Đánh giá hiện trạng ô nhiễm asen trong nước ngầm huyện tiên du, tỉnh bắc ninh

HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM NGUYỄN VĂN HẢO ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG Ô NHIỄM ASEN TRONG NƯỚC NGẦM HUYỆN TIÊN DU, TỈNH BẮC NINH Chuyên ngành: Khoa học môi trường Mã số: 60 44 03 01 Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS Đoàn Văn Điếm NHÀ XUẤT BẢN ĐẠI HỌC NƠNG NGHIỆP - 2016 LỜI CAM ĐOAN Tơi xin cam đoan: Luận văn cơng trình nghiên cứu thực tôi, thực hướng dẫn khoa học PGS.TS Đoàn Văn Điếm Các số liệu, kết luận nghiên cứu trình bày luận văn trung thực Tôi xin chịu trách nhiệm nghiên cứu Hà Nội, ngày tháng năm 2016 Tác giả luận văn Nguyễn Văn Hảo i LỜI CẢM ƠN Lời đầu tiên, xin chân thành cảm ơn PGS.TS Đoàn Văn Điếm, người trực tiếp hướng dẫn tơi hồn thành luận văn Với lời dẫn, tài liệu, tận tình hướng dẫn lời động viên Thầy giúp vượt qua nhiều khó khăn q trình thực luận văn Tôi xin cảm ơn quý thầy cô giảng dạy chương trình cao học “Khoa học Mơi trường” truyền dạy kiến thức quý báu, kiến thức hữu ích giúp tơi nhiều thực nghiên cứu Đặc biệt, xin cám ơn góp ý có ý nghĩa lớn thực đề cương nghiên cứu Xin cảm ơn lãnh đạo Sở Tài nguyên Môi trường tỉnh Bắc Ninh, phòng Tài ngun, nước, khống sản thuộc Sở Tài ngun Mơi trường tỉnh Bắc Ninh, phòng Tài nguyên Môi trường huyện Tiên Du tạo điều kiện thuận lợi suốt q trình tơi tham gia thực luận văn Tôi xin chân thành cảm ơn Hà Nội, ngày tháng năm 2016 Tác giả luận văn Nguyễn Văn Hảo ii MỤC LỤC Lời cam đoan i Lời cảm ơn ii Mục lục iii Danh mục viết tắt v Danh mục bảng vi Danh mục hình vii Trích yếu luận văn thạc sĩ viii Thesis abstract ix Phần Mở đầu 1.1 Tính cấp thiết đề tài 1.2 Giả thiết khoa học 1.3 Mục tiêu nghiên cứu 1.4 Phạm vi nghiên cứu 1.5 Những đóng góp mới, ý nghĩa khoa học thực tiễn 1.5.1 Ý nghĩa khoa học, thục tiễn 1.5.2 Những đóng góp Phần Tổng quan tài liệu 2.1 Tổng quan Asen 2.1.1 Nguyên tố Asen (As) 2.1.2 Dạng tồn Asen môi trường 2.1.3 Độc học Asen 2.1.4 Tiêu chuẩn Asen 10 2.2 Hiện trạng tích lũy Asen nước ngầm 11 2.2.1 Tích lũy Asen Thế giới 11 2.2.2 Tích lũy Asen Việt Nam 11 2.2.3 Hiện trạng tích lũy Asen địa bàn tỉnh Bắc Ninh 13 2.3 14 Tổng quan nước ngầm địa bàn nghiên cứu 2.3.1 Giới thiệu nước ngầm huyện Tiên Du 14 2.3.2 15 Đặc điểm phân bố tầng chứa nước 2.3.3 18 Dự báo nhu cầu sử dụng nước giai đoạn 2015-2020 huyện Tiên Du 2.3.4 Các vấn đề tồn bảo vệ nước ngầm huyện Tiên Du 19 Phần Vật liệu, nội dung phương pháp nghiên cứu 21 3.1 Địa điểm nghiên cứu 21 3.2 Thời gian nghiên cứu 21 3.3 Đối tượng/ vật liệu nghiên cứu 21 3.4 Nội dung