Đánh Giá Hiện Trạng Ô Nhiễm Asen Trong Nước Ngầm Huyện Tiên Du, Tỉnh Bắc Ninh

Luận văn thạc sĩ vnua phân tích ô nhiễm asen trong nước ngầm huyện Tiên Du, tỉnh Bắc Ninh, cung cấp thông tin và giải pháp cải thiện.

• Tác giả: Nguyễn Văn Hảo
• Người hướng dẫn: PGS. Đoàn Văn Điếm
• Trường học: Học Viện Nông Nghiệp Việt Nam
• Chuyên ngành: Khoa Học Môi Trường
• Đề tài: Đánh Giá Hiện Trạng Ô Nhiễm Asen Trong Nước Ngầm Huyện Tiên Du, Tỉnh Bắc Ninh
• Loại tài liệu: Luận Văn
• Năm xuất bản: 2016
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CẢM ƠN
• MỤC LỤC
• DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT
• DANH MỤC BẢNG
• DANH MỤC HÌNH
• TRÍCH YẾU LUẬN VĂN
• THESIS ABSTRACT
• 1. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI
• 2. GIẢ THIẾT KHOA HỌC
• 3. MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU
• 4. PHẠM VI NGHIÊN CỨU
• 5. NHỮNG ĐÓNG GÓP MỚI, Ý NGHĨA KHOA HỌC THỰC TIỄN
• 5.1. Ý nghĩa khoa học, thực tiễn
• 5.2. Những đóng góp mới
• 6. TỔNG QUAN TÀI LIỆU
• 6.1. TỔNG QUAN VỀ ASEN
• 6.1.1. Nguyên tố Asen (As)
• 6.1.2. Dạng tồn tại của Asen trong môi trường
• 6.1.3. Độc học của Asen
• 6.1.4. Tiêu chuẩn về Asen
• 6.1.5. Hiện trạng tích lũy Asen trong nước ngầm
• 6.1.5.1. Tích lũy Asen trên Thế giới
• 6.1.5.2. Tích lũy Asen ở Việt Nam
• 6.1.5.3. Hiện trạng tích lũy Asen trên địa bàn tỉnh Bắc Ninh
• 6.1.6. Tổng quan nước ngầm địa bàn nghiên cứu
• 6.1.6.1. Giới thiệu về nước ngầm huyện Tiên Du
• 6.1.6.2. Đặc điểm phân bố các tầng chứa nước
• 6.1.6.3. Dự báo nhu cầu sử dụng nước giai đoạn 2015-2020 huyện Tiên Du
• 6.1.6.4. Các vấn đề tồn tại trong bảo vệ nước ngầm huyện Tiên Du
• 6.2. Vật liệu, nội dung và phương pháp nghiên cứu
• 6.2.1. Địa điểm nghiên cứu
• 6.2.2. Thời gian nghiên cứu
• 6.2.3. Đối tượng/ vật liệu nghiên cứu
• 6.2.4. Nội dung nghiên cứu
• 6.2.5. Phương pháp nghiên cứu
• 6.2.5.1. Phương pháp thu thập số liệu thứ cấp
• 6.2.5.2. Phương pháp quan trắc, phân tích As trong môi trường
• 6.2.5.3. Phương pháp xây dựng mạng lưới quan trắc
• 6.2.5.4. Phương pháp chuyên gia
• 6.2.5.5. Phương pháp mô phỏng minh hoạ số liệu
• 6.2.5.6. Phương pháp điều tra phỏng vấn người dân
• 6.3. Kết quả và thảo luận
• 6.3.1. Đặc điểm tự nhiên, kinh tế xã hội huyện Tiên Du, tỉnh Bắc Ninh
• 6.3.2. Đánh giá hiện trạng nồng độ Asen trong nước ngầm trên phạm vi huyện Tiên Du, tỉnh Bắc Ninh
• 6.3.3. Mô phỏng phân bố các khu vực tích lũy As trên địa bàn huyện Tiên Du, tỉnh Bắc Ninh
• 6.3.4. Đánh giá tác động của tích lũy Asen ảnh hưởng đến sức khỏe cộng đồng
• 6.4. Các giải pháp quản lý, xử lý hiệu quả dễ áp dụng cho người dân
• 6.5. Kết luận và kiến nghị
• Tài liệu tham khảo

Tóm tắt

I. Tổng Quan Về Đánh Giá Ô Nhiễm Asen Trong Nước Ngầm

Ô nhiễm asen trong nước ngầm là một vấn đề nghiêm trọng tại huyện Tiên Du, Bắc Ninh. Nước ngầm là nguồn nước chính cho sinh hoạt của người dân, nhưng tình trạng ô nhiễm asen đang đe dọa sức khỏe cộng đồng. Việc đánh giá hiện trạng ô nhiễm asen là cần thiết để đưa ra các giải pháp bảo vệ nguồn nước và sức khỏe người dân.

1.1. Tình Hình Ô Nhiễm Asen Tại Huyện Tiên Du

Huyện Tiên Du, Bắc Ninh, đang phải đối mặt với tình trạng ô nhiễm asen nghiêm trọng. Theo các nghiên cứu, nhiều giếng nước ngầm có hàm lượng asen vượt quá tiêu chuẩn cho phép, ảnh hưởng đến sức khỏe người dân.

1.2. Nguyên Nhân Gây Ô Nhiễm Asen Trong Nước Ngầm

Nguyên nhân chính gây ô nhiễm asen trong nước ngầm bao gồm hoạt động khai thác khoáng sản, sử dụng hóa chất trong nông nghiệp và cấu trúc địa chất tự nhiên. Những yếu tố này kết hợp lại tạo ra môi trường thuận lợi cho sự tích lũy asen.

