Luận văn: Đặc điểm hóa lý nước ngầm và ô nhiễm asen tại hai mặt cắt ở Phúc Thọ, Hà Nội

Luận văn thạc sĩ nghiên cứu hus nghiên cứu các đặc điểm hóa lý của nước ngầm tại hai mặt cắt thuộc huyện phúc thọ phía nam sông, khảo sát thực trạng, phân tích nguyên nhân, đề

• Tác giả: Trần Thị Mai
• Người hướng dẫn: TS. Phạm Thị Kim Trang
• Trường học: Trường Đại học Khoa học Tự nhiên – Đại học Quốc Gia Hà Nội
• Chuyên ngành: Khoa học Môi trường
• Đề tài: Nghiên cứu đặc tính hóa lý của nước ngầm tại hai mặt cắt thuộc huyện Phúc Thọ, phía nam sông Hồng - Hà Nội, góp phần giải thích nguyên nhân hình thành ô nhiễm Asen
• Loại tài liệu: Luận văn
• Năm xuất bản: 2015
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• LỜI CẢM ƠN
• MỞ ĐẦU
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
• 1.1. Ổn quan về Asen
• 1.2. Dạng tồn tại của As trong nước ngầm
• 1.3. Độc tính của Asen
• 1.4. Tình hình ô nhiễm As ở Việt Nam và Thế giới
• 1.5. Ô nhiễm As trong nước ngầm trên Thế giới
• 1.6. Đặc điểm hóa lý của nước ngầm liên quan đến sự ô nhiễm As
• 1.7. Đặc điểm dân cư, địa chất nước ngầm khu vực nghiên cứu
• 1.8. Địa điểm nghiên cứu
• 1.9. Đối tượng nghiên cứu
• 1.10. Phương pháp tổng quan tài liệu
• 1.11. Phương pháp lấy mẫu nước ngầm
• 1.12. Phương pháp lập bản đồ
• 1.13. Các chỉ số phân tích tại hiện trường
• 1.14. Các thông số phân tích trong phòng thí nghiệm
• 1.15. Thiết bị, dụng cụ và hóa chất nghiên cứu
• 2. CHƯƠNG 2: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
• 2.1. Đặc điểm hóa lý nước ngầm giếng nhà dân thu được khu vực nghiên cứu
• 2.2. Các thành phần đa lượng
• 2.3. Các thành phần vi lượng
• 2.4. Mối tương quan giữa một số thành phần hóa học trong nước ngầm với As tại hai mặt cắt
• 2.5. Mối tương quan giữa một số thành phần mang tính oxi hóa và As trong nước ngầm tại hai mặt cắt
• 2.6. Mối tương quan giữa một số thành phần mang tính khử và As trong nước ngầm tại hai mặt cắt
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng quan về nghiên cứu đặc điểm hóa lý nước ngầm tại Phúc Thọ

Nước ngầm là nguồn tài nguyên quý giá, đặc biệt tại huyện Phúc Thọ, Hà Nội. Nghiên cứu này nhằm mục đích phân tích các đặc điểm hóa lý của nước ngầm và tình trạng ô nhiễm asen. Việc hiểu rõ về nước ngầm không chỉ giúp bảo vệ sức khỏe cộng đồng mà còn hỗ trợ trong việc quản lý tài nguyên nước hiệu quả.

1.1. Đặc điểm hóa lý của nước ngầm tại huyện Phúc Thọ

Nước ngầm tại huyện Phúc Thọ có nhiều đặc điểm hóa lý quan trọng như pH, độ dẫn điện, và hàm lượng các chất ô nhiễm. Các yếu tố này ảnh hưởng đến chất lượng nước và sức khỏe con người.

1.2. Tình hình ô nhiễm asen trong nước ngầm

Ô nhiễm asen trong nước ngầm tại Phúc Thọ đang trở thành vấn đề nghiêm trọng. Nồng độ asen vượt mức cho phép có thể gây ra nhiều bệnh tật cho người dân.

II. Vấn đề ô nhiễm asen và nguyên nhân tại Phúc Thọ

Ô nhiễm asen trong nước ngầm tại Phúc Thọ không chỉ do các hoạt động khai thác nước mà còn liên quan đến các yếu tố tự nhiên và nhân tạo. Việc xác định nguyên nhân là rất quan trọng để có biện pháp khắc phục hiệu quả.

2.1. Nguyên nhân ô nhiễm asen trong nước ngầm

Các nguyên nhân chính dẫn đến ô nhiễm asen bao gồm hoạt động khai thác khoáng sản, sử dụng thuốc trừ sâu, và sự phân hủy tự nhiên của các hợp chất chứa asen trong đất.

