8.713 12.595 11.815 NH4+ 491,47 335,82 433,11 370,86 536,92 290,43 419,82 393,83 NO3- 12,287 8,395 10,828 9,272 13,423 7,261 10,496 9,846 PO43- 491,47 335,82 433,11 370,86 536,92 290,43 419,82 393,83 Cd 12,29 8,40 10,83 9,27 13,42 7,26 10,50 9,85 Cu 73,72 50,37 64,97 55,63 80,54 43,56 62,97 59,07 Pb 122,87 83,95 108,28 92,72 134,23 72,61 104,96 98,46 Hg 2,46 1,68 2,17 1,85 2,68 1,45 2,10 1,97 As 24,57 16,79 21,66 18,54 26,85 14,52 20,99 19,69 Zn 122,87 83,95 108,28 92,72 134,23 72,61 104,96 98,46 Bảng 6.21 cho thấy, tại Vịnh Hạ Long, khả năng tiếp nhận chất gây ô nhiễm cao nhất là vào pha nước lớn trong kỳ triều cường và thấp nhất vào pha nước ròng - 230 Trần Đức Thạnh (Chủ biên), Trần Văn Minh, Cao Thị Thu Trang, Vũ Duy Vĩnh, Trần Anh Tú kỳ triều cường. Vào kỳ triều kém, khả năng tiếp nhận chất gây ô nhiễm trong vịnh không chênh lệch nhiều giữa pha nước lớn và và pha nước ròng, nhất là vào mùa khô. Các giá trị tiếp nhận cao nhất tuyệt đối của các thông số đều rơi vào pha nước lớn, triều cường, mùa khô; trong khi các giá trị thấp nhất tuyệt đối rơi vào pha nước ròng, kỳ triều cường mùa khô. Đối với Vịnh Bái Tử Long, do có diện tích lớn nên khả năng tiếp nhận chất gây ô nhiễm lớn hơn khu vực Vịnh Hạ Long khoảng 2,1 lần, tuy nhiên khả năng tiếp nhận chất gây ô nhiễm ở các chu kỳ triều cũng tương tự như Vịnh Hạ Long (bảng 6.22). Bảng 6.22. Tổng lượng chất gây ô nhiễm tối đa trong phạm vi xác định của Vịnh Bái Tử Long có thể chấp nhận được theo Tiêu chuẩn Việt Nam Mùa mưa Thông số Triều cường Mùa khô Triều kém Triều cường Triều kém (tấn) Nước lớn Nước ròng Nước lớn Nước ròng Nước lớn Nước ròng Nước lớn Nước ròng COD 73.901 56.056 67.244 60.020 79.718 50.797 65.902 62.849 BOD5 29.560 22.422 26.898 24.008 31.887 20.319 26.361 25.140 NH4+ 2.463 1.869 2.241 2.001 2.657 1.693 2.197 2.095 NO3- 24.634 18.685 22.415 20.007 26.573 16.932 21.967 20.950 PO43- 985,35 747,41 896,59 800,26 1.063 677,30 878,69 837,99 Cd 24,63 18,69 22,41 20,01 26,57 16,93 21,97 20,95 Cu 147,80 112,11 134,49 120,04 159,44 101,59 131,80 125,70 Pb 246,34 186,85 224,15 200,07 265,73 169,32 219,67 209,50 Hg 4,93 3,74 4,48 4,00 5,31 3,39 4,39 4,19 As 49,27 37,37 44,83 40,01 53,15 33,86 43,93 41,90 Zn 246,34 186,85 224,15 200,07 265,73 169,32 219,67 209,50 2. Mô phỏng hiện trạng tích luỹ và khả năng tiếp nhận các chất gây ô nhiễm 2.1. Mô phỏng hiện trạng tích luỹ a. Thuỷ vực Vịnh Hạ Long Trên cơ sở kết quả mô phỏng về chất lượng nước của Vịnh Hạ Long – Bái Tử Long bằng mô hình Delft-3D, đã tiến hành tính toán tổng khối lượng các chất hữu cơ và 231 Chương VI: SỨC TẢI CỦA VỊNH HẠ LONG – BÁI TỬ LONG dinh dưỡng tích lũy trong nước biển ở trong phạm vi xác định thuộc Vịnh Hạ Long (hình 6.17) theo từng mùa. Kết quả tính toán trong các bảng 6.23 và bảng 6.24 cho thấy rằng vào những thời điểm khác nhau tổng lượng chất gây ô nhiễm tích lũy trong nước biển vịnh Hạ Long khác nhau, sự biến động giữa nước lớn và nước ròng trong kỳ triều cường lớn hơn biến động này trong kỳ triều kém. Bảng 6.23 cho thấy, vào mùa mưa tổng lượng chất gây ô nhiễm tích lũy trong nước vào kỳ triều cường và triều kém khác biệt không nhiều, mức độ tích lũy của các chất vào thời điểm nước ròng bằng khoảng 87 - 89% so với thời điểm nước lớn. Mùa khô, sự khác biệt về tổng lượng tích lũy giữa kỳ triều cường và triều kém rõ rệt hơn trong đó vào kỳ triều cường có tổng lượng chất tích lũy lớn hơn kỳ triều kém khoảng 1,1 lần và lượng chất tích lũy thời điểm nước ròng so với nước lớn bằng khoảng 60,6% trong kỳ triều cường và 94,1% trong kỳ triều kém (bảng 6.24). Bảng 6.23. Khối lượng chất gây ô nhiễm tích lũy trong nước biển Vịnh Hạ Long, mùa mưa năm 2008 Triều cường Triều kém Thông số Nước lớn Nước ròng Nước lớn Nước ròng Thể tích nước (m3) 2.457.329.905 1.679.090.004 2.165.541.156 1.854.318.016 COD (tấn) 12.523 8.621 11.038 9.382 BOD5 (tấn) 1.589 955 1.294 1.061 NH4+ (tấn) 309,6 226,1 285,2 249,8 NO3-(tấn) 456,3 337,9 416,9 374,2 PO43-(tấn) 77,82 57,53 71,55 63,66 Cd (tấn) 0,66 0,46 0,59 0,51 Cu (tấn) 14,46 10,79 13,16 11,82 Pb (tấn) 14,30 9,86 12,57 10,85 Hg (tấn) 0,75 0,53 0,67 0,58 As (tấn) 1,79 1,22 1,56 1,37 Zn (tấn) 60,56 44,26 54,39 47,94 Ghi chú: COD và BOD5 là nhu cầu ô-xy hóa học và nhu cầu ô-xy sinh hóa để ô-xy hóa các chất hữu cơ vì vậy đơn vị tấn thể hiện nhu cầu ô-xy chứ không phải khối lượng chất hữu cơ. 232 Trần Đức Thạnh (Chủ biên), Trần Văn Minh, Cao Thị Thu Trang, Vũ Duy Vĩnh, Trần Anh Tú Bảng 6.24. Khối lượng chất gây ô nhiễm tích lũy trong phạm vi xác định thuộc Vịnh Hạ Long trong vào mùa khô năm 2008 Triều cường Triều kém Thông số Nước lớn Nước ròng Nước lớn Nước ròng Thể tích nước (m3) 2.684.594.368 1.452.159.031 2.099.119.931 1.969.141.379 COD (tấn) 10.472 5.728 8.029 7.622 BOD5 (tấn) 1.479 887 1.195 1.139 + 232,5 152,6 212,9 200,3 - 329,3 213,7 293,3 274,1 3- PO4 (tấn) 61,86 38,92 54,72 50,99 Cd (tấn) 0,65 0,37 0,53 0,50 Cu (tấn) 23,01 16,80 20,92 20,03 Pb (tấn) 14,48 8,31 11,99 11,25 Hg (tấn) 0,72 0,42 0,60 0,56 As (tấn) 1,81 1,04 1,52 1,42 Zn (tấn) 70,11 43,55 61,60 57,60 NH4 (tấn) NO3 (tấn) Ghi chú: COD và BOD5 là nhu cầu ô-xy hóa học và nhu cầu ô-xy sinh hóa để ô-xy hóa các chất hữu cơ vì vậy đơn vị tấn thể hiện nhu cầu ô-xy chứ không phải khối lượng chất hữu cơ. b. Thuỷ vực Vịnh Bái Tử Long Kết quả tính toán tổng khối lượng các chất hữu cơ và dinh dưỡng tích lũy trong nước biển trong phạm vi xác định thuộc Vịnh Bái Tử Long (hình 6.18) vào mùa mưa được trình bày trong bảng 6.25 và vào mùa khô trong bảng 6.26. Bảng 6.25. Khối lượng chất gây ô nhiễm tích lũy trong phạm vi xác định thuộc Vịnh Bái Tử Long vào mùa mưa năm 2008 Triều cường Triều kém Thông số Nước lớn Nước ròng Nước lớn Nước ròng 4.926.748.051 3.737.044.475 4.482.936.982 4.001.311.776 COD (tấn) 20.913 15.369 18.347 16.076 BOD5 (tấn) Thể tích nước (m3) 3.017 2.124 2.421 2.181 + 589,0 448,7 556,5 478,0 - 986,9 807,3 969,7 892,6 NH4 (tấn) NO3 (tấn) 233 Chương VI: SỨC TẢI CỦA VỊNH HẠ LONG – BÁI TỬ LONG PO43- (tấn) 158,7 127,5 155,0 140,2 Cd (tấn) 1,33 1,03 1,21 1,09 Cu (tấn) 28,15 23,24 26,66 25,12 Pb (tấn) 30,11 23,29 27,29 24,75 Hg (tấn) 1,42 1,08 1,31 1,16 As (tấn) 4,29 3,36 3,87 3,57 Zn (tấn) 127,4 107,3 119,4 115,9 Ghi chú: COD và BOD5 là nhu cầu ô-xy hóa học và nhu cầu ô-xy sinh hóa để ô-xy hóa các chất hữu cơ vì vậy đơn vị tấn thể hiện nhu cầu ô-xy chứ không phải khối lượng chất hữu cơ. Bảng 6.26. Khối lượng chất gây ô nhiễm tích lũy trong phạm vi xác định thuộc Vịnh Bái Tử Long vào mùa khô năm 2008 Triều cường Triều kém Thông số Nước lớn Nước ròng Nước lớn Nước ròng 5.314.506.727 3.386.495.956 4.393.467.391 4.189.935.692 COD (tấn) 18.229 10.616 13.702 13.286 BOD5 (tấn) 1.664 2.269 1.404 1.747 NH4+ (tấn) 448,5 343,5 422,2 400,6 NO3- (tấn) 632,4 497,9 596,8 557,8 PO43- (tấn) 126,3 98,4 119,1 111,5 Cd (tấn) 1,25 0,83 1,08 1,03 Cu (tấn) 27,31 19,87 23,72 22,50 Pb (tấn) 27,89 18,88 24,89 23,50 Hg (tấn) 1,32 0,88 1,15 1,09 As (tấn) 3,57 2,44 3,25 3,05 Zn (tấn) 127,4 90,6 117,2 111,0 Thể tích nước (m3) Ghi chú: COD và BOD5 là nhu cầu ô-xy hóa học và nhu cầu ô-xy sinh hóa để ô-xy hóa các chất hữu cơ vì vậy đơn vị tấn thể hiện nhu cầu ô-xy chứ không phải khối lượng chất hữu cơ. Tại thuỷ vực Vịnh Bái Tử Long, mức độ chênh lệch về tổng lượng chất gây ô nhiễm tích luỹ trong nước vào các kỳ triều cường và triều kém không lớn giữa mùa mưa 234 Trần Đức Thạnh (Chủ biên), Trần Văn Minh, Cao Thị Thu Trang, Vũ Duy Vĩnh, Trần Anh Tú và mùa khô. Vào mùa mưa, lượng chất tích lũy tại pha nước ròng bằng khoảng 77,8% so với pha nước lớn trong kỳ triều cường và lượng chất tích lũy tại pha nước ròng bằng khoảng 90,7% so với pha nước lớn trong kỳ triều kém. Như vậy, vào kỳ triều kém, ảnh hưởng của dao động thủy triều không lớn, nên mức độ tích lũy chất gây ô nhiễm giữa pha nước ròng và pha nước lớn khá tương đồng. Vào mùa khô, sự tương đồng này trong kỳ triều kém còn cao hơn nữa, tới khoảng 97%. 2.2. Khả năng tiếp nhận thêm chất gây ô nhiễm Trên cơ sở tính toán tổng khối lượng các chất gây ô nhiễm tích lũy trong nước biển khu vực nghiên cứu vào các thời điểm khác nhau, tổng khối lượng chất gây ô nhiễm tối đa mà vực nước có thể tiếp nhận vào những thời điểm đó, đã tính toán tổng khối lượng các chất gây ô nhiễm thuỷ vực có khả năng tiếp nhận thêm mà không gây ô nhiễm môi trường theo Tiêu chuẩn Việt Nam. Kết quả cho thấy, hiện tại cả Vịnh Hạ Long và Vịnh Bái Tử Long đều còn khả năng tiếp nhận thêm các chất gây ô nhiễm hữu cơ, dinh dưỡng và kim loại nặng (bảng 6.27 và bảng 6.28). Bảng 6.27. Lượng chất gây ô nhiễm có thể chấp nhận thêm mà không gây ô nhiễm môi trường theo Tiêu chuẩn Việt Nam tại phạm vi xác định thuộc Vịnh Hạ Long Mùa mưa Thông số Triều cường Mùa khô Triều kém Triều cường Triều kém (tấn) Nước lớn Nước ròng Nước lớn Nước ròng Nước lớn Nước ròng Nước lớn Nước ròng COD 24.337 16.566 21.445 18.433 29.797 16.054 23.458 21.915 BOD5 13.155 9.120 11.699 10.065 14.629 7.826 11.400 10.676 NH4+ 181,9 109,7 147,9 121,1 304,4 137,9 206,9 193,6 NO3- 11.830 8.058 10.411 8.897 13.094 7.047 10.202 9.572 PO43- 413,6 278,3 361,6 307,2 475,1 251,5 365,1 342,8 Cd 11,62 7,93 10,24 8,76 12,8 6,9 10,0 9,3 Cu 59,26 39,59 51,80 43,81 57,5 26,8 42,0 39,0 Pb 108,6 74,1 95,7 81,9 119,8 64,3 93,0 87,2 Hg 1,70 1,15 1,49 1,27 1,964 1,030 1,501 1,405 As 22,78 15,57 20,09 17,18 25,0 13,5 19,5 18,3 Zn 62,31 39,70 53,88 44,78 64,1 29,1 43,4 40,9 235 Chương VI: SỨC TẢI CỦA VỊNH HẠ LONG – BÁI TỬ LONG Các kết quả trên bảng 6.27 cho thấy, tại thuỷ vực Vịnh Hạ Long, đối với hầu hết các thông số, khả năng tiếp nhận chất gây ô nhiễm của thủy vực cao nhất là vào kỳ triều cường, pha nước lớn trong mùa khô và khả năng tiếp nhận chất gây ô nhiễm kém nhất là vào kỳ triều cường, pha nước ròng cũng trong mùa khô. Đây là khả năng tiếp nhận chất gây ô nhiễm cao nhất của thủy vực mà không gây ô nhiễm môi trường theo các tiêu chuẩn môi trường của Việt Nam. Đối với thuỷ vực Vịnh Bái Tử Long, bức tranh chung về lượng chất gây ô nhiễm có thể chấp nhận thêm mà không gây ô nhiễm môi trường theo Tiêu chuẩn Việt Nam cũng tương tự như ở Vịnh Hạ Long (bảng 6.28). Bảng 6.28. Lượng chất gây ô nhiễm có thể chấp nhận thêm mà không gây ô nhiễm môi trường theo Tiêu chuẩn Việt Nam tại phạm vi xác định thuộc Vịnh Bái Tử Long Mùa mưa Thông số Triều cường Mùa khô Triều kém Triều cường Triều kém (tấn) Nước lớn Nước ròng Nước lớn Nước ròng Nước lớn Nước ròng Nước lớn Nước ròng COD 52.988 40.687 48.897 43.943 61.489 40.182 52.200 49.563 BOD5 26.544 20.298 24.477 21.827 30.223 18.050 24.956 23.393 NH4+ 1.874 1.420 1.685 1.523 2.209 1.350 1.775 1.694 NO3- 23.647 17.878 21.445 19.114 25.940 16.435 21.371 20.392 PO43- 826,6 619,9 741,6 660,0 936,6 578,9 759,6 726,5 Cd 23,30 17,66 21,20 18,92 25,33 16,10 20,88 19,92 Cu 119,7 88,9 107,8 94,9 132,1 81,7 108,1 103,2 Pb 216,2 163,6 196,9 175,3 237,8 150,4 194,8 186,0 Hg 3,50 2,65 3,18 2,84 4,00 2,51 3,25 3,10 As 44,98 34,01 40,96 36,45 49,58 31,43 40,68 38,85 Zn 118,9 79,6 104,7 84,1 138,3 78,7 102,5 98,5 Từ các bảng 6.27 và bảng 6.28, có thể tính khả năng tiếp nhận trung bình lượng chất gây ô nhiễm và khả năng đạt tải của Vịnh Hạ Long - Bái Tử Long (bảng 6.29). Như vậy, đối với khung phạm vi xác định thuộc Vịnh Hạ Long, tính trung bình, khả năng tiếp nhận chất gây ô nhiễm là khoảng 30,33 tấn BOD/ngày, 58,9 tấn COD/ngày, 0,48 tấn NH4+/ngày, 0,96 tấn PO43-/ngày. Khả năng tiếp nhận các kim loại tương ứng là Cd 0,03 tấn/ngày; Cu 0,12 tấn/ngày; Pb 0,25 tấn/ngày; Hg 2,02 tấn/ngày; 236 Trần Đức Thạnh (Chủ biên), Trần Văn Minh, Cao Thị Thu Trang, Vũ Duy Vĩnh, Trần Anh Tú As 0,05 tấn/ngày; Zn 0,13 tấn /ngày. Rất đáng chú ý, theo kết quả mô phỏng này thì có hai thông số vượt tải là NH4+ và COD; hai thông số ở mức cảnh báo là BOD5 và Zn, trong đó thông số Zn đã sát tải. Hầu hết các thông số còn lại thuộc mức bền vững. Đối với khung phạm vi xác định thuộc Vịnh Bái Tử Long, tất cả các thông số đều nằm ở mức bền vững so với khả năng đạt tải. Bảng 6.29. Khả năng tiếp nhận (tấn/ngày) và khả năng đạt tải tại thuỷ vực Vịnh Hạ Long Bái Tử Long trong phạm vi xác định Vịnh Hạ Long EC Vịnh Bái Tử Long Lượng thải EC Đạt tải (tấn/ngày) (tấn/ngày) (%) EC EC (tấn/ngày) Lượng thải (tấn/ngày) Đạt tải (%) 157,10 48.743,63 133,5442 26,52 19,86 21,88 72,14 23721 64,98904 3,52 5,42 0,48 0,57 118,75 1.691,25 4,633562 0,19 4,10 9.888,88 27,09 0,45 1,66 20.777,75 56,92534 0,15 0,27 PO43- 349,40 0,96 0,23 23,96 731,2125 2,003322 0,07 3,49 Cu 44,97 0,12 0,0619 50,24 104,55 0,286438 0,0442 15,43 Pb 90,58 0,25 0,031 12,49 190,125 0,52089 0,022 4,22 As 18,99 0,05 0,0002 0,38 39,6175 0,108541 0,000118 0,11 Zn 47,27 0,13 0,1232 95,13 100,6625 0,275788 0,08815 31,96 Thông số (tấn) COD 21.500,63 58,91 92,55 BOD5 11.071,25 30,33 NH4+ 175,43 NO3- (tấn) 3. Dự báo mức độ tích luỹ và khả năng tiếp nhận thêm các chất gây ô nhiễm đến năm 2020 3.1. Dự báo tích luỹ đến năm 2020 Tải lượng các chất gây ô nhiễm phát thải vào một vực nước phụ thuộc cơ bản vào lượng chất thải và khả năng quản lý, xử lý các chất thải tại nguồn thải. Theo tính toán, ở khu vực nghiên cứu nếu tốc độ phát triển kinh tế - xã hội tuân theo quy hoạch phát triển của tỉnh Quảng Ninh, tải lượng các chất gây ô nhiễm phát sinh vào năm 2020 sẽ tăng lên từ 1,5 đến 2,3 lần so với hiện tại. Tuy nhiên cũng theo dự báo, nếu quy hoạch bảo vệ môi trường được thực hiện tốt thì tải lượng các chất gây ô nhiễm sẽ thấp hơn hiện tại (bằng 0,5-0,9 lần hiện tại), trừ dinh dưỡng phốt pho vẫn cao hơn (1,4 lần). 