Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Thành phố Cẩm Phả, tỉnh Quảng Ninh là địa bàn công nghiệp trọng điểm với hoạt động khai thác, chế biến than và khoáng sản diễn ra sôi động nhiều thập kỷ. Cùng với tốc độ đô thị hóa nhanh và sự gia tăng dân số, nhu cầu sử dụng nước cho sinh hoạt và sản xuất công nghiệp tại địa phương không ngừng tăng cao. Tuy nhiên, việc khai thác tài nguyên nước dưới đất diễn ra bừa bãi, thiếu quy hoạch đồng bộ, kết hợp với các nguồn xả thải đô thị và nước thải công nghiệp mỏ chưa qua xử lý triệt để đã tạo áp lực lớn lên tầng chứa nước. Hiện tượng thẩm thấu nước bẩn qua nền móng công trình, các giếng khoan không đúng kỹ thuật hoặc không được trám lấp đúng quy trình làm gia tăng nguy cơ suy giảm trữ lượng và ô nhiễm nguồn nước ngầm.

Nhằm đánh giá đúng thực trạng và đề xuất giải pháp kiểm soát, đề tài "Đánh giá hiện trạng nước ngầm thành phố Cẩm Phả, tỉnh Quảng Ninh" được thực hiện với các mục tiêu cụ thể sau:

  1. Mục tiêu tổng quát: Đánh giá hiện trạng tài nguyên nước ngầm của thành phố Cẩm Phả, đề ra biện pháp sử dụng, bảo vệ nguồn tài nguyên nước ngầm một cách hiệu quả để phục vụ cho quá trình phát triển kinh tế và dân sinh của thành phố Cẩm Phả.
  2. Mục tiêu cụ thể:
    • Đánh giá hiện trạng về chất lượng tài nguyên nước ngầm của thành phố Cẩm Phả, Quảng Ninh thông qua quan trắc, phân tích mẫu thực tế.
    • Đề xuất các giải pháp hợp lý, quy hoạch sử dụng có hiệu quả các nguồn nước góp phần khai thác bền vững, bảo vệ tài nguyên nước nhằm giảm thiểu ô nhiễm.
  • Đối tượng nghiên cứu: Nguồn nước ngầm (nước dưới đất) khai thác qua hệ thống giếng khoan và giếng đào trên địa bàn thành phố Cẩm Phả, tỉnh Quảng Ninh.
  • Phạm vi không gian: Địa bàn 16 phường, xã thuộc thành phố Cẩm Phả, tập trung khảo sát lấy mẫu đại diện tại các phường Cẩm Sơn, Cẩm Thủy, Cẩm Bình, Mông Dương và các xã Dương Huy, Cẩm Hải.
  • Phạm vi thời gian: Quá trình nghiên cứu và thực tập tốt nghiệp được tiến hành từ tháng 8/2016 đến tháng 12/2016; thời gian lấy mẫu quan trắc thực địa vào tháng 11/2016.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu được thiết lập dựa trên hệ thống cơ sở pháp lý và các quy chuẩn kỹ thuật quốc gia của Việt Nam trong quản lý tài nguyên nước và bảo vệ môi trường, bao gồm:

  • Luật Tài nguyên nước số 17/2012/QH13 ngày 21/06/2012.
  • Luật Bảo vệ môi trường Việt Nam số 55/2014/QH13 ngày 23/06/2014.
  • Nghị định số 201/2013/NĐ-CP quy định chi tiết thi hành một số điều của Luật Tài nguyên nước; Nghị định số 19/2015/NĐ-CP quy định chi tiết thi hành Luật Bảo vệ môi trường; Nghị định số 124/2011/NĐ-CP sửa đổi Nghị định số 117/2007/NĐ-CP về sản xuất, cung cấp và tiêu thụ nước sạch.
  • Các Thông tư chuyên ngành: Thông tư số 27/2014/TT-BTNMT quy định việc đăng ký khai thác nước dưới đất; Thông tư số 13/2014/TT-BTNMT quy định kỹ thuật điều tra, đánh giá tài nguyên nước dưới đất; Thông tư số 66/2015/TT-BTNMT ban hành quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về môi trường.
  • Các quyết định chiến lược: Quyết định số 81/2006/QĐ-TTg về Chiến lược quốc gia về tài nguyên nước đến năm 2020; Quyết định số 2622/QĐ-TTg phê duyệt Quy hoạch tổng thể phát triển kinh tế - xã hội tỉnh Quảng Ninh đến năm 2020, tầm nhìn đến năm 2030.
  • Tiêu chuẩn so sánh: QCVN 09:2015/BTNMT – Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng nước dưới đất.

