Chương 1: TỔNG QUAN CÁC NGHIÊN CỨU VỀ MÔI TRƯỜNG NƯỚC VÙNG HẢI ĐẢO – GIỚI THIỆU CHUNG VỀ ĐẢO PHÚ QUÝ 1. Tổng quan các nghiên cứu về môi trường nước ở các vùng hải đảo 1.1 Tổng quan nghiên cứu về môi trường nước ở các vùng hải đảo trên thế giới Cùng với sự phát triển của kinh tế cùng với sự gia tăng của dân số thì nhu cầu sử dụng nước ngày càng tăng. Trái lại, về điều kiện tự nhiên các đảo vừa và nhỏ thì nguồn nước ngọt tại các khu vực này lại vô cùng khan hiếm. Nguồn nước trong các đảo bao gồm nước mưa, nước ngọt, nước ngầm.
Nước mưa rơi trên bề mặt đảo phần lớn thoát ra biển, một phần thấm xuống đất. Phần thấm xuống đất một phần được trữ trong các lớp không bão hòa nằm trên mực nước ngầm, một phần thấm xuống cung cấp cho nước ngầm, một phần nhỏ được trữ trong các hồ ao hoặc các vùng trũng. Nước trữ trong các lớp đất không bão hòa thường xuyên nằm trên mực nước ngầm. Nước ngầm cũng như nước mưa trữ trong các vùng trũng được thoát dần ra biển đồng thời bị bốc hơi rất nhanh.
Nước ngầm thực chất là một loại khoáng sản lỏng, cung cấp cho các ngành công nghiệp, cho sinh hoạt dân dụng, phục vụ cho nông nghiệp. Nước ngầm có ảnh hưởng rất lớn đến môi trường sống của con người. Trong nhiều trường hợp nước ngầm sạch hơn nước mặt. Hơn nữa nước ngầm thường được bảo vệ chống lại ô nhiễm từ bề mặt bởi đất và các tầng đá.
Vì nước ngầm là một tài nguyên rất quý giá nên việc đánh giá sự biến đổi của nguồn nước và nghiên cứu các giải pháp bảo vệ nguồn nước cho các vùng biển đảo, đặc biệt là các đảo vừa và nhỏ là nhiệm vụ hết sức quan trọng. 5 Trong thập niên 60 của thế kỷ trước, ô nhiễm nước ở các lục địa và đại dương gia tăng với nhịp độ đáng lo ngại. Tốc độ ô nhiễm nước phản ánh trung thực tiến trình phát triển của công nghiệp hóa. Có thể kể đến những ví dụ điển hình như: Ở nước Anh vào đầu thế kỷ XIX, sông Tamise rất sạch.
Nó như là một cống lộ thiên vào giữa thế kỷ XX. Các sông khác cũng có tình trạng tương tự trước khi người ta buộc phải đưa ra các biện pháp bảo vệ nghiêm ngặt. Nước Pháp với diện tích rộng hơn, các cơ sở sản xuất công nghiệp phân tán và nhiều sông lớn. Dân Paris còn uống nước sông Seine đến cuối thế kỷ XVIII.
Nhưng khi tốc độ phát triển kinh tế càng nhanh đặc biệt là ngày càng nhiều các cơ sở sản xuất công nghiệp từ đó tình hình đã thay đổi: các sông lớn và nước ngầm nhiều nơi không còn dùng làm nước sinh hoạt được nữa, 5.000 km sông của Pháp thường xuyên bị ô nhiễm. Sông Rhine chảy qua vùng công nghiệp hóa mạnh, khu vực có hơn 40 triệu người, là nạn nhân của nhiều tai nạn (như nạn cháy nhà máy thuốc Sandoz ở Bale năm 1986 chẳng hạn) thêm vào các nguồn ô nhiễm thường xuyên. Ở Hoa Kỳ tình trạng ô nhiễm nước cũng tồi tệ ở bờ phía đông cũng như nhiều vùng khác. Vùng hồ lớn bị ô nhiễm nặng, trong đó hồ Erie, Ontario ô nhiễm đặc biệt nghiêm trọng.
