Nghiên cứu ứng dụng mô hình dịch chuyển chất bật, kết hợp với kỹ thuật địa hoá và đồng vị để đánh giá sự dịch chuyển của một số nguyên tố và hợp chất độc hại tại bãi rác đông thanh, thành phố hồ chí minh

BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG TRUNG TÂM QUY HOẠCH VÀ ĐIỀU TRA TÀI NGUYÊN NƯỚC LIÊN ĐOÀN QUY HOẠCH VÀ ĐIỀU TRA TÀI NGUYÊN NƯỚC MIỀN NAM - - BÁO CÁO KẾT QUẢ ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC VÀ PHÁT TRIỂN CƠNG NGHỆ NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG MƠ HÌNH DỊCH CHUYỂN CHẤT BẨN, KẾT HỢP VỚI KỸ THUẬT ĐỊA HÓA VÀ ĐỒNG VỊ ĐỂ ĐÁNH GIÁ SỰ DỊCH CHUYỂN CỦA MỘT SỐ NGUYÊN TỐ VÀ HỢP CHẤT ĐỘC HẠI TẠI BÃI RÁC ĐƠNG THẠNH, THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH Hà Nội - 2011 BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG TRUNG TÂM QUY HOẠCH VÀ ĐIỀU TRA TÀI NGUYÊN NƯỚC LIÊN ĐOÀN QUY HOẠCH VÀ ĐIỀU TRA TÀI NGUYÊN NƯỚC MIỀN NAM Tác giả: - ThS Bùi Tiến Bình - ThS Ngơ Đức Chân - KS Phan Ngọc Tuấn - KS Nguyễn Trác Việt BÁO CÁO KẾT QUẢ ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC VÀ PHÁT TRIỂN CÔNG NGHỆ NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG MƠ HÌNH DỊCH CHUYỂN CHẤT BẨN, KẾT HỢP VỚI KỸ THUẬT ĐỊA HÓA VÀ ĐỒNG VỊ ĐỂ ĐÁNH GIÁ SỰ DỊCH CHUYỂN CỦA MỘT SỐ NGUYÊN TỐ VÀ HỢP CHẤT ĐỘC HẠI TẠI BÃI RÁC ĐÔNG THẠNH, THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH CƠ QUAN CHỦ TRÌ CHỦ NHIỆM ĐỀ TÀI KS Nguyễn Trác Việt Hà Nội - 2011 MỤC LỤC MỤC LỤC i TÓM TẮT x ABSTRACT xii CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ NỘI DUNG NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI 1.1 - ĐẶT VẤN ĐỀ 1.2 - MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI .7 1.3 - CÁCH TIẾP CẬN CHƯƠNG PHẠM VI, ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 - PHẠM VI, ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU .9 2.1.1 - Vị trí địa lý 2.1.2 - Sự hình thành bãi rác quy mơ 10 2.1.3 - Cấu trúc bãi rác 11 2.1.4 - Thành phần rác khí 11 2.1.5 - Hoạt động bãi rác 12 2.2 - NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 13 2.2.1 - Nghiên cứu tổng quan điều kiện địa chất, ĐCTV ô nhiễm khu vực bãi rác kỹ thuật địa chất - ĐCTV truyền thống 13 2.2.2 - Nghiên cứu cấu trúc bãi rác trạng ô nhiễm NDĐ theo không gian diễn biến theo mùa 17 2.2.3 - Xây dựng mơ hình dịch chuyển số ngun tố hợp chất độc hại từ bãi chôn lấp rác đến tầng chứa nước dự báo mức độ lan truyền chất bẩn 19 2.2.4 - Tổng hợp khối lượng công tác 21 2.2.5 - Đánh giá việc thực nội dung nghiên cứu 22 2.3 - PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 23 CHƯƠNG KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN .24 3.1 - ĐẶC ĐIỂM ĐỊA HÌNH KHU VỰC BÃI RÁC ĐƠNG THẠNH .24 3.2 - ĐẶC ĐIỂM KHÍ TƯỢNG, THỦY VĂN 24 3.3 - ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT 26 3.3.1 - Đặc điểm địa mạo 26 3.3.2 - Đặc điểm địa tầng 27 3.4 - ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT THỦY VĂN .29 3.4.1 - Các tầng chứa nước 29 3.4.2 - Các thành tạo địa chất nghèo nước không chứa nước 35 3.5 - ĐÁNH GIÁ T ÌNH HÌNH Ơ N HIỄM NGUỒN NƯỚC DƯỚI ĐẤT TẠI BÃI RÁC ĐÔNG THẠNH 36 3.5.1 - Trước có bãi rác 36 3.5.2 - Khi có bãi rác hoạt động 47 3.5.3 - Sau bãi rác ngừng hoạt động 50 3.5.4 - Các chất ô nhiễm 78 3.5.5 - Tương quan hàm lượng chất ô nhiễm nước rỉ rác nước đất 82 3.5.6 - Đặc điểm phân bố chất ô nhiễm bãi rác Đông Thạnh 89 i 3.6 - CƠ CHẾ Ô NHIỄM NƯỚC DƯỚI ĐẤT TẠI BÃI RÁC ĐÔNG THẠNH 94 3.7 - MƠ HÌNH D ỊCH CHUYỂN CHẤT BẨN KHU VỰC BÃI RÁC ĐÔNG THẠNH 96 3.7.1 - Mơ hình dịng chảy nước đất 96 3.7.2 - Mơ hình lan truyền chấtt MT3DMS 114 3.7.3 - Đánh giá kết 119 KẾT LUẬN 126 LỜI CẢM ƠN 129 TÀI LIỆU THAM KHẢO 130 ii NHỮNG CHỮ VIẾT TẮT BCL CNĐA ĐCTV ĐCCT ĐBNB ĐNB KHCN NDĐ NRR TPHCM Bãi chôn lấp Chủ nhiệm đề án Địa chất thủy văn Địa chất cơng trình Đồng Nam Đơng Nam Khoa học công nghệ Nước đất Nước rỉ rác Thành phố Hồ Chí Minh iii DANH MỤC CÁC BẢNG SỐ LIỆU Bảng 2.1 - Thành phần rác ô chôn lấp Đông Thạnh 11 Bảng 2.2 - Khối lượng công tác khoan 16 Bảng 2.3 - Bảng tổng hợp thời gian bơm 16 Bảng 2.4 - Kết hút đổ nước thí nghiệm (tầng chứa nước qp3) 17 Bảng 2.5 - Tổng hợp khối lượng thực 21 Bảng 3.1- Nhiệt độ trung bình trạm quan trắc Tân Sơn Hòa Năm (2009) 24 Bảng 3.2 - Lượng mưa trung bình tháng trạm Tân Sơn Hịa Sở Sao 25 Bảng 3.3 - Độ ẩm tương đối nhiều năm trạm Tân Sơn Hòa (Đơn vị: %) 25 Bảng 3.4- Lượng bốc trung bình năm trạm Tân Sơn Nhất (mm) 25 Bảng 3.5 - Thống kê địa tầng lỗ khoan tầng chứa nước qp3 30 Bảng 3.6 - Tổng hợp kết hút nước số lỗ khoan tầng qp3 31 Bảng 3.7 - Tổng hợp chất lượng nước tầng qp3 31 Bảng 3.8 - Tổng hợp mái tầng chứa nước qp2-3 33 Bảng 3.9 - Tổng hợp kết hút nước số lỗ khoan tầng qp2-3 34 Bảng 3.10 - Tổng hợp chất lượng nước tầng qp2-3 34 Bảng 3.11 - Hàm lượng kim loại nặng phenol khu vực bãi rác 42 Bảng 3.12 - Giá trị khu vực bãi rác tầng chứa nước qp3 42 Bảng 3.13 - Giá trị khu vực bãi rác tầng chứa nước qp2-3 43 Bảng 3.14 - Hàm lượng kim loại nặng phenol khu vực bãi rác 44 Bảng 3.15 - Thành phần nước rỉ rác mùa khô năm 2002 47 Bảng 3.16 - Thành phần nước rỉ rác đầu mùa mưa năm 2002 49 Bảng 3.17 - Thành phần nước rỉ rác 51 Bảng 3.18 - Kết phân tích thành phần nước rỉ rác 53 Bảng 3.19 - Kết phân tích thành phần nước mặt 58 Bảng 3.20 - Giá trị phân tích thành phần NDĐ vào mùa mưa 64 Bảng 3.21 - Giá trị phân tích thành phần NDĐ vào mùa khơ 65 Bảng 3.22 - Kết phân tích mẫu NDĐ tầng chứa nước qp2-3 77 Bảng 3.23 - Thành phần chất thải rắn đô thị TPHCM 80 iv Bảng 3.24 - Hàm lượng nguyên tố vị lượng đất phủ 81 Bảng 3.25 - Dữ liệu chiều sâu đáy lớp mơ hình 98 Bảng 3.26 - Thông số ĐCTV sau hiệu chỉnh 100 Bảng 3.27 - Bảng thống kê số lượng lỗ khoan quan quan sát 104 Bảng 3.28 - Sai số toán ngược ổn định 106 Bảng 3.29 - Bảng cân NDĐ thời điểm 1/9/2010 (bài toán ổn định) 109 Bảng 3.30 - Các loại sai số tốn tốn ngược khơng ổn định 109 Bảng 3.31 - Cân NDĐ thời điểm 6/9/2010 - mùa mưa (bài tốn khơng ổn định) 113 Bảng 3.32 - Cân NDĐ thời điểm 26/2/2011 - mùa khơ (bài tốn khơng ổn định) 114 v MỤC CÁC HÌNH MINH HỌA Hình 1.1 - Sơ đồ nhiễm bẩn nước tầng nông từ bãi chôn lấp Hình 2.1- Sơ đồ vị trí bãi chơn lấp Đơng Thạnh Hình 2.2 - Sơ đồ mặt bãi rác 10 Hình 2.3 - Mặt quy hoạch sau đóng bãi 10 Hình 2.4 - Sơ đồ vị trí điểm khảo sát lấy loại mẫu 14 Hình 2.5 - Sơ đồ bố trí