Viện Khoa học và công nghệ việt nam
Viện Công nghệ môi trờng
_________________________
Báo cáo
Đề tài độc lập cấp nhà nớc

Nghiên cứu, đánh giá hiện trạng, dự báo xu thế
diễn biến và đề xuất các giải pháp kiểm soát ma axit
ở Bắc Bộ Việt Nam, khu vực từ ninh bình trở ra
- Giai đoạn II Cơ quan chủ trì:
VIện công nghệ môi trờng
Chủ nhiệm đề tài: PGS.TS. Nguyễn Hồng Khánh


2.2.1 Sự cần thiết của cơ sở dữ liệu (CSDL) 36
2.2.2 Quan điểm về xây dựng CSDL 37
2.2.3 Quan điểm về xây dựng CSDL về ma axit 40
2.2.4 Lựa chọn phần mềm 56
2.3 Lý thuyết dự báo, cảnh báo ma axit và khả năng ứng dụng 58
2.3.1 Đặt vấn đề 58
2.3.2 Mô hình chất lợng không khí và dự báo ma axit 58
CHƯƠNG 3 Đánh giá diễn biến hiện trạng và phân tích
nguồn gốc ma axit ở Bắc Bộ Việt Nam trong
5 năm nghiên cứu (2000 2005)
3.1 Kết quả thiết lập mạng lới trạm cho giai đoạn II 63
3.1.1 Mục tiêu 63
3.1.2 Các xem xét về địa hình 64
3.1.3 Mô tả đặc điểm các trạm của giai đoạn II 66
3.1.4 Các xem xét vận hành theo qui trình chuẩn monitoring 70
3.2 Kết quả đo đạc khảo sát tại các trạm 71

ii
3.2.1 Vị trí, thông số, phơng pháp và tần suất 71
3.2.2 Kết quả đo đạc 71
3.2.3 Bàn luận 72
3.3 Đánh giá nguồn gốc và bản chất hoá học nớc ma 75
3.3.1 Số liệu thu thập, đo đạc và phân tích 75
3.3.2 Phân tích bản chất nớc ma theo thành phần hoá học 82
3.3.3 Bàn luận 131
3.4 Phân tích nguồn gốc ma axit ở miền Bắc Việt Nam 135
3.4.1 Đặc điểm ma ở Bắc bộ năm 2004 2005 135
3.4.2 Tình hình số liệu 139
3.4.3 Các hệ thống thời tiết chủ đạo gây ma axit ở Bắc Bộ 144
3.4.4 Phân tích hình thế synốp gây ma axit ở Bắc Bộ

5.3 Đánh giá chung về điều kiện hiện trạng tự nhiên và chất thải liên quan
đến xu thế của thành phần hóa nớc ma 233
5.3.1 Điều kiện tự nhiên sinh thái 233
5.3.2 Đặc điểm khí hậu sinh thái các vùng từ Thanh Hóa đến Nam Bộ 235
5.3.3 Phân loại khí hậu theo địa hình 239
5.3.4 Khái quát đặc điểm hoàn lu của Việt nam 239
5.3.5 Đánh giá chất thải khí từ qui hoạch 246
5.3.6 Hiện trạng về thành phần hóa nớc ma 249
5.3.7 Các hệ thống hiện có của Bộ Tài nguyên và Môi trờng 250
5.3.8 Nhận xét 253
5.4 Lựa chọn hệ thống trạm 253
5.4.1 Nguyên tắc cơ bản xây dựng trạm 253
5.4.2 Hệ thống trạm của KTTV và Cục Bảo vệ Môi trờng 254
5.4.3 Qui hoạch Hệ thống trạm khí tợng theo tiêu chí 256
5.4.4 Qui hoạch tổng thể hệ thống trạm monitoring ma axit 259
5.5 Thiết kế chơng trình monitoring 263
5.5.1 Các thông số monitoring tại hệ thống trạm 263
5.5.2 Độ cao đo đạc 263
5.5.3 Tần suất và Chế độ monitoring 263
5.6 Trang thiết bị và nhân lực 263
5.6.1 Nguyên tắc trang bị thiết bị cho Hệ thống 263
5.6.2 Trang thiết bị cần thiết sử dụng cho chơng trình monitoring 264
5.7 Mô hình tổ chức và đầu t 266
CHƯƠNG 6 Giải pháp kiểm soát ma axit
6.1 Kết quả Cơ sở dữ liệu 268
6.1.1 Xây dựng chơng trình quản lý CSDL bằng MICROSOFT ACCESS 268
6.1.2 Hớng dẫn sử dụng 278
6.1.3 Kết luận và kiến nghị 285
6.2 Khả năng áp dụng mô hình toán để dự báo ma axit 286


