Hệ thống thuỷ động lực và ảnh hưởng của chúng đối với hàm lượng asen trong tầng chứa nước pleistocene ở vùng động thái tự nhiên khu vực thạch thất đan phượng hà nội

BỘ GIÁO DỤC VÀ ðÀO TẠO TRƯỜNG ðẠI HỌC MỎ - ðỊA CHẤT ðỖ CAO CƯỜNG HỆ THỐNG THỦY ðỘNG LỰC VÀ ẢNH HƯỞNG CỦA CHÚNG ðỐI VỚI HÀM LƯỢNG ASEN TRONG TẦNG CHỨA NƯỚC PLEISTOCENE Ở VÙNG ðỘNG THÁI TỰ NHIÊN KHU VỰC THẠCH THẤT - ðAN PHƯỢNG - HÀ NỘI Chuyên ngành: ðịa chất thủy văn Mã số: 60.44.63 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS TS Phạm Quý Nhân PGS TS Flemming Larsen Hà Nội - 2010 LỜI CAM ðOAN Tơi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng Các tài liệu số liệu trung thực Các kết quả, luận ñiểm luận văn chưa cơng bố cơng trình khác Tác giả luận văn ðỗ Cao Cường MỤC LỤC Lời cam ñoan Mục lục Danh mục chữ viết tắt ký hiệu Danh mục hình vẽ, đồ thị Danh mục bảng biểu MỞ ðẦU Chương KHÁI QUÁT VÙNG NGHIÊN CỨU Chương TỔNG QUAN VỀ NGHIÊN CỨU Ô NHIỄM ASEN 15 42 TRONG NƯỚC DƯỚI ðẤT Chương XÂY DỰNG HỆ THỐNG THỦY ðỘNG LỰC BẰNG PHƯƠNG PHÁP MƠ HÌNH 54 CHƯƠNG HIỆN TRẠNG Ô NHIỄM BIẾN ðỔI ASEN TRONG NƯỚC DƯỚI ðÂT VÙNG THẠCH THẤT – ðAN PHƯỢNG – HÀ 66 NỘI CHƯƠNG ẢNH HƯỞNG CỦA HỆ THỐNG THỦY ðỘNG LỰC TỚI SỰ BIẾN ðỔI HÀM LƯỢNG ASEN TRONG NƯỚC DƯỚI ðẤT VÙNG THẠCH THẤT - ðAN PHƯỢNG 71 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 84 TÀI LIỆU THAM KHẢO 86 DANH MỤC CÁC CHŨ VIẾT TẮT VÀ KÝ HIỆU PGS.TS Phó Giáo sư, Tiến sĩ ðCTV ðịa chất thủy văn TCN Tầng chứa nước NDð Nước ñất LK Lỗ khoan LKQT Lỗ khoan quan trắc qh Tầng chứa nước lỗ hổng trầm tích Holocene qp Tầng chứa nước lỗ hỗ áp lực trầm tích Pleistocene As Arsenic DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ðỒ THỊ Hình 1.1 Bản đồ phân bố Asen nước ngầm khu vực Hà Nội Tháng 9/1999(Berg cs., 2001) Hình 1.2 Sơ đồ tuyến nghiên cứu 10 Hình 1.3 Sơ đồ vị trí vùng nghiên cứu 16 Hình 1.4 ðặc trưng độ ẩm tự nhiên vùng nghiên cứu 19 Hình 1.5 ðồ thị dao ñộng mực nước theo thời gian sông Hồng sông ðáy 20 Hình 2.1 Chu trình Asen tự nhiên 42 Hình 2.2 Kết nghiên cứu Asen tầng chứa nước Holocene vùng ðan Phượng 52 Hình 2.3 Quá trình giải phóng Asen từ bùn đáy sơng Hồng 53 Hình 3.1 Mơ hình mơ hệ thống NDð mơi trường lớp 55 Hình 3.2 Mặt cắt ngang khối mơ hình 56 Hình 3.3 Mặt cắt dọc khối mơ hình 57 Hình 3.4 Hệ số thấm tầng qh 58 Hình 3.5 Hệ số thấm lớp cách nước Holocene - Pleistocene (LCN2) 58 Hình 3.6 Hệ số thấm tầng Pleistocene 59 Hình 3.7 Sơ đồ điều kiện biên tầng chứa nước mơ hình hóa 60 Hình 3.8 Sơ đồ bước lưới sai phân mơ hình 61 Hình 3.9 Sơ đồ điều kiện biên đường thủy ñẳng cao tầng chứa nước Holocene (1/1997)sau giải tốn ngược ổn định 62 Hình 3.10 Sơ đồ ñiều kiện biên ñường thủy ñẳng áp tầng chứa nước Pleistocene (1/1997) sau giải bào toán ngược ổn ủnh Hình 3.11 - Đồ thị biểu diễn phơng trình tơng quan cốt cao 62 mực nớc mô hình (Hm) thực tế (Ht) vào thời điểm 1/1997 63 Hình 3.12 ðường thủy đẳng cao tầng chứa nước Holocene (12/2008) 64 sau giải bào toán ngược khơng ổn định Hình 3.13 Sơ đồ điều kiện