Vùng biển ven bờ từ Vũng Tàu tới Kiên Giang là khu vực phát triển kinh tế –
xã hội sôi động, đồng thời sở hữu hệ sinh thái phong phú của Đồng bằng sông Cửu Long. Tuy nhiên, khu vực này đang đối mặt với áp lực ô nhiễm môi trường ngày càng gia tăng từ nhiều nguồn khác nhau – đặc biệt là từ các chất dinh dưỡng (như nitơ, phosphor) và kim loại nặng (như chì, kẽm, đồng). Sự phát triển nông nghiệp thâm canh, nuôi trồng thủy sản, công nghiệp và đô thị hóa đã làm gia tăng lượng chất thải và nước thải đổ ra sông, kênh rạch và cuối cùng chảy ra biển. Kết quả là chất lượng nước và trầm tích ven biển Nam Bộ suy giảm nghiêm trọng, đe dọa đến tính toàn vẹn của các hệ sinh thái ven bờ, từ rừng ngập mặn, đầm phá cho tới các rạn san hô cận bờ. Tình trạng này không chỉ tác động xấu đến đa dạng sinh học mà còn ảnh hưởng trực tiếp đến sinh kế và sức khỏe của hàng triệu người dân vùng Đồng bằng sông Cửu Long.
Bên cạnh nguồn thải tại chỗ, khu vực ven biển Nam Bộ còn tiếp nhận ô nhiễm từ thượng nguồn thông qua hệ thống sông Mê Kông và sông Đồng Nai. Hai dòng sông lớn này vận chuyển phù sa và chất ô nhiễm từ lưu vực rộng hàng trăm ngàn km² trải dài qua nhiều quốc gia. Trong bối cảnh biến đổi khí hậu làm thay đổi chế độ mưa lũ và mực nước biển dâng, cũng như tình trạng xâm nhập mặn gia tăng, cơ chế vận chuyển và lắng đọng các chất ô nhiễm ngày càng phức tạp. Các hiện tượng cực đoan – như mưa lớn, lũ lụt hay hạn mặn – có thể làm bùng phát sự cố ô nhiễm, chẳng hạn hiện tượng phú dưỡng dẫn tới “thủy triều đỏ” (tảo nở hoa) gây thiếu oxy cục bộ, hoặc sự tích tụ kim loại nặng cô đặc trong mùa khô. Thực tế đó đặt ra yêu cầu cấp thiết phải làm rõ: các chất ô nhiễm này bắt nguồn chủ yếu từ đâu, cơ chế truyền tải và tích tụ của chúng ra sao, và hệ quả lâu dài đối với môi trường – con người trong vùng là gì?
Hình 1: Bản đồ khu vực nghiên cứu ven biển Nam Bộ. Hộp đỏ (trái) thể hiện vị trí Đồng bằng sông Cửu Long (ĐBSCL) ở hạ lưu lưu vực sông Mê Công
Mặc dù vấn đề ô nhiễm vùng ven biển Nam Bộ đã được nhận diện, các nghiên cứu trước đây chủ yếu tập trung vào việc đánh giá hiện trạng (mức độ ô nhiễm nước, trầm tích bởi dinh dưỡng, kim loại nặng, thuốc trừ sâu, kháng sinh, vi nhựa…) hơn là giải thích nguyên nhân và cơ chế. Nhiều câu hỏi khoa học vẫn bỏ ngỏ: Ví dụ, tỉ lệ đóng góp của từng nguồn thải (nông nghiệp, đô thị, công nghiệp…) vào tổng lượng ô nhiễm là bao nhiêu? Những quá trình thuỷ động lực nào chi phối sự phân tán hay tích tụ của chất ô nhiễm trong nước biển và trầm tích? Điều kiện mùa mưa – mùa khô tác động như thế nào đến phạm vi lan truyền ô nhiễm? Và mức độ nguy hiểm sinh thái đến đâu – liệu các hệ sinh thái và chuỗi thức ăn ven biển đã bị tổn thương đáng kể hay chưa? Những khoảng trống này đòi hỏi một cách tiếp cận nghiên cứu liên ngành, kết hợp số liệu thực địa với mô hình phân tích tiên tiến để có câu trả lời toàn diện.