237 Chương VI: SỨC TẢI CỦA VỊNH HẠ LONG – BÁI TỬ LONG Dựa theo những tính toán dự báo này, đã tiến hành thực hiện các kịch bản mô phỏng chất lượng nước cho khu vực nghiên cứu năm 2020 với điều kiện tải lượng các chất gây ô nhiễm tăng 2,3 lần (mức cao nhất theo dự báo) so với năm 2008. a. Thuỷ vực Vịnh Hạ Long Bảng 6.30 và 6.31 trình bày kết quả dự báo khối lượng chất gây ô nhiễm tích lũy trong nước biển Vịnh Hạ Long trong phạm vi xác định vào năm 2020. Bảng 6.30. Dự báo khối lượng chất gây ô nhiễm tích lũy trong nước biển Vịnh Hạ Long trong phạm vi xác định vào mùa mưa năm 2020 Triều cường Triều kém Thông số (tấn) Nước lớn Nước ròng Nước lớn Nước ròng COD 19.010 13.616 16.249 15.617 BOD5 2.368 1.417 1.878 1.779 NH4+ 472,0 373,2 421,5 410,7 NO3- 719,7 580,2 646,6 632,5 PO43- 115,45 90,99 102,61 99,91 Cd 1,07 0,81 0,94 0,91 Cu 24,80 20,00 22,26 21,74 Pb 21,79 16,10 18,89 18,30 Hg 1,13 0,84 0,98 0,95 As 3,16 2,42 2,79 2,72 Zn 90,62 70,00 79,83 77,48 Vào năm 2020, khối lượng chất tích lũy lớn nhất vẫn là vào thời điểm nước lớn của kỳ triều cường và nhỏ nhất vào thời điểm nước ròng của kỳ triều cường. Vào mùa mưa, kỳ triều cường, khối lượng chất tích lũy tại pha nước ròng bằng khoảng 75% so với pha nước lớn, trong khi vào kỳ triều kém con số này là 97%. So với hiện tại, khối lượng chất tích lũy dự báo tăng lên khoảng 1,5 đến 1,9 lần. Vào mùa khô, do tổng lượng nước thấp hơn mùa mưa nên lượng chất tích lũy trong thủy vực cũng thấp hơn mùa mưa. Khối lượng chất tích lũy tăng trung bình khoảng từ 1,5 đến 1,9 lần so với hiện tai, tăng nhiều ở nhóm kim loại nặng. 238 Trần Đức Thạnh (Chủ biên), Trần Văn Minh, Cao Thị Thu Trang, Vũ Duy Vĩnh, Trần Anh Tú Bảng 6.31. Dự báo khối lượng chất gây ô nhiễm tích lũy trong nước biển Vịnh Hạ Long trong phạm vi xác định vào mùa khô năm 2020 Triều cường Thông số (tấn) Triều kém Nước lớn Nước ròng Nước lớn Nước ròng COD 15.896,09 9.046,86 12.687,73 11.818,97 BOD5 2.203,96 1.317,30 1.909,39 1.734,25 NH4+ 354,50 251,80 329,30 314,60 NO3- 519,39 366,89 463,19 454,87 PO43- 91,76 61,56 80,03 78,47 Cd 1,06 0,65 0,89 0,85 Cu 39,46 31,15 34,85 33,38 Pb 22,06 13,57 18,97 18,02 Hg 1,08 0,67 0,92 0,88 As 3,19 2,07 2,82 2,71 Zn 104,92 68,88 93,09 90,40 b. Thuỷ vực Bái Tử Long Kết quả tính toán dự báo khối lượng chất gây ô nhiễm tích lũy trong nước biển vịnh Bái Tử Long trong phạm vi xác định năm 2020 được trình bày trong các bảng 6.32 và 6.33. Khối lượng chất ô nhiễm tích lũy trong nước biển thủy vực Vịnh Bái Tử Long vào năm 2020 dự báo tăng từ 1,2 đến 1,4 lần so với hiện tại. Vào mùa mưa, kỳ triều cường, khối lượng chất tích lũy cao vào pha nước lớn, trong đó có các hợp chất hữu cơ có mức tích lũy cao hơn cả, gấp khoảng 1,4 - 1,6 lần so với pha nước ròng (bảng 6.32). Mùa khô, tổng lượng chất tích lũy trong kỳ triều cường và kỳ triều kém không khác nhau nhiều. Tuy nhiên, tổng lượng chất tích lũy trong pha nước lớn gấp khoảng 1,3 lần so với pha nước ròng trong kỳ triều cường. Vào kỳ triều kém, tổng lượng chất tích lũy trong pha nước ròng khá tương đồng với pha nước lớn. 239 Chương VI: SỨC TẢI CỦA VỊNH HẠ LONG – BÁI TỬ LONG Bảng 6.32. Dự báo khối lượng chất gây ô nhiễm tích lũy trong nước biển Vịnh Bái Tử Long trong phạm vi xác định vào mùa mưa năm 2020 Triều cường Triều kém Thông số (tấn) Nước lớn Nước ròng Nước lớn Nước ròng COD 27.569 20.096 23.626 22.923 BOD5 3.978 2.549 3.113 2.993 NH4+ 785,0 676,9 762,5 746,0 NO3- 1.207,5 1.068,8 1.185,4 1.162,5 200,4 175,5 193,6 189,7 Cd 1,66 1,31 1,50 1,46 Cu 37,06 32,37 35,85 35,08 Pb 35,79 28,15 32,62 31,72 Hg 1,77 1,37 1,57 1,53 As 5,17 4,16 4,80 4,67 Zn 152,1 137,3 154,3 150,9 PO4 3- Bảng 6.33. Dự báo khối lượng chất gây ô nhiễm tích lũy trong nước biển Vịnh Bái Tử Long trong phạm vi xác định vào mùa khô năm 2020 Triều cường Triều kém Thông số (tấn) Nước lớn Nước ròng Nước lớn Nước ròng COD 24.030,81 13.880,73 18.944,08 17.644,83 BOD5 2.722,36 1.805,94 2.397,28 2.194,38 NH4+ 625,22 518,10 597,72 578,43 NO3- 773,74 659,11 729,49 726,44 PO43- 159,40 135,51 150,84 148,72 Cd 1,56 1,06 1,38 1,34 Cu 35,95 27,68 31,89 31,42 Pb 33,15 22,81 30,12 29,76 Hg 1,64 1,11 1,44 1,38 As 4,30 3,02 4,04 3,99 Zn 152,11 115,90 151,46 144,52 240 Trần Đức Thạnh (Chủ biên), Trần Văn Minh, Cao Thị Thu Trang, Vũ Duy Vĩnh, Trần Anh Tú 3.2. Dự báo khả năng tiếp nhận thêm chất ô nhiễm đến năm 2020 a. Thuỷ vực Vịnh Hạ Long Kết quả mô phỏng dự báo cho năm 2020 về lượng chất gây ô nhiễm mà Vịnh Hạ Long có thể tiếp nhận thêm được trình bày trong bảng 6.34 và 6.35. Bảng 6.34. Dự báo lượng chất gây ô nhiễm có thể tiếp nhận thêm trong nước biển Vịnh Hạ Long trong phạm vi xác định vào mùa mưa năm 2020 Triều cường Triều kém Thông số (tấn) Nước lớn Nước ròng Nước lớn Nước ròng COD 17.850 11.571 16.234 12.198 BOD5 12.376 8.657 11.116 9.347 NH4+ 19,51 -37,34 11,62 -39,89 - 11.567 7.815 10.181 8.639 PO43- 376,02 244,83 330,50 270,95 Cd 11,22 7,58 9,89 8,36 Cu 48,92 30,37 42,71 33,89 Pb 101,07 67,86 89,38 74,42 Hg 1,33 0,84 1,18 0,91 As 21,41 14,37 18,87 15,82 Zn 32,25 13,95 28,45 15,24 NO3 Ghi chú: dấu âm (-) thể hiện tổng lượng chất gây ô nhiễm tích lũy trong nước đã vượt quá khả năng tiếp nhận của vực nước. Vào năm 2020, với mức độ tích lũy các chất ô nhiễm trong nước Vịnh Hạ Long tăng lên, nên vào mùa mưa khả năng tiếp nhận thêm chất ô nhiễm giảm đi, trung bình chỉ còn bằng khoảng 43 - 97% so với khả năng tiếp nhận hiện nay ở các thông số khác nhau, thấp nhất đối với Zn. Đáng chú ý là thủy vực Vịnh Hạ Long không còn khả năng tiếp nhận amoni vào thời điểm nước ròng ở cả kỳ triều cường và triều kém (bảng 6.34). Vào mùa khô, khả năng tiếp nhận chất gây ô nhiễm tốt hơn so với mùa mưa, trong đó thủy vực vẫn có thể tiếp nhận amoni (khả năng tiếp nhận trung bình chỉ bằng 43% so với cùng thời điểm năm 2008). Riêng khả năng tiếp nhận đối với kẽm lại thấp hơn so với mùa mưa và chỉ bằng 34% so với cùng thời điểm năm 2008. Khả năng tiếp nhận vào mùa khô năm 2020 đối với Cu giảm, chỉ bằng 62% so với hiện nay, của Hg bằng 80%, của COD bằng 82%, các thông số khả năng tiếp nhận giảm trong khoảng 94 - 99% so với hiện nay. 241 Chương VI: SỨC TẢI CỦA VỊNH HẠ LONG – BÁI TỬ LONG Bảng 6.35. Dự báo lượng chất gây ô nhiễm có thể tiếp nhận thêm trong nước biển Vịnh Hạ Long trong phạm vi xác định vào mùa khô năm 2020 Triều cường Thông số (tấn) Triều kém Nước lớn Nước ròng Nước lớn Nước ròng COD 24.372,8 12.735,5 19.667,8 17.718,2 BOD5 13.903,6 7.395,6 10.860,5 10.080,6 + 182,4 38,6 105,2 79,2 - 12.903,6 6.893,9 10.040,7 9.390,8 3- 445,2 228,9 341,4 315,4 Cd 12,4 6,6 9,6 9,0 Cu 41,1 12,4 29,6 25,7 Pb 112,2 59,0 86,9 80,4 Hg 1,6 0,8 1,2 1,1 As 23,7 12,4 18,3 17,0 Zn 29,3 3,7 14,6 8,1 NH4 NO3 PO4 Ghi chú: dấu âm (-) thể hiện tổng lượng chất gây ô nhiễm tích lũy trong nước đã vượt quá khả năng tiếp nhận của vực nước. b. Thuỷ vực Bái Tử Long Khả năng tiếp nhận thêm chất ô nhiễm trong nước biển Vịnh Bái Tử Long trong phạm vi xác định được trình bày trong các bảng 6.36 và 6.37. Bảng 6.36. Dự báo lượng chất gây ô nhiễm có thể tiếp nhận thêm trong nước biển Vịnh Bái Tử Long trong phạm vi xác định vào mùa mưa năm 2020 Triều cường Thông số (tấn) Triều kém Nước lớn Nước ròng Nước lớn Nước ròng COD 46.332 35.960 43.618 37.097 BOD5 25.583 19.874 23.785 21.015 + 1.678 1.192 1.479 1.255 - 23.426 17.616 21.230 18.844 3- 784,97 571,88 703,02 610,57 Cd 22,97 17,37 20,91 18,54 Cu 110,74 79,75 98,64 84,96 Pb 210,55 158,70 191,53 168,35 Hg 3,16 2,37 2,91 2,47 As 44,10 33,21 40,03 35,35 Zn 94,27 49,56 69,82 49,20 NH4 NO3 PO4 242 Trần Đức Thạnh (Chủ biên), Trần Văn Minh, Cao Thị Thu Trang, Vũ Duy Vĩnh, Trần Anh Tú Đối với Vịnh Bái Tử Long, vào mùa mưa, khả năng tiếp nhận các chất ô nhiễm vào năm 2020 giảm mạnh đối với kẽm (Zn), tiếp đến là các thông số COD và amoni. Các thông số còn lại khả năng tiếp nhận bằng khoảng từ 90 - 99% so với hiện tại (bảng 6.36). Bảng 6.37. Dự báo lượng chất gây ô nhiễm có thể tiếp nhận thêm trong nước biển Vịnh Bái Tử Long trong phạm vi xác định vào mùa khô năm 2020 Triều cường Triều kém Thông số (tấn) Nước lớn Nước ròng Nước lớn Nước ròng COD 55.686,8 36.916,7 48.257,2 43.905,0 BOD5 29.692,7 17.596,6 24.554,9 22.742,3 NH4+ 2.059,5 1.175,1 1.618,3 1.469,8 NO3- 25.798,8 16.273,4 21.237,8 20.223,2 PO43- 903,5 541,8 730,0 687,1 Cd 25,0 15,9 20,6 19,6 Cu 123,5 73,9 99,9 94,3 Pb 232,6 146,5 189,9 179,4 Hg 3,7 2,3 3,0 2,8 As 48,8 30,8 39,9 37,9 Zn 113,6 53,4 68,2 65,0 Mùa khô, khả năng tiếp nhận thêm chất gây ô nhiễm tại Vịnh Bái Tử Long năm 2020 cũng giảm so với hiện tại, giảm mạnh nhất là kẽm - Zn (khả năng tiếp nhận chỉ bằng 34% so với hiện tại), tiếp đến là thủy ngân (Hg), COD, amoni và đồng (Cu) với khả năng tiếp nhận bằng từ 68 - 75% so với hiện tại. Các thông số còn lại có khả năng tiếp nhận bằng khoảng 82 - 96% so với hiện tại. Kết quả tính toán bằng mô hình theo các kịch bản năm 2020 được trình bày trong các bảng từ 6.30 đến 6.37 cho thấy rằng về cơ bản tổng khối lượng các chất gây ô nhiễm tích lũy trong nước biển Vịnh Hạ Long - Bái Tử Long đều thấp hơn khối lượng tối đa mà các khu vực này có thể tiếp nhận được theo tiêu chuẩn Việt Nam đối với các đối tượng nghiên cứu. Điều này có nghĩa là cả Vịnh Hạ Long - Bái Tử Long đều vẫn có thể tiếp nhận thêm các chất gây ô nhiễm mà không gây ô nhiễm ở các khu vực này theo tiêu chuẩn Việt Nam. Chỉ có thông số a-mô-ni (NH4+) là sẽ 243 Chương VI: SỨC TẢI CỦA VỊNH HẠ LONG – BÁI TỬ LONG vượt khả năng tiếp nhận của Vịnh Hạ Long nếu khối lượng a-mô-ni phát thải vào vịnh tăng lên 2,3 lần vào năm 2020. Bảng 6.38. Dự báo khả năng tiếp nhận (tấn/ngày) và khả năng đạt tải tại thuỷ vực Vịnh Hạ Long - Bái Tử Long trong phạm vi xác định năm 2020 Vịnh Hạ Long EC Vịnh Bái Tử Long Lượng Đạt tải thải EC (tấn/ngày) (tấn/ngày) (%) EC Thông số (tấn) COD 16.544 45,3 78,79 173,84 43.472 BOD5 10.467 28,7 10,95 38,20 NH4+ 44,91 0,12 0,54 NO3- 9.679 26,52 PO43- 319,15 Cu (tấn) Lượng thải EC (tấn/ngày) (tấn/ngày) Đạt tải (%) 119,10 24,42 20,50 23.105 63,3 3,22 5,09 437,56 1.491 4,08 0,18 4,32 0,43 1,62 18.193 49,84 0,14 0,28 0,87 0,32 36,76 691,6 1,89 0,08 4,28 33,09 0,091 0,053 205,69 95,71 0,262 0,031 56,14 Pb 83,90 0,23 0,026 28,95 184,71 0,51 0,015 5,88 As 17,73 0,049 0,00011 0,05 38,76 0,11 5,3x10-5 0,01 Zn 18,20 0,05 0,105 215,98 70,38 0,19 0,061 58,13 Hg 1,12 0,003 2,05x10-5 0,67 2,84 0,0078 9,6x10-6 0,12 Kết quả dự báo khả năng đạt tải của thủy vực Vịnh Hạ Long và thủy vực Bái Tử Long được trình bày trong bảng 6.38. Trong bảng này, khả năng tiếp nhận của từng thủy vực được tính trên cơ sở lấy giá trị trung bình của các mùa và các kỳ thủy triều. Bảng 6.38 cho thấy, trong phạm vi xác định, đối với Vịnh Hạ Long có 3 thông số dự báo ở mức quá tải (>100%) là COD, amoni (NH4+) và kẽm (Zn), các thông số khác vẫn ở mức bền vững (mức tải <50%). Đối với Vịnh Bái Tử Long, dự báo tới năm 2020, hai thông số đồng (Cu) và kẽm (Zn) sẽ rơi vào mức cảnh báo (mức đạt tải nằm trong khoảng từ 50% - 75%), còn các thông số khác vẫn ở mức bền vững. Trong điều kiện môi trường vịnh biển nhạy cảm và các giá trị chịu