Sự biến đổi nồng độ asen trong nước ngầm dọc theo một mặt cắt ở làng Vạn Phúc, Hà Nội

Nghiên cứu trình bày kết quả về sự biến đổi nồng độ asen (As) trong nước ngầm dọc theo một mặt cắt tại khu vực gần trung tâm thành phố Hà Nội. Kết quả cho thấy, nước ngầm tại khu vực này không đủ an toàn để sử dụng cho mục đích ăn uống, với 64% số mẫu có nồng độ As vượt quá tiêu chuẩn cho phép của Tổ chức Y tế thế giới (WHO) về nồng độ As trong nước ăn uống.

Khoa học Tự nhiên DOI: 10.31276/VJST.63(11).17-22 Sự biến đổi nồng độ asen nước ngầm dọc theo mặt cắt làng Vạn Phúc, Hà Nội Vũ Thị Duyên1, 2, Lăng Thế Anh1, Phạm Thị Kim Trang1, 2, Phạm Hùng Việt1, 2*, Michael Berg3 Phịng Thí nghiệm Trọng điểm Cơng nghệ phân tích phục vụ kiểm định mơi trường an toàn thực phẩm (KLATEFOS), Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội Trung tâm Nghiên cứu Công nghệ môi trường Phát triển bền vững (CETASD), Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội Viện Khoa học Công nghệ nước Liên bang Thụy Sĩ (Eawag) Ngày nhận 17/6/2021; ngày chuyển phản biện 22/6/2021; ngày nhận phản biện 21/7/2021; ngày chấp nhận đăng 23/7/2021 Tóm tắt: Nghiên cứu trình bày kết biến đổi nồng độ asen (As) nước ngầm dọc theo mặt cắt khu vực gần trung tâm thành phố Hà Nội Kết cho thấy, nước ngầm khu vực khơng đủ an tồn để sử dụng cho mục đích ăn uống, với 64% số mẫu có nồng độ As vượt tiêu chuẩn cho phép Tổ chức Y tế giới (WHO) nồng độ As nước ăn uống Sự biến đổi As dọc theo mặt cắt nghiên cứu phụ thuộc mạnh vào đặc điểm trầm tích vùng tương ứng Ngồi As, nước ngầm bị ô nhiễm nồng độ cao Fe, Mn amoni Nghiên cứu cho thấy mối tương quan thuận As với thành phần thể tính khử cho mơi trường nước DOC (cacbon hữu hòa tan), NH4+ CH4 Tuy mối tương quan As với Fe Mn không rõ ràng theo chiều hướng, với kết đạt khẳng định, hình thành As nước ngầm khu vực nghiên cứu theo chế khử hòa tan khống Fe điều kiện khử Từ khóa: asen, asen địa hóa, mặt cắt, nước ngầm, Vạn Phúc, vùng chuyển tiếp ơxy hóa khử Chỉ số phân loại: 1.5 Giới thiệu Nước ngầm bị ô nhiễm As vấn đề mới, phát nhiều nơi giới từ đầu năm 1980 Ở Việt Nam, nghiên cứu ô nhiễm As Hà Nội khu vực lân cận lần công bố vào năm 2001 M Berg cs [1] Sau đó, nhiều nghiên cứu As nước ngầm thực Hà Nội, khu vực lân cận toàn Đồng sông Hồng [25] Kết nghiên cứu cho thấy, tầng chứa nước Đồng sông Hồng bị ô nhiễm As với nồng độ lên tới 3.000 µg/l, nước ngầm tầng nơng Hà Nội có nồng độ As khoảng 240-320 µg/l [1] Hơn nữa, khảo sát toàn vùng Đồng sơng Hồng cho thấy, giếng có nồng độ As cao tập trung chủ yếu khu vực đông dân cư dọc theo sông Hồng Hà Nội, Hà Nam, Nam Định, Hưng Yên, Thái Bình [5] Tuy nhiên, tầng chứa nước khu vực bị ô nhiễm As Các nghiên cứu rằng, nước ngầm tầng nông hay tầng chứa nước Holocene với trầm tích trẻ điều kiện khử mạnh dễ bị ô nhiễm As nồng độ cao Trong đó, tầng chứa nước sâu hơn, với trầm tích già điều kiện khử yếu số nơi chí có tính ơxy hóa có khả bị nhiễm As [2-4] Nước ngầm thường sử dụng làm nước ăn uống, sinh hoạt trước có nước cấp Tuy nhiên, gia tăng dân số, đặc biệt Hà Nội thập kỷ qua dẫn đến * việc khai thác mức nguồn nước này, gây nên tình trạng nước ngầm dễ bị nhiễm As, chất hữu cơ, amoni chất ô nhiễm khác Hiện nước ngầm hạn chế khai thác sau nhiều nghiên cứu cho thấy, tầng chứa nước khu vực Đồng sông Hồng bị ô nhiễm As với nồng độ cao [1, 2, 4-6] Do đó, nhà máy xử lý nước dần chuyển sang sử dụng nước mặt để xử lý cung cấp nước sinh hoạt cho thành phố Mặc dù vậy, nước ngầm nguồn cung cấp cho nước sinh hoạt thành phố Ước tính năm 2017, tổng lượng khai thác nước ngầm toàn Hà Nội triệu m3/ngày, đó, lượng nước mặt khai thác từ sông Đà sông Hồng nhà máy xử lý nước đạt khoảng 330-350 nghìn m3/ngày [7] Việc khai thác mức nguồn nước ngầm làm thay đổi hướng dịng chảy tự nhiên xu hướng bổ cập nước ngầm Chính việc thay đổi hướng dịng chảy bổ cập dẫn đến lan truyền chất