i ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM NGUYỄN THỊ THUỲ DUNG ĐÁNH GIÁ THỰC TRẠNG Ô NHIỄM ARSEN TRONG NƢỚC NGẦM TRÊN ĐỊA BÀN THÀNH PHỐ THÁI NGUYÊN LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP Thái Nguyên - 2012 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn ii ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM NGUYỄN THỊ THUỲ DUNG ĐÁNH GIÁ THỰC TRẠNG Ô NHIỄM ARSEN TRONG NƢỚC NGẦM TRÊN ĐỊA BÀN THÀNH PHỐ THÁI NGUYÊN Chuyên ngành : Khoa học Môi trƣờng Mã số : 60 44 03 01 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: TS. Phan Thị Thu Hằng Thái Nguyên - 2012 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn iii LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan Bản luận văn tốt nghiệp này là công trình nghiên cứu thực sự của cá nhân tôi, được thực hiện trên cơ sở nghiên cứu lý thuyết, nghiên cứu khảo sát và phân tích từ thực tiễn dưới sự hướng dẫn khoa học của TS. Phan Thị Thu Hằng. Tôi xin cam đoan rằng số liệu và kết quả nghiên cứu được trình bày trong luận văn này là hoàn toàn trung thực và chưa được sử dụng để bảo vệ cho một học vị nào, phần trích dẫn tài liệu tham khảo đều được ghi rõ nguồn gốc. Thái Nguyên, ngày 08 tháng 12 năm 2012 Ngƣời viết cam đoan Nguyễn Thị Thuỳ Dung Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn iv LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành luận văn này tôi đã nhận được sự giúp đỡ của các thầy cô giáo, các phòng ban và các đơn vị trong và ngoài trường. Trước tiên tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến cô giáo TS. Phan Thị Thu Hằng - Giảng viên Khoa Tài nguyên & Môi trường, Trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên đã tận tình hướng dẫn, chỉ bảo và giúp đỡ tôi trong suốt quá trình thực hiện luận văn này. Tôi xin chân thành cảm ơn các thầy giáo, cô giáo Khoa Tài nguyên và Môi trường, Khoa Sau Đại học, các phòng ban và trung tâm của Trường Đại học Nông Lâm, Đại học Thái Nguyên đã hướng dẫn, tạo điều kiện và giúp đỡ tôi trong thời gian tiến hành đề tài. Cuối cùng tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới gia đình, người thân, bạn bè, đồng nghiệp đã quan tâm động viên tôi trong suốt quá trình nghiên cứu và thực hiện đề tài này. Tôi xin chân thành cảm ơn! Thái Nguyên, ngày 08 tháng 12 năm 2012 Tác giả luận văn Nguyễn Thị Thuỳ Dung Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn v MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN i LỜI CẢM ƠN iv MỤC LỤC v DANH MỤC CÁC TỪ, CỤM TỪ VIẾT TẮT viii DANH MỤC CÁC BẢNG ix DANH MỤC CÁC HÌNH x MỞ ĐẦU 1 1. Tính cấp thiết của vấn đề nghiên cứu 1 2. Mục tiêu nghiên cứu 2 3. Ý nghĩa của đề tài 2 CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 3 1.1. Vai trò của nước đối với đời sống và sản xuất 3 1.2. Tình hình khai thác và sử dụng nước trên thế giới và ở Việt Nam 5 1.2.1. Tình hình khai thác và sử dụng nước ngầm trên thế giới 5 1.2.2. Tình hình khai thác và sử dụng nước ngầm ở Việt Nam 6 