v
Chữ viết tắt ALK Độ kiềm
ATNĐ
áp thấp nhiệt đới
BAPMON Background Air Pollution Monitoring Network
BOD Nhu cầu oxy sinh học
BTN&MT Bộ Tài nguyên và Môi trờng
CBVMT/CMT Cục Bảo vệ Môi trờng
CIN Chỉ số ma
CLKK Chất lợng không khí
CN Công nghiệp
CNĐ Cận nhiệt đới
COD Nhu cầu oxy hoá hoá học
CSDL Cơ sở dữ liệu
CTM Chemical Transport Models
DBH Đờng kính ở độ cao ngang ngực
DHTNĐ Dải hội tụ nhiệt đới
DO Nồng độ oxy hoà tan
DOC Cácbon hữu cơ hoà tan
ĐBSH Đồng bằng Sông Hồng
ĐDSH Đa dạng sinh học
EACN European Air Chemistry Network
EANET Acid Deposition Monitoring Network in East Asia
Mạng lới giám sát ma axit ở Đông á
EC Độ dẫn điện
EMEP European Monitoring And Evaluation Program
EU European Union

LADM Mô hình Toán (LADM)
Max Giá trị lớn nhất
MHR Mesoscale High Resolution
Min Giá trị nhỏ nhất
MM5 Mô hình dự báo trờng của các thông số khí tợng
MT Môi trờng
MTSAT
ảnh mây vệ tinh địa tĩnh
NAPAP National Acid Precipitation Asessment Program
chơng trình đánh giá ma axit Quốc gia
NPT National Pollution Inventory
NSWS National Surface Water Survey - Tổ chức Nghiên cứu nớc mặt quốc
gia
NTN National Trend Network
NTOT Nitơ tổng số
NWP Numerical Weather Prediction
xvi
NXB Nhà xuất bản
ONKK Ô nhiễm không khí
PM10
Bụi có kích thớc hạt 10àm
PT Phân tích
PTN Phòng thí nghiệm
PTOT Photpho tổng số
PTGT Phơng tiện giao thông
QBE Query By Example - ngôn ngữ truy vấn bằng ví dụ
QL Quốc lộ
QPF Qui trình dự báo lợng ma
RHR Regional High Resolution
SQL Structured Query Language - ngôn ngữ truy vấn có cấu trúc


1.1 Tổng quan tình hình nghiên cứu trong và ngoài nớc
1.1.1 Mục đích và kết quả mong muốn về nghiên cứu ma axit
Ma axit đợc nghiên cứu và monitoring rất nhiều ở các nớc có nền công nghiệp phát
triển. Gần đây ô nhiễm không khí ở các nớc đang phát triển ngày trở nên gay gắt
trong đó có Việt Nam. Ma axit có nguồn gốc tại chỗ hay nớc ngoài là mối quan tâm
trọng tâm của nghiên cứu. Xây dựng một lý luận để đa ra những khái niệm chung, lý
do và cơ sở tại sao ma axit hay hóa nớc ma đợc các Quốc gia trên Thế Giới quan
tâm nghiên cứu và triển khai. Hiện nay, không còn khái niệm chỉ có ma mới gây axit
hóa cho các thành phần khác của môi trờng mà khái niệm về lắng axit (lắng khô là
nồng độ các chất ô nhiễm khí và bụi khi trời không ma và lắng ớt là nồng độ các ion
hòa tan rơi xuống mặt đất khi trời ma) theo điều kiện thời tiết đã là một phơng pháp
chuẩn trong nghiên cứu hóa nớc ma. Nh vậy, một khái niệm rất rõ ràng là: các chất
khí và bụi, các ion hòa tan trong nớc ma sẽ tác động nh thế nào trớc tiên đến hệ
sinh thái thực vật và sinh thái nớc. Do đó, nghiên cứu tác động của lắng axit đợc mở
rộng cho các thành phần khác đặc biệt là môi trờng sinh thái nớc và thảm thực vật.
Nghiên cứu hóa nớc ma bắt buộc phải đ
ợc dựa trên một hệ thống mạng lới lấy
mẫu theo không gian và thời gian. Mục đích chính của đánh giá diễn biến là phân tích
và đánh giá đợc bản chất và nguồn gốc gây ma, xu thế diễn biến theo không gian và
thời gian. Cách tiếp cận sử dụng cần đợc xây dựng theo một hệ thống: phơng pháp
thiết lập trạm, phơng pháp đo lờng tại trạm và phòng thí nghiệm, phơng pháp xử lý
số liệu, phơng pháp đánh giá số liệu, phơng pháp phân tích hệ thống số liệu theo
thành phần hóa học gây axit nớc ma và theo các hình thế thời tiết xảy ra trong thời
gian nghiên cứu.
Kết quả của nghiên cứu này pha I trong 18 tháng liên tục (2000-2001) đã cho thấy: Với
một hệ thống monitoring hóa nớc ma bao gồm 7 trạm trên toàn bộ lãnh thổ miền Bắc
Tổng quan những vấn đề liên quan đến nghiên cứu giai đoạn II
Đề tài độc lập cấp Nhà nớc Nghiên cứu, đánh giá hiện trạng, dự báo xu thế diễn biến và đề xuất
các giải pháp kiểm soát ma axit ở Bắc Bộ Việt Nam, , khu vực từ Ninh Bình trở ra giai đoạn II