nghiên cứu 21 3.5 Phương pháp nghiên cứu 21 3.5.1 21 Phương pháp thu thập số liệu thứ cấp 3.5.2 21 Phương pháp quan trắc, phân tích As mơi trường 3.5.3 22 Phương pháp xây dựng mạng lưới quan trắc 3.5.3 Phương pháp chuyên gia 26 3.5.4 Phương pháp mô minh hoạ số liệu 26 3.5.5 26 Phương pháp điều tra vấn người dân Phần Kết thảo luận 28 4.1 Kết 28 4.1.1 Đặc điểm tự nhiên, kinh tế xã hội huyện Tiên Du, tỉnh Bắc Ninh 28 4.1.2 Đánh giá trạng nồng độ Asen nước ngầm phạm vi huyện Tiên Du, tỉnh Bắc Ninh 37 4.1.3 Mô phân bố khu vực tích lũy As địa bàn huyện Tiên Du, tỉnh Bắc Ninh 42 4.1.4 Đánh giá tác động tích lũy Asen ảnh hưởng đến sức khỏe cộng đồng 46 4.1.5 Các giải pháp quản lý, xử lý hiệu dễ áp dụng cho người dân 48 4.2 Thảo luận 53 Phần Kết luận kiến nghị 55 5.1 Kết luận 55 5.2 Kiến nghị 55 Tài liệu tham khảo 57 DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT Chữ viết tắt Nghĩa Tiếng Việt BTNMT Bộ Tài Nguyên Môi trường BVMT Bảo vệ môi trường BVTV Bảo vệ thực vật CCN Cụm công nghiệp ĐCCT chất cơng trình ĐCTV chất thủy văn HTX Địa Địa Hợp tác xã KCN Khu công nghiệp LK Lỗ khoanh QCCP Quy chuẩn cho phép QCVN Quy chuẩn Việt Nam TCN Tầng chứa nước TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam UBND Ủy ban nhân dân USD Đô la Mỹ DANH MỤC BẢNG Bảng 2.1 Tính chất hóa học nguyên tử Asen Bảng 2.2 Phân bố diện tích dân số huyện Tiên Du 15 Bảng 2.3 Tổng hợp nhu cầu sử dụng nước huyện Tiên Du 19 Bảng 3.1 Đặc điểm sử dụng nước vị trí lấy mẫu huyện Tiên Du 24 Bảng 4.1 Nhiệt độ, độ ẩm, tốc độ gió khơng khí trung bình tháng huyện Tiên Du 30 Bảng 4.2 Tổng số nắng, lượng bốc trung bình tháng huyện Tiên Du 30 Bảng 4.3 Bảng dân số huyện Tiên Du năm 33 Bảng 4.4 Lượng nước ngầm sử dụng huyện Tiên Du năm 2016 37 Bảng 4.5 Kết hàm lượng Asen (tháng 7/2015) 38 Bảng 4.6 Kết teskit hàm lượng arsen sau lọc trường (tháng 7/2015) 49 DANH MỤC HÌNH Hình 2.3 Sự chuyển hóa trimethylarsine thành sản phẩm cực độc Hình 2.4 Sự xâm nhậpcủa Asen hợp chất thể Hình 2.5 Bản đồ hành huyện Tiên Du 14 Hình 2.6 Mặt cắt cấu trúc địa chất thuỷ văn thực tế khu vực Tiên Du 17 Hình 2.7 Mơ hình mơ hệ thống nước ngầm mơi trường lớp mơ hình huyện Tiên Du 17 Hình 3.1 Phương pháp nghiên cứu thể sơ đồ 22 Hình 3.2 Cơ sở liệu xây dựng mạng lưới quan trắc 22 Hình 3.3 Bản đồ lưới lấy mẫu nước ngầm huyện Tiên Du 23 Hình 4.1 Vị trí địa huyện Tiên Du tỉnh Bắc Ninh 28 Hình 4.2 Biểu đồ kết phân tích Asen huyện 41 Hình 4.3 Các bước mơ phân vùng nhiễm 42 Hình 4.4 Bản đồ lớp khu dân cư danh giới xã, huyện vùng nghiên cứu 43 Hình 4.5 Lớp đồ mô điểm lấy mẫu nước ngầm huyện Tiên Du 44 Hình 4.6 