Để giải quyết các vấn đề trên, nhóm các nhà khoa học do PGS.TS. Triệu Ánh Ngọc chủ trì đề tài “Nghiên cứu cơ chế truyền tải, tích tụ và phân tán chất ô nhiễm vùng biển ven bờ từ Vũng Tàu tới Kiên Giang” đã triển khai đề tài nghiên cứu công phu trong giai đoạn 2021–2025. Đề tài áp dụng cách tiếp cận đa ngành, lần đầu kết hợp đồng bộ các phương pháp truyền thống và hiện đại tại Việt Nam nhằm “giải mã” bài toán ô nhiễm ven biển Nam Bộ. Cụ thể, bên cạnh công tác khảo sát thực địa, thu thập hàng trăm mẫu nước, trầm tích và sinh vật tại các cửa sông, vùng ven bờ và gần bờ, nhóm nghiên cứu đã sử dụng các kỹ thuật phân tích tối tân: phân tích đồng vị bền (δ¹⁵N, δ¹³C trong hợp chất nitơ, carbon; tỷ lệ ²⁰⁶Pb/²⁰⁷Pb trong chì) để truy tìm dấu vết nguồn gốc chất ô nhiễm, cùng với mô hình thủy động lực – chất lượng nước 3 chiều để mô phỏng quá trình lan truyền trong các kịch bản khác nhau. Song song đó, công cụ toán MixSIAR (mô hình trộn Bayesian) được triển khai nhằm định lượng phần trăm đóng góp của từng nguồn ô nhiễm vào môi trường thông qua dữ liệu đồng vị. Đáng chú ý, kỹ thuật thủy văn đồng vị được áp dụng lần đầu cho vùng ven biển Việt Nam đã cho phép phân biệt tương đối rõ dấu hiệu ô nhiễm từ phân bón nông nghiệp, nước thải sinh hoạt hay chất thải công nghiệp dựa trên các giá trị đặc trưng của δ¹⁵N và δ¹³C. Cách tiếp cận liên ngành và tích hợp này tạo nên một khung nghiên cứu toàn diện, vừa có khả năng lượng hóa mức độ ô nhiễm, vừa truy nguyên được nguồn gốc và cơ chế lan truyền các chất ô nhiễm.
Kết quả nghiên cứu đã phác họa chi tiết cơ chế truyền tải, phân tán và tích tụ các chất ô nhiễm tại vùng biển ven bờ Nam Bộ. Hệ thống sông ngòi dày đặc đóng vai trò “kênh dẫn” chính đưa chất dinh dưỡng và một phần kim loại từ đất liền ra biển. Vào mùa mưa, lưu lượng dòng chảy mạnh làm cuốn trôi phân bón và chất thải từ đồng ruộng, khu dân cư; đồng thời nước lũ giàu phù sa mang theo nitrat, phosphate đổ ra các cửa sông lớn (như Cửa Đại, Cung Hầu, Trần Đề…). Quá trình này làm mở rộng phạm vi phát tán ô nhiễm dinh dưỡng ra xa bờ, thậm chí xuất hiện hiện tượng phú dưỡng tại các vùng nước ven biển sau mỗi đợt lũ. Trái lại, vào mùa khô, lưu lượng sông suy giảm, hiện tượng xâm nhập mặn và bốc hơi lại làm cô đặc một số chất ô nhiễm trong vùng cửa sông – ven biển. Đặc biệt, nồng độ các kim loại như sắt (Fe) và chì (Pb) được ghi nhận tăng cao hơn vào cuối mùa khô ở các mẫu nước ven bờ, do nước biển lợ bị bay hơi làm tăng độ muối và tích tụ kim loại. Sự khác biệt mùa vụ này dẫn tới một nghịch lý: mùa mưa tổng tải lượng ô nhiễm ra biển lớn hơn, nhưng do pha loãng nhiều nên nồng độ tức thời thấp hơn; trong khi mùa khô tải lượng ít hơn nhưng nồng độ cục bộ lại cao hơn, gây nguy cơ mãn tính cho sinh vật vùng cửa sông.