2.2. Tác động của ô nhiễm asen đến sức khỏe

Ô nhiễm asen có thể gây ra nhiều bệnh lý nghiêm trọng như ung thư, bệnh tim mạch, và các rối loạn nội tiết. Việc nhận thức rõ về tác động này là cần thiết để bảo vệ sức khỏe cộng đồng.

III. Phương pháp nghiên cứu đặc điểm hóa lý nước ngầm

Nghiên cứu này sử dụng nhiều phương pháp khác nhau để phân tích đặc điểm hóa lý của nước ngầm. Các phương pháp này bao gồm lấy mẫu nước, phân tích hóa học và đánh giá các chỉ số môi trường.

3.1. Phương pháp lấy mẫu nước ngầm

Quá trình lấy mẫu nước ngầm được thực hiện theo tiêu chuẩn nghiêm ngặt để đảm bảo tính chính xác và độ tin cậy của kết quả phân tích.

3.2. Phân tích hóa học và các chỉ số môi trường

Các chỉ số hóa học như pH, độ dẫn điện, và hàm lượng asen được phân tích để đánh giá chất lượng nước ngầm. Kết quả sẽ giúp xác định mức độ ô nhiễm và các yếu tố ảnh hưởng.

IV. Kết quả nghiên cứu và ứng dụng thực tiễn

Kết quả nghiên cứu cho thấy nồng độ asen trong nước ngầm tại Phúc Thọ vượt mức cho phép. Những thông tin này có thể được sử dụng để xây dựng các chính sách bảo vệ nguồn nước và sức khỏe cộng đồng.

4.1. Đánh giá chất lượng nước ngầm

Kết quả phân tích cho thấy nhiều giếng nước ngầm có nồng độ asen cao, cần có biện pháp xử lý kịp thời để bảo vệ sức khỏe người dân.

4.2. Ứng dụng kết quả nghiên cứu vào thực tiễn

Kết quả nghiên cứu có thể được áp dụng trong việc quản lý tài nguyên nước, xây dựng các chương trình giáo dục cộng đồng về an toàn nước uống.

V. Kết luận và hướng phát triển tương lai

Nghiên cứu về đặc điểm hóa lý nước ngầm và ô nhiễm asen tại Phúc Thọ là rất cần thiết. Cần có các biện pháp quản lý và bảo vệ nguồn nước ngầm để đảm bảo sức khỏe cho cộng đồng.

5.1. Kết luận về tình trạng ô nhiễm asen

Tình trạng ô nhiễm asen trong nước ngầm tại Phúc Thọ cần được quan tâm và giải quyết kịp thời để bảo vệ sức khỏe cộng đồng.

5.2. Hướng phát triển nghiên cứu trong tương lai

Cần tiếp tục nghiên cứu sâu hơn về các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng nước ngầm và tìm kiếm các giải pháp hiệu quả để xử lý ô nhiễm asen.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Nguồn nước ngầm đóng vai trò huyết mạch trong cơ cấu cấp nước sinh hoạt và sản xuất tại Việt Nam, chiếm từ 35% đến 50% tổng lượng nước khai thác. Theo ước tính từ Quỹ Nhi đồng Liên Hợp Quốc, khoảng 20,48% dân số (tương đương 16,5 triệu người) đang sử dụng nước giếng khoan, trong đó khu vực đồng bằng sông Hồng có hơn 10 triệu người đứng trước nguy cơ phơi nhiễm asen với nồng độ dao động từ 1 đến 3050 µg/L (trung bình 159 µg/L). Vấn đề ô nhiễm asen tự nhiên trong các tầng chứa nước bồi tích ven sông đe dọa trực tiếp đến an toàn sức khỏe cộng đồng, gia tăng tỷ lệ mắc các bệnh mãn tính như tiểu đường, tim mạch và ung thư da.

Luận văn tập trung nghiên cứu thực trạng và cơ chế thủy địa hóa tại huyện Phúc Thọ, thành phố Hà Nội – khu vực có diện tích khoảng 113 km2 và mật độ dân số khoảng 1.400 người/km2, nằm ở vị trí chuyển tiếp địa chất độc đáo giữa vùng núi Ba Vì và bồi tích phù sa sông Hồng, sông Đáy. Mục tiêu trọng tâm là khảo sát biến thiên hàm lượng các thành phần đa lượng, vi lượng, đánh giá mối tương quan giữa các chỉ số oxy hóa khử với asen, từ đó làm sáng tỏ nguyên nhân giải phóng asen từ trầm tích vào nước ngầm.

