MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của đề tài Nước là nguồn tài nguyên vô cùng quý giá nhưng không phải vô tận. Mặc dù lượng nước chiếm hơn 97% bề mặt trái đất nhưng lương nước có thể dùng cho sinh hoạt và sản xuất rất ít, chỉ chiểm khoảng 3%. Nước giữ một vai trò đặc biệt trong đời sống sinh tồn và phát triển của con người.
Nó được coi là sự sống, con người, động, thực vật sẽ không tồn tại nếu thiếu nước. Trong cơ thể con người nước chiếm đến 65 – 70% trọng lượng, nước tham gia vào thành phần cấu tạo các tế bào, mô; là thành phần của máu để giúp máu lưu thông dễ dàng trong huyết quản, là dung môi để hòa tan các chất dinh dưỡng, khí oxy, các hormon, các chất men theo dòng máu vận chuyển và cung cấp cho các cơ quan để duy trì sự sống, họat động chức năng và phát triển. Trong đời sống nước nuôi sống thực vật và sinh động vật cung cấp chất thực phẩm dinh dưỡng, thuốc men cho con người và các nguyên vật liệu chế tác các đồ dùng, tạo ra rừng xanh, sông rộng, biển cả bao la, tạo môi trường xanh mát che chở cho con người. Đối với môi trường tự nhiên nước tạo ra vòng tuần hoàn “mưa - nước ngọt – nước biển – mưa” để duy trì sự sống và phát triển muôn loài, điều hòa khí hậu toàn cầu tránh những tổn hại nguy hiểm khi nhiệt độ thay đổi quá nhanh giữa ngày và đêm.
Người ta có thể nhịn đói 7 – 10 ngày nhưng không ai sống sót nếu không có nước quá 3 ngày. Cho nên nói không có nước thì không có sự sống là chắc chắn đúng. Nước còn có vai trò đối với con người trong nền kinh tế quốc dân như: Trong khu dân cư, nước phục vụ cho mục đích sinh hoạt, nâng cao đời sống tinh thần cho dân; trong sản xuất công nghiệp nước đóng vai trò cực kỳ quan trọng. Nước quan trọng là vậy nhưng hiện nay thế giới vẫn đang phải đối mặt với nguy cơ thiếu nước sạch và nguồn nước bị ô nhiễm trầm trọng.
Tình trạng ô nhiễm nguồn nước, thiếu nước sạch sinh hoạt làm tăng nguy cơ mắc các bệnh về đường ruột, các bệnh về da, các bệnh ung thư, các dị tật bẩm sinh, các bệnh hô hấp và các bệnh tim mạch, cao huyết áp do ô nhiễm vi sinh vật, hóa chất bảo vệ thực vật và trong chất thải công nghiệp, khói, bụi, tiếng ồn liên tục trong đất, nước, không khí và môi trường. n 2 Hiện nay, tình trạng ô nhiễm và suy thoái nguồn nước đã và đang sảy ra phổ biến ở nhiều nơi, đặc biệt là ở các khu đô thị và các khu công nghiệp ước tính: Hơn 1 triệu m3/ngày nước được thải ra, 10 - 20% số đó được xử lý; mỗi ngày có khoảng 20.000 tấn rác thải rắn được đẩy xuống các con sông; các chỉ số BOD, COD cao hơn từ 7 - 10 lần so với nồng độ cho phép. Cát Nê là một xã thuộc huyện Đại Từ và nằm trải dài trên mỏ than. Chất lượng nước ngầm nơi đây bị ảnh hưởng mạnh mẽ từ hoạt động khai thác than và phong tục tập quán canh tác nông nghiệp của người dân nơi đây.