Về cơ sở lý thuyết, tác giả hệ thống hóa các khái niệm về nước dưới đất (tầng mặt, tầng sâu, nước ngầm trong karst đá vôi), cơ chế di chuyển của các dòng thấm, các thông số đánh giá chất lượng nước gồm: pH, độ cứng (CaCO3), tổng chất rắn hòa tan (TDS), clorua ($Cl^-$), hợp chất nitơ dạng amoni ($NH_4^+$), sulfat ($SO_4^{2-}$), sắt (Fe) và mangan (Mn).

Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm và thu thập thông tin bao gồm:

  • Phương pháp thu thập số liệu và kế thừa: Tiếp nhận tài liệu, chuỗi số liệu quan trắc môi trường giai đoạn 2010–2015 từ Sở Tài nguyên và Môi trường tỉnh Quảng Ninh, báo cáo điều tra tài nguyên nước của Liên đoàn Quy hoạch và Điều tra Tài nguyên nước Miền Bắc (năm 2015 trên 100 điểm giếng), số liệu kinh tế - xã hội từ Niên giám thống kê thành phố Cẩm Phả.
  • Phương pháp lấy mẫu hiện trường: Thực hiện lấy 12 mẫu nước (6 mẫu nước giếng khoan ký hiệu M1–M6 và 6 mẫu nước giếng đào ký hiệu M7–M12) trong tháng 11/2016. Mẫu được bảo quản trong thùng xốp kín, kiểm soát nhiệt độ và chuyển về phòng thí nghiệm của Viện Kỹ thuật và Công nghệ Môi trường.
  • Phương pháp phân tích phòng thí nghiệm: Áp dụng các tiêu chuẩn phân tích chuẩn hóa:
    • pH: Đo trực tiếp tại hiện trường bằng máy đo pH Starter 3000.
    • Độ cứng (CaCO3): Phương pháp chuẩn độ thể tích theo SMEWW 2340.B:2012.
    • Tổng chất rắn hòa tan (TDS): Phương pháp khối lượng sấy ở $105^\circ\text{C}$ theo SMEWW 2540.C:2012.
    • Clorua ($Cl^-$): Sắc ký lỏng ion theo TCVN 6494-1:2011 (ISO 10304-1:2007).
    • Amoni ($NH_4^+$ tính theo N): Phương pháp chưng cất và chuẩn độ theo TCVN 5988:1995 (ISO 5664:1984).
    • Sulfat ($SO_4^{2-}$): Phương pháp trọng lượng sử dụng bari clorua theo TCVN 6200:1996 (ISO 9280:1990(E)).
    • Sắt tổng số (Fe): Phương pháp trắc phổ dùng thuốc thử 1,10-phenantrolin theo TCVN 6177:1996 (ISO 6332:1988).
    • Mangan (Mn): Phương pháp trắc quang dùng formaldoxim theo TCVN 6002:1995 (ISO 6333:1986).
  • Phương pháp xử lý số liệu: Thống kê, tổng hợp dữ liệu trên phần mềm Microsoft Excel và so sánh trực tiếp với giới hạn tối đa cho phép theo QCVN 09:2015/BTNMT.
Ký hiệu Loại mẫu Vị trí lấy mẫu Tọa độ X Tọa độ Y
M1 Giếng khoan Gia đình ông Bình, phường Cẩm Sơn 2323528 453539
M2 Giếng khoan Gia đình anh Hòa, phường Cẩm Sơn 2323600 452862
M3 Giếng khoan Trường mẫu giáo Tây Bắc Ngã Hai, xã Dương Huy 2329615 445357
M4 Giếng khoan Cây xăng Tây Bắc Ngã Hai, xã Dương Huy 2329197 445125
M5 Giếng khoan Bệnh viện Đa khoa Cẩm Phả, phường Cẩm Thủy 2323717 458256
M6 Giếng khoan Công ty CP Công nghiệp Ô tô - Vinacomin, P. Cẩm Thủy 2323649 451963
M7 Giếng đào Gia đình chị Cúc, phường Cẩm Bình 2323607 452234
M8 Giếng đào Gia đình anh Dương, phường Cẩm Bình 2323649 451963
M9 Giếng đào Quán bia Hải Xồm, phường Mông Dương 2330492.777 455422.370
M10 Giếng đào Gia đình bà Dậu, phường Mông Dương 2330424.734 455444.388
M11 Giếng đào Gia đình anh Tuấn, mỏ Khe Chàm, xã Cẩm Hải 2330105.296 455281.490
M12 Giếng đào Trạm bảo vệ mỏ Khe Chàm, xã Cẩm Hải 2330233.801 455333.000