Bản đồ mơ phân vùng mức độ ô nhiễm 45 Hình 4.7 Bản đồ mơ phân vùng tích lũy Asen huyện Tiên Du 45 Hình 4.8 Sư đồ bước đánh giá tình trạng tích lũy Asen 46 Hình 4.9 Biểu đồ minh họa diện rủi ro 47 vii TRÍCH YẾU LUẬN VĂN Asen (As) chất độc thường gọi thạch tín, có độc tính gấp bốn lần thuỷ ngân, nhiễm độc nặng Asen ung thư Nguyên nhân chủ yếu khiến nước ngầm nước ta bị nhiễm thạch tín cấu tạo tự nhiên địa chất bị ảnh hưởng nhà máy hoá chất, khu khai thác quặng, khu vực nông nghiệp sử dụng chất bảo quản thực vật Đề tài “Đánh giá trạng tích lũy Asen nước ngầm, huyện Tiên Du, tỉnh Bắc Ninh” sở khoa học để đánh giá trạng tích lũy Asen nguồn nước ngầm dùng sinh hoạt nhân dân, từ xác định mức độ tích lũy Asen nguồn nước ngầm phạm vi huyện Tiên Du tỉnh Bắc Ninh, khoanh vùng chi tiết nguồn nước ngầm có hàm lượng Asen vượt TCCP (>0,05mg/l) Trên sở đưa giải pháp quản lý, xử lý tích lũy Asen vùng, lĩnh vực địa bàn huyện tỉnh Bắc Ninh Đề tài đánh giá trạng tích lũy Asen nước ngầm, huyện Tiên Du, tỉnh Bắc Ninh sử dụng phương pháp nghiên cứu như: Phương pháp quan trắc, phân tích trường, phương pháp phân tích phòng thí nghiệm phương pháp điều tra vấn mô số liệu Căn vào diện tích nhu cầu sử dụng nước tơi tiến hành lấy 53 mẫu nước gầm teskit trường Mẫu nước có hàm lượng cao gửi phòng thí nghiệm để phân tích, từ kết phân tích phân vùng nhiễm sau: Tích lũy Asen nước ngầm dùng cho sinh hoạt có hàm lượng cao: Gồm xã Tân Chi có điểm lấy mẫu hàm lương Asen > 0,01mg/l Khu vực có hàm lượng Asen từ 0,001-0,009: gồm 11 xã Phú Lâm, Nội Duệ Hoàn Sơn, Hiên Vân, Việt Đoàn, Phật Tích, Cảnh Hưng, Tri Phương, Minh Đạo Khu vực không phát Asen: Hàm lượng Asen 0,01mg/l Khu vực có hàm lượng Asen từ 0,001-0,009: gồm 11 xã Phú Lâm, Nội Duệ Hoàn Sơn, Hiên Vân, Việt Đoàn, Phật Tích, Cảnh Hưng, Tri Phương Minh Đạo Khu vực không phat Asen: hàm lượng Asen 0,01mg/l tầng địa chất, khu cơng nghiệp tân chi tác động ngồi khu vực điểm xả vùng tiêu nước khu vực tỉnh Bắc Ninh - Đề xuất giải pháp nhằm cải thiện bảo vệ môi trường nguồn nước gầm gồm: + Giải pháp kỹ thuật: - Giải pháp, Giải pháp công nghệ xử lý nước ngầm - Giải pháp xây dựng cơng trình xử lý nước ngầm cấp cho khu dân cư - Giải pháp xử lý Asen gia đình + Giải pháp cấu tổ chức quản lý môi trường - Tiến hành quan trắc trữ lượng, chất lượng nước ngầm huyện - Giải pháp mặt sách, thể chế, luật pháp liên quan đến lĩnh vực bảo vệ môi trường - Giải pháp mặt tài chính, đầu tư cho bảo vệ môi trường - Giải pháp tăng cường tham gia cộng đồng bảo vệ môi trường PHẦN KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 5.1 KẾT LUẬN 5.1.1 