Bài dự thi liên môn: Đánh giá độ nhiễm phèn của nước giếng khoan trên địa bàn xã Thi Sơn huyện Kim Bảng – Tỉnh Hà Nam và đề xuất các biện pháp xử lí

Tìm hiểu về khái niệm nước nhiễm phèn và các cách để xử lí nước nhiễm phèn. Phân tích tình hình sử dụng nước trong sinh hoạt ở địa bàn xã Thi Sơn huyện Kim Bảng tỉnh Hà Nam, từ đó đề ra những phương pháp phù hợp để xử lí nước nhiễm phèn trong các hộ gia đình của xã

Tên tình huống: “Đánh giá độ nhiễm phèn của nước giếng khoan trên địa bàn xã Thi Sơn- huyện Kim Bảng – Tỉnh Hà Nam và đề xuất các biện pháp

xử lí”

I.Mục tiêu giải quyết tình huống

Tìm hiểu về khái niệm nước nhiễm phèn và các cách để xử lí nước nhiễm phèn

Phân tích tình hình sử dụng nước trong sinh hoạt ở địa bàn xã Thi Sơn huyện Kim Bảng tỉnh Hà Nam, từ đó đề ra những phương pháp phù hợp để

xử lí nước nhiễm phèn trong các hộ gia đình của xã

II.Tổng quan về các nghiên cứu liên quan đến việc giải quyết tình huống.

1 Phương pháp thu thập số liệu

2 Phương pháp điều tra, phỏng vấn

3 Phương pháp tham khảo ý kiến chuyên gia

4 Phương pháp điều tra khảo sát thực địa kết hợp với phỏng vấn

III Giải pháp giải quyết tình huống

- Thành lập nhóm nghiên cứu

- Tiến hành nghiên cứu thực tế

- Tổng hợp các kết quả, đánh giá nghiên cứu, đề xuất kiến nghị đối với cơ quan nhà nước, các tổ chức đoàn thể và đối với cộng đồng

IV Thuyết minh tiến trình giải quyết tình huống

Hiện nay, khí hậu đang biến đổi thất thường, do hiệu ứng nhà kính, thủng tầng ozon, trái đất đang nóng lên từng ngày Sự bốc hơi nước cũng là nguyên nhân dẫn đến tình trạng thiếu nước nghiêm trọng Chính vì vậy việc tìm ra các công nghệ xử lí nước có hiệu quả là vấn đề cần thiết, đặc biệt là vấn đề xử lí nước nhiễm phèn trên địa bàn xã Thi Sơn huyện Kim Bảng tỉnh Hà Nam

1.Tiến hành các nghiên cứu về mặt lí thuyết.

a.Tính chất

Việt Nam là quốc gia có nguồn nước ngầm khá phong phú về trữ lượng và khá tốt về chất lượng Nước ngầm tồn tại trong các lỗ hổng và các khe nứt của đất đá, được tạo thành trong giai đoạn trầm tích đất đá hoặc do sự thẩm thấu, thấm của nguồn nước mặt nước mưa…nước ngầm có thể tồn tại cách mặt đất vài mét, vài chục mét, hay hàng trăm mét

Trong nước ngầm, sắt phản ứng với một số thành phần khác tạo thành hiện tượng nước bị phèn sắt, có màu nâu đậm, do đó, các vật liệu tiếp xúc với nước giếng nhiễm sắt thường bị ố vàng nâu Nước ngầm từ các vùng đất trũng thường chứa nhiều sắt

b.Nguyên nhân nước nhiễm phèn

- Do nước mưa rửa trôi lớp đất có chứa các ion Fe2+, Fe3+, Al3+

- Mạch nước ngầm chảy qua các tầng đất có các ion Fe2+, Fe3+, Al3+ ở dạng hòa tan, hòa tan vào trong nước

c.Đặc điểm của nước bị nhiễm phèn

- Nước có màu vàng đục hoặc trong xanh

- Nước nếm có vị chua

- Nước giặt quần áo bị ố vàng

- Nước bị nhiễm phèn nặng ngửi thấy mùi tanh

- Cách thử để biết nước nhiễm phèn

+Cho nhựa chuối vào chậu nước, nếu nước chuyển màu đỏ chứng tỏ nước nhiễm phèn

+Cho bã chè vào nước chậu nước nếu chậu nước chuyển màu xám hoặc đen chứng tỏ nước nhiễm phèn, nước càng đen thì độ phèn càng cao

d.Ảnh hưởng của nước nhiễm phèn

Khi người dân sử dụng nước bị nhiễm phèn mà chưa qua xử lí thì có thể gây ra các hậu quả:

- Gây đau bệnh dạ dày

- Các dụng cụ chứa nước bị ố vàng, quần áo bị hoen ố

- Gây các bệnh về da

- Loại nước trong xanh nhiễm phèn nhôm, pH thấp gây hư hại cho men răng, hệ tiêu hóa

- Các thiết bị điện như bình nóng lạnh sau một thời gian sử dụng

dễ bị tắc đường nước nóng, các thiết bị vệ sinh như bồn rửa mặt, bồn cầu bị ố vàng, vòi tắm bị rỉ sét

2.Tiến hành nghiên cứu liên quan cụ thể giải quyết tình huống

Xã Thi Sơn, huyện Kim bảng là một xã miền núi, nằm bên cạnh dòng sông Đáy Toàn xã có 2750 hộ gia đình, trong đó có 2450 hộ sử dụng nước sạch đạt tỉ lệ gần 90%, 10% hộ dân còn lại sử dụng nước giếng khoan để sinh hoạt và ăn uống Qua quan sát nguồn nước sử dụng của các

hộ gia đình chúng em có thấy nguồn nước giếng khoan ở đây đều bị nhiễm phèn

3.Thuyết minh các nghiên cứu liên quan đến việc giải quyết tình huống 3.1 Phương pháp thu thập số liệu thứ cấp: Các số liệu về số tổng số hộ gia

đình, số hộ sử dụng nước sạch ở xã Thi Sơn

3.2 Phương pháp điều tra phỏng vấn

 Lập phiếu điều tra phỏng vấn gồm những nội dung sau

+ Các khu vực có nước nhiễm phèn + Thành phần, đặc tính của nước nhiễm phèn + Số hộ gia đình sử dụng nước máy

+ Số hộ gia đình sử dụng nước mưa + Số hộ gia đình sử dụng nước nhiễm phèn, điều kiện kinh tế của họ

+ Ý kiến của người dân về vấn đề này và kiến nghị của họ

 Tiến hành phỏng vấn + Phạm vi phỏng vấn: Các hộ gia đình trên địa bàn xã Thi Sơn đặc biệt là các hộ thuộc khu vực nước nhiễm phèn

+ Hình thức phỏng vấn: Phỏng vấn trực tiếp, phát phiếu điều tra + Đối tượng được phỏng vấn: Các hộ gia đình sinh sống tại địa bàn

xã Thi Sơn, những người đang sử dụng nước nhiễm phèn, những cán bộ chuyên môn am hiểu về lĩnh vực xử lí nước

3.3 Phương pháp tham khảo ý kiến chuyên gia: Đưa ra những phương

pháp phù hợp với nội dung nghiên cứu đã tham khảo ý kiến chuyên gia, các bộ quản lí, các bộ trực tiếp quản lí về việc cung cấp và xử lí nước của

xã Thi Sơn và huyện Kim Bảng

3.4 Phương pháp điều tra khảo sát thực địa kết hợp với phỏng vấn

V Đề xuất các biện pháp giải quyết tình huống

V.1 Tổng quan về các phương pháp xử lí nước nhiễm phèn

1 Các biện pháp xử lí trong dân gian

1.1 Lọc qua tro bếp:

Tro bếp được cho vào mẫu nước với liều lượng từ 5 đến 10g/l rồi để lắng trong vòng 15 phút Các phản ứng hóa học xảy ra và hợp chất sắt không tan sẽ bị loại bỏ qua quá trình lọc Tro bếp có khả năng làm tăng pH, tăng độ kiềm HCO3-, giữ lại một phần sắt, nhôm Nước qua lắng tro có vị ngọt, uống được nhưng phảng phất mùi tanh

