phân tích và đánh giá chất lượng các nguồn nước ngầm ở huyện phú vang tỉnh thừa thiên huế

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC HUẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM PHẠM THỊ QUỲNH NHƯ PHÂN TÍCH VÀ ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG CÁC NGUỒN NƯỚC NGẦM Ở HUYỆN PHÚ VANG TỈNH THỪA THIÊN HUẾ Chuyên ngành: Hóa phân tích Mã số: 60 44 29 LUẬN VĂN THẠC SĨ HÓA HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC PGS.TS. NGÔ VĂN TỨ Huế, năm 2013 i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu và kết quả nghiên cứu nêu trong luận văn là trung thực, được các đồng tác giả cho phép sử dụng và chưa được công bố trong bất kỳ công trình nào khác. Tác giả luận văn Phạm Thị Quỳnh Như ii Tôi xin chân thành cảm ơn thầy giáo PGS.TS Ngô Văn Tứ đã tận tình hướng dẫn và giúp đỡ tôi trong suốt quá trình thực hiện luận văn, đồng thời đã bổ sung cho tôi nhiều kiến thức chuyên môn và kinh nghiệm quý báu trong nghiên cứu khoa học. Tôi xin cảm ơn cán bộ và nhân viên Trung tâm Kiểm nghiệm Thuốc - Mỹ phẩm - Thực phẩm Thừa Thiên Huế đã tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tôi trong thời gian làm việc tại trung tâm để thực hiện đề tài. Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến gia đình, bạn bè đã động viên, giúp đỡ tôi trong quá trình học tập và hoàn thành luận văn này. Chân thành cảm ơn! Huế, tháng 10 năm 2013 Tác giả luận văn Phạm Thị Quỳnh Như iii MỤC LỤC Trang TRANG PHỤ BÌA i LỜI CAM ĐOAN ii LỜI CẢM ƠN iii MỤC LỤC 1 DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT 4 TT 4 Tiếng Việt 4 Tiếng Anh 4 Viết tắt 4 1 4 2 4 3 4 4 4 5 4 6 4 7 4 8 4 9 4 10 4 11 4 12 4 13 4 14 4 15 4 16 4 17 4 18 4 DANH MỤC CÁC BẢNG 5 1 DANH MỤC CÁC HÌNH 6 MỞ ĐẦU 7 Chương 1 9 TỔNG QUAN 9 1.1. Đại cương về nước ngầm 9 1.1.1. Khái niệm về nước ngầm 9 1.1.2. Thành phần hóa học của nước ngầm 10 1.1.2.1. Các ion chính trong nước ngầm 10 1.1.2.2. Các hợp phần tồn tại với nồng độ lớn trong nước ngầm 10 1.1.2.3. Các hợp phần tồn tại với nồng độ nhỏ trong nước ngầm 11 1.1.2.4. Các khí hòa tan và ion hyđro trong nước ngầm 11 1.1.2.5. Các chất hữu cơ trong nước ngầm 11 1.2. Vai trò và ý nghĩa của nước đối với con người 11 1.3. Các nguồn ô nhiễm nước 13 1.3.1. Ô nhiễm nước do tự nhiên 13 1.3.2. Ô nhiễm nước do nhân tạo 14 1.4. Các thông số chất lượng nước và đánh giá 15 1.5. Sơ lược về huyện Phú Vang, tỉnh Thừa Thiên Huế 16 Chương 2 18 NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 18 2.1. Nội dung nghiên cứu 18 2.2. Phương pháp nghiên cứu 18 2.2.1. Phạm vi nghiên cứu 18 2.2.2. Chuẩn bị mẫu 18 2.2.3. Phương pháp đo/phân tích các thông số chất lượng nước 20 2.2.4. Phương pháp xử lý số liệu thực nghiệm 22 2.2.5. Phương pháp đánh giá chất lượng nước 22 Chương 3 22 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 22 3.1. Kiểm soát chất lượng các phương pháp phân tích 22 3.1.1. Độ đúng 23 2 3.1.2. Độ lặp lại 24 3.2. Đánh giá CLN ngầm huyện Phú Vang 25 3.2.1. pH 25 3.2.2. Độ cứng (tính theo CaCO3) 28 3.2.3. Tổng chất rắn lơ lững (TSS) 31 3.2.4. Nhu cầu oxi hóa học và sinh học 33 3.2.5. Nitrat 35 3.2.6. Tổng sắt tan 36 3.2.7. Tổng coliform 37 3.3. Đề xuất một số giải pháp cải thiện CLN cấp cho sinh hoạt 38 KẾT LUẬN 40 TÀI