Nghiên cứu được triển khai trên tập dữ liệu gồm 50 giếng khoan dân sinh (độ sâu 12-80m) và 51 lỗ khoan quan trắc chuyên dụng tại 2 mặt cắt thủy địa hóa. Kết quả ghi nhận 42% số mẫu giếng dân vượt ngưỡng Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia QCVN 09:2008/BTNMT (50 µg/L), cung cấp căn cứ thực chứng phục vụ quy hoạch khai thác bền vững tài nguyên nước.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Luận văn vận dụng lý thuyết khử hòa tan oxit sắt (Reductive Dissolution of Iron Oxides) kết hợp lý thuyết cạnh tranh hấp phụ anion để giải thích động thái di chuyển của asen trong môi trường dưới đất:

• Lý thuyết khử hòa tan oxit sắt: Dưới tác động phân hủy vật chất hữu cơ của vi sinh vật kỵ khí, oxy hòa tan (DO), nitrat (NO3-) và sunfat (SO42-) bị tiêu thụ triệt để, tạo môi trường khử mạnh (Eh âm). Quá trình này khử Fe(III) dạng không tan trong các khoáng oxihydroxit thành Fe(II) hòa tan, đồng thời giải phóng asenit As(III) và asenat As(V) hấp phụ trên bề mặt khoáng vào pha lỏng.
• Lý thuyết cạnh tranh hấp phụ anion: Các anion như photphat (PO43-), bicacbonat (HCO3-) và silicat (SiO32-) có cấu trúc tương đồng, cạnh tranh gay gắt vị trí hấp phụ trên bề mặt khoáng chất, thúc đẩy quá trình giải hấp phụ và gia tăng độ linh động của asen.
• Các khái niệm nòng cốt: Thế oxy hóa khử (Eh), dạng tồn tại asenit As(III) và asenat As(V), tầng chứa nước Holocen trẻ (tuổi 500-600 năm) và tầng Pleistocen cổ (tuổi 3500-6000 năm).

Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu khảo sát 50 giếng khoan dân sinh (mật độ 7 km2/mẫu, độ sâu 12-80m, tập trung 70% ở độ sâu 20-50m) cùng 51 lỗ khoan quan trắc phân bố tại 2 mặt cắt địa chất: mặt cắt A (Cẩm Yên, Phúc Hòa - gần chân núi) và mặt cắt B (Tam Thuấn, Tân Hội - ven sông Hồng).

Quy trình lấy mẫu tuân thủ nghiêm ngặt kỹ thuật kỵ khí: giếng được bơm rửa 4-5 lần thể tích tĩnh; đo pH, nhiệt độ, oxy hòa tan (DO), độ dẫn điện (EC) trong buồng dòng chảy kín (flow-cell); toàn bộ dụng cụ được sục khí nitơ 99,5% để ngăn oxy xâm nhập; mẫu lọc qua màng cellulose acetate 0,2 µm và tách riêng dạng As(III)/As(V) qua cột trao đổi ion alumino-silicat.

Hệ thống phân tích hóa lý gồm:

• Phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử tạo hydrua (HVG-AAS) ở bước sóng 193,7 nm xác định asen vết với độ nhạy mức µg/L.
• Quang phổ hấp thụ nguyên tử ngọn lửa (F-AAS) phân tích Fe tổng số, Mn2+, Ca2+, Mg2+, Na+, K+.
• Quang phổ UV-Vis xác định Fe(II) (thuốc thử Ferrozin), PO43- (phức xanh molypdat) và NH4+ (thuốc thử Nitroprusside ở bước sóng 637 nm).
• Sắc ký ion (IC-20A) định lượng các anion Cl-, NO3-, SO42-.
• Sắc ký khí (GC-2014 TCD) đo hàm lượng khí metan (CH4).
• Chuẩn độ Gran xác định độ kiềm bicacbonat (HCO3-) tại hiện trường và phần mềm Surfer 9 hỗ trợ lập bản đồ nội suy không gian 2D/3D.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

Khảo sát 50 mẫu nước giếng khoan dân sinh tại huyện Phúc Thọ chỉ ra sự biến động hóa lý sâu sắc giữa các tầng chứa nước:

• Hàm lượng Asen: Nồng độ dao động từ dưới 5 đến 334 µg/L, giá trị trung bình đạt 77 µg/L và trung vị 32,2 µg/L. Có 42% số giếng vượt giới hạn cho phép theo QCVN 09:2008/BTNMT (50 µg/L) và trên 70% số giếng vượt mức khuyến nghị nước uống của Tổ chức Y tế Thế giới (10 µg/L).
• Ô nhiễm Amoni và Sắt: Khoảng 90% số mẫu có nồng độ NH4+ vượt tiêu chuẩn (0,1 mg/L), với mức trung bình 8,1 mg/L và đỉnh điểm lên tới 59 mg/L. Hàm lượng sắt tổng số vượt chuẩn ở 50% số mẫu, dao động từ dưới 0,25 đến 32,2 mg/L (trung bình 8,2 mg/L so với ngưỡng 5 mg/L).
• Mangan và Oxy hòa tan: Khoảng 24% mẫu có Mn2+ vượt ngưỡng 0,5 mg/L (cao nhất đạt 4,5 mg/L). Chỉ số DO ở 88% số giếng (44/50 giếng) nằm dưới ngưỡng 1,0 mg/L (trung bình 0,8 mg/L), phản ánh môi trường khử chiếm ưu thế tuyệt đối.
• Phân hóa không gian rõ nét giữa 2 mặt cắt: Mặt cắt B (trầm tích trẻ Holocen ven sông Hồng) ghi nhận nồng độ As(III) vượt 300 µg/L, Fe(II) đạt 15 mg/L, CH4 và NH4+ tăng cao. Ngược lại, mặt cắt A (trầm tích già Pleistocen gần chân núi Ba Vì) có hàm lượng As dưới 5 µg/L, trong khi các anion oxy hóa như NO3- và SO42- hiện diện rõ rệt.

Thảo luận kết quả

Thực nghiệm chứng minh sự giải phóng asen tại Phúc Thọ gắn liền với quá trình phân hủy yếm khí chất hữu cơ chôn vùi trong trầm tích bồi tích trẻ. Khi vi sinh vật tiêu thụ toàn bộ DO (trung vị 0,6 mg/L) và các chất oxy hóa, quá trình khử oxit sắt Fe(III) diễn ra mạnh mẽ, phóng thích đồng thời Fe(II) và ion As(III) vào pha nước.

Mối tương quan thuận rõ rệt giữa As(III) với Fe(II), NH4+, CH4 và PO43-, kết hợp với tương quan nghịch giữa As(III) và SO42-, khẳng định cơ chế khử hòa tan là nguyên nhân chủ đạo. Bên cạnh đó, sự gia tăng của PO43- (lên tới 2,3 mg/L) tạo ra lực đẩy cạnh tranh giải hấp phụ, khiến asen tồn tại bền vững ở dạng hòa tan.

Dữ liệu địa hóa được minh họa trực quan qua giản đồ Piper, phản ánh sự chuyển dịch từ kiểu nước Ca-Mg-HCO3 ở tầng nông sang Na-HCO3 ở tầng sâu. Mô hình thủy địa hóa PHREEQC chỉ ra trạng thái bão hòa của các khoáng thứ sinh Siderite (FeCO3) và Vivianite (Fe3(PO4)2.8H2O), kiểm soát nồng độ Fe(II) dư thừa. Bản đồ nội suy 2D/3D từ phần mềm Surfer 9 thể hiện rõ tâm điểm ô nhiễm asen tập trung dọc theo hành lang phù sa cổ sông Đáy và sông Hồng.

Đề xuất và khuyến nghị

Dựa trên các phát hiện thực nghiệm, luận văn đề xuất 4 nhóm giải pháp công nghệ và quản trị tài nguyên nước ngầm:

1. Cải tiến và chuẩn hóa công nghệ xử lý nước hộ gia đình: Triển khai lắp đặt hệ thống lọc cát oxy hóa nâng cao kết hợp giàn phun mưa làm thoáng và vật liệu hấp phụ chuyên dụng (quặng oxit sắt biến tính), nhằm nâng hiệu suất loại bỏ Asen đạt 85-90%, đưa nồng độ về dưới mức 10 µg/L trong vòng 6-12 tháng tại các xã điểm như Tam Thuấn, Tân Hội.
2. Quy hoạch mạng lưới cấp nước sạch tập trung: Đẩy nhanh tiến độ xây dựng các trạm cấp nước sạch quy mô liên xã, chuyển hướng khai thác sang các tầng trầm tích Pleistocen sâu được kiểm định an toàn hoặc xử lý nguồn nước mặt sông Hồng, phấn đấu giảm tỷ lệ hộ dân dùng giếng khoan ô nhiễm từ 42% xuống dưới 5% trước năm 2030 dưới sự chủ trì của Ủy ban nhân dân huyện Phúc Thọ.
3. Thiết lập mạng lưới quan trắc và cảnh báo tự động: Duy trì quan trắc định kỳ 3 tháng/lần đối với 51 giếng quan trắc thuộc 2 mặt cắt địa chất, tích hợp công nghệ GIS và Surfer cập nhật bản đồ dịch chuyển ô nhiễm asen, giao Sở Tài nguyên và Môi trường Hà Nội phối hợp các viện nghiên cứu vận hành.
4. Kiểm soát hoạt động nông nghiệp ven sông: Giảm thiểu việc lạm dụng phân bón hóa học gốc photphat (PO43-) tại vùng bãi bồi ven sông Đáy và sông Hồng để hạn chế quá trình cạnh tranh giải hấp phụ asen vào các tầng chứa nước nông.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

