Đánh giá chất lượng nước ngầm tại quận cái răng thành phố cần thơ

TĨM TẮT Nghiên cứu thực nhằm mục đích đánh giá mức độ ô nhiễm nước ngầm vùng nghiên cứu, đồng thời khảo sát trạng chất lượng nước ngầm quận Cái Răng đề xuất ý kiến nhằm góp phần bảo vệ sử dụng có hiệu nguồn tài nguyên nước Từ yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng nước ngầm, tìm tiêu ảnh hưởng yếu tố trên, qua tìm giải pháp khắc phục cho khó khăn Phương pháp thực dựa trình điều tra, thu thập số liệu thứ cấp,sơ cấp, thu mẫu bảo quản mẫu, phân tích đánh giá kết Kết nghiên cứu cho thấy chất lượng nước ngầm sử dụng đạt chất lượng tốt nhận thấy có nhiều hộ gia đình có giếng khoan qua sử dụng họ lại bảo quản không cẩn thận nguồn ô nhiễm bên ngấm xuống tầng nước ngầm Từ cho thấy chất lượng nước ngầm có thay đổi, nguyên nhân thay đổi yếu tố môi trường người Đối với yếu tố mơi trường, biến đổi khí hậu nước biển dâng dẫn đến nước mặn ăn sâu vào cửa sông, tầng chứa nước đất bị mặn hóa dẫn đến nguy khan nguồn nước nhạt phục vụ cho sinh hoạt, nên chất lượng nước ngầm yếu tố mà người dân quan tâm để cải tạo “Đánh giá trạng chất lượng nước ngầm ” nhằm giải vấn đề ô nhiễm thành phần nước ngầm MỤC LỤC LỜI CẢM TẠ ii TÓM TẮT iii MỤC LỤC .iv DANH SÁCH BẢNG vi DANH SÁCH HÌNH vii DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT viii CHƯƠNG GIỚI THIỆU 1.1 Tính cấp thiết đề tài 1.2 Mục tiêu đề tài 1.2.1 Mục tiêu tổng quát 1.2.2 Mục tiêu cụ thể 1.3 Nội dung đề tài 1.4 Ý nghĩa đề tài CHƯƠNG LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU 2.1 Tổng quan tình hình nghiên cứu 2.1.1 Khái niệm nước ngầm 2.1.2 Đặc điểm nước ngầm .4 2.1.3 Cấu trúc nước ngầm 2.1.4 Phân loại nước ngầm .6 2.1.5 Sự hình thành nước ngầm 2.1.6 Các tác nhân ảnh hưởng đến chất lượng nước ngầm 2.1.7 Các nhân tố ảnh hưởng đến trữ lượng nước ngầm 2.1.8 Ảnh hưởng việc khai thác nước ngầm đến môi trường 10 2.1.9 Tầm quan trọng nước ngầm 11 2.1.10 Một số tiêu đánh giá chất lượng nước ngầm 11 2.2 Tổng quan khu vực nghiên cứu 14 2.2.1 Vị trí địa lý .14 2.2.2 Điều kiện tự nhiên 15 CHƯƠNG PHƯƠNG PHÁP VÀ PHƯƠNG TIỆN NGHIÊN CỨU 18 3.1 Thời gian địa điểm nghiên cứu 17 3.1.1 Thời gian nghiên cứu .18 3.1.2 Địa điểm nghiên cứu 18 3.2 Phương tiện nghiên cứu 18 3.3 Bố trí thí nghiệm 18 3.3.1 Thời gian thu mẫu 18 3.3.2 Số lượng thơng số phân tích 18 3.4 Phương pháp nghiên cứu .19 3.4.1 Phương pháp thu thập thông tin thứ cấp 19 3.4.2 Phương pháp thu thập số liệu sơ cấp .19 3.4.3 Phương pháp thu mẫu 19 3.4.4 Phương pháp bảo quản mẫu 19 3.4.5 Phương pháp phân tích mẫu 20 3.4.6 Phương pháp đánh giá