Nghiên cứu mức độ nhiễm arsen trong nước ngầm tỉnh tiền giang và thực nghiệm công nghệ xử lý phục vụ cấp nước sinh hoạt an toàn cho người dân

Hiện nay nước dưới đất trong tầng này đang được khai thác tại thành phố Mỹ Tho, Cái Bè bằng các giếng khoan công nghiệp với lưu lượng khai thác Q = 70 – 100 m3/giờ để phục vụ ăn uống sin

Với những điều kiện địa chất giống nhau giữa Bangladesh và một số vùng ở Việt Nam: Vùng Châu thổ sông Hồng và sông Mê Kông Arsen đã được đề cập đến trong các nghiên cứu về địa chất và địa chất thủy văn ở Việt Nam từ lâu : Tổng lượng Arsen trong đá gốc nếu được trải ra theo bề mặt có thể chiếm hàng vạn km2 ở vùng núi phía Bắc và miền Trung (Nguyễn Kinh Quốc, Nguyễn Quỳnh Anh, Viện nghiên cứu địa chất và môi trường)

Nhiễm độc Arsen mãn tính gồm các tổn thương trên da, thần kinh ngoại biên, mạch máu ngoại biên và ung thư (da, phổi, bàng quang, thận,

gan… ) Arsen có trong tất cả đá, đất, các trầm tích với nồng độ khác nhau ở Việt Nam Trong những điều kiện nhất định, nó có thể tan vào trong nước, điều này xảy ra ở các châu thổ rộng lớn, ở chỗ trũng trong nội địa, gần các mỏ….Vì vậy mọi nơi trên lãnh thổ Việt Nam đều có nguy cơ nhiễm Arsen bất cứ lúc nào Theo các nhà khoa học thì đồng bằng châu thổ sông Hồng và sông Cửu Long đều có nguy cơ rủi ro nhiễm Arsen, 10 năm nữa Việt Nam có thể phải chịu hậu quả nặng nề do ô nhiễm Arsen Tình hình ô nhiễm Arsen trong nước ngầm đã được khảo sát tương đối ở Hà Nội và các tỉnh vùng Châu thổ sông Hồng; riêng ở đồng bằng sông Cửu Long còn chưa được khảo sát đầy đủ có hệ thống Đặc biệt trong những năm gần đây do tốc độ đô thị hóa cao, nhân dân đã khoan giếng tự phát cùng với việc xây dựng các khu công nghiệp, các nhà máy, xí nghiệp nên nguy cơ làm ô nhiễm nguồn nước ngầm là đáng quan ngại Khu vực nông nghiệp cũng đã sử dụng một lượng lớn phân bón, thuốc trừ sâu trong đó có Arsen Trong vùng này tỉ lệ người dân sử dụng nước ngầm trong ăn uống, sinh hoạt chỉ

đứng sau nước bề mặt Vì vậy đề tài “Nghiên cứu mức độ nhiễm Arsen trong nước ngầm tỉnh Tiền Giang và thực nghiệm công nghệ xử lý phục vụ cấp nước sinh hoạt an toàn cho người dân” là hết sức cần thiết

1.2 Mục tiêu, nội dung nghiên cứu

1.2.1 Mục tiêu của đề tài

Có được số liệu thực tế về hàm lượng Arsen trong nước nước ngầm tỉnh Tiền Giang và dựa vào thực nghiệm, xác định công nghệ xử lý arsen khả thi phục vụ cấp nước sinh hoạt an toàn cho người dân

1.2.2 Nội dung nghiên cứu

1 Thu thập thông tin, tài liệu, số liệu liên quan đến đề tài như : Arsen trong nước ngầm ở trong nước, khu vực và thế giới; Tác động của Arsen đối với môi trường và sức khỏe cộng đồng, điều kiện kinh tế xã hội tỉnh Tiền Giang, tình hình khai thác sử dụng nước ngầm phục vụ cấp nước sinh hoạt tỉnh Tiền Giang

2 Khảo sát lấy mẫu, phân tích hàm lượng arsen trong các tầng nước ngầm phục vụ cấp nước sinh hoạt tỉnh Tiền Giang

3 Nghiên cứu thực nghiệm qui mô phòng thí nghiệm xử lý Arsen trong nước ngầm : Xử lý Arsen trong nước ngầm nhiễm sắt ở các nồng độ khác nhau; Sử dụng bể lọc chậm xử lý Arsen trong nước ngầm nhiễm sắt; Khả năng hấp phụ Arsen cho một vài chất hấp phụ, chất hấp phụ lựa chọn gồm than củi, than gáo dừa, và than hoạt tính

4 Đề xuất công nghệ xử lý Arsen trong nước ngầm phục vụ cấp nước sinh hoạt an toàn cho người dân

1.3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

1.3.1 Đối tượng nghiên cứu

Nhiễm bẩn Arsen trong các tầng nước ngầm tại tỉnh Tiền Giang và công nghệ xử lý nước ngầm nhiễm Arsen

1.3.2 Phạm vi nghiên cứu

1 Các tầng chứa nước ngầm đang phục vụ cấp nước sinh hoạt trên địa bàn tỉnh Tiền Giang – lấy mẫu tại các giếng khoan tại các trạm xử lý nước, các điểm cấp nước tập trung, giếng khoan hộ gia đình để phân tích xác định mức độ nhiễm Arsen Tập trung vào 03 tầng chứa nước chính Pliocen trên (N22), Pliocen dưới (N21), và Miocen trên (N13 )

2 Nghiên cứu thực nghiệm trên qui mô phòng thí nghiệm xác định hiệu quả xử lý Arsen trong nước ngầm khi có sự hiện diện của sắt ở các nồng độ khác nhau, bằng bể lọc chậm, và khả năng hấp phụ Arsen của một vài chất hấp phụ Do hạn chế về thời gian và phương tiện, nghiên cứu thực nghiệm xử lý Arsen chỉ giới hạn trong phạm vi sau :

Thực nghiệm xử lý Arsen ở những nồng độ sắt khác nhau : bằng thiết

1.4 Phương pháp nghiên cứu

Để thực hiện được các nội dung trên đề tài cần thực hiện các phương

pháp nghiên cứu sau:

1 Phương pháp tổng hợp và xử lý các tài liệu liên quan đến đề tài : tài liệu về tác động của Arsen lên sức khoẻ, tình hình nhiễm Arsen trên thế giới và Việt Nam, đặc điểm địa chất, địa chất thuỷ văn tỉnh Tiền Giang,

2 Phương pháp khảo sát thực địa, kết hợp lấy mẫu phân tích

3 Phương pháp so sánh (với các tiêu chuẩn Việt Nam, WHO) để đánh giá hiện trạng nhiễm bẩn Arsen trong nước ngầm

4 Phương pháp toán học : Xác suất thống kê, xử lý và phân tích số liệu

5 Phương pháp bản đồ : Xây dựng bản đồ lấy mẫu, bản đồ hiện trạng ô nhiễm Arsen trong nước ngầm tỉnh Tiền Giang

6 Phương pháp thực nghiệm mô hình xử lý nước ngầm nhiễm Arsen (mô hình Jatest xử lý Arsen trong nước ngầm nhiễm sắt, mô hình lọc chậm,

mô hình jatest xác định khả năng hấp phụ Arsen của một một số loại than)

1.5 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài

1 Kết quả nghiên cứu của đề tài góp phần làm sáng tỏ hiện trạng nhiễm Arsen trong nước ngầm tỉnh Tiền Giang, đồng thời nghiên cứu thực nghiệm công nghệ xử lý nước ngầm nhiễm Arsen khả thi trong điều kiện thực tế ở nước ta : xử lý nước ngầm nhiễm sắt và Arsen, xác định khả năng hấp phụ Arsen của một một số loại than (hoạt tính Trung Quốc, gáo dừa, và than củi)

2 Bảo vệ sức khoẻ cộng đồng dân cư sử dụng nước ngầm

Chương 2 :

TỔNG QUAN

2.1 Vùng nghiên cứu

2.1.1 Khái quát điều kiện tự nhiên tỉnh Tiền Giang

1 Vị trí địa lý

Tỉnh Tiền Giang nằm ở hạ lưu sông Mêkông Phía bắc giáp tỉnh Long

An, phía Đông giáp biển Đông, phía Nam giáp tỉnh Bến Tre và Vĩnh Long, phía Tây giáp tỉnh Đồng Tháp Diện tích tỉnh được giới hạn bởi toạ độ địa lý như sau :

• Vĩ độ Bắc : 10o 10’ 34’’ đến 10o 28’ 03’’

• Kinh độ Đông : 105o 47’ 46’’ đến 106o 50’ 07’’

Tiền Giang có : 09 đơn vị hành chính cấp huyện và tương đương với

165 xã phường, bao gồm : 7 huyện (Cái Bè, Cai Lậy, Châu Thành, Tân Phước, Chợ Gạo, Gò Công Đông và Gò Công Tây); 1 thành phố (Mỹ Tho); và 1 thị xã (Thị xã Gò Công)

2 Địa hình

Tỉnh Tiền Giang có địa hình tương đối bằng phẳng, với độ dốc < 1% và cao trình thay đổi từ 0 – 1,4m so với mực nước biển, phổ biến là từ 0,8 – 1,1m Nhìn chung toàn Tỉnh không có hướng dốc rõ rệt, nhưng ở từng khu vực thấp trũng hay gò cao hơn so với địa hình chung Theo cao độ có thể chia Tỉnh thành 05 vùng sau :