Công trình mang lại giá trị học thuật và ứng dụng thực tiễn cao cho 4 nhóm đối tượng chính:

• Học viên, nghiên cứu sinh ngành Khoa học Môi trường và Địa chất Thủy văn: Nắm vững quy trình lấy mẫu kỵ khí bằng buồng dòng chảy kín (flow-cell), phương pháp bảo tồn dạng As(III)/As(V) qua cột trao đổi ion và kỹ thuật phân tích quang phổ HVG-AAS.
• Cơ quan quản lý nhà nước và hoạch định chính sách: Cung cấp cơ sở khoa học để Sở Tài nguyên và Môi trường, Trung tâm Nước sạch và Vệ sinh môi trường nông thôn phân vùng cấm/hạn chế khai thác nước ngầm tầng Holocen.
• Kỹ sư công nghệ môi trường và doanh nghiệp xử lý nước: Tiếp cận bộ thông số tương quan Fe-As-PO43- thực tế để tối ưu hóa thiết kế bể lắng, bể lọc tiếp xúc và lựa chọn vật liệu lọc phù hợp với đặc thù nước ngầm nhiễm amoni, asen cao.
• Chính quyền địa phương và cộng đồng dân cư huyện Phúc Thọ: Nâng cao nhận thức về nguy cơ phơi nhiễm asen vô hình từ 42% giếng khoan ô nhiễm, từ đó chủ động xét nghiệm nguồn nước và áp dụng giải pháp trữ nước an toàn.

Câu hỏi thường gặp

Tại sao nồng độ Asen tại mặt cắt B lại cao hơn vượt trội so với mặt cắt A? Mặt cắt B nằm ven sông Hồng thuộc tầng trầm tích Holocen trẻ (500-600 năm tuổi) giàu vật chất hữu cơ, kích thích vi sinh vật kỵ khí hoạt động mạnh tạo môi trường khử sâu, thúc đẩy khử oxit sắt và giải phóng As(III) trên 300 µg/L. Mặt cắt A gần chân núi Ba Vì thuộc trầm tích Pleistocen cổ (3500-6000 năm tuổi) nghèo hữu cơ, môi trường ít khử nên asen duy trì dưới 5 µg/L.

Bể lọc cát truyền thống của người dân có xử lý triệt để Asen không? Bể lọc cát thủ công có thể loại bỏ khoảng 80-90% asen nhờ quá trình đồng kết tủa với oxit sắt tự nhiên. Tuy nhiên, tại các giếng có nồng độ asen ban đầu vượt 300 µg/L hoặc tỷ lệ Fe/As thấp, hàm lượng asen sau lọc vẫn vượt ngưỡng an toàn 10 µg/L, khiến người dân tiếp tục đối mặt nguy cơ phơi nhiễm mãn tính nếu không bổ sung vật liệu lọc chuyên dụng.

Sự hiện diện của amoni (NH4+) và metan (CH4) có ý nghĩa gì đối với ô nhiễm Asen? Khí CH4 và ion NH4+ (trung bình 8,1 mg/L) là sản phẩm trực tiếp từ quá trình phân hủy sinh học chất hữu cơ trong điều kiện yếm khí. Nồng độ NH4+ và CH4 tỷ lệ thuận chặt chẽ với asen, đóng vai trò là chỉ thị thủy địa hóa quan trọng xác nhận tầng chứa nước đang trải qua quá trình khử hòa tan oxit sắt mãnh liệt.

Độ sâu giếng khoan có quyết định mức độ an toàn của nguồn nước ngầm không? Độ sâu không phải yếu tố duy nhất quyết định độ an toàn. Tại Phúc Thọ, các giếng nông từ 20 đến 50m thuộc tầng Holocen chịu ô nhiễm nặng nhất (42% vượt chuẩn), nhưng nếu khai thác tầng sâu (trên 60-80m) không đúng kỹ thuật có thể gây sụt lún và tạo phễu hạ thấp mực nước, kéo asen từ tầng nông thẩm thấu xuống tầng sâu an toàn.

Ưu điểm của phương pháp HVG-AAS trong nghiên cứu dạng tồn tại của Asen là gì? Phương pháp HVG-AAS kết hợp cột tách pha alumino-silicat cho phép định lượng chính xác asen ở nồng độ vết (cỡ µg/L) với độ nhạy cao và giới hạn phát hiện dưới 0,5 µg/L. Kỹ thuật này giúp phân tách rạch ròi dạng As(III) độc tính cao và As(V), khắc phục hoàn toàn hiện tượng nhiễu nền phức tạp trong mẫu nước ngầm tự nhiên.