kết 28 CHƯƠNG DỰ KIẾN KẾT QUẢ 29 4.1 Giá trị pH 29 4.2 Độ cứng tổng 30 4.3 Clorua (Cl-) 31 4.4 Sắt 32 4.5 Asen (As) 33 4.6 Nitrat (N-NO3) .34 4.7 Sunfate (SO42-) .35 CHƯƠNG KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 37 5.1 Kết Luận 37 5.2 Kiến Nghị 37 TÀI LIỆU THAM KHẢO .40 DANH SÁCH BẢNG Bảng 3.1: Vị trí thu mẫu nước ngầm quận Cái Răng, thành phố Cần Thơ 18 Bảng 3.2: Dụng cụ chứa mẫu điều kiện bảo quản mẫu 20 Bảng 4.1 Diễn biến pH nước ngầm .29 Bảng 4.2 Diễn biến độ cứng nước ngầm 30 Bảng 4.3 Diễn biến Clo dư nước ngầm 32 Bảng 4.4 Diễn biến sắt nước ngầm .32 Bảng 4.5 Diễn biến As nước ngầm .33 Bảng Diễn biến nitrat nước ngầm 34 Bảng 4.7 Diễn biến sunfate nước ngầm 36 DANH SÁCH HÌNH Hình 2.1: Nước ngầm chu trình thủy văn Hình 3.1 Máy đo pH .20 Hình 3.2 Quy trình xác định độ cứng tổng nước ngầm 21 Hình 3.3 Sự thay đổi màu sắc sau chuẩn độ EDTA 22 Hình Sự thay đổi màu sắc trước sau chuẩn độ với AgNO3 23 Hình 3.5 Dãy chuẩn sắt mẫu 24 Hình 4.1: Biểu đồ thể giá trị pH nước ngầm khu vực Cái Răng , Tp Cần Thơ 29 Hình 4.2 Biểu đồ thể thơng số độ cứng tổng vị trí thu mẫu quận Cái Răng năm 2018 31 Hình 4.3.Biểu đồ thể hàm lượng Fe vị trí thu mẫu quận Cái Răng năm 2018 33 Hình 4.4.Biểu đồ thể hàm lượng nitrat vị trí thu mẫu quận Cái Răng năm 2018 35 Hình 4.5.Biểu đồ thể hàm lượng sunfate vị trí thu mẫu quận Cái Răng năm 2018 36 DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT BTNMT Bộ Tài nguyên Môi trường ĐBSCL Đồng sông cửu long HĐND Hội đồng nhân dân IARC Uỷ ban chuyên viên IAO/WHO phụ gia thực phẩm JECFA Cơ quan nghiên cứu ung thư quốc tế KCN Khu công nghiệp NDĐ Nước đất QCVN Quy chuẩn Việt Nam SMEWW Các phương pháp chuẩn xét nghiệm nước nước thải TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam Tp Cần Thơ Thành phố Cần Thơ UBND Ủy ban nhân nhân CHƯƠNG GIỚI THIỆU 1.1 Tính cấp thiết đề tài Nước xem tài nguyên quý giá vĩnh cữu Nước bảo đảm việc trì sống phát triển cho sinh vật Có khoảng 96% nước lục địa nước ngầm, hồ chứa nước chiếm khoảng 20% nước mặt sông suối chiếm 1% Như vậy, nước ngầm nguồn cung cấp nước chủ yếu cho nhu cầu người (Lê Trình, 1997) Sự phong phú tài nguyên nước tiền đề cho phát triển nông nghiệp, công nghiệp, giao thông vận tải Cùng với phát triển đất nước, vấn đề sử dụng nước sinh hoạt, sản xuất người dân tăng lên việc quản lý, khai thác sử dụng nguồn nước chắn ảnh hưởng lớn đến chất lượng nước Nước ngầm dạng tài nguyên quý nước ta Thành Phố Cần Thơ nói chung Quận Cái Răng nói riêng Nó nguồn cung cấp nước quan trọng cho vùng thiếu nước sử dụng vùng nước mặt bị nhiễm có Quận Cái