Khu vực Đồng Tháp Mười : Cao trình phổ biến 0,6 – 0,75m, cá biệt có nơi thấp đến 0,4 – 0,5m khu vực phía Bắc giáp Long An có địa hình thấp

hơn Đây là vùng chịu ảnh hưởng trực tiếp của lũ sông Cửu Long tràn về Độ sâu ngập lũ trong vùng biến thiên từ 0,6 – 2m

Khu vực ven biển Gò Công : nằm trên cao trình từ 0 – 0,6m bị ngập triều trực tiếp từ biển Đông tràn vào Đây là vùng ngập nước mặn

Khu vực ven rạch Gò Công và sông Tra : Cao trình phổ biến từ 0,6 – 0,8m Vùng này bị ảnh hưởng triều từ sông Vàm Cỏ Tây, phần lớn diện tích đất ở đây bị ngập mặn vào những tháng mùa khô

Khu vực đất cao ven sông Tiền : Kéo dài từ giáp ranh Đồng Tháp đến Mỹ Tho, ở độ cao từ 0,9 – 1,3m, phần lớn diện tích vùng này dùng làm đất thổ cư và trồng cây ăn trái

Khu vực đất giồng cát : Đây là khu vực có địa hình cao nhất, phân bố rải rác ở các huyện Châu Thành, Cai Lậy, Gò Công Đông Cao trình phổ biến thay đổi từ 1 – 1,4m ở huyện Châu Thành; 1- 1,2m ở huyện Cai Lậy và 0,8 – 1,1m ở huyện Gò Công Đông Phần lớn diện tích dùng làm đất thổ cư, trồng rau màu và cây ăn trái

3 Thời tiết khí hậu

Tỉnh Tiền Giang chịu ảnh hưởng của khí hậu nhiệt đới gió mùa cận xích đạo với chế độ nhiệt tương đối ổn định, quanh năm cao Hàng năm có hai mùa rõ rệt : Mùa mưa từ thánh 5 đến tháng 11 Mùa khô từ tháng 12 đến tháng 4 năm sau Theo tài liệu đo đạc nhiều năm của trạm khí tượng thuỷ văn Mỹ Tho cho các đặc trưng về đặc điểm khí hậu như sau :

Nhiệt độ không khí : Nhiệt độ trung bình thường cao, trung bình năm 26,70C Nhiệt độ cao nhất vào tháng 4 và 5 đạt 34,10C, thấp nhất 20,20C vào tháng 2 Nhiệt độ ban ngày từ 26 – 340C, ban đêm từ 16 – 220C

Lượng mưa : Tiền Giang có lượng mưa tương đối lớn Lượng mưa trung bình năm đạt từ 1400 – 1922,5mm Mùa mưa từ tháng 5 đến tháng 11

chiếm 90% tổng lượng mưa cả năm Tháng mưa nhiều nhất thường vào tháng 9 và 10 Đạt bình quân 219 đến 337mm

Độ ẩm không khí : Độ ẩm không khí thay đổi theo các mùa trong năm, mùa mưa độ ẩm cao, mùa khô độ ẩm thấp Độ ẩm trung bình năm 79,2%, độ ẩm cao nhất vào mùa mưa từ 86 – 90% (tháng 9) Độ ẩm thấp nhất vào mùa khô từ 70 – 78%

Lượng bốc hơi : Lượng bốc hơi trên địa bàn tỉnh Tiền Giang từ 1075,4 – 1738,4mm/năm Tháng 3 và 4 có lượng bốc hơi từ 140,3 – 161,2mm

4 Đặc điểm mạng thuỷ văn

Do nằm ở hạ lưu sông Mê Công nên hệ thống sông rạch trên địa bàn tỉnh Tiền Giang khá phát triển Hệ thống sông chính có : sông Tiền Giang và các nhánh của nó

Sông Tiền là một nhành của sông Mê Công, sông Tiền chảy vào Việt Nam ở cửa ngõ Tân Châu tỉnh An Giang chảy qua tỉnh Đồng Tháp, Vĩnh Long đến Tiền Giang rồi đổ ra biển trên chiều dài gần 450km Trước khi đổ ra biển, đoạn hạ lưu, sông Tiền phân thành 3 nhánh toả tia thành các sông Mỹ Tho, Cổ Chiên và sông Hàm Luông

Sông Tiền Giang có rất nhiều nhánh phụ dẫn nước từ các nơi đổ vào sông Tiền như sông Bảo Định, sông Cửa Tiểu, rạch Chùa, … và nhiều kênh rạch chằng chịt

Nhìn chung các sông rạch ở Tiền Giang có độ dốc nhỏ 0,02% và bị ảnh hưởng của triều biển Đông Nước bị nhiểm mặn vào mùa khô Ranh mặn nhiều khi vượt quá thành phố Mỹ Tho

2.1.2 Đặc điểm địa chất thuỷ văn

Theo kết quả nghiên cứu trong [6] do Liên đoàn Địa chất thuỷ văn Địa chất công trình miền Nam thực hiện, đặc điểm địa chất thuỷ văn tỉnh

Tiền Giang được chia làm 7 phân vị địa tầng địa chất thuỷ văn theo thứ tự từ trên xuống dưới như sau :

1 Tầng chứa nước lỗ hổng trầm tích Holoccen (Q2)

2 Tầng chứa nước lỗ hổng trầm tích Pleistocen giữa – trên (Q12-3)

3 Tầng chứa nước lỗ hổng trầm tích Pleistocen dưới (Q11)

4 Tầng chứa nước lỗ hổng trầm tích Pliocen trên (N22)

5 Tầng chứa nước lỗ hổng trầm tích Pliocen dưới (N21)

6 Tầng chứa nước lỗ hổng trầm tích Miocen trên (N13)

7.

Đới chứa nước khe nứt các đá Mesozoi (MZ)

1 Tầng chứa nước lỗ hổng trầm tích Holoccen (Q 2 )

Tầng chứa nước lỗ hổng lộ ngay trên mặt và có diện phân bố rộng khắp tỉnh Chiều sâu đáy từ 13,5 – 40m, có xu thế dày về phía Nam dọc theo bờ sông Tiền, trung bình là 26m thành phần đất đá gồm nhiều trầm tích có tuổi và nguồn gốc khác nhau như trầm tích sông, sông – biển, sông – đầm lầy và biển dưới dạng các giồng cát song song với đường bờ như ở Tân Hiệp huyện Châu Thành Thành phần đất đá gồm chủ yếu là bột sét, bùn sét, cát bột màu vàng, xám vàng lẫn xám tro

Về khả năng chứa nước, ngoài các giồng cát có thành phần là cát hạt mịn trung, bề dày 5 – 8m lưu trữ nước mưa, còn lại các trầm tích khác đều nghèo nước Kết quả hút nước thử tại các hố khoan tay địa chất công trình cho kết quả : lưu lượng Q = 0,05 – 0,11L/s, mực nước hạ thấp S = 4,6 – 8,0m, tỷ lưu lượng < < 0,012L/sm

Về chất lượng nước, qua kết qủa phân tích mẫu nước lấy từ rất nhiều hố khoan trong tầng này cho thấy nước thường bị phèn, nhiễm mặn có màu vàng, vị lợ mùi hôi

Nước nằm trong trầm tích Holocen là nước không áp, mực nước tĩnh nằm nông từ 0,5 – 1,31m, chúng thường được bổ cấp bởi nước mưa và nước mặt nên mực nước thường dao động theo mùa và theo thuỷ triều, ngày lên xuống 2 lần Biên độ dao động mực nước theo năm từ 0,4 – 0,14m

2 Tầng chứa nước lỗ hổng trầm tích Pleistocen giữa – trên (Q 1 2-3 )

Trong phạm vi tỉnh Tiền Giang, tầng chứa nước các trầm tích Pleistocen giữa – trên có diện phân bố rộng khắp, không lộ ra mặt Chúng

bị các trầm tích Holocen phủ lên trên Bên dưới nó là tầng pleistocen dưới (Q11) Chiều sâu mái của tầng chứa nước từ 13,5 – 40,0m dọc theo sông Tiền Chiều sâu đáy thường từ 96,0 – 157,5m, mỏng ở phía Bắc và có xu thế dày về phía Nam, bề dày trung bình của tầng 109,1m Thành phần thạch học theo mặt cắt ta thấy gồm 2 phần :

Phần trên : Là lớp hạt mịn thấm nước kém phân bố liên tục gồm sét, bột, đôi nơi là bột cát màu trắng, xám nâu vàng đến nâu bị phong hoá mạnh chứa nhiều vón laterit Chiều dày thay đổi từ 5,0m đến 55,1m