II. Vấn Đề Ô Nhiễm Asen Và Tác Động Đến Sức Khỏe

Ô nhiễm asen trong nước ngầm không chỉ ảnh hưởng đến chất lượng nước mà còn gây ra nhiều vấn đề sức khỏe nghiêm trọng. Asen được biết đến là một chất độc hại, có thể gây ra các bệnh ung thư và các vấn đề sức khỏe khác.

2.1. Tác Động Của Asen Đến Sức Khỏe Cộng Đồng

Nghiên cứu cho thấy, việc tiếp xúc lâu dài với asen có thể dẫn đến các bệnh lý nghiêm trọng như ung thư da, phổi và các bệnh về tim mạch. Người dân tại huyện Tiên Du cần được cảnh báo về những nguy cơ này.

2.2. Các Biện Pháp Phòng Ngừa Ô Nhiễm Asen

Để giảm thiểu tác động của ô nhiễm asen, cần có các biện pháp phòng ngừa như sử dụng hệ thống lọc nước, nâng cao nhận thức cộng đồng về nguy cơ ô nhiễm và thực hiện các biện pháp bảo vệ nguồn nước.

III. Phương Pháp Đánh Giá Ô Nhiễm Asen Trong Nước Ngầm

Đánh giá ô nhiễm asen trong nước ngầm cần sử dụng các phương pháp khoa học và công nghệ hiện đại. Việc thu thập và phân tích dữ liệu là rất quan trọng để xác định mức độ ô nhiễm và đưa ra các giải pháp hiệu quả.

3.1. Phương Pháp Thu Thập Dữ Liệu

Các phương pháp thu thập dữ liệu bao gồm lấy mẫu nước ngầm từ các giếng, phân tích hóa học và khảo sát địa chất. Những dữ liệu này sẽ giúp xác định mức độ ô nhiễm asen trong khu vực.

3.2. Phương Pháp Phân Tích Asen Trong Môi Trường

Phân tích asen trong nước ngầm thường sử dụng các kỹ thuật như quang phổ hấp thụ nguyên tử và sắc ký lỏng. Những phương pháp này cho phép xác định chính xác nồng độ asen trong mẫu nước.

IV. Kết Quả Nghiên Cứu Về Ô Nhiễm Asen Tại Huyện Tiên Du

Kết quả nghiên cứu cho thấy nhiều khu vực tại huyện Tiên Du có nồng độ asen vượt quá tiêu chuẩn cho phép. Việc xác định các khu vực ô nhiễm là rất quan trọng để có các biện pháp xử lý kịp thời.

4.1. Phân Tích Kết Quả Nồng Độ Asen

Kết quả phân tích cho thấy một số xã như Tân Chi có nồng độ asen cao, trong khi một số xã khác không phát hiện asen. Điều này cho thấy sự phân bố không đồng đều của ô nhiễm asen trong nước ngầm.

4.2. Mô Phỏng Phân Bố Ô Nhiễm Asen

Mô phỏng phân bố ô nhiễm asen giúp xác định các khu vực có nguy cơ cao. Những thông tin này sẽ hỗ trợ các cơ quan chức năng trong việc lập kế hoạch bảo vệ nguồn nước.

V. Giải Pháp Quản Lý Ô Nhiễm Asen Trong Nước Ngầm

Để quản lý ô nhiễm asen trong nước ngầm, cần có các giải pháp đồng bộ từ chính quyền và cộng đồng. Việc áp dụng các công nghệ xử lý nước và nâng cao nhận thức cộng đồng là rất cần thiết.

5.1. Giải Pháp Xử Lý Nước Ô Nhiễm Asen

Các giải pháp xử lý nước ô nhiễm asen bao gồm sử dụng hệ thống lọc nước, công nghệ hấp thụ và các phương pháp hóa học. Những giải pháp này giúp giảm nồng độ asen trong nước sinh hoạt.

5.2. Nâng Cao Nhận Thức Cộng Đồng Về Ô Nhiễm Asen

Nâng cao nhận thức cộng đồng về ô nhiễm asen là rất quan trọng. Các chương trình giáo dục và truyền thông sẽ giúp người dân hiểu rõ hơn về nguy cơ và cách phòng tránh.

VI. Kết Luận Và Tương Lai Của Nước Ngầm Tại Huyện Tiên Du

Kết luận từ nghiên cứu cho thấy ô nhiễm asen trong nước ngầm tại huyện Tiên Du là một vấn đề nghiêm trọng cần được giải quyết. Tương lai của nguồn nước ngầm phụ thuộc vào các biện pháp quản lý hiệu quả.

6.1. Tương Lai Của Nguồn Nước Ngầm

Tương lai của nguồn nước ngầm tại huyện Tiên Du sẽ phụ thuộc vào các chính sách bảo vệ môi trường và sự tham gia của cộng đồng trong việc bảo vệ nguồn nước.

