Nghiên cứu sự phân bố asen trong nước ngầm và trầm tích tại khu vực tây bắc hà nội

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN _*** _ Vũ Thị Duyên NGHIÊN CỨU SỰ PHÂN BỐ HÀM LƯỢNG ASEN TRONG NƯỚC NGẦM VÀ TRẦM TÍCH TẠI KHU VỰC TÂY BẮC HÀ NỘI LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Hà Nội – 2017 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN _*** _ Vũ Thị Duyên NGHIÊN CỨU SỰ PHÂN BỐ HÀM LƯỢNG ASEN TRONG NƯỚC NGẦM VÀ TRẦM TÍCH TẠI KHU VỰC TÂY BẮC HÀ NỘI Chuyên ngành: HÓA MÔI TRƯỜNG Mã số: 60440120 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: GS.TS Phạm Hùng Việt TS Phạm Thị Kim Trang Hà Nội – 2017 Lời cảm ơn Luận văn thực hỗ trợ thiết bị kinh phí dự án “Dự đoán ô nhiễm asen nước ngầm khu vực đồng bồi tích Đông Nam Á (PREAS)” khuôn khổ dự án hợp tác Viện Khảo sát Địa chất Đan Mạch Greenland (GEUS), Trường Đại Học Khoa Học Tự Nhiên (HUS) Đại học Mỏ Địa chất (HUMG) Liên minh Châu Âu tài trợ Để hoàn thành luận văn nhận nhiều hỗ trợ, động viên, giúp đỡ nhiều cá nhân tập thể Trước hết, xin xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới GS.TS Phạm Hùng Việt TS Phạm Thị Kim Trang giao đề tài, hướng dẫn truyền đạt kiến thức bổ ích suốt trình học tập nghiên cứu; đồng thời bày tỏ lời cảm ơn chân thành tới chuyên gia Dieke Postma, Rasmus Jakobsen, Helle Ugilt Jolanta Kazmierczak đưa gợi ý quý giá buổi trò chuyện thảo luận thân thiện toàn trình nghiên cứu Tôi xin cảm ơn ThS Vi Mai Lan việc giải tất vấn đề kĩ thuật trường phòng thí nghiệm, khả luận văn thực Đồng thời xin cảm ơn giúp đỡ nhiệt tình từ phía ThS Đào Mạnh Phú, NCS Đào Việt Nga ThS Trần Thị Mai thành viên khác dự án giúp hoàn thành nghiên cứu Một lần xin chân thành cảm ơn Tôi muốn cảm ơn anh chị bạn đồng nghiệp Trung tâm Nghiên cứu Công nghệ Môi trường Phát triển Bền vững (CETASD) nhiệt tình giúp đỡ suốt trình làm việc, nghiên cứu thực luận văn Tôi xin gửi lời cảm ơn tới thầy cô khoa Hóa học, đặc biệt môn Hóa môi trường giảng dạy truyền đạt kiến thức hữu ích để sử dụng luận văn nghiên cứu sau Cuối cùng, xin gửi lời cám ơn đến gia đình, bạn bè cho động viên, hỗ trợ to lớn họ suốt trình thực luận văn, đặc biệt ngày bận rộn cuối Hà Nội, ngày 30 tháng 11 năm 2016 Học viên: Vũ Thị Duyên MỤC LỤC DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU VÀ TỪ VIẾT TẮT iii DANH MỤC BẢNG iv DANH MỤC HÌNH v MỞ ĐẦU .1 Chương – TỔNG QUAN 1.1 Ô nhiễm asen nước ngầm giới Việt Nam .3 1.1.1 Ô nhiễm asen giới 1.1.2 Ô nhiễm asen Việt Nam .10 1.2 Asen đất, trầm tích khoáng 13 1.3 Các giả thuyết hình thành asen nước ngầm 17 1.3.1 Cơ chế giải phóng As từ khoáng sắt oxit điều kiện khử 