tải, lượng chất gây ô nhiễm tích luỹ và lượng chất gây ô nhiễm có thể tiếp nhận luôn biến động theo thời gian mùa và dao động thuỷ triều. Để có thể quản lý an toàn môi trường và các hệ sinh thái các thuỷ vực vịnh, cần thiết phải chọn các giá trị cực tiểu của khả năng tiếp nhận thêm chất ô nhiễm làm căn cứ điều chỉnh cho quản lý. 244 Trần Đức Thạnh (Chủ biên), Trần Văn Minh, Cao Thị Thu Trang, Vũ Duy Vĩnh, Trần Anh Tú Trong tám kịch bản tính toán cho hiện trạng cũng như dự báo cho năm 2020: mùa mưa và mùa khô, kỳ triều cường và kỳ triều kém, pha nước lớn và pha nước dòng, giá trị cực trị nhỏ nhất của khả năng tiếp nhận thêm chất gây ô nhiễm mà không quá Tiêu chuẩn cho phép của Việt Nam hầu hết trường hợp các chất đều rơi vào pha nước ròng, kỳ triều cường vào mùa mưa. Để phục vụ quản lý, trong điều kiện đánh giá dự báo cho một năm nào đó, trong điều kiện khó có thể đánh giá ngay cho tất cả các kịch bản, thì có thể chọn đánh giá cho kịch bản pha triều rút, kỳ nước cường vào mùa mưa để làm căn cứ điều chỉnh quản lý. Nếu điều kiện cho phép, có thể tính thêm cho trường hợp pha triều tương tự vào mùa khô. 245 Chương VII ĐỊNH HƯỚNG QUẢN LÝ VÀ BẢO VỆ MÔI TRƯỜNG VỊNH HẠ LONG - BÁI TỬ LONG TỪ GÓC ĐỘ SỨC TẢI MÔI TRƯỜNG Phát triển bền vững là sự phát triển đảm bảo lâu bền các nguồn tài nguyên và chất lượng môi trường, do đó cho phép tăng trưởng kinh tế, đáp ứng nhu cầu của thế hệ hiện tại mà không làm tổn hại đến nhu cầu của các thế hệ tương lai (Clark J. R., 1996). Theo Định hướng chiến lược PTBV ở Việt Nam (Chương trình Nghị sự 21 của Việt Nam) được ban hành theo Quyết định số 153/2004/QĐ-TTg ngày 17 tháng 8 năm 2004 của Thủ tướng Chính phủ: “Phát triển bền vững (Sustainable development) là sự phát triển đáp ứng được các nhu cầu hiện tại mà không phương hại khả năng đáp ứng nhu cầu của các thế hệ mai sau”. Phát triển bền vững là trạng thái lý tưởng của sự phát triển, có nghĩa ổn định sự phát triển trong quá trình vận động của kinh tế, xã hội và môi trường tự nhiên. Bền vững là sự ổn định tương đối theo thời gian của hệ thống 3 thành phần kinh tế, xã hội và môi trường trên cơ sở cân bằng tương tác kinh tế - xã hội, kinh tế - môi trường và xã hội môi trường. Phát triển kinh tế để nâng cao chất lượng cuộc sống của con người bởi con người là trung tâm của phát triển bền vững. Phát triển kinh tế - xã hội phù hợp với môi trường tự nhiên và tiềm năng tài nguyên thiên nhiên, bảo vệ các quá trình sinh thái cơ bản và đa dạng sinh học. Phát triển cân đối trong việc phân bố lợi nhuận giữa các thành phần xã hội, đặc biệt chú ý quyền đặc biệt của người bản xứ, giữa các thế hệ và giữa các quốc gia. Dựa vào kết quả nghiên cứu sức tải môi trường của công trình này và kết hợp với kết quả nghiên cứu của các công trình khác đã được thực hiện, chúng tôi xin đề xuất một số định hướng quản lý nhằm đảm bảo không vượt tải môi trường cho khu vực Vịnh Hạ Long – Bái Tử Long theo định hướng phát triển bền vững. Những đề xuất dưới đây được tính toán dựa trên cơ sở phân phối tối ưu để cân bằng nguồn thải trên nền sức chịu tải đã được đánh giá của vịnh. I. QUY HOẠCH BẢO VỆ MÔI TRƯỜNG 1. Điều chỉnh các quy hoạch phát triển nhằm tăng cường bảo vệ môi trường Bên cạnh các quy hoạch bảo vệ môi trường cần được hoàn thiện và bổ sung qua theo thời gian, các quy hoạch phát triển kinh tế - xã hội cũng cần phải được điều chỉnh qua từng giai đoạn, thời kỳ để bám sát thực tiễn và yêu cầu bảo vệ môi trường Vịnh Hạ Long - Bái Tử Long. Với sự phát triển như hiện tại, môi trường Vịnh Hạ Long - Bái Tử Long có xu hướng dẫn tới quá tải với chất lượng môi trường đang có chiều hướng kém đi. Điều 246 Trần Đức Thạnh (Chủ biên), Trần Văn Minh, Cao Thị Thu Trang, Vũ Duy Vĩnh, Trần Anh Tú chỉnh quy hoạch phát triển kinh tế xã hội phù hợp là một trong những giải pháp quan trọng để giảm tải môi trường cho hệ thống vịnh này. Theo quy hoạch phát triển kinh tế - xã hội của tỉnh Quảng Ninh đến năm 2020, dân số sẽ tăng 1,12 lần, du lịch tăng 2,43 lần, khai thác than tăng 1,2 lần, nuôi trồng thủy sản tăng 2,76 lần so với hiện nay. Cần thiết phải rà xét và điều chỉnh lại quy hoạch tổng thể phát triển kinh tế - xã hội và quy hoạch các ngành của tỉnh qua từng giai đoạn để phù hợp hơn với mục đích bảo vệ môi trường Vịnh Hạ Long - Bái Tử Long. Trên cơ sở xác định lĩnh vực kinh tế trọng điểm, cần xây dựng cơ cấu tối ưu cho phát triển kinh tế, lồng ghép mục tiêu bảo vệ môi trường đối với khu vực nghiên cứu. Du lịch và dịch vụ là thế mạnh kinh tế lớn nhất của khu vực, đồng thời cũng là lĩnh vực ít có khả năng gây tác động môi trường nhất. Các lĩnh vực khác như phát triển đô thị (liên quan đến dân cư), nuôi trồng thuỷ sản và công nghiệp vẫn có thể phát triển mạnh hơn nữa nếu kiểm soát tốt nguồn thải, áp dụng quy trình và công nghệ thu gom, xử lý chất thải tiên tiến. Đối với hoạt động công nghiệp và khai thác than Thủy vực Vịnh Hạ Long - Bái Tử Long đã quá tải đối với nhóm thông số TSS (tổng chất rắn lơ lửng) và kim loại nặng Zn, liên quan đến khai thác than và vật liệu xây dựng tại tiểu khu vực Cẩm Phả. Hoạt động khai thác than phát thải quá nửa nguồn TSS trong khu vực. Vì vậy cần phải: - Ưu tiên đầu tư xây dựng các bể lắng chứa nước thải mỏ, sàng tuyển v.v. và xử lý trước khi thải ra môi trường, đồng thời quản lý và kiểm soát chặt chẽ nước thải từ hoạt động này. Ổn định bãi thải bằng cách trồng cây và xây bờ kè chắn, đồng thời san lấp và trồng cây trên bãi thải đã ổn định. Hoàn nguyên đất đá hoặc tạo hồ chứa trên các moong khai thác than cũ. Từng bước ngừng khai thác than tại thành phố Hạ Long mà trước hết là ngừng khai thác lộ thiên, đồng thời hạn chế dần khai thác sét gạch ngói để bảo vệ cảnh quan tự nhiên và hạn chế nguồn trầm tích lơ lửng đưa ra làm đục và vồi lắng đáy vịnh. - Khuyến khích khai thác than trong các mỏ sâu dưới lòng đất và từng bước giảm dần và tiến tới ngừng khai thác than lộ thiên vào năm 2020. Giảm dần sản lượng khai thác than để ổn định thị trường nhằm dự trữ và đảm bảo an ninh tài nguyên, đồng thời để có thời gian quá độ để xử lý các bãi thải đã có và khắc phục hậu quả môi trường của chúng. Tăng cường công nghệ và thiết bị xử lý ô nhiễm môi trường từ khai thác than nói riêng và khoáng sản nói chung. Xây dựng các khu khai khai thác lộ thiên thành các khu sinh thái có thể phục vụ thăm quan du lịch, chẳng hạn tạo các hồ sinh thái trên moong khai thác, cải tạo đất và trồng cây xanh phù hợp v.v Đối với các hoạt động phát triển đô thị và tôn tạo hạ tầng Hoạt động tôn tạo hạ tầng kèm theo san lấp mặt bằng, lấn biển và đổ bùn thải làm mất đi các bãi triều và rừng ngập mặn, làm giảm khả năng tự làm sạch của hệ thống (đã mất khoảng 700ha giai đoạn 2005-2009). Vẫn còn tình trạng đổ thải bùn cát nạo vét luồng lạch thiếu kiểm soát. Các dự án đổ cát tạo bãi tắm du lịch hầu hết có hiệu quả thấp, ít thành công và gây bồi lắng vùng nước phía ngoài. Mô hình mô phỏng bồi lắng Chương VII: ĐỊNH HƯỚNG QUẢN LÝ VÀ BẢO VỆ MÔI TRƯỜNG VỊNH HẠ LONG – BÁI TỬ LONG TỪ GÓC ĐỘ SỨC TẢI MÔI TRƯỜNG 247 trầm tích cho thấy ở phía nam Tuần Châu do ảnh hưởng của hoạt động san lấp nên tốc độ bồi lắng ở đây lên tới 6-7mm/năm. Vì vậy cần phải: - Duy trì trạng thái tự nhiên của bờ vịnh để bảo tồn đa dạng sinh học và cảnh quan thiên nhiên ven vịnh. Hạn chế cấp mới giấy phép san lấp mặt bằng và lấn biển để bảo vệ các bãi triều tự nhiên bị mất đi do các hoạt động xây dựng công trình mới hay cải tạo mở rộng. Thực hiện chế tài nghiêm khắc và giám sát chặt chẽ các hoạt động đổ bùn thải nạo vét không đúng quy định về vị trí, khối lượng, thời điểm đổ thải theo đánh giá tác động môi trường của các dự án đã được phê duyệt. - Yêu cầu nghiêm ngặt đánh giá tác động môi trường và giám sát thực hiện đánh giá tác động môi trường đối với tất cả các dự án lấn biển và san lấp mặt bằng. Bắt buộc các dự án lấn biển đều phải xây bờ kè vây chống bồi lắng bùn cát ven vịnh. - Yêu cầu nghiêm ngặt về cơ sở khoa học - công nghệ và môi trường với các dự án tạo bãi tắm du lịch. Hoạt động này cần thiết và mang lại nhiều lợi ích, kể cả lợi ích tôn tạo cảnh quan và bảo vệ môi trường. Tuy nhiên, một số dự án tạo bãi đã được thực hiện theo kiểu làm thử, thiếu cả kinh nghiệm và cơ sở khoa học gây tác động xấu đến môi trường và làm tăng thêm lượng bồi lắng ven vịnh. - Phát triển thành phố theo hướng đô thị sinh thái, giãn không gian, tránh tập trung và mở rộng các tiểu đô thị liên kết dạng tuyến để giảm tải cục bộ cho không gian trên bờ Vịnh Hạ Long - Bái Tử Long. Tại Vân Đồn, với 20% sức tải của thủy vực, theo tính toán có thể tiếp nhận thêm 29.410 người dân định cư sinh sống. - Mở cầu thông dòng chảy trên con đường nối bờ với đảo Tuần Châu để làm sạch môi trường và hạn chế bồi lắng nhanh khu vực này. Đối với các hoạt động du lịch - dịch vụ - Với việc phát triển du lịch, cần quy hoạch phát triển các cơ sở hạ tầng phục vụ du lịch đảm bảo vệ sinh môi trường như các nhà nghỉ, các khu vui chơi giải trí, các nhà vệ sinh công cộng, các tàu du lịch có hệ thống xử lý nước thải v.v. Việc quy hoạch và xây dựng tốt các hệ thống dịch vụ cho du lịch không những góp phần bảo vệ môi trường mà còn làm tăng khả năng quay trở lại của du khách. Tại khu Vịnh Hạ Long, nhóm các chất gây ô nhiễm liên quan đến du lịch bao gồm các chất hữu cơ và dinh dưỡng. Hiện tại vịnh đã quá tải đối với amoni, sức tải của nhóm chất hữu cơ và dinh dưỡng khác nằm trong khoảng 34-67%. Vì vậy cần phải: - Khuyến khích các tuyến du lịch sang Vịnh Bái Tử Long (giảm giá vé tại khu vực Vịnh Bái Tử Long và tăng giá vé tại khu vực Vịnh Hạ Long) để giảm áp lực môi trường và giảm thiểu ô nhiễm cho Vịnh Hạ Long. - Hạn chế dần các khu nhà hàng nổi trên vịnh theo lộ trình giảm 25% vào 2015, giảm 50% vào 2020 và lâu dài tiến đến di dời toàn bộ các khu dân cư trên mặt vịnh định cư trên đất liền. - Cơ cấu lại lượng du khách theo mùa, khuyến khích các hoạt động du lịch và tăng lượng khách vào mùa đông, giảm tải lượng khách du lịch mùa hè, phấn đấu mùa 248 Trần Đức Thạnh (Chủ biên), Trần Văn Minh, Cao Thị Thu Trang, Vũ Duy Vĩnh, Trần Anh Tú đông đạt 30% lượng khách đến vào 2015 và 40% vào 2020. Hạn chế lượng khách lưu trú qua đêm trên vịnh (tăng giá vé và phí thu), chỉ cho phép đối với phương tiện có khả năng thu gom chất thải sinh hoạt. - Thu gom và xử lý chất thải sinh từ dân cư và du khách đạt từ ước tính 10% hiện nay lên 20% vào 2015 và 50% vào 2020 để tăng lượng khách lên tương ứng là 20 % và 50%. Ở khu vực Vịnh Bái Tử Long, Vân Đồn đã thu hút khoảng 286.500 khách du lịch mỗi năm tương đương 1590-1790 khách mỗi ngày (tập trung từ 4-6 tháng). Tuy nhiên, khả năng tải của vịnh vẫn còn cao với thông số đạt tải cao nhất là TSS mới chỉ 27,33%. Với mức phát triển tối đa 15% sức tải của thủy vực thì tại đây có thể thu hút 90.315 khách mỗi ngày, tức là gấp khoảng 50 lần so với hiện nay. Để phát triển du lịch dịch vụ cần tập trung xây dựng các cơ sở hạ tầng phục vụ du lịch đảm bảo quản lý và xử lý được các vấn đề môi trường, đặc biệt là chất thải gây ô nhiễm. Đối với hoạt động giao thông trên vịnh Ở Vịnh Hạ Long, ô nhiễm dầu mỡ đã vượt quá tiêu chuẩn cho phép. Hoạt động du lịch tại đây có khoảng có khoảng 430 tàu phục vụ (2009) với nguồn ô nhiễm chủ yếu là dầu mỡ, các chất hữu cơ và dinh dưỡng. Toàn tỉnh Quảng Ninh có khoảng 7 nghìn phương tiện, trong đó có khoảng 2000 phương tiện hoạt động trong khu vực Hạ Long, với nguồn xả thải chủ yếu là chất hữu cơ và dầu mỡ gần như chưa kiểm soát được. Với các hoạt động này, cần phải: Hạn chế và tiến tới không cấp phép cho các tàu thuyền vận chuyển khách du lịch và các tàu thuyền đang kinh doanh nếu không trang bị đầy đủ thiết bị thu gom chất thải. Nếu tàu vi phạm xả thải nhiều lần trên vịnh thì đình chỉ không cho hoạt động. Để kiểm tra việc xả thải của các tàu có thể gắn các thiết bị theo dõi trên tàu. Không cho phép dịch vụ cấp xăng dầu trên mặt vịnh. Xây dựng cơ sở xử lý chất thải dầu mỡ thu gom ở ven bờ, đồng thời không cho phép các phương tiện cũ, không đủ tiêu chuẩn kỹ thuật hoạt động trên vịnh. Thu gom và xử lý chất thải sinh hoạt, rác thải nghề cá tại bến neo đậu và mua bán hải sản, tránh quá tải cục bộ thường xuyên xảy ra. Khả năng chịu tải của Vịnh Bái Tử Long vẫn còn cho phép phát triển du lịch. Vịnh này có thể tiếp nhận đến 3676 tàu phục vụ du lịch