Tổng quan nghiên cứu

Tại Thành phố Hồ Chí Minh, ngoài các quận nội thành được cấp nước sạch từ nhà máy với chất lượng ổn định đạt trên 99%, các huyện vùng ven như Củ Chi, Hóc Môn và Bình Chánh vẫn chủ yếu khai thác nước ngầm để phục vụ sinh hoạt. Theo ước tính, lượng nước ngầm khai thác tại ba huyện này khoảng 10.000 m³/ngày, đáp ứng nhu cầu sinh hoạt cho khoảng 10% dân số Củ Chi, 23% dân số Hóc Môn và 34% dân số Bình Chánh. Tuy nhiên, chất lượng nước ngầm tại các khu vực này chưa được đánh giá tổng quát và đầy đủ, gây khó khăn trong việc quản lý và bảo vệ nguồn nước.

Mục tiêu nghiên cứu là ứng dụng chỉ số chất lượng nước ngầm (GWQI) để đánh giá sự phù hợp của nước ngầm cho mục đích sinh hoạt tại các huyện Củ Chi, Hóc Môn và Bình Chánh, đồng thời đề xuất các biện pháp quản lý hiệu quả. Nghiên cứu khảo sát 1.147 giếng khoan với độ sâu phân bố từ tầng Holocene đến Pliocene dưới, thu thập 940 mẫu nước trong giai đoạn 2014-2016. Việc đánh giá dựa trên chỉ số GWQI giúp tổng hợp các thông số chất lượng nước thành một giá trị định lượng dễ hiểu, hỗ trợ công tác quản lý và nâng cao nhận thức cộng đồng về chất lượng nước ngầm.

Nghiên cứu có ý nghĩa quan trọng trong bối cảnh TP. HCM đang đối mặt với áp lực gia tăng dân số và phát triển đô thị nhanh, đồng thời góp phần bảo vệ sức khỏe cộng đồng và phát triển bền vững nguồn tài nguyên nước ngầm tại các huyện ngoại thành.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu dựa trên các lý thuyết và mô hình sau:

  • Chỉ số chất lượng nước ngầm (GWQI): Là chỉ số tổng hợp được tính toán từ các thông số quan trắc chất lượng nước như pH, độ đục, hàm lượng sắt, amoni, asen, coliform, chỉ số pecmanganat, nhằm mô tả định lượng chất lượng nước ngầm và khả năng sử dụng cho mục đích sinh hoạt. GWQI được biểu diễn trên thang điểm phân loại chất lượng nước từ rất tốt đến không phù hợp sử dụng.

  • Mô hình phân tầng nước ngầm: Nước ngầm được phân loại theo các tầng địa chất gồm Holocene, Pleistocene, Pliocene trên và dưới, với đặc điểm thủy hóa và khả năng chứa nước khác nhau, ảnh hưởng đến chất lượng và khả năng khai thác.

  • Các khái niệm chính: Nước sinh hoạt, nước ăn uống, ô nhiễm nguồn nước ngầm, suy thoái nguồn nước ngầm, quan trắc nước ngầm, tiêu chuẩn chất lượng nước theo QCVN 02:2009/BYT.

Phương pháp nghiên cứu

  • Nguồn dữ liệu: Thu thập 940 mẫu nước ngầm từ 1.147 giếng khoan tại các huyện Củ Chi, Hóc Môn và Bình Chánh trong giai đoạn 2014-2016. Các mẫu được phân tích các chỉ tiêu chất lượng nước theo tiêu chuẩn quốc gia.

  • Phương pháp lấy mẫu: Lấy mẫu ngẫu nhiên có hệ thống tại các giếng khoan phục vụ sinh hoạt, đảm bảo đại diện cho các tầng chứa nước Holocene, Pleistocene và Pliocene.

  • Phương pháp phân tích: Sử dụng các phương pháp chuẩn theo SMEWW để xác định các chỉ tiêu như pH, độ đục, sắt tổng số, amoni, asen, coliform, chỉ số pecmanganat.

  • Phương pháp tính toán GWQI: Áp dụng công thức toán học tính trọng số từng chỉ tiêu dựa trên mức độ ảnh hưởng đến sức khỏe, tính toán thang tỷ lệ đánh giá chất lượng (qi), chỉ số thành phần (SIi) và tổng hợp thành chỉ số GWQI cho từng mẫu.