6.2. Đề Xuất Các Giải Pháp Bền Vững

Đề xuất các giải pháp bền vững cho việc quản lý nước ngầm, bao gồm việc áp dụng công nghệ mới và tăng cường hợp tác giữa các cơ quan chức năng và cộng đồng.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Theo thống kê từ Bộ Y tế và các tổ chức nghiên cứu môi trường, khoảng 21% dân số Việt Nam từng sử dụng nguồn nước có nồng độ Asen vượt ngưỡng an toàn. Độc tính của Asen cao gấp 4 lần thủy ngân, được xếp vào nhóm chất gây ung thư hàng đầu và đe dọa trực tiếp tới tính mạng con người. Tại huyện Tiên Du, tỉnh Bắc Ninh, áp lực đô thị hóa cùng sự phát triển mạnh mẽ của các cụm công nghiệp như Cụm công nghiệp giấy Phú Lâm và Khu công nghiệp Tân Chi với 28 doanh nghiệp đang hoạt động đã tạo ra sức ép to lớn lên môi trường địa chất thủy văn. Với mật độ dân số đạt 1.335 người/km2 vào năm 2015 và nhu cầu sử dụng nước sinh hoạt nông thôn dự báo tăng từ 1,91 triệu m3/năm lên 4,13 triệu m3/năm vào năm 2020, việc đánh giá chất lượng nguồn nước ngầm trở thành nhiệm vụ cấp thiết.

Luận văn thạc sĩ chuyên ngành Khoa học Môi trường của tác giả Nguyễn Văn Hảo dưới sự hướng dẫn của Phó Giáo sư Đoàn Văn Điếm tại Học viện Nông nghiệp Việt Nam tập trung giải quyết bài toán kiểm soát ô nhiễm kim loại nặng trong nước dưới đất. Mục tiêu cốt lõi của nghiên cứu là đánh giá định lượng hiện trạng tích lũy Asen trong nước ngầm sinh hoạt, khoanh vùng chi tiết các khu vực có hàm lượng Asen vượt quy chuẩn kỹ thuật quốc gia QCVN 09:2008/BTNMT (0,05 mg/L) và QCVN 01:2009/BYT (0,01 mg/L), đồng thời xây dựng các giải pháp quản lý, công nghệ xử lý nước chi phí thấp cho cộng đồng. Phạm vi nghiên cứu bao quát toàn bộ 14 đơn vị hành chính gồm 1 thị trấn và 13 xã của huyện Tiên Du trong khung thời gian từ tháng 3/2015 đến tháng 3/2016. Nghiên cứu mang ý nghĩa thực tiễn quan trọng khi cung cấp bộ cơ sở dữ liệu quan trắc phục vụ quy hoạch khai thác bền vững tầng chứa nước ngầm có tổng trữ lượng tiềm năng 71.000 m3/ngày đêm.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu xây dựng trên nền tảng lý thuyết địa hóa học môi trường và độc học sinh thái của nguyên tố Asen trong các tầng chứa nước trầm tích Đệ Tứ. Khung lý thuyết tập trung vào các khái niệm then chốt:

• Sự chuyển hóa oxy hóa khử giữa hai dạng tồn tại vô cơ chủ yếu là Asenit As(III) và Asenat As(V). Trong đó, As(III) có độc tính cao gấp 10 lần As(V) và gấp 70 lần so với các hợp chất hữu cơ đã bị methyl hóa như axit dimethylarsinic (DMA) hay axit monomethylarsonic (MMA).
• Cơ chế gây độc sinh hóa học: Asen vô cơ tấn công trực tiếp vào nhóm sulfhydryl (-SH) làm ức chế hoạt động của enzym dihydrolipoic acid trong chu trình chuyển hóa năng lượng tế bào, đồng thời cạnh tranh vị trí của photpho trong quá trình sinh tổng hợp phân tử ATP.
• Quá trình methyl hóa sinh học: Vi sinh vật kỵ khí và các chủng nấm như Candida humicola xúc tác quá trình khử và chuyển hóa Asen thành các dẫn xuất khí độc trimethylarsine trong điều kiện môi trường khử.
• Mô hình cấu trúc địa chất thủy văn 4 tầng: Tầng chứa nước Holocene (qh) trên cùng với chiều dày trung bình 12,2 m; lớp thấm nước yếu hoặc cách nước sét hệ tầng Vĩnh Phúc dày trung bình 9,9 m; tầng chứa nước Pleistocene (qp) giàu nước với chiều dày trung bình 16,1 m ở độ sâu 29,9 m; và tầng nứt nẻ hệ tầng Hòn Gai ở đáy trầm tích.

Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu kết hợp đa dạng các nguồn dữ liệu sơ cấp và thứ cấp để thiết lập mạng lưới quan trắc khoa học:

• Cỡ mẫu và kỹ thuật chọn mẫu: Tổng cộng 53 mẫu nước ngầm ban đầu được thu thập đại diện tại 14 xã, thị trấn, phân bổ theo phương pháp chia ô lưới không gian kích thước 3 km x 3 km. Mật độ lấy mẫu tập trung cao tại các khu vực có nhu cầu khai thác lớn như xã Phú Lâm (7 mẫu, lượng nước sử dụng 1.279 m3/ngày đêm), xã Lạc Vệ (4 mẫu, lượng nước sử dụng 1.016,9 m3/ngày đêm), và Tân Chi (4 mẫu ban đầu cộng thêm 3 mẫu kiểm chứng bổ sung). Vị trí giếng khoan được định vị chính xác bằng thiết bị định vị vệ tinh GPS.
• Quy trình lấy mẫu và phân tích: Mẫu nước được lấy theo tiêu chuẩn TCVN 6000:1995, xả ống bơm liên tục 10 phút đến khi ổn định các chỉ số hiện trường (pH, nhiệt độ, độ đục). Mẫu được cố định bằng axit clohydric đậm đặc 1% thể tích và bảo quản lạnh theo TCVN 6663:2008. Toàn bộ 53 mẫu được sàng lọc nhanh bằng phương pháp test kit hiện trường với dải đo nhạy từ 10 đến 500 µg/L. Các mẫu có nồng độ Asen vượt ngưỡng cảnh báo 0,005 mg/L được gửi về phòng thí nghiệm của Trung tâm Quan trắc Tài nguyên và Môi trường tỉnh Bắc Ninh để phân tích khẳng định bằng phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử (AAS) theo TCVN 6626-2000.
• Lý do lựa chọn: Sự kết hợp giữa test kit sàng lọc diện rộng và AAS trong phòng thí nghiệm vừa tối ưu hóa chi phí khảo sát trên phạm vi toàn huyện diện tích 95,6 km2, vừa đảm bảo độ tin cậy và tính chuẩn xác khoa học của các phát hiện ô nhiễm trong giai đoạn thực hiện từ tháng 3/2015 đến tháng 3/2016.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