Nội dung chính theo từng chương

Phần 1: Mở đầu

Tác giả nêu bật sự xung đột giữa phát triển kinh tế nhanh, khai khoáng và đô thị hóa với mục tiêu bảo vệ môi trường bền vững tại Cẩm Phả. Vấn đề khai thác tài nguyên nước ngầm bừa bãi, không có quy hoạch kỹ thuật và tình trạng suy giảm cả về trữ lượng lẫn chất lượng nước được xác định là cơ sở thực tiễn để lựa chọn đề tài. Phần mở đầu cũng xác lập cấu trúc mục tiêu tổng quát, mục tiêu cụ thể, ý nghĩa khoa học và thực tiễn của công trình nghiên cứu.

Phần 2: Tổng quan tài liệu

Chương này tổng kết bức tranh tài nguyên nước trên bình diện toàn cầu, quốc gia và địa phương:

  • Phân tích trữ lượng nước ngọt toàn cầu (chiếm 2,5% tổng lượng nước, trong đó 30,1% là nước ngầm).
  • Đánh giá hiện trạng suy giảm nguồn nước mặt và nước ngầm tại Việt Nam, đặc biệt là nguy cơ cạn kiệt lưu lượng mùa khô và ô nhiễm kim loại nặng, vi sinh tại các lưu vực sông.
  • Kế thừa chuỗi số liệu quan trắc môi trường tỉnh Quảng Ninh giai đoạn 2010–2015: phản ánh tình trạng pH thấp (4,6–5,9) ở giếng sinh hoạt gần bãi rác Hà Khẩu; độ cứng cao tại Trà Cổ (lên tới 625 mg/l); hàm lượng nitrat vượt quy chuẩn tại Uông Bí, Phong Cốc, Trà Cổ (đạt 16–45 mg/l); ô nhiễm Coliform diện rộng vượt quy chuẩn nhiều lần.
  • Kế thừa kết quả khảo sát của Liên đoàn Quy hoạch và Điều tra Tài nguyên nước Miền Bắc (2015) trên 100 giếng khoan, giếng đào tại Quảng Ninh, chỉ ra các loại hình hóa học nước chủ yếu vùng Hòn Gai - Cẩm Phả là Bicarbonat - Calci Magie, Bicarbonat - Natri và Clorua - Natri, cảnh báo nguy cơ nhiễm mặn và cạn kiệt tầng chứa nước bở rời Đệ Tứ.

Phần 3: Nội dung và phương pháp nghiên cứu

Trình bày chi tiết đối tượng, phạm vi không gian (16 phường/xã) và thời gian thực hiện (tháng 8/2016 – tháng 12/2016). Chương này mô tả cụ thể mạng lưới 12 điểm lấy mẫu (gồm tọa độ địa lý, loại giếng, bối cảnh sử dụng đất xung quanh) cùng danh mục 8 chỉ tiêu lý hóa và các tiêu chuẩn phân tích quốc gia (TCVN), tiêu chuẩn quốc tế (ISO, SMEWW) được thực hiện tại phòng thí nghiệm Viện Kỹ thuật và Công nghệ Môi trường.

Phần 4: Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Chương 4 cung cấp số liệu thực nghiệm toàn diện của khóa luận:

  • Điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội: Địa hình Cẩm Phả có đồi núi chiếm 55,4% diện tích, núi đá vôi chiếm 2.590 ha; khí hậu có lượng mưa trung bình 2.307 mm/năm. Thống kê dân số toàn thành phố gồm 51.335 hộ với 174.015 nhân khẩu (trung bình 3,39 người/hộ), trong đó khu vực thành thị tập trung 166.527 người. Dân số có sự chênh lệch giới tính (nam 59%, nữ 41%). Cơ sở hạ tầng kỹ thuật ghi nhận bãi rác Quang Hanh rộng 6 ha với công suất thiết kế 324 tấn/ngày, tỷ lệ thu gom rác đạt 85,76%.
  • Hiện trạng khai thác nước ngầm: Thành phố có 6 giếng khai thác tập trung công suất $270,\text{m}^3/\text{h}$ phục vụ sinh hoạt. Số liệu tiêu thụ nước ngầm hàng năm phân bổ: sinh hoạt khoảng 1,81 triệu $\text{m}^3$; công nghiệp khoảng 27,1 triệu $\text{m}^3$; nông nghiệp và mục đích khác khoảng 0,05 triệu $\text{m}^3$ (văn bản trích dẫn tổng tiêu thụ $827,95,\text{m}^3$).
  • Đánh giá chất lượng nước giếng khoan (M1–M6):
    • pH: Dao động từ 5,3 đến 7,3; điểm M4 tại Dương Huy có pH = 5,3 không đạt chuẩn do nước rửa than mỏ Ngã Hai xâm nhập.
    • Độ cứng: Dao động từ 180 đến 830 mg/l; có 3/6 mẫu (50%) vượt ngưỡng 500 mg/l (M3: 610 mg/l, M4: 830 mg/l, M6: 690 mg/l) từ 0,22 đến 0,66 lần do ảnh hưởng của khoáng sản và đá vôi.
    • TDS (217–1.030 mg/l), $Cl^-$ (30,8–98,1 mg/l), $NH_4^+$ (0,004–0,2 mg/l) và $SO_4^{2-}$ (88,23–362,8 mg/l) đều nằm trong ngưỡng giới hạn của QCVN 09:2015/BTNMT.
    • Sắt (Fe): Dao động từ 0,3 đến 40 mg/l; có 4/6 mẫu (66,66%) vượt quy chuẩn (ngưỡng 5 mg/l), gồm M3 (22,5 mg/l), M4 (17,57 mg/l), M5 (39 mg/l) và M6 (40 mg/l), vượt quy chuẩn từ 2,51 đến 7 lần (tại M6 đạt 40 mg/l).
    • Mangan (Mn): Dao động từ 0,032 đến 0,7 mg/l; có 2/6 mẫu vượt chuẩn tại xã Dương Huy (M3: 0,7 mg/l và M4: 0,61 mg/l).
  • Đánh giá chất lượng nước giếng đào (M7–M12):
    • pH (5,9–7,8), Độ cứng (122–252 mg/l), TDS (452–995 mg/l), $Cl^-$ (26–75,5 mg/l), $SO_4^{2-}$ (117,6–313 mg/l) đều đạt quy chuẩn.
    • $NH_4^+$: Có 1/6 mẫu vượt chuẩn là M12 tại trạm bảo vệ mỏ Khe Chàm (1,35 mg/l, vượt 0,35 lần ngưỡng 1 mg/l).
    • Sắt (Fe): Có 1/6 mẫu vượt chuẩn là M11 tại mỏ Khe Chàm (7,6 mg/l, vượt 0,52 lần ngưỡng 5 mg/l).
    • Mangan (Mn): Ô nhiễm trên diện rộng với 5/6 mẫu (83,33%) vượt ngưỡng 0,5 mg/l, gồm M7 (0,63 mg/l), M8 (0,76 mg/l), M9 (0,54 mg/l), M10 (0,66 mg/l) và M12 (1,0 mg/l, vượt gấp 2 lần).
  • Hệ thống giải pháp: Đề xuất 3 nhóm giải pháp gồm: Nhóm giải pháp quản lý (hoàn thiện đăng ký khai thác, thanh kiểm tra cấp phép); Nhóm giải pháp bảo vệ, cải tạo và phục hồi tài nguyên nước (kiểm soát nước thải mỏ, trám lấp giếng hỏng, khoanh định vùng hạn chế); Nhóm giải pháp kỹ thuật (công nghệ giàn mưa, lắng lọc cát khử sắt/mangan và làm mềm nước).

Phần 5: Kết luận và kiến nghị

Tổng kết toàn bộ các phát hiện về hiện trạng ô nhiễm kim loại và độ cứng trong nước ngầm; đưa ra khuyến nghị đối với UBND thành phố Cẩm Phả, các đơn vị khai thác than và các hộ dân trong việc xử lý nước trước khi ăn uống, sinh hoạt.

