Hiện trạng chất lượng nước (Nước ngọt và nước biển) tại huyện đảo Bạch Long Vĩ, Thành phố Hải Phòng

1. Mở đầu

    Huyện đảo Bạch Long Vĩ thuộc thành phố Hải Phòng là hòn đảo xa bờ nhất của Việt Nam trong vịnh Bắc Bộ, có tầm quan trọng đặc biệt đối với an ninh quốc phòng, đảm bảo chủ quyền và lợi ích quốc gia trên vùng biển phía Bắc của Việt Nam []. Mặc dù có những lợi thế to lớn về vị thế địa chính trị và các giá trị về tài nguyên thiên nhiên, huyện đảo hiện tại chưa có mô hình kinh tế phù hợp, nền kinh tế mang tính tự phát, chịu ảnh hưởng nhiều bởi các yếu tố thiên nhiên khắc nghiệt và tính liên kết với đất liền còn hạn chế. Gần đây, việc nghiên cứu xây dựng mô hình kinh tế xanh tại huyện đảo Bạch Long Vĩ được chính quyền địa phương và các nhà nghiên cứu tập trung đẩy mạnh để tìm ra mô hình phù hợp hướng đến sự phát triển bền vững. Theo định hướng phát triển kinh tế của thành phố Hải Phòng, huyện đảo Bạch Long Vĩ cần hướng đến ba mục tiêu lớn gồm: (i) trở thành trung tâm tìm kiếm cứu nạn kết hợp trung tâm hậu cần nghề cá; (ii) trở thành điểm du lịch truyền thống kết hợp du lịch trải nghiệm; (iii) trở thành trung tâm nuôi trồng thủy sản công nghệ cao.

    Để triển khai ba mũi nhọn kinh tế trên theo hướng “xanh” thì việc bảo tồn tự nhiên và bảo vệ môi trường là một trong những nhiệm vụ tiên quyết. Trong đó, chất lượng môi trường nước đóng vai trò quan trọng trong việc bảo tồn hệ sinh thái và ổn định cuộc sống của người dân, từ đây tạo tiền đề vững chắc cho phát triển dịch vụ hậu cần nghề cá - tìm kiếm cứu nạn, du lịch và nuôi trồng thủy sản. Môi trường nước (bao gồm nước ngọt và nước biển) huyện đảo Bạch Long Vĩ chịu ảnh hưởng bởi sự phát triển của các hoạt động nhân sinh như sinh hoạt của quân, dân trên đảo, neo đậu tàu cá, khai thác hải sản và du lịch. Bài báo này trình bày kết quả nghiên cứu sự thay đổi chất lượng môi trường nước huyện đảo Bạch Long Vĩ giai đoạn gần đây cùng với những đánh giá về nguy cơ ô nhiễm và các giải pháp khắc phục. Kết quả của bài báo sẽ cung cấp cơ sở khoa học quan trọng trong việc khai thác và sử dụng hợp lý tài nguyên và môi trường nước, nhằm thúc đẩy các mô hình kinh tế xanh tại huyện đảo Bạch Long Vĩ trong tương lai.

2. Tài liệu và phương pháp nghiên cứu
2. 1. Tài liệu

    Tài liệu sử dụng trong nghiên cứu này là một phần của kết quả đề tài: “Nghiên cứu xây dựng mô hình kinh tế xanh tại huyện đảo Bạch Long Vĩ theo định hướng phát triển của thành phố Hải Phòng”, mã số ĐT.XH.2021.889 và nhiệm vụ: “Quan trắc và phân tích môi trường biển ven bờ miền Bắc” và một số nhiệm vụ khoa học khác thực hiện tại huyện đảo Bạch Long Vĩ [].

1. 2. Phương pháp nghiên cứu
2. 1. Phạm vi nghiên cứu

Phạm vi nghiên cứu của bài báo này là môi trường nước (bao gồm nước ngọt và nước biển) của huyện đảo Bạch Long Vĩ, thành phố Hải Phòng.

