Đánh giá nhanh tải lượng ô nhiễm môi trường trên cơ sở sử dụng đất ở lưu vực sông Công tỉnh Thái Nguyên

Đánh giá nhanh tải lượng ô nhiễm môi trường (TLMT) giúp cho việc xác định về nguồn thải và chất thải có tác động đến môi trường nước ở mỗi lưu vực sông, hồ đã được nhiều tổ chức trên thế giới và ở Việt Nam tiến hành. Tuy nhiên, việc đánh giá nhanh TLMT được sử dụng thông qua nhiều phương pháp khác nhau, nghiên cứu này được tiến hành thông qua cách tính toán TLMT trên 4 loại hình sử dụng đất (đất lúa, đất trồng cây hàng năm khác, đất trồng cây lâu năm, đất sản xuất công nghiệp) ở lưu vực sông Công của tỉnh Thái Nguyên. Kết quả tính toán cho thấy, tổng TLMT (COD, BOD5, T_N, T_P, TSS) trên lưu vực có sự gia tăng mạnh trong giai đoạn 2010 - 2020, trong đó nhóm đất sản xuất công nghiệp có tổng tải lượng phát thải lớn nhất trong 4 nhóm đất.

1. Đặt vấn đề

Quy hoạch tổng thể phát triển KT-XH tỉnh Thái Nguyên đến năm 2020 được Thủ tướng Chính phủ phê duyệt ngày 04/05/2007 [4], đã định hướng tăng trưởng GDP bình quân với tỷ trọng ngành công nghiệp đạt 47 - 48%; xây dựng và dịch vụ đạt 42 - 43%; nông lâm thủy sản đạt 9 - 10% vào năm 2020. Để đạt được các mục tiêu phát triển kinh tế trên, tỉnh Thái Nguyên đã tiến hành triển khai đồng loạt nhiều quy hoạch ngành, quy hoạch lĩnh vực trong giai đoạn 2010-2020 tầm nhìn 2030. Việc triển khai thực hiện các quy hoạch trong những năm qua, là nguyên nhân dẫn đến biến đổi sử dụng đất diễn ra rất mạnh ở hầu khắp các địa phương trong tỉnh, trong đó có các địa phương trên lưu vực sông Công, nơi tập trung nhiều hoạt động sản xuất nông lâm nghiệp, công nghiệp, dịch vụ và du lịch trọng điểm của tỉnh.

Việc chuyển đổi mục đích sử dụng giữa các nhóm đất đã làm thay đổi về nhu cầu sử dụng nước, đồng thời cũng làm thay đổi đến tải lượng các chất gây ô nhiễm môi trường nước trên lưu vực sông Công.

Chính vì vậy, nghiên cứu đánh giá tải lượng các chất gây ô nhiễm môi trường trên cơ sở sử dụng đất ở lưu vực sông Công được tiến hành, nhằm giúp các cơ quan quản lý, nhà khoa học có tài liệu tham khảo trong công tác quản lý, nghiên cứu về sử dụng đất và môi trường nước trên địa bàn lưu vực

2. Phương pháp nghiên cứu

2.1. Phương pháp kế thừa tài liệu.

Bản đồ hiện trạng và quy hoạch sử dụng đất năm 2010; 2015; 2020; Báo cáo quy hoạch sử dụng đất của các địa phương trên lưu vực sông Công giai đoạn 2010 – 2020 tầm nhìn 2030; Báo cáo quy hoạch phát triển kinh tế xã hội; Báo cáo quy hoạch nông nghiệp và phát triển nông thôn; Báo cáo quy hoạch phát triển công nghiệp của tỉnh Thái Nguyên.

2.2. Phương pháp đánh giá tải lượng các chất gây ô nhiễm môi trường

2.2.1. Tải lượng ô nhiễm từ diện tích đất sản xuất nông nghiệp

Để tính toán TLMT từ diện tích nhóm đất sản xuất nông nghiệp bao gồm: Đất trồng lúa (LUA), đất trồng cây hàng năm khác (HNK) và đất trồng cây lâu năm (CLN), nghiên cứu sử dụng phương pháp tính TLMT trên diện tích loại đất nhân với đơn vị gốc. Trong đó, đơn vị gốc tiêu biểu được kế thừa từ hướng dẫn áp dụng hệ thống kiểm soát tổng tải lượng ô nhiễm (TPLCS) của Cục Quản lý môi trường, Bộ Môi trường Nhật Bản, cụ thể qua công thức (1) và bảng 1.