1.2 Lọc nước qua lớp bã thơm đã được sấy khô:

Nước sau khi lọc có vị ngọt, làm cho ta có cảm giác uống được, độ pH vẫn còn quá thấp (pH<4), hàm lượng nhôm và sắt không giảm Do vậy nếu sử dụng loại nước này để uống, người dân sẽ đưa vào cơ thể một số độc chất mà không hề hay biết

2 Các phương pháp xử lí nước nhiễm phèn

2.1 Phương pháp hóa học:

a Khử sắt bằng hoá chất

b Khử sắt bằng vôi

c.Khử sắt bằng clo

2.2 Phương pháp hóa lí

a DS3 – Hạt lọc xử lý nước phèn

b Khử sắt bằng cách lọc qua lớp vật liệu đặc biệt

c Khử phèn sắt bằng trao đổi ion

V.2 Đề xuất các phương án xử lí nước nhiễm phèn ở các hộ gia đình của xã Thi Sơn

Thi Sơn là một xã miền núi, là một trong sáu xã đầu tiên của tỉnh Hà Nam đạt 17 trên 19 tiêu chí nông thôn mới Trong số 19 tiêu chí đó thì tiêu chí tiêu chí thứ 17 về môi trường là tỉ lệ người dân được sử dụng nước sạch vệ sinh theo tiêu chuẩn quốc gia là 70% thì hiện nay tỉ lệ này của xã đã đạt tới gần 90%về nước sạch đã được xã triển khai từ 3 năm nay Tuy nhiên còn có đến 10% số hộ vẫn sử dụng nước giếng khoan nhiễm phèn Phần lớn các hộ gia đình này có điều kiện kinh tế còn khó khăn, lại có suy nghĩ chủ quan nên vẫn vô tư sử dụng nước nhiễm phèn trong sinh hoạt mà không lường tới các hậu quả lâu dài có thể xảy ra Vì vậy chúng em xin đề xuất một số phương án phù hợp với các hộ gia đình về vấn đề xử lí nước nhiễm phèn

1 Lọc qua tro bếp

Phương pháp này đơn giản, vật liệu dễ tìm, với các hộ gia đình khó khăn không có điều kiện xây bể lọc thì phương pháp này cũng khá khả thi

2 Lọc qua nước vôi trong

3 Khử nước nhiễm phèn bằng oxy không khí

Phương pháp oxy hóa bằng oxy từ không khí là phương pháp mới đưa vào ứng dụng tại Việt Nam Với phương pháp này người dân có thể yên tâm sử dụng nước giếng sau xử lí để nấu cơm, đun sôi và uống nước thông thường

a

Quy trình vận hành của phương pháp này rất đơn giản, bơm nước giếng ngầm lên bể, rồi lắp một bộ phận bổ sung oxy cho không khí để oxy hóa sắt

Fe2+ có trong nước ngầm thành Fe3+ Nước ngầm được dẫn qua bộ phận để phun thành tia (hoặc tạo mưa rơi) nhằm loại bỏ khí CO2, nâng cao độ pH Đây cũng

là quá trình lấy oxy từ không khí để oxy hóa các nguyên tố kim loại có trong nước nhiễm phèn

Tại đây, các khí có mùi hôi như SO2, H2S… sẽ thoát ra Đồng thời, sắt Fe2+

sẽ thành Fe3+ Các tạp chất sẽ bị kết tủa kéo theo và lắng xuống đáy bể chứa Khi mực nước trong toàn bộ hệ thống xuống dưới mức đã định sẵn, bơm sẽ tự động bơm nước quá trình sẽ lặp lại từ đầu và liên tục Sau đó, chúng ta dễ dàng

