bé gi¸o dôc vµ ®µo t¹o trêng ®¹i häc b¸ch khoa hµ néi ------------------------------------ luËn v¨n th¹c sÜ khoa häc nghiªn cøu ®¸nh gi¸ sù ph©n bè asen trong níc ngÇm khu vùc hµ néi b»ng m« h×nh sè, th¨m dß ®Ò xuÊt c¸c ph¬ng ph¸p h÷u hiÖu xö lý asen ngµnh : kü thuËt m«i trêng kiÒu thÞ v©n anh Ngêi híng dÉn khoa häc : TS. §Æng Xu©n HiÓn hµ néi 2006 17061131502221000000 môc lôc Trang më ®Çu 1 1. TÝnh cÊp thiÕt cña ®Ò tµi 1 2. §èi tîng vµ giíi h¹n ph¹m vi nghiªn cøu 2 3.
Môc ®Ých cña ®Ò tµi 3 4. Néi dung nghiªn cøu cña ®Ò tµi 3 5. C¸c ph¬ng ph¸p nghiªn cøu 3 6. ý nghÜa khoa häc vµ thùc tiÔn cña ®Ò tµi 4 7.
Bè côc cña luËn v¨n 4 Ch¬ng 1. Kh¸i qu¸t chung vïng nghiªn cøu 6 1. §Æc ®iÓm ®Þa lý tù nhiªn, kinh tÕ – x· héi 6 1. Giao th«ng 7 1.
§iÒu kiÖn §Þa chÊt Thuû v¨n 11 1. TÇng chøa níc trÇm tÝch Holocen (qh) 11 1. TÇng chøa níc Pleistocen gi÷a - trªn (qp1-2) 12 1. Phøc hÖ chøa níc tríc §Ö tø 14 1.
C¸c thµnh t¹o nghÌo níc 15 1. HiÖn tr¹ng khai th¸c níc ngÇm 16 1. HiÖn tr¹ng chÊt lîng níc ngÇm khu vùc Hµ Néi 22 Ch¬ng 2. hiÖn tr¹ng ph©n bè asen trong níc ngÇm 28 khu vùc hµ néi 2.
Tæng quan vÒ Asen vµ t×nh h×nh nghiªn cøu Asen 28 2. §Æc ®iÓm ®Þa ho¸ cña Asen vµ sù di chuyÓn cña chóng trong níc ngÇm 28 2. Mèi quan hÖ gi÷a Asen víi c¸c yÕu tè liªn quan tíi sù h×nh thµnh 30 cña nã trong níc ngÇm 2. Tæng quan t×nh h×nh nghiªn cøu Asen trong níc vµ trªn thÕ giíi 39 2.
HiÖn tr¹ng ph©n bè Asen trong níc ngÇm khu vùc Hµ Néi 45 2. Ph¬ng ph¸p luËn nghiªn cøu x¸c ®Þnh quy luËt ph©n bè Asen trong 45 níc ngÇm 2. HiÖn tr¹ng vÒ hµm lîng Asen trong níc ngÇm khu vùc Hµ Néi 47 2. Mét sè nhËn ®Þnh bíc ®Çu vÒ nguån gèc nhiÔm bÈn Asen khu vùc 54 Hµ Néi Ch¬ng 3.
m« h×nh lan truyÒn vËt chÊt trong nghiªn cøu 59 chÊt lîng níc ngÇm khu vùc phÝa nam Hµ néi 3. C¬ së lý thuyÕt cña m« h×nh 59 3. Ph¬ng ph¸p gi¶i 60 3. Ph¬ng tr×nh sai ph©n 62 3.
§iÒu kiÖn biªn trong m« h×nh 64 3. Lç khoan hót níc hoÆc Ðp níc (Well) 64 3. ChØnh lý c¸c th«ng sè vµ ®Çu vµo cña m« h×nh b»ng gi¶i bµi to¸n ngîc 65 3. C¸c sè liÖu ®Çu vµo vµ ®Çu ra cña m« h×nh 66 3.
M« h×nh lan truyÒn Asen trong níc ngÇm khu vùc phÝa Nam Hµ Néi 67 3. M« pháng m« h×nh 67 3. Ph©n líp vµ c¸c th«ng sè cña trêng thÊm 68 3. Th«ng sè cña trêng thÊm 69 3.