Dẫn đến trong nước tích lũy các chất độc hại tiềm ẩn nguy cơ gây ra các căn bệnh ảnh hưởng đến sức khỏe của người dân. Trước thực trạng trên, nhằm thúc đẩy phát triển kinh tế xã hội, tiến tới nâng cao đời sống người dân và cải thiện chất lượng môi trường đảm bảo cho sự phát triển bền vững và được sự đồng ý của Ban giám hiệu nhà trường và Ban chủ nhiệm khoa Môi trường - Trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên, cũng với sự hướng dẫn của thầy giáo Ths. Nguyễn Duy Hải, em đã tiến hành thực hiện đề tài: “Đánh giá hiện trạng chất lượng nước ngầm và đề xuất biện pháp xử lý giảm thiểu ô nhiễm tại xã Cát Nê, huyện Đại Từ, tỉnh Thái Nguyên”. Mục tiêu của đề tài - Điều tra, đánh giá tình hình khai thác và sử dụng nước ngầm tại xã Cát Nê, huyện Đại Từ, tỉnh Thái Nguyên.
- Đánh giá chất lượng nguồn nước ngầm tại xã Cát Nê, huyện Đại Từ, tỉnh Thái Nguyên - Đề xuất biện pháp xử lý giảm thiểu ô nhiễm 1. Yêu cầu của đề tài - Thông tin và số liệu thu thập được phải chính xác, trung thực, khách quan. - Thu thập mẫu, phân tích mẫu theo đúng quy định - Các mẫu nghiên cứu và phân tích phải đảm bảo tính khoa học và đại diện cho khu vực nghiên cứu. n 3 - So sánh, phân tích số liệu theo quy chuẩn môi trường Việt Nam: QCVN 09: 2008/BTNMT đối với chất lượng nước ngầm và QCVN 02: 2009/BYT đối với chất lượng nước sinh hoạt.
- Giải pháp kiến nghị đưa ra phải thực tế và khả thi. Ý nghĩa của đề tài 1. Ý nghĩa trong học tập và nghiên cứu khoa học + Nâng cao kiến thức, kỹ năng và rút ra những kinh nghiệm thực tế phục vụ cho công tác nghiên cứu sau này. + Vận dụng và phát huy được các kiến thức học tập và nghiên cứu + Nâng cao khả năng tự học tập, nghiên cứu và tìm tài liệu tham khảo 1.
Ý nghĩa trong thực tiễn + Đánh giá được chất lượng nước ngầm trên địa bàn xã Cát Nê - huyện Đại Từ - tỉnh Thái Nguyên. Từ đó rút ra những nhận xét, kết luận làm cơ sở cho các biện pháp quản lý, bảo vệ môi trường, những định hướng xây dựng phù hợp và đảm bảo cân bằng giữa phát triển kinh tế xã hội và bảo vệ môi trường. + Nâng cao nhận thức của người dân về vấn đề bảo vệ môi trường làm cơ sở lý thuyết cho các nhà quản lý, các nhà đầu tư và nghiên cứu. + Triển khai mô hình xử lý nước sinh hoạt bằng mô hình bể lọc chậm và dàn phun mưa cho người dân.
n 4 PHẦN 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2. Cơ sở khoa học 2. Các khái niệm liên quan đến nước ngầm * Khái niệm nước ngầm - Nước ngầm là loại nước nằm trong một tầng đất đã bão hòa nước hoàn toàn, phía dưới là tầng không thấm nước. [15] - Nước ngầm là các dạng nước trong các lớp đất bên trên của quyển đá nó là nước ngầm của vỏ trái đất hay còn gọi là nước trọng lực.
Có hai loại nước ngầm là có áp và không có áp + Nước ngầm không có áp lực: Là dạng nước được giữ lại trong các lớp đá ngậm nước và lớp đá này nằm bên trên lớp đá không thấm như lớp diệp thạch hoặc lớp sét nén chặt. Loại nước ngầm này có áp suất rất yếu, nên muốn khai thác nó thì phải đào giếng xuyên qua lớp đá ngậm rồi dùng bơm hút nước lên. Nước ngầm loại này thường ở không sâu dưới mặt đất, có nhiều trong mùa mưa và ít dần trong mùa khô. + Nước ngầm có áp lực: Là dạng nước được giữ lại trong các lớp đá ngậm nước và lớp đá này 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 ngầm 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. - Về chữ lượng nước ngầm, ở độ sâu 1000m có khoảng 4 triệu km3 nước, còn ở độ sâu 1000m đến 6000m có khoảng 5 triệu km3 nước. Khi sử dụng nước ngầm cần chú ý đến độ khoáng hóa, nếu < 1 g/l là dùng cho nước sinh hoạt và tưới tiêu.