Những chỉ tiêu hiểm hoạ nhiễm mặn quan trọng hơn cả đã được xác định trong nhiều công trình nghiên cứu, bao gồm: Độ mặn của đới thông khí, độ mặn của nước ngầm, lớp phủ thực vật, lượng mưa, các thông số của tầng chứa nước, sự có mặt của một lớp vỏ phong hoá mãnh liệt, lượng bốc hơi, độ sâu mực nước ngầm, địa hình và loại đất. Nước ngầm là nguồn cung cấp nước sinh hoạt, sản xuất chủ yếu ở nhiều quốc gia và vùng dân cư trên thế giới. Do vậy, ô nhiễm nước ngầm có ảnh hưởng rất lớn đến chất lượng môi trường sống của con người. Theo thống kê của các nhà chuên môn nguồn nước ngầm chiếm 95% là nước ngọt cung ứng trên thế giới.
Việc khai thác nguồn nước ngầm được tiến hành từ lâu ở các quốc gia phát triển. Ở Hoa Kỳ, khoảng 50% nước uống cho dân cư (96% ở 6 vùng ven và 20% ở đô thị), 40% lượng nước dùng để tưới tiêu đều được lấy từ nước ngầm Do tốc độ tăng dân số quá nhanh và sự phát triển của các ngành công nghiệp, nông nghiệp… đòi hỏi nhu cầu về nước rất lớn. Việc gia tăng nhu cầu sử dụng nước ngầm hiện nay đặt ra nhiều vấn đề cần quan tâm: - Sự cạn kiệt nguồn nước ngầm: do sự khai thác lấy đi nhanh hơn sự bổ cập của nước làm cho nguồn nước ngầm trở nên cạn kiệt. Thí dụ sự cạn kiệt nguồn nước ngầm đã xảy ra ở Thái Lan, California, miền Bắc Trung Quốc, Mexico và Ấn Ðộ.
là do khai thác để tưới tiêu. - Sự lún sụt: Khi lớp nước ngầm ở cạn bị lấy đi nhanh tạo nên khoảng trống trong các lớp ngậm nước là nguyên nhân gây nên sự sụt lún. Hiện tượng này đã xảy ra vào năm 1981 ở California (Hoa kỳ) đã tàn phá nhà cửa, nhà máy, đường dẫn nước, đường xe điện. , ở thủ đô Bangkok (Thái lan) cũng có hiện tượng sụt lún do khai thác nước ngầm quá mức… và nhiều nơi khác trên thế giới.
- Sự nhiễm mặn: Sự khai thác nước ngầm ở các vùng ven bờ biển tạo nên khoảng trống trong các lớp đá ngậm nước, làm cho nước biển tràn vào chiếm lấy khoảng trống đó gây nên sự nhiễm mặn nguồn nước. Sự nhiễm mặn nguồn nước đã xảy ra ở những vùng ven bờ biển của Israel, Syria. - Sự ô nhiễm nguồn nước: Khi khai thác nước ngầm sử dụng cho tưới tiêu, cho sản xuất công nghiệp và cho sinh hoạt, lượng nước thải có thể rò rỉ theo các đường ống dẫn làm ô nhiểm nguồn nước ngầm. Sự ô nhiễm nước ngầm đã và đang xảy ra ở nhiều nước phát triển và kể cả Hoa Kỳ.
Nguồn tài nguyên nước ngầm bị ô nhiễm bởi hoạt động nông nghiệp và công nghiệp, nước ngầm bị ô nhiễm muốn phục hồi lại phải mất hàng trăm thậm chí đến hàng ngàn năm Hiện tượng nhiễm mặn trong nước ngầm ở vùng ven biển thường có nguyên nhân do sự xâm nhập mặn từ biển, khi cột thuỷ áp của nước ngầm hạ thấp xuống dưới mực nước biển. Hiện tượng này xảy ra khi có sự thay đổi về điều kiện cân bằng nước ngầm tự nhiên hay do quá trình khai thác sử dụng nước ngầm quá mức 7 khiến cho mực nước ngầm hạ thấp, dẫn đến sự dịch chuyển của biên mặn về phía đất liền. Những năm 70 - 80 của thế kỷ XX, các nhà khoa học đã nhận định rằng: Nhiễm mặn chỉ trở thành vấn đề môi trường khi tồn tại những tác nhân sau: nguồn mặn, nguồn nước mà trong đó muối có thể hoà tan, một cơ chế mà nhờ đó muối có thể phân bố lại trong những địa điểm khác nhau của vùng cảnh quan – nơi có thể chịu tổn hại. Sự tương tác của những nhân tố môi trường làm cho hiểm hoạ nhiễm mặn thay đổi theo không gian và thời gian.