Kết quả phân tích 53 mẫu nước ngầm thô và các mẫu bổ sung trên địa bàn huyện Tiên Du làm sáng tỏ các phát hiện quan trọng:

• Điểm nóng ô nhiễm cục bộ tại xã Tân Chi: Trong số 4 điểm khảo sát ban đầu tại xã Tân Chi, mẫu ký hiệu BN37 ghi nhận nồng độ Asen đạt 0,020 mg/L ở test kit và 0,02313 mg/L ở phép đo AAS, vượt hơn 2,3 lần quy chuẩn nước ăn uống QCVN 01:2009/BYT (0,01 mg/L). Khi khảo sát bổ sung 3 mẫu tại các giếng lân cận, mẫu BNBS1 tiếp tục ghi nhận nồng độ Asen cao ở mức 0,01678 mg/L, vượt gần 1,7 lần giới hạn cho phép. Tỷ lệ mẫu vượt ngưỡng nước ăn uống tại xã Tân Chi chiếm tới 28,6% tổng số mẫu lấy tại địa bàn xã.
• Diện tích phân bố hàm lượng Asen trung bình (0,001 - 0,009 mg/L): Chiếm đa số với 11 trên 14 đơn vị hành chính (gần 78,6% địa bàn huyện), bao gồm các xã Phú Lâm (điểm BN05 đạt 0,00912 mg/L, BN06 đạt 0,00835 mg/L), Lạc Vệ (điểm BN41 đạt 0,00834 mg/L, BN43 đạt 0,00645 mg/L), Liên Bão (điểm BN15 đạt 0,00598 mg/L), Nội Duệ, Hoàn Sơn, Hiên Vân, Việt Đoàn, Phật Tích, Cảnh Hưng, Minh Đạo và Tri Phương. Toàn bộ các mẫu này đều nằm trong ngưỡng an toàn của nước ngầm tự nhiên theo QCVN 09:2008/BTNMT (dưới 0,05 mg/L).
• Vùng an toàn không phát hiện Asen: Gồm 2 địa bàn là Thị trấn Lim và xã Đại Đồng (chiếm khoảng 14,3% số xã/thị trấn), nơi nồng độ Asen trong toàn bộ các mẫu đều thấp hơn giới hạn phát hiện 0,0001 mg/L của thiết bị phân tích.
• Tương quan thuận giữa Asen và hàm lượng sắt (Fe): Dữ liệu phân tích chứng minh sự đồng biến mạnh mẽ giữa hai chỉ tiêu này. Điểm BN37 có hàm lượng Asen cao nhất (0,02313 mg/L) cũng là nơi ghi nhận hàm lượng sắt cao nhất đạt 3,5678 mg/L; tương tự điểm BNBS1 có nồng độ Asen 0,01678 mg/L tương ứng với nồng độ sắt đạt 2,5674 mg/L.

Thảo luận kết quả

Nguyên nhân địa hóa tự nhiên giải thích cho sự tích tụ Asen trong nước ngầm Tiên Du bắt nguồn từ quá trình hòa tan khử oxit sắt và khoáng vật sunfua trong các trầm tích phù sa trẻ thuộc hệ tầng Thái Bình và Hải Hưng. Các lớp đất phù sa gley (chiếm 34,82% diện tích huyện) và đất phù sa úng nước chứa nhiều mùn hữu cơ đã tạo ra môi trường khử mạnh, giải phóng anion Asen hấp phụ trên bề mặt hydroxit sắt vào pha lỏng. Về tác động nhân sinh, việc tập trung 28 doanh nghiệp sản xuất tại Cụm công nghiệp Phú Lâm và Khu công nghiệp Tân Chi cùng lượng rác thải sinh hoạt tăng cao và tồn dư hóa chất bảo vệ thực vật gốc Asen trong thâm canh lúa (chiếm trên 50% nhu cầu dùng nước của huyện) làm tăng nguy cơ ngấm sâu xuống tầng chứa nước ngầm nông.

So với các vùng ô nhiễm nghiêm trọng tại Đồng bằng sông Hồng như tỉnh Hà Nam (tỷ lệ mẫu nhiễm Asen vượt chuẩn 64,03%) hay ngoại thành Hà Nội (61,63%), mức độ ô nhiễm Asen tại Tiên Du nhìn chung thấp hơn và mang tính cục bộ. Tuy nhiên, rủi ro tiềm ẩn đối với 7.677 cư dân xã Tân Chi là rất rõ rệt nếu sử dụng nước giếng khoan trực tiếp không qua xử lý.

Các dữ liệu quan trắc trong luận văn được trực quan hóa mạch lạc thông qua bản đồ hệ thống thông tin địa lý (GIS) phân vùng tích lũy Asen 3 mức độ, kết hợp các biểu đồ phân bố tần suất nồng độ và bảng so sánh đa biến giữa pH, nồng độ sắt hòa tan và Asen, giúp các nhà quản trị dễ dàng định vị các vùng có rủi ro cao để ưu tiên nguồn lực đầu tư.

