ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN - - Trần Thị Mai NGHIÊN CỨU CÁC ĐẶC ĐIỂM HÓA LÝ CỦA NƯỚC NGẦM TẠI HAI MẶT CẮT THUỘC HUYỆN PHÚC THỌ, PHÍA NAM SƠNG HỒNG - HÀ NỘI GĨP PHẦN GIẢI THÍCH NGUN NHÂN HÌNH THÀNH Ơ NHIỄM ASEN TĨM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Hà Nội – 2015 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN - Trần Thị Mai NGHIÊN CỨU CÁC ĐẶC ĐIỂM HÓA LÝ CỦA NƯỚC NGẦM TẠI HAI MẶT CẮT THUỘC HUYỆN PHÚC THỌ, PHÍA NAM SƠNG HỒNG – HÀ NỘI GĨP PHẦN GIẢI THÍCH NGUN NHÂN HÌNH THÀNH Ơ NHIỄM ASEN Chuyên ngành: Khoa học Môi trường Mã số: 60440301 TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS Phạm Thị Kim Trang Hà Nội - 2015 TÓM TẮT LUẬN VĂN Họ tên học viên: Trần Thị Mai Giới tính: Nữ Ngày sinh: 16/02/1991 Nơi sinh: Hải Dương Chuyên ngành: Khoa học Môi trường Mã số: 60440301 Cán hướng dẫn khoa học: TS Phạm Thị Kim Trang Tên đề tài luận văn: “Nghiên cứu đặc tính hóa lý nước ngầm hai mặt cắt thuộc huyện Phúc Thọ, phía nam sơng Hồng - Hà Nội, góp phần giải thích ngun nhân hình thành nhiễm Asen” MỞ ĐẦU Ngày nay, nguồn nước mặt ngày ô nhiễm, nước ngầm coi nguồn nước đóng vai trị quan trọng cho phát triển người phát triển kinh tế xã hội quốc gia Việc khai thác sử dụng nước ngầm cho mục đích sinh hoạt, sản xuất, trồng trọt, chăn ni… làm cho tình trạng nhiễm nước ngầm ngày trầm trọng Ở Việt Nam, vài chục năm trở lại đây, nước ngầm sử dụng phổ biến (chiếm tới 35-50% lượng nước cấp) cho nhu cầu ăn uống, sinh hoạt người dân, đặc biệt vùng đồng bằng, thị đơng dân cư Vì nước ngầm thường coi nước mặt không tiếp xúc trực tiếp với nguồn thải người tạo Tuy nhiên, nhiều nghiên cứu cho thấy nước ngầm số vùng có hàm lượng asen, sắt, amoni, mangan,… cao tiêu chuẩn cho phép nhiều lần Khi nước ngầm sử dụng cho mục đích ăn uống mức độ vượt tiêu chuẩn lại nghiêm trọng Các trình tự nhiên mưa, dòng chảy nước mặt trình vận động địa chất thủy văn hoạt động kinh tế người làm cho đặc tính hóa lý nước ngầm biến đổi phức tạp Để góp phần đánh giá chất lượng nước ngầm cung cấp cho sinh hoạt sản xuất, nhiều tác giả tiến hành nghiên cứu đặc tính hóa lý nước ngầm khu vực có đặc điểm địa chất thủy văn khác Địa điểm nghiên cứu mà đề tài lựa chọn khu vực phía Nam sơng Hồng nằm vùng đồng bồi tích sơng Hồng hình thành trầm tích Đệ Tứ cách khoảng 20 nghìn năm kết hợp ảnh hưởng nhiều hoạt động địa chất khứ, có cấu trúc địa chất phức tạp biến đổi từ khu vực tích tụ trầm tích mực nước biển thành khu vực chịu phong hóa, sói mịn nằm mực nước biển Với đối tượng nghiên cứu thành phần hóa lý nước ngầm nguyên tố đa lượng, vi lượng, chất hữu cơ, pH, nhiệt độ, độ dẫn, hàm lượng ơxi hịa tan mối quan hệ thành phần môi trường nước ngầm khu vực nghiên cứu Từ đó, tìm hiểu ngun nhân hình thành nhiễm As nước ngầm khu vực Xuất phát từ lý trên, luận văn thực với đề tài: “Nghiên cứu đặc tính hóa lý nước ngầm hai mặt cắt thuộc huyện Phúc Thọ, phía nam sơng Hồng - Hà Nội, góp phần giải thích ngun nhân hình thành nhiễm Asen” Mục tiêu nghiên cứu Tìm hiểu nguyên nhân hình thành nhiễm As dựa vào mối tương quan với thành phần khác nước ngầm Nội dung nghiên cứu  Khảo sát hàm lượng thành phần đa lượng vi lượng nước ngầm từ nhận xét xu hướng biến đổi thành phần  Phân tích đánh giá mối tương quan thành phần hóa học với As nước ngầm  Dự đốn ngun nhân hình thành nhiễm Asen khu vực nghiên cứu CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Tổng quan Asen 1.1.1 Dạng tồn As nước ngầm 1.1.2 Độc tính Asen 1.2 Tình hình nhiễm As Việt Nam Thế giới 1.2.1 Ô nhiễm As nước ngầm Thế giới 1.2.2 Hiện trạng ô nhiễm As Việt Nam 1.3 Đặc điểm hóa lý nước ngầm liên quan đến ô nhiễm As 1.3.1 Đặc điểm hóa lý nước ngầm 1.3.2 Các giả thiết hình thành As nước