Kết quả và đóng góp

Khóa luận đã cung cấp một bức tranh định lượng rõ nét về chất lượng nước dưới đất tại Cẩm Phả thông qua hệ thống dữ liệu thực nghiệm đối chiếu cùng QCVN 09:2015/BTNMT.

Bảng tổng hợp kết quả phân tích nước giếng khoan (M1–M6)

Chỉ tiêu Đơn vị M1 M2 M3 M4 M5 M6 QCVN 09:2015/BTNMT
pH - 6,53 6,66 6,60 5,30 6,80 7,30 5,5 – 8,5
Độ cứng ($CaCO_3$) mg/l 180 188 610 830 379 690 500
TDS mg/l 217 385 715 1030 623 735 1500
$Cl^-$ mg/l 50,5 56,5 30,8 34,25 98,1 79,25 250
$N-NH_4^+$ mg/l 0,004 0,005 0,10 0,20 0,09 0,08 1,0
$SO_4^{2-}$ mg/l 110,63 88,23 252,0 225,6 198,3 362,8 400
Fe mg/l 0,50 0,30 22,50 17,57 39,00 40,00 5,0
Mn mg/l 0,040 0,032 0,70 0,61 0,38 0,34 0,5

(Các giá trị in đậm là thông số vượt ngưỡng cho phép theo quy chuẩn)

Bảng tổng hợp kết quả phân tích nước giếng đào (M7–M12)

Chỉ tiêu Đơn vị M7 M8 M9 M10 M11 M12 QCVN 09:2015/BTNMT
pH - 7,53 7,20 7,20 7,80 5,90 6,30 5,5 – 8,5
Độ cứng ($CaCO_3$) mg/l 252 213 195 250 145 122 500
TDS mg/l 455 560 452 480 483 995 1500
$Cl^-$ mg/l 26,0 31,2 29,3 38,6 69,6 75,5 250
$N-NH_4^+$ mg/l 0,22 0,45 0,25 0,30 0,90 1,35 1,0
$SO_4^{2-}$ mg/l 157,0 117,6 167,0 145,0 228,0 313,0 400
Fe mg/l 3,70 3,45 3,70 4,00 7,60 3,50 5,0
Mn mg/l 0,63 0,76 0,54 0,66 0,48 1,00 0,5

(Các giá trị in đậm là thông số vượt ngưỡng cho phép theo quy chuẩn)

Đóng góp và giải pháp đề xuất của tác giả

  • Đóng góp học thuật và thực tiễn: Khóa luận xác định rõ sự khác biệt giữa hai tầng chứa nước: nước giếng khoan sâu bị ô nhiễm nặng bởi sắt (Fe lên đến 40 mg/l) và độ cứng cao (lên đến 830 mg/l); trong khi nước giếng đào tầng mặt chịu ô nhiễm mangan (Mn lên đến 1,0 mg/l) và cục bộ nhiễm amoni ($NH_4^+$). Đề tài chỉ ra mối liên hệ trực tiếp giữa mức độ ô nhiễm với vị trí phân bố địa lý tiếp giáp các mỏ than hầm lò (Ngã Hai, Khe Chàm), cơ sở y tế (Bệnh viện Đa khoa Cẩm Phả) và xí nghiệp cơ khí (Công ty CP Công nghiệp Ô tô Vinacomin).
  • Hệ thống giải pháp đề xuất:
    • Giải pháp quản lý: Triển khai đăng ký, cấp phép khai thác nước dưới đất theo Thông tư 27/2014/TT-BTNMT; xây dựng mạng lưới quan trắc chất lượng nước định kỳ trên toàn thành phố; tăng cường thanh tra, xử phạt hành chính đối với các trường hợp khoan giếng tự do không phép.
    • Giải pháp bảo vệ và phục hồi: Thực hiện quy trình trám lấp giếng khoan không sử dụng để ngăn nước bẩn tầng mặt thẩm thấu xuống tầng sâu; thu gom và xử lý triệt để nước thải tại các mỏ than và bãi thải xỉ trước khi xả ra môi trường tiếp nhận; bảo vệ thảm thực vật rừng đầu nguồn để tăng khả năng bổ cập nước ngầm.
    • Giải pháp kỹ thuật xử lý: Áp dụng các giải pháp xử lý cục bộ quy mô hộ gia đình và công nghiệp, bao gồm phương pháp làm thoáng (giàn mưa) kết hợp bể lắng cát và sỏi đỡ để oxy hóa và loại bỏ Fe, Mn; sử dụng phương pháp trao đổi ion bằng hạt nhựa cationit hoặc hóa chất ($vôi, soda$) để làm mềm nước có độ cứng cao trước khi cấp vào mạng lưới sinh hoạt.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