tương ứng với mức 10% khả năng tiếp nhận của thuỷ vực Đối với hoạt động đánh bắt và nuôi trồng thuỷ sản Với việc phát triển thuỷ sản, cần xác định Vịnh Hạ Long – Bái Tử Long không phải là vùng đánh bắt, mà là vùng dự trữ, phục hồi chức năng tự nhiên và nguồn giống để duy trì tiềm năng nguồn lợi cho vùng biển ven bờ kề cận. Đây là vùng ưu tiên bảo vệ đa dạng sinh học biển, đồng thời hạn chế mật độ tàu thuyền đánh bắt gây ô nhiễm đục và vật chất gây ô nhiễm hữu cơ thải ra từ sinh hoạt trên thuyền. Cần điều chỉnh giảm diện tích nuôi trồng thuỷ sản theo quy hoạch đến năm 2020 (với sản lượng nuôi trồng Chương VII: ĐỊNH HƯỚNG QUẢN LÝ VÀ BẢO VỆ MÔI TRƯỜNG VỊNH HẠ LONG – BÁI TỬ LONG TỪ GÓC ĐỘ SỨC TẢI MÔI TRƯỜNG 249 thuỷ sản tăng 2,76 lần so với 2009) vì chất thải trong NTTS không được xử lý nên nguy cơ gây ô nhiễm môi trường và dịch bệnh rất cao. Hậu quả xấu về môi trường do việc nuôi trồng thuỷ sản ồ ạt, thiếu quy hoạch tại Vịnh Lan Hạ và Bến Bèo (đảo Cát Bà) là một bài học quý cần tham khảo. Hiện nay chính quyền đảo Cát Bà đang cố gắng giảm số lượng các lồng, bè nuôi trồng thuỷ sản tại khu vực này để giảm nguy cơ ô nhiễm môi trường. Quảng Ninh là địa phương phát triển nuôi hải sản mạnh với diện tích (2009): tôm nước lợ 9.433ha; cá biển 7.375 ô lồng và 1.000ha thung áng; tu hài hơn 300 ha, nuôi hầu 500ha giàn bè (650 bè); nhuyễn thể chương bãi 3.490ha; trai ngọc 156,6 ha; Các vùng nuôi tập trung tại Vân Đồn, Hải Hà và thị xã Cẩm Phả, thành phố Hạ Long, Hoành Bồ và Yên Hưng. Nguồn thải NTTS chiếm một tỷ lệ nhỏ vào tổng nguồn thải toàn khu vực, nhưng hiện tại nhóm các thông số liên quan đến NTTS như amoni, photphat, chất hữu cơ đã quá tải hoặc xấp xỉ ngưỡng đạt tải. Quảng Ninh hiện có 57.887ha bãi triều thuộc khu vực Vịnh Hạ Long - Bái Tử Long và các vùng lân cận. Trong đó diện tích rừng ngập mặn chỉ chiếm 32,2%. - Ngừng nuôi cá ô lồng, chuyển mạnh sang nuôi các loài nhuyễn thể sử dụng thức ăn tự nhiên, không gây ô nhiễm và có khả năng làm sạch nước, góp phần phục vụ du lịch như ngọc trai, bào ngư, tu hài, điệp quạt, ngao, sò, vẹm và hầu v.v. Ở khu vực Vịnh Bái Tử Long, có 5.000 lồng nuôi cá tại Vân Đồn, tuy nhiên nguồn thải từ NTTS chiếm tỷ lệ nhỏ trong nguồn thải toàn khu vực, khả năng đạt tải vẫn còn. NTTS tại khu vực vịnh này có thể đến mức tối đa là 164.407 m2, tức là gấp khoảng 3,5 lần so với hiện nay. Nếu đảm bảo được quy mô này thì không nên nuôi tập trung tại một vài chỗ. Tăng cường nuôi thêm các loài nhuyễn thể có khả năng làm sạch nước ngọc trai, bào ngư, tu hài, điệp quạt, ngao, sò, vẹm, hầu v.v. Tuy nhiên cũng cần có những nghiên cứu thực nghiệm về khả năng làm sạch nước của các sinh vật này để có những hoạch định chính xác hơn. Hoạt động khai thác xa bờ đem lại nguồn hải sản lớn và tạo điều kiện thu nhập cho ngư dân. Ngoài ra, khai thác xa bờ sẽ hạn chế sự khai thác cạn kiện khu vực ven bờ, đảm bảo cân bằng sinh thái và giảm thiểu ô nhiễm môi trường. Tuy nhiên, để khuyến khích ngư dân khai thác thuỷ sản xa bờ, chính quyền cần có chính sách hỗ trợ ngư dân lắp đặt các tàu cá có công suất lớn với hệ thống liên lạc thông suốt và đảm bảo an toàn. Trong trường hợp các tàu cá có đủ điều kiện đánh bắt xa bờ mà không cần đến sự hỗ trợ của chính quyền thì cần có chính sách miễn giảm thuế hoặc phí liên quan. Cần có lộ trình thực hiện điều này, đến năm 2015 trang bị cho 50% đội tàu, đến năm 2020 trang bị cho 100% đội tàu các thiết bị này. Cùng với giải pháp này cần nghiêm cấm đánh bắt tại khu vực Vịnh Hạ Long – Bái Tử Long. Bên cạnh khuyến khích và hỗ trợ về tài chính cho ngư dân địa phương trang bị các tàu cá hoạt động đánh bắt xa bờ, không cho phép các tàu thuyền đánh bắt cá và thuỷ sản sản khác ở các tỉnh ngoài hoạt động trong khu vực Di sản Vịnh Hạ Long. Cấm các hình thức khai thác thuỷ sản trực tiếp trên rạn san hô, cấm và xử phạt các phương tiện khai thác huỷ diệt như mìn, xung điện, đền cao áp, hoá chất, đặc biệt là sử sụng cyanua đánh bắt cá. 250 Trần Đức Thạnh (Chủ biên), Trần Văn Minh, Cao Thị Thu Trang, Vũ Duy Vĩnh, Trần Anh Tú Đối với các hoạt động nông lâm nghiệp Tại khu vực Vịnh Hạ Long, nguồn thải chăn nuôi là nguyên nhân chính gây quá tải amoni. Ở đây cần phải hạn chế thả rông gia súc, có biện pháp thu gom ít nhất 50% phế thải từ chăn nuôi, chế biến, sử dụng làm phân vi sinh, khí sinh học để giảm tải amoni đã quá mức và để ngăn ngừa khả năng quá tải phốt-pho và chất hữu cơ dẫn đến nguy cơ phú dưỡng và bùng phát thuỷ triều đỏ trên vịnh. - Trồng bù và trồng mới, phục hồi rừng ngập mặn, đến 2015 chiếm 36% và đến 2020 chiếm 40% diện tích vùng triều. Riêng ven bờ Hạ Long cần duy trì rừng ngập mặn hiện có, tái tạo và trồng mới khoảng 450 ha rừng ngập mặn (bù lại 50% diện tích rừng bị mất kể từ 1998). 2. Lồng ghép hoạt động bảo vệ môi trường trong quy hoạch phát triển kinh tế - xã hội Đối với khu vực vịnh Bái Tử Long, khả năng phát triển an toàn kinh tế - xã hội ứng với khả năng chịu tải an toàn (50%) được phân bổ chỉ tiêu cho các lĩnh vực như sau: Du lịch 90.315 khách/ngày; Nuôi trồng thuỷ sản 164.407m2 ô lồng; dân số 29.410 người; 3.676 tàu thuyền du lịch. Nếu xử lý môi trường tốt, các chỉ tiêu này có thể tăng lên tối đa 25%. Đối với Vịnh Hạ Long, khả năng đạt tải đối với một số thông số môi trường còn ở mức bền vững (dưới 50% sức tải) bao gồm: BOD5, nitrrit, các kim loại nặng Cu, Pb, Zn, Cd, As, Hg); một số thông số ở mức chấp nhận được (50 - 75% sức tải), bao gồm: COD, TSS, phot-phate); không có thông số nào ở mức cảnh báo (75% - 100% tải). Tuy nhiên, riêng amoni vượt mức cảnh báo 55,65% và vượt tải 30, 65%. Để đảm bảo phát triển an toàn ở giữa mức cảnh báo, lượng amoni cần giảm 42%. Có hai phương án: - Phương án 1: Giảm cơ học các hoạt động phát thải: giảm 13,3% lượng du khách tham quan Vịnh Hạ Long; giảm 21,6% số lượng đàn gia súc và giảm 6,6% tổng sản phẩm công nghiệp thực phẩm. - Phương án 2: Tăng cường thu gom và xử lý chất thải để đảm bảo tổng lượng chất thải sinh hoạt ra vịnh giảm 13%; tổng lượng chất thải từ chăn nuôi ra vịnh giảm 21,6% và tổng lượng chất thải từ công nghiệp thực phẩm ra vịnh giảm 6,6%. Mỗi một ngành, một lĩnh vực cần có các quy hoạch bảo vệ môi trường đi kèm với các quy hoạch phát triển kinh tế. Đối với các doanh nghiệp, ngoài tiêu chuẩn chất lượng, cần thiết tiến tới đạt tiêu chuẩn về môi trường ISO 14001 trong đó đề ra các chính sách môi trường, các mục tiêu môi trường mình cần phải đạt được và dựa trên các mục tiêu đó có các kế hoạch, hành động tương ứng. Mỗi doanh nghịêp, nhà máy cần có nhóm cán bộ chuyên phụ trách về môi trường để đảm bảo môi trường trong khu vực mình quản lý luôn đảm bảo (về không khí, chất lượng nước, đất, trầm tích v.v.). Đây là lĩnh vực khá mới và đòi hỏi cần kinh phí cũng như các kiến thức về tiêu chuẩn ISO 14001. Tuy nhiên, xu hướng hiện nay trên thế giới do có nhiều thảm hoạ môi trường và sự biến đổi của khí hậu, vấn đề này đang ngày càng được quan tâm và trở thành vấn đề sống còn đối với mỗi quốc gia, mỗi địa phương, mỗi doanh nghiệp. Tỉnh Quảng Ninh Chương VII: ĐỊNH HƯỚNG QUẢN LÝ VÀ BẢO VỆ MÔI TRƯỜNG VỊNH HẠ LONG – BÁI TỬ LONG TỪ GÓC ĐỘ SỨC TẢI MÔI TRƯỜNG 251 nên đặt tiêu chuẩn phải có chứng chỉ ISO 14001 về môi trường đối với các doanh nghiệp hoặc có lộ trình thực hiện việc xây dựng chính chỉ này bằng các biện pháp hỗ trợ vay vốn v.v. để khuyến khích. Thực tế hiện nay ở các nước phát triển cũng như ở Việt Nam, các hàng hoá được sản xuất từ các cơ sở bảo vệ môi trường bao giờ cũng được mọi người quan tâm và ưu tiên dù giá thành đắt hơn so với các hàng hoá khác. Ngoài ra, toàn tỉnh Quảng Ninh cần xây dựng quy hoạch môi trường chiến lược cho tỉnh mình nói chung và cho Vịnh Hạ Long - Bái Tử Long nói riêng, trong đó đặt ra các mục tiêu rõ ràng ở từng giai đoạn liên quan đến giảm thiểu khí thải, nước thải hoặc cải thiện môi trường nước và trầm tích. Các báo cáo về môi trường cần được công bố rộng rãi cho tất cả mọi người dân và được người dân kiểm chứng. II. TĂNG CƯỜNG GIÁM SÁT VÀ QUẢN LÝ MÔI TRƯỜNG Hiện nay, liên quan đến quản lý, bảo vệ môi trường khu vực đã có rất nhiều văn bản pháp quy, các luật và công ước quốc tế về bảo vệ môi trường, nhưng cần phải hiện thực hoá và hiệu lực hoá các văn bản pháp luật về bảo vệ môi trường kèm theo các chế tài chặt chẽ. 1. Xây dựng nguồn lực quản lý môi trường - Đầu tư cho nguồn nhân lực quản lý môi trường tại Sở Tài nguyên và Môi trường, Ban quản lý Vịnh Hạ Long đảm bảo thực hiện việc giám sát đổ thải. Hiện nay, nguồn nhân lực quản lý môi trường của khu vực còn ít, không thể đảm bảo được một khối lượng công việc lớn trong toàn bộ khu vực. Vì vậy cần dành kinh phí để trả lương và đào tạo cán bộ chuyên trách. Thường xuyên mở các lớp tập huấn cho các cán bộ môi trường nhằm nâng cao năng lực quản lý. Đầu tư cho các cán bộ tham quan học hỏi công tác quản lý môi trường ở các nước phát triển để nâng cao trình độ. - Đầu tư kinh phí cho việc xây dựng hệ thống quan trắc, cảnh báo môi trường và kiểm toán nguồn thải. Hiện tại hệ thống quan trắc môi trường biển quốc gia và địa phương đã được xây dựng, tuy nhiên các thông số còn ít và tần suất quan trắc còn thưa. Ngoài ra cần bổ sung các trạm quan trắc không khí tự động tại các khu công nghiệp, khu dân cư với các bảng tin điện tử nhằm cảnh báo với người dân về nồng độ khí thải. Xây dựng các trạm quan trắc đánh giá nguồn thải từ lục địa đưa ra vịnh phối hợp với các trạm quan trắc thuỷ văn trên các sông đã có để giảm chi phí quan trắc. Tập trung quan trắc hàm lượng chất gây ô nhiễm trong nước và trầm tích tại các khu NTTS. - Xây dựng hệ thống GIS quản lý nguồn thải theo khu vực và theo ngành. Xây dựng cơ sở dữ liệu về tài nguyên môi trường, kinh tế xã hội toàn khu vực giúp cho việc quản lý được thuận tiện. Tập huấn cho các cán bộ quản lý có thể làm chủ các cơ sở dữ liệu và cập nhật những thay đổi liên quan để kịp thời có biện pháp xử lý. 2. Giám sát việc thực hiện nghiêm túc các dự án đánh giá tác động môi trường Hiện nay, theo yêu cầu của lụât bảo vệ môi trường, các dự án đổ thải, san lấp mặt bằng, xây dựng nhà máy v.v. cần phải có báo cáo đánh giá tác động môi trường. 252 Trần Đức Thạnh (Chủ biên), Trần Văn Minh, Cao Thị Thu Trang, Vũ Duy Vĩnh, Trần Anh Tú Tuy nhiên, việc thực hiện đánh giá tác động môi trường không được tuân thủ ở một số dự án (chỉ có khoảng 20-47% dự án san lấp, đổ thải là có đánh giá tác động môi trường) hoặc nhiều dự án chỉ làm cho đúng lệ, qua loa. Vì vậy việc thực hiện nghiêm chỉnh các báo cáo đánh giá tác động môi trường sẽ góp phần cải thiện môi trường trong khu vực. Các báo cáo đánh giá tác động môi trường không những thực hiện khi dự án đã được phê duyệt mà cần phải thực hiện thường xuyên và định kỳ. Nếu dự án không có báo cáo đánh giá tác động môi trường thì nhất định không được thực hiện. Việc theo dõi các dự án và các báo cáo đánh giá tác động môi trường được phụ trách bởi các chuyên viên có kinh nghiệm. Khi có vấn đề môi trường xảy ra liên quan đến các dự án này thì những người này cùng với ban quản lý dự án sẽ phải chịu trách nhiệm giải quyết. Cần có chế tài để xử lý đối với các dự án thực hiện khi chưa có đánh giá tác động môi trường như phạt về kinh tế hoặc các hình thức cao hơn. Đặc biệt, đối với các dự án gây tổn thất môi trường nghiêm trọng, cần có hình thức xử lý nghiêm minh, mang tính răn đe. Luật và quy định của Việt Nam nhiều nhưng việc thực hiện thì chưa tốt. 3. Giám sát và quản lý các nguồn thải gây ô nhiễm môi trường Giải pháp này không mới nhưng việc thực hiện rất khó, bởi lẽ thường thiếu nhân lực, vật lực để có thể giám sát và quản lý các nguồn thải này. Chính vì vậy, cần yêu cầu các doanh nghiệp cử cán bộ phụ trách về môi trường của đơn vị mình chịu trách nhiệm về môi trường của công ty bao gồm môi trường không khí, đất, nước, nước thải v.v. đảm bảo đúng tiêu chuẩn môi trường. Các nhà quản lý môi trường địa phương xây dựng cơ sở dữ liệu các nguồn thải trên toàn bộ địa bàn về hàm lượng chất thải, thể tích và lưu lượng chất thải, đặc tính nước thải của mỗi loại cơ sở sản xuất v.v. để từ đó cấp phép xả thải đối với các cơ sở này. Việc kiểm tra, giám sát các nguồn thải này cần phải được thực hiện nghiêm túc, thường xuyên với sự tham gia của cảnh sát môi trường và của cộng đồng. Thực hiện đóng cửa cơ sở sản xuất nếu