Nghiên cứu khả năng tách Fe trong nước giếng khoan của hệ thống xử lý nước NL1 tại Thái Nguyên (Khóa luận tốt nghiệp)

Nghiên cứu khả năng tách Fe trong nước giếng khoan của hệ thống xử lý nước NL1 tại Thái Nguyên (Khóa luận tốt nghiệp)Nghiên cứu khả năng tách Fe trong nước giếng khoan của hệ thống xử lý nước NL1 tại Thái Nguyên (Khóa luận tốt nghiệp)Nghiên cứu khả năng tách Fe trong nước giếng khoan của hệ thống xử lý nước NL1 tại Thái Nguyên (Khóa luận tốt nghiệp)Nghiên cứu khả năng tách Fe trong nước giếng khoan của hệ thống xử lý nước NL1 tại Thái Nguyên (Khóa luận tốt nghiệp)Nghiên cứu khả năng tách Fe trong nước giếng khoan của hệ thống xử lý nước NL1 tại Thái Nguyên (Khóa luận tốt nghiệp)Nghiên cứu khả năng tách Fe trong nước giếng khoan của hệ thống xử lý nước NL1 tại Thái Nguyên (Khóa luận tốt nghiệp)Nghiên cứu khả năng tách Fe trong nước giếng khoan của hệ thống xử lý nước NL1 tại Thái Nguyên (Khóa luận tốt nghiệp)Nghiên cứu khả năng tách Fe trong nước giếng khoan của hệ thống xử lý nước NL1 tại Thái Nguyên (Khóa luận tốt nghiệp)Nghiên cứu khả năng tách Fe trong nước giếng khoan của hệ thống xử lý nước NL1 tại Thái Nguyên (Khóa luận tốt nghiệp)

NGUYỄN ĐỨC ANH

Tên đề tài:

NƯỚC GIẾNG KHOAN CỦA HỆ THỐNG XỬ LÝ

NƯỚC NL1 TẠI THÁI NGUYÊN’’

KHOÁ LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

Hệ đào tạo : Liên thông chính quy Chuyên ngành : Khoa học môi trường Khoa : Môi trường

Khóa học : 2013 - 2015

THÁI NGUYÊN - 2014

NGUYỄN ĐỨC ANH

Tên đề tài:

NƯỚC GIẾNG KHOAN CỦA HỆ THỐNG XỬ LÝ

NƯỚC NL1 TẠI THÁI NGUYÊN’’

KHOÁ LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

Hệ đào tạo : Liên thông chính quy Chuyên ngành : Khoa học môi trường

Khóa học : 2013 - 2015 Giảng viên hướng dẫn : 1 TS Hà Xuân Linh

2 TS Dư Ngọc Thành

THÁI NGUYÊN - 2014

thành, em xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành tới các thầy cô giáo trong ban chủ nhiệm khoa môi trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên đã giảng dạy và đào tạo giúp em tích lũy thêm kiến thức và từ đó nâng cao thêm trình độ chuyên môn của mình để áp dụng vào thực tiễn

Đặc biệt, em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới thầy giáo hướng dẫn TS.Hà Xuân Linh, TS Dư Ngọc Thành Hai thầy đã tận tình chỉ bảo, giúp đỡ em trong suốt quá trình em học tập và thực hiện đề tài, làm báo cáo tốt nghiệp này

Cuối cùng, với lòng biết ơn sâu sắc, chân thành xin gửi đến gia đình và bạn bè đã giúp đỡ rất nhiều về tinh thần và vật chất để em hoàn thành được chương trình học tập cũng như báo cáo tốt nghiệp

Trong quá trình thực hiện khóa luận tốt nghiệp, do kinh nghiệm và kiến thức của em còn hạn chế nên không tránh khỏi những sai sót và khiếm khuyết Rất mong được sự tham gia đóng góp ý kiến từ phía các thầy cô giáo

và các bạn sinh viên để khóa luận của em được hoàn thiện hơn và có thể ứng dụng rộng rãi trong thực tế

Em xin chân thành cảm ơn !

Thái nguyên, ngày 09 tháng 08 năm 2014

Sinh viên

Nguyễn Đức Anh

Bảng 2.1: Một số đặc điểm khác nhau giữa nước ngầm và nước mặt 7

Bảng 2.2: Ảnh hưởng của kim loại nặng trong nước ngầm đối với sức khỏe

con người 17

Bảng 4.1: Thực trạng nguồn nước ngầm tại thành phố Thái Nguyên 40

Bảng 4.2: Thực trạng môi trường nước ngầm sông công 41

Bảng 4.3: Kết quả phân tích một số chỉ tiêu hóa học của nước ngầm tại khu

vực nghiên cứu 41

Bảng 4.4: Kết quả phân tích một số chỉ tiêu sinh học của nước ngầm 42

Bảng 4.5: Kết quả phân tích một số chỉ tiêu hóa học của nước ngầm sau khi

xử lý qua hệ thống NL1 43

Bảng 4.6: Hiệu suất xử lý sắt và nitrat sau khi được xử lý qua

hệ thống NL1 44

Hình 2.1: Sơ đồ công nghệ xử lý nước ngầm có sử dụng máy lọc điện giải 24 Hình 2.2: Sơ đồ công nghệ xử lý nước ngầm nhiễm sắt cao với

hàm lượng (4-10mg/l) 24 Hình 4.1: Bản đồ tỉnh Thái Nguyên và các huyện 32 Hình 4.2: Biểu đồ thể hiện tình trạng nước ngầm khu vực nghiên cứu 42 Hình 4.3: Biểu đồ thể hiện hiệu suất xử lý sắt và nitrat của hệ thống NL1 44 Hình 4.4: Hệ thống xử lý nước ngầm NL1 45 Hình 4.5: Hệ thống khử sắt bằng dàn phun và đá vôi 47 Hình 4.6: Hệ thống xử lý nước ngầm có hệ thống dàn mưa và hệ thống

sục rửa 47 Hình 4.7: Mô hình bể lọc nước ngầm đơn giản 48

BTNMT : Bộ Tài Nguyên và Môi Trường BYT : Bộ Y Tế

QCVN : Quy chuẩn Việt Nam TCVN : Tiêu chuẩn Việt Nam WHO : Tổ chức Y tế thế giới UBND : Ủy Ban Nhân Dân UNICEF : Quỹ nhi đồng liên hợp quốc NL1 : Tên hệ thống xử lý nước ngầm