Điều kiện kinh tế xã hội huyện Tiên Du Tiên Du huyện nằm phía Nam thành phố Bắc Ninh, phía Bắc sơng Đuống, cách thành phố Bắc Ninh khoảng 5km thủ Hà Nội 25km Tồn huyện có 14 đơn vị hành bao gồm Thị trấn Lim 13 xã: Cảnh Hưng, Đại Đồng, Hiên Vân, Lạc Vệ, Liên Bão, Minh Đạo, Nội Duệ, Phật Tích, Phú Lâm, Tân Chi, Tri Phương, Việt Đoàn, Hoàn Sơn Tọa độ địa lý giới hạn từ 0 0 20 05’ đến 21 11’ vĩ độ Bắc 105 58’ đến 106 06’ kinh độ Đông Theo kết thống kê đến 31/12/2014, dân số toàn huyện 127.775 người, dân số nơng thơn 116.467 người (chiếm 91,15% tổng dân số toàn huyện), dân số thành thị 11.308 người (chiếm 8,85% tổng dân số tồn huyện) 5.1.2 Kết phân tích nước trước xử lý Từ kết nghiên cứu, đề tài rút kết luận sau: - Khu vực xã Tân Chi có số mẫu có hàm lượng Asen cao quy chuẩn Việt Nam QCVN01:2009/BYT chiếm 7,1% tổng số 14 xã huyện Tiên Du - Khu vực xã Nội Duệ, Đại Đồng có số mẫu có hàm lượng Asen nằm quy chuẩn Việt Nam QCVN01:2009/BYT có giá trị khơng nằm giới hạn phát phương pháp < 0,001mg/l chiếm 14,3% tổng số 14 xã huyện Tiên Du - Khu vực lại có số mẫu có hàm lượng Asen nằm quy chuẩn Việt Nam QCVN01:2009/BYT có giá trị nằm giới hạn phát phương pháp (0,001 – 0,009)mg/l chiếm 78,6% tổng số 14 xã huyện Tiên Du 5.1.3 Kết phân tích nước trước sau xử lý Các mẫu sau hệ thống lọc có giá trị thấp mẫu trước lọc nằm giới hạn cho phép theo Quy chuẩn QCVN01:2009/BYT Tế nước ăn uống Cần thiết phải phân loại, khoanh vùng theo diện ô nhiễm phân loại theo mức độ hay nồng độ ô nhiễm Arsen Dựa vào điều kiện cụ thể địa phương, cần lựa chọn công nghệ xử lý Arsen nước phù hợp phụ thuộc nhiều vào chế độ vận hành hệ thống khai thác, xử lý cung cấp nước Do vậy, cần có nghiên cứu kỹ lưỡng cần có giải pháp liên ngành, với tham gia nhiều thành phần, tiến tới đạt giải pháp phù hợp bền vững, để giải mục tiêu loại bỏ nồng độ arsen cao nước, tránh hiểm họa tới sức khỏe người Người dân huyện, đặc biệt người dân vùng có hàm lượng Asen cao nêu cần sử dụng biện pháp để phòng tránh giảm thiểu hàm lượng Asen nước để giảm thiểu ảnh hưởng tới sức khỏe 5.2 KIẾN NGHỊ - Cần thiết phải phân loại, khoanh vùng theo diện ô nhiễm phân loại theo mức độ hay nồng độ ô nhiễm Arsen Dựa vào điều kiện cụ thể địa phương, cần lựa chọn công nghệ xử lý Arsen nước phù hợp phụ thuộc nhiều vào chế độ vận hành hệ thống khai thác, xử lý cung cấp nước Do vậy, cần có nghiên cứu kỹ lưỡng cần có giải pháp liên ngành, với tham gia nhiều thành phần, tiến tới đạt giải pháp phù hợp bền vững, để giải mục tiêu loại bỏ nồng độ arsen cao nước, tránh hiểm họa tới sức khỏe người Người dân huyện, đặc biệt người dân