có hành vi gian lận trong việc xả thải. Các nguồn thải trước khi thải ra môi trường phải được xử lý đảm bảo nồng độ chất gây ô nhiễm trong tiêu chuẩn môi trường. Trên thực tế, các nhà quản lý môi trường vẫn còn chưa làm tròn trách nhiệm của mình, trong đó có nhiều nguyên nhân như thiếu nhân lực để giám sát, thiếu các công cụ để thực hiện như phòng thí nghiệm và phòng nghiên cứu, thiếu chế tài để có thể đóng cửa các cơ sở gây ô nhiễm môi trường. Trong khi đó, mối liên hệ với các viện nghiên cứu, các trung tâm quan trắc môi trường theo hệ thống Quốc gia còn lỏng lẻo và thiếu cơ chế phối hợp. Ngoài ra, nhiều cơ sở sản xuất là các đơn vị của nhà nước, công ty lớn nên việc kiểm soát càng khó khăn. Nhưng thực hiện tốt việc này tức là đã giảm thiểu đáng kể lượng chất thải vào khu vực vịnh. Trên thế giới, sự tham gia của cộng đồng trong các vấn đề về môi trường rất quan trọng. Cần lắng nghe và tham khảo ý kiến của người dân trong khu vực để phát hiện và giải quyết vấn đề. Sự giám sát của người dân là sự giám sát hiệu quả nhất. Chương VII: ĐỊNH HƯỚNG QUẢN LÝ VÀ BẢO VỆ MÔI TRƯỜNG VỊNH HẠ LONG – BÁI TỬ LONG TỪ GÓC ĐỘ SỨC TẢI MÔI TRƯỜNG 253 4. Quản lý chặt chẽ các phương tiện hoạt động, các công trình xây dựng và neo thả trên mặt biển Hạn chế và tiến tới không cấp phép cho các tàu thuyền vận chuyển khách du lịch và các tàu thuyền đang kinh doanh không được trang bị đầy đủ thiết bị thu gom rác thải đối với chất rắn, cũng như rác thải lỏng. Các chất thải lỏng trên tàu cần được thu gom và xử lý. Nếu tàu có hành vi xả thải trên biển, đình chỉ không cho hoạt động. Để kiểm tra việc xả thải của các tàu có thể gắn các thiết bị theo dõi trên tàu. Không cho phép các tàu bán xăng dầu tự do mua bán trên vịnh. Quy định quy mô của tàu phải đảm bảo độ mớn nước không quá sâu, công suất tàu không quá lớn, có sự hạn chế về tốc độ, như vậy mới giảm khả năng khuấy đục đáy vịnh. Trừ các công trình đặc biệt phục vụ các mục đích quốc phòng, cứu nạn và nghiên cứu khoa học được các cấp có thẩm quyền cho phép, nghiêm cấm mọi hình thức xây dựng, neo đặt các công trình di động hoặc bán di động trên mặt vịnh vì khả năng cản trở giao thông, cản trở hoàn lưu nước, phân tán chất gây ô nhiễm và làm sạch môi trường. Kiên quyết loại bỏ các nhà bè ẩm thực trên mặt nước vịnh. Trào lưu các nhà bè ẩm thực bắt đầu nhà hàng Biển Mơ từ cuối những năm 90 thế kỷ trước. Do chi phí rẻ (khoảng 5 - 20 triệu đồng/bè), các nhà hàng khác cũng đua nhau mọc lên không chỉ dọc theo bờ vịnh, dọc các phường Bạch Đằng, Hồng Hải và Hồng Hà. Hầu hết các nhà bè định vị tại những nơi gần các hang động, kín sóng gió nên thường trao đổi nước kém, khả năng tự làm sạch kém và tạo nên các xóm nhà bè như ở Vạ Giá, Bồ Nâu, Ba Hang, Sửng Sốt và Cửa Vạn v.v. Không chỉ làm hỏng cảnh quan thiên nhiên vịnh, các nhà bè là nguồn thải không kiểm soát các chất gây ô nhiễm và đặc biệt là cản trở hoàn lưu nước, hạn chế phân tán chất gây ô nhiễm trong lòng vịnh. Hiện tại có trên 120 bè neo đậu sai qui định và tất cả các bè này đều không có giấy phép vệ sinh môi trường và đều thải chất thải trực tiếp xuống biển. 5. Quản lý các xóm vạn chài trên mặt vịnh Các làng chài trên vịnh có xu hướng tăng dân số nhanh do cả tăng tự nhiên và tăng cơ học và là nguồn tiềm năng gây ô nhiễm môi trường, đe doạ đa dạng sinh học vịnh. Các xóm vạn chài sống trên biển chiếm tỷ lệ nhỏ trong dân cư, tuy nhiên, lượng chất thải ra lại không hề nhỏ do được xả trực tiếp xuống biển. Các vạn chài thường định cư ở nơi kín sóng gió và hoàn lưu nước kém, dễ thành các tụ điểm ô nhiễm cục bộ. Với mức tăng trưởng dân số như hiện nay, dự báo đến năm 2020, lượng chất thải do các xóm vạn chài xả xuống biển sẽ tăng 1,2 lần. Đối với các cụm dân cư sống thành các vạn chài trên mặt vịnh, theo quan điểm hoàn lưu và phân tán ô nhiễm, không nên tập trung thành các cụm mật độ quá dày và không khuyến khích phương thức sống định cư trên mặt nước. Không nên để mở rộng quy mô các làng chài trên vịnh và nên định cư dần dân vạn chài lên bờ theo lộ trình 40% vào 2015 và 100% vào 2020. Chủ trương từng bước di dời và định cư sinh sống trên bờ mang lại lợi ích bảo vệ môi trường và lợi ích cho chính 254 Trần Đức Thạnh (Chủ biên), Trần Văn Minh, Cao Thị Thu Trang, Vũ Duy Vĩnh, Trần Anh Tú họ. Những kinh nghiệm về quản lý hơn một vạn dân thuỷ diện ở đầm phá Tam Giang Cầu Hai (Thừa Thiên Huế) cho thấy, vấn đề dân vạn chài trên vịnh, nếu lệch về cái nhìn văn hoá mà không chú trọng vấn đề an ninh và môi trường sẽ dẫn đến hậu quả lâu dài, càng để lâu, càng khó giải quyết. Mặc dù, các vạn chài có mang một số nét văn hoá đặc trưng, nhưng không phải là yếu tố truyền thống vì mới chỉ phát sinh trong vài chục năm gần đây. Nếu coi đây là một nét văn hoá địa phương cần bảo tồn thì cần phải có kế hoạch duy trì quy mô hợp lý, ổn định và phải có các giải pháp cụ thể hỗ trợ thu gom để xử lý chất thải; thuyết phục và hỗ trợ kinh phí cho những hộ tình nguyện lên bờ sinh sống, hoặc hỗ trợ xây dựng các khu chung cư cho họ lên bờ. III. HỖ TRỢ TÀI CHÍNH, KỸ THUẬT VÀ TUYÊN TRUYỀN BẢO VỆ MÔI TRƯỜNG 1. Hỗ trợ xây dựng các nhà máy xử lý nước thải tập trung Như đã nêu, nước thải dân cư, nước thải du lịch, chăn nuôi chiếm vai trò đáng kể trong tổng lượng thải của khu vực. Hiện tại trong khu vực mới chỉ có 01 nhà máy xử lý nước thải du lịch ở Bãi Cháy với công suất 2.500m3/ngày đêm, đảm bảo được 10% lượng nước thải của thành phố Hạ Long. Cần thiết phải xây dựng nhà máy xử lý nước thải tập trung với công suất lớn. Nước thải của dân cư đô thị cũng như của khu vực ven biển sẽ được thu gom vào hệ thống cống chung của thành phố và xử lý triệt để trước khi thải ra môi trường. Kinh phí đầu tư xây dựng và vận hành nhà máy sẽ được tỉnh đầu tư. Thực hiện thu phí nước thải của người dân để đầu tư trở lại cho nhà máy. Khuyến khích các doanh nghiệp tư nhân tham gia vào xây dựng các nhà máy xử lý nước thải. 2. Hỗ trợ xây dựng các khu vệ sinh và hệ thống thu gom chất thải, xây dựng các bãi chôn lấp rác thải hợp vệ sinh Các hộ dân ven biển thường là nghèo, thu nhập thấp và đông con. Đời sống vật chất của họ này còn rất khó khăn nên không thể tự trang bị các khu vệ sinh cho gia đình. Vì vậy, nước thải của các hộ gia đình này thường được xả trực tiếp ra các nguồn sông, kênh, mương gần cạnh và đổ ra biển. Các hộ này ngoài việc đi biển còn chăn nuôi gia súc và gia cầm. Nếu chính quyền hỗ trợ các gia đình này xây dựng các khu vệ sinh và hệ thống thu gom chất thải thì sẽ giảm thiểu một lượng lớn chất thải vào vịnh. Ở Việt Nam, chương trình hỗ trợ người dân xây dựng các khu vệ sinh cũng đã được thực hiện ở nhiều nơi với sự giúp đỡ của các dự án và chương trình Liên hiệp quốc. Đây là giải pháp không những giảm thiểu nguồn ô nhiễm mà còn góp phần nâng cao chất lượng cuộc sống của người dân. Vì vậy, ngoài nguồn kinh phí từ bảo vệ môi trường thì có thể kêu gọi các tổ chức phi chính phủ, các dự án vì cộng đồng, các chương trình và các doanh nghiệp tham gia. Hiện tại các bãi rác Đèo Sen và Hà Khẩu đã có dấu hiệu quá tải. Tới năm 2020, Nhà nước đang đầu tư để xây dựng bãi rác Sơn Dương tại Hoành Bồ với diện tích 100ha. Tuy nhiên, từ nay đến khi nhà máy xử lý rác thải mới được thành lập, rác thải Chương VII: ĐỊNH HƯỚNG QUẢN LÝ VÀ BẢO VỆ MÔI TRƯỜNG VỊNH HẠ LONG – BÁI TỬ LONG TỪ GÓC ĐỘ SỨC TẢI MÔI TRƯỜNG 255 sinh hoạt và rác thải công nghiệp vẫn được thải ra hàng ngày. Cần thiết xây dựng những bãi chôn lấp rác với quy mô nhỏ hơn với công nghệ xử lý tiên tiến, giải quyết tình trạng ô nhiễm tại khu vực các bãi rác, nước ngầm và nước mặt khu vực gần cạnh. 3. Đầu tư kinh phí xây dựng các bể lắng tại các khu khai thác than Hoạt động khai thác than đang gây ô nhiễm nước vùng Vịnh Hạ Long - Bái Tử Long trong đó làm gia tăng hàm lượng các kim loại nặng, gia tăng lượng chất rắn lơ lửng trong nước. Vì vậy, để hoạt động khai thác than được hiệu quả và bền vững, các cơ sở, doanh nghiệp khai thác than cần tập trung xây dựng các bể lắng, bể chứa nhằm thu gom các loại nước thải sàng, tuyển trước khi thải ra môi trường. 4. Đẩy mạnh nghiên cứu và ứng dụng khoa học công nghệ cho bảo vệ môi trường Giải pháp này cần được thực hiện bởi các cơ sở sản xuất. Các nhà quản lý môi trường cần đặt ra lộ trình để các cơ sở sản xuất từng bước thay đổi công nghệ sản xuất lạc hậu của mình bằng các công nghệ tiên tiến, ít tiêu hao nhiên liệu, tài nguyên và ít tổn thất đối với môi trường. Tuy nhiên, để các cơ sở sản xuất thực hiện việc chuyển hoá này, các nhà quản lý môi trường cần phải đặt ra các bước với thời hạn nhất định để họ có thời gian thay đổi. Bên cạnh đó phải có các chế tài, buộc đóng cửa các cơ sở không chịu thay đổi thiết bị công nghệ sản xuất. Cần có các chính sách ưu đãi các nhà đầu tư áp dụng công nghệ sản xuất sạch hoặc công nghệ xử lý chất thải trong sản xuất, chế biến, đặc biệt là công nghệ tái sử dụng chất thải nhằm giảm áp lực môi trường do việc đổ thải hoặc chôn lấp chất thải gây ra. Giải pháp công nghệ còn liên quan đến việc xây dựng các nhà máy xử lý rác thải, chất thải bệnh viện, trạm xử lý nước thải v.v. đảm bảo sử dụng công nghệ phù hợp. Muốn vậy trình độ các nhà quản lý môi trường cũng cần được nâng cao thường xuyên để theo kịp với đà phát triển. Tăng cường nghiên cứu kỹ thuật xử lý, tái sử dụng chất thải nguồn lục địa góp phần giảm thiểu ô nhiễm, giải quyết vấn đề tồn đọng chất thải, nâng cao hiệu quả kinh tế và môi trường. Khuyến khích các công nghệ tái sử dụng chất thải, ví dụ chế biến phân vi sinh, tái sử dụng các chất dẻo, sử dụng chất thải rắn làm vật liệu xây dựng, sử dụng bùn đổ thải nạo vét luồng lạch cho san lấp mặt bằng v.v. Khuyến khích nghiên cứu chế tạo hoặc nhập ngoại các công nghệ chế tạo các thiết bị thu gom vật liệu phế thải vệ sinh du khách trên tàu thuyền. Nên tham khảo cách thiết kế nhà vệ sinh di động trong các khu công viên và di sản ở Trung Quốc. Đầu tư kinh phí cho quản lý và nghiên cứu môi trường, tập trung vào các vấn đề sau: - Tập trung tài chính cho nghiên cứu về môi trường, ảnh hưởng của biến đổi khí hậu và các giải pháp khắc phục v.v. Giám sát khả năng chống chịu của các hệ sinh thái, đặc biệt là các hệ sinh thái rừng ngập mặn, rạn san hô và thảm cỏ biển trước những diễn 256 Trần Đức Thạnh (Chủ biên), Trần Văn Minh, Cao Thị Thu Trang, Vũ Duy Vĩnh, Trần Anh Tú biến của môi trường. Nghiên cứu xây dựng bộ chỉ thị sinh học cho ô nhiễm. Theo dõi mức độ tập trung các chất gây ô nhiễm trong nước, trầm tích và sinh vật để cảnh báo các tai biến môi trường, đặc biệt đối với các loài sinh vật có khả năng tích luỹ cao các chất gây ô nhiễm có độc tính. - Xây dựng các phương án ứng cứu sự cố tràn dầu, tràn hoá chất để sẵn sàng đáp ứng khi có sự cố xảy ra trên biển, hạn chế thấp nhất thiệt hại sinh thái đến khu Di sản thiên nhiên thế giới Vịnh Hạ Long. - Đầu tư kinh phí cho việc nghiên cứu sức tải du lịch dựa trên cở sở tài nguyên hiện có của khu vực về bãi cát, bãi tắm, diện tích mặt nước vịnh, sức tải sinh thái, sức tải vật lý, sức tải xã hội v.v. để từ đó có những quy định hoặc biện pháp quản lý phù hợp. 5. Tuyên truyền, giáo dục, nâng cao ý thức bảo vệ môi trường Trước hết phải tạo ra sự chuyển biến tích cực trong nhận thức về chức năng, vai trò của môi trường, khả năng sử dụng khôn khéo tài nguyên và sự cần thiết của việc bảo vệ môi trường, đặc biệt là môi trường nhạy cảm và giầu có tài nguyên như Khu Di sản Kỳ quan Thế giới Vịnh Hạ Long. Các quan chức, lãnh đạo tỉnh cùng các phòng ban môi trường liên quan cần có sự kết hợp chặt chẽ với các tổ chức phi chính phủ để đào tạo, hướng dẫn người dân tham gia gìn giữ và bảo vệ tài nguyên, không khai thác cạn kiệt nguồn lợi. Tăng cường công tác tuyên truyền đối với các cộng đồng dân cư trên biển về ý thức bảo vệ môi trường, nhận thức được “ Bảo vệ môi trường là vấn đề sống còn của đất nước, là nhiệm vụ có tính xã hội sâu sắc”. Xây dựng thói quen, nếp sống văn minh của công dân trong việc tự giác chấp hành luật pháp, các nội quy và quy định trong bảo vệ môi trường. Xây dựng các chương trình tập huấn, tuyên truyền về bảo vệ môi trường thiết thực, đặc trưng cho từng lĩnh vực cụ thể. Ví dụ: chương trình Chứng chỉ sinh thái cho các khách sạn, hệ thống quản lý môi trường ISO 14001, tuyên truyền về chức năng và qui định của các khu bảo tồn, khu di sản thế giới… Sử dụng các pano, biểu ngữ tuyên truyền về các hoạt động bảo vệ môi trường đến tất cả mọi người bao gồm cả khách du lịch, dân cư địa phương, nhóm phục vụ hoạt động du lịch, sao cho dễ nhớ, dễ thực hiện và đem lại hiệu quả cao. 257 TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. Phạm Hải An, 2009. Tính toán dự báo lượng tải vật chất do quá trình xói mòn, rửa trôi và tổng lượng thải vật chất vào Vịnh Hạ Long - Bái Tử Long. Báo cáo chuyên đề thuộc đề tài “Nghiên cứu đánh giá sức tải môi trường và đề xuất các giải pháp quản lý, bảo vệ môi trường Vịnh Hạ Long - Bái Tử Long”. Lưu trữ tại Viện Tài nguyên và Môi trường biển. 2. Nguyễn Tác An (Chủ biên), 2001. Nghiên cứu một số giải pháp kỹ thụât cải thiện chất lượng môi trường để phát triển bền vững nguồn lợi thủy sản và du lịch vùng biển ven bờ Việt Nam. Báo cáo tổng kết đề tài KHCN 06 - 14. Lưu trữ tại Viện Hải dương học. 3. Atkinson MJ, Bilger RW (1992). Effects of water velocity on phosphate uptake in coral reef-flat communities. Limnol Oceanogr 37:273–279. 