lỗ khoan 15 Hình 2.6 - Sơ đồ kết địa vật lý 19 Hình 3.1 - Đồ thị mực nước tầng chứa nước Pleistocen 32 Hình 3.2 - Mực nước tầng chứa nước Pleistocen - Quận 12 34 Hình 3.3 - Sơ đồ vị trí điểm quan trắc thuộc mạng Quan trắc Quốc gia 37 Hình 3.4 - Đồ thị quan trắc hàm lượng NH4+ tầng chứa nước qp3 39 Hình 3.5 - Đồ thị quan trắc hàm lượng NO3- tầng chứa nước qp3 40 Hình 3.6 - Đồ thị quan trắc hàm lượng NO2- tầng chứa nước qp3 40 Hình 3.7 - Đồ thị quan trắc hàm lượng Fe tầng chứa nước qp3 41 Hình 3.8 - Đồ thị quan trắc hàm lượng Cl- tầng chứa nước qp3 42 Hình 3.9 - Đồ thị quan trắc hàm lượng NH4+ tầng chứa nước qp2-3 44 Hình 3.10 - Đồ thị quan trắc hàm lượng NO3- tầng chứa nước qp2-3 45 Hình 3.11 - Đồ thị quan trắc hàm lượng Fe tầng chứa nước qp2-3 46 Hình 3.12 - Đồ thị quan trắc hàm lượng Cl- tầng chứa nước qp2-3 47 Hình 3.13 - Sơ đồ lấy mẫu nước rỉ rác bãi rác Đơng Thạnh 52 Hình 3.14 - Sơ đồ lấy mẫu nước mặt Bãi rác 58 Hình 3.15 - Sơ đồ vị trí lấy mẫu NDĐ khu vực bãi rác Đơng Thạnh 63 Hình 3.16 - Diễn biến hàm lượng NH4+ NDĐ tầng qp3 (mùa khơ) 66 Hình 3.17 - Diễn biến hàm lượng NH4+ NDĐ tầng qp3 (mùa mưa) 66 Hình 3.18 - Diễn biến hàm lượng NO3- NDĐ tầng qp3 (mùa khơ) 67 Hình 3.19 - Diễn biến hàm lượng NO3- NDĐ tầng qp3 (mùa mưa) 68 Hình 3.20 - Diễn biến hàm lượng NO2- NDĐ tầng qp3 (mùa khơ) 68 Hình 3.21 - Diễn biến hàm lượng NO2- NDĐ tầng qp3 (mùa mưa) 69 vi Hình 3.22 - Diễn biến hàm lượng Cl- NDĐ tầng qp3 (mùa khơ) 69 Hình 3.23 - Diễn biến hàm lượng Cl- NDĐ tầng qp3 (mùa mưa) 70 Hình 3.24 - Diễn biến hàm lượng Fe NDĐ tầng qp3 (mùa khơ) 70 Hình 3.25 - Diễn biến hàm lượng Fe NDĐ tầng qp3 (mùa mưa) 71 Hình 3.26 - Diễn biến hàm lượng Pb NDĐ tầng qp3 (mùa khô) 71 Hình 3.27 - Diễn biến hàm lượng Pb NDĐ tầng qp3 (mùa mưa) 72 Hình 3.28- Diễn biến hàm lượng Cr NDĐ tầng qp3 (mùa khơ) 73 Hình 3.29 - Diễn biến hàm lượng Cr NDĐ tầng qp3 (mùa mưa) 73 Hình 3.30 - Diễn biến hàm lượng Cd NDĐ tầng qp3 (mùa khơ) 74 Hình 3.31 - Diễn biến hàm lượng Cd NDĐ tầng qp3 (mùa mưa) 74 Hình 3.32 - Diễn biến hàm lượng Phenol NDĐ tầng qp3 (mùa khô) 75 Hình 3.33 - Diễn biến hàm lượng Phenol NDĐ tầng qp3 (mùa mưa) 76 Hình 3.34 - Sơ đồ vị trí lấy mẫu đất 82 Hình 3.35 - Biểu đồ diễn biến hàm lượng NH4+ NRR NDĐ 83 Hình 3.36 - Biểu đồ diễn biến hàm lượng NH4+ theo mùa (năm 2010) 84 Hình 3.37 - Biểu đồ diễn biến hàm lượng NO2- NRR NDĐ 84 Hình 3.38 - Biểu đồ diễn biến hàm lượng NO3- NRR NDĐ 85 Hình 3.39 - Biểu đồ diễn biến hàm lượng Cr NRR NDĐ 86 Hình 3.40 - Biến thiên hàm lượng Cr theo mùa khô mưa (năm 2010) 86 Hình 3.41 - Biểu đồ diễn biến hàm lượng Cd NRR NDĐ 87 Hình 3.42 - Biến thiên hàm lượng Cd vào mùa mưa năm 2010 khơ 2011 88 Hình 3.43 - Biểu đồ diễn biến hàm lượng Phenol NRR NDĐ 88 Hình 3.44 - Biến thiên hàm lượng Phenol theo mùa (năm 2010) 89 Hình 3.45- Sơ đồ phân bố hàm lượng NO3- vào mùa mưa 90 Hình 3.46 - Sơ đồ phân bố hàm lượng NO3- vào mùa khơ 90 Hình 3.47 - Sơ đồ phân bố hàm lượng Cr vào mùa mưa 91 Hình 3.48 - Sơ đồ phân bố hàm lượng Cr vào mùa khô 91 Hình 3.49 - Sơ đồ phân bố hàm lượng Cd vào mùa mưa 92 Hình 3.50 - Sơ đồ phân bố hàm lượng Cd vào mùa khô 92 vii Hình 3.51 - Sơ đồ phân bố hàm