Quản lý tình hình quản lý nước dằn tàu tại hệ thống cảng thành phố Hồ Chí Minh

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1 1.1. Khái quát về cảng Sài Gòn 1.1.1. Lịch sử Hình 1.1: Một số hình ảnh về Cảng Sài Gòn (Nguồn: Cảng Sài Gòn được thành lập vào ngày 22 tháng 2 năm 1860 dưới thời thuộc địa Pháp với tên gọi Thương Cảng Sài Gòn. Cảng nằm dọc theo bờ phải sông Sài Gòn, cách biển 45 dặm (83 km) với tổng diện tích 3 860 000 m 2 gồm 5 khu vực: - Khu vực Hàm Nghi: 4 km dọc bờ phải sông Sài gòn với 3 cầu tàu cho tàu nội địa. - Khu vực Nhà Rồng (vị trí cũ): Dọc sông Tàu Hủ với 3 cầu tàu cho tàu nước ngoài. - Khu vực Khánh Hội: Dài 1,25 km với 11 cầu tàu cho tàu nước ngoài. - Khu vực Chợ Cá: 3 cầu tàu và 2 bến. Từ ngày 25 tháng 7 năm 1975, Thương Cảng Sài Gòn đổi tên mới là Cảng Sài Gòn theo quyết định của Tổng cục trưởng Tổng cục đường biển. Cảng Sài 2 Gòn có tổng diện tích là 475 000 m 2 , ba bến xếp dỡ với chiều dài cầu tàu: - Bến Nhà Rồng (428 m) - Bến Khánh Hội (1 264 m) - Bến Tân Thuận (866,5 m) và nhiều phao buộc neo dọc hai bên bờ sông Qua nhiều giai đoạn phát triển, ngày nay, Cảng Sài Gòn là một cảng quốc tế, cảng chính của miền Nam Việt Nam. Tổng diện tích mặt bằng là 570 000 m 2 trong đó có 2 830 m 2 cầu tàu, 250 000 m 2 bãi, và 80 000 m 2 kho hàng. Mới đây, Cảng Sài Gòn đã thực hiện thành công dịch vụ trung chuyển container, mở đường cho giai đoạn phát triển mới của ngành Hàng hải Việt Nam trong quá trình hội nhập quốc tế [28]. 1.1.2. Nhiệm vụ Phát triển bền vững như cảng hàng đầu của đất nước, cửa ngõ hàng hải chính của nước Việt Nam đi đến các nước trong khu vực và trên thế giới. 1.1.3. Mục tiêu - Cải tiến các tiêu chuẩn dịch vụ so với các cảng khác trong khu vực. - Phát triển và khai thác cảng nước sâu như là cảng chiến lược quốc gia ở miền Nam Việt Nam. 1.1.4. Quan hệ quốc tế - Thành viên của Hiệp hội Cảng biển Quốc tế (IAPH). - Thành viên của Hiệp hội Cảng biển Việt Nam (VPA). - Thành viên chính của VPA tham gia vào các hoạt động của Hiệp hội Cảng biển ASEAN (APA). - Các cảng kết nghĩa: Trạm Giang (Trung Quốc), Osaka (Nhật Bản), Los Angeles (USA). 3 1.1.5. Truyền thống của Cảng Sài Gòn Với lịch sử phát triển lâu dài, Cảng Sài Gòn đã khẳng định được truyền thống hoạt động và cống hiến tốt đẹp của mình vì lợi ích của khách hàng và từ đó góp phần vào sự phát triển kinh tế của đất nước. Với nhiệm vụ xuất sắc và sự cống hiến hiệu quả của Cảng đối với sự phát triển kinh tế của đất nước, Cảng Sài Gòn đã được Chính phủ tặng Danh hiệu Anh hùng Lao động. Ngày 5 tháng 6 được chọn làm ngày truyền thống của Cảng Sài Gòn. Ngày này được chọn để tưởng nhớ ngày Bác Hồ ra đi tìm đường cứu nước vào năm 1911 tại Bến Nhà Rồng. Một số đặc điểm của Cảng Sài Gòn:  Điểm hoa tiêu: 10 o 20'N - 107 o 03'E  Chiều dài luồng: 85km, Sâu: -8.5m.  