Đề xuất và khuyến nghị

Dựa trên kết quả nghiên cứu thực địa, 4 nhóm giải pháp kỹ thuật và quản lý môi trường đồng bộ được đề xuất:

1. Ứng dụng công nghệ oxy hóa kết tủa kết hợp lọc cát sinh học tại hộ gia đình: Ủy ban nhân dân xã Tân Chi và các trạm y tế cơ sở cần hướng dẫn người dân lắp đặt giàn mưa làm thoáng để oxy hóa Fe(II) thành Fe(III) kết tủa bông keo hydroxit, giúp hấp phụ và loại bỏ trên 85% nồng độ Asen hòa tan. Mục tiêu đưa toàn bộ nguồn nước ăn uống về dưới ngưỡng 0,01 mg/L theo QCVN 01:2009/BYT trong giai đoạn 2016-2018.
2. Nâng cấp hệ thống lọc hấp phụ và trao đổi ion tại các trạm cấp nước tập trung: Ban Quản lý các dự án cấp nước sạch huyện Tiên Du triển khai lắp đặt các cột lọc vật liệu nhôm hoạt tính, cát mangan và màng lọc thẩm thấu ngược (RO) trước các trạm cấp nước tại 11 xã có nguy cơ, duy trì công suất lọc đạt 100% tiêu chuẩn nước sạch sinh hoạt 90 lít/người/ngày đêm đến năm 2020.
3. Hoàn thiện mạng lưới quan trắc chất lượng nước ngầm định kỳ: Sở Tài nguyên và Môi trường tỉnh Bắc Ninh cùng Phòng Tài nguyên và Môi trường huyện Tiên Du xây dựng kế hoạch lấy mẫu quan trắc tối thiểu 2 lần mỗi năm (vào đỉnh mùa khô và mùa mưa) tại 53 điểm khảo sát, đặc biệt giám sát chặt chẽ tầng chứa nước Holocene và Pleistocene quanh Cụm công nghiệp Phú Lâm và Khu công nghiệp Tân Chi từ năm 2016 trở đi.
4. Kiểm soát chặt chẽ nguồn phát thải công nghiệp và hóa chất nông nghiệp: Ủy ban nhân dân huyện Tiên Du siết chặt quy chuẩn xả thải đối với 28 cơ sở sản xuất giấy, dệt nhuộm; yêu cầu 100% doanh nghiệp xử lý nước thải đạt chuẩn trước khi thải ra sông Ngũ Huyện Khê; đồng thời chỉ đạo các hợp tác xã nông nghiệp cắt giảm 30% lượng thuốc bảo vệ thực vật độc hại trên 3.331 ha đất phù sa canh tác đến năm 2020.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

Nội dung và kết quả nghiên cứu của luận văn mang lại giá trị ứng dụng thiết thực cho 4 nhóm đối tượng chính:

1. Cơ quan quản lý nhà nước về tài nguyên và môi trường: Sở Tài nguyên và Môi trường tỉnh Bắc Ninh, Phòng Tài nguyên và Môi trường huyện Tiên Du khai thác bộ bản đồ phân vùng ô nhiễm và cơ sở dữ liệu quan trắc 53 điểm để hoạch định chính sách phân bổ nguồn nước, cấp phép khai thác tầng ngầm và thanh tra môi trường các khu công nghiệp.
2. Đơn vị quy hoạch cấp thoát nước và cán bộ y tế dự phòng: Trung tâm Nước sạch và Vệ sinh môi trường nông thôn, Trung tâm Y tế huyện Tiên Du sử dụng dữ liệu để lập dự án xây dựng trạm cấp nước sạch tập trung, đồng thời triển khai chương trình khám sàng lọc bệnh ngoài da, biểu hiện sừng hóa và nhiễm độc Asen mãn tính cho người dân vùng ven sông.
3. Giảng viên, nhà nghiên cứu và học viên cao học chuyên ngành Môi trường: Luận văn là tài liệu tham khảo giá trị về phương pháp luận kết hợp giữa chia ô lưới không gian, định vị GPS, sàng lọc nhanh bằng test kit hiện trường và phân tích chuẩn hóa AAS trong nghiên cứu địa chất thủy văn.
4. Doanh nghiệp công nghệ môi trường và cộng đồng cư dân địa phương: Các doanh nghiệp sản xuất thiết bị lọc nước có cơ sở điều chỉnh vật liệu lọc phù hợp với đặc thù nước ngầm giàu sắt và Asen tại Bắc Ninh; người dân nông thôn có thể tự xây dựng hệ thống bể lọc cát tự chế hiệu quả với chi phí tiết kiệm.

Câu hỏi thường gặp

Nguyên nhân chính dẫn đến sự tích lũy Asen trong nước ngầm huyện Tiên Du là gì? Sự tích tụ Asen chủ yếu do cấu tạo địa chất tự nhiên của vùng châu thổ sông Hồng với các tầng trầm tích Đệ Tứ giàu khoáng vật chứa Asen bị hòa tan trong điều kiện khử của đất phù sa gley. Yếu tố nhân sinh từ nước thải chưa qua xử lý của các làng nghề giấy Phú Lâm và tồn dư thuốc bảo vệ thực vật trong nông nghiệp cũng góp phần làm gia tăng tốc độ tích lũy.

Khu vực nào trên địa bàn huyện Tiên Du có nguy cơ ô nhiễm Asen cao nhất? Xã Tân Chi là khu vực có nguy cơ cao nhất, với điểm đo BN37 ghi nhận nồng độ Asen đạt 0,02313 mg/L và điểm bổ sung BNBS1 đạt 0,01678 mg/L, vượt từ 1,7 đến 2,3 lần quy chuẩn nước ăn uống QCVN 01:2009/BYT. Các xã còn lại như Phú Lâm, Lạc Vệ có nồng độ vết dao động từ 0,001 đến 0,009 mg/L, vẫn nằm trong giới hạn an toàn của nước ngầm.

