d1. Mùn khoan và dung dịch khoan thải
Mùn khoan và dung dịch khoan được xem là một trong các chất thải có khả năng gây ô nhiễm nặng nề và đáng quan tâm nhất trong hoạt động thăm dò - khai thác dầu khí, đặc biệt trong giai đoạn tiến hành khoan. Mùn khoan là hỗn hợp các mẩu đất đá vụn từ quá trình khoan và một phần cặn của dung dịch khoan. Dung dịch khoan là một hệ dung dịch bao gồm hỗn hợp các chất tạo độ nhớt, tăng trọng lượng dung dịch, chống mất dung dịch và chất phụ gia được pha vào nước (dung dịch khoan nền nước) hoặc pha vào dầu (dung dịch khoan nền dầu). Khi khoan dung dịch khoan được bơm xuống giếng khoan để vận chuyển mùn khoan từ đáy giếng khoan lên trên bề mặt; giữ áp suất vỉa ổn định để ngăn ngừa phun trào; bảo vệ thành giếng khỏi bị sập lở; làm mát, làm sạch và bôi trơn cho choòng khoan và cần khoan.
Sau khi thải, các thành phần tan sẽ hòa tan vào trong nước, trong khi đó các chất không tan sẽ tạo huyền phù làm tăng độ đục của nước, dẫn đến giảm độ khúc xạ ánh sáng làm
ảnh hưởng tới quá trình quang hợp của thực vật. Sự sa lắng mũi khoan lẫn dầu sẽ gây nên những biến đổi về thành phần của trầm tích và tích tụ hydrocarbon. Trong khu vực xung quanh giàn khoan, các sinh vật nhạy cảm có thể bị ảnh hưởng nghiêm trọng, thậm chí có thể bị chết. Ngoài ra việc thải mùn khoan và dung dịch khoan còn ảnh hưởng đến sự tích tụ kim loại nặng trong trầm tích, trong mô của một số loài sinh vật đáy.
d2. Nước vỉa
Nước vỉa là nước từ các tầng chứa (vỉa) dầu khí được đưa lên cùng với dầu hoặc khí trong quá trình khai thác. Trong các chất thải lỏng từ hoạt động dầu khí thì nước vỉa chiếm một khối lượng lớn với thành phần nước vỉa gồm các muối tan, hydrocarbon, kim loại… các chất phụ gia bơm vào trong quá trình xử lý và các chất rắn lơ lửng. Nước vỉa
sau khi được dẫn qua thiết bị tách dầu - nước cho đến khi đạt hàm lượng thải cho phép sẽ được thải xuống biển.
Nước vỉa đã được xử lý, trong một số trường hợp có chứa hàm lượng tương đối cao một số phụ gia tan trong nước, đặc biệt là chất diệt khuẩn và chất ức chế ăn mòn. Các chất này mặc dù bị phân hủy nhanh trong hệ thống xử lý song vẫn có thể phần nào làm tăng
độ độc hại của nước vỉa. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng nồng độ các chất độc hại trong nước vỉa thường thấp hơn ngưỡng gây độc nên nước vỉa không gây độc tức thời; sau khi thải nước vỉa có khả năng phân tán và pha loãng rất nhanh, các ảnh hưởng gây độc lên sinh vật biển là không đáng kể; ảnh hưởng lên quần thể sinh vật đáy chỉđược nhận thấy ở
vùng nước nông cửa sông.
IV.3.3. Nguồn ô nhiễm do nông nghiệp
a) Chảy tràn do mưa
Đây là nguồn gây ô nhiễm nguồn nước sông hồ. Khối lượng và đặc điểm của nước mưa chảy tràn phụ thuộc vào diện tích vùng mưa và thành phần, khối lượng chất ô nhiễm trên bề mặt vùng nước chảy qua.