thải, hoặc là monitoring chất lợng môi trờng, hoặc là monitoring tác động của các
chất thải đến các thành phần môi trờng nhất là sinh thái. Đây cũng là điểm rất mạnh
Tổng quan những vấn đề liên quan đến nghiên cứu giai đoạn II
Đề tài độc lập cấp Nhà nớc Nghiên cứu, đánh giá hiện trạng, dự báo xu thế diễn biến và đề xuất
các giải pháp kiểm soát ma axit ở Bắc Bộ Việt Nam, , khu vực từ Ninh Bình trở ra giai đoạn II
3
của các nớc phát triển. ở những quốc gia này do có nền tảng khoa học vững chắc, do
đó họ hiểu biết đầy đủ và bài bản, một lý do nữa là họ giàu có, nên họ đa ra những
nghiên cứu với những kết quả cụ thể, ví dụ có thể phục vụ ngay cho chính sách quản lý
môi trờng nh ở Hoa Kỳ, hoặc có thể xây dựng những nền tảng khoa học tác động
qua lại giữa phát thải và sinh thái nh ở Liên minh châu Âu. Các kết quả nghiên cứu về
kiểm soát ô nhiễm cần phải đáp ứng các mục đích sau đây:
- Có thể đánh giá đợc các hậu quả ô nhiễm đến sức khỏe và môi trờng sống của
con ngời, và nh vậy sẽ xác định đợc mối quan hệ nguyên nhân và hậu quả của
nồng độ chất ô nhiễm (mối liên hệ đến sức khỏe con ngời với thành phần môi
trờng là sinh thái và mối liên hệ đến qui mô toàn cầu nh biến đổi khí hậu).
- Có thể đảm bảo đợc sự an toàn về sử dụng tài nguyên (không khí, nớc, đất, sinh
thái v.v.) vào các mục đích kinh tế.
- Có thể thu đợc số liệu hệ thống dới dạng thờng xuyên, liên tục theo thời gian
thực chất lợng môi trờng và cung cấp ngân hàng dữ liệu cho sử dụng tài nguyên
trong tơng lai.
- Có thể áp dụng cho nghiên cứu và đánh giá bản chất quan hệ chất ô nhiễm và hệ
tiếp nhận (xu thế/tiềm năng ô nhiễm) vì chất ô nhiễm thay đổi thờng xuyên theo
công nghệ sinh ra nó, vì mức phát thải (do phát triển kinh tế-xã hội) qui mô toàn
cầu làm thay đổi các cán cân vật chất của hệ sinh quyển.
- Có thể đánh giá đợc các biện pháp kiểm soát luật pháp về phát thải/chất l
ợng.
- Có thể tiến hành các biện pháp khẩn cấp tại những vùng có ô nhiễm đặc biệt.
1.1.2 Các nghiên cứu ở nớc ngoài
Theo báo cáo của nghiên cứu GĐ I, các nghiên cứu về lắng axit trên thế giới đợc triển

trờng. Việc khai thác tài nguyên quá mức, việc phủ xanh đồi núi vẫn còn nhiều hạn
chế, việc các khu công nghiệp và đô thị liên tiếp đợc xây dựng phát triển mà không có
sự qui hoạch đồng bộ, việc kiểm soát phát thải khí ít đợc kiểm soát thực sự hoặc chỉ
quản lý trên giấy tờ dẫn đến chất lợng môi trờng ngày càng giảm sút. Theo báo cáo
hiện trạng môi trờng Việt Nam, từ năm 1995-2005 môi trờng không khí xung quanh
của hầu hết các đô thị và một số khu công nghiệp bị ô nhiễm mà hậu quả của ô nhiễm
không khí là ma axit. Số liệu đã cho thấy rằng ma axit đã xuất hiện ở một số nơi.
Hơn nữa, Việt Nam nằm sát với khu vực có tiềm năng gây ma axit rất lớn đó là toàn
bộ vùng duyên hải Trung Quốc.
Đề tài giai đoạn I đã có những thành công cơ bản đó là:
- Xây dựng phơng pháp luận nghiên cứu và monitoring lắng axit
Tổng quan những vấn đề liên quan đến nghiên cứu giai đoạn II
Đề tài độc lập cấp Nhà nớc Nghiên cứu, đánh giá hiện trạng, dự báo xu thế diễn biến và đề xuất
các giải pháp kiểm soát ma axit ở Bắc Bộ Việt Nam, , khu vực từ Ninh Bình trở ra giai đoạn II
5
- Qui hoạch và xây dựng đợc một hệ thống trạm bao gồm 7 trạm nghiên cứu ma
axit với đầy đủ các qui trình đo đạc, monitoring và phân tích. Đây là lần đầu tiên
một hệ thống trạm monitoring ma axit đợc xây dựng trên cơ sở đầy đủ tính khoa
học và thực tiễn của nớc ta đồng thời cũng là nền móng cho cơ sở xây dựng một
hệ thống mạng lới monitoring và phân tích ma axit cho toàn quốc.
- Dựa trên hệ thống số liệu quan trắc đợc đã bớc đầu xây dựng phơng pháp đánh
giá diễn biến ma axit trên phạm vi nghiên cứu.
- Đã xây dựng đợc qui trình vận hành cho việc lấy mẫu, vận chuyển và phân tích
mẫu theo phơng pháp nghiên cứu đã đề ra mặc dầu đã gặp những khó khăn nh
thiếu thiết bị và phơng tiện nghiên cứu.
- Đã định hình rất cụ thể trong phơng hớng nghiên cứu về lắng axit nh nghiên cứu
lắng ớt và lắng khô.
- Đã bớc đầu đặt nền móng khoa học cho nghiên cứu tác động lắng ớt axit đến hệ
sinh thái.
- Các kết quả thu thập đợc mặc dù rất hạn chế về mặt thời gian lấy mẫu (18 tháng)

