Nghiên cứu sự phân bố của As trong tầng Holocene tại Nam Dư, Hà Nội

Nghiên cứu sự phân bố của as trong tầng Holocene Nam Dư, Hà Nội, mang lại cái nhìn sâu sắc về môi trường và tác động đến sức khỏe.

• Tác giả: Cao Thị Mai Trang
• Người hướng dẫn: GS. Phạm Hùng Việt
• Trường học: Trường Đại Học Khoa Học Tự Nhiên
• Chuyên ngành: Khoa Học Môi Trường
• Đề tài: Nghiên cứu sự phân bố của As trong tầng Holocene tại Nam Dư, Hà Nội
• Loại tài liệu: Luận Văn Thạc Sĩ Khoa Học
• Năm xuất bản: 2011
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• MỞ ĐẦU
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
• 1.1. Đặc điểm địa hóa của trầm tích chứa nước ngầm đồng bằng châu thổ sông Hồng, Việt Nam
• 1.2. Ô nhiễm As trong nước ngầm tầng Holocene
• 1.2.1. Ô nhiễm As nước ngầm tầng Holocene trên thế giới
• 1.2.2. Ô nhiễm As trong tầng chứa nước Holocene ở Việt Nam
• 1.3. Sự phân bố của As trên trầm tích
• 1.4. Các giả thiết về sự phân bố và giải phóng As từ trầm tích ra nước ngầm
• 1.4.1. Giả thuyết về cơ chế giải phóng As trong điều kiện khử
• 1.4.2. Các giả thiết khác về cơ chế giải phóng As từ trầm tích ra nước ngầm
• 1.5. Sự lưu chuyển của các dòng nước ngầm theo thời gian
• 2. CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 2.1. Địa điểm và thời gian nghiên cứu
• 2.2. Đối tượng nghiên cứu
• 2.3. Phương pháp nghiên cứu
• 2.4. Phương pháp lấy mẫu
• 2.5. Phương pháp phân tích hóa học
• 2.6. Phương pháp chiết trầm tích
• 2.7. Thiết bị, dụng cụ và hóa chất
• 2.8. Phương pháp xử lí số liệu
• 3. CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
• 3.1. Sự phân bố của As và mối quan hệ As và một số thành phần hóa học khác trong nước ngầm
• 3.2. Sự phân bố của As trong trầm tích tầng Holocene
• KẾT LUẬN
• KHUYẾN NGHỊ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO
• Phụ lục 1: Bảng số liệu kết quả phân tích các mẫu nước ngầm
• Phụ lục 2: Bảng số liệu kết quả thí nghiệm trầm tích
• Phụ lục 3: Một số hình ảnh thực nghiệm

Tóm tắt

I. Tổng quan về nghiên cứu phân bố As trong tầng Holocene tại Nam Dư Hà Nội

Nghiên cứu này tập trung vào việc phân tích sự phân bố của As trong tầng Holocene tại Nam Dư, Hà Nội. Tầng Holocene là một trong những tầng địa chất trẻ nhất, có vai trò quan trọng trong việc cung cấp nước ngầm cho khu vực. Việc hiểu rõ sự phân bố của As trong tầng này không chỉ giúp đánh giá chất lượng nước mà còn có ý nghĩa trong việc bảo vệ sức khỏe cộng đồng.

1.1. Đặc điểm địa chất và môi trường tầng Holocene tại Nam Dư

Tầng Holocene tại Nam Dư có cấu trúc địa chất phức tạp, bao gồm các trầm tích cát, bùn và sét. Môi trường này thường xuyên bị ảnh hưởng bởi các hoạt động tự nhiên và nhân tạo, dẫn đến sự thay đổi trong chất lượng nước ngầm. Các nghiên cứu trước đây đã chỉ ra rằng tầng này có khả năng chứa đựng các chất ô nhiễm, trong đó có As.

1.2. Tầm quan trọng của việc nghiên cứu As trong nước ngầm

As là một trong những chất ô nhiễm nguy hiểm, có thể gây ra nhiều vấn đề sức khỏe nghiêm trọng. Việc nghiên cứu sự phân bố của As trong tầng Holocene giúp xác định nguồn gốc và mức độ ô nhiễm, từ đó đưa ra các biện pháp quản lý và bảo vệ nguồn nước hiệu quả.

