Tài nguyên nước là thành phần chủ yếu của môi trường sống, là yếu tố đặc biệt quan trọng bảo đảm thực hiện thành công các chiến lược, quy hoạch, kế hoạch phát triển kinh tế xã hội, bảo đảm quốc phòng, an ninh quốc gia. Tuy nhiên, quá trình khai thác, sử dụng tài nguyên nước chưa hợp lý, thiếu bền vững đã và đang gây suy giảm tài nguyên nước, đặc biệt là những thách thức đối với chất lượng nước do quá trình tiếp nhận nước thải từ các hoạt động dân sinh kinh tế. Ô nhiễm nước mặt đang là vấn đề môi trường nói chung và Việt Nam nói riêng. Để đưa ra được các giải pháp về vấn đề môi trường nước mặt, Việt Nam đã có nhiều nghiên cứu khoa học về nguyên nhân ảnh hưởng đến môi trường nước mặt. Trong đó có các nghiên cứu về ảnh hưởng của con người đến môi trường nước mặt như: Báo cáo của UNEP nghiên cứu về tình trạng ô nghiễm nước mặt ở châu Phi và châu Mỹ hiện đang bị ô nghiễm bởi các vi sinh vật do hoạt động xả nước thải và rác thải sinh hoạt, Nghiên cứu về chất lượng nước sông Ray, Việt Nam cho thấy chất lượng nước sông Ray đang bị ô nghiễm do hoạt động của con người bao gồm nước thải công nghiệp, phân bón phosphate trong nông nghiệp và hoạt động chăn nuôi. Ngoài ra, một số nghiên cứu về ảnh hưởng của các khu công nghiệp và hoạt động của con người đến chất lượng nước mặt thành phố Cần Thơ, hay nghiên cứu về các mô hình chất lượng nước mặt,… các tác giả đã nghiên cứu ảnh hưởng từ hoạt động của con người đến chất lượng nước mặt.

Hiện nay trên thế giới nói chung có nhiều công bố về phương pháp sử dụng sóng cao tần để phá hủy cũng như thu hồi cáu cặn, như của Leonard D.Tijing, sử dụng trường điện tần số radio tạo ra giữa 2 điện cực graphit có tác dụng làm giảm cặn canxi cacbonat bám trong hệ thống làm mát.

Hệ thống thông tin địa lý GIS (Geographic Information Systems) là một hệ thống công cụ máy tính để thu thập, lưu trữ, kiểm tra và hiển thị dữ liệu liên quan đến các vị trí trên bề mặt Trái đất. GIS được ứng dụng trong nhiều nghiên cứu thuộc nhiều lĩnh vực nhằm phục vụ công tác quản lý, đánh giá hiện trạng của các đối tượng nghiên cứu. Lê Quang Cảnh và nhóm tác giả đã ứng dụng GIS để xây dựng bản đồ bị tổn thương do nước biển dâng gây ra đối với diện tích đất trồng lúa ở dải ven biển tỉnh Phú Yên. Bùi Thu Phương, Nguyễn Thị Lệ Hằng đã sử dụng GIS để nghiên cứu, đánh giá thực trạng của công tác quản lý đất đai và biến động đất đai cấp huyện. Nghiên cứu của Phạm Trí Công đã sử dụng GIS/GPS để xây dựng hệ thống quản lý mất rừng, giúp xác định chính xác vị trí và diện tích các điểm mất rừng, xác định nhanh chóng ranh giới các điểm mất rừng và giúp xác định chính xác và nhanh chóng đường đi đến điểm mất rừng. Công nghệ GIS đã được Vũ Lê Ánh, Lê Thị Minh Phương sử dụng để phân tích, thành lập bản đồ khu vực ô nhiễm không khí và tính toán số lượng nhà dân nằm trong vùng thiệt hại tại quận Thanh Xuân khi xảy ra vụ cháy công ty Rạng Đông. Ứng dụng GIS cũng được sử dụng trong các nghiên cứu như xây dựng bản đồ ô nhiễm nước mặt tại thành phố Cẩm Phả, Quảng Ninh, thành lập bản đồ nguy cơ trượt lở huyện Xín Mần, Hà Giang, quản lý lịch sử biến động của thửa đất, xây dựng bản đồ chất lượng nước mặt khu vực khai thác khoáng sản tại huyện Hoành Bồ, Quảng Ninh. Có thể thấy, các bản đồ được thành lập đã giúp thể hiện dữ liệu về các đối tượng nghiên cứu theo không gian, từ đó hỗ trợ công tác đánh giá và quản lý sự việc, hiện tượng hiệu quả hơn.