    2.2. Phương pháp nghiên cứu

• Phương pháp khảo sát thực địa

    Kỹ thuật lấy mẫu, bảo quản và xử lý mẫu được thực hiện theo thông tư hướng dẫn của Bộ Tài nguyên và Môi trường [8, 9]. Sử dụng thiết bị lấy mẫu nước chuyên dụng Bathomet (thể tích 5 lít) của hãng Niskin, Hoa Kỳ, để thu mẫu nước biển. Thông tin các mẫu nước ngọt và nước biển được đánh giá trong nghiên cứu này có trong bảng dưới đây.

    Bảng 1. Thông tin các mẫu nước thu thập tại huyện đảo Bạch Long Vĩ

    Ghi chú: “*”: Các điểm lấy mẫu nước biển đều cách bờ huyện đảo Bạch Long Vĩ dưới 1 km nên là loại nước thuộc vùng biển ven bờ.

    Các mẫu nước sau khi lấy được đo ngay tại hiện trường bằng các thiết bị đo nhanh cầm tay để xác định các thông số nhiệt độ, pH, oxy hòa tan (DO), độ muối.

• Phương pháp phân tích trong phòng thí nghiệm

    Các phương pháp phân tích các thông số chất lượng nước được trình bày trong Bảng dưới đây:

    Bảng 2. Phương pháp phân tích các thông số chất lượng nước

• Phương pháp đánh giá

    Nghiên cứu này đánh giá ô nhiễm bằng cách so sánh với giới hạn cho phép của Quy chuẩn Kỹ thuật Quốc gia về chất lượng nước biển ven bờ, gần bờ, xa bờ (QCVN 10-MT:2015/BTNMT – gọi tắt là QCVN 10) đối với các thông số: pH, TSS, DO, COD, N-NH4+, P-PO43-, coliform, tổng dầu mỡ khoáng, xyanua, tổng phenol, kim loại nặng (Cu, Pb, Zn, Cd, As, Hg, Mn, Fe, Cr) [10]. Với các thông số độ cứng và mật độ Coliform trong nước ngọt, nghiên cứu so sánh với giới hạn cho phép của Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng nước dưới đất (QCVN 09-MT: 2015/BTNMT) [11] và Quy chuẩn Kỹ thuật Quốc gia về chất lượng nước sạch sử dụng cho mục đích sinh hoạt (QCVN 01-1:2018/BYT) [12].

3. Kết quả nghiên cứu

    3.1. Hiện trạng chất lượng nước ngọt

    Trong suốt một thời gian dài, nguồn nước sinh hoạt của người dân tại huyện đảo Bạch Long Vĩ phụ thuộc vào nguồn nước mưa trong mùa mưa và nước ngầm (từ giếng khoan) trong mùa khô. Trong khi nguồn nước mưa phụ thuộc vào thời tiết và chủ yếu tập trung vào mùa mưa thì nước giếng khoan cũng thường bị cạn vào mùa khô và đã xuất hiện tình trạng nhiễm mặn. Trước yêu cầu phát triển kinh tế - xã hội tại huyện đảo, cuối tháng 4 năm 2022, huyện đảo Bạch Long Vĩ đã khánh thành dự án nước sạch bao gồm các hợp phần chính: hồ chứa, hệ thống cấp nước, trạm bơm nước sạch, cụm lọc và xử lý nước. Công trình trên đưa vào sử dụng đã góp phần nâng cao chất lượng đời sống, sức khỏe, điều kiện vệ sinh môi trường của quân và dân huyện đảo. Trong nghiên cứu này, nhóm tác giả tập trung vào hai thông số quan trọng đối với chất lượng nước sinh hoạt tại các vùng biển đảo là độ cứng và chỉ số Coliform. Đối với các thông số chất lượng nước ngọt quan trọng khác (như dinh dưỡng, kim loại nặng…), nhóm tác giả nhìn nhận và đánh giá chưa có nhiều nguy cơ ô nhiễm do mật độ dân cư thưa thớt và các hoạt động phát triển kinh tế còn đơn giản tại huyện đảo Bạch Long Vĩ.

