CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1. Hiện trạng ô nhiễm amoni trong nước dưới đất 1. Hiện trạng cấp nước sinh hoạt Nước sạch là nhu cầu thiết yếu của xã hội. Ở Việt Nam hiện có khoảng gần 100 doanh nghiệp cấp nước, quản lý trên 500 hệ thống cấp nước lớn, nhỏ tại các đô thị toàn quốc.
Theo đó, tỷ lệ dân số đô thị được cung cấp nước sạch là 82%. Mức sử dụng nước sinh hoạt bình quân đạt 105 lít/người. Tại các thành phố lớn, lượng nước sử dụng khoảng 120 - 130 lít/người. Với nhu cầu sử dụng nước như vậy, ước tính lượng nước cần để cấp cho sinh hoạt cho cả nước lên đến 6,5 triệu m3/ngày [6].
Tuy nhiên, tình hình cấp nước đô thị vẫn còn nhiều bất cập do tốc độ đô thị hóa tăng nhanh, cộng với sự gia tăng dân số, nên việc đầu tư phát triển cấp nước chưa đáp ứng kịp thời yêu cầu, phạm vi bao phủ dịch vụ cấp nước còn thấp, chất lượng dịch vụ cấp nước cũng chưa ổn định. Nguồn nước sử dụng để cấp nước cho sinh hoạt thường xuất phát từ hai nguồn chính là nguồn nước mặt và nước dưới đất. Trong đó, 40% tổng lượng nước cấp cho các đô thị có nguồn gốc từ nước dưới đất. Hai đô thị loại đặc biệt là Thành phố Hà Nội và Thành phố Hồ Chí Minh có tổng lượng lượng nước dưới đất khai thác lớn nhất khoảng 2,63 triệu m 3/ngày, chiếm gần 25% tổng lưu lượng khai thác toàn quốc [5].
Tình hình khai thác nước dưới đất tại các vùng và khu vực địa lí của Việt Nam năm 2013 được thống kê ở bảng 1. Tại khu vực đồng bằng Bắc Bộ và Nam Bộ, nước dưới đất được khai thác nhiều nhất, chiếm hơn nửa tổng lượng khai thác trên toàn quốc. Nước dưới đất cũng được khai thác tập trung tại hai thành phố lớn Hà Nội và Thành phồ Hồ Chí Minh [7]. Tình hình khai thác nước dưới đất tại các vùng ở Việt Nam [7] Lưng nước Ti nguyên T lệ khai thc TT Thnh ph, vng đang khai dự bo, so với ti thc, m3/ngy m3/ngy nguyên, % Đồng bằng Bắc Bộ 2.000 21,3 Đồng bằng Nam Bộ 3.000 5,3 4 Tây Bắc Bộ 5.338 0,3 5 Đông Bắc Bộ 20.378 0,07 6 Bắc Trung Bộ 1.539 5,8 7 Nam Trung Bộ 24.897 6,1 3 Khi nhắc đến nước dưới đất, sự chú ý thường được tập trung vào các chất ô nhiễm như: sắt, magan, asen,.
và các loại chất ô nhiễm khác chưa được chú ý nhiều trong nhận thức của cộng đồng. Amoni là một trong những chất ô nhiễm nằm trong số đó. Thực trạng tình hình ô nhiễm amoni trong nước dưới đất Hiện nay, hầu như các địa phương trên cả nước đều phát hiện thấy sự ô nhiễm amoni trong nước dưới đất ở các mức độ khác nhau. Tại Hà Nội, đồng bằng Bắc Bộ, một số tỉnh đồng bằng Nam Bộ, thành phố Hồ Chí Minh, amoni đã vượt ngưỡng cho phép nhiều lần.
Chỉ có khu vực Tây nguyên, nguồn nước chưa có dấu hiệu ô nhiễm amoni. Các điểm quan trắc phát hiện nồng độ amoni cao nhất ở miền Bắc thuộc các tỉnh Hà Nam, Nam Định, Ninh Bình, Hải Dương, Hưng Yên, Thái Bình, xác suất các nguồn nước dưới đất nhiễm amoni ở nồng độ cao hơn tiêu chuẩn (1 mg/l, QCVN 09-MT:2015/BTNMT) là khoảng 210 – 240 % [9]. Kết quả khảo sát ở khu vực Hà Nội cho thấy, tại nước dưới đất tầng nông (độ sâu (3 – 10 m), có 21/37 giếng ghi nhận nồng độ amoni vượt quá quy chuẩn cho phép. Nồng độ amoni cao nhất ghi nhận được là 42,0 mg/L tại Sơn Đồng, Hoài Đức, Hà Nội.
