Tổng quan nghiên cứu

Nước dưới đất là nguồn tài nguyên thiết yếu cho sinh hoạt và phát triển kinh tế - xã hội, chiếm khoảng 30,1% tổng lượng nước ngọt trên Trái Đất. Tại tỉnh An Giang, một trong những điểm nóng ô nhiễm nước dưới đất ở Đồng bằng sông Cửu Long, việc khai thác nước dưới đất phục vụ mục đích ăn uống đang chịu nhiều áp lực từ biến đổi khí hậu, xâm nhập mặn và ô nhiễm kim loại nặng. Nghiên cứu này nhằm đánh giá chất lượng nước dưới đất phục vụ mục đích ăn uống trên địa bàn tỉnh An Giang thông qua các chỉ số GWQI (Groundwater Quality Index), HPI (Heavy Metal Pollution Index) và các chỉ số rủi ro sức khỏe HQ, CR. Dữ liệu được thu thập từ 55 mẫu nước dưới đất tại các giếng khoan trong năm 2020, phản ánh thực trạng ô nhiễm và nguy cơ sức khỏe liên quan đến kim loại nặng như Arsen, Cadimi, Mangan, Sắt. Kết quả cho thấy có tới 38% mẫu nước không phù hợp cho sinh hoạt, với các khu vực ô nhiễm tập trung tại các huyện An Phú, Phú Tân, Châu Phú và thị xã Tân Châu. Nghiên cứu có ý nghĩa quan trọng trong việc cung cấp cơ sở khoa học cho công tác quản lý, bảo vệ và sử dụng bền vững nguồn nước dưới đất tại An Giang, góp phần nâng cao sức khỏe cộng đồng và phát triển kinh tế địa phương.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu dựa trên ba lý thuyết và mô hình chính:

  • Chỉ số chất lượng nước dưới đất (GWQI): Phương pháp tổng hợp các thông số hóa học để đánh giá chất lượng nước dưới đất theo thang điểm, phân loại mức độ phù hợp cho mục đích sử dụng.
  • Chỉ số ô nhiễm kim loại nặng (HPI): Đánh giá mức độ ô nhiễm kim loại nặng tổng hợp trong nước dưới đất, tập trung vào các kim loại độc hại như As, Cd, Mn, Fe.
  • Đánh giá rủi ro sức khỏe (HRA): Sử dụng các chỉ số CDI (Chronic Daily Intake), HQ (Hazard Quotient), HI (Hazard Index) và CR (Carcinogenic Risk) theo hướng dẫn của US EPA để ước tính nguy cơ sức khỏe không gây ung thư và ung thư do tiếp xúc với kim loại nặng qua nước uống.

Các khái niệm chính bao gồm: ion chính trong nước dưới đất (Na+, Cl-, Fe2+, Mn2+), ô nhiễm kim loại nặng, rủi ro sức khỏe do Arsen, và biến đổi khí hậu ảnh hưởng đến tài nguyên nước.

Phương pháp nghiên cứu

Nguồn dữ liệu chính là 55 mẫu nước dưới đất được thu thập từ các giếng khoan trên địa bàn tỉnh An Giang trong năm 2020. Phương pháp chọn mẫu là ngẫu nhiên có chủ đích nhằm bao phủ các khu vực có nguy cơ ô nhiễm cao. Dữ liệu thành phần hóa học được phân tích tại phòng thí nghiệm đạt chuẩn.

Phân tích dữ liệu sử dụng phần mềm Excel và ArcGIS 10.8 để tính toán các chỉ số GWQI, HPI, CDI, HQ, HI, CR và xây dựng bản đồ phân vùng chất lượng nước, ô nhiễm kim loại nặng và rủi ro sức khỏe. Thời gian nghiên cứu kéo dài từ tháng 9/2022 đến tháng 6/2023, bao gồm thu thập dữ liệu, xử lý số liệu, phân tích và báo cáo kết quả.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