biên ñường thủy ñẳng áp tầng chứa nước Pleistocene (12/2008) sau giải bào tốn ngược khơng ổn định 64 Hình 3.14 - Đồ thị biểu diễn phơng trình tơng quan cốt cao mực nớc mô hình (Hm) thực tế (Ht) vào thời điểm 12/2008 65 Hỡnh 4.1 ðồ thị pH, pe Eh Hình 4.2 Giá trị pe pH ñịnh ñến dạng tồn Asen 67 nước 68 Hình 4.3 Sơ đồ lấy mẫu Asen trạm cấp nước nông thôn Hà Tây cũ 70 Hình 5.1 ðồ thị biểu diễn thành phần hóa học theo chiều sâu 76 Hình 5.2 Sự tăng hàm lượng Asen tầng chứa nước Pleistocene ảnh hưởng q trình vận động nước đất 83 DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU Bảng 1.1 Các số liệu khí tượng, thuỷ văn vùng ðan Phượng – Thạch Thất năm 2007 18 Bảng 1.2 Kết tính thơng số ðCTV tầng chứa nước 26 Holocence (qh) Bảng 1.3 Kết bơm hút nước thí nghiệm tầng chứa nước qp vùng nghiên cứu 27 Bảng 1.4 Kết thí nghiệm tầng chứa nước m 31 Bảng 1.5 Kết hút nước tầng chứa nước T2-3sb 32 Bảng 1.6 Kết hút nước tầng chứa nước T1 Bảng 1.7 Kết thí nghiệm tầng chứa nước T1vn 33 Bảng 1.8 Kết thí nghiệm tầng chứa nước Protezozoi 35 Bảng 1.9 Thống kê chiều dày thành tạo tàn tích, sườn tích 39 Bảng 3.1.Các tác giả cơng trình nghiên cứu Asen giới 48 Bảng 5.1 Tính ổn định dạng tồn Asen nước 66 34 Bảng 6.1 Kết ño mực nước năm 2010 số giếng khoan 72 thuộc vùng nghiên cứu Bảng 6.2 Kết phân tích Asen số giếng khoan khu vực 74 nhiên cứu Bảng 6.3 Số liệu ñầu vào thành phần hóa học tầng chứa 80 nước mơ hình PHREEQC Bảng 6.4 Lựa chọn tỉ lệ pha trộn thơng số tính tốn 80 FREEQC Bảng 6.5 Lựa chọn tỉ lệ pha trộn thơng số tính tốn 81 FREEQC MỞ ðẦU Tính cấp thiết luận văn Asen (As) nguyên tố vi lượng cần thiết cho thể, liều lượng cao độc ðộc tính Asen lồi người biết từ xa xưa mà người Việt Nam thường gọi với tên “thạch tín”(một độc dược bảng A) Tính độc cấp Asen chết người tính độc trường diễn làm thay ñổi huyết sắc tố da, ung thư da người ăn thực phẩm uống phải đồ uống có hàm lượng Asen cao hàm lượng cho phép thường dẫn ñến ung thư phổi, thận bàng quang (Wu cs., 1998, WHO, 2001) Trong cơng trình Bhattacharya nnk., (2002), vấn đề Asen có hàm lượng lớn phát tác giả ñã nhiễm bẩn nước ngầm ảnh hưởng ñến sức khỏe người mức độ khác hàm lượng vượt giới hạn cho phép 10 µg/l (WHO, 1999) Cùng với phát triển kinh tế-xã hội, nhu cầu sử dụng nước ngày tăng Biết ñược chế nhiễm bẩn Asen nước ngầm giúp cho quan quản lý đưa biện pháp thích hợp ñể bảo vệ nguồn nước ngầm, tránh làm ô nhiễm thêm nguồn nước trình khai thác gây ðồng thời có biện pháp xử lý nguồn nước bị nhiễm Asen phù hợp với chế nhiễm bẩn để có nước cung cấp cho dân chúng, giảm thiểu nguy ảnh hưởng ñến sức khỏe cộng ñồng Các ñồng châu thổ với mật độ dân cư lớn vùng Nam ðơng Nam Á thường phân bố tầng chứa nước Hình 1.1 Bản ñồ phân bố Asen phong phú phân bố rộng khắp Khai nước ngầm khu vực Hà Nội Tháng thác sử dụng tầng chứa nước 9/1999(Berg cs., 2001) ñang phổ biến kèm theo vấn đề nảy sinh Trong đó, tầng chứa nước vùng Hà Nội cũ thuộc đồng châu thổ sơng Hồng lại có hàm lượng Amoni cao (Le Giao, 