vùng có hàm lượng Asen cao nêu cần sử dụng biện pháp để phòng tránh giảm thiểu hàm lượng Asen nước để giảm thiểu ảnh hưởng tới sức khỏe - Tiếp tục đầu tư cho công tác thăm dò nước đất theo quy trình quy hoạch xây dựng cho thị có nhu cầu sử dụng nước lớn tương lai thị trấn Lim - Tiến hành quan trắc trữ lượng, chất lượng nước ngầm huyện TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt: Bộ Tài nguyên Môi trường (2008) Quy chuẩn Kỹ thuật quốc gia chất lượng nước mặt Bộ Tài nguyên Môi trường (2011) Hội nghị bảo vệ môi trường nông nghiệp nông thôn năm 2011 (Tài liệu phục vụ hội nghị) Bộ Tài nguyên Môi trường (2012) Báo cáo môi trường quốc gia 2012 tr 43 - 65 Chu Thế Tuyển (1990) Báo cáo kết tìm kiếm nước đất thành phố Bắc Ninh, Lưu trữ địa chất Cục Khí tượng thủy văn biến đổi khí hậu (2014) Báo cáo trạng khí tượng thủy văn biến đổi khí hậu tỉnh Bắc Ninh năm 2014 Cục Quản lý tài nguyên nước (2008a) Báo cáo trạng môi trường nước Bắc Ninh năm 2008 Cục Quản lý tài nguyên nước (2008b) Báo cáo Hội đồng Quốc gia tài nguyên nước, Hà Nội Cục Thống kê tỉnh Bắc Ninh (2014) Niên giám thống kê tỉnh Bắc Ninh năm 2011-2014 Đặng Kim Chi (2008) Hóa học môi trường NXB Khoa học Ký thuật, Hà Nội 10 Đỗ Thanh Bái, Hồ Quý Đào, Phạm Việt Hùng (2007) Đánh giá rủi ro hóa chất quản lý chất thải nguy hại, Đại học Khoa Học Tự Nhiên 11 Lan Anh (2011) Nước mơi trường, Tạp chí Thơng tin khoa học công nghệ nông nghiệp, số (1) tr 11-12 12 Lenny H.E Winkel, Phạm Thị Kim Trang (2000) Xác định Asen phương pháp đo phổ hấp thụ nguyên tử 13 Mạc Văn Thăng (1986) Báo cáo kết thăm dò sơ nước đất vùng Bắc Ninh- Hà Bắc tỷ lệ 1/25.000 Lưu trữ địa chất 14 Nguyễn Đình Tồn Nguyễn Cơng Hào (2010) Nghiên cứu đánh giá chất lượng nước ngầm đề xuất giải pháp khai thác xử lý nước sinh hoạt cho nhân dân huyện Nhà Bè 15 Nguyễn Thu Hiền, Hồ Việt Hùng, Trịnh Minh Thụ (2007) Giáo trình Phát triển quản lý tài nguyên nước đất, Dự án tăng cường lực đào tạo cho Trường Đại học Thủy lợi Chính phủ Đan Mạch - Danida Wru/Scb, NXB Giáo dục 16 Nguyễn Việt Kỳ (2009) Khả bổ sung nhân tạo nước đất nguồn nước mưa Thành phố Hồ Chí Minh 17 Phạm Kim Trang, Lenny Wilken (2012) Nguy tăng cao tích lũy Asen nước ngầm Việt Nam việc khai thác nước tầng sâu kỷ, Bản tin Đại học Quốc gia Hà Nội, số (259) tr 38-39 18 Phạm Ngọc Hải, Phạm Việt Hòa (2004) Giáo trình Kỹ thuật khai thác nước ngầm 19 Sở Tài nguyên Môi trường tỉnh Bắc Ninh (2011a) Báo cáo kết quan trắc động thái nước đất tháng cuối năm 2009 20 Sở Tài nguyên Môi trường tỉnh Bắc Ninh (2011b) Bảng thống kê huyện xã nằm lưu vực số trạm bơm tiêu tỉnh Bắc Ninh 21 