lượng Phenol vào mùa mưa 93 Hình 3.52 - Sơ đồ phân bố hàm lượng Phenol vào mùa khơ 93 Hình 3.53 - Sơ đồ chế nhiễm bẩn nguồn NDĐ bãi rác Đơng Thạnh 95 Hình 3.54 - Mặt cắt cấu trúc theo hướng tây - đông qua trung tâm bãi rác 96 Hình 3.55 - Mặt cắt cấu trúc theo hướng nam - bắc qua trung tâm bãi rác 97 Hình 3.56 - Bản đồ địa hình mạnh lưới điểm cao độ mặt địa hình (mặt đất) 99 Hình 3.57 - Mặt cắt hàng rào thể cấu trúc hệ hống NDĐ Đông Thạnh 99 Hình 3.58 - Bản đồ phân vùng bổ cập khác 101 Hình 3.59 -Cửa sổ nhập liệu lượng bổ cập (Recharge) 101 Hình 3.60 - Vị trí hồ cửa sổ nhập liệu điều kiện biên tổng hợp (General Head) 103 Hình 3.61 - Vị trí cửa sổ nhập liệu điều kiện biên sơng (River Head) 103 Hình 3.62 - Vị trí cửa sổ nhập liệu mực nước quan trắc 105 Hình 3.63 - Đồ thị biễu diễn kết hiệu chỉnh tốn ngược ổn định 106 Hình 3.64 - Mực nước lớp rác thải (bài toán ổn định) 107 Hình 3.65 - Mực nước tầng chứa nước Pleistocen (bài toán ổn định) 108 Hình 3.66 - Mực nước tầng chứa nước Pleistocen - (bài toán ổn định) 108 Hình 3.67 - Đồ thị loại sai số theo bước (bài toán ngược khơng ổn định) 110 Hình 3.68 - Mực nước rác thải - thời điểm 26/2//2011 (bài tốn khơng ổn định) 111 Hình 3.69 - Mực nước tầng chứa nước Pleistocen - thời điểm 26/2//2011 (bài tốn khơng ổn định) 112 Hình 3.70 - Mực nước tầng chứa nước Pleistocen - vào thời điểm 26/2//2011 (bài tốn khơng ổn định) 112 Hình 3.71 - Bản đồ phân bố nồng độ ban đầu Phenol (10-3mg/l) 116 Hình 3.72 - Bản đồ phân bố nồng độ ban đầu Cadimi (10-3mg/l) 116 Hình 3.73 - Bản đồ phân bố nồng độ ban đầu Crom (10-3mg/l) 117 viii LƯỢNG NƯỚC (m /ngày) Vào Ra Tổng 43 -247 -204 47 -37 10 -1.364 -1.364 245 -510 -264 0 212 -23 189 176 176 11 11 -10 -6 21 -13 -186 -186 16 16 2.366 -2.366 Nguồn hình thành Phía đơng Phía tây Phía nam Phía bắc Thốt hệ thống nước mặt Hệ thống nước mặt Hồ Rạch Tra Sông Sài Gòn Các rạch nhỏ Khai thác Bổ cập từ mưa Tổng cộng III.2 - MƠ HÌNH LAN TRUYỀN CHẤT MT3DMS III.2.1 - Tổng quan toán Trong khu vực bãi rác Đơng Thạnh q trình nhiễm bẩn môi trường chung quanh chủ yếu lượng nước chảy tràn vào mùa mưa thoát Rạch Tra Hiện nước rỉ rác tập trung để xử lý, nguồn gây bẩn cho NDĐ chủ yếu từ nguồn sau: - Nước mưa rời trực tiếp bãi chơn lấp cũ hình thành lượng nước tích trữ lớp rác thải, q trình vận động kèm theo q trình hóa lý tạo nên lượng nước bẩn đáng kể Phần lớn lượng nước ngồi tạo lượng nước rỉ rác phần nhỏ lại thấm xuyên xuống để vào hệ thống NDĐ với độ nhiều tùy thuộc điều kiện lớp cách nước mặt Đây nguồn gây bẩn đáng kể cho tầng chứa nước Pleistocen mô tả chương IV - Lượng nước chảy tràn tập trung vào sơng rạch có đáy xâm thực sâu (Rạch Tra) đường xâm nhập chất bẩn vào NDĐ Tuy nhiên, nhiễm bẩn cho NDĐ theo đường thường xảy với quy mô không lớn hàm lượng không cao dễ dàng khắc phục - Các cố sập tường chắn trước đây, làm cho phần diện tích mặt đất tích tụ chất bẩn thấm dần xuống theo lượng mưa hàng năm Nhiễm bẩn cho NDĐ theo đường thường xảy chậm 26 Vì vậy, báo cáo quan tâm đến nguồn gốc gây bẩn thứ thực toán cho số kim loại nặng điển hình Trong thực tế, toán phức tạp cần đầu tư nghiên cứu chuyên sâu Trong phạm vi đề tài