MỞ ĐẦU 1. Nƣớc là tài sản chung của nhân loại, là một trong bốn nhân tố tạo nên môi trƣờng, có vai trò quan trọng trong việc đảm bảo sự sống của con ngƣời và sinh vật. Không có nƣớc thì sự sống của muôn loại trên hành tinh không thể tồn tại đƣợc. Con ngƣời khai thác từ các nguồn từ các nguồn tự nhiên và sử dụng cho nhiều mục đích khác nhau nhƣ phục vụ ăn uống sinh hoạt của chính con ngƣời, nƣớc dùng cho các mục đích hoạt động nông nghiệp, cho sản xuất, cho sản xuất công nghiệp, cho các hoạt động giao thông, cho rất nhiều các hình thức dịch vụ.
Nƣớc sử dụng cho những mục đích trên lại đƣợc thải lại vào chính nguồn nƣớc nơi mà con ngƣời đã khai thác cho mục đích sử dụng của mình. Tất cả những hoạt động đó do thiếu quản lý hay hiểu biết đã dẫn đến tình trạng ô nhiễm nguồn nƣớc và ở nhiều lúc, nhiều nơi đã trở nên trầm trọng. Trong bối cảnh nƣớc ta đang trong quá trình công ngiệp hóa hiên đại hóa đất nƣớc, phát triển kinh tế về tất cả các lĩnh vực nông nghiệp, công nghiệp, dịch vụ, giao thông… kéo theo hàng loạt các vấn đề về môi trƣờng ô nhiễm đất, ô nhiễm nƣớc, ô nhiễm không khí đang diễn ra hết sức phức tạp không chỉ riêng đối với Việt Nam mà còn là tình trạng chung của các nƣớc đang phát triển với. Công nghệ kém phát triển ý thức của con ngƣời đã và đang đe dọa đến chinh sức khỏe của chúng ta.
Tỷ lệ mắc các bệnh nguy hiểm ngày càng tăng cao tỷ lệ thuận với tình trạng ô nhiêm môi trƣờng. Trong đó đáng lo ngại nhất là ô nhiễm môi trƣờng nƣớc. Môi trƣờng nƣớc hiện nay đang trong tình trạng báo động trên thế giới và riêng Việt Nam vấn đề ô nhiễm nƣớc đã và đang bị ô nhiễm cực kỳ nghiêm trọng. Việt Nam có nguồn nƣớc ngầm khá phong phú về trữ lƣợng và khá tốt về chất lƣợng.
Nƣớc ngầm thƣờng tồn tại ở các lỗ hổng và các khe nứt của đất đá đƣợc tạo thành trong giai đoạn trầm tích hoặc do sự thẩm thấu, thấm của nguồn nƣớc mặt nƣớc mƣa. nƣớc ngầm có thể tồn tại cách mặt đất vài met, vài chục mét, vài trăm mét. Đối với hệ thống cấp nƣớc cộng đồng thì nguồn nƣớc ngầm luôn là nguồn n nƣớc đƣợc ƣa thích. Bởi vì, các nguồn nƣớc mặt thƣờng bị ô nhiểm là lƣu lƣợng khai thác phải phụ thuộc vào sự biến động theo mùa.
Nguồn nƣớc it chịu ảnh hƣởng bởi các tác động của con ngƣời. Chất lƣợng nƣớc ngầm thƣờng tốt hơn chất lƣợng nƣớc mặt rất nhiều. Trong nƣớc ngầm dƣờng nhƣ không có các hạt keo, hạt lơ lửng và vi sinh, vi trùng gây bệnh thấp. Nhƣng ngày nay tình trạng ô nhiềm nguồn và suy thoái nƣớc ngầm đang diễn ra rất phổ biến tại khu vực đô thị và các thành phố lớn trên thế giới.
Không ít nguồn nƣớc ngầm đã bị ô nhiễm do tác động của con ngƣời đã bị ô nhiểm bởi các chất hữu cơ khó phân hủy, vi khuẩn, nhất là các chất độc hại nhiểm kim loại nặng (Pb, As, Fe, Cd, Mn,.) gây ảnh hƣởng rất nghiêm trọng tới sức khỏe con ngƣời. Đặc biệt là Asen, sự tích luỹ Asen vào cơ thể trong thời gian dài kể cả ở hàm lƣợng thấp cũng gây nên nhiều tác hại cho sức khoẻ. Phần lớn sự nhiễm độc Asen thông qua việc sử dụng nguồn nƣớc, lƣơng thực, thực phẩm ở những vùng đất, nƣớc, không khí nhiễm Asen. Khi bị nhiễm độc Asen thì sẽ gây ra sự thay đổi sắc tố da, hình thành các vết cứng trên da, ung thƣ da, ung thƣ phổi, ung thƣ thận và bàng quang, cũng nhƣ có thể dẫn tới hoại tử thậm chí có thể tử vong.