Quy trình kết hợp test kit hiện trường và phân tích AAS mang lại ưu điểm gì? Quy trình này cho phép sàng lọc nhanh trên diện rộng với 53 điểm lấy mẫu bằng bộ test kit có độ nhạy từ 10 đến 500 µg/L nhằm tiết kiệm thời gian và chi phí. Sau đó, các mẫu có nồng độ vượt ngưỡng 0,005 mg/L được phân tích kiểm chứng bằng phương pháp AAS hiện đại tại phòng thí nghiệm, đảm bảo độ chính xác tuyệt đối và tính pháp lý của dữ liệu.

Việc sử dụng nước ngầm nhiễm Asen vượt ngưỡng 0,01 mg/L ảnh hưởng thế nào đến sức khỏe? Phơi nhiễm lâu dài với nước nhiễm Asen trên 0,01 mg/L dẫn đến bệnh nhiễm độc Asen mãn tính (Arsenicosis). Các biểu hiện lâm sàng xuất hiện sau 5 đến 10 năm gồm sừng hóa lòng bàn tay, bàn chân, xuất hiện đốm sắc tố da, suy giảm chức năng gan thận, thiếu máu và nguy cơ cao phát triển các khối u ác tính ở da, phổi và bàng quang.

Giải pháp lọc Asen nào khả thi và dễ áp dụng nhất cho các hộ gia đình nông thôn? Mô hình bể lọc cát kết hợp giàn phun mưa thoáng khí là giải pháp tối ưu nhất. Khi nước giếng khoan được làm thoáng, sắt hòa tan Fe(II) sẽ chuyển hóa thành Fe(III) kết tủa bông keo hydroxit, có khả năng hấp phụ mạnh mẽ ion Asen và giữ lại trên lớp cát lọc, giúp giảm trên 85% hàm lượng Asen với chi phí đầu tư rất thấp.

Kết luận

• Đánh giá toàn diện hiện trạng chất lượng nước ngầm tại 53 điểm khảo sát thuộc 14 xã, thị trấn huyện Tiên Du, xác định 100% mẫu đạt chuẩn nước ngầm QCVN 09:2008/BTNMT (dưới 0,05 mg/L) nhưng ghi nhận điểm nóng cục bộ tại xã Tân Chi vượt quy chuẩn nước ăn uống QCVN 01:2009/BYT với nồng độ cao nhất đạt 0,02313 mg/L.
• Khoanh vùng chi tiết không gian địa mạo gồm 1 xã thuộc vùng cảnh báo nguy cơ cao (Tân Chi), 11 xã thuộc vùng hàm lượng vết an toàn (0,001 - 0,009 mg/L) và 2 địa bàn không phát hiện Asen (Thị trấn Lim, xã Đại Đồng).
• Làm sáng tỏ quy luật tương quan thuận giữa hàm lượng Asen và nồng độ sắt hòa tan (lên tới 3,5678 mg/L) trong điều kiện khử của tầng trầm tích Holocene dày 12,2 m.
• Đề xuất hệ thống giải pháp công nghệ lọc oxy hóa keo tụ sắt và mô hình quản lý xả thải công nghiệp, kiểm soát 28 doanh nghiệp tại Cụm công nghiệp Phú Lâm và Tân Chi nhằm bảo vệ tài nguyên nước.
• Thiết lập lộ trình quan trắc môi trường định kỳ 2 lần/năm giai đoạn 2016-2020, hướng tới mục tiêu cung cấp 100% nước sạch sinh hoạt đạt chuẩn cho toàn bộ người dân huyện Tiên Du.

Các nhà quản lý môi trường, cơ sở y tế và chính quyền địa phương cần nhanh chóng triển khai các khuyến nghị kỹ thuật từ luận văn nhằm bảo vệ sức khỏe cộng đồng và bảo đảm an ninh nguồn nước bền vững.

Trích đoạn nội dung tài liệu

HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM NGUYỄN VĂN HẢO ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG Ô NHIỄM ASEN TRONG NƯỚC NGẦM HUYỆN TIÊN DU, TỈNH BẮC NINH Chuyên ngành: Khoa học môi trường Mã số: 60 44 03 01 Người hướng dẫn khoa học: PGS. Đoàn Văn Điếm NHÀ XUẤT BẢN ĐẠI HỌC NÔNG NGHIỆP - 2016 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan: Luận văn này là công trình nghiên cứu thực sự của tôi, được thực hiện dưới sự hướng dẫn khoa học của PGS. Các số liệu, những kết luận nghiên cứu được trình bày trong luận văn này trung thực. Tôi xin chịu trách nhiệm về nghiên cứu của mình.

Hà Nội, ngày tháng năm 2016 Tác giả luận văn Nguyễn Văn Hảo i LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] LỜI CẢM ƠN Lời đầu tiên, tôi xin chân thành cảm ơn PGS. Đoàn Văn Điếm, người đã trực tiếp hướng dẫn tôi hoàn thành luận văn. Với những lời chỉ dẫn, những tài liệu, sự tận tình hướng dẫn và những lời động viên của Thầy đã giúp tôi vượt qua nhiều khó khăn trong quá trình thực hiện luận văn này. Tôi cũng xin cảm ơn quý thầy cô giảng dạy chương trình cao học “Khoa học Môi trường” đã truyền dạy những kiến thức quý báu, những kiến thức này rất hữu ích và giúp tôi nhiều khi thực hiện nghiên cứu.