1.3. Khái quát chung về arsen 8 1.3.1. Vị trí, cấu hình và trạng thái tự nhiên 8 1.3.2. Tính chất của arsen 8 1.3.2.1. Tính chất vật lý 8 1.3.2.2. Tính chất hoá học 9 1.3.3. Các dạng tồn tại của arsen 9 1.3.4. Độc tính của arsen 14 1.3.4.1. Con đường xâm nhập và cơ chế gây độc với cơ thể con người 14 1.3.4.2. Ảnh hưởng của arsen đến sức khỏe 15 1.4. Hiện trạng ô nhiễm arsen trên thế giới và ở Việt Nam 18 1.4.1. Nguồn gốc sự ô nhiễm arsen 18 1.4.3. Hiện trạng ô nhiễm arsen trong nước tại Việt Nam 21 CHƢƠNG 2: NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 25 2.1. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 25 2.1.1. Đối tượng nghiên cứu 25 2.1.2. Phạm vi nghiên cứu 25 2.2. Thời gian và địa điểm nghiên cứu 25 2.1.1. Thời gian nghiên cứu 25 2.1.2. Địa điểm nghiên cứu 25 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn vi 2.3. Nội dung nghiên cứu 25 2.4. Phương pháp nghiên cứu 25 2.4.1. Phương pháp thu thập số liệu thứ cấp 25 2.4.2. Phương pháp kế thừa 26 2.4.3. Phương pháp điều tra thực địa 26 2.4.4. Phương pháp lấy mẫu nước đánh giá mức độ ô nhiễm As 27 2.4.5. Phương pháp thống kê và xử lý số liệu 28 CHƢƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 29 3.1. Điều kiện tự nhiên - kinh tế xã hội của thành phố Thái Nguyên 29 3.1.1. Điều kiện tự nhiên 29 3.1.1.1. Vị trí địa lý 29 3.1.1.2. Điều kiện khí hậu 29 3.1.1.3. Tài nguyên đất 30 3.1.1.4. Tài nguyên khoáng sản 32 3.1.2. Điều kiện kinh tế - xã hội của thành phố Thái Nguyên 33 3.1.2.1. Dân số và lao động 33 3.1.2.2. Thực trạng phát triển kinh tế 34 3.1.2.3. Thực trạng phát triển các ngành kinh tế 35 3.1.2.4. Thực trạng phát triển cơ sở hạ tầng 37 3.1.2.5. Văn hoá xã hội, y tế, giáo dục 38 3.1.3. Nhận xét chung về điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội của thành phố Thái Nguyên 39 3.1.3.1. Thuận lợi 39 3.1.3.2. Khó khăn 39 3.2. Hiện trạng khai thác và sử dụng tài nguyên nước của thành phố Thái Nguyên 41 3.2.1. Trữ lượng nước 41 3.2.1.1. Nước mặt 41 3.2.1.2. Nước dưới đất 42 3.2.1.3. Nước mưa 44 3.2.2. Thực trạng nước dưới đất 44 3.2.3. Tình hình khai thác, sử dụng và quản lý tài nguyên nước 46 3.2.3.1. Tình hình khai thác 46 3.2.3.2. Hiện trạng sử dụng tài nguyên nước 51 3.2.3.3. Hiện trạng sử dụng nước giếng tại thành phố Thái Nguyên 56 3.2.3.4. Công tác quản lý, kiểm soát nguồn nước ngầm 60 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn vii 3.2.4. Đánh giá chung thuận lợi và khó khăn trong công tác quản lý, sử dụng tài nguyên nước trên địa bàn thành phố Thái Nguyên 63 3.2.4.1. Thuận lợi 63 3.2.4.2. Khó khăn 63 3.3. Đánh giá mức độ ô nhiễm arsen trong nước ngầm tại Thành phố Thái Nguyên 64 3.3.1. Thực trạng hàm lượng arsen trong nước ngầm tại khu vực phía Bắc thành phố Thái Nguyên 64 3.3.2. Thực trạng hàm lượng arsen trong nước ngầm tại khu vực trung tâm thành phố Thái Nguyên 66 3.3.3. Thực trạng hàm lượng arsen trong nước ngầm tại khu vực phía Tây thành phố Thái Nguyên 69 3.3.4. Thực trạng hàm