Đáng lo ngại là hiện nay chƣa có biện pháp hiệu quả để điều trị những căn bệnh nguy hiểm này. Hơn nữa, phần lớn dân số ở nông thôn đang sử dụng trực tiếp nƣớc ngầm (giếng khoan) để phục vụ cho sinh hoạt mà không qua xử lý hoặc chỉ đƣợc xử lý đơn giản để loại bỏ Asen nếu có. Xuất phát từ những vấn đề nêu trên, đƣợc sự đồng ý của Ban chủ nhiệm khoa Môi trƣờng - Trƣờng Đại học Nông lâm Thái Nguyên, cũng với sự hƣớng dẫn của cô giáo Th. Nguyễn Thị Huệ, em đã tiến hành thực hiện đề tài: “Nghiên cứu xử lý Asen trong nước ngầm bằng mô hìnhNL1 tại xã Đồng Tiến, huyện Phổ Yên, tỉnh Thái Nguyên ” 1.
Mục đích nghiên cứu của đề tài - Khảo sát hiện trạng nhiễm asen trong nƣớc ngầm tại xã Đồng Tiến. - Nghiên cứu, đánh giá đƣợc hiệu quả của mô hình sau khi xử lý nƣớc nhiễm As. Yêu cầu của đề tài - Lắp đặt hệ thống thí nghiệm xử lý asen trong nƣớc ngầm bằng mô hình NL1 - Lấy mẫu, phân tích hàm lƣợng asen trong nƣớc ngầm đầu vào và nƣớc sau khi qua hệ thống thí nghiệm. - So sánh, đánh giá kết quả phân tích hàm lƣợng asen trong nƣớc ngầm trƣớc và sau xử lý, đƣa ra đƣợc hiệu suất xử lý.
- Đánh giá hiệu suất xử asen trong nƣớc ngầm trong thời gian lọc khác nhau - Các kết quả phân tích asen phải đƣợc so sánh với QCVN 01:2009/BYT. - Thông tin và số liệu thu thập đƣợc phải đảm bảo tính chính xác, trung thực, khách quan. - Giải pháp kiến nghị đƣa ra phải thực tế và khả thi. Ý nghĩa của đề tài 1.
Ý nghĩa trong học tập Nghiên cứu đề tài giúp chúng ta thu thập đƣợc những kinh nghiệm và kiến thức thực tế, củng cố và hoàn thiện kiến thức đã học, biết cách thực hiện một đề tài nghiên cứu khoa học và hoàn thành khóa luận tốt nghiệp. Ý nghĩa trong thực tiễn Ứng dụng kiến thức đã học, xây dƣ̣ng và áp du ̣ng thành công cá c mô hình xƣ̉ lý nguồn nƣớc ngầm bị nhiễm asen ph ục vu ̣ cho nhu cầ u cấ p thiế t hiê ̣n nay của các hô ̣ gia đình. Giúp ngƣời dân thấy đƣợc hiện trạng môi trƣờng nƣớc đang bị ô nhiễm từ đó nâng cao ý thức, trách nhiệm của mình đối với môi trƣờng xung quanh. n Phần 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2.
Cơ sở khoa học về đề tài 2.Nước ngầm là gì? Nƣơc ngầm là môt loại nƣớc dƣới đất, tích lũy trong các lớp đất đá trầm tích bở rời nhƣ cặn, san, cát bột kết, trong cac khe nứt, hang caxtơ ƣới bề mặt trái đất có thể khai thác cho hoạt động sống của con ngƣời. Theo độ sâu phân bố có thể chia nƣớc ngầm tầng mặt và nƣớc ngầm tầng sâu. Đặc điểm chung của nƣớc ngầm là khả năng di chuyển nhanh trong các lớp đất xốp tạo thành dòng chảy ngầm theo địa hình. Nƣớc ngầm tầng mặt thƣờng không có lớp ngăn cách với địa hình bề mặt.
Do vậy, thành phần và mực nƣớc biến đổi nhiều phụ thuộc vào trạng thái của nƣớc mặt. Loại nƣớc ngầm tằng mặt rất dễ bị ô nhiễm. Nƣớc ngầm tầng sâu thƣờng nằm trong lớp đất đá xốp đƣợc ngăn cách bên trên và lớp dƣới bởi các lớp không thấm nƣớc.Theo không gian phân bố một nƣớc ngầm tầng sâu thƣờng có 3 vùng chức năng: + Vùng thu nhận + vùng chuyển tải nƣớc + Vùng khai thác nƣớc có áp Khoảng cách giữa vùng thu nhận và vùng khai thác thƣờng khá xa từ vài chục tới vài trăm km. Các lỗ khoan nƣớc ở vùng khai thác thƣờng có áp lực.
