TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐỒNG THÁP KHOA TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG BÁO CÁO CHUYÊN ĐỀ NHÓM 3: NƯỚC NGẦM ĐBSCL, NGUYÊN NHÂN VÀ HẬU QUẢ NƯỚC NGẦM BỊ Ô NHIỄM KIM LOẠI NẶNG ĐỒNG THÁP, 2016 MỤC LỤC: CHƯƠNG MỞ ĐẦU 1 Đặt vấn đề Tính cấp thiết chủ đề CHƯƠNG NƯỚC NGẦM ĐỒNG BẰNG SÔNG CỬU LONG 1.1 Lược sử vấn đề nghiên cứu Bảng 1.1 Một số đặc điểm khác nước ngầm nước mặt 1.2 Khái quát nguồn nước ngầm 1.2.1 Khái niệm nước ngầm ( nước đất) 1.2.2 Một số đặc điểm cấu trúc nguồn nước ngầm 1.2.2.1 Đặc điểm 1.2.2.2 Cấu trúc tầng nước ngầm 1.2.3 Sự hình thành nước ngầm loại nước ngầm 1.2.4 Tầm quan trọng nước ngầm 1.3 Một số tiêu đánh giá chất lượng nước ngầm 1.3.1 pH 1.3.2 Độ cứng 10 1.3.3 Clorua (Cl-) 10 1.3.4 Hàm lượng đạm nitrat (N-NO3) 10 1.3.5 Hàm lượng sunfat (SO42-) 10 1.3.6 Fe (Sắt) 11 1.3.7 E Coli 11 CHƯƠNG 13 NGUYÊN NHÂN VÀ HẬU QUẢ NƯỚC NGẦM BỊ NHIỄM 13 KIM LOẠI NẶNG 13 2.1 Khái quát kim loại nặng 13 2.1.1 Định nghĩa nguồn phát sinh kim loại nặng 13 2.1.2 Tính chất kim loại nặng 13 2.2 Nguyên nhân hậu nước ngầm bị nhiễm kim loại nặng 14 2.2.1 Nguyên nhân 14 2.2.2 Hậu 15 2.2.2.1 Đối với người 15 KẾT LUẬN: 17 KIẾN NGHỊ: 18 TÀI LIỆU THAM KHẢO: 19 CHƯƠNG MỞ ĐẦU Đặt vấn đề Việt Nam quốc gia có nguồn nước ngầm phong phú trữ lượng tốt chất lượng Nước ngầm tồn lỗ hổng khe nứt đất đá, tạo thành từ giai đoạn trầm tích đất đá thẩm thấu, thấm nguồn nước mặt, nước mưa… nước ngầm tồn cách mặt đất vài mét, vài chục mét, hay hàng trăm mét Đối với hệ thống cấp nước cộng đồng nguồn nước ngầm nguồn nước ưa thích Nguồn nước ngầm chịu ảnh hưởng tác động người Chất lượng nước ngầm thường tốt chất lượng nước mặt.Trong nước ngầm hạt keo hay hạt lơ lửng , vi sinh , vi trùng gây bệnh thấp Nhưng ngày nay, tình trạng ô nhiễm suy thoái nước ngầm phổ biến khu vực đô thị thành phố lớn Thế Giới Trong đó, việc ô nhiễm nguồn nước ngầm thành phố Việt Nam diễn Hình 1: Giếng nước ngầm lộ thiên cạn tới đáy Tính cấp thiết chủ đề Nước bao gồm nước nước mặn, nhu cầu thiết yếu sản xuất sống Nước thiên nhiên ban tặng, nguồn tài nguyên vô tận quốc gia có Tuy nhiên, phát triển kinh tế xã hội, gia tăng dân số, ô nhiễm môi trường, biến đổi khí hậu v.v khiến nguồn "vàng trắng" trở thành vấn đề báo động toàn cầu (Biến đổi khí hậu, 2012) Chương mở đầu Trang Nước đất hợp phần quan trọng tài nguyên nước, nguồn cung cấp nước quan trọng cho sinh hoạt, công nghiệp nông nghiệp Hiện nguồn nước ngầm chiếm 35 – 50% tổng lượng nước cấp sinh hoạt cho đô thị toàn quốc, suy giảm trữ lượng đồng thời bị ô nhiễm nghiêm trọng Theo báo cáo Tổng cục Môi trường (Bộ Tài nguyên -Môi trường), nguồn nước đất Việt Nam phong phú nhờ mưa nhiều Hiện tổng trữ lượng khai thác nước đất toàn quốc đạt gần 20 triệu m3 , tổng công suất 300 nhà máy khai thác nguồn nước vào khoảng 1,47 triệu m3/ngày Nhưng thực tế nhà máy khai thác 60 – 70% so với công suất thiết kế Vấn đề đáng báo động nguồn nước đất Việt Nam đối mặt với dấu hiệu ô nhiễm coliform vượt quy chuẩn cho phép từ hàng trăm đến hàng nghìn lần Tình trạng ô nhiễm phốt phát (P-PO4 ) có xu hướng tăng theo thời gian Theo Bộ Tài nguyên Môi trường (TN-MT), ĐBSCL có hàng chục ngàn giếng khai thác nước ngầm với quy mô, chiều sâu khác để sử dụng sinh hoạt Hầu hết thành phố, thị xã khai thác nước tầng chứa độ sâu từ 100 đến 300 mét để cấp nước, chí có số đô thị Sóc Trăng, Bạc Liêu, Cà Mau sử dụng 100% nước ngầm Còn Trà Vinh, Cà Mau, Kiên Giang người dân khai thác nước độ sâu từ 90-120 mét để nuôi trồng thủy sản, riêng Bến Tre có khoảng 1.070 giếng Ước tính, tổng lượng nước ngầm khai thác toàn vùng triệu mét khối/ngày Tiến sĩ Võ Thành Danh, Phó khoa Kinh tế - Quản trị kinh doanh (Đại học Cần Thơ), người vừa có đề tài nghiên cứu khoa học nước ngầm ĐBSCL, cho biết: “Người dân có khuynh hướng chuyển sang dùng nước ngầm nhiều, mà nguồn nước mặt ngày ô nhiễm Có người sẵn sàng trả tiền để nguồn nước ngầm chất lượng tốt sử dụng” Trong đó, Bộ TN-MT thừa nhận, việc nghiên cứu, đánh giá trữ lượng tầng chứa nước - đặc biệt tầng sâu bên - hạn chế Tài liệu, số liệu điều tra vừa không đồng bộ, vừa thiếu xác Chính thế, số liệu trữ lượng khai thác tối đa ngày, năm để không ảnh hưởng nguồn tài nguyên, điều chưa trả lời Chương mở đầu Trang CHƯƠNG NƯỚC NGẦM ĐỒNG BẰNG SÔNG CỬU LONG Chương 1: Nước ngầm Đồng Bằng Sông Cửu Long Trang CHƯƠNG NƯỚC NGẦM ĐỒNG BẰNG SÔNG CỬU LONG 1.1 Lược sử vấn đề nghiên cứu Không giống nước mặt, trước nước ngầm không quan tâm nhiều công tác nghiên cứu , khảo sát đánh giá nguồn nước ngầm có nhiều hạn chế nước mặt Nhưng ,việc khảo sát đánh giá trạng nước ngầm quan tâm thành phố lớn khác nước Cần Thơ xem vấn đề khảo sát, đánh giá trạng nước ngầm thành phố việc làm cần thiết cấp bách đặc biệt khảo sát khu vực gần khu công nghiệp với lượng chất thải tương đối lớn Bên cạnh có nhiều công trình nghiên cứu nguồn nước ngầm triển khai cho kết thiết thực như: Nghiên cứu nước ngầm ĐBSCL tiến sĩ Võ Thành Danh, Trường Đại học Cần Thơ cho thấy: Các tầng nước ngầm hình thành từ lâu, gắn kết với lịch sử sa bồi định hình vùng đất ĐBSCL chung Tp Cần Thơ nói riêng Nếu giải pháp tốt để quản lý việc khai thác, không lâu nhiều túi nước sử dụng phải lâu, triệu năm, hồi phục Nước ngầm nguồn tài nguyên quí giá, TP Cần Thơ nước ngầm bị khai thác vô tội vạ, không quan chức địa phương quan tâm quản lý mức Theo nghiên cứu số chuyên gia đầu ngành, nguồn nước ngầm Cần Thơ thuộc dạng chôn vùi, phổ cập, khai thác mức dẫn đến cạn kiệt Một nghiên cứu trường đại học Bochum – Liên Bang Đức cho thấy mực nước ngầm TP Cần Thơ năm giảm thêm 0,7m Với kết quan trắc này, thạc sĩ Kỷ Quang Vinh, trưởng Trạm quan trắc môi trường Cần Thơ cảnh báo: “ Nếu biện pháp cấp bách từ dự báo mực nước ngầm Cần Thơ nhiều tỉnh đồng sông Cửu Long xuống tới mực nước chết vào năm 2014 việc khai thác bừa bãi gây ảnh hưởng làm ô nhiễm nguồn nước ngầm điều không tránh khỏi” Nước ngầm phận chu trình thủy văn xâm nhập vào hệ đất đá từ mặt đất phận nước mặt, thời gian dài nước ngầm xem “nguồn nước sạch” – sử dụng cho ăn uống sinh hoạt Thực tế nguồn nước thường chứa nồng độ nguyên tố cao hẳn Chương 1: Nước ngầm Đồng Bằng Sông Cửu Long Trang so với tiêu chuẩn nước uống được, đáng kể Fe, Mn, H2S, …vì nước ngầm cần phải xử lý trước phân phối sử dụng Trên giới vấn đề ô nhiễm nước ngầm quan tâm vào năm đầu thập niên 80 kỷ 20 với nghiên cứu nồng độ kim loại nặng nước ngầm đặc biệt As Các đồng châu thổ với mật độ dân cư lớn vùng Nam Đông Nam Á thường phân bố tầng chứa nước phong phú phân bố rộng khắp Việt Nam quốc gia có trữ lượng nước ngầm phong phú tốt mặt chất lượng Nước ngầm tồn lỗ hổng khe nứt đất đá, thẩm thấu, thấm nguồn nước mặt, nước mưa Bảng 1.1 Một số đặc điểm khác nước ngầm nước mặt Thông số Nước ngầm Nước bề mặt Nhiệt độ Tương đối ổn định Thay đổi theo mùa Rất thấp, Thường cao thay đổi theo mùa Ít thay đổi, cao Thay đổi tuỳ thuộc chất lượng so với nước mặt đất, lượng mưa Thường xuyên có Rất thấp, có nước sát nước đáy hồ Khí CO2 hòa tan Có nồng độ cao Rất thấp Khí O2 hòa tan Thường không tồn Gần bão hoà Thường có Có nguồn nước bị nhiễm Chất rắn lơ lửng Chất khoáng hoà tan 2+ Hàm lượng Fe , Mn 2+ Khí NH3 Khí H2S bẩn Thường có Chương 1: Nước ngầm Đồng Bằng Sông Cửu Long Không có Trang SiO2 Thường có nồng độ cao Có nồng độ cao, NO 3- Có nồng độ trung bình Thường thấp bị nhiễm phân bón hoá học Vi sinh vật Chủ yếu vi Nhiều loại vi trùng, virut gây trùng sắt gây bệnh tảo Khai thác sử dụng tầng chứa nước phổ biến kèm theo vấn đề nảy sinh ví dụ tầng chứa nước vùng Hà Nội thuộc đồng châu thổ sông Hồng lại có hàm lượng Amoni cao hàm luợng Asen lớn vượt ngưỡng cho phép phát tầng chứa nước Theo Đồng Kim Loan Trịnh Thị Thanh (2009) nước ngầm ion thường gặp là: Fe2+, Mn2+, Ca2+, Na+, Mg2+, HCO3-, Cl-, với nồng độ lớn 0,7mg/l Giá trị pH biến đổi rộng khoảng từ 1,8 – 11 thường dao động khoảng từ – Nghiên cứu Nguyễn Văn Phước cộng (2008) Hóc Môn cho thấy chất lượng nước ngầm bị ô nhiễm Fe với hàm lượng mg/l cao nhiều so với QCVN 09:2008/BTNMT mg/l Nghiên cứu Nguyễn Đình Toàn Nguyễn Công Hào (2010) cho thấy chất lượng nước ngầm