1995; Andersson & Norrman, 1998) hàm luợng Asen lớn vượt ngưỡng cho phép ñã ñược phát tầng chứa nước (Berg et al., 2001; Smedley and Kinniburgh, 2002) Tại pha dự án VietAs (2004-2007), F Larsen D Postma ñã ñưa kết nghiên cứu cho rằng, khu vực ðan Phượng, hàm lượng As tập trung tầng Holocene ñộ sâu từ 5-15m Kết nghiên cứu rằng, chế di chuyển As phụ thuộc vào ñiều kiện ñịa chất thủy văn, điều kiện địa hóa khu vực Tầng chứa nước Pleistocene ñã ñang ñối tượng khai thác nước quan trọng phục vụ mục đích người Thạch Thất – ðan Phượng vùng có địa hình rìa, vận động nước ñất phức tạp Vì nghiên cứu tầng chứa nước có ý nghĩa thực tiễn mặt khoa học Bằng cách phối hợp phương pháp khác nhau, ñánh giá phân bố asen tầng chứa nước Pleistocene, từ đưa khuyến cáo việc quản lý sử dụng tầng chứa nước tiềm Bên cạnh đó, việc làm rõ điều kiện địa chất thủy văn, thủy địa hóa khu vực hiểu rõ quy luật thủy ñộng lực ñịa hóa nước đất hình thành di chuyển Asen tầng chứa nước Vì ñề tài: “Hệ thống thủy ñộng lực ảnh hưởng chúng ñối với hàm lượng asen tầng chứa nước Pleistocene vùng ñộng thái tự nhiên khu vực Thạch Thất – ðan Phượng, Hà Nội” hoàn toàn cấp thiết ðối tượng phạm vi nghiên cứu Như ñã ñưa, khu vực ðan Phượng – Thạch Thất vùng có địa hình rìa, kết nghiên cứu pha I dự án VietAs cho thấy hàm lượng Asen cao tầng Pleistocene Vì đối tượng nghiên cứu hàm lượng Asen tầng chứa nước Pleistocene khu vực Thạch Thất – ðan Phượng Tuyến nghiên cứu bao gồm bãi giếng hoàn thành phase II (Phú Kim, Phụng Thượng, Thượng Cốc, Vân Cốc) số giếng hoàn thành phase I, dự án VietAs Trong đó, cụ thể sau: Bãi giếng cũ bãi ngô thuộc huyện ðan Phượng Bãi giếng Vân Cốc Thượng Cốc, Phụng Thượng thuộc huyện Phúc Thọ Bãi giếng Phú Kim thuộc huyện Thạch Thất 12.041 Dan Phuong Red river 10.689 10.150 8.910 8.432 Van Coc Thuong Coc Phung Thuong Phu Kim T2P VCPQ 2398m TC3 2577m PT3 3689m PK12 2143m Hình 1.2 Sơ đồ tuyến nghiên cứu Huyện ðan Phượng huyện nhỏ thành phố Hà Nội.Nằm khoảng trục ñường Quốc lộ 32 từ trung tâm Hà Nội ñi Sơn Tây Huyện ðan Phượng nằm phía tây bắc trung tâm thành phố Hà Nội Phía đơng giáp Từ Liêm, Hồi ðức Phía tây giáp Phúc Thọ Phía nam giáp Hồi ðức Phía bắc giáp sơng Hồng Phúc Thọ huyện đồng Bắc Bộ, nằm bên bờ hữu ngạn hai sông: sông Hồng sông ðáy, hệ thống sông Hồng Phúc Thọ có ranh giới phía Tây giáp thị xã Sơn Tây, phía Nam giáp huyện Thạch Thất, phía ðơng Nam (lần lượt từ Nam lên ðông) giáp huyện Quốc Oai Hồi ðức, phía ðơng giáp huyện ðan Phượng Ranh giới phía ðơng huyện với huyện ðan Phượng Hồi ðức, gần sông ðáy, tên cổ sông Hát, phân lưu sơng Hồng Về phía Bắc, sơng Hồng ranh giới huyện, mà tính từ đơng sang tây gồm có: Mê Linh (ở góc phía ðơng Bắc), huyện 10 10/08/10 10/09/10 10/10/10 Cốt cao mực nước 5.68 5.67 5.92 5.92 5.93 5.91 5.89 Kết ño 6.17 6.31 5.51 5.50 5.59 5.67 6.04 Cốt cao mực nước 6.51 6.50 6.53 6.49 6.48 6.45 6.44 Kết ño 5.80 5.93 5.63 5.58 5.67 5.76 6.21 Cốt cao mực nước 6.88 6.88 6.41 6.41 6.40 6.36 6.27 As(T) As(III) anion, cation