Kết luận

• Đánh giá toàn diện đặc điểm hóa lý của 50 giếng dân sinh và 51 lỗ quan trắc tại Phúc Thọ, phát hiện 42% mẫu vượt quy chuẩn asen (cực đại 334 µg/L), 90% vượt chuẩn amoni (cực đại 59 mg/L) và 50% vượt chuẩn sắt tổng.
• Chứng minh cơ chế khử hòa tan oxit sắt trong trầm tích Holocen trẻ ven sông Hồng là nguyên nhân cốt lõi giải phóng asen độc tính cao dạng As(III) vào nước ngầm.
• Xác lập quy luật tương quan thủy địa hóa: asen tỷ lệ thuận với Fe(II), NH4+, CH4, PO43- và tỷ lệ nghịch với DO, NO3-, SO42-.
• Chuẩn hóa thành công quy trình lấy mẫu kỵ khí dòng chảy kín (flow-cell) và kỹ thuật phân tích dạng vết As(III)/As(V) đạt độ lặp lại cao.
• Cung cấp luận cứ khoa học thực chứng phục vụ công tác quy hoạch cấp nước sạch nông thôn và cảnh báo y tế cộng đồng.

Công trình đóng góp bộ dữ liệu gốc giá trị cho dự án nghiên cứu quốc tế PREAs và mạng lưới quan trắc môi trường đồng bằng sông Hồng. Trong giai đoạn 2025-2030, các nghiên cứu tiếp theo cần mở rộng mô phỏng lan truyền ô nhiễm 3D và thử nghiệm vật liệu nano xử lý asen tại chỗ. Các cơ quan quản lý và địa phương cần khẩn trương phối hợp rà soát, lắp đặt trạm cấp nước sạch tập trung nhằm bảo vệ sức khỏe lâu dài cho nhân dân.

Trích đoạn nội dung tài liệu

----------------------- Trần Thị Mai NGHIÊN CỨU Á Ặ ỂM HÓA LÝ CỦ ỚC NGẦM T I HAI MẶT CẮT THUỘC HUYỆN PHÚC TH , PHÍA NAM SÔNG HỒNG - HÀ NỘI GÓP PHẦN GIẢI THÍCH NGUYÊN NHÂN HÌNH THÀNH Ô NHIỄM ASEN U - 2015 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] U Ộ ----------------------- Trần Thị Mai NGHIÊN CỨU Á Ặ ỂM HÓA LÝ CỦ ỚC NGẦM T I HAI MẶT CẮT THUỘC HUYỆN PHÚC TH , PHÍA NAM SÔNG HỒNG - HÀ NỘI GÓP PHẦN GIẢI THÍCH NGUYÊN NHÂN HÌNH THÀNH Ô NHIỄM ASEN : Khoa học Mô trường M : 60440301 U Ớ : TS. Phạm Thị Kim Trang – 2015 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] L I CẢM Ơ Với lòng biết ơn sâu sắc, em xin gửi lời cảm ơn tới Tiến sĩ Phạm Thị Kim Trang đã giao đề tài, tận tình hướng dẫn và tạo điều kiện thuận lợi cho em trong suốt quá trình làm luận văn. Em xin trân trọng cảm ơn Giáo sư, Tiến sĩ Dieke Postma, Viện Khảo sát Địa chất Đan Mạch và Greenland (GEUS), người đã trực tiếp giảng dạy các khóa học hữu ích và truyền đạt những kiến thức chuyên ngành quý báu sử dụng trong luận văn này. Em xin cảm ơn thầy Phạm Hùng Việt và các anh chị, các bạn trong nhóm Nghiên cứu Kim loại nặng và nhóm Hóa Môi trường đã nhiệt tình giúp đỡ em trong suốt quá trình làm việc, nghiên cứu tại Trung tâm Công nghệ Môi trường và Phát triển Bền vững (CETASD).

Em xin chân thành cảm ơn tới các thầy cô trong khoa Môi trường – Trường Đại học Khoa học Tự Nhiên – Đại học Quốc Gia Hà Nội đã giảng dạy và truyền đạt những kiến thức bổ ích cần thiết để sử dụng trong luận văn cũng như trong các nghiên cứu và công việc sau này. Em xin bày tỏ lòng biết ơn tới những người thân trong gia đình, luôn luôn chia sẻ, thấu hiểu và là điểm tựa vữngchắc về tinh thần trong toàn bộ thời gian thực hiện luận văn. Em xin chân thành cảm ơn sự hỗ trợ quý báu về kinh phí của dự án PREAs và Trung tâm CETASD, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội. ác ả l ậ vă rầ ị Ma LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] MỤ Ụ MỞ ẦU.