Một phát hiện quan trọng là vai trò của trầm tích trong cơ chế lưu giữ và tái phát tán chất ô nhiễm. Trầm tích lơ lửng (phù sa) và trầm tích đáy tại các cửa sông lớn được ví như “bể chứa tạm thời” tích tụ kim loại nặng. Phân tích không gian bằng GIS cho thấy các cửa sông như Cửa Đại, Hàm Luông, Trần Đề có hàm lượng kim loại (đặc biệt Fe, Pb, Zn) cao nhất, do phù sa giàu kim loại từ thượng nguồn lắng đọng lại đây. Khi thủy triều lên xuống mạnh hoặc có bão, sóng lớn, một phần kim loại bị tái huy động từ trầm tích vào cột nước, khiến nước biển gần bờ thỉnh thoảng tăng đột biến nồng độ kim loại. Cơ chế này giải thích vì sao trong một số mẫu nước mùa khô thu ở Bến Tre hay Rạch Giá vẫn phát hiện nồng độ kim loại cao, mặc dù các điểm lấy mẫu khá xa bờ. Ngoài ra, trầm tích giàu chất hữu cơ trong các đầm phá, rừng ngập mặn ven biển được ghi nhận có khả năng hấp thụ mạnh Hg (thủy ngân) dưới dạng methyl hóa, kéo Hg chìm xuống đáy tích tụ lâu dài. Điều này cho thấy trầm tích đáy vừa là bể chứa làm giảm ô nhiễm tức thời cho nước biển, nhưng đồng thời cũng là nguồn phát tán thứ cấp khi điều kiện môi trường thay đổi.
Hình 2: Sơ đồ cơ chế truyền tải, tích tụ và phát tán các nguồn ô nhiễm ven biển từ Vũng Tàu đến Kiên Giang, minh họa tương tác đa chiều giữa các ngăn chứa (nước ngọt sông, nước lợ vùng cửa sông, nước biển, trầm tích và sinh vật)
Ô nhiễm dinh dưỡng nổi lên là vấn đề nghiêm trọng hàng đầu. Chỉ số T-N (tổng nitơ) và T-P (tổng phosphor) đo được tại nhiều điểm ven biển đều vượt quy chuẩn cho phép, đặc biệt trong mùa mưa. Phân tích đồng vị δ¹⁵N và δ¹³C chỉ ra rằng nguồn dinh dưỡng dư thừa chủ yếu xuất phát từ phân bón nông nghiệp (chứa nitrat, phosphate), tiếp đến là nước thải từ nuôi trồng thủy sản (thức ăn thừa phân hủy) và nước thải sinh hoạt chưa xử lý. Tại các tỉnh trồng lúa trọng điểm như An Giang, Đồng Tháp, phần đóng góp của nông nghiệp vào tải lượng nitơ trong nước sông có thể lên tới ~55% trong mùa mưa. Dinh dưỡng dư thừa làm bùng nổ tảo và thực vật phù du ven biển, hiện tượng phú dưỡng này dẫn đến suy giảm nồng độ oxy hòa tan, làm suy thoái hệ sinh thái (chết san hô, cỏ biển) và giảm tính đa dạng của sinh vật phù du – vốn là mắt xích quan trọng trong chuỗi thức ăn. Thực tế khảo sát cho thấy một số khu vực nuôi trồng thủy sản tập trung (đầm tôm, cá) ven biển có dấu hiệu “nước nở hoa” (màu nước chuyển xanh lục hoặc đỏ nâu do tảo phát triển quá mức), báo hiệu mức dinh dưỡng đã vượt ngưỡng chịu tải của môi trường. Hiện tượng này đe dọa ngành nuôi thủy sản và nghề cá ven bờ, đồng thời tiềm ẩn rủi ro về sức khỏe nếu xuất hiện độc tố từ tảo lam, tảo đỏ.