lượng arsen trong nước ngầm tại khu vực phía Nam thành phố Thái Nguyên 71 3.3.5. Đánh giá thực trạng hàm lượng arsen trên toàn địa bàn thành phố Thái Nguyên 73 3.4. Đề xuất các giải pháp quản lý, khai thác và sử dụng hợp lý nguồn nước trên địa bàn thành phố Thái Nguyên 76 3.4.1. Đề xuất giải pháp quản lý hiệu quả 76 3.4.2. Đề xuất giải pháp khai thác và sử dụng hợp lý nguồn nước 76 3.4.2.1. Sử dụng tiết kiệm 76 3.5.2.2. Sử dụng nguồn nước sạch 77 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 78 1. Kết luận 78 2. Kiến nghị 79 TÀI LIỆU THAM KHẢO 81 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn viii DANH MỤC CÁC TỪ, CỤM TỪ VIẾT TẮT Ký hiệu Tiếng Anh Tiếng Việt BVTV Bảo vệ thực vật CN - TTCN Công nghiệp - tiểu thủ công nghiệp DPHE The Department of Public Health Engineering Cục Kỹ thuật Y tế cộng đồng DS - KHHGĐ Dân số - kế hoạch hoá gia đình DTTN Diện tích tự nhiên EEC European Economic Community Cộng đồng kinh tế Châu Âu EPA Environmental Protection Agency Cơ quan bảo vệ môi trường Mỹ EU European Union Liên minh Châu Âu IARC International Agency for Research on Cancer Cơ quan quốc tế nghiên cứu bệnh Ung thư TDMNBB Trung du miền núi Bắc bộ UBND Uỷ ban Nhân dân UNDP United Nations Development Programme Chương trình phát triển Liên Hợp Quốc UNEP United nations environment programme Chương trình môi trường liên Hợp Quốc UNICEF United Nations Children's Fund Quỹ Nhi đồng Liên Hợp Quốc WB World Bank Ngân hàng thế giới WHO World Health Organization Tổ chức Y tế Thế giới WRI World Resources Institute Viện tài nguyên Thế giới Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn ix DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1: Hiện trạng khai thác và sử dụng nước dưới đất của các nước trên thế giới 6 Bảng 1.2: Một số dạng arsen trong các đối tượng sinh học và môi trường 10 Bảng 1.3: Hàm lượng arsen trong nước một số vùng ở Việt Nam 23 Bảng 3.1: Kết quả phát triển kinh tế - xã hội của thành phố Thái Nguyên 34 Bảng 3.2: Tình hình sản xuất nông nghiệp từ năm 2009 - 2011 35 Bảng 3.3: Tổng hợp các điểm khai thác, sử dụng nước dưới đất khu vực thành phố Thái Nguyên 47 Bảng 3.4: Các điểm khai thác nước dưới đất quy mô tập trung 48 Bảng 3.5: Số liệu thống kê các giếng khoan đã được cấp phép cho các cơ sở vừa và nhỏ 50 Bảng 3.6: Nhu cầu dùng nước khu công nghiệp phía Bắc và phía Nam 52 Bảng 3.7: Tình hình sử dụng nước cho sinh hoạt của người dân 54 Bảng 3.8: Sản lượng nước theo đối tượng sử dụng từ năm 2009 - 2011 55 Bảng 3.9: Hiện trạng sử dụng nước giếng tại thành phố Thái Nguyên 56 Bảng 3.10: Các hình thức xử lý nước được áp dụng tại các hộ gia đình trên địa bàn thành phố Thái Nguyên 58 Bảng 3.11: Hàm lượng As trong nước ngầm tại khu vực phía Bắc của thành phố Thái Nguyên 65 Bảng 3.12: Hàm lượng As trong nước ngầm tại khu vực trung tâm của thành phố Thái Nguyên 66 Bảng 3.13: Hàm lượng As trong nước ngầm tại khu vực phía Tây của thành phố Thái Nguyên 69 Bảng 3.14: Hàm lượng As trong