đợc hoàn thiện hơn nữa về phơng pháp luận và giải pháp cải thiện điều kiện dự báo
sẽ khắc phục đợc những khó khăn đã tìm thấy để nhanh chóng đa cảnh báo ma axit
vào thực tiễn.
Trong buổi nghiệm thu cấp Nhà nớc đề tài giai đoạn I (2000-2002) nhiều ủy viên hội
đồng đã đề nghị mở rộng nghiên cứu sang phần miền Trung và Nam bộ, nhng đề tài
xét thấy việc hoàn thiện phơng pháp luận (cơ sở khoa học) trớc tiên cần phải hoàn
thiện trong khu vực đang nghiên cứu rồi mới mở rộng đợc. Việc mở rộng phạm vi
nghiên cứu chỉ là áp dụng phơng pháp và thực hiện cho các lãnh thổ khác nhau.
1.2 Vấn đề đặt ra nghiên cứu cho giai đoạn II
Sau khi hon thnh v nghiệm thu đề tài (2003), đợc phép của các cấp quản lý đề tài,
Chủ nhiệm đề tài đã xây dựng đề xuất cho nghiên cứu tiếp theo vì sự hạn chế của thời
gian cũng nh
kinh phí đã làm kết quả đề tài giai đoạn II000-2002 cha hoàn thiện
những vấn đề đặt ra nghiên cứu. Sau khi đăng ký và trải qua những thẩm định, đề tài
đợc chính thức phê duyệt giai đoạn II với mục tiêu, nội dung và kết quả sẽ đợc lần
lợt báo cáo dới đây.
1.2.1 Mục tiêu
Mục tiêu lâu dài:

Đóng góp cơ sở khoa học trong chiến lợc bảo vệ môi trờng.
Mục tiêu ngắn hạn:

Tổng quan những vấn đề liên quan đến nghiên cứu giai đoạn II
Đề tài độc lập cấp Nhà nớc Nghiên cứu, đánh giá hiện trạng, dự báo xu thế diễn biến và đề xuất
các giải pháp kiểm soát ma axit ở Bắc Bộ Việt Nam, , khu vực từ Ninh Bình trở ra giai đoạn II
7
- Hoàn thiện cơ sở khoa học nghiên cứu ma axit ở Việt Nam.
- Tăng cờng tiềm lực đánh giá và monitoring ma axit ở miền Bắc Việt Nam (từ
Ninh Bình trở ra).
1.2.2 Nội dung

bởi lắng axit.
- Thực hiện monitoring trên mạng lới trạm monitoring (tối thiểu 03 trạm, tối đa 05
trạm)
- Xây dựng qui trình monitoring sinh thái axit dựa trên hệ thống số liệu.
- Xây dựng phơng pháp đánh giá diễn biến tác động lắng axit đến đất, nớc, sinh
thái;
- Đánh giá diễn biến tác động của ma axit đến sinh thái tại hệ thống trạm
monitoring.
1.2.2.3 Xây dựng phơng pháp cảnh báo và dự báo ma axit
A. Xây dựng phơng pháp cảnh báo
Xây dựng cơ sở cảnh báo.
+ Kế thừa kết quả đánh giá nguồn gốc hình thế thời tiết gây ma axit để hoàn
thiện cơ sở khoa học cảnh báo.
Xây dựng qui trình cảnh báo
+ Xây dựng qui trình cảnh báo ma axit theo hai giai đoạn: thông báo nội bộ,
thông tin đại chúng.
B. Cơ sở khoa học và phơng pháp luận khả năng dự báo ma axit bằng mô
hình toán
- Đánh giá khả năng sử dụng mô hình ở Việt Nam;
- Lựa chọn đề xuất áp dụng 01 mô hình có tính khả thi cao nhất (trong điều kiện có
thể)
1.2.2.4 Các giải pháp kỹ thuật kiểm soát ma axit
A. Qui hoạch hệ thống mạng lới trạm monitoring ma axit trên toàn bộ lãnh
thổ Việt Nam
Tổng quan những vấn đề liên quan đến nghiên cứu giai đoạn II
Đề tài độc lập cấp Nhà nớc Nghiên cứu, đánh giá hiện trạng, dự báo xu thế diễn biến và đề xuất
các giải pháp kiểm soát ma axit ở Bắc Bộ Việt Nam, , khu vực từ Ninh Bình trở ra giai đoạn II
9
- Xây dựng cơ sở khoa học qui hoạch mạng lới trạm tại Việt Nam
- Thu thập số liệu, t liệu, tài liệu liên quan phục vụ qui hoạch.