Thủy triều: bán nhật triều không đều, chênh lệch bình quân: 3.0m  Vị trí cảng tại khu vực Tp. HCM: 10 o 50'N - 106 o 45'E.  Cỡ tàu lớn nhất có thể tiếp nhận: 32 000 DWT [28]. Thống kê về sản lượng hàng hóa xuất khẩu và nhập khẩu thông qua Cảng Sài Gòn được thể hiện trong hình 1.2 và bảng 1.1. 4 Năm: 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 CONTAINER 1,000 TEU 237 269 295 251 316 303 238 350 NHẬP KHẨU 120 137 150 126 158 145 118 175 XUẤT KHẨU 117 132 145 125 158 158 120 175 1.2. Một số vấn đề liên quan đến nước dằn tàu 1.2.1. Định nghĩa nước dằn tàu Theo định nghĩa của Andrew N. Cohen (1998) về nước dằn tàu như sau: Hình 1.2: Tổng sản lượng thông qua cảng Sài Gòn (Nguồn: Bảng 1.1: Sản lượng container (Nguồn: 5 Tàu vận chuyển chỉ mang ít hay không có hàng hóa khi di chuyển trên biển. Điều này có thể làm cho tàu không an toàn do khi gặp gió, sóng to làm mất thăng bằng khi sóng đánh vào đuôi tàu hay sóng quá to có thể phủ hết cả con tàu. Vì vậy, ngay khi bắt đầu cuộc hành trình thì tàu sẽ lấy một lượng lớn nước (có thể sử dụng nước ngọt từ các cảng sông) nhằm giúp tàu có thể chìm sâu hơn dưới nước hay đến một vị trí an toàn hơn trong nước. Cuối cuộc hành trình sau đó tàu sẽ bơm nước dằn tàu này vào một cảng mới hay vùng ven biển (dĩ nhiên cách hàng ngàn dặm từ cảng xuất hành) trước khi bốc dỡ hàng hóa. Nước dằn tàu cũng được đổi hay bơm ra cho những mục đích khác, bao gồm điều chỉnh tàu theo đúng hướng gió, cải thiện tính an toàn khi đi trên biển, gia tăng hiệu quả lực đẩy, hạn chế sốc cho thân tàu, nâng cao tàu để đi qua những vùng nước cạn (giảm sự mắc cạn của tàu), và làm cho tàu chìm thấp xuống khi đi dưới cầu hay cần trục (giảm sức cản không khí) [10]. Các quá trình nêu trên liên quan tới hoạt động lấy hay xả nước dằn tàu của một con tàu được khái quát trong hình 1.3. 6 Tàu lấy nước dằn từ những điểm lấy nước ngay dưới đường nước (đường nước là hệ thống ống dùng để bơm nước vào khoang). Những điểm lấy này được che lại bằng nắp đặc biệt với đầu mở khoảng 1,27 cm hay lớn hơn, mặc dù sự ăn mòn có thể làm cho những cửa này lớn hơn và thỉnh thoảng làm cho nắp đậy bị rớt xuống. Chức năng của những nắp đậy này là tránh phá hủy bơm tàu từ lực kéo khi bơm nước, mặc dù khi gắn những nắp đậy có thể làm gia tăng tỷ lệ xâm nhập của những sinh vật vào trong các thùng chứa nước dằn tàu. Phụ thuộc vào kích thước của thùng chứa liên quan đến bề mặt nước, nước có thể lấy vào hay bơm ra bằng bơm hay bằng lực hấp dẫn của dòng chảy [10]. Nước dằn tàu được chứa trong các khoang khác nhau trên tàu, thường các khoang chứa này được thiết kế cho những mục đích khác nhau (gọi là các Hình 1.3: Quy trình bơm, xả nước dằn tàu của tàu/thuyền tài cảng (Nguồn: CSIRO Australia,2008) Bốc dở hàng xuống Bơm nước vào 1. Tại cảng đi 3. Tại cảng đến 3. Suốt hành trình 4. Suốt hành trình Hàng trống Nước