    3.1.1. Độ cứng

    Độ cứng của nước là một khái niệm dùng để biểu thị hàm lượng của canxi (Ca) và magiê (Mg) trong nước. Phần lớn độ cứng của nước được tạo ra do nước tiếp xúc với đất đá. Đối với nước giếng khoan, chỉ tiêu này rất cần được quan tâm vì trong nước ngầm, độ cứng thường cao hơn nước mặt tự nhiên. Hơn nữa, bên cạnh những tác động tới sinh hoạt (gây ố vàng quần áo, bám cặn hệ thống đường ống dẫn, máy giặt…), độ cứng cao của nước còn gây ra những ảnh hưởng xấu tới sức khỏe con người. Giá trị độ cứng trong nước ngọt (bao gồm nước giếng và nước sinh hoạt từ trạm cấp nước) tại huyện đảo Bạch Long Vĩ được thể hiện trong Bảng 3.

    Bảng 3. Giá trị độ cứng trong nước ngọt tại Bạch Long Vĩ

    Ghi chú: * (10), (1), (1), (1): số lượng mẫu phân tích. Phân loại nước cứng theo độ cứng như sau: 0-75: nước mềm; 76-150: nước cứng nhẹ; 151-300: nước cứng; ≥ 301: nước rất cứng [13].

    Kết quả phân tích (Bảng 3) cho thấy sự biến động theo thời gian về độ cứng. Đối chiếu với GHCP về chất lượng nước dưới đất quy định trong QCVN 09-MT:2015/BTNMT (500 mg CaCO3/L) thì các mẫu nước giếng tại Bạch Long Vĩ trong các năm 1996, 2004 và 2022 đều an toàn với thông số độ cứng [11]. Tuy nhiên, khi đối chiếu với GHCP quy định trong Quy chuẩn quốc gia về chất lượng nước sạch sử dụng cho mục đích sinh hoạt (QCVN 01-1:2018/BYT - 300 mg CaCO3/L), đã xuất hiện các giá trị vượt giới hạn cho phép vào năm 2004 và 2022 [12]. Căn cứ vào cách phân loại độ cứng của nước, số liệu cập nhật nhất với hai mẫu nước ngọt thu năm 2022 đều được xếp hạng từ mức “nước cứng” trở lên (mẫu nước sinh hoạt thu tại nhà nghỉ (cấp từ trạm cấp nước sạch của huyện) được xếp loại “nước cứng”, trong khi mẫu nước giếng được xếp vào loại “nước rất cứng”) [13]. Phần lớn độ cứng của nước được tạo ra do quá trình nước tiếp xúc với đất đá, từ đó hòa tan các ion Ca2+, Mg2+…, dẫn đến xu hướng gia tăng theo thời gian về độ cứng của nước giếng tại huyện đảo Bạch Long Vĩ. Với những kết quả phân tích ở trên cho thấy yêu cầu cần phải có những giải pháp phù hợp nhằm xử lý độ cứng cao trong nước ngọt để phục vụ cho nhu cầu sinh hoạt tại huyện đảo.

    3.1.2. Coliform

    Coliform là chỉ tiêu quan trọng trong đánh giá chất lượng môi trường nước. Do dễ phát hiện và định lượng nên Coliforms được coi là nhóm vi khuẩn chỉ thị thích hợp để đánh giá mức độ ô nhiễm vi sinh vật trong môi trường nước. Yêu cầu về đánh giá ô nhiễm Coliform trong môi trường nước nói chung và nước sinh hoạt nói riêng là đặc biệt cần thiết do khi xâm nhập vào cơ thể (chủ yếu qua ăn, uống) có thể gây ra một số bệnh cho con người như: tiêu chảy, viêm gan, viêm màng phổi… Kết quả mật độ Coliform trong các mẫu nước ngọt tại huyện đảo Bạch Long Vĩ được trình bày ở Bảng 4.