qui luật biến đổi về chất trong nớc ma cũng vì vậy có thể nhìn nhận phải phù hợp so
với những số liệu đã thu nhận đợc.
Về cơ bản, phơng pháp đánh giá của giai đoạn I đợc căn bản kế thừa. Chỉ hoàn thiện
nếu phát hiện những sai lệch khi gặp phát sinh vấn đề khác với giai đoạn I. Nhng lý
luận đợc xây dựng chỉ bằng cách dựa vào số liệu thu nhận và các tài liệu khoa học và
kinh nghiệm của nớc ngoài đặc biệt là các nớc trên thế giới cho những vấn đề của
giai đoạn II.
Giai đoạn I của đề tài đã thiết lập một phơng pháp tiệm cận đi từ thiết lập hệ thống đo
đạc, qui trình đo đạc, đánh giá số liệu để đa ra những qui luật, những vấn đề mang
tính khoa học trong đánh giá diễn biến phù hợp với điều kiện Việt Nam là những bớc
đi hết sức vững chắc trong phơng pháp luận. Thừa kế những kết quả mang tính lý luận
này, phơng pháp nghiên cứu của giai đoạn II là tiếp tục khẳng định những kết quả để
xây dựng nên một qui trình phân tích và đánh giá có thể áp dụng và phổ biến rộng rãi.
Nghiên cứu để đánh giá diễn biến và tìm nguồn gốc ma axit cũng nh cảnh báo dự
báo ma axit là một vấn đề còn rất mới ở Việt Nam. Phơng pháp tiệm cận nghiên cứu
là dựa vào các tài liệu, t liệu và kinh nghiệm của thế giới và của Việt Nam để có thể
đa ra một phơng pháp tiệm cận tối u trong xây dựng và thiết kế một qui trình
nghiên cứu phù hợp với điều kiện Việt Nam.
Sử dụng công nghệ tin học và công nghệ mô phỏng bằng mô hình đang là sức mạnh và
công cụ rất đắc lực cho tất cả các nghiên cứu hiện nay trên thế giới, phơng pháp GIS
và mô hình hóa đang tiệm cận dần với thực tiễn để trở thành một trong những tác
nghiệp không những trong nghiên cứu mà còn trong cả thực tiễn của phát triển kinh tế
xã hội. Ngày nay mọi hệ thống đều cần đ
ợc điều hành bằng các hệ thống tin học.
Công nghệ Tin học Quản trị Hệ thống sẽ trở thành trợ lý đáng tin cậy giúp các nhà điều
hành giải quyết các vấn đề kỹ thuật một cách chính xác và nhanh chóng để ngời điều
hành có thể tập trung trí tuệ vào các vấn đề lớn hơn. Một thống kê về các phơng thức
quản trị số liệu (sử dụng đặc biệt cho ma axit) của nớc ngoài tập trung vào hai hệ
thống của Mỹ và của Đông á trong đó có Việt Nam tham gia để đa ra những đặc tính
chung và riêng. Xây dựng một hệ thống cơ sở dữ liệu của đề tài sẽ mang đợc tính phổ