[15] * Thành phần và chất lượng nước ngầm - Không giống như nước bề mặt, nguồn nước ngầm ít chịu ảnh hưởng của các yếu tố tác động của con người. Chất lượng nước ngầm thường tốt hơn chất lượng nước bề mặt. Trong nước ngầm hầu như không có các hạt keo hay n 5 các hạt cặn lơ lửng. Các chỉ tiêu vi sinh vật trong nước ngầm cũng tốt hơn các chỉ tiêu vi sinh vật trong nước mặt.
Trong nước ngầm không chứa các loại rong, tảo là những thứ dễ gây ô nhiễm nguồn nước. Thành phần đáng quan tâm trong nước ngầm là các tạp chất hòa tan do ảnh hưởng của điều kiện địa tầng, thời tiết nắng mưa, các quá trình phong hóa và sinh hóa trong khu vực. Ở những vùng có điều kiện phong hóa tốt, có nhiều chất thải bẩn và lượng mưa lớn thì chất lượng nước ngầm dễ bị ô nhiễm bởi các chất khoáng hòa tan, các CHC mùn lâu ngày theo nước mưa thấm vào nguồn nước. - Mặc dù vậy nước ngầm cũng có thể nhiễm bẩn do các hoạt động của con người.
Các chất thải của con người và đông vật, các chất thải hóa học, các chất thải sinh hoạt cũng như việc sử dụng phân bón hóa học. Các chất thải đó theo thời gian ngấm dần vào nguồn nước, tích tụ dần và dẫn đến làm hư hỏng nguồn nước ngầm. Đã có không ít nguồn nước ngầm do tác động của con người đã bị ô nhiễm bởi các chất hữu cơ khó phân hủy, các vi sinh vật gây bệnh và nhất là các hóa chất độc hại như KLN và không loại trừ các chất phóng xạ. [18] - Chất lượng của nước được đánh giá tùy thuộc vào mục đích sử dụng, yêu cầu đòi hỏi về chất lượng nước của các nghành khác nhau: Nước uống, nước dùng trong công nghiệp, nông nghiệp, lâm nghiệp…việc đánh giá chất lượng nước thông qua các tiêu chuẩn chất lượng.
Tiêu chuẩn chất lượng là các chỉ tiêu định lượng của các chất hữu cơ, vô cơ cho phép tồn tại trong nước ứng với các yêu cầu sử dụng khác nhau. [9] • Nước ngầm dùng cho ăn uống Nếu nước ngầm dùng cho ăn uống, yêu cầu phải đạt các chỉ tiêu sau đây để không ảnh hưởng tới sức khỏe con người: + Nồng độ Pb lớn nhất ≤ 0,1 mg/l + Nồng độ F lớn nhất ≤ 1,5 mg/l + Nồng độ Zn lớn nhất ≤ 5 mg/l + Nồng độ Cu lớn nhất ≤ 1 mg/l. [9] • Nước ngầm dùng cho tưới tiêu + Nhiệt độ nước gần bằng nhiệt độ đất n 6 + Lượng muối tan trong nước nhỏ hơn 1 g/l. Nếu vượt quá trị số 1 g/l, ta phải xác định riêng các thành phần muối và phải đảm bảo các tiêu chuẩn sau: + Nồng độ 1 g/l cho NaCO3 + Nồng độ 2 g/l cho NaCl + Nồng độ 5 g/l cho Na2SO4.