Răng - Thành Phố Cần Thơ Tại thành phố Cần Thơ, kết quan trắc môi trường giai đoạn từ 2005 – 2009 cho thấy chất lượng nước ngầm bị ô nhiễm tiêu như: Độ cứng, Clorua Coliform (so với QCVN 09:2015/BTNMT) với hàm lượng trung bình năm 2009 là: 268mg/l, 225mg/l, 1.442 MPN/100ml Nhìn chung, tiêu khác nằm mức cho phép : Độ màu, pH, Nitrat, Sunfat, Fe Sự diện chất hữu Coliform nước đất, dấu hiệu nói lên tượng thông tầng (Quy chuẩn Kỹ thuật quốc gia chất lượng nước đất (QCVN 09:2015)) Thực tế cho thấy Cần Thơ có tầng nước ngầm có tầng có khả khai thác, tầng Pleistoxen, Plioxen Mioxen, tầng Holoxen bị ô nhiễm vi sinh Thế tầng Pleistoxen - đánh giá phù hợp để khai thác xuất ô nhiễm nitơ cục tổng lượng khống hóa cao hàm lượng Clo vượt tiêu chuẩn cho phép (www.Bao Can Tho.Com.vn) Quận Cái Răng thuộc Thành Phố Cần Thơ nên chắn khơng tránh khỏi tình trạng Thành phố Cần Thơ năm đô thị lớn nước với kinh tế phát triển q trình cơng nghiệp hóa, đại hóa quận huyện ngày gia tăng, việc phát triển mạnh kinh tế đồng nghĩa với việc khu công nghiệp, khu chế xuất, khu đô thị, sở sản xuất kinh doanh, dịch vụ mọc lên ngày nhiều, làm tăng nhanh số lượng nguồn gây ô nhiễm, tác động xấu đến mơi trường đất, nước, khơng khí Nguồn nước ngầm khơng nằm ngồi tác động Điển hình chất lượng nước ngầm gần khu cơng nghiệp ngày bị nhiễm, việc sử dụng -` nguồn nước sinh hoạt người dân chủ yếu nước ngầm.(Phạm Việt Hòa, 2004) Xuất phát từ vấn đề nên chọn đề tài “Đánh giá chất lượng nước ngầm quận Cái Răng Thành Phố Cần Thơ ” việc làm tất yếu để nắm bắt tình hình chất lượng nước ngầm để có biện pháp quản lý phù hợp, kịp thời xử lý nguồn gây ô nhiễm, đảm bảo chất lượng nước sinh hoạt, sản xuất, tưới tiêu cho người dân bảo vệ sức khoẻ cho người dân sử dụng nước ngầm quận Cái Răng nói riêng người dân thành phố Cần Thơ nói chung 1.2 Mục tiêu đề tài 1.2.1 Mục tiêu tổng quát Mục tiêu tổng quát đề tài góp phần bảo vệ sức khỏe người dân sống quận Cái Răng, thành phố Cần Thơ, nơi nước ngầm nguồn cung cấp nước chủ yếu cho ăn uống sinh hoạt 1.2.2 Mục tiêu cụ thể Các mục tiêu cụ thể đề tài bao gồm: Khảo sát trạng chất lượng nước ngầm quận Cái Răng TP Cần Thơ Đánh giá mức độ ô nhiễm nước ngầm vùng nghiên cứu Đề xuất ý kiến nhằm góp phần bảo vệ sử dụng có hiệu nguồn tài nguyên nước 1.3 Nội dung đề tài Để đạt mục tiêu nghiên cứu nêu trên, nội dung nghiên cứu sau thực hiện: Khảo sát thực địa thu thập tài liệu, số liệu Phân tích tiêu như: pH, Độ cứng tổng, Clorua (Cl-), Sắt (Fe), Nitrate (NNO3), Sulfate (SO42-) ,Asen (As) nước ngầm quận Cái Răng thành phố Cần Thơ Dựa vào QCVN 