ĐẶT VẤN ĐỀ Nước chiếm 3/4 diện tích bề mặt Trái Đất, là nguồn tài nguyên quý giá, tuy nhiên, trữ lượng nước sạch, phục vụ đời sống sinh hoạt của con người chỉ chiếm một phần nhỏ trong số đó. Trước sự biến đổi khí hậu, thiên tai, bùng nổ dân số, sự lãng phí và khai thác nguồn nước quá mức của con người, thế giới ngày càng "khát" nước sạch. Cả thế giới đang hướng tới hoàn thành được các mục tiêu thiên niên kỷ về nước (90% dân số thế giới sẽ được hưởng nước sạch). Tuy nhiên, kỳ vọng để đạt được các mục tiêu thiên niên kỷ này là không mấy hiện thực.
Thực tế cho thấy, việc tiếp cận được với những dịch vụ cơ bản liên quan đến nước như nước uống an toàn, vệ sinh… vẫn là một vấn đề khó khăn đối với các nước đang phát triển. Theo ước tính, đến năm 2030 vẫn còn khoảng 5 tỷ người (chiếm 67% số dân thế giới) chưa được tiếp cận với các điều kiện vệ sinh về nước. Vì vậy, để đạt được những mục tiêu Liên Hợp Quốc đề ra, đòi hỏi những nỗ lực hiện tại phải được tăng lên gấp bội.23 Nhu cầu về nước chưa bao giờ cao như hiện nay. Khai thác nước sạch đã tăng gấp 3 lần trong vòng 50 năm qua.
Diện tích đất tưới cũng tăng gấp đôi trong chừng ấy năm và hiện tượng này liên quan mật thiết với sự gia tăng dân số. Dân số thế giới hiện nay là 6,6 tỷ người và mỗi năm tăng thêm 80 triệu người. Điều đó có nghĩa, nhu cầu về nước sạch mỗi năm tăng thêm khoảng 64 tỷ m3. Song, đáng tiếc là 90% số dân trong số 3 tỷ người dự kiến tăng thêm vào năm 2050 lại tập trung ở các nước đang phát triển, nơi mà ngay từ bây giờ đã đang chịu cảnh khan hiếm nước.23 Hà Nội hiện nay có 16 nhà máy khai thác nước dưới đất lớn và 15 trạm sản xuất nước với tổng số giếng đang khai thác là 302 giếng, tổng lưu lượng khoảng 718.200 m3/ngày đêm để cấp nước cho sinh hoạt, sản xuất tại đô thị.
LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 2 Ngoài ra, có khoảng 1.100 giếng khoan công nghiệp khai thác với tổng lưu lượng khoảng 310.000 m3/ngày đêm để cấp nước cho sinh hoạt, sản xuất tại các cơ quan, nhà máy, xí nghiệp. Trên địa bàn 22 quận, huyện của thành phố có khoảng 793 nghìn giếng khoan UNICEF, giếng đào khai thác với tổng lưu lượng khoảng 800.000 m3/ngày đêm để phục vụ cấp nước sinh hoạt nông thôn 18. Các công trình khai thác nước ở vùng nông thôn chủ yếu ở tầng nước nông và trung bình nên chất lượng nước thường bị nhiễm các kim loại nặng và các chất thải từ hoạt động sản xuất như asen, amoni, chất hữu cơ. Hơn nữa, việc khai thác tràn lan nước ngầm ở tầng nông đang là một nguyên nhân dẫn đến việc suy giảm chất lượng nguồn nước ngầm ở các tầng phía dưới (tầng khai thác nước ngầm của hệ thống cấp nước đô thị), gây ảnh hưởng lớn đến việc phát triển bền vững nguồn nước của thành phố Hà Nội.
Xuân Mai - một thị trấn ngoại thành Hà Nội cũng đang trong tiến trình công nghiệp hóa - hiện đại hóa mạnh mẽ,đây là nơi tập trung dân cư đông đúc.Nước sinh hoạt của người dân sử dụng chủ yếu là nước ngầm, do vậy vấn đề nhu cầu sử dụng cũng như nhu cầu về chất lượng nước ngầm rất được quan tâm và đây được coi là một vẫn đề cấp thiết. Mặc dù đã có một số nghiên cứu đánh giá về chất lượng nước ngầm, tuy nhiên mới chỉ có một số ít nghiên cứu tổng hợp về quy luật sự biến đổi mực nước và đánh giá chất lượng nước ngầm tại khu vực Xuân Mai- Tp.Hà Nội; Mặt khác các đề tài nghiên cứu trước đây chỉ quan trắc ít thông số chất lượng, nhất là các thông số kim loại nặng chưa được phân tích, thời gian quan trắc ngắn nên chưa đánh giá được sự biến động theo thời gian cả năm. Điều này gây khó khăn cho việc xác định mức độ sử dụng nước ngầm và đề xuất biện pháp sử dụng hợp lí nguồn nước quí giá này. Đứng trước tính cấp thiết về yêu cầu sử dụng tài nguyên nước ngầm, nguồn nước sinh hoạt và sản xuất cho người dân sinh sống trên địa bàn thị trấn Xuân Mai, tôi đã lựa chọn đề tài “Biến động chất lƣợng LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 3 nƣớc và mực nƣớc ngầm tại khu vực Xuân Mai - Chƣơng Mỹ - Hà Nội”.
Đề tài đưa ra các thông tin về chất lượng nước, cũng như sự biến động mực nước ngầm nhằm đề xuất các giải pháp quản lý, sử dụng bền vững tài nguyên nước ngầm và cải thiện chất lượng cuộc sống cho người dân tại khu vực nghiên cứu. LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 4 Chƣơng 1. TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1. Khái niệm, phân loại, đặc điểm của nƣớc ngầm 1.
Khái niệm Theo điều 2 của Luật tài nguyên nước số 17/2012/QH13 nước ngầm (Nước dưới đất) được định nghĩa như sau: “Nước dưới đất là nước tồn tại trong các tầng chứa nước dưới đất”. Nước dưới đất chứa trong các lỗ hổng, khe nứt, các hang động ngầm kích thước khác nhau, tồn tại ở ba trạng thái rắn lỏng khí và được chuyển đổi từ trạng thái này sang trạng thái kia. Các tầng chứa nƣớc ngầm Nước dưới đất là loại tài nguyên ngầm được con người khai thác vào loại sớm nhất và lâu dài nhất. Tuy nhiên nhiều bí ẩn liên quan đến loại tài nguyên này vẫn là câu đố đối với nhân loại.
Opsinhicôp, thủy quyển ngầm phân bố tới độ sâu 12-16 km, là độ sâu phân bố nhiệt độ tới hạn của nước (375- 4500C), còn theo F.Lianco nó phải đạt tới độ sâu 70-100 km. Các kết quả đánh giá trữ lượng nước dưới đất, do vậy, rất khác nhau. Tuy nhiên, phần nước ngầm nằm sâu có động thái biến đổi chậm, thành phần hóa học phức tạp, khai thác khó khăn, nên hiện ít có giá trị khai thác.8 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 5 Nước dưới đất phân bố trên diện rộng và có ý nghĩa đặc biệt quan trọng đối với hệ thực vật và hệ sinh vật đất, bởi đa phần các cá thể này không thể tự vận động đi tìm nước được như con người và động vật khác. Nước dưới đất là nguồn cung cấp, duy trì sự tồn tại của các thủy vực mặt trong thời kỳ không mưa kéo dài.
Nhiều nơi, trong quá trình thăm dò tìm kiếm nguồn nước đã phát hiện ra những nguồn khoáng sản quý hiếm khác có vai trò thay đổi nền kinh tế của cả một địa phương, một quốc gia, như sự tìm ra dầu và khí đốt ở Brunei. 8 Nước ngầm là nguồn cung cấp quan trọng nhất cho sinh hoạt và sản xuất đặc biệt ở những khu vực có nguồn nước mặt hạn chế hoặc bị ô nhiễm. Về cơ bản nước ngầm là tài nguyên có thể tái tạo qua quá trình thẩm thấu của nước mưa và tuyết tan vào các tầng đá. Nếu tỷ lệ sử dụng nước ngầm thấp hơn tỷ lệ tái sinh thì việc sử dụng nước ngầm là bền vững.
Tuy nhiên nếu tỷ lệ khai thác luôn cao hơn tỷ lệ tái tạo tự nhiên thì nước ngầm đã trở thành tài nguyên không thể tái tạo được.4 Nước ngầm chỉ chiếm 30,1% trong 0,9% lượng nước trên Trái Đất nhưng nó lại đóng vai trò rất quan trọng trong cuộc sống của động thực vật và con người trên Trái Đất. Hiện nay nước ngầm được sử dụng cho khoảng 2 tỉ người trên thế giới, được coi là một trong những nguồn tài nguyên thiên nhiên dễ sử dụng nhất. Với nước ngầm, con người đã sử dụng hàng ngàn năm nay phục vụ cho nhu cầu sinh hoạt và sản xuất. Ước tính, lượng sử dụng nước ngầm trên thế giới vào khoảng 982 km3 một năm.
Trong đó, nước ngầm cung cấp phân nửa lượng nước uống trên toàn cầu, và chiếm giữ 38% lượng nước tưới tiêu.9 Riêng tại Việt Nam, nước sử dụng cho sinh hoạt thì 70% nước bề mặt và 30% nước ngầm. Đồng thời, theo thống kê của Viện Sức khỏe nghề nghiệp và môi trường (Bộ Y tế) năm 2013, nước ta có khoảng 17,2 triệu người (tương đương 21,5% dân số) đang sử dụng nguồn nước sinh hoạt từ giếng khoan mà chưa qua xử lý. LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 6 * Tầm quan trọng của nƣớc ngầm - Nước ngầm phục vụ cho sinh hoạt như: ăn, uống, tắm giặt, sưởi ấm…. - Nước ngầm phục vụ cho nông nghiệp: tưới hoa màu, cây ăn quả, các cây có giá trị kinh tế cao.
- Con người có thể sử dụng nguồn nước ngầm để mở rộng các hoạt động sản xuất công nghiệp. - Nước ngầm có chất lượng tốt còn được sử dụng để chữa bệnh. Nước ngầm phục vụ cho sinh hoạt sẽ giảm hẳn các bệnh do nguồn nước mặt bị ô nhiễm như: đường ruột, bệnh phụ khoa, bệnh ngoài da… - Sử dụng nước ngầm giúp con người được giải phóng sức lao động do phải lấy nước xa nhà, tiết kiệm chi phí “đổi nước”, tiết kiệm thời gian nâng cao hiệu quả sản xuất. Phân loại nước ngầm Theo độ sâu phân bố có thể chia nước ngầm thành nước ngầm tầng mặt và nước ngầm tầng sâu.
Đặc điểm chung của nước ngầm là khả năng di chuyển nhanh trong các lớp đất xốp, tạo thành dòng chảy ngầm theo địa hình. Nước ngầm tầng mặt thường không có lớp ngăn cách với địa hình bề mặt. Do vậy, thành phần mực nước biến đổi nhiều, phụ thuộc vào trạng thái của nước mặt. Loại nước ngầm tầng mặt dễ bị ô nhiễm.
Nước ngầm tầng sâu nằm trong lớp đất đá xốp được ngăn cách bên trên và phía dưới bởi các lớp không thấm nước. Theo không gian phân bố, một lớp nước ngầm tầng sâu thường có ba vùng chức năng: Vùng thu nhận nước. Vùng chuyển tải nước. Vùng khai thác nước có áp.
Khoảng cách giữa vùng thu nhận và vùng khai thác nước thường khá xa, từ vài chục đến vài trăm kilomet. Các lỗ khoan nước ở vùng khai thác thường có áp lực. Đây là loại nước ngầm có chất lượng tốt và lưu lượng ổn đinh. Trong các LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 7 khu vực phát triển đá cacbonat thường tồn tại loại nước ngầm caxtơ di chuyển theo các khe nứt caxtơ.
Trong các dải cồn cát ven biển thường có các thấu kính nước ngọt nằm trên mực nước biển. Hệ thống nước ngầm được bổ sung bởi nước mưa, nước mặt trong sông hồ, đầm lầy. ngấm xuống các tầng đất đá bên dưới khi những tầng này có đới độ rỗng cao. Phần lớn nước dưới đất thuộc dạng này.