Phần dưới : là đất đá chứa nước bao gồm các lớp cát hạt mịn, trung, thô xen kẽ nhau lẫn sạn sỏi thạch anh, gắn kết rời rạc Trong các lớp cát đôi khi xen kẽ các lớp cát bột, sét màu vàng, xám nâu, xám tro hoặc xám xanh Các lớp sỏi thông thường có bề dày từ 57,0m đến 89,9 m trung bình 89,97

m

Tầng chứa nước này có 3 công trình nghiên cứu : Lỗ khoan M1, M2 ở Mỹ Tho và 26 I tại Chợ Gạo Các lỗ khoan M1, M2 cùng các giếng UNICEF thường đặt ống lọc vào lớp cát trên cùng, phát hiện được nứơc nhạt ở độ sâu từ 20,0m đến 50,0m, các lớp cát sâu hơn thường bị mặn Đây là tầng chứa nứơc khá phong phú Tỷ lưu lượng q = 0,41 - 3,92L/sm Nứơc nhạt trong tầng này phân bố chủ yếu ở huyện Châu Thành, không liên tục,

dạng “Da báo” Còn các khu vực khác như ở phía Bắc, phía Đông tỉnh nước

bị mặn hoàn toàn

Về chất lượng nước, qua các mẫu nước thuộc chương trình UNICEF cho tổng độ khoáng hoá M = 0,47g/L đến 3,54 g/L Hàm lượng C1 = 250,00mg/L đến 2144,0mg/L tổng hàm lượng sắt khá cao

Nước nhạt thường có loại hình hoá học Clorua - natri – claci

Đây là tầng nước có áp, mức nước tĩnh tại khu vực thường cách mặt đất từ 0,87m đến 1,60m Động thái của nước trong tầng giao động theo mùa và theo biên độ của thủy triều do ảnh hưởng của sự truyền áp Biên độ giao động năm từ 0,65m đến 1,15 m

Nguồn cung cấp nước cho tầng là từ nước mưa và nước mặt ngấm xuống, miền thoát có thể là ra các sông rạch

Tầng chứa nước Pleistocen giữa – trên là tầng chứa nước có diện phân bố rộng, bề dày tương đối ổn định, đất đá chứa nước là cát hạt mịn – trung, thô lẫn sạn sỏi, khả năng chứa nước của tầng phong phú Tuy nhiên, diện phân bố nước nhạt tương đối hạn chế dạng “Da báo”, phần lớn bị nhiễm mặn Nước nhạt của tầng này, chỉ có thể thoả mãn cho việc cung cấp quy mô nhỏ theo hộ gia đình

Hiện nay trong tỉnh Tiền Giang, nước dưới đất trong tầng này đang được khai thác tại các hộ gia đình ở huyện Châu Thành bằng các giếng khoan có đường kính 49 – 60mm để phục vụ cho sinh hoạt và sản xuất ( tưới cây ăn trái ), lưu lượng nước khai thác Q = 2 - 5m3/ giờ Tại các huyện khác nước dưới đất trong tầng này bị mặn hoàn toàn không sử dụng trong sinh hoạt và sản xuất được

3 Tầng chứa nước lỗ hổng các trầm tích Pleistocen dưới (Q 1 1 )

Tầng chứa nước Pleistocen dưới có diện phân bố rộng khắp trên toàn diện tích vùng nghiên cứu Chiều sâu mái của tầng thường gặp từ 136,0m đến 157,0m Chiều sâu đáy từ 153,0m đến 200,0m Nhìn chung, bề dày tầngPleistocen dưới mỏng từ 24,0m đến 69,0m Bề dày trung bình 43,33m Theo mặt cắt các cột địa tầng, có thể thấy tầng chứa nước gồm 2 phần :

Phần trên : là lớp thấm nước yếu gồm sét, sét bột có bề dày thay đổi khá lớn từ 5,0m đến 44,0m Lớp này phát triển liên tục, Trung bình 25,57m

Phần dưới : là đất đá có khả năng chứa nước gồm các hạt trung đến thô, bở rời màu xanh xám, xám tro, đôi nơi chứa sạn sỏi Lớp chứa nước này khá đồng nhất Bề dày của lớp chứa nước mỏng từ 8,5m đến 27,0m, trung bình là 8m

Trên toàn địa bàn tỉnh Tiền Giang, tầng chứa nước Pleistocen dưới (Q11) qua các kết quả đo sâu điện và carota cho thấy tầng nước bị nhiễm mặn hoàn toàn Điện trở suất ĐTS1 thường từ 2 - 5 ôm/m

Tại LK26A thuộc vùng chợ gạo Tiền Giang, lưu lượng thí nghiệm Q=12,74L/s, tỷ lưu lượng q = 4,15 L/sm, tổng độ khoáng hoá M = 7753,13mg/L Điều này cho thấy nước dưới đất trong tầng Pleistocen dưới (Q11) khá phong phú nhưng bị nhiễm mặn hoàn toàn

Về quan hệ thủy lực giữa nước với đất trong tầng (Q11) với nước dưới đất trong các tầng bên trên và bên dưới hiện chưa được nghiên cứu Tài liệu quan trắc ở các vùng đang khai thác nước trong tầng Pleistocen trên (N22) Ở Mỹ Tho, Cai Lậy không thấy có sự thay đổi chất lượng nước trong các tầng khai thác bên dưới Vì vậy có khả năng chúng không có quan hệ thủy lực với nhau

4 Tầng chứa nước lỗ hổng các trầm tích Pliocen trên (N 2 2 )

Tầng này đã được nhiều lỗ khoan nghiên cứu và khai thác : Từ Cai Lậy, qua Mỹ Tho xuống Gò Công Tây Qua tài liệu khoan cho thấy tầng có diện phân bố rộng khắp vùng, chiều sâu mái, đáy và bề dày đều có xu hướng tăng dần về phía Nam (sông Tiền) Mái của tầng gặp ở độ sâu từ 153,0 đến 200,0m Đáy của tầng kết thúc ở độ sâu 294,0 đến trên 304,0m Chiều dày trung bình là 95,0m

Từ trên xuống dưới, thành phần thạch học của tầng Pleistocen trên (N22) gồm hai phần chính như sau :

Phần trên : là các loại đất đá rất nghèo nước, thực tế coi như cách nuớc, bao gồm sét, sét – bột với bề dày thay đổi khá lớn và thành phần khá ổn định Lớp sét, sét – bột có màu xám vàng, nâu đỏ chứa kết vón laterit, lớp này có diện phân bố rộng khắp vùng, liên tục Bề dày từ 11,0 đến 43,0m, trung bình 15,8m

Phần dưới : là lớp cát hạt từ mịn đến trung – thô chứa sạn sỏi phân bố rộng khắp vùng, nhiều chỗ xen kép các lớp sét – bột dày Bề dày lớp cát chứa nước thay đổi từ 52,5m ở phía Long An lên đến 83,9m , trung bình 68,0m

Lớp cát, sạn, sỏi có khả năng chứa nước khá phong phú, kết quả bơm nước thí nghiệm và khai thác :

Lưu lượng Q= 10,45L/s đến 28,00L/s

Mực nước hạ thấp S = 9,10m đến 26,31m

Tỷ lưu lượng q = 0,341L/sm đến 2,741L/sm

Các kết quả phân tích thành phần hoá học nước cho thấy đặc điểm thủy hoá của tầng diễn biến khá phức tạp Trên bản đồ địa chất thủy văn, khu vực đất dưới nước bị nhiễm mặn tại lỗ khoan LK31 thuộc phường 4,

thành phố Mỹ Tho và trên toàn bộ các huyện ven biển ở phía Đông như thị xã Gò Công và huyện Gò Công Đông Các khu vực còn lại nước nhạt Diện tích nước nhạt F = 1.800 km2 Trong diện tích nước nhạt, nước có tổng độ khoáng hoá M = 0,16 g/L đến 0,86 g/L Nước trong tầng có chứa hàm lượng sắt cao, mùi tanh Độ pH = 6,7 – 8,4, thường là pH > 7 Nước có loại hình chủ yếu Bicarbonat – natri – Clorua – bicarbonate – natri Độ cứng nhỏ hơn giới hạn cho phép nhiều lần

Đánh giá chung : Tầng chứa nước Pleistocen trên (N22) có diện phân bố rộng khắp trên toàn tỉnh, nước có áp, mức độ chứa nước phong phú, nước nhạt chiếm hầu hết diện tích tỉnh, riêng khu vực ven biển phía Đông bị nhiễm mặn Ở những vùng không bị nhiễm mặn, nước đạt yêu cầu cho sinh hoạt và sản xuất Tuy nhiên ở một số nơi nước có hàm lượng sắt cao nên trước khi sử dụng phải được khử sắt Hiện nay nước dưới đất trong tầng này đang được khai thác để phục vụ cho sinh hoạt ăn uống và sản xuất bằng giếng khoan công nghiệp tại thành phố Mỹ Tho, thị trấn Cai Lậy, Châu Thành, Mỹ Phước, Cái Bè và các cụm dân cư, công xuất khai thác từ 60 – 100m3/giờ

5 Tầng chứa nước lỗ hổng các trầm tích Pliocen dưới (N 2 1 )

Trên diện tích tỉnh Tiền Giang, tầng chứa nước lỗ hổng các trầm tích Pliocendưới (N21) đã được nhiều lỗ khoan nghiên cứu và khai thác Tầng chứa nước có diện tích phân bố rộng khắp vùng, kéo dài từ Long An qua Bến Tre xuống Đồng Tháp Mái của tầng gặp ở độ sâu từ 292,0m đến 320.0m Đáy của tầng kết thúc từ 340.0m đến 400,0m Nhìn chung bề mặt mái và đáy của tầng có xu thế chìm dần về phía Nam (sông Tiền ) Bề dày thay đổi từ 56,0m đến 105,0m, trung bình theo tài liệu khu vực khoảng 80,0m