LIỆU THAM KHẢO 41 PHỤ LỤC 3 DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT TT Tiếng Việt Tiếng Anh Viết tắt 1 Bộ tài nguyên môi trường BTNMT 2 Chất lượng nước Water quality CLN 3 Độ dẫn Electrical conductivity EC 4 Độ đục Turbidity TUR 5 Độ lệch chuẩn Standard Deviation S 6 Độ lệch chuẩn tương đối Relative Standard Devistion RSD 7 Độ thu hồi Recovery Rev 8 Nhu cầu oxi hóa học Chemical Oxygen Demand COD 9 Nhu cầu oxi sinh học Biological Oxygen Demand BOD 10 Oxi hòa tan Dissolved Oxygen DO 11 Phân tích phương sai Analysis of Variation ANOVA 12 Quy chuẩn Việt Nam QCVN 13 Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 14 Tổ chức Y tế Thế giới World Health Organization WHO 15 Tổng chất rắn hòa tan Total Dissolved Solids TDS 16 Tổng chất rắn lơ lửng Total Suspended Solids TSS 17 Tổng cục môi trường TCMT 18 Tổng Coliform Total Coliform TC 4 DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 2.1. Chi tiết về các mẫu nước giếng khoan 19 Bảng 2.2. Các phương pháp đo/phân tích chất lượng nước 20 Bảng 3.1. Kết quả xác định độ đúng của phương pháp phân tích 23 Bảng 3.2. Kết quả xác định độ lặp lại của phương pháp phân tích 24 Bảng 3.3. Giá trị pH trung bình của các mẫu nước giếng khoan ở 5 xã huyện Phú Vang 25 Bảng 3.4. Kết quả phân tích phương sai 2 yếu tố đối với thông số pH (*) 26 Bảng 3.5. Độ cứng trung bình của các mẫu nước giếng khoan ở 5 xã huyện Phú Vang 29 Bảng 3.6. Kết quả phân tích phương sai 2 chiều đối với thông số độ cứng (*) 30 Bảng 3.7. TSS trung bình của các mẫu nước giếng khoan ở 5 xã huyện Phú Vang.32 Bảng 3.8. COD của các mẫu nước giếng khoan ở 5 xã huyện Phú Vang 33 Bảng 3.9. BOD5 của các mẫu nước giếng khoan ở 5 xã huyện Phú Vang 33 Bảng 3.10. Nồng độ của các mẫu nước giếng khoan ở 5 xã huyện Phú Vang 35 Bảng 3.11. Hàm lượng sắt của các mẫu nước giếng khoan ở 5 xã huyện Phú Vang 36 5 DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1.1. Sơ đồ tầng nước ngầm 9 Hình 3.1. Biến động pH nước giếng khoan theo tháng và theo xã ở vùng khảo sát.26 Hình 3.2. Biến động độ cứng nước giếng khoan theo tháng và theo xã ở vùng khảo sát 29 Hình 3.3. Đường hồi quy tuyến tính biểu diễn tương quan giữa pH và độ cứng 31 Hình 3.4. Biến động TSS nước giếng khoan theo tháng và theo xã ở vùng khảo sát 32 Hình 3.5 . Biến động COD nước giếng khoan theo tháng và theo xã ở vùng khảo sát 34 Hình 3.6 . Biến động BOD5 nước giếng khoan theo tháng và theo xã ở vùng khảo sát 35 Hình 3.7. Biến động nước giếng khoan theo tháng và theo thôn ở vùng khảo sát. .36 Hình 3.8. Biến động tổng sắt tan trong nước giếng khoan theo tháng và theo xã ở vùng khảo sát 37 Hình 3.9. Biến động coliform nước giếng khoan theo tháng và theo xã ở vùng khảo sát 38 6 MỞ ĐẦU Ngày nay, vấn đề nước sạch đang được sự quan tâm của tất cả các quốc gia trên thế giới, đặc biệt là ở các nước đang phát triển và chậm phát triển. Hầu hết các nguồn nước ngọt trên thế giới nói chung và ở Việt Nam nói riêng đều bị ô nhiễm ở các mức độ nặng nhẹ khác nhau [5]. Năm 1990, kết quả nghiên cứu về: “Nguồn nước bền vững: Dân số và Tương lai của nguồn cấp nước tái tạo” cho thấy có hơn 350 triệu người sống ở các nước bị khan hiếm về nước (mỗi năm/ mỗi người được dưới 1700 m 3 nước). Số người lâm vào hoàn cảnh này sẽ tăng lên gấp 8 lần vào năm 2025 tức khoảng từ 2,8 tỷ đến 3,3 tỷ người tương đương khoảng gần một nửa dân số thế giới [5]. Ta biết rằng, nguồn nước sinh hoạt bị ô nhiễm là nguồn gốc chủ yếu gây ra các bệnh tật, ảnh hưởng đến sức khoẻ và lao động của người dân, gây ra tình trạng suy dinh dưỡng ở trẻ em, ảnh hưởng lâu dài đến các thế hệ mai sau. Trước tình hình đó, Nhà nước ta đã ban hành Luật bảo vệ sức khoẻ nhân dân, luật bảo vệ môi trường và nhiều văn bản pháp quy về việc cung cấp nước sạch cho nông thôn, miền núi, thị trấn, thị xã; việc bảo vệ các nguồn nước, các hệ thống cấp nước, thoát nước, các công trình vệ sinh và thực hiện các quy định về vệ sinh công cộng ở nhiều địa phương còn bị hạn chế. Nhiều vùng nông thôn còn rất khó khăn về nước uống và nước sinh hoạt. Nguồn nước mặt trong kênh, rạch, ao, hồ ở nhiều nơi bị ô nhiễm nặng. Nguồn nước ngầm tại nhiều giếng khoan cũng bị mặn hoá, phèn hoá, trữ lượng nước bị cạn kiệt do bị khai thác quá mức. Huyện Phú Vang là một huyện đồng bằng ven biển và đầm phá của tỉnh Thừa Thiên Huế, là vùng đất trũng, lượng mưa trung bình trong năm là 2500 – 3000 mm. Trong những năm gần đây Phú Vang đã và đang có những bước phát triển lớn, tốc độ đô thị hóa nhanh chóng. Tốc độ gia tăng dân số cũng khá cao. Do đặc điểm tự nhiên, huyện thuộc hạ lưu của dòng sông Hương nên chịu ảnh hưởng nhiều nguồn ô nhiễm khác nhau của thành phố Huế như chất thải công nghiệp, chất thải sinh hoạt, chất thải bệnh viện,… Và các hoạt động kinh tế, sinh hoạt khác đang làm cho chất lượng nước ngọt của huyện Phú Vang bị suy giảm nghiêm trọng. Vì vậy, các cấp lãnh đạo đều quan tâm giải quyết nguồn nước sạch cho nhân dân Phú Vang. 7 [...]... nghiên cứu về chất lượng nước ngầm ở khu vực này còn rất hạn chế nên thiếu thông tin để định hướng cho các giải pháp cung cấp nước an toàn cho cộng đồng trong khu vực Xuất phát từ những vấn đề trên, đề tài: Phân tích và đánh giá chất lượng các nguồn nước ngầm ở huyện Phú Vang tỉnh Thừa Thiên Huế được thực hiện nhằm mục đích góp phần xây dựng cơ sở dữ liệu chất lượng nước ngầm và định hướng cho các giải... nước sẽ gặp mực nước ngầm Mực nước ấy gọi là mực nước xuất hiện và cũng chính là mực nước ổn định Đáy không thấm nước ở dưới gọi là đáy cách nước Khoảng cách từ đáy cách nước đến mặt nước ngầm gọi là bề dày tầng nước ngầm Phía trên tầng nước ngầm là phụ đới mao dẫn, trên nữa là đới không khí [21] Sơ đồ tầng nước ngầm được mô tả ở hình 1.1 Hình 1.1 Sơ đồ tầng nước ngầm 1 Đáy cách nước; 2 Tầng nước ngầm; ... tương quan, phân tích phương sai ANOVA… 2.2.5 Phương pháp đánh giá chất lượng nước Chất lượng nước ngầm được đánh giá qua từng thông số riêng biệt bằng cách so sánh các thông số chất lượng nước (giá trị TB ± ε ở p = 0,05) với các giá trị giới hạn được quy định trong QCVN 09 : 2008/BTNMT Áp dụng phương pháp ANOVA 2 chiều để đánh giá ảnh hưởng yếu tố không gian và thời gian đến chất lượng nước vùng nghiên... Thiên Huế Huyện Phú Vang là huyện trọng điểm của vùng đầm phá ven biển tỉnh Thừa Thiên Huế, có diện tích tự nhiên 279,87 km 2, nằm về phía Đông Nam của tỉnh Thừa Thiên Huế giới hạn trong tọa độ địa lý từ 16 019’35’’ đến 16034’35’’ độ vĩ Bắc và 107034’35’’ đến 107051’15’’ độ kinh Đông Đông giáp biển Đông, Nam giáp huyện