Ta có công thức tính lưu lượng cực đại của nước chảy tràn:
Q = 0,278 K × I × A (4.1) trong đó Q: lưu lượng cực đại của nước mưa chảy tràn (m3/s)
I: cường độ mưa trung bình (mm/giờ) A: diện tích lưu vực (km2)
Bảng 4.5. Hệ số nước mưa chảy tràn K
Đặc điểm bề mặt K
Vùng thị tứ, phụ thuộc vào pH 0,70 ÷ 0,95
Vùng dân cư (khu tập thể) 0,50 ÷ 0,70
Vùng nhà dân riêng lẻ 0,30 ÷ 0,50
Khu công viên, nghĩa trang 0,10 ÷ 0 25
Đường có lát nhựa, bê tông 0,80 ÷ 0,90 Bãi cỏ, phụ thuộc vào độ dốc và tầng đất 0,10 ÷ 0,25
[Nguồn: Nguyễn Khắc Cường]
b) Nước tưới tiêu và chất thải động vật
Lượng nước tưới cây thường bị tiêu hao do bốc hơi mặt lá từ 1/2 ÷ 2/3, phần còn lại được tiêu ra các kênh dẫn hoặc thấm vào bề mặt đất. Phần nước còn lại này có độ mặn tăng từ
3 ÷ 10 lần so với độ mặn của nó trước khi tưới do hiện tượng hòa tan các muối có trong phân bón và sự cô đặc bởi hiện tượng bay hơi. Những ion chủ yếu trong nước sau khi tưới gồm Ca2+, Mg2+, Na+, HCO3-, Cl- và NO3-.
Vì quá trình tưới được thực hiện trong các vùng khô cạn nên phần nước thấm xuống đất mang theo các loại ion khác nhau có thể là nguyên nhân chủ yếu gây ô nhiễm nước ngầm trong các vùng đó.
Dòng chảy mặt khi có mưa chảy qua các chuồng trại chăn nuôi thường mang theo những lượng lớn các chất gây ô nhiễm đối với nước ngầm và nước mặt. Những chất gây ô nhiễm trong trường hợp này bao gồm các loại muối, các chất hữu cơ khác nhau, các loại vi khuẩn được nước vận chuyển sâu xuống đất, trong đó có nitrat, nitrit là thành phần gây ô nhiễm quan trọng nhất.
c) Phân bón và các loại thuốc trừ sâu
Khi bón phân cho cây trồng thường có một phần thấm qua đất đến mực nước ngầm. Trong thành phần các loại phân bón có chứa các hợp chất của nitơ, phospho và kali. Phosphat và những loại phân bón kali dễ dàng bị các hạt đất hấp phụ nên ít gây các hiện
tượng ô nhiễm. Ngược lại hợp chất nitơ trong dạng hòa tan chỉ được thực vật sử dụng hay
đất hấp thu một phần, phần còn lại di chuyển theo nước gây nên tình trạng ô nhiễm. Các chất dùng để cải tạo đất bao gồm vôi, thạch cao, lưu huỳnh nhằm thay đổi tính chất vật lý và hóa học của đất. Tuy nhiên sự thẩm lậu của những chất này xuống đất lại làm tăng độ mặn của nước ngầm.
Do hiện tượng khuếch tán mà các loại thuốc trừ sâu ở các vùng sản xuất nông nghiệp có thể gây ô nhiễm nước ngầm. Sự có mặt của những chất này ngay cả khi nồng độ nhỏ
cũng gây những hậu quả trầm trọng, đặc biệt khi nước ngầm được khai thác cho sinh hoạt. Tác động của thuốc trừ sâu lên chất lượng nước ngầm phụ thuộc vào tính chất của thuốc trừ sâu như cấu trúc phân tử và thời gian bán hủy của chúng, vào lượng nước mưa hay nước tưới và các tính chất của đất.