dằn đầy Lấy hàng vào Bơm nước ra Hàng đầy Nước dằn trống 7 khoang chứa chuyên dụng), mặc dù các khoang chứa hàng và những khoang khác có thể vẫn chứa được nước dằn tàu (gọi là các khoang không chuyên dụng). Một vài khoang chứa có thể mang 10 triệu gallon nước dằn tàu (bảng 1.2). Bảng 1.2: Lượng nước dằn tàu (gallon/tàu) trung bình của các loại tàu Các tàu gọi là mang nước dằn tàu - "in ballast" - khi chúng mang nước dằn tàu; các tàu gọi là tàu hàng hóa - "in cargo" - khi chúng mang một vài món hàng. Các tàu hàng hóa cũng có thể mang một số lượng nước dằn tàu nào đó. Khi các tàu bơm tất cả nước dằn tàu ra theo hết khả năng có thể của chúng thì các tàu này gọi là “không có nước dằn tàu trên tàu” ("NOBOB" ) [10]. Tuy nhiên một số lượng đáng kể nước, dĩ nhiên có thể là mười hay thậm chí hàng trăm ngàn gallon, thường chứa nồng độ rất cao của chất bùn lắng trong các khoang chứa, có thể là phần còn lại trong khoang chứa nước dằn sau khi bơm không hết. Phần nước này gọi là nước dằn tàu không thể bơm ra hay bùn lắng (bảng 1.4), và phần bùn lắng này thường không được chú ý khi khảo sát về vấn đề xâm lấn của sinh vật ngoại lai, nhưng nó có thể là một kho tàng to lớn cho các nhà sinh học khám phá tiềm năng xâm nhập của những sinh vật ngoại lai. Vì vậy luôn có lượng nước dằn tàu tồn lưu trong tất cả các cuộc hành trình. Lớp bùn lắng này có thể bao gồm bùn và những mảnh vụn nhỏ đã bơm vào cùng với nước dằn tàu, chất rỉ sét hay mảnh vụn phía trong của các thùng chứa, và những mảnh nhỏ rơi ra của hàng hóa. Sau 3-5 năm chất bùn lắng được lấy ra khỏi các 8 khoang khi tàu vào ụ tàu và lấy ra khỏi khoang chứa mỗi cuộc hành trình tại cảng bốc hàng. Chất bùn lắng từ khoang hàng, khoảng 500 gallon mỗi tàu, được dọn sạch và bơm ra cảng, vào ra vùng duyên hải, hay thỉnh thoảng vẫn còn đọng lại và sẽ được đưa vào đất liền hay bơm ra tại biển khơi. Bảng 1.3 : Lượng bùn lắng (gallon/tàu) trung bình của các loại tàu 1.2.2. Các sinh vật có trong nước dằn tàu Phải mất một thời gian dài để người ta nhận ra rằng các sinh vật nước mặn và nước ngọt có thể được di chuyển cùng với nước dằn tàu. Vào đầu những năm 1897 các nhà sinh học cho thấy rằng phiêu sinh vật nước mặn (các sinh vật trôi dạt trong cột nước, hầu hết chúng thì rất nhỏ) có thể qua bơm vào hệ thống dằn tàu và sinh sống ở đó. Năm 1908 có một báo cáo về khuê tảo (diatom) được phát hiện trong nước dằn tàu ở Bắc Đại Dương (Carlton, 1985) [12], và xâm nhập vào phía bắc Châu Âu của một loài cua ở Trung Quốc được chứng minh vào năm 1912 qua nước dằn tàu (Cohen & Carlton, 1997) [15]. Tuy nhiên mãi cho đến những năm 1970 vẫn chưa có nhà khoa học nào lấy mẫu trực tiếp những sinh vật trong nước dằn tàu. Từ đó có rất nhiều nghiên cứu cho thấy khoang chứa nước dằn có sự hiện diện của các loài đặc trưng như động vật, thực vật, protozoa, vi khuẩn và virus, thỉnh thoảng nó xuất hiện với mức độ rất phong phú (bảng 1.5). 