Tổng quan về Asen. Dạng tồn tại của As trong nước ngầm. Độc tính của Asen. Tình hình ô nhiễm As ở Việt Nam và Thế giới.

Ô nhiễm As trong nước ngầm trên Thế giới. Hiện trạng ô nhiễm As ở Việt Nam. ặc đ ểm hóa lý của ước ngầm l q a đến sự ô nhiễm As. Đặc điểm hóa lý của nước ngầm.

Các giả thiết về sự hình thành As trong nước ngầm. ặc đ ểm dân s , địa chất v ước ngầm khu vực nghiên cứu. ịa đ ểm nghiên cứu. tượng nghiên cứu.

Phương pháp tổng quan tài liệu. Phương pháp lấy mẫu nước ngầm. Phương pháp lập bản đồ. Các chỉ số phân tích tại hiện trường.

Các thông số phân tích trong phòng thí nghiệm. Thiết bị, dụng cụ và hóa chất nghiên cứu. Thiết bị và dụng cụ .38 ươ 3 – KẾT QUẢ VÀ THẢO LU N. ặc đ ểm óa lý ước ngầm giếng nhà dân thu c khu vực nghiên cứu.

Các thành phần đa lượng .42 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail. Các thành phần vi lượng. M tươ q a ữa m t s thành phần hóa học tro ước ngầm với As tại hai mặt cắt. Mối tương quan giữa một số thành phần mang tính oxi hóa và As trong nước ngầm tại hai mặt cắt.

Mối tương quan giữa một số thành phần mang tính khử và As trong nước ngầm tại hai mặt cắt. 68 TÀI LIỆU THAM KHẢO. 69 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] MỤ Ì Ả Hình 1. Giản đồ phân bố các dạng tồn tại của asen theo Eh-pH.

Sự phân bố của các vùng bị ô nhiễm As trong khu vực am và ông am Á. Sự phân bố nồng độ s và độ sâu tương ứng trong các giếng khoan ở đồng bằng sông Hồng, các mẫu được thu thập từ năm 2005 – 2007. Quá trình oxi hóa các chất hữu cơ hình thành môi trường khử. Sự cạnh tranh hấp phụ của các anion trên bề mặt khoáng.

Vị trí các giếng nhà dân và hai mặt cắt A và B thuộc huyện Phúc Thọ. o các thông số hiện trường sử dụng bộ dẫn dòng chảy kín. Sục khí itơ các dụng cụ trước khi lấy mẫu. Sự phân bố của E trong nước ngầm khu vực nghiên cứu.

Bản đồ sự phân bố hàm lượng của các cation chính trong nước ngầm. Sự phân bố nồng độ của anion chính trong nước. Sự phân bố của một số thành phân vi lượng trong nước ngầm. Sự phân bố của NH4+ trong nước ngầm khu vực nghiên cứu.

Lát cắt địa chất của hai mặt cắt A và B. Giản đồ Piper cho nước ngầm thuộc hai mặt cắt A và B. Sự phân bố của s( ) trong nước ngầm tại hai mặt cắt. Sự phân bố NO3-, SO42 -, DO và PO43- trong nước ngầm ở hai mặt cắt.

Mối tương quan của As(III) và SO42-. Mối tương quan của As(III) và PO43-. Sự phân bố Mn2+, NH4+, Fe2+ và CH4 trong nước ngầm tại hai mặt cắt 61 Hình 3. Mối tương quan của As(III) và Mn2+.

Mối tương quan giữa As(III) và NH4+. Sự phân bố của s( ) và Fe( ) trong nước ngầm ở hai mặt cắt. Biểu đồ khả năng bão hòa khoáng Siderit và Vivianit trong nước ngầm66 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] MỤ BẢ B ỂU Bảng 1. Sự phổ biến của một số bệnh khi phơi nhiễm As và không bị phơi nhiễm 7 Bảng 1.

Ô nhiễm asen trong nước ngầm ở một số nước trên thế giới. Kết quả phân tích As do UNICEF hỗ trợ (2001–2004). ác quá trình địa hóa tự nhiên giải phóng s vào nước ngầm. Một số thành phần hóa học nước ngầm tại các giếng nhà dân.