II. Vấn đề ô nhiễm As trong nước ngầm tầng Holocene tại Nam Dư

Ô nhiễm As trong nước ngầm là một vấn đề nghiêm trọng tại nhiều khu vực, trong đó có Nam Dư. Nguồn gốc của ô nhiễm này chủ yếu đến từ các hoạt động khai thác nước ngầm và sự rửa trôi từ các trầm tích chứa As. Việc xác định mức độ ô nhiễm và các yếu tố ảnh hưởng là rất cần thiết.

2.1. Nguyên nhân gây ô nhiễm As trong nước ngầm

Các nguyên nhân chính gây ô nhiễm As trong nước ngầm bao gồm hoạt động khai thác nước ngầm không kiểm soát, sự rửa trôi từ các trầm tích chứa As, và các hoạt động nông nghiệp sử dụng hóa chất. Những yếu tố này kết hợp với điều kiện địa chất tại Nam Dư đã tạo ra môi trường thuận lợi cho sự tích tụ của As.

2.2. Hệ quả của ô nhiễm As đối với sức khỏe cộng đồng

Ô nhiễm As có thể gây ra nhiều vấn đề sức khỏe nghiêm trọng như ung thư, bệnh da liễu và các vấn đề về hô hấp. Việc tiếp xúc lâu dài với nước ngầm chứa As có thể dẫn đến các bệnh mãn tính, ảnh hưởng đến chất lượng cuộc sống của người dân tại Nam Dư.

III. Phương pháp nghiên cứu sự phân bố As trong tầng Holocene

Nghiên cứu này sử dụng các phương pháp khoa học hiện đại để phân tích sự phân bố của As trong tầng Holocene. Các mẫu nước ngầm và trầm tích được thu thập và phân tích để xác định nồng độ As và các yếu tố liên quan.

3.1. Phương pháp thu thập mẫu và phân tích

Mẫu nước ngầm và trầm tích được thu thập từ nhiều vị trí khác nhau trong khu vực Nam Dư. Các mẫu này sau đó được phân tích bằng các phương pháp hóa học hiện đại để xác định nồng độ As và các thành phần hóa học khác.

3.2. Phương pháp xử lý và phân tích số liệu

Số liệu thu thập được xử lý bằng các phần mềm thống kê để phân tích mối quan hệ giữa nồng độ As và các yếu tố môi trường khác. Phân tích này giúp xác định các yếu tố ảnh hưởng đến sự phân bố của As trong tầng Holocene.

IV. Kết quả nghiên cứu và ứng dụng thực tiễn

Kết quả nghiên cứu cho thấy sự phân bố của As trong tầng Holocene tại Nam Dư có sự khác biệt rõ rệt giữa các khu vực. Nồng độ As cao hơn được ghi nhận ở những khu vực gần nguồn nước mặt và các khu vực có hoạt động khai thác nước ngầm mạnh.

4.1. Phân bố nồng độ As trong nước ngầm

Nồng độ As trong nước ngầm tại Nam Dư dao động từ 0.01 đến 0.5 mg/L, với các khu vực gần sông Hồng có nồng độ cao hơn. Điều này cho thấy sự ảnh hưởng của nước mặt đến chất lượng nước ngầm.

4.2. Ứng dụng kết quả nghiên cứu trong quản lý nước

Kết quả nghiên cứu có thể được sử dụng để xây dựng các chính sách quản lý nước hiệu quả, nhằm giảm thiểu ô nhiễm As trong nước ngầm. Các biện pháp như kiểm soát khai thác nước ngầm và cải thiện hệ thống xử lý nước là cần thiết.

V. Kết luận và hướng phát triển tương lai

Nghiên cứu sự phân bố của As trong tầng Holocene tại Nam Dư đã chỉ ra những vấn đề nghiêm trọng liên quan đến ô nhiễm nước ngầm. Việc tiếp tục nghiên cứu và giám sát chất lượng nước là rất cần thiết để bảo vệ sức khỏe cộng đồng.

5.1. Tóm tắt kết quả nghiên cứu

Nghiên cứu đã xác định được sự phân bố của As trong tầng Holocene và các yếu tố ảnh hưởng đến nồng độ As trong nước ngầm. Kết quả này cung cấp thông tin quan trọng cho các nghiên cứu tiếp theo.