khác ñược ño máy quang phổ hấp thụ nguyên tử ASS máy sắc kí trao đổi ion (IC) Từ kết phân tích lỗ khoan, lập đồ thị mặt cắt thành phần hóa học theo chiều sâu Bảng 5.2 Kết phân tích Asen số giếng khoan khu vực nhiên cứu Ký Mực Ec pH diss total T DOC °C mg/l 0.21 27.30 1.72 3.11 1.57 1.54 0.34 28.50 4.66 88.06 70.83 17.23 3.18 36.88 34.68 2.20 5.18 56.24 54.63 1.61 3.60 100.91 59.71 41.20 1.91 17.59 17.96 -0.37 2.95 28.12 26.54 1.58 4.12 58.22 53.60 4.62 3.54 91.46 69.22 22.24 1.77 17.95 16.85 1.10 3.68 22.07 20.67 1.39 4.01 73.11 57.82 15.29 3.13 33.26 28.81 4.45 26.70 3.94 17.96 18.55 -0.59 28.20 6.34 29.03 29.69 -0.66 hiệu Ngày lấy ðộ nước lk mẫu sâu tĩnh no Date m m µS/cm PK101 24/06/2009 4.76 1.54 488.00 6.29 PK102 24/06/2009 12.19 1.48 394.00 6.48 PK103 24/06/2009 7.72 1.44 373.00 6.42 0.37 27.90 PK104 24/06/2009 10.56 1.44 370.00 6.47 0.20 28.70 PK105 24/06/2009 13.22 1.44 382.00 6.50 0.32 29.30 PK106 24/06/2009 6.67 1.45 477.00 6.41 0.38 28.30 PK107 24/06/2009 8.62 1.44 385.00 6.39 0.35 29.10 PK108 24/06/2009 11.60 1.44 353.00 6.46 0.21 28.30 PK109 24/06/2009 14.41 1.49 348.00 6.40 0.38 29.40 PK110 24/06/2009 5.81 1.47 461.00 6.45 0.32 27.70 PK111 24/06/2009 9.56 1.47 354.00 6.24 0.52 30.20 PK112 24/06/2009 15.37 1.46 366.00 6.84 0.19 27.30 PT101 23/06/2009 12.56 1.60 1086.00 6.37 0.31 26.60 PT102 23/06/2009 7.30 1.61 692.00 6.44 0.45 PT103 23/06/2009 33.74 2.79 413.00 6.48 0.35 PT104 23/06/2009 5.09 1.55 673.00 6.38 0.25 32.10 1.63 67.64 77.10 -9.46 PT105 23/06/2009 32.80 2.80 833.00 6.46 0.47 28.20 26.04 12.68 13.34 -0.66 PT106 23/06/2009 5.09 1.55 754.00 6.51 0.38 28.50 3.91 44.07 43.26 0.81 PT107 23/06/2009 9.05 1.58 859.00 6.50 0.25 27.20 2.81 19.28 18.77 0.51 PT108 23/06/2009 10.80 1.60 1040.00 6.39 0.44 28.20 4.31 24.82 23.39 1.43 PT110 23/06/2009 8.06 1.60 784.00 6.43 0.38 28.10 2.92 27.05 25.27 1.78 PT111 23/06/2009 12.18 1.59 1092.00 6.42 0.30 29.10 3.55 20.05 19.87 0.18 PT112 23/06/2009 10.04 1.56 954.00 6.45 0.11 27.60 2.76 23.97 24.60 -0.62 O2 mg/L 74 As µg/L As(III) As(V) µg/L µg/L VC1 10/3/2009 13.38 3.24 772.00 7.00 0.26 27.70 3.66 221.53 210.51 11.02 VC2 10/3/2009 17.16 3.31 849.00 6.87 0.14 26.30 6.40 239.20 267.38 0.00 VC3 10/3/2009 5.74 3.33 434.00 7.16 0.33 28.10 1.57 1.86 0.46 1.40 VC4 10/3/2009 10.27 3.38 460.00 7.06 0.39 27.50 4.37 79.43 76.83 2.60 VC5 10/3/2009 18.05 3.30 820.00 6.97 0.10 26.90 3.79 196.95 217.00 0.00 VC6 10/3/2009 7.32 3.30 482.00 7.21 0.15 26.10 1.83 19.49 19.44 0.05 VC7 10/3/2009 20.05 3.31 747.00 7.00 0.11 25.70 2.54 179.28 137.02 42.26 VC8 10/3/2009 14.12 3.27 824.00 7.08 0.15 25.80 3.19 241.88 258.89 0.00 VC9 10/3/2009 38.15 3.42 581.00 6.53 0.08 26.60 3.95 80.59 74.24 6.35 VC10 10/3/2009 22.33 3.36 782.00 6.75 0.17 26.80 2.75 130.90 121.39 9.51 VC11 11/3/2009 20.70 3.39 717.00 6.90 0.25 25.80 2.98 173.14 207.19 0.00 VC12 11/3/2009 19.20 3.34 745.00 6.84 0.29 26.30 2.93 192.34 201.65 0.00 VC13 11/3/2009 12.20 3.32 636.00 7.03 0.28 27.80 2.76 183.51 219.37 0.00 