Effects Research Program) của NAPAP nghiên cứu thực trạng thay đổi về chất lợng
nớc mặt (sông, hồ) từ các ảnh hởng của ma axit cũng nh các ảnh hởng của ma
axit đến sức khỏe con ngời, các loài sinh vật và hệ sinh thái. Tại các nớc trong cộng
đồng Châu âu, monitoring ma axit cũng đợc thực hiện từ những năm 1980 của thế
kỷ trớc.
Từ khi các hoạt động trong pha chuẩn bị của mạng lới monitoring ma axit ở Đông á
(EANET) bắt đầu từ 1998, những kinh nghiệm về monitoring môi trờng các thủy vực
nớc ngọt, đất và thảm thực vật đã đợc các nớc thành viên tích lũy dần dần.
Cho tới cuộc Hội thảo về monitoring tác động sinh thái của lắng axit trong vùng Đông
á tại Bắc Kinh tổ chức vào năm 1999, các nhà chuyên môn đã thảo luận chi tiết và đa
ra văn kiện kỹ thuật cho monitoring đất và thảm thực vật tại tác nớc Đông á. Tuy
nhiên, cho đến nay, việc nghiên cứu phơng pháp luận monitoring các thành phần môi
trờng do tác động của ma axit vẫn còn đang đợc tiếp tục để hoàn thiện. Ngoài ra,
hớng nghiên cứu này đòi hỏi có những thực nghiệm và có thể cả khảo nghiệm
(phơng pháp so sánh-đối chứng) để tìm ra những luận cứ về sinh thái nhạy cảm với
axit từ đó nâng lên thành qui trình monitoring hoặc những giải pháp hạn chế tác động.
ở Việt Nam, hiện tợng ma axit đã đợc đề cập trong các báo cáo hiện trạng môi
trờng toàn quốc của các năm gần đây. Trong GĐ I đã bớc đầu nghiên cứu cơ sở khoa
học xác định điểm monitoring tác động của ma axit tới hệ sinh thái ở Việt Nam. Việc
monitoring đánh giá tác động của ma axit đến sinh thái là một công việc phải tiến
hành trong một thời gian dài, còn rất mới mẻ đối với nớc ta. Triển khai nghiên cứu nội
dung này đòi hỏi có đợc phơng pháp luận đúng đắn, đáp ứng các tiêu chí của khu
vực và thế giới đồng thời phải phù hợp với điều kiện của Việt Nam. Trong bối cảnh đó,
việc nghiên cứu, hoàn thiện phơng pháp luận, qui trình monitoring tổng hợp sinh thái
và bớc đầu xây dựng qui trình đánh giá tác động của ma axit đến hệ sinh thái ở Việt
Nam đợc thực hiện ở giai đoạn này.
2.1.1 Cơ sở khoa học monitoring sinh thái
2.1.1.1 Tổng quan ảnh h
ởng của ma axit tới môi trờng sống
Trên thế giới, ma axit và sự chua hoá các thủy vực nớc ngọt đã đợc chú ý đến từ

gây chua hoá (axit hoá), thay đổi thành phần thủy lý, thủy hoá của thủy vực. Ma axit
sau khi rơi xuống đất, sau đó chảy vào suối, sông, hồ đầm. Ma axit cũng có thể rơi
trực tiếp vào mặt nớc của thủy vực. Hầu hết các hồ, suối có pH giữa 6-8, một số các
hồ bị chua tự nhiên mặc dầu không bị ảnh hởng của ma axit. Ma axit có tác động
tới các thủy vực nhạy cảm mà ở đó, đất vùng lu vực ít có khả năng làm trung hoà axit
(khả năng đệm-buffering capacity) thì hồ và suối ở đó bị axit (pH thấp). Cũng tại các
vùng không có khả năng trung hoà axit, nhôm là một độc tố cho nhiều loài thủy sinh
vật đợc phát thải ra từ đất vào môi trờng nớc trong thủy vực.
Có nhiều hồ và suối ở Hoa Kỳ đợc tổ chức Nghiên cứu nớc mặt quốc gia (National
Surface Water Survey NSWS) xác định bị axit mãn tính khi mà nớc ở đó có mức pH
thờng xuyên thấp. Tổ chức này thực hiện các nghiên cứu ảnh hởng của lắng axit trên
1.000 hồ với diện tích mỗi hồ lớn hơn 10.000 m
2
và hàng nghìn dặm (1 dặm = 1,8 km)
suối mà cho rằng chúng là nhạy cảm với axit hoá. Trong số các hồ và suối quan sát,
ma axit đã gây chua hoá 75% các hồ và 50% các suối. Một số vùng lãnh thổ của Mỹ
đợc xác định là có nhiều thủy vực nhạy cảm với axit hoá. Một số hồ hiện nay có pH
dới 5, hồ bị chua nhất là hồ Little Echo Pond ở New York có pH 4,2.
Các suối chảy qua những vùng đất không có khả năng đệm cũng dễ bị chua hoá nh
các hồ. Khoảng 580 suối ở đồng bằng ven bờ Trung Đại Tây dơng bị axit hoá. 90%
Khí quyển: NOx, SO
2
Môi trờng đất
Môi trờng nớc
(pH < 5,6 )
Thảm
thực
vật,
rừng
Đất

các giải pháp kiểm soát ma axit ở Bắc Bộ Việt Nam, , khu vực từ Ninh Bình trở ra giai đoạn II
14
suối ở bang New Jersey bị axit hoá, đây là nơi có tỷ lệ suối bị chua hoá cao nhất nớc
Mỹ. Axit hoá các thủy vực diễn ra cả ở Hoa Kỳ và Canada. Chính phủ Canada đã ớc
có khoảng 14,000 hồ ở phía đông Canada bị chua do ma axit.
Trong ba thập kỷ trở lại đây, ở các nớc công nghiệp phía bắc bán cầu, quá trình chua
hoá các thủy vực diễn ra ngày một nhanh hơn. Thí dụ: khi quan sát 87 hồ ở phía nam
Na Uy từ 1929 đến 1949 và từ 1970 đến 1980, thấy 24% số hồ có pH thấp dới 5,5
trong thời gian đầu và 47% trong giai đoạn sau. Quá trình chua hoá phụ thuộc vào khả
năng đệm/trung hoà của nớc đợc xác định bởi hàm lợng các ion bicarbonate.
Giai đoạn đầu: bicacbonat hoà tan có thể trung hoà axit mạnh. Giai đoạn này pH
thờng > 6, nớc mang tính kiềm.
H
+
+ HCO
3
-
H
2
O + CO
2