Sở Tài nguyên Môi trường tỉnh Bắc Ninh (2011c) Báo cáo kết quan trắc động thái nước đất tháng đầu năm 2010 22 Sở Tài nguyên Môi trường tỉnh Bắc Ninh (2011d) Báo cáo kết quan trắc động thái nước đất tháng cuối năm 2010 23 Sở Tài nguyên Môi trường tỉnh Bắc Ninh (2011e) Báo cáo kết quan trắc động thái nước đất tháng đầu năm 2011 24 Sở Tài nguyên Môi trường tỉnh Bắc Ninh (2011f) Báo cáo kết quan trắc động thái nước đất tháng cuối năm 2011 25 Sở Tài nguyên Môi trường tỉnh Bắc Ninh (2011g) Tổng hợp cấp phép thăm dò nước đất 2004 - 2011 địa bàn tỉnh Bắc Ninh 26 Sở Tài nguyên Môi trường tỉnh Bắc Ninh (2012a) Báo cáo kết quan trắc động thái nước đất tháng đầu năm 2012 27 Sở Tài nguyên Môi trường tỉnh Bắc Ninh (2012b) Báo cáo kết quan trắc động thái nước đất tháng cuối năm 2012 28 Sở Tài nguyên Môi trường tỉnh Bắc Ninh (2013a) Báo cáo kết quan trắc động thái nước đất tháng đầu năm 2013 29 Sở Tài nguyên Môi trường tỉnh Bắc Ninh (2013b) Báo cáo kết quan trắc động thái nước đất tháng cuối năm 2013 30 Sở Tài nguyên Môi trường tỉnh Bắc Ninh (2014a) Báo cáo kết quan trắc động thái nước đất tháng đầu năm 2014 31 Sở Tài nguyên Môi trường tỉnh Bắc Ninh (2014b).Quy hoạch cấp nước nước vùng tỉnh Bắc Ninh đếm năm 2030, tầm nhìn đến năm 2050 32 Sở Tài nguyên Môi trường tỉnh Bắc Ninh (2015) Báo cáo kết quan trắc động thái nước đất tháng đầu năm 2015 33 Sở Tài nguyên Môi trường Bắc Ninh (2008) Điều tra trạng Asenic nguồn nước sinh hoạt thuộc tỉnh Bắc Ninh năm 2008 34 Sở Xây dựng (2014) Báo cáo quy hoạch cấp nước nước vùng tỉnh Bắc Ninh đến năm 2030 35 Trần Thị Thanh Hương, Lê Quốc Tuấn (2010) Cơ chế gây độc Arsen khả giải độc Arsen vi sinh vật 36 Trịnh Thị Thanh (2000) Độc học môi trường sức khỏe người, NXB Đại học quốc gia Hà Nội, Hà Nội 37 Ủy ban nhân dân thành phố Bắc Ninh (2015) Báo cáo tình hình phát triển kinh tế xã hội tỉnh Bắc Ninh năm 2015 38 Uỷ ban nhân dân tỉnh Bắc Ninh (2010) Quy hoạch cấp nước vệ sinh môi trường nông thôn tỉnh Bắc Ninh đến năm 2010 Lưu trữ tỉnh Bắc Ninh ... hội huyện Tiên Du, tỉnh Bắc Ninh 28 4.1.2 Đánh giá trạng nồng độ Asen nước ngầm phạm vi huyện Tiên Du, tỉnh Bắc Ninh 37 4.1.3 Mô phân bố khu vực tích lũy As địa bàn huyện Tiên Du, tỉnh. .. lũy Asen nước ngầm, huyện Tiên Du, tỉnh Bắc Ninh sở khoa học để đánh giá trạng tích lũy Asen nguồn nước ngầm dùng sinh hoạt nhân dân, từ xác định mức độ tích lũy Asen nguồn nước ngầm phạm vi huyện. .. tác hại Asen nguồn nước sinh hoạt Việt Nam” Đề tài Đánh giá trạng tích luỹ asen nước ngầm, huyện Tiên Du, tỉnh Bắc Ninh thực có ý nghĩa quan trọng, sở khoa học để đánh giá trạng tích luỹ asen