Hải Phòng: Phân vùng chất lượng nước vùng biển ven bờ bằng phương pháp mới

Phương pháp đánh giá chất lượng sử dụng chỉ số WQI

Hải Phòng là thành phố biển, nằm ở vùng Duyên hải Bắc Bộ, là cửa chính ra biển của các tỉnh phía Bắc. Với vị trí thuận lợi và tài nguyên thiên nhiên, bao gồm cả vị thế, cảnh quan, nên khu vực biển ven bờ Hải Phòng có hoạt động kinh tế biển sôi động như: Cảng biển, đánh bắt và nuôi trồng thủy sản, du lịch và dịch vụ,… Tuy nhiên, các hoạt động kinh tế đã và đang tác động mạnh đến môi trường của địa phương gây ô nhiễm, thu hẹp không gian bãi triều. Một trong những vấn đề đặt ra hiện nay là cần có những nghiên cứu đánh giá tổng thể với độ tin cậy cao về hiện trạng chất lượng nước vùng biển ven bờ Hải Phòng, bởi các nghiên cứu này sẽ là cơ sở để đề xuất các giải pháp bảo vệ môi trường và hướng tới mục tiêu phát triển bền vững vùng biển Hải Phòng.

Theo cách đánh giá truyền thống về chất lượng nước (giá trị của thông số quan trắc được đối sách với tiêu chuẩn/quy chuẩn môi trường) thường tổng hợp các giá trị của từng thông số trong một khu vực nào đó và hình thức báo cáo này chỉ phục vụ cho các chuyên gia am hiểu về lĩnh vực môi trường. Trong khi đó, các nhà quản lý, nhà hoạch định chính sách và cộng đồng muốn biết một cách tổng thể chất lượng nước của một vùng nào đó, thì thường gặp nhiều khó khăn, do đây không phải là lĩnh vực chuyên sâu của họ.

Nghiên cứu tính toán WQI là cấp bách và thiết thực, vì nó cho phép đánh giá và báo cáo các thông tin theo một hình thức phù hợp cho tất cả các đối tượng quan tâm (bao gồm cả những nhà quản lý, cộng đồng không phải là chuyên gia môi trường nước) đến chất lượng môi trường nước vùng cửa sông. Việc phân vùng chất lượng nước theo WQI có hiệu quả cao về khoa học và kinh tế vì giúp cơ quan quản lý môi trường đánh giá về hiện trạng và diễn biến chất lượng nước trong toàn vùng; giúp chính quyền lựa chọn để giải quyết vấn đề ô nhiễm nước tại các khu vực trong vùng cửa sông bị ô nhiễm ở mức cao; tiết kiệm kinh phí so với các phương pháp đánh giá chất lượng nước truyền thống (phương pháp đánh giá chất lượng nước truyền thống là cần phải tiến hành quan trắc số lượng lớn với nhiều điểm, thông số và tần suất quan trắc).

Chỉ số chất lượng nước (WQI - Water Quality Index) là một chỉ số được tính toán từ các thông số quan trắc chất lượng nước, dùng để mô tả định lượng về chất lượng nước và khả năng sử dụng của nguồn nước đó; được biểu diễn qua một thang điểm. WQI được tính toán riêng cho số liệu của từng điểm quan trắc; WQI thông số được tính toán cho từng thông số quan trắc; mỗi thông số sẽ xác định được một giá trị WQI cụ thể, từ đó tính toán WQI để đánh giá chất lượng nước của điểm quan trắc; thang đo giá trị WQI được chia thành các khoảng nhất định. Mỗi khoảng ứng với 1 mức đánh giá chất lượng nước nhất định.

WQI được đề xuất và áp dụng đầu tiên ở Mỹ vào những năm 1965 ÷ 1970. Sau đó, do có nhiều ưu điểm nên WQI nhanh chóng được chấp nhận và triển khai áp dụng ở nhiều quốc gia trên thế giới như: Canada, Achentina, Anh, Mexico, Ấn Độ, Thái Lan, Zimbabue… Ở Việt Nam, WQI được các nhà nghiên cứu triển khai áp dụng vào những năm 1990. Vào tháng 7/2011, Tổng Cục Môi trường - Bộ Tài nguyên và Môi trường ra quyết định số 879/QĐ-TCMT về việc ban hành sổ tay hướng dẫn tính toán WQI từ số liệu quan trắc chất lượng nước quốc gia và sử dụng số liệu WQI để đánh giá nhanh chất lượng nước mặt lục địa một cách tổng quát thì WQI mới chính thức trở thành công cụ phục vụ công tác quản lý chất lượng nước và kiểm soát ô nhiễm nước.

WQI do Tổng cục Môi trường ban hành là loại chỉ số chất lượng nước tổng quát, tức là mô tả chất lượng nước cho đa mục đích sử dụng. Việc áp dụng chỉ số chất lượng nước tổng quát cho phép các nhà quản lý theo dõi và dự báo diễn biến chất lượng nước trên toàn quốc. Tuy nhiên, thực tế không phải lúc nào nguồn nước cũng sử dụng cho đa mục đích mà có thể chỉ sử dụng cho một hoặc một số mục đích cụ thể nào đó mà thôi. Trong trường hợp đó, việc phát triển mô hình WQI cho từng mục đích sử dụng nước cụ thể là cần thiết.