Những hậu quả của hiện tượng ô nhiễm nước bởi các nguồn chất thải khác nhau:
- Chất hữu cơ chịu phân hủy sinh học sẽ bị phân hủy làm cho nồng độ oxy hòa tan của nước giảm xuống. Các loài thủy sản có thể bị ngạt và nếu toàn bộ oxy bị sử dụng hết thì sẽ xuất hiện các mùi hôi thối do H2S, mercaptan, các amin hữu cơ... được tạo ra. - Các chất lơ lửng lắng đọng trong sông hồ tạo hiện tượng bồi lấp có thể gây ra lụt lội.
Nếu chất rắn lơ lửng thuộc thành phần hữu cơ sẽ diễn ra hiện tượng phân hủy, khí hình thành sẽ đẩy nổi chất rắn lên mặt nước tạo nên những khối bùn trôi nổi gây mất mỹ quan và hôi thối. Các loại chất lơ lửng phủ lên đáy sông hồ sẽ ngăn trở sự sinh đẻ
của cá và làm giảm số lượng các động vật là thức ăn của cá.
- Các chất gây ăn mòn (các acid, kiềm...) hoặc các chất độc (như xyanua, fenol, kẽm,
đồng...) có thể làm chết cá, vi khuẩn và các sinh vật sống trong nước. Sự hủy diệt các vi khuẩn có ích trong nước có thể tạo nên một thể nước bị tiệt trùng làm giảm khả
năng tự làm sạch của nước. Những loại nước như vậy có thể gây nguy hiểm khi sử
dụng cho sinh hoạt hay cho gia súc uống.
- Nước thải sinh hoạt và chất thải công nghiệp gây nên những ảnh hưởng vật lý bất lợi như
tăng độ đục gây biến đổi màu sắc, tạo bọt. Nước thải nóng gây hại cho chất lượng nước vì nhiệt độ tăng lên dẫn đến sự phân hủy bất lợi trong thể nước đã hoàn toàn bị ô nhiễm bới các chất hữu cơ và có thể tiêu diệt cá trong những loại nước tương đối ít ô nhiễm. - Các vi sinh vật gây bệnh có thể được thải theo nước thải sinh hoạt trong thời gian có
dịch bệnh. Thông thường nước thải công nghiệp không chứa các vi sinh vật gây bệnh loại trừ nước thải của ngành thuộc da.
- Một số nước thải công nghiệp có chứa những chất tạo vị và màu (fenol, chất thải từ
công nghiệp luyện dầu mỏ...) khi xả vào sông hồ làm cho nước không còn sử dụng
được vào sinh hoạt hoặc gây tốn kém cho việc làm sạch bằng các quá trình làm sạch thông thường.
- Nước thải các loại có thể gây sự phát triển quá mức của nấm hay những sự phát triển bất lợi khác trong các dòng chảy. Những sự phát triển đó có thể gây tắc dòng chảy và gây mùi khi chúng bị phân hủy.
- Một số thành phần vô cơ (canxi, magiê) có thể gây độ cứng lớn trong nước sông hồ
làm giảm giá trị sử dụng của nước vào một số quá trình sản xuất. Những lượng lớn muối được xả vào một dòng chảy hay một hồ nào đó là điều bất lợi nếu nồng độ
clorua của nước tăng đến giá trị gây hại cho cá và thực vật.
Khung 4.4 Ô nhiễm trong sản xuất nông nghiệp gia tăng
Ngày 30/9/2008, hội thảo “Bảo vệ môi trường ở ĐBSCL trong quá trình công nghiệp hóa - hiện đại hóa” - do Tạp chí Cộng sản, Viện Khoa học Công nghệ Phương Nam và UBND Thành phố Cần Thơ phối hợp tổ chức - diễn ra tại thành phố Cần Thơ.
Ý kiến của các nhà khoa học, nhà quản lý cho thấy: Bình quân những năm gần đây, mỗi năm tại ĐBSCL chất thải rắn sinh hoạt lên đến trên 606.000 tấn, chất thải rắn công nghiệp (trên 222.000 tấn), nước thải sinh hoạt (102 triệu mét khối), nước thải công nghiệp (47,2 triệu mét khối)...
Việc phát triển ồạt các khu công nghiệp - cụm công nghiệp (KCN-CCN), xu thế bùng phát nuôi - chế biến thủy sản chưa theo quy hoạch, cùng với tình trạng lạm dụng phân bón, thuốc trừ sâu và áp lực gia tăng đã làm cho tình trạng ô nhiễm - đặc biệt là ô nhiễm môi trường nước - hết sức nghiêm trọng.
Toàn vùng hiện có trên 150 KCN-CCN; hầu hết trong sốđó đều chưa có hệ thống xử lý chất thải đúng quy chuẩn. Nơi có đầu tư xây dựng thì vốn đầu tư xử lý chất thải bình quân chỉ đạt 1 ÷ 2%/tổng vốn đầu tư, trong khi theo quy định tối thiểu phải 10 ÷ 15% so với tổng vốn đầu tư của một dự án.
Kỹ sư Phạm Đình Đôn (Chi cục trưởng Chi cục Bảo vệ Môi trường khu vực Tây Nam Bộ) cho rằng: “Ô nhiễm ngày càng lớn đối với hệ thống sông, rạch gần các KCN-CCN, khu nuôi trồng thủy sản, khu dân cư...”.
Tại Cần Thơ, nước sông Hậu ô nhiễm cấp độ 2, rạch Sang Trắng (Phước Thới, Ô Môn) ô nhiễm cấp độ 7; tại Long Hòa (Phú Tân, An Giang) vào mùa khô nồng độ NH3 cao gấp 40 lần so với tiêu chuẩn môi trường cho phép...
“Trong sản xuất nông nghiệp, ô nhiễm đang gia tăng với cấp số nhân”. Báo cáo đề dẫn của Phó Giáo sư - Tiến sĩ Tạ Ngọc Tấn (Ủy viên Trung ương Đảng, Tổng Biên tập Tạp chí Cộng sản) còn cho biết: Khảo sát tại Trà Vinh cho thấy, 100% diện tích đất canh tác
đều lạm dụng và sử dụng không hợp lý trên 1.234 chủng loại thuốc trừ sâu, diệt cỏ, diệt chuột, kích thích tăng trưởng... Bình quân 1 ha đất sử dụng trên 1kg các loại hóa chất bảo vệ thực vật; năm nào có dịch rầy nâu, bệnh vàng lùn và lùn xoắn lá... thì số lượng sử dụng tăng đột biến rất cao.
IV.2.4. Ô nhiễm vi sinh vật trong nước ngầm
Về nguồn gốc thì ô nhiễm nước ngầm tương tự như ô nhiễm nước mặt. Tuy nhiên hiện tượng ô nhiễm nước ngầm có thể tồn tại lâu dài, khó đánh giá và việc kiểm soát lại càng khó khăn hơn. Do vậy việc ngăn ngừa ô nhiễm nước ngầm có ý nghĩa rất quan trọng.
a) Tổng quan
Ô nhiễm vi sinh vật trong nước ngầm là một vấn đề rất nghiêm trọng gây ra những dịch bệnh lây lan qua nước uống. Những hiểu biết về mức độ lan truyền của chúng trong môi trường chưa nhiều và chúng ta rất khó xác định mối quan hệ giữa các hiện tượng địa hóa, vật lý, vi sinh vật và sự ảnh hưởng của chúng đến chất lượng nước ngầm. Tuy nhiên vi khuẩn và virus giữ vai trò quan trọng trong việc kiểm soát ô nhiễm nước ngầm bởi các hóa chất và nguồn bệnh độc hại, nguy hiểm. Những nghiên cứu sâu rộng trong lĩnh vực vi sinh vật đã thừa nhận sự hiện hữu của hệ vi sinh vật thông qua các điện tử có nguồn gốc hữu cơ (vật liệu gỗ), hoặc nguồn gốc vô cơ (kim loại và hydrogen) dưới các điều kiện giới hạn của chất dinh dưỡng.