khu vực Nhà Bè bị ô nhiễm Fetổng với hàm lượng 8,2mg/l Tại thành phố Cần Thơ, kết quan trắc môi trường giai đoạn từ 2005 – 2009 cho thấy chất lượng nước ngầm bị ô nhiễm tiêu như: Độ cứng, Cl- (Clorua) Coliform (so với QCVN 09:2008/BTNMT) với hàm lượng trung bình năm 2009 là: 268mg/l, 225mg/l, 1.442 MPN/100ml Nhìn chung, tiêu khác nằm mức cho phép QCVN 09:2008/BTNMT : Độ màu, pH, Nitrat (NO3-), Sunfat (SO42-), Fe Sự diện chất hữu (COD) Coliform nước đất, dấu hiệu nói lên tượng thông tầng Nếu biện pháp giải có hiệu Chương 1: Nước ngầm Đồng Bằng Sông Cửu Long Trang nước đất bị ô nhiễm ngày trầm trọng dẫn đến việc thiếu nước nghiêm trọng mùa khô không nguồn nước tự nhiên dự trữ Nước tầng pleistocen có quan hệ mật thiết với nước mặt Sức cản bổ sung trầm tích lòng sông ΔL = 1.200m Hướng vận động nước đất theo hướng tây bắc – đông nam Loại hình hóa học thường gặp: HCO3-; NaCl; HCO3-, Na2SO4 Nước thuộc loại axít yếu đến kiềm, độ pH dao động từ 7,50 – 8,50 Kết nghiên cứu Nguyễn Văn Bé Trần Thanh Tuyền cho thấy chất lượng nước vùng nghiên cứu, nhìn chung đạt tiêu chuẩn chất lượng nước ngầm (TCVN 5944 - 1995) tiêu chuẩn chất lượng nước uống (TCVN 5501-1991) Tuy nhiên, số thông số Sắt tổng số, Nitrate, As, Ecoli Coliform vượt tiêu chuẩn cho phép đợt thu mẫu đầu (tháng 6) mùa mưa (tháng 8) (Nguyễn Văn Bé Trần Thanh Tuyền, 2007) Kết khảo sát mức độ nhiễm As nước ngầm khu vực ĐBSCL cho thấy hầu hết mẫu quan trắc phát có As nhìn chung nhìn nồng độ As giếng quan trắc khu vực nhỏ 0,5 mcg/l (Nguyễn Việt Kỳ, 2009) Theo số liệu Cục Y tế Dự phòng Việt Nam - Bộ Y Tế, toàn quốc có khoảng 20 - 30% dân số sử dụng nước sạch, trung bình toàn quốc có 12% hộ gia đình sử dụng nguồn nước bề mặt không đảm bảo vệ sinh làm nước ăn uống sinh hoạt Tỷ lệ có chênh lệch lớn vùng: đồng sông Cửu Long có từ 42 - 47% dân số nông thôn sử dụng nguồn nước mặt không đảm bảo vệ sinh làm nước ăn uống hàng ngày, cao Đồng Tháp, Vĩnh Long An Giang với tỷ lệ tương ứng 88%, 81% 70% (Bộ Y tế, 2002) Theo điều tra chất lượng nước sinh hoạt nông thôn tỉnh phía Nam (Tiền Giang, An Giang, Tây Ninh, Bà Rịa - Vũng tàu) Viện Vệ sinh Y tế Công cộng thành phố Hồ Chí Minh năm 2006, tỷ lệ người dân tiếp cận với nước máy cao tỉnh An Giang 45,37%, thấp tỉnh Tây Ninh có 9,13%, tỷ lệ người dân sử dụng nước ngầm Đông Nam 72,5% cao so với Đồng sông Cửu Long 7,9%, khu vực Đồng sông Cửu Long có tỷ lệ đạt coliform tổng số tính trung bình 72,5% thấp so với vùng Đông Nam Bộ 90,4% Yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng nước ngầm nhà tiêu nguồn ô nhiễm gần giếng (94,3% 46,5%) Các nguy nước mặt có tần suất xuất cao rào ngăn gia súc gần nguồn ô nhiễm (78,8% 96,3%) (Nguyễn Xuân Mai cộng sự, 2006) Chương 1: Nước ngầm Đồng Bằng Sông Cửu Long Trang 1.2 Khái quát nguồn nước ngầm 1.2.1 Khái niệm nước ngầm ( nước đất) Nước ngầm dạng nước đất, tích trữ lớp đất đá trầm tích bở rời cặn, sạn, cát, bột kết, khe nứt, hang caxtơ bề mặt trái đất, khai thác cho hoạt động sống người Theo độ sâu phân bố, chia nước ngầm thành nước ngầm tầng mặt nước ngầm tầng sâu Đặc điểm chung nước ngầm khả di chuyển nhanh lớp đất xốp, tạo thành dòng chảy ngầm theo địa hình Nước ngầm tầng mặt thường lớp ngăn cách với địa hình bề mặt Do vậy, thành phần mực nước biến đổi nhiều , phụ thuộc vào trạng thái nước mặt Loại nước ngầm tầng mặt dễ bị ô nhiễm Nước ngầm tầng sâu thường nằm lớp đất đá xốp ngăn cách bên phía lớp không thấm nước theo không gian phân bố, lớp nước ngầm tầng sâu thường có vùng chức - Vùng thu nhận nước - Vùng chuyển tải nước - Vùng khai thác nước có áp Khoảng cách vùng thu nhận vùng khai thác nước thường xa, từ vài chục đến vài trăm km Các lỗ khoan nước vùng khai thác thường có áp lực Đây loại nước ngầm có chất lượng tốt lưu lượng ổn định Trong khu vực phát triển đá cacbonat thường tồn loại nước ngầm caxtơ di chuyển theo khe nút caxtơ Trong dải cồn cát vùng ven biển thường có thần kính nước nằm mực nước biển 1.2.2 Một số đặc điểm cấu trúc nguồn nước ngầm 1.2.2.1 Đặc điểm - Đặc điểm thứ nhất: Nước ngầm tiếp xúc trực tiếp