VC14 11/3/2009 21.95 3.31 750.00 6.83 0.19 26.50 3.54 147.41 131.85 15.56 VC15 11/3/2009 16.30 3.31 820.00 6.90 0.13 25.80 2.85 253.0 298.03 0.00 VC16 11/3/2009 21.50 3.31 749.00 6.83 0.20 26.10 2.73 146.26 178.75 0.00 VC17 11/3/2009 11.15 3.34 470.00 7.06 0.23 25.80 2.45 163.92 178.75 0.00 VC18 11/3/2009 15.05 3.29 784.00 6.93 0.12 25.40 4.94 275.30 267.75 7.55 VC19 11/3/2009 8.65 3.29 480.00 7.09 0.21 26.20 2.13 26.89 22.60 4.29 VC20 11/3/2009 4.25 3.29 415.00 7.19 5.56 25.10 2.07 2.70 0.55 2.15 Qua kết phân tích, tầng qh ta thấy đến 15m hàm lượng Asen tương ñối nhỏ, từ ñộ sâu 15m hàm lượng Asen bắt đầu tăng dần 75 Hình 5.1 ðồ thị biểu diễn thành phần hóa học theo chiều sâu 5.2 Tính tốn cân theo cơng cụ Zone budget mơ hình dịng chảy Mục đích tính tốn cần nước: 76 - Cần phải xác ñịnh thành phần tham gia vào cân nước mặt cắt nghiên cứu - Làm thơng số đầu vào phục vụ tính toán dịch chuyển Asen tầng chứa nước Pleistocene - Flow Budget for Zone at Time Step - of Stress Period 143 - - Budget Term Flow (L**3/T) - - - IN: - - - STORAGE = - 22.120 CONSTANT HEAD = - WELLS = - 0.0000 0.0000 ET = 0.0000 - HEAD DEP BOUNDS = 0.0000 - RECHARGE = 0.0000 - Zone to = 1707.6 : tầng qp - Zone 10 to = 0.0000 : sông vào qp - Zone 11 to = 88.053 : tầng qh xuống qp - Total IN = 1817.8 - OUT: - - STORAGE = 0.0000 CONSTANT HEAD = 77 0.0000 - WELLS = - 0.0000 ET = 0.0000 - HEAD DEP BOUNDS = - RECHARGE = 0.0000 0.0000 - Zone to = 1533.4 : tầng - Zone to 10 = 274.17 : tầng qp sông - Zone to 11 = 10.225 : tầng qp lên qh - Total OUT = 1817.8 - IN - OUT = 0.75573E-02 - Percent Discrepancy = 0.00 - Vzone = µ.V0 + µ*.V* - Trong đó: - µ: hệ số nhả nước trọng lực - µ* hệ số nhả nước đàn hồi - Vì µ* nhỏ nhiều so với µ nên Vzone = µ.V0 = µ.F.m - ∆x,∆y: kích thước lưới ðể q trình tính tốn cân ñược xác, riêng khu vực ñược chia với mắt lưới nhỏ ∆x=239m; ∆y= 173m - n: số lượng ô lưới tính cân bằng, n=125 - Vậy F= 126*239*173= 5209722 (m2) - m: Chiều dày tầng chứa nước, m= 30(m) - K: hệ số thấm tầng chứa nước qp, K= 50m/ngày - Vzone = 0,19 * 5209722 * 50 = 49426667(m3) - Khoảng cách từ VC tới sông Hồng: L= 173*15=2595(m) 78 Iy = - Gradient theo phương thẳng ñứng ∆H 0.05 = = 0,004 13 ∆L y (∆H chênh mực nước tầng qp với qh) - Vân tốc theo phương thẳng ñứng vy = KyIy n = * 0,004 ≈ 0,0006m / ngày 35 - Thời gian nước di chuyển từ tầng qh xuống qp: tñ = 13/0.0006= 21666 (ngày) - Gradient thủy lực theo phương ngang Ix = ∆H = = 0,00077 ∆Lx 2595 (∆H chênh mực nước tầng qp với sông Hồng) vx = K x I x 50 * 0,00077 = ≈ 0,13m / ngày n 0,3 - Thời gian ñể nước chảy từ VC sông Hồng: - t ng= 2595/0,154= 16850 (ngày) - Tổng thời gian t= 21666 + 16850 = 38516 - Lượng qh thấm xuyên xuống V=Q.t= 88*16835 = 1.482.800 (m3) - Thành phần % qh = 1.482.800/49426667 =0.03% 5.3 Ảnh hưởng hệ thống thủy ñộng lực tới biến ñổi Asen nước ñất phần mềm PHREEQC 5.3.1 Giới thiệu chung PHREEQC Phần mềm PHREEQC for Window phần mềm thủy địa hóa viết David Parkhurst Tony Appelo công bố từ năm 