Phần 1: MỞ ĐẦU 1

1.1 Đặt vấn đề 1

1.2 Mục đích nghiên cứu của đề tài 3

1.3 Yêu cầu của đề tài 3

1.4 Ý nghĩa của đề tài 3

1.4.1 Ý nghĩa trong học tập 3

1.4.2 Ý nghĩa trong thực tiễn 3

Phần 2: TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 5

2.1 Cơ sở khoa học của đề tài 5

2.1.1 Khái niệm môi trường, ô nhiễm môi trường 5

2.1.2 Khái niệm nước ngầm 6

2.2 Cơ sở pháp lý 10

2.3 Cơ sở thực tiễn 12

2.3.1 Tài nguyên nước ở Việt Nam và trên thế giới 12

2.3.1.1 Trên thế giới 12

2.3.1.2 Ở Việt Nam 13

2.3.2 Nước ngầm cho sinh hoạt và sức khỏe con người 16

2.4 Giới thiệu về sắt và ảnh hưởng của sắt đến sức khỏe con người 21

2.5 Các phương pháp xử lý sắt 24

2.6 Giới thiệu về phương pháp sử dụng hệ thống NL1 trong xử lý

nước ngầm 25

Phần 3: ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 30

3.1 Đối tượng nghiên cứu 30

3.2 Địa điểm, thời gian và phạm vi nghiên cứu 30

3.3 Nội dung nghiên cứu 30

3.4 Phương pháp nghiên cứu 30

3.4.1 Phương pháp điều tra thu thập thông tin thứ cấp 30

3.4.3 Phương pháp so sánh kết quả phân tích 31

3.4.4 Phương pháp kế thừa 31

Phần 4: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 32

4.1 Điều kiện tự nhiên kinh tế - xã hội 32

4.1.1 Điều kiện tự nhiên 32

4.1.1.1 Vị trí địa lý 32

4.1.1.2 Địa hình 33

4.1.1.3 Khí hậu, thủy văn 33

4.1.1.4 Tài nguyên đất 34

4.1.2 Điều kiện kinh tế - xã hội 35

4.1.2.1 Thực trạng phát triển kinh tế - xã hội 35

4.1.2.2 Dân số, lao động và chính sách xã hội 36

4.1.2.3 Cơ sở hạ tầng 37

4.1.2.4 Giáo dục 37

4.1.2.5 Du lịch 38

4.1.2.6 Y tế 38

4.2 Thực trạng nước ngầm được sử dụng tại khu vực Thái nguyên 39

4.3 Đánh giá xử lý sắt trong nước ngầm bằng hệ thống NL1 41

4.4 Đề xuất phương án công nghệ xử lý nước giếng khoan phục vụ sinh hoạt 45

PHẦN 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 50

5.1 Kết luận 50

5.2 Kiến nghị 50

TÀI LIỆU THAM KHẢO 51

I Tài liệu tiếng Việt 51

II Tài liệu từ internet 51

Báo cáo đánh giá ngành nước Việt Nam cho thấy, tổng lượng nước mặt hằng năm của nước ta vượt tiêu chuẩn quốc tế, nhưng không đều giữa các mùa Mùa khô ở Việt Nam kéo dài và khắc nghiệt, lượng nước trong thời gian này chỉ bằng khoảng 30% lượng nước của cả năm Vào thời điểm này, khoảng một nửa trong số 16 lưu vực sông chính bị thiếu nước - bất thường hoặc cục bộ

Về nước ngầm, Việt Nam có nguồn nước chất lượng tốt với trữ lượng lớn nhưng ở nhiều nơi, nước ngầm bị khai thác tập trung nên đang có mức sụt giảm nghiêm trọng Tại Hà Nội và nhiều khu vực ở TP Hồ Chí Minh, mực nước ngầm đã giảm 30m so với mực nước tự nhiên Tình trạng khai thác quá mức cũng diễn ra ở Tây Nguyên và vùng Đồng bằng sông Cửu Long Theo đánh giá của các nhà khoa học, một số tầng nước ngầm hiện nay chỉ còn tồn tại được trong khoảng thời gian ngắn nữa

Không chỉ suy thoái, tài nguyên nước còn ô nhiễm nghiêm trọng do nhiều nguyên nhân Tại Hà Nội, mỗi ngày thành phố thải ra khoảng 300.000 - 400.000m3 nước thải Tuy nhiên, lượng nước thải này không qua xử lý hoặc chỉ được xử lý sơ bộ trước khi xả vào tuyến thoát nước chung, do đó nồng độ chất ô nhiễm ở một số điểm xả rất cao Ở TP Hồ Chí Minh, riêng lượng nước thải công nghiệp xả ra môi trường mỗi ngày là 400.000m3 Một số ngành công nghiệp hóa chất, phân bón, khai thác khoáng sản có lượng nước thải lớn, chứa nhiều chất độc hại được thải trực tiếp ra các sông, ao, hồ, kênh, rạch nên

đã gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng [15]

Khan hiếm và thiếu nước là mối đe dọa rất nghiêm trọng đối với sự tồn tại của con người trong tương lai, do đó cần có các giải pháp quản lý khai thác

và bảo vệ tốt tài nguyên nước Về mặt quản lý, để tránh sự kém hiệu quả do chồng chéo về chức năng, nhiệm vụ giữa các bộ, ngành khác nhau, cụ thể là

Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn với Bộ Tài nguyên và Môi trường, cần đưa tài nguyên nước về một đơn vị quản lý chung, thống nhất Bên cạnh

đó, cần phải củng cố, bổ sung mạng lưới điều tra quan trắc tài nguyên nước, bao gồm cả nước mặt, nước ngầm, cả về lượng và chất; tiến hành kiểm kê, đánh giá tài nguyên nước trong các lưu vực sông, các vùng và toàn lãnh thổ

để từ đó xây dựng chiến lược chính sách phát triển bền vững tài nguyên nước quốc gia nói chung và cho các lưu vực nói riêng

Ở Việt Nam, sau nhiều năm thực hiện chương trình nước sạch và vệ sinh môi trường nông thôn, nước ngầm được sử dụng và trở thành nguồn nước sinh hoạt chính của nhiều cộng đồng dân cư Theo báo cáo của Tổng cục môi trường, hiện nay có khoảng 13 triệu người (chiếm 16,5% tổng dân số) khai thác và sử dụng nguồn nước này Chất lượng nước ngầm thường ổn định hơn chất lượng nước bề mặt Trong nước ngầm, hầu như không có các hạt keo hay cặn lơ lửng, các chỉ tiêu vi sinh vật trong nước ngầm cũng tốt hơn so với nguồn nước khác Tuy nhiên, khi khai thác nguồn nước ngầm, nhiều vùng phải đối mặt với một số vấn đề rất đáng lo ngại, trong đó phải kể đến là ô nhiễm Fe và asen

Thái Nguyên có nhiều thế mạnh để phát triển kinh tế như vị trí địa lý, bề dày lịch sử, về nguồn nhân lực nhưng bên cạnh đó vẫn còn nhiều khó khăn

và 1 trong số đó là thiếu nguồn nước sạch để phục vụ cho sinh hoạt, sản xuất Chính vì vậy để cung cấp nước sạch trong quá trình sản xuất và sinh hoạt hằng ngày là rất cần thiết để thúc đẩy phát triển kinh tế xã hội theo hướng bền vững Từ yêu cầu trên và được sự phân công của Ban giám hiệu nhà trường, ban chủ nhiệm Khoa Môi Trường và dưới sự hướng dẫn của thầy giáo TS Dư

Ngọc Thành, TS Hà Xuân Linh, em tiến hành thực hiện đề tài “Nghiên cứu

tại Thái Nguyên’’

1.2 Mục đích nghiên cứu của đề tài

- Qua nghiên cứu đề tài nắm được hiện trạng sử dụng và chất lượng nước giếng khoan tại khu vực nghiên cứu

- Xác định khả năng xử lý Fe2+ và một số tác nhân khác ảnh hưởng đến chất lượng nước giếng khoan của ở khu vực nghiên cứu

- Nguyên cứu, đánh giá khả năng hấp thụ sắt trong nước ngầm của hệ thống NL1

- Đề xuất phương án xử lý nước giếng khoan dùng cấp cho sinh hoạt

1.3 Yêu cầu của đề tài

- Lắp đặt hệ thống NL1 xử lý sắt trong nước ngầm

- Các thông tin và số liệu thu được phải chính xác trung thực, khách quan

- Cách lấy mẫu và nghiên cứu phân tích phải đảm bảo tính khoa học và đại diện cho khu vực nghiên cứu

- Kết quả phân tích phải được so sánh với tiêu chuẩn, quy chuẩn môi trường Việt Nam

- Phân tích nước thải sau khi đã xử lý, đánh giá với tiêu chuẩn, quy chuẩn môi trường của Việt Nam

- Nắm được các tiêu chuẩn Việt Nam về nước sinh hoạt

1.4 Ý nghĩa của đề tài

1.4.1 Ý nghĩa trong học tập

- Có cơ hội vận dụng các kiến thức đã được học tập và nghiên cứu

- Nâng cao khả năng làm việc với điều kiện thực tiễn

- Biết cách khả năng phân tích và xử lý số liệu

- Đúc kết được kinh nghiệm trong quá trình nghiên cứu và phục vụ cho quá trình làm việc sau này

1.4.2 Ý nghĩa trong thực tiễn

- Xử lý được các chất gây ô nhiễm nguồn nước

- Tăng cường trách nhiệm của ban lãnh đạo nhà trường với nguồn nước đang sử dụng

- Cảnh báo, ngăn ngừa, giảm thiểu ảnh hưởng của các chất độc hại tới sức khỏe con người

- Giúp mọi người dân có thể thấy được hiện trạng nước họ đang sử dụng có đang bị ô nhiễm hay không, nâng cao ý thức, trách nhiệm của mình đối với môi trường xung quanh