Nguồn gốc gây ra ô nhiễm và suy thoái nguồn nước ngầm có thể từ các nguyên nhân khác nhau: - Nhiễm mặn: Việc canh tác nông nghiệp, chăn nuôi quá tải không đúng cách là nguyên nhân chính cho việc ô nhiễm nguồn nước ngầm, tạo điều kiện cho việc nhiễm mặn ở nhiều nơi. Các mạch nước ngầm đã bị ô nhiễm mặn khó có khả năng sử dụng lại được nữa. - Các chất phóng xạ có trong đất và có thể thâm nhập vào nước ngầm sau rất nhiều năm. Nguy cơ ô nhiễm asen trong nguồn nước ở phía Bắc Việt Nam với nồng độ cao gấp 50 lần so với tiêu chuẩn của Việt nam (10 phần tỷ) theo Micheal Berg thuộc viện Khoa học và Công nghệ Môi trường Liên bang Thụy Sĩ công bố trênTạp chí Environmental Science and Technology.
Nguyên nhân của hiện tượng này là do nguồn nước này lấy từ các giếng đóng ở độ sâu từ 10 đến 35m. Tình trạng ô nhiễm này đã được chứng Minh qua việc khảo sát một số bệnh nhân bị nhiễm bệnh arsenicosis (lòng bàn tay và chân bị nám đen) ở một số vùng có tỷ lệ dân bị mắc bệnh cao. - Ô nhiễm nhu cầu ôxi hóa học (COD) và nhu cầu ôxi sinh học (BOD5): Nhu cầu ôxi hóa học là một chỉ tiêu cho thấy sự có mặt của các chất hữu cơ nhẹ trong nước. Ở những vùng phát triển nông nghiệp và công nghiệp, lượng COD và BOD5 thường tăng cao cho thấy sự có mặt của chất hữu cơ và nghèo oxy hòa tan trong nước.
Ngoài ra, cũng có thể có các nguyên nhân khác như nồng độ kim loại nặng cao, photphat, nitrrat, nitrit và amoniac mà nguyên nhân chính là dư lượng của các 8 loại hóa chất đã được sử dụng trong canh tác nông nghiệp như thuốc BVTV và phân bón. - Ô nhiễm hóa chất BVTV: Việc phát triển nông nghiệp để giải quyết nhu cầu lương thực, thực phẩm do gia tăng dân số là nguyên nhân chính của nguy cơ ô nhiễm các hóa chất diệt cỏ, trừ sâu có trong nước ngầm. Mà các loại hóa chất này có thể tồn tại lâu dài trong đất và sẽ theo nước mưa đi vào nước ngầm. Chính vì thế có thể nguồn nước ngầm không còn là nguồn nước sạch nữa.
Những hóa chất này sẽ tích tụ dần dần trong cơ thể của các loài sinh vật, đặc biệt là con người và sau một thời gian dài mới được phát hiện và có nguy cơ gây tử vong cao đối với người bệnh. Tại Ấn Độ nồng độ nitrate cao nhất đã được tìm thấy tại Bikaner, Rajasthan, tuy nhiên các khu vực đô thị cũng như nông thôn của một số tiểu bang có nồng độ Nitrate cao. Ô nhiễm Nitrat trên diện rộng không chỉ ở khu vực nông thôn, ngay cả trong các khu vự đô thị. Một trong những lý do chính của ô nhiễm kim loại nặng trong nước ngầm do chất thải công nghiệp.
Khi tầng nước ngầm bị ảnh hưởng thì việc làm sạch là rất khó khăn. Ô nhiễm kim loại nặng như crôm, chì, niken… trong nước ngầm đã được tìm thấy ở một số nơi trên lãnh thổ Ấn Độ, nguyên nhân chủ yếu là do không xử lý chất thải công nghiệp đúng quy định. Sự xuất hiện của Asen trong nước ngầm lần đầu tiên được báo cáo trong năm 1980 ở Tây Bengal Ấn Độ. 79 khối nhà ở West Bengal thuộc 8 huyện đã được phát hiện có chứa lượng Asen vượt quá giới hạn cho phép là 0,01 mg /L (so với tiêu chuẩn Ấn Độ).
Khoảng 16 triệu người sống trong vùng rủi ro.