4. Ban Quản lý Vịnh Hạ Long, 2008. Kết quả quản lý, đón khách tham quan Vịnh Hạ Long tháng 6 năm 2008. Thông tin Di sản Vịnh Hạ Long, Số 35/tháng 6–2008, Tr 18. 5. Baird ME, Atkinson MJ (1997). Measurement and prediction of mass transfer to experimental coral reef communities. Limnol Oceanogr 42:1685–1693. 6. Báo Công an Nhân dân, ngày 13/10/2009. TP. Hạ Long, Quảng Ninh: Nguy cơ ô nhiễm từ các bãi rác. 7. Đỗ Trọng Bình, 1997. Kết quả tính toán năng suất sinh học sơ cấp và hiệu quả sinh thái của thực vật nổi vào mùa khô (tháng 1 năm 1997) tại Vịnh Hạ Long. Tài nguyên và Môi trường biển. T. IV. Nxb. KH&KT. Hà Nội. Tr. 206–213. 8. Đỗ Trọng Bình, 2003. Ứng dụng mô hình MIKE 21 để đánh giá và dự báo thuỷ động lực và chất lượng nước Vịnh Hạ Long. Tuyển tập tài nguyên và môi trường biển. T. IX, Nxb. KH&KT, Hà Nội. Tr. 33-51. 9. Bộ Thuỷ sản, DANIDA/FSPS/SUMA, 2005. Tài liệu hội nghị tập huấn đánh giá tác động môi trường, tổ chức tại Cát Bà từ ngày 4-8/1/2005. 10. Bustamante P, Teyssié JL, Fowler SW, Cotret O, Danis B, Miramand P, Warnau M, 2002. Biokinetics of zinc and cadmium accumulation and depuration at different stages in the life cycle of the cuttlefish Sepia officinalis. Marine Ecology Progress Series, 2002b; 231:167-177. 11. Đỗ Đình Chiến, Vũ Duy Vĩnh, Chu Văn Thuộc, Trần Anh Tú, 2008. Nghiên cứu ứng dụng mô hình sinh thái phục vụ bảo vệ đa dạng sinh học và các hệ sinh thái vùng biển Cát Bà - Hạ Long. Đề tài cấp Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam giai đoạn 2007-2008. 258 Trần Đức Thạnh (Chủ biên), Trần Văn Minh, Cao Thị Thu Trang, Vũ Duy Vĩnh, Trần Anh Tú 12. Carys L. Mitchelmore, E. Alan Verde, Virginia M. Weis, 2009. Uptake and partitioning of copper and cadmium in the coral Pocillopora damicornis. Aquatic Toxicology 85 (2007) 48–56. 13. Chandrkrachang, S., Chinadit, U., Chandayot, P and Supasiri, T., 1991. Profitable spin-offs from shrimp-seaweed polyculture. Infofish International. 6:26-28. 14. Clark, J. R. 1996. Coastal zone management handbook. Lewis Publishers, 694 ps. 15. Nguyễn Chí Công và nnk, 2007. Nghiên cứu cơ sở khoa học đánh giá khả năng tiếp nhận nước thải của nguồn nước, phục vụ công tác cấp phép xả thải. Đề tài cấp Bộ TN&MT. 16. Cục Thống kê tỉnh Quảng Ninh, 2007. Niên giám Thống kê tỉnh Quảng Ninh năm 2006. Nxb. Thống kê, Hà Nội, 2007. 17. Nguyễn Đức Cự, 1998. Hiện trạng mất đất ngập nước triều ở Vịnh Hạ Long và tác động đến môi trường nước. Tài nguyên và Môi trường biển. T. V. Nxb. KH&KT. Hà Nội. Tr. 44-53. 18. Nguyễn Đức Cự, 2006. Tính toán quá trình chuyển hoá các hợp chất dinh dưỡng, hữu cơ trong nước và trầm tích - đề tài nhánh thuộc Đề tài: Nghiên cứu sức chịu tải, khả năng tự làm sạch của một số thuỷ vực nuôi các lồng bè, làm cơ sở phát triển hợp lý nghề nuôi hải sản ven bờ biển Hải Phòng-Quảng Ninh. Lưu trữ tại Viện Nghiên cứu Hải sản. 19. De Casabianca, M. L., M. L., Laugier, T. and Collart, D. 1995. Impact of shellfish farming eutrophication on benthic macrophyte communities in the Thau lagoon, France. Aquaculture International, 5: 301-314. 20. Dellapena, T. M., Kuehl, S. A. and Schaffner, L. C. 1998. Sea-bed mixing and particle residence times in biologically and physically dominated estuarine systems: a comparison of lower Chesapeake bay and the York river sub-estuary. Estuarine, Coastal and Shelf Science, 46(6): 777-795. 21. Donigian, A. S. Jr., 2002. Watershed Model Calibration and Validation: The HSPF Experience. WEF National TMDL Science and Policy, U. S. Environmental Protection Agency, Phoenix, AZ. 22. Dự án HABViệt, 2000. Tập số liệu kết quả quan trắc TVPD và tảo độc hại tại khu vực Hạ Long và Đồ Sơn. Tài liệu lưu trữ tại Viện Tài nguyên và Môi trường biển 23. Nguyễn Tất Đắc, 2005. Mô hình toán cho dòng chảy và chất lượng nước trên hệ thống kênh sông. Nhà xuất bản Nông nghiệp. 24. Edwards, R. Y., and C. D. Fowle, 1974. "The Concept of Carrying Capacity". In Readings in Wildlife Management, edited by J. A. Bailey, W. Elder, and T. D. McKinney. Washington, DC: The Wildlife Society 25. Fenchel, T. (1972). Aspects of decomposer food chains in marine benthos. Verhandl. deutsch. zool. Gesellsch., 65, 14–23. Tài liệu tham khảo 259 26. Four Township Water Resources Council, Inc., 2002. Four Township Environmental Carrying Capacity Study. Project No: 51830106, United State. 27. Gillibrand, P. A. and Turrel, W. R. 1997. The use of simple models in the regulation of the impact of fish farms on water quality in Scottish sea lochs. Aquaculture, 159: 33-46. 28. Gonzales J. A., Gonzales H. J., Saranes R. C. and Tabemal E. T., 1996. River Pollution: An Investigation of the Influence of Aquaculture and other AgroIndustrial Effluents on Commual Waterways. Institute of Aquaculture College of Fisheries, University of the Phillipine in the Visayas. Pp 89. 29. Graeme J. Inglis, Barbara J. Hayden, Alex H. Ross, 2000. An overview of factors affecting the carrying capacity of coastal embayments for mussel culture. NIWA Client Report: CHC00/69 Project No. MFE00505: August 2000. 30. Guangyu Y, Thiruvenkatachari V (2003). Heavy-metal removal froaqueous solution by fungus Mucor rouxii.Water Res. 37: 4486- 4496. 31. Nguyễn Thị Phương Hoa, 2009. Đánh giá, dự báo tải lượng ô nhiễm đưa vào Vịnh Hạ Long - Bái Tử Long. Báo cáo chuyên đề thuộc đề tài “Nghiên cứu đánh giá sức tải môi trường và đề xuất các giải pháp quản lý, bảo vệ môi trường Vịnh Hạ Long – Bái Tử Long”. Lưu trữ tại Viện Tài nguyên và Môi trường biển. 32. Nguyễn Đình Hoè, 1997. Báo cáo chuyên đề: “Tác động của hoạt động khai thác than đến môi trường vùng biển ven bờ thành phố Hạ Long (từ Bãi Cháy đến Cửa Ông)”. Thuộc đề tài “Đánh giá tác động môi trường của hoạt động khai thác than Quảng Ninh”. 33. Phan Nguyên Hồng, 1999. Rừng ngập mặn Việt Nam. Nxb. Nông nghiệp, Hà Nội. 204tr. 34. Houlbreque F., Ferrier-Pages, 2009. C - Heterotrophy in Scleractinian Corals. Biological Reviews. 84(1):1-17. 35. Horriya, K., Hiraano, T., Hosoda, M. and Hirano, T. 1991. Evaluating method of the marine environmental capacity for coastal fisheries and its application to Osaka Bay. Marine Pollution Bulletin. 23: 253-257. 36. Howard, L. S., Brown, B. E., 1984. Heavy metals and reef corals. Mar. Biol. Ann. Rev. 22, 195–210. 37. IMO/FAO/UNESCO/WMO/IAEA/UN/UNEP, 1986. Environment capacity - An approach to Marine Pollution Prevention. Rome, Italia. 38. James R. T and Haven K. E, 1996. Algal bloom probability in a large subtropical lake. Water Resources Bulletin, American Water Resources Association, Vol.32, No.5, pp. 995-1006. 260 Trần Đức Thạnh (Chủ biên), Trần Văn Minh, Cao Thị Thu Trang, Vũ Duy Vĩnh, Trần Anh Tú 39. Japan International Cooperation Agency (JICA), 1999. The study on Environment management for Ha Long Bay. Final report, Volume I, II, III, IV. Reserved at Institute of Environment and Resouces. 40. Jones, A. B. and Preston, N. G. (1996). Bio-filtration of shrimp pond effluent by oysters in a raceway system. World Aquaculture ’96. Book of Abstracts. The 1997 Annual Meeting of Was. 41. Trần Lưu Khanh và nnk, 2006. Nghiên cứu sức tải, khả năng tự làm sạch của một số thuỷ vực nuôi cá lồng bè, làm cơ sở phát triển hợp lý nghề nuôi hải sản ven bờ Hải Phòng - Quảng Ninh. Lưu trữ tại Viện Nghiên cứu Hải sản. 42. Hoàng Vĩnh Khuyến, 2007. Báo cáo chuyên đề “Tổng quan kinh kế - xã hội khu vực Vịnh Hạ Long – Bái Tử Long” thuộc đề tài “Xây dựng mô hình lan truyền chất ô nhiễm cho Vịnh Hạ Long – Bái Tử Long”. Lưu trữ tại Viện TN&MT biển. 43. Kress, N. and Herut, B. 1998. Hypernutrification in the oligotrophic Eastern Mediterranean: a study in Haifa bay (Israel). Estuarine, Coastal and Shelf Science, 46(5): 645-656. 44. Doãn Đình Lâm, Boyd W. E., 2002. Tài liệu về đợt hạ thấp mực nước biển trong Holocen giữa - muộn ở Vịnh Hạ Long. Địa chất, A/270: 1-7. Hà Nội. 45. Trần Đình Lân, 2007. Nghiên cứu sử dụng hợp lý tài nguyên thiên nhiên vùng biển ven bờ Đông Bắc Việt Nam. Luận án Tiến sỹ ngành Địa lý. Đại học Quốc gia Hà Nội. 46. Longdill, P. C., and Black, K. P., 2006. Numerical hydrodynamic modelling: Aquaculture Management Areas. Report for Environment Bay of Plenty, ASR Ltd, P. O. Box 67, Raglan, NZ, and the University of Waikato. 53p. 47. Đỗ Hữu Lực, 2005. Xâm hại Vịnh Hạ Long. Tuổi Trẻ online ngày 25/11/2005. 48. Manickchand-Heileman, S., Soto, L. A. and Escobar, E., 1998. A preliminary model of the continental shelf, South-western Gulf of Mexico. Estuarine, Coastal and Shelf Science, 46(6): 85-899. 49. Muhammad Ubaidullah, Muhammad Javed and Sajid Abdullah, 2004. Impact of Waste Disposal on the Uptake and Accumulation of Heavy Metals in the Planktonic Biomass of the River Ravi. INTERNATIONAL JOURNAL OF AGRICULTURE & BIOLOGY, 1560–8530/2004/06–4–629–632. 50. Mulla D. J and Addiscott T. M., 2000. Calibration and Validation of Water shedScale Models. 51. Nathalie Niquil, Stéphane Pouvreau, Asma Sakka, Louis Legendre, Loana Addessi, Robert Le Borgne, Loïc Charpy and Bruno Delesalle, 2001. Trophic web and carrying capacity in a pearl oyster farming lagoon (Takapoto, French Polynesia). Aquat. Living Resour. 14 (2001) 165-174. Tài liệu tham khảo 261 52. Nguyễn Đăng Ngải, 2008. Đánh giá hiện trạng và dự báo xu hướng biến động của san hô ở khu vực Vịnh Hạ Long – Bái Tử Long. Chuyên đề thuộc đề tài “Nghiên cứu đánh giá sức tải môi trường và đề xuất các giải pháp quản lý, bảo vệ môi trường Vịnh Hạ Long – Bái Tử Long”. Lưu trữ tại Viện TN&MT biển. 53. Trần Văn Nhân, Ngô Thị Nga, 2002. Giáo trình công nghệ xử lý nước thải. Nxb. KHKT, Hà Nội, 2002. 54. Phạm Văn Ninh, Đỗ Ngọc Quỳnh, 1997. Điều kiện khí tượng thủy văn khu vực Vịnh Hạ Long với việc phát triển du lịch. Tuyển tập báo cáo - Hội thảo khoa học “Quy hoạch tổng thể phát triển khu du lịch Hạ Long-Cát Bà đến năm 2010”, Quảng Ninh tháng 4 - 1997. 55. Phạm Văn Ninh (Chủ biên), 1995. Ô nhiễm biển do sông tải ra”. Báo cáo tổng kết đề tài KT 03. 07. Lưu trữ tại Viện Cơ học, Hà Nội. 56. Nippon Koei Co., Ltd, Metocean Co., Ltd, 1999. The study on environmental management for Ha Long Bay. Final Report. 57. Nunes, A. J. P. and Parsons, G. J. 1998. Dynamics of tropical coastal aquaculture systems and the consequences to waste production, World Aquaculture, 29(2): 2737. 58. Padilla J., Castro L., Naz, C., 1997. Evaluation of Economy – Environment Interaction in the Lingayen Gulf Basin: A Partial Area – Based Environmental Acounting Approach. DENR and USAID, Phillipines. 59. Nguyễn Viết Phổ, Vũ Văn Tuấn, Trần Thanh Xuân, 2003. Tài nguyên nước Việt Nam. Viện Khí tượng Thuỷ văn. Nhà xuất bản Nông nghiệp. Hà Nội. 60. Nguyễn Hạnh Quyên, 2007. Nghiên cứu đánh giá môi tường chiến lược dự án quy hoạch sự dụng đất của thành phố Hạ Long và phụ cận đến 2010 trên cơ sở ứng dụng hệ thông tin địa lý. Luận án Tiến sỹ địa lý. Đại học Khoa học Tự nhiên - ĐH Quốc gia Hà Nội. 61. Robertson A. I. and Phillips M. J. 1995. Mangroves as filters of shrimp pond effluent: predictions and biogeochemical research needs. Hydrobiologia 295: 311–321. 62. Ryther, J. H., Goldman, J. C., Gifford, C. E., Huguenins, J. E., Wing, S. E., Charman, J. P., Williams, L. D. and Laponite, B. E., 1995. Physical model of integrated waste recyvling-manure polyculture system. Aquaculture 5:163-177. 