09:2015/BTNMT nước ngầm để đánh giá chất lượng nước ngầm Quận Cái Răng Đề xuất biện pháp khai thác xử lý nước ngầm góp phần đảm bảo an toàn nước uống cho người dân vùng nghiên cứu 1.4 Ý nghĩa đề tài - Ý nghĩa khoa hoc: giúp quyền địa phương xác định chất lượng nước ngầm bảo vệ tài nguyên nước - Ý nghĩa thực tiễn: Cải thiện chất lượng đời sống, sức khỏe hộ sử dụng nước -` ngầm trạm cấp nước -` CHƯƠNG LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU 2.1 Tổng quan tình hình nghiên cứu 2.1.1 Khái niệm nước ngầm "Nước ngầm dạng nước đất, tích trữ lớp đất đá trầm tích bời rời cặn, sạn, cát bột kết, khe nứt, hang caxtơ bề mặt trái đất, khai thác cho hoạt động sống người” Nước ngầm phận chu trình thủy văn xâm nhập vào hệ đất đá từ mặt đất phận nước mặt, thời gian dài nước ngầm xem “nguồn nước sạch” – sử dụng cho ăn uống sinh hoạt Thực tế nguồn nước thường chứa nồng độ nguyên tố cao hẳn so với tiêu chuẩn nước uống được, đáng kể Fe, Mn, H2S, …vì nước ngầm cần phải xử lý trước phân phối sử dụng Nước ngầm tầng sâu thường nằm lớp đất đá xốp ngăn cách bên phía lớp không thấm nước Theo không gian phân bố, lớp nước ngầm tầng sâu thường có vùng chức năng: Vùng thu nhận nước, vùng chuyển tải nước, vùng khai thác nước có áp (Trần Hữu Hoan, 2004) Khoảng cách vùng thu nhận vùng khai thác nước thường xa, từ vài chục đến vài trăm km Các lỗ khoan nước vùng khai thác thường có áp lực Đây loại nước ngầm có chất lượng tốt lưu lượng ổn định Trong khu vực phát triển đá cacbonat thường tồn loại nước ngầm caxtơ di chuyển theo khe nút caxtơ Trong dải cồn cát vùng ven biển thường có thần kính nước nằm mực nước biển 2.1.2 Đặc điểm nước ngầm Đặc điểm chung thành phần, tính chất nước ngầm nước có độ đục thấp, nhiệt độ thành phần hóa học thay đổi, nước khơng có oxy hóa mơi trường khép kín chủ yếu, thành phần nước thay đổi đột ngột với thay đổi độ đục ô nhiễm khác Những thay đổi liên quan đến thay đổi lưu lượng lớp nước sinh nước mưa Nước ngầm có khả di chuyển nhanh lớp đất xốp, tạo thành dòng chảy ngầm theo địa hình Nước ngầm có đặc điểm giống nước mặt như: nguồn vào (bổ cấp), nguồn chứa Sự khác biệt chủ yếu với nước mặt tốc độ luân chuyển chậm (dòng thấm chậm so với nước mặt), khả giữ nước ngầm nhìn chung lớn nước mặt so sánh lượng nước đầu vào Nguồn cung cấp nước cho nước ngầm nước mặt thấm vào tầng chứa Các nguồn thoát tự nhiên suối thấm vào đại dương ( Nguyễn Đức Quý, 1994) -`  Dung dịch mẫu trắng  Dung dịch mẫu chuẩn  Dung dịch mẫu trắng  Dung dịch mẫu thử  Đo lặp lại với dung dịch lần để lấy kết trung bình Tính kết quả: Nồng độ nguyên tố Asen