Về ô nhiễm kim loại nặng, nghiên cứu ghi nhận sự hiện diện phổ biến của các kim loại độc hại như arsen (As), chì (Pb), kẽm (Zn), đồng (Cu), cadmi (Cd) và thủy ngân (Hg) trong mẫu nước và trầm tích toàn vùng. Nồng độ trung bình nhiều kim loại ở một số điểm vượt nhẹ quy chuẩn Việt Nam, nhưng điều đáng lo ngại là tại “điểm nóng” gần các khu công nghiệp hoặc đô thị ven biển (ví dụ cảng Cát Lái – TP. Vũng Tàu, cảng Trà Nóc – Cần Thơ, vịnh Rạch Giá – Kiên Giang), hàm lượng Pb, Zn, Cu đo được cao gấp 2–3 lần giới hạn cho phép. Nguồn gốc kim loại nặng khá đa dạng, bao gồm cả yếu tố tự nhiên lẫn nhân tạo. Phân tích đồng vị chì chỉ ra chữ ký đặc trưng của nguồn công nghiệp tại nhiều mẫu: các khu chế biến thủy sản, luyện kim, xi măng ở miền Tây thải nước giàu Pb, Zn, Cu; bụi khí thải từ giao thông và lò nung cũng đóng góp chì với tỷ lệ ²⁰⁶Pb/²⁰⁷Pb ~1,16 tương ứng xăng pha chì trước đây. Bên cạnh đó, đất phù sa giàu phèn chua tại ĐBSCL giải phóng lượng lớn Fe, Al tự nhiên khi bị xói mòn trong mùa mưa, làm tăng hàm lượng sắt trong sông Hậu và ven biển Kiên Giang (có mẫu đo được Fe ~1,69 mg/L, cao hơn nền khu vực khác). Một nguồn đáng chú ý khác là hoạt động hàng hải và du lịch: dầu thải và sơn chống hà tại các cảng tàu (như Tắc Cậu, Phú Quốc) làm tăng cục bộ nồng độ Cu, Zn, Pb ở nước biển quanh cảng. Như vậy, kim loại nặng vùng ven biển Nam Bộ chịu tác động cộng gộp từ nhiều nguồn – cần các giải pháp quản lý tổng hợp trên diện rộng.
Hệ quả của ô nhiễm kim loại nặng đối với môi trường và sinh vật là rất nghiêm trọng. Kim loại tích tụ trong trầm tích làm suy giảm chất lượng nền đáy, ảnh hưởng đến sinh cảnh của nhiều loài động vật đáy (như giun nhiều tơ, nhuyễn thể hai mảnh vỏ). Hàm lượng Pb, Cd, Hg cao có thể gây chết hàng loạt sinh vật phù du và thân mềm đáy – nhóm đóng vai trò làm sạch môi trường, dẫn đến mất cân bằng chuỗi thức ăn. Thực tế quan trắc tại một số đầm nuôi gần Phú Quốc cho thấy hệ sinh thái rạn san hô vùng này đang bị suy thoái, có liên quan đến độc tính tích lũy từ kim loại nặng và thuốc trừ sâu trong nước thải nông nghiệp đổ ra từ đất liền. Nguy hiểm hơn, kim loại nặng tích lũy sinh học và phóng đại qua chuỗi thức ăn. Các loài cá lớn, tôm cua và động vật có vú biển (như cá heo) có xu hướng tích tụ nồng độ Hg, Pb cao gấp nhiều lần so với sinh vật bậc thấp. Chẳng hạn, thủy ngân dạng monomethyl (MMHg) tìm thấy trong mô cá biển gần các vùng nuôi trồng cho thấy sự chuyển hóa từ Hg vô cơ lắng đọng ở đáy. Điều này tác động trực tiếp đến sức khỏe con người. Cộng đồng dân cư ven biển Nam Bộ vốn phụ thuộc lớn vào nguồn lợi thủy sản làm thực phẩm, nên việc tiêu thụ cá, tôm, sò nhiễm kim loại nặng có thể gây ra các bệnh mãn tính nguy hiểm. Các độc chất như chì và thủy ngân khi tích tụ trong cơ thể người đủ lớn sẽ dẫn đến tổn thương thần kinh, suy giảm chức năng thận và thậm chí tăng nguy cơ ung thư. Đây là hồi chuông cảnh báo đòi hỏi phải có hành động kịp thời nhằm kiểm soát và giảm thiểu ô nhiễm kim loại nặng trước khi hậu quả trở nên trầm trọng hơn.