Đặc biệt, tôi xin cám ơn về những góp ý có ý nghĩa rất lớn khi tôi thực hiện đề cương nghiên cứu. Xin cảm ơn các lãnh đạo Sở Tài nguyên và Môi trường tỉnh Bắc Ninh, phòng Tài nguyên, nước, khoáng sản thuộc Sở Tài nguyên và Môi trường tỉnh Bắc Ninh, phòng Tài nguyên và Môi trường huyện Tiên Du đã tạo điều kiện thuận lợi trong suốt quá trình tôi tham gia thực hiện luận văn. Tôi xin chân thành cảm ơn. Hà Nội, ngày tháng năm 2016 Tác giả luận văn Nguyễn Văn Hảo ii LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] MỤC LỤC Lời cam đoan.

ii Mục lục. iii Danh mục viết tắt. v Danh mục bảng. vi Danh mục hình.

vii Trích yếu luận văn thạc sĩ. viii Thesis abstract. Tính cấp thiết của đề tài. Giả thiết khoa học.

Mục tiêu nghiên cứu. Phạm vi nghiên cứu. Những đóng góp mới, ý nghĩa khoa học thực tiễn. Ý nghĩa khoa học, thục tiễn.

Những đóng góp mới. Tổng quan tài liệu. Tổng quan về Asen. Nguyên tố Asen (As).

Dạng tồn tại của Asen trong môi trường. Độc học của Asen. Tiêu chuẩn về Asen. Hiện trạng tích lũy Asen trong nước ngầm.

Tích lũy Asen trên Thế giới. Tích lũy Asen ở Việt Nam. Hiện trạng tích lũy Asen trên địa bàn tỉnh Bắc Ninh. Tổng quan nước ngầm địa bàn nghiên cứu.

Giới thiệu về nước ngầm huyện Tiên Du. Đặc điểm phân bố các tầng chứa nước. Dự báo nhu cầu sử dụng nước giai đoạn 2015-2020 huyện Tiên Du. 18 iii LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.

Các vấn đề tồn tại trong bảo vệ nước ngầm huyện Tiên Du. Vật liệu, nội dung và phương pháp nghiên cứu. Địa điểm nghiên cứu. Thời gian nghiên cứu.

Đối tượng/ vật liệu nghiên cứu. Nội dung nghiên cứu. Phương pháp nghiên cứu. Phương pháp thu thập số liệu thứ cấp.

Phương pháp quan trắc, phân tích As trong môi trường. Phương pháp xây dựng mạng lưới quan trắc. Phương pháp chuyên gia. Phương pháp mô phỏng minh hoạ số liệu.

Phương pháp điều tra phỏng vấn người dân. Kết quả và thảo luận. Đặc điểm tự nhiên, kinh tế xã hội huyện Tiên Du, tỉnh Bắc Ninh. Đánh giá hiện trạng nồng độ Asen trong nước ngầm trên phạm vi huyện Tiên Du, tỉnh Bắc Ninh.

Mô phỏng phân bố các khu vực tích lũy As trên địa bàn huyện Tiên Du, tỉnh Bắc Ninh. Đánh giá tác động của tích lũy Asen ảnh hưởng đến sức khỏe cộng đồng. Các giải pháp quản lý, xử lý hiệu quả dễ áp dụng cho người dân. Kết luận và kiến nghị.

55 Tài liệu tham khảo. 57 iv LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT Chữ viết tắt Nghĩa Tiếng Việt BTNMT Bộ Tài Nguyên và Môi trường BVMT Bảo vệ môi trường BVTV Bảo vệ thực vật CCN Cụm công nghiệp ĐCCT Địa chất công trình ĐCTV Địa chất thủy văn HTX Hợp tác xã KCN Khu công nghiệp LK Lỗ khoanh QCCP Quy chuẩn cho phép QCVN Quy chuẩn Việt Nam TCN Tầng chứa nước TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam UBND Ủy ban nhân dân USD Đô la Mỹ v LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] DANH MỤC BẢNG Bảng 2. Tính chất hóa học của nguyên tử Asen. Phân bố diện tích dân số huyện Tiên Du.

Tổng hợp nhu cầu sử dụng nước huyện Tiên Du. Đặc điểm sử dụng nước ở các vị trí lấy mẫu ở huyện Tiên Du. Nhiệt độ, độ ẩm, tốc độ gió không khí trung bình các tháng tại huyện Tiên Du. Tổng số giờ nắng, lượng bốc hơi trung bình các tháng tại huyện Tiên Du.

Bảng dân số huyện Tiên Du trong các năm. Lượng nước ngầm sử dụng tại huyện Tiên Du trong năm 2016. Kết quả hàm lượng Asen (tháng 7/2015). Kết quả teskit hàm lượng arsen sau lọc tại hiện trường (tháng 7/2015).

49 vi LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] DANH MỤC HÌNH Hình 2. Sự chuyển hóa trimethylarsine thành các sản phẩm cực độc. Sự xâm nhậpcủa Asen và những hợp chất của nó trong cơ thể. Bản đồ hành chính huyện Tiên Du.

Mặt cắt cấu trúc địa chất thuỷ văn thực tế khu vực Tiên Du. Mô hình mô phỏng hệ thống nước ngầm trong môi trường 4 lớp trên mô hình huyện Tiên Du. Phương pháp nghiên cứu được thể hiện trong sơ đồ. Cơ sở dữ liệu xây dựng mạng lưới quan trắc.