Phần 2 TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU

2.1 Cơ sở khoa học của đề tài

2.1.1 Khái niệm môi trường, ô nhiễm môi trường

- Khái niệm môi trường

Theo Điều 3, Luật Bảo Vệ Môi Trường của Việt Nam 2005 được định nghĩa “Môi trường bao gồm các yếu tố tự nhiên và yếu tố vật chất nhân tạo bao quanh con người, có ảnh hưởng tới đời sống, sản xuất, sự tồn tại, phát triển của con người và sinh vật” [7]

Môi trường là một phần của ngoại cảnh, bao gồm các hiện tượng và các thực thể của tự nhiên mà ở đó, cá thể, quần thể, loài có quan hệ trực tiếp hoặc gián tiếp bằng các phản ứng thích nghi của mình

Theo định nghĩa của UNESCO (1981) thì môi trường của con người bao gồm toàn bộ các hệ thống tự nhiên và các hệ thống do con người tạo ra, những cái hữu hình (đô thị, hồ chứa ) và những cái vô hình (tập quán, niềm tin, nghệ thuật ), trong đó con người sống bằng lao động của mình, họ khai thác các tài nguyên thiên nhiên và nhân tạo nhằm thoả mãn những nhu cầu của mình Như vậy, môi trường sống đối với con người không chỉ là nơi tồn tại, sinh trưởng và phát triển cho một thực thể sinh vật là con người mà còn là

“khung cảnh của cuộc sống, của lao động và sự nghỉ ngơi của con người” [18]

- Khái niệm ô nhiễm môi trường

Ô nhiễm môi trường là sự làm thay đổi tính chất của môi trường, vi phạm tiêu chuẩn môi trường, thay đổi trực tiếp hoặc gián tiếp các thành phần

và đặc tính vật lý, hóa học, nhiệt độ, sinh học…ở bất kỳ thành phần nào của môi trường hay toàn bộ môi trường vượt quá mức cho phép đã được xác định

Theo Điều 3, mục 6 trong Luật Bảo Vệ Môi Trường nói “Ô nhiễm môi trường là sự biến đổi các thành phần môi trường không phù hợp với tiêu chuẩn mối trường, gây ảnh hưởng xấu đến con người, sinh vật” [7]

Theo Tổ chức Y tế thế giới: “Ô nhiễm môi trường được hiểu là việc chuyển các chất thải hoặc năng lượng vào môi trường đến mức có khả năng

gây hại đến sức khoẻ con người, đến sự phát triển sinh vật hoặc làm suy giảm chất lượng môi trường”

- Khái niệm ô nhiễm môi trường nước

Ô nhiễm tài nguyên nước là hiện tượng các vùng nước như sông, hồ, biển, nước ngầm bị các hoạt động của con người làm nhiễm các chất có thể gây hại cho con người và cuộc sống các sinh vật trong tự nhiên

Ô nhiễm nước là sự thay đổi theo chiều tiêu cực của các tính chất vật

lý - hoá học - sinh học của nước, với sự xuất hiện các chất lạ ở thể lỏng, rắn làm cho nguồn nước trở nên độc hại với con người và sinh vật Làm giảm độ

đa dạng sinh vật trong nước

2.1.2 Khái niệm nước ngầm

- Khái niệm nước thải

Theo tiêu chuẩn Việt Nam 5980-1995 và ISO 6107/1-1980: Nước thải

là nước đã được thải ra sau khi đã sử dụng hoặc được tạo ra trong quá trình công nghệ và không còn giá trị trực tiếp đối với quá trình đó

- Khái niệm nước sạch

Nước sạch là nước chỉ chấp nhận sự hiện diện của các hợp chất hữu cơ, kim loại và các ion hòa tan với vi lượng rất nhỏ

Nước sạch là nước tự nhiên mà ta đã loại bỏ các thành phần có hại cho sức khỏe nhưng vẫn có đầy đủ các khoáng chất, vi chất cần thiết cho cơ thể

Tại Khoản 12, Điều 2 Luật Tài Nguyên Nước: Nước sạch là nước có chất lượng đáp ứng quy chuẩn kỹ thuật về nước sạch của Việt Nam

- Khái niệm nước ngầm

Nước ngầm là chỉ loại nước nằm bên dưới bề mặt đất trong các không gian rỗng của đất và trong các khe nứt của các thành tạo đá, và các không gian rỗng này có sự liên thông với nhau

Nước ngầm được hình thành do nước trên bề mặt ngấm xuống, không thể ngấm qua tầng đá mẹ nên trên nó nước sẽ tập trung trên bề mặt, tùy từng kiến tạo địa chất mà nó hình thành nên các hình dạng khác nhau, nước tập trung nhiều sẽ bắt đầu di chuyển và liên kết với các khoang, túi nước khác, dần dần hình thành mạch ngước ngầm lớn nhỏ, tuy nhiên việc hình thành

nước ngầm phụ thược vào lượng nước ngấm xuống và phụ thuộc vào lượng mưa và khả năng trữ nước của đất

Nước ngầm là một bộ phận của chu trình thủy văn xâm nhập vào các hệ đất đá từ mặt đất hoặc bộ phận nước mặt, và trong một thời gian dài nước ngầm được xem là “nguồn nước sạch” - có thể sử dụng cho ăn uống sinh hoạt Thực tế thì nguồn nước này thường chứa nồng độ các nguyên tố cao hơn hẳn

so với tiêu chuẩn nước uống được, đáng kể là Fe, Mn, H2S, …vì thế nước ngầm cần phải được xử lý trước khi phân phối sử dụng

Trên thế giới vấn đề ô nhiễm nước ngầm được quan tâm vào năm đầu của thập niên 80 của thế kỷ 20 với các nghiên cứu về nồng độ của kim loại nặng trong nước ngầm Các đồng bằng châu thổ với mật độ dân cư lớn vùng Nam và Đông Nam Á thường phân bố các tầng chứa nước phong phú và phân

bố rộng khắp

Việt Nam là một quốc gia có trữ lượng nước ngầm khá phong phú và tốt về mặt chất lượng Nước ngầm tồn tại trong các lỗ hổng và các khe nứt của đất đá, hoặc do sự thẩm thấu, thấm của nguồn nước mặt, nước mưa

Bảng 2.1: Một số đặc điểm khác nhau giữa nước ngầm và nước mặt

Nhiệt độ Tương đối ổn định Thay đổi theo mùa

Chất rắn lơ lửng Rất thấp hầu như không có Thường cao và thay đổi

theo mùa Chất khoáng hòa tan Ít thay đổi cao hơn so với

mặt nước

Thay đổi tùy thuộc chất lượng đất, lượng mưa Hàm lượng Fe2+,

Các nguồn nước ngầm hầu như không chứa rong tảo, một trong những nguyên nhân gây ô nhiễm nguồn nước Thành phần đáng quan tâm trong nước ngầm là các tạp chất hoà tan do ảnh hưởng của điều kiện địa tầng, thời tiết, nắng mưa, các quá trình phong hoá và sinh hoá trong khu vực Ở những vùng

có điều kiện phong hoá tốt, có nhiều chất bẩn và lượng mưa lớn thì chất lượng nước ngầm dễ bị ô nhiễm bởi các chất khoáng hoà tan, các chất hữu cơ, mùn lâu ngày theo nước mưa thấm vào đất

Ngoài ra, nước ngầm cũng có thể bị nhiễm bẩn do tác động của con người Các chất thải của con người và động vật, các chất thải sinh hoạt, chất thải hoá học, và việc sử dụng phân bón hoá học… tất cả những loại chất thải

đó theo thời gian nó sẽ ngấm vào nguồn nước, tích tụ dần và làm ô nhiễm nguồn nước ngầm Đã có không ít nguồn nước ngầm do tác động của con người đã bị ô nhiễm bởi các hợp chất hữu cơ khó phân huỷ, các vi khuẩn gây bệnh, nhất là các hoá chất độc hại như các kim loại nặng, dư lượng thuốc trừ sâu và không loại trừ cả các chất phóng xạ

Theo độ sâu phân bố, có thể chia nước ngầm thành nước ngầm tầng mặt và nước ngầm tầng sâu Đặc điểm chung của nước ngầm là khả năng di chuyển nhanh trong các lớp đất xốp, tạo 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 có ba vùng chức năng:

- Vùng thu nhận nước

- Vùng chuyển tải nước

- Vùng khai thác nước có áp

Khoảng cách giữa vùng thu nhận và vùng khai thác nước thường khá

xa, từ vài chục đến vài trăm km Các lỗ khoan nước ở vùng khai thác thường

có áp lực Đây là loại nước ngầm có chất lượng tốt và lưu lượng ổn định Trong các khu vực phát triển đá cacbonat thường tồn tại loại nước ngầm caxtơ

di chuyển theo các khe nứt caxtơ Trong các dải cồn cát vùng ven biển thường

có các thấu kính nước ngọt nằm trên mực nước biển [10]

Chất lượng nước ngầm phụ thuộc vào thành phần khoáng hóa và cấu

trúc địa tầng mà nước thấm qua Do vậy nước chảy qua các địa tầng chứa cát

và granit thường có tính axit và chứa chất khoáng Khi nước ngầm chảy qua

địa tầng chứa đá vôi thì nước thường có độ cứng và độ kiềm hydrocacbonat

khá cao

- Sự ô nhiễm nước ngầm

Việc đốt tiêu hủy các chất thải đã tạo nên chất độc cũng nhưng các tác

nhân gây bệnh có thể ngấm vào nguồn nước ngầm, bên cạnh đó nếu các loại

dầu máy thải, chất tẩy rửa từ các hộ gia định hoặc là thuốc bảo vệ thực vật,

phân hóa học dùng trong nông nghiệp cũng gây ô nhiễm nguồn nước ngầm

Do sự di chuyển của nước ngầm rất chậm nên sự nhiễm độc có thời gian

tích tụ rất dài, thậm chí sau nhiều năm mới thâm nhập vào nguồn nước ăn

Nghiên cứu xử lý kim loại nặng trong nước ngầm

Thành phần đáng quan tâm trong nước ngầm là các hợp chất hào tan do

ảnh hưởng của điều kiện địa tầng, thời tiết, nắng mưa, các quá trình phong

hóa và sinh hóa trong khu vực ở những vùng có điều kiện phong hóa tốt, có

nhiều hất bẩn và lượng mưa lớn thì chất lượng nước ngầm dễ bị ô nhiễm bởi

các chất khoáng hòa tan, các hợp chất hữu cơ, mùn lâu ngày theo nước mưa

ngấm vào đất ngoài ra, nước ngầm cũng bị nhiễm bẩn bởi tác động của con

người Các chất thải của con người [10]

- Ưu và nhược điểm khi sử dụng nước ngầm

Ưu điểm:

- Nước ngầm là tài nguyên thường xuyên, ít chịu ảnh hưởng của các

yếu tố khí hậu như hạn hán

- Chất lượng nước tương đối ổn định, ít bị biến đổi theo mùa như nước mặt

- Chủ động hơn trong vấn đề cấp nước cho các vùng hẻo lánh, dân cư

thưa, nhật là trong hoàn cảnh hiện nay bởi vì nước ngầm có thể khai thác với

nhiều công xuất khác nhau

- Để khai thác nước ngầm có thể sử dụng các thiết bị điện như bơm ly tâm, máy nén khí, bơm nhúng chìm hoặc các thiết bị không cần điện như các loại bơm tay Ngoài ra nước ngầm còn được khai thác tập trung tại các nhà máy nước ngầm, các xí nghiệp, hoặc khai thác tại các hộ dân cư Đây là ưu điểm nổi bật của nước ngầm trong vần đề cấp nước nông thôn [9]

- Có giá thành xử lý nước rẻ hơn

Nhược điểm:

- Một số nguồn nước ngầm ở tầng sâu được hình thành từ hàng trăm, hàng nghìn năm và ngày nay nhận được rất ít sự bổ cập từ nước mưa Và tầng nước này nói chung không thể tái tạo hoặc khả năng tái tạo rất hạn chế Do vậy trong tương lai cần phải tìm nguồn nước khác thay thế khi các tầng nước này bị cạn kiệt

- Việc khai thác nước ngầm với qui mô và nhịp điệu quá cao cũng sẽ làm cho hàm lượng muối trong nước tang lên từ đó dẫn đến việc tăng chi phí cho việc xử lý nước trước khi đưa vào sử dụng

- Khai thác nước ngầm với nhịp điệu cao sẽ làm cho mực nước ngầm

hạ thấp xuống, một năm làm cho quá trình nhiễm mặn tăng lên, mặt khác làm cho nền đất bị võng xuống gây hư hại các ông trình xây dựng - một trong các nguyên nhân gây hiện tượng lún sụt đất

- Khai thác nước ngầm một cách bừa bãi cũng dễ dẫn đến tình trạng ô nhiễm nguồn nước ngầm [9]

2.2 Cơ sở pháp lý

- Căn cứ Luật Bảo vệ Môi trường năm 2005 được Quốc hội nước Cộng hoà xã hội chủ nghĩa Việt Nam khoá XI kỳ họp thứ 8 thông qua ngày 29/11/2005 và có hiệu lực thi hành từ ngày 01/07/2006

- Luật tài nguyên nước số: 17/2012/QH13 được Quốc Hội nước cộng hòa xã hội chủ nghĩa Việt Nam khóa XIII, kỳ họp thứ 3 thông qua ngày 26/12/2012 và có hiệu lực thi hành ngày 01/01/2013

- Các Nghị định, Thông tư, Quyết định, Chỉ thị, Văn bản của Chính phủ, cơ quan Trung ương, địa phương có liên quan đến công tác bảo vệ môi trường, tài nước:

+ Nghị định 34/2005-NĐ - CP của Chính phủ về quyết định xử phạt vi phạm hành chính trong lĩnh vực tài nguyên nước

+ Chỉ thị 02/2004/CT - BTNMT của Bộ TN&MT về tăng cường công tác quản lý tài nguyên nước dưới đất

+ Thông báo số 1088/VPCP-NN V/v soạn thảo Chỉ thị của Thủ tướng chính phủ về việc tăng cường quản lý, bảo vệ tài nguyên nước

+ Quyết định số 02/2008/QĐ-UBND V/v qui định chế độ thu, nộp, quản lý và sử dụng lệ phí cấp giấy phép thăm dò, khai thác, sử dụng tài nguyên nước, xả nước vào nguồn nước và hành nghề khoan nước

+ Quyết định số 03/2008/QĐ-UBND V/v quy định chế độ thu nộp, quản lý và sử dụng phí thẩm định đề án, báo cáo thăm dò, khai thác, sử dụng nước dưới đất

+ Quyết định số 13/2007/QĐ-BTNMT Ban hành Quy định về việc điều tra, đánh giá tài nguyên nước dưới đất

+ Nghị định 117/2007/NĐ-CP Về sản xuất, cung cấp tiêu thụ nước sạch + Nghị định sô 17/2006/QĐ-BTNMT Ban hành Quy định về việc cấp phép hành nghề khoan nước dưới đất

+ Thông tư số 02/2006/TT-BTNMT V/v hướng dẫn thực hiện Nghị định số 149/2004/NĐ-CP Quy định cấp phép thăm dò, khai thác, sử dụng tài nguyên nước

+ Chỉ thị 02/2004/CT-BTNMT ngày 02/06/2004 Về tăng cường công tác quản lý tài nguyên nước dưới đất

- Các tiêu chuẩn Việt Nam liên quan đến chất lượng nước sinh hoạt : + Tiêu chuẩn vệ sinh nước cấp sinh hoạt(TCVN 5502 :2003)

+ Tiêu chuẩn vệ sinh nước ăn uống (Ban hành theo Quyết định của Bộ trưởng Bộ Y tế số 1329/2002/BYT/QĐ ngày 18/04/2002)

+ Quy chuẩn nước sạch : QCVN 01 - 2009/ BYT Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia về chất lượng nước sinh hoạt

+ Quy chuẩn nước sạch : QCVN 02 - 2009/ BYT Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia về chất lượng nước sinh hoạt

+ Quy chuẩn Việt Nam: QCVN09 - 2008/BTNMT Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước ngầm