1999 ðến nay, phần mềm ñã ñược sử dụng cách rộng rãi cho việc giảng dạy vào nghiên cứu ðến năm 2008, có 6000 lượt truy cập để download phần mềm Phần mềm PHREEQC ñược sử dụng với mục đích: - Tính tốn bão hịa chất (saturation calculations) - Mơ hình thủy địa hóa (geochemical modeling) - Mơ hình dịch chuyển phản ứng chiều (1D reactive transport modeling) 79 5.3.2 Lựa chọn thơng số đầu vào Giả thiết q trình giải phóng Asen đới chứa Asen cao tầng chứa nước Holocene đại lượng khơng đổi lấy theo kết phân tích thành phần hóa lỗ khoan VCPQ Hàm lượng Asen sơng Hồng khơng đổi lấy theo kết phân tích nước sơng khu vực ðan Phượng Khi xảy trình dịch chuyển nước làm cho lượng lớn nước tầng qh ñổ vào theo tỉ lệ phần trăm tính cách sử dụng hàm MIX PHREEQC ta tính biến ñổi chất lượng nước tầng qp Trong phần mềm PHREEQC lựa chọn sở liệu wateq4f.dat chứa kim loại nặng Trong mực input data ñưa kết Asen tầng chứa nước Pleistocene, Holocene Bảng 5.3 Số liệu đầu vào thành phần hóa học tầng chứa nước mơ hình PHREEQC Bảng 5.4 Lựa chọn tỉ lệ pha trộn thơng số tính toán FREEQC Sau lựa chọn tỉ lệ mix PHREEQC, tiến hành chạy chương trình đưa kết tính, kết xuất đưa trở lại vào phần mềm để tính tốn tiếp Mỗi lần tính tồn tương ứng với bước thời gian, bước thời gian tương ứng với 38516 ngày 80 Bảng 5.5 Kết tính tốn biến đổi hàm lượng Asen theo thời gian t(bước thời qp qh gian) As(µg/l) As(µg/l) 0 253 8.012 253 15.799 253 23.367 253 30.717 253 37.849 253 44.762 253 51.457 253 57.933 253 64.192 253 10 70.304 253 11 76.200 253 12 82.238 253 13 88.058 253 14 93.158 253 15 98.250 253 16 103.343 253 17 108.435 253 18 113.528 253 19 117.900 253 20 122.265 253 21 126.630 253 22 130.995 253 23 135.360 253 81 24 138.750 253 25 142.500 253 26 146.280 253 27 149.918 253 28 153.418 253 29 156.759 253 30 159.890 253 31 162.673 253 32 165.045 253 33 167.218 253 34 169.237 253 35 171.217 253 36 172.979 253 37 174.652 253 38 176.172 253 39 177.611 253 40 179.003 253 41 180.274 253 42 181.401 253 43 182.499 253 82 Hình 5.2 Sự tăng hàm lượng Asen tầng chứa nước Pleistocene ảnh hưởng q trình vận động nước đất Theo thời gian, q trình trao đổi nước sơng với nước ngầm tăng làm cho hàm lượng Do tăng, môi trường oxi hóa tăng làm cho hàm lượng Asen giải phóng cho đất đá giảm Kết nghiên cứu nhóm chuyên gia Thủy ðiển cho thấy cơng trình quan trắc bãi giếng cũ hàm lượng Asen tầng Holocene giảm Vậy hàm lượng Asen tầng chứa nước Holocene giảm làm cho hàm lượng Asen tầng chứa Pleistocene giảm theo Nếu giả thiết hàm lượng Asen tầng chứa nước Holocene giảm đến 40µg/l, ta tính hàm lượng Asen tầng Pleistocene thay đổi Như ta thấy, hàm lượng Asen tầng chứa nước Pleistocene tăng dần trình thấm từ tầng chứa nước Holocene đến lúc đó, q trình oxy hố diễn tầng chứa nước Holocene làm cho hàm lượng Asen giảm làm cho hàm lượng Asen tầng chứa nước Pleistocene giảm theo, giảm đến đại lượng đạt đến ổn ñịnh 83 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ KẾT LUẬN Do nhu cầu phát triển kinh