Phú Lộc và huyện Hương Thủy, Tây giáp thành phố Huế, Bắc giáp huyện Hương Trà Huyện Phú. .. : 1995 – Chất lượng nước – Lấy mẫu Hướng dẫn lấy mẫu nước ngầm) 2.2.3 Phương pháp đo /phân tích các thông số chất lượng nước Quy cách đo các thông số tại hiện trường: Lấy một lượng mẫu khoảng 5 lít để đo các thông số tại hiện trường bằng thiết bị xách tay; một phần mẫu (2,0 L) được bảo quản và đưa về phòng thí nghiệm để phân tích Các phương pháp đo /phân tích các thông số chất lượng nước là các phương... thường ở nước ngầm tầng trên và gần mặt chúng có nồng độ lớn hơn [6] Điều này có liên quan tới sự oxi hóa các hợp chất chứa amoniac ở tầng trên và các nguồn cung cấp nước trên mặt đất vốn giàu có các hợp chất Nitơ vô cơ Ở nước ngầm tầng sâu, chúng có mặt do sự phân hủy các chất hữu cơ có trong đất đá Do môi trường nước ngầm có đặc trưng khử nên càng ở sâu, NO 2 càng lớn hơn NO3 [6] Ngược lại ở nước ngầm. .. coliform; (4) Đánh giá chất lượng nước dựa vào các thông số riêng biệt qua so sánh với QCVN 09 : 2008/BTNMT về chất lượng nước ngầm; (5) Đề xuất một số giải pháp cải thiện chất lượng nước cho cấp sinh hoạt 2.2 Phương pháp nghiên cứu 2.2.1 Phạm vi nghiên cứu Phạm vi nghiên cứu của đề tài là các giếng khoan ở địa bàn 5 xã và thị trấn của huyện Phú Vang, bao gồm: Phú Xuân, Phú Lương, Phú Đa, Vinh Xuân và Phú Diên... tác nước với đất đá là quá trình cơ bản tạo thành các nguyên tố trong nước ngầm Do vậy, thành phần đất đá có ý nghĩa quyết định đến đặc trưng định tính và định lượng của các nguyên tố Thông thường, ở nước ngầm có độ khoáng cao thì các nguyên tố có mặt nhiều hơn [6], [11] 1.1.2.4 Các khí hòa tan và ion hyđro trong nước ngầm Chỉ ở nước ngầm gần mặt đất, nơi có sự liên hệ với khí quyển và nước ở các nguồn. .. 4 Nước mưa; H – bề dày tầng nước ngầm; h – chiều sâu mực nước ngầm; 9 1.1.2 Thành phần hóa học của nước ngầm Thành phần hóa học của nước ngầm phụ thuộc vào đất, đá nằm trong tầng chứa nước, đặc điểm của đất trồng, thành phần của nước thấm, nó cũng phụ thuộc vào các điều kiện khí hậu của từng nơi và khoảng cách đối với mặt đất [7], [8] 1.1.2.1 Các ion chính trong nước ngầm Các ion chính của nước ngầm. .. đôi khi cũng thấy oxi tự do ở nước ngầm sâu hàng trăm mét [6] Các khí thường có trong nước ngầm là CO 2, H2S, CH4, N2, một số khí trơ và cacbuahyđro nặng [6] 1.1.2.5 Các chất hữu cơ trong nước ngầm Nguồn cung cấp chất hữu cơ cho nước ngầm là nước mưa, nước bề mặt, thổ nhưỡng, nước biển, bùn biển, đất đá, bùn dầu, mỏ dầu, than bùn… Nói chung, chất hữu cơ của nước ngầm có nguồn gốc từ bên ngoài, song . đề tài: Phân tích và đánh giá chất lượng các nguồn nước ngầm ở huyện Phú Vang tỉnh Thừa Thiên Huế được thực hiện nhằm mục đích góp phần xây dựng cơ sở dữ liệu chất lượng nước ngầm và định. GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC HUẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM PHẠM THỊ QUỲNH NHƯ PHÂN TÍCH VÀ ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG CÁC NGUỒN NƯỚC NGẦM Ở HUYỆN PHÚ VANG TỈNH THỪA THIÊN HUẾ Chuyên ngành: Hóa phân tích Mã. của các mẫu nước giếng khoan ở 5 xã huyện Phú Vang 33 Bảng 3.9. BOD5 của các mẫu nước giếng khoan ở 5 xã huyện Phú Vang 33 Bảng 3.10. Nồng độ của các mẫu nước giếng khoan ở 5 xã huyện Phú Vang