Theo mặt cắt địa chất thuỷ văn từ trên xuống dưới, thành phần thạch

học của tầng Pliocen dưới (N21) gồm hai phần chính như sau :

Phần trên là tập hạt mịn bao gồm sét, sét - bột màu xám vàng, nâu

đỏ chứa nhiều kết vón lateritcó bề dày thay đổi từ 5,2m đến 14,0m, trung

bình là 11,3m Lớp sét và sét – bột này có diện phân bố rộng khắp vùng và

khá liên tục

Phần dưới là lớp cát hạt từ mịn đến trung – thô chứa sạn sỏi phân bố

rộng khắp, đôi nơi xen kẽ các lớp mỏng sét - bột Bề dày lớp cát chứa nước

là từ 36,0m đến 82,0m, trung bình là 66.0m

Nước của tầng là nước có áp lực Chiều cao cột áp trung bình khoảng

290,0 m Trước đây mực nước thường phun cao tới +1,55m như ở LK51A tại

Gò Công Nay mực nước thường nằm dưới mặt đất từ 1,00 – 2,00m

Do phân bố ở độ sâu lớn, phía trên có nhiều lớp cách nước, nên nó

không có quan hệ thuỷ lực với nước mặt Về miền cấp và thoát, hiện chưa

có cơ sở để kết luận nguồn cấp là từ miền Đông hay Campuchia về

Kết quả quan trắc cho thấy, biên độ dao động mực nước của tầng này

không lớn : Tại LK33A từ 2,59m ( Tháng 3,4 hàng năm) đến 2,76m ( tháng 11/1984)

Lưu lượng tự chảy tại LK33A dao động từ 0,58 L/s (tháng 3/ 1986)

đến 1,20 L/s (tháng 3,5,11,12 năm 1984 ) Trung bình 0,95L/s

Nước dưới đất của tầng N21 có chất lượng tốt, hơn cả tầng Pliocen

trên theo cả 4 chỉ tiêu lí hóa, vi sinh, vi lượng

Về lí hóa : nước trong không màu, vị nhạt Độ pH = 7,72 - 8,60,

thường 8,05 đến 8,30 Hàm lượng C1 = 15,59 mg/L - 88,63 mg/L, thường C1

< 50mg/L Tổng độ khoáng hoá M= 0,24 – 0,38 g/L Hàm lượng sắt nhỏ,

các lỗ khoan đang khai thác dùng trực tiếp không cần qua xử lí

Đánh giá chung : Tầng chứa nước Pliocen dưới (N21) là tầng chứa nước có áp lực cao, diện phân bố rộng khắp tỉnh, khả năng chứa nước từ trung bình đến phong phú, chất lượng nước tốt, đảm bảo yêu cầu cho sinh hoạt, nước nóng từ 37 – 390C Chất lượng không đổi theo thời gian

Hiện nay nước dưới đất trong tầng này đang được khai thác tại thành phố Mỹ Tho, Cái Bè bằng các giếng khoan công nghiệp với lưu lượng khai thác Q = 70 – 100 m3/giờ để phục vụ ăn uống sinh hoạt của nhân dân Nước dưới đất trong tầng Pliocen dưới ở nhiều nơi có chất lựơng đạt tiêu chuẩn nước khoáng, có thể khai thác làm nước đóng chai

6 Tầng chứa nước lỗ hổng các trầm tích Miocen trên (N 1 3 )

Nằm dưới tầng chứa nước lỗ hổng các trầm tích Pliocen dưới (N21) là tầng chứa nước lỗ hổng các trầm tích Miocen trên (N13) Tầng chứa nước này nằm ở phần gần sâu nhất của mặt cắt địa chất thủy văn, nó có diện phân bố rộng khắp vùng và đang đươäc khai thác nhiều tại thành phố Mỹ Tho, hiện tại có 6 lỗ khoan đang khai thác trong tầng này với lưu lượng khai thác Q = 80m3/h – 120m3/h

Mái của tầng gặp ở độ sâu 336,0m tại Cái Bè đến 399,0m tại Mỹ Tho Bề dày của tầng chứa nước này chưa có lỗ khoan nào khống chế hết, ngay tại lỗ khoan LK31 sâu nhất vùng 501,8m cũng chỉ mới khoan được vào tầng chứa nước được 105,3m

Theo mặt cắt địa chất thuỷ văn, phần trên cùng là sét, sét bột màu nâu vàng cứng chắc Dưới là các thành tạo chứa nước tốt có thành phần chủ yếu là các hạt trung đến thô chứa sỏi, sạn màu xám nhạt, trắng đục, đôi nơi chứa cuội Xen kẹp trong các lớp cát là các thấu kính, hay các lớp mỏng bột sét màu xám, xám đen hoặc cát mịn màu trắng, dễ tách theo mặt lớp Bề dày trung bình lớp cát chứa nước khoảng 84,0m

Các kết quả thí nghiệm và khai thác cho thấy tầng chứa nước Miocen trên là tầng giàu nước Tỷ lưu lượng q > 1 L/sm Đây là tầng nước áp lực mạnh, cốt cao, cột áp trung bình khoảng 370,0m Nước có nhiệt độ cao tới

390C

Về động thái của tầng, theo kết quả quan trắc tại LK31 từ tháng 10 –

1985 đến tháng 6 – 1986 cho thấy mực nước trong tầng giao động không lớn :

Cốt cao mực nước thấp nhất : 3,20m (4 – 1986)

Cốt cao mực nước cao nhất : 3,55m (10 – 1985)

Lưu lượng tự chảy thay đổi từ 1,35L/s ( 11 – 1985) đến 1,66L/s (10 – 1985)

Chất lượng nước tầng Miocen trên : Từ kết quả phân tích mẫu nước ở LK31 trong giai đoạn tìm kiếm, đến các kết quả mẫu phân tích ở các lỗ khoan đang khai thác Trong quá trình khai thác, đều cho kết quả tầng Miocen có chất lượng nước tốt, đảm bảo sử dụng trong sinh hoạt ở tất cả các chỉ tiêu hoá, lí, vi sinh, vi lượng v.v…

Về lí hoá: Nước trong, không màu vị nhạt, hàm lượng C1 < 100g/L; độ pH = 8 – 8,30; Tổng khoáng hoá M < 0,70g/L Loại hình hoá học chủ yếu: Bicarbonat – natri Chất lượng nước của tầng ổn định theo thời gian Nước nóng 39độ C

Tóm lại : Tầng chứa nước Miocen trên là tầng chứa nước áp lực cao, nhiều nơi tự phun cao hơn mặt đất từ 0,45m đến 0,67m Tầng có diện phân bố rộng, rất giàu nước, chất lượng nước đảm bảo cho sinh hoạt, nước có nhiệt độ 390C

7 Tầng chứa nước khe nứt đá các Mesozoi(MZ)

Các đá Mesozoi nằm ở phần sâu nhất của mặt cắt địa chất thủy văn, các lỗ khoan mới chỉ gặp trong đới phong hoá trên cùng của nó ở phía Đông tỉnh Thành phần chủ yếu là các phun trào andezit và daccit rắn chắc, ít nứt nẻ Tuy chưa có công trình nào nghiên cứu nhưng có thể kết luận đây là đối tượng nghèo nước

Nhận xét chung : Trên địa bàn tỉnh Tiền Giang có 7 đơn vị chứa nước nhưng chỉ có 4 tầng có thể khai thác và sử dụng trong sản xuất và sinh hoạt :

1 Tầng chứa nước Pleistocen giữa – trên (Q1 2-3) Tầng nằm nông, mức độ chứa nước trung bình Diện tích phân bố nước nhạt hẹp không liên tục dạng “Da báo” khoảng 60 km2, tập trung ở huyện Châu Thành Đối tượng này phù hợp cho các hộ gia đình, khai thác phân tán với quy mô nhỏ

2 Tầng chứa nước Pliocen trên (N22) Đây là tầng chứa nước phong phú Diện phân bố nước nhạt khoảng 1800km2 gần như khắp tỉnh trừ

2 huyện phía Đông là Gò Công Đông và thị xã Gò Công nước bị nhiễm mặn Tầng chứa nước này phù hợp cho thiết kế khai thác tập trung từ nhỏ đến lớn như bãi giếng Mỹ Tho, Tân Hương và Gò Công Tây

3 Tầng chứa nước Pliocen dưới ( N21) Tầng có diện phân bố rộng, mức độ chứa nước từ trung bình đến giàu, nước có chất lượng tốt, áp lực cao Diện phân bố nước nhạt khoảng 2000km2 Phần bị nhiễm mặn tập trung ở phía Đông tỉnh từ hồ Tham Thu ra hết huyện Gò Công

Đông Tầng chứa nước này phù hợp cho thiết kế khai thác tập trung từ nhỏ đến lớn như bãi giếng Mỹ Tho

4 Tầng chứa nước Miocen trên (N13) Đây là tầng chứa nước có nhiều triển vọng nhất, tuy nằm sâu nhất nhưng chứa nước phong phú Chất lượng nước rất tốt, nước dùng trực tiếp không cần qua xử lý Diện tích phân bố nước nhạt rất rộng gần khắp tỉnh, khoảng 2300km2 Đối tượng này phù hợp cho việc sản xuất nước tinh khiết đóng chai