Hệ thống nước thải dân cư và nước thải đô thị, việc bổ sung bùn vào đất, trại chăn nuôi gia súc và nhà máy sản xuất bơ sữa là những nguồn chủ yếu gây ô nhiễm vi sinh vì những nguồn này chứa một lượng rất lớn các loại virus, vi khuẩn. Có trên 100 loại virus gây bệnh khác nhau đã được phát hiện từ phân như poliovirus, coxsackievirus, norwalk agent, adenovirus, rotavirus, và hepatitis A virus. Các loại vi sinh vật này gây ra nhiều bệnh tật cho con người như viêm dạ dày ruột, viêm gan, viêm màng não, viêm mắt.
Nhiều vi sinh vật chứa mầm bệnh có thểđược quan sát trong tầng nước ngầm như coliforms, virus, vi khuẩn, nấm, động vật nguyên sinh, giun sán. Tuy nhiên các vi sinh vật mang mầm bệnh đôi khi không hiện diện trong khu vực mà chúng di chuyển từ nơi khác đến.
Phương pháp gián tiếp phát hiện ra sự hiện diện của vi sinh vật trong các tầng nước ngầm và các mẫu cặn lắng bao gồm các phương pháp mạ truyền thống (đĩa đếm vi khuẩn/nấm…) và các kỹ thuật cách ly những nhóm vi sinh. Ngoài ra phương pháp xác
định trạng thái hoạt động của enzym cũng được sử dụng để nhận biết sự hiện diện của vi sinh vật, khả năng/trạng thái hoạt động.
b) Các nguồn gây bệnh từ nước ngầm
Các nguồn gây ô nhiễm đáng quan tâm hiện nay là hệ thống thu gom nước thải hộ gia
đình/đô thị và hệ thống cống rãnh. Còn những nguồn ô nhiễm không có điểm được đánh giá ít quan trọng hơn.
Đứng về quan điểm thể tích, các bể tự hoại và hệ thống xử lý có giá bám là những nguồn thải lớn nhất vào môi trường đất và nước. Những hệ thống này bao gồm bể xử lý sơ cấp kỵ khí, bể xử lý hiếu khí, bãi đất lọc. Những yêu cầu để hệ thống hoạt động tốt là: (1) độ
sâu của tầng nước ngầm, (2) điều kiện chiếm ưu thế của dòng chảy bão hòa hay không bão hòa, (3) các tính chất vật lý (thành phần và kích thước độ rỗng phân bố trong dòng chảy), (4) đặc tính của vi khuẩn bao gồm sự thích nghi, sự trao đổi chất, và các đặc tính bề mặt. Cấu trúc của bể tự hoại và hệ thống thoát nước sẽ ảnh hưởng đến tốc độ lan truyền ô nhiễm.
Chu kỳ sống của vi khuẩn gây bệnh được xác định bởi sự thích nghi và khả năng duy trì
đối với các thành phần đất và độ bám dính của các phân tử ứng với độ xốp của đất. Bề
mặt của các phân tử luôn luôn mang điện tích âm và có giới hạn tĩnh điện thông qua các lực vật lý. Khả năng lọc vật lý rất quan trọng nếu áp dụng xử lý vi sinh mức độ lớn, đồng thời đánh giá được sự phân bố coliform và khả năng gây ô nhiễm của các mầm bệnh đối với nguồn điểm.
Hình 4.1. Các nguồn có thể gây ô nhiễm nước ngầm [Nguồn: Công ty Long Thịnh (2008)]
c) Di chuyển của vi sinh vật
Thông thường mầm bệnh được phát hiện di chuyển hướng xuống từ những nguồn ô nhiễm khác nhau, trong đó ô nhiễm cục bộ bao gồm các sinh vật đến từ bề mặt thêm vào những trầm tích đã có sẵn.
Ngoài ra sự di chuyển của mầm bệnh còn được xác định bởi sự thích nghi và duy trì