này, báo cáo tập trung giải vấn đề sau: dự báo mức độ truyền số kim loại nặng điển hình điều kiện trạng ô nhiễm nghiên cứu Nghĩa là, trạng phân bố kim loại báo cáo mơ q trình dịch chuyển theo thời gian Đây sở cho việc cảnh báo nguy phát tán chất bẩn cho nguồn NDĐ vùng Đối tướng toán: Phenol, Cd Cr Phạm vi nghiên cứu: Đánh giá trình lan truyền kim loại vào hệ thống NDĐ Giả thiết: - Nguồn gây bẩn chủ yếu từ bãi rác số dòng nước mặt vùng có hàm lượng khơng đổi thời gian tính tốn - Điều kiện ban đầu nồng độ xác định Hình III.7, Hình III.8 Hình III.9 - Nồng độ lấy theo số liệu quan trắc chung quanh Hình III.7 - Bản đồ phân bố nồng độ ban đầu Phenol (10-3mg/l) 27 Hình III.8 - Bản đồ phân bố nồng độ ban đầu Cadimi (10-3mg/l) Hình III.9 - Bản đồ phân bố nồng độ ban đầu Crom (10-3mg/l) 28 III.2.2 - Các thơng số dịch chuyển Mơ hình lan truyền chất MT3DMS giải sở kết lời giải tốn dịng chảy Chính thơng số trường thấm giữ nguyên kết hợp với số thông số di chuyển sau: - : Độ lỗ hổng hữu hiệu lấy dao động từ 0,30 cho hai tầng chứa nước Pleistocen Pleistocen - Hệ số khuyếch tán phân tử DMCOEF = (Effective molecular difdusion coefficient), tốn dịch chuyển điều kiện bình thường mà thành phần phân tán thấm khuyếch tán học lớn nhiều khuyếch tán phân tử - Tỉ số TRPT = 0,2 (Ratio of horizontal transverse dispersivity to longitudinal dispersivity) - Tỉ số TRVT = 0,1 (Ratio vertical transverse dispersivity to longitudinal dispersivity) - Hệ số phân tán dọc = 30 cho lớp chứa nước 20 cho lớp bán thấm (Longitudinal dispersivity) - Hệ số di chuyển tổng hợp R = Gía trị xác định cần phải đầu tư nghiên cứu chuyên sâu III.2.3 - Điều kiện ban đầu Nồng độ ban đầu lựa chọn vào số liệu trung bình mẫu quan trắc mẫu nước khác đối hai tầng chứa nước: Phenol: 0,52 x 10-3mg/l Cd: 1,8 x 10-3mg/l Cr: 0,75 x 10-3mg/l Số liệu gán cho khu vực chưa bị ô nhiễm Đối với khu vực bãi rác sử dụng giá trị Hình III.7, Hình III.8 Hình III.9 29 III.2.4 - Các nguồn cấp nguồn thoát III.2.4.1 - Các nguồn cấp - Các sông suối chung quanh: Gía trị dựa theo tài liệu phân tích mẫu nước sông: Phenol: 1,3 - 2,9 x 10-3mg/l Cd: 5,45 - 9,33 x 10-3mg/l Cr: 2,93 - 3,72 x 10-3mg/l - Đối với nguồn cấp nước mưa chọn cho tất kim loại 0,0mg/l - Nguồn xác định: phạm vi lấp (lớp 1) giá trị chọn lấy theo mẫu nước rỉ rác: Phenol: 5,75 - 31,67 x 10-3mg/l (trung bình: 31,67x10-3mg/l) Cd: 9,33 - 23,05 x 10-3mg/l (trung bình: 13,76x10-3mg/l) Cr: 2,93 - 32,18 x 10-3mg/l (trung bình: 18,09x10-3mg/l) III.2.4.2 - Các nguồn thoát Đối với nguồn thoát giếng khai thác nồng độ nguồn thoát nồng độ vị trí thời điểm mà nguồn thoát hoạt động III.2.5 - Điều kiện biên Điều kiện biên nồng độ không đổi C(x,y,z,t) = const, xác định phạm vi lấp (lớp 1) giá trị chọn lấy theo mẫu nước rỉ rác xem nguồn gây bẩn quan trọng Phenol: 5,75 - 31,67 x 10-3mg/l (trung bình: 31,67x10-3mg/l) Cd: 9,33 - 23,05 x 10-3mg/l (trung bình: 13,76x10-3mg/l) Cr: 2,93 - 32,18 x 10-3mg/l (trung bình: 18,09x10-3mg/l) III.2.6 - Thời gian dự báo Từ tháng 9/2010 đến tháng 5/2030 (gần 20 năm) 30 III.3 - ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ III.3.1 - Phenol Kết tính tốn cho thấy: Trên