5.2. Đề xuất hướng nghiên cứu trong tương lai

Cần tiếp tục nghiên cứu sâu hơn về cơ chế di chuyển của As trong tầng ngậm nước và ảnh hưởng của các yếu tố môi trường đến sự phân bố của As. Các nghiên cứu này sẽ giúp cải thiện chất lượng nước ngầm và bảo vệ sức khỏe cộng đồng.

Trích đoạn nội dung tài liệu

MỞ ĐẦU Khai thác nước sông sử dụng kĩ thuật lọc thấm bờ là một biện pháp đang được áp dụng tại Nam Dư thuộc quận Hoàng Mai, Hà Nội. Lọc thấm bờ là quá trình nước mặt thấm qua đáy sông, hồ, các lớp trầm tích và đi vào tầng ngậm nước gần kề một cách tự nhiên. Và nếu chúng ta xây dựng một hệ thống bơm gần các sông hồ, sẽ tạo ra quá trình thấm cưỡng bức do sự thăng giáng về thủy lực giữa nước ngầm và nước sông. Hệ lọc tự nhiên là tốt vì có thể hạn chế quá trình xử lý thứ cấp nhưng nếu chứa các chất ô nhiễm khó lọc bằng mặt cơ học thì sẽ xảy ra nguy cơ lan truyền ô nhiễm trong toàn bộ tầng chứa nước ngầm cạnh đó.

Nhà máy nước Nam Dư khai thác nước ngầm ở tầng chứa nước nằm ven sông Hồng để lợi dụng sự thấm lọc bờ cưỡng bức. Nước sông ở đây chảy qua các lớp trầm tích gần kề trong đó có tầng Holocene. Tuy nhiên, theo các nghiên cứu mới nhất thì tầng trầm tích trẻ Holocene ở các vùng đồng bằng châu thổ có rất nhiều tiềm năng ô nhiễm As. Vậy thì sau một thời gian lượng As này sẽ bị rửa trôi khỏi tầng ngậm nước này và đi vào các tầng chứa nước phía dưới.

Từ thực tế đó, tác giả chọn đề tài “Nghiên cứu sự phân bố của As trong tầng Holocene tại Nam Dƣ, Hà Nội” để làm luận văn của mình nhằm kiểm tra sự có mặt của As tại tầng Holocene ở Nam Dư. Các nội dung nghiên cứu sau đã được tiến hành: 1. Nghiên cứu sự phân bố của As và mối quan hệ của nó với một số thành phần hóa học khác trong nƣớc ngầm 2. Nghiên cứu sự phân bố của As trong trầm tích tầng Holocene 3.

Góp phần tìm hiểu nguy cơ lan truyền As từ tầng Holocene xuống tầng Pleistocene dƣới tác động của khai thác nƣớc ngầm. Luận văn này là một phần của công trình nghiên cứu về sự lan truyền As giữa tầng Holocene và tầng Pleistocene của dự án hợp tác quốc tế “Nghiên cứu sự ô nhiễm As trong nước ngầm tại đồng bằng châu thổ sông Hồng ở Việt Nam - VietAs 1 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] Danida” giữa Việt Nam và Đan Mạch (http://vietas. Các kết quả của luận văn đã được trình bày poster tại Hội nghị Quốc tế về Asen trong nước ngầm khu vực Nam Á, tháng 11/2011 tổ chức tại Hà Nội. 2 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] Chƣơng 1 - TỔNG QUAN 1.

Đặc điểm địa hóa của trầm tích chứa nƣớc ngầm đồng bằng châu thổ sông Hồng, Việt Nam Lưu vực Sông Hồng nằm ở bờ của Vịnh Bắc Bộ, biển Đông, Việt Nam và quá trình bồi tụ ở đây chịu ảnh hưởng mạnh mẽ bởi sự thay đổi mực nước biển do quá trình phân bố lại lượng nước qua các quá trình hình thành băng và gian băng, đặc biệt là từ băng hà cực đại cuối cùng (xảy ra các đây 21 ngìn năm) (Last Glacial Maximum - LGM). Cột trầm tích kỉ Đệ Tứ ở khu vực Hà Nội có bề dày từ 50 đến 90 m và có cấu trúc địa chất phức tạp bởi vì khu vực này đã biến đổi từ một khu vực tích tụ trầm tích dưới mực nước biển thành một khu vực chịu sự phong hóa và xói mòn nằm trên mực nước biển [15]. Trầm tích ở các tầng ngậm nước phía dưới tích tụ trong suốt thời kì Pleistoncene (tầng Pleistocene), được xem là trầm tích biển cạn cấu thành từ lớp phiến cát và đất sét. Những trầm tích này có một lớp sỏi cứng với màu sắc nâu nhạt giống như sự phong hoá đá ong như là một chỉ thị cho các điều kiện oxy hoá sau quá trình tích tụ.