Giai đoạn 2 là giai đoạn chuyển tiếp, bicarbonate bị mất đi khi trung hoà axit gây
nên dao động lớn của pH.
Giai đoạn 3, thủy vực mất hoàn toàn tính kiềm, pH thờng < 5, trong khi đó, hàm
lợng các kim loại, đặc biệt là hàm lợng Al tăng gây độc cho đời sống thủy sinh
vật. Tuy nhiên, các hồ có khả năng đệm/trung hoà cao không bao giờ rơi vào tình
trạng chua hoá lâu dài.
Tuy vậy, ảnh hởng của ma axit tới các thủy vực phụ thuộc nhiều vào cấu tạo địa chất
và tính chất thổ nhỡng (khả năng làm trung hoà axit) của vùng lu vực. Các vùng có

các giải pháp kiểm soát ma axit ở Bắc Bộ Việt Nam, , khu vực từ Ninh Bình trở ra giai đoạn II
15
B. ảnh hởng của ma axit tới hệ thủy sinh vật các thủy vực nớc ngọt
Các cơ thể sinh vật và môi trờng có những mối tơng tác với nhau trong hệ sinh thái.
Thực vật và động vật sống trong một hệ sinh thái có mối tơng tác lẫn nhau rất cao.
Thí dụ, các loài ếch nhái có thể chịu đợc độ axit cao nhng nếu chúng ăn côn trùng
nh các loài côn trùng phù du thì chúng có thể bị ảnh hởng bởi khẩu phần thức ăn đó
có thể bị giảm hoặc bị mất đi do bị axit hoá. Do có mối liên hệ giữa nhiều loài cá, thực
vật và các cơ thể sinh vật khác trong hệ sinh thái thủy vực, những biến đổi về pH hoặc
hàm lợng nhôm cũng sẽ tác động tới đa dạng sinh học. Nh vậy, do các hồ và suối bị
chua hơn, số lợng các loài cá và các loài thực vật, động vật thủy sinh khác sống trong
đó bị giảm.

Hình 2.1. 2 Dãy giá trị pH liên quan tới chỉ số chất lợng nớc
Theo các dẫn liệu nghiên cứu thực nghiệm, trong thủy vực, giá trị pH từ 6 tới 9 có thể
duy trì tốt của các nhóm thủy sinh vật. Nhìn chung, sự chua hoá làm giảm đa dạng thực
vật nổi: các hồ bị chua hoá chỉ có 10-20 loài, trong khi đó, các hồ nghèo dinh dỡng
nhng pH trung tính có 30-80 loài (Muniz, 1991). Tuy vậy, vẫn có các loài tồn tại,
thậm chí phát triển trong điều kiện chua hoá bởi vì chúng có khả năng chịu đựng đợc
chua trong điều kiện chuyển hoá phốt phát (Smith, 1990). Thí dụ nh các loài tảo thuộc
Dinoflagellate có chiếm u thế ở nhiều hồ bị chua hoá, mặc dầu chúng có giảm số loài
nhng ít khi giảm sinh khối (biomass) hoặc quang tổng hợp nếu nguồn dinh dỡng
phốt phát vẫn đợc duy trì (Olaveson & Nalewajko, 1994).
Tảo bám ở đáy (Peryphyton) lại có những phản ứng khác nhau. Mặc dầu sự đa dạng
thủy sinh vật nhìn chung giảm nhng vẫn có sự sinh sôi nảy nở của các nhóm thực vật
do giảm động vật ăn mồi khi môi trờng bị chua hoá. Tảo bám đáy bắt đầu phát triển
khi pH giảm xuống < 6 và tiếp tục gia tăng nữa khi pH < 5,5. Các loài tảo lục nh
Mugeotia và Zygnema thờng u thế trong khi các đám tảo lam có thể hình thành trong
điều kiện quá chua để hỗ trợ vi khuẩn lam trôi nổi. Tại các suối ở Welsh, tảo lục
Mugeotia, Ulothrix và Stigeoclonium có tần số gặp lớn nhất tại môi trờng nớc pH