Giá trị trung bình của một số thành phần hóa học trong nước ngầm tại hai mặt cắt. 53 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] MỤ Ữ Ế Ắ : Atom Absorption Spectrophotometer- Máy quang phổ hấp AAS thụ nguyên tử BTNMT : Bộ Tài nguyên Môi Trường DO : Dissolved oxygen – Nồng độ oxi hòa tan HVG : Hydride Vapor Generator - Bộ tạo khí hydrua ICP : Inductively Coupled Plasma - Plasma cảm ứng cao tần : Phần mềm mô hình hóa chuyên dụng cho các quá trình thủy PHREEQ địa hóa diễn ra trong trầm tích và nước ngầm QCVN : Quy chuẩn Việt Nam : United Nations Children's Fund - Quỹ hi đồng Liên Hiệp UNICEF Quốc WHO : World Health Organization – Tổ chức Y tế Thế giới LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] MỞ ẦU Ngày nay, khi nguồn nước mặt ngày càng ô nhiễm, nước ngầm được coi là nguồn nước đóng vai trò quan trọng cho sự phát triển con người cũng như sự phát triển kinh tế xã hội của mỗi quốc gia. Việc khai thác và sử dụng nước ngầm cho các mục đích sinh hoạt, sản xuất, trồng trọt, chăn nuôi… làm cho tình trạng ô nhiễm nước ngầm ngày càng trầm trọng hơn. Ở Việt Nam, trong vài chục năm trở lại đây, nước ngầm được sử dụng rất phổ biến (chiếm tới 35-50% lượng nước cấp) cho nhu cầu ăn uống, sinh hoạt của người dân, đặc biệt tại các vùng đồng bằng, đô thị đông dân cư.

Vì nước ngầm thường được coi là sạch hơn nước mặt do không tiếp xúc trực tiếp với các nguồn thải con người tạo ra. Tuy nhiên, nhiều nghiên cứu đã cho thấy nước ngầm tại một số vùng có hàm lượng asen, sắt, amoni, mangan,… cao hơn tiêu chuẩn cho phép rất nhiều lần. Khi nước ngầm này được sử dụng cho mục đích ăn uống thì mức độ vượt tiêu chuẩn lại càng nghiêm trọng. Các quá trình tự nhiên như mưa, các dòng chảy nước mặt và các quá trình vận động của địa chất thủy văn cũng như những hoạt động kinh tế của con người làm cho đặc tính hóa lý của nước ngầm biến đổi rất phức tạp.

ể góp phần đánh giá chất lượng nước ngầm cung cấp cho sinh hoạt và sản xuất, rất nhiều tác giả đã tiến hành nghiên cứu các đặc tính hóa lý nước ngầm ở các khu vực có đặc điểm địa chất thủy văn khác nhau. ịa điểm nghiên cứu mà đề tài lựa chọn là khu vực phía Nam sông Hồng nằm trong vùng đồng bằng bồi tích sông Hồng được hình thành bởi các trầm tích ệ Tứ cách đây khoảng 20 nghìn năm do sự kết hợp ảnh hưởng của nhiều hoạt động địa chất trong quá khứ, có cấu trúc địa chất phức tạp được biến đổi từ một khu vực tích tụ trầm tích dưới mực nước biển thành khu vực chịu sự phong hóa, sói mòn nằm trên mực nước biển. Với đối tượng nghiên cứu là các thành phần hóa lý của nước ngầm như các nguyên tố đa lượng, vi lượng, các chất hữu cơ, p , nhiệt độ, độ dẫn, hàm lượng ôxi hòa tan và mối quan hệ giữa các thành phần này trong môi 1 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] trường nước ngầm của khu vực nghiên cứu. Từ đó, tìm hiểu nguyên nhân hình thành ô nhiễm s trong nước ngầm tại khu vực này.

Xuất phát từ lý do trên, luận văn được thực hiện với đề tài: “Nghiên cứ đặc tính hóa lý của ước ngầm tại hai mặt cắt thu c huyện Phúc Thọ, phía nam sông Hồng - Hà N i, góp phần giải thích nguyên nhân hình thành ô nhiễm Asen”. Với các nội dung cụ thể như sau: 1. Khảo sát hàm lượng các thành phần đa lượng và vi lượng trong nước ngầm từ đó nhận xét xu hướng biến đổi các thành phần này. Phân tích đánh giá mối tương quan giữa các thành phần hóa học với s trong nước ngầm.

Dự đoán nguyên nhân hình thành ô nhiễm sen tại khu vực nghiên cứu. 2 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] ươ 1- TỔNG QUAN 1. ổ q a về e Trước đây, asen được sử dụng rất phổ biến trong công nghiệp khai mỏ, luyện kim, thuốc trừ sâu, thuốc diệt cỏ, thậm chí trong một số chất tăng trọng cho gia súc. Tuy nhiên, trong khoảng 20 năm trở lại đây, các nhà khoa học đã chứng minh được tác hại của asen và sau đó con người mới có cái nhìn đúng đắn về ảnh hưởng của nó tới sức khỏe và đời sống.

ộc tính của asen phụ thuộc vào dạng hoá học và trạng thái vật lý của hợp chất. sen vô cơ được coi là độc nhất đối với sức khoẻ con người.