Sự thể hiện các điều kiện oxy hoá của trầm tích này có thể được giải thích bằng mực nước biển hạ thấp tương ứng với băng hà cực đại lần cuối cùng - lúc đó mực nước biển hạ thấp xuống độ sâu 120m so với mực biển hiện tại hoặc quá trình nâng lên của vỏ trái đất tương ứng với trầm tích cao tại Vịnh Bắc bộ [15]. Những lớp trầm tích ở các tầng ngậm nước phía trên lắng đọng trong suốt thời kì Holocene (tầng ngậm nước Holocene) được chứng minh là đã lắng đọng trong một môi trường có sự thay đổi, từ bãi thoát triều là chủ yếu đến đồng bằng lũ tích bị ảnh hưởng bởi dòng triều. Tầng ngậm nước Holocene bao gồm các trầm tích cát 25- 40m với sự đan xen giữa đất sét và đất bùn có chứa than bùn và xác thực vật [15] Vào kỉ đệ tứ, đồng bằng sông Hồng đã trải qua các thời kì băng hà như sau: Gunz, Mindel, Riss, Wurm1, Wurm2 và tương ứng với chúng là các pha biển tiến. Các giai đoạn này đã để lại 5 tập trầm tích tương ứng với 5 chu kì trầm tích trong kỉ đệ tứ.

Các trầm tích dạng sỏi thô được hình thành vào pha biển lùi và ngược lại các 3 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] trầm tích dạng hạt mịn được hình thành vào thời kì biến tiến. Theo đó, trầm tích kỉ đệ tứ ở vùng đồng bằng châu thổ sông Hồng được nhận dạng bằng các tập trầm tích như sau (hình 1.1): - Tập đầu tiên được hình thành vào thời kì Pleistocen sớm tương ứng với hệ tầng Lệ Chi. Thành phần chủ yếu bên dưới là sỏi, cuội và cát thô của môi trường sông, bên trên là cát trung bình, bùn và sét của đồng bằng ngập lụt do biển dâng (floodplain). - Tập thứ 2 là chu kì trầm tích (depositional cycle) thứ 2, hình thành thời Pleistocen giữa-muộn (Middle to Lowermost Late Pleistocene) tương ứng với hệ tầng Hà Nội chứa sỏi, cuội tướng lũ tích lòng sông miền núi.

- Tập thứ 3 tương ứng với chu kì trầm tích thứ 3 và được hình thành vào thời kì Pleistocene muộn (Uppermost of Late Pleistocene), tương ứng với hệ tầng Vĩnh Phúc, chứa sỏi thô đến sỏi trung bình, cát của tướng lòng sông đồng bằng và càng lên phía trên trầm tích càng nhỏ mịn hơn với chủ yếu là bùn sét của hỗn hợp giữa cát mịn và sét đầm lầy. - Tập thứ 4 được hình thành vào Pleistocene muộn đến thời Holocene sớm – giữa, tương ứng với chu kì trầm tích thứ 4 của hệ tầng Hải Hưng, chứa sét xám xanh và than bùn đầm lầy. - Tập thứ 5 được hình thành vào thời Holocen muộn và chứa cát, bùn và sét của tướng châu thổ, tương ứng với chu kì trầm tích thứ 5 của hệ tầng Thái Bình. Theo sự phân bố trong không gian, trầm tích của tập đầu tiên và tập thứ 2 nằm trải khá rộng trong đồng bằng.

Tập thứ 3 thay đổi liên tục về thành phần từ cát, bùn và sét tướng aluvi đến hỗn hợp bùn sét pha cát tướng châu thổ và sét bùn tướng đầm phá ở vùng trung tâm. Tập thứ 4 bao gồm sét đầm lầy, than bùn. Thẳng hướng về phía đồng bằng trung tâm, mỗi một tập xuất hiện càng lúc càng thể hiện qui luật cộng sinh tướng khá hoàn chỉnh [16]. 4 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.