bình đồ cự ly dịch chuyển hàm lượng Phenol không lớn có hai hướng chính: - Q trình lan truyền làm ranh hàm lượng nhỏ 0,6x10-3mg/l dịch chuyển phía đơng 35m phía nam khoảng 50m - Diện tích phân bố hàm lượng lớn 3,5x10-3mg/l thu hẹp lại diện tích giới hạn ranh 1,5x10-3mg/l lại mở rộng Điều cho thấy rằng, nguồn bẩn không gia tăng (nồng độ nước rỉ rác khơng đổi) ảnh hưởng pha lỗng nước mưa nên q trình nhiễm suy giảm đáng kể Hình III.10 - Phân bố hàm lượng Phenol thời gian bước cuối Trên không gian mặt cắt cho thấy trình lan truyền hàm lượng Phenol đến tầng chứa nước Pleistocen - với cự ly dịch chuyển xa ranh hàm lượng 0,6x10-3mg/l 25m ranh 5x10-3mg/l chưa vượt qua lớp cách nước Như vậy, q trình nhiễm vấn tiếp tục vận động tốc độ chậm hàm lượng không cao so với QCVN 09 31 Hình III.11 - Phân bố hàm lượng Phenol theo khơng gian chiều thời điểm cuối Hình III.12 - Phân phố hàm lượng Phenol theo mặt cắt tây - đơng qua tâm bãi rác Hình III.13 - Phân phố hàm lượng Phenol theo mặt cắt nam - bắc qua tâm bãi rác III.3.2 - Cadimi Kết tính tốn cho thấy: Trên bình đồ cự ly dịch chuyển hàm lượng Cadimi khơng lớn có hai hướng chính: - Quá trình lan truyền làm ranh hàm lượng nhỏ 4,0x10-3mg/l dịch chuyển phía đơng 55m phía nam có nơi đạt đến khoảng 70m 32 - Diện tích phân bố hàm lượng lớn 10,0x10-3mg/l thu hẹp lại diện tích giới hạn ranh 6,0x10-3mg/l lại mở rộng Điều cho thấy rằng, nguồn bẩn không gia tăng (nồng độ nước rỉ rác khơng đổi) ảnh hưởng pha lỗng nước mưa nên q trình nhiễm suy giảm đáng kể Bên cạnh vai trị dịng chảy pha lỗng nột phần đáng kể nồng độ Cadimi Hình III.14 - Phân bố hàm lượng Cd thời gian bước cuối Trên không gian mặt cắt cho thấy trình lan truyền hàm lượng Cd đến tầng chứa nước Pleistocen - với cự ly dịch chuyển xa ranh hàm lượng 4,0x10-3mg/l 20m ranh 6,0x10-3mg/l chưa vượt qua lớp cách nước Trong đó, ranh 10x10-3mg/l nhiều nơi chiếm hết 1/2 tầng chứa nước Pleistocen Như vậy, q trình nhiễm vấn tiếp tục vận động tốc độ chậm hàm lượng không cao so với QCVN 09 33 Hình III.15 - Phân bố hàm lượng Cd theo không gian chiều thời điểm cuối Hình III.16 - Phân phố hàm lượng Cr theo mặt cắt tây - đông qua tâm bãi rác Hình III.17 - Phân phố hàm lượng Cr theo mặt cắt nam - bắc qua tâm bãi rác III.3.3 - Crom Kết tính tốn cho thấy: Trên bình đồ cự ly dịch chuyển hàm lượng crom không lớn có hai hướng chính: - Q trình lan truyền làm ranh 1,0x10-3mg/l dịch chuyển phía đơng 45m phía nam khoảng 100m 34 - Diện tích phân bố hàm lượng >10,0x10-3mg/l thu hẹp lại diện tích giới hạn ranh 10,0x10-3mg/l lại mở rộng Điều cho thấy rằng, nguồn bẩn không gia tăng (nồng độ nước rỉ rác không đổi) ảnh hưởng pha lỗng nước mưa nên q trình nhiễm suy giảm đáng kể Hình III.18 - Phân bố hàm lượng Cr thời gian bước cuối Trên không gian mặt cắt cho thấy trình lan truyền hàm lượng Cr đến tầng chứa nước Pleistocen - với cự ly dịch chuyển xa ranh hàm lượng 10-3mg/l 38m ranh hàm lượng 5,0x10-3mg/l vượt qua lớp cách nước lớn khoảng - 3m Trong đó, ranh hàm lượng 10,0x10-3mg/l số nơi vượt qua khoảng 50% bề dày tầng chứa nước Pleistocen Như vậy, q trình nhiễm vấn tiếp tục vận động tốc độ chậm hàm lượng không cao so