Công trình nghiên cứu này đã đóng góp những hiểu biết khoa học quan trọng, tạo nền tảng cho công tác bảo vệ môi trường biển Nam Bộ. Trước hết, đề tài đã cung cấp bức tranh toàn diện đầu tiên về hiện trạng ô nhiễm và cơ chế lan truyền các chất dinh dưỡng, kim loại nặng ở vùng ven biển Vũng Tàu – Kiên Giang. Không chỉ định lượng mức độ ô nhiễm, nghiên cứu còn truy xuất rõ ràng nguồn gốc các chất ô nhiễm chính: nông nghiệp và sinh hoạt là nguồn chủ đạo gây phú dưỡng, trong khi công nghiệp và trầm tích biển là tác nhân chính gây ô nhiễm kim loại. Việc lần đầu ứng dụng kỹ thuật đồng vị kết hợp mô hình Bayesian và mô hình thủy động lực học tại Việt Nam đã chứng minh hiệu quả trong phân biệt dấu vết ô nhiễm và định lượng đóng góp của nguồn thải – đây là đóng góp phương pháp có ý nghĩa cho lĩnh vực khoa học môi trường nước. Các kết quả nghiên cứu chuyên sâu (ví dụ: phát hiện cơ chế tái huy động kim loại do thủy triều, tương quan giữa δ¹⁵N và loại hình nguồn phân bón/nuôi trồng, v.v.) không chỉ mang giá trị học thuật mà còn cung cấp bằng chứng thực tiễn để hoạch định chính sách quản lý.
Về ứng dụng thực tiễn, nghiên cứu đề xuất một loạt giải pháp và khuyến nghị nhằm giảm thiểu ô nhiễm và bảo vệ bền vững vùng biển Nam Bộ. Trước hết, cần sớm thiết lập mạng lưới quan trắc liên tỉnh dọc bờ biển từ Vũng Tàu đến Kiên Giang với tần suất và mật độ đủ lớn tại các điểm nhạy cảm (cửa sông, khu công nghiệp, vùng nuôi thủy sản). Việc quan trắc cần kết hợp triển khai các cảm biến tự động đo chất lượng nước theo thời gian thực và xây dựng hệ thống cảnh báo sớm khi phát hiện thông số bất thường. Song song đó, nhóm tác giả nhấn mạnh ưu tiên nâng cấp công nghệ xử lý nước thải tại các đô thị và khu công nghiệp trọng điểm ở ĐBSCL (Cần Thơ, Long Xuyên, Rạch Giá…). Các nhà máy xử lý cần được đầu tư thêm công nghệ khử dinh dưỡng N, P và loại bỏ triệt để kim loại nặng, vi nhựa, hóa chất hữu cơ bền trước khi xả thải. Về dài hạn, nhóm nghiên cứu đề xuất áp dụng mô hình quản lý tổng hợp vùng bờ (ICZM) cho toàn bộ dải ven biển Nam Bộ. Điều này đòi hỏi sự phối hợp liên ngành và liên tỉnh trong quy hoạch sử dụng đất, kiểm soát nguồn thải từ lưu vực sông, và bảo tồn các hệ sinh thái đệm (đặc biệt là rừng ngập mặn ở Bạc Liêu, Cà Mau) như những “lá chắn sinh thái” giảm thiểu ô nhiễm. Cuối cùng, không thể thiếu sự tham gia của cộng đồng địa phương – nâng cao nhận thức người dân, khuyến khích mô hình nông nghiệp hữu cơ giảm phân bón hóa học, hạn chế rác thải nhựa, và giám sát độc lập các nguồn xả thải sẽ giúp các giải pháp kỹ thuật phát huy hiệu quả bền vững.
Hình 3: Bộ CSDL Đồng bằng sông Cửu Long và hệ thống dự báo, cảnh báo chất lượng nước môi trường.
Sau chặng đường nghiên cứu hơn 3 năm, đề tài đã thu được những kết quả có giá trị cả về khoa học và thực tiễn. Những phát hiện mới về cơ chế lan truyền, tích tụ ô nhiễm ở vùng biển Nam Bộ không chỉ góp phần lấp đầy khoảng trống hiểu biết, mà còn là cơ sở khoa học để các nhà quản lý địa phương hoạch định chiến lược bảo vệ môi trường biển phù hợp. Quan trọng hơn, nghiên cứu gióng lên hồi chuông cảnh tỉnh về mối nguy ô nhiễm đang hiện hữu, qua đó thúc đẩy hành động kịp thời nhằm giữ gìn dải ven biển giàu tài nguyên của đất nước. Với cách tiếp cận liên ngành và những dữ liệu nền quý giá, đề tài có thể xem là mô hình để áp dụng nghiên cứu các vùng ven biển khác của Việt Nam đang chịu áp lực ô nhiễm tương tự, đóng góp vào mục tiêu phát triển bền vững kinh tế biển trong bối cảnh biến đổi khí hậu ngày càng rõ nét.
PGS.TS. Triệu Ánh Ngọc
Phân hiệu Trường Đại học Thủy lợi