3.1. Tính chất của n−ớc ngầm
3.1.1. Tính chất chung
N−ớc ngầm đ−ợc tạo nên do n−ớc m−a và hơi n−ớc thấm vào trong lòng đất và đ−ợc giữ lại trong các tầng trữ n−ớc nằm xen kẽ với các tầng không thấm n−ớc. Do n−ớc thấm qua các tầng đất đá cát sỏi giống nh− quá trình lọc qua các vật liệu lọc n−ớc nên n−ớc ngầm có hàm l−ợng chất lơ lửng nhỏ. Tồn tại trong các tầng trữ n−ớc là các khoáng chất, vì vậy n−ớc ngầm th−ờng có hàm l−ợng các nguyên tố kim loại đặc biệt là sắt và mangan. Hàm l−ợng các nguyên tố kim loại trong n−ớc ngầm phụ thuộc vào tính chất địa chất của từng khu vực. Có những nơi n−ớc ngầm rất sạch, bảo đảm các yêu cầu của n−ớc sinh hoạt và ăn uống chỉ phải xử lý đơn giản nh− khử trùng rồi đ−a vào mạng l−ới tiêu dùng. Ng−ợc lại có những nơi hàm l−ợng sắt và mangan rất cao, thậm chí n−ớc ngầm còn có hàm l−ợng các kim loại nặng khác nh− đồng, thuỷ ngân, chì, crôm, và các hợp chất Nitơ amôn cần phải qua xử lý rất phức tạp mới có thể sử dụng đ−ợc. Trong một khu vực chất l−ợng n−ớc ngầm cũng khác nhau, ví dụ khu vực phía bắc Thành phố Hà Nội chất l−ợng n−ớc ngầm tốt hơn nhiều so với phía nam Hà Nội. Thậm chí trong một nhà máy n−ớc chất l−ợng n−ớc của các giếng khai thác cũng khác nhau. Tuy nhiên, nhìn chung chất l−ợng n−ớc ngầm th−ờng tốt hơn so với chất l−ợng n−ớc mặt. Vì thế, n−ớc ngầm th−ờng đ−ợc sử dụng làm nguồn n−ớc cho sinh hoạt và công nghiệp vừa bảo đảm vệ sinh vừa giảm đ−ợc giá thành xử lý. Để có thể đánh giá đ−ợc chất l−ợng cụ thể của n−ớc ngầm chúng ta đi sâu tìm hiểu sâu về một số tính chất cơ bản của n−ớc ngầm.
3.1.2. Tính chất lý học
- Độ đục của n−ớc ngầm nhìn chung nhỏ, nếu công trình khai thác n−ớc ngầm hoàn thiện thì các chất cặn thô cũng không có trong n−ớc ngầm.
- Nhiệt độ n−ớc ngầm th−ờng t−ơng đối thấp, đặc biệt n−ớc ngầm tầng sâu nhiệt độ của n−ớc ngầm xuống tới 7 ữ 120C. Bên cạnh đó có tr−ờng hợp n−ớc ngầm có nhiệt độ quá cao tới 70 ữ 800
C (n−ớc khoáng) chỉ thích hợp sử dụng cho những mục đích đặc biệt. Nhìn chung nhiệt độ của n−ớc ngầm không thích hợp với mục đích cấp n−ớc sinh hoạt và cung cấp cho cây trồng. Nếu nhiệt độ n−ớc ngầm thấp hơn 300C hoặc cao hơn 350C khi sử dụng cần phải thông qua xử lý. Để xử lý tăng nhiệt độ, n−ớc ngầm từ giếng bơm lên đ−ợc trữ lại trong bể để hâm nóng d−ới ánh mặt trời.
3.1.3. Tính chất hoá học
Tính chất hoá học của n−ớc ngầm th−ờng đ−ợc thể hiện ở độ khoáng hoá của n−ớc ngầm. N−ớc ngầm nhìn chung có độ khoáng hoá cao so với yêu cầu cho phép sử dụng để sinh hoạt, ăn uống và các mục đích khác. Trong nông nghiệp nếu nồng độ tổng số các chất khoáng chứa trong n−ớc μ < 1,7 g/lit có thể dùng để t−ới cho các loại cây trồng. Nếu từ μ = 1,7 ữ 3 g/lit khi sử dụng phải thông qua xử lý bằng cách pha loãng. Tuy nhiên, độ khoáng hoá cho phép còn phụ thuộc vào tính chất của từng loại muối chứa trong n−ớc.