sử dụng để sinh hoạt

4 Khử nước nhiễm phèn bằng phương pháp xây bể lọc

Qua khảo sát các hộ xử dụng nước giếng khoan nhiễm phèn trên địa bàn xã Thi Sơn chúng em nhận thấy ngoài một số ít các hộ dùng trực tiếp nước bơm từ giếng lên thì phần lớn các hộ còn lại đều xây bể lọc Cấu tạo của bể lọc nước thường có hai ngăn: Ngăn lớn chứa các lớp cát, sỏi, than ngăn nhỏ chứa nước lọc từ ngăn lớn sang Nước sau khi qua lọc qua quan sát chúng em thấy đã trong hơn, mùi tanh giảm Tuy nhiên sau một thời gian trên mặt bể xuất hiện các lớp nước màu vàng, các dụng cụ chứa nước cũng ố vàng, chứng tỏ bể lọc hai ngăn này chỉ có tác dụng rất nhỏ trong việc lọc nước nhiễm phèn Đồng thời các hộ dân cũng không có thói quen thay các lớp cát, sỏi để lọc nước thường xuyên, có

hộ gia đình đã ba năm nay không thau rửa bể Vì vậy nếu sử dụng lâu dài các nguồn nước này rất nguy hại cho sức khỏe

Qua nghiên cứu chúng em xin đề xuất cho các hộ gia đình hai phương án xây

bể lọc nước nhiễm phèn có hiệu quả sau:

a Bể xây ba ngăn.

Bể được xây bằng gạch và xi măng, với 3 ngăn - lắng, lọc và chứa, mỗi ngăn 0,35 - 0,49 m3, trong đó ngăn lắng có thể tích lớn nhất, ngăn lọc nhỏ nhất Ngăn lắng được lắp đặt giàn phun mưa gồm một số đoạn ống có đục lỗ hoặc vòi hoa sen bằng nhựa có trên thị trường Ngăn lọc có lớp sỏi (cỡ 5 - 10 cm) dày 10 cm, trên đó là lớp cát lọc (0,4 - 0,85 mm) dày 40 cm; và trên cùng là lớp cát mịn (0,15 - 0,3 mm) dày 20 cm (Có thể đổ thêm một lớp than trên lớp sỏi, để khử mùi của nước) Ngăn này có lắp ống nhựa từ đáy lên, sao cho đầu ra nằm cao hơn lớp cát trên cùng một chút, để khi nước chảy qua ngăn thành phẩm đến cạn kiệt, không làm phơi mặt cát Ngăn thành phẩm có nắp đậy

Khi bơm từ giếng lên, nước chảy qua vòi sen, xuống bể lắng Nhờ tiếp xúc với không khí, thành phần sắt trong nước bị oxy hóa Nước được lắng cặn một phần, đến ngăn lọc, nước được lọc sạch cặn lơ lửng, trở nên trong, theo ống dẫn đến ngăn chứa nước thành phẩm

Khi sử dụng bể xử lý nước phèn, mỗi tháng có một lần xả cặn, súc rửa ngăn lắng; hốt, rửa sạch lớp cát, dày khoảng 2 cm trên mặt bể lọc Sau 6 - 7 tháng thì thay bằng lớp cát sạch (khoảng 6 cm) trên mặt Sau một năm phải súc rửa ngăn thành phẩm

b Bể xây hai ngăn.

Từ nguồn nước muốn lọc, cho nước đi qua vòi sen để tạo mưa (hạt nhỏ - khỏi làm sói mòn lớp cát trên cùng) Qua lớp cát trên cùng, nước đã được lọc sơ các loại bụi bẩn, sinh vật, phèn Nước sẽ thấm qua lớp than hoạt tính Lớp than hoạt tính này có tác dụng hấp phụ các chất độc hại, các loại vi sinh vật nguy hiểm và

trung hòa các khoáng chất khó hoàn tan trong nước Qua lớp than hoạt tính, nước tiếp tục thấm qua lớp cát lớn, lớp sỏi nhỏ và lớp sỏi lớn nhất để đi ra bể chứa nước sạch Nên sử dụng ống nước bằng nhựa, có khoan lỗ đường kính khoảng 5 li (0,5 cm) dọc thân ống, còn đầu ống phía trong được bịt lại