hoàn toàn với đất nham thạch: nước ngầm màng mỏng bao phủ phần tử nhỏ bé đất, nham thạch; chất lỏng chứa đầy ống mao dẫn nhỏ bé hạt đất, đá; nước ngầm tạo tia nước nhỏ tầng ngấm nước; chí tạo khối nước ngầm dày tầng đất, nham thạch Thời gian tiếp xúc nước ngầm với đất nham thạch lại dài nên tạo điều kiện cho chất đất nham thạch tan nước ngầm Như Chương 1: Nước ngầm Đồng Bằng Sông Cửu Long Trang thành phần hoá học nước ngầm chủ yếu phụ thuộc vào thành phần hoá học tầng đất, nham thạch chứa - Đặc điểm thứ 2: Các loại đất, nham thạch vỏ đất chia thành tầng lớp khác Mỗi tầng, lớp có thành phần hoá học khác Giữa tầng, lớp đất, nham thạch thường có lớp không thấm nước Vì nước ngầm chia thành tầng, lớp khác thành phần hoá học tầng lớp khác - Đặc điểm thứ 3: Ảnh hưởng khí hậu nước ngầm không đồng Nước ngầm tầng cùng, sát mặt đất chịu ảnh hưởng khí hậu Các khí hoà tan tầng nước ngầm nước mưa, nước sông, nước hồ… mang đến Thành phần hoá học nước ngầm tầng chịu ảnh hưởng nhiều thành phần hoá học nước mặt chịu ảnh hưởng nhiều khí hậu Trái lại, nước ngầm tầng sâu lại không chịu ảnh hưởng khí hậu Thành phần hoá học nước ngầm thuộc tầng chịu ảnh hưởng trực tiếp thành phần hoá học tầng nham thạch chứa - Đặc điểm thứ 4: Thành phần nước ngầm chịu ảnh hưởng thành phần hoá học tầng nham thạch chứa mà phụ thuộc vào tính chất vật lý tầng nham thạch Ở tầng sâu khác nhau, nham thạch có nhiệt độ áp suất khác nên chứa tầng nham thạch có nhiệt độ áp suất khác Vì nước ngầm tầng sâu có áp suất hàng ngàn N/m2 nhiệt độ lớn 3730K - Đặc điểm thứ 5: Nước ngầm chịu ảnh hưởng sinh vật chịu ảnh hưởng nhiều vi sinh vật Ở tầng sâu Oxy ánh sáng nên vi sinh vật yếm khí hoạt động mạnh, chi phối nhiều nên thành phần hóa học nước ngầm Vì thành phần hoá học nước ngầm chứa nhiều chất có nguồn gốc vi sinh vật 1.2.2.2 Cấu trúc tầng nước ngầm Cấu trúc tầng nước ngầm chia thành tầng sau: - Bề mặt gọi mực nước ngầm hay gương nước ngầm Chương 1: Nước ngầm Đồng Bằng Sông Cửu Long Trang - Bề mặt dưới, nơi tiếp xúc với tầng đất đá cách thuỷ gọi đáy nước ngầm Chiều dày tầng nước ngầm khoảng cách thẳng đứng mực nước ngầm đáy nước ngầm - Tầng thông khí hay nước tầng tầng đất đá vụn bở không chứa nước thường xuyên, nằm bên tầng nước ngầm - Viền mao dẫn: lớp nước mao dẫn phát triển mặt nước ngầm - Tầng không thấm: tầng đất đá không thấm nước 1.2.3 Sự hình thành nước ngầm loại nước ngầm Nước mặt đất ao, hồ, sông, biển gặp ánh sáng mặt trời bốc thành nước bay lên không trung, gặp lạnh nước kết lại thành hạt to rơi xuống thành mưa Nước mưa rơi xuống mặt đất phần chảy xuống sông, ao, hồ phần bốc qua mặt đất, mặt nước bốc thoát qua lá, phần ngấm dần xuống mặt đất đến tầng đất không thấm tích tụ lại thành nước ngầm Sự hình thành nước ngầm trải qua nhiều giai đoạn Các tác nhân có liên quan đến chu trình bao gồm: xạ, trọng lực, sức hút phân tử lực mao dẫn Hình thành nước ngầm nước bề mặt ngấm xuống, ngấm qua tầng đá mẹ nên nước tập trung bề mặt, tùy kiến tạo địa chất mà hình thành nên hình dạng khác nhau, nước tập trung nhiều bắt đầu di chuyển liên kết với khoang, túi nước khác, hình thành mạch ngước ngầm lớn nhỏ, nhiên việc hình thành nước ngầm phụ thuộc vào lượng nước ngấm xuống phụ thuộc vào lượng mưa khả trữ nước đất Tuỳ theo vị trí mà ta chia nước làm loại: - Nước ngấm: tầng hết, bên tầng không thấm nước chặn lại gọi tầng nước ngấm Đặc điểm tầng nước ngấm thay đổi nhanh theo thời tiết: mưa nhiều mực nước lên cao, nắng lâu mực nước hạ xuống Ao giếng nhân dân đào cạn đến tầng nước ngấm mùa khô thường Tầng nước ngầm tạo từ nước mặt đất thấm xuống, sau lại tháo tiêu sông, hồ - Nước ứ: tầng thấm nước có tầng đất khó thấm nước, mưa to tầng đất hút không kịp, nước tạm thời ứ lại tầng đất tạo thành nước ứ Sau đó, phần nước ứ tiếp tục thấm xuống, phần bốc hơi, Chương 1: Nước ngầm Đồng Bằng Sông Cửu Long Trang lượng nước ứ dần hẳn Nước tầng cách biệt hoàn toàn với nước mặt đất không giao lưu - Nước tầng: nước tầng thấm nước nằm tầng không thấm gọi nước tầng Nước tầng sâu nằm tầng đất sét nên lượng nước