29 Trong số các loại muối khoáng chứa trong n−ớc ngầm thì các muối có chứa Na+, Cl-, CO32- là những muối độc sau mới đến các loại muối và chứa các gốc Sunfat. Mức độ độc hại của một số loại muối đ−ợc thể hiện qua nồng độ cho phép trong n−ớc ngầm để t−ới ở vùng đất dễ thấm n−ớc nh− sau:
NaHCO3 : μ < 1000 mg/l
NaCl : μ < 2000 mg/l
Na2SO4 : μ < 5000 mg/l
Nếu hàm l−ợng các loại muối trong n−ớc ngầm nằm trong phạm vi cho phép thì càng có nhiều loại muối chứa trong n−ớc, độ độc hại sẽ giảm vì chúng sẽ tự trung hoà lẫn nhau. Ví dụ thạch cao CaSO4 sẽ có tác dụng tốt đối với các loại muối Na+, K+, Mg2+ và muối MgSO4 làm giảm độ độc của muối Na2SO4 và bản thân Na2SO4 lại làm dịu tính độc hại của MgCl2 và NaCl.
Để nâng cao chất l−ợng n−ớc ngầm có hàm l−ợng Na+ cao ng−ời ta pha n−ớc ngầm đó với bột thạch cao có tác dụng biến muối NaHCO3 thành Na2SO4 và CaCO3 lắng đọng và dễ dàng tách khỏi n−ớc ngầm.
Thực tế cho thấy trong n−ớc ngầm hầu nh− xuất hiện tất cả các loại muối tự nhiên nh−: Na2CO3, MgCO3, Na2SO4, Fe2(SO4), Al2(SO4)3, NaHCO3... NaCl, NaBr.
ở các vùng sa mạc n−ớc ngầm chứa các muối NaNO3, KNO3. Đối với n−ớc ngầm có hàm l−ợng đạm và lân cao nếu sử dụng làm n−ớc t−ới lại có ích với cây trồng vì đây là nguồn phân thiên nhiên quý giá.
Độ độc hại của các loại muối đối với cây trồng có thể sắp xếp nh− sau: Na2CO3, NaHCO3, NaCl, Na2SO4, MgCl2, MgSO4.
Bảng 3.1 - Một số kết quả phân tích n−ớc ngầm ở miền Duyên hải phía Bắc Việt Nam
Địa điểm Thời gian pH Cl- g/l SO42- g/l Ca2+ mg/l Mg2+ mg/l Al3+ mg/l Fe3+ mg/l H+ mg/l Σ g/l Quỳnh Côi (Thái Bình) 1980 4,8 0,35 1,2 158 543 13,8 2,5 An Thuỵ (Hải Phòng) 1986 6,8 2,6 0,9 39,0 2,6 N/T Rạng Đông (Ninh Bình) 1984 7,2 0,85 0,34 3,1 Nam Sơn (Hải H−ng) 1987 3,2 0,58 49 63,67 199,07 72,64 10,95
- Ngoài các hợp chất muối chứa trong n−ớc ngầm ng−ời ta còn dựa vào một số chỉ tiêu khác để đánh giá chất l−ợng n−ớc ngầm.
- Hàm l−ợng các nguyên tố kim loại chứa trong n−ớc ngầm đặc biệt là các kim loại nặng Sắt, Chì, Mangan, Đồng, Thuỷ ngân, Asen, Crôm... Do điều kiện địa chất của tầng trữ
30
n−ớc, do quá trình hình thành n−ớc ngầm, nhìn chung hàm l−ợng các nguyên tố kim loại trong n−ớc ngầm t−ơng đối cao cần đ−ợc quan tâm một cách thích đáng.
- Hàm l−ợng các hợp chất hữu cơ nh−: Cyanur, Phenol, Sunfua... chứa trong n−ớc ngầm đặc biệt ở các vùng tập trung dân c− và nhà máy xí nghiệp công nghiệp cũng t−ơng đối cao. Ngoài ra về mặt an toàn vệ sinh hàm l−ợng các chất độc hại nh− thuốc trừ sâu, vi khuẩn gây bệnh nh− Coliform cũng dễ xuất hiện trong n−ớc ngầm.
3.2. Các khả năng và nguyên nhân Ô nhiễm n−ớc ngầm 3.2.1. Các khả năng ô nhiễm n−ớc ngầm 3.2.1. Các khả năng ô nhiễm n−ớc ngầm