63. San Diego-McGlone, M. L, S. V, Smith and V, Nicolas, 2000., Stoichiometric interpretations of C:N:P ratios in organic waste materials. Marine Pollution Bulletin, 40:325-330. 64. Hoàng Doanh Sơn, Vũ Văn Thành, 2000. Sự ảnh hưởng của chất thải trong lưu vực sông phía bắc Cửa Lục tới chất lượng nước Vịnh Hạ Long. Tài nguyên và Môi trường biển. TVII. Nxb. KH&KT. Hà Nội. Tr. 136–145. 262 Trần Đức Thạnh (Chủ biên), Trần Văn Minh, Cao Thị Thu Trang, Vũ Duy Vĩnh, Trần Anh Tú 65. Trần Đức Thạnh, 1998. Lịch sử địa chất Vịnh Hạ Long, Nxb. Thế Giới, BQL Vịnh Hạ Long, Hà Nội, 94 tr. 66. Tran Duc Thanh, Dang Hoai Nhon, Tran Dinh Lan, Nguyen Thi Kim Anh, 2004. An Overview of geological values and sedimentary environment in Ha Long Bay. Marine Resources and Environment. T. XI. Pub. House. Science and Technics. Hanoi. pp. 38–64. 67. Trần Đức Thạnh, Đỗ Đình Chiến, Trần Anh Tú và nnk, 2007. Xây dựng mô hình lan truyền chất ô nhiễm cho Vịnh Hạ Long - Bái Tử Long. Đề tài cấp tỉnh Quảng Ninh. Lưu trữ tại Viện TN&MT biển và Sở KH&CN tỉnh Quảng Ninh. 68. Trần Đức Thạnh, Nguyễn Hữu Cử, Đỗ Công Thung, Đặng Ngọc Thanh, 2008. Vũng vịnh ven bờ Việt Nam và tiềm năng sử dụng. Nxb. Khoa học Tự nhiên và Công nghệ. Hà Nội. 293 trang. 69. Trần Đức Thạnh, 2008. Nguy cơ suy thoái môi trường Vịnh Hạ Long. Địa chất biển Việt Nam và phát triển bền vững. Tuyển tập báo cáo khoa học Hội nghị Khoa học Địa chất biển toàn quốc lần thứ nhất. Hạ Long 9–10/10/2008. Tr. 603–610. 70. Trần Đức Thạnh, Cao Thị Thu Trang, Vũ Duy Vĩnh, Trần Anh Tú và nnk, 2010. Nghiên cứu đánh giá sức tải môi trường và đề xuất các giải pháp quản lý, bảo vệ môi trường Vịnh Hạ Long - Bái Tử Long. Báo cáo Khoa học đề tài cấp tỉnh Quảng Ninh. Lưu trữ tại Viện TN&MT biển. 71. Thủ tướng Chính phủ, 2006. QĐ: 269/2006/QĐ-TTg: “Quyết định Phê duyệt Điều chỉnh, bổ sung Quy hoạch tổng thể phát triển kinh tế - xã hội tỉnh Quảng Ninh đến năm 2010 và định hướng đến năm 2020". 72. Đỗ Công Thung, 2008. Đánh giá hiện trạng và dự báo xu hướng biến động của một số nhóm sinh vật đáy ở khu vực Vịnh Hạ Long – Bái Tử Long. Chuyên đề thuộc đề tài “Nghiên cứu đánh giá sức tải môi trường và đề xuất các giải pháp quản lý, bảo vệ môi trường Vịnh Hạ Long – Bái Tử Long”. Lưu trữ tại Viện TN&MT biển. 73. Đỗ Công Thung (chủ biên), 2009. Đa dạng sinh học Vịnh Hạ Long. Đề tài cấp tỉnh Quảng Ninh giai đoạn 2007-2009. Lưu trữ tại Viện TN&MT biển. 74. Chu Văn Thuộc, Nguyễn Thị Thu, 2008. Đánh giá hiện trạng và dự báo xu hướng biến động của sinh vật phù du ở khu vực Vịnh Hạ Long – Bái Tử Long. Chuyên đề thuộc đề tài “Nghiên cứu đánh giá sức tải môi trường và đề xuất các giải pháp quản lý, bảo vệ môi trường Vịnh Hạ Long – Bái Tử Long”. Lưu trữ tại Viện TN&MT biển. 75. Chu Văn Thuộc và Nguyễn Thị Minh Huyền, 2004. Thực vật phù du vùng biển Bái Tử Long. Báo cáo khoa học chuyên đề của đề tài "Điều tra đa dang sinh học vùng biển Bái Tử Long". Đề tài hợp đồng với tỉnh Quảng Ninh. Lưu trữ tại Viện TN&MT biển. Tài liệu tham khảo 263 76. Nguyễn Ngọc Thụy, 1984. Thủy triều biển Việt Nam. Nxb. KH và KT. Hà Nội. trang 1 - 263. 77. Đàm Đức Tiến, 2008. Đánh giá hiện trạng và dự báo xu hướng biến động của một số nhóm rong, cỏ biển và rừng ngập mặn ở khu vực Vịnh Hạ Long – Bái Tử Long. Chuyên đề thuộc đề tài “Nghiên cứu đánh giá sức tải môi trường và đề xuất các giải pháp quản lý, bảo vệ môi trường Vịnh Hạ Long – Bái Tử Long”. Lưu trữ tại Viện TN & MT biển. 78. Nguyễn Văn Tiến, 2004. Về giá trị đa dạng sinh học ở Vịnh Hạ Long. Tạp chí Di Sản Văn Hoá. N0 8. Hà Nội. 79. Cao Thi Thu Trang, 2004. Pollutants present in the Waters of Ha Long Bay. Marine Resources and Environment. T. XI. Pub. House. Science and Technics. Hanoi. pp. 143-154. 80. Cao Thị Thu Trang, Vũ Thị Lựu và nnk, 2008. Đánh giá khả năng tích tụ và phân tán các chất ô nhiễm vùng cửa sông ven biển Việt Nam. Báo cáo đề tài cấp Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam. Lưu trữ tại Viện TN & MT biển. 81. Cao Thị Thu Trang, Nguyễn Thị Phương Hoa, 2009. Đánh giá sức tải môi trường vùng nước ven đảo Cát Bà phục vụ cho phát triển bền vững. Khoa học và Công nghệ biển - Phụ trương 1-2009, tr. 154-168. 82. Cao Thị Thu Trang, Nguyễn Mạnh Thắng, 2009. Đánh giá khả năng tích tụ các chất ô nhiễm trong vùng cửa sông Cấm - Bạch Đằng. Tài nguyên và Môi trường biển, T. XIV. Nxb. KH & KT, Hà Nội. 83. Cao Thị Thu Trang, Nguyễn Thị Phương Hoa, 2010. Nghiên cứu sức tải môi trường sông Bạch Đằng. Tuyển tập “Hội nghị Khoa học kỷ niệm 35 năm Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam – Hà Nội, ngày 26/10/2010, tr.162-168 84. Cao Thị Thu Trang, Trần Đức Thạnh, Vũ Duy Vĩnh, Vũ Thị Lựu, 2011. Một số đề xuất quản lý và bảo vệ môi trường Vịnh Hạ Long – Bái Tử Long. Tuyển tập báo cáo Hội nghị KH&CN Biển Toàn quốc lần thứ V. Quyển 5: Sinh thái, Môi trường và quản lý biển. Nxb. KHTN&CN. Hà Nội. Tr.457-464. 85. Trevor Telfor & Karen Robinson, 2003. Environmental quality and carrying capacity for aquaculture in Mulroy bay co. Donegal. Marine Environment and Health Series, No.9, 2003. 86. Trần Văn Trị, Trần Đức Thạnh, Waltham Tony, Lê Đức An, Lại Huy Anh, 2003. The Ha Long Bay world heritage: outstanding geological values. J. Geology. Series B, No.22. Hà Nội. 1-18. 87. Lâm Minh Triết, 1995. "Nghiên cứu áp dụng chọn lựa công nghệ xử lý ô nhiễm công nghiệp bảo vệ môi trường". Tuyển tập báo cáo khoa học Bảo vệ môi trường và phát triển bền vững. Tổ chức tại Hà Nội 9/1995 88. Lê Trình, Lê Quốc Hùng, 2004. Môi trường lưu vực sông Đồng Nai. Nxb. Khoa học và Kỹ thuật. Hà Nội. 264 Trần Đức Thạnh (Chủ biên), Trần Văn Minh, Cao Thị Thu Trang, Vũ Duy Vĩnh, Trần Anh Tú 89. Tsutsumi, H. (1995) Impact of fish net pen culture on the benthic environment of a cove in south Japan. Estuaries 18(1A):108-115. 90. Hoàng Dương Tùng, 2004. Sử dụng công cụ toán học đánh giá khả năng chịu tải ô nhiễm Hồ Tây làm cơ sở xây dựng kế hoạch bảo vệ và phát triển Hồ Tây trong tương lai. Luận án tiến sỹ khoa học, Đại học Bách Khoa Hà Nội. 91. Tổng cục Thống kê, 2008. Niên giám thống kê Việt Nam 2007. Nxb. Thống kê, Hà Nội, 2008. 92. Trạm quan trắc Môi trường biển Miền Bắc, 1999-2008. Báo cáo kết quả quan trắc môi trường biển hàng năm. Tài liệu lưu trữ tại Viện Tài nguyên và Môi trường Biển. 93. Trần Anh Tú, 1998. Tính toán quá trình truyền sóng khu vực Vịnh Lan Hạ bằng mô hình MISLOP WAVE. Báo cáo lưu trữ tại Viện TN&MT biển. 94. Tran Anh Tu, 2004. Waves and Currents in Ha Long Bay. Marine Resources and Environment, Tome XI, papers 115-125. Science and Technics Publishing House. 95. Nguyễn Quang Tuấn, 1997. Về vật liệu vụn than trong trầm tích đáy Vịnh Hạ Long. Tài nguyên và Môi trường biển. T. IV. Nxb. KH&KT. Hà Nội. Tr.88–94. 96. Nguyễn Quang Tuấn, 2000. Vật liệu trầm tích lục nguyên trên một số rạn san hô rìa ngoài Vịnh Hạ Long. Tài nguyên và Môi trường biển. T.VII. Nxb, KH&KT. Hà Nội. Tr. 25–34. 97. UBND huyện Vân Đồn, 2008. Báo cáo tình hình phát triển kinh tế - xã hội huyện Vân Đồn. 98. UBND thành phố Hạ Long, 2008. Báo cáo tình hình phát triển kinh tế - xã hội thành phố Hạ Long. 99. UBND tỉnh Quảng Ninh, BQL Vịnh Hạ Long, 2008. Báo cáo ngư dân, di chỉ văn hoá, nuôi trồng thuỷ sản, quan trắc môi trường và đổ thải trong khu Di sản Vịnh Hạ Long. 100. UBND tỉnh Quảng Ninh, 2008. Báo cáo tóm tắt Tình hình kinh tế - xã hội và công tác chỉ đạo điều hành của UBND tỉnh năm 2008, mục tiêu, nhiệm vụ và giải pháp chủ yếu kế hoạch phát triển kinh tế - xã hội năm 2009 (Tài liệu UBND tỉnh báo cáo tại kỳ họp thứ 14, HĐND tỉnh khoá 11). 101. UBND tỉnh Quảng Ninh, 2007. Báo cáo tổng kết “Quy hoạch bảo vệ môi trường vùng Hạ Long - Cẩm Phả - Yên Hưng đến năm 2010 và định hướng đến năm 2020”. Quyển 1, 2 và 3. 102. UNEP, 1984. Pollutants from Land-Based Sources in the Mediterranean. UNEP Regional Seas Reports and Studies No. 32Veron J. E. N., 1986. Corals of Australia and the Indo- Pacific. Argus and Robertson Publ. Sydney, London, p. 1 664. Tài liệu tham khảo 265 103. Venkateswarlu, P. G. Vijaya Durga, N. Chitti Babu and M. Venkateswara Rao, 2008. Biosorption of Zn(II) from an aqueous solution by Erythrina variegata orientalis leaf powder. International Journal of Physical Sciences Vol. 3 (9), pp. 197-204, September, 2008. 104. Vũ Duy Vĩnh, 2006. Ứng dụng mô hình toán mô phỏng quá trình lan truyền dầu khi xảy ra sự cố tràn dầu tại Vịnh Bái Tử Long. Phụ trương Tạp chí KH và CN biển tập 6, Hà Nội, 2006. 105. Vũ Duy Vĩnh, 2007. Mô hình toán nghiên cứu thuỷ động lực và chất lượng nước khu vực Vịnh Bái Tử Long. Tuyển tập tài nguyên và môi trường biển, tập XII, trang 33-51. Nxb. KH&KT, Hà Nội. 106. Vũ Duy Vĩnh, Đỗ Đình Chiến, Trần Anh Tú, 2008. Mô hình 3 chiều nghiên cứu chất lượng nước khu vực Vịnh Hạ Long. Tuyển tập Tài nguyên và Môi trường biển, tập XIII. Nxb. KH&KT, Hà Nội. 107. Vụ Thống kê tổng hợp, Tổng cục Thống kê, 2006. Tư liệu kinh tế xã hội 671 huyện, quận, thị xã, thành phố thuộc tỉnh Việt Nam. Nxb. Thống kê, 2006. 108. Wischmeier, W. H. and D. O. Smith. 1978. Predicting rainfall erosion losses: a guide to conservation planning. USDA Agric. Hand. No. 282. Superintendent of Documents, U. S. Gov. Printing Office, Washington, DC. 58p. 109. WL|Delft Hydraulics, 1999. Delft3D-FLOW User Manual Version 3.05, Delft3D- Waq User Manual Version 3.01, Delft3D-Part User Manual Version 1.0 WL| Delft Hydraulics, Delft, Netherlands. 110. Nguyễn Huy Yết, Lưu Văn Diệu, Nguyễn Đăng Ngải, Lăng Văn Kẻn, 2000. Sự suy thoái hệ sinh thái san hô Vịnh Hạ Long – Cát Bà trong thời gian gần đây. Tài nguyên và Môi trường biển. Tập VII. Nxb. KH&KT. Hà Nội. Tr. 146–169. 267 PHỤ LỤC MỘT SỐ KẾT QUẢ MÔ HÌNH CHẤT LƯỢNG NƯỚC VÀ KHẢ NĂNG BỒI LẮNG TRẦM TÍCH ĐÁY VỊNH HẠ LONG – BÁI TỬ LONG PHỤ LỤC A. MÔ HÌNH CHẤT LƯỢNG NƯỚC VÀ SINH THÁI 10 3 6 distance (m) → 2.35 x 10 Chemical oxygen demand COD (gO (gO2/m3) 2/m ) 10-Oct-2008 08:00:00 9 8 2.34 7 2.33 6 2.32 5 2.31 4 2.3 3 2 2.29 6.8 7 7.2 7.4 distance (m) → 7.6 7.8 5 x 10 1 0 Hình A1. Phân bố hàm lượng COD ở khu vực Vịnh Hạ Long – Bái Tử Long vào kỳ triều cường - lúc triều lên, mùa mưa, năm 2008. 10 3 6 distance (m) → 2.35 x 10 Chemical oxygen demand COD (gO (gO2/m3) 2/m ) 10-Oct-2008 20:00:00 9 8 2.34 7 2.33 6 2.32 5 2.31 4 2.3 3 2.29 6.8 2 7 7.2 7.4 distance (m) → 7.6 7.8 5 x 10 1 0 Hình A2. Phân bố hàm lượng COD ở khu vực Vịnh Hạ Long – Bái Tử Long vào kỳ triều cường - lúc triều xuống, mùa mưa, năm 2008. 268 Trần Đức Thạnh (Chủ biên), Trần Văn Minh, Cao Thị Thu Trang, Vũ Duy Vĩnh, Trần Anh Tú 7 3 6 2.35 x 10 Chemical oxygen demand COD (gO (gO2/m3) 2/m ) 10-Jan-2009 06:00:00 6 distance (m) → 2.34 5 2.33 4 2.32 3 2.31 2 2.3 2.29 6.8 7 7.2 7.4 distance (m) → 7.6 7.8 1 5 x 10 0 Hình A3. Phân bố của COD ở khu vực Vịnh Hạ Long - Bái Tử Long kỳ triều cường – lúc triều lên, mùa khô, năm 2009. 7 6 2.35 x 10 3 Chemical oxygen demand COD (gO (gO2/m3) 2/m ) 10-Jan-2009 19:00:00 6 distance (m) → 2.34 5 2.33 4 2.32 3 2.31 2 2.3 2.29 6.8 7 7.2 7.4 distance (m) → 7.6 7.8 1 5 x 10 0 Hình A4. Phân bố của COD ở khu vực Vịnh Hạ Long - Bái Tử Long kỳ triều cường – lúc triều xuống, mùa khô, năm 2009. 