tế xã hôi, dân số ngày tăng, nhu cầu khai thác sử dụng nước tầng chứa nước ngày cao, làm nảy sinh nhiều vấn đề suy thối, cạn kiệt nguồn nước, biến ñổi chất lượng nước Luận văn ñề tài “Hệ thống thủy ñộng lực ảnh hưởng chúng ñối với hàm lượng asen tầng chứa nước Pleistocene vùng ñộng thái tự nhiên khu vực Thạch Thất – ðan Phượng, Hà Nội” nhằm nghiên cứu chế di chuyển Asen tầng chứa nước Pleistocene ñiều kiện ñộng thái tự nhiên Kết nghiên cứu cho phép rút kết luận sau: Hàm lượng Asen nước ñất vùng Thạch Thất – ðan Phượng ñã vượt tiêu chuẩn cho phép Asen nước ñất ñược tạo từ thành tạo aluvi trẻ trầm tích Holocene Hàm lượng Asen cao trầm tích Pleistocene sản phẩm trình di chuyển từ tầng chứa nước Holocene xuống Nghiên cứu cân nước mặt cắt thuộc bãi giếng Vân Cốc cho thấy thành phần tham gia vào cân nước là: nước mặt (sông Hồng), nước thấm xuyên từ tầng Holocene nước từ ñới bên cạnh, nước chứa tầng Kết sử dụng PREEQC cho thấy chế di chuyển Asen tầng chứa nước Pleistocene trình pha trộn chủ yếu Nếu giả thiết trình cung cấp thấm từ sơng, từ bên làm giảm hàm lượng Asen tầng chứa nước Holocene làm hàm lượng Asen tầng chứa nước Pleistocene giảm xuống KIẾN NGHỊ Hàm lượng Asen nước biến đổi cịn phụ thuộc vào nhiều yếu tố mơi trường oxy hóa khử, q trình trao ñổi cation anion nước với môi trường đất đá, q trình trao đổi tiếp xúc với khoáng vật, 84 hấp phụ lên bề mặt đất đá tinh thể khống vật Chính vậy, nghiên cứu di chuyển Asen tầng chứa nước Pleistocene cần ñược tiếp tục ñi sâu vào trình 85 TÀI LIỆU THAM KHẢO ðỗ Văn Bình (2007), Sự phân bố hình thành As nước đất trầm tích ðệ Tứ vùng Hà Nội, ñánh giá, dự báo ñề xuất giải pháp phịng ngừa ảnh hưởng ñến chất lượng nước phục vụ sinh hoạt, Luận án tiến sĩ ñịa chất Trường ðại học Mỏ ñịa chất, Hà Nội Nguyễn Thị Hạ (2006), Sự hình thành thành phần hóa học nước đất trầm tích ðệ Tứ vùng ñồng Bắc Bộ ý nghĩa cung cấp nước, Luận án tiến sĩ ñịa chất, Trường ðại học Mỏ - ðịa chất, Hà Nội Nguyễn Văn Lầu (1984), Báo cáo thăm dị sơ nước đất vùng Sơn Tây, Hà Nội ðặng ðình Phúc nnk (2002), Nghiên cứu mơ hình lan truyền vật chất nước đất khu vực phía nam thành phố Hà Nội, Bộ Nơng nghiệp Phát triển nông thôn, 2002 Nguyễn Bách Thảo (2007), Nghiên cứu mối quan hệ nước mặt nước đất thí nghiệm thấm rỉ (seepage) đáy sơng ðề tài cấp Trường ðại học Mỏ - ðịa chất, Hà Nội Nguyễn Bách Thảo, ðặng ðình Phúc (2006) Xác định thơng số địa chất thủy văn thí nghiệm cột thấm phịng Tuyển tập Hội nghị khoa học chuyên ngành ðịa chất thủy văn – ðịa sinh thái, Trường ðại học Mỏ - ðịa chất Nguyễn Bách Thảo, Phạm Quý Nhân, Flemming Larsen (2007), Xác định hệ số thấm thí nghiệm slug test lỗ khoan đường kính nhỏ, Tạp chí khoa học kỹ thuật Mỏ - ðịa chất, Số 20, tháng 10, Hà Nội Anne Esbjorn (2003), Hydrogeological Modelling in the Red River Catchment Master thesis Appelo, C A J., and Postma, D (2005), Geochemistry, groundwater and pollution, 2nd Ed A A.Balkema Publisher, Amsterdam, 2005, 649 pp 86 10 Berg, M., Pham Thi Kim