Biªn vµ ®iÒu kiÖn trªn biªn 70 3. Ch¹y m« h×nh dù b¸o sù dÞch chuyÓn cña c¸c chÊt nhiÔm bÈn 73 Ch¬ng 4. th¨m dß, ®Ò xuÊt c¸c gi¶i ph¸p h÷u hiÖu xö lý asen 82 4. Nh÷ng ¶nh hëng cña viÖc dïng níc cã chøa Asen ®Õn søc khoÎ 82 con ngêi 4.
C¸c biÓu hiÖn tæn th¬ng do bÞ « nhiÔm Asen 82 4. C¸c ¶nh hëng kh«ng ph¶i lµ ung th 82 4. C¸c ¶nh hëng g©y ung th 83 4. C¸c con ®êng cña Asen g©y ¶nh hëng tíi søc khoÎ con ngêi 84 4.
Asen trong m«i trêng níc 84 4. Asen trong thùc phÈm 86 4. Th¨m dß, ®Ò xuÊt c¸c ph¬ng ph¸p h÷u hiÖu xö lý Asen 87 4. Keo tô – l¾ng – läc 87 4.
Ph¬ng ph¸p oxy ho¸ 92 4. C¸c ph¬ng ph¸p kh¸c 95 kÕt luËn 98 Tµi liÖu tham kh¶o 100 1 më ®Çu 1. TÝnh cÊp thiÕt cña ®Ò tµi Hµ Néi cã nguån níc ngÇm phong phó, chÊt lîng níc tèt vµ lµ nguån níc quan träng cÊp cho ¨n uèng sinh ho¹t còng nh c¸c ho¹t ®éng kinh tÕ - x· héi cña thñ ®«. HiÖn t¹i, 100% níc cÊp cho thñ ®« Hµ Néi lµ níc ngÇm, trong ®ã riªng C«ng ty Kinh doanh níc s¹ch Hµ Néi ®ang qu¶n lý khai th¸c kho¶ng 572.
P P Nh÷ng n¨m gÇn ®©y do d©n sè ®« thÞ t¨ng nhanh, ®« thÞ ho¸ vµ c¸c ho¹t ®éng kinh tÕ cña thñ ®« ph¸t triÓn m¹nh lµm cho nhu cÇu níc cña thñ ®« ngµy cµng lín, v× vËy khai th¸c níc ngÇm ngµy cµng më réng c¶ vÒ quy m« vµ ph¹m vi. Thªm vµo ®ã, c¸c ho¹t ®éng ph¸t triÓn s¶n xuÊt, th¶i chÊt th¶i cña c¸c nhµ m¸y, xÝ nghiÖp, c¸c khu c«ng nghiÖp, khu ®« thÞ vµ s¶n xuÊt n«ng R R nghiÖp trong vïng cïng víi sù ph¸t triÓn tù ph¸t cña khai th¸c níc ngÇm b»ng hÖ thèng giÕng khoan tay ®· lµm ¶nh hëng ®Õn chÊt lîng nguån níc ngÇm khu vùc Hµ Néi. Mét sè kÕt qu¶ ®iÒu tra nghiªn cøu vÒ hiÖn tr¹ng khai th¸c, sö dông vµ hiÖn tr¹ng chÊt lîng níc trong vïng cho thÊy níc ngÇm khu vùc Hµ Néi ®· cã hiÖn tîng nhiÔm bÈn côc bé bëi c¸c hîp chÊt Amoni, thµnh phÇn vi sinh vµ mét sè yÕu tè kim lo¹i nÆng nh thµnh phÇn Asen, thuû ng©n. §Æc biÖt nhÊt trong mét vµi n¨m gÇn ®©y, ®iÒu tra chÊt lîng níc cña R R mét sè c¬ quan chuyªn m«n cho thÊy níc ngÇm khu vùc Hµ Néi ®· cã hiÖn tîng nhiÔm bÈn bëi Asen, víi hµm lîng Asen vît qu¸ tiªu chuÈn cho phÐp ®èi víi níc cÊp cho ¨n uèng sinh ho¹t.