Như vậy, nước sẽ thấm qua các lỗ nhỏ rải đều trên ống chứ không chảy trực tiếp vào đầu ống Điều này sẽ tránh ống bị nghẹt và lượng nước vào ống đều hơn Ngoài ra, cần chú ý là tất cả vật liệu cho vào bể nước (ngoại trừ than hoạt tính) như cát, sỏi, đều nên được rửa sạch trước.Tùy theo điều kiện thực tế và tình trạng nguồn nước, cứ 3-6 tháng, phải lọc bỏ lớp phèn đóng trên bề mặt lớp cát trên cùng bằng cách: khuấy đều lớp nước mặt (để nước khoảng 2-3 cm), rồi

mở van xả phèn phía trên.Tất cả lớp phèn đọng sẽ bị trôi ra ngoài Làm lại một hai lần để nước sạch hoàn toàn

Ngoài ra, nếu tình trạng nước nhiễm bẩn, nhiễm phèn quá nặng, nên thay lớp cát trên cùng sau vài tháng sử dụng Lưu ý khi thay cát, nhớ nạo từ từ, đừng để ảnh hướng đến lớp than hoạt tính phía dưới (vì nó còn được sử dụng lâu dài) Sau 9 tháng đến 1 năm, các hộ gia đình nên thay toàn bộ cát và than hoạt tính

V.3 - Đề xuất kiến nghị

1 Đối với ủy ban nhân dân xã Thi Sơn

- Làm tốt công tác tuyên truyền để người dân sử dụng nguồn nước sạch do các nhà máy nước cung cấp và có ý thức tiết kiệm nước

- Với các hộ dân còn gặp khó khăn về vật chất chưa có điều kiện mua nước sạch từ các nhà máy thì xã phải có những biện pháp phù hợp, kịp thời để

giúp người dân xây được bể lọc nước từ giếng khoan theo các phương pháp lọc nước mà chúng em đã trình bày trong đề tài giúp người dân không cần mua nước từ các nhà máy mà vẫn có nước sạch dùng trong đời sống

2 Đối với các hộ gia đình sử dụng nước giếng khoan nhiễm phèn

- Hạn chế tối đa việc sử dụng nước bơm trực tiếp từ giếng khoan lên vì khi đó nước bị nhiễm phèn rất nặng ảnh hưởng đến sức khỏe con người

- Làm tốt công tác tuyên truyền với các hộ dân sử dụng nước giếng khoan

để các hộ dân xây bể lọc nước qua đó có nước sạch để sử dụng, tránh tư tưởng chủ quan vì nghĩ rằng đã có bể nước mưa để sử dụng trong ăn uống

- Các vật liệu dùng để lọc nước cần phải được thay rửa thường xuyên thì việc lọc nước mới có hiệu quả

- Cần sử dụng nước tiết kiệm, tránh lãng phí

VI Ý nghĩa của việc giải quyết tình huống

Bằng thực tiễn đời sống, kết hợp với các kiến thức đã được các thầy cô trang bị trong trường, chúng em đã vận dụng các kiến thức các môn khoa học xã hội và khoa học tự nhiên: Địa lí, Sinh học, Vật lí, Hóa học để lọc nước nhiễm phèn thành nước sạch góp phần nâng cao chất lượng cuộc sống nơi chúng em đang sống, mang ý nghĩa nhân văn sâu sắc

Qua việc nghiên cứu đề tài này đã giúp chúng em hiểu biết thêm nhiều kiến thức thực tế, biết vận dụng kiến thức được học vào giải quyết các tình huống trong cuộc sống, có phương pháp nghiên cứu khoa học, tập làm nhà khoa học, giúp chúng em tự tin hơn, yêu các môn học

Thi sơn, tháng 1 năm 2014

Nhóm nghiên cứu tình huống

Bùi Trung Hiếu

Phạm Thị Ánh Nguyệt

Đinh Quang Trung

Tài liệu tham khảo

1