nước ngầm tại khu vực phía Nam của thành phố Thái Nguyên 71 Bảng 3.15: Hàm lượng As trong nước ngầm lần 2 tại các điểm giếng bị ô nhiễm As theo kết quả phân tích lần 1 75 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn x DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1.1: Sơ đồ vòng tuần hoàn của arsen trong môi trường 11 Hình 1.2: Các con đường xâm nhập của arsen vào cơ thể người 15 Hình 1.3: Bản đồ các khu vực bị nhiễm arsen ở Việt Nam 24 Hình 3.1: Biểu đồ thể hiện tình trạng sử dụng nước giếng tại thành phố Thái Nguyên 57 Hình 3.2: Biểu đồ thể hiện hiện trạng sử dụng hệ thống xử lý nước giếng tại các hộ gia đình trên địa bàn thành phố Thái Nguyên 59 Hình 3.3: Biểu đồ thể hiện hàm lượng As trong nước ngầm tại khu vực phía Bắc thành phố Thái Nguyên 65 Hình 3.4: Biểu đồ thể hiện hàm lượng As trong nước ngầm tại khu vực Trung tâm thành phố Thái Nguyên 68 Hình 3.5: Biểu đồ thể hiện hàm lượng arsen trong nước ngầm tại khu vực phía Tây thành phố Thái Nguyên 70 Hình 3.6: Biểu đồ thể hiện hàm lượng As trong nước ngầm tại khu vực phía Nam thành phố Thái Nguyên 72 Hình 3.7: Biểu đồ thể hiện hàm lượng As trong nước ngầm tại các khu vực trên địa bàn thành phố Thái Nguyên 74 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn [...]... lượng arsen trong hệ thống nước ngầm tại thành phố để từ đó có biện pháp quản lý và sử dụng đảm bảo an toàn đối với sức khoẻ con người 2 Mục tiêu nghiên cứu - Đánh giá hiện trạng khai thác và sử dụng tài nguyên nước trên địa bàn thành phố Thái Nguyên - Đánh giá mức độ ô nhiễm arsen trong nước ngầm và khoanh vùng những khu vực bị ô nhiễm arsen trên địa bàn thành phố Thái Nguyên - Đề xuất biện pháp quản... dung 1: Điều kiện tự nhiên - kinh tế xã hội của thành phố Thái Nguyên Nội dung 2: Hiện trạng khai thác và sử dụng tài nguyên nước của thành phố Thái Nguyên Nội dung 3: Đánh giá mức độ ô nhiễm arsen trong nước ngầm và khoanh vùng ô nhiễm arsen trong nước ngầm tại thành phố Thái Nguyên Nội dung 4: Đề xuất biện pháp quản lý và sử dụng hợp lý nguồn nước ngầm 2.4 Phƣơng pháp nghiên cứu 2.4.1 Phƣơng pháp... thải công nghiệp, nông nghiệp và phế thải ô thị… Xu hướng ô nhiễm có chiều hướng ngày càng gia tăng cả về số lượng, diện tích nếu không có biện pháp xử lý triệt để Xuất phát từ yêu cầu thực tiễn đó, tôi tiến hành nghiên cứu đề tài: Đánh giá thực trạng ô nhiễm arsen trong nước ngầm trên địa bàn Thành phố Thái Nguyên để đưa ra những dẫn liệu về tình hình ô nhiễm và sự phân bố hàm lượng arsen trong. .. cứu Nước ngầm trên địa bàn thành phố Thái Nguyên Kim loại nặng arsen 2.1.2 Phạm vi nghiên cứu Đề tài được tiến hành nghiên cứu tại 28 phường/xã trên địa bàn thành phố Thái Nguyên, tỉnh Thái Nguyên 2.2 Thời gian và địa điểm nghiên cứu 2.1.1 Thời gian nghiên cứu Đề tài được tiến hành nghiên cứu từ tháng 8 năm 2011 đến tháng 10 năm 2012 2.1.2 Địa điểm nghiên cứu Đề tài được thực hiện tại Thành phố Thái Nguyên. .. mẫu nước để có được những thông tin mang tính trung