    Bảng 4. Kết quả mật độ Coliform trong các mẫu nước ngọt tại Bạch Long Vĩ

    Kết quả Bảng 4 đã chỉ ra, các mẫu nước ngọt tại Bạch Long Vĩ đều có mật độ Coliform tổng số vượt quá giới hạn cho phép của Bộ Y tế và Bộ Tài nguyên và Môi trường (3 CFU/100 mL) nhiều lần [11, 12], cho thấy dấu hiệu ô nhiễm vi sinh vật tại các điểm thu mẫu, có thể do nguồn thải sinh hoạt và chăn nuôi. Tuy nhiên, do số lượng mẫu thu và phân tích còn hạn chế nên mới chỉ dừng lại ở mức độ đánh giá ô nhiễm Coliform cục bộ tại huyện đảo Bạch Long Vĩ. Cần có nhiều đợt thu mẫu và trên phạm vi toàn huyện đảo để đánh giá toàn diện hơn mức độ ô nhiễm vi sinh vật trong nước ngọt tại đây, từ đó có những giải pháp quản lý và sử dụng hợp lý cho mục đích sinh hoạt của quân, dân trên đảo.

    3.2. Hiện trạng chất lượng môi trường nước biển

    Trong nghiên cứu này, hiện trạng chất lượng môi trường nước biển huyện đảo Bạch Long Vĩ được phân chia thành 03 nhóm chính, dựa theo chương trình quan trắc môi trường hàng năm tại đây [3-5], bao gồm: (i) Các thông số thủy lý (nhiệt độ, pH, độ muối và DO); (ii) Các thông số thủy hóa (TSS, COD, N-NH4+, P-PO43-); (iii) Các chất ô nhiễm (Coliform, tổng dầu mỡ khoáng, kim loại nặng).

    3.2.1. Các thông số thủy lý

Bảng 5. Đặc trưng môi trường nước biển tại Bạch Long Vĩ

• Nhiệt độ: Nhiệt độ nước biển đo tại vùng biển đảo Bạch Long Vĩ trong giai đoạn từ năm 2019 đến năm 2021, dao động từ 19,4°C đến 31,7°C, trung bình là 26,8°C và các giá trị nhiệt độ thay đổi theo mùa. Nhiệt độ nước biển trung bình năm 2020 cao hơn nhiệt độ nước biển trung bình năm 2019 và năm 2021.
• pH: pH nước biển đo tại vùng biển đảo Bạch Long Vĩ trong giai đoạn từ năm 2019 đến năm 2021, dao động từ 8,21 đến 8,49, trung bình là 8,38, nước có tính kiềm yếu. Các giá trị pH đo được vẫn nằm trong giới hạn cho phép (GHCP) (từ 6,5 đến 8,5) đối với nước vùng biển ven bờ theo QCVN 10 [10].
• Độ muối: Độ muối nước biển đo tại vùng biển đảo Bạch Long Vĩ trong giai đoạn từ năm 2019 đến năm 2021 khá đồng đều, dao động từ 32‰ đến 33‰, trung bình là 33‰, mang tính chất của khối nước biển mặn.
• Oxy hòa tan (DO): Hàm lượng DO trong nước biển đo tại vùng biển đảo Bạch Long Vĩ trong giai đoạn 2019 - 2021 dao động từ 5,04 mg/l đến 6,78 mg/l, trung bình là 5,96 mg/l. So với GHCP theo quy chuẩn QCVN 10 đối với nước biển ven bờ dùng cho nuôi trồng thuỷ sản (≥ 5 mg/l) thì hàm lượng DO trong nước biển đảo Bạch Long Vĩ đều > 5 mg/l [10].