2.2 Tổng quan hiện trạng nhiễm Arsen trên thế giới và việt Nam

2.2.1 Dạng tồn tại và nguồn gốc gây nhiễm Arsen

1 Dạng tồn tại của Arsen trong môi trường tự nhiên

Arsen là nguyên tố hình thành tự nhiên trong vỏ trái đất, là nguyên tố hóa học nhóm V hệ thống tuần hoàn Mendeleep, tỷ trọng là 5,7 g/cm3; là một á kim màu xám trắng, mùi tỏi, dòn, dễ vỡ Khi làm nóng, Arsen chảy ra và thăng hoa ở nhiệt độ 6130C Arsen tinh khiết được xem là không độc, nhưng trong điều kiện bình thường Arsen không bao giờ ở trạng thái tinh khiết, do khi tiếp xúc với không khí một phần Arsen bị oxi hoá thành những hợp chất oxit rất độc [2]

Arsen tồn tại ở vài dạng thù hình: Arsen vàng kém bền, dưới tác dụng của ánh sáng hay nhiệt độ chuyển thành Arsen xám có cấu trúc tương tự kim loại Arsen nguyên chất là kim loại màu xám, nhưng dạng này ít tồn tại trong thiên nhiên Trong môi trường, Arsen thường kết hợp với một hay một số nguyên tố khác như oxy và lưu huỳnh… tạo thành các hợp chất Arsen vô cơ

Dạng Arsen tồn tại chủ yếu trong nước dưới đất là H3ArsenO4 -1(trong môi trường pH axít đến gần trung tính), HArsenO4 -2 (Trong môi

trường kiềm) Hợp chất H3ArsenO3 trong môi trường oxy hoá – khử yếu Các hợp chất của Arsen với Na có tính hòa tan rất cao, còn những muối của Arsen, Mg và các hợp chất Arsen hữu cơ trong môi trường pH gần trung tính và nghèo Ca thì độ hoà tan kém hơn các hợp chất Arsen hữu cơ, đặc biệt là Arsen-axit fulvic rất bền vững, có xu thế tăng theo chiều tăng của độ pH và

tỉ lệ Arsen-axit fulvic Các hợp chất của Arsen5+ được hình thành theo phương thức này Phức chất Arsen như vậy có thể chiếm tới 80% các hợp chất Arsen tồn tại trong nước dưới đất Arsen trong nước dưới đất thường tập trung cao trong nước bicacbonat, như bicacbonat Cl, Na, B, Si Nước dưới đất trong những trầm tích núi lửa, một số khu vực quặng hoá nguồn gốc nhiệt dịch, mỏ dầu - khí, mỏ than,… thường giàu Arsen [9]

Arsen vô cơ từ các khu vực ô nhiễm công nghiệp tồn tại dưới dạng Arsenat (Arsen+5), Arsenite (Arsen+3), Arsenic sulfide (HArsenS2), Arsen nguyên tố (Arsen0) và ở dạng khí Arsine (ArsenH3), (Arsen-3) Các hợp chất Arsenate như : H3ArsenO4, H2ArsenO4-, HArsenO42-, ArsenO43- Arsenite gồm các hợp chất arsen vô cơ bị khử như : H3ArsenO3, H2ArsenO3-, HArsenO32-, ArsenO33-

Hợp chất của Arsen với carbon và hydro gọi là hợp chất Arsen hữu

cơ Trong hợp chất hữu cơ, Arsen tồn tại nhiều nhất ở dạng axit monometylarsin (CH3AsO[OH]2), dimetylarsin axit (CH3)2AsO[OH]), trimetylarsin axit [(CH3)3AsO], các dạng metylarsin (MeAsH2, Me2AsH,

Me3As) và các dạng thio-androgues [MeAr(SR)2, Me2AsSR, Me3AsS]… Các dạng hợp chất hữu cơ của Arsen thường ít độc so với các hợp chất Arsen vô

cơ [10]

Ở môi trường khử trong lòng đất, các vi khuẩn kỵ khí methanogenic bacteria khử arsenate (Arsen+5) thành arsenite (Arsen+3) và methyl hoá

chúng tạo methylarsenic acid CH3ArsenO(OH)2 hay dymethylarsenic acid (cacodylic) (CH3)2ArsenO(OH) Những hợp chất này có thể được methyl hoá tiếp tạo trimethylarsinic bay hơi rất độc và dimethylarseine (Arsen+3) rất độc Ngược lại Arsen+5 lại bền vững trong môi trường hiếu khí (trong nước mặt)

Tính độc dạng Arsenic phụ thuộc dạng tồn tại (tức công thức hóa học của hợp chất), trạng thái ôxy hóa và độ tan của nó trong môâi trường sinh học Mức độ độc của Arsenic giảm dần theo thứ tự Arsine(ArsenH3) > Arsen (III) vô cơ > Arsen(III) hữu cơ > Arsen(V) vô cơ > Arsen(V) hữu cơ > các hợp chất - ArsenH4 và Arsen Arsen(III) độc gấp 10 lần Arsen(V) (Phan Thị Nghĩa)

Việc phân biệt các hợp chất arsen vô cơ và hữu cơ rất quan trọng, do dạng hợp chất hữu cơ của arsen thường ít độc hơn so với các hợp chất arsen vô cơ Bảng 2.1 trình bày các hợp chất hữu cơ và vô cơ của Arsen

Bảng 2.1 : Các hợp chất vô cơ và hữu cơ của Arsen

Monomethy Larsolic

acid

Methylarsonuos acid MMAA(III) CH3As(OH)2[CH3AsO]Ns

dimethylarinousacid DMAA(III) (CH3)2As(OH)[((CH3)2As)]

2 Nguồn gốc gây nhiễm Arsen trong nước ngầm

Nguồn gốc tự nhiên là nguồn gốc chủ yếu gây ô nhiễm Arsen Nói về sự tuần hoàn khắp toàn cầu của Arsen cho thấy thiên nhiên đưa vào bầu khí quyển 45.000 tấn Arsen/năm, trong khi các nguồn nhân tạo chỉ thêm vào bầu khí quyển khoảng 28.000 tấn Arsen/năm [2] Arsen tồn tại trong một chu trình kín, vì vậy sự ô nhiễm các đối tượng môi trường khác như đất, không khí, đại dương sẽ dẫn đến sự ô nhiễm trong nước ngầm

a Do quá trình tự nhiên :[9]

Quá trình nhiệt dịch, tạo quặng sulfur, đa kim, vàng; hoạt động núi lửa; quá trình phong hóa, … diễn ra ở các vùng núi với các đá biến đổi nhiệt dịch, quặng vàng, đa kim, vỏ phong hóa cũng như đất phát triển trên chúng Quá trình xói mòn, phong hóa làm giàu Arsen trong quặng oxyhydroxit sắt sau đó là những quá trình bồi đắp phù sa, trầm tích hóa dẫn tới hình thành trầm tích chứa Arsen trong các địa tầng

Người ta xác định nguồn gốc gây ô nhiễm chủ yếu của Arsen đối với môi trường nước là do quá trình khử hóa, hòa tan các khoáng chất giàu Arsen trong đất vào nguồn nước ngầm Do đó, những vùng có nhiều khoáng giàu Arsen thì khả năng gây ô nhiễm nguồn nước càng cao

b Do hoạt động nhân sinh :[2]

Trong công nghiệp :

- Các quá trình xử lý quặng Arsen, chiết xuất Arsen từ các quặng chứa nó…; luyện kim màu Cu, Pb, Zn, Ca, Sb; chế tạo, sản xuất các hoá chất bảo vệ thực vật

- Trong kỹ nghệ thuộc da, làm rụng lông ở da, xử lý các con thú nhồi rơm và bảo quản các sản phẩm thuộc da

- Trong kỹ nghệ thủy tinh, một số hợp chất Arsen được dùng để cải tiến chất lượng sản phẩm

Arsen xâm nhập vào môi trường qua nguồn nước thải công nghiệp, xử lý các khoáng arsen, sự đốt cháy các nhiên liệu hóa thạch, các chất thải rắn trong công nghiệp …

Trong nông nghiệp :[1]

Arsenic phức hợp được dùng làm chất diệt côn trùng, thuốc diệt cỏ như trioxid Arsen; các hợp chất muối của Arsen với Pb, Ca, Na: natri arsenat, canxi arsenat, mononatri metan arsenat, chất làm khô giúp cho bông vải được thu hoạch dễ dàng hơn sau khi rụng lá…

Ước lượng trên thế giới khoảng 8.000 tấn Arsen/năm được dùng làm thuốc diệt cỏ; 12.000 tấn Arsen/năm để làm khô bông vải và 16.000 tấn Arsen/năm để bảo quản gỗ Tỷ lệ dùng thuốc sát trùng từ 2 – 4kg Arsen/ha, lượng demethylarsenic axit dùng gấp 3 lần Một lượng nhỏ Arsen hữu cơ dùng làm thức ăn thêm cho gia súc ở mức 10-50 mg/kg Arsen, để thúc đẩy sự tăng trường của gà tây và heo

2.2.2 Hiện trạng nhiễm Arsen trên thế giới [10]

Trên thế giới các trường hợp nhiễm độc do sử dụng nước ngầm nhiễm Arsen đưa đến hậu quả ung thư da, rụng tóc, rối loạn tiêu hoá trong cộng đồng dân cư đã được phát hiện ở vùng Bengat (Ấn Độ), Nepal và Bangladesh Lần đầu tiên ghi nhận được nhiễm độc Arsen ở Đài Loan (1968) Trường hợp bị nhiễm ở Chi Lê vào năm 1970 trong những năm