không thay đổi nhiều theo mùa nắng chất lượng nước tốt 1.2.4 Tầm quan trọng nước ngầm - Nước ngầm phục vụ cho sinh hoạt như: ăn, uống, tắm giặt, sưởi ấm… - Nước ngầm phục vụ cho nông nghiệp: tưới hoa màu, ăn quả, có giá trị kinh tế cao - Con người sử dụng nguồn nước ngầm để mở rộng hoạt động sản xuất công nghiệp - Nước ngầm có chất lượng tốt sử dụng để chữa bệnh Nước ngầm phục vụ cho sinh hoạt giảm hẳn bệnh nguồn nước mặt bị ô nhiễm như: đường ruột, bệnh phụ khoa, bệnh da… - Sử dụng nước ngầm giúp người giải phóng sức lao động phải lấy nước xa nhà, tiết kiệm chi phí “đổi nước”, tiết kiệm thời gian nâng cao hiệu sản xuất 1.3 Một số tiêu đánh giá chất lượng nước ngầm 1.3.1 pH Giá trị pH yếu tố quan trọng để xác định nước mặt hóa học pH tiêu quan trọng giai đoạn môi trường môi trường, tiêu cần phải kiểm tra chất lượng nước pH yếu tố môi trường ảnh hưởng tới tốc độ phát triển giới hạn sinh trưởng sinh vật môi trường nước,sự thay đổi giá trị pH dẫn tới thay đổi thành phần chất nước trình hòa tan kết tủa, thúc đẩy hay ngăn chặn phản ứng hóa học, sinh học xảy nước Và định nghĩa biểu thức: pH = -lg [H+] ( Đặng Kim Chi, 2001) • Khi pH =7 nước có tính trung tính • Khi pH 7 nước có tính kiềm ( Trịnh Xuân Lai, 2003) Chương 1: Nước ngầm Đồng Bằng Sông Cửu Long Trang 1.3.2 Độ cứng - Độ cứng: Độ cứng đại lượng biểu thị hàm lượng các ion hóa trị mà chủ yếu ion Ca2+ Mg2+ Độ cứng làm tiêu hao nhiều xà phồng giặc giũ, đóng rắn thành ống dẫn nồi làm giảm khả trao đổi nhiệt thiết bị, làm tăng tính ăn mòn tăng nồng độ ion H+ Độ cứng bao gồm loại: + Độ cứng toàn phần biểu thị tổng hàm lượng ion Ca2+ Mg2+ có nước; + Độ cứng tạm thời hàm lượng muối ion HCO3-, CO32-, với Ca2+ Mg2+; + Độ cứng vĩnh cữu hàm lượng muối ion Cl-, SO42-, HSO4- với Ca2+ Mg2+ 1.3.3 Clorua (Cl-) Cl- ion nước thiên nhiên biểu thị độ mặn Cl- có nhiều nước biển mỏ muối Trong nước nước ngầm hàm lượng Clthường dao động từ 20 mg/L – 800 mg/L Cl- có ích cho thể, hàm lượng cao lại gây suy thận, góp phần tăng nguy cao huyết áp… 1.3.4 Hàm lượng đạm nitrat (N-NO3) Nitrat dạng oxy hóa cao chu trình nito thường đạt đên nồng độ đáng kể giai đoạn cuối trình oxy hóa sinh học (Nguyễn Khắc Cường, 2002 ) Ngoài nitrat tìm thấy thủy vực sản phẩm trình nitrat hóa hay cung cấp từ nước mưa trời có sấm chớp Trong thủy vực có nhiều đạm dạng N-NO3- ,chứng tỏ trình oxy hóa kết thúc Tuy vậy, nitrat bền điều kiện hiếu khí Trong điều kiện yếm khí N-NO3- bị khử thành nito tự tách khỏi nước, loại trừ phát triển tảo loại thực vật khác sống nước Nhưng mặt khác hàm lượng nitrat nước cao gây độc hại với người, vào điều kiện thích hợp, hệ tiêu hoa chúng chuyển hóa thành nitrit kết hợp với hồng cầu tạo thành chất không vận chuyển oxy, gây bệnh xanh xao thiếu máu ( Đặng Kim Chi,2001 ) 1.3.5 Hàm lượng sunfat (SO42-) Sunfat tiêu tiêu biểu vùng nước nhiễm phèn Sunfat cao, nước có vị chát, gây bệnh tiêu chảy, gây xâm thực mạnh công trình xây dựng Ngoài ra, sunfat kết hợp với ion Ca2+ để tạo thành cặn cứng bám thành thiết bị trao đổi nhiệt Chương 1: Nước ngầm Đồng Bằng Sông Cửu Long Trang 10 1.3.6 Fe (Sắt) Sắt kim loại phong phú tạo nên vỏ trái đất Sắt diện hầu hết nguồn nước thiên nhiên: Khi nước có chứa ion sắt gây đục màu nước do: Fe chuyển thành Fe3+ (màu nâu đỏ) 2+ Đồng thời ảnh hưởng đến độ cứng, trì phát triển số vi khuẩn gây thoái rửa hệ thống phân phối nước Hàm lượng sắt xuất nước hòa tan nước ngầm (dưới dạng Fe2+), hay có nước thải công nghiệp Sắt thường có nước ngầm dạng muối tan phức chất hòa tan từ lớp khoáng đá ô nhiễm bề mặt nước nước thải (Đặng Kim Chi,1998) Nước có hàm lượng sắt cao (lớn 0.3 mg /l) gây trở ngại lớn cho việc sử dụng sinh hoạt Nước đục sắt có màu vàng nhiều cặn thức ăn loại vi khuẩn ưa sắt 1.3.7 E Coli E.coli xem tiêu đánh giá nhiễm bẩn nguồn nước đánh giá hiệu việc khử trùng Khi dùng nước có nhiễm khuẩn E.coli, gây cho người số bệnh như: tả, lỵ, thương hàn, tiêu chảy…,nặng gây tử vong Những hạt chất lơ lững, gây độ đục nước thường có bề mặt hấp phụ kim loại độc, vi sinh vật gây bệnh Chính hạt cản