Đây là loại nƣớc ngầm có chất lƣợng nƣớc tốt có lƣu lƣợng ổn định. Trong các khu vực phát triển đã Cabonat thƣờng tồn tại loại nƣớc ngầm caxtơ di chuyển theo các khe nứt caxtơ. Trong các dài cổn cát ven biển thƣờng tồn tại các thấu kính nƣớc ngọt nằm trên mực nƣớc biển. Cơ sở lý luận Để loại bỏ asen trong nƣớc ngầm có thể ứng dụng nhiều phƣơng pháp nhƣ keo tụ, kết tủa, hấp phụ, lọc, trao đổi ion, thẩm thấu ngƣợc, điện thẩm tách…Tuy nhiên hầu hết các công nghệ này chỉ áp dụng với hệ xử lý công suất lớn, chỉ có ít công nghệ có thể áp dụng ở cộng đồng nhỏ và hộ gia đình.
n Ở Việt Nam, phần lớn dân số dùng nƣớc giếng khoan với quy mô hộ gia đình. Kết quả nghiên cứu còn cho thấy asen thƣờng xuất hiện đồng thời với nơi nồng độ sắt cao. Nồng độ sắt trong nƣớc ngầm tƣơng đối cao khoảng từ 1 - 30 mg/l. Vì vậy, chúng ta hoàn toàn có thể kết hợp xử lý asen cùng với quá trình xử lý sắt bằng mô hình NL1 loại bỏ kim loại di động (Fe2+, Mn2+, Ca2+, As3+ .)có trong nƣớc bằng phƣơng pháp tự oxy hóa, lọc và hấp phụ.
Sắt trong nƣớc thƣờng tồn tại dƣới dạng sắt (II), dƣới tác dụng của các vi sinh vật oxy hoá, sắt (II) sẽ chuyển hoá thành sắt (III) kết tủa tạo thành những chất keo bám vào bề mặt các hạt vật liệu lọc và tạo thành các hạt keo tụ, asen trong nƣớc sẽ bám vào bề mặt các hạt keo tụ này và bị loại ra khỏi nƣớc. Vận dụng nguyên lý đó, em đã nghiên cứu khả năng xử lý asen trong nƣớc ngầm bằng mô hình NL1 kết hợp than hoạt tính với thời gian lọc khác nhau. Cơ sở pháp lý - Luật Bảo vệ môi trƣờng năm 2014 đƣợc Quốc hội nƣớc Cộng hoà xã hội chủ nghĩa Việt Nam khoá XIII, kỳ họp thứ 7 thông qua ngày 23/06/2014 và có hiệu lực thi hành từ ngày 01/01/2015. - Luật Tài nguyên nƣớc số: 17/2012/QH13 đƣợc Quốc hội nƣớc Cộng hoà xã hội chủ nghĩa Việt Nam khoá XIII, kỳ họp thứ 3 thông qua ngày 26/12/2012 và có hiệu lực thi hành từ ngày 01/01/2013.
- Nghị định số 117/2007/NĐ - CP ngày 11/07/2007 của Chính Phủ về sản xuất, cung cấp và tiêu thụ nƣớc sạch. - Nghị định số 19/2015/NĐ-CP ngày 14/02/2015 của Chính phủ về việc quy định chi tiết và hƣớng dẫn thi hành một số điều của Luật Bảo vệ môi trƣờng. - Quyết định số 09/2005/QĐ - BYT ngày 11/03/2005 của Bộ trƣởng Y tế về việc ban hành tiêu chuẩn ngành: Tiêu chuẩn vệ sinh nƣớc sạch. - Quyết định 17/2005/TT-BTNMT ngày 12/10/2006 của Bộ trƣởng Bộ Tài nguyên và môi trƣờng về việc ban hành quy định việc cấp phát hành nghề khoan nƣớc dƣới đất.
n - Quyết định số 22/2006/QĐ - BTNMT ngày 18/12/2006 của Bộ Tài nguyên và môi trƣờng về bắt buộc áp dụng TCVN về môi trƣờng. - Quyết định 13/2007/QĐ-BTNMT ngày 04/09/2007 của Bộ trƣởng Bộ tài nguyên môi trƣờng quy định về việc điều tra đánh giá tài nguyên nƣớc dƣới đất. - Thông tƣ 05/2005/TT-BTN-MT ngày 17/03/2005 của Bộ trƣởng Bộ tài nguyên và môi trƣờng hƣớng dẫn thực hiện NĐ xử phạt vi phạm hành chính trong lĩnh vực tài nguyên nƣớc.