2.3 Cơ sở thực tiễn

2.3.1 Tài nguyên nước ở Việt Nam và trên thế giới

2.3.1.1 Trên thế giới

Theo Korzun và các cộng sự (1978), lượng nước toàn cầu là khoảng

1386 triệu km , trong đó nước biển và đại dương chiếm tới 96,5% Chỉ còn lại khoảng 3,5% 3 lượng nước trong đất liền và trong khí quyển Lượng nước ngọt mà con người có thể sử dụng được khoảng 35 triệu km3, chiếm 2,53% lượng nước toàn cầu Tuy nhiên trong tổng số lượng nước ngọt đó, băng và tuyết chiếm tới 24 triệu km3 và nước ngầm nằm ở độ sâu tới 600m so với mực nước biển chiếm 10,53 triệu km3 Lượng nước ngọt trong các hồ chứa là 91.000 km3 và trong các sông suối là 2120 km3 Lượng mưa trung bình hàng năm trên bề mặt trái đất khoảng 800 mm Tuy nhiên sự phân bố mưa là không đồng đều giữa các khu vực trên thế giới, tạo nên những vùng mưa nhiều, dư thừa nước và những vùng mưa ít, thiếu nước Vùng dư thừa nước là nơi lượng mưa cao, thỏa mãn được nhu cầu nước tiềm năng của thảm thực vật Vùng thiếu nước là nơi mưa ít không đủ cho thảm thực vật phát triển Nhìn chung, châu Phi, Trung Đông, miền Tây nước Mỹ, Tây Bắc Mehico, một phần của Chile, Argentina và phần lớn Australia được coi là những vùng thiếu nước Nguồn nước trên các con sông là nguồn nước ngọt quan trọng, đáp ứng nhu các nhu cầu nước của con người và sinh vật trên cạn Theo Shiklomanov (1990), lưu lượng nước trên các dòng sông, thông qua chu trình nước toàn cầu, thể hiện sự biến động nhiều hơn lượng nước chứa trong các

hồ, lượng nước ngầm và các khối băng [11]

So với nguồn nước mặt, nguồn nước ngầm có trữ lượng lớn hơn rất nhiều so với nước của các con sông và hồ chứa Đây là nguồn nước ngọt rất dồi dào của nhân loại Nếu chúng ta biết bảo vệ và khai thác hợp lý thu nước ngầm sẽ cho chúng ta nguồn nước ngọt rất bền vững

Hiện nay đường thủy và sông ngòi nói chung ở châu Âu đều nhiễm độc, nhất là từ các hợp chất hữu cơ chứa clo Nguyên nhân là dọc hai bên bờ sông có nhiều nhà máy, xí nghiệp hóa chất, như ở sông Ranh chẳng hạn Ở Hà

Lan người ta đã phát hiện ra loại nông dược độc hại và những chất vi ô nhiễm (Micropolluant) trong nước uống bắt nguồn từ sông Ranh Ô nhiễm nước uống do nitrat (NO3-) từ nông nghiệp là một vấn đề nghiêm trọng Nông nghiệp hiên đại ngày nay sử dụng quá nhiều phân hóa học (nhất là phân đạm) Khoảng chừng 20 năm qua, lượng NO3- đã khuếch tán trong đất và gây ô nhiễm nước, ngày càng nhiều nguồn nước có lượng NO3

quá mức quy định Song điều nguy hiểm hơn nữa là ở vùng nông thôn thường có dư lượng thuốc bảo vệ thực vật quá cao Tại các nguồn nước ở các khu công nghiệp thì nồng

độ các chất có hại vượt quá liều lượng cho phép bao gồm các chất hữu cơ, vô

cơ khó bị phân giải trong tự nhiên Chúng có thể nổi trên mặt nước, lơ lửng hoặc lắng sâu dưới đáy và tan trong nước Ví dụ chỉ một giọt dầu cũng tạo diện tích váng 0,25m2 trên mặt nước, tương tự một tấn dầu sẽ tạo váng 500

ha, dù lớp màng váng rất mỏng song vẫn gây hại với sinh vật thủy sinh Ở các

đô thị của các nước đang phát triển thì 95% cống rãnh không được xử lý nước thải và đã xả ra các cánh đồng lân cận Thụy Sỹ là nước du lịch và vô cùng sạch sẽ Song các con sông suối ngoài biên giới Thụy Sỹ thì lại là nguồn nước

bị ô nhiễm hoàn toàn Sông “Danuyp xanh” không còn là một hình ảnh thơ mộng, hiện nay với chiều dài 100 km từ Cremxo đến biên giới Slovakia, thực chất đã trở thành vùng nước chết về phương diện sinh học Ở Hoa Kỳ, hàng năm ngành nông nghiệp đã sử dụng khoảng 400 nghìn kg thủy ngân trong các loại thuốc bảo vệ thực vật Hiện nay hầu hết các quốc gia trên thế giới đều bị

ô nhiễm nước ở các mức độ khác nhau

2.3.1.2 Ở Việt Nam

Việt Nam nằm trong vùng nhiệt đới gió mùa, có lượng mưa bình quân hàng năm lớn (1800mm - 2000 mm) và có một hệ thống sông ngòi chằng chịt, tạo nên nguồn nước rất phong phú Nếu tính các sông có độ dài trên 10 km thì chúng ta có tới 2500 con sông, với tổng chiều dài lên tới 52000 km Trong đó hai hệ thống sông lớn nhất của cả nước là sông Hồng và sông Cửu Long đã tạo nên hai vùng đất trù phú nhất cho phát triển nông nghiệp Việt Nam Bên cạnh đó, hệ thống sông ngòi ở miền Trung cũng rất phong phú, tạo nên các đồng bằng ven biển, tuy nhỏ hẹp nhưng rất quan trọng trong phát triển nông nghiệp khu vực miền Trung Hệ thống sông ngòi này không những cung cấp

nước cho mọi hoạt động phát triển kinh tế của đất nước mà còn là nguồn lợi thủy sản khá phong phú và hệ thống giao thông đường thủy quan trọng của cả nước Tuy nhiên, do lượng mưa phân bố không đều giữa các tháng trong năm (tập trung chủ yếu vào các tháng mùa mưa, từ tháng 4-5 đến tháng 9-10, trừ vùng duyên hải miền Trung, mùa mưa đến muộn và kết thúc muộn 2-3 tháng nên thường gây ra úng lụt trong mùa mưa và khô hạn trong mùa khô đặc biệt

ở các tỉnh miền Trung, nơi có địa hình dốc và hệ thống sông ngòi ngắn Theo Nguyễn Viết Phổ (1893), lượng nước mưa hàng năm của cả nước vào khoảng 640km3, tạo nên dòng chảy ở các sông ngòi là 313km3 Song nếu tính cả lượng nước chảy vào nước ta qua sông Hồng (50 km3/năm) và sông Cửu Long (550 km3/năm) thì tổng lượng nước chảy sẽ gấp đôi Tuy nhiên, lượng nước chảy này lại tập trung tới trên 80% vào mùa mưa nên thường gây ra úng lụt ở các tỉnh đồng bằng và khu vực miền Trung Ngược lại, trong mùa khô, các dòng sông thường ít nước gây nên tình trạng thiếu nước tưới trong nông nghiệp Về nguồn nước ngầm, mặc dù đã được khai thác và sử dụng từ lâu song cho đến nay, việc điều tra, thăm dò cũng như quy hoạch sử dụng vẫn còn nhiều hạn chế Tuy nhiên, do tình trạng nước mặt bị ô nhiễm nhiều (đặc biệt

là khu vực công nghiệp và đô thị) nên nguồn nước ngầm chắc chắn sẽ được sử dụng nhiều hơn [11]

Thực trạng ô nhiễm tại Việt Nam:

Hiện nay ở Việt Nam, mặc dù các cấp, các ngành đã có nhiều cố gắng trong việc thực hiện chính sách và pháp luật về bảo vệ môi trường, nhưng tình trạng ô nhiễm nước là vấn đề rất đáng lo ngại Tốc độ công nghiệp hoá và đô thị hoá khá nhanh và sự gia tăng dân số gây áp lực ngày càng nặng nề đối với tài nguyên nước trong vùng lãnh thổ Môi trường nước ở nhiều khu đô thị, khu công nghiệp và làng nghề ngày càng bị ô nhiễm bởi nước thải, khí thải và chất thải rắn Ở các thành phố lớn, hàng trăm cơ sở sản xuất công nghiệp đang gây ô nhiễm môi trường nước do không có công trình và thiết bị xử lý chất thải Ô nhiễm nước do sản xuất công nghiệp là rất nặng Ví dụ: ở ngành công nghiệp dệt may, ngành công nghiệp giấy và bột giấy, nước thải thường có độ

pH trung bình từ 9- 11; chỉ số nhu cầu ô xy sinh hoá (BOD), nhu cầu ô xy hoá

học (COD) có thể lên đến 700mg/1 và 2.500mg/1; hàm lượng chất rắn lơ lửng cao gấp nhiều lần giới hạn cho phép Hàm lượng nước thải của các ngành này có chứa xyanua (CN-) vượt đến 84 lần, H2S vượt 4,2 lần, hàm lượng NH3 vượt 84 lần tiêu chuẩn cho phép nên đã gây ô nhiễm nặng nề các nguồn nước mặt trong vùng dân cư Mức độ ô nhiễm nước ở các khu công nghiệp, khu chế xuất, cụm công nghiệp tập trung là rất lớn Ở thành phố Thái Nguyên, nước thải công nghiệp thải ra từ các cơ sở sản xuất giấy, luyện gang thép, luyện kim màu, khai thác than; về mùa cạn tổng lượng nước thải khu vực thành phố Thái Nguyên chiếm khoảng 15% lưu lượng sông Cầu; nước thải từ sản xuất giấy có pH từ 8,4-9 và hàm lượng NH4 là 4mg/1, hàm lượng chất hữu cơ cao, nước thải có màu nâu, mùi khó chịu… Khảo sát một số làng nghề sắt thép, đúc đồng, nhôm, chì, giấy, dệt nhuộm ở Bắc Ninh cho thấy có lượng nước thải hàng nghìn m3/ngày không qua xử lý, gây ô nhiễm nguồn nước và môi trường trong khu vực Tình trạng ô nhiễm nước ở các đô thị thấy

rõ nhất là ở thành phố Hà Nội và thành phố Hồ Chí Minh Ở các thành phố này, nước thải sinh hoạt không có hệ thống xử lý tập trung mà trực tiếp xả ra nguồn tiếp nhận (sông, hồ, kênh, mương) Mặt khác, còn rất nhiều cơ sở sản xuất không xử lý nước thải, phần lớn các bệnh viện và cơ sở y tế lớn chưa có

hệ thống xử lý nước thải; một lượng rác thải rắn lớn trong thành phố không thu gom hết được… là những nguồn quan trọng gây ra ô nhiễm nước Hiện nay, mức độ ô nhiễm trong các kênh, sông, hồ ở các thành phố lớn là rất nặng

Ở thành phố Hà Nội, tổng lượng nước thải của thành phố lên tới 300.000 - 400.000 m3/ngày; hiện mới chỉ có 5/31 bệnh viện có hệ thống xử lý nước thải, chiếm 25% lượng nước thải bệnh viện; 36/400 cơ sở sản xuất có xử lý nước thải; lượng rác thải sinh hoại chưa được thu gom khoảng 1.200

m3/ngày đang xả vào các khu đất ven các hồ, kênh, mương trong nội thành; chỉ số BOD, oxy hoà tan, các chất NH4, NO2, NO3 ở các sông, hồ, mương nội thành đều vượt quá quy định cho phép Ở thành phố Hồ Chí Minh thì lượng rác thải lên tới gần 4.000 tấn/ngày; chỉ có 24/142 cơ sở y tế lớn là có

xử lý nước thải; khoảng 3.000 cơ sở sản xuất gây ô nhiễm thuộc diện phải di dời Không chỉ ở Hà Nội, thành phố Hồ Chí Minh mà ở các đô thị khác như Hải Phòng, Huế, Đà Nẵng, Nam Định, Hải Dương… nước thải sinh hoạt cũng

không được xử lý độ ô nhiễm nguồn nước nơi tiếp nhận nước thải đều vượt quá tiểu chuẩn cho phép (TCCP), các thông số chất lơ lửng (SS), BOD; COD;

Ô xy hoà tan (DO) đều vượt từ 5- 10 lần, thậm chí 20 lần TCCP Về tình trạng

ô nhiễm nước ở nông thôn và khu vực sản xuất nông nghiệp, hiện nay Việt Nam có gần 76% dân số đang sinh sống ở nông thôn là nơi cơ sở hạ tầng còn lạc hậu, phần lớn các chất thải của con người và gia súc không được xử lý nên thấm xuống đất hoặc bị rửa trôi, làm cho tình trạng ô nhiễm nguồn nước

về mặt hữu cơ và vi sinh vật ngày càng cao Theo báo cáo của Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn, số vi khuẩn Feca coliform trung bình biến đổi

từ 1.500-3.500MNP/100ml ở các vùng ven sông Tiền và sông Hậu, tăng lên tới 3800-12.500MNP/100ML ở các kênh tưới tiêu Trong sản xuất nông nghiệp, do lạm dụng các loại thuốc bảo vệ thực vật, các nguồn nước ở sông,

hồ, kênh, mương bị ô nhiễm, ảnh hưởng lớn đến môi trường nước và sức khoẻ người dân Theo thống kê của Bộ Thuỷ sản, tổng diện tích mặt nước sử dụng cho nuôi trồng thuỷ sản đến năm 2001 của cả nước là 751.999 ha Do nuôi trồng thuỷ sản ồ ạt, thiếu quy hoạch, không tuân theo quy trình kỹ thuật nên

đã gây nhiều tác động tiêu cực tới môi trường nước Cùng với việc sử dụng nhiều và không đúng cách các loại hoá chất trong nuôi trồng thuỷ sản, thì các thức ăn dư lắng xuống đáy ao, hồ, lòng sông làm cho môi trường nước bị ô nhiễm các chất hữu cơ, làm phát triển một số loài sinh vật gây bệnh và xuất hiện một số tảo độc; thậm chí đã có dấu hiệu xuất hiện thuỷ triều đỏ ở một số vùng ven biển Việt Nam [11]

2.3.2 Nước ngầm cho sinh hoạt và sức khỏe con người

Trong nước ngầm có chứa các yếu tố đọc hại, nếu không được xử lý, các chất đọc hại sẽ tác động trực tiếp đến các nguồn nước mà nó tiếp xúc, gây độc môi trường sinh sống của động 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 xấu đến con người [1]

•Tác động đối với con người

Nước bị ô nhiễm bởi kim loại nặng có tác động tiêu cực tới sức khỏe của con người qua bảng sau:

Bảng 2.2: Ảnh hưởng của kim loại nặng trong nước ngầm đối với sức

khỏe con người [1]

Tên kim loại nặng Mức độ

gây hại Biểu hiện và hậu quả

Asen (III) XXXXX Nguy hại cho da, hệ thống tim mạch và thậm

chí gây ung thư sau 3 - 5 năm

Arsenate - asen (V) X

-Trẻ em: chậm phát triển về thể chất, trí tuệ và tinh thần

-Người lớn: gây hại thận, tim mạch và nội tạng

Cadium - Cd XXX -Ngắn hạn: gây tiêu chảy, tổn thương gan

-Lâu dài: gây bệnh thận, và ti mạch, nội tạng Nicken - Ni XX Dài hạn: giảm cân, hại tim, phổi gan

Selenium - Se XX Rụng tóc, móng ngón tay, ngón chân và vấn đề

tim mạch

Antiony - Sb XX Tăng Cholesterol trong máu và giảm đường

huyết

Syanua XX Nguy hại về hệ thần kinh

Crom - Cr XX Gây dị ứng mẩu ngứa

Mangan - Mn X Chuyển màu nước từ nâu đen, gây cặn đen và

vị tanh

Sắt - Fe X Màu cam đỏ trong nước có váng sắt, vị tanh

Đồng - Cu X Vị tanh, vàng màu xanh

Thủy ngân - Hg X Gây xỉn da, chấm nâu trong lòng trắng mắt Nhô - Al X Nước đổi màu, vị tanh