9 Tuy nhiên,khi khảo sát phiêu sinh vật trong mẫu nước dằn tàu tại vịnh San Francisco là một cảng lớn ở bờ Tây nước Mỹ cho thấy có sự xuất hiện của các loài trưng như holoplankton, meroplankton hay tychoplankton. Ngoài ra còn có Bảng 1.4 : Các sinh vật có trong nước dằn tàu (Nguồn: Andrew N.Cohen, 1998) 10 những sinh vật khác không thuộc phiêu sinh có thể sống cùng với phiêu sinh và xem phiêu sinh như vật chủ đó là virus và ký sinh trùng. Hơn nữa, một vài loài sinh vật không phải là phiêu sinh có thể sống bám vào khoang chứa nước dằn hay đeo bám dai dẳng ở những miếng gỗ hay những mảnh vụn trôi nổi khác, và các loài cá hay tôm nhỏ có thể bơi trong các cảng lấy nước dằn tàu [10]. Nhiều loài phiêu sinh có thể sống rất lâu trong nước dằn tàu cho đến khi nó được bơm ra tại vùng ven biển của cuối cuộc hành trình. Nhiều sinh vật khác có thể sống bên ngoài khoang chứa như các loài ấu trùng hay sinh vật trưởng thành, sống trong bùn lắng tích tụ ở đáy khoang, bám trên thành khoang, đáy khoang hay bên trong thành ống nước hay vào những nơi khác trong hệ thống nước dằn. Nhiều loài phiêu sinh tạo nang, tạo bào tử hay các giai đoạn sống khác có thể gây ra tính độc tức thời cho môi trường và có khả năng tồn tại ở trạng thái bất hoạt trong vài tuần hay vài tháng. Đáng chú ý trong số những loài này có một vài loài tảo gây độc, các nang của nó có thể tìm thấy trong bùn lắng nước dằn tàu với một số lượng đáng kể (theo Hallegraeff et al. 1993; Hallegraeff & Bolch 1991, 1992) [18],[19],[20]. Các giai đoạn sống còn lại có thể hình thành các dạng phiêu sinh quay ngược lại vào nước dằn tàu trước khi được thải ra, hay có thể bản thân chúng sẽ vào môi trường cùng với chất bùn lắng khi thải bỏ. Mật độ của các sinh vật trong nước dằn tàu và ở trong bùn lắng cũng rất khác nhau (Smith et al. 1996) [23]. Một vài nghiên cứu cho thấy rằng có sự suy giảm về số lượng và mật độ của sinh vật trong suốt cuộc hành trình của tàu biển. Năm 1982, Carlton đã chứng minh được rằng không có sự suy giảm mật độ phiêu sinh động vật hay sự đa dạng của chúng sau 15 và 18 ngày khi nhiệt độ nước dằn tàu ít thay đổi (Carlton et al. 1982); nhưng năm 1988 trong một nghiên cứu của Williams cho thấy những 11 tàu từ Nhật đến Úc có số lượng loài suy giảm theo thời gian chứa của nước dằn tàu, ít loài nào có thể sống sót sau 24 ngày (Williams et al.,1988) [27]. Mặc dù trong một vài nghiên cứu cho thấy sự suy giảm xảy ra khi có sự thay đổi về nhiệt độ hay giảm lượng oxy hòa tan, nhưng trong những trường hợp khác cho thấy sự suy giảm cũng xảy ra ngay cả khi môi trường đạt đến mức ổn định nào đó không bị stress môi trường quá nặng. Trong nhiều trường hợp, sự suy giảm có thể do thiếu hụt nguồn thức ăn, hay ánh sáng trong khoang chứa nước dằn cần