Trang, Caroline Stengel, Pham Hung Viet, Tong Ngoc Thanh, Nguyen Van Dan, Walter Giger, Doris Stuben (2006), Hydrogeological and sedimentary control leading to groundwater As cotamination in Southern Hanoi under regime of high water abstraction, Proceeding National Workshop: As Cotamination in Groundwater in Red River Plain, Hanoi, pages 9-19 11 C.W.Fetter (1999), Contaminant Hydrogeology (second edition), Prentice Hall Upper Saddle River, New jersey 07458 12 David K.Todd, Larry W.Mays (2005), Groundwater Hydrology (third edition), John Wiley and Son, Inc 13 Fetter C.W, Applied Hydrogeology (Fourth Edition), Prentice Hall Upper Saddle River, New jersey 07458 14 Franklin W.schwartz/ Hubao Zhang Fundamentals of Groundwater 15 G P Kruseman, N A De Ridder (2000), Analysis and Evaluation of Pumping Test Data (second edition), ILRI Publication 47 16 Herbert F Wang, Mary P Anderson (1982), Introduction to groundwater modelling Finte difference and finite element methods Academic Press NewYork 17 Hugh Middlemis (2000), Groundwater Flow Modelling Guideline, November 2000 18 Mary P Anderson, William W Woessner (2000), Applied Groundwater Modeling Simulation of Flow and Advective Transport 19 Larsen F., P.Q.Nhan, D.D.Nhan, N.B.Thao, N.V.Hoan, H.V.Hoan, T.D.Huy (2008), “Geological and Hydrogeological Control on the distribution of As in a Holocene Aquifer, Red River Plain, Vietnam” Submitted to Appl Geochem 2008 21 Nilson Guiuer and ThomAs Franz (2002), Visual MODFLOW Pro User’s Manual, Waterloo Hydrogeologic Inc 87 22 Postma, D., Larsen, F., Nguyen Thi Minh Hue, Mai Thanh Duc, Pham Hung Viet, Pham Quy Nhan, Jessen, S., Jakobsen, R (2007), “Mobilization of As in a Red River floodplain, Vietnam: Controlling geochemical processes and reactive transport modeling”, Geochimica et Cosmochimica Acta 71: 5054-5071 23 Postma, D., Larsen, F., Nguyen Thi Minh Hue, Mai Thanh Duc, Pham Hung Viet, Pham Quy Nhan, Jessen, S., Jakobsen, R Tran Thi Luu, Nguyen Bach Thao, Trieu Duc Huy, Hoang Van Hoan, Dang Hoang Ha(2006), “Mobilization of As in a Red River floodplain aquifer at Dan Phuong: Some results of the VietAs project”, National workshop on As contamination in Groundwater in Red River plain, Ha noi, pages 19-24 24 Woessner, W.W (2000), “Stream and Fluvial Plain Groundwater Interactions: Rescaling Hydrologic Thought”, pp423-429 88 Groundwater, 38, (3), ... ñộng lực địa hóa nước đất hình thành di chuyển Asen tầng chứa nước Vì đề tài: ? ?Hệ thống thủy động lực ảnh hưởng chúng ñối với hàm lượng asen tầng chứa nước Pleistocene vùng ñộng thái tự nhiên khu. .. ðỔI ASEN TRONG NƯỚC DƯỚI ðÂT VÙNG THẠCH THẤT – ðAN PHƯỢNG – HÀ 66 NỘI CHƯƠNG ẢNH HƯỞNG CỦA HỆ THỐNG THỦY ðỘNG LỰC TỚI SỰ BIẾN ðỔI HÀM LƯỢNG ASEN TRONG NƯỚC DƯỚI ðẤT VÙNG THẠCH THẤT - ðAN PHƯỢNG... nhiễm, biến ñổi Asen nước ñất vùng Thạch Thất – ðan Phượng, Hà Nội Chương 5: Ảnh hưởng hệ thống thủy ñộng lực tới biến ñổi hàm lượng Asen nước ñất vùng Thạch Thất – ðan Phượng, Hà Nội Kết luận kiến