trở trình diệt trùng chất diệt trùng cần sử lý nước ăn Chương 1: Nước ngầm Đồng Bằng Sông Cửu Long Trang 11 CHƯƠNG NGUYÊN NHÂN VÀ HẬU QUẢ NƯỚC NGẦM BỊ NHIỄM KIM LOẠI NẶNG Chương 2: Nguyên nhân hậu nước ngầm bị nhiễm kim loại nặng Trang 12 CHƯƠNG NGUYÊN NHÂN VÀ HẬU QUẢ NƯỚC NGẦM BỊ NHIỄM KIM LOẠI NẶNG 2.1 Khái quát kim loại nặng 2.1.1 Định nghĩa nguồn phát sinh kim loại nặng Kim loại nặng kim loại có tỷ trọng lớn 5g/cm3 thông thường kim loại kim liên quan đến ô nhiễm độc hại Tuy nhiên chúng bao gồm nguyên tố kim loại cần thiết cho số sinh vật nồng độ thấp (Adriano, 2001) Kim loại nặng được chia làm loại: kim loại độc (Hg, Cr, Pb, Zn, Cu, Ni, Cd, As, Co, Sn,…), kim loại quý (Pd, Pt, Au, Ag, Ru,…), kim loại phóng xạ (U, Th, Ra, Am,…) Tỷ trọng kim loại thông thường lớn 5g/cm3 (Bishop, 2002) Kim loại nặng diện tự nhiên có đất nước, hàm lượng chúng thường tăng cao tác động người Các kim loại nặng tác động người nguồn gây ô nhiễm kim loại nặng chủ yếu chúng vào môi trường đất nước Các kim loại hoạt động người As, Cd, Cu, Ni Zn thải ước tính nhiều so với nguồn kim loại có tự nhiên, đặc biệt chì 17 lần (Kabata-Pendias & Adriano, 1995) Nguồn kim loại nặng vào đất nước tác động người đường chủ yếu bón phân, bã bùn cống thuốc bảo vệ thực vật đường phụ khai khoáng kỹ nghệ hay lắng đọng từ không khí 2.1.2 Tính chất kim loại nặng Kim loại nặng không bị phân hủy sinh học (Tam & Wong, 1995), không độc dạng nguyên tố tự nguy hiểm sinh vật sống dạng cation khả gắn kết với chuỗi cacbon ngắn dẫn đến tích tụ thể sinh vật sau nhiều năm (Shahidul & Tanaka, 2004) Đối với người, có khoảng 12 nguyên tố kim loại nặng gây độc chì, thủy ngân, nhôm, arsenic, cadmium, nickel… Một số kim loại nặng tìm thấy thể thiết yếu cho sức khỏe người, chẳng hạn s ắt, kẽm, magnesium, cobalt, manganese, molybdenum đồng với lượng diện trình chuyển hóa Tuy nhiên, mức thừa nguyên tố thiết yếu nguy hại đến đời sống sinh vật (Foulkes, 2000) Các nguyên tố kim loại lại nguyên tố không thiết yếu có Chương 2: Nguyên nhân hậu nước ngầm bị nhiễm kim loại nặng Trang 13 thể gây độc tính cao diện thể, nhiên tính độc thể chúng vào chuỗi thức ăn Các nguyên tố bao gồm thủy ngân, nickel, chì, arsenic, cadmium, nhôm, platinum đồng dạng ion kim loại Chúng vào thể qua đường hấp thụ thể hô hấp, tiêu hóa qua da Nếu kim loại nặng vào thể tích lũy bên tế bào lớn phân giải chúng chúng tăng dần ngộ độc xuất (Foulkes, 2000) Do người ta bị ngộ độc với hàm lượng cao kim loại nặng mà với hàm lượng thấp thời gian kéo dài đạt đến hàm lượng gây độc Tính độc hại kim loại nặng thể qua: (1) Một số kim loại nặng bị chuyển từ độc thấp sang dạng độc cao vài điều kiện môi trường, ví dụ thủy ngân (2) Sự tích tụ khuếch đại sinh học kim loại qua chuổi thức ăn làm tổn hại hoạt động sinh lý bình thường sau gây nguy hiểm cho sức khỏe người (3) Tính độc nguyên tố nồng độ thấp khoảng 0.110 mg.L-1 (Alkorta et al., 2004) 2.2 Nguyên nhân hậu nước ngầm bị nhiễm kim loại nặng 2.2.1 Nguyên nhân Kim loại nặng có nhiều nước ngầm phụ thuộc vào cấu trúc địa tầng khu vực chiều sâu địa tầng nơi khai thác nước Thường không tham gia tham gia vào trình sinh hóa thể sinh vật thường tích lũy thể chúng Kim loại nặng tích lũy theo chuỗi thức ăn thâm nhập thể người Nước mặt bị ô nhiễm lan truyền chất ô nhiễm vào nước ngầm, vào đất thành phần môi trường liên quan khác Do đặc điểm thành tạo địa chất vùng ven biển thường chứa nhiều sắt nên điều kiện xác định, sắt ngâm chiết đáng kể từ đất vào nước ngầm vậy, làm cho nồng độ sắt tan cao nước ngầm Mặt khác, kèm với sắt, mangan (Mn) thường ngâm chiết vào nước ngầm Do trình đổ vào môi trường nước chất thải công nghiệp nước thải độc hại không xử lý xử lý không đạt yêu cầu Nước mặt bị ô nhiễm lan truyền chất ô nhiễm vào nước ngầm, vào đất thành phần môi trường liên quan khác Chương 2: Nguyên nhân hậu nước ngầm bị nhiễm kim loại nặng Trang 14 2.2.2 Hậu Trong nước ngầm có chứa yếu tố độc hại không xử lý chất độc hại tác động trực tiếp đến nguồn nước mà tiếp xúc Gây độc môi trường sinh sống động vật thủy sinh