thiết cho quang tổng hợp của phiêu sinh thực vật bị hạn chế. Rất ít loài sinh vật còn sống được tìm thấy từ nước dằn tàu hay bùn lắng sau khoảng hơn 1 năm (bảng 1.5). Một vài dạng như bào tử, nang hay trứng của các loài khuê tảo, protozoa và giáp xác có thể sống sót trong thời gian dài hơn, hay đối với các loại protozoa và quần thể động vật không xương sống trong bùn lắng cũng có thời gian sống sót rất lâu. Bảng 1.5 : Khả năng sống sót của các sinh vật trong nước dằn tàu\bùn lắng (Nguồn: Andrew N.Cohen, 1998) 12 1.2.3. Các hệ thống, quy định quốc tế Để quản lý nước dằn tàu, một số tổ chức quốc tế được thành lập nhằm kiểm soát một cách có hiệu quả vấn đề vận chuyển nước dằn đáy tàu. - Vào tháng 7 năm 1991, Tổ Chức Hàng Hải Quốc Tế - the International Maritime Organization’s (IMO’s), Ủy Ban Bảo Vệ Môi Trường Biển – Marine Environmental Protection Committee (MEPC), đã đưa ra một bộ hướng dẫn quốc tế cho việc chống sự xâm nhập của những sinh vật thủy sinh không mong muốn và tác nhân gây bệnh có thể có trong nước dằn tàu và bùn lắng, được thông qua bởi hội đồng của tổ chức IMO vào tháng 11 năm 1993. Các thành viên của IMO buộc phải tuân theo những quy định trong bộ hướng dẫn này, trong đó có quy định về việc thay đổi nước dằn tàu ngoài biển khơi (để hạn chế sự vận chuyển của những loài sinh vật từ cảng này đến cảng khác). Vào năm 1993, Úc đã tổng kết lại và thấy rằng có rất ít quốc gia sử dụng bộ hướng dẫn này. Vào năm 1994, MEPC thành lập một nhóm làm việc cho lĩnh vực nước dằn tàu để đưa ra một đề cương quy định cho việc kiểm tra và quản lý nước dằn tàu. Bộ phác thảo này được đưa ra bàn luận vào tháng 11 năm 1998 và tháng 6 năm 1999 tại cuộc họp của MEPC. Sau đó IMO đã đưa ra một đề xuất cho quy trình quản lý này như là một công cụ quản lý chính thức của IMO. Công cụ này đòi hỏi sự phê duyệt của tất cả các quốc gia thành viên là phải tuân theo những quy định của bộ luật này, bao gồm cả việc thay đổi nước dằn tàu ngoài biển khơi [17]. - Vào ngày 13 tháng 2 năm 2004, Hiệp định quốc tế về kiểm tra và quản lý nước dằn tàu và bùn lắng được áp dụng tại Hội nghị quốc tế về quản lý nước dằn tàu của các tàu ở London, nước Anh. Hiệp định này sẽ được áp dụng bắt buộc trong vòng 12 tháng sau khi được phê duyệt bởi 30 quốc gia, kết quả cho thấy có khoảng 35% các tàu trên thế giới áp dụng luật định này. Mỹ là một 13 trong những quốc gia chính thực hiện tốt luật định, bằng cách yêu cầu tất cả tàu phải có kế hoạch cụ thể về quản lý nước dằn tàu và bùn lắng. Hơn nữa, tất cả tàu phải có một quyển sổ ghi chép lượng nước dằn tàu và sẽ xây dựng thành quy trình quản lý theo một tiêu chuẩn đặc biệt. Những tiêu chuẩn này được chia ra thành từng giai đoạn thực hiện khác nhau phụ thuộc vào cấu trúc tàu của họ. Những chủ tàu nào không tuân theo các quy định quốc tế về xử lý nước dằn tàu sẽ bị xử phạt bởi Hội đồng IMO [17]. 