(Grahn, 1986). Ormerod et al., (1987) đã nghiên cứu nhóm thực vật (Macroflora) của
các suối bị chua hoá ở xứ Wale đã cho rằng có thể sử dụng một số nhóm thực vật này
nh là các loài chỉ thị cho suối bị chua.
Đối với nhóm động vật không xơng sống ở nớc ngọt, khi nghiên cứu hơn 70 thủy
vực bị chua hoá tại Anh, thấy có mối tơng quan giữa nhóm giáp xác Crustacea và pH.
Độ pH là yếu tố monitoring quần thể thủy sinh trong môi trờng axit. Các loài râu
ngành Daphnia và chân chèo Cyclops rất ít gặp hoặc không thấy có ở các hồ bị chua
hoá. Havas & Likens (1985) nghiên cứu ảnh hởng kết hợp của axit và nhôm lên tỷ lệ
chết và cân bằng Na ở loài giáp xác râu ngành D. magna. Cả H
+
và Al
3+
gây nhiễu sự
cân bằng Natri trong cơ thể loài này.
Các nghiên cứu tại các suối đầu nguồn của sông Tywi ở tây xứ Wale, Stoner et
al.(1984) thấy rằng khi pH cao hơn 5,5 và độ cứng cao hơn 8 mg/l thì quần xã động vật
không xơng sống có tới 60-80 loài. Khi pH dới 5,5, độ cứng dới 10 mg/l chỉ có 23-
27 loài. Động vật không xơng sống nớc ngọt cần các ion Na, Cl, K và Ca hoạt tính
để duy trì sự sống. Điều đó phụ thuộc vào hàm lợng các ion ở bên ngoài. Trong thủy
vực bị axit, hàm lợng các ion này quá thấp, trong khi đó các ion H
+
và Al trở nên u
thế trong nớc. Chúng xâm nhập vào bên trong cơ thể sông gấy rối loạn các cân bằng
trong đó dẫn tới làm mất đi các ion sống còn trong mô và máu (Sutcliffe & Hildrew,
1989).
Trong các nghiên cứu ảnh hởng của ma axit tới thủy sinh vật thì nguồn lợi cá các hồ
đợc đặc biệt quan tâm. Các nghiên cứu tại các hồ của bán đảo Scandinavia cho thấy
một số quần thể cá mất dần từ đầu những năm 1920 do các hồ bị ma axit làm chua
hoá dần. Trong 7 sông ở phía nam Na Uy bị ma axit, cá hồi bị suy giảm số lợng bắt
đầu từ những năm 1970, trong khi 68 sông khác không bị ma axit thì sản lợng cá hồi

lợng ma vợt quá sự bốc hơi và tác động tới thảm thực vật, đặc biệt với các hệ sinh
thái có tính nhạy cảm với sự chua hoá. ảnh hởng tiềm tàng của lắng axit là làm tăng
khả năng hoà tan các ion độc nh Al
3+
và H
+
từ đất và xâm nhập tới môi trờng nớc
của các thủy vực.
Nhiều năm trớc, các nhà lâm học và nhiều ngời khác đã quan sát thấy một số vạt
rừng sinh trởng chậm mà không biết vì sao. Các cây trong những cánh rừng này
không sinh trởng nhanh ngay cả khi khỏe. Lá hoặc gai bị úa vàng và rụng khi chúng
vẫn còn xanh và khỏe. Một số trờng hợp, một số cá thể cây hoặc cả một diện tích rừng
bị chết mà không rõ nguyên nhân.
Về sau, các nhà nghiên cứu mới biết rằng ma axit là nguyên nhân gây chậm sinh
trởng, tổn thơng cây hoặc làm cả vạt rừng bị chết. Ma axit đã làm suy thoái rừng và
đất đai ở nhiều vùng của miền đông Hoa Kỳ, đặc biệt rừng ở đai cao của vùng núi
Appalachian từ Main tới Georgia bao gồm cả các vờn quốc gia ở Shenandoah và núi
Smoky lớn. Tuy nhiên, ma axit không chỉ gây ra những hiện tợng nh vậy. Nó còn
gây ra sự kiện nghiêm trọng khác nh tạo ra các chất gây ô nhiễm không khí, côn trùng
gây hại, bệnh tật, hạn hán hoặc thời tiết rất lạnh cũng đe doạ đời sống thực vật. Trong
hầu hết các trờng hợp, thực tế thì những tác động của ma axit tới cây cối diễn ra do
những ảnh hởng kết hợp của ma axit và các nguyên nhân gây biến động môi trờng
khác nhau. Sau nhiều năm thu thập các thông tin về hoá học và sinh học của rừng, các
nhà nghiên cứu mới hiểu ma axit đã tác động tới đất rừng và các cây cối nh thế nào.
Ma axit không bao giờ trực tiếp làm chết cây. Thực ra, nó làm cây yếu đi bởi làm hại
lá, hạn chế khả năng dinh dỡng của chúng hoặc làm cho các chất độc từ đất thấm vào
cây. Thờng thì sự thơng tổn của cây hoặc cây bị chết là do các ảnh hởng của ma