ViÖc nhiÔm bÈn Asen trong níc ngÇm xuÊt hiÖn c¶ ë tÇng trªn vµ tÇng díi, ®Æc biÖt phæ biÕn ë khu vùc phÝa Nam Hµ Néi. §Ó b¶o vÖ níc ngÇm, ®Æc biÖt lµ c¸c c«ng tr×nh khai th¸c níc ngÇm trong suèt thêi gian khai th¸c chÊt lîng níc lu«n n»m trong giíi h¹n cho phÐp, mét nhiÖm vô rÊt quan trong lµ ph¶i tÝnh to¸n dù b¸o ®îc sù lan truyÒn 2 cña vËt chÊt ®Æc biÖt cña c¸c chÊt bÈn ®Ó cã c¸c biÖn ph¸p ng¨n ngõa, thiÕt kÕ c¸c c«ng tr×nh khai th¸c níc mét c¸ch hîp lý. Cho tíi nay ë níc ta viÖc tÝnh to¸n dù b¸o biÕn ®æi chÊt lîng níc cßn rÊt Ýt ®îc nghiªn cøu, chñ yÕu lµ dïng c¸c c«ng thøc to¸n häc ®¬n gi¶n ®Ó tÝnh to¸n thêi gian x©m nhËp mÆn tíi c¸c c«ng tr×nh khai th¸c níc. Thùc tÕ ®iÒu kiÖn ®Þa chÊt thuû v¨n ë níc ta rÊt phøc t¹p, viÖc sö dông c¸c c«ng thøc to¸n häc ®¬n gi¶n kh«ng hoµn toµn thÝch hîp mµ ®ßi hái c¸c ph¬ng ph¸p tÝnh to¸n chÝnh x¸c h¬n nh ph¬ng ph¸p m« øng dông h×nh sè.
XuÊt ph¸t tõ nhu cÇu thùc tÕ ®Ò tµi : "Nghiªn cøu ®¸nh gi¸ sù ph©n bè Asen trong níc ngÇm khu vùc Hµ Néi b»ng m« h×nh sè, th¨m dß ®Ò xuÊt c¸c ph¬ng ph¸p h÷u hiÖu xö lý Asen" ®îc chän lµ néi dung nghiªn cøu cña luËn v¨n tèt nghiÖp. §èi tîng vµ giíi h¹n ph¹m vi nghiªn cøu * §èi tîng nghiªn cøu : ChÊt lîng níc khu vùc Hµ Néi, ®Æc biÖt lµ « nhiÔm Asen trong níc ngÇm. * Ph¹m vi nghiªn cøu : ViÖc nghiªn cøu mét c¸ch toµn diÖn vÒ quy luËt ph©n bè Asen trong níc ngÇm trªn ph¹m vi thµnh phè Hµ Néi lµ vÊn ®Ò rÊt khã kh¨n vµ phøc t¹p, ®ßi hái ph¶i cã sè liÖu quan tr¾c liªn tôc, c¸c trang thiÕt bÞ hiÖn ®¹i, cã kinh phÝ vµ ph¶i cã quü thêi gian ®ñ lín míi cã thÓ hoµn thµnh ®îc. V× vËy, trong khu«n khæ nghiªn cøu cña luËn v¨n t¸c gi¶ chØ tËp trung nghiªn cøu mét sè néi dung nh sau : - HiÖn tr¹ng vÒ chÊt lîng nguån níc ngÇm khu vùc Hµ Néi hiÖn nay ®ang ®îc sö dông lµm níc sinh ho¹t, ®Æc biÖt ®¸nh gi¸ sù ph©n bè Asen trong ph¹m vi c¸c quËn, huyÖn thuéc khu vùc Hµ Néi.
- HiÖn tr¹ng ph©n bè Asen trong níc ngÇm khu vùc Hµ Néi. - øng dông m« h×nh lan truyÒn vËt chÊt trong níc ngÇm ®Ó x¸c ®Þnh vµ dù b¸o biÕn ®æi hµm lîng Asen trong níc ngÇm khu vùc phÝa Nam thµnh phè Hµ Néi. 3 - Th¨m dß, ®Ò xuÊt c¸c ph¬ng ph¸p xö lý Asen. Môc ®Ých cña ®Ò tµi - S¬ bé khoanh vïng ph©n bè Asen trong níc ngÇm khu vùc Hµ Néi.