1.3. Các phương pháp xử lý nước dằn tàu Hiện nay trên thế giới áp dụng các phương pháp xử lý dựa trên nguyên tắc: - An toàn cho thủy thủ và hành khách. - Tác dụng trực tiếp đến sinh vật muốn xử lý. - Các thiết bị hoạt động xử lý dễ dàng. - Có sự hợp lý giữa hoạt động bình thường của tàu và thời gian của cuộc hành trình. - Tàu phải có cấu trúc hoàn chỉnh. - Kích cỡ và giá cả của thiết bị xử lý. - Dự tính được những tác động xấu tới môi trường của thiết bị xử lý. - Dễ dàng đưa vào áp dụng thực tế và phải hợp với quy định chung của các luật định. 1.3.1. Phương pháp xử lý bằng trao đổi nước Nguyên tắc xử lý nước dằn tàu thường được áp dụng phổ biến hiện nay là trao đổi nước dằn tàu ngoài biển khơi sẽ hạn chế tối thiểu sự xâm nhập của loài ngoại lai. Phương pháp này hiệu quả vì các sinh vật trong nước từ lục địa có môi trường sống không giống với các sinh vật ngoài biển khơi và ngược lại [16]. 14 Hoạt động trao đổi nước ngoài biển khơi được tiến hành như trong hình 1.3. Ví dụ, tàu rời khỏi cảng tại biển Ấn Độ Dương, qua kênh đào Suel, bốc dỡ hàng hóa ở Địa Trung hải và bơm nước dằn tàu vào trước khi qua biển Đại Tây Dương. Nước dằn tàu sẽ được trao đổi ở biển Đại Tây Dương trước khi tàu đến cảng Great Lakes để lấy hàng hóa [16]. 1.3.2. Phương pháp xử lý bằng hóa chất (Biocide) Biocide: - Là chất hóa học như là chất tẩy có thể giết chết sinh vật. - Yếu tố oxy hóa, là hóa chất có thể phá hủy màng tế bào bằng sự oxy hóa. Biocide không có tính oxy hóa: biocide cũng có thể gây chết bằng những yếu tố hóa học khác. Ozone: phân tử này rất quan trọng trong tầng khí quyển, nó ngăn chặn các tia cực tím nguy hiểm. Tuy nhiên trong tầng khí quyển thấp hơn nó là thành phần chính của sương mù và gây hại cho môi trường. Nó cũng thường được sử dụng Hình 1.4 : Trao đổi nước ngoài biển khơi (Nguồn: Corrina Chase, Christine Reilly, and Judith,cập nhật 2009) Pederson Lúa mì Gạo 15 như là chất khử trùng nước. Vì vậy ozone không ổn định và nguy hiểm để sản xuất nhưng nó là nhân tố oxy hóa mạnh. Tính chất hóa học: Biocide có thể được sử dụng để xử lý nước dằn tàu và ngăn chặn sự du nhập của những sinh vật ngoại lai. Các loại biocide khi sử dụng phải được chọn lựa cẩn thận để tránh gây nguy hiểm cho con người và môi trường. Biocide thường được mang theo trên tàu và giữ dưới dạng rắn hay lỏng. Chúng được sử dụng rất rộng rãi trong công nghiệp hóa chất vì vậy có rất nhiều tài liệu về tính an toàn và hiệu quả của chúng, tuy nhiên khi phản ứng với nước nó có thể tạo ra tính độc mà vấn đề này vẫn chưa được nghiên cứu rộng rãi [16]. Có hai loại biocide là loại oxy hóa và không oxy hóa. Biocide oxy hóa bao gồm chlorine, bromine và iodine. Những hóa chất này sẽ phá hủy màng tế bào làm chết tế bào. Chlorine thường được sử dụng để xử lý nước uống, nhưng hiện nay