1980, vấn đề ở Tây Ben Gal (Ấn Độ), Ghala, Mêxico và một số nước khác đã phát hiện Cho đến nay trường hợp nhiễm bẩn Arsen lớn nhất ghi nhận được ở Bangladesh Trong những năm 1990 những bệnh nhân từ các huyện phía Tây Bangladesh bắt đầu vượt biên giới vào Ấn Độ để khám bệnh tại các bệnh viện ở Calcuta và họ được chính thức khám bệnh từ năm 1995 Vấn đề ô nhiễm Arsen trong nước dưới đất trong vùng phụ sông Mê Kông cũng được các nhà khoa học quan tâm sâu sắc Mới đây, từ 16 – 18/2004 tại Bangkok – Thái Lan đã tổ chức một hội thảo do UNESCAP bảo trợ về triển khai các công cụ ra quyết định và quản lý hiệu quả nhằm giảm nhẹ ô nhiễm trong đất, mùa vụ và nước Nhiều báo cáo của hội thảo đã đề cập đến vấn đề ô nhiễm đất và nước do kim loại nặng, trong đó có Arsen Bảng 2.2 trình bày khái quát tình hình nhiễm Arsen trên thế giới Tài liệu thu thập từ nhiều nguồn khác nhau chủ yếu là từ Internet

Bảng 2.2 : Tình hình nhiễm As tại một số nơi trên thế giới

Đất nước/vùng Số người nguy cơ bị nhiễm* Phân bố theo không gian và bản chất ô nhiễm**

phụ thuộc vào nước giếng khoan bị ô nhiễm mức độ trung bình đến cao, một số lên tới 1,8mg/L

Các đới ven biển Tây Nam và

Bắc 200.000

Nội Mông 600.000 thấp và trung bình và đôi khi

hàm lượng cao tại một số giếng Sự tác động mạnh của các lỗ khona bị nhiễm cao Shaanxi, Xinjiang 1.100.000

Arsen xuất hiện chủ yếu trong nước ngầm và một số sông (California) được cung cấp bởi các nguồn nguồn địa nhiệt Tại các đồng bằng Trung – Tây và Đông, hàm lượng thấp sự tác động phân tán

> 0,05mg/L (đặc biệc ở phần

phiá Tây) 200.000

> 0,025 mg/L > 2.500.000

yếu là đá vôi, arsen được tìm thấy đầu tiên ở góc phìa Đông của tầng chứa nước, nhưng bị làm tản mạn về phía khác có thể do hút của bơm nước dưới đất Hàm lượng thấp đến trung bình trong một số lớn các giếng khoan trong đới bị ảnh hưởng

Vùng Lagunera : các thị trấn

Torreon, Matamoros, Viesca,

Francisco, Gomez Palacio,

Mapimi, Lerdo, NazArsen, và

Ceballos (các bang Coahuila và

Durango)

400.000

lửa Đệ tứ ở vùng dân cư thưa thớt và vùng khô cằn trung tâm Andean CordillerArsen Nhiều sông hồ bị ô nhiễm bởi các suối nước nóng hoà tan muối Nhiều bồn kín với các hồ bốc hơi (salares) Một số vùng các giếng nông bị ô nhiễm Hàm lượng arsen từ thấp đến cao đôi khi lớn hơn 1mg/L trong nước sông Tại các cánh đồng Tây Bắc Achentina, kể cả trong đất trầm tích

Các vùng Loa và Salado (Bắc

Chile) : các thành phố

Thessaloniki 150.000 Nguồn gốc thuỷ nhiệt Hàm lượng từ thấp đến cao

Phần lớn các giếng actezi trong than bùn và đất trầm tích Hàm lượng thấp đến cao

chứa hàm lượng từ thấp đến trung bình Mỏ vàng có thể có oxy hoá Arsenopyrite

ObuArseni 100.000

huyện, 8 huyện có các giếng bị ảnh hưởng ở nhiều đới khác nhau Trong các đới này một nửa các giếng (chiều sâu trung bình 20 – 50m) chứa arsen với hàm lượng từ thấp đến trung bình Nguồn gốc chưa thiết lập được nhưng không giống nguồn gốc do oxy hoá Arsenopyrit

Bang Tây Bengal (nghi ngờ

xuất hiện ở các đồng bằng

Bihar, Gangetic và

Brahmaputra)

Tại 8 huyện trong tổng số 40 triệu dân, 5 triệu sống gần các giếng ô nhiễm

trong các giếng khoan sâu 5 – 150m một số vùng có 80 – 100% các giếng khoan bị ô nhiễm, các giếng khác ít bị hơn nhiều; qua các huyện bị ảnh hưởng 30 – 40% các giếng khona bị ô nhiễm (> 0,05mg/L) các tầng chứa nước là môi trường khử kiềm, với Arsen được thay thế từ sét hấp phụ bởi ion như photphat

Tại phần lớn các huyện

80 – 90 triệu dân sống tại các huyện bị ảnh hưởng, trong đó

20 – 30 triệu sống gần các giếng bị

ô nhiễm

13 Campuchia 13

30.080

Arsenic có mặt trong phần lớn đất đá với hàm lượng thấp Có 0,2% số lượng giếng đào và 4,5% số lượng giếng lắp bơm tay phát hiện Arsenic hơn 0,05mg/L

Ghi chú :

* Dân số trực tiếp bên cạnh và /hoặc nước uống với hàm lượng Arsen > 0,05mg/L

** Phân cấp hàm lượng dựa vào giá trị như sau (theo Mandal và Suzuki 2002; số liệu dân

cư bị nhiễm là ước lượng)

Dựa vào nguồn gốc và đặc điểm di chuyển, tập trung của Arsen có thể chia lãnh thổ Việt Nam ra 3 kiểu vùng có khả năng ô nhiễm chủ yếu như

sau: miền núi, đồng bằng, đới duyên hải Trong cấu trúc địa chất ở nước ta

có hàng trăm các dị thường Arsen liên quan tới các khoáng hoá nguồn gốc nhiệt dịch, chúng ta còn chưa xác định được khả năng ô nhiễm Arsen trong đất và nước ở vùng than Đông Bắc và một số nơi khác trong nước Các dị thường địa hoá Arsen liên quan đến các khoáng hoá nhiệt dịch là vùng có

tiềm năng ô nhiễm Arsen rất cao Nhiều vùng mỏ magnhesit thuộc thượng lưu Sông Mã có hàm lượng Arsen trong đá biến đổi listvenit trung bình từ 34 – 176 ppm, trong đất từ 51 – 76 ppm, còn trong nước suối từ 0,43 – 1,14 mg/L Các dị thường Arsen trong đất và khu vực mỏ vàng Đồi Bù (Hoà Bình), Khau Âu (Bắc Cạn), khu vực mỏ chì kẽm Chợ Đồn có tiềm năng ô nhiễm Arsen nặng Những khu vực dị thường Arsen như vậy là cơ sở hình thành các tỉnh sinh địa hoá dư thừa Arsen ở Việt Nam Trong công tác phân vùng địa hoá thứ sinh ở Việt Nam đã xác lập được một số dị thường địa hoá

ở các khu vực như nhiệt đới Lô-Gâm từ 100 – 200 ppm, đới Sông Đà và đới Nghệ Tĩnh 100 – 300 ppm, đới Khâm Đức 200 – 300 ppm, và đặc biệt là đới Sông Mã 100 – 500 ppm (Nguyễn Văn Khương _ 1995, Nguyễn Tiến Dũng _ 1996) Theo Đặng Văn Can (1997), nước suối ở khu vực Bản Phúng (thượng nguồn Sông Mã) bị ô nhiễm bởi Arsen, với hàm lượng 0,43 – 1,114 mg/L Các dị thường Arsen này thường liên quan đến các khoáng hoá nguồn gốc dịch nhiệt

Những vùng khai thác và chế biến quặng, đặc biệt là quặng sunphua

đa kim, quặng vàng, khai thác than… có thể là những vùng ô nhiễm nặng Arsen cần có sự điều tra đánh giá Về mặt địa sinh thái thì những khi vực dị thường Arsen này là bất lợi cho sức khoẻ con người cũng như cây trồng, vật nuôi

Miền đồng bằng nước ta cũng có biểu hiện ô nhiễm Arsen đáng quan tâm Trước tiên cần nói đến là Hà Nội, thành phố có hơn 2 triệu dân sinh sống với hơn 1000 nhà máy, xí nghiệp… hàng ngày đã thải ra môi trường một lượng lớn các chất độc hại, trong đó có Arsen Những khu vực nông nghiệp đan sen nội ngoại thành đã sử dụng một lượng lớn phân bón và thuốc trừ sâu có chứa Arsen Một phần nhỏ Arsen đã đi vào không khí, còn

đa phần thì theo nước tập trung tại các khu vực địa hình thấp, xâm nhập vào các tầng đất và trầm tích mà trước tiên là tầng Holocene Hiện có hàng ngàn giếng khoan gia đình đang khai thác nguồn nước trong tầng Holocene một cách thiếu tính toán và khoa học đã không những làm tăng khả năng trao đổi giữa các tầng mặt và tầng dưới sâu mà còn làm thay đổi trạng thái môi trường địa hóa trong khu vực Đây là một trong những nguyên nhân thúc đẩy sự thâm nhập của Arsen từ trầm tích vào nước ngầm, làm tăng nguy cơ ô nhiễm Arsen trong nước ngầm Kết quả điều tra bước đầu cho thấy, hàm lượng Arsen trong nước tầng Holocene ở Hà Nội khoảng 0,034 mg/L (0,0001 – 0,132 mg/L), trong đó một số giếng có hàm lượng trung bình Arsen trên 0,6mg/L Tầng chứa nước Pleistocen có mức hàm lượng 0,0001 – 0,0937 mg/L Theo Phạm Hùng Việt (2000) hàm lượng Arsen trong một số mẫu nước ngầm lấy ở giếng khoan ở Hà Nội vượt tiêu chuẩn Việt Nam (TCVN) Một số tài liệu điều tra cho thấy ở khu vực phía nam Hà Nội, Arsen có xu thế tập trung trong tầng chứa nước Holocene với các dị thường khoảng 0,05 – 0,08 mg/L, còn ở phía bắc một số dị thường được phát hiện trong tầng Pleistocen thuộc khu vực giữa sông Hồng và Sông Đuống

Ngoài ra hàm lượng Arsen cũng cao ở những vùng chuyên canh, những nơi sử dụng nhiều phân bón hoá học và thuốc trừ sâu Hàm lượng Arsen trong một kilogram phân phốt phát là vào khoảng 2 – 1200 mg; trong phân vi sinh hữu cơ từ 3 – 25mg; trong phân đạm 2 – 120 mg; và trong thuốc trừ sâu 22 – 60 mg

Ngoài Hà Nội, một số thành phố và thị xã thuộc đồng bằng Bắc Bộ và phụ cận cũng có biểu hiện nước ngầm bị ô nhiễm Arsen Việt Trì là một khu công nghiệp, chủ yếu là công nghiệp hóa chất Hàm lượng trung bình của Arsen trong nước dưới đất tại một số nơi vượt nhiều lần tiêu chuẩn của

Tổ Chức Sức khoẻ Thế giới WHO Sự ô nhiễm xảy ra ngay trong tầng chứa nước phong hóa đá gốc và bồi tích ven sông Với địa hình đồi gò nên các tầng đất và vỏ phong hoá tại đây thuận lợi cho khả năng trao đổi nước, các quá trình địa hoá xảy ra mạnh mẽ, đặc biệt là quá trình oxi hoá giải phóng Arsen là tăng tính độc cuả nguồn nước

Nước dưới đất thuộc một số khu vực thuộc Hải Phòng, Bắc Giang, Thanh Hoá – Nam Định cũng có hiện tượng ô nhiễm Arsen với lượng dị thường cao hơn tiêu chuẩn WHO (Đỗ Trọng Sự, 1996; Trần Hữu Hoan 1999)

Vấn đề ô nhiễm vùng đồng bằng Nam Bộ và một số địa phương khác là những vùng dân cư tập trung có nhiều thị xã và thành phố lớn, hoạt động công nghiệp và nông nghiệp rất mạnh mẽ, tập trung chưa được nghiên cứu chi tiết Một số tài liệu bước đầu cho thấy hàm lượng nền của Arsen trong nước ngầm ở đồng bằng Nam Bộ không cao, thường ở dưới mức cho phép của TCVN, nhưng trong đó vẫn có một số điểm cần lưu ý như ở Trà Vinh, Cần Thơ, Bến Tre, Thành phố Hồ Chí Minh, Tiền Giang

Đối với đồng bằng sông Mê Công các kết quả phân tích Arsen trong nước ngầm tầng sâu của Liên đoàn Địa chất thuỷ văn – Địa chất công trình miền Nam đều thấp hơn giới hạn, phần lớn ở khoảng 0,001 – 0,025mg/L Kết quả điều tra nghiên cứu của Trung tâm Địa chất Khoáng sản biển và Đại học khoa học tự nhiên ĐHQG Hà Nội cho thấy nước biển ven bờ Việt Nam cũng có biểu hiện ô nhiễm Arsen : đông nam cửa Ghềnh Hào (Cà Mau), Arsen = 0,36 – 0,4 mg/L Trầm tích biển ven bờ của nhiều vùng Việt Nam chưa có biểu hiện ô nhiễm Arsen : đông nam rạch Ba Quan, Vàm Cái Công, nam Hòn Bung (Cà Mau, Bạc Liêu), hàm lượng ion hấp phụ Arsen =

2 – 3,5 ppm, nam cửa Hàm Luông, cửa Cung Hầu (4,4ppm), cửa Trần Đề, cửa Định An (3 – 5ppm), đông nam Vũng Tàu (Arsen = 26ppm) Tuy nhiên, phía đông Hòn Trâu (Phú Yên), đông mũi An Hoà (Quảng Ngãi), hàm lượng Arsen ở dạng ion hoà tan là 190 – 200ppm

Bảng 2.3 : Hàm lượng Arsen trong nước (µg/L) và trầm tích (ppm) biển ven bờ một số vùng Việt Nam

ven bờ (<10m nước)

Nước biển ở độ sâu

10 – 30m nước

Trầm tích biển

1 Móng Cái – Hải

Phòng

0,476 – 1,905 0,700 – 1,367 0,133 – 4,067

2 Hải Phòng – Nga Sơn 0,056 – 2,000 0.040 – 3,440 0,323 – 2,871

3 Nga Sơn – Đèo Ngang

Đèo Ngang – Hải Vân

0,037 – 2,778 0.040 – 3,440 0,323 – 2,871

4 Đông Hòn Trâu (Phú

Yên), Đông Mũi An

Hoà (Quảng Ngãi)

5 Vũng Tàu – Trà Vinh

– Bạc Liêu

0,606 – 1.697 0,556 – 1.583 1,2 – 3,6

6 Bạc Liêu – Cà Mau 0,432 – 1.081 0,385 – 7.500 0,381 – 1,714

7 Cà Mau – Hà Tiên 0,211 – 2.211 0,091 – 0,181 0,259 – 2,093

8 Tiêu Chuẩn Việt Nam

Đối với nước biển ven

Các đá biến đổi nhiệt dịch, các thân quặng sulfur, vàng đa kim và các sản phẩm phong hoá cũng như đất phát triển trên chúng giàu Arsen (5 – 261.824ppm) hơn hẳn các hợp phần khác (trong đá magma không bị biến đổi nhiệt dịch < 13,1ppm; trong đá trầm tích <1,33ppm; trong đá trầm tích ven biển 0,11-200ppm …)

Nước suối vùng có mỏ nhiệt dịch (Bản Phúng) và nước ngầm ở vài nơi thuộc Hà Nội và Việt Trì có hàm lượng Arsen cao hơn so với các vùng khác

Ở Việt Nam có 3 vùng ô nhiễm Arsen :

1 Vùng núi với các đá biến đổi nhiệt dịch, quặng Au, đa kim, sunphua, và vỏ phong hoá cũng như đất phát triển trên chúng (Bản Phúng, Đồi Bù, Khau Âu, Chợ Đồn, Tùng Bá, Bắc Mê, Bình Gia, Nậm Xe – Tam Tường, Quỳ Hợp…) Nguồn ô nhiễm là

do các quá trình tự nhiên (quá trình nhiệt dịch, tạo quặng sunphua, đa kim, vàng, hoạt động núi lửa, phong hoá…)

2 Một số nơi ở đồng bằng nước ngầm có hàm lượng Arsen cao vượt TCVN, nguồn ô nhiễm Arsen là quá trình tự nhiên (oxi hoá khoáng vật sunphua, và khoáng vật chứa Arsen trong trầm tích, khử các hydroxit sắt chứa Arsen…) và hoạt động nhân sinh

3 Đới duyên hải (trầm tích biển ven bờ một số nơi ở Quảng Ngãi, Phú Yên có hàm lượng ion Arsen hấp phụ cao hơn tiêu chuẩn môi trường trầm tích Arsen của Canada…) Nguồn ô nhiễm chủ yếu là hoạt động nhân sinh, đặc biệt là sử dụng thuốc trừ sâu, diệt cỏ, ảnh hưởng của vũ khí hoá học trong chiến tranh …

2 Một số trường hợp cụ thểå

a Arsen trong nước ở phía Bắc [9]

Do những lý do khác nhau nhiễm bẩn Arsen trong nước ở Hà Nội và phía Bắc được nhiều nhà khoa học trong và ngoài nước nghiên cứu Dưới đây xin khái lược lại những nghiên cứu đó Hàm lượng Arsen trong nước sông Hồng ở Hà Nội khoảng 0,011 – 0,022mg/L, sông Kim Ngưu và đặc biệt là sông Tô Lịch có biểu hiện ô nhiễm Arsen Theo Hồ Vương Bích (2000), mẫu bùn hồ Linh Đàm ô nhiễm Arsen tới 1,75 lần giá trị giới hạn Nước dưới đất tầng Holocen (qh) có hiện tượng ô nhiễm Arsen, hàm lượng trung bình khoảng 0,0159mg/L (dao động 0,0002 – 0,132mg/L), gặp tới 29% số lượng mẫu vượt giới hạn cho phép Nồng độ Arsen trong nước biến động theo mùa, trong đó mùa khô cao hơn mùa mưa tới 10 lần và có hiện tượng năm sau cao hơn năm trước Nước dưới đất tầng pleistocen cũng có biểu hiện nhiễm Arsen Hàm lượng Arsen trung bình ở đây khoảng 0,013mg/L, dao động trong khoảng 0,0003 – 0,013mg/L, gặp khoảng 6% số mẫu vượt giới hạn cho phép Cũng đã phát hiện một số dị thường Arsen trong nước tầng Pleistocen – thuộc khu vực giữa sông Hồng và sông Đuống (Đỗ Trọng Sự, 1993) Theo GS Phạm Hùng Việt, 2000, từ tháng 4/1999 – 2/2000 sự biến độ Arsen trong nước ở bãi giếng của các nhà máy nước Hà Nội các bãi giếng Yên Phụ, Hạ Đình, Pháp Vân dao động từ 0,02 – 0,08mg/L, có thể là biểu hiện nhiễm Arsen Nhìn chung mức độ ô nhiễm Arsen trong nước ngầm ở Hà Nội không phân bố đều trên diện tích và chiều sâu các tấng chứa nước Nó thường tập chung ở một số khu vực có địa hình thấp và trũng và đặc biệt là khu công nghiệp tập trung Về mặt phân vùng ô nhiễm Arsen thì khu vực Nam Hà Nội bị ô nhiễm nặng hơn so với các khu vực khác

Một số thành phố và thị xã thuộc đồng bằng Bắc Bộ và phụ cận cũng có biểu hiện nước dưới đất bị ô nhiễm Arsen, trong đó có những khu vực bị

ô nhiễm khá cao

Các kết quả nghiên cứu cho thấy, nhiều khu vực miền núi và đồng bằng đều có các nguồn nước bị ô nhiễm Arsen ở mức độ và trạng thái khác nhau Nước dưới đất tại một số vùng đá gốc có hàm lượng Arsen dị thường

Năm 1999, UNICEF đã hỗ trợ các nghiên cứu sâu hơn về Arsen tại 7 tỉnh trong vùng châu thổ sông Hồng (Phú Thọ, Thanh Hoá, Quảng Ninh, Hà Tây, Hải Phòng và Thái Bình) TS Trần Hữu Hoan – chuyên gia hoá học thuộc viện Hoá, Bộ Công nghiệp sử dụng rương phân tích ngoài trời, có

1228 mẫu đã được kiểm tra trong đó có 581 mẫu được lấy từ các giếng khoan do UNICEF hỗ trợ, trong số đó, có 740 mẫu có hàm lượng Arsen nhỏ hơn 0,01mg/L; 1075 mẫu nhỏ hơn 0,05mg/L; và 153 mẫu hay 12,45% mẫu với hàm lượng Arsen vượt quá 0,05mg/L; giá trị cao nhất đo được là 0,6mg/L Sự có mặt của Arsen trong nước ngầm, và rất có thể trong nước sinh hoạt là không thể phủ nhận

Ở Quảng Ninh đã phân tích Arsen trong nước ngầm của 175 giếng khoan nông tại các huyện Đông Triều, thành phố Hạ Long, thị xã Uông Bí, toàn bộ mẫu nói trên đều có hàm lượng As < 0,05mg/L, chất lượng nước nhìn chung là tốt

Ở Thanh Hoá đã tiến hành phân tích Arsen trong nước của 201 lỗ khoan nông (các huyện Hoằng Hoá, Nông Cống, Thiệu Hoá) Đa số các lỗ khoan có hàm lượng As < 0,05mg/L, chỉ có 11 lỗ khoan ở Thiệu Hoá có hàm lượng As > 0,05mg/L, cao nhất đạt 0,1mg/L (4 giếng khoan)

Tại thành phố Hải Phòng, đã phân tích Arsen trong nước ngầm của

49 lỗ khoan nông tại huyện An Hải, thị xã Đồ Sơn, quận Ngô Quyền, chỉ có

01 mẫu nước lỗ khoan nhà ông Bùi Đình Hệ tại Bằng La, Đồ Sơn có hàm lượng As = 0,15mg/L, vượt tiêu chuẩn Việt Nam tới 3 lần

Tại Thái Bình, đã phân tích trong nước ngầm của 195 giếng khoan nông tại các huyện Đông Hưng, Hưng Hà, Quỳnh Phụ, Tiền Hải, Vũ thư và thị xã Thái Bình, kết quà tất cả các mẫu đầu có hàm lượng As < 0,05mg/L (TCVN) Tham gia vào nghiên cứu này có sự hợp tác của Liên đoàn địa chất thủy văn – địa chất công trình miền Bắc và CETASD

Báo cáo của TS Đỗ Trọng Sự thực hiện năm 1997 đề cập đến nồng độ Arsen trong nước ngầm ở Hà Nội và ở một số tỉnh khác trong khu vực châu thổ sông Hồng trình bày ở bảng 2.4 (1997)

Bảng 2.4 : Nồng độ As trong nước ngầm tại một số tỉnh phía Bắc

Tỉnh

mẫu/tổng số có hàm lượng lớn hơn 0,05mg/L

Tối đa Tối thiểu Trung

b Arsen ở Hà Nội [9]

Cho đến nay đã có nhiều nhà khoa học quan tâm đến vấn đề Arsen trong nước ngầm ở Hà Nội Các nghiên cứu mới chỉ bắt đầu và chưa có hệ

thống Sau năm 1999, khi mà dư luận về ô nhiễm Arsen trong khu vực Quỳnh Lôi – Hai Bà Trưng là vấn đề nổi lên, cũng từ đó thu hút sự chú ý của các nhà khoa học và các tổ chức nhân dân Các kết quả nghiên cứu cho đến nay mới chỉ công bố về hiện trạng chất lượng nước trong đó có hàm lượng Arsen mà chưa đưa ra những lời giải thích cặn kẽ về nguồn gốc, cơ chế di chuyền, tồn tại và mức độ độc hại, dự báo ô nhiễm

Năm 1997 Hồ Vương Bích và nhiều người khác đã lấy mẫu nước ngầm phân tích và kết quả cho thấy có 29% số mẫu nước lấy từ tầng Holocen có hàm lượng Arsen vượt giới hạn cho phép và cũng có 6% số mẫu nước lấy từ tầng Pleistocen có hàm lượng Arsen vượt quá tiêu chuẩn cho phép Tóm tắt kết quả nghiên cứu về Arsen trong nước ngầm Hà Nội của một số tác giả được trình bày trong bảng dưới đây :

Bảng 2.5 : Hàm lượng As trong nước ngầm tại Hà Nội

Hàm lượng As (mg/L)

Giá trị max

<0,01 mg/L

<0,05 mg/L

>0,05 -0,1 mg/L

>0,1-0,2 mg/L

>0,2 mg/L

Ba Đình 9 6 7 2 0 0 0,067 Cầu Giấy 12 7 11 1 0 0 0,630 Đông Anh 78 51 72 5 1 0 0,105 Đống Đa 2 0 1 1 0 0 0,057 Gia Lâm 100 65 80 15 4 1 0,274 Hai Bà

Trưng

32 5 17 11 2 2 0,276

Hoàn Kiếm 7 1 4 3 0 0 0,196 Sóc Sơn 37 33 36 0 1 0 0,196 Tây Hồ 21 8 17 2 1 1 0,331 Thanh Trì 103 20 47 23 26 7 0,292 Thanh Xuân 16 2 9 4 3 0 0,171 Từ Liêm 81 38 64 10 3 4 0,216

Bảng 2.6 : Hàm lượng As trong nước ngầm tại các giếng khoan và tầng

Loại hình

nguồn nước

Số lượng mẫu

Hàm lượng Arsen mg/L

Giá trị max

<0,01 mg/L

<0,05 mg/L

>0,05 to mg/L

>0,1 to 0,2 mg/L

>0,2 mg/L Giếng khoan

UNICEF hỗ

trợ

93 49 72 10 5 6 0,331

(một mẫu) 52,69

Bảng 2.7 : Hàm lượng As trong nước ngầm ở Hà Nội vào năm 1997 và

Tỷ lệ mẫu vượt quá tiêu chuẩn, 0,05mg/L, %

Số lượng m4u

Tỷ lệ mẫu vượt quá tiêu chuẩn, 0,05mg/L, %

117 14,52 (17/117) 489 26,7 (133/149) Trong tầng

Theo những kết quả nghiên cứu có thể nêu ra một số như sau :

Nước ngầm khu vực Hà Nội nhìn chung vẫn đảm bảo chất lượng về Arsen Hàm lượng Arsen nhìn chung thấp Tuy nhiên có những mẫu hàm lượng Arsen khá cao (Quỳnh Lôi, Thanh Trì)

Tầng chứa nước qh có hàm lượng Arsen cao hơn tầng chứa nước qp

Vấn đề nguồn gốc và đặc tính di chuyển của Arsen trong nước ngầm cần được đầu tư nghiên cứu sâu hơn để phục vụ tốt cho công tác khai thác phục vụ đời sống

Nghiên cứu dạng tồn tại của Arsen trong môi trường khác nhau để khắc phục tính độc của chúng đối với đời sống

c Trong môi trường biển vùng cửa Sông Hậu [9]

Hàm lượng trung bình của Arsen trong nước tầng mặt là 3,33 ppm xấp

xỉ với nước dưới đáy là 3,63ppm (nước biển trung bình trên thế giới là 3,7ppm) và thấp hơn rất nhiều lần TCVN 1995 (50 ppm) Arsen có hàm