Qi = Si × Ei (1)

Trong đó:

- Qi là tải lượng ô nhiễm phát sinh từ loại đất i (kg/năm).

- Si là diện tích nhóm đất i (ha).

- Ei là hệ số phát thải của nhóm đất i (kg/ha/năm).

Bảng 1: Hệ số phát thải từ đất sản xuất nông nghiệp (Đơn vị: kg/ha/năm)

2.2.2. Tải lượng ô nhiễm từ diện tích đất sản xuất công nghiệp

TLMT từ đất sản xuất công nghiệp (SKK) được tính dựa trên cơ sở tiêu chuẩn cấp nước trung bình của Bộ Xây dựng là 45 m3/ha/ngày.đêm [1]. Lưu lượng nước thải công nghiệp sẽ được tính bằng 70% so với lượng nước cấp đầu vào [2], nồng độ các chất ô nhiễm được tính theo nồng độ trung bình các chất ô nhiễm trong nước thải từ các khu công nghiệp. Nghiên cứu lựa chọn nồng độ các chất ô nhiễm trong nước thải từ các khu công nghiệp trọng điểm phía Bắc Việt Nam [2] để tính cho các khu công nghiệp trong lưu vực sông Công. Cụ thể qua công thức (2) và (3) và bảng 2:

QCN (định mức) = S x q (2)

LCNi (định mức) = Ci (thực tế) x QCN (định mức) (3)

Trong đó:

LCNi (định mức): Tải lượng chất ô nhiễm thứ i được tính theo định mức (kg/ngày);

Ci (thực tế): Nồng độ chất ô nhiễm thứ i được lấy từ số liệu đo thực tế của Tổng cục Môi trường (kg/m3/ngày)

Qcn (định mức) = Lưu lượng nước thải do hoạt động sản xuất công nghiệp của khu công nghiệp thải ra (m3/ngày.đêm);

S: Diện tích đất công nghiệp hoạt động sản xuất (ha);

q: Lượng nước thải ra trung bình trên 1 ha diện tích đất sản xuất công nghiệp (m3/ha/ngày.đêm);

3. Kết quả nghiên cứu

3.1. Diễn biến sử dụng đất ở lưu vực sông Công

Trên cơ sở phân tích từ các bản đồ hiện trạng và quy hoạch sử dụng đất của các năm 2010, 2015, 2020 bằng phần mềm ArcGIS, kết quả diễn biến sử dụng đất trên lưu vực sông Công được thể hiện qua bảng 3.

Bảng 2. Nồng độ trung bình một số chất ô nhiễm trong nước thải từ khu công nghiệp trọng điểm phía Bắc

Bảng 3: Diễn biến sử dụng đất ở lưu vực sông Công ĐVT: ha

Qua bảng 3 cho thấy, trong giai đoạn 2010 - 2020: (1) Đối với nhóm đất sản xuất nông nghiệp: Diện tích HNK luôn có xu hướng tăng, trong khi diện tích LUA và CLN luôn có xu thế giảm. (2) Đối với diện tích SKK (khu công nghiệp, khai thác khoáng sản) có xu hướng tăng mạnh. Việc chuyển đổi mục đích sử dụng đất tập trung nhiều ở khu vực hạ lưu, đất nông nghiệp được chuyển sang đất phi nông nghiệp trong đó có SKK.

3.2. Đánh giá nhanh tải lượng ô nhiễm môi trường trên các nhóm đất

Sử dụng công thức (1) và (3) tương ứng với các nhóm đất ở bảng 3, kết quả tính toán TLMT trên các nhóm đất ở lưu vực sông Công trong giai đoạn 2010 – 2020 diễn biến như sau (bảng 4):

Bảng 4: Tải lượng ô nhiễm môi trường trên các nhóm đất (ĐVT: tấn)

Đối với đất sản xuất nông nghiệp: Diện tích nhóm LUA và nhóm CLN giảm trong giai đoạn 2010 – 2020 do được chuyển đổi sang các mục đích sử dụng đất khác, điều này đã dẫn đến TLMT trên 2 nhóm đất này có xu hướng giảm. Trong khi đó, TLMT trên nhóm HNK có chiều hướng gia tăng, do có sự gia tăng về diện tích được chuyển đổi từ các loại đất khác sang đất HNK trên lưu vực.

Đối với đất sản xuất công nghiệp: Mặc dù chiếm diện tích nhỏ từ 0,7 đến 1,04 % trên tổng diện tích của 4 nhóm đất, nhưng nhóm đất này lại có TLMT chiếm từ 67,7 đến 91% tổng TLMT phát thải trên lưu vực từ 4 nhóm đất.