mẫu thử C kl tính cách dựa vào đường chuẩn Mọi pha lỗng tính đến Ckl = Cdc * f Ghi chú: Ckl : nồng độ Asen có mẫu thử (g/lít) Cđc: nồng độ Asen đường chuẩn (g/lít) f : hệ số pha lỗng f Sulfate - Hóa chất  Dung dịch SO42- 1000 ppm: hòa tan 1817 mg K2SO4 khan (sấy 105oC) lít nước  Acid Nitric 25%: hút 97 ml HNO3 65% (loại GR) vào bình định mức 250 ml  Hỗn hợp Acid Acetic : Phosphoric acid, tỉ lệ 3:1  Dung dịch Gum Acacia - Acid acetic: trộn 25 ml gum acacia 1% (1g gum acacia/100 ml nước) với 25 ml acid acetic Lọc dung dịch  Dung dịch huyền phù BaSO4 (chuẩn bị trước dùng): • Hòa tan 18g BaCl2 vào 44 ml nước Đun nóng dung dịch • Thêm 1.5 ml dung dịch Na 2SO4 0.3% Đun đến sơi làm lạnh • Thêm ml dung dịch Gum Acacia – Acetic acid  Dung dịch BaCl2 20% - Mẫu phân tích  Mẫu nước: lọc mẫu trước phân tích  Mẫu đất: trích nước, EDTA, HCl… • Cân – 10 gam đất + 35 – 40 ml dung dịch trích, lắc giờ, ly tâm lọc lấy dung dịch dùng làm mẫu phân tích -` 26 - Phương pháp  Pha đường chuẩn SO42-: -10 – 20 – 30 ppm Lấy – 20 ml mẫu cho vào bình định mức 50 ml Cho vào bình định mức: • ml HNO3 25% • ml hỗn hợp acetic acid – phosphoric acid • ml huyền phù BaSO4 • ml dung dịch BaCl2 20% Để yên, sau 15 phút cho thêm vào ml dung dịch gum Acacia – Acetic Định mức tới vạch Sau 1.5 giờ, đo mật độ quang bước sóng 438 nm g Nitrate a/ Nguyên tắc : Phản ứng nitrat brucide pH= 2-3 tạo thành dung dịch có màu vàng Đo màu bước sóng 415 nm b/ Chuẩn bị thuốc thử : Hòa tan 1g Brucide (C23H26O4N2)2 H2SO4.7H2O) + 0,1g Axit sulfanil (H2NC6H4SO3H) + 3ml HCl vào 70ml nước cất làm lạnh tới nhiệt độ sau định mức đến 100 ml với nước deion c/ Lập đường chuẩn : Chuẩn bị ống thủy tinh chịu nhiệt có nút, dung tích khoảng 20mL Chuẩn bị dung dịch chuẩn 1mg N-NO3-/L từ dung dịch gốc 1g/L d/ Cách tiến hành :  Chuẩn bị mẫu nằm khoảng đường chuẩn < 1mg/l  Lấy 5ml mẫu vào ống  Thêm 1ml muối NaCl 30%  Lắc máy rung giây  Thêm 5ml H2SO4 80%  Làm lạnh vòi nước  Lắc 30 giây -` 27  Thêm 0,2ml brucide sulfanil  Lắc 30 giây  Đun sôi >95oC  Làm lạnh tới nhiệt độ phòng  Đo bước sóng 415 nm 3.4.6 Phương pháp đánh giá kết Phương pháp xử lý số liệu Số liệu phân tích mẫu sau thu thập xử lý chương trình Microsolf Excel vẽ đồ thị Phương pháp đánh giá Đánh giá nồng độ thông số khảo sát: pH, độ cứng tổng, Cl-, Fe, As, nitrate, sulfate nước ngầm quận Cái Răng theo Quy chuẩn Kỹ thuật Quốc gia chất lượng nước đất QCVN 09:2015/BTNMT -` 28 CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ THẢO LUẬN 4.1 Giá trị pH Giá trị pH yếu tố để xác định nước mặt hóa học, tiêu quan trọng giai đoạn môi trường, ảnh