- Bíc ®Çu dù b¸o sù lan truyÒn chÊt nhiÔm bÈn díi t¸c dông cña ph©n t¸n thuû lùc. - §Ò xuÊt mét sè ph¬ng ph¸p h÷u hiÖu xö lý Asen phï hîp víi ®iÒu kiÖn ViÖt Nam. Néi dung nghiªn cøu cña ®Ò tµi Néi dung nghiªn cøu cña ®Ò tµi gåm : - Nghiªn cøu ®Æc ®iÓm §Þa chÊt - §Þa chÊt thuû v¨n thµnh phè Hµ Néi. - Nghiªn cøu, tæng hîp x¸c ®Þnh mét sè quy luËt ph©n bè Asen trong níc ngÇm khu vùc Hµ Néi.
- Nghiªn cøu mèi quan hÖ cña Asen víi c¸c yÕu tè liªn quan ®Õn sù h×nh thµnh cña nã trong níc ngÇm. - ¸p dông m« h×nh lan truyÒn vËt chÊt ®Ó nghiªn cøu bµi to¸n nhiÔm bÈn. - Nghiªn cøu ®Ò xuÊt c¸c ph¬ng ph¸p h÷u hiÖu xö lý Asen. C¸c ph¬ng ph¸p nghiªn cøu §Ó ®¹t ®îc môc tiªu cña ®Ò tµi, t¸c gi¶ ®· sö dông tæng hîp c¸c ph¬ng ph¸p nghiªn cøu sau : - Ph¬ng ph¸p thu thËp tµi liÖu : Thu thËp c¸c tµi liÖu vÒ ®Þa h×nh, ®Þa chÊt, ®Þa chÊt thuû v¨n, hiÖn tr¹ng khai th¸c vµ sö dông níc ; vÞ trÝ, ®Þa tÇng, kÕt cÊu giÕng khoan ; c¸c tµi liÖu kÕt qu¶ nghiªn cøu vÒ chÊt lîng níc ngÇm t¹i Hµ Néi, vÒ sù « nhiÔm Asen t¹i khu vùc Hµ Néi ; c¸c tµi liÖu lý thuyÕt vÒ Asen, kÕt qu¶ nghiªn cøu, bµi b¸o vÒ Asen ®· ®îc c«ng bè cña c¸c t¸c gi¶ trong vµ ngoµi níc.
4 - Ph¬ng ph¸p kÕ thõa : Trong ®Ò tµi nghiªn cøu, t¸c gi¶ ®· sö dông mét sè kÕt qu¶ nghiªn cøu vÒ Asen trong ®Êt, níc cña nhiÒu t¸c gi¶ trong vµ ngoµi níc ®· ®îc c«ng bè tõ tríc ®Õn nay. - Ph¬ng ph¸p xö lý sè liÖu : Trªn c¬ së, nÒn t¶ng c¸c sè liÖu thu thËp, tµi liÖu thùc ®Þa. C¸c tµi liÖu ®îc tiÕn hµnh xö lý b»ng c¸c ch¬ng tr×nh chuyªn dông, c¸c phÇn mÒm m¸y tÝnh nh Mapinfor ®Ó lËp b¶n ®å, xö lý sè liÖu b»ng c¸c ph¬ng ph¸p thèng kª to¸n häc, trung b×nh ho¸ c¸c sè liÖu ph©n tÝch vµ ®Æc biÖt lµ sö dông m« h×nh MODFLOW MT3D ®Ó tÝnh to¸n dÞch chuyÓn vËt chÊt trong níc ngÇm. ý nghÜa khoa häc vµ thùc tiÔn cña ®Ò tµi - S¬ bé ®¸nh gi¸ vÒ chÊt lîng níc ngÇm khu vùc Hµ Néi.
- Bíc ®Çu ®¸nh gi¸ hiÖn tr¹ng, quy luËt ph©n bè cña Asen trong níc ngÇm khu vùc Hµ Néi, chØ ra c¸c khu vùc cã hµm lîng Asen cao, thÊp phôc vô cho c«ng t¸c qu¶n lý quy ho¹ch, khai th¸c, b¶o vÖ nguån níc ngÇm phôc vô ®êi sèng l©u dµi vµ bÒn v÷ng t¹i khu vùc. - Bíc ®Çu dù b¸o quy luËt biÕn ®æi hµm lîng chÊt nhiÔm bÈn díi t¸c dông cña ph©n t¸n thñy lùc. - Th¨m dß, ®Ò xuÊt ph¬ng ph¸p xö lý Asen phï hîp víi ®iÒu kiÖn ViÖt Nam.