    3.2.2. Các thông số thủy hóa

    Bảng 6. Hàm lượng các thông số chất lượng nước biển tại Bạch Long Vĩ

 Ghi chú: “*”: QCVN 10-MT:2015/BTNMT; “**”: QCVN 08-MT:2015/BTNMT; “-”: không quan trắc; “KQĐ”: không quy định; “KĐC”: không đối chiếu

• Hàm lượng tổng chất rắn lơ lửng (TSS): Hàm lượng TSS trong nước biển tại vùng biển đảo Bạch Long Vĩ trong giai đoạn từ năm 2019 đến năm 2021 dao động từ 7,3 mg/l đến 20,8 mg/l, trung bình là 12,4 mg/l. Hàm lượng TSS trung bình trong nước biển năm 2019 cao hơn giá trị của năm 2020 và năm 2021. So với GHCP của TSS áp dụng cho vùng biển ven bờ đối với nước nuôi trồng thuỷ sản theo QCVN 10 (<50mg/l) thì hàm lượng TSS trong nước biển đảo Bạch Long Vĩ thấp hơn GHCP [10].
• Nhu cầu oxy hóa học (COD): Việt Nam không quy định giá trị GHCP của COD đối với nước biển. Do đó, trong khuôn khổ nghiên cứu này, nhóm tác giả sử dụng giá trị GHCP trong QCVN 08-2015, đối với nước mặt là 10 mg/l - loại A1 (áp dụng cho mục đích bảo tồn động thực vật thủy sinh) để so sánh đánh giá vì tương đồng với mục đích về bảo tồn động thực vật thủy sinh [14]. So với GHCP này thì nước biển tại các điểm thu mẫu (tại huyện đảo Bạch Long Vĩ) chưa có biểu hiện ô nhiễm chất hữu cơ.
• Amoni (N-NH4+): Hàm lượng muối amoni trong nước biển tại vùng biển đảo Bạch Long Vĩ trong giai đoạn từ năm 2019 đến năm 2021 dao động từ 13,05 µg/l đến 94,90 µg/l, trung bình là 41,46 µg/l. Hàm lượng amoni trung bình trong nước biển năm 2021 cao hơn giá trị trung bình năm 2019 và năm 2020. So với GHCP của amoni áp dụng cho vùng biển ven bờ đối với nước nuôi trồng thủy sản theo QCVN10 (< 100 µg/l) thì hàm lượng amoni trong nước biển đảo Bạch Long Vĩ thấp hơn GHCP [10].
• Phosphat (PO43-): Hàm lượng phosphat trong nước biển tại vùng biển đảo Bạch Long Vĩ trong giai đoạn từ năm 2019 đến năm 2021 dao động từ 4,36 µg/l đến 21,42 µg/l, trung bình là 12,82 µg/l. Hàm lượng phosphat trung bình trong nước biển năm 2020 cao hơn giá trị trung bình năm 2019 và năm 2021. So với GHCP của phosphat áp dụng cho vùng biển ven bờ đối với nước nuôi trồng thuỷ sản theo QCVN10 (< 200 µg/l) thì hàm lượng phosphat trong nước biển đảo Bạch Long Vĩ thấp hơn GHCP nhiều lần [10].