  • Hạn chế của nghiên cứu:
    • Quy mô khảo sát thực nghiệm còn hạn chế về số lượng điểm đo (12 mẫu đại diện cho 16 phường, xã của toàn thành phố).
    • Đợt lấy mẫu chỉ thực hiện vào tháng 11/2016 (mùa khô), chưa phản ánh được sự biến thiên nồng độ chất ô nhiễm theo chu kỳ mùa mưa và mùa cạn.
    • Khóa luận chưa phân tích các chỉ tiêu vi sinh (Coliform, E. coli) và một số kim loại nặng độc hại khác (As, Pb, Cd, Hg) tại 12 điểm lấy mẫu thực nghiệm, dù phần tổng quan tài liệu có ghi nhận nguy cơ ô nhiễm vi sinh tại các khu vực khác trong tỉnh Quảng Ninh.
  • Hướng nghiên cứu tiếp theo:
    • Mở rộng mật độ điểm quan trắc tại các xã, phường chưa được lấy mẫu; duy trì tần suất lấy mẫu định kỳ 2–4 lần/năm để đánh giá tác động mùa và thủy triều.
    • Bổ sung phân tích toàn diện các chỉ tiêu độc chất kim loại nặng và vi sinh vật gây bệnh; mô hình hóa dòng chảy ngầm và dự báo lan truyền chất ô nhiễm từ các moong than hầm lò và bãi chôn lấp chất thải Quang Hanh.

Giá trị tham khảo

Báo cáo khóa luận có giá trị thực tiễn và tham khảo chuyên môn rõ rệt đối với:

  • Sinh viên, học viên chuyên ngành Môi trường: Là tài liệu tham khảo cụ thể về quy trình triển khai đề tài đánh giá chất lượng nước ngầm địa phương, từ khâu thiết lập mạng lưới lấy mẫu theo tọa độ định vị, áp dụng các tiêu chuẩn phân tích chuẩn mực (TCVN, ISO, SMEWW) đến phương pháp xử lý dữ liệu và so sánh với QCVN 09:2015/BTNMT.
  • Cơ quan quản lý nhà nước tại địa phương: Phòng Tài nguyên và Môi trường thành phố Cẩm Phả và Sở Tài nguyên và Môi trường tỉnh Quảng Ninh có thể kế thừa bộ dữ liệu đo đạc thực nghiệm năm 2016 tại 12 vị trí để phục vụ công tác quy hoạch phân vùng khai thác nước dưới đất, khoanh vùng các khu vực ô nhiễm kim loại sắt, mangan và độ cứng cao tại Dương Huy, Cẩm Hải, Cẩm Thủy.
  • Các đơn vị sản xuất và người dân: Cung cấp cơ sở khoa học để các đơn vị khai thác mỏ và người dân quanh vùng than lựa chọn công nghệ xử lý nước giếng (giàn mưa khử sắt, mangan, làm mềm nước) trước khi sử dụng cho mục đích ăn uống, sinh hoạt.

Câu hỏi thường gặp

1. Mẫu nước giếng khoan M4 tại xã Dương Huy có những chỉ tiêu nào không đạt chuẩn và nguyên nhân do đâu?
Mẫu giếng khoan M4 (lấy tại cây xăng Tây Bắc Ngã Hai, xã Dương Huy) có 3 chỉ tiêu không đạt QCVN 09:2015/BTNMT: pH đạt 5,3 (thấp hơn ngưỡng cho phép 5,5–8,5; nước mang tính axit); độ cứng đạt 830 mg/l (vượt 0,66 lần ngưỡng 500 mg/l); hàm lượng Fe đạt 17,57 mg/l (vượt 2,51 lần ngưỡng 5 mg/l); ngoài ra Mn đạt 0,61 mg/l (vượt ngưỡng 0,5 mg/l). Nguyên nhân được tác giả chỉ ra là do vị trí lấy mẫu nằm gần mỏ than Ngã Hai, nước rửa than mang tính axit thẩm thấu vào tầng chứa nước làm giảm pH, đồng thời vị trí gần các mỏ đá vôi và khoáng sản làm hòa tan lượng lớn ion canxi, magie vào nước.