Với nước dưới đất tầng sâu (độ sâu khoảng 20m), tại 28 công trình được quan trắc thì tất cả đều có nồng độ amoni cao hơn tiêu chuẩn cho phép; trong đó, nồng độ cao nhất là 70 mg/L tại phường Phú Lãm, quận Hà Đông, Hà Nội [10]. Ở tầng nước dưới đất trên (cách mặt đất từ 25 – 40 m) là nơi người dân khai thác giếng khoan, đã bị ô nhiễm nặng ở nhiều nơi. Điển hình là xã Pháp Vân, có nồng độ amoni là 31,6 mg/L, phường Tương Mai là 13,5 mg/L. Các nơi khác như phường Trung Hòa, xã Tây Mỗ… đều gặp tình trạng tương tự.
Tại tầng nước dưới đất dưới (độ sâu dưới đất từ 45 – 60 m) là nguồn cung cho các nhà máy nước như Hạ Đình, Tương Mai, Linh Đàm ghi nhận nồng độ amoni cao từ 1,2 – 19,5 mg/L [10].1 Bản đồ phân bố ô nhiễm amoni trong nước dưới đất tại Hà Nội theo nồng độ amoni [11] Các điểm quan trắc tại huyện Lý Nhân, tỉnh Hà Nam có tỷ lệ nhiễm amoni ở mức đáng báo động, nồng độ amoni lên tới 111,8 mg/l gấp 118 lần, tại huyện Duy 4 Tiên là 93,8 mg/L gấp 94 lần so với quy chuẩn của Bộ tài nguyên và môi trường, các huyện còn lại như Bình Lục, Thanh Liêm, Kim Bảng có nồng độ amoni vượt trên 90 lần tiêu chuẩn [12] [13]. Cụ thể, nồng độ amoni ở một số giếng khoan tại các xã ở Hà Nam được thống kê ở bảng 1. Chất lượng nước giếng khoan qua khảo sát một số x tại Hà Nam [14] TT Địa điểm NH4+ (mg/L) 1 Nhà cô Cậy xã Đồng Du 2,54 2 Nhà cô Loan xã Đồng Du 4,76 3 Nhà anh Doãn xã Nhân Nghĩa 15,94 4 Nhà bác Kim xã Nhân Nghĩa 8,32 5 Nhà anh Nhân xã Nhân Nghĩa 20,53 QCVN 09-MT:2015/BTNMT 1 Tại thành phố Hồ Chí Minh, kết quả quan trắc nước dưới đất tầng nông cho thấy lượng nước dưới đất ở khu vực ngoại thành diễn biến ngày càng theo chiều hướng tiêu cực, theo Chi cục bảo vệ môi trường thành phố Hồ Chí Minh. Cụ thể, nồng độ amoni có trong nước dưới đất ở trạm Đông Thạch (huyện Hóc Môn) là 68,73 mg/L (cao gấp 1,9 lần so với năm 2005).
Thêm vào đó, kết quả phân tích cũng chỉ ra rằng, nước dưới đất có nồng độ phèn nhôm cao, độ mặn tăng và mức độ ô nhiễm do các chất hữu cơ cũng cao, hơn nữa, nồng độ sắt trong nước dưới đất của một số khu vực khác như: Linh Trung, Trường Thọ (Thủ Đức), Tân Tạo (Bình Chánh),… cũng rất đáng lo ngại. Nồng độ sắt nằm trong khoảng từ 11,76 - 27,83 mg/L vượt tiêu chuẩn cho phép theo QCVN 09MT:2015/BTNMT đến gần 50 lần [15]. Nồng độ amoni trong nước dưới đất tại một số địa phương giai đoạn 2014-2015 [7] Bảng 1. Nồng độ chất ô nhiễm trong nước dưới đất tại một số địa phương Chất ô nhiễm trong nước dưới đất 5 Tnh/ Quận/ TDS Asts Fe ts Mnts NH 4+ Thành huyện (mg/l) (mg/l) (mg/l) (mg/l) (mg/l) ph Vĩnh Trụ 881,9 0,348 18,1 0,7 21,7 (Lý Nhân) Hòa Hậu 973,2 0,325 23,1 0,7 38,4 Hà Nam (Lý Nhân) [18] Nhân Đạo 856,9 0,051 40,8 0,8 - (Lý Nhân) Bồ Đề 1836,5 0,211 23,9 0,8 94,6 (Bình Lục) Hà Đông - - - - 70,0 Hà Nội Hoài Đức - - - - 42,0 [9], [19], [20] Hoàng Mai - - - - 18,5 Khu vực - 0,1 - 0,54 0,25 - 49,4 0,1 - 8,1 20 – 80 đông nam Tp.