- Đối với môi trường

Các kim loại nặng có trong nước ngầm sẽ làm cho nguồn tài nguyên nước ngầm bị suy thái, gây độc môi trường sinh sống của động vật thủy sinh

và thực vật, ảnh hưởng trực tiếp lên cơ thể sinh vật

Theo các chuyên gia về sức khỏe, nước ngầm có độ pH thấp về cơ bản không ảnh hưởng nhiều đến sức khỏe nếu không sử dụng trực tiếp cho mục đích ăn uống Tuy nhiên, tính axit trong nước có khả năng ăn mòn kim loại từ đường ống, vật chứa nước và tích lũy các ion kim loại trong nước dễ phát sinh bệnh tật ở người Hàm lượng sắt cao, cùng với ô nhiễm chất hữu cơ, ô nhiễm

từ hợp chất chứa nitơ, các vi sinh gây bệnh có trong nước giếng, nếu sử dụng

và tiếp xúc lâu dài, sẽ ảnh hưởng đến sức khỏe của người dân, gây nên bệnh

tả, lỵ, thương hàn, sốt rét, siêu vi khuẩn viêm gan B, siêu vi khuẩn viêm não Nhật Bản, nhiễm giun đỏ 92% người dân Hóc Môn thiếu nước sạch sử dụng, phải dùng nước giếng ngầm trong sinh hoạt Tuy nhiên, nguồn nước ngầm được xác định là bị nhiễm khuẩn, ảnh hưởng đến sinh hoạt và sức khỏe của người dân trong nhiều năm qua Tiềm ẩn nhiều nguy cơ bệnh dịch Trung tâm

Y tế dự phòng huyện Hóc Môn cảnh báo rằng mạch nước ngầm trên địa bàn huyện kiểm nghiệm gần đây cho thấy đang bị nhiễm phèn nặng, nhiễm vi sinh

từ 7-15% và nhiễm vô cơ 10%

Nguyên nhân ô nhiễm tầng nước ngầm ở thành phố Hồ Chí Minh được xác định là do cấu trúc địa chất và tình trạng khai thác bừa bãi, nhiều giếng được khoan gần khu vực ô nhiễm như cống thải, nghĩa trang, hố ga, sát bờ kênh, bãi rác Thêm vào đó, kỹ thuật khoan giếng nhiều nơi chưa tốt kéo theo việc gia cố, cách ly tầng không bảo đảm, tạo thêm những cửa sổ địa chất thủy văn nhân tạo làm cho các chất ô nhiễm từ trên bề mặt theo nước khuếch tán

và thẩm thấu xuống tầng nước ngầm

Các chuyên gia này khuyến cáo rằng, trong trường hợp người dân vẫn phải sử dụng nguồn nước giếng khoan cho ăn uống, sinh hoạt, thì việc cấp thiết cần làm là dùng phương pháp lọc nước để loại trừ chất ô nhiễm trong nước, bảo vệ an toàn cho sức khỏe của chính bản thân và gia đình

Tổ chức Y tế Thế Giới (WHO) cho rằng 80% bệnh tật của cư dân Trái Đất là do nước gây ra hoặc lan truyền qua nước WHO cũng đã tiến hành nghiên cứu cơ cấu bệnh tật ở khu vực Châu Á và đi đến nhận xét như sau: Tại một số nước ở Châu Á có tới 60% bệnh nhiễm trùng và 40% dẫn tới tử vong

là do dùng nước không hợp vệ sinh UNICEF lại cảnh báo rằng : Hàng năm,

tại các nước đang phát triển có khoảng 14 triệu trẻ em dưới 5 tuổi bị chết và 5 triệu trẻ em bị tàn tật do nguồn nước bị ô nhiễm

Theo kết quả phân tích và điều tra gần đây cho thấy hiểu biết của người dân về các bệnh tật liên quan đến sử dụng nước không sạch còn hạn chế Phần lớn người dân chỉ biết đến bệnh tiêu chảy (62%), còn các bệnh khác biết đến với tỷ lệ rất thấp như bệnh giun sán (18,6%), ngoài da (17,6%), bệnh về mắt (11%), và bệnh phụ khoa (3,8%)

Sử dụng nguồn nước bị nhiễm bẩn có thể liên quan đến những nhóm bệnh cơ bản sau:

- Bệnh đường tiêu hóa

Với các bệnh thường gặp như: tả, lỵ, thương hàn, tiêu chảy, viêm gan A, bại liệt… Bệnh thường xảy ra do người khỏe ăn hoặc uống phải những thực phẩm, nước uống bị nhiễm vi khuẩn có trong phân người (do không rửa tay với xà phòng sau khi đi vệ sinh hoặc sau khi vệ sinh cho trẻ nhỏ, sau đó cầm vào thức ăn; hoặc do ruồi, gián đậu lên thức ăn, nước uống không được đậy kín…) Sau khi ăn hoặc uống các loại nước đã nhiễm vi khuẩn, virut và ký sinh trùng gây bệnh thì chúng ta dễ dàng bị mắc bệnh

Tuy nhiên, các bệnh lây truyền trên đều có thể ngăn ngừa được nếu chúng ta thực hiện các biện pháp phòng bệnh đơn giản như: rửa tay bằng xà phòng và nước sạch tại các thời điểm trước khi ăn, sau khi đại tiện hoặc sau khi tiếp xúc với người bệnh Thực hiện ăn chín, uống sôi, không ăn các thức

ăn đã ôi thiu Sử dụng nhà tiêu hợp vệ sinh, sử dụng và bảo quản tốt các nguồn nước sạch, giữ gìn vệ sinh môi trường sạch sẽ Diệt các loại côn trùng

có nguy cơ truyền bệnh như ruồi, gián và chuột

- Bệnh giun sán

Giun đũa, giun tóc, giun móc, giun kim thường lây truyền do trứng giun của người bệnh theo phân ra ngoài rồi lại vào hệ tiêu hóa của người khỏe qua thức ăn, nước uống nhiễm bẩn hoặc chui qua da người vào cơ thể và gây bệnh Ấu trùng của các loại sán lại từ phân người bệnh vào nước hoặc sống ký sinh trong ốc, cá… Ăn ốc có ấu trùng sán sẽ bị nhiễm sán Người hay gia súc

ăn cá, thịt không nấu chín cũng sẽ mắc bệnh Để phòng bệnh giun sán, chúng

ta không nên ăn gỏi cá, không ăn các loại gia súc bị bệnh chết, không đi chân

đất hay để trẻ nhỏ mặc quần thủng đũng, đặc biệt cần chú ý tẩy giun, sán theo định kỳ và theo hướng dẫn của thầy thuốc

- Bệnh do muỗi truyền

Những bệnh do muỗi truyền thường thấy là bệnh sốt rét, sốt xuất huyết, viêm não Nhật Bản… Các bệnh này dễ lây lan và có thể bùng phát thành dịch lớn Bệnh lây truyền bằng cách: muỗi đốt người bị bệnh sau đó đốt người khỏe mạnh, mầm bệnh sẽ truyền vào người khỏe qua vết đốt của muỗi Để không bị muỗi đốt, khi ngủ chúng ta nên ngủ trong màn, tẩm màn bằng hóa chất; phun thuốc diệt muỗi và đốt hương muỗi trong nhà Bên cạnh đó, phải

vệ sinh nhà cửa sạch sẽ, phát quang bụi rậm quanh nhà và thu gom phế thải, khơi thông cống rãnh; diệt bọ gậy trong các dụng cụ chứa nước sinh hoạt đồng thời lật úp những dụng cụ chứa nước không dùng đến; thường xuyên tổng vệ sinh dọn sạch ao tù, nước đọng