Bản đồ ô lưới lấy mẫu nước ngầm huyện Tiên Du. Vị trí địa huyện Tiên Du tỉnh Bắc Ninh. Biểu đồ kết quả phân tích Asen huyện. Các bước mô phỏng phân vùng ô nhiễm.

Bản đồ lớp khu dân cư và danh giới xã, huyện vùng nghiên cứu. Lớp bản đồ mô phỏng các điểm lấy mẫu nước ngầm huyện Tiên Du. Bản đồ mô phỏng phân vùng mức độ ô nhiễm. Bản đồ mô phỏng phân vùng tích lũy Asen của huyện Tiên Du.

Sư đồ các bước đánh giá tình trạng tích lũy Asen. Biểu đồ minh họa sự hiện diện của rủi ro. 47 vii LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] TRÍCH YẾU LUẬN VĂN Asen (As) là một chất độc thường gọi là thạch tín, có độc tính gấp bốn lần thuỷ ngân, nhiễm độc nặng nhất của Asen là ung thư. Nguyên nhân chủ yếu khiến nước ngầm ở nước ta bị nhiễm thạch tín là do cấu tạo tự nhiên của địa chất và bị ảnh hưởng do các nhà máy hoá chất, các khu khai thác quặng, những khu vực nông nghiệp sử dụng chất bảo quản thực vật.

Đề tài “Đánh giá hiện trạng tích lũy Asen trong nước ngầm, huyện Tiên Du, tỉnh Bắc Ninh” là cơ sở khoa học để đánh giá hiện trạng tích lũy Asen trong nguồn nước ngầm dùng trong sinh hoạt của nhân dân, từ đó xác định mức độ tích lũy Asen trong các nguồn nước ngầm trên phạm vi huyện Tiên Du tỉnh Bắc Ninh, khoanh vùng chi tiết nguồn nước ngầm có hàm lượng Asen vượt TCCP (>0,05mg/l). Trên cơ sở đó đưa ra các giải pháp quản lý, xử lý tích lũy Asen đối với từng vùng, từng lĩnh vực trên địa bàn huyện và tỉnh Bắc Ninh Đề tài đánh giá hiện trạng tích lũy Asen trong nước ngầm, huyện Tiên Du, tỉnh Bắc Ninh tôi sử dụng các phương pháp nghiên cứu như: Phương pháp quan trắc, phân tích tại hiện trường, phương pháp phân tích phòng thí nghiệm phương pháp điều tra phỏng vấn và mô phỏng số liệu. Căn cứ vào diện tích và nhu cầu sử dụng nước tôi tiến hành lấy 53 mẫu nước gầm và được teskit tại hiện trường. Mẫu nước có hàm lượng cao sẽ được gửi về phòng thí nghiệm để phân tích, từ kết quả phân tích phân vùng ô nhiễm như sau: Tích lũy Asen trong nước ngầm dùng cho sinh hoạt có hàm lượng cao: Gồm xã Tân Chi có 2 trên 7 điểm lấy mẫu hàm lương Asen > 0,01mg/l.

Khu vực có hàm lượng Asen từ 0,001-0,009: gồm 11 xã là Phú Lâm, Nội Duệ. Hoàn Sơn, Hiên Vân, Việt Đoàn, Phật Tích, Cảnh Hưng, Tri Phương, Minh Đạo. Khu vực không phát hiện được Asen: Hàm lượng Asen <0,0001, gồm 2 xã là thị trấn Lim, xã Đại Đồng. Từ kết quả đánh giá trên, tôi đưa ra một số biện pháp bảo vệ nguồn nước ngầm như: Xử lý hàm lượng Asen trong nước sinh hoạt xuống dưới ngưỡng cho phép, có thể sử dụng cho những hệ thống lọc cỡ nhỏ, lắp trước những trạm cấp nước hoặc những hệ thống lọc nhỏ cho mỗi gia đình.

viii LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] THESIS ABSTRACT Arsenic, a chemical element with symbol As, whose toxicity may lead to cancer, is four times as poisonous as mercury. In fact, there are many reasons causing arsenic contamination of ground water in our country which are natural composition of geological affected by chemical plants, mining areas, agricultural land using preservation. The research “Evaluation on Arsenic contamination of groundwater in Tien Du District, Bac Ninh Province” is conducted to evaluate the status of arsenic contamination of groundwater used for daily life purposes in order to determine the level of arsenic contamination and to find out the areas whose arsenic content of ground water beyond standard (>0,05mg/l). As a result, management solutions as well as arsenic contamination treatments for each areas, each sectors can be proposed timely and properly.

Research methodologies:observation methodology, on-site analysis, laboratory analysis, conduction of surveys and interviews, data analysis. Based on the area and water using demand, 53 samples of ground water are testkit onsite. The samples with high content were sent to the laboratory for analysis. The result is indicated as below: - Level of Arsenic contamination over 0,01mg/l: Tan Chi Ward where 2 over 7 samples has Arsenic content beyond the standard.

- Level of Arsenic contamination ranges from 0,001-0,009 including: Phu Lam, Noi Due, Hoan Sơn, Hien Van, Viet Đoan, Phat Tich, Canh Hung, Tri Phuong, Minh Đao. - Level of Arsenic contamination below 0.0001 including Lim Town, Dai Dong. Based on the above results, some solutions have been proposed as: - Building system which can eliminate arsenic level in drinking water to below the accepted level. - Using small filter systems in water supply stations.

- Using water filter system in each family. ix LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI Asen (As) là một chất độc (với hàm lượng lớn) thường gọi là thạch tín, có độc tính gấp 4 lần thuỷ ngân, nhiễm độc nặng nhất của Asen là gây ung thư.