với QCVN 09 35 Hình III.19 - Phân bố hàm lượng Cr theo không gian chiều thời điểm cuối Hình III.20 - Phân phố hàm lượng Cr theo mặt cắt tây - đông qua tâm bãi rác Hình III.21 - Phân phố hàm lượng Cr theo mặt cắt nam - bắc qua tâm bãi rác Tóm lại, kết tính tốn mơ hình MT3DMS cho phép đến số nhận xét sau: - Quá trình truyền hàm lượng kim loại nặng NDĐ theo phương ngang có tốc độ khơng lớn với cự ly dịch chuyển khoảng 38 - 100m sau 20 năm 36 - Quá trình lan truyền kim loại nặng tiếp tục di chuyển tầng chứa nước Pleistocen hàm lượng nhỏ di chuyển đến tầng chứa nước Pleistocen - Nguyên nhân lan truyền theo chế: + Thấm xuyên qua đáy bãi rác, đặc biệt nơi lớp cách nước (lớp 2) bị vát mỏng tự nhiên nhân tạo) chiếm vai trò chủ đạo + Thấm xuyên qua đáy dòng chảy áo hồ nhân tạo sâu (khai thác đất) phạm vi chất lượng nước tích tụ chất ô nhiễm chảy tràn Nguyên nhân làm ô nhiễm với nồng độ không cao (do bị pha lỗng) lại có phạm vi nhiễm rộng Tuy nhiên, nhuyên nhân có khả khắc phục + Thấm lọc theo nước mưa (hoặc tưới) nơi bị tích tụ chất bẩn sập tường trước Nguyên nhân thường xảy tốc độ chậm 37 KẾT LUẬN Báo cáo chun đề: "Thực hành chạy mơ hình lan truyền chất, đánh giá dịch chuyển số nguyên tố hợp chất độc hại bãi rác Đông Thạnh, thành phố Hồ Chí Minh" chuyên đề số đề tài khoa học công nghệ: "Nghiên cứu ứng dụng mơ hình dịch chuyển chất bẩn, kết hợp với kỹ thuật địa hóa đồng vị để đánh giá dịch chuyển số nguyên tố hợp chất độc hại bãi rác Đông Thạnh, Thành phố Hồ Chí Minh" Bộ tài Ngun Mơi trường - Đã mô hệ thống NDĐ khu vực Đông Thạnh MHDCNDĐ xác định trường thấm tầng chứa nước Kết tính tốn mực nước phù hợp với thực tế qun trắc trạm - Mơ q trình trun chất Phenol, Cadimi Crom sở trạng ô nhiễm yếu tố - Đánh giá dự báo trình dịch chuyển yếu tố sau 20 năm với điều kiện tự nhiên nhân tạo môi trường NDĐ không thay đổi nhiều so với - Thông qua kết mô này, báo cáo đưa đường di chuyển chất bẩn từ khu rác thải vào hệ thống NDĐ Vì nhiều lý do, báo cáo chắn khơng tránh khỏi thiếu sót Tập thể tác giả mong nhận góp ý chuyên gia, nhà chun mơn để báo cáo hồn thiện Xin chân thành cám ơn trước./ 38 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Ngô Đức Chân, 2001; báo cáo “Mơ hình dịng nước đất thành phố Hồ Chí Minh” (thuộc báo cáo “Quy hoạch khai thác sử dụng NDĐ vùng thành phố Hồ Chí Minh) Lưu trữ Liên đồn ĐCTV-ĐCCT miền Nam Sở Cơng nghiệp TPHCM (cũ) [2] Nguyễn Huy Dũng nnk, 2004; Báo cáo kết đề tài: "Phân chia địa tầng N Q nghiên cứu cấu trúc địa chất đồng Nam bộ"; Cục Địa chất Khoáng sản Việt Nam; Lưu Thư viện Liên đoàn ĐCTV-ĐCCT Miền Nam [3] Bùi Học, 1997 Nghiên cứu điều kiện ĐCTV phục vụ quy hoạch bãi thải nghĩa trang nhằm bảo vệ mơi trường nước Hà Nội [4] Đồn Văn Cánh, Phạm Quý Nhân 2001 Tin học ứng dụng địa chất thủy văn (Giáo trình Cao học Nghiên cứu sinh).; Trường Đại Học Mỏ Địa chất.; Hà Nội [5] Nguyễn Văn Lâm, 2003 Điều tra thống kê loại chất thải nguy hại, chất thải làng nghề, nguồn phát thải DIOXIN, FURAN PCBs Xây dựng thực thi vài mơ hình thí điểm [6] Huỳnh Ngọc Phương Mai Nguyễn Trung Việt, 2002 Nghiên cứu công nghệ xử lý nước rỉ rác có hàm lượng COD>50.000mg/l bãi chơn lấp Gị