- Các bệnh về mắt, ngoài da, bệnh phụ khoa

Đa phần các bệnh về mắt, bệnh ngoài da và bệnh phụ khoa có thể truyền

từ người bệnh sang người lành qua nước Bởi vậy, để phòng tránh các bệnh này cần có đủ nước sạch để sử dụng hằng ngày Đồng thời thực hiện vệ sinh

cá nhân tốt, tắm rửa hay giặt giũ phải dùng xà phòng và nước sạch, mỗi người phải sử dụng một khăn mặt riêng, không dùng chung quần áo với người bệnh

và không mặc quần áo khi còn ẩm

Hầu hết sông hồ ở các thành phố lớn như Hà Nội và thành phố Hồ Chí Minh, nơi có dân cư đông đúc và nhiều khu công nghiệp lớn đều bị ô nhiễm Phần lớn lượng nước thải sinh hoạt (khoảng 600.000 m3 mỗi ngày, với khoảng 250 tấn rác được thải ra các sông ở khu vực Hà Nội) và công nghiệp (khoảng 260.000 m3 nhưng chỉ có 10% được xử lý) đều không được xử lý,

mà đổ thẳng vào các ao hồ, sau đó chảy ra các con sông lớn tại vùng Châu Thổ sông Hồng và sông Mê Kông Ngoài ra, nhiều nhà máy và cơ sở sản xuất như các lò mổ và ngay bệnh viện (khoảng 7.000 m3 mỗi ngày, chỉ 30% là được xử lý) cũng không được trang bị hệ thống xử lý nước thải

Báo cáo cuối năm 2004 của một số Trung tâm Y tế huyện, thành thị ở Thái Nguyên cho thấy tỷ lệ mắc bệnh tiêu chẩy huyện Phú Bình vao hơn hẳn

các nơi khác (1,8%) sau đó đến huyện Đồng Hỷ Cả hai huyện trên đều có cư dân sống vên sông Cầu

Tóm lại: sự ô nhiễm nguồn nước ngầm đang là vấn đề đáng được quan tâm hiện nay Những người mắc bệnh do nguồn nước bị ô nhiễm gây ra được thống kê ngày càng tăng

Từ đó dấy lên một mối lo ngại về sức khỏe và môi trường sống của con người ngay hiện tại và trong tương lai

2.4 Giới thiệu về sắt và ảnh hưởng của sắt đến sức khỏe con người

* Giới thiệu về sắt

Sắt là nguyên tố kim loại phổ biến, nó đứng thứ tư về hàm lượng vỏ trái đất Người ta cho rằng nhân của Trái Đất chủ yếu gồm sắt và niken Sắt chiếm 1,5% về khối lượng vỏ Trái Đất

Những khoáng vật quan trọng của sắt là manhetit (Fe3O4) chưa đến 72,41% sắt, hematit (Fe2O3) chứa 60% sắt, pirit (FeS2) chứa 46,67% sắt và xiderit (FeCO3) chứa 35% sắt Ngoài ra sắt còn phân tán trong khoáng vật của những nguyên tố phổ biến như mangan, titan

Một số hằng số vật lý quan trọng của sắt:

+ Số thứ tự: 26

+ Khối lượng nguyên tử: 55,847

+ Cấu hình electoron: [Ar] 3d64s2

Fe α → Fe β → Fe γ→ Fe δ → Fe lỏng

Những dạng α, β có cấu trúc kiểu tinh thể lập phương tâm khối nhưng có cấu trúc electron khác nhau Dạng γ có cấu trúc tinh thể lập phương tâm diện, dạng δ có cấu trúc lập phương tâm khối như dạng α, β nhưng tồn tại đến nhiệt

độ nóng chảy Sắt có tính chất từ tính (chúng bị nam châm hút và dưới sự tác động của dòng điện chúng trở thành nam châm ) Sắt tạo nên nhiều hợp kim quan trọng đặc biệt là với cacbon, tùy lượng cacbon có trong sắt mà người ta

có thể chia ra thành: Sắt mềm (<0,2%C), thép (0,2 ÷1,7%C), và gang (1,7 ÷ 5%C) [2]

*Tính chất hóa học:

Sắt là một loại kim loại có hoạt tính hóa học trung bình Ở điều kiện bình thường không có độ ẩm, sắt không tác dụng với các nguyên tố phi kim điển hình như oxy, lưu huỳnh, clo, brom vì có mạng mỏng oxit bảo vệ Khi đun nóng Fe hầu như tác dụng với hầu hết các phi kim Sắt tinh khiết bền trong không khí và nước Ngược lại, sắt chứa tạp chất bị ăn mòn dưới sự tác dụng của hơi ẩm, khí cacbon và oxy ở trong không khí tạo lên rỉ sắt:

4Fe + 3O2 → 2Fe2O3

Do lớp rỉ sắt xốp và giòn nên không bảo vệ sắt khỏi bị oxi hóa tiếp

Trong nước ngầm sắt thường tồn tại ở dạng ion, sắt có hóa trị II (Fe2+) là thành phần của các mối hòa tan như: Fe(HCO3), FeSO4, Hàm lượng sắt có trong các nguồn nước ngầm thường cao và phân bố không đồng đều trong các lớp trầm tích dưới đất sâu

Các hợp chất vô cơ của ion sắt hóa trị II: FeS, Fe(OH)2, FeCO3, Fe(HCO3), FeSO4,

Các hợp chất vô cơ của ion sắt hóa trị III: FeCl3, Fe(OH)3, Trong đó Fe(OH)3 là chất keo tụ, dễ dàng lắng đọng trong các bể lắng và bể lọc Fe(OH)3 bền trong không khí , không tan trong nước và dung dịch NH3 Fe(OH)3 tan dễ dàng trong axit tạo thành muối Fe3+ Vì thế các hợp chất vô cơ của sắt hòa tan trong nước hoàn toàn có thể xử lý bằng phương pháp lý học, làm thoáng lấy oxy của không khí để oxy hóa sắt hóa trị II thành sắt hóa trị III

và cho quá trình thủy phân, keo tụ Fe(OH)3 xảy ra hoàn toàn trong các bề lắng, bể lọc tiếp xúc và các bể lọc [2]

* Ảnh hưởng của sắt đến sức khỏe con người

- Sắt có vai trò cần thiết đối với mọi cơ thể sống, ngoại trừ một số vi khuẩn Nó chủ yếu liên kết ổn định bên trong các protein kim loại, vì trong dạng tự nó sinh ra các gốc tụ do nói chung là độc với các tế bào Nói rằng sắt

tự do không có ý nghĩa là nó tụ do di chuyển trong các chất lỏng trong cơ thể Sắt liên kết chặt chẽ với mọi phân tử sinh học vì nó gắng với các màng tế bào, axit nucleic, protein v v

- Trong cơ thể động vật, sắt liên kết trong các tổ hợp heme (là thành phần thiết yếu cytochromes) là những protein tham gia vào các phản ứng oxi hóa - khử (bao gồm nhưng không giới hạn quá trình hô hấp) và của các protein chuyên chở oxy như hemogloin và myoglobin (Lưu Mạnh Tuấn, 2009) [5] [6]

- Sự phân phối sắt trong cơ thể được điều chỉnh trong cơ thể động vật có

vú Sắt được hấp thụ từ đuoenum liên kết với tranferring và vận chuyển bới máu đến các tế bào khác nhau Sắt không gây độc hại cho cơ thể Khi hàm lượng sắt cao sẽ làm cho nước có mùi tanh, màu vàng, độ đục và độ màu tăng nên khó sử dụng Sắt trong nước có các ảnh hưởng sau:

Đối với sức khỏe con người:

- Sắt cơ bản không ảnh hưởng tới sức khỏe con người ở nồng độ thấp, thậm chí nó còn là một yếu tố cần thiết cho sức khỏe, giúp vận chuyển oxy trong máu, điển hình là hầu hết nước máy ở Mỹ đều bổ sung khoảng 5% sắt Nhưng nó được coi như chất gây ô nhiễm thứ cấp hoặc chất gây thẩm mỹ cho nước

Đối với vị giác và thực phẩm:

- Sắt hòa tan làm nước có mùi kim loại Khi sắt kết hợp với trà, cà phê và

đồ uống khác nhau, nó làm cho các loại đồ uống này có màu đen và vị rất khó chịu Nếu các loại rau xanh được chế biến bằng nước nhiễm sắt sẽ làm mất đi màu sắc hấp dẫn vốn có của nó

Tạo ra các vết cáu bẩn, lắng cặn:

- Chỉ cần một nồng độ sắt thấp khoảng 0,3 mg/l trong nước sẽ để lại các vết bẩn màu nâu đỏ trên quần áo và rất khó tẩy Mặt khác, khi nước chảy qua ống nước sẽ lắng cặn gây gỉ sắt và tắc nghẽn trong đường ống (Lưu Mạnh Tuấn, 2009) [5] [4]