hưởng đến tốc độ phát triển giới hạn sinh trưởng sinh vật mơi trường nước, thay đổi giá trị pH dẫn tới thay đổi thành phần chất nước q trình hòa tan kết tủa, thúc đẩy hay ngăn chặn phản ứng hóa học, sinh học xảy nước Tùy vào độ pH mà nước có tính kiềm, axit hay trung tính Bảng 4.1 Diễn biến pH nước ngầm KHM 2015 2016 2017 2018 QT01-A 7,22 7,56 6,86 7,23 QT01-B 8,05 7,78 7,45 6,91 QT03-A 7,84 7,32 7,04 6,18 QT03-B 7,88 7,48 6,98 6,80 QCVN 5,5 – 8,5 7.56 7.23 7.22 6.86 8.05 7.78 7.4 6.91 7.84 7.32 7.04 7.88 7.4 6.986.8 6.18 2015 2016 2017 QCVN QT01-A QT01-B QT03-A QT03-B Hình 4.1: Biểu đồ thể giá trị pH nước ngầm khu vực Cái Răng , Tp Cần Thơ Dựa vào bảng 4.1 quan trắc cho thấy, nước ngầm quận Cái Răng năm 2018 nằm mức độ trung tính, độ pH năm 2018 2017 có chênh lệch nhẹ Trong năm 2018, độ pH cao 7,23 vị trí QT01-A pH thấp 6,18 vị -` 29 trí QT03-A Độ pH nằm mức quy chuẩn cho phép QCVN 09:2015/BTNMT (5,5 – 8,5) Nhìn chung giá trị pH nước ngầm quận Cái Răng vào mùa khô qua năm nằm mức quy chuẩn cho phép (5,5 – 8,5) Giá trị pH từ năm 2015-2018 dao động từ 6,18 - 8,05 ( vào mùa khô) Tuy nhiên giá trị pH năm 2018 có xu hướng tăng dần vào mùa khơ Do vào mùa khơ có lượng mưa nhiệt độ tăng so với mùa mưa nên độ kiềm có tăng Nguồn nước có pH > thường chứa nhiều ion nhóm carbonate bicarbonate (do chảy qua nhiều tầng đất đá) Theo tiêu chuẩn, pH nước sử dụng cho sinh hoạt 6,0 – 8,5 nước ăn uống 6,5 – 8,5 Nguồn nước ngầm vị trí có pH phù hợp cho sinh hoạt ăn uống 4.2 Độ cứng tổng Độ cứng nước định hàm lượng chất khống hòa tan nước, chủ yếu muối có chứa ion Ca ++ Mg++ Độ cứng nước chia làm loại: Độ cứng tạm thời hay độ cứng carbonat độ cứng vĩnh viễn Độ cứng nước biểu thị mg/L CaCO3 phân chia sau:  Nước có độ cứng từ – 75mg/L CaCO3 nước mềm  Nước có độ cứng từ 75 – 150mg/L CaCO3 nước cứng  Nước có độ cứng từ 150 – 300mg/L CaCO3 nước cứng  Nước có độ cứng lớn 300mg/L CaCO3 nước cứng Giá trị giới hạn cho phép thơng số độ cứng tổng (tính theo CaCO3) quy chuẩn chất lượng nước ngầm QCVN 09:2015/BTNMT 500mg/L Bảng 4.2 Diễn biến độ cứng nước ngầm -` KHM 2015 2016 2017 2018 QT01-A 109,0 83,0 340,0 280,0 QT01-B 359,0 24,0 640,0 150,0 QT03-A 517,2 48,0 600,0 180,0 QT03-B 432,4 50,0 141,0 190,0 30 700 64 600 600 517.2 500 432.4 00 34 2015 2016 2017 Chuẩn 359 280 300 200 100 109 83 24 190 180 150 14 48 50 QT01-A QT01-B QT03-A QT03-B Hình 4.2 Biểu đồ thể thơng số độ cứng tổng vị trí thu mẫu quận Cái Răng năm 2018 Qua hình 4.2 cho thấy Độ cứng tổng nước ngầm năm 2018 quận Cái Răng TP Cần Thơ đa phần nằm mức cho phép (theo QCVN 09:2015/BTNMT