Đánh giá chất lượng, phân vùng quản lý

Vấn đề quản lý cửa sông ven biển theo không gian là một phương thức quản lý mới đang dần được áp dụng tại các tỉnh ven biển của Việt Nam, trong đó có Hải Phòng. Phân vùng quản lý chất lượng nước là một trong những hợp phần quan trọng của quá trình quy hoạch và quản lý sử dụng không gian cửa sông ven biển. Tuy nhiên đến nay, chưa có một nghiên cứu chuyên sâu về phân vùng chất lượng nước vùng biển ven bờ Hải Phòng bằng WQI. Bên cạnh đó, còn thiếu các nghiên cứu về công cụ phân vùng chất lượng môi trường cửa sông ven biển và quy hoạch sử dụng không gian vùng. Vì vậy, các chuyên gia, nhà khoa học đã bước đầu áp dụng WQI để phân vùng chất lượng môi trường nước vùng biển ven bờ Hải Phòng.

Các nhà khoa học đã tiến hành khảo sát vùng biển ven bờ Hải Phòng vào mùa khô (tháng 3) và mùa mưa (tháng 8) trong năm 2019. Các điểm khảo sát bao gồm 4 khu vực: Ven bờ phía Đông Bắc Đồ Sơn, cửa Nam Triệu; ven bờ phía Tây Nam bán đảo Đồ Sơn; ven biển đảo Cát Bà; khu vực vùng ngoài, đây là khu vực chịu tác động của 3 khu vực là Tây Nam Đồ Sơn, Đông Bắc Đồ Sơn và đảo Cát Bà.

Các thông số quan trắc là thông số đã được lựa chọn để đánh giá chất lượng nước vùng biển ven bờ Hải Phòng, bao gồm: Oxy hòa tan (DO), nitrat (NO3-), amoni (NH4+), phosphat (PO43), COD, TSS, tổng coliform, chlorophyll-a, tổng dầu mỡ khoáng, kim loại nặng (Cu, Pb, Zn, Cd, As, Hg, Fe), tổng phenol, xyanua.

Kết quả phân vùng chất lượng nước cho thấy, chất lượng nước biển mùa mưa thấp hơn mùa khô. Trong mùa khô và mùa mưa, các khu vực cửa sông Bạch Đằng, cửa sông Lạch Tray, cửa sông Văn Úc và cửa sông Thái Bình đều có chất lượng nước ở mức rất xấu lúc nước ròng (WQI từ 19 đến 22) và mức xấu lúc nước lớn (WQI từ 43 đến 45). Vùng biển Cát Bà có chất lượng nước ở mức tốt và rất tốt (WQI từ 75 đến 99), tuy nhiên khu vực bến Bèo có chất lượng nước ở mức trung bình (WQI từ 62 đến 73). Chất lượng nước tại khu vực vùng ngoài ở mức tốt và rất tốt (WQI từ 88 đến 99). Về mùa mưa, vùng chất lượng nước rất xấu, xấu và trung bình có xu hướng mở rộng (vùng chất lượng nước tốt và rất tốt có xu hướng thu hẹp) so với mùa khô (từ hình 2 đến hình 5). Tác giả Nguyễn Thị Thế Nguyên (2014) đã phân vùng vịnh Hạ Long thành 5 phân khu chất lượng nước khác nhau (Các phân khu chất lượng nước tốt đến rất tốt (WQI = 92-100) chủ yếu nằm ở vùng lõi vịnh và phần đệm phía biển. Các phân khu chất lượng nước trung bình, xấu và rất xấu (WQI = 27 - 91) nằm ở vùng phụ cận và vùng đệm phía đất liền) [1]. Chất lượng nước biển tại các khu vực nghiên cứu đều có xu thế tăng từ khu vực gần bờ ra đến ngoài phía biển.

Ảnh hưởng của dao động mực nước đã làm tăng cường phát tán vật chất từ lục địa ra phía ngoài vùng ven biển Hải Phòng nhưng cũng làm hạn chế hay mang vật chất trở lại vùng cửa sông trong pha triều lên. Sự dịch chuyển của các khối nước về phía Nam - Tây Nam cho thấy sự di chuyển của các chất gây ô nhiễm về phía Nam vùng cửa sông ven biển Hải Phòng nhiều hơn về phía Bắc và Đông Bắc. Sự gia tăng của nguồn thải từ lục địa đã có tác động nhất định đến vùng cửa sông ven biển Hải Phòng. Những tác động đó mạnh hơn vào mùa mưa và tập trung nhiều ở gần các cửa Nam Triệu, Tây Nam Văn Úc và điểm nguồn thải ven bờ, còn khu vực ven biển phía Nam Cát Bà, Cát Hải và những khu vực khác bị ảnh hưởng ít.

Kết quả này rất quan trọng để Hải phòng có thể sử dụng nước biển ven bờ an toàn, hợp lý vào các mùa khác nhau, tránh các thiệt hại về kinh tế, nuôi trồng thủy sản ở các mùa ô nhiệm nặng. Đồng thời là cơ sở quan trọng để điều tiết và xử lý ô nhiễm môi trường khi khu vực biển vào thời điểm ô nhiễm tang cao.