Hồ Chí Quận 12 200 - 450 - 0,2 – 4,5 - 0,2 -2,8 Minh [21], [22] Hóc Môn - - - - 68,7 QCVN 09- 1.500 0,05 5 0,5 1 MT:2015/BTNMT Ghi chú: dấu “ - ” thể hiện không có hoặc không xác định. Không chỉ ở Việt Nam, trên thế giới việc nước dưới đất bị ô nhiễm do amoni cũng đang diễn ra, cả ở những nước phát triển và đang phát triển. Một số nghiên cứu gần đây báo cáo phát hiện nồng độ amoni cao hơn nhiều lần so với tiêu chuẩn của Tổ chức Y tế Thế giới WHO (1,5 mg/L) như: Trung Quốc (0 – 16,75 mg/L) [16]; Palestine (0,2 – 9,2 mg/L) [17]; Montana Hoa Kỳ (4,0 mg/L) [18],. Nước dưới đất được xử lý bằng bể lọc cát thông thường vẫn chứa nhiều chất ô nhiễm như asen, sắt, mangan, amoni, vượt quá giới hạn nồng độ tiêu chuẩn cho phép.
Do đó đòi hỏi cần áp dụng các phương pháp xử lý amoni trong nước phù hợp. Nguyên nhân ô nhiễm amoni trong nước dưới đất Kết quả của những hoạt động địa chất (xóa mòn, xâm thực,…) đã hình thành nên tầng chứa nước cuội sỏi Đệ Tứ. Đây là nguồn nước chính được khai thác để cung cấp nước sinh hoạt cho các hoạt động sống của con người. Tầng Đệ Tứ bao gồm nhiều loại kiến tạo với các loại trầm tích khác nhau về nguồn gốc.
Nhưng nhìn chung các tầng này đều có chứa các hạt than bùn, đất có lẫn các hợp chất hữu cơ. Khả năng di chuyển chất bẩn vào tầng nước có liên quan chặt chẽ đến thành phần 6 hạt. Hạt càng thô tính lưu thông càng lớn, khả năng hấp thụ nhỏ, các chất bẩn di chuyển dễ dàng, đối với hạt mịn thì ngược lại. Thông thường nguồn nước dưới đất được cho rằng ít bị ô nhiễm chất hữu cơ, amoni,.
mà thường bị nhiễm các kim loại như: sắt, asen, mangan,. do nước mặt thấm qua các tầng địa chất, các chất ô nhiễm hữu cơ hay amoni bị chặn lại, các kim loại do có sẵn trong các túi nước dưới đất nên mới có thể đi vào trong nước dưới đất. Tuy nhiên, thực tế vì nhiều nguyên nhân, các chất hữu cơ, amoni cũng có thể đi vào trong nước dưới đất. Amoni trong nước dưới đất có nguồn gốc chủ yếu từ hai nguồn chính là: từ nitơ trong chất rắn và amoni trong nước mặt.
Có rất nhiều loại chất rắn chứa nitơ khi phân hủy tạo thành amoni điển hình như: phân bón hữu cơ, thuốc trừ sâu, hoá chất, xác động thực vật, các bãi chôn lấp không hợp vệ sinh,. nước mặt khi thấm vào đất có thể cuốn theo amoni trong các chất thải xuống các mạch nước dưới đất [24] [25] [26] [27]. Hiện nay, do sự phát sinh quá mức chất thải rắn, sử dụng quá nhiều phân bón hữu cơ, thuốc trừ sâu, hóa chất,. dẫn đến nước dưới đất bị nhiễm amoni với nồng độ cao.
Vì vậy, một trong những giải pháp xử lý amoni trong nước là quản lý thật tốt chất thải rắn phát sinh. Ngoài các tác nhân trên, amoni còn có thể còn có nguồn gốc từ các mỏ khoáng sản (than bùn) trong lòng đất [28]. Sự ô nhiễm amoni trong nước dưới đất còn do amoni trong nước mặt. Do các đặc điểm địa chất, các đoạn nứt gãy của lớp vỏ trái đất, đôi khi là do các giếng nước dưới đất tự phát của người dân khi không còn sử dụng, không có biện pháp lấp giếng hợp lý.
Thông qua các kẽ nứt này, nước mặt bị ô nhiễm amoni có thể đi vào mạch nước dưới đất gây ô nhiễm nguồn nước dưới đất.