Sắt là một trong những kim loại được tìm thấy nhiều nhất trong môi trường và trong tất cả các sinh vật sống. Sắt đóng một vai trò quan trọng như một phần của hemoglobin trong quá trình lưu trữ và vận chuyển oxy, điện tử, các phản ứng enzyme, hô hấp ti thể, protein và tổng hợp DNA. Trong tự nhiên, sắt tồn tại chủ yếu ở 2 trạng thái oxy hoá là Fe2+ và Fe3+. Nếu cơ thể thừa hoặc thiếu sắt đều gây các vấn đề không tốt cho sức khoẻ. Do đó, việc xác định Fe3+ trong nhiều mẫu là cần thiết. Nhiều phương pháp khác nhau như phổ hấp thụ nguyên tử, phổ khối plasma kết hợp cảm ứng và phép đo phổ phát xạ nguyên tử, huỳnh quang và sắc ký ion đã được sử dụng rộng rãi để phát hiện các ion Fe3+. Tuy nhiên, các phương pháp này đòi hỏi thiết bị đắt tiền và hoạt động phức tạp, điều này hạn chế ứng dụng của chúng để phân tích nhanh và phân tích tại hiện trường. Để khắc phục những nhược điểm này, các cảm biến màu dựa trên vật liệu nano kim loại quý đã được phát triển để phát hiện Fe3+ và ngày càng thu hút được nhiều sự quan tâm.

Ô nhiễm asen (As) trong đất là một vấn đề môi trường nghiêm trọng, có tác động sâu rộng đến chất lượng đất, sức khỏe con người và động thực vật. Với khả năng tích tụ trong môi trường, As không chỉ làm giảm độ phì nhiêu của đất mà còn gây ra những rủi ro lớn cho hệ sinh thái, bao gồm sự suy giảm đa dạng sinh học và nguy cơ tích tụ As trong chuỗi thực phẩm.

Than sinh học (TSH) là một sản phẩm giàu carbon thu được do nhiệt phân sinh khối các sản phẩm từ thực vật, động vật, kể cả các loại phân chuồng,… được đốt trong điều kiện ít hoặc không có oxygen; hay than sinh học là sản phẩm bởi sự phân hủy các chất hữu cơ dưới điều kiện giới hạn oxygen và nhiệt độ thấp (< 700°C); Than sinh học là sản phẩm bởi nhiệt phân sinh khối chất thải dưới điều kiện giới hạn oxygen; Than sinh học được định nghĩa là vật liệu giàu carbon, cấp hạt mịn, xốp được sản xuất tương tự.

Xanh methylene (MB) là loại thuốc nhuộm azo bền, có khả năng chống chịu tốt với axit, bazo, có cấu trúc phức tạp, ổn định trong không khí, ít thay đổi về mặt cấu trúc hóa học và được ứng dụng rộng rãi trong công nghiệp y sinh, nhuộm, thuộc da, giấy, v.v. Nước thải chứa thuốc nhuộm nói chung và MB nói riêng được tạo ra trong quá trình sản xuất có sử dụng MB thường có nồng độ, độ màu cao, khó tự phân hủy và gây ra nhiều hệ lụy nếu thải trực tiếp vào môi trường như ô nhiễm chất hữu cơ và lượng oxi hòa tan sẽ giảm đi. Khi nồng độ ô nhiễm tăng cao có thể gây chết hàng loạt cho các loài thực vật, động vật thủy sinh và làm hỏng hệ sinh thái dưới nước. Ngoài ra, MB có thể gây tổn thương không thể phục hồi cho mắt người, nhịp tim tăng, nôn mửa, thậm chí là gây ung thư. Do đó, việc tìm ra phương pháp xử lý MB khỏi dòng chất thải trước khi thải vào nguồn nước với chi phí thấp, áp dụng hiệu quả và thân thiện với môi trường sinh thái là rất quan trọng.