Cát (Quy mơ 1m3/ngđ) [7] Nguyễn Kim Ngọc, 1999 Nghiên cứu đề xuất, khắc phục ô nhiễm môi trường bãi rác đồng Bắc Bộ, Nam Bộ [8] Nguyễn Văn Phước, 2002 Nghiên cứu triển khai công nghệ xử lý nhanh nước rị rỉ từ bãi rác Đơng Thạnh phương pháp hóa học [9] Huỳnh Ngọc Sang, 1999 Đánh giá trạng ô nhiễm nước ngầm tầng nông thành phố Hồ Chí Minh [10] The Environmental Modeling Research Laboratory 1999 GMS 6.0 Tutorial Brigham Yougng Unicersity., Newyork [11] Mary P Anderson; William W Woesseer 1992 Applied ground water modeling Academic Press., Inc.; Newyork 39 [12] H.P Ritzema (Editor-in-Chief) 1994 Drainage Principles and Applications International Institute for Land Reclamation and Improvement; the Netherlands [13] Anderson, M.P Movement of contamination in groundwater: Groundwater transport – Advection and Dispersion In Groundwater contamination Washington, D.C 1984 [14] Carpenter, P.J., R.S.Kaufmann, & Beth Price Use of resistivity sounding to determine landfill structure Groundwater 28, no.4: 569-575 1990 [15] Cherry, J.A., R.W Gillham, & J.F Barker Contaminants in groundwater: chemical processes In Groundwater contamination Washington, D.C 1984 [16] Drost, W., F Neumaier Application of single borehole methods in groundwater research In Isotope Techniques in Groundwater Hydrology, 1974 Proc Symp Vienna, 1974 Vol.2, IAEA [17] Mary Jo Baedecker and Michael A Apgar Hydrogeochemical study at a landfill in Delaware 1984 [18] Fetter, C.W Contaminant hydrogeology 2d ed Upper Saddle River, N.J.: Prentice-Hall 1999 [19] Husain, T., Hoda, A & Khan, R (1989) Impact of Sanitary Landfill on Groundwater Quality Journal of Water, Air, & Soil Pollution, 45 (3-4): 191-206 [20] Jones-Lee, A., Lee, G F., Lee, G F & Associates & Macero, A El (1993) Groundwater Pollution by Municipal Landfills: Leachchate Composition, Detection and Water Quality Significance, Proc Sardina ’93 IV International landfill Symposium, Sardinia, Italy: 1093-1103, 1993 [21] Reyes-López, J A., Ramírez-Hernández, J., Lázaro-Mancilla, O., CarrnDiazconti, C & Garrido, M M (2008), Assessment of Groundwater Contamination by Landfill Leachate: A Case in México Waste Management 28, Supplement 1, pp S33-S39 [22] Fatta, D., Papadopoulous, A and Loizidou, M (1999), A study on the landfill leachate and its impact on the groundwater quality of the greater area [23] Groundwater Contamination Inventory – A Methodology Guide UNESCO, 2004 40 ... mơ hình 1.2 - MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI - Xác định dịch chuyển số nguyên tố hợp chất độc hại bãi rác Đông Thạnh, thành phố Hồ Chí Minh mơ hình dịch chuyển chất bẩn kết hợp với kỹ thuật địa hóa đồng vị; ... định dịch chuyển số nguyên tố hợp chất độc hại bãi rác Đông Thạnh, thành phố Hồ Chí Minh mơ hình dịch chuyển chất bẩn kết hợp với kỹ thuật nghiên cứu truyền thống dự báo mức độ lan truyền chất. .. Nguyễn Trác Việt BÁO CÁO KẾT QUẢ ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC VÀ PHÁT TRIỂN CÔNG NGHỆ NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG MÔ HÌNH DỊCH CHUYỂN CHẤT BẨN, KẾT HỢP VỚI KỸ THUẬT ĐỊA HÓA VÀ ĐỒNG VỊ ĐỂ ĐÁNH GIÁ SỰ DỊCH CHUYỂN