2. Điểm lấy mẫu nào có nồng độ sắt (Fe) cao nhất trong toàn bộ nghiên cứu?
Nồng độ sắt cao nhất được ghi nhận tại mẫu nước giếng khoan M6 (Công ty CP Công nghiệp Ô tô Vinacomin, phường Cẩm Thủy) với hàm lượng 40 mg/l, vượt quy chuẩn 7 lần (theo QCVN 09:2015/BTNMT là 5 mg/l). Ngay sát vị trí này, mẫu giếng khoan M5 (Bệnh viện Đa khoa Cẩm Phả) cũng ghi nhận nồng độ sắt lên tới 39 mg/l. Nguồn phát sinh sắt cao tại đây bắt nguồn từ hoạt động cơ khí, chất thải công nghiệp và cấu tạo địa chất chứa khoáng sản sắt hòa tan.

3. Sự khác biệt cơ bản về chất lượng giữa nước giếng khoan và nước giếng đào trong nghiên cứu này là gì?
Nước giếng khoan tầng sâu bị ô nhiễm nghiêm trọng bởi sắt tổng số (4/6 mẫu vượt chuẩn, giá trị cao nhất 40 mg/l) và độ cứng (3/6 mẫu vượt chuẩn, giá trị cao nhất 830 mg/l), cùng 1 vị trí có pH thấp mang tính axit. Ngược lại, nước giếng đào tầng mặt có 100% số mẫu đạt chuẩn về độ cứng và pH, nhưng lại bị ô nhiễm diện rộng bởi mangan (5/6 mẫu vượt chuẩn, dao động từ 0,54 đến 1,0 mg/l), cá biệt có mẫu M12 bị ô nhiễm amoni ($NH_4^+$ đạt 1,35 mg/l) do các nguồn ô nhiễm hữu cơ bề mặt thẩm thấu.

4. Toàn bộ 12 mẫu nước giếng khoan và giếng đào có những chỉ tiêu nào đạt 100% quy chuẩn quy định?
Trong tất cả 12 mẫu quan trắc (cả giếng khoan và giếng đào), có 3 chỉ tiêu hóa học đạt chuẩn 100% theo QCVN 09:2015/BTNMT: Tổng chất rắn hòa tan (TDS dao động từ 217 đến 1.030 mg/l, ngưỡng 1.500 mg/l); Clorua ($Cl^-$ dao động từ 26 đến 98,1 mg/l, ngưỡng 250 mg/l); và Sulfat ($SO_4^{2-}$ dao động từ 88,23 đến 362,8 mg/l, ngưỡng 400 mg/l).

5. Các giải pháp kỹ thuật cụ thể nào được tác giả đề xuất để xử lý nước ngầm bị ô nhiễm trước khi cấp nước sinh hoạt?
Để xử lý nước ngầm có hàm lượng sắt và mangan cao, tác giả đề xuất phương pháp oxy hóa bằng giàn mưa làm thoáng để chuyển hóa $Fe^{2+}$ thành kết tủa $Fe(OH)_3$, sau đó dẫn qua bể lắng và bể lọc cát thạch anh. Đối với các mẫu nước có độ cứng cao vượt chuẩn (đặc biệt tại Dương Huy và Cẩm Thủy), đề xuất áp dụng giải pháp làm mềm nước bằng phương pháp kết tủa hóa học (dùng vôi/soda) hoặc sử dụng cột lọc trao đổi ion chứa hạt nhựa cationit để giữ lại các ion $Ca^{2+}$ và $Mg^{2+}$.

Kết luận

Khóa luận tốt nghiệp của tác giả Nguyễn Xuân Hoàng đã phản ánh toàn diện thực trạng chất lượng tài nguyên nước dưới đất tại thành phố Cẩm Phả trong bối cảnh chịu tác động kép từ hoạt động khai khoáng than và đô thị hóa. Kết quả phân tích thực nghiệm chỉ ra tình trạng ô nhiễm nghiêm trọng về sắt và độ cứng trong tầng nước giếng khoan sâu, cùng hiện tượng ô nhiễm mangan phổ biến trong tầng nước giếng đào nông tại các khu vực mỏ. Các dữ liệu đo đạc thực tế và hệ thống giải pháp quản lý - kỹ thuật được đề xuất là cơ sở khoa học quan trọng cho công tác bảo vệ môi trường nước và định hướng khai thác bền vững tài nguyên nước ngầm tại địa phương.