thực vật Gây độc trực tiếp lên thể sinh vật thông qua nước sinh hoạt, thực phẩm gây tác động xấu đến người 2.2.2.1 Đối với người Hình 2: Lỡ loét bàn chân nhiễm độc Asen Ô nhiễm nước kim loại nặng có tác động tiêu cực dối với sức khỏe người, cụ thể: - Asen (As) & Arsenate - Asen: nguy hại cho da, hệ thống tim mạch chí gây ung thư sau 3-5 năm Chì (Pb): gây tiêu chảy, tổn thương gan trẻ em, lâu dài gây bệnh thận, tim mạch, nội tạng Niken (Ni): dài hạn gây giảm cân, hại tim, phổi, gan Selenium (Se): gây rụng tóc, móng ngón tay, chân vấn đề tim mạch Antimony (Sb): tăng Cholesteron máu giảm đường huyết Bari (Ba): tăng huyết áp Syanua: nguy hại hệ thần kinh Crom (Cr): gây dị ứng, mẫn ngứa Mangan (Mn): chuyển màu nước từ nâu đen, gây cặn đen vị Sắt (Fe): màu cam đỏ nước có ván sắt, vị Chương 2: Nguyên nhân hậu nước ngầm bị nhiễm kim loại nặng Trang 15 - Đồng (Cu): vị tanh, ván màu xanh Thủy ngân (Hg): gây xỉn da, chấm nâu lòng trắng mắt Nhôm (Al): Nước đổi màu, vị Kẽm (Zn): vị 2.2.2.2 Đối với môi trường Làm suy thoái nguồn tài nguyên nước ngầm, gây độc môi trường sinh sống động vật thủy sinh thực vật, ảnh hưởng trực tiếp lên thể sinh vật Chương 2: Nguyên nhân hậu nước ngầm bị nhiễm kim loại nặng Trang 16 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận kiến nghị Trang 16 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ KẾT LUẬN: Tóm lại, công CNH-HĐH gắn với tình trạng ô nhiễm gia tăng Ô nhiễm kim loại nặng nước ngầm mối đe dọa nghiêm trọng sức khỏe nhân dân an toàn hệ sinh thái Các chất thải sản xuất, chất thải sinh hoạt người động vật, phân bón hóa học,… ạt đưa vào môi trường, theo thời gian ngấm vào lòng đất, tích tu dần gây ô nhiễm nguồn nước Rất nhiều nguồn nước ngầm bị ô nhiễm hợp chất hữu có khó phân hủy, vi trùng gây bệnh, kim loại nặng đất, dư lượng thuốc bảo vệ thực vật không loại trừ chất phóng xạ Việc xử lý nước ngầm khác trước đưa vào xử dụng, tùy vào đặt thù nguồn nước, nhu cầu cấp nước, tiêu chuẩn chất lượng điều kiện sinh hoạt mà lựa chọn kỹ thuât xử lý phù hợp Kết luận kiến nghị Trang 17 KIẾN NGHỊ: Để lựa chọn công nghệ xử lí phù hợp phải kết hợp điều kiện cụ thể địa phương: - Loại nguồn nước, khả khai thác cung cấp nước từ nguồn khác Điều kiện địa chất, khí tượng thủy văn, khí tượng, vị trí địa lí,… Loại đối tượng sử dụng nước, quy mô công suất trạm cấp nước Chất lượng nước nguồn, yêu cầu chất lượng nước cấp Nguồn gốc, quy mô, mức độ ô nhiễm Công nghệ, thiết bị xử lý có Mật độ dân cư, tập quán sinh hoạt sử dụng nước Khả tài chính, hình thức tham gia cộng đồng cư dân Khả sử dụng nguyên vật liệu, lượng,….tại địa phương Các tiêu chí lựa chọn công nghệ phù hợp: - Chất lượng nước sau xử lí phải đạt yêu cầu sử dụng Công nghệ đơn giản Giá thành thấp Không sử dụng yêu cầu điện tối thiểu Có khả áp dụng cho loại nguồn nước khác , công suất cấp nước , qui mô phục vụ khác Sử dụng nguyên vật liệu, nhân công địa phương Được cộng đồng chấp nhận Kết luận kiến nghị Trang 18 TÀI LIỆU THAM KHẢO: PGS Ts Đặng Kim Chi, (1998 2001), Hóa học môi trường, NXB khoa học kỹ thuật PTS Nguyễn Khắc Cường, (2002), Giáo trình môi trường bảo vệ môi trường, Đại học Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh Ts Nguyễn Văn Bé, (1995) Giáo trình thủy hóa Đại học Cần Thơ Lê Văn Nãi, (2000), Bảo vệ môi trường xây dựng bản, NXB khoa học GS.Ts Lê Văn Khoa (1995), Môi trường ô nhiễm, NXB Giáo dục Trịnh Thị Thanh (2000), Độc học môi trường sức khỏe người, NXB Đại học quốc gia Hà Nội Lê Trình (1992), Quan trắc kiểm soát ô nhiễm môi trường nước, NXB Khoa học Kỹ thuật 10 Bộ Tài nguyên Môi trường (2008), Quy chuẩn Kỹ thuật quốc gia chất lượng nước mặt (QCVN 08:2008) 11 TS Trịnh Xuân Lai “Xử lý nước cấp cho sinh hoạt Công nghiệp” 12 Trung tâm đào tạo ngành nước môi trường “Sổ tay xử lý nước” NXB Xây Dựng, 2006 13 Nguyễn Thị Thu Thủy, (8-2008) “Xử lý nước cấp cho sinh hoạt Công nghiệp, NXB KHKT Tài liệu tham khảo Trang 19 [...]