Phát triển chăn nuôi theo hướng xanh, tuần hoàn mang tầm chiến lược lâu dài nhằm giảm thiểu áp lực môi trường, nâng cao giá trị kinh tế, tăng thu nhập cho người chăn nuôi. Trong đó, kinh tế tuần hoàn đã được quy định rõ theo Khoản 1, Điều 142 Luật Bảo vệ môi trường (BVMT) năm 2020, theo đó “Kinh tế tuần hoàn là mô hình kinh tế trong đó các hoạt động thiết kế, sản xuất, tiêu dùng và dịch vụ nhằm giảm khai thác nguyên liệu, vật liệu, kéo dài vòng đời sản phẩm, hạn chế chất thải phát sinh và giảm thiểu tác động xấu đến môi trường”. Các mô hình nông nghiệp tái sử dụng phụ phẩm hoặc các sản phẩm đầu ra của quy trình sản xuất này được làm đầu vào cho quy trình sản xuất khác đang trở thành xu hướng phát triển bền vững, đặc biệt là các mô hình tái sử dụng phụ phẩm chăn nuôi có nguồn gốc hữu cơ cho cây trồng. Phụ phẩm chăn nuôi chủ yếu là các sản phẩm phụ đặc trưng được tạo ra từ hoạt động chăn nuôi các loại gia súc, gia cầm như chất độn chuồng đã sử dụng, thức ăn thừa, xác vật nuôi chết không phơi nhiễm mầm bệnh và độc tố có thể được tận dụng hoặc sử dụng lại cho các mục đích khác trong các nhóm tiểu ngành nông nghiệp. Về khía cạnh kinh tế và môi trường, mô hình chăn nuôi - trồng trọt tuần hoàn vừa tăng doanh thu cho cơ sở chăn nuôi và cải thiện thu nhập cho người nông dân vừa hạn chế tổn hại cho môi trường trong hiện tại và tương lai.

Hiện nay, với sự tiến bộ không ngừng của khoa học và công nghệ, nhu cầu về điện năng đang ngày càng tăng cao. Ngoài ra, chúng ta đang đối mặt với những vấn đề ngày càng trầm trọng về môi trường và sự biến đổi khí hậu. Một trong những giải pháp hiệu quả để giải quyết những vấn đề này là việc tích hợp các nguồn phân tán (DG) vào lưới điện hiện tại, và điều này đã giúp hình thành và phát triển của lưới điện nhỏ (MG). MG là một mạng điện quy mô nhỏ, bao gồm các phụ tải điện, các nguồn điện truyền thống, nguồn năng lượng tái tạo (RES) và các bộ lưu trữ năng lượng. Ngoài ra, MG có thể hoạt động ở chế độ nối lưới hoặc độc lập tùy thuộc vào đặc điểm kỹ thuật và kinh tế. Ưu điểm của lưới điện nhỏ là vận hành linh hoạt, khả năng hoạt động độc lập và chi phí vận hành thấp hơn so lưới điện truyền thống. Do đó, việc lập kế hoạch vận hành ngày tới (UC) của MG giúp tối đa hóa lợi ích mà lưới điện này mang lại về mặt kinh tế và môi trường.

Khai thác khoáng sản đóng vai trò quan trọng trong phát triển kinh tế Việt Nam, cung cấp nguyên liệu thiết yếu cho các ngành công nghiệp và đóng góp lớn vào GDP. Năm 2022, ngành khai khoáng chiếm khoảng 7,1% GDP với giá trị sản xuất hơn 406.000 tỷ đồng, trong đó xuất khẩu dầu thô và than đá đóng góp gần 10% tổng kim ngạch xuất khẩu. Ngành này không chỉ tạo việc làm cho hơn 400.000 lao động trực tiếp mà còn hàng triệu lao động gián tiếp, đồng thời thúc đẩy phát triển cơ sở hạ tầng tại các khu vực khai thác. Tuy nhiên, sự phát triển bền vững trong ngành khai thác khoáng sản là một thách thức lớn, đòi hỏi phải chú trọng đến bảo vệ môi trường và quản lý tài nguyên một cách hiệu quả. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng việc khai thác khoáng sản có thể gây ra những tác động tiêu cực đến môi trường, như ô nhiễm nước mặt và nước ngầm, cũng như suy giảm chất lượng đất. Do đó, việc áp dụng các phương pháp khai thác có trách nhiệm và bền vững là cần thiết để giảm thiểu những tác động này. Việc tích hợp các khái niệm sinh thái công nghiệp vào quản lý chất thải và thực hiện các hoạt động phục hồi sau khai thác là những biện pháp quan trọng để đảm bảo tính bền vững trong ngành. Ngoài ra, việc phát triển công nghệ xanh trong khai thác khoáng sản cũng là một yếu tố quan trọng. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng việc cải thiện hiệu suất và tính bền vững của các phương pháp khai thác có thể đạt được thông qua đổi mới công nghệ và tối ưu hóa quy trình khai thác. Hơn nữa, việc thực hiện các báo cáo bền vững trong ngành khai thác khoáng sản cũng đóng vai trò quan trọng trong việc nâng cao nhận thức về trách nhiệm xã hội và môi trường của các công ty khai thác.