  • Phương pháp so sánh: So sánh kết quả GWQI với các tiêu chuẩn chất lượng nước sinh hoạt theo QCVN 02:2009/BYT để phân loại mức độ phù hợp.

  • Timeline nghiên cứu: Nghiên cứu được thực hiện từ tháng 2 đến tháng 8 năm 2017, bao gồm khảo sát thực địa, thu thập mẫu, phân tích và xử lý số liệu.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

  1. Phân bố khai thác nước ngầm theo tầng: Tại huyện Củ Chi, 86% giếng khoan khai thác tầng Holocene (độ sâu đến 40m), Hóc Môn 63%, Bình Chánh 22%. Tầng Pleistocene và Pliocene trên có trữ lượng lớn nhưng tỷ lệ khai thác thấp, chỉ 14% ở Củ Chi và Bình Chánh, 37% ở Hóc Môn. Bình Chánh chủ yếu khai thác tầng Pliocene dưới với 64% giếng khoan ở độ sâu 130-200m.

  2. Chất lượng nước ngầm theo chỉ số GWQI: Tại Củ Chi, 94,91% mẫu đạt mức phù hợp cho sinh hoạt; Hóc Môn 89,66%; Bình Chánh chỉ 48,99%. Tỷ lệ mẫu nước ở mức xấu, rất xấu hoặc không phù hợp sinh hoạt tại Bình Chánh lên đến 51,01%, Hóc Môn 10,34%, Củ Chi 5,09%.

  3. Mối tương quan giữa GWQI và các thông số: Chỉ số GWQI có mối tương quan chặt chẽ với các thông số như hàm lượng amoni, sắt tổng số, asen và coliform, cho thấy các chỉ tiêu này ảnh hưởng lớn đến chất lượng nước ngầm.

  4. Diễn biến chất lượng nước qua các năm: Kết quả quan trắc từ 2014 đến 2016 cho thấy chất lượng nước ngầm tại Bình Chánh có xu hướng suy giảm, trong khi Củ Chi và Hóc Môn duy trì ổn định ở mức phù hợp.

Thảo luận kết quả

Nguyên nhân chất lượng nước ngầm tại Bình Chánh kém là do khai thác sâu, ô nhiễm từ nước thải sinh hoạt, công nghiệp và nông nghiệp, cùng với cấu trúc địa chất và kỹ thuật khoan giếng chưa đảm bảo. So với các nghiên cứu tại các khu vực khác như bán đảo Cà Mau hay Ấn Độ, kết quả tương đồng về việc sử dụng GWQI làm công cụ đánh giá tổng hợp chất lượng nước ngầm.

Việc sử dụng GWQI giúp đơn giản hóa dữ liệu phức tạp, hỗ trợ quản lý và truyền thông đến người dân. Biểu đồ phân bố GWQI theo từng huyện và năm có thể minh họa rõ sự khác biệt về chất lượng nước, giúp các cơ quan quản lý tập trung nguồn lực xử lý ô nhiễm và cải thiện chất lượng nước.

Đề xuất và khuyến nghị

  1. Tăng cường giám sát chất lượng nước ngầm: Thiết lập hệ thống quan trắc thường xuyên tại các giếng khoan trọng điểm, cập nhật dữ liệu GWQI hàng năm để phát hiện sớm các dấu hiệu ô nhiễm. Chủ thể thực hiện: Sở Tài nguyên và Môi trường TP. HCM, thời gian: ngay trong năm tiếp theo.

  2. Áp dụng kỹ thuật xử lý nước ngầm: Triển khai các công nghệ xử lý như lọc thô, xử lý asen, khử vi sinh vật tại các cụm dân cư sử dụng nước ngầm có chất lượng kém, đặc biệt tại Bình Chánh. Chủ thể: Trung tâm Y tế Dự phòng, thời gian: 2-3 năm.

  3. Quản lý khai thác nước ngầm hợp lý: Ban hành quy định hạn chế khai thác quá mức, kiểm soát kỹ thuật khoan giếng, tránh khai thác tại các tầng nước bị ô nhiễm nặng. Chủ thể: UBND các huyện, thời gian: 1-2 năm.