Qua bảng 4 cho thấy, tổng TLMT trên 4 nhóm đất ở lưu vực sông Công năm 2010 là 3.160,79 tấn, đến năm 2020 con số này dự kiến lên đến 10.383,07 tấn. Trong số 5 nhóm hợp chất gây ô nhiễm môi trường thì COD, BOD5 và TSS chiếm tỷ lệ lớn, được phát thải từ nhóm SKK và được tập trung nhiều ở khu vực hạ lưu, nơi tập trung các KCN như: KCN Sông Công II (xã Tân Quang, thị xã Sông Công); KCN Nam Phổ Yên (xã Trung Thành và xã Thuận Thành, huyện Phổ Yên); KCN Tây Phổ Yên (xã Minh Đức, huyện Phổ Yên); KCN Quyết Thắng (xã Quyết Thắng, T.P Thái Nguyên) và một số cụm công nghiệp nhỏ khác [5]. Theo quy hoạch phát triển công nghiệp đến năm 2020, tầm nhìn đến năm 2030, nếu 100% các khu công nghiệp và cụm công nghiệp được lấp đầy và đi vào hoạt động, cở sở hạ tầng được hoàn thiện và đồng bộ, thì tổng diện tích nhóm đất này dự tính sẽ tăng lên đến 1.002,7ha. Diện tích các khu công nghiệp gia tăng, đồng nghĩa với gia tăng diện tích nhóm đất sản xuất công nghiệp và gia tăng tải lượng các chất ô nhiễm môi trường trên lưu vực, kết quả so sánh diễn biến về diện tích và tổng TLMT được tính toán qua hình 2.

Hình 2: Diễn biến diện tích các loại đất và tổng TLMT

4. Kết luận

Biến đổi sử dụng đất ở lưu vực sông Công tỉnh Thái Nguyên diễn biến mạnh trong giai đoạn 2010 – 2015 và dự tính đến năm 2020, theo khuynh hướng giảm diện tích đất lúa, đất trồng cây lâu năm và chuyển đổi sang đất trồng cây hàng năm khác và sang nhóm đất phi nông nghiệp trong đó có đất sản xuất công nghiệp.

Việc chuyển đổi mục đích sử dụng đất sẽ dẫn đến tải lượng các chất gây ONMT phát sinh trên lưu vực có sự gia tăng. Theo tính toán tổng tải lượng các chất gây ONMT từ nhóm diện tích đất sản xuất nông nghiệp và sản xuất công nghiệp trên lưu vực sông Công tăng lên 3 lần trong giai đoạn 2010 – 2020.

Chính vì vậy, việc quy hoạch và phân bổ sử dụng đất nhằm đáp ứng với các mục tiêu phát triển kinh tế xã hội trong giai đoạn tới của tỉnh Thái Nguyên trong đó có các địa phương trên lưu vực sông Công, thì việc xem xét tính đến tải lượng các chất do các loại hình sử dụng đất gây ra và có các giải pháp phù hợp trong việc giảm thiểu các chất gây ONMT trên các loại hình sử dụng đất là cần thiết.

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1. Bộ Xây dựng (2006). TCXDVN 33:2006 Cấp nước – Mạng lưới đường ống và công trình tiêu chuẩn thiết kế.

2. Bộ TN&MT (2009). Báo cáo môi trường quốc gia 2009 – Môi trường khu công nghiệp Việt Nam.

3. Ministry of the Environment, Japan (2011). Dự án hỗ trợ cho kiểm soát tổng tải lượng ô nhiễm ở các nước Đông Nam Á – Sổ tay hướng dẫn giới thiệu hệ thống kiểm soát tổng tải lượng ô nhiễm (Guidance for Introducing the Total Pollutant Load Control System (TPLCS)).

4. Thủ tướng chính phủ (2007). Quyết định số 58/2007/QĐ –TTg ngày 04/5/2007 của Thủ tướng Chính phủ về Phê duyệt Quy hoạch tổng thể phát triển kinh tế - xã hội tỉnh Thái Nguyên đến năm 2020.

5. UBND tỉnh Thái Nguyên (2017). Quyết định số 1313/QĐ-UBND về việc công bố đề án điều chỉnh, bổ sung quy hoạch phát triển cụm công nghiệp đến năm 2020, tầm nhìn đến năm 2030 tỉnh Thái Nguyên.

NGUYỄN VĂN HIỂU

Trường Đại học Nông lâm – Đại học Thái Nguyên