thực về một số hoạt động công nghiệp, khai thác khoáng sản trong địa bà Phỏng vấn đối với cán bộ thuộc UBND các phường/xã tại thành phố Thái Nguyên để biết được thông tin liên quan đến hiện trạng sử dụng nước giếng và nước máy của các hộ gia đình trong địa bàn quản lý Phỏng vấn cán bộ thuộc phòng DS – KHHGĐ thành phố Thái Nguyên, phòng Tài nguyên Môi... dạng chủ yếu của As trong môi trường nước là bốn dạng As(III), As(V), DMA và MMA, trong đó hai dạng arsen vô cơ có độc tính mạnh hơn arsen hữu cơ, do đó sự methyl hoá arsen vô cơ được xem là một phản ứng khử độc arsen (Vahter, 2002) [12], [47] Hàm lượng As trong nước ngầm phụ thuộc vào tính chất và trạng thái môi trường địa hóa As tồn tại trong nước ngầm ở dạng H2AsO4- (trong môi trường pH axit đến... độ arsen lên tới 550μg/l (Nguyen, 2008) [50] Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 19 Arsen là một nguyên tố không chỉ có trong nước mà còn có trong không khí, đất, thực phẩm và có thể xâm nhập vào cơ thể con người, nguyên nhân chủ yếu khiến nước ngầm ở nhiều vùng thuộc nước ta nhiễm arsen là do cấu tạo địa chất [52] * Hoạt động nhân sinh Một phần nước bị ô nhiễm. .. sinh nước ăn uống Ngay tại Hà Nội, nước ngầm bị nhiễm arsen đã được phát hiện từ năm 1996 Có thể thấy tình trạng ô nhiễm arsen trong nguồn nước giếng tại các địa phương là rất nghiêm trọng [18], [21], [39], [50] Đầu những năm 1990 vấn đề ô nhiễm arsen ở Việt Nam đã được biết đến qua các nghiên cứu của Viện Địa chất của Liên đoàn địa chất về đặc điểm địa chất thuỷ văn và đặc điểm phân bố arsen trong. .. và sử dụng hợp lý tài nguyên nước góp phần giảm nhẹ ô nhiễm arsen tại thành phố Thái Nguyên 3 Ý nghĩa của đề tài * Ý nghĩa khoa học Qua kết quả nghiên cứu phân tích hàm lượng arsen trong hệ thống nước ngầm sẽ góp phần làm sáng tỏ về hiện trạng chất lượng nước tại khu vực Thành phố Thái Nguyên Đề tài là một tư liệu tham khảo phục vụ học tập và nghiên cứu khoa học sau này * Ý nghĩa thực tiễn Những kết... sử dụng nước ăn từ nước giếng khoan bị nhiễm arsen (Hồ Vương Bính và cs, 2000) [3] Là một trong những trung tâm công nghiệp lớn ở Việt Nam, thành phố Thái Nguyên cũng là một địa bàn có dấu hiệu ô nhiễm arsen tại một số khu vực Nơi đây tập trung nhiều nhà máy xí nghiệp lớn như Nhà máy gang thép Thái Nguyên, Nhà máy Giấy Hoàng Văn Thụ, Nhà máy điện Cao Ngạn…lượng nước thải từ các nhà máy đổ ra môi trường . Đánh giá hiện trạng khai thác và sử dụng tài nguyên nước trên địa bàn thành phố Thái Nguyên. - Đánh giá mức độ ô nhiễm arsen trong nước ngầm và khoanh vùng những khu vực bị ô nhiễm arsen trên. thực trạng ô nhiễm arsen trong nước ngầm trên địa bàn Thành phố Thái Nguyên để đưa ra những dẫn liệu về tình hình ô nhiễm và sự phân bố hàm lượng arsen trong hệ thống nước ngầm tại thành phố. lượng arsen trong nước ngầm tại khu vực phía Tây thành phố Thái Nguyên 69 3.3.4. Thực trạng hàm lượng arsen trong nước ngầm tại khu vực phía Nam thành phố Thái Nguyên 71 3.3.5. Đánh giá thực trạng