  4. Nâng cao nhận thức cộng đồng: Tổ chức các chương trình tuyên truyền về tác hại của ô nhiễm nước ngầm, hướng dẫn sử dụng nước an toàn và bảo vệ nguồn nước. Chủ thể: Ban quản lý địa phương, các tổ chức xã hội, thời gian: liên tục.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

  1. Cơ quan quản lý nhà nước về tài nguyên nước: Sử dụng kết quả để xây dựng chính sách, quy hoạch khai thác và bảo vệ nguồn nước ngầm hiệu quả.

  2. Các nhà nghiên cứu và học viên ngành kỹ thuật môi trường: Tham khảo phương pháp tính toán GWQI và ứng dụng thực tiễn trong đánh giá chất lượng nước ngầm.

  3. Doanh nghiệp và nhà đầu tư trong lĩnh vực cấp nước và xử lý nước: Áp dụng các giải pháp kỹ thuật và quản lý được đề xuất để nâng cao chất lượng dịch vụ.

  4. Cộng đồng dân cư tại các huyện ngoại thành TP. HCM: Hiểu rõ về chất lượng nước ngầm đang sử dụng, từ đó có biện pháp bảo vệ sức khỏe và sử dụng nước hợp lý.

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 ngầm dựa trên nhiều thông số quan trắc. Nó giúp đơn giản hóa dữ liệu phức tạp thành một giá trị dễ hiểu, hỗ trợ quản lý và truyền thông về chất lượng nước.

  2. Nguồn ô nhiễm chính ảnh hưởng đến nước ngầm tại các huyện nghiên cứu là gì?
    Nguồn ô nhiễm chủ yếu gồm nước thải sinh hoạt, nước thải công nghiệp, nước thải nông nghiệp và ô nhiễm tự nhiên từ cấu trúc địa chất, đặc biệt là tại huyện Bình Chánh.

  3. Phương pháp lấy mẫu và phân tích nước ngầm được thực hiện như thế nào?
    Mẫu nước được lấy ngẫu nhiên tại các giếng khoan phục vụ sinh hoạt, phân tích theo tiêu chuẩn SMEWW với các chỉ tiêu như pH, độ đục, sắt, amoni, asen, coliform để đảm bảo độ chính xác và đại diện.

  4. Chất lượng nước ngầm tại Bình Chánh có thể cải thiện được không?
    Có thể cải thiện bằng các biện pháp kỹ thuật xử lý nước, quản lý khai thác hợp lý và nâng cao nhận thức cộng đồng về bảo vệ nguồn nước.

  5. Làm thế nào để người dân theo dõi chất lượng nước ngầm tại khu vực mình?
    Thông qua các báo cáo định kỳ của cơ quan quản lý, bản đồ phân bố GWQI và các chương trình tuyên truyền, người dân có thể tiếp cận thông tin về chất lượng nước ngầm một cách dễ dàng.

Kết luận

  • Nghiên cứu đã xây dựng và áp dụng thành công chỉ số GWQI để đánh giá chất lượng nước ngầm phục vụ sinh hoạt tại các huyện Củ Chi, Hóc Môn và Bình Chánh.
  • Kết quả cho thấy chất lượng nước ngầm tại Bình Chánh có mức độ ô nhiễm nghiêm trọng với hơn 51% mẫu không phù hợp sử dụng, trong khi Củ Chi và Hóc Môn duy trì chất lượng tốt hơn.
  • Mối tương quan chặt chẽ giữa GWQI và các thông số như amoni, sắt, asen, coliform giúp xác định các yếu tố ô nhiễm chính cần kiểm soát.
  • Đề xuất các giải pháp quản lý, kỹ thuật và nâng cao nhận thức nhằm cải thiện chất lượng nước ngầm và bảo vệ sức khỏe cộng đồng.
  • Tiếp tục triển khai giám sát định kỳ và mở rộng nghiên cứu để cập nhật dữ liệu, hỗ trợ quản lý bền vững nguồn nước ngầm tại TP. HCM.

Hành động tiếp theo là phối hợp các cơ quan chức năng triển khai các giải pháp đề xuất và tăng cường truyền thông đến cộng đồng nhằm bảo vệ nguồn nước ngầm, đảm bảo sức khỏe và phát triển bền vững.