18 1.3.2 Cơ chế cạnh tranh vị trí hấp phụ .20 1.3.3 Quá trình oxi hóa quặng pyrit 21 1.3.4 Các giả thuyết khác chế giải phóng asen vào tầng chứa nước 22 1.4 Phương pháp phân tích asen pha rắn trầm tích .24 Chương – ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 31 2.1 Địa điểm nghiên cứu 31 2.2 Đối tượng nội dung nghiên cứu .32 2.3 Phương pháp nghiên cứu 34 2.3.1 Phương pháp lấy mẫu 34 2.3.2 Phương pháp phân tích 37 2.3.3 Phương pháp chiết trầm tích 39 2.4 Phương pháp xử lí số liệu .42 2.5 Thiết bị, dụng cụ hóa chất nghiên cứu 42 i Chương – KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 45 3.1 Đặc điểm môi trường nước ngầm phân bố asen nước ngầm địa điểm nghiên cứu 45 3.1.1 Sự phân bố As nước ngầm theo độ sâu 45 3.1.2 Đặc điểm môi trường nước ngầm 46 3.1.3 Mối tương quan As với số thành phần thị cho môi trường khử nước ngầm 57 3.2 Sự phân bố asen trầm tích .62 3.2.1 Tổng hàm lượng Fe As trầm tích 62 3.2.2 Sự phân bố Fe As pha khoáng trầm tích .64 3.3 Mối tương quan As trầm tích nước ngầm 72 KẾT LUẬN .77 TÀI LIỆU THAM KHẢO 78 PHỤ LỤC .85 PHỤ LỤC BẢNG SỐ LIỆU KẾT QUẢ PHÂN TÍCH CÁC MẪU NƯỚC 86 PHỤ LỤC BẢNG SỐ LIỆU KẾT QUẢ PHÂN TÍCH MẪU TRẦM TÍCH .89 PHỤ LỤC MỘT SỐ HÌNH ẢNH ĐI LẤY MẪU HIỆN TRƯỜNG 90 ii DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU VÀ TỪ VIẾT TẮT AAS Phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử As(T) Asen tổng số BTNMT Bộ Tài nguyên Môi trường DIW Nước deion (deionized water) DO Nồng độ oxi hòa tan (dissolved oxygen) DOC Hàm lượng cacbon hữu hòa tan (dissolve organic carbon) EC Độ dẫn điện (electrical conductivity) Fe(T) Sắt tổng số HVG Bộ tạo khí hydrua (hydride vapor generator) ICP Plasma cao tần cảm ứng (inductively coupled plasma) LOQ Giới hạn định lượng phương pháp phân tích PHREEQC Phần mềm mô hình hóa chuyên dụng cho trình thủy địa hóa nước ngầm PE Polyetylen QCVN Quy chuẩn Việt Nam SI Chỉ số bão hòa khoáng (sarturation index) UNICEF Quỹ Nhi đồng Liên hợp quốc UV-Vis Phương pháp quang phổ hấp thụ phân tử vùng tử ngoại khả kiến WHO Tổ chức Y tế giới iii DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1 Tổng hợp số khu vực giới có tầng chứa nước bị ảnh hưởng As Bảng 1.2 Hàm lượng As số loại khoáng vật liệu địa chất 14 Bảng 1.3 Hàm lượng As đất số quốc gia khác 15 giới Bảng 1.4 Hàm lượng As trầm tích đất số vùng 16 giới Bảng 2.1 Tóm tắt qui trình chiết đơn áp dụng luận văn 40 Bảng 3.1 Sự phân bố Fe As dạng linh động dạng bền vững 65 Bảng 3.2 Đặc điểm mẫu trầm tích khảo sát địa điểm nghiên 70 cứu iv DANH MỤC HÌNH Hình 1.1 Bản đồ phân bố ô nhiễm As giới Hình 1.2 Bản đồ phân bố As nước ngầm giếng nông (