    3.2.3. Các chất ô nhiễm trong nước biển Bạch Long Vĩ

    Bảng 7. Hàm lượng các chất ô nhiễm trong nước biển Bạch Long Vĩ

• Coliform: Chỉ số coliform trong nước biển tại vùng biển đảo Bạch Long Vĩ trong giai đoạn từ năm 2019 đến năm 2021 dao động từ 50 đến 600 CFU/100ml, trung bình là 267 CFU/100ml. Chỉ số coliform trung bình trong nước biển năm 2021 cao hơn giá trị trung bình năm 2019 và năm 2020. So với GHCP của coliform đối với nước nuôi trồng thuỷ sản ở vùng biển ven bờ theo QCVN 10 (< 1000 CFU/100ml) thì chỉ số coliform trong nước biển đảo Bạch Long Vĩ thấp hơn GHCP [10].
• Tổng dầu mỡ khoáng: Hàm lượng tổng dầu, mỡ khoáng trong nước biển tại vùng biển đảo Bạch Long Vĩ trong giai đoạn từ năm 2019 đến năm 2021 dao động từ 0,10 mg/l đến 0,26 mg/l, trung bình là 0,18 mg/l. Hàm lượng tổng dầu, mỡ khoáng trung bình trong nước biển năm 2020 cao hơn giá trị trung bình năm 2019 và năm 2021. Hàm lượng tổng dầu, mỡ khoáng trong nước biển đều nằm trong GHCP (< 0,5 mg/l) đối với nước vùng biển ven bờ theo QCVN 10 [10].

    Kim loại nặng

    Kết quả xác định hàm lượng 09 kim loại nặng (Cu, Pb, Zn, Cd, As, Hg, Mn, Fe và Cr) trong nước biển tại huyện đảo Bạch Long Vĩ trong năm 2006 và giai đoạn 2019 - 2021 được trình bày trong Bảng 8.

    Bảng 8. Hàm lượng kim loại nặng (µg/l) trung bình trong nước biển Bạch Long Vĩ (2006, 2019 - 2021)

    3.3. Các nguy cơ ô nhiễm môi trường nước và các giải pháp khắc phục

    Từ những kết quả phân tích chất lượng môi trường nước ở trên và đánh giá từ hiện trạng môi trường thực tế, nhóm nghiên cứu đã tóm tắt các nguy cơ ô nhiễm môi trường nước và đề xuất các giải pháp khắc phục tương ứng, trình bày trong Bảng 9.

    Bảng 9. Tổng hợp các nguy cơ ô nhiễm môi trường nước tại huyện đảo Bạch Long Vĩ và giải pháp khắc phục

    4. Kết luận

    Chất lượng môi trường nước biển tại huyện đảo Bạch Long Vĩ giai đoạn gần đây khá tốt với hầu hết các thông số đều có giá trị nằm trong giới hạn cho phép quy định tại QCVN 10:2015/BTNMT. Trong khi đó, môi trường nước ngọt tại Bạch Long Vĩ có giá trị độ cứng và mật độ Coliform vượt giới hạn theo QCVN 01-1:2018/BYT, cho thấy nguy cơ ảnh hưởng tới sức khỏe và cuộc sống của quân dân trên đảo khi sử dụng nguồn nước sinh hoạt trên.

    Nghiên cứu đã chỉ ra bốn nguy cơ ô nhiễm môi trường nước cao nhất tại huyện đảo Bạch Long Vĩ bao gồm: (i) Ô nhiễm môi trường nước bởi rác thải; (ii) Ô nhiễm môi trường nước ngọt bởi Coliform; (iii) Ô nhiễm môi trường nước biển bởi dầu; (iv) Ô nhiễm môi trường nước biển bởi một số KLN. Bằng việc kết hợp nhiều nhóm giải pháp từ chính sách, quản lý, kỹ thuật đến tuyên truyền, chất lượng môi trường nước tại huyện đảo Bạch Long Vĩ sẽ được giữ gìn vừa giúp đảm bảo sức khỏe và cuộc sống sinh hoạt của quân - dân, vừa góp phần tạo cơ sở vững chắc để phát triển các mô hình kinh tế xanh phù hợp nhằm hướng tới mục tiêu phát triển bền vững trong tương lai.

    Lời cảm ơn: Tập thể tác giả xin cảm ơn Ban Chủ nhiệm đề tài: “Nghiên cứu xây dựng mô hình kinh tế xanh tại huyện đảo Bạch Long Vĩ theo định hướng phát triển của thành phố Hải Phòng” - mã số ĐT.XH.2021.889 và Trạm Quan trắc và Phân tích môi trường biển ven bờ Miền Bắc đã hỗ trợ hoàn thành nghiên cứu này.