269 PHỤ LỤC 2 3 BOD5 (gO (gO2/m3) 2/m ) 10-Oct-2008 08:00:00 6 distance (m) → 2.35 x 10 1.8 1.6 2.34 1.4 2.33 1.2 2.32 1 2.31 0.8 2.3 0.6 0.4 2.29 6.8 7 7.2 7.4 distance (m) → 7.6 7.8 5 x 10 0.2 0 Hình A5. Phân bố của BOD5 ở khu vực Vịnh Hạ Long - Bái Tử Long kỳ triều cường – lúc triều lên, mùa mưa, năm 2008 2 3 BOD5 (gO (gO2/m3) 2/m ) 10-Oct-2008 20:00:00 6 distance (m) → 2.35 x 10 1.8 1.6 2.34 1.4 2.33 1.2 2.32 1 2.31 0.8 2.3 0.6 2.29 6.8 0.4 7 7.2 7.4 distance (m) → 7.6 7.8 5 x 10 0.2 0 Hình A6. Phân bố của BOD5 ở khu vực Vịnh Hạ Long - Bái Tử Long kỳ triều cường – lúc triều xuống, mùa mưa, năm 2008 270 Trần Đức Thạnh (Chủ biên), Trần Văn Minh, Cao Thị Thu Trang, Vũ Duy Vĩnh, Trần Anh Tú 2 3 BOD5 (gO (gO2/m3) 2/m ) 10-Jan-2009 06:00:00 6 distance (m) → 2.35 x 10 1.8 1.6 2.34 1.4 2.33 1.2 2.32 1 2.31 0.8 2.3 0.6 0.4 2.29 6.8 7 7.2 7.4 distance (m) → 7.6 7.8 5 x 10 0.2 0 Hình A7. Phân bố của BOD5 ở khu vực Vịnh Hạ Long - Bái Tử Long kỳ triều cường – lúc triều lên, mùa khô, năm 2009 2 3 (gO2/m ) BOD5 (gO2/m3) 10-Jan-2009 19:00:00 6 distance (m) → 2.35 x 10 1.8 1.6 2.34 1.4 2.33 1.2 2.32 1 2.31 0.8 2.3 0.6 2.29 6.8 0.4 7 7.2 7.4 distance (m) → 7.6 7.8 5 x 10 0.2 0 Hình A8. Phân bố của BOD5 ở khu vực Vịnh Hạ Long - Bái Tử Long kỳ triều cường – lúc triều xuống, mùa khô, năm 2009 271 PHỤ LỤC 3 4) (gN 2/m ) Ammonium (NH (NH4) (gN/m3) 10-Oct-2008 20:00:00 6 2.35 x 10 0.25 2.34 distance (m) → 0.2 2.33 0.15 2.32 2.31 0.1 2.3 2.29 6.8 7 7.2 7.4 distance (m) → 7.6 7.8 0.05 5 x 10 0 NH4+ Hình A9. Phân bố hàm lượng ở khu vực Vịnh Hạ Long - Bái Tử Long kỳ triều cường - lúc triều xuống, mùa mưa, năm 2008 3 4) (gN 2/m ) Ammonium (NH (NH4) (gN/m3) 10-Oct-2008 08:00:00 6 2.35 x 10 0.25 2.34 distance (m) → 0.2 2.33 0.15 2.32 2.31 0.1 2.3 2.29 6.8 7 7.2 7.4 distance (m) → 7.6 7.8 0.05 5 x 10 0 NH4+ Hình A10. Phân bố hàm lượng ở khu vực Vịnh Hạ Long - Bái Tử Long kỳ triều cường - lúc triều lên, mùa mưa, năm 2008 272 Trần Đức Thạnh (Chủ biên), Trần Văn Minh, Cao Thị Thu Trang, Vũ Duy Vĩnh, Trần Anh Tú 3 4) (gN 2/m ) Ammonium (NH (NH4) (gN/m3) 10-Jan-2009 19:00:00 6 2.35 x 10 0.25 2.34 distance (m) → 0.2 2.33 0.15 2.32 2.31 0.1 2.3 2.29 6.8 7 7.2 7.4 distance (m) → 7.6 7.8 0.05 5 x 10 0 Hình A11. Phân bố hàm lượng NH4+ ở khu vực Vịnh Hạ Long - Bái Tử Long kỳ triều cường - lúc triều xuống, mùa khô, năm 2009 3 4) (gN 2/m ) Ammonium (NH (NH4) (gN/m3) 10-Jan-2009 06:00:00 6 2.35 x 10 0.25 2.34 distance (m) → 0.2 2.33 0.15 2.32 2.31 0.1 2.3 2.29 6.8 7 7.2 7.4 distance (m) → 7.6 7.8 0.05 5 x 10 0 NH4+ Hình A12. Phân bố hàm lượng ở khu vực Vịnh Hạ Long - Bái Tử Long kỳ triều cường - lúc triều lên, mùa khô, năm 2009 273 PHỤ LỤC 3 ) 3) (gN/m Nitrate (NO (NO3) (gN/m3) 10-Oct-2008 20:00:00 6 2.35 x 10 0.3 distance (m) → 2.34 0.25 2.33 0.2 2.32 0.15 2.31 0.1 2.3 2.29 6.8 7 7.2 7.4 distance (m) → 7.6 7.8 0.05 5 x 10 0 NO3- Hình A13. Phân bố hàm lượng ở khu vực Hạ Long - Bái Tử Long kỳ triều cường lúc triều xuống, mùa mưa, năm 2008 3 ) 3) (gN/m Nitrate (NO (NO3) (gN/m3) 10-Oct-2008 08:00:00 6 2.35 x 10 0.3 distance (m) → 2.34 0.25 2.33 0.2 2.32 0.15 2.31 0.1 2.3 2.29 6.8 7 7.2 7.4 distance (m) → 7.6 7.8 0.05 5 x 10 0 Hình A14. Phân bố hàm lượng NO3- ở khu vực Hạ Long - Bái Tử Long kỳ triều cường lúc triều lên, mùa mưa, năm 2008 274 Trần Đức Thạnh (Chủ biên), Trần Văn Minh, Cao Thị Thu Trang, Vũ Duy Vĩnh, Trần Anh Tú 3 ) 3) (gN/m Nitrate (NO (NO3) (gN/m3) 10-Jan-2009 19:00:00 6 2.35 x 10 0.3 distance (m) → 2.34 0.25 2.33 0.2 2.32 0.15 2.31 0.1 2.3 2.29 6.8 7 7.2 7.4 distance (m) → 7.6 7.8 0.05 5 x 10 0 Hình A15. Phân bố hàm lượng NO3- ở khu vực Hạ Long - Bái Tử Long kỳ triều cường – lúc triều xuống, mùa khô, năm 2009 3 3) (gN/m ) Nitrate (NO (NO3) (gN/m3) 10-Jan-2009 06:00:00 6 2.35 x 10 0.3 distance (m) → 2.34 0.25 2.33 0.2 2.32 0.15 2.31 0.1 2.3 2.29 6.8 7 7.2 7.4 distance (m) → 7.6 7.8 0.05 5 x 10 0 Hình A16. Phân bố hàm lượng NO3- ở khu vực Hạ Long - Bái Tử Long kỳ triều cường lúc triều lên, mùa khô, năm 2009 275 PHỤ LỤC 0.05 3 ) Ortho-Phosphate (PO (PO4) (gP/m3) 4) (gP/m 10-Oct-2008 20:00:00 6 distance (m) → 2.35 x 10 0.045 0.04 2.34 0.035 2.33 0.03 2.32 0.025 2.31 0.02 2.3 0.015 0.01 2.29 6.8 7 7.2 7.4 distance (m) → 7.6 7.8 5 x 10 0.005 0 PO43- Hình A17. Phân bố hàm lượng ở khu vực Hạ Long - Bái Tử Long kỳ triều cường - lúc triều xuống, mùa mưa, năm 2008 0.05 3 Ortho-Phosphate (PO4) (gP/m3) (PO4) (gP/m ) 10-Oct-2008 08:00:00 6 distance (m) → 2.35 x 10 0.045 0.04 2.34 0.035 2.33 0.03 2.32 0.025 2.31 0.02 2.3 0.015 2.29 6.8 0.01 7 7.2 7.4 distance (m) → 7.6 7.8 5 x 10 0.005 0 Hình A18. Phân bố hàm lượng PO43- ở khu vực Hạ Long - Bái Tử Long kỳ triều cường - lúc triều lên, mùa mưa, năm 2008 276 Trần Đức Thạnh (Chủ biên), Trần Văn Minh, Cao Thị Thu Trang, Vũ Duy Vĩnh, Trần Anh Tú 0.05 3 Ortho-Phosphate (PO4) (gP/m3) (PO4) (gP/m ) 10-Jan-2009 19:00:00 6 distance (m) → 2.35 x 10 0.045 0.04 2.34 0.035 2.33 0.03 2.32 0.025 2.31 0.02 2.3 0.015 0.01 2.29 6.8 7 7.2 7.4 distance (m) → 7.6 7.8 5 x 10 0.005 0 Hình A19. Phân bố hàm lượng PO4 ở khu vực Hạ Long - Bái Tử Long kỳ triều cường – lúc triều xuống, mùa khô, năm 2009 0.05 3 Ortho-Phosphate (PO (PO4) (gP/m3) ) 4) (gP/m 10-Jan-2009 06:00:00 6 distance (m) → 2.35 x 10 0.045 0.04 2.34 0.035 2.33 0.03 2.32 0.025 2.31 0.02 2.3 0.015 2.29 6.8 0.01 7 7.2 7.4 distance (m) → 7.6 7.8 5 x 10 0.005 0 Hình A20. Phân bố hàm lượng PO43- ở khu vực Hạ Long - Bái Tử Long kỳ triều cường lúc triều lên, mùa khô, năm 2009 277 PHỤ LỤC (a) (b) Hình A33. Hàm lượng Pb (mg/l) trong nước tầng mặt khu vực Vịnh Hạ Long – Bái Tử Long (a - triều xuống, mùa mưa 2006; b - triều xuống - mùa khô 2007) 278 Trần Đức Thạnh (Chủ biên), Trần Văn Minh, Cao Thị Thu Trang, Vũ Duy Vĩnh, Trần Anh Tú (a) (b) Hình A34. Dự báo hàm lượng Pb (mg/l) trong nước tầng mặt khu vực Vịnh Hạ Long Bái Tử Long (a - triều xuống, mùa mưa 2015; b - triều xuống - mùa khô 2015) 279 PHỤ LỤC (a) (b) Hình A35. Hàm lượng Cd (mg/l) trong nước tầng mặt khu vực Vịnh Hạ Long - Bái Tử Long (a - triều xuống, mùa mưa 2006; b - triều xuống - mùa khô 2007) 280 Trần Đức Thạnh (Chủ biên), Trần Văn Minh, Cao Thị Thu Trang, Vũ Duy Vĩnh, Trần Anh Tú Hình A36. Dự báo hàm lượng Cd (mg/l) trong nước tầng mặt khu vực Vịnh Hạ Long Bái Tử Long (a - triều xuống, mùa mưa 2015; b - triều xuống - mùa khô 2015) 281 PHỤ LỤC (a) (b) Hình A37. Hàm lượng As (mg/l) trong nước tầng mặt khu vực Vịnh Hạ Long - Bái Tử Long (a - triều xuống, mùa mưa 2006; b - triều xuống - mùa khô 2007) 282 Trần Đức Thạnh (Chủ biên), Trần Văn Minh, Cao Thị Thu Trang, Vũ Duy Vĩnh, Trần Anh Tú (a) (b) Hình A38. Dự báo hàm lượng As (mg/l) trong nước tầng mặt khu vực Vịnh Hạ Long Bái Tử Long (a - triều xuống, mùa mưa 2015; b - triều xuống - mùa khô 2015) 283 PHỤ LỤC 2 (gC/m /day) net primary production (gC/m2/day) 10-Oct-2008 08:00:00 6 2.335 x 10 0.16 0.14 2.33 0.12 distance (m) → 2.325 2.32 0.1 2.315 0.08 2.31 0.06 2.305 2.3 0.04 2.295 0.02 2.29 6.9 7 7.1 7.2 7.3 distance (m) → 7.4 7.5 5 0 x 10 Hình A21. Năng suất sơ cấp tinh của thực vật nổi ở Vịnh Hạ Long - Bái Tử Long trong kỳ triều cường - lúc triều lên, mùa mưa, năm 2008. 2 (gC/m /day) net primary production (gC/m2/day) 10-Oct-2008 20:00:00 6 2.335 x 10 0.16 0.14 2.33 0.12 distance (m) → 2.325 2.32 0.1 2.315 0.08 2.31 0.06 2.305 2.3 0.04 2.295 2.29 6.9 0.02 7 7.1 7.2 7.3 distance (m) → 7.4 7.5 5 x 10 0 Hình A22. Năng suất sơ cấp tinh của thực vật nổi ở Vịnh Hạ Long - Bái Tử Long trong kỳ triều cường - lúc triều xuống, mùa mưa, năm 2008. 284 Trần Đức Thạnh (Chủ biên), Trần Văn Minh, Cao Thị Thu Trang, Vũ Duy Vĩnh, Trần Anh Tú 2 net primary production (gC/m2/day) (gC/m /day) 10-Jan-2009 06:00:00 6 distance (m) → 2.335 x 10 0.22 0.2 2.33 0.18 2.325 0.16 2.32 0.14 2.315 0.12 2.31 0.1 2.305 0.08 2.3 0.06 2.295 0.04 2.29 6.9 7 7.1 7.2 7.3 distance (m) → 7.4 7.5 0.02 5 x 10 Hình A23. Năng suất sơ cấp tinh của thực vật nổi ở Vịnh Hạ Long - Bái Tử Long trong kỳ triều cường - lúc triều lên, mùa khô, năm 2009 2 (gC/m /day) net primary production (gC/m2/day) 10-Jan-2009 19:00:00 6 distance (m) → 2.335 x 10 0.22 0.2 2.33 0.18 2.325 0.16 2.32 0.14 2.315 0.12 2.31 0.1 2.305 0.08 2.3 0.06 2.295 0.04 2.29 6.9 7 7.1 7.2 7.3 distance (m) → 7.4 7.5 0.02 5 x 10 Hình A24. Năng suất sơ cấp tinh của thực vật nổi ở Vịnh Hạ Long - Bái Tử Long trong kỳ triều cường - lúc triều xuống, mùa khô, năm 2009 285 PHỤ LỤC 3 Chlorophyll-a concentration (mg/m3) (mg/m ) 10-Oct-2008 08:00:00 6 2.335 x 10 9 8 2.33 7 distance (m) → 2.325 6 2.32 2.315 5 2.31 4 2.305 3 2.3 2 2.295 1 2.29 6.9 7 7.1 7.2 7.3 distance (m) → 7.4 7.5 5 x 10 Hình A25. Phân bố Chlorophyll-a ở Vịnh Hạ Long - Bái Tử Long trong kỳ triều cường - lúc triều lên, mùa mưa, năm 2008. 3 (mg/m ) Chlorophyll-a concentration (mg/m3) 10-Oct-2008 20:00:00 6 2.335 x 10 10 9 2.33 8 distance (m) → 2.325 7 2.32 2.315 6 2.31 5 2.305 4 2.3 3 2.295 2 2.29 6.9 1 7 7.1 7.2 7.3 distance (m) → 7.4 7.5 5 x 10 Hình A26. Phân bố Chlorophyll-a ở Vịnh Hạ Long - Bái Tử Long trong kỳ triều cường - lúc triều xuống, mùa mưa, năm 2008. 286 Trần Đức Thạnh (Chủ biên), Trần Văn Minh, Cao Thị Thu Trang, Vũ Duy Vĩnh, Trần Anh Tú 3 (mg/m ) Chlorophyll-a concentration (mg/m3) 10-Jan-2009 06:00:00 6 distance (m) → 2.335 x 10 12 2.33 11 2.325 10 2.32 9 2.315 8 2.31 7 2.305 6 2.3 5 2.295 4 2.29 6.9 7 7.1 7.2 7.3 distance (m) → 7.4 7.5 3 5 x 10 Hình A27. Phân bố Chlorophyll-a ở Vịnh Hạ Long - Bái Tử Long trong kỳ triều cường - lúc triều lên, mùa khô, năm 2009. 3 Chlorophyll-a concentration (mg/m3) (mg/m ) 10-Jan-2009 19:00:00 6 2.335 x 10 12 2.33 10 distance (m) → 2.325 2.32 8 2.315 6 2.31 2.305 4 2.3 2.295 2.29 6.9 2 7 7.1 7.2 7.3 distance (m) → 7.4 7.5 5 x 10 Hình A28. Phân bố Chlorophyll-a ở Vịnh Hạ Long - Bái Tử Long trong kỳ triều cường lúc triều xuống, mùa khô, năm 2009. 287 PHỤ LỤC 2 (gC/m /day) net primary production (gC/m2/day) 15-Sep-2020 10:00:00 6 2.335 x 10 0.11 0.1 2.33 0.09 2.325 distance (m) → 0.08 2.32 0.07 2.315 0.06 2.31 0.05 2.305 0.04 2.3 0.03 2.295 0.02 2.29 6.9 7 7.1 7.2 7.3 distance (m) → 7.4 7.5 0.01 5 x 10 Hình A29. Dự báo năng suất sơ cấp tinh của thực vật nổi ở Vịnh Hạ Long - Bái Tử Long trong kỳ triều cường - lúc triều lên, năm 2020. 2 net primary production (gC/m2/day (gC/m /day) ) 14-Sep-2020 22:00:00 6 2.335 x 10 0.12 2.33 0.1 distance (m) → 2.325 0.08 2.32 2.315 0.06 2.31 2.305 0.04 2.3 2.295 2.29 6.9 0.02 7 7.1 7.2 7.3 distance (m) → 7.4 7.5 5 x 10 0 Hình A30. Dự báo năng suất sơ cấp tinh của thực vật nổi ở Vịnh Hạ Long - Bái Tử Long trong kỳ triều cường - lúc triều xuống, năm 2020. 288 Trần Đức Thạnh (Chủ biên), Trần Văn Minh, Cao Thị Thu Trang, Vũ Duy Vĩnh, Trần Anh Tú 2 /day) net primary production (gC/m (gC/m2/day) 08-Sep-2020 12:00:00 6 2.335 x 10 0.12 2.33 0.1 distance (m) → 2.325 0.08 2.32 2.315 0.06 2.31 2.305 0.04 2.3 2.295 0.02 2.29 6.9 7 7.1 7.2 7.3 distance (m) → 7.4 7.5 5 x 10 Hình A31. Dự báo năng suất sơ cấp tinh của thực vật nổi ở Vịnh Hạ Long - Bái Tử Long trong kỳ triều kém - lúc triều lên, năm 2020. 2 (gC/m /day) net primary production (gC/m2/day) 08-Sep-2020 21:00:00 6 2.335 x 10 0.12 2.33 0.1 distance (m) → 2.325 0.08 2.32 2.315 0.06 2.31 2.305 0.04 2.3 2.295 2.29 6.9 0.02 7 7.1 7.2 7.3 distance (m) → 7.4 7.5 5 x 10 Hình A32. Dự báo năng suất sơ cấp tinh của thực vật nổi ở Vịnh Hạ Long - Bái Tử Long trong kỳ triều kém - lúc triều xuống, năm 2020. 289 PHỤ LỤC PHỤ LỤC B. PHÂN BỐ TRẦM TÍCH LƠ LỬNG VÀ XÁC XUẤT BỒI LẮNG TRẦM TÍCH ĐÁY VỊNH HẠ LONG – BÁI TỬ LONG (a) (b) Hình B1. Phân bố trầm tích lơ lửng tầng mặt khu vực Vịnh Hạ Long - Bái Tử Long, mùa mưa (a - triều lên; b - triều xuống) 290 Trần Đức Thạnh (Chủ biên), Trần Văn Minh, Cao Thị Thu Trang, Vũ Duy Vĩnh, Trần Anh Tú (a) (b) Hình B2. Phân bố trầm tích lơ lửng tầng mặt khu vực Vịnh Hạ Long –Bái Tử Long, mùa mưa, trường hợp không có khai thác than (a - triều lên; b - triều xuống) 291 PHỤ LỤC (a) (b) Hình B3. Phân bố trầm tích lơ lửng tầng mặt khu vực Vịnh Hạ Long –Bái Tử Long, mùa khô (a - triều lên; b - triều xuống) 292 Trần Đức Thạnh (Chủ biên), Trần Văn Minh, Cao Thị Thu Trang, Vũ Duy Vĩnh, Trần Anh Tú (a) (b) Hình B4. Phân bố trầm tích lơ lửng tầng mặt khu vực Vịnh Hạ Long –Bái Tử Long, mùa khô, trường hợp không có khai thác than (a - triều lên; b - triều xuống) 293 PHỤ LỤC (a) (b) Hình B5. Phân bố xác xuất bồi lắng trầm tích khu vực Vịnh Hạ Long – Bái Tử Long kỳ triều cường, mùa khô (a-có khai thác than; b- không có khai thác than) 294 Trần Đức Thạnh (Chủ biên), Trần Văn Minh, Cao Thị Thu Trang, Vũ Duy Vĩnh, Trần Anh Tú (a) (b) Hình B6. Phân bố xác xuất bồi lắng trầm tích khu vực Vịnh Hạ Long – Bái Tử Long kỳ triều cường, mùa mưa (a-có khai thác than; b- không có khai thác than) 295 PHỤ LỤC (a) (b) Hình B7. Dự báo phân bố trầm tích lơ lửng tầng mặt khu vực Vịnh Hạ Long – Bái Tử Long khi tăng tải lượng thải do khai thác khoáng sản, mùa mưa (a- triều lên; b - triều xuống) 296 Trần Đức Thạnh (Chủ biên), Trần Văn Minh, Cao Thị Thu Trang, Vũ Duy Vĩnh, Trần Anh Tú (a) (b) Hình B8. Dự báo phân bố trầm tích lơ lửng tầng mặt khu vực Vịnh Hạ Long – Bái Tử Long khi tăng tải lượng thải do khai thác khoáng sản, mùa khô (a- triều lên; b - triều xuống) 297 PHỤ LỤC (a) (b) Hình B9. Dự báo phân bố xác xuất bồi lắng trầm tích khu vực Vịnh Hạ Long – Bái Tử Long trong kỳ triều cường (a - mùa mưa; b - mùa khô)