ngầm 1.4 Đặc điểm dân số, địa chất nước ngầm khu vực nghiên cứu CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Địa điểm nghiên cứu Để nghiên cứu tượng tự nhiên cần phải chon khu vực chịu tác động người, mà luận văn chọn địa điểm nghiên cứu cụ thể khu vực thuộc huyện Phúc Thọ, Hà Nội, cách Hà Nội khoảng 30km Khu vực nghiên cứu nằm nằm núi Ba Vì sơng Hồng bao gồm phần sơng Đáy Diện tích khu vực nghiên cứu khoảng 300km2 hai mặt cắt nằm cách khoảng 15km có vị trí hai bên sơng Đáy Khu vực có mật độ dân cư thấp (khoảng 100 người/km2) nên hoạt động khai thác nước ngầm cho mục đích sinh hoạt, tưới tiêu tương đối thấp, khơng có nhà máy nước cấp sử dụng nước ngầm Do nước ngầm khu vực bị ảnh hưởng hoạt động khai thác sử dụng nước ngầm người 2.2 Đối tượng nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu luận văn nguồn nước ngầm thuộc số huyện phía Tây Bắc Hà Nội với 50 mẫu nước giếng khoan nhà dân hai mặt cắt A, B thuộc huyện Phúc Thọ, Hà Nội với 51 giếng khoan quan trắc 2.3 Phương pháp nghiên cứu 2.3.1 Phương pháp tổng quan tài liệu 2.3.2 Phương pháp lấy mẫu nước ngầm 2.3.3 Phương pháp lập đồ 2.4 Phương pháp phân tích hóa học 2.4.1 Các số phân tích trường - Độ kiềm xác định phương pháp chuẩn độ GRAN với dung dịch HCl 0,05M trường - Phân tích ion Fe2+, PO43- Nồng độ Fe(II), photphat, đo quang phổ hấp thụ phân tử trường thiết bị Hach DR2800 Fe(II) đo phương pháp Ferrozin, photphat sử dụng phương pháp xanh molypdat 2.4.2 Các thông số phân tích phịng thí nghiệm  Xác định hàm lượng asen HVG-AAS Nguyên tắc phương pháp: nước ngầm tồn dạng As(III) As(V) hiệu suất hydrua dạng khác nên cần khử tất As(V) As(III) tác nhân khử dung dịch NaI trước tạo hydrua asen Sau đó, As(III) phản ứng với hydro sinh (tạo thành tác nhân khử NaBH4 phản ứng với axít HCl) tạo khí asin (AsH3) Nhờ dịng khí argon, khí asin sinh dẫn tới phận nguyên tử hoá mẫu để tạo đám nguyên tử tự (hình 2.4) Asen nguyên tử hấp thụ bước sóng đặc trưng (193,7 nm) từ đèn catốt rỗng asen tạo phổ hấp thụ Cường độ phổ hấp thụ xác định detectơ tỉ lệ với hàm lượng As mẫu - Phương trình phản ứng khử As(V) thành As(III): As(V) + 2NaI + 2HCl → As(III) + I2 +2NaCl +H2O - Phương trình phản ứng tạo khí asin: NaBH4 + HCl + As(III) + H2O → H3BO3 + NaCl + AsH3 ↑ +1/2 H2 ↑  Xác định hàm lượng sắt tổng cation khác Tổng hàm lượng sắt có nước ngầm Fe(T), cation khác nước Ca2+, Mg2+, Na+, K+, Mn2+ xác định phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử  Xác định hàm lượng amoni (NH4+) Hàm lượng amoni mẫu nước ngầm xác định phương pháp quang phổ hấp thụ phân tử Amoni cho phản ứng với nitroprusside tạo phức màu xanh  Xác định hàm lượng anion (NO3-, NO2-, SO42-, F-,Cl- , Br-) Nồng độ anion nước ngầm thường xác định phương pháp sắc ký ion Nguyên tắc phương pháp anion mẫu nước tách khỏi thành phần khác sau qua cột tách phát detector độ dẫn (CDD) anion định lượng dựa vào giá trị độ dẫn  Xác định hàm lượng metan (CH4) Khí metan nước ngầm xác định phương pháp sắc ký khí, sử dụng cột thủy tinh nhồi chất hấp phụ (Porapak T) detectơ dẫn nhiệt (TCD) 2.5 Thiết bị, dụng cụ hóa chất nghiên cứu 2.5.1 Thiết bị dụng cụ 2.5.2 Hóa chất CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1 Đặc điểm hóa lý nước ngầm giếng nhà dân thuộc khu vực nghiên cứu Bảng kết phân tích số thành phần hóa lý nước ngầm giếng nhà dân Nước sông Nước giếng khoan Khoảng nồng Hồng QCVN 09: Phần trăm 2008/BTNMT mẫu vượt (mg/L) tiêu Trung vị Trung bình (Postma, 2007) (mg/L) (mg/L) (mg/L) 12 – 80 30,5 31,5 - - - EC (µS/cm) 43,5 – 1573 635 604 290 - - Nhiệt độ (oC) 25,4 – 28,3 26,4 26,4 30 - - 0,4 – 4,3 0,6 0,8 9.6 - - độ (mg/L) Độ sâu giếng(m) DO chuẩn (%) 2,8 – 82,3 17,8 25,7 4,6 - - + 0,5 – 81,6 2,7 5,9 1,5 - - Ca2+