... khi cần sử lý nước ăn Chương 1: Nước ngầm Đồng Bằng Sông Cửu Long Trang 11 CHƯƠNG 2 NGUYÊN NHÂN VÀ HẬU QUẢ NƯỚC NGẦM BỊ NHIỄM KIM LOẠI NẶNG Chương 2: Nguyên nhân và hậu quả nước ngầm bị nhiễm kim loại nặng Trang 12 CHƯƠNG 2 NGUYÊN NHÂN VÀ HẬU QUẢ NƯỚC NGẦM BỊ NHIỄM KIM LOẠI NẶNG 2.1 Khái quát về kim loại nặng 2.1.1 Định nghĩa và nguồn phát sinh kim loại nặng Kim loại nặng là những kim loại có tỷ trọng... chiết đáng kể từ đất vào nước ngầm và do vậy, có thể làm cho nồng độ sắt tan cao trong nước ngầm Mặt khác, đi kèm với sắt, mangan (Mn) cũng thường được ngâm chiết vào nước ngầm Do quá trình đổ vào môi trường nước chất thải công nghiệp và nước thải độc hại không xử lý hoặc xử lý không đạt yêu cầu Nước mặt bị ô nhiễm sẽ lan truyền các chất ô nhiễm vào nước ngầm, vào đất và các thành phần môi trường liên quan... lý bình thường và sau cùng gây nguy hiểm cho sức khỏe của con người (3) Tính độc của các nguyên tố này có thể ở một nồng độ rất thấp khoảng 0.110 mg.L-1 (Alkorta et al., 2004) 2.2 Nguyên nhân và hậu quả nước ngầm bị nhiễm kim loại nặng 2.2.1 Nguyên nhân Kim loại nặng có nhiều trong nước ngầm phụ thuộc vào cấu trúc địa tầng của khu vực và chiều sâu địa tầng nơi khai thác nước Thường không tham gia hoặc... trọng của những kim loại này thông thường lớn hơn 5g/cm3 (Bishop, 2002) Kim loại nặng hiện diện trong tự nhiên đều có trong đất và nước, hàm lượng của chúng thường tăng cao do tác động của con người Các kim loại nặng do tác động của con người là nguồn gây ô nhiễm kim loại nặng chủ yếu khi chúng đi vào môi trường đất và nước Các kim loại do hoạt động của con người như As, Cd, Cu, Ni và Zn thải ra ước... mắt Nhôm (Al): Nước đổi màu, vị tanh Kẽm (Zn): vị tanh 2.2.2.2 Đối với môi trường Làm suy thoái nguồn tài nguyên nước ngầm, gây độc môi trường sinh sống của động vật thủy sinh và thực vật, ảnh hưởng trực tiếp lên cơ thể sinh vật Chương 2: Nguyên nhân và hậu quả nước ngầm bị nhiễm kim loại nặng Trang 16 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận và kiến nghị Trang 16 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ KẾT LUẬN: Tóm lại, công... gắn với tình trạng ô nhiễm gia tăng Ô nhiễm kim loại nặng trong nước ngầm là một mối đe dọa nghiêm trọng đối với sức khỏe nhân dân và sự an toàn của hệ sinh thái Các chất thải sản xuất, chất thải sinh hoạt của người và động vật, phân bón hóa học,… ồ ạt đưa vào môi trường, theo thời gian ngấm vào lòng đất, tích tu dần và gây ô nhiễm nguồn nước Rất nhiều nguồn nước ngầm hiện nay bị ô nhiễm các hợp chất... gọi là mực nước ngầm hay gương nước ngầm Chương 1: Nước ngầm Đồng Bằng Sông Cửu Long Trang 7 - Bề mặt dưới, nơi tiếp xúc với tầng đất đá cách thuỷ gọi là đáy nước ngầm Chiều dày tầng nước ngầm là khoảng cách thẳng đứng giữa mực nước ngầm và đáy nước ngầm - Tầng thông khí hay nước tầng trên là tầng đất đá vụn bở không chứa nước thường xuyên, nằm bên trên tầng nước ngầm - Viền mao dẫn: là lớp nước mao... môi trường liên quan khác Chương 2: Nguyên nhân và hậu quả nước ngầm bị nhiễm kim loại nặng Trang 14 2.2.2 Hậu quả Trong nước ngầm có chứa các yếu tố độc hại nếu không được xử lý các chất độc hại sẽ tác động trực tiếp đến các nguồn nước mà nó tiếp xúc Gây độc môi trường sinh sống của động vật thủy sinh và thực vật Gây độc trực tiếp lên cơ thể sinh vật và thông qua nước sinh hoạt, thực phẩm gây tác động... trên mặt nước ngầm - Tầng không thấm: là tầng đất đá không thấm nước 1.2.3 Sự hình thành nước ngầm và các loại nước ngầm Nước trên mặt đất và trong ao, hồ, sông, biển gặp ánh sáng mặt trời bốc hơi thành hơi nước bay lên không trung, gặp lạnh hơi nước sẽ kết lại thành hạt to và rơi xuống thành mưa Nước mưa rơi xuống mặt đất một phần chảy xuống sông, ao, hồ một phần bốc hơi qua mặt đất, mặt nước và sự... thành dòng chảy ngầm theo địa hình Nước ngầm tầng mặt thường không có lớp ngăn cách với địa hình bề mặt Do vậy, thành phần và mực nước biến đổi nhiều , phụ thuộc vào trạng thái của nước mặt Loại nước ngầm tầng mặt rất dễ bị ô nhiễm Nước ngầm tầng sâu thường nằm trong lớp đất đá xốp được ngăn cách bên trên và phía dưới bởi các lớp không thấm nước theo không gian phân bố, một lớp nước ngầm tầng sâu thường