  1. Chất lượng nước dưới đất:

    • 45% mẫu vượt ngưỡng Na+, 60% vượt Mn, 33% vượt Cl-, 33% vượt Fe, 29% vượt TDS, 18% vượt As, 9% vượt Cd, 36% vượt NH4+, 11% vượt NO3- so với tiêu chuẩn nước sinh hoạt.
    • Chỉ số GWQI cho thấy 38% mẫu nước không phù hợp cho sinh hoạt, trong đó 24% rất tốt, 38% tốt, 18% xấu, 7% rất xấu và 13% không phù hợp. Khu vực ô nhiễm cao tập trung tại An Phú, Phú Tân, Châu Phú và Tân Châu.
  2. Ô nhiễm kim loại nặng:

    • Chỉ số HPI cho thấy 38% mẫu nước bị ô nhiễm kim loại nặng, tập trung tại các huyện Châu Thành, Châu Phú, Chợ Mới, An Phú, Phú Tân, Tân Châu và thành phố Long Xuyên.
  3. Rủi ro sức khỏe do Arsen:

    • Các chỉ số HQ, HI và CR vượt ngưỡng tham chiếu cho thấy người dân ở mọi lứa tuổi trong các khu vực ô nhiễm có nguy cơ sức khỏe cao khi sử dụng nước dưới đất.
    • Trẻ em có nguy cơ cao hơn người lớn, đặc biệt với chỉ số CR (nguy cơ ung thư) vượt mức an toàn.
  4. Phân bố không gian:

    • Bản đồ GIS minh họa rõ ràng các vùng có chất lượng nước kém, ô nhiễm kim loại nặng và rủi ro sức khỏe cao, hỗ trợ công tác quản lý và truyền thông.

Thảo luận kết quả

Nguyên nhân chính của ô nhiễm nước dưới đất tại An Giang là do sự kết hợp của yếu tố tự nhiên (địa chất chứa Arsen, Mangan) và nhân tạo (khai thác nước quá mức, ô nhiễm từ nông nghiệp, công nghiệp và sinh hoạt). So với các nghiên cứu tại Đồng bằng sông Cửu Long và các vùng ven biển Bangladesh, mức độ ô nhiễm và rủi ro sức khỏe tại An Giang tương đồng, đặc biệt là ô nhiễm Arsen. Kết quả này nhấn mạnh tầm quan trọng của việc áp dụng các chỉ số tổng hợp như GWQI, HPI và HRA để đánh giá toàn diện chất lượng nước và nguy cơ sức khỏe, đồng thời hỗ trợ xây dựng bản đồ phân vùng ô nhiễm phục vụ quản lý tài nguyên nước hiệu quả. Việc sử dụng dữ liệu GIS giúp trực quan hóa và truyền đạt thông tin đến cộng đồng và các nhà quản lý dễ dàng hơn.

Đề xuất và khuyến nghị

  1. Xây dựng và hoàn thiện chính sách quản lý nước dưới đất:

    • Cập nhật, bổ sung các quy định về khai thác, sử dụng và bảo vệ nguồn nước dưới đất phù hợp với thực trạng ô nhiễm và biến đổi khí hậu.
    • Thời gian thực hiện: 1-2 năm; Chủ thể: UBND tỉnh, Sở Tài nguyên và Môi trường.
  2. Triển khai hệ thống giám sát chất lượng nước định kỳ:

    • Thiết lập mạng lưới quan trắc nước dưới đất tại các khu vực trọng điểm để theo dõi biến động chất lượng và phát hiện sớm ô nhiễm.
    • Thời gian: liên tục; Chủ thể: Trung tâm Quan trắc môi trường tỉnh.
  3. Áp dụng công nghệ xử lý nước giếng khoan:

    • Khuyến khích sử dụng các công nghệ lọc Arsen, kim loại nặng như máy lọc RO, hệ thống xử lý sinh học hoặc vật liệu lọc chuyên dụng tại hộ gia đình và cộng đồng.
    • Thời gian: 1-3 năm; Chủ thể: Hộ dân, doanh nghiệp công nghệ môi trường.
  4. Tuyên truyền nâng cao nhận thức cộng đồng:

    • Tổ chức các chương trình giáo dục, truyền thông về tác hại của ô nhiễm nước dưới đất và cách sử dụng nước an toàn.
    • Thời gian: liên tục; Chủ thể: Sở Y tế, các tổ chức xã hội.
  5. Khuyến khích nghiên cứu và ứng dụng giải pháp kỹ thuật mới:

    • Hỗ trợ các đề tài nghiên cứu, dự án ứng dụng công nghệ xử lý nước và quản lý tài nguyên nước bền vững.
    • Thời gian: dài hạn; Chủ thể: Các trường đại học, viện nghiên cứu.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

  1. Cơ quan quản lý nhà nước về tài nguyên và môi trường:

    • Sử dụng kết quả nghiên cứu để xây dựng chính sách, quy hoạch và giám sát chất lượng nước dưới đất tại An Giang và các tỉnh lân cận.
  2. Các nhà nghiên cứu và học viên chuyên ngành môi trường, tài nguyên nước:

    • Tham khảo phương pháp đánh giá chất lượng nước tổng hợp và rủi ro sức khỏe, áp dụng cho các nghiên cứu tương tự.
  3. Doanh nghiệp công nghệ xử lý nước:

    • Nắm bắt thực trạng ô nhiễm và nhu cầu xử lý nước dưới đất để phát triển sản phẩm, dịch vụ phù hợp với thị trường địa phương.
  4. Cộng đồng dân cư và tổ chức xã hội:

    • Hiểu rõ mức độ ô nhiễm và nguy cơ sức khỏe để chủ động áp dụng các biện pháp bảo vệ sức khỏe và tham gia bảo vệ môi trường.

Câu hỏi thường gặp

  1. Chỉ số GWQI là gì và tại sao quan trọng?
    GWQI là chỉ số tổng hợp đánh giá chất lượng nước dưới đất dựa trên nhiều thông số hóa học. Nó giúp phân loại nước theo mức độ phù hợp cho mục đích sử dụng, hỗ trợ quản lý và truyền thông hiệu quả.

  2. Ô nhiễm Arsen trong nước dưới đất ảnh hưởng thế nào đến sức khỏe?
    Arsen vô cơ là chất gây ung thư, tiếp xúc lâu dài qua nước uống có thể gây ung thư da, bàng quang, phổi và các bệnh mãn tính khác, đặc biệt nguy hiểm với trẻ em và phụ nữ mang thai.

  3. Phương pháp nào được sử dụng để đánh giá rủi ro sức khỏe trong nghiên cứu?
    Nghiên cứu áp dụng các chỉ số CDI, HQ, HI và CR theo hướng dẫn của US EPA để ước tính nguy cơ không gây ung thư và ung thư do tiếp xúc với kim loại nặng qua nước uống.

  4. Tại sao cần sử dụng GIS trong đánh giá chất lượng nước?
    GIS giúp trực quan hóa dữ liệu không gian, phân vùng các khu vực ô nhiễm và rủi ro sức khỏe, hỗ trợ ra quyết định quản lý và truyền thông đến cộng đồng dễ hiểu hơn.

  5. Giải pháp kỹ thuật nào hiệu quả để xử lý nước dưới đất bị ô nhiễm?
    Các công nghệ như lọc RO, xử lý sinh học, sử dụng vật liệu lọc chuyên dụng có thể loại bỏ Arsen và kim loại nặng, đảm bảo nước an toàn cho sinh hoạt và ăn uống.

Kết luận

  • Nước dưới đất tại An Giang đang chịu ảnh hưởng nghiêm trọng bởi ô nhiễm kim loại nặng, đặc biệt Arsen, với 38% mẫu không phù hợp cho mục đích ăn uống.
  • Chỉ số GWQI, HPI và các chỉ số rủi ro sức khỏe HQ, CR cung cấp cái nhìn tổng thể và chính xác về chất lượng nước và nguy cơ sức khỏe.
  • Khu vực ô nhiễm tập trung tại các huyện An Phú, Phú Tân, Châu Phú và thị xã Tân Châu, nơi người dân có nguy cơ cao về sức khỏe do sử dụng nước dưới đất.
  • Nghiên cứu đề xuất các giải pháp quản lý chính sách, giám sát, xử lý kỹ thuật và truyền thông nhằm bảo vệ nguồn nước và sức khỏe cộng đồng.
  • Các bước tiếp theo bao gồm triển khai hệ thống giám sát, áp dụng công nghệ xử lý nước và nâng cao nhận thức cộng đồng để sử dụng nước an toàn và bền vững.

Hành động ngay hôm nay để bảo vệ nguồn nước dưới đất và sức khỏe cộng đồng tại An Giang!