ô nhiễm, đặc biệt As, từ tầng chứa nước phía xuống tầng vốn coi an tồn [8, 9] Bài báo trình bày kết nghiên cứu biến đổi As dọc theo mặt cắt làng Vạn Phúc, huyện Thanh Trì, thành phố Hà Nội mối tương quan As số thành phần hóa học nước ngầm khu vực nghiên cứu tác động trình khai thác nước tập trung trung tâm thành phố Tác giả liên hệ: Email: phamhungviet@hus.edu.vn 63(11) 11.2021 17 Khoa học Tự nhiên Variations of arsenic in groundwater from a transect in Van Phuc village, Hanoi Thi Duyen Vu1, 2, The Anh Lang1, Thi Kim Trang Pham1, 2, Hung Viet Pham1, 2*, Michael Berg3 Key Laboratory of Analytical Technology for Environmental Quality and Food Safety Control (KLATEFOS), University of Science, Vietnam National University, Hanoi Research Center for Environmental Technology and Sustainable Development (CETASD), University of Science, Vietnam National University, Hanoi Eawag - Swiss Federal Institute of Aquatic Science and Technology hoạt người dân nơi Hiện nay, người dân sử dụng nước cấp cho ăn uống sinh hoạt, nước ngầm khai thác, sử dụng số hộ dân cho mục đích khác (tưới tiêu vào mùa khơ tắm giặt) Hơn nữa, nước ngầm khu vực chịu ảnh hưởng trực tiếp từ trình khai thác nước tập trung từ nhà máy xử lý nước trung tâm thành phố Với đặc điểm tự nhiên dòng chảy nước ngầm, đặc tính trầm tích tầng chứa nước Holocene Pleistocene ví trí địa lý làm cho khu vực đặc biệt phù hợp cho nghiên cứu lan truyền As tầng chứa nước [3, 4, 10] Vì vậy, giếng quan trắc lắp đặt dọc theo mặt cắt khu vực làng Vạn Phúc nhằm phục vụ cho mục đích nghiên cứu nhiễm As nước ngầm lan truyền tầng chứa nước Received 17 June 2021; accepted 23 July 2021 Abstract: In this study, the author report detailed results of the variation of arsenic in groundwater along a transect in an area near the Hanoi city centre The results showed that 64% of collected samples exceeded the WHO guideline value for arsenic concentration in drinking water The arsenic concentration varied in a wide range, strongly depending on the sediment characteristics of each zone along the transect Aside from As, groundwater in this area also was contaminated by elevated concentrations of Fe, Mn, and ammonium The study also pointed out a positive correlation between As and reductive chemical species, namely DOC, NH4+, and CH4 in groundwater Although there is no clear trend in the correlation between As and Fe, Mn, it can be concluded that the formation of arsenic in groundwater in the study area was due to the reductive dissolution of As-bearing iron minerals under the presence of organic matter Keywords: arsenic, arsenic geochemistry, groundwater, redox transition zone, transect, Van Phuc Hình Mặt cắt nghiên cứu làng Vạn Phúc, Thanh Trì, Hà Nội (A) Mơ tả vị trí địa lý làng Vạn Phúc khu vực Đồng sông Hồng; (B) Ảnh vệ tinh (Google Earth, 2020) mô tả vị trí mặt cắt giếng quan trắc Đường kẻ màu trắng đánh dấu mặt cắt nghiên cứu Lấy mẫu phân tích Classification number: 1.5 Phương pháp nghiên cứu Vị trí nghiên cứu Khu vực nghiên cứu thuộc địa phận xã Vạn Phúc, huyện Thanh Trì, cách trung tâm thành phố Hà Nội khoảng 13 km phía nam đơng nam (hình 1) Đây khu vực điển hình cho Đồng sơng Hồng nằm khúc quanh sông, hàng năm nhận lượng phù sa lớn đổ giúp cho đất đai màu mỡ, thuận tiện cho việc trồng loại hoa màu công nghiệp Trước đây, khu vực thường xảy lụt lội vào mùa mưa nước ngầm hầu hết khai thác để phục vụ cho mục đích ăn uống, sinh 63(11) 11.2021 Tổng cộng 25 mẫu nước ngầm độ sâu khác (khoảng -20 đến -54 m từ mặt đất) lấy từ giếng quan trắc dọc theo mặt cắt nghiên cứu tháng 4/2019 bơm chìm phần nước đọng giếng bơm bỏ hoàn toàn Sau thơng số trường ổn định (pH, ơxy hịa tan, độ dẫn điện - Ec, ơxy hóa khử - Eh), mẫu nước lọc qua màng CA 0,45 µm để loại bỏ phần khơng tan vào lọ nhựa Một lọ cho phân tích ion kim loại, NH4+ PO43- axit hóa HNO3 (65%, Merck) tới pH