Giản đồ địa tầng học kỉ đệ tứ vùng đồng bằng châu thổ sông Hồng [19]. 5 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] Do đó, trong quá trình phát triển của trầm tích kỉ đệ tứ ở đồng bằng châu thổ sông Hồng, có một sự thay đổi rõ ràng về cộng sinh và tương ứng với sự thay đổi về thành phần thạch học và các thông số trầm tích khác như: Md (kích thước hạt trung bình), So (hệ số chọn lọc),…độ thấm và môi trường cổ địa lí ở mỗi thời kì chính là nhân tố chi phối tới đặc tính cũng như chất lượng nước ngầm ở mỗi vùng. Bởi vậy, các tầng chứa nước chính có chất lượng nước tốt thường có trầm tích sỏi thô tướng aluvi và lũ tích (hình thành vào giai đoạn đầu tiên mỗi chu kì), trong khi đó các tầng cách nước thường có trầm tích hạt mịn có nguồn gốc châu thổ, đầm lầy ven biển và biển (hình thành vào giai đoạn cuối cùng mỗi chu kì). Dựa vào đặc điểm này, trầm tích kỉ đệ tứ có thể được chia ra thành các đơn vị địa chất thủy văn như sau: tầng chứa nước Holocene (Qh); tầng chứa nước Pleistocene (Qp), tầng cách nước Pleistocene - Holocene, tầng cách nước giữa - muộn Pleistocene [16].

Đặc điểm của tướng trầm tích (facial characteristics) và nước ngầm trong các tầng chứa nước và tầng cách nước ở đồng bằng châu thổ sông Hồng như sau: Tầng chứa nƣớc Holocene (Qh) Tầng chứa nước Holocene nằm phía trên, sát bề mặt nơi mực nước dao động trong khoảng từ 2 – 4m đến 36m, với độ dày tăng lên về phía trung tâm của đồng bằng. Tầng này Hình 1. Cát hạt mịn phân lớp mỏng lẫn bột tướng có thành phần cát, bùn, sét aluvi, tầng chứa nước Holocene ở lỗ khoan VP2, của tướng aluvi hệ tầng Hà Nội (6,9‐7,2 m)[16]. Thái Bình ở phía trên (hình 1.2), còn phía dưới là các thấu kính của cát, bùn, sét hệ tầng Hải Hưng chứa ít nước hơn.

Sự phân bố của các cấp hạt như sau: sỏi 2%, cát 30 – 85%, bùn – sét 15 – 70%. Các chỉ số trầm tích: Md = 0.11mm; So = 1,21‐2,85; pH = 5,5‐8,2; Eh = 6 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail. Ở tầng này, tỉ lưu lượng các lỗ khoan thăm dò rất thấp, thay đổi từ 2 đến 3 l/sm. Chế độ nước ngầm bị ảnh hưởng trực tiếp bởi sự thấm thấu của nước mưa và nước sông thông qua hệ tầng Thái Bình nằm ngay ở trên.

Biên độ dao động của mực nước giảm theo khoảng cách so với sông. Do đó, tầng chứa nước này chủ yếu được bổ cập bởi nước mưa và nước bề mặt, đặc biệt là một số con sông lớn trong hệ thống sông Hồng. Nước ngầm bị thất thoát đi chủ yếu là do quá trình bốc hơi và thẩm thấu xuống tầng Pleistocene. Nước tầng này là nước nhạt, mềm hoặc cứng nhẹ và có dạng bicacbonat canxi, bicarbonat natri canxi.

Theo kết quả phân tích, nước ngầm ở tầng Holocene có, độ cứng = 2-9; pH = 7,5; TDS = 1,2 – 11,7 g/L, đặc biệt hàm lượng Fe đạt đến 1,24 – 33,5 mg/L [16]. Tầng chứa nƣớc Pleistocene (Qp) Tầng chứa nước Pleistocene phân bố rộng rãi ở vùng đồng bằng châu thổ sông Hồng và được phủ lên bởi tầng trầm tích trẻ hơn – tầng cách nước Pleistocene - Holocene. Thành tạo tầng này bao gồm 3 hệ tầng: hệ tầng Lệ Chi, hệ thầng Hà Nội và hệ tầng Vĩnh Phúc (hình 1. Các trầm tích này đan xen bởi các lớp mùn sét nguồn gốc đầm lầy hệ tầng Lệ Chi, cát bùn, sét nguồn gốc đầm phá hệ tầng Hà Nội.