Hiện trạng nước ngầm tại khu vực ranh giới giữa trục đường Võ Nguyên Giáp và Hồ Nghinh, quận Sơn Trà, tp. Đà Nẵng

Bài viết Hiện trạng nước ngầm tại khu vực ranh giới giữa trục đường Võ Nguyên Giáp và Hồ Nghinh, quận Sơn Trà, tp. Đà Nẵng trình bày các kết quả nghiên cứu hiện trạng ô nhiễm nước ngầm tại khu vực ranh giới giữa trục đường Hồ Nghinh và Võ Nguyên Giáp tại Quận Sơn Trà, Thành phố Đà Nẵng bằng phương pháp ảnh điện 2D-3D.

ISSN 1859-1531 - TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ, ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG, VOL 18, NO 3, 2020 HIỆN TRẠNG NƯỚC NGẦM TẠI KHU VỰC RANH GIỚI GIỮA TRỤC ĐƯỜNG VÕ NGUYÊN GIÁP VÀ HỒ NGHINH, QUẬN SƠN TRÀ, TP ĐÀ NẴNG CURRENT STATUS OF UNDERGROUND WATER IN THE BOUNDARY AREA BETWEEN VO NGUYEN GIAP AND HO NGHINH STREETS, SON TRA DISTRICT, DANANG CITY Lương Văn Thọ1, Phan Bảo An2, Lê Phước Cường*3 Trường Đại học Sư phạm - Đại học Đà Nẵng; tho.luong@gmail.com Đại học Đà Nẵng; pban@ac.udn.vn Trường Đại học Bách khoa - Đại học Đà Nẵng; lpcuong@dut.udn.vn Tóm tắt - Bài báo trình bày kết nghiên cứu trạng nhiễm nước ngầm khu vực ranh giới trục đường Hồ Nghinh Võ Nguyên Giáp Quận Sơn Trà, Thành phố Đà Nẵng phương pháp ảnh điện 2D-3D Với 308 điểm liệu nghiên cứu tổng số bốn tuyến đo với chiều dài tuyến đo 22m theo hướng Đông-Tây Các số liệu định dạng xử lý phần mềm chun dụng với vịng lặp thuật tốn sai phân hữu hạn sau xử lý yếu tố gây nhiễu Kết phân tích cho thấy, nước ngầm phân bố gần mặt đất độ sâu khoảng 4m khu vực khảo sát có dấu hiệu bị ô nhiễm kim loại nặng (Pb, Hg, Fe) chất điện phân (KCl, NaCl) có nước thải sinh hoạt Qua cho thấy khu vực khảo sát độ sâu khoảng 4m nước ngầm có tích tụ dịch chuyển độc chất nhiễm Abstract - This paper presents the results of the research on the status of groundwater pollution in the boundary area between Ho Nghinh and Vo Nguyen Giap streets, Son Tra district, Danang city via electrical graphics 2-3-Dimensional method Approximately 308 data points were collected on 04 measurement lines (each line 22m long) in the east-west in the study area After handling the confounding factors, the data was formatted and processed by specialized software with loops on finite difference algorithm and the least squares method The analysis results show that, groundwater distributed near the ground at a depth of about 4m in the survey area shows signs of heavy metal pollution (Pb, Hg, Fe) and electrolytes (KCl, NaCl) in domestic wastewater This shows that at the survey area at the depth of about 4m in groundwater, there is accumulation and displacement of pollutants Từ khóa - địa chất; ảnh điện 2D; giải đoán; kim loại nặng; chất điện phân Key words - geology; 2D electrical graphics; interpretation; heavy metal; electrolytes Đặt vấn đề Trong giai đoạn nay, với phát triển mạnh mẽ kinh tế - xã hội thành phố quốc gia phát triển phải đối mặt với suy giảm chất lượng nguồn nước ngầm phân bố gần bề mặt, tác động nguồn nước xả thải (chưa qua xử lý) mơi trường bên ngồi từ hoạt động sản xuất nhiều loại hình kinh doanh khác Tại thành phố Đà Nẵng, năm gần đây, trình hoạt động ngày khu vực hoạt động kinh doanh nhà hàng ăn uống, khách sạn, khu nghỉ dưỡng cao cấp thải môi trường lượng lớn nước thải chưa qua xử lý xử lý chưa đạt chuẩn Hiện nay, tỉ lệ đấu nối từ mạng lưới cấp vào hệ thống thoát nước thành phố mức thấp, nước thải đen từ bể tự hoại nhà dân hộ kinh doanh vào hệ thống thoát nước thấp (chỉ đạt 50%), đa phần nước thải sau xử lý sơ từ bể tự hoại tự thấm mơi trường đất Chỉ có nước thải xám từ toillet khu bếp thu gom qua hệ thống ống, cống xả khu vực Nguồn nước thải chưa qua xử lý vào môi trường đất theo thời gian gây ô nhiễm nguồn nước mặt nước ngầm nhiều mức độ khác [1], [2] Do đó, để có sở khoa học sở thực tiễn nhằm đánh giá mức độ ô nhiễm nước ngầm phân bố gần mặt đất khu vực này, nhóm tác giả thực nghiên cứu “Khảo sát trạng nước ngầm phân bố gần bề mặt khu vực ranh trục đường Võ Nguyên Giáp Hồ Nghinh, Quận Sơn Trà, Thành phố Đà Nẵng" để đưa giải pháp xử lý có hiệu nguồn nước ngầm ô nhiễm biển kéo dài từ quận Sơn Trà sang quận Ngũ Hành Sơn địa bàn thành phố Đà Nẵng loại hình kinh doanh nhà hàng, khách sạn khu nghỉ dưỡng tăng lên nhanh, trục đường Hồ Nghinh - Võ Nguyên Giáp, Hà Bổng - Nguyễn Văn Thoại Theo thống kê, có nhiều cung đường khu vực khoảng 500m có 50 đến 70 khách sạn dự báo tương lai mật độ tăng lên với tốc độ phát triển ngành du lịch thành phố Trong trình hoạt động loại hình kinh doanh du lịch khu nghỉ dưỡng thải lượng lớn nước thải môi trường Thời gian vừa qua, hệ thống nước theo trục ven biển phía đông thành phố khu vực hay xảy tình trạng tải nước thải hệ thống, dẫn đến tượng tràn nước thải biển cửa xả ven biển môi trường xung quanh Lâu dài gây tác động xấu đến môi trường địa chất nước ngầm khu vực Để đánh giá chất lượng nước ngầm phân bố gần mặt đất khu vực này, tác giả tiến hành đo đạc giá trị trường điện vị trí địa chất nghiên cứu Nhằm đưa dẫn chứng cụ thể tính chất dẫn điện đất, đá thành phần vật chất mặt đất, nhóm tác giả tham khảo số liệu thực nghiệm điện trở suất Dey cộng [3], số nghiên cứu khác [4], [5], [6], [7] Đối tượng và phương pháp 2.1 Đối tượng Trong năm gần đây, dọc theo tuyến đường ven 2.2 Phương pháp nghiên cứu 2.2.1 Nghiên cứu cấu hình thiết bị Wenner-alpha đo điện trở suất biểu kiến Trong phương pháp khảo sát ảnh điện 2D trường điện không đổi, để có thơng tin mơi trường địa chất lịng đất phép đo điện trở suất biểu kiến bề mặt cần phải tiến hành Phép đo thực cách phát dòng điện không đổi vào môi trường địa Lương Văn Thọ, Phan Bảo An, Lê Phước Cường chất cần khảo sát thơng qua điện cực [4], [5] Cấu hình thiết bị Wenner-alpha bốn cực đối xứng trình bày Hình Hình Cấu hình thiết bị Wenner-Alpha 2.2.2 Nghiên cứu quy trình đo ngồi thực địa Quy trình đo ngồi thực địa cấu hình thiết bị Wenner-alpha Khu vực góc ngã tư đường Đỗ Thế Chấp Trần Đình Đàn, Quận Sơn Trà, Đà Nẵng: a Vị trí điểm khảo sát và các tuyến đo Để thực khảo sát địa chất phương pháp ảnh điện 2D-3D, tuyến đo (mỗi tuyến đo có chiều dài 22m) thiết lập diện tích khoảng 400m2 khu vực nghiên cứu Hình Có 308 điểm liệu nghiên cứu tổng số bốn tuyến đo với chiều dài tuyến 200m theo hướng đôngtây Các số liệu định dạng, xử lý phần mềm Res2dinv với ba vịng lặp thuật tốn sai phân hữu hạn sau xử lý nhiễu Kết biểu diễn dạng ảnh điện 2D-3D theo Hình 3, sai số khoảng 7,95% Nhằm kiểm chứng kết thăm dò ảnh điện, tác giả tiến hành khoan thăm dị vị trí từ 9.0 m đến 11 m dọc theo tuyến 4, khu vực đường Đỗ Thế Chấp, Quận Sơn Trà, Đà Nẵng Phương pháp khoan thăm dò thực máy khoan XJ-100 với đường kính lỗ khoan 90 mm, mực nước ngầm ổn định vị trí – 3,25 m (Bảng 1) Bảng Kết khoan thăm dị vị trí Tuyến Cột địa tầng mô tả đất Đất cát phù sa xám trắng (khơ, bở rời) Mặt cắt hình trụ địa chất Cao độ lớp (m) 0,0(m) -0,6(m) Đất cát phù sa nâu vàng (kết dính) Hình Vị trí tuyến đo khu vực ranh giới đường Hồ Nghinh Võ Nguyên Giáp, Quận Sơn Trà b Quy trình đo thực địa Để thực đo ảnh điện 2D-3D khu vực nghiên cứu, trước tiên cần dây cáp cắm điện cực với khoảng cách 1m tuyến đo Hình Khoảng cách điện cực trạng thái ổn định không đổi Kết nghiên cứu và thảo luận 3.1 Kết nghiên cứu Đất cát phù sa, pha trộn đất cát trầm tích bùn xám đen (mật độ nước ngầm cao) -7,5(m) Na m Cát xám trắng, xám vàng (chứa nước bão hịa) Hình Kết ảnh điện 2D-3D khu vực khảo sát, với sai số 7,95% -3,0(m) -10,5(m) 3.2 Thảo luận giải đoán kết Qua quan sát kết ảnh điện biểu diễn hệ trục tọa độ OXYZ ta thấy, đặc điểm địa chất khu vực khảo sát đến độ sâu khoảng 4m phân thành lớp xen ISSN 1859-1531 - TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ, ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG, VOL 18, NO 3, 2020 phủ lẫn nhau: + Lớp thứ nhất: Có độ dày khoảng 0,5m (khơng đồng vị trí khác khu vực), có điện trở suất dao động khoảng 168 ÷ 598Ωm Đây lớp địa chất san lấp thành phần chủ yếu đất cát trầm tích khơ, bở rời, chưa có q trình nén tự nhiên nên có độ mềm lún cao + Lớp thứ hai: Phân bố độ sâu khoảng từ 0,5÷2,5m, có độ dày khơng đồng điện trở suất dao động khoảng 178÷1757Ωm Thành phần chủ yếu đất cát phù sa hình thành lâu, có độ nén tự nhiên tốt nên có độ kết dính tốt tính ổn định cao + Lớp thứ ba: Có điện trở suất dao động khoảng từ 0,1÷ 419Ωm, phân bố khoảng độ sâu từ 2,5m đến hết độ sâu khảo sát 4m Thành phần chủ yếu đất cát phù sa có pha trộn thêm cát trầm tích bùn đen, lớp có mật độ chứa nước cao Quan sát kết tuyến đo ta thấy, nước ngầm phân bố nhiều từ độ sâu khoảng 3m trở xuống Do giá trị điện trở suất nước ngầm dao động khoảng 0,1÷15 Ωm, nên có dấu hiệu việc ô nhiễm chất điện phân (KCl, NaCl) số kim loại nặng điển hình, nên sử dụng nước sinh hoạt tắm giặt gây khơ da, ngứa Các nhóm chất hình thành nước ngầm phân bố gần bề mặt khu vực bị ô nhiễm nguồn nước thải từ hoạt động sản xuất kinh doanh dịch vụ nhà hàng, khách sạn nước thải sinh hoạt khu dân cư chưa qua xử lý thải trực tiếp môi trường xung quanh, theo trình thẩm thấu tự nhiên bị bẫy nước ngầm phân bố gần mặt đất khu vực Kết khoan thăm dò kiểm chứng Bảng cho thấy, miền địa chất trùng khớp với kết đo ảnh điện vị trí 9,0 m đến 11 m Tuyến (Hình 3), qua thể tin cậy phép đo ảnh điện sử dụng nghiên cứu (Tuyên đo165m) Hình Kết ảnh điện 2D khu vực Âu thuyền Thọ Quang [6] Theo số kết nghiên cứu trước nhóm tác giả [6], [7] hai khu vực âu thuyền Thọ Quang hồ Bàu Tràm (các Hình 5) ta thấy, phương pháp ảnh điện 2D xác định độ sâu phạm vi dọc theo tuyến đo miền địa chất bị ô nhiễm chất điện phân công nghiệp kim loại nặng khu vực nghiên cứu Qua đó, cho thấy phương pháp ảnh điện 2D hiệu phương pháp truyền thống khoan lấy mẫu phân tích xác định vị trí nhiễm theo độ sâu Hơn nữa, phương pháp 2D-3D áp dụng khu vực ranh giới trục đường Hồ Nghinh Võ Nguyên Giáp (Hình 3) ta quan sát tranh chiều địa chất nước ngầm khu vực nghiên cứu (nghĩa ta thấy miền nhiễm theo độ sâu, phạm vi dọc tuyến đo theo trục OX phương dịch chuyển nước ngầm ô nhiễm theo trục OY) Như vậy, phương pháp 2D-3D chứng tỏ tính hiệu vượt trội nhiều so với phương pháp truyền thống Hình Kết ảnh điện 2D khu vực Hồ Bàu Tràm, Liên Chiểu, Đà Nẵng [7] 3.3 Kiến nghị Sau tiến hành phân tích thực trích xuất hình ảnh kết đo đạc 2D-3D ta thấy, nước ngầm phân bố gần bề mặt khu vực có dấu hiệu bị nhiễm nhóm kim loại nặng chất điện phân thường có nước thải sinh hoạt hoạt động sản xuất Điều cho thấy, có lượng lớn nước xả thải chưa qua xử lý đưa trực tiếp môi trường từ sở sản xuất kinh doanh khu vực (chủ yếu dịch vụ nhà hàng, khách sạn kinh doanh du lịch) Về lâu dài, để nguồn nước ngầm khu vực nói riêng khu vực khác địa bàn thành phố Đà Nẵng nói chung không bị ảnh hưởng nghiêm trọng độc chất ô nhiễm nước thải sinh hoạt tác động loại hình sản xuất, kinh doanh dịch vụ du lịch quan chức quản lý môi trường cần tiến hành đo đạc, khảo sát thu thập thêm nhiều thông số nước ngầmphân bố gần mặt đất phạm vi rộng Từ đó, đưa kế hoạch rà sốt, kiểm tra chặt chẽ quy trình xả thải sở kinh doanh, sản xuất, đặc biệt nhà hàng, khách sạn, hộ nghỉ dưỡng,…, tiến đến việc đảm bảo sở sản xuất, kinh doanh phải có hệ thống xử lý nước xả thải phải giảm thiểu đến mức thấp độc chất ô nhiễm trước đưa môi trường xung quanh Kết luận Kết nghiên cứu khu vực ranh giới trục đường Hồ Nghinh Võ Nguyên giáp, Quận Sơn Trà, thành phố Đà Nẵng cho thấy, phát triển loại hình dịch vụ sản xuất, kinh doanh q trình thị hóa có tác động tiêu cực đến chất lượng môi trường nước ngầm Lương Văn Thọ, Phan Bảo An, Lê Phước Cường gần mặt đất Về lâu dài, khơng có quan tâm cụ thể để giải vấn đề phát sinh ô nhiễm liên quan nguy đất nước ngầm - phân bố gần mặt đất khu vực phát triển mạnh sở hạ tầng đô thị bị đầu độc nhóm hợp chất nhiễm (vô hữu cơ) cao Do đó, việc thực chương trình chương trình quan trắc định kỳ năm tổ hợp phương pháp địa vật lý thân thiện, không xâm thực với giá hợp lý cần thiết Bên cạnh đó, phương pháp ảnh điện 2D-3D phương pháp ứng dụng rộng rãi nghiên cứu đánh giá toàn cảnh tình trạng nước ngầm khu vực nghiên cứu Từ đó, biết thành phần gây ô nhiễm nước ngầm, đặc điểm hình thành ô nhiễm, phạm vi nhiễm Thêm vào đó, sở khoa học thực tiễn chứng minh phương pháp cho phép cung cấp thông tin lĩnh vực môi trường khác địa chất cơng trình, khai thác nước ngầm dịch chuyển ô nhiễm Kết nghiên cứu tiền đề cho nghiên cứu chi tiết thực trạng ô nhiễm đất nước ngầm khu vực đô thị lớn miền Trung - Tây Nguyên nhằm giải toán định hướng phát triển bền vững khu vực tương lai Lời cảm ơn: Nghiên cứu tài trợ phần Quỹ Phát triển Khoa học Công nghệ - Đại học Đà Nẵng đề tài Mã số: B2017-ĐN01-03, B2018-ĐN02-39, B2019-ĐN03-40 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Nguyễn Ngọc Thu, Phương pháp thăm dị điện 2D, Liên đồn Bản đồ Địa chất Miền Nam, 2006 [2] Nguyễn Thành Vấn, Lê Ngọc Thanh, Nguyễn Minh Anh, “Áp dụng phương pháp ảnh điện để nghiên cứu tính chất bất đồng mơi trường đất đá”, Tạp chí Phát triển Khoa học Công nghệ, Tập 8, Nxb Đại học Quốc Gia Thành phố Hồ Chí Minh, 2005, trang 35-42 [3] Dey, A and Morrison, H.F “Resistivity modelling for arbitrary shaped two-dimensional structures”, Geophysical Prospecting, (No.27), 1979, pp 1020-1036 [4] Loke M.H and Barker R.D., “Improvements to the Zohdy method for the inversion of resistivity sounding and pseudesection data”, Computers and Geosciences, Vol.21, No.2, 1995, pp 321-322 [5] Olayinka A.I and Yaramanci U., “Use of block Inversion in the 2D interpretation of apparent resistivity data and its comparision with smoth inversion”, Journal of Apply Geophysics, Vol.45, 2000, pp 403-416 [6] Lương Văn Thọ, Lê Phước Cường, “Nghiên cứu ứng dụng phương pháp ảnh điện 2D khảo sát môi trường đất khu vực âu thuyền Thọ Quang, TP Đà Nẵng”, Tạp chí Khoa học Công nghệ - Đại học Đà Nẵng, Số 5(90), 2015, trang 152-157 [7] Lương Văn Thọ, Lê Phước Cường, “Ứng dụng phương pháp ảnh điện 2D khảo sát địa chất khu vực hồ Bàu Tràm – khu cơng nghiệp Hồ Khánh, TP Đà Nẵng”, Tạp chí Khoa học Cơng nghệ - Đại học Đà Nẵng, Số 7(80), 2014, trang 53-57 (BBT nhận bài: 08/01/2020, hoàn tất thủ tục phản biện: 09/3/2020) ... Đất cát phù sa nâu vàng (kết dính) Hình Vị trí tuyến đo khu vực ranh giới đường Hồ Nghinh Võ Nguyên Giáp, Quận Sơn Trà b Quy trình đo thực địa Để thực đo ảnh điện 2D-3D khu vực nghiên cứu, trước... vực ranh giới trục đường Hồ Nghinh Võ Nguyên Giáp (Hình 3) ta quan sát tranh chiều địa chất nước ngầm khu vực nghiên cứu (nghĩa ta thấy miền ô nhiễm theo độ sâu, phạm vi dọc tuyến đo theo trục. .. xử lý nước xả thải phải giảm thiểu đến mức thấp độc chất ô nhiễm trước đưa môi trường xung quanh Kết luận Kết nghiên cứu khu vực ranh giới trục đường Hồ Nghinh Võ Nguyên giáp, Quận Sơn Trà, thành