Luận văn thạc sĩ đánh giá hiện trạng chất lượng môi trường nước dưới đất khu vực phía nam tỉnh thái nguyên

Luận văn thạc sĩ đánh giá hiện trạng chất lượng môi trường nước dưới đất khu vực phía nam tỉnh Thái Nguyên, phân tích các yếu tố ảnh hưởng và đề xuất giải pháp bảo vệ.

• Tác giả: Nguyễn Đức Việt
• Người hướng dẫn: TS. Vũ Thị Quý
• Trường học: Đại học Nông Lâm - Đại học Thái Nguyên
• Chuyên ngành: Khoa học môi trường
• Đề tài: Đánh giá hiện trạng chất lượng môi trường nước dưới đất khu vực phía Nam tỉnh Thái Nguyên
• Loại tài liệu: luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2019
• Địa điểm: Thái Nguyên

Tóm tắt

I. Chất lượng nước và môi trường nước

Chất lượng nước và môi trường nước là hai yếu tố quan trọng trong việc đánh giá tài nguyên nước dưới đất. Khu vực phía Nam tỉnh Thái Nguyên đang đối mặt với tình trạng ô nhiễm nguồn nước do hoạt động công nghiệp và khai thác khoáng sản. Các chỉ tiêu như pH, hàm lượng kim loại nặng (Fe, Mn, As) và vi khuẩn Coliform vượt quá giới hạn cho phép, gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến sức khỏe cộng đồng và hệ sinh thái. Nghiên cứu chỉ ra rằng, việc thiếu hệ thống xử lý nước thải hiệu quả tại các khu công nghiệp là nguyên nhân chính dẫn đến tình trạng này.

1.1. Ô nhiễm nước và tác động

Ô nhiễm nước tại khu vực phía Nam Thái Nguyên chủ yếu do các hoạt động công nghiệp và khai thác khoáng sản. Các chất thải từ các nhà máy, khu chế xuất không được xử lý đúng cách đã thẩm thấu vào tầng nước ngầm, gây ra hiện tượng nhiễm độc kim loại nặng và vi khuẩn. Điều này không chỉ ảnh hưởng đến chất lượng nước mà còn gây ra các vấn đề sức khỏe nghiêm trọng cho người dân địa phương.

1.2. Bảo vệ môi trường nước

Bảo vệ môi trường nước là một trong những giải pháp cấp thiết để cải thiện chất lượng nước dưới đất. Cần có các biện pháp quản lý chặt chẽ hơn đối với các nguồn thải công nghiệp, đồng thời nâng cao nhận thức cộng đồng về việc sử dụng và bảo vệ nguồn nước. Các chính sách và quy định pháp lý cần được thực thi nghiêm ngặt để đảm bảo sự phát triển bền vững của tài nguyên nước.

II. Đánh giá môi trường và quản lý nước

Đánh giá môi trường là quá trình quan trọng để xác định hiện trạng và xu hướng biến đổi của chất lượng nước dưới đất. Khu vực phía Nam Thái Nguyên đã được nghiên cứu kỹ lưỡng về các chỉ tiêu môi trường như mực nước, nhiệt độ và thành phần hóa học. Kết quả cho thấy, sự suy thoái nguồn nước đang diễn ra nhanh chóng do khai thác quá mức và ô nhiễm từ các hoạt động nhân tạo.

2.1. Quản lý nước và tài nguyên nước

Quản lý nước và tài nguyên nước cần được thực hiện một cách đồng bộ và hiệu quả. Các giải pháp như xây dựng hệ thống quan trắc tự động, áp dụng công nghệ xử lý nước tiên tiến và quy hoạch sử dụng nước hợp lý là cần thiết để đảm bảo sự bền vững của nguồn nước dưới đất. Ngoài ra, cần có sự phối hợp chặt chẽ giữa các cơ quan quản lý và cộng đồng địa phương trong việc bảo vệ và sử dụng nguồn nước.

2.2. Giải pháp cải thiện chất lượng nước

Giải pháp cải thiện chất lượng nước bao gồm việc xử lý triệt để các nguồn thải công nghiệp, khôi phục các khu vực bị ô nhiễm và nâng cao chất lượng nước ngầm thông qua các biện pháp kỹ thuật và quản lý. Các chương trình giáo dục và nâng cao nhận thức cộng đồng cũng đóng vai trò quan trọng trong việc bảo vệ nguồn nước dưới đất.

III. Khu vực phía Nam Thái Nguyên và tài nguyên nước

Khu vực phía Nam Thái Nguyên là một trong những khu vực có tiềm năng lớn về tài nguyên nước dưới đất. Tuy nhiên, việc khai thác quá mức và thiếu quy hoạch đã dẫn đến tình trạng suy thoái và ô nhiễm nguồn nước. Nghiên cứu đã chỉ ra rằng, cần có các biện pháp quản lý và bảo vệ nguồn nước một cách bền vững để đảm bảo nhu cầu sử dụng nước trong tương lai.

3.1. Hiện trạng khai thác nước dưới đất

Hiện trạng khai thác nước dưới đất tại khu vực phía Nam Thái Nguyên cho thấy, việc khai thác không kiểm soát đã dẫn đến sự suy giảm nghiêm trọng về trữ lượng và chất lượng nước. Các giếng khoan không được quản lý chặt chẽ, dẫn đến tình trạng nhiễm bẩn và suy thoái nguồn nước. Cần có các biện pháp quản lý và giám sát chặt chẽ hơn để đảm bảo sự bền vững của nguồn nước.

3.2. Đề xuất giải pháp quản lý

Đề xuất giải pháp quản lý bao gồm việc xây dựng các quy định chặt chẽ về khai thác và sử dụng nước dưới đất, đồng thời áp dụng các công nghệ hiện đại trong việc quan trắc và xử lý nước. Các chương trình hợp tác giữa chính quyền địa phương và các tổ chức quốc tế cũng cần được thúc đẩy để nâng cao hiệu quả quản lý tài nguyên nước.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Chương 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1. Cơ sở lý luận của đề tài 1. Các khái niệm cơ bản - Khái niệm phát triển bền vững: là phát triển đáp ứng được nhu cầu của hiện tại mà không làm tổn hại đến khả năng đáp ứng nhu cầu đó của các thế hệ tương lai trên cơ sở kết hợp chặt chẽ, hài hòa giữa tăng trưởng kinh tế, bảo đảm tiến bộ xã hội và bảo vệ môi trường (Khoản 4, Điều 3, Luật Bảo vệ môi trường 2014). - Khái niệm ô nhiễm môi trường: là sự biến đổi của các thành phần môi trường không phù hợp với quy chuẩn kỹ thuật môi trường và tiêu chuẩn môi trường gây ảnh hưởng xấu đến con người và sinh vật (Khoản 8, Điều 3, Luật Bảo vệ môi trường 2014).

- Khái niệm quan trắc môi trường: là quá trình theo dõi có hệ thống về thành phần môi trường, các yếu tố tác động lên môi trường nhằm cung cấp thông tin đánh giá hiện trạng, diễn biến chất lượng môi trường và các tác động xấu đối với môi trường (Khoản 20, Điều 3, Luật Bảo vệ môi trường 2014). - Khái niệm tài nguyên nước: bao gồm nguồn nước mặt, nước dưới đất, nước mưa và nước biển thuộc lãnh thổ của nước Cộng hòa xã hội chủ nghĩa Việt Nam (Khoản 1, Điều 2, Luật Tài nguyên nước 2012). - Khái niệm nước dưới đất: là nước tồn tại trong các tầng chứa nước dưới đất (Theo Khoản 4, Điều 2, Luật Tài nguyên nước 2012). - Khái niệm ô nhiễm nguồn nước: là sự biến đổi tính chất vật lý, tính chất hóa học và thành phần sinh học của nước không phù hợp với tiêu chuẩn, quy chuẩn kỹ thuật cho phép, gây ảnh hưởng xấu đến con người và sinh vật (Khoản 14, Điều 2, Luật Tài nguyên nước 2012).

- Khái niệm suy thoái nguồn nước: là sự suy giảm về số lượng, chất lượng nguồn nước so với trạng thái tự nhiên hoặc so với trạng thái của nguồn nước đã được quan trắc trong các thời kỳ trước đó (Khoản 15, Điều 2, Luật Tài nguyên nước 2012). Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.vn 5 - Khái niệm cạn kiệt nguồn nước: là sự suy giảm nghiêm trọng về số lượng của nguồn nước, làm cho nguồn nước không còn khả năng đáp ứng nhu cầu khai thác, sử dụng và duy trì hệ sinh thái thủy sinh (Khoản 16, Điều 2, Luật Tài nguyên nước 2012). - Khái niệm ngưỡng khai thác nước dưới đất: là giới hạn cho phép khai thác nước dưới đất nhằm bảo đảm không gây xâm nhập mặn, suy thoái, cạn kiệt nguồn nước, sụt, lún đất, tác động xấu đến nguồn nước mặt và môi trường liên quan (Khoản 16, Điều 2, Luật Tài nguyên nước 2012. Khái quát về nước dưới đất Nước dưới đất là nước ngọt được chứa trong các lỗ rỗng của đất hoặc đá.

Nó cũng có thể là nước chứa trong các tầng ngậm nước bên dưới mực nước ngầm. Đôi khi người ta còn phân biệt nước ngầm nông, nước ngầm sâu và nước chôn vùi. "Nước ngầm là một dạng nước dưới đất, tích trữ trong các lớp đất đá trầm tích bở rời như cặn, sạn, cát bột kết, trong các khe nứt, hang caxtơ dưới bề mặt trái đất, có thể khai thác cho các hoạt động sống của con người. Nước ngầm cũng có những đặc điểm giống như nước mặt như: nguồn vào (bổ cấp), nguồn ra và chứa.

Sự khác biệt chủ yếu với nước mặt là do tốc độ luân chuyển chậm (dòng thấm rất chậm so với nước mặt), khả năng giữ nước ngầm nhìn chung lớn hơn nước mặt khi so sánh về lượng nước đầu vào. Nguồn cung cấp nước cho nước ngầm là nước mặt thấm vào tầng chứa. Các nguồn thoát tự nhiên như suối và thấm vào các đại dương. Theo độ sâu phân bố, có thể chia nước ngầm thành nước ngầm tầng mặt và nước ngầm tầng sâu.

Ðặc 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 và mực nước biến đổi nhiều, phụ thuộc vào trạng thái của nước mặt. Loại nước ngầm tầng mặt rất dễ bị ô nhiễm.

Nước ngầm tầng sâu thường 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 khai thác nước có áp. • Vùng thu nhận nước. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.vn 6 • Vùng chuyển tải nước.

Vùng thu nhận và vùng khai thác nước thường cách nhau khá xa, từ vài chục đến vài trăm km. Các lỗ khoan nước ở vùng khai thác thường có áp lực. Ðây là loại nước ngầm có chất lượng tốt và lưu lượng ổn định. Tại các khu vực phát triển đá cacbonat thường tồn tại loại nước ngầm Caster di chuyển theo các khe nứt Caster.

Vùng ven biển trong các dải cồn cát thường có các thấu kính nước ngọt nằm trên mực nước biển. Có hai loại nước dưới đất: + Nước dưới đất có áp lực: là dạng nước được giữ lại trong các lớp đá ngậm nước và lớp đá nầy bị kẹp giữa hai lớp sét hoặc diệp thạch không thấm. Do bị kẹp chặt giữa hai lớp đá không thấm nên nước có một áp lực rất lớn vì thế khi khai thác người ta dùng khoan xuyên qua lớp đá không thấm bên trên và chạm vào lớp nước này nó sẽ tự phun lên mà không cần phải bơm. Loại nước dưới đất này thường ở sâu dưới mặt đất, có trữ lượng lớn và thời gian hình thành nó phải mất hàng trăm năm thậm chí hàng nghìn năm.

+ Nước dưới đất không có áp lực: là dạng nước được giữ lại trong các lớp đá ngậm nước và lớp đá nầy nằm bên trên lớp đá không thấm như lớp diệp thạch hoặc lớp sét nén chặt. Loại nước dưới đất này có áp suất rất yếu, nên muốn khai thác nó phải thì phải đào giếng xuyên qua lớp đá ngậm rồi dùng bơm hút nước lên. Nước ngầm loại nầy thường ở không sâu dưới mặt đất,ì có nhiều trong mùa mưa và ít dần trong mùa khô.1 Một số đặc điểm và cấu trúc của nguồn nước dưới đất a. Đặc điểm Đặc tính chung về thành phần, tính chất của nước ngầm là nước có độ đục thấp, nhiệt độ và các thành phần hóa học ít thay đổi, nước không có oxy hóa trong môi trường khép kín là chủ yếu, thành phần của nước có thể thay đổi đột ngột với sự thay đổi độ đục và ô nhiễm khác nhau.

Những thay đổi này liên quan đến sự thay đổi lưu lượng của lớp nước sinh ra do nước mưa. Thành phần, tính chất nước ngầm phụ thuộc vào nguồn gốc, cấu trúc địa tầng của khu vực và chiều sâu của lớp nước ngầm…. Trong nước ngầm không chứa rong, Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.vn 7 tảo là yếu tố dễ gây ô nhiễm nguồn nước nhưng chúng lại chứa các tạp chất hoà tan do ảnh hưởng của điều kiện địa tầng, các quá trình phong hoá và sinh hoá trong khu vực. Ở những vùng có điều kiện phong hoá tốt, mưa nhiều hoặc bị ảnh hưởng của nguồn thải thì trong nước ngầm dễ bị ô nhiễm bởi các chất khoáng hoà tan, các chất hữu cơ.

Bản chất địa chất của khu vực ảnh hưởng lớn đến thành phần hoá học của nước ngầm vì nước luôn tiếp xúc với đất đá trong đó nó có thể lưu thông hoặc bị giữ lại. Giữa nước và đất luôn hình thành nên sự cân bằng về thành phần hoá học, vì vậy thành phần của nước thể hiện thành phần của địa tầng khu vực đó. Tuy vậy, nước ngầm có một số đặc tính chung là: độ đục thấp, nhiệt độ và thành phần hoá học ít thay đổi theo thời gian, ngoài ra nước ngầm thường chứa rất ít vi khuẩn, trừ trường hợp nguồn nước bị ảnh hưởng của nước bề mặt. Trong nước ngầm thường không có mặt oxi hoà tan nhưng có hàm lượng CO2 cao, thường có hàm lượng sắt tổng cộng với các mức độ khác nhau, từ vài mg/l đến 100 mg/l hoặc lớn hơn, vượt xa tiêu chuẩn cho phép với nước ăn uống sinh hoạt (tiêu chuẩn cho phép đối với hàm lượng sắt trong nước ăn uống sinh hoạt là 0,3 mg/l, đối với khu vực đô thị là 0,5 mg/l đối với khu vực nông thôn).

Do đó cần phải xử lý trước khi đưa vào sử dụng. Một đặc điểm khác cần quan tâm là pH trong nước thường khá thấp, nhiều nơi pH giảm đến 3 - 4 (do hàm lượng CO2 cao), không thuận lợi cho việc sử lý nước. Các đặc tính của nước ngầm: + Nhiệt độ của nước ngầm tương đối ổn định. + Độ đục thường thay đổi theo mùa.

+ Độ màu: Thường thì không có màu, độ màu gây ra do chứa các chất của acid humic. + Độ khoáng hoá thường không thay đổi. + Sắt và mangan thường có mặt với các hàm lượng khác nhau. + CO2 thường xâm thực với hàm lượng lớn.

+ Ôxi hoà tan thường không có. + H2S thỉnh thoảng có mặt trong nước ngầm. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.vn 8 + NH4+ thường có mặt trong nước ngầm. + Nitrat, Silic có hàm lượng đôi khi cao.

+ Ít bị ảnh hưởng bởi các chất vô cơ và hữu cơ. + Clo có thể bị ảnh hưởng hoặc không bị ảnh hưởng tuỳ theo khu vực. + Vi sinh vật: Thường có vi khuẩn Đặc điểm số 1: Nước dưới đất chịu ảnh hưởng nhiều của vi sinh vật. Trong các tầng sâu do không có Oxy và ánh sáng nên vi sinh vật yếm khí hoạt động mạnh, chi phối nhiều nên thành phần hóa học của nước dưới đất.

Vậy nên thành phần hoá học của nước dưới đất chứa nhiều chất có nguồn gốc vi sinh vật. Đặc điểm số 2: Nước dưới đất chịu ảnh hưởng bởi khí hậu không đồng đều. Nước dưới đất ở tầng trên cùng, ngay gần mặt đất chịu ảnh hưởng của khí hậu. Thành phần hoá học của nước dưới đất tầng này chịu ảnh hưởng nhiều của thành phần hoá học nước mặt do đó cũng chịu ảnh hưởng nhiều của khí hậu.

Các khí hoà tan trong tầng nước dưới đất này do nước mưa, nước sông, nước hồ… mang đến. Ngược lại, nước dưới đất ở tầng sâu lại ít hoặc không chịu ảnh hưởng của